Нетрадиционная энергетика

Давайте попробуем все вместе сделать так называемый "народный ветрогенератор", доступный для повторения практически любым энтузиастом и даже не очень опытным в такого рода поделках, человеком!
В Народном ветряке желательно использовать как можно больше готовых узлов промышленного изготовления. Бездонный кладезь - магазины автозапчастей, гаражи автолюбителей.
Следует обратить особое внимание на стоимость данного проекта - он должна быть бюджетным!

Разработав такой ветрогенератор, мы будем способствовать популяризации малой ветроэнергетике, заставим поверить многих участников проекта по ту сторону форума в свои силы, и что не так уж это космически сложно и не выполнимо!

Давайте противопоставим недешовым и с незавидными характеристиками китайским ветрякам наш, "народный" ветрячок

И так, что сначала нужно? А нужно определится техзаданием!


Примерные данные мощности предполагаемого ветрогенератора от скорости ветра


Наиболее доступны следующие детали и узлы:
- генератор автомобильный, жигулевский (волговский, москвичевский);
- лопасти из труб ПВХ;
- болгарочный редуктор (мультипликатор) с передаточным числом 3-4 (от болгарок мошностью 500-800 Вт)
- подшипниковый узел от помпы.

Возможен вариант дискового генератора на магнитах. Но такая конструкция будет доступна далеко не всем, в силу сложности ее изготовления и значительной стоимости магнитов.
Переделку ассинхронников, так же нельзя назвать "народным" творчеством



На рисунке: 1- лопасти; 2- подшипниковый узел; 3- резуктор; 4- генератор; 5- электронный блок заряда аккумалятора; 6- аккумулятор автомобильный; 7- инвертор; 8- мачта; 9- хвост (руль); 10- газовый
амортизатор; 11- рычаг; 12- шарнир.

Упрощенное краткое описание:
Ветер вращает попадая на лопасти, вращает ветроколесо, обороты которого передаются через подшипниковый узел редуктору, а затем, увеличенные в К раз - генератору.
Напряжение, вырабатываемое генератором поступает на электронный блок, который следит за подачей напряжения на обмотку возбуждения генератора, тем самым управляя зарядкой аккумулятора.
Электронный блок может быть более сложной конструкцией, тогда он еще будет оптимизировать выработанную генератором электроэнергию.
Хвост (руль) постоянно заставляет держать ветроколесо, что называется "нос против ветра". Однако при сильных ветрах, давление на ветроколесо заставляет сжиматься амортизатор и ветряк "задирает нос", тем самым сохраняет свое соществование.
Если мы хотим иметь на выходе 220 привычных вольт, то нам понадобится еще инвертор, который можно так же купить в магазине "автозапчасти".

И так, проект "Народный ветрогенератор" открыт!

Николай, не все так просто, если речь об автомобильных генераторах.
Автомобильный не перемотанный генератор требует редуктор для 3х лопастника 1:20-30 и это не самое сложное. Дело в том что такой трехлопасник не будет вращаться на ветрах ниже 7-10м/с из-за редуктора - из этого следует, что лопастей уже должно быть около 6-10, соответственно редуктор 1:40-60.
Теперь о мощности, она будет максимум 200Вт при ураганном ветре.
Автомобильный генератор переделать гораздо сложнее чем асинхронник, учтите мое мнение....
Вот такие вот пироги ....

Все потери в данном случае оседают в редукторе, уже проверено на практике. Трехлопастнику на слабых ветрах не хватает момента для преодоления мультипликации.

_________________
С уважением, Дмитрий.

Дима немного драматизирует ситуацию! Пусть даже ветряк диаметром 3метра, быстроходность 5, тогда обороты при 5 м/сек - 159об/мин! Мультипликатор- 1:10. Я ведь выкладывал данные самоподхвата при начальном возбуждении 1,5В. При 600-800об/мин напряжение ХХ было уже 30-60В! И это без перемотки! Не всё так страшно! Далее, создание ветряка довольно затратное дело (речь идёт о мощностях 100Вт и выше), так что народный ветряк скорее всего будет на шаговых моторчиках, с мощностью не превышающей 30-50Вт!

