- Вітрогенератор для приватного будинку: призначення і особливості конструкцій
- Принцип дії і будова вітряного генератора
- Яку можна купити вітряну електростанцію: класифікація обладнання
- Переваги та недоліки вітряних електростанцій для будинку
- Доцільність покупки: ціни вітрогенераторів для приватного будинку
- Як підвищити рентабельність вітряка для приватного будинку
- Який краще купити вітрогенератор для будинку: виробники і вартість
- Як виготовити вітряк своїми руками: технологія і рекомендації
- Матеріали, необхідні для виготовлення вертикального вітрогенератора своїми руками
- Технологія виготовлення вітрогенератора з автомобільного генератора
- Як зробити вітрогенератор з пральної машини
ПОДЕЛИТЕСЬ
У СОЦМЕРЕЖАХ
У цій статті докладно розглядається такий вид обладнання, як вітрогенератор для приватного будинку: особливості конструкцій, його призначення і сфера застосування, внутрішній устрій і класифікація. У тексті можна знайти корисну інформацію, яка допоможе визначитися з вибором якісного вітряка, середні розцінки на популярні види обладнання, а також докладний опис технології виготовлення.
Вітрогенератор для приватного будинку: призначення і особливості конструкцій
Вітряні електростанції для приватного будинку широко використовуються в якості альтернативних джерел електричної енергії, що дозволяють домогтися економії. Нерідко подібні пристрої встановлюються на дачних ділянках.
Вітрогенератори використовуються в якості альтернативних джерел електричної енергії
Найчастіше вони застосовуються в віддалених від основних електромереж зонах. Однак це далеко не єдина причина, яка свідчить на користь того, щоб купити вітрогенератор для приватного будинку. Більшість власників земельних ділянок використовують ці конструкції, щоб домогтися автономності та економії.
Чи не кожна ділянка підходить для установки таких пристроїв, оскільки не скрізь умови відповідають вимогам даного обладнання. В першу чергу це стосується швидкості вітру. Щоб вітряна електростанція змогла нормально функціонувати, середня швидкість вітру повинна становити не менше 4-4,5 м / с. Тільки в цьому випадку монтаж конструкції буде економічно виправданий.
Щоб дізнатися середньорічну швидкість вітру, можна використовувати карту вітрів. Вона відображає приблизні дані по регіонах. Більш точні показники можна отримати, використовуючи спеціальний прилад - анемометр, а також пристрій для зчитування його сигналів.
Зверніть увагу! Пристрій для вимірювання даних необхідно встановлювати дуже високо, інакше дерева і споруди будуть спотворювати результат.
Для ефективної роботи вітряка, зона його установки повинна бути вітряної
Принцип дії і будова вітряного генератора
Вітрогенератор - особливий вид обладнання, що перетворює кінетичну енергію вітру в механічну. Вона приводить в рух лопаті ротора, встановленого на генераторі. В результаті цього в його обмотках створюється змінний струм. Згенерована електрична енергія накопичується в акумуляторних батареях, звідки подається на побутові прилади.
Описана схема роботи спрощена. Зрозуміло, пристрій вітрогенератора набагато складніше. В енергетичному ланцюжку також присутній контролер. Його функція полягає в перетворенні трифазного змінного струму в постійний. Після чого він надходить на зарядку батарей.
Велика частина побутової техніки не здатна харчуватися від постійного струму. Тому в ланцюжку за акумулятором встановлюється інвертор. Він перетворює постійний струм в змінний, напруга якого складає 220. Всі ці операції відбирають частину вихідної енергії - приблизно 15-20%.
Підживлення будівлі може здійснюватися не тільки від вітряної електростанції, але і від сонячних батарей, а також від бензинового або дизельного генератора. Якщо ці елементи присутні в ланцюжку, то схема доповнюється ще одним компонентом - автоматичним вимикачем. Коли відключається основне джерело струму, він запускає резервні.
