Ветрогенератор из двигателя от стиралки. Ветрогенератор своими руками из стиральной машины: инструкция по сборке ветряка
Ветрогенератор — это отличная альтернатива электрическим источникам энергии. Его используют для частных домов, удаленных от линий электропередачи и как дополнительный источник питания. В этой статье мы расскажем, как сделать мини-ветряк из подручных средств (стиральной машинки, металлолома, поломанных бытовых приборов) своими руками.
Ветрогенератор — это комплекс механических устройств, относящиеся к альтернативному источнику электроэнергии, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую при помощи лопастей, а потом в электрическую.
Ветрогенератор — альтернативный источник энергии для частного дома Современные модели имеют три лопасти, это обеспечивает больший КПД установки. Минимальная скорость ветра, при которой запускается ветряк – 2-3 м/с. Также в технических характеристиках всегда указывается номинальная скорость – показатель ветра, при котором установка дает максимальный показатель КПД, обычно это 9-10 м/с. При скорости ветра ближе к 25 м/с, лопасти приобретают перпендикулярное положение относительно ветра, за счет чего выработка энергии значительно падает.
Для того чтобы обеспечить частный дом электроэнергией, при скорости ветра 4 м/с, достаточно:
- 0,15-0,2 кВт для основных потребностей: освещение комнат, телевизор;
- 1-5 кВт для обеспечения работы основных электроприборов (холодильник, стиральная машинка, компьютер, утюг и др.) и освещения;
- 20 кВт обеспечит энергией весь дом, включая отопление.
Т.к. ветер может в любое время прекратится, ветряк не подключают напрямую к электроприборам, а к аккумуляторным батареям с контроллером заряда. Т.к. аккумуляторные батареи производят переменный ток, а для бытовых приборов нужен постоянный в 220В, устанавливают инвертор, к которому и подключают все электроприборы. К недостаткам ветрогенераторов можно отнести производимый от них шум и вибрацию, особенно это касается мощных установок, более 100 кВт.
Виды лопастей ветрогенератора Основные детали ветрогенератора
Чтобы смастерить самодельный ветряк, нужно знать из каких основных частей он состоит и на что их можно заменить:
- Ротор — вращающаяся часть установки, работающая от силы ветра. Его можно купить в магазине или извлечь из неработающего агрегата (двигателя или из генератора дрели).
- Лопасти. Обычно их изготавливают из дерева, легкого металла (алюминия) или пластмассы. Они могут быть парусного типа (как у ветряной мельницы) и крыльчатые.
Совет! Лопасти крыльчатого профиля обладают большей эффективностью.
- Генератор — устройство, преобразующее силу ветра в электрическую энергию. Его можно сделать самому из магнитных катушек или переделать готовый генератор стиральной машинки или автомобильный.
- Хвост – элемент, который помогает ориентировать ветряк по отношению к ветру. Его делают из дерева, легкого метала, оргстекла или пластика.
Схема: устройство ветрогенератора - Горизонтальная рея для поддержания генератора, ветряной турбины и хвоста.
- Мачта, на которую подвижно крепится рея с генератором. Она достигает длины от 5 м до 20 м и изготавливается из прочного дерева или пластмассовой/железной трубы полой внутри с коробом для отвода электрического провода. Ее фиксируют стальными тросами для дополнительной надежности.
Совет! Чем выше матча ветряка, тем больше энергии будет ею вырабатываться.
- Провод, соединяющий генератор и щиток. А сам распределительный щит состоит из:
- аккумулятора. Лучше всего использовать специальные устройства для систем альтернативной энергии;
- контроллера заряда аккумулятора;
- инвертора.
Как сделать генератор для ветряка из стиральной машинки
В качестве генератора для ветряка лучше всего использовать асинхронный двигатель, который применяется в стиральных машинках старого типа.
Внимание! Главная проблема самодельных генераторов — залипание магнитов. Чтобы этого избежать, их устанавливают под небольшим уклоном.
