Задавшись целью собрать самодельный ветрогенератор своими руками, я приступил к первому этапу - выбору генератора для своей ветровой электростанции. Мои интернет-исследования показали, что многие собирали самостоятельно ветряки. Как я понял из их рассказов, это казалось им очень сложным, по крайней мере, первая попытка. Другие использовали схему на магнитах постоянного тока в качестве генератора для ветроустановки. Этот путь казался мне проще. Поэтому я начал искать двигатели, которые лучше всего подходили для данной задачи.

Многие, оказалось, использовали для создания своего ветряка старые компьютерные моторы с ленточным приводом(раритет времен, когда компьютеры имели большие катушечные ленточные накопители). Лучшие, по-видимому, варианты моделей такого двигателя были у компании Ametek. Самый подходящий, на мой взгляд, из них - это 99 вольтный движок постоянного тока, который прекрасно работает в качестве генератора для небольшой электростанции. К великому сожалению, их почти невозможно найти в наши дни. Хотя есть немало похожих аналогов, которые еще можно отыскать, например, на Ebay. Также имеется описание о преимуществах и недостатках различных двигателей Ametek для использовании их в качестве ветрогенераторов 

Как вы уже догадались, найдется немало других доступных марок и моделей, подходящих для этой цели. Такие магниты постоянного тока могут не плохо работать, но они не были предназначены для ветряной установки изначально. Двигатели приходится раскручивать гораздо быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы произвести что-нибудь схожее с их номинальным напряжением. Итак, я искал модель, рассчитанную на высокое напряжение постоянного тока, низкие обороты и высокий ток, воздерживаясь от низкого напряжения и высоких оборотов. Мне нужен был движок, который выведет более 12 вольт на довольно низких оборотах. Так, к примеру, от двигателя рассчитанного на 325 оборотов в минуту и 30 вольт можно ожидать выработки 12+ вольт на разумно-низких оборотах. С другой стороны, двигатель мощностью 7200 оборотов в минуту на 24 вольт, вероятно, не будет производить 12 вольт, пока он крутится со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту, что слишком быстро для ветряной установки.

Мне удалось прикупить один из подходящих движков Ametek на 30 вольт на Ebay всего за 26$. Они стоят не дорого, т.к. большинство охотится за более мощными, чтобы сделать ветрогенератор своими руками. Можно найти и других изготовителей, так что не волнуйтесь о цене Ameteks. Во всяком случае, мой приобретенный мотор был в хорошем состоянии и работал отменно. Даже при простом толчке руками он набирал достаточно оборотов, чтоб зажечь лампу в 12 вольт достаточно ярко. Я устроил ему настоящее испытание на своем сверлильном станке, подключив к соответственной нагрузке, и убедился, что если смогу пристроить хорошие лопасти, он будет производить большое количество энергии.

 После выбора двигателя для создания ветроустановки, я приступил к изготовлению лопастей. Очередные онлайн исследования показали, что многие люди вырезали лопасти из дерева. Это казалось возмутительным объемом работы для меня. Я обнаружил, что другие домашние мастера использовали для этого трубы ПВХ. Этот вариант выглядел более простым.

Я последовал найденному описанию. Для начала нужно было определить необходимую длину лопасти. Рекомендуется использовать пластиковые трубы, диаметр которых составляет 1/5 от длины. Например, если вам нужны лопасти длиной 50 см, то труба должна иметь диаметр 10 см. С одного отрезка трубы получится четыре лопасти.

Для своего ветрогенератора я использовал черную трубу, которую смог найти в местном магазине, диаметром 15 см и длиной 60 см. Сначала разрезал трубу вдоль на четыре равных части. Затем вырезал одну лопасть, удалив квадрат примерно в 5 см у основания, где она будет крепиться, и срезал лишнее вдоль по диагонали. Прежде чем вырезать квадрат, просверлите отверстие в углу, до которого нужно сделать надрез. Это необходимо, чтобы улучшить структурную целостность материала и не порезать дальше требуемого.

