Ветрогенератор бочка своими руками

За рубежом уделяется большое внимание ветрогенераторам. Сегодня в Европе трудно найти место, из которого не были бы видны их большие, медленно вращающиеся пропеллеры. Ветрогенераторы для выработки электроэнергии используются на фермах, в лесхозах, в поселках и даже в частных домах.

Мало кто знает, но в нашей стране в 1913 г существовали сотни тысяч деревянных ветряных мельниц, а по некоторым данным около миллиона, от которых, после коллективизации, не осталось даже следов.

Сегодня интерес к ветроагрегатам появляется и в России. Однако, промышленные ветрогенераторы, а тем более импортные очень дороги. Государственной поддержки ветроэнергетическим разработкам не существует. Поэтому, в нашей стране ветрогенератор остается заморской диковиной, а увидеть живьем можно скорее самодельные ветрогенераторы.

К сожалению, в русском языке слово «самодеятельность» приобрело несколько ироничный, негативный оттенок. Но самодельщиками, были, например, К.Циолковский, Г.Форд, С.Королев и, даже, — Б.Гейтс.

Самодеятельность — основа основ бизнеса в странах, которые принято теперь называть цивилизованными. Впрочем самодеятельность важна не только в бизнесе, но и в общественной жизни, творчестве, благотворительности и т.д.

Тем не менее, постройка даже небольшого ветрогенератора традиционной конструкции ( с горизонтальной осью вращения пропеллера) — не самая легкая задача.

Гораздо проще конструкции ветрогенераторов с вертикальной осью вращения ветрового колеса и они менее дорогие. Его схема похожа на схему классического анемометра — прибора для измерения скорости ветра, см на фотографии слева.

Этюд на тему бочки

На мой взгляд, легче всего построить небольшой дешевый ветрогенератор, изготовив ветроколесо из легкой металлической бочки — стальной или алюминиевой, например, из под мебельного лака, клея и т.п.

Бочки изготавливаются из хорошего металла, имеют высокую точность и жесткость. Бочки недорогие, а в некоторых местах — например на севере — они вообще ничего не стоят. Для ветрогенератора можно использовать и ненужную пластиковую бочку. В зависимости от потребной мощности ветрогенератора, бочку можно взять емкостью на 50- 100 литров или более. Мощность генератора увеличивается пропорционально диаметру и высоте бочки. Можно поставить две -три бочки друг на друга.

Для того, что бы вырезать простейшее ветряное колесо из бочки, нужна только болгарка, и эта работа займет всего несколько минут. На боковой поверхности бочки делают прорези, как показано на рисунке, а затем — аккуратно отгибают передние и задние кромки лопастей на нужный угол. Уточнить форму лопастей ветрогенератора можно при помощи киянки. Количество лопастей ветроколеса может быть различным, от двух и более. В качестве оси ветроколеса можно использовать, например, отрезок трубки или арматуры.

Рисование чертежа у меня заняло гораздо больше времени, чем изготовление действующего макета ветроколеса. Макет был сделан при помощи острого ножа из консервной банки, (которая очень похожа на бочку), и показал неплохие крутильные качества. Каждый может легко повторить этот опыт и попробовать цилиндрическое ветроколесо в действии.

Снять энергию с вертикального ветроколеса не представляет сложности, даже без применения сварки для соединения деталей. Для передачи энергии можно использовать, например, велоцепь, ремень или обрезиненный ролик. В качестве электрогенератора можно использовать, например, подходящий по мощности микроэлектродвигатель на постоянных магнитах или готовый велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно также смонтировать простейший возбудитель генератора на постоянных магнитах прямо на днище бочки или на оси ветроколеса. Вертикальная схема ветрогенератора позволяет без труда организовать кривошипный механизм и обеспечить возвратно-поступательное даижение исполнительного механизма. Например, к кривошипу можно «привязать» поршневой или мембранный насос. Не исключается и кулачковая пара , например кулачок-бензонасос, или кулачок и линейный электрогенератор, т.е. катушка — магнит и т.д. и т.п. Один изобретатель для извлечения электричества недавно приладил к миниатюрному ветрогенератору пъезоэлемент.

Можно придумать большое количество вариантов использования старых бочек для изготовления ветрогенераторов, например, см следующие две схемы: а — из одной бочки, б — из двух бочек.