Делаем держатель, ось и лопасти
Как установить ветрогенератор
- На несущую рейку устанавливаем генератор, лопасти, ротор и хвост. При этом необходимо
закрыть генератор и ротор ветряка специальным кожухом для защиты от атмосферных воздействий.
Совет! Для защиты от холода, установку можно покрыть смазкой на силиконовой основе.
- Силовая установка крепится на рейку подвижным шарнирным механизмом.
- Мачта крепится на бетонное основание при помощи 4-х болтов.
- По мачте проводится провод от генератора до распределительного щитка.
Установку ветрогенератора проводят в безветренную погоду - После этого подключаются контроллер напряжения, аккумулятор и инвертор.
- Установка подключается к тестовым приборам, при нормальной работе ее переподключают к сети.
Внимание! Прежде чем подключать к сети сложные бытовые приборы, проверьте работу элементарных, например, зарядки для телефона.
Ветрогенератор – это экологически безопасный вариант получения электроэнергии. Небольшие ветрогенераторы отлично подойдут для дачных хозяйств или как дополнительный источник питания в частных домах при отсутствии света. Для того чтобы сделать его самостоятельно, нужно иметь элементарные знания в электрике и электронике. Желательно ознакомиться с видео инструкцией, для получения дополнительной информации.
Ветрогенератор из мотора стиральной машины: видео
Старая стиральная машина – настоящий клондайк запчастей для домашнего мастера. И вполне понятно желание дать им вторую жизнь – например, сконструировать ветрогенератор. Несложное и полезное устройство частично решит проблему электроснабжения небольшого объекта: дачного дома, хозяйственной постройки для инструментов или мастерской. Тем более что:
- Стоимость самой дешевой модели ветрогенератора азиатского производства с Алиэкспресс составляет несколько десятков тысяч рублей. И никто не сможет гарантировать, что вам пришлют исправное и мощное устройство.
- Ветрогенератор из стиральной машины своими руками обойдется не дороже 5000р. В стоимость входят все необходимые расходники при условии, что у вас уже имеется неисправная машинка, которой хочется найти достойное применение.
Обратите внимание: чтобы успешно справиться со сборкой устройства, требуются некоторые познания в механике и электрике. Зато на выходе получится вполне 2 – 2,5 кВт, полностью готовый к продолжительной эксплуатации в условиях российского климата. Пара комнат, небольшой ПК или телевизор – мощности устройства вполне хватит для их энергоснабжения, причем – совершенно бесплатного.
Подбираем материалы
Основа будущей конструкции – электродвигатель стиральной машины мощностью не ниже 1,5 кВт. Речь идет об исправной конструкции, а не о сгоревшем моторе. Также потребуются:
- Ротор с лопастями, которые будут вращаться благодаря силе ветра. Конструкцию лопастей несложно изготовить собственными руками из подручных материалов: фанеры, листового металла и т. д.
- Набор неодимовых магнитов – 32 шт. по 0,5, 1 или 2 см.
- Редуктор, «отвечающий» за скорость вращения генератора.
- Защитный кожух, исключающий любое климатическое воздействие на внешние элементы конструкции.
- Аккумулятор, заботливо собирающий и накапливающий энергию для работы бытовой техники в безветренный период.
- Инвертор для трансформации постоянного тока в переменный.
- Мачта для установки конструкции на открытом пространстве.
Если вы надумали удивить родных собственноручно изготовленным ветрогенератором из мотора от стиральной машины, не спешите бежать на ближайший рынок за покупками. Большую часть перечисленных устройств и материалов легко найти в старой бытовой технике, вышедшей из употребления и пылящейся в подвале или на балконе. Это экономит ваше время и дополнительно снижает себестоимость будущего генератора. Исключение – неодимовые магниты, заказать которые лучше на Алиэкспресс или в обычных магазинах по продаже электротехники и радиотоваров. Инструменты, что должны быть под рукой во время работы: отвертка, ножницы и плоскогубцы, а также дрель или шуруповерт, которые во время тестирования устройства будут играть роль ветра.