Вырезанную лопасть я использовал в качестве шаблона для вырезания следующих. Итого у меня получилось четыре лопасти (3 для моей ветроустановки и одна запасная).Теперь, когда выбран генератор и готовы лопасти, нужно собрать из них ветровую электростанцию.

Покопавшись в своей мастерской, я обнаружил зубчатый шкив для крепления на валу двигателя, но он оказался слишком мал в диаметре, чтобы закрепить на нем лопасти болтами. Среди своего металлолома я также нашел алюминиевый диск 13 см в диаметре – достаточный, чтоб закрепить болтами лопасти, но его не как прикрепить к валу двигателя. Самым простым решением было, конечно, скрепить эти две части вместе. Для этого я просверлил требуемые отверстия в дисках.

Закрепил болтами лопасти и диски.

В местном магазине я нашел этот колпак для винта моего ветряка.

Я сразу подумал о добавлении счетчика к ветрогенератору. Это уже действительно выглядело как что ни на есть профессионально сделанная ветровая электростанция. Вряд ли я смогу убедить своих знакомых, что построил самодельный ветрогенератор своими руками из подручных средств, найденных среди хлама в моей мастерской и сантехнических деталей. Потом я нашел сайт, который утверждал, что такие счетчики нарушают циркуляцию воздуха и снижают эффективность лопастей ветряка. Не знаю, насколько это заявление обосновано, но я решил отказаться от счетчика, по крайней мере, на этом этапе.

Теперь нужно установить турбину. Я решил поставить ее на деревянной подставке. Размер досточки был рассчитан путем высокого научного метода и выбора наиболее подходящего куска из имеющегося хлама в моей мастерской. Я отрезал кусок пластиковой трубы диаметром 10 см, чтобы сделать щит для двигателя, защищающий его от дождя. Для хвостовой части, направляющей мой ветряк по направлению ветра, я просто использовал кусок тяжелого алюминиевого листа мне. Я переживал, что хвост не достаточно большого размера, но на практике оказалось, это работает очень хорошо. Хвост поворачивает ветряную установку прямо навстречу ветру каждый раз, когда он меняет направление.

Для тех, кому интересны точные чертежи и схемы ветрогенератора, я указал основные размеры хвостовой части на фото. Хотя не думаю, что какие-то из этих размеров являются критическими.

Затем я немного сгладил края на шлифовальном станке и немного наждаком. Не знаю, насколько это улучшит работу моего ветрогенератора, но выглядит не плохо.Процесс создания ветрогенератора своими руками подошел к установке моего ветряка на башню, которая позволит ей свободно вращаться навстречу ветру. После некоторых размышлений и штурма местных магазинов, я, наконец, пришел к решению, которое, кажется, должно хорошо работать.

Железная труба диаметром 2.5 см дает хорошее скольжение внутри 3 см стальной ЕМТ электрического трубопровода. Можно было бы использовать длинный кусок 3 см трубопровод в качестве башни и 2.5 см фитинги труб на обоих концах. Для главного устройства подключил 2.5 см железный фланец в центре в 19 см от конца генератора, и ввернул конец железной трубы в него. Провода от генератора будут проходить через отверстие по центру трубы и выходить у основания башни.

Для основания башни я вырезал из фанеры диск 60 см в диаметре. Я сделал U-образную форму сборки из 2.5 см трубопроводной арматуры. В середине поставил 3.5 см тройник. Теперь он может свободно поворачиваться и позволяет мне поднимать и опускать башню. В деревянном диске просверлил отверстия для стальных вставок, чтобы зафиксировать его на земле.

На этой фотографии показаны верхняя часть ветровой электростанции и ее крепление для основания. Думаю, вы уже догадались, как они будут стыковаться вместе. Представьте себе трех метровую трубу, соединяющую обе части.

