Вітряк своїми руками за 150 $

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Нещодавно у мене виникла ідея виробляти свою електроенергію для дому. Це не було великою необхідністю, але мій інтерес зріс до цієї теми, коли я прочитав статтю про складання вітряка з мотором від бігової доріжки і ПХВ-труб. Попередньо прикинувши за витратами - виходило близько 150-200 $ на вітряк, який міг би виробляти приблизно 50-250 Ватт електроенергії (це виходить значно дешевше, ніж використати сонячні батареї за тієї ж вихідної потужності). І в цій статті я поділюся з вами своїм досвідом виготовлення вітряка своїми руками.

Як працює вітряк?

Будь-який вітряк, незалежно від його розмірів та призначення, працює за такими принципами:

1. Дме постійний вітер.
2. Флюгер (хвіст вітряка) повертається за вітром.
3. Лопаті, з'єднані з генератором (безпосередньо або через редуктор) під силою вітру змушують його обертатися.
4. Через обертання генератор виробляє електрику.

Звучить не так вже й складно, чи не так? Отже, перейдемо до конкретики.

Інструмент

Для виготовлення вітряка не потрібен спеціалізований інструмент. Я використовував такі інструменти:

- ножівка
- дриль та свердла для неї
- рулетку
- розвідний ключ
- газовий ключ
- транспортир
- наждачку (різної зернистості)

необхідні деталі

Моїм завданням було зробити вітряк з мінімально можливими витратами (оскільки я студент і обмежений у фінансах). Отже, я взяв готове рішення для виготовлення простого вітряка з інтернету і ще більше спростив його. Усі необхідні запчастини можна купити на будь-якому будівельному ринку чи в магазині. Багато хто, можливо опиняться у вашому гаражі або сараї.

Отже, ось що я використав:
- лист металу 25х35см
- 1/4" х 25 см трубку
- 1/4" фланець
- 20-25 мм квадратну трубу L=1м
- диск від пили (для хаба)
- штифт (для з'єднання диска з віссю двигуна)
- два автомобільні хомути
- 8" x 4" ПХВ труба
- 30" x 8" ПХВ труба
- DC-мотор (генератор)
- болти, шайби, гайки
- саморізи по металу
- діоди на струм 10-40А (можна і більше)

Дістати ці запчастини немає жодних проблем, окрім моторчика. З інтернету найбільш популярним є варіант використання мотора фірми "Ametek" від старих магнітофонів. При підборі генератора (мотора) вибирайте ті, у яких найбільша кількість вольт на оборот. Наприклад, моторчик "Ametek", який я використовую, видає 30В при 325 об/хв, т.ч. він чудово підходить для використання його як генератор у вітряку. Також майте на увазі, що потрібен двигун не менше 12В, для інвертора або зарядки акумулятора. У моїй конструкції, при гарному вітрі, оберти легко досягають значень 300-400 об/хв.

Виготовлення лопатей

Найважливішою частиною вітряка є лопаті. Більшість, роблять їх з дерева або композитних матеріалів (склотканина та епоксидка). Але я думаю, що реально їх зробити зі звичайної водопровідної ПХВ-труби (за ефективністю вони будуть нічим не гіршими). Перед тим як продовжити, трохи теорії про лопаті вітряка…
- Чим довше лопаті, тим легше вони крутяться у слабкий вітер, але у них буде низька швидкість обертання.
- на кінцях лопатей обертання буде більшим ніж у підстави, тому необхідно розраховувати відношення швидкості обертання лопатей до швидкості вітру (TSR) при їх виготовленні (наприклад старі вітряки цілий рік обертаються з постійною швидкістю 40 об/хв.)
- Потужність, яку можна отримати з енергії вітру, дорівнює швидкості вітру в третьому ступені. Тобто. P = k * v ^ 3, де k-постійна вітряка, v-швидкість вітру.
- згідно із законом Беца, лише ~59.3% енергії можна отримати від вітру. Тобто. Насправді наша формула набуде вигляду: . P=0.593*k*v^3, де k - втрати у вітрогенераторі на механічні тертя тощо.
- Чим вище вітряк встановлений над рівнем землі, тим більше потужності можна витягти з енергії вітру (рекомендують 6-15 метрів, але я встановив на висоті 4 метри).

Самі лопаті виготовити із труби дуже легко. Потрібно розрізати ПХВ-трубу на три секції: дві по 3 град. та одна секція 150 град. (Я спробував зобразити це на малюнку дуже приблизно, у моїй улюбленій CAD-програмі -MS Paint :) ). Червоні лінії – це лінії різу. Щоб зручніше було бачити лінію різу по всій довжині, рекомендую наклеїти ізоленту, скотч або просто папір. З відрізка труби 60 град. вийдуть широкі лопаті, які легко крутитися в слабкий вітер, але повільно. Досвідченим шляхом ви самі можете підібрати оптимальний кут, виходячи з практики, він знаходиться десь між 150-75 град. Для початку виріжте широкі лопаті, а потім якщо потрібно буде, то підріжте їх зробивши вужчими. І запам'ятайте: "Сім разів відміряй - один раз відріж".

