Мини ветротурбина на основе низковольтного мотора постоянного тока

К такому решению я пришел желая иметь заводской вид своей мини ветроустановки. Чтобы никто не догадался что всё сделано их подручных средств и материалов.

Далее я занялся сборкой всего ветрогенератора. За основу взял брусок примерно подходящих размеров и с помощью хомутов притянул генератор к бруску, генератор при этом обернул в кожух из отрезка трубы ПВХ диаметром 100мм. Хвост вырезал из алюминиевого листа, изначально думал, что он будет маловат, но как оказалось работал он отлично.

Для наглядности я обозначил некоторые размеры для общего представления размеров, но все размеры не критичны, так как делал на глазок без каких либо расчётов.

Далее всё это дело надо было как-то разместить на мачте, для этого надо было сделать поворотную ось. Так-как у себя ничего подходящего для этих целей я не нашел, пришлось ходить по магазинам и искать что-то подобное.Наконец, как мне показалось, я нашел неплохое решение. Я заметил, что стальная труба диаметром 1″ с минимальным трением вращается внутри стальной EMT трубы 1?», используемой при прокладке электропроводки. Тогда в качестве мачты можно использовать длинную трубу 1?», а на ее концах водопроводные фитинги 1″.

К флюгеру, на расстоянии 19 см от генератора, я привернул стальной дюймовый фланец и ввернул в него кусок трубы длиной 25 см. Этот кусок, вставленный в мачту, мог бы вращаться в ней не хуже, чем в подшипнике. Провода от мотора я пропустил бы в мачту через отверстие, просверленное в доске флюгера. Гениально ! (Если можно так говорить про самого себя).

Затем я стал размышлять о том, как сделать мачту и подшипник, который позволял бы флюгеру легко разворачиваться по ветру. Во время мозгового штурма я провел в магазине немало часов. Наконец, как мне показалось, я нашел неплохое решение. Я заметил, что стальная труба диаметром 1″ с минимальным трением вращается внутри стальной EMT трубы 1?», используемой при прокладке электропроводки. Тогда в качестве мачты можно использовать длинную трубу 1?», а на ее концах водопроводные фитинги 1″.

К флюгеру, на расстоянии 19 см от генератора, я привернул стальной дюймовый фланец и ввернул в него кусок трубы длиной 25 см. Этот кусок, вставленный в мачту, мог бы вращаться в ней не хуже, чем в подшипнике. Провода от мотора я пропустил бы в мачту через отверстие, просверленное в доске флюгера. Гениально ! (Если можно так говорить про самого себя).

Для основы , нижней части мачты, которая будет опорой всей конструкции, я вырезал круг из фанеры диаметром 60 см.. Затем из частей водопроводных труб(тройники, уголки -видно на фото), я собрал основу для крепления самой мачты. Тройник свободно вращается, что в последствии позволит мне поднимать и опускать мачту. После этого, через переходник с 1? » на 1″, я привернул отрезок трубы длиной 30 см. Позже между переходником и тройником я вставил еще один 1″ тройник, через отверстие которого можно было бы выпустить идущие от генератора провода. В последний момент я просверлил отверстия в деревянном круге, чтобы иметь возможность закреплять основание на земле с помощью шпилек.

После сборки ветрогенератор я так и не протестировал. Правда, в один ветреный день, я взял генератор в руки, вышел на улицу и поднял его высоко над головой, чтобы узнать, как он будет вращаться. В считанные секунды лопасти набрали чудовищные обороты, ведь нагрузки у генератора не было, и я осознал, что не имею понятия, как опустить генератор на землю, не разрубив себя на кусочки. К счастью, в конце концов, мне удалось отвернуть его от ветра и замедлить вращение. Еще раз подобной ошибки я не сделаю.

Теперь, когда все части генератора были готовы, пришло время подумать об электронной части проекта.Любая, даже самая маленькая ветроустановка обычно состоит их генератора и буферного аккумулятора, который накапливает энергию вырабатываемую ветряком. И моя установка не исключение, сама схема представляет из себя диод, который встраивается в провод питания и не даёт генератору перейти в режим мотора. Балластная нагрузка, на которую контроллер переключает генератор, когда аккумуляторы заряжены, и собственно сам контроллер.

Для целей солнечной и ветроэнергетики разработано множество контроллеров. Почти все можно купить на Ebay. Но я решил сделать собственный, и опять полез в Googlе. Информации нашлось много, включая полные принципиальные схемы контроллеров заряда, за основу я взял одну из простых схем, но подробности описывать не буду, а затрону описание контроллера в довольно общих выражениях.

Как и в случае генератора, руководствуясь чужими рекомендациями, я многое сделал по своему. Прежде всего из-за того, что будучи с ранних лет заядлым радиолюбителем, я накопил огромное количество деталей, которые решил непременно использовать, чтобы поменьше покупать в магазине. Я не так уж сильно переработал схему, но в конечном счете. Получилось так, что покупать мне пришлось только реле.

Независимо от того, покупная у вас турбина, или самодельная, контролер для нее нужен всегда. Основное назначение контроллера состоит в том, чтобы отслеживать напряжение на аккумуляторах и направлять энергию турбины либо в аккумуляторы, либо, если аккумуляторы полностью зарядились, в дополнительную нагрузку. Схема и пояснения из приведенной выше ссылки хорошо объясняют принцип его работы.

Для начала все детали электронной части я привернул к листу фанеры. Со временем я смонтирую их в водонепроницаемом корпусе.Небольшая макетная плата по центру в нижней части фотографии, с микросхемами и другими деталями, – собственно, и есть контроллер.

На серебристом уголке под макетной платой установлены две кнопки, с помощью которых я могу вручную переключать ток генератора либо на аккумуляторы, либо на дополнительную нагрузку. В большой черном теплоотводе в нижнем левом углу находятся два блокировочных диода на ток 40 А. Пока я использую только один, но второй понадобится, если я захочу поставить еще один ветрогенератор или солнечную батарею.

Двойной ряд золотистых прямоугольников вверху – это гасящая нагрузка, собранная из мощных резисторов. Сопротивление каждого резистора 2 Ом. Они используются для отвода мощности турбины при полном заряде аккумулятора, и кроме того, служат эквивалентом нагрузки при испытаниях турбины. В дальнейшем я планирую использовать эту энергию каким-либо более полезным способом.

Например, для нагрева воды, или для заряда еще одного аккумулятора. Ниже гасящей нагрузки, слева установлен главный предохранитель ветрогенератора. Небольшой серый кубик – это автомобильное реле на 40 А. Именно оно переключает ток турбины между аккумулятором и нагрузкой. По правой стороне расположился ряд клеммных контактов, с помощью которых я произвожу все внешние подключения.