Главная » Зеленые технологии
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Ветрогенератор 200 Ватт своими руками

Сегодня альтернативная энергетика развивается быстрыми темпами. На рынке уже есть солнечные модули на любой вкус, но как правило они стоят очень дорого. Недавно мне попалась солнечная батарея на 12 вольт 0.5 киловатт, и совсем недурная цена .... 1000$. За пол киловатта заплатить 1000 долларов стоит или нет? Думаю стоит, но за 1000 долларов можно несколько лет за электроэнергию платить, одним словом пока что не выгодно. Ветростанция - более разумное капиталовложение для получения электрической энергии.

И вот в связи с этим, у меня в голове возникла идея соорудить ветрогенератор малой мощности своими руками. Изначально, я хотел сделать ветростанцию на мощность в пол киловатта, но с отсутствием ресурсов было решено сделать ветрогенератор на 200 Ватт.

Поскольку у меня для ветряка было выделено мало финансовых ресурсов, то нужно было все делать самому. Готовые генераторы стоили немало денег, да и преобразователь еще и аккумуляторы... С генератором мне повезло, на рынке, где продают старый хлам мне удалось за 20 долларов раздобыть двигатель постоянного тока на 24 вольт! И к моему счастью вал двигателя (ротор) вращался очень легко, мощность двигателя была 300 Ватт по паспортным данным. Самое главное-  двигатель не нужно будет переделывать, готовый генератор уже есть!

Задача номер два - найти редуктор. Все мы знаем, для того, чтобы генератор вырабатывал большой ток, нужно, чтобы ротор вращался со скоростью не менее 1000 об/мин, для этого нам нужен редуктор. По предварительным расчетам, пропеллер вращается со скоростью 60 об/мин, и за счет потери мощности нужно будет повышать число оборотов. Редуктор был снят с электродвигателя с редуктором, такие движки попадаются очень часто, мне друг подарил, двигатели такого типа делаются на небольшие мощности. Ниже смотрите число оборотов (на выходе редуктора) для каждой марки подобного двигателя:
РД-09 1,75 об/мин.
РД-09 2,5 об/мин.
РД-09 4,4 об/мин.
РД-09 8,7 об/мин.
РД-09 15,5 об/мин.
РД-09 30 об/мин.
РД-09 76 об/мин.
РД-09 185 об/мин.
СД-54 2,24 об/мин.
СД-54 3,14 об/мин.
СД-54 5,59 об/мин.
СД-54 10,94 об/мин.
СД-54 19,59 об/мин.
СД-54 24 об/мин.
СД-54 38,4 об/мин.
СД-54 60 об/мин.
СД-54 96 об/мин.
Д-32 24 об/мин.
ДСМ-2-П-220
ДСМ-0,2-П-220
ДСМ-1/300-П-220
ДСОР-32-15-2

Реверсинвый двигатель РД-09

Двигатель РД-09, передаточное отношение 1/75 то, что надо! Двигатель сразу же был разобран. Электрическая часть нам не нужна, берем только редуктор. Т.о.  у нас есть генератор с редуктором. Пока на этом остановимся и начнем делать электрическую часть ветроэлектростанции.

Редуктор

Генератор нам дает напряжение 24 вольта при оборотах не менее 2000 в минуту (для проверки, ротор генератора был подключен к ротору электромотора от пылесоса, мотор для экспериментов нужно дополнить регулятором оборотов). Нам нужно выжать от двигателя минимум 13 - 14 вольт для зарядки аккумулятора, у нас ветры постоянные и достаточно сильные, так что проблема сама собой была решена!

Генератор с редуктором

Преобразователь - достаточно сложная часть конструкции, он нам нужен для повышения напряжения аккумулятора до переменного 220 вольт (сетевое напряжение) с частотой 50 - 60 герц. В интернете сегодня можно найти море схем таких преобразователей на любой вкус. Сначала решил не мучатся и купить готовый, но цены не маленькие, непонятный преобразователь от непонятного производителя с мощностью 300 Ватт стоит порядка 40 $. И было решено еще один день посвятить сборке преобразователя. Максимальная мощность устройства не велика - всего 200 ватт, но для малой самодельной станции вполне достаточно, от него можно питать несколько ламп дневного света, телевизор, зарядить мобильный телефон, ноутбук и так далее.

