Портативный ветрогенератор. Ветрогенераторные мини электростанции. Основные конструктивные элементы
Сборка портативного Ветрогенератора из подручных средств.
Данное весьма полезное приспособление сможет быть полезным вам в походе, на охоте или рыбалке. Оно позволяет пополнить заряд батареи на вашем мобильном телефоне телефон, плеере или фонарике. Так же данная модель ветрогенератора достаточна легка и компактна, что делает ее чрезвычайно мобильной и незаменимой в путешествиях.
Набор материалов, полезных для разработки нашего портативного ветрогенератора:
1) Шаговый двигатель(автор использовал из старого сканера)
2) Выпрямляющие диоды (понадобилось 8 диодов 1N4007 для реализации задумки)
3) Конденсатор 1000 мкФ
4) LM7805 (это стабилизатор, он же регулятор напряжения)
5) Обыкновенная труба на основе ПВХ
6) Некоторое количество пластиковых деталей (более подробное описание будет в процессе создания ветрогенератора)
7) Так же будут необходимы пластины из алюминия или другого метала (желательно полегче весом).
Собственно начнем с шагового двигателя. Автор достал такой из обычного старого сканера, который уже отслужил свое и в принципе был ему не нужен. Собственно его вы и можете лицезреть на фотографии, которая предоставлена ниже. Вот он - четырехфазный шаговый двигатель.
Кстати подобный агрегат можно получить не только из старого сканера, но так же и из дисковода магнитных дисков например. Так что, если у вас завалялся ненужный дисковод, искать сканер не обязательно.
Собственно получив необходимые компоненты из списка материалов указанного в статье, вы смело можете приступать к полномасштабной сборке выпрямителя. Как уже было сказано нам потребуется восемь диодов, то есть по две штуки на каждый шаг двигателя.
Напряжение на выходе мы стабилизируем при помощи конденсатора емкостью не менее чем в 1000мкФ и стабилизатора напряжения LM7805.
Сделанный генератор способен легко выдавать напряжение от пяти вольт и даже больше. Но в рамках именно этого проекта, так как в целях будет зарядка мобильного телефона и других устройств вполне себе достаточно даже пяти вольт.
Следующим шагом будет сбор лопастей. Они то и будут ловить энергию воздуха для нашего генератора.
Вырезая лопасти будьте аккуратны, постарайтесь сделать их наиболее плавными и обтекаемыми. Ведь чем легче и ровнее они будут, тем проще будет поймать ветер необходимой силы, чтобы наш генератор выдавал нужное напряжение.
После изготовления лопастей можно приступить к полной сборке аппарата. Лопасти крепим в трубе из пвх, с другой стороны ставим пластинку для баланса и координации винта по ветру. Собственно подключив ветряк к генератору мы получим готовое устройство.
AirEnergy 3D - небольшой переносной ветрогенератор напечатанный с помощью 3D принтера, который достаточно легкий, чтобы поместиться в рюкзак
В то время как некоторые стараются разширить использование больших ветрогенераторов в мире, другие же стараясь быть более изобретальными идут в противоположном направлении и стремятся производить электроэнергию из чего-то более маленького. Одно из таких маленьких и уникальных изобретений это, например, AirEnergy 3D - небольшой переносной ветрогенератор напечатанный с помощью 3D принтера, который достаточно легкий, чтобы поместиться в рюкзак.
Это маленькое устройство может быть полностью собрано без использования инструментов. Ветрогенератор достаточно портативный, чтобы можно было брать его с собой в поход, но можно просто поставить его на крышу или, например, на балкон. Он может генерировать до 300 Ватт электроэнергии.
С помощью AirEnergy3D можно заряжать такие устройства как ноутбук или телефон. Или же можно использовать его для какой-то бытовой техники в доме. При этом AirEnergy3D генерирует чистую и возобновляемую энергию, таким образом экономя ваши деньги и сохраняя окружающую среду. Производитель этого устройства - компания Omni3D, производитель 3D-принтеров из Польши.
Вертикальная форма турбины предназначена для захвата энергии от более слабых ветров, которые дуют через крыши домов и во дворах.