Самое сложное — сделать первый шаг. Отметим только, что любой фрагмент бочки — это уже готовая лопасть ветрогенератора, которую даже не нужно изгибать. Соединять их можно на винтах — саморезах, болтиках или заклепках. Нагрузки на детали в небольшом ветрогенераторе не велики. Вариантов вырезывания лопастей из бочек и соединения их в пространственные конструкции может быть великое множество — только вопрос фантазии. Бочку можно резать вдоль, поперек и наискосок — кому как нравится. Наличие сварочного аппарата делает возможности формотворчества неограниченными. Из фрагментов бочки можно построить все известные и новые виды ветро-роторов.

Я бы назвал эти конструкции в шутку бочкогенераторами. Возможно, они не самые совершенные с точки зрения аэродинамики, но зато — очень простые в изготовлении. Своего рода игра.

Малогабаритный ветрогенератор может петь и мигать лампочками, его можно использовать для зарядки аккумуляторов, питания электронных приборов, освещения, подачи и подогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины, аэрации водоемов и т.д., в местах, удаленных от постоянных источников энергии. Например, — на пастбище, бахче, огороде, полевом стане, на пограничной заставе и т.д. и т.п. Небольшой ветрогенератор с вертикальным ветроколесом может быть просто привязан к дереву. Изготовить ветрогенератор из подручных материалов способен даже школьник.

Между прочим, когда С.И.Мосин изобретал свою знаменитую трехлинейную винтовку, с электричеством в нашей стране были большие проблемы. Поэтому токарный станок, на котором он вытачивал детали винтовки, пририводился в движение ветрогенератором. И этот ветрогенератор знаменитый оружейник построил на крыше собственного дома.

Следует помнить, что ветрогенератор, даже при небольшом ветре, может нанести своими лопастями удар большой силы. Всякий движущийся механизм опасен ! Все острые кромки деталей должны быть тщательно притуплены.

В мировой сети огромное количество информации о ветрогенераторах. Например:

немножко теории на русском языке документ PDF, размер файла 0,7 мб
немножко практики на англ. языке с картинками http://www.windside.com
немного о современных постоянных магнитах http://c-a-m.narod.ru/techno/magnit.html

Посмотреть больше картинок о вертикальных ветрогенераторах

Между прочим, бочка отлично плавает, поэтому из нее можно соорудить и плавучий водяной генератор, запустив его в ручье или реке, своего рода микро-гэс, которой не нужна никакая плотина. Но конструктивно это задача несколько сложнее.

Источник

Ветрогенератор из бочки: особенности самостоятельного изготовления устройства

Дата публикации: 21 июня 2019

Ветер обладает огромной разрушительной силой, которую, при грамотном подходе, можно использовать в мирных целях. Например, для получения бесплатной электроэнергии с помощью ветрогенератора – несложного по конструкции устройства, неизменно демонстрирующего высокую эффективность и соответствие требованиям безопасности. Обычному ветряку вполне под силу обеспечить электроэнергией небольшой дом или один-два энергоемких прибора. Чтобы не тратить деньги на покупку ветрогенератора через Интернет, попробуйте собрать его своими руками из металлической бочки. Тем более что эта задача не требует крупных расходов и много времени на установку и настройку ветряка.

Как работает ветряк из бочки

Конструкция устройства проста: на трубу насажено колесо с лопастями, которое приводится в движение силой ветра. Для передачи крутящего момента на вал генератора в устройство встроен редуктор. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, который затем подается к точкам потребления – подключенным в сеть приборам и бытовой технике. При условии взаимной сочетаемости элементов по рабочим параметрам такой ветряк из бочки на удивление работоспособен, поставляя на объект необходимое количество электроэнергии и снимая часть нагрузки на сеть.

Принцип действия ветрогенератора основан на вращении лопастей, запускаемых в действие ветром средней или значительной силы. Через редуктор вращение передается на вал генератора, где происходит трансформация механической энергии в электрическую. Мощность устройства определяют такие параметры, как размер колеса с лопастями, сила ветра и высота мачты. Чем выше перечисленные параметры, тем мощнее конструкция ветряка, и тем больше электроэнергии поступает на объект к конечному потребителю.

