Вертикальный ветрогенератор из велосипедного колеса своими руками. Ветрогенераторы с генераторами из мотор колеса. Сборка электрической схемы

Здравствуйте. Наверное у каждого самодельщика возникает желание попробовать себя в альтернативной энергетике, вот и у меня проснулось такое желание. На самом деле еще много лет назад мечтал построить свой ветрогенератор, но никак не было не финансов, не времени. А вот недавно шарился по Youtobe и увидел самодельный ветрогенератор из мотор колеса гироскутера, собранный моим земляком(видео добавлю в конце статьи). Мотор колеса на магнитах идеальный вариант для построения маломощных генераторов, подумал я, и принялся искать свои варианты
Новые мотор колеса стоят очень дорого, а вот б/у колеса почти ничего не стоят. Зашел я на Авито и нашел два колеса. Одно 6,5 дюймов приобрел за 800 рублей вместе с доставкой Почты России из Евпатории, а второе 10 дюймов мне подарил для опытов Николай из Краснодарского края, за что ему большее спасибо.
Первым ко мне пришло мотор колесо 10 дюймов мощностью 350Вт. Колесо уже непригодно для гироскутера, так как какая то белая пыль внутри обода съела в двух местах алюминий до дыр, а вот для ветрогенератора в самый раз. Вот такое десяти дюймовое колесо

Под крышкой статор с 27 обмотками и 30 полюсами на неодимовых магнитах, крышка крепиться на 6 болтах М6


Пора и к основанию ветряка перейти. Из уголка 40*40*3 был сварен квадрат. С лицевой стороны сверху был приложен еще один кусок уголка с прорезью под вал мотор колеса. В раме и этом уголке были просверлены отверстия 10,5 мм для болтов М10


Таким образом было зажато мотор колесо. Пробовал провернуть в сторону колесо, но ничего не вышло.

Мотор колесо закреплено очень надежно. Естественно под гайками М10 стоят гровера


Основа рамы готова и надо продумать хвост с защитой от боковых порывов. Была взята метровая труба, в хвостовой части прорезанная вдоль, для крепления лопасти хвоста, а с передней стороны вертикально приварена п-образная деталь из 4 мм полоски метала


Теперь к основной раме с хвостовой стороны посередине вертикально приварена трубка длинной подобранная под п-образную деталь. Рама соединена с хвостом металлической шпилькой


Далее к раме приварил У-образную деталь, на краю которой просверлил отверстие для пружины. На трубе хвоста приварил болт М6 для крепления той же пружины. Эта пружина нужна для складывания хвоста при сильном порыве бокового ветра, ветряк таким способом плавно поворачивается за ветром и нагрузка на мачту намного меньше. Да и меньше нагрузка на сами лопасти


Немного подробней место крепления хвоста и основной рамы


В принципе рама готова и перейду к лопастям и их креплению к мотор колесу от гироскутера. Переходник крепления был вырезан из листового метал 0,8мм. Для точной разметке пришлось вспомнить основы геометрии. На листочке А4 циркулем нанес окружность, вписал в него равносторонний треугольник и через центр окружности и вершины треугольника провел лучи. В итоге получилась вот такая деталь. Чертеж на заготовке неверный, так что не обращайте внимания.


Теперь пора сделать лопасти. Был вырезан кусок 160 кусок канализационной трубы, проведены три параллельные линии. Первую линию хорошо проводить по маркировке трубы, а дальше разделить на три равные части и провести еще две линии. Лекало использовал из уже готовых расчетов с сайта Е-Veterok
Для просмотра нажмите на картинку

Вот такое лекало для 5 метрового ветра на 318 оборотов в минуту, именно на таких оборотах по расчету начинается зарядка АКБ

Приклеил лекало к трубе и перенес рисунок

Далее болгаркой вырезал лопасти

В гараже за столом не удалось проверить центровку, в виду отсутствия места. Для проверки центровки забил метровый штырь в землю и закрепил всю конструкцию

На удивление очень сбалансированная получилась конструкция. Далее я придумал поворотный механизм из старого газоновского генератора и установил все на четырех метровую мачту и так увлекся своим делом забыл сфотографировать что да как, но это не страшно потому что все пришлось переделать.
Во первых 0,8 мм метала не хватило даже на 5м/с ветер и лопасти согнулись уже на вторые сутки, а так же хвост был очень тяжевый и перевешивал всю конструкцию, что усложняло поворот ветряка за ветром. Эх опять все это разбирать, но да ладно

