Как сделать контроллер для ветрогенератора своими руками: устройство, принцип работы, схема сборки

Надежный контроллер для ветрогенератора: схема, принцип работы устройства и изготовление своими руками

Ветрогенератор во время своей работы производит электроток. Напряжение его неровно, так как напрямую зависит от скорости ветра.

Некоторые владельцы подключают ветряк непосредственно к потребителю — осветительным приборам, насосам и т.д.

Но большинство пользователей предпочитает использовать полный комплекс оборудования, позволяющий получить стабильное напряжение, необходимое для питания всех бытовых приборов и устройств.

Обратите внимание

Такая равномерность достигается использованием промежуточной аккумуляторной батареи, которую заряжает генератор. При этом, величину заряда необходимо постоянно удерживать в рамках рабочих параметров устройства, иначе напряжение в локальной сети пропадет, или, что гораздо хуже, выйдет из строя АКБ.

Допускать закипание аккумуляторов никак нельзя, поэтому необходимо устройство, ограничивающее напряжение на входе.

Что такое контроллер заряда?

Функцию контроля за величиной заряда выполняет балластный регулятор, или контроллер.

Это электронное устройство, отключающее аккумулятор при возрастании напряжения, или сбрасывающее излишки энергии на потребитель — ТЭН, лампу или иной простой и нетребовательный к некоторым изменениям питания прибор.

При падении заряда контроллер переключает АКБ в режим заряда, способствуя восполнению запаса энергии.

Первые конструкции контроллеров были простыми и позволяли только включать торможение вала. Впоследствии функции устройства были пересмотрены, и лишнюю энергию начали использовать более рационально.

А с началом использования ветрогенераторов в качестве основного источника питания для дачных или частных домов проблема в использовании лишней энергии отпала сама собой, так как в настоящее время в любом доме всегда найдется, что подключить.

Существуют разные конструкции контроллеров. Можно приобрести готовый прибор, изготовленный в производственных условиях и точно выполняющий свои функции. Но чаще владельцы самодельных ветряков предпочитают собирать контроллеры самостоятельно, что обходится гораздо дешевле, проще ремонтируется и намного понятнее, чем устройство заводского изготовления.

Устройство и принцип работы

Одним из простых вариантов сборки контроллера является использование автомобильного реле-регулятора. Это устройство само по себе уже является готовым контроллером, дополнительных элементов для создания нужного прибора требуется совсем немного. Использовать только одно реле нельзя, поскольку оно не рассчитано на высокую частоту срабатываний и сразу выйдет из строя.

Схемы балластного регулятора

Существует несколько базовых схем контроллеров, имеющих собственную специфику:

Прерывание по минусовому контакту

Нагрузка через транзистор подается на реле.

Оно пропускает ток до достижения максимального заряда, но как только нужное значение будет достигнуто (автомобильное ВАЗовское реле отсекает 14,5 В), то реле отключает минус, а транзистор открывается и пропускает ток на балласт.

Как только напряжение упадет, транзистор закрывается, а реле вновь соединяет минус и начинается зарядка АКБ. В качестве балластного потребителя обычно используется обычная лампочка.

Прерывание по плюсу

Эта схема намного проще, но действует не менее эффективно. При использовании плюсового контакта в качестве управляющего транзисторы обычно заменяют твердотельным реле типа GTH6048ZA2 или подобного.  Соединение генератора и АКБ получается прямым, как и контроллер.

При превышении заряда устройство автоматически подключает нагрузку к аккумулятору, обеспечивая расход излишнего заряда. При достижении критического напряжения 14,5 В реле-регулятор включает твердотельное реле, подключающее нагрузку. Схема проста и поэтому она весьма надежна.

Усложнённый вариант схемы контроллера

Этот вариант применяется для трехфазных генераторов. Схема намного сложнее, так как в ней используются микросхемы и дополнительные элементы, обеспечивающие их работу. В качестве балласта используется нихромовый резистор, намотанный на керамике.

Принцип действия устройства состоит в выпрямлении полученного от генератора трехфазного тока, который через реле поступает на микросхему. При понижении напряжения триггер переключает схему в режим загрузки, при повышении — включается балласт, отбирающий лишний заряд. Можно собрать схему как для 12, так и для 24-вольтовых устройств.

Внимание! В настоящее время на рынок поступило множество китайских контроллеров, вполне доступных по цене и способных работать с разными устройствами от 12 до 30 В. Они вполне функциональны и способны избавить от самостоятельной сборки с неясным результатом.

Как сделать устройство управления своими руками?

Изготовление устройства своими руками доступно только тем, кто имеет некоторые навыки работы с паяльником, в состоянии уверенно читать схемы и вообще имеет хотя бы общее представление об электротехнике и принципах работы электронных устройств. Подходить к вопросу без понимания его сути бессмысленно, так как малейшая ошибка поставит такого мастера в тупик.

Источник: https://Energo.house/veter/kontroller-dlya-vetrogeneratora.html

Контроллер для ветрогенератора

Контроллер – это электронное устройство, отвечающее за преобразование переменного напряжения, вырабатываемого генератором в постоянное, и контроль заряда аккумуляторных батарей.

Наличие контроллера в схеме работы ветровой установки позволяет осуществлять работу ветрового генератора в автоматическом режиме вне зависимости от внешних факторов (скорость ветра, погодные условия и т.д.

).

Принцип действия

Для различных типов ветровых генераторов используют различные виды и конструкции контроллеров, но основные принципы работы подобных устройств, можно разделить на два типа, это:

  1. Для ветровых установок относительно не большой мощности: при достижении напряжения на клеммах аккумуляторных батарей выше 15,0 В, контроллер перемыкает обмотки генератора, что приводит к остановке вращения лопастей ветровой установки. При снижении напряжения до 13,5 В, контроллер дает команду на разблокировку обмоток, и установка начинает работать в нормальном режиме.
  2. Для мощных ветровых установок – в комплекте с электронным блоком контроллера монтируется балластный резистор с большим сопротивлением. При достижении напряжения на клеммах аккумуляторов в 14,0 – 15,0 В, контроллер не отключает ветровую установку, а «лишнюю» энергию сжигает на балластном сопротивлении. В качестве балласта могут быть использованы нагревательные элементы (ТЭНы), служащие для нагрева воды в системах горячего водоснабжения или отопления зданий и сооружений.

Основные характеристики

При выборе контроллера, используемого в схемах ветровых генераторов, необходимо изучить технические характеристики данного электронного устройства.

Основными характеристиками, которые указывает производитель, служащими критериями выбора подобных устройств, являются:

  • Номинальное напряжение, измеряемое в Вольтах;
  • Рабочая мощность, измеряемая в Ваттах;
  • Максимальная мощность, измеряемая в Ваттах;
  • Максимальный ток, измеряемый в Амперах;
  • Сброс балластной энергии (что может быть использовано);
  • Условия эксплуатации (рабочая температура, влажность, высота над уровнем моря);
  • Способность к дистанционной передаче данных о работе ветровой установки;
  • Габаритные размеры;
  • Вес устройства.

