Ветряк или ветряные установки для выработки электроэнергии

​Ветряк или ветряные установки для выработки электроэнергии

Ветроэлектростанции (ВЭС), или как их еще называют ветряки – это устройства, преобразующие энергию движения ветра в электричество. Электричество, получаемое при помощи ветряков, является простым и экологичным источником энергии, поэтому в некоторых частях земли построены огромные комплексы, объединяющие множество ветрогенераторов в единую сеть. Такие массивы способны обеспечивать электроэнергией крупные населенные пункты, и даже целые регионы. Но для питания частного дома достаточно одного небольшого ветряка, и получать электричество при его помощи можно практически в любой местности.

Содержание

• Классификация ВЭС
• Принципы работы
• Сколько стоит ветряк
• Выбор конструкции ветрогенератора
• Ветряки в Европе

Классификация ВЭС

Существует множество разновидностей ВЭС, и все их можно классифицировать по различным признакам. Основным отличительным признаком являются конструктивные особенности. По конструкции они подразделяются на роторные и крыльчатые. По способу расположения выделяют следующие виды:

• Наземные;
• Прибрежные;
• Плавающие;
• Офшорные.

А по функциональному назначению ветряные электростанции бывают стационарные и мобильные.

Наиболее популярной конструкцией для промышленного получения электрической энергии являются ветряки крыльчатого типа. Они позволяют вырабатывать больше энергии, но, при этом, роторные конструкции издают меньше шума и не так сильно зависят от направления ветра.

Принцип работы

Все современные ветряки работают по проверенному веками принципу ветряной мельницы. Только в данном случае энергия вращения лопастей передается не на механический привод, а на генератор, при вращении ротора которого вырабатывается электричество. Затем электроэнергия накапливается в блоке аккумуляторных батарей и через инвертор передается к потребителям. Для обеспечения электроснабжения большого количества потребителей требуется объединение ветряков в единую сеть.

Для изготовления ветряка применены следующие элементы:

• Лопасти;
• Ротор турбины;
• Редуктор;
• Контроллер;
• Ось электрического генератора;
• Генератор
• Инвертор;
• Аккумулятор.

Для изготовления пропеллера можно использовать практически любые материалы, обеспечивающие достаточную парусность. Это может быть парусный ветряк из прочной ткани, ветряк из бочки или пластиковых бутылок. При изготовлении миниатюрной установки ветряк можно сделать даже из бумаги.

При изготовлении ветряка своими руками можно использовать ротор из шуруповерта или двигатель от любой бытовой техники. Для изготовления самодельного генератора для ветряка подойдет шаговый двигатель от принтера, а автомобильный генератор можно использовать практически без переделки.

Электрическая схема генератора на шаговом двигателе

С появлением на российском рынке неодимовых магнитов, популярность приобрела схема изготовления низкооборотистого аксиального генератора для ветряка на этих магнитах.

Подключение ветряка к генератору

При изготовлении своими руками ветряка мощностью до 3 кВт и рабочим напряжением 220В можно воспользоваться идеей разработки российской компании Аэрогрин. В конструкции данного ветряка применен принцип роторной авиационной турбины. В качестве лопастей используются небольшие лопатки из полимерных материалов. Вся конструкция укрыта кожухом из звукопоглощающего материала. Такой ветряк не тратит энергию на поиск ветра, создает минимум шума и не раздражает соседей постоянно вращающимися лопастями.

Сколько стоит ветряк

Для того чтобы купить ВЭС заводского производства в России можно сравнить цены на ветряки для выработки электроэнергии от различных производителей. Лучше всего для этого указать в запросе поисковой системы свой регион, это позволит быстрее найти поставщиков, которые работают ближе к планируемому месту установки ветряка и сэкономить на доставке и установке. Например, при необходимости организовать электроснабжение дачи в Ленинградской области, в поисковой строке можно набрать следующий запрос: «купить ветряк для частного дома цена СПб».

