Самодельный ветрогенератор

Перевод с watchtv.net

У каждого «Кулибина» есть свое видение, как сделать простой ветрогенератор в домашних условиях. После продолжительных поисков на просторах Интернета, я выработал некую общую идею. Идея не нова и не уникальна, но она легкая в исполнении и обойдется относительно недорого.

В местном строительном магазине я купил трубы, переходной тройник, заглушку и несколько метров 3/8-16 проводов (some 3/8-16 all thread). Для этого творения я нашел в своих запасах генератор переменного тока GM 7127. На просторах Internet я нашел компанию, которая занимается продажей высоковольтных катушек статора, еще одна фирма занимается продажей трансмиссии, а у третьей я купил электронный контролер для простоты наблюдения за процессом
зарядки моего аккумулятора.

После покраски весь механизм выглядит намного симпатичнее. Я установил небольшой диод на верхушке стойки турбины и подсоединил ее проводами к катушке. Это не генератор с постоянным магнитом. Лампочка позволит катушке самовозбуждаться и покажет, когда генератор не выдает заряд и может быть отсоединен от аккумулятора.

На фото выше видно как я уже установил лопости из углеволокна. Я покрасил ступицу и крепежи лопастей в белый цвет. Осталось дождаться безветрянного дня или практически безветрянного дня, чтобы протестировать мою конструкцию «в полевых условиях». Генератор 7127 я купил в компании AutoZone, набор для усовершенствования статора — MTM cientific, углеволоконные лопости и ступица — Picou Builders Supply, Co Inc., трубы и остальные мелкие детали — в ближайшем строительном магазине. Итого я потратил $135.00. Как только я установлю механизм на верхушку башни и подключу ее, смогу посчитать затраты на 1 Вт.

При монтаже на месте, я решил снять лопости, чтобы облегчить процесс установки и не повредить лопости при поднятии и установке.

После более тщательных подсчетов я обнаружил, что при текущей длине флагштока мне не удасться правильно установить механизм на месте. Я отрезал 16″ трубы согласно новым расчетам, но почему-то новый отрезок трубы оказался на 0.015″ толще, чем нужно. При помощи напильника и наждачной бумаги через 2 часа я получил желаемый диаметр.

Благодаря помощнику я поднял свою турбину на платформу, но оказалось, что на платформе я не могу самостоятельно поднять и правильно сбаланстровать турбину, чтобы укрепить ее на стойке. На этом я решил остановиться и привязал турбину к платформе, чтобы в случае сильного ветра она не свалилась вниз.

На фото вверху Вы видите три 10′ куска 3/4″ кабеля. Можно купить в любом строительном магазине по приемлемой цене.

Благодаря своим инженерным способностям я собрал трехног-подъемник для удобства самостоятельного поднятия и установки ветротурбины.

Наконец-то турбина заработала. Осталось только подсоединить ее к аккумулятору.

Прошлой ночью дул достаточно сильный ветер, но турбина «была на высоте». Временами порыв ветра достигал 35 — 40 миль/час. При таком ветре турбина создавала шум, но главное, что она выдержала такое испытание. Из-за заводского ограничения автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток, пока сила ветра не достигнет 12 миль/час. Но для моих нужд этого много. Проблема с автомобильным генератором заключается в том, что при нулевых оборотах он не вырабатывает и не показывает напряжение, а при низких оборотах до момента начала выработки тока, он его потребляет. Такие перемены напряжения практически испортили мой аккумулятор. Я немного отложил установку турбины на флагшток и купил небольшие «навороты», чтобы сделать генератор переменного тока с постоянным магнитом.

Я перемотал обмотку статора, который купил в сети. Изначально статор имел 4 витка провода №14. Я подсчитал, что могу заменить их на 10 витков провода №18. (Несколько лет назад я уже менял обмутку статора обычного автомобиля на меньшее кол-во витков при большем диаметре провода. В этом случае мотор генерирует больше тока и имеет большую мощность. Я просчитался и сделал обмотку из 11 витков, вместо планируемых 10. При укладке первого слоя (фазы) все прошло как по маслу, но уложить дополнительные 4 провода в последнем слое — оказалось непростой задачей.

Я попытался сделать с помощью пресса углубления в старом статоре, но безрезультатно. Отчаявшись добиться результата прессом, я вытачил карман глубиной в палец для нового магнита.

Моя затея с ручной перемоткой статора провалилась. Некоторые кольца обмотки соприкасались с металлическим сердечником и создавали короткое замыкание. Мне пришлось купить лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В. Я пометил капы и развел их для пущего удобства. Купленный мною ротор со скошенными пазами дает хороший пусковой момент. Я подсоединил вольтметр и с помощью ручной тяги получил чуть более 9 В.

Я вытачил фланец для того, чтобы привентить к нему мотор/генератор к тому же креплению, что я использовал для автомобильного генератора переменного тока.

Новый статор не настолько велик как его предшественник — автомобильный генератор, но зато даже при легком ветерке вся конструкция пришла в действие. Нужно было с самого начала идти этим путем, но зато как говориться: «На ошибках учимся!» Предохраняющий диод не дает генератору перейти в режим мотора. Для выработки более 13 В, чтобы преодолеть сопротивление аккумулятора и начать зарядку, хвататет силы ветра равно 7-8 миль/час. Похоже дело стоило усилий. Думаю, нужно подготовить документацию на такую успешную модель.

Выше Вы видите фото моего старого аккумуляторного блока. Как видите наглядности в ней маловато. Сейчас я работаю над новой доской с измерительными приборами, которую я планирую повесить над аккумулятором. Доска с измерительными приборами будет состоять из индикатора заряда аккумулятора, резистора нагрузки, вентилятора системы охлаждения, выпрямительного моста, регулятора зарядки и клеммника с предохранителями. На следующий день при силе ветра 10 миль/час мой аккумулятор был полностью заряжен и регулятор зарядки переключил реле на сеть. Я подключил электросчетчик и «О, диво!» стрелка на нем показала чуть больше 16 В при 3 А и 8 Ом. (я последовательно соединил четыре по 2 Ом 100 Вт резистора.) Не плохо для начала!

Вот фото вращающегося механизма, над которым я сейчас работаю. Генератор Ametek монтируется справа, а хвост крепиться на изогнутую часть трубы сзади. При очень сильном ветре, вся конструкия генератора поворачивается по ветру поднимая и заворачивая хвост. Как только выпадет безветренный денек, я снова примусь за монтаж обновленной конструкции. При скорости ветра 40 миль/час лопасти при вращении задевают флагшток и создают такой звук как вроде бы на моей крыше пытается приземлиться вертолет. Соседи стали жаловаться и это послужило дополнительным стимулом для переделки.

Для пущей наглядности на доске с измерительными приборами я установил амперметр и вольметр. Так мне легче будет контролировать показания. Я расчитываю получить мощность в три раза больше от текущего показателя (около 700Вт)

Я соединил лентопротяжной мотор с механизмом вращения. Но монтировать всю конструкцию еще рано, пока я не закончил мотор. Когда я его открыл, то решил заменить подшипники и покрыть его слоем защитной краски, чтобы уберечь от стихии.

В действии…

Возможно на картинке и не видно, но стрелочка силы ветра дошла до показателя в 13 миль/час, а это составляет 10 А при напряжении в 20 В = 200 Вт.