Виды

В настоящее время отечественные и зарубежные компании, специализирующиеся на производстве альтернативных источников энергии, а также их комплектующих, выпускают несколько видов контроллеров, успешно работающих в ветровых установках, это:

  • PWM (ШИМ) контроллеры – устройства с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). В аппаратах данного вида осуществляется процесс управления мощностью, путём изменения импульсов, при постоянной частоте.

Достоинствами данного вида являются:

  • Относительно не большие габаритные размеры, в сравнении с аналогами;
  • Способность к быстродействию в процессе работы;
  • Надежность конструкции.
  • МРРТ контроллеры – как правило используются в солнечных установках, но могут применяться и в комплекте с ветровыми генераторами. Основой работы устройств данного вида является способность определять точку максимальной мощности, которая характеризуется напряжением и силой тока в конкретный момент времени.

Достоинствами данного вида являются:

  • Являются наиболее эффективными устройствами, в сравнении с аналогами.

Основной недостаток – более высокая стоимость.

Контроллер для ветрогенератора и солнечных панелей

Для работы с ветровым генератором можно использовать контроллер, изначально предназначенный для работы с солнечной электростанцией, главным условием для этого, является наличие возможности, у конкретной модели, выполнить настройку «выхода» (load).

Ветровой генератор подключается на вход используемого контроллера, единственное, что необходимо сделать, это установить диодный мост, для преобразования переменного напряжения, вырабатываемого генератором в постоянное, на котором осуществляется работа аккумуляторных батарей.

В контроллерах, используемых в солнечных электростанциях, отсутствует диодный мост на входной группе, т.к. солнечные батареи производят постоянный электрический ток.

<\p>

Важно

Аккумуляторные батареи подключаются в соответствие со схемой используемого контроллера, а на «выход» подключается балластное сопротивление, в качестве которого может быть использована любая нагрузка, единственное условие при этом – мощность нагрузки должна соответствовать мощности генератора.

После того, как контроллер включен по выше обозначенной схеме, необходимо выполнить настройки режимов работы, задающие пороги отключения и включения балласта.

Контроллер своими руками (схема)

Зная основы электротехники и умея работать паяльников, можно изготовить контроллер ветровой установки самостоятельно.

В настоящее время есть возможность найти различные схемы подобных устройств различных видов, мощности и прочих технических характеристик, для этого достаточно зайти в сеть интернет и обраться к поиску по требуемому заданию или найти техническую литературу в специализированных магазинах и издательствах.

Один из вариантов схемы контроллера и включение его в схему работы ветрогенератора, приведен ниже:

Данная схема отличается простотой, но способна обеспечить работу ветровой установки в автоматическом режиме.

Средние цены

Как правило контроллер для ветровой установки изготавливается компанией, производящей ветровые генераторы и поставляется комплектно с прочим оборудование.

Однако, по ряду причин, иногда появляется потребность приобрести данный прибор отдельно от основного комплекта.

В этом случае необходимо выбрать устройство в соответствии с техническими характеристиками системы и бренда производителя, который является предпочтительнее для каждого индивидуального пользователя.

На рынке данного оборудования представлены следующие, наиболее популярные модели:

  • «WWS03A-12», производство Китай.

Технические характеристики:

  • Мощность — 0.2 кВт;
  • Максимальная входная мощность – 0,3 кВт;
  • Напряжение постоянного тока – 12,0 В;
  • Технология – PWM;
  • Назначение – универсальное (ветрогенератор/солнечная батарея).

Стоимость устройства – от 9000,00 рублей.

  • «WWS04A-12», производство Китай.

Технические характеристики:

  • Мощность — 0.4 кВт;
  • Максимальная входная мощность – 0,6 кВт;
  • Напряжение постоянного тока – 12,0 В;
  • Технология – PWM;
  • Назначение – универсальное (ветрогенератор/солнечная батарея).

Стоимость устройства – от 12000,00 рублей.

  • «WWS10A-24-E», производство Китай.

Технические характеристики:

  • Мощность — 1.0 кВт;
  • Максимальная входная мощность – 2,0 кВт;
  • Напряжение постоянного тока – 24,0 В;
  • Технология – PWM;
  • Назначение – универсальное (ветрогенератор/солнечная батарея).

Стоимость устройства – от 22000,00 рублей.

  • «Exmork ZKJ-B 1.5 KW-48 Vdc», производство Россия.

Технические характеристики:

  • Мощность — 1.5 кВт;
  • Максимальная входная мощность – 2,0 кВт;
  • Напряжение постоянного тока – 48,0 В;
  • Технология – PWM;
  • Внешний блок – ТЭНы;
  • Температура эксплуатации — -30,0 — +65,0 ℃;
  • Габаритные размеры – 430х340х220 мм;
  • Габаритные размеры внешнего блока ТЭНов – 360х330х200 мм;
  • Вес контроллера – 9,0 кг;
  • Вес блока внешних ТЭНов – 5,0 кг.

Стоимость устройства – от 27000,00 рублей.

  • «Exmork ZKJ-B 2KW-24 Vdc», производство Россия.

Технические характеристики:

  • Мощность — 2.0 кВт;
  • Максимальная входная мощность – 2,5 кВт;
  • Напряжение постоянного тока – 24,0 В;
  • Технология – PWM;
  • Внешний блок – ТЭНы;
  • Температура эксплуатации — -30,0 — +40,0 ℃;
  • Габаритные размеры – 590х490х315 мм;
  • Габаритные размеры внешнего блока ТЭНов – 490х460х310 мм;
  • Вес контроллера – 23,0 кг;
  • Вес блока внешних ТЭНов – 15,5 кг.

Стоимость устройства – от 46000,00 рублей.

  • «Exmork ZKJ-B 5KW-48Vdc», производство Россия.

Технические характеристики:

  • Мощность — 5.0 кВт;
  • Максимальная входная мощность – 5,5 кВт;
  • Напряжение постоянного тока – 48,0 В;
  • Технология – PWM;
  • Внешний блок – ТЭНы;
  • Температура эксплуатации — -30,0 — +40,0 ℃;
  • Габаритные размеры – 590х490х315 мм;
  • Габаритные размеры внешнего блока ТЭНов – 490х460х310 мм;
  • Вес контроллера – 43,0 кг;
  • Вес блока внешних ТЭНов – 17,0 кг.

Стоимость устройства – от 89000,00 рублей.

Где купить

При необходимости приобрести контроллер для находящейся в эксплуатации ветровой установки, лучше всего обратиться к предприятию ее изготовившую или дилерам этой организации.

Это поможет избежать ошибок при подключение приобретаемого устройства и позволит избежать лишних финансовых затрат, т.к.

Совет

компании стараются поддерживать своих клиентов, создавая себе положительный имидж и нарабатывая клиентскую базу.

При желании купить более дешевый аппарат, можно обратиться к сети интернет, где представлено достаточное количество подобных изделий китайского производства. Кроме этого, в сети можно ознакомиться с характеристиками предлагаемых к реализации контроллеров различных брендов и компаний производителей из различных стран.

Плюсы и минусы

Наличие дополнительных устройств, в схеме работы ветровых установок, позволяет улучшить параметры получаемой электрической энергии.