Приобрести можно как комплекс целиком, так и отдельные детали. Если лопасти и ротор можно изготовить самостоятельно, то генератор для ветряка можно купить по сравнительно низким ценам.

Выбор конструкции ветрогенератора

Основной проблемой при выборе конструкции ветряка является выбор между ветряками с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Однозначного ответа на вопрос, какой ветряк лучше горизонтальный или вертикальный, не существует.

Классический ветрогенератор имеет горизонтальную ось вращения и механизм поиска ветра, работающий по принципу флюгера. Для его раскручивания необходим ветер, дующий со скоростью 7 – 8 м/с.

Тогда как спиралевидные ветряки с вертикальной осью вращения не так сильно зависят от скорости и направления ветра.

Но самое широкое распространения ВЭС получили на территории Крымского полуострова. В силу своего географического положения Крым имеет возможность использовать энергию ветра с максимальной пользой. Ветряки в Крыму расположены практически везде, где позволяет местность. Здесь расположено несколько крупных ветряных электростанций. На самой крупной из них работают 127 ветрогенераторов.

В прошлом году в Ульяновске был запущен комплекс из 14 ветряков общей мощностью более 30МВт. Строительство ветряной электростанции начато и в республике Адыгея. Планируется, что ветряки, установленные в Адыгее, будут давать мощность в 150МВт.

Также в прошлом году начало свою работу совместное российско-испанское предприятие по выпуску ветряков в Таганроге. Производство организовано на заводе «Красный котельщик».

Ветряки в Европе

Для многих европейских стран наличие ветряков в некоторых регионах уже давно стало привычным делом. Причем устанавливают их не только на суше но и в море.

Лидерами по производству и использованию ветряков являются Франция, Германия и скандинавские страны.

В последнее время в европейских странах построено множество гигантских ветряков. Например, одним из крупнейших ветряков в Германии является огромная башня высотой 120м с ротором, каждая из трех лопастей которого имеет длину 52 м, ширину 6 м и весит 20 т. Это гигантское сооружение построено под Магдебургом в 2002 году и его мощность составляет 4,5 МВт.

На данный момент самым большим в мире ветряком считается ветрогенератор мощностью 7 МВт и высотой 141 м, расположенный рядом с немецким городом Эмден. Но в ближайшее время в Норвегии планируется запуск ветряка высотой 162 м, который сможет обеспечить электроэнергией около 2000 домов.

Ветряк

Секрет Мастера предлагает вам оригинальную поделку — ветряк — ветрогенератор. Да этот ветряк вырабатывает электроэнергию для четырех сверхъярких светодиодов. Ветряк собран своими руками из готовых деталей. Ветрогенератор экспериментальный и будет модернизироваться в дальнейшем.

1. Как сделать своими руками ветрогенератор
2. Электрическая схема ветрогенератора
3. Сборка действующего ветрогенератора

Как сделать своими руками ветрогенератор

Для строительства ветряка применены следующие детали:

1. Генератор. В качестве генератора применен синхронный мотор Г-205. На оси мотора есть резьба, что упрощает установку пропеллера. Мотор высоковольтный, что очень удобно при применении его в качестве генератора. Лопасти пропеллера не смогут разогнать мотор на несколько тысяч оборотов без редуктора, но при низких скоростях вращения мотор будет генерировать 3-15 Вольт под нагрузкой. Двигатель имеет две одинаковые обмотки возбуждения.
2. Пропеллер. Куплен самый большой винт в магазине авиамоделей. Фиксирующая гайка по резьбе совпала с резьбой вала генератора.
3. Корпус. Сливной патрубок длиной 500 мм. Куплен в строительном магазине. Генератор по диаметру как раз плотно устанавливается в соединительный патрубок и прочно фиксируется уплотнительной резиновой прокладкой.
4. Хвост. Лопасть хвоста сделана своими руками из куска ячеистого поликарбоната.
5. Полезная нагрузка. Четыре сверхъярких светодиода. За основу взят готовый фонарь.
6. Ось вращения корпуса. Саморез 100 мм и несколько шайб.
7. Мачта. Подходящий шест. В оригинале 5 метров.