Схема преобразователя

Схема была подобрана после долгих поисков. Данная схема развивает до 400 Ватт, сначала не верилось, но затем убедился в этом на собственном опыте. Схема высокого качества, транзисторы остаются холодными и даже при максимальной нагрузке на трансформатор, температура теплоотводов поднимается на 5 - 10 градусов.

Печатная плата

Были использованы доступные детали и в целом для преобразователя было потрачено 10 долларов. Транзисторы - 3 доллара каждая ( 2 штуки ), микросхема - 1,5 доллар ( 1 штука ), резисторы конденсаторы - 3 доллара. Трансформатор намотан на Ш-образном сердечке из компьютерного блока питания. С него сначала нужно снять все обмотки и мотать новые. Первичная обмотка намотана 6-ю жилами провода с диаметром 0.5 мм (каждая жила), и содержит 12 витков с отводом от середины. Обмотку удобно мотать жгутом. Поверх первичной обмотки ставим изоляцию из конденсаторной бумаги и мотаем вторичную обмотку, ее мотаем в том же направлении, что и первичную. Вторичная обмотка содержит 140 витков провода с диаметром 0.7мм.
Полевые транзисторы типа IRL2505. Задающий генератор выполнен на микросхеме КР1211ЕУ1, частота преобразователя регулируется при помощи резистора R4 (переменный резистор на 1 мегаом ).

Конструкция ветрогенератора

Теперь о механической части ветрогенератора. Лопасти (далее ротор) я изготовил из лыж, другого материала на тот момент под рукой не было. Ротор выполнен в виде звездочки. Длина каждой лыжи 1.5 метра, но его пришлось укоротить на 10 см. Итак, имеет 3 доски, параметры такие: длина 1400мм, ширина - 100мм, толщина - 10мм. Редуктор укреплен на роторе при помощи холодной сварки. Доски ротора укреплены на оси при помощи той же холодной сварки, но для страховки сначала на нижней стороне каждой доски делаем два отверстия и прикрепляем доску к валу при помощи шурупов, а затем сверху еще оформить холодной сваркой.

Лопасти

Осью ротора служит кусок пластиковой трубы диаметром в пол дюйма, в которую входит вал редуктора и фиксируется шурупами, которые сжимают вал ротора с обеих сторон. Вал последней передачи редуктора подключен к генератору. Число передач нужно подобрать 1 : 60, при средней скорости ветра ротор вращается со скоростью 60 об/мин, обеспечивая в среднем  1000 об/мин для генератора. Такие расчетные параметры предусмотрены для среднего ветра 5 - 8 м/сек, хотя ротор вращается даже во время ветра со скоростью 2 м/сек.

Ветрогенератор

Ветряк получился довольно таки устойчивым, и даже при сильных ветрах не нарушается его работа. Постоянный ток от генератора заряжает аккумуляторную батарею от автомобиля, его параметры 12 Вольт 60 Ампер. Генератор заряжает аккумулятор за 4 часа, при среднем ветре. Ветрогенератор - отличный вариант для сельских жителей, он полностью способен обеспечивать энергетические потребности небольшой семьи, конечно включать обогреватель не стоит, но лампы накаливания, пару телевизоров, DVD- проигрыватель установка питать сможет, можно подключать и компьютер не смотря на то, что максимальная мощность генератора 200 Ватт, аккумулятор достаточно мощный и может питать компьютер в течении 1.5 - 2 часа.

Давайте посчитаем денежные затраты на ветряк - генератор 20$, редуктор (мне достался даром) в среднем за 10$, преобразователь 10$, шурупы, гайки, втулки и все остальное не более 10$, аккумулятор (я использовал старый аккумулятор от автомобиля) можно купить новый за 50$, на ротор тратить денег не стоит, пара лыж у каждого окажется. Итого получается: без аккумулятора - не более 60$, с аккумулятором не более 110$, стоит ли собирать? Конечно стоит!  Ведь собрать ветрогенератор своими руками это уже большое достижение в жизни!