Принцип дії вітрогенератора
Вітряна електростанція складається з наступних компонентів:
- ротора з лопатями (в залежності від особливостей моделі, лопатей для вітрогенератора може бути кілька, як правило, їх 2 або 3, хоча існують і багатолопатеву варіанти);
- коробки передач або редуктора, здійснює контроль швидкості між генератором і ротором;
- захисного кожуха, що захищає деталі конструкції від негативного впливу зовнішніх факторів;
- «Хвоста», що забезпечує поворот конструкції слідом за напрямком вітру;
- накопичувальної батареї, що зберігає певний запас енергії;
- инверторной установки, перетворюючої один вид струму в інший.
Яку можна купити вітряну електростанцію: класифікація обладнання
Існує кілька класифікацій, згідно з якими здійснюється поділ вітряних електростанцій на групи:
- У напрямку обертального руху лопатей - горизонтальні і вертикальні вітряки.
- За кількістю лопатей - двух-, трьох- і багатолопатеву пристрою.
- За типом матеріалу, використовуваного для виробництва лопатей - конструкції з вітрильними і жорсткими лопатями.
- За способом управління - вітряки з фіксованим або регульованим кроком лопатей.
Внутрішній устрій вітрогенератора
Корисна порада! У більшості випадків фахівці рекомендують власникам заміського житла купити вітряк з фіксованим кроком лопаті, оскільки регульовані пристрої занадто складні в експлуатації.
Вітряна електростанція з горизонтальною віссю розміщується перпендикулярно по відношенню до потоку повітря. Конструкція має схожу будову і функціонує за тим же принципом, що і звичайний флюгер. Вітряки з роторним генератором мають високий ККД, при цьому вони доступні в ціні. В основі роботи цих пристроїв лежить опір повітряного потоку.
Вітряки з вертикальною віссю, або ортогональні вітрогенератори, мають компактну конструкцію, проте їх ціна значно вища. Завдяки особливій будові цей тип обладнання абсолютно незалежний від напрямку вітру. Лопаті мають вигляд турбін, завдяки чому значно знижується навантаження на осьову частину. Купити вертикальний вітрогенератор буде доцільно в тих випадках, якщо вітер на ділянці постійно змінює свій напрямок.
Переваги та недоліки вітряних електростанцій для будинку
Як і будь-якого іншого виду обладнання, вітряних електростанцій притаманні як переваги, так і недоліки. Щоб зважитися на покупку цього пристрою, бажано зважити його сильні і слабкі сторони.
Популярність використання вітряних електростанцій зумовлена великою кількістю переваг
Чому вигідно купити вітрогенератор (220) для приватного будинку:
- Відсутність додаткових витрат, оскільки для роботи пристрою не потрібно паливо.
- Немає необхідності в постійному контролі. Конструкція виробляє електроенергію самостійно кожен раз, коли дме вітер.
- Щодо безшумний і повністю екологічний спосіб видобутку електроенергії.
- Пристрій може використовуватися практично в будь-яких кліматичних умовах.
- Знос деталей мінімальний.
Установка вітрогенератора для будинку супроводжується наступними недоліками:
- витрати на придбання обладнання окупаються через 5-6 років;
- відносно невеликий показник ККД, що відбивається на потужності;
- висока ціна вітрогенераторів;
- щоб компенсувати бездіяльність пристрою в безвітряні дні, потрібне додаткове обладнання: генератор і накопичувальна батарея (вартість цих елементів дуже висока);
- в деяких режимах вітряки для будинку видають інфразвуки (те ж саме відбувається, якщо установка обладнання виконана з помилками);
- потрібно регулярне проведення профілактичних робіт;
- ураган може серйозно пошкодити обладнання.
Залежно від потужності приладу і карти вітрів місцевості, вітряк може забезпечити електрикою як маленький дачний будинок, так і великий заміський котедж
Корисна порада! Обов'язково потрібно прорахувати рентабельність перед тим як купити вітрогенератор для будинку, ціна обладнання може виявитися занадто високою, і витрати на його придбання не окупляться. Для цього необхідно обчислити середній показник потужності будинку (враховується потужність всіх електричних приладів), оцінити місцевість, де буде встановлюватися обладнання, і з'ясувати, яка кількість вітряних днів у році.
Доцільність покупки: ціни вітрогенераторів для приватного будинку
Вартість вітряків для приватних будинків досить висока. Витрати на придбання обладнання окупляться лише в тому випадку, якщо місцевість має відповідними умовами.