Генератор ветряка

Электрическая схема ветрогенератора

Генератор представляет из себя вращающийся магнит двухполюсник. Магнит наводит в обмотках напряжение изменяемой полярности. Особенности генерирования энергии:

• фазы изменения напряжения в обмотках не совпадают;
• небольшая скорость вращения генератора генерирует пульсирующий ток небольшой частоты

Эти особенности не позволит эффективно и без потерь использовать генерируемую энергию при выпрямлении и сложении напряжений. Автор применил несколько нестандартное подключение нагрузки в генератор. Это упростило конструкцию и позволил максимально использовать генерируемую энергию.

Электрическая схема ветряка

Экспериментирование со снятием энергии с генератора на первом этапе привело к подключению на каждую обмотку двух светодиодов. Светодиоды устанавливаются встречно-параллельно. Нагрузочный резистор в виду слабого тока не устанавливается. Такое изобретение оказалось самым удачным по преобразованию вырабатываемой энергии в свет. Светодиоды поочередно ярко включаются при появлении соответствующего напряжения. Все источники света на освещаемой поверхности суммируются.

Сборка действующего ветрогенератора

Шаг 1. Разбирается фонарь. Перерезаются лишние дорожки питания. Собирается схема включения. Удлиняются проводники питания к обмоткам генератора. Смотри фото.

Диоды перепаяны Подключение светодиодов

Шаг 2. Ножовкой по металлу делается вырез в торце патрубка (смотри фото). Вырезается канцелярским ножом из поликарбоната хвост ветряка.
Шаг 3. Термоклеем приклеивается хвост к корпусу. Полезно заклеить соты от попадания грязи и влаги.

Паз для хвоста ветряка Хвост ветряка Крепления хвоста

Шаг 4. Как можно ближе к патрубку сверлится отверстие для оси вращения корпуса.

Шаг 5. Двигатель вставляется в патрубок. Приклеивается фонарь.

Шаг 6. Устанавливается пропеллер.

Шаг 7. Ветрогенератор монтируется на шест. Устанавливается шест.

Сборка ветряка

Ветряк генератор

Ветрогенератор из шагового двигателя принтера. Презентация

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Описание презентации по отдельным слайдам:

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с. Свищёвки им. П.И. Мацыгина Белинского района Пензенской области Научно-практическая конференция «Старт в науку» Тема: «Ветрогенератор из шагового двигателя принтера.» Выполнил: обучающийся 8класса Стёпушкин Иван Руководитель: Новиков М.Н., учитель физики с. Свищёвка, 2016

Обоснование темы проекта Мы живём в разных населённых пунктах Белинского и Каменского районов. Но проблемы у людей, проживающих там, общие. Одна из которых- проблема электроснабжения. Читая публикации в газетах разного уровня, пришли к выводу, что эта проблема беспокоит почти все сельские населения и не только Пензенской области. Я решил подробно изучить данный вопрос, и вот что я выяснил. Актуальность В сельском хозяйстве, в жилищно-коммунальном секторе расходуется большое количество электричества на поение животных и птицы, уход за ними, приготовления кормов, мойку доильной аппаратуры, посуды вследствие переработки продукции животноводства, полив приусадебных участков и на другие цели. Электрификация и автоматизация объектов сельского хозяйства облегчает труд человека и повышают его производительность Практическая значимость проекта В сёлах Пензенской области и других населённых пунктах за последние 20 лет значительные изменения в быту и общественном устройстве; происходит урбанизация населения. Поэтому в малонаселённых пунктах системы электроснабжения относятся к потребителям III категории, в их работе наблюдаются перерывы , связанные с ремонтом линий электропередач, их отдалённостью от РЭС. Вследствие этого надёжность электроснабжения выступает на первый план. Цель моего исследования — найти автономный (альтернативный) источник электричества, который мог бы поддержать некоторые объекты в работоспособном состоянии. на период отсутствия электроэнергии в сети, сделать расчёт, построить действующую модель.