В зависимости от направления вращения различают ветрогенераторы с вертикальной или горизонтальной осью вращения. Сконструировать первые значительно проще и дешевле, поэтому ниже будет рассмотрен именно этот вариант.

Из каких материалов собрать своими руками ветряк из бочки

Лопасти ветрогенератора могут иметь размеры от 50 см до 6 м. Для их изготовления вполне достаточно обычной металлической бочки объемом 50-100 л из стального или алюминиевого сплава. Как правило, конструкции таких бочек имеют значительную прочность и жесткость. Тем более что их нередко применяют для транспортировки горюче-смазочных материалов, где использование прочной тары обусловлено требованиями техники безопасности. Также потребуется труба для установки лопастной конструкции, генератор автомобиля, крепежи и металлический профиль небольших размеров для взаимного крепления элементов ветряка.

Последовательность изготовления вертикального ветряка из бочек

На первом этапе необходимо изготовить и установить лопасти. Для этого на боковой поверхности бочки делаются вертикальные прорези по количеству элементов. Так, если их планируется четыре, выполняется пять разрезов на расстоянии, равном ширине лопасти. Округлая поверхность каждого элемента требует дополнительного улучшения для приобретения требуемых аэродинамических характеристик. Поэтому передний и задний срез лопастей немного изгибается, чтобы ускорить вращение конструкции. Здесь важно не переусердствовать, чтобы при сильном ветре ветряк не погнулся от огромной нагрузки и не слетел с креплений.

Если форма лопастей требует некоторой корректировки, ее можно выполнить деревянным молотком, слегка постукивая по гибкому металлу. Количество вращающихся элементов может составлять от двух до шести, в зависимости от желаемой мощности устройства. Готовые лопасти устанавливают на колесо, надежно фиксируют винтовым или заклепочным соединением. Затем конструкцию надевают на заранее подготовленную металлическую трубу, установленную вертикально. Важно тщательно рассчитать количество и расположение точек крепления, чтобы упростить последующую настройку вращения ветряка.

Для превращения механической энергии вращения лопастей в электрическую будет использован автомобильный генератор с ротором, соответствующим средней силе ветра. Чем выше его скорость, тем больше должен быть диаметр ротора. Все перечисленные элементы подключают и проверяют в работе, раскрутив лопасти. Важно протестировать ветряк до момента установки, чтобы сразу внести в конструкцию необходимые изменения и монтировать полностью работоспособное устройство.

Установка вертикального ветряка из бочек

Монтаж готового генератора выполняется на прочном бетонном фундаменте с фиксацией в трех точках для максимальной устойчивости конструкции. Важно выбрать для установки ровное место с плотным стабильным грунтом, не склонным к осыпанию. Значение также имеют климатические условия региона, в частности – сила и направление ветра. После застывания бетона можно устанавливать мачту – вкопать ее в грунт и надежно зафиксировать растяжками.

Чтобы получить максимальное количество ветровой энергии, требуется поднятие мачты на высоту до 20м. Такое решение позволяет ветрогенератору работать в условиях ветра на 20-30% сильнее, чем на уровне земли. Таким образом, количество выработанной электрической энергии удастся увеличить в 1,7-2 раза.

Подключение ветряка из бочки

После установки остается подключить устройство к генератору, руководствуясь правилами монтажа электрической цепи. Генератор крепится непосредственно к мачте, где установлен ветряк, и к нему подключается аккумулятор для накопления и «хранения» выработанной электроэнергии. Для исключения короткого замыкания монтировать ветряк необходимо с применением проводов сечением от 2,5 кв.мм и выше. Если рабочие параметры устройства при тестировании оказались ниже, можно подключить в цепь преобразователь постоянного тока в переменный.

Обратите внимание

Сила вращения генератора при среднем и сильном ветре достаточно велика. Поэтому находиться возле работающего устройства небезопасно. Удар лопасти может быть очень сильным и причинить серьезные травмы. Кроме того, важно тщательно обработать металлические края лопастей, чтобы на них не было острых заусенцев и углов.

Особое значение для работоспособности устройства имеет его периодический осмотр на предмет ослабевания крепежей и разрушения металлических элементов под действием коррозии. Зимой необходимо тщательно очищать лопасти от снега и наледи, чтобы значительная весовая нагрузка не стала причиной их деформации и отрыва от колеса.