Для дополнительного финансирования компания обратилась за помошью на Kickstarter.com (Kickstarter - это сайт для привлечения денежных средств на реализацию творческих, научных и производственных проектов по схеме краудфандинга). Целью их кампании был сбор средств, чтобы закончить дизайн и подготовить производство комплектов, которые бы было легко собрать в любой точке мира. Они собираются выложить свои разработки в открый доступ, чтобы любой владелец 3D-принтера смог их «распечатать». Они просили около 24 000 евро и на сегодняшний момент 198 человек уже прислали им около 29 000 евро.
Компания также пообещала пожертвовать несколько полностью рабочих версий AirEnergy 3D в сельские районы Африки. «Мы уже связались с несколькими организациями, которые сказали нам, что тот факт, что наш генератор легкий и мобильный делает его полезнее, чем использование солнечных панелей» говорит Дзядкевич (Dziadkiewicz), инженер из Omni3D в Польше. «Он также может быть использован в ситуациях стихийных бедствий, где трудно использовать солнечную энергию.» опубликовано
|
|||||||||||||||||||||
|
Походный ветрогенератор наконец изготовлен и испытан.Начиналось всё с прошлогодней статьи (зима 2011) про то, как можно изготовить портативный ветрогенератор из динамо втулки. Но дело до практики так и не доходило, а тут я все-таки заказал генератор (динамо втулку) и за 2 вечера изготовил из простых деталей походный ветряк. Долго ждал в нетерпении пока динамо втулка доедет до меня и вот она приехала.
Динамо втулку заказал в интернет магазине, её стоимость с доставкой по почте составила почти 1500 руб. Ниже её фото. Весит кстати менее 500 грамм, точно незнаю, инструкцию так и не читал.
Сразу хочу отметить что когда я написал первую статью на сайте про изготовление этого ветряка, то столкнулся с массой негативных отзывов от людей о таком походном ветряке из этой динамо втулки. Но хочу заметить, что все расчёты и описания были абсолютно верны и не чуть не изменились, хотя многие считали это бредом, и говорили что ничего работать не будет. Прошел почти год с момента написания первой статьи и я при изготовлении ветряка практически не отошел от первоначальной версии изготовления, а значит и ни в чём не ошибся в написании первой статьи, так как на практике ветряк прекрасно работает.
Для подтверждения я тестируя походный вертячек у себя на дачном участке попутно снял на мобильный телефон видеоролик, правда качество ужасное. В ролике показана работа ветряка в реальных условиях. Вертячек отлично работает от небольшого ветерка, который я даже не ощущал, когда снимал видео. На видео в некоторых местах при усилении ветра ветрогенератор издаёт шумы, но это из-за неправильно сделанного хвоста, жесть хвоста громыхает на ветру ударяясь о балку, из -за плохого и неправильного крепления, но в ближайшее время я это исправлю, а так ветряк абсолютно бесшумен. Есть небольшие вибрации от несбалансированных лопастей, и от залипания магнитных полюсов генератора под нагрузкой, но они ощущаются только когда держишься рукой за мачту. Кстати на видео мачта ветряка держится за сарайчик для садового инструмента, а не за туалет.
Вес ветряка в сложенном, разобранном виде почти 4 кг., да конечно это не малый вес для походов, но все его детали сделаны из металла и с большим запасом прочности. Если делать основные части ветряка из пластика и пластмассы, то он будет весить в два раза легче. Лопасти,и хвост, сделаны из старого и мятого куска оцинкованной жести, а балка, которая держит хвост из алюминиевой гардины.
Записал видеоролик испытания походного ветрогенератора.
Извините за качество — видео с «древнего» мобильного телефона.
Далее по подробнее о деталях ветряка. Я много описывать не буду, так как и так всё понятно и описано в предидущих стятьях, я лишь немного прокомментирую фотографии ветряка. Все детали ветряка покрашены в зелёный цвет для камуфляжа, и чтобы не блестели на солнце выдавая местоположение палатки с больших расстояний.
На фото ниже видно поворотную ось ветряка, которая сделана из велосипедной передней втулки. На ней сделан самодельный щёточный узел. Щёточный узел нужен для того чтобы провод идущий от генератора по мачте не перекручивался.В принцепе можно и без него, но тогда нужна полая ось, чтобы провод пустить сквозь неё, и далее по мачте вниз.