История энергетики Первое- это история энергетики и еёэволюционное развитие. Ветряныемельницы использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н. э. Мельницы такого типа были распространены в исламском мире и в 13-м веке принесены вЕвропукрестоносцами. До создания паровой машины Уатта-Ползунова существовали следующие основные источники механической энергии : ветер, тягловые животные и вода, а после открытия Майклом Фарадеем в 1831 годуявления электромагнитной индукции, — наступил век пара и электричества. После этого мир энергии разделился на так «называемую» традиционную и нетрадиционную (альтернативную) энергетику. Второе-сделал анализ этих двух видов энергии.

Основные источники энергии . Характерные черты электроэнергетики давняя и хорошая освоенность экологическая чистота чрезвычайно большие затраты на капитальное строительство

Минусы традиционной энергетики При строительстве крупных ТЭС или их комплексов загрязнение еще более значительно. В водохранилищах ГЭС развиваются сине-зеленые водоросли, что приводит к ухудшению качества воды, нарушает функционирование экосистем, происходит затопление плодородных земель, изменяется уровень подземных вод. АЭС не вырабатывают углекислого газа, объем других загрязнений атмосферы по сравнению с ТЭС также мал. Процесс безопасной эксплуатации АЭС дорогостоящий и еще не решен. Вывод: так как ядерный реактор недоступен, рядом нет реки, паровая турбина- вещь проблемная, остаются тепловые двигатели. Заводской бензогенератор относительно дорог , да его использование не является нашей целью.

Плюсы и минусы альтернативной энергетики Большим плюсом отсутствие потребности в привозном топливе, так как по сути возобновляемая энергия используется «на месте». Но из этой особенности вытекают и три главных недостатка альтернативной энергетики: 1.низкая плотность источника энергии; 2. неравномерность поступления энергии по территории Земли; 3.неравномерность поступления энергии по времени. Справка Самой большой солнечной электростанцией в России считается «Каспийская», проектная мощность которой оценивается в 5 МВт. (Дагестан) Помимо энергии солнца используется и сила ветра, в частности, Куликовская (Зеленоградская) ВЭС, построенная в Калининградской области, имеет мощность 1 МВт и состоит из 21 ветрогенератора.

Ресурсы ветроэнергетики в Российской Федерации Для справки: Россия имеет самый большой в мире ветровой потенциал, ресурсы ее ветровой энергии определены в 10,7 ГВт. В целом технический потенциал ветровой энергии России оценивается более чем в 50 000 млрд. кВтч/год, экономический потенциал составляет 260 млрд. кВт*ч/год, т.е. около 30% производства электроэнергии всеми электростанциями страны. Реализованы эти возможности незначительно. На сегодня в России насчитывается около 13 МВт установленной мощности (0,1 % всей мощности в стране ).

Выбор источника альтернативной энергии В нашей зоне (Приволжский Федеральный округ) источниками альтернативной энергии являются: а) ветроэнергетика (ВЭС) б) гелиоэнергетика (СЭС) Так как географическое положение Пензенской области не позволяет использовать солнечную энергию в полной мере (отдаленность от экватора, малым числом солнечных дней в году и т.д.), остановим свой выбор на ветроэнергетических установках (ВЭУ) Основные направления генерации электроэнергии из энергии ветра

Типы ветровых установок. Два вида, два соперника По конструкции существуют ветрогенераторы двух видов (по расположению вала вращения к поверхности земли) : а) вертикальные Ветросиловые установки (ВСУ) с вертикальной осью вращения имеют неоспоримое для быта преимущество: их узлы, требующие обслуживания, сосредоточены внизу и не нужен подъем наверх. Самый простейший, чаще всего называемый ротором Савониуса.В начале октября 1924 года русские изобретатели братья Я. А. и А. А. Воронины получили советский патент на поперечную роторную турбину, в следующем году финский промышленник Сигурд Савониус организовал массовое производство подобных турбин. За нам и осталась слава изобретателя этой новинки. Главный его (ротора)недостаток – низкое использование ветровой энергии. Объясняется это тем, что лопасти-полуцилиндры работают только в четверть оборота, а остальную часть окружности вращения они как бы тормозят своим движением скорость вращения. Расчёты показали, что при этом используется лишь третья часть ветровой энергии.