Итог работы - ветряк был установлен на крыше, высота от земли 5 - 7 метров, работает прекрасно уже год, для этой статьи пришлось его разобрать, думаю человек с крепкими нервами при наличии всех деталей и материалов соберет данную ветростанцию за 5 дней (я собрал за неделю, но 2 дня только проектировал, тут я представил полный проект станции, так, что вам не придется делать расчеты). Для защиты от влаги и увеличения прочности, на лопасти ротора был нанесен слой  эпоксидной смолы. Генератор с редуктором находятся в пластмассовом корпусе.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
Схема преобразователя
DA1 Линейный регулятор
LM78L09
1 Поиск в FivelВ блокнот
DA2 МикросхемаКР1211ЕУ11 Поиск в FivelВ блокнот
VT1, VT2 MOSFET-транзистор
IRL2505
2 Поиск в FivelВ блокнот
HL1 Светодиод
АЛ307Б
1 Поиск в FivelВ блокнот
C1-C4 Электролитический конденсатор4700 мкФ 16 В4 Поиск в FivelВ блокнот
C5-C8 Электролитический конденсатор100 мкФ 16 В4 Поиск в FivelВ блокнот
C9 Электролитический конденсатор22 мкФ 16 В1 Поиск в FivelВ блокнот
C10 Конденсатор1000 пФ1 Поиск в FivelВ блокнот
C11, C12 Конденсатор0.47 мкФ 630 В2 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R2 Резистор
1 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
30 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Подстроечный резистор1 МОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
1 МОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Резистор
47 кОм
1 2 ВтПоиск в FivelВ блокнот
R7 Резистор
150 кОм
1 0.5 ВтПоиск в FivelВ блокнот
K1 Реле1 Поиск в FivelВ блокнот
Т1 Трансформатор1 Поиск в FivelВ блокнот
HL2 Неоновая лампаМН-61 Поиск в FivelВ блокнот
SA1 Выключатель1 Поиск в FivelВ блокнот
XS1 Розетка1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

АКА Опубликована: 2012 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (16) | Я собрал (0) | Подписаться

