Желание иметь в своем пользовании электрогенератор омрачается одной неприятностью – это высокая стоимость агрегата . Как ни крути, но самые маломощные модели имеют достаточно заоблачную стоимость – от 15 000 рублей и выше. Именно этот факт наталкивает на мысль о собственноручном создании генератора. Однако, сам процесс может быть затруднительным , если:

• нет навыка в работе с инструментом и схемами;
• нет опыта в создании подобных приборов;
• не имеется в наличии необходимых деталей и запчастей.

Если же все это и огромное желание присутствуют, то можно попробовать собрать генератор , руководствуясь указаниями по сборке и приложенной схемой.

Не секрет, что покупной электрогенератор будет обладать более расширенным перечнем возможностей и функций, в то время как самоделка способна подводить и давать сбои в самые неподходящие моменты. Поэтому, покупать или делать своими руками – вопрос сугубо индивидуальный, требующий ответственного подхода.

Как работает электрогенератор

Принцип работы электрогенератора основывается на физическом явлении электромагнитной индукции. Проводник, проходящий через искусственно созданное электромагнитное поле, создает импульс, который преобразуется в постоянный ток.

Генератор имеет двигатель, который способен вырабатывать электричество, сжигая в своих отсеках определенный вид топлива: , или . В свою очередь топливо, попадая в камеру сжигания, в процессе горения вырабатывает газ, который вращает коленчатый вал. Последний передает импульс ведомому валу, который уже способен предоставить определенное количество энергии на выходе.

Делаем ветроэлектростанцию своими руками у себя в частном доме. Ознакомимся с уже существующими промышленными аналогами на рынке и с работами народных умельцев.

Человечество на протяжении всего своего развития не перестает искать дешевые возобновляемые источники энергии, которые могли бы решить многие проблемы энергообеспечения. Одним из таких источников является энергия ветра, для преобразования которой в электрическую энергию, разработаны ветровые энергетические установки (ВЭУ), или, как их чаще называют, ветряные электростанции.

Любому человеку, особенно имеющему частный или загородный дом, хотелось бы иметь свой ветрогенератор, обеспечивающий жилье недорогой электрической энергией. Препятствием этому служит высокая стоимость промышленных образцов ВЭУ и, соответственно, слишком большой срок окупаемости для отдельно взятого владельца жилья, делающий его приобретение невыгодным. Одним из выходов может служить изготовление ветряной электростанции своими руками, позволяющее не только снизить общие затраты на ее приобретение, но и распределить эти затраты на некоторый срок, так как работа осуществляется в течение довольно длительного времени.

Для того чтобы сделать ветряную электростанцию, необходимо определить, позволяют ли погодные условия использовать ветровую энергию в качестве постоянного источника энергии. Ведь, если ветер для вашей местности редкость, вряд ли стоит начинать строительство самодельной ветряной электростанции. Если же с ветром все обстоит благополучно, желательно узнать общие климатические характеристики и, в частности, скорость ветра, с распределением ее по времени. Знание скорости ветра позволит правильно выбрать и сделать своими руками конструкцию ветряной электростанции.

Виды

Ветроэлектростанция своими руками классифицируется по расположению оси вращения и бывают:

• с горизонтальным расположением;
• с вертикальным расположением.

Установки с горизонтальным расположением оси называются установками пропеллерного типа и имеют самое широкое распространение в связи с высоким коэффициентом полезного действия. Недостатком этих установок является их более сложная конструкция, затрудняющая самодельные варианты изготовления, необходимость применения механизма следования направлению ветра и большая зависимость работы от скорости ветра — как правило, при малых скоростях эти установки не работают.

Более просты, неприхотливы и мало зависимы от скорости и направления ветра установки с вертикальным расположением рабочего вала — ортогональные с ротором Дарье и карусельные с ротором Савониуса. Недостатком их является весьма малый КПД, составляющий порядка 15%.

Недостатком обеих типов самодельной ветряной электростанции является низкое качество вырабатываемой электроэнергии, требующее дорогостоящих вариантов компенсации этого качества — стабилизирующих устройств, аккумуляторов, электрических преобразователей. В чистом виде электроэнергия пригодна только для использования в активной бытовой нагрузке — лампах накаливания и простых нагревательных устройствах. Для питания бытовой техники электроэнергия такого качества не пригодна.