Как и сказал для поворотного механизма использовал генератор от газона. Под крышку установил диодный мост на 40А, хорошо заизолировал его от рамы с помощью термоусадочной трубки и пластинок текстолита. Так что напряжение будет приходить по двум проводам уже выпрямленное

С вала были срезаны короны ротора, удаленна обмотка и железная болванка. Сами зубья на которых держался ротор были сточены, что бы подшипник можно было посадить ниже. Остались только токосъемные кольца. Вместо родных болтов М4 выли рассверлены отверстия для М6 и в местах, где болт не влазил, болгаркой стачивалось ребро, иногда до дыр

Снимать напряжение буду через токосъемные щетки


Как сказал переходник 0,8мм толщиной не справлялся и пришлось вырезать такой же и сложить их вместе. Переходник крепиться к колесу по бортику болтами М4 в 9 точках, по три на сторону. Три болта из них крепят повторно лопасть. Лопасти прикручены к переходнику болтами М6 по три штуки на лопасть, плюс М4 через бортик колеса



С лицевой стороны усилил крепление полоской 3 мм метала

Снизу к раме прикрутилась передняя крышка генератора. В валу были проточены продольные желобки для протяжки кабелей.

А вот так выглядит все внутри

Общий вид ветряка. Как видно по итогу укоротил хвост в два раза, а лопасть хвоста увеличил в полтора раза и ветряк нормально сбалансирован




Ну а теперь все покрашено и на ветряк установлен кожух из листа оцинковки

Поднял все на 4 метровую мачту. На дисплее почти 28В на холостом ходу при 5м\с


На дисплее 42В на холостом ходу при 5м\с с небольшим порывом

А вот так он выглядит на временной мачте

Пока ветряк не используется, провода закорочены. Такой типа тормоз, обороты на ветру 5м/c около 40 в минуту. Надо собирать контролер, который будет ограничивать напряжение до 14,4В для зарядки аккумулятора, но нет мощных полевых транзисторов. Транзисторы уже заказал с Китая и где то через 3-4 неделю буду все подключать и снимать на что способен этот маленький ветрячок из мотор колеса гироскутера. Что бы узнать что будет дальше, подписывайтесь на обновления в

Многие компании изготавливают ветрогенераторы с винтовыми пропеллерными двигателями. Это позволяет им достигать КПД (коэффициента полезного действия) до 45-50%. Это очень даже неплохо! Но если вы впервые решили изготовить свой собственный ветрогенератор, то вам стоит приступить к более упрощенному варианту. Своими руками в первый раз можно изготовить ветрогенератор из мотор колес. Вот иллюстрация конечного варианта:

Какова цель создания ветрогенератора

Если вы катаетесь на электровелосипеде, то знаете, что вам необходим мотор с мощностью от 500 до 1000 Вт. Съезжая с крутых горок, мотор автоматически подзаряжает батарею. И если у вас возникла идея получить свой генератор электроэнергии, то эту часть (мотор колесо) можно повторно использовать для создания без значительной переделки.

Такой ветряк может идти наряду с заводскими генераторами, выдавая ток и заряжая батарею даже при малых оборотах.

Этапы изготовления ветрогенератора из мотор колеса

1. Подбор двигателя. В нашем случае – это мотор колесо. Стоит учитывать все параметры (Ватт, вольт, обороты в минуту).
2. Делаем лопасти! Вы можете подобрать материал для изготовления – дерево (нуждается в покраске и лакировании), стеклоткань (очень долгий и кропотливый процесс) , или пвх-труба (наиболее простой вариант).
3. Изготовляем Хаб (место соединения деталей, на котором делаем отверстия для крепления в соответствии с количеством лопастей).
4. Поворотный механизм (желательно, чтобы материал был – сталь, тогда ваш ветрогенератор выдержит любую непогоду).
5. Покупаем контроллер, который будем измерять нашу мощность. (можно взять контроллер от автомобиля).

Если вы хотите, чтобы ветрогенератор работал качественно и продолжительно, то нужна вертикальная конструкция – ротор Савониуса. Он состоит из двух полуцилиндрических лопастей и перекрытия, из которых и получаются оси вращения ротора. Ротор Савониуса работает с небольшой скоростью вращения, ориентируются всегда по ветру, практически не зависим от турбулентности. В кооперациями с лопастями и потоками воздуха, эффективность ротора увеличивается.