С ротора двигателя снимаются сердечники, на которых прорезают пазы на 5 мм вглубь. Затем сердечники закрывают жестяным покрытием и приступают к укладке неодимовых магнитов. Вначале их необходимо разметить и затем – последовательно разложить на полосе жести с учетом взаимного притяжения соседних магнитов. Крепление осуществляется с помощью подходящего суперклея, гарантирующего надежное соединение металлических элементов.
Обратите внимание: при конструировании ветряка из двигателя стиральной машины важно соблюдать расстояние между соседними магнитными элементами. Сила притяжения неодимовых магнитов настолько велика, что даже крепление суперклеем не сможет удержать их на месте. А слипание элементов негативно отразится на рабочей мощности нового генератора.
Над созданием крыльчатки с хвостовиком и лопастями придется потрудиться. Главное – , чтобы они легко вращались под воздействием ветра. Отличным решением будет стеклопластик – плотный и легкий материал, отличающийся долговечностью и не боящийся климатических сложностей российской погоды.
После укладки и приклеивания жестяной лист с магнитами укладывают на ротор, заполняя промежутки холодной сваркой или эпоксидной смолой. Окончательное шлифование поверхности наждачной бумагой – и каркас генератора полностью готов.
Для ветрогенератора из помпы от стиральной машины рекомендован вертикальный редуктор. Его главное достоинство – способность свободно вращаться на мачте вместе с лопастной конструкцией. Конечно, вес дополнительного устройства несколько замедлит скорость вращения. Зато редуктор, ограничивающий число оборотов лопастей, «позаботится» о том, чтобы во время ураганного ветра пропеллер не вышел из строя.
Согласно приведенной схеме:
- на мачту 7 надета основная шестерня 5;
- по кругу приварены арматурные отрезки С;
- подшипники с шестернями Б надеты на арматуру;
- малая шестерня А контактирует с шестернями Б;
- шестерни Б контактируют с зубцами корпуса редуктора 11.
Проверяем работоспособность устройства
Два провода, ведущие к обмотке двигателя, подключают к выпрямителю, а выпрямитель – к контроллеру, к которому подсоединен аккумулятор. С помощью дрели или шуруповерта устройство запускают в работу на скорости около 1000 оборотов в минуту. Щупы вольтметра подводят к аккумулятору и измеряют полученное напряжение. Показатель в 200-300 В свидетельствует об отличной работоспособности устройства.
Обратите внимание: если уровень напряжения невелик, вероятно, была допущена ошибка при установке магнитов. Если вы твердо решили достичь цели и собрать рабочий генератор, устройство придется переделать или сделать по-новому.
Изготовление мачты для установки ветрогенератора
Надежно установить ветрогенератор из помпы от стиральной машины поможет высокая мачта. Оптимальное решение – стальные трубы диаметром около 32 мм, сравнительно легкие и прочные. Несколько отрезков, последовательно соединенных сваркой, легко превратятся в высокую мачту длиной около 10 м. Ее окрашивают в белый или другой светлый цвет и монтируют крепления из уголков, надежно удерживающие конструкцию в вертикальном положении. Готовую мачту можно поставить на «ненужную» опору освещения или иной другой свободный столб, который когда-то установили, но пока не нашли ему достойного применения. При отсутствии столба придется самостоятельно продумать и изготовить опору для мачты, способную выдержать вес работающей конструкции.
Простой ветрогенератор можно сделать из нескольких неисправных жестких дисков и водяной помпы от стиральной машины. Альтернативная энергия ближе чем кажется, хлама сейчас для изготовления подобных нужных штуковин более чем предостаточно. Такая конструкция конечно не будет питать весь ваш дом электричеством, но для зарядки всевозможных USB гаджетов вполне сгодится.
Понадобится
- Помпа от автоматической стиральной машинки. Стоит она в самом низу и служит для откатчики воды из барабана в канализацию.
- Четыре жестких диска, можно разных производителей.
- Шест - длинная труба для установки ветряка на высоту.
- Болты, гайки, шайбы.