_________________
Не сотвори себе кумира!

Позвольте и мои пять копеек.
Думаю, что отталкиваться от автогены ни самый правильный вариант. В тех задании все правильно сформулировано, только нужно выработать подход к данному вопросу.

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

Думается, время уйти от мультипликатора уже наступило: нужен низкооборотный многополюсный генератор, посаженный прямо на вал пропеллера.
Правильно отмечено, что не все и не везде могут купить магниты.
Выходом может быть централизованное производство конструктора для сборки генератора силами форумчан (организация малого бизнеса).

Автогена самый доступный вариант!

_________________
Не сотвори себе кумира!

Поддерживаю такой подход к делу!

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

На счет самого генератора я так думаю: если вариант с асинхронником выпадает (хотя самый простой и быстрый вариант), тогда остается какое-то ноу-хау, то есть генератор нового поколения, который должен не только быть недорогой и простой в изготовлении, но и работать напрямую от ветроколеса или может быть являться частью ветроколеса. На счет автогенераторов я с Димой согласен, что с ним не так просто, хотя они дешевые и доступные. Дисковый тоже не прост в изготовлении, а самое главное что вряд ли будет он дешевым если сделать на мощность более 200Вт. Ни какой идеи я к сожалению немогу предложить , а только покритиковать. Я как всегда вижу многополюсную машину, которая многим не нравится, но если технология изготовления ее будет несложной и доступной, тогда думаю кого-то и заинтересует.
С ув. Сергей

_________________
Энергонезависимость - путь к свободе!

Мой 5 копеек:

Зря гену из асинхронника выкинули. Может оно и кажется затратное, но болле универсального решинея нету. Все другие варианты будут очень индивидуальны, а с асинхронником коке-какая стандартизация. Увы, но достать асинхронник или двигатель от вятки + купит магниты надо будет если цель не поигратся, а получить апарать с характеристиками лучше китайца.

Сердечник для дискового генератора можно пробовать изготоит из Ш пластин от дресселей, но мороки море. + магниты и медь надо покупать.

Увод от ветра газовым амортизаторам, заменит на увод в бок (или как там..) у уменя уже собралас не плохая колекция плохих газовоых амортизаторов, и работали они в стерилном багажнике. Но зимой при морозах очень часто разгерметизировалис...

ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНАЯ идея родилась! А дейчтвительно, почему бы не разработать конструктор "Ветроголовка" и не продавать ее рукастым людям? Стоить будет явно дешевле готового изделия да и пересылать удобней.

Автогена, самый слабый, от ВАЗ-2101 способен выдать на оборотах 1200 примерно 200 вт.
Какая проблемма редуктор? Я же написал - болгарка!!! Володя, сколько ты постоил ветряков с болгаркиными редукторами?

При диаметре ветроколеса 1,8-1,9м 1200 об получаются при ветре ~7м/с, при этом снимаются ~ 200 вт.
У более современных генераторов параметры лучше. А ведь можно использовать и более старые генераторы постоянного тока.

Будет ли крутится ветроколесо с болгарочным редуктором и автогеной - будет, да еще как будет!!! Посмотрите мои эксперимерны с ветроколесом 0,8м - болгарка аж визжит! У автогены ОВ, которая вначале не запитана и поэтому страгивается все достаточно легко.
Предполагаю, что страгивание будет при 3-4м/с.


Стоимость автогены, особенно б/у намного ниже стоимости магнитов. И это главное.
Видишь ли Володя мы чуть-чуть в разных мирах живем.
Как правило, те, кто у нас хотели бы постоить ветряк этих самых денех и не имеют! Вот им и надо помочь!!! Те, кто с деньхами сами себе помогут.
Так что бюджет - бюжетный
Притом не все же сразу надо покупать - постепенно, растягивая во времени.