Так как я строил ветрогенерор дома, а использовать собирался в горном домике, решил повременить с покупкой опорной трех метровой трубы пока не приеду на место. Это означало, что сделанный ветряк будет не полностью собран и не получит надлежащее испытание, пока не буду готов установить его на месте. Конечно, это немного беспокоило меня, поскольку до последнего момента я не мог быть уверен, действительно ли мой ветрогенератор заработает, пока не испытаю его.

Затем покрыл все деревянные части несколькими слоями белой краски, оставшейся у меня после ремонта, чтобы защитить древесину от дождя и гниения. Прикрутил лопасти, и добавил к хвостовой части противовес, чтобы сбалансировать ветряк.

Меня разбирало любопытство, как это все-таки будет работать. И чтобы протестировать свой ветрогенератор, в один из ветреных дней я вышел на улицу и просто поднял его повыше над своей головой. Лопасти ветряка раскрутились в считанные секунды (без подключения к генератору). Я держал в своих руках бешено вращающуюся юлу смерти, не зная, как опустить ее, чтоб лопасти не четвертовали меня. К счастью, в какой-то момент порыв ветра стих и мне удалось остановить эту махину. Больше не повторю этой ошибки.Теперь, когда у меня все механические части ветрогенератора готовы, настало время приступить к пятому пункту моего плана - электронная система. Ветровая электростанция состоит из ветровой турбины, одной или нескольких батарей хранения энергии, произведенной генератором, блокирующий диод, предотвращающий вращение двигателя от запасенной электроэнергии аккумулятора, балластная нагрузка избыточной энергии, когда батареи полностью заряжены, и контроллер заряда для запуска всей системы.

Есть много контроллеров для солнечных и ветряных электростанций. Anyplace предоставляет механизмы систем получения альтернативной энергии, которые выставлены на продажу на Ebay. Я решил все же попробовать сделать контроллер моей ветроустановки своими руками. Погуглив немного, нашел много информации, в том числе некоторые полные схемы контроллера, которые показались мне не сложными, и легко сделал свой блок. Подробно схема описана на этом сайте: , поэтому не буду вдаваться в подробности, а лишь опишу процесс в общих чертах. Замечу однако, что хотя я и следовал общим рекомендациям, некоторые детали сделал по-своему.

Так как увлекаюсь электроникой с раннего детства, множество электронных компонентов у меня уже было на руках. Поэтому осталось прикупить самую малость для завершения моего ветрогенератора. Я немного изменил схему в соответствии с имеющимся запасом, чтобы использовать уже имеющиеся компоненты. Но все же мне пришлось купить реле.

Это моя схема контроллера. Нажав на изображение, можно посмотреть схему в полном размере. Как уже говорил выше, мне пришлось изменить найденную в нете схему под себя, чтобы использовать детали, которые у меня есть. Вы можете сделать то же самое своими руками, и совсем не обязательно все точно дублировать. Большинство значений резисторов не являются критическими. Если у вас есть соответствующие знания, вы можете подобрать свои оптимальные варианты. Не бойтесь экспериментировать.

Не зависимо от того, решите ли вы купить готовый контроллер ветрогенератора, или сделать его своими руками, он обязательно необходим для ветроустановки, так как должен контролировать напряжение батареи и либо направлять энергию туда для подзарядки, или на балласт избыточной энергии, когда аккумулятор полностью заряжен (чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и поломку батареи).

Так выглядит мой контроллер, который я сделал своими руками. При первоначальном тестировании просто закрепил его болтами на фанере. Впоследствии помещу его в защищенный от непогоды корпус.