Контроллеру, как элементу подобной схемы, присущи следующие достоинства:

  • Позволяет осуществлять работу ветровой установки в автоматическом режиме.
  • Использование контроллера, продлевает сроки эксплуатации аккумуляторных батарей, обеспечивая, для них, безопасные режимы работы.
  • Способность наиболее полного использования вырабатываемой ветровым генератором энергии – нагрев ТЭНов, или иной нагрузки, в моменты, когда аккумуляторы полностью заряжены.
  • Улучшаются условия эксплуатации ветровой установки (легкий запуск при слабом ветре и т.д.).
Читайте также:  Что такое диммер и как он работает: устройство и принцип работы диммера

К недостаткам контроллера, установленного в схему работы ветрового генератора, можно отнести увеличение стоимости комплекта оборудования, а также вероятность поломки ветровой установки, работающей в автоматическом режиме, в случае выхода их строя данного элемента схемы управления.

<\p>

Источник: https://alter220.ru/veter/kontroller-dlya-vetrogeneratora.html

Контроллер заряда для ветрогенератора

Контроллер для ветрогенератора выполняет сразу несколько функций: контролирует повороты лопастей, зарядку аккумулятора и преобразовывает переменный ток в постоянный.

Без участия этого прибора совершенно невозможно должное нормальное функционирование ветровой установки.

Контроль: зачем

По сути, контроллер можно рассматривать как прибор-врач. В альтернативной энергетике этот прибор следит за состоянием аккумуляторной батареи: отключает ее по мере накопления заряда и включает по мере израсходования энергии.

При отключении батареи, ветровая установка продолжает свою работу, однако ток теперь перенаправляется контроллером на другие приборы. Получается, что таким образом контроллер сохраняет долголетие ветряка подобно лечащему врачу у людей.

Устройство прибора

Все без исключения производители позаботились о том, чтобы этот прибор защищал аккумуляторную батарею от перезарядки. При сильном ветре включается плавное торможение (или даже остановка) вала – так было раньше, когда контроллеры еще не были продуманы о перенаправлении вырабатываемой энергии. Теперь же стало возможным отдавать энергию при ее переизбытке на другие приборы.

Схема автономного энергообеспечения дома

Например, электронагревательные, которым как раз нужен большой объем тока.
То есть прибор «поумнел» и теперь ветровая установка может работать совершенно бесконечно (был бы ветер), а вся присутствующая в доме техника будет подключена к сети от «дармового» ветра. Экономия, как говорится, заметна невооруженным глазом.

Основные параметры

При покупке нового контроллера следует обращать внимание на его основные параметры. Ведь от их показателей будет зависеть работа всей ветровой конструкции:

  • Номинальная мощность. Следует изучить этот параметр, чтобы прибор выдержал нагрузку, оказанную на него.
  • Напряжение. 12, 24 или 48 вольт – это все имеет свое значение.
  • Включение торможения. При достижении определенного вольтажа срабатывает автоматика, которая блокирует работу вала. Например, при напряжении в 48 вольт прибор остановит вал, когда будет достигнут уровень заряда в 58 вольт.
  • Возобновление работы. При падении напряжения автоматика запустит вал. При уже упоминаемом напряжении в 58 вольт, когда вал будет остановлен, возможен его повторный запуск при показателе 54 вольта.
  • Диапазон рабочий температур. Может колебаться по-разному, но в основном в диапазоне от -100 до +400С.
  • Вес и размеры. Принципиального значения не имеют, тем более сейчас, когда практически ежегодно появляются новые и более компактные модели.
  • Допустимая влажность. Любой прибор, работающий по электронной схеме, боится повышения влажности. Обычно контроллеры способны работать без нарушений с влажностью не выше 80%.
  • Совместимость с солнечными батареями. Более новые модели полностью совместимы как для работы с ветровыми установками, так и для работы с солнечными батареями.

Самостоятельное производство

Уже практически все устройства и агрегаты человечество научилось делать самостоятельно, значительно экономя при этом свои сбережения. Контроллер не стал исключением – народные умельцы успешно применяют приборы собственного изготовления.

Конструктивная схема контроллера для ветряка

Многие компании, которые продают устройства контроля, не гарантируют их совместимость с ветровыми установками, если фирмы-производители разные. Скорее всего, это делается для того, чтобы принести максимальную прибыль конкретной компании, купив у них и ветрогенератор, и контроллер.

Однако, не все так печально. Интернет давно уже переполнен схемами контроллеров, имеющие разные схемы строения. Просмотрев и изучив самодельные приборы, представленные в сети, можно прийти к выводу, что можно и не переплачивать, а положиться на свое умение паять и читать схему. Так что, ничего невозможного нет. Тем более, что тропинка давно протоптана, осталось только по ней пройти.

Источник: http://energomir.biz/alternativnaya-energetika/veter/kontroller-dlya-vetrogeneratora.html

Как я построил ветряной генератор. Часть 5. Контроллер заряда — схема

» Схемы » Ветроэнергетика

24-11-2009

Продолжение
Начало читайте здесь:<\p>

Часть 1. Выбор электромотора
Часть 2. Изготовление ветроколеса
Часть 3. Изготовление флюгера и окончательная сборка
Часть 4. Контроллер заряда — поиск решения

Генератор турбины подключается к контроллеру. От контроллера идут провода к аккумулятору. Туда же подключается и нагрузка. Если напряжение на аккумуляторе падает ниже 11.9 В, контроллер подключает генератор к аккумулятору, и последний начинает заряжаться.

Если напряжение аккумулятора достигает 14 В, контроллер подключает к нему дополнительную нагрузку. Оба пороговых напряжения, 11.9 В и 14 В, можно изменять подстроечными резисторами.

Интересуясь в Интернете, какими же должны быть эти пороги для свинцовых аккумуляторов, я обнаружил некоторые расхождения у различных авторов. Для своей схемы я взял усредненные значения.

При напряжении аккумулятора между 11.9 В и 14 В, контроллер может переключать систему между зарядом и отдачей тока в нагрузку. Пара кнопок позволяет мне делать эти переключения в любое время, независимо от контроллера. Очень удобно при наладке устройства.

Желтый светодиод зажигается во время зарядки аккумулятора. Когда аккумулятор заряжен, и избыточная мощность отводится в дополнительную нагрузку, загорается зеленый светодиод. Таким образом, я имею минимальную обратную связь, позволяющую понять, что происходит в системе.

Кроме того, с помощью мультиметра я могу измерять напряжения в любых точках. Все это не очень удобно.

Как только у меня дойдут руки до того, чтобы упаковать конструкцию в подходящий корпус, я непременно добавлю вольтметр и амперметр, возможно, от автомобильного приборного щитка.

Я использовал свою собранную на листе фанеры схему, что бы с помощью внешнего источника питания имитировать различные режимы заряда и разряда аккумулятора, и настроить контроллер. Устанавливая напряжение 11.9 В, а затем 14 В, я выставил подстроечными резисторами требуемые пороги. Сделать это следовало до отъезда, так как заниматься настройкой в поле никакой возможности у меня не было бы.