Просто если асинхронник переделывать на ферриты и дорабатывать его болгарочным редуктором - это будет куда как покруче чем генератор с возбудом.

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Vladimir
Вопрос как к специалисту! Если асинхронник 180Вт 1300 об/мин переделать на ферритовые магниты, на какую мощность можно расчитывать? (ну и другие т.т.х.)

ПОЛНОСТЬЮ согласен! асинхронник получается на порядок быстрее и не дороже дискового генератора! однако про генераторы много споров а мне большую головную боль доставляет поворотный узел- долговечный недорогой и, главное, легко повторяемый!

_________________
Опыт - это такая штука , которая приходит сразу после того , как была нужна

Чего же здесь лёгкого?
Представьте себе село где-нибудь в Сибири...
Где и как там переделать асинхронник в ветрогенератор?

Подведем промежуточный итог.
Похоже в умах граждан брожение. Лагерь разделился на двое. Первые говорят о легко повторимой конструкции, вторые о конструкторе и бизнесе. Либо нам нужно определиться что мы будем "изобретать", либо разделить тему на две ветки.
1. Для коммерческого проекта, асинхронник будет менее затратный и более надежный.
2. Для домашнего мастера (особенно провинция), наверно нужен другой вариант, возможно и автогена с мультом. Хотя я думаю, что болгарочный мульт вещь не очень надежная.

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

Раз пошла речь о конструкторе, зачем тогда потребителю искать магниты, паять электронные платы и т.д... Я преставляю себе конструктор так: готовый генератор (склоняюсь к асинхроннику), отдельно лопасти и отдельно ступица для сопряжения лопастей с генератором, поворотная площадка, флюгер, бурезащита, готовый контроллер заряда и инвертор на ~220В. И все это в одном ящике, цена будет приличная но человеку сэкономит кучу времени и других средств на изготовление этого всего (инструмент, материалы и работа). Это получается комерческий вариант.
Если разработать для самоделкина только проект на бумаге, тогда дешевле будет только выглядеть, а когда завершится изготовление через х? лет - будет очень дорого.
Ассинхронные электродвигатели есть любые в продаже и цена их небольшая, нам нужен 8-ми полюсный 0,75...1,5кВт, специально поискал цену для "АИР 90 LB8" 1,1кВт 750синх.об/мин - 904грн/3766р/$118. Добавим токарные работы $10...15 и магниты (примерно 1кг) с клеем $100...120. Итого получается 120+15+120=$255 на материалы генератора. Думаю с такого получится генератор с номиналом 500Вт. Владимир, что Вы скажете на счет мощности? У 8-ми полюсного больше меди, железа и магнитов.
Собрать генератор из асинхронника дело плевое по сравнению с дисковым или другим вариантом. Магнитов потребуется в раза два меньше чем на дисковый! Микола за один день собрал генератор плюс один день токарные работы. Такой генератор можно использовать без редуктора, я склоняюсь к трехлопастнику, но тут можна и двухлопасник сделать для больших оборотов, плюс схема заряда на ШИМ-контроллере с понижением на +12/24/48/96В. Главные достоинства: закрытый корпус, заводское исполнение мех. и электр. частей. Вес ниже 20кг с магнитами.
С ув. Сергей

_________________
Энергонезависимость - путь к свободе!

Да очень просто! Обычный понижающий на ШИМ-контроллере преобразователь. Напряжения не стоит боятся, тут наоборот преимущества: меньше ток по проводам от генератора до АКБ, а значит экономия в кабеле и его вес. Сделать преобразователь на небольшие токи проще чем на токи более 25А. Я сейчас заканчиваю сетевой контроллер заряда для АКБ на 112В (8 АКБ по 12В), обычный трансформатор и ШИМ-контроллер на TL494+полевик+диод+дроссель. Макет собрал за один час и все заработало. Питание преобразователя +120...170В, стабилизация +112В, мощность 500Вт, плюс ограничение по току. Как соберу начну отлаживать уже собранный инвертор, а там и АКБ купим. Будем пока гонять без ветряка.
Наш генератор на ХХ выдает выпрямленное напряжение (треугольник, фазы разделены, после выпрямителей параллельно): 150об/мин +350В, под нагрузкой (КПД 0,65...0,7) примерно по памяти 150об/мин +115В 1,2кВт. Но у него большое индуктивное сопротивление (зато никогда не сгорит ) из-за не грамотности нашей (в голове уже есть доработки), а у асинхронника не на столько будет отличаться напряжение ХХ и под нагрузкой (можно спалить ).
С ув. Сергей