- Провода.
Пару слов о водяной помпе
В роли генератора, который вырабатывает электричество, будет использоваться водяной насос. Он состоит из подвижного ротора на постоянных магнитах и подвижного статора с П-образным магнитопроводом и катушкой на нем.
Ротор довольно просто вытаскивается.
Благодаря использованию постоянных магнитов, такой насос отлично работает в роли генератора, способного выдать до 250 В. Конечно наш ветряк не даст такие обороты и выходное напряжение будет в разы меньше.
Изготовления ветрогенератора
Помпу было решено закрепить строительными стальными уголками, изогнув и обрезав их нужным образом.
Получился вот такой, своеобразных хомут.
В магнитопроводе насоса было сделано отверстие для более надежной фиксации.
Узел в сборе.
Лопасти ветрогенератора
Лопасти делаем из трубы ПВХ.
Режем трубу на три ровные части вдоль.
А затем вырезаем из каждой половинки свою лопасть.
В местах крепления лопастей к генератору делаем отверстия.
Крепление лопастей
Для крепления лопастей ветрогенератора были использованы два диска от HDD.
Отверстие в которых отлично подошло к диаметру крыльчатки.
Размечаем.
Сверлим.
Диски крепятся к ротору болтами с шайбами и гайками.
Прикручиваем лопасти.
Поворотный узел
Чтобы ветряк в зависимости от ветра мог вращаться в различные сторону его необходимо установить на поворотную платформу, в роли которой будет использован двигатель от жесткого диска, так как там очень хорошие подшипники.
На него в дальнейшем будет одеваться диск на котором будет крепиться генератор.
Под крепление сверли отверстие и отпиливаем ненужную часть.
Общая сборка
К двигателю HDD который будет использоваться как поворотная платформа крепим уголки в трех местах.
Из картона или пластика вырезаем хвостовую лопасть, чтобы ветер сам направлял вентилятор.
Теперь приступаем к сборке всего.
Берем шест и фиксируем провод для питания.
Берем поворотный узел.
Вставляем в трубу и затягивая гайки разводим в стороны.
В принципе держится нормально.
В наши дни всеобщей экономии весьма актуальным становится вопрос альтернативных источников энергии. Весьма полезно иметь такой в частном доме. Сделать ветрогенератор из стиральной машины, отслужившей свой срок, вполне по силам домашнему мастеру, и это потребует совсем небольших затрат.
Сделать ветрогенератор своими руками: «за» и «против»
Покупка промышленного ветряка мощностью в пару киловатт обойдется вам в 60 000 - 70 000 рублей. А нужно считать еще и установку.
Собрать его с гораздо меньшими затратами можно самостоятельно. Нужны определенные знания, опыт, исходные материалы и инструменты.
Сделать ветрогенератор можно из двигателя на 1,5 киловатта, например, от старенькой «Вятки».
Такая мощность обеспечит электроэнергией пару комнат и работу компьютера.
Как сделать генератор
Основой самодельного электрогенератора станет мотор от стиральной машинки.
Его необходимо переделать из прямого привода, оснастив ротором с выточенными пазами для магнитов. Для этого на токарном станке отрезаем старый сердечник двигателя на 2 мм. Затем на нем делаем пазы под магниты глубиной 5 мм.
Теперь из жести изготавливаем шаблон для их крепежа. Он должен точно ложиться на сердечник. Делаем на полученной жестяной полоске разметку для этих деталей, располагающихся двумя рядами на одинаковом расстоянии друг от друга.
Неодимовые магниты купите в специализированном магазине или закажите в Интернете. Аккуратно прикрепите их холодной сваркой, суперклеем или эпоксидной смолой на равных промежутках и под одинаковым углом. Пространство между ними заполните размятой до консистенции пластилина холодной сваркой.
На двигателе закрепляем клеем поперек собранную часть. Мелкой наждачной бумагой зашлифовываем.
Для тестирования собранного генератора выходы проводов обмотки мотора подсоединяем через выпрямитель и контроллер к мотоциклетному аккумулятору. С помощью электродрели раскручиваем ротор до тысячи оборотов. На контактах накопителя энергии измерительный прибор покажет около 250-270 Вольт напряжения. Если при этом нет залипания магнитов, снижающего мощность, значит, с одной задачей мы справились успешно.
Теперь необходимо сделать остальные составляющие нашей «ветряной мельницы».
Мачта
Для нее используйте старые трубы диаметром 3-4 см, соединив их между собой до 10-метровой длины. Покрасьте полую внутри конструкцию. Установите ее на столб с помощью креплений из уголка так, чтобы она могла свободно вращаться.
Редуктор
Пошагово разберем процесс изготовления этого узла.
Главную шестерню (5) для него можно взять от привода насоса. По ее окружности привариваются 4 металлические оси (С) из обточенной арматуры. На них запрессовываются подшипники с малыми шестеренками (Б).
Через них от основной шестерни вращение подается на корпус редуктора (7), который свободно крутится на мачте.
Весь узел закройте корпусом от электродвигателя соответствующего размера (11), нарезав по кругу зубцы.
Зубчатка
Для ее лопастей подойдут листы стеклопластика полутораметровой длины. Для придания жесткости склейте шесть полос. Затем соедините зубчатку (9).
Вал
Его сварите из прутьев арматуры. С одного конца на нем размещается фланец для передачи вращения на генератор. С другого запрессовывается небольшая шестерня (12), принимающая движение от зубчатки.
Сборка
Устойчивую опору, на которой крепится вся конструкция, размещайте на возвышенности. Соединяем все узлы и подключаем к ветрогенератору, который размещаем под навесом против осадков. Испытаем работу механизма. Подсоединяем потребители энергии.
Из изложенного выше ясно, что наибольшую сложность представляет собственноручное создание магнитного ротора. Задачу можно упростить, купив готовый. Но это обойдется на 2-3 сотни рублей дороже. Так что решайте сами, как поступить.
Фирменный генератор стоит больших денег. Одна только небольшая установка обойдется не менее чем в 60-80 тысяч рублей, и это не считая стоимости монтажа. Однако это не повод отказываться от идеи получения энергии из альтернативных источников. Ветряк можно изготовить самостоятельно, используя запчасти, например, стиральной машины. Такой агрегат обойдется всего в несколько тысяч рублей.
Выбор запчастей
В нашем случае речь идет о создании ветряка мощностью 2,5 кВт. Удешевит задачу наличие в гараже или на даче металлолома. Но основная деталь конструкции - генератор. В генератор можно преобразовать электродвигатель стиралки. Однако двигатель должен подвергнуться переделкам, его нужно оснастить магнитным ротором. Ротор можно приобрести готовым, либо сделать своими руками. Специалисты рекомендуют не создавать себе дополнительных сложностей и купить готовый ротор. Тому есть ряд причин:
- Чтобы сделать ротор своими руками, нужно купить особые неодимовые магниты. Стоимость комплекта магнитов примерно равна стоимости нового ротора производства КНР.
- Сборка ротора - чрезвычайно кропотливая и трудоемкая работа. Понадобится изготовить особую форму, и очень надежно приклеивать каждый магнит.
- Если магниты будет расположены не под заданным углом, они станут залипать. В этом случае генератор не будет работать. Расчет верного угла довольно сложен, как и закрепление магнитов.
Обратите внимание! Основная статья расходов - магнитный ротор. Вместе с услугой доставки он обойдется в 2,5-3 тысячи рублей.
Покупной ротор на 2,5 кВт без особых переделок подойдет к электродвигателю от современной модели стиралки. Такой движок можно приспособить не только для создания ветрогенератора, но и для дробилки зерна, например.
Итак, кроме электродвигателя понадобится мачта, продолговатый вал, редуктор, крыльчатка и шестерни. В зависимости от комплекта запчастей технический замысел может отличаться, однако в описываемом случае мачта изготавливается следующим образом:
- Берем несколько секций старых стальных труб на 32 миллиметра и соединяем их друг с другом. В результате получаем цельную полую конструкцию длинной 10 метров.
- Окрашиваем мачту в белый цвет.
- Как только мачта просохнет, ее можно поднимать на столб. Прикрепляем на столбе выступающие металлические крепления из уголка с отверстием. Мачта должна быть надежно зафиксировано и при этом иметь возможность беспрепятственно вращаться.
Если рядом нет подходящего столба, понадобится решить вопрос создания опоры для мачты, так конструкция из труб не отличается устойчивостью. Затем собираем редуктор для ветряка с вертикальной осью вращения (рисунок ниже).
Схема и устройство редуктора ветрогенератора Пояснения к рисунку:
- основную шестерню (надеваемую на мачту) берем от привода насоса для воды;
- привариваем обточенные арматурные обрезки (оси) по кругу от шестерни - 4 штуки;
- на оси запрессовываем подшипники с шестернями (Б);
- с указанными выше шестернями соприкасается малая шестерня (А) от этого же насоса;
- шестерни (Б) находятся во взаимодействии с зубцами редукторного корпуса.
Характерная черта приведенной конструкции редуктора - его корпус крутится вокруг мачты без каких-либо препятствий вместе с пропеллером. За счет этого скорость оборотов пропеллера слегка уменьшается, что влияет на коэффициент полезного действия ветрогенератора. Несмотря на это, конструкция обретает большую устойчивость, а срок ее эксплуатации увеличивается. За счет редуктора, контролирующего вращения пропеллера, ветряк способен выдержать даже ураганные порывы ветра.
Сборка составных частей
Корпус редуктора изготавливаем из электродвигателя от насоса промышленного назначения. Крыльчатка должна находиться не перпендикулярно уровню Земли (как у большей части промышленных ветрогенераторов), а по горизонтали. В этом случае конструкция получается более надежной.
Изготовить крыльчатку можно из 5-слойной фанеры. Однако при размере лопастей более 1,5-2 метров и порывах ветра, превышающих 10-15 метров в секунду, пропеллер наверняка сломается.
Более предпочтительным материалом для изготовления лопастей является стеклопластик. Материал отличается как прочностью, так и гибкостью. Можно также изготовить пропеллер из дюралюминиевого уголка. Чтобы конструкция была достаточно жесткой, понадобится вырезать шесть прямоугольных полосок и склеить их друг с другом. После этого полоски соединяются с крыльчаткой (длина одного крыла - 1,6 метра).
Также понадобится небольшая шестерня и вал. Фиксируем вал на креплениях так, чтобы он прочно держался на своем месте, но и при этом мог вращаться. Последняя деталь - фланец, который соединит крутящийся вал и генератор. Вал делаем из сваренных между собой прутьев.
Установка ветрогенератора
Прежде всего, нужно выбрать место под ветряк. Опору рекомендуется ставить на открытом пространстве, оптимально - на вершине холма. Высота опоры - чем больше, тем лучше. В рассматриваемом примере речь идет об электрическом столбе высотой 10 метров.
Последовательность действий:
- Ставим мачту на опору, фиксируем ее в креплениях. При установке рекомендуется использовать монтажные когти.
- Заранее собранный редуктор с крыльчаткой монтируем на мачту. Проверяем работоспособность редуктора.
- Вал подключаем к основной шестерне (номер 5 на рисунке). Шестерня находится в основании редуктора.
- Закрепляем вал в крепежных элементах.
- Присоединяем вращающийся вал к генератору, который уже прикрепили к металлической опоре из уголков. Опора установлена вертикально - непосредственно напротив вала.
- Чтобы защитить генератор от атмосферных осадков, над ним можно возвести что-то вроде навеса. Срок службы агрегата в таком случае значительно увеличится.
Конечно, для создания ветряка недостаточно одних финансовых затрат. Понадобятся также определенные навыки и время. Но результат того стоит, так как на выходе получится стабильно работающее, бесплатное в эксплуатации устройство по производству электрической энергии.