0
totty #
Интересная статья, хотелось бы знать КПД преобразователя и чем мотивирован выбор ферритового сердечника для трансформатора? Вроде для 50 Гц используют шихтованную элетротехническую сталь, а феррит расчитан на работы при более высоких частотах
Ответить
0
AKA #
Интересный вопрос и я с удовольствием отвечу, дело в том, что под рукой на данный момент не было такого транса, размерами он тоже приличный. А импульсный компактный и развивает приличную мощь и валяется в каждом старом блоке питания (а таких у меня тогда много было) вот и решил сделать на феррите, кроме того все современные 12 - 220 преобразователи делаются на ферритовом трансформаторе и на выходе 50 - 60 герц. Только у меня одна беда: частота нормальная, но импульсы квадратные и трансик жужжит, синусоиду очень трудно получить.
Ответить
0
эндрю #
Транс в таком случае и будет жужжать, импульсы будут квадратными и мощность будет фиговая! По схеме транс должен быть стальным? Наверняка! И конденсатор во вторичке рассчитан под индуктивность вторички, получается параллельный контур на частоту 50Гц, а у тебя фигня получается, магнитная проницаемость ленточного стального сердечника транса несколько десятков тысяч, а феррита ну несколько тысяч мах. Потери в твоём трансе мама не горюй!Так что меняй феррит на ленточный магнитопровод.
Редуктор не истёрся без смазки? Шестерни слабоваты!
Ответить
0
totty #
Синусоида неплохо получается с помощью ШИМ и МК и на выхорде МК НЧ фильтра, реализуется с помощью 4 ключей на мосфетах либо на уже готовых микросхемах, и потом уже подается на трансформатор, магнитопровод которого выполнен из ленточной стали, если все хорошо залить после напомки и стянуть ленту работать будет безшумно, сообветственно можно и кпд получить близкий к 0.9 и довольно стабильные характеристики :)
Ответить
0
simsim #
Не может феррит нормально работать на частоте 50 Гц,в инверторах-преобразователях 12х220 с ферритовыми трансами применяется двойное преобразование вот так например...
Ответить
0
AKA #
Во всяком случае телевизор работает и ответ прост - в телике импульсный б.п., питается постоянкой, диоды там все же способны выпрямлять ток с такой частотой, делают его постоянным, бп работает также как и от сети.
Ответить
0
ПУЭ #
А импульсный компактный и развивает приличную мощь и валяется в каждом старом блоке питания (а таких у меня тогда много было) вот и решил сделать на феррите, кроме того все современные 12 - 220 преобразователи делаются на ферритовом трансформаторе и на выходе 50 - 60 герц.
Вот вы пишете про импульсный режим трансформатора, она на феррите, все верно, а на каком основании вы его используете не на номинальную его частоту 20-30кГц и НЕ в импульсном режиме?
Не для всех схем подходит феррит, еще раз повторюсь, импульсные БП используются для понижения напряджения, а если нужно чтото повысить (инвертировать) применяются двойные преобразователи, если уж речь идет об использовании ВЧ трансформаторов
Ответить
0
Юный радио #
А вы видели редуктор двигателя РД-09? Точнее, держали в руках? Какие 200Ватт - он и 20 не выдержит! Год проработал! Не надо ля-ля! Надоело уже, лишь бы статейку тиснуть - а изделие - хуже дешевого китайского ширпотреба!
Ответить
0
Эркин #
По моему надо обсуждать не преобразователь, а генератор, достаточно ли он вырабатывает энергии?
Ответить
0
Василий #
Габаритная мощность трансформатора на частоте 50 гц намного меньше чем заявлено. А количество витков на один вольт довольно мало. Можете провести расчет рабочей частоты задающего генератора и это все поставит на свои места.
А про прочность примененного редуктора сказано правильно, его надежность испитана мной. Иногда может вылететь от резкого порыва ветра.
Ответить
0
Файруз #
Всё рассчитано правильно, схема работает, что ещё надо? АКА сделал, пока другие думают об этом... Но Totty верно подметил - феррит применяется на частотах 5-20кГц, а за счет гистерезиса в ленточном трансформаторе совместно с конденсатором на выходе вторичной обмотки будет переменная приближенная к синусоиде.
В моем горизонтальном ветряке вместо редуктора применены два двигателя 24В, в верхней и нижней точке крепления. Диод, автомобильный регулятор напряжения, аккумулятор, светодиодные светильники. Уже два года освещение у входа, прихожей, уборной, ванной не зависит от цены на электроэнергию.
Ответить
0
Сергей #
Хотелось бы подробней про редуктор. Входная и выходная скорость вращения?
Ответить
0
Наиль #
В этой схеме нет автоматического отключения при полном заряде аккумулятора. При перезаряде происходит выкипание, а со временем выхода из строя аккумулятора.
Ответить
0
as #
Можно поставить генератор от авто, например от ауди 100. На сколько я знаю, он при 600 оборотов дает нормальную зарядку, я собрал по этой схеме все работает отлично. Спасибо автору
Ответить
0
Илья #
Ужас то какой! Схема же заранее не правильная! Не уж то никого не смутило, что питание через реле подается? Средняя точка трансформатора вообще висит на конденсаторах вместо питания, феррит никогда толково работать на 50Гц не будет, да и времязадающая цепочка и не настроена на эту частоту.
Ответить
0
Слава #
Схема правильная, реле токовое при превышении нагрузки срывает генерацию, контакт К1.1. Питание тоже правильно, +в среднюю точку.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Солнечная панель 10Вт 12В поликристаллическая
Солнечная панель 10Вт 12В поликристаллическая
Металлоискатель MD3010II iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
вверх