Доработка

Обратите внимание

Исследовав подробнее правила заряда свинцовых аккумуляторов, верхний порог я установил равным 14.8 В. Кроме того, от брата мне достались герметичные свинцовые аккумуляторы, которыми я и заменил обычные, использовавшиеся первоначально.

Важно !

Я понял, что в первую очередь, надо подключать к контроллеру аккумулятор, и только потом ветрогенератор или солнечную батарею.

Если генератор подключить первым, волны напряжения не будут сглаживаться аккумулятором, контроллер будет работать неправильно, реле хаотически переключаться, а броски напряжения, в конце концов, приведут к выходу из строя микросхем.

Короче, всегда подключайте аккумуляторную батарею первой, а ветрогенератор вслед за ней. И наоборот, разбирая систему, убедитесь в первую очередь, что генератор отключен. Батарею отключайте последней.

Наконец, представлю вам принципиальную схему. Она лишь немного отличается от прототипа, ссылку на который я приводил выше. Как я говорил раньше, некоторые детали я заменил на те, которые уже были у меня, чтобы не тратиться на покупку новых. Советую вам поступать также. Совершенно не обязательно повторять схему один в один. 

Кликните для увеличения

Перевод текстов на рисунке

Note: IC3c & IC3d are unused. Ground their inputs and leavethe outputs unconnected. Замечание: C3c и IC3d не используются. Заземлите их входы,а выходы оставьте свободными.
Inputs from wind turbines and solar panels Входы подключения ветряных турбин и солнечных батарей
Battery Bank+ «+» аккумуляторной батареи
Dummy Load+ «+» дополнительной нагрузки
Battery Bank- «-» аккумуляторной батареи
Dummy Load- «-» дополнительной нагрузки
IC1 LM7808 +8V Voltage Regulator IC1 LM7808 стабилизатор напряжения +8 В
IC2 LM1458 Dual operational amplifier IC2 LM1458 сдвоенный операционный усилитель
IC3 4001 Quad 2-input NOR Gate IC3 CD4001 4 логических элемента «2И-НЕ»
Q1 IRF540 MOSFET Q1 IRF540 MOSFET
D1-3 Blocking diodes rated for the maximum current each source could produce D1…D3 блокировочные диоды, рассчитанные на максимальный ток подключаемых источников
D4 1N4007 D4 1N4007
LED1 Yellow LED LED1 желтый светодиод
LED2 Green LED LED2 зеленый светодиод
F1 Fuse rated at total expected current all sources combined will produce F1 предохранитель, рассчитанный на максимальный суммарный ток всех подключаемых источников
F2 1 Amp Fuse for controller electronics F2 предохранитель 1 А в шине питания электроники контроллера
RLY1 40 Amp SPDT automotive relay RLY1 автомобильное реле на коммутируемый ток 40 А
PB1-2 Momentary contact NO pushbuttons PB1-2 кнопки без фиксации
All resistors are % Watt 10% Все резисторы ¼ Вт 10%
Test Point A should read 7.4V Контрольная точка A. Напряжение в точке 7.4 В
Test Point B should read 5.95V Контрольная точка B. Напряжение в точке 5.95 В

<\p>

Наконец, проект завершен. До моего отъезда осталась всего неделя. Пролетела она быстро. Я разобрал турбину и тщательно упаковал все детали и инструменты, необходимые, чтобы собрать турбину после поездки через всю страну. Погрузив все в машину, я во второй раз поехал на свой участок в Аризоне, на этот раз с надеждой, что хоть какое-то электричество у меня там будет.

Продолжение читайте здесь

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
  • Отлично сделано!!!
  • Функция контроля системы — зарядка АКБ и отдача тока в нагрузку — мне кажется не лишней. Respect.
  • Схемка мне тоже понравилась, можно емного доработать.
  • Господин с Аризоны решил свою проблему. Что сказать — молодец.
  • Саша, привет! А ты занимался ветряками?
  • Привет vic061049 ! Занимаюсь, в свободное время, но дело продвигается медленно, не так как хотелось бы из за недостатка финансов и свободного времени. В планах изготовить установку без «флюгера» с автоматической установкой на ветер, ветровая турбина за мачтой, ветровая турбина с автоматической регулировкой угла атаки лопастей в зависимости от выходного напряжения генератора или в зависимости от частоты вращения самой ветровой турбины, в этом еще нужно определиться.
  • ….я бь сказал помпозно, по америкоски…:):D:)
  • Т.С. не написал,сколько ватт он получает.Это хорошо,что ветер всегда.
  • Так как здесь обсуждение хилое , и америкосов наласкаю, позволю его освежить… !! Презентую: 🙂 » Контроллер Ветрогенератора на базе трех автомобильних рельюшек»..:eek: Релле1 отвечает за зарядку… Релле2 отвечает за разрядку… Релле3 отвечает за ТЕН-и… Резистори ( * ) отвечают на конкретний вариант изполнения… пп:…размер не мегабайтовий, много места неуймет!
  • Уважаемый hrpankov, здравствуйте. Ещё раз подтверждаете старую истину:- гениальность — в простоте! Пиндосам такое в голову не придёт. Браво! Решение, что называется, В ЛОБ! Позвольте одно замечание. Что-то мне подсказывает, что нужно поправить контакты реле Р1 (К1). А??? 😉
  • …люди бивают разние. ето вариант «глубинка». так как в прошлом году я небил достаточно добр, дед Мороз2016 неозаботился о моем подарке — новий комп! пришлось мне себя самонаградить и сейчас осваиваю новий дурацкий Виндоус10, что есть сука паршивая. …. а чертежик нашел в захромах старого компа. изза него , помню, получил вечний бан на одном нашем сайте, надеюсь сдесь будете поласковее! ….в «контроллере» нету софтуера, нету чипов, но дело делает. управляет заряд-разряд акумуляторов и дает излишки ТЕНам. красна точка обозночает включение рельюшек. схема исправна!
  • Нет сомнений в работоспособности схемы. Дело в другом. В контактной группе К1 (реле Р1) средний контакт и нормально-замкнутый контакт нужно поменять местами. Иначе не понятно, для чего нужны элементы R1 и С 220нФ. Или в этом есть некий сакральный смысл?
  • …:).. Понятно что напруга видаваемая ветрогеной всегда непостоянна, скачет вверх-вниз, да еще нагрузка на АКБ тоже скачет туда-сюда. Избегать ложние срабативания помогают R1, R3, R5 внося гистерезис в «механику» релле. Ну и кондики тоже для общего спокойствия схемми… и все контакти на чертеже , ето при обезточенних релле а) раз напрежение на АБ перевисило порог 14,2в — щелк релле 1 б)раз напрежение на АБ стало ниже 10в — щелк релле 2 в) раз напрежение на АБ перевисило порог 16в — щелк релле 3…. 🙂 надеюсь для Глубинки сгоже!… очень хочется посмотреть на вариант со старими совковскими релле от ЗИЛа- ГАЗа-УАЗа, которие в ладонь 🙂 😮
  • Если напряжение на аккумуляторе ниже 10 В, что недопустимо, то его ёмкость незначительна и нагружать его нельзя. В этот момент при отсутствии ветра потребители должны быть отключены. Что мешает использовать буферный режим, который применяется практически во всех системах резервирования, например, в автомобилях, источниках бесперебойного питания, аппаратуре связи? Аккумулятор подключён к генератору через стабилизатор и всегда заряжен. Второй стабилизатор на 18 В служит для нагрузки генератора при большом ветре и малой нагрузке.
  • ….когда все рельюшки обезточени ето и есть буферний режим в смисле: все нагрузки отключени и АКБ подключен к Гене… Вот бивает хозяина нет и произошла авария или ветра нема, вот релюшки и впадают 🙂 в буферний режим 🙂
  • Ох, эта простота… а) раз напрежение на АБ перевисило порог 14,2в — щелк релле 1 … и прекратился заряд, хотя при 14.2 в аккумулятору ещё заряжаться и заряжаться. в) раз напрежение на АБ перевисило порог 16в — щелк релле 3…. …и пошло питание нагрузки. А если напряжение ниже 16 в, тогда нагрузка обесточена, даже, если аккумулятор заряжен.
  • Уважаемый vishz, здравствуйте. Ваши возражения вполне обоснованы, так и было бы, если бы реле точно отрабатывали «уставку». Но известно, что токи отпускания реле значительно меньше токов срабатывания (т.н. гистерезис). На этом и построена вся работа данного устройства (язык не поворачивается сказать «гад же та»). Автор не претендует на исключительность такого решения, а честно заявляет, что оно годится для глубинки. Естественно, оно способно обеспечить работу нагрузки не более 0.5-1 кВт. В глубинке и этого может оказаться вполне достаточно. Дальнейшее умощнение потребует значительного усложнения схемы, с ростом габаритов и массы. Это сведёт на нет имеющиеся преимущества. Моё мнение такое: — если разработанное устройство работает и работает правильно (что очевидно), то оно имеет право на жизнь.
  • Что значит «работает правильно»? Напряжение на аккумуляторе достигло 14,2 в и заряд прекратился. Получаем хронический недозаряд. А как воспользоваться энергией аккумулятора в безветренную погоду? Ждать когда дунет ветер и реле 3 сработает? Что ж тут правильного?
  • Уважаемый vishz, реле Р3 при срабатывании подключает ТЭНы, а рабочее напряжение снимается с клеммы 12В. Здесь, действительно, есть некоторая путаница, но простим её великодушно нашему болгарскому другу.:)
  • …:) клема 12в ето для контрольного вольтметра… клема 14в ето для пользования гаджетами 🙂 усей хати… потому и жирная. Браушка vishz, я мои АКБ нестану заряжать више 14,2в. Дестилировка ведрами нехватит, да и пожароопасно!… вдруг БУМ!!! Да и еще: какой ета уважающий себя ВетроГена, випущенний в ХХ, будет держать напругу между 14,2 и 16в??? Какое нибудь из релле все равно щелкнет, о все пойдет по чередями свойей… пп: Во! три дня востанавливал чтобь било по ГОСТу … Жену пренебрег, себя пренебрег чтобь новий комп освоить.
Читайте также:  Ремонт насоса "водолей" своими руками: обзор типовых поломок и их устранение
Полный вариант обсуждения »