б)горизонтальные Достоинства горизонтальных – более высокий КПД по сравнению со своими вертикальными соперниками. Недостаток: необходимость устройства флюгера для постоянного поиска направления ветра Главное достоинство однолопастных – высокие обороты вращения. У них вместо второй лопасти установлен противовес, мало влияющий на сопротивляемость движению воздуха, что даёт возможность использовать их для генераторов с высокими оборотами вращения. А это позволяет уменьшить массу и габариты всей установки. Двухлопастные ВЭУ мало чем отличаются по мощности с однолопастными и рассматривать их более подробно не имеет смысла. Трёхлопастные горизонтальные ветряки – самые распространённые на рынках сбыта. Их мощность на выходе может достигать семи мегаватт. Вывод: Из рассмотренных выше типов я выбрал трёхлопастной «ветряк» с горизонтальной осью вращения, решил рассчитать и сделать модель ветрогенератора.

Расчёт мощности ветродвигателя Кинетическая энергия Е k воздушного потока (ветра) преобразуется в потенциальную энергию давления Еp. Рабочее колесо (вентилятора) вследствие силы, действующей на лопасти, начинает вращаться, преобразуя потенциальную энергию давления в кинетическую энергию вращательного движения. Вычислим эту энергию: Ек=m*v2/2 (ф1), m=þ*V (ф2) V= S*v (ф3) S= П*R2 (ф4) Подставляя в (ф1) из ф2,ф3 , ф4 имеем: Ек=П*R*2*p*v3/2 Тогда ЕК=3,14*0,22*1,29*83/2=41,49(кг*м2/с2)=41,49(кг*м/с2*м) =41,49 (Н*м)=41,49 (Дж) Рассчитаем теперь мощность воздушного потока: N=A/t (Ф4) A= Ek , t=1 c

Расчёт мощности ветродвигателя (продолжение) Работа , совершённая воздушным потоком, через площадь круга S=ПR2, равна кинетической энергии Ек за время t=1с N= 41,49 Дж/с=41,49 Вт, т.е. полная мощность воздушного потока равна с округлением 41 Вт. Рассчитаем полезную мощность на валу рабочей машины: Nполез = N пол * ή1* ή2, (Ф5) ή2=0,25- КПД вентилятора ή1=0,9- КПД рабочей машины Тогда Nполез= 41*0,25*0,9= 9,22(Вт)

Механическая часть. Описание. Расчёт Описание устройства- трёхлопастного «ветряка» с горизонтальной осью вращения. — 1-рама, 2-цилиндрический корпус, 3-рабочее колесо, 4- флюгер – стабилизатор 5- вертикальная стойка, 6-ось, 7- опорно –радиальный подшипник, 8, 9 – гайки, 10 — сальник, 11- шаговый двигатель, 12- крышка, 13 — кронштейн

Порядок сборки На раму с помощью винтов крепится корпус , в который помещён шаговый двигатель. С левого торца двигатель защищён сальником и крышкой . На вал двигателя установлен винт , который закреплён гайкой .На раме с помощью кронштейна установлен стабилизатор , Снизу рамы перпендикулярно поверхности установлена стойка с подшипником и осью, которая крепится к раме при помощи гайки .

