Инженер сделал ветряную турбину для дома своими руками: как это удалось

Автор YouTube-канала DIY King рассказал подписчикам о том, как построил ветряк своими руками и теперь получает зеленую энергию для дома. Подробную инструкцию с фото он разместил на сайте instructables.com.

Шаг 1. Материалы и инструменты

"Вся идея заключается в том, чтобы построить небольшой ветрогенератор из материалов, которые можно приобрести в хозяйственном магазине или отыскать у себя в гараже", — написал автор, а также привел список материалов и инструментов, которые могут понадобиться.

Список материалов, используемых в этом проекте:

• Старый ховерборд
• 6-дюймовая труба из ПВХ
• 5-миллиметровые круглые металлические пластины
• 1-дюймовые металлические полосы
• Фанера
• Гайки и болты
• 2-дюймовая оцинкованная труба

Список инструментов, используемых в этом проекте:

• Ручная дрель
• Лобзик
• Угловая шлифовальная машина
• Паяльник
• Плоскогубцы

И некоторые другие ручные инструменты…

Шаг 2. Генератор

В качестве генератора инженер решил использовать мотор-колесо с постоянными магнитами от старого ховерборда, чтобы не беспокоиться об износе щеток, как в щеточном двигателе. он отметил, что эффективность щеток мотор-колеса намного выше, чем у щеточного двигателя аналогичного размера.

Кроме того, эти моторы для ховерборда могут выдавать хорошее напряжение даже при ручном вращении. Этот фактор важен для ветрогенератора, так как даже при небольших порывах ветра можно получить необходимое напряжение для работы системы.

Чтобы убедиться, что мотор находится в рабочем состоянии, его нужно закрепить на верстаке с валом с помощью зажима, прикрепить лампочку 12 В к любым двум из трех толстых проводов и быстро вращать мотор рукой. Если лампочка загорелась, можно проверить работу других проводов.

Далее нужно разобрать мотор, отвинтив все 6 винтов с задней крышки, и потянув ее снять шину с помощью отвертки. Из корпуса следует вытащить статор с помощью плоскогубцев. После того, как ротор и статор будут разделены нужно приступить к следующему шагу.

Шаг 3: Адаптер лопастей

Чтобы заставить двигатель вращаться, нужно преобразовать энергию ветра в механическую энергию. Для этого необходимо установить лопасти на мотор-ступицу, и для этого понадобится адаптер.

Адаптер можно сделать из двух стальных пластин толщиной 3 мм и диаметром 6 дюймов. Держатель лопастей будет представлять собой стальные полосы шириной 1 дюйм и толщиной 5 мм, которые будут зажаты между стальными дисками.

Позже, набросав шаблон, автор сделал несколько отверстий, чтобы установить диски на мотор-ступицу и удерживать лопасти.

Шаг 4. Сборка адаптера

"При сборке адаптера убедитесь, что все максимально сбалансировано. После того, как был собран адаптер на роторе, я снова собрал двигатель и на этот раз отрезали пять тонких проводов, так как в этом случае они бесполезны", — заметил инженер.

Шаг 5. Основной держатель

Чтобы все скрепить, изобретатель использовал стальную полосу шириной 2 дюйма и толщиной 7 мм. Он установил мотор-ступицу, используя пару адаптеров, с помощью которых двигатель крепится на ховерборде, и для этого просверлил четыре отверстия.

Другой конец стальной полосы будет удерживать хвост, поэтому стоит просверлить два отверстия по 6 мм. Теперь для установки этой планки на подвижной платформе нужно сделать отверстие диаметром 36 мм по центру — это позволит затянуть головку основного болта по всей сборке.

Шаг 6. Подвижный механизм

Теперь, чтобы лопасти были направлены против ветра, нужен подвижный механизм. Чтобы сэкономить время и деньги, автор адаптировал шарнирный механизм ховерборда, который позволяет наклонять доску в любом направлении для поворота доски.

"Сначала я отрезал центральную часть от корпуса ховерборда, разделил соединительный стержень пополам, и подвижный узел был готов. Чтобы установить его, я сделал пару адаптеров из двух стальных пластин толщиной 4 мм и диаметром 4 дюйма. Одна из пластин адаптера будет приварена к монтажному столбу на крыше, а другая будет скреплена с подвижным механизмом, чтобы установить весь узел на монтажный столб", — поделился инженер.

Шаг 7. Хвост

Чтобы сделать хвост для ветряной турбины, понадобится кусок фанеры толщиной 10 мм. Автор вырезал треугольник и монтировал его с помощью двух металлических пластин толщиной 5 мм. Держатель хвоста представлял собой шестигранный стержень.

Шаг 8: Лопасти

Лопасти DIY King сделал из ПВХ-трубы диаметром 6 дюймов. Он вырезал их с помощью лобзика, но можно было использовать и ручную пилу. Каждая лопасть имеет ширину 5 дюймов в самой широкой части и почти 2 дюйма в узкой, длину — 40 дюймов. Оба конца были обрезаны, чтобы придать им красивую форму и заставить их вращаться плавно.

"И да, самый важный совет: убедитесь, что вы используете самую толстую трубу и обрезаете все лопасти с конусностью/шагом в одном направлении", — акцентировал инженер.

Шаг 9. Покраска

Чтобы защитить ветряную турбину от ржавчины, изобретатель покрасил все ее части черным спреем Matalic.

Шаг 10. Окончательная сборка

После покраски парень собрал все детали вместе. После того, как движущийся механизм был собран, он временно установил его на деревянной доске, которая была закреплена на столе. Затем он установили мотор-ступицу на основную пластину, потом лопасти (убедившись, что они хорошо сбалансированы с равным расстоянием между их кончиками). Наконец, был прикреплен хвост. После этого ветрогенератор был готов преобразовывать порывы ветра в электричество.

Шаг 11. Выпрямительный блок

"Помните, три толстых провода, торчащих из мотор-ступицы? Это значит, что бесщеточный двигатель — трехфазный, а потому он сможет вырабатывать трехфазный переменный ток. Теперь, чтобы преобразовать его в постоянное напряжение (более полезная форма), я спроектировал и построил индивидуальный трехфазный выпрямительный блок", — написал автор.

Чтобы сделать выпрямительный блок таким же аккуратным, как и остальные детали, инженер решил построить его на собственных индивидуальных печатных платах. Это возможно благодаря JLCPCB — одному из крупнейших производителей из Китая, который предлагает широкий спектр решений для производства индивидуальных печатных плат.

"Файлы проекта для выпрямительного блока можно загрузить на JLCPCB, и после просмотра множества вариантов вы можете легко разместить свой заказ. Я получил платы в течение недели, и качество безупречное. Затем собрал все детали и разместил их на печатной плате. После этого выпрямительный блок был готов к подключению к генератору", — рассказал DIY King.

Шаг 12. Монтаж

Для монтажа ветряной турбины парень использовал оцинкованную трубу диаметром 3 дюйма. Нижний конец трубы он прикрепил с помощью двух металлических кронштейнов на полу, а к верхнему концу приварил металлическую пластину толщиной 5 мм, чтобы получить ровную поверхность

Результаты

Ветряная турбина вырабатывает около 150 Вт мощности (12–15 В) при скорости ветра около 5–7 м/с.

"Это моя первая попытка построить ветрогенератор, поэтому я с нетерпением жду возможности построить более крупный, чтобы получать больше энергии", — резюмировал инженер.