Данная установка планировалась как очередной эксперимент по изготовлению самодельного ветрогенератора из подножных материалов. Их в избытке можно найти в любом гараже, со списанных механизмов и прочего металлолома, которому еще в умелых руках можно дать вторую жизнь. Что из этого получилось, самому мне судить сложно, так как любой мастеровой в своей работе всегда видит кучу недостатков. Поэтому выкладываю материалы по изготовлению и полученным результатам на суд посетителей данного сайта.

Все расчеты и исполнение зависело от марки применяемого генератора. Эта деталь одна из основополагающих в конструкции любой ветроэлектроустановки. Не секрет что в настоящее время найти необходимый по всем параметрам генератор или мотор на постоянных магнитах очень сложная задача и поэтому выбор пал на генератор Г99.3701 применяемый в тракторной технике и обеспечивающий самовозбуждение от встроенных магнитов.

Характеристики генератора:

номинальная мощность - 1000 W;
номинальное напряжение - 28 V;
максимальный ток нагрузки - 36 А;
начало возбуждения - 1250 об/мин.;
номинальная частота вращения - 4500 об/мин.;
масса (не более) - 6,8 кг.

Стоимость его, на момент постройки, не превышала 50 $ в перерасчете с национальной валюты, и по ценовым параметрам выглядел очень интересным для использования. Все производители «ветряков» номинальную мощность заявляют при скорости ветра 10-11 м/с., и я взял за основу этот показатель. При этих скоростях ветра расчет показал, что ветроколесо должно быть 3-х метровым, а повышающий редуктор 1 к 40. Ветроколесо решил использовать 12 лопастное, лопатки из 3мм. алюминия профилированы в желобок с круткой. Ширина лопатки 200 мм., длина 1200мм. Углы установки сечений можно увидеть в прилагаемой таблице, профиль лопатки на странице "Ветроустановка 1.6м". Чтобы дать прочность ветроколесу, применен обод, изготовленный из тонкостенной стальной трубки диаметром 16мм.

Вал ветроколеса установлен на двух шариковых подшипниках, и через резиновую муфту от автомобиля ВАЗ соединен с редуктором у которого коэффициент передачи 1 к 31. Далее через клиноременную передачу вращение передается на генератор. Передаточный коэффициент шкивов составляет 1,3, в результате чего общий коэффициент передачи составляет округленно 1 к 40. Можно было выбрать и другую компоновку, но данное решение позволило без больших затрат проверить на практике расчетную часть путем изменения размеров шкивов. Больше всего меня огорчил редуктор, он был такой тугой, что я его еле проворачивал рукой за вал, но стоило снять с него сальники, он вращался как детская игрушка. Но отказаться от сальников, не было ни какой возможности, ограничился только тем, что снял с них пружины. Какое то улучшение дало, но незначительное. Не имея другого редуктора, решил увеличить немного момент и увеличил диаметр ветроколеса до 3,1 метра.

Поворотный узел выполнен на одном коническом и одном шариковом подшипнике. Увод из под ветра для ограничения мощности и буревая защита выполнена путем смещения оси мачты относительно оси ветроколеса.

Хвостовое устройство изготовлено из тонкостенных труб диаметром 16 мм. шарнирно соединенное с поворотной платформой, и уравновешено пружинами. Усилие пружин также рассчитывается. Ранее применялась только одна пружина и свобода отклонения хвоста только в одну сторону, и это создавало, при резком изменении направления ветра, большие гироскопические моменты из за большой массы ветроколеса. Сейчас откланяется хвостовое устройство, а затем спокойно подтягивает за собой ветроколесо. На оперение в разное время использовались разные материалы, но в последнем варианте использование ячеистой поликарбонатной плиты мне кажется предпочтительней всего. Легкий и прочный материал.

Токосъемных колец и щеток для передачи энергии от генератора не использую. Провод свободно опускается внутрь мачты.

Мачта, в зависимости от того, где устанавливался ветроагрегат, использовалась двух видов: одна цельная, поднимается лебедкой и фиксируется к стене строения, вторая телескопическая, и поднимается автомобильным домкратом с фиксацией растяжками.

Расчетные размеры в описании приводить не буду, так как вряд ли кто-то будет воспроизводить эту конструкцию в таком виде. Основная задача, поделится решениями и результатами. А если кого заинтересует данный опыт, то все расчеты которыми я пользуюсь, найдете на этом сайте и рассчитает свою конструкцию самостоятельно. Хочу отметить, что производимые работы позволяют уточнять и вносить поправки в расчетные приложения. Поэтому они периодически будут обновляться. Обращайте внимание на дату последних обновлений.

1 - редуктор вносит свою лепту в стартовый момент. Начало вращения происходит только при 3 м/с., хотя для сравнения, 6 лопастная 1,6 метровая установка в тех же условиях начинает вращение при 2 м/с. Морально этот факт немного угнетал.

2 - реле регулятор, штатно установленный в генераторе пришлось исключить. При наборе оборотов, самовозбуждение происходит лавинообразно, и приложенная мощность начинает тормозить ветроколесо до срыва генерации, и далее процесс повторяется. Для устранения этого недостатка, что только я не использовал, и ШИМы применял и контроллеры программировал, пытаясь интеллектуально управлять, но лучший результат оказался более простым. Убрал реле регулятор, вместо него поставил 20 ватный резистор на 40 Ом., и генератор стал себя вести подобно мотору на постоянных магнитах. По мере роста напряжения, увеличивался и ток на обмотку возбуждения.

Схема принципиальная коммутатора ветроустановки

После этого при 3,5 – 4 м/с ветрогенератор стал выдавать первый ампер тока на 24 вольтовые аккумуляторы. Более точно вычислить довольно сложно, так как массивное 20 кг. колесо работает как маховик и сглаживает непостоянство ветра.

Характеристики ветроустановки 3.1м