Після того, як все вирізано, я закруглив краї. Якщо слідувати аеродинаміці, потрібно скруглити головну кромку і вирівняти задню, але на практиці, при використанні ПХВ-труби я не побачив ніякої різниці. Загалом, ви можете зробити лопаті як ці (див. мал.).

Виготовлення вузла кріплення лопатей (Хаба)

Наступним завданням є виготовлення вузла кріплення лопат (ступиця гвинта, хаб). Існує багато різних способів виготовлення. Я рекомендую зробити його з диска для пилки, його легко можна знайти і він легко піддається свердлінню. За допомогою дриля просвердліть 3 групи отворів (по 2 в кадою) зі зміщенням 120 градусів (тут вам може знадобитися транспортир). Відстань у групі між двома отворами – 1 дюйм (див. рис.).

Якщо в якості хаба ви теж плануєте використовувати диск від пилки, то не забудьте сточити всі зуби на ньому, інакше якщо він з якоїсь причини відірветься, то може завдати шкоди вам та оточуючим.

Після того, як все просвердлено і ми впевнені в надійності та безпеці хаба, можете прикрутити лопаті до нього за допомогою болтів і гайок. Обов'язково поставте шайбу або використовуйте гайку з ущільнювачем.

Виготовлення флюгера та шарніру для повороту

Тепер ми маємо виготовити поворотну платформу, на якій буде встановлений наш генератор. Для цього використовуємо квадратну трубу, шматок ПХВ-труби, фланець та невеликий лист металу. На малюнку нижче можна подивитися приблизний малюнок, як це буде виглядати.

Насамперед із шматка заліза необхідно вирізати хвіст вітряка (флюгер). Форма не дуже важлива і служить в основному для надання естетичного вигляду.

Далі, вздовж квадратної труби ми робимо пропил (легше це зробити болгаркою). Довжина не дуже важлива, я рекомендую 20-25 см. Потім вставляємо в проріз наш флюгер і свердлимо наскрізні отвори в трубі та листі. Закріплюємо болтами.

Також необхідно передбачити якийсь чохол для генератора, від негоди. Для цього ми також використовуємо пластикову трубу. На малюнку нижче я думаю зрозуміло, як це виглядатиме (бічний отвір служить для електричних висновків).

Потім все фарбуємо та збираємо до купи. Прикріплюємо мотор та чохол для нього, до труби хомутами. Знизу труби, ближче до мотора, встановлюємо фланець і кріпимо його шурупами.

Виготовлення щогли

Будь-якому вітряку необхідна щогла (вежа). Я виготовив її з ПХВ-труб та різної фурнітури для пластикових труб. Для моєї щогли знадобилися: 1" ПХВ-труба, муфта для неї, 3 Т-подібних відведення.

Щогла проста у виготовленні і вийшло щось схоже на це:

Далі, садимо всю нашу конструкцію на щоглу, що вийшла.

Вітряк готовий

Залишилося тільки посадити наш хаб із лопатями на вал мотора і наш саморобний вітряк готовий!

На малюнку нижче ви можете побачити експериментальну конструкцію із шістьма лопатями. Вона обертається практично в безвітря, але обороти не перевищують 100 об/хв.

У батарейному відсіку, живлення подається паралельно із сонячними батареями. Я використовую 2 акумулятори. Можна використовувати звичайний автомобільний акумулятор. Не забувайте припаяти діоди між акумуляторами та генератором вітряка, інакше струм від акумуляторів піде в генератор.

У ході експериментів з'ясувалося, що тонші лопаті краще працюють за моїх вітрових умов. Тому я використав великі білі лопаті (див. попередні фотографії) трохи обрізавши їх. Результат – зросла швидкість обертання.

Автор: Колтиков А.В.; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Жорсткі диски Seagate NAS об'ємом до 4 ТБ для сховищ із мережевим підключенням 25.06.2013 Компанія Seagate Technology представила Seagate NAS HDD – накопичувачі на жорстких магнітних дисках, оптимізовані для використання у сховищах з мережевим підключенням та кількістю відсіків для накопичувачів від одного до п'яти. За словами Seagate, при розробці накопичувачів упор був зроблений на продуктивність та надійність. До лінійки увійшли моделі об'ємом 2, 3 та 4 ТБ. За оцінкою Seagate, нові HDD на 30% перевищують конкуруючі рішення за обсягом та на 10% - за продуктивністю. До інших переваг належить низький рівень шуму - 1,9-2,5 Б (залежно від моделі та режиму роботи) та застосування фірмової технології NASWorks, що підвищує надійність роботи накопичувача за рахунок обмеження рівня вібрацій та покращеної корекції помилок. Накопичувачі Seagate NAS оснащені інтерфейсом SATA 6 Гбіт/с.

Інші цікаві новини:

▪ Енергія сонця та вітру для всього американського штату

▪ Суперконденсатор із чорнила

▪ Двері на дні озера

▪ Золото змінює свічення кремнієвих квантових точок.

▪ Новий автомобільний датчик кута повороту

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Підсилювачі потужності. Добірка статей

▪ стаття Скуті одним ланцюгом. Крилатий вислів

▪ статья Яким чином сік піднімається нагору по дереву? Детальна відповідь

▪ стаття Рослини пустелі. Поради туристу

▪ стаття Як шукати метеорити. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Дискретний регулятор потужності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024