Изобретай. Мысли. Твори.

Построить ветряную электростанцию своими руками, пусть небольшую, маломощную, думаю, сможет каждая семья, живущая в сельской местности.

Энергии, выработанной самодельной ветряной электростанцией, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, осветить дом.

В основу конструкции ветряной электростанции положена известная еще в давние времена схема ветряной установки с самовращающимся барабаном. Такое устройство представляет собой две половинки полого цилиндра, которые после его разрезки раздвигались в стороны от общей оси (рисунок 1А), образовавшееся тело обладало ярко выраженной аэродинамической несимметричностью. Поток воздуха, набегающий поперек его оси, как бы соскальзывал с выпуклой стороны одного полуцилиндра. Другой полуцилиндр, обращенный к ветру своеобразным карманом, оказывал значительное сопротивление. После чего барабан поворачивался, полуцилиндры менялись местами всё быстрее и быстрее, и вертушка, таким образом, быстро раскручивалась.

Подобная схема выгодно отличается от ветряной электростанции с пропеллерной вертушкой. Во-первых, она не требует при изготовлении большой точности и дает широкий выбор применяемых материалов. Во-вторых, она очень компактна.

Так мощность генератора, приводимого в действие барабаном диаметром всего около метра, будет такой же, как при использовании трехлопастного пропеллера диаметром 2,5 м! И если пропеллерную вертушку нужно устанавливать на высокой штанге или на крыше дома (чего требует техника безопасности), то вертушку-барабан можно ставить прямо на земле, под навесом. У такого барабана есть и еще ряд достоинств: большой крутящий момент при малых оборотах (значит, можно обойтись либо совсем без редуктора, либо использовать простейший одноступенчатый), отсутствие щеточного токосъёмного механизма.

Для ветряной электростанции можно изготовить двухлопастный барабан, но лучше увеличить количество лопастей до четырех (рисунок 1Б). Тяговые характеристики такой установки значительно улучшатся.

Теперь можно приступать к описанию процесса изготовления ветряной электростанции. Начнем мы с изготовления барабана (рисунок 2). Лопасти барабана можно сделать из фанеры, кровельного железа, дюралюминиевого листа или листового пластика подходящих размеров. При любом варианте старайтесь избегать излишне толстых заготовок - ротор должен быть легким, что уменьшит трение в подшипниках, а значит, барабан будет легче раскручиваться ветром.

На рисунке 3 цифрами обозначены: 1 - резистор; 2 - обмотка статора генератора; 3 - ротор генератора; 4 - регулятор напряжения; 5 - реле обратного тока; 6 - амперметр; 7 - аккумулятор; 8 - предохранитель; 9 - выключатель.

В случае использования кровельного железа, вертикальные края лопастей ветряной электростанции необходимо будет усилить, подложив под отбортовку металлический пруток диаметром 5-6 мм. Если вы решили сделать детали вертушки из фанеры, то её толщина должна быть 5-6 мм, а также не забудьте пропитать заготовки горячей олифой. Щеки барабана ветряной электростанции можно изготовить из древесины, пластмассы или легкого металла. Собирая барабан, не забудьте промазать места стыков густой масляной краской.

Крестовины, соединяющие отдельные лопасти в ротор, лучше сварить или склепать из стальных полос сечением 5x60 мм. Можно использовать и древесину: толщина заготовки не менее 25 мм, ширина - 80 мм.

Проще всего ось для вертушки ветряной электростанции сделать из двухметрового отрезка стальной трубы с внешним диаметром около 30 мм. Перед тем как подбирать заготовку для оси, найдите два шарикоподшипника, желательно новые. Сопоставив размеры трубы и подшипников, вы избавите себя от лишней работы по подгонке трубы к внутренним обоймам подшипников. Стальные крестовины ротора привариваются к оси, деревянные крепятся эпоксидным клеем и стальными штифтами диаметром 5-6 мм, проходящими одновременно через каждую крестовину и трубу. Лопасти ветряной электростанции смонтируйте на болтах М12. Внимательно проверьте расстояния от лопастей до оси: они должны быть одинаковыми - 140-150 мм. Собрав барабан ветряной электростанции, снова покройте стыки деталей густой масляной краской.

Когда главный элемент ветряной электростанции готов, остаётся изготовить станину, сварив или склепав ее из металлического уголка (годится и деревянный вариант). На готовую станину установите шарикоподшипники. Проследите, чтобы не было перекоса, иначе ротор ветряной электростанции не сможет легко вращаться. Все детали ветряной электростанции дважды покройте масляной краской, на нижнем конце оси закрепите набор шкивов различного диаметра. Перекинутый через шкив вертушки ремень соедините с генератором электрического тока, например автомобильным. Построенный образец ветряной электростанции при скорости ветра 9-10 м/с сможет обеспечить мощность, передаваемую на генератор, равную 800 Вт.

Ну а если стоит безветренная погода или ветер слишком слаб, чтобы давать необходимую электроэнергию? Перебоев в выработке электричества не будет, если воспользоваться накопителем энергии - аккумулятором. Ветер есть - пускайте электричество напрямую к потребителю, ветра нет - включайте заряженные от ветряной электростанции аккумуляторы. На рисунке 3 мы показали схематическое устройство электрической цепи такой ветряной электростанции.

Если ветряная электростанция (ветряные генераторы) будет использоваться для поливки огорода или сада, её нужно смонтировать прямо над источником воды.

Статья подготовлена по материалам Журнала «Юный техник».