Інженер зробив вітряну турбіну для будинку своїми руками: як це вдалося

Автор YouTube-каналу DIY King розповів підписникам про те, як побудував вітряк власноруч і тепер отримує зелену енергію для дому. Детальну інструкцію з фото він розмістив на сайті instructables.com.

Крок 1. Матеріали та інструменти

"Уся ідея полягає в тому, щоб побудувати невеликий вітрогенератор із матеріалів, які можна придбати в господарському магазині або відшукати в себе в гаражі", — написав автор, а також навів список матеріалів та інструментів, які можуть знадобитися.

Список матеріалів, використаних у цьому проєкті:

• Старий ховерборд
• 6-дюймова труба з ПВХ
• 5-міліметрові круглі металеві пластини круглої форми
• 1-дюймові металеві смуги
• Фанера
• Гайки та болти
• 2-дюймова оцинкована труба

Список інструментів, які використовуються в цьому проєкті:

• Ручний дриль
• Лобзик
• Кутова шліфувальна машина
• Паяльник
• Плоскогубці

І деякі інші ручні інструменти...

Крок 2. Генератор

Як генератор інженер вирішив використовувати мотор-колесо з постійними магнітами від старого ховерборда, щоб не турбуватися про знос щіток, як у щітковому двигуні. він зазначив, що ефективність щіток мотор-колеса набагато вища, ніж у щіткового двигуна аналогічного розміру.

Крім того, ці мотори для ховерборда можуть видавати хорошу напругу навіть при ручному обертанні. Цей фактор важливий для вітрогенератора, оскільки навіть за невеликих поривів вітру можна отримати необхідну напругу для роботи системи.

Щоб переконатися, що мотор перебуває в робочому стані, його потрібно закріпити на верстаті з валом за допомогою затискача, прикріпити лампочку 12 В до будь-яких двох із трьох товстих дротів і швидко обертати мотор рукою. Якщо лампочка загорілася, можна перевірити роботу інших проводів.

Далі потрібно розібрати мотор, відгвинтивши всі 6 гвинтів із задньої кришки, і потягнувши її, зняти шину за допомогою викрутки. З корпусу слід витягнути статор за допомогою плоскогубців. Після того, як ротор і статор будуть розділені, потрібно приступити до наступного кроку.

Крок 3: Адаптер лопатей

Щоб змусити двигун обертатися, потрібно перетворити енергію вітру на механічну енергію. Для цього необхідно встановити лопаті на мотор-ступеньку, і для цього знадобиться адаптер.

Адаптер можна зробити з двох сталевих пластин товщиною 3 мм і діаметром 6 дюймів. Тримач лопатей буде являти собою сталеві смуги шириною 1 дюйм і товщиною 5 мм, які будуть затиснуті між сталевими дисками.

Пізніше, накидавши шаблон, автор зробив кілька отворів, щоб встановити диски на мотор-сходинку й утримувати лопаті.

Крок 4. Збірка адаптера

"Під час складання адаптера переконайтеся, що все максимально збалансовано. Після того, як було зібрано адаптер на роторі, я знову зібрав двигун і цього разу відрізали п'ять тонких дротів, оскільки в цьому випадку вони не приносять користі", — зауважив інженер.

Крок 5. Основний тримач

Щоб все скріпити, винахідник використовував сталеву смугу шириною 2 дюйми і товщиною 7 мм. Він встановив мотор-ступеньку, використовуючи пару адаптерів, за допомогою яких двигун кріпиться на ховерборді, і для цього просвердлив чотири отвори.

Інший кінець сталевої смуги утримуватиме хвіст, тому варто просвердлити два отвори по 6 мм. Тепер для встановлення цієї планки на рухомій платформі потрібно зробити отвір діаметром 36 мм по центру — це дасть змогу затягнути головку основного болта по всій збірці.