Установка вітряної електростанції виправдана в наступних випадках:
- місцевість відповідає вимогам обладнання;
- для регіону, в якому знаходиться ділянка, характерні сильні вітри;
- відсутня можливість у використанні інших альтернативних джерел електричної енергії.
В інших випадках витрати на покупку вітрогенератора для будинку не окупляться. Якщо ж кількість вітряних днів у році невелика, ці пристрої можна доповнити сонячними батареями або ж генераторами, що працюють на дизелі або бензині.
Залежно від типу конструкції, вітрогенератори можуть бути вертикальними або горизонтальними
Як підвищити рентабельність вітряка для приватного будинку
Приморські райони, а також відкриті майданчики в гірській місцевості ідеально підходять для установки вітряного обладнання. У цих регіонах швидкість вітру становить понад 60-70 м / с. Жителі цих районів можуть повністю відмовитися від центральних систем електропостачання та перейти на вітряні станції. На рівнинних територіях потоки вітру більш рівномірні, однак їх сили недостатньо для того, щоб повноцінно забезпечити будинок електрикою.
Вкрай небажано встановлювати обладнання неподалік від лісів і посадок. Дерева будуть затримувати частину енергії, що знизить рентабельність вітряків. Потужність повітряного потоку зростає в міру віддалення від землі. Значить, чим вище щогла вітряної станції, тим більший імпульс пристрій зможе захопити. З іншого боку, надмірно висока конструкція потребує додаткового посилення. Сильних поривів вітру буде простіше повалити її, ніж вітряки з щоглою, яка досягає позначки 5-7 м.
Фахівці рекомендують встановлювати обладнання на висоті 10-15 м від землі. Закріпити подібну конструкцію можна двома способами:
- Шляхом бетонування основи.
- Використовуючи металеві розтяжки.
Найбільш ефективним для генерування електроенергії вважається комбінування вітряка і сонячних батарей
Щоб забетонувати основу вітряка, потрібно викопати чотири глибоких свердловини з невеликим діаметром. У них занурюються розтяжки щогли, після чого вони заливаються цементним розчином. Цей процес досить трудомісткий і витратний, проте він відрізняється високою надійністю. Навіть при сильних поривах вітру щогла буде залишатися нерухомою. Єдиний ризик полягає в поломці лопатей.
Фіксація щогли за допомогою розтяжок передбачає використання металевого троса. Він натягується до тих пір, поки вітряк НЕ буде розташовуватися строго перпендикулярно по відношенню до поверхні землі. Після цього розтяжки троса надійно закріплюються в грунті.
Важливо! Вітряки з високими щоглами потребують заземлення.
Який краще купити вітрогенератор для будинку: виробники і вартість
До вибору вітряної електростанції необхідно підходити грунтовно. Основними критеріями виступають потужність обладнання, тип осі (горизонтальна або вертикальна), а також виробник. Перед покупкою необхідно ретельно вивчити технічні характеристики і порівняти продукцію різних виробників.
Ціни вітрогенераторів російського виробництва:
Виробник Ціна, тис. Руб. Вітроенергетична компанія 30-300 Rkraft 65-908 Вітроенергетика 78-130 Сапсан-Енергія 149-319 ГРЦ-Вертикаль 204-600
Багато з цих організацій займаються виробництвом обладнання за індивідуальними замовленнями, а також надають допомогу в проектуванні і виконанні розрахунків.
Ціни вітряків для будинку зарубіжного виробництва значно вище. Мінімальна вартість установок становить 120 тис. Руб. Продукція зарубіжних компаній відрізняється високим рівнем якості завдяки використанню на виробництві високотехнологічного обладнання. Однак ремонт таких установок буде дорогим, а покупка запчастин може супроводжуватися труднощами.
Вартість заводського вітряка російського виробництва може варіювати в межах 30-600 тис. Руб.
Переваги вітряків заводського виробництва:
- можливість придбати пристрій в повній комплектації і навіть замовити його професійну установку;
- великий вибір виробників і модифікацій з різними характеристиками;
- гарантія якості;
- все одно можна зателефонувати кваліфікованого фахівця для здійснення ремонтних робіт.