Наконец, все части моего ветряка готовы.
Осталось только собрать и установить их на месте.Все элементы самодельного ветрогенератора готовы. Осталось отвезти их в мой домик в горах и установить. Все части устройства аккуратно упаковал, собрал необходимые инструменты, приготовился к поездке с надеждой на этот раз получить электричество для своего удаленного домика. После прибытия на место моей первой задачей было создание, а затем крепления несущей башни для ветряка. В ближайшем магазине я приобрел трубу три метра длиной и 35 мм толщиной для стояка. Сборка прошла быстро. Я использовал нейлоновые веревки и деревянные колья, чтобы с четырех сторон закрепить стояк своего самодельного ветрогенератора.

Это крепление в верхней части башни. Я использовал металлические скобы для крепления веревок к трубе. В дальнейшем планирую заменить веревку стальными тросами. Но для проверки работоспособности самодельного генератора это было более чем достаточно.

Диск у основание башни лежит прямо на земле. Провод от ветровой установки выведет через отверстие наружу для подключения турбины к контроллеру. Чтобы протянуть провод через трубу я воспользовался жесткой проволокой – к одному концу проволоки прикрутил провод, вставил проволоку в трубу и протянул провод.

Заработало! Хотя ветерок этим днем был совсем небольшим, лопасти отлично разогнались.

На снимке остальные устройства: контроллер, аккумулятор, электроника. 120 вольтный инвертор подключен к батарее, а также мультиметр для отслеживания напряжения батареи и выходного напряжения из ветрогенератора. Помимо этого, к инвертору подключено зарядное устройство, преобразующее 120 вольт переменного тока.

Крупным планом использованная электроника. По данным мультиметра, мой самодельный ветрогенератор вырабатывает 13,32 вольт. Электробритва и зарядное устройство – тестовые приборы, обеспечивающие нагрузку на систему через инвертор переменного тока.

Разумеется, оставлять всю электронику вот так вот на фанерной доске под открытым небом довольно опасно. При таком то высоком напряжении тока и множестве соединений проводов опасность короткого замыкания слишком высока. После первого тестирования я подберу хороший удлинитель и перенесу устройства в защищенное место.

Наконец установка моего самодельного ветряка закончена! У меня есть электричество! Теперь смогу зарядить свой телефон, фотоаппарат, подключить ноутбук и прочую бытовую технику. Теперь я не завишу от традиционных источников питания, по крайней мере, пока дует ветер.Так во сколько же обошлась сборка самодельного ветрогенератора своими руками? Вот список всего, что пришлось купить для этого устройства:

• мотор/генератор - 26.00$ (на Ebay)
• труба для лопастей - 12,84$
• кабель питания - 0 $ (использовал старый удлинитель)
• труба для стояка - 19,95 $
• веревка и крепление для нее - 18,47 $
• крепление для трубы и переходники на разъемах - 41,49 $
• прочие железные детали - $ 8.00
• древесина и алюминиевый лом - 0 $ (нашел на своей свалке)
• электронные компоненты - 0 $ (уже были у меня)
• части реле - 13,87 $
• аккумулятор - 0 $ (заимствовал из моих UPS)
• инвертор - 0 $ (уже был)
• краска - 0 $ (уже был)
•  
• Итого: 140,62 $

Не так уж и плохо. Не думаю, что смог бы найти промышленный ветрогенератор аналогичной мощности с контроллером заряда и готовой башней меньше чем тысячу долларов, даже б/у.

После первых испытаний я также внес некоторые изменения в свой ветряк. Например, установил новые лопасти промышленного изготовления, которые купил по интернету. Они более эффективны, чем мои самодельные, и позволяют ветряку вращаться при более низкой скорости ветра. После этого мне пришлось еще увеличить хвост турбины, чтоб создать необходимый противовес, так как новые лезвия более тяжелые. Улучшения установки действительно отлично работают. Теперь мой ветрогенератор производит гораздо больше энергии даже в легкие порывы ветры.

Вдобавок к этому я хочу сделать солнечную батарею, которая будет обеспечивать электричеством в ясную безветренную погоду. Еще планирую заменить контроллер, добавить несколько новых функций и дополнительный блок предохранителей для внешних нагрузок.