Электрическая часть Расчёт ЭДС и выбор деталей . Принцип работы генератора Пятое: Возник вопрос –какой нам нужен генератор? Обратимся к теории. Преобразование механической энергии в электрическую основана на явлении электромагнитной индукции. Постоянный магнит с индукцией В создаёт в пространстве магнитный поток Ф и через площадь ограниченную контуром площадью S он определяется: Ф=В* S При вращении магнита в плоскости, перпедикулярной плоскости катушек он ( Магнитный поток) периодически изменяется , принимая значение от нуля до Ф max Ф= B*S* cos α где Ф – изменение магнитного потока ,Вб В- индукция магнитного поля, Тл S-площадь контура,м2 а- угол между вектором магнитной индукции В и нормалью(перпендикуляром) к контуру катушки, град

Расчёт ЭДС и выбор деталей ( продолжение) При изменении магнитного потока Ф в катушках статора возникает ЭДС ( электродвижущая сила) индукции: E = Ф / t где Е -ЭДС индукции, В t- время , за которое произошло изменение магнитного потока,с Ф – изменение магнитного потока, Вб Угловая скорость определяется : w=@/t Откуда следует @= w*t @- угол поворота в радианах t-время, с w-угловая скорость, радиан/с Тогда Э ДС E= B*S*sinwt*w w= 2П/Т, Т=1/v, Тогда имеем E= B*S*sin 2Пvt*2Пv= 2П* B*S*v sin2Пv t Из формулы и графика легко увидеть , что Е max прямо пропорциональна частоте вращения ветродвигателя. Вывод: Из расчётов видно, что нам нужен тихоходный генератор. Заводские автомобильные и тракторные не подходят, так как для них нужны обороты порядка 2000-3000 оборотов в минуту.

Устройство и электрическая схема рабочей машины ( генератора) Пятое: Так как ветровое колесо хоть и обладает высокими оборотами, но они недостаточны ,для нормальной работы промышленных генераторов. Выбор пал на шаговый двигатель принтера Шаговый двигатель является не только моторчиком, который обеспечивает механическую работу абсолютно разных устройств (начиная от принтеров сканеров и другой офисной аппаратуры, заканчивая различными агрегатами, применяемыми в более серьезных устройствах). Шаговый двигатель так же может послужить отличным генератором электричества. А его самый главный плюс во всем, это то, что ему вовсе не требуются большие обороты, он вполне может исправно работать и при малых нагрузках. То есть даже при минимальном действии силы направленной на него, шаговый двигатель отлично вырабатывает энергию. Самое главное, что этой энергии вполне хватит на некоторые устройства.

Выбор нагрузки и схема подключения к ней При появлении индукционного тока(переменного), он поступает на диодные мосты D1-D4 D5-D8 каждой из обмоток . После выпрямления пульсирующий постоянный ток поступает на блок электролитических конденсаторов С1-С2,С3-С4, (где он «сглаживается» ) и на стабилизатор S1. S2. Стабилизатор устанавливает значение напряжения в пределах 5-6 вольт. Нагрузками стабилизаторами являются светодиоды D9. D10. При малой силе ветра выключатель B1 находится в положение «Выкл», при модернизации выключатель В1 можно заменить электронным ключом, который будет находиться в пол. «Вкл» при увеличении напряжения в обмотке L1 сверх некоторого значения. Между точками 4-5 можно установить аккумулятор G1 на 4 вольт, а разрыв цепи между точками 4-6 фотовыключать В2 , задачей которого — включение светодиода D9 в тёмное время суток и отключение днём.

Ветрогенератор из двигателя постоянного тока

Для питания изготовленной аккумуляторной светодиодной лампы, описание которой приведено на сайте, был изготовлен и используется по настоящее время, ветрогенератор на базе двигателя постоянного тока (24v / 0,7A) на постоянных магнитах. Ветрогенератор, при средних погодных условиях, в зависимости от скорости ветра, обеспечивает выходное напряжение величиной от 0,8 до 6,0 вольт и ток до 200 ма. В дальнейшем, стабилизированный преобразователь напряжения преобразует это выходное напряжение постоянного тока от ветрогенератора в необходимое напряжение постоянного тока, достаточное для заряда аккумуляторной батареи или питания необходимой нагрузки.