Крок 6. Рухомий механізм

Тепер, щоб лопаті були спрямовані проти вітру, потрібен рухливий механізм. Щоб заощадити час і гроші, автор адаптував шарнірний механізм ховерборда, який дає змогу нахиляти дошку в будь-якому напрямку для повороту дошки.

"Спочатку я відрізав центральну частину від корпусу ховерборда, розділив з'єднувальний стрижень навпіл, і рухомий вузол був готовий. Щоб встановити його, я зробив пару адаптерів із двох сталевих пластин завтовшки 4 мм і діаметром 4 дюйми. Одна з пластин адаптера буде приварена до монтажного стовпа на даху, а інша буде скріплена з рухомим механізмом, щоб встановити весь вузол на монтажний стовп", — поділився інженер.

Крок 7. Хвіст

Щоб зробити хвіст для вітряної турбіни, знадобиться шматок фанери завтовшки 10 мм. Автор вирізав трикутник і монтував його за допомогою двох металевих пластин товщиною 5 мм. Тримач хвоста являв собою шестигранний стрижень.

Крок 8: Лопаті

Лопаті DIY King зробив із ПВХ-труби діаметром 6 дюймів. Він вирізав їх за допомогою лобзика, але можна було використати і ручну пилку. Кожна лопать має ширину 5 дюймів у найширшій частині і майже 2 дюйми у вузькій, довжину — 40 дюймів. Обидва кінці були обрізані, щоб надати їм гарної форми і змусити їх обертатися плавно.

"І так, найважливіша порада: переконайтеся, що ви використовуєте найтовстішу трубу і обрізаєте всі лопаті з конусністю/кроком в одному напрямку", — акцентував інженер.

Крок 9. Фарбування

Щоб захистити вітряну турбіну від іржі, винахідник пофарбував усі її частини чорним спреєм Matalic.

Крок 10. Остаточне складання

Після фарбування хлопець зібрав усі деталі разом. Після того, як рухомий механізм був зібраний, він тимчасово встановив його на дерев'яній дошці, яка була закріплена на столі. Потім він встановив мотор-ступінку на основну пластину, потім лопаті (переконавшись, що вони добре збалансовані з рівною відстанню між їхніми кінчиками). Нарешті, був прикріплений хвіст. Після цього вітрогенератор був готовий перетворювати пориви вітру на електрику.

Крок 11. Випрямний блок

"Пам'ятаєте, три товстих дроти, що стирчать із мотор-ступеня? Це означає, що безщітковий двигун — трифазний, а тому він зможе виробляти трифазний змінний струм. Тепер, щоб перетворити його на постійну напругу (більш корисна форма), я спроектував і побудував індивідуальний трифазний випрямний блок", — написав автор.

Щоб зробити випрямний блок таким же акуратним, як і решта деталей, інженер вирішив побудувати його на власних індивідуальних друкованих платах. Це можливо завдяки JLCPCB — одному з найбільших виробників з Китаю, який пропонує широкий спектр рішень для виробництва індивідуальних друкованих плат.

"Файли проекту для випрямного блоку можна завантажити на JLCPCB, і після перегляду безлічі варіантів ви можете легко розмістити своє замовлення. Я отримав плати протягом тижня, і якість бездоганна. Потім зібрав усі деталі та розмістив їх на друкованій платі. Після цього випрямний блок був готовий до підключення до генератора", — розповів DIY King.

Крок 12. Монтаж

Для монтажу вітряної турбіни хлопець використав оцинковану трубу діаметром 3 дюйми. Нижній кінець труби він прикріпив за допомогою двох металевих кронштейнів на підлозі, а до верхнього кінця приварив металеву пластину товщиною 5 мм, щоб отримати рівну поверхню

Результати

Вітряна турбіна виробляє близько 150 Вт потужності (12-15 В) за швидкості вітру близько 5-7 м/с.

"Це моя перша спроба побудувати вітрогенератор, тому я з нетерпінням чекаю можливості побудувати більший, щоб отримувати більше енергії", — резюмував інженер.