Так я и веду речь о генераторе 300 вт
500 это мах.Генераторы разные. Есть уже генераторы, которые выдают при тех же 5000 об более кмловата, 1200, 1400. С низ снять на 2000 можно несколько больше.

Я крутил генератор Г-222 оборотами 1300, лампа 65 вт горела в полный накал.

Дима, а ведь ты делал магниты в когти? Получался самовозбуд. Не оправдалась конструкция?
------------

ну если так уж не по нутру доступный автогена, давайте поищем ему замену. Перелка ассинхронника ИМХО не лучший вариант, мне он почему то не нравится... хотя я могу заблуждаться
Хотя, автогены тоже бывают разные. Вот например такие: серия Г288 ( http://www.katek.ru/catalogue/gener/ )

Самовозбуд получается еще как, только свист стоит, но не нравится мне редуктор на трехлопастнике, если только на шестилопастник ставить!

_________________
С уважением, Дмитрий.

Собственно, если говорить о коммерческом проекте, можно потребителю предлагать несколько вариантов.
1. Пособие по сборке. (чертежи, расчеты, в общем пошаговая инструкция).
2. Наборы от минимального до полного.
3. Готовая конструкция.
Также думаю, что к любому набору, нужен как минимум контроллер балласта. А инвертор и прочая электроника уже опционально.
Генератор для коммерческого проекта все таки лучше на мой взгляд из асинхронника.
Поворотный узел на мой взгляд сложности не представляет. С токосъемниками городить не стоит, и так нормально работает. В основном там работы по металлу- сварные, отрезные. Я подкладываю в опорную трубу второпластовую площадку. Ветряк поворачивается без проблем и зимой и летом.
А я как раз вчера такой купил и уже перемотал. Посмотрим, что получиться.
Еще набрал кучу трансов. Хочу попробовать набрать из ш образного сердечника статор по принципу vvv. Мы это уже где то обсуждали. Будет результат- отпишусь.

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

Для простоты сразу отбросим ненужное:
двухполюсные двигатели без перемотки не годятся (они конечно генерят , но пульсации бешенные и выход плохой)
двигатели меньше чем 500 Ватт - не годятся (при протачивании ротора - не остается мяса для магнитной цепи , а иногда и пакет разваливается)
Однофазные моторы тоже подходят , но х-ки чуть хуже чем у трехфазных , зато одна обмотка выходит более токовая менее волтажная , а вторая , соответственно , наоборот.
Четырехполюсные - годятся с 750 Ватт мощности расклад такой
750 Ватт - выходит 300 (1000 об/мин)
1кВатт - 500 (800об/мин)
1.5 кВатт 1000 (800об/мин)
Шестиполюсные:
1.5 кВатт -1600(600 об/мин)
2.2 кВатт - 2200(600об/мин)

Восьмиполюсные:
5.5 кВатт - 4500 (600 об/мин)

От конструктива к конструктиву показатели могут несколько менятся , но общая тенденция ясна. Обратите внимание , что многополюсность - это не фактор роста мощности , но это однозначный фактор роста веса и количества магнитов , скажем в последний восьмиполюсник (я выкладывал процесс его сборки)ушло 3 кило магнитов и ротор опускали в статор талью!

многополюсных двигателей напряжение получается очень высоким - близко к штатному напряжению двигателя. При работе с ними надо соблюдать технику безопасности , а то можно досрочно отправится на тот свет!