Предлагаемый ветрогенератор прост в изготовлении, не требует точных расчетов и изготовления сложных деталей, приобретения дорогостоящих комплектующих. Такому ветрогенератору, кроме варианта рассмотренного в указанной выше статье, возможно найти и другое применение. Используем его там, где может понадобиться небольшое количество электроэнергии для питания маломощного устройства. Например, для работы компактной метеостанции, контроля уровня воды в баке, для дежурного освещения и управления автоматикой теплицы. В течение суток, при наличии ветра, аккумулятор устройства с запасом получает даровую энергию ветра, а в нужное время отдает ее потребителю по мере необходимости. Конечно, попадающая к нам энергия ветра не велика, но она приходит к нам практически постоянно. А если изготовить устройство для ее накопления и использования своими руками, из подручных материалов, то эта энергия и бесплатна, а устройство, кроме того, будет экономным, компактным, мобильным и энергонезависимым.

В этой статье предлагается изготовить ветрогенератор из двигателя постоянного тока.

Изготовление ветрогенератора.

1. Выбор электрогенератора.
Для применения в качестве маломощного электрогенератора для устройства, можно использовать без переделок готовый шаговый двигатель. Для максимальной отдачи, при возможности выбора, желательно использовать двигатель с минимально возможным залипанием вала и с максимально большим числом шагов на один оборот. Возможен вариант переделки электродвигателя или стартера в генератор. Различные варианты переделки описаны в интернете.

В нашем случае, был выбран наиболее простой вариант. В качестве электрогенератора используем двигатель постоянного тока (24v / 0,7A) на постоянных магнитах, не требующий доработок. Он обладает свойством обратимости – при вращении его вала, на контактах двигателя появляется напряжение. Данный электродвигатель был извлечен из морально устаревшей счетной машинки.

2. Выбор конструкции пропеллера.
В первом варианте конструкции ветрогенератора, для упрощения изготовления, за основу пропеллера был взят пластмассовый пропеллер, с подходящим посадочным диаметром, от промышленного вентилятора. Для повышения крутящего момента на валу генератора, длина его лопастей была добавлена тонкостенными металлическими накладками с профилем, приближенным к оригиналу.

Однако такая конструкция пропеллера потерпела неудачу. При сильном ветре, из-за малой жесткости пластмассового пропеллера, металлические накладки лопастей отклонялись назад и ударялись о стойку конструкции, что в итоге окончилось поломкой.

При отработке первого варианта определился с конструкцией технологичного профиля лопастей и их длиной. Эти параметры пропеллера влияют на его чувствительность к слабому ветру, а он преобладает. Необходимо, чтобы при небольшом ветре, пропеллер смог преодолеть залипание вала (притяжение магнитов статора) и начать вращение.

3. Изготовление пропеллера. Подбираем или изготовляем ступицу для установки и крепления лопастей пропеллера.
В нашем случае она представляет собой алюминиевый фланец (толщиной 4 мм, наружный диаметр 50 мм) с осевым отверстием по диаметру выходного вала двигателя (8 мм – на валу запрессована зубчатая шестерня, длиной 10 мм) и четырьмя равномерно расположенными отверстиями М4 для крепления лопастей. Для закрепления ступицы на валу, устанавливаем в ней один или два винта М4 (см. фото).

4. Изготовление лопастей пропеллера.
Из оцинкованного листа толщиной 0,4-0,5 мм вырезаем 4 заготовки в форме равнобедренной трапеции: высота 250 мм, основание 50 мм, верхняя сторона 20 мм. Вдоль высоты трапеции сгибаем лопасти пополам (создание ребра жесткости) на угол 45 градусов (см. фото). Притупляем острые кромки и углы (для своей безопасности).