З урахуванням високої вартості заводського обладнання багато власників заміських ділянок віддають перевагу конструкціям, виготовленим своїми руками. На виготовлення саморобного вітрогенератора йде близько 3000-5000 руб. Велика частина цієї суми витрачається на покупку якісної акумуляторної батареї, яка здатна на протязі тривалого часу утримувати заряд.
Стаття по темі:
Сонячні батареї своїми руками: доступне джерело електропостачання
Що являє собою пристрій, принцип його роботи. Різновиди сонячних батарей. Доцільність використання для дачі і будинки.
Переваги виготовлених своїми руками вітряних електростанцій:
- істотна економія коштів;
- при створенні саморобного вітряка конструктор знатиме все особливості його будови;
- можливість виготовити основні деталі й лопати для вітрогенератора своїми руками з підручних матеріалів.
Саморобні конструкції, на відміну від заводських вітряних електростанцій, виходять з ладу набагато частіше.
Зверніть увагу! Для монтажу заводської конструкції краще викликати фахівця. В іншому випадку будь-яка помилка, допущена в процесі установки, стане причиною втрати гарантії.
Саморобні конструкції вітрогенераторів поступаються за якістю і надійності промисловим моделям
Як виготовити вітряк своїми руками: технологія і рекомендації
Експлуатація саморобного пристрою на ділянці може викликати обурення з боку сусідів. Тому перед тим як зробити вітрогенератор своїми руками, потрібно подбати про дотримання кількох правил.
На все індивідуальні споруди накладаються обмеження по висоті. Установка вітряка з висотою щогли понад 15 м заборонена, якщо поблизу від нього знаходяться такі об'єкти:
- тунелі;
- мости;
- аеропорти.
Вітряна установка не повинна створювати ефірних перешкод. Щоб запобігти їх появі, рекомендується використовувати спеціальний захист. Крім цього слід контролювати рівень видаваного лопатями шуму і тримати його в межах норми.
Найпростіший саморобний вітрогенератор з пластикових пляшок
Матеріали, необхідні для виготовлення вертикального вітрогенератора своїми руками
Вітряну електростанцію з вертикальною віссю можна використовувати для того, щоб забезпечити електричною енергією різні споруди господарського призначення або невеликий садовий будиночок. Її потужності вистачить, щоб підсвітити прибудинкову територію в темний час доби.
Для створення вітрогенератора своїми руками з автомобільного генератора будуть потрібні наступні матеріали:
- акумуляторна батарея на 12V (кислотна або гелієва);
- містка ємність циліндричної форми з алюмінію або нержавіючої сталі (каструля, відро);
- генератори автомобільні (12V);
- вольтметр;
- напівгерметичними кнопка-вимикач (12V);
- автомобільне реле зарядки акумуляторної батареї або контрольної лампи заряду;
- перетворювачі (12-220V і 700-1500W);
- дроти з розміром перетину 2,5 і 4 мм;
- хомут для фіксації генератора на щоглі (2 шт.).
Пристрій ветрогенерірующей конструкції
Для виконання роботи будуть потрібні такі інструменти та пристосування, як:
- болгарка (можна використовувати ножиці по металу);
- маркер або будівельний олівець;
- кусачки і рулетка;
- дриль з набором свердел;
- викрутка і набір ключів.
Технологія виготовлення вітрогенератора з автомобільного генератора
В якості основи буде використовуватися циліндрична ємність, наприклад, відро, стара виварка або каструля. Використовуючи олівець і рулетку, необхідно нанести на неї розмітку, щоб вийшло поділ на 4 рівні частини. Згідно мітках робляться надрізи за допомогою болгарки так, щоб вийшли вертикальні пластини-лопаті. При цьому дуже важливо не дорізати метал до кінця.
Зверніть увагу! Якщо ємність виготовлена з пофарбованої жерсті або стали з оцинковкой, не можна використовувати болгарку для нарізки, інакше метал перегріється. У цьому випадку бажано використовувати ножиці.
У шківі, а також днище ємності слід виконати отвори для болтів. На цьому етапі створення вітрогенератора для приватного будинку своїми руками необхідно вкрай уважно і акуратно поставитися до симетрії. Будь-які неточності в розміщенні отворів приведуть до дисбалансу конструкції під час обертання.