Конструктивные элементы

Конструктивно, независимо от расположения оси, самодельная полноценная ветряная электростанция должна состоять из следующих элементов:

• устройство для ориентирования ветряного двигателя по направлению ветра;
• редуктор или мультипликатор для передачи вращения от ветряного двигателя к генератору;
• генератор постоянного тока;
• зарядное устройство;
• аккумуляторная батарея для накопления электроэнергии;
• инвертор для преобразования постоянного тока в переменный.

Особенности выбора источника тока

Одним из сложных элементов ветряной электростанции является генератор. Наиболее подходящим для изготовления своими руками является электродвигатель постоянного тока с рабочим напряжением 60-100 вольт. Этот вариант не требует переделки и способен работать с аппаратурой для зарядки автомобильной батареи.

Применение автомобильного источника напряжения затруднено тем, что его номинальная частота вращения составляет порядка 1800-2500 об/мин, а такую частоту вращения при прямом соединении не сможет обеспечить ни одна конструкция ветряного двигателя. В этом случае в составе установки необходимо предусмотреть редуктор или мультипликатор подходящей конструкции для увеличения частоты вращения в необходимых размерах. Скорее всего, этот параметр придется подбирать экспериментальным путем.

Возможным вариантом может стать реконструированный асинхронный двигатель с использованием неодимовых магнитов, но этот способ требует сложных расчетов и токарных работ, что зачастую не приемлет самодельная работа. Имеется вариант с межфазным подключением к обмоткам электродвигателя конденсаторов, емкость которых рассчитывается в зависимости от его мощности.

Изготовление

Учитывая то, что эффективность электростанции с горизонтальной осью имеет лучшие показатели эффективности, а бесперебойность подачи электроэнергии предполагается обеспечивать с помощью накопления энергии в аккумуляторной батарее, предпочтительнее для изготовления своими руками является именно такой вид ВЭУ, который мы и рассмотрим в рамках данной статьи.

Для того что бы сделать такую электростанцию своими руками понадобится следующий инструмент:

• сварочный аппарат электродуговой сварки;
• набор гаечных ключей;
• набор сверл по металлу;
• электродрель;
• ножовка по металлу или УШМ с отрезным диском;
• болты диаметром 6 мм с гайками для крепления лопастей к шкиву и алюминиевого листа к квадратной трубе.

Для изготовления ветряной электростанции своими руками потребуются следующие материалы:

• пластиковая труба 150 мм длиной 600 мм;
• лист алюминия размером 300х300 мм и толщиной 2,0 — 2,5 мм;
• металлическая квадратная труба 80х40 мм и длиной 1,0 м;
• труба диаметром 25 мм и длиной 300 мм;
• труба диаметром 32 мм и длиной 4000-6000 мм;
• медный провод длиной, достаточной для соединения электродвигателя, находящегося на мачте длиной 6 м, и нагрузки, которую будет питать этот источник тока;
• электродвигатель постоянного тока 500 об/мин;
• шкив для двигателя диаметром 120-150 мм;
• аккумуляторная батарея 12 вольт;
• автомобильное зарядное реле аккумулятора;
• инвертор 12/220 вольт.

Процесс изготовления своими руками производится в следующем порядке:

Далее, в процессе работы установки, возможно, придется сделать другими размеры и конфигурацию лопастей, передаточное отношение между ветряным двигателем и генератором — каждый ветрогенератор, изготовленный своими руками, индивидуален в силу использования различных компонентов и условий ветрообразования. Первоначально ветряную электростанцию рекомендуют изготавливать небольшой мощности, на которой можно отработать полученную информацию не вкладывая большое количество средств.

И свет стал. Во всяком случае, так говорится в Ветхом Завете. На деле же снабдить электричеством дачный домик далеко не просто. Когда еще подведут к участку линию электропередач! Вот и приходится как-то выходить из положения: одни обзаводятся свечами да керосиновыми лампами, другие покупают японские бензогенераторы с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Впрочем, я думаю, читателям моего сделать такую автономную электростанцию своими руками не слишком сложно. Тем более, что практически все комплектующие для такого аппарата найти можно. В качестве силового агрегата вполне подойдет двигатель типа Д-8 — такими моторами комплектовались легкие мопеды (мы в детстве называли их «дырчиками»). Д-8 имеет мощность около 1 л.с. (0,736 кВт) при частоте вращения 4500 об/мин и работает на смеси моторного масла с бензином А-76.