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=61489

Контроллер ветрогенератора

Опубликовано 2013-04-11 11:24:04 автором Ruslan

После изготовления ветряка, встал вопрос о контроллере заряда акб.Задача:

  • Контроллер должен выводить значения тока и напряжения на lcd дисплей
  • Показывать мощность, которую вырабатывает Ветрогенератор в конкретный момент времени, считать количество выработанных киловатт/часов
  • Регулировать зарядку АКБ, не давая напряжению подняться больше, чем 14.2 вольта и току — больше 1/10 емкости АКБ
  • Всю лишнюю энергию, которую вырабатывает ветряк, контроллер скидывает на балласт (им может быть какой-нибудь тен вольт на 12, киловатт на 2-3)
    Важно: Баласт нужно подобрать так, чтобы при заряженной АКБ контроллер мог загрузить ветряк, иначе тот уйдет в разнос, и вам придется лопасти собирать по соседям.

Контроллер был изготовлен на микроконтроллере avr atmega8
Внутрености контроллераСхема контроллера

Программа написана на c в CVAVR<\p>

#include #include // Alphanumeric LCD Module functions #asm .

equ __lcd_port=0x12 ;PORTD #endasm #include #include //библиотека в которой лежыт функция sprintf int Af=4000,Uf=14200; unsigned long int u; //переменная для хранения напряжения в миливольтах unsigned long int a; //переменная для хранения тока unsigned long int w; //переменная для хранения значений потребляемой мощности void incSkvag() { if (OCR1AL!=0) OCR1AL—; } void decSkvag() { if (OCR1AL!=255) OCR1AL++; } #define ADC_VREF_TYPE 0x00 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; } interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void) { TCNT0=0x64; a=read_adc(3); // читаем значения ацп с порта 0 u=read_adc(5); // читаем значения ацп с порта 1 /* 1. Измеряем ток Ток, протекающий через шунт, вычисляется по закону Ома: I=U/R R=0,1 ом, a U(падение напряжения на шунте) мы будем измерять. Так как АЦП у нас 10-битный, то максимальное число, которое вернет функция read_adc(), будет равно 1024, это число будет эквивалентом напряжения на входе adc0. Например, если read_adc() вернул 512, то это значит, что на вход adc0 ми подали половину опорного напряжения. Чтобы вычислить реальное напряжение, нам нужно составить пропорцию: опорное напряжение — 1024 искомое напряжение — a У нас опорное напряжение=5.12 Искомое напряжение = 5.12*a/1024, или Искомое напряжение = 0,005*a Для простоты переведем вольты в миливольты, домножив на 1000 Искомое напряжение = 0,005*a*1000 Здесь всё хорошо, но мы не учли коеффициент усиления ОУ Он рассчитывается по формуле: Кус=1+R1/R2, подставив, получим Кус=(1+4)=5 Реальное напряжение = 0,005*a*1000/5 получаем просто a 2. Измеряем напряжение Дальше измеряем напряжение на резисторном делителе Составим пропорцию, как описано выше, и получим Искомое напряжение = 0,005*u*1000 Надо еще учесть коеффициент резисторного делителя напряжения У нас он равен Кдел=(R1+R2)/R2, подставив, получим Кдел=(10+1)/1=11 Рельное напряжение = 0,005*u*1000*11 */ u=55*u+400; //вычисляем значения напряжения в миливольтах a=a*10; // вычисляем значения тока по закону ома I=U/R=a/100*1000=a*10, в милиамперах w=a*u; //вычисляем потребляемую мощность //регулировка напряжения и тока if ( (a>Af) || (a>8000) )//регулировка по току { incSkvag(); } else { if (u>Uf)//регулировка по напряжению { incSkvag(); } else { decSkvag(); } } } void main(void) { // Declare local variables here unsigned char i=2,k[3][32]; sprintf( k[0],»Setup A=%i»,Af); sprintf( k[1],»Setup U=%i»,Uf); // Input/Output Ports initialization PORTB=0b00011100; DDRB= 0b00000010; // Port C initialization PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization PORTD=0x00; DDRD=0x00; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 0,977 kHz TCCR0=0x03; TCNT0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 15,625 kHz // Mode: Fast PWM top=0x00FF // OC1A output: Inverted // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0xC1; TCCR1B=0x0B; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0xff; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer2 Stopped // Mode: Normal top=0xFF // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off MCUCR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x01; // USART initialization // USART disabled UCSRB=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC Clock frequency: 500,000 kHz // ADC Voltage Reference: AREF pin ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x81; // SPI initialization // SPI disabled SPCR=0x00; // TWI initialization // TWI disabled TWCR=0x00; // Alphanumeric LCD initialization lcd_init(16); // Global enable interrupts #asm(«sei») while (1) { sprintf( k[2],»I=%u,%uA U=%u,%uV
W=%u,%lu K=%i», a/1000, //Целая честь тока (a%1000)/100, //Дробная часть тока u/1000, // Целая часть напряжения (u%1000)/100, //Дробная часть напряжения w/1000000, // Целая часть мощности (w%1000000)/100000, //Дробная часть мощности OCR1AL ); //формируем строку для вывода //————————————————————— //работа с кнопками if (PINB.2==0) { //переключаем меню if (++i>2) i=0; } if (PINB.3==0) //проверяем нажата ли кнопка плюс { if (i==0) {Af=Af+10; sprintf( k[i],»Setup A=%i ma»,Af); } if (i==1) {Uf=Uf+10; sprintf( k[i],»Setup U=%i mv»,Uf); } } if (PINB.4==0) //проверяем нажата ли кнопка минус { if (i==0) { Af=Af-10; sprintf( k[i],»Setup A=%i ma»,Af); } if (i==1) { Uf=Uf-10; sprintf( k[i],»Setup U=%i mv»,Uf);} } lcd_clear(); //чистим дисплей перед выводом lcd_puts(k[i]); //выводим сформированую строку на дисплей delay_ms(100); //делаем задержку }; }
<\p>