5. Установка и крепление лопастей пропеллера.
Располагаем лопасть на ступице так, чтобы точка сгиба на основании находилась над осью ступицы, а прилежащая половина основания — над крепежным отверстием ступицы (см. фото). Размечаем и сверлим в лопасти отверстие под соседний крепежный винт, диаметром 4,2 мм. Поочередно закрепляем винтами лопасти пропеллера.

6. Балансировка пропеллера.
Выполняем статическую балансировку пропеллера. Для чего устанавливаем и закрепляем пропеллер на калиброванный (шлифованный) пруток, диаметром равным диаметру выходного вала двигателя. Укладываем пруток с пропеллером на две горизонтально выверенные по уровню линейки (лекальные поверхности), расположенные по концам прутка. При этом пропеллер повернется и одна из лопастей опустится вниз. Повернем пропеллер на четверть оборота и если та же лопасть, вновь опустилась вниз, ее необходимо облегчить, отрезав узкую полоску металла с бока лопасти. Повторяем аналогичную операцию до тех пор, пока пруток с пропеллером не перестанет поворачиваться после установки в любое произвольное положение.

7. Изготовление флюгерной части ветрогенератора.
Отрезаем алюминиевый угольник 20 х 20 мм на длину 250 мм. С одной стороны угольника, на один-два винта (заклепки) устанавливаем вертикальный стабилизатор направления на ветер.

С другой стороны угольника, устанавливаем и закрепляем на два винта хомут для крепления двигателя – генератора. Хомут и стабилизатор изготовлены также из оцинкованного листа толщиной 0,4-0,5 мм (возможны варианты применяемого антикоррозионного материала). Длина хомута равна длине двигателя. Длина стабилизатора примерно 200 мм, форма на вкус изготовителя.

На нижней полке угольника, посередине расположения хомута, жестко закрепить стержень (желательно предусмотреть его антикоррозионную защиту) для установки конструкции в трубе стойки ветрогенератора. Лучшим вариантом определения точки расположения этого стержня, это определение центра тяжести предварительно и полностью собранной конструкции, с последующим сверлением там отверстия для крепления стержня.

8. Сборка ветрогенератора.
Устанавливаем двигатель – генератор на место и закрепляем его хомутом. На выходной вал двигателя закрепляем винтами пропеллер. Для защиты генератора от атмосферных осадков, из подходящего по размерам пластмассового флакона вырезаем и устанавливаем на место защитное ограждение. Крепим его винтом.

9. Отладка ветрогенератора.
Предварительно устанавливаем собранный ветрогенератор на открытое место навстречу ветру. Формируем переменный профиль лопастей. Подгибаем отогнутую часть лопастей так, чтобы на концах лопастей (узкая часть) величина отгиба составляла 10…15 градусов (минимальное сопротивление о воздух при максимальной окружной скорости на лопасти). К центру пропеллера, величина отгиба на лопасти изменяется до 30…45 градусов. При увеличении угла отгиба, повышается чувствительность ветрогенератора к ветру, но из-за увеличения сопротивления снижаются обороты генератора, что ведет к снижению выходных характеристик. Поэтому, изменяя угол отгиба лопастей подбираем на ветру оптимальный профиль.

10. Установка ветрогенератора.
Для установки ветрогенератора, из трубы (водопроводной) изготавливается стойка необходимой высоты (желательно выше окружающих деревьев) и закрепляется на объекте. Установочный стержень ветрогенератора должен свободно вращаться в трубе стойки. Перед установкой, на стержень ветрогенератора последовательно надеваются – промежуточная шайба для облегчения поворота, спиральная пружина для сглаживания остаточного дисбаланса пропеллера, защитная шайба для снижения попадания осадков в трубу стойки (в данной конструкции установлена гайка подходящих размеров).

Провод от генератора закрепляется от обрыва контактов механически, спускается по стойке с запасом по длине на возможное закручивание вокруг стойки и обязательную петлю для стекания капель от осадков перед входом к потребителю.