Электрогенератор для нашей автономной электростанции — «жигулевский», типа Г-221, по стечению обстоятельств его характеристики неплохо сочетаются с параметрами двигателя Д-8: при частоте вращения 5000 об/мин и напряжении 14 В ток отдачи генератора составляет 42 А и, соответственно, его электрическая мощность — 0,588 кВт. Так что, если учесть механические и электрические потери, два этих преобразователя энергии идеально подходят друг для друга.

Самодельную автономную электростанцию полезно оснастить автомобильным аккумулятором емкостью 50-60 А*ч , который даст возможность пользоваться электроэнергией, например, ночью, когда вращать двигатель нерационально. Вообще, наличие аккумулятора позволяет запускать генератор и заряжать аккумулятор в удобное для всех время, когда шум работающего двигателя никому не мешает.

Понадобится еще устройство, стабилизирующее напряжение и обеспечивающее подзарядку аккумулятора. Проще всего воспользоваться для этого электронным выпрямителем-стабилизатором типа БПВ-14-10, который применяется на ижевских мотоциклах. Этот блок выпрямляет переменный трехфазный ток, вырабатываемый генератором, стабилизирует напряжение при токе до 10 А, обеспечивает зарядку аккумулятора и переключение питания потребителей от аккумулятора на генератор и обратно при изменении частоты вращения генератора или мощности нагрузки.

Можно, конечно, оснастить генератор электронным преобразователем постоянного тока в переменный напряжением 220 В и частотой 50 Гц, однако коэффициент полезного действия такого устройства не слишком велик. Да и к тому же сейчас в продаже помимо электроламп есть немало 12-вольтных бытовых приборов посложнее — телевизоров, магнитол, пылесосов, электродрелей, насосов, компрессоров и т.п.

Двигатель Д-8 оснащен рядом агрегатов, необходимых для его работы в паре с мопедом и совершенно бесполезных с электрогенератором. Поэтому имеет смысл демонтировать механизм сцепления вместе с крышкой, ведущую звездочку и ведущую моторную шестерню. Вместо шестерни на оси коленчатого вала штатным винтом закреплена ведущая часть самодельной муфты сцепления. Эта муфта представляет собой точеный из алюминиевого сплава корпус с тремя ввинченными в него стальными пальцами, на которые надета резиновая втулка с шестью отверстиями. В свободные три отверстия входят пальцы ведомой части муфты — шкива привода генератора, на котором и закреплены эти три пальца.

Понадобится топливный бак, а также мотоциклетный топливный кран с фильтром-отстойником. Можно воспользоваться баком от любого мопеда, однако форма его не слишком удобна для стационарного агрегата, поэтому имеет смысл сделать самодельную емкость, врезав в подходящую пластиковую или, лучше, алюминиевую канистру объемом 2,5-5 л топливный кран.

Двигатель Д-8 рассчитан на охлаждение набегающим потоком воздуха, поэтому придется организовать принудительное воздушное охлаждение. Для этого из листового алюминия толщиной 2,5 мм нужно изготовить четырехлопастную крыльчатку вентилятора. Привод крыльчатки — с помощью клиноременной передачи, причем клиновой ремень перебрасывается через штатный шкив генератора и самодельный шкив, выточенный из дюралюминия.

Шкив (он же — ступица вентилятора) вращается на подшипниках № 200, осью для них служит выточенная из стального прутка консоль. Последняя пристыкована к головке цилиндра двигателя и крепится двумя гайками — теми, что фиксируют головку цилиндра. Нужно только спилить на головке пару центральных ребер охлаждения, ввернуть в цилиндр две новые удлиненные шпильки, а при монтаже развернуть головку цилиндра на 90°, чтобы ребра располагались по потоку воздуха, идущего от вентилятора. Для организации воздушного потока в стенку корпуса вставлено направляющее сопло — часть пластикового ведра.

Основой мини-электростанции является металлический короб с каркасом из стальных труб квадратного сечения и обшивкой из листовой стали толщиной около 1 мм. К одной из поперечин основания каркаса приварены передняя и задняя опоры двигателя — V-образно расположенные трубы диаметром 30 мм (вполне подойдут трубы от старой рамы дорожного велосипеда), усиленные косынками из листовой стали толщиной 2 мм — к ним с помощью штатных хомутов крепится двигатель. При этом нужно обеспечить наклон цилиндра двигателя «вперед» от вертикали на 15°.