Для повторения нам понадобится:<\p>

Радиодеталь Модель Количество Основная характеристика Магазин
Микроконтроллер Atmega8 1 Купить
lcd 16×2 1 знакосинтезирующий Купить
Транзистор полевой 1 N-канальный Купить
Резистор 1 10 кОм Купить
Резистор 1 0.1 Ом Купить
Резистор 1 100 Ом Купить
Операционный усилитель TL074CN или lm358<\p> 1 Купить Купить<\p>
Диод Шоттки 10CTQ150PBF 1 Купить

Принцип действия<\p>

Контроллер в динамическом режиме проверяет ток и напряжение заряда батареи. Когда батарея разряжена, ее сопротивление мало, и поэтому при зарядке через нее может пойти большой ток (больше 1/10 емкости). Поэтому в начальном цикле зарядки батереи контроллер следит, чтобы ток не превышал 1/10 емкости батареи.

По мере зарядки, сопротивление батереи увеличиватся, ток уменьшается и начинает расти напряжение на акб. Контроллер следит, чтобы напряжение не превышало 14.2 в. Если ток или напряжение превышают установленные нормы, то скважность ШИМ-сигнала на ножке PB1 растет и лишняя энергия скидывается на балласт.

Генератор вырабатывает трёхфазное переменное напряжение, а нам для зарядки батареи надо постоянное напряжение.

Важно

Для выпрямления используется мост, собранный по схеме трёхфазного выпрямителя Ларионова на трёх диодных полумостах (на 6 диодах)
Для того, чтобы схема управления работала от генератора, когда есть ветер и впустую не разряжал аккумуляторную батарею, я в мост добавил еще три диода, и таким образом развязал два плюса питания.

От одного плюса запитывается балласт и система управления, от другого заряжается акб, таким образом энергия из акб не может попасть в балласт и система управления работает напрямую от ветряка.Схема подключения контроллера

К Входу трехфазного моста подключаем наш генератор, если генератор постоянного тока то подключаем к двум любым выводам.По умолчанию контроллер настроен на ток 4 ампера и наприжение 14,2 вольта, если вам нужны другие величины их можно установить кнопками установки напряжения и тока.На ЖКИ екран выводится ток и наприжения зярядки акб, мощность которая уходит в акб и скважность шим сигнала (0-максимальная скважность 255-минимальная скважность ). Схема в Proteus и программа для микроконтроллера находятся в архиве Wind Controller.rar<\p>

Источник: http://articles.greenchip.com.ua/3-0-24.html

Ветрогенератор своими руками — пошаговая инструкция как сделать из подручных материалов

С каждым днем растет стоимость коммунальных услуг. Электрические затраты выходят в копеечку, и поэтому большинство дачников, или владельцев частных домов решают перейти на возобновляемые и бесплатные источники энергии. Одним из таких источников является ветер, благодаря которому человек может покрыть все электрические затраты небольшого дома.

Безопасность

Очень важный пункт. Потому что многие не догадываются, какие проблемы могут возникнуть от использования на первый взгляд безопасного источника энергии. При работе ветрогенератора лопасти могут развивать скорость, превышающую 100 и 200 км/ч. Маленький болтик или кусочек металла может убить взрослого мужчину при прямом попадании.

Электрогенератор установки издает звук на сверхнизкой частоте, также называемый «инфразвук». Он пагубно влияет на здоровье человека и может сильно сказаться на самочувствии живущих по близости людей. Необходимо устанавливать ветрогенераторы на расстоянии более 5 их высот от жилых построек.

Не допускается установка непосредственно на крышу здания. Это обусловлено тем, что установка создает колебания, которые будут со временем разрушать ответственные узлы постройки.

<\p>

Принцип работы ветрогенераторов

Основные узлы любого ветрогенератора это:

  • Лопасти, именно они при взаимодействии с ветром создают вращение;
  • Ротор, вращаясь, он создает переменный трехфазный ток;
  • Генератор, в нем вращается ротор;
  • Аккумулятор, служит накопителем энергии;
  • Инвертор, в нем ток становится пригодным для подачи на электроприборы.

Принцип работы довольно прост. Ветер воздействует на лопасти, которые вращают ротор. Вращаясь, ротор создает вращающееся магнитное поле, которое создает трехфазный электрический ток в обмотке генератора.

Затем ток поступает через контроллер на аккумулятор, заряжая его. Инвертор преобразует получившуюся энергию в переменный ток с напряжением 220V.

Изготовление генератора на 220V

Для начала нужно определиться с тем, для каких целей вы создаете генератор.

  • Установка до 0,5 кВт позволит покрыть только необходимые потребности;
  • До 5 кВт позволит использовать большое количество электроприборов;
  • 20 кВт позволят вам покрыть затраты на все электроприборы и отопление.

Учитывая, что ветер дует непостоянно нужно приобрести мощный аккумулятор.

Создание самодельного ветрогенератора

  • Ротор;
  • Лопасти, лучше всего изготовить из легкого и прочного металла;
  • Генератор;
  • Хвост, который будет поворачивать установку точно навстречу ветру;
  • Рея для крепления вышеописанных деталей;
  • Мачта, на которой будет располагаться установка;
  • Провода и щиток.