Особенности ветрогенератора, созданного своими руками

1. Подача тока осуществляется сразу после установки (даже если скорость ветра 1-2 м/с).
2. Скорость вращения нашего ветрогенератора – равно пропорциональна скорости вращения.
3. Можно уменьшать мощность, используя обмотки (их нужно закоротить).
4. И увеличивать – эти же обмотки просто доподключить.
5. Как показывает практика, чаще всего обмотки соединяются по схеме «звезда», а на стандартном мотор колесе представляет такое соединение по схеме «треугольник». Учтите этот нюанс. Лучше вовремя доделать, тогда работа будет производится качественнее.
6. Ветрогенераторы могут давать различную мощность. Это зависит от изначального веса мотор колес. Вес 4-6 кг дают 500-1000Вт и КПД около 80%, 8-10 кг- 1500-2000 Вт, вес больше 20 кг – 8000 Вт.

Если вы всерьез задумались об изготовлении мотор колеса, то наш интернет магазин Sporte предлагает альтернативный вариант для каждого. Мощный ветрогенератор можно сделать из мотор колеса 48V1000W заднего,

• переделать асинхронный двигатель, установив на ротор постоянный неодимовые магниты
• переделать генератор от автомобиля на постоянные магниты, таким образом избавится от обмотки возбуждения, которую нужно было неплохо кормить (для сравнения: КПД генератора с постоянными магнитами 0,8, аналогичного с обмоткой возбуждения - 0,6).
• Найти готовый двигатель с постоянными, желательно неодимовыми, магнитами. Почему именно неодимовыми, спросите вы, ведь двигателей с ферритовыми магнитами больше. Все просто: практически все двигатели с ферритом рассчитаны на большие обороты, минимум, что я находил - 1500 об/мин, 36 вольт. Это значит - конструкция ветрогенератора усложняется редуктором, который будет снижать общий КПД всего изделия и усложнит конструкцию, а также затраты на эксплуатацию, короче сплошной гемор.

• Лопасти из дерева - неплохие, но трудоемкие в изготовлении, требуют обслуживания (покраска, лакировка)
• Лопасти из композитных материалов (стеклоткань и эпоксидка) - трудоёмкое изготовление
• Лопасти из ПВХ-трубы - просты в изготовлении, не требуют обслуживания

Длина лопасти из трубы примерно рассчитывается так: длина лопасти = диаметр трубы * 5 . Можно, конечно, сделать и длиннее, но их будет очень сильно выгибать на сильном ветре. Делите окружность трубы по диаметру на 4-ре равные части, потом по длине трубы разрезаете, и у вас получится 4-ре заготовки. Затем с одного края отмечаете 30-35 мм и проводите линию к углу другого края заготовки, отрезаете лишнее. Все лопасть готова, с остальными проделываем те же операции, и у вас получаются 4 прекрасные лопасти. Далее шлифуем углы для лучшей аэродинамики.

Изготовления узла крепления лопастей (Хаба)

Я его изготовил из пластины толщиной 1,5-2мм. Вырезаем круг и размечаем его на 5 равных частей. Сверлим отверстия для болтов, которые будут крепить лопасти, и хаб к мотор колесу.

Поворотный механиз и крепления для мк

Многие ищут готовый генератор для изготовления ветрогенератора, и такой генератор есть, это велосипедное мотор колесо, есть и более мощные, для скутеров и электромобилей. Мотор колесо это готовый трёхфазный генератор на магнитах, номинальная мощность которого в режиме генератора достигается уже при 500-700 об/м, бывают и более высокооборотистые, зависит от конкретной модели.

Например мотор колесо (TM Volta bikes 48vv1000w), скорость вращения которого на холостом ходу в режиме двигателя 460 об/м при 48v. В режиме генератора он выдаст 1кВт при примерно 600 об/м на 48v АКБ. На 12-ти вольтовый АКБ конечно меньше, но заряд будет начинаться примерно при 100-120 об/м, а максимальная мощность с хорошим трёхлопастным винтом будет не более 400-500 ватт. На 24 вольт АКБ максимальная мощность будет лучше, но начало заряда акб с 200-250 об/м.

Есть у мотор колеса и неприятность, это довольно ощутимое залипание, по этому будет тяжело стартовать на слабом ветре, но это уже зависит от стартового момента винта. Винт это отдельная тема и я пока не встречал ветряки с мотор колёсами и хорошими винтами, но вот что мне удалось найти по готовым ветрогенераторам.