Операцию эту удобнее всего производить по месту. Для этого на двигателе штатными хомутами закрепляются две трубчатые заготовки, подгоняются к поперечине и фиксируются несколькими сварочными точками. После контроля правильности установки опоры привариваются окончательно и усиливаются косынками.

Электрогенератор Г-221 крепится на основании каркаса практически так же, как и на двигателе автомобиля. Нужно только приварить к раме ушки и стойку. Фиксация генератора при этом обеспечивается парой гаек с шайбами и длинной шпилькой, проходящей через ушки и штатные кронштейны генератора, а также гайкой, соединяющей стойку со шпилькой штатного натяжного устройства.

Двигатель оснащен самодельным глушителем, представляющим собой полый цилиндр с приваренными к нему крышками, в котором располагается перфорированная труба. Полость цилиндра заполнена так называемой путанкой — тонкой проволокой или, лучше, тонкой сливной стальной (еще лучше нержавеющей) стружкой. Сбоку к цилиндру приварен выпускной патрубок с накидной гайкой — часть штатной выхлопной системы двигателя Д-8.

Как известно, двухтактные (особенно маломощные) моторы не отличаются высокой стабильностью в работе. Если зафиксировать дроссельную заслонку карбюратора в выбранном для работы положении, то через некоторое время частота вращения коленвала двигателя может произвольно измениться. Поэтому мотор оснащен простейшим регулятором оборотов, управляющим дросселем карбюратора с помощью тяги и системы рычагов с приводом от энергии отработавших газов. При произвольном увеличении частоты вращения коленвала заслонка на выхлопной трубе отклоняется, опуская при этом дроссель карбюратора и уменьшая тем самым обороты двигателя.

Доработка карбюратора для этого минимальна: нужно отвернуть крышку колодца дросселя, извлечь из него возвратную пружину, завернуть в дроссель вместо резьбового переходника троса «газа» жесткую тягу и установить крышку колодца. При сборке на выступающий из крышки конец тяги надевается пружина, затем шайба, после чего тяга стыкуется с рычагом привода и подвижное соединение фиксируется гайкой. Длину тяги привода, представляющей собой своего рода тандер, можно менять с целью регулировки оборотов мотора.

Запуск двигателя осуществляется ручным стартером, состоящим из ручной дрели, в патрон которой заправлена вилка со скошенными зубьями. Вилка вводится в направляющее сопло и состыковывается с вентилятором, после чего вращением дрели за рукоятку и осуществляется пуск двигателя.

Компоновка самодельной автономной электростанции:

1. горловина бензобака;
2. бензобак;
3. вентилятор принудительного воздушного охлаждения;
4. каркас короба мини-электростанции;
5. двигатель Д-8;
6. лента крепления бензобака;
7. бензокран-отстойник;
8. маховик вентиля бензокрана;
9. обшивка короба;
10. опоры двигателя;
11. ушко крепления генератора;
12. стойка крепления генератора;
13. аккумулятор автомобильный (12 В, 60 А*ч);
14. муфта соединительная;
15. сопло направляющее;
16. труба глушителя.

Силовой агрегат самодельной автономной электростанции:

1. хомут вентилятора охлаждения двигателя;
2. лопасть вентилятора;
3. рычаг-кулиса управления дроссельной заслонкой карбюратора;
4. тяга-тандер;
5. вилка фиксации рычага-пробки;
6. рычаг-пробка;
7. труба выхлопная;
8. корпус глушителя;
9. карбюратор двигателя;
10. хомуты крепления двигателя;
11. опоры крепления двигателя;
12. ухо крепления генератора;
13. генератор Г-221;
14. стойка крепления генератора;
15. поперечина основания каркаса;
16. гайка крепления двигателя;
17. гайка крепления генератора;
18. ремень клиповой привода вентилятора;
19. консоль вентилятора;
20. гайка крепления консоли и головки двигателя;
21. двигатель Д-8;
22. муфта соединительная, упругая;
23. крыльчатка-шкив генератора;
24. втулка дистанционная;
25. втулка-шкив вентилятора;
26. крышка втулки;
27. винт М5;
28. кольцо стопорное;
29. подшипник № 200 (2 шт.);
30. кольцо резиновое соединительной муфты;
31. палец ведущей части соединительной муфты;
32. винт крепления ведущей части муфты;
33. шпонка сегментная;
34. часть муфты, ведущая;
35. гайка крепления крыльчатки-шкива генератора;
36. палец ведомой части соединительной муфты с гайкой и пружинной шайбой;
37. заполнение глушителя;
38. патрубок выпускной;
39. кронштейн рычага-кулисы;
40. тяга.