Как сделать ветрогенератор из стиральной машинки

Необходимо купить неодимовые магниты и расположить их на роторе. Для того чтобы приклеить используйте суперклей. Затем оберните их бумагой и залейте поверхность эпоксидной смолой. Лопасти можно изготовить из труб диаметром 16 мм. Главное чтобы они были прочные и легкие.

Устанавливаем генератор с ротором и лопастями на несущую рейку и оборачиваем его защитным кожухом. Силовую установку следует крепить при помощи шарнирного механизма, а основание мачты прочно соединить с бетонным основанием. Провод от генератора проведите до распределительного щитка и проверьте работоспособность установки.

Для лучшего понимания лучше ознакомиться со схемой и устройством ветрогенератора.

Как сделать ветрогенератор при помощи автомобильного двигателя

Более простой, и мощный генератор получится при использовании автомобильного двигателя, в процессе создания вам понадобятся:

  • Автомобильный генератор;
  • Аккумулятор;
  • Преобразователь 12Вт-220Вт;
  • Металлическое ведро, из которого будут изготовлены лопасти;
  • Контрольная лампочка автомобиля;
  • Вольтметр;
  • Медные провода сечением минимум 2 мм.

Процесс сборки

Чертежи и размеры для изготовления ветрогенератора могут быть разные, главное придерживаться основных рекомендаций, размер может сильно варьироваться в зависимости от используемых комплектующих.

Для начала необходимо разрезать металлическое ведро так, чтобы у вас получились 4 месяцеобразных лопасти. При помощи болтов их следует соединить симметрично, так чтобы лопасти были направлены в одну сторону.

<\p>

Дальше необходимо установить генератор на мачту и прочно его закрепить. Присоединяем лопасти к шкиву ротора, который помещен в генератор.

Нужно обязательно обернуть генератор в защитный кожух. Дальше необходимо соединить провода с распределительным щитком и проверить его работоспособность.

Заключение

Схемы и фото, самодельных ветрогенераторов вы можете найти в сети. Один такой агрегат позволит вам ощутимо сэкономить на электроэнергии, а если вы установите их несколько, то и вовсе забыть о коммунальных расходах.

Фото ветрогенераторов своими руками

Также рекомендуем просмотреть: Помогите проекту, поделитесь в соцсетях 😉  <\p>

Источник: http://sdelatlegko.ru/vetrogenerator-svoimi-rukami/

Как сделать ветрогенератор своими руками

В последние годы тема зеленой энергетики стала чрезвычайно популярной. Некоторые даже предрекают, что такая энергетика уже в ближайшее время полностью вытеснит угольные, газовые, атомные электростанции.

Одним из направлений зеленой энергетики является ветроэнергетика.

Генераторы, преобразующие энергию ветра в электричество, бывают не только промышленными, в составе ветроэлектростанций, но и небольшими, обслуживающими частное хозяйство.

Ветрогенератор можно даже изготовить собственными руками — этому и посвящен данный материал.

Что такое генератор

В широком смысле генератором называют устройство, производящее какие-либо продукты или преобразующее один вид энергии в другой.

Это может быть, к примеру, парогенератор (производит пар), генератор кислорода, квантовый генератор (источник электромагнитного излучения). Но в рамках данной темы нас интересуют электрогенераторы.

Под этим названием подразумеваются устройства, преобразующие различные виды неэлектрической энергии в электроэнергию.

Виды генераторов

Электрогенеаторы классифицируются как:

  • электромеханические — они преобразуют механическую работу в электроэнергию;
  • термоэлетрические — преобразуют тепловую энергию в электричество;
  • фотоэлектрические (фотоэлементы, солнечные батареи) — преобразуют свет в электричество;
  • магнитогидродинамические (МГД-генераторы) — электроэнергия вырабатывается из энергии плазмы, движущейся через магнитное поле;
  • химические — преобразуют энергию химических реакций в электроэнергию.

Кроме того, электромеханические генераторы классифицируют по типу двигателя. Выделяют следующие их виды:

  • турбогенераторы приводятся в движение паровой турбиной;
  • гидрогенераторы в качестве двигателя используют гидравлическую турбину;
  • дизель-генераторы или бензиновые генераторы делают на основе дизельных или бензиновых двигателей;
  • ветрогенераторы преобразуют энергию воздушных масс в электроэнергию при помощи ветротурбины.

Ветрогенераторы

Подробнее остановимся на ветрогенераторах (их еще называют ветроустановками). Простейший маломощный ветрогенератор обычно состоит из мачты, как правило, укрепляемой растяжками, на которую устанавливается ветротурбина.

Эта ветротурбина раскручивается винтом, приводящим в движение ротор электрогенератора. В состав устройства, кроме электрогенератора, также входят аккумулятор с контроллером заряда и инвертор, подключенный к электросети.

Знаете ли вы? К 2016 году общая мощность всех ветрогенераторных установок в мире составила 432 ГВт. Таким образом, ветроэнергетика превзошла по мощности атомную энергетику.

Схема работы этого устройства довольно проста: под действием ветра вращается винт, раскручивая ротор, электрогенератор вырабатывает переменный электроток, который преобразуется контроллером заряда в постоянный ток. Этим током заряжается аккумулятор. Постоянный ток, поступающий с аккумулятора, преобразуется инвертором в переменный ток, параметры которого соответствуют параметрам электросети.

Промышленные устройства монтируются на башнях. Они дополнительно оборудуются поворотным механизмом, анемометром (прибор для измерения скорости и направления ветра), устройством изменения угла поворота лопастей, системой торможения, силовым шкафом с управляющими цепями, системами пожаротушения и защиты от молний, системой передачи данных о работе установки и т. д.

Статья в тему:   Подборка лучших растений для вашего ребенка

Типы ветрогенераторов

По расположению оси вращения относительно земной поверхности ветроустановки делят на вертикальные и горизонтальные. Простейшей вертикальной моделью является установка с ротором Савониуса.

В ней две или более лопастей, которые представляют собой полые полуцилиндры (цилиндры, разрезанные пополам по вертикали). Ротор Савониуса Существуют различные варианты компоновки и конструкции этих лопастей: симметрично закрепленные, заходящие краями друг за друга, с аэродинамическим профилем.

Преимуществом ротора Савониуса является простота и надежность конструкции, кроме того, его работа не зависит от направления ветра, недостатком — низкий КПД (не более 15%).

Знаете ли вы? Ветряные мельницы появились примерно в 200 году до н. э. в Персии (Иране). Они использовались для производства муки из зерна. В Европе подобные мельницы появились лишь в XIII веке.

Другой вертикальной конструкцией является ротор Дарье. Его лопасти представляют собой крылья с аэродинамическим профилем. Они могут быть дугообразными, Н-образными, спиралевидными. Лопастей может быть две и более. Ротор Дарье Преимуществами такого ветрогенератора являются:

  • его высокий КПД,
  • пониженный шум при работе,
  • сравнительно простая конструкция.

Из недостатков отмечаются:

  • большая нагрузка на мачту (из-за эффекта Магнуса);
  • отсутствие математической модели работы этого ротора, что затрудняет его совершенствование;
  • быстрый износ из-за центробежных нагрузок.