На фото видно как к пластине крепится хвостовая балка.Я сделал всё из простых деталей, которые у меня были и собрал всё буквально за компьютерным столиком, так что об эстетике и красоте не думал, для метя главное надёжность и ремонтопригодность в походных условиях, вот и получилась такая невзрачная, но надёжная и прочная конструкция.
На этой фотографии видно все основные детали ветряка, это уголок-пластина, на которой крепятся все детали ветрогенератора. Как видно динамо втулка (генератор) прикручена ротором -валом к пластине, а вращается статор генератора, а в обычных генераторах наоборот, вращается вал. Но как оказалось это и лучше, так как все детали удобно закреплять. На статор генератора закреплён с помощью трёх саморезов треугольный диск из фанеры, в неё просверлены отверстия под болтики крепления лопастей. К другой части пластины прикручена поворотная ось из велосипедной втулки. Далее к пластине крепится хвостовая балка и хвост, после лопасти и ветряк крепится с помощью хомута на мачту.
Ветрячёк легко и быстро собирается и разбирается, сборка и разборка занимает минут 15. В походных условиях ещё немного времени уйдёт на начту.А если такой ветряк использовать на даче, то его можно установить на железную мачту. Самая габаритная часть ветряка это лопасти, длинна лопастей 80 см., они в принципе должны уместится в походный рюкзак, но лучше для него подобрать чехол, например чехол от палатки.
ХАРАКТЕРИСТИКИ МИНИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОРА
Про характеристики напишу примерно, так как они зависят от ветра.
При ветре 2-3м/с ветрогенератор вырабатывает около 2-2,5 Ватт, при более мощном ветре до 5 м/с он уже будет вырабатывать более 4-х Ватт. Далее с повышением силы ветра ветряк способен давать более 5-ти ватт, но на тесте максимальный ветер был около 5 м/с, и ветряк работал в штатном режиме. От кручения рукой я зажигал им даже автомобильную лампочку на 10 ватт. В принципе из динамо втулки можно сделать ручной генератор, если к нему приделать ручку и крутить, такое зарядное устройство будет гораздо мощнее чем известные китайские ручные динамо зарядки.
При кручении от руки дома тестер показывал более 20-ти вольт, в среднем вольтаж 8-11 вольт. Если поставить более длинные и узкие лопасти, то ветряк будет крутится более быстро и давать стабильно более 12-ти вольт, а значит и заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор.
Вместе с ветряком я планирую использовать буферный аккумулятор для накопления вырабатываемой энергии, чтобы пользоваться энергией даже когда нет ветра и подключать более мощные приборы (освещение, электроника) . Также аккумулятор будет выполнять роль стабилизатора напряжения. Контроллер заряда здесь в принципе не нужен, так как от такого тока аккумулятор при каждодневном использовании энергии врятле перезарядится.
К слову такой ветрячёк можно не только в долгосрочные походы брать, но так-же можно на постоянку поставить дома или на даче, и в паре с аккумулятором он отлично справится с ночным освещением двора или комнаты, а также от его буферного аккумулятора можно заряжать мобильный телефон, слушать радио и смотреть портативный ТВ и другое. Можно даже ноутбук подключить и некоторое время пользоваться -пока не сядет буферный аккумулятор, а потом ждать пока ветряк его снова зарядит.Для подключения радио, зарядки телефонов, ноутбука естественно нужна дополнительные преобразователи электроэнергии, что-то на подобие ВАМПИРЧИКА, или если использовать 12-ти вольтовый аккумулятор, то автомобильные адапторы и зарядные устройства. Но для этого надо чтобы ветряк смог заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор, а для этого надо поставить более узкие и длинные лопасти, примерно 110-120 см в длину и шириной 10 см. В общем это уже зависит от конкретных задач, а телефон можно заряжать даже напрямую через ограничивающий резистор, или от буферного аккумулятора.
На этом всё, ветрогенератор готов и испытан, далее я исправлю хвост, чтобы не гремел, и попробую испытать на более сильном ветре чем был при испытании, и сделать более длинные и узкие лопасти, чтобы получать не 8-11 вольт, а более 14-ти и заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор.