Принципиальная электрическая схема автономной электростанции сделанной своими руками:

1. генератор автомобильный Г-221;
2. выпрямитель-регулятор БПВ-14-10;
3. аккумулятор (12 В, 60 А*ч);
4. предохранитель;
5. потребители.

Буквами на схеме обозначены: С1, С2 и С3 — фазы статорной обмотки генератора; M1 и М2 — обмотка возбуждения генератора; X1 -«минусовый» вывод обмотки возбуждения; Х2 — «минусовый» вывод аккумулятора; Х3 — «плюсовый» вывод на контрольную лампу; Х4, Х5 и Х7 — фазы статорной обмотки генератора; Х8 — «плюсовый» вывод аккумулятора.

Современная электростанция на дровах является очень эффективным и при этом относительно недорогим оборудованием, основным топливом в которой являются дрова. Сейчас это оборудование достаточно широко используется в частном жилом секторе, а также на небольших производственных площадях и в походных условиях.

Принцип классической схемы

Само понятие «на дровах» по которому работает тепловая электростанция на дровах нужно понимать, что в качестве топлива, имеется возможность использовать разнообразные материалы способные гореть. При этом, самым распространенным и часто используемым ресурсом являются именно дрова. Вы можете электростанции на дровах купить из большого представленного на рынке ассортимента по относительно невысокой стоимости. Основное устройство этих видов электростанций такое:

• Печь.
• Специальный котел.
• Турбина.

При помощи печи происходит нагревание котла в котором находится вода или же может находиться специальный для этого газ. Затем вода направляется по трубопроводу к турбине. Она вращается и при помощи этого в специально смонтированном генераторе преобразуется электричество. Электростанции на дровах своими руками сделать достаточно просто и это не займет очень много времени и значительных финансовых вложений.

Основные особенности работы

При работе электростанции, вода не будет сразу испаряться, а постоянно будет ходить по контуру. Отработавший пар охлаждается и затем опять становится водой и так по кругу. Некоторым недостатком подобной схемы работы мини электростанции на твердом топливе является достаточно высокая взрывоопасность. Если вдруг вода, которая находится в контуре сильно перегреется, тогда котел может не выдержать и его разорвет давлением. Для предотвращения этого, используются современные системы и автоматические клапаны. Вы всегда можете купить походную электростанцию на дровах, которая имеет высокие показатели эффективности и безопасности совсем недорого по стоимости.

Такой налет, имеет пониженную теплопроводность, что негативно скажется на работе твердотопливной электростанции купить, которую вы можете с любыми необходимыми рабочими параметрами по самой приемлемой стоимости. Но, сейчас, проблемы и сложности с образованием налета, могут достаточно быстро и легко решаться, при помощи использования специализированных средств, которые разработаны для борьбы с появлением налета. Они дают прекрасную возможность, очень быстро и эффективно справится с образованием налета в подобном оборудовании, что в значительной степени упрощает процесс эксплуатации электростанций, которые в качестве топлива используют дрова.

Различные варианты электростанций на дровах

Сейчас очень популярной и недорогой является твердотопливная туристическая мини электростанция, которую можно приобрести из большого представленного ассортимента. Такие электростанции пользуются высокой популярностью и востребованностью у большого числа туристов и путешественников. В этом оборудовании используется специальное твердое топливо, которое обеспечивает высокие показатели эффективности, надежности, а также безопасности в эксплуатации.

Миниэлектростанция использующая в виде топлива дрова, является достаточно успешным и уже давно применяемым оборудованием, которое может быть использовано в различных сферах деятельности человека. Очень популярны, такие виды электростанций у дачников, где могут быть частые проблемы с отключением электричества, а также в труднодоступных регионах где отсутствуют линии электропередач. Помимо этого, все большую популярность сейчас приобретают походные варианты электростанций, которые используют дрова или любые другие твердотопливные элементы.