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Отличить всегда можно поглядеть на шильдике что написано. Обороты в минуту = 3000/п , п- число пар полюсов т.е 1500 оборотов - это 4 полюса , например. Во вторых - можно по обмотке глянуть , но это сложнее - можно фотки выложить - мы тут подскажем , я тоже бывает ошибаюсь - Валера , вот, не ошибается

Нет - не получается - они тяжелые и надо много магнитов , но генератор выходит неплохой.

Ну, раз никто ничего конкретного не предлагает, возьму на себя смелость предложить конструкцию на базе помпы ВАЗ2108.

К поворотному узлу помпа крепится за вал, а корпус помпы становится ступицей.
К корпусу помпы крепится промежуточный диск (например, из фанеры).
В свою очередь к промежуточному диску с одной стороны крепятся лопасти из трубы, а с другой стороны элементы ротора (стальной диск и магниты).
Напротив ротора неподвижно крепится второй диск с элементами статора.

Приношу извинения за плохое качество фотки, но в настоящий момент под рукой только фотик и комп.

Про токи Фуко уже писали и дополнительная осевая нагрузка на подшипники сократит ресурс.

1.Во время работы на статор действуют силы магнитного притяжения пытающиеся наклонить его относительно оси (прилепить одной стороной к статору) - крепление на хиленьком воротничке и на болтике - не пойдет , статор надо взять на диаметре близком к краю статора шпильками и связать с поворотным узлом - это зафиксирует от выламывания , а воротничек с болтиком можно вообще убрать.
2.крепление генератора с пропеллером нельзя делать к поворотному узлу под прямым углом - угол между плоскостью генератора и мачнтой должен быть 5-7 градусов.

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

Магниты с двух сторон дают возможность увеличить зазор и не применять шихтованное железо под катушками ... Но мощность не растет, а магнитная масса удваивается ...
Я осмелюсь предложить свой вариант для постройки дискового генератора :
Предлагаю не мотать полноразмерные катушки .... Можно , после постройки ротора намотать тестовую катушечку и добится того , чтобы ротор в целом выдавал вольта четыре не более (а то и три) - тогда катушки будут содержать мало витков , их можно сделать очень толстым проводом и зазор сократится очень существенно , т.е. качество генератора сильно вырастет , а напряжнеие , потом поднять ну хотя бы по моей схеме или любым dc-dc конвертером. Возможно к-во витков выйдет таким маленьким , что можно будет их выполнить на печатной плате..?

_________________
Чепятанье и Арфаграфия мои сильные стороны - не механика.

на двухстороннем стеклотекстолите или вырезать из листовой меди.

Относительно токов Фуко просьба пояснить более подробно.
Что касается ресурса помпы, то и хрен с ним: самое главное, что это ГОТОВЫЙ, НЕДОРОГОЙ, ДОСТУПНЫЙ узел.
Ну, наконец-то разговор принимает конструктивное направление!

Насчёт конструктивных доработок я понял: если не возражаете, я буду корректировать свой исходный рисунок в соответствии с замечаниями.
Просьба пояснить причину НЕперпендикулярности плоскости винта перпендикуляру мачты. Задирается хвост?

Далее необходимо привлечение корифеев форума для уточнения параметров винта (кол-во лопастей, их диаметр, быстроходность...) и генератора (диаметр, кол-во полюсов, размеры магнитов...).

На винт давит поток и он отклоняется в сторону мачты, и может ее зацепить, поэтому угол наклона делаю примерно 5 градусов. На кпд почти не влияет, а от неожиданностей может уберечь.

Уважаемый Петро , для ветроголовки в 500 ватт, помпа точно не прокатит. Исходите лучше из ступицы от восьмерки. Прочный и надежный узел. Проверено и у нас и за бугром (на других ступицах).

_________________
Невозможное мы делаем сразу, чудеса требуют немножко больше времени!

А каков предел мощности для ветроколеса с ПОМПОЙ?
Ватт 300 потянет?