Для виготовлення вітрогенератора своїми руками можна використовувати автомобільний генератор
Лопаті слід відігнути, при цьому вони не повинні занадто стирчати назовні. Виконуючи цю роботу, необхідно враховувати напрямок обертального руху генератора. Найчастіше вітряк орієнтують за годинниковою стрілкою. Від обраного кута вигину лопатей буде залежати обертальна швидкість і площа контакту повітряних потоків з конструкцією.
Далі на шківі закріплюється Ємність з лопатями. Генератор встановлюється на щоглу, після чого він фіксується за допомогою хомутів. Залишиться тільки з'єднати всі дроти і виконати збірку ланцюга. Всі кабелі фіксуються на щоглі вітряка. Для підключення накопичувальної батареї слід використовувати дроти з розміром перетину 4 мм. Для цього достатньо буде відрізка довжиною 100 см. Підключення до мережі побутових і освітлювальних приладів здійснюється за допомогою проводів з розміром перетину 2,5 мм. Для інвертора або перетворювача потрібно провід з перетином 4 мм.
Як зробити вітрогенератор з пральної машини
Для створення своїми руками вітрогенератора з пральної машини потрібно список певних деталей. Частина з них можна зняти зі старих побутових приладів, а решту доведеться купити.
Конструкція вітряка буде складатися з наступних елементів:
- редуктора для коригування обертальної швидкості;
- ротора з лопатями;
- захисного кожуха;
- накопичувальної батареї;
- хвостовій частині;
- інвертора;
- щогли для фіксації генератора.
Вітрогенератор, виготовлений з деталей пральної машини
Генератор конструкції виготовляється з електричного двигуна від пральної машини. Його потужність повинна становити не менше 1,5 кВт.
Крім цього буде потрібно:
- наждачний папір і клейовий склад;
- неодимові магніти по 5 і 12 мм (32 шт.);
- епоксидна смол а чи холодне зварювання.
Неодимові магніти будуть встановлюватися на ротор. Їх можна придбати в багатьох стаціонарних або інтернет-магазинах. З ротора асинхронного мотора необхідно зняти сердечники. Після цього дані деталі частково зрізаються. Глибина різу не повинна перевищувати 2 мм. Для цього можна використовувати токарний верстат. Далі в сердечниках необхідно виконати пази, глибина яких дорівнює 5 мм.
На наступному етапі виготовлення вітрогенератора для будинку своїми руками виконується установка магнітів. Для початку на сердечник монтується тверде покриття. Після цього на відповідні місця на рівній відстані ставляться магніти. Дуже важливо при цьому дотримуватися дистанції, інакше в майбутньому магніти злипнуться, що негативним чином позначиться на потужності вітряної електростанції. Для фіксації цих деталей краще використовувати суперклей. Під час роботи бажано надіти захисні окуляри, оскільки магніти в процесі приклеювання можуть відскакувати.
Розташування неодімових магнітів при виготовленні саморобного вітряка
Коли шаблон з магнітами повністю готовий, він укладається на ротор. Утворилися прогалини необхідно заповнити за допомогою епоксидної смоли або холодної зварювання. Після закінчення роботи ротор акуратно затискається в лещатах, а його поверхня обробляється наждачним папером. Перед запуском вітряка слід перевірити всі підшипники і болтові з'єднання на міцність. Не варто використовувати для збірки конструкції навіть частково зношені деталі, краще купити нові.
Для створення крильчатки краще вибрати легкий матеріал з високим запасом міцності. Для цих цілей підійде склопластик. В результаті лопаті виходять легкими і стійкими на знос. Щоглу краще виготовляти із сталевих труб. Оптимальний розмір діаметра становить 32 мм.
Із збіркою вітряка може впоратися будь-яка людина, що має уявлення про те, як працюють електричні ланцюги. Головне при цьому - уважно ставитися до всіх деталей і ретельно перевіряти всі свої дії. Щоб виключити ймовірність помилок, можна скористатися наочними відеоматеріалами, де детально описується весь процес виготовлення деталей і їх подальшої збірки.