Складной портативный ветрогенератор Eolic
Возобновляемые источники энергии сейчас одна из самых горячих тем на энергетическом рынке, и до недавнего времени, большую часть внимания привлекала солнечная энергия. В то время как существует много технических устройств, таких как солнечные портфели и зарядные устройства для ноутбука на солнечных элементах, в которых может использоваться солнечная энергия, существует очень немного портативных устройств, которые используют другие источники возобновляемой энергии. Складной ветрогенератор имеет все правильные идеи, но, наверное, ещё чуть-чуть опередил своё время.
У Eolic - очень интересный дизайн, но есть сомнения относительно того, способен ли их складной ветрогенератор выполнять работу, для которой был создан. Eolic выглядит очень маленьким, и мысль что он может создать достаточно энергии, чтобы привести что-нибудь в действие, кажется невероятной, а также действительно ли он достаточно прочный, чтобы выстоять на сильном ветру? На данный момент может оказаться, что это не более чем принятие желаемого за действительное.
Рейтинг публикации:
|
|
Многим загородным жителям знакома ситуация, когда внезапно отключается электричество. Особенно часто с этим явлением сталкиваются владельцы дачных участков, подключённых к старым . Сильный ветер или ледяной дождь могут сорвать провода, в результате дом остаётся без электричества.
Казалось бы, выход из этой ситуации один – оборудовать свой дом бензогенератором и резервной системой энергообеспечения. Несмотря на множество плюсов, не всем нужны подобные системы. Тем более, что смонтировать резервный источник энергии, от которого можно запитать мощные энергопотребители, может влететь в копеечку.
Американские энтузиасты «зелёной энергетики» решили создать дешёвый и компактный ветрогенератор.
Устройство под названием WindPax предназначено для электроснабжения маломощных потребителей – мобильного телефона и светодиодного фонаря.
По замыслу разработчиков, это позволит не остаться без минимального набора благ цивилизации в случае аварийного отключения электричества.
За счёт складываемых лопастей и телескопической мачты, ветряк может поместиться в выдвижной ящик стола или в рюкзак. В случае необходимости, ветряк приводится в рабочее состояние за пару минут. На выбор предоставляется две модели: мощностью 25 и 100 Вт.
Несмотря на «игрушечные» размеры ветрогенератора, этой мощности хватает, чтобы зарядить портативный аккумулятор или запитать мобильный телефон по USB. В качестве опции, ветрогенератор может быть оснащён адаптером на 12В.
Помимо мощности, ветрогенераторы отличаются друг от друга размерами и массой. Длина младшей модели в сложенном состояния равна 40 см, а вес - менее 2 кг. В развёрнутом положении ветряк «подрастает» до 1 метра. Старшая модель весит 4 кг, а в рабочем положении его высота составляет около 3 метров.
Разработчики ветрогенератора подчёркивают, что изначально они планировали создать устройство, которое будет всем по карману. Для этого они отказались от использования дорогостоящих комплектующих.
Повторить конструкцию ветряка может любой человек, владеющий слесарными инструментами. Например, младшая модель собирается из бросовых материалов. Лопасти сделаны из пластиковых бутылок, разрезанных вдоль своей оси.
Вал ветрогенератора – это алюминиевая трубка от сломанного штатива, а весь необходимый крепёж, наверняка, найдётся в арсенале домашнего мастера.
За счёт струбцины закрепить мачту ветряка можно в любом подходящем месте: на краешке стола, заборе, ветке дерева и даже «вниз головой».
Как показали испытания, ветрогенератор работает даже в маловетреную погоду. Ветряк не производит шума и, за счёт лёгкости и гибкости лопастей, безопасен при эксплуатации. Энтузиасты надеются, что столь компактное и простое устройство будет полезно дачникам, любителям путешествий и всем тем, кто хотел бы приобщиться к «зелёному электричеству».
В дальнейшие планы исследователей входит модернизация ветрогенератора. Они планируют улучшить аэродинамические характеристики лопастей, увеличить размеры ветряка (пусть и в ущерб компактности) и, тем самым, повысить мощность устройства
Какой любитель активного отдыха на природе не хотел бы лишаться таких преимуществ цивилизации, как мобильный телефон, ноутбук или телевизор? Заменить электросеть ему поможет портативный ветрогенератор.