Еще одним видом вертикальных установок является геликоидный ротор. Он оснащен лопастями, которые закручены вдоль несущей оси. Геликоидный ротор Это обеспечивает долговечность конструкции и высокий КПД. Недостатком является высокая стоимость из-за сложности изготовления.

Многолопастный тип ветряка представляет собой конструкцию с двумя рядами вертикальных лопастей — внешним и внутренним. Эта конструкция дает наибольший КПД, однако отличается высокой стоимостью.

Горизонтальные модели отличаются:

  • количеством лопастей (однолопастные и с большим количеством);
  • материалом, из которого изготовлены лопасти (жесткие или гибкие парусные);
  • изменяемым или фиксированным шагом лопастей.

Конструктивно они все схожи. В целом ветрогенераторы такого типа отличаются высоким КПД, но они нуждаются в постоянной подстройке под направление ветра, что решается использованием в конструкции хвоста-флюгера или автоматическим позиционированием установки с помощью поворотного механизма по показаниям датчика.

Ветрогенератор своими руками

Выбор моделей ветрогенераторов на рынке широчайший, доступны устройства самых разных конструкций и различной мощности. Но простую установку можно сделать самостоятельно.

Статья в тему:   Как правильно выращивать цыплят

Рекомендуем почитать о том, как построить бассейн, баню, погреб и веранду, а также как сделать мангал, перголу, беседку, сухой ручей, водопад и дорожку из бетона своими руками.

Поиск подходящих материалов

В качестве генератора рекомендуется взять трехфазный на постоянных магнитах, например, тракторный. Но можно изготовить его из электромотора, о чем будет подробнее сказано ниже. Важен вопрос подбора лопастей. Если ветряк вертикального типа, обычно используют вариации ротора Савониуса.

Тракторный генератор Для изготовления лопастей вполне подойдет емкость цилиндрической формы, например, старая выварка. Но, как говорилось выше, ветрогенераторы такого типа обладают низким КПД, а изготовить лопасти более сложной формы для вертикального ветряка вряд ли получится.

В самоделках обычно используют четыре полуцилиндрические лопасти.

Что касается ветроустановок горизонтального типа, то для маломощной установки оптимальной является однолопастная конструкция, однако при всей ее кажущейся простоте крайне трудно будет изготовить сбалансированную лопасть кустарным образом, а без этого ветряк будет часто выходить из строя.

Важно! Не стоит увлекаться большим количеством лопастей, ведь они при работе могут образовывать так называемую «воздушную шапку», из-за которой воздух будет огибать ветряк, а не проходить сквозь него. Для самодельных устройств горизонтального типа оптимальными считаются три лопасти крыльчатого типа.

  • В горизонтальных ветряках можно применять лопасти двух типов: парусные и крыльчатые. Парусные весьма просты, это всего лишь широкие полосы, внешне напоминающие лопасти ветряных мельниц. Минусом таких элементов является очень низкий КПД. В этом отношении гораздо перспективнее крыльчатые лопасти. В домашних условиях их обычно изготавливают из 160 мм ПВХ труб по лекалу.

Можно использовать и алюминий, но это обойдется значительно дороже. К тому же изделие из ПВХ трубы изначально имеет изгиб, который придает ей дополнительные аэродинамические свойства.

Лопасти из ПВХ трубы Длина лопастей подбирается по следующему принципу: чем мощнее выходная мощность ветряка, тем они длиннее; чем их больше, тем они короче.

Совет

К примеру, для трехлопастного ветряка на 10 Вт оптимальной является длина 1,6 метра, для четырехлопастного — 1,4 м.

Если мощность составляет 20 Вт, то показатель поменяется на 2,3 м для трехлопастного и 2 м для четырехлопастного.

Основные этапы изготовления

Ниже приведен пример самостоятельного изготовления горизонтальной трехлопастной установки с переделкой в генератор асинхронного двигателя от стиральной машины.

Переделка двигателя

Одним из ключевых моментов создания ветрогенератора собственными руками является переделка электродвигателя в электрогенератор. Для переделки используется электродвигатель от старой стиральной машины еще советского производства.

  1. С двигателя снимается ротор и протачивается на нем широкая канавка.
  2. По всей длине канавки наклеиваются неодимовые магниты прямоугольной формы (размеры 19х10х1 мм) парами, по одному магниту с каждого края канавки друг напротив друга, не учитывая их полярность. Зафиксировать наклеенные магниты можно эпоксидной смолой.
  3. Электродвигатель собирается.
  4. Для сбора устройства, преобразовывающего переменный ток в постоянный, используются зарядные устройства для мобильных телефонов на 5 В и 1 А (нельзя использовать устройство на микросхеме, только транзисторное).
  5. Блок питания разбирается.
  6. Выпаивается USB и вилка.
  7. Платы трех подготовленных блоков питания соединяют последовательно и собирают в виде единой сборки.
  8. Вход собранной сборки на 220 В подключают к генератору, выход — к контроллеру зарядки аккумулятора.

Статья в тему:   Как лечить кашель редькой с медом

Видео: как переделать двигатель для ветрогенератора Для увеличения силы тока можно использовать несколько сборок, соединенных параллельно.

Каждому хозяину частного дома или дачного участка будет полезно узнать: как изготовить деревянную бочку, стремянку из дерева, как утеплить деревянный пол, как сделать диван из поддонов, кресло качалку, построить погреб в гараже, тандыр, кострище в ландшафтном дизайне и голландскую печь своими руками.

Создание корпуса и лопастей

Следующим этапом изготовления ветряка является сборка основы, на которую монтируются элементы ветрогенератора.

  1. Основа сваривается из стальных труб в виде конструкции, одна оконцовка которой раздвоенная, укрепленная поперечными элементами, другая — одинарная под крепление хвоста устройства.
  2. На раздвоенной оконцовке высверливаются 4 отверстия под крепление электрогенератора.
  3. Монтируется поворотная часть на основе подшипника.
  4. К подшипнику крепится фланец с монтажными отверстиями.
  5. Изготавливается хвост из металлического листа.
  6. Конструкция зачищается и окрашивается.
  7. Окрашивается хвост.
  8. Из тонкого металлического листа изготавливается и окрашивается защитный кожух-обтекатель.
  9. После обсыхания окрашенных элементов на основу устанавливается электрогенератор, крепится кожух и хвост.
  10. Лопасти крепятся на крыльчатку от системы охлаждения тракторного двигателя.
  11. К лопастям привариваются распорки (в данном случае лопасти металлические).

Видео: как сделать ветрогенератор<\p>

Важно! Высота мачты ветрогенератора должна составлять не менее 6 метров. Основание под нее бетонируется.

Как видим, собрать ветроустановку собственными руками не так уж и просто. Это требует определенных навыков и знаний в области электротехники и электроники. Но для людей, обладающих такими знаниями, данная задача вполне по силам. К тому же самодельный ветряк обойдется значительно дешевле покупной конструкции.

Источник: https://sampit.ru/kak-sdelat-vetrogenerator-svoimi-rukami/

Ссылка на основную публикацию