Этот ветрогенератор имеет деревянный винт диаметром 4 метра. Мотор колесо с цепным приводом и передаточным числом 1:2, то-есть оно вращается в два раза быстрей чем винт. Максимальный ток заряда 12 вольт АКБ достигал 30А. Конструкция думаю понятна ниже на фото

>

Ветрогенератор сделан вроде бы неплохо, но винт имеет слишком большой диаметр, и из-за этого низкие обороты, и редукция 1:2 не особо помогает поднять мощность ветрогенератора. По этому зарядка начинается поздновато и обороты низкие. Но думаю создатель этого ветрогенератора в будущем это поймёт. Сам винт тоже сделан неизвестно как и не имеет крутки, поэтому скорее всего имеет низкий КИЭВ и быстроходность. В общем конструкция хорошая за исключением винта.

Ветрогенератор с мотор колесом мощностью 1 кВт
и оригинальным креплением

Конструкция этого ветрогенератора на мой взгляд более продумана. у мотор-колеса слабая ось, диаметр которой всего 12 мм, и к тому же она полая и через неё проходят провода. Поэтому если крепить лопасти к корпусу, а генератор за ось с одной стороны то это очень слабое крепление и такой тонкий вал легко может сломать. Здесь сделан переходник с подшипником, на который и приходится вся нагрузка винта.

>

Винт здесь трёхлопастной, имеет прямой привод на генератор сам винт диаметром под 2.7-3 метра, и имеет неплохую быстроходность и КИЭВ. Мощность этого ветряка при ветре 4-5 м/с составляет 150-250 ватт что уже очень неплохо.

Ветрогенераторы на основе мотор колёс

>

Ветрогенератор из мотор-колеса 900 ватт

>

Ветрогенератор из мотор-колеса

В общем мотор колесо хороший генератор, но его стоимость не такая и низкая, стоит оно на 1кВт около 200-250$, это его самый главный минус, но это находка для тех кто сам не может сделать хороший генератор. Также залипание как я уже писал у мотор колеса довольно ощутимое и трёхлопастные винты будут плохо стартовать на слабом ветру. Сам я не пробовал делать ветряк на таком генераторе, но может быть и получится когда нибудь.

Оно устанавливается в качестве ступицы в велосипедные, автомобильные или скутерные колеса и приводит эти транспортные средства в движение. Существуют две основные конструкции:

• приводные
• редукторные

Более удачными представляются приводные модели, имеющие меньший уровень шума и лишенные подшипников, шестерней и прочих элементов, представляющих определенный риск выхода из строя.

С точки зрения конструкции, мотор-колесо - это готовый генератор , нуждающийся лишь в источнике вращательного момента, чтобы начать воспроизводить электроэнергию.

Ветрогенератор из мотор-колеса

Получить электроэнергию с помощью мотор-колеса несложно, надо лишь обеспечить вращение для перехода устройства в режим генератора. Вращение мотор-колеса для генерации электротока имеет смысл только при очень доступном источнике. Нерационально использовать для этого бензиновый или дизельный двигатель, так как стоимость полученной энергии будет запредельной. Если же привод будет осуществляться от самодельного устройства, источником энергии вращения для которого станет ветер, то полученное электричество станет достаточно рентабельным и дешевым.

Как сделать ветрогенератор

Для изготовления ветрогенератора прежде всего потребуется изготовить ветряк. Для этого надо сделать ось вращения, и для подъема устройства над землей. Придумано много разнообразных конструктивных решений, некоторые из них весьма изящны - например, иногда используется велосипедное мотор-колесо в паре с обычным со спицами, на ободах которых устанавливаются лопасти из половинок полипропиленовых труб.

Решение простое и эффективное, но имеет и некоторые недостатки - так, для наиболее эффективной работы надо поднять устройство на некоторую высоту. Если потребуется какое-либо ремонтное воздействие или обслуживание, то придется подниматься к устройству на высоту.

Выбор типа конструкции

Одним из вопросов, возникающих перед мастером при создании проекта, становится выбор типа конструкции - горизонтальная или вертикальная. Следует учитывать, что мотор-колесо оказывает некоторое сопротивление вращению, поэтому более удобным станет , при создании которого можно разнести лопасти на достаточное расстояние от оси вращения, чтобы появилась возможность старта вращения даже .

Это может быть важно, если используются довольно крупные колеса, например, от автомобиля, которые имеют достаточно большой пусковой момент. Обычно используются сломанные скутеры или велосипеды, приобретаются вышедшие из строя устройства, восстанавливаются и используются как основа конструкции ветрогенератора.