Назначение
Многие автолюбители, отдыхая от городской суеты на лоне природы, в то же время не хотят отказывать себе в таких благах цивилизации, как автомобильный холодильник, телевизор, магнитола и освещение. Практически все из них сталкивались с необходимостью экономить топливо, расходуемое на зарядку аккумулятора, питающего бортовую сеть автомобиля. Помочь справиться с этой проблемой может, предлагаемый ниже, несложный и доступный для самостоятельного изготовления, портативный ветрогенератор.
Основные узлы и конструкция
- Рама;
- Генератор;
- Пластина;
- Спица;
- Лопасть;
- Стабилизатор;
- Мачта;
- Растяжка.
Генератор
Роль генератора предлагаемой конструкции выполняет электромотор постоянного тока (1200 об/мин, при U=48 V, I=15 A), который при желании можно заменить автомобильным генератором. На вале электродвигателя укреплена звёздочка (Z=10), снятая с велосипедного двигателя. Кареточный узел, вместе с ведомой звёздочкой (Z=48) позаимствованы с велосипеда. Раму (рис.2.) следует распилить болгаркой, придать ей необходимую форму, сварить и закрепить на ней электродвигатель болтами М8. Роликовую цепь рекомендуется взять мотоциклетную, т.к. она обладает большим запасом прочности.
Вал каретки
Вал каретки необходимо заменить новым, большей длины, навинтить на него гайку М16, надеть фланец — металлический диск 1 к которому приварена головка торцевого ключа Х24, отрезанная на расстоянии 2-х см от края (рис.3.) и зажать ещё одной гайкой. На фланце болтами М6 закреплён диск (рис.4.), так, что имеющееся на нём отверстие совпадает с выступом на фланце.
Лопасти
Лопасти 6 (рис.1.) вырезаются из 2-х миллиметровой алюминиевой пластины и изгибаются до получения дугообразной формы, после чего крепятся саморезами на спицы 5 (рис.1.), представляющими собой деревянные бруски 36х55х500 мм, крепящиеся к диску двумя болтами М8. При установке 6-ти устойчиво работает при слабом ветре, когда скорость ветра слишком велика, лучше оставить только две лопасти.
Снизу к раме приваривается обрезок трубы (130-150 мм), немного меньшего диаметра, чем труба-мачта. Перед установкой он смазывается и под него кладётся латунная шайба, что позволяет всему узлу легко вращаться и становится по ветру с помощью стабилизатора (рис.5.).
Мачта
Изготавливается из трубы диаметром от 34 мм (рис.1), к нижнему торцу которой приварена опорная площадка 30х30 см. Для того чтобы было удобно крепить растяжки к трубе можно приварить гайки М10.
Рассматриваемый портативный ветрогенератор вполне пригоден и для стационарного применения. В этом случае рекомендуется сделать мачту большей длины. Кроме того, если генератор не будет перевозиться с места на место, мачту можно выполнить не только из трубы, а и из любого другого подручного материала, например, из дерева. Возвращаясь же к походному варианту, стоит отметить, что для облегчения транспортировки устройства, имеет смысл сделать мачту разборной — состоящей из двух половин, скрепляемых, например, муфтой.
Контроль зарядки аккумулятора
В пульте контроля зарядки аккумулятора (рис.6.) можно использовать амперметр, рассчитанный на ток до 20 A, вольтметр на 30 V и диод — на ток до 20A. В качестве реостата используется пятидесяти ватный резистор ППБ-50Г 5-10 Ом, у которого удалены 3-4 витка провода с левого края. Сопротивление необходимо для того, чтобы имелась возможность ненадолго зашунтировать генератор и, таким образом, останавливать его, когда зарядится аккумуляторная батарея. Шунтировать генератор обрезком провода или другим металлическим предметом нельзя, т.к. это может привести к его поломке. Также нельзя и останавливать ветряк вручную за лопасти, что может привести к серьёзной травме даже при относительно слабом ветре. В качестве токоведущего провода следует взять мягкий кабель сечением около 4,0 мм2 и пропустить его внутри мачты.
При желании пульт можно доработать, установив диодный мост и параметрический стабилизатор напряжения, либо (что более экономично) импульсный стабилизатор, что исключит перезаряд аккумулятора. Также в схему можно ввести преобразователь напряжения, что позволит задействовать бытовые электроприборы, питающиеся от сети 220 V.