Если вы регулярно задумываетесь о своих планах на случай чрезвычайных ситуаций и автономной жизни, вы не можете не планировать альтернативные источники электроэнергии. Если вы хотите, чтобы все или большинство ваших приборов работали, даже когда основной источник питания, используемый в обычных условиях, больше не функционирует, или вы просто стремитесь экономить на счетах, начать стоит с выбора идеального способа получения энергии.
Одними из самых популярных вариантов для получения электричества являются солнечные панели и ветряные турбины. Мы нашли не одну причину, почему ветряные турбины были бы идеальным выбором. Самое лучшее ждёт впереди, так как мы поможем вам создать собственные ветряные турбины своими руками, не выходя из дома. Следуйте нашим инструкциям, чтобы начать делать свои собственные ветрогенераторы.
Скорость ветра
Чтобы определить, какой тип и размер ветряной турбины вам нужен, вы должны сначала выяснить среднюю скорость ветра в месте вашего проживания. Для этого вам потребуется изучить данные о скорости ветра и других факторах именно в вашем городе или районе. В каждой стране есть несколько различных зон, где климат может кардинально или незначительно отличаться от одного района к другому.
Чтобы убедиться, что вы на правильном пути, лучше проверить скорость ветра именно для вашего местоположения, а не ориентироваться на средние показатели по всей стране. Для накопления электроэнергии с помощью ветряных турбин у вас должна быть как минимум средняя скорость ветра от 12 до 16 километров в час.
Это означает, что ваши ветряные турбины будут рентабельными и станут собирать энергию более эффективно. Идеальная скорость ветра составляет от 20 до 32 километров в час, где вы сможете в полной мере воспользоваться преимуществами ветрогенераторов и достичь своих целей.
Вы можете легко измерить скорость ветра с помощью анемометра — практичного прибора, который часто используется для этой цели. Вы можете легко купить его онлайн или попросить одолжить у знакомых. Вы также можете найти несколько сайтов, где в реальном времени отслеживается скорость ветра по всему миру. Однако наш совет — измерить скорость ветра самостоятельно и узнать средние показатели из первых рук.
Правила и законы
Прежде чем вы начнёте покупать детали и инструменты, необходимые для изготовления собственной ветряной турбины своими руками, было бы полезно ознакомиться со строительными нормами и законами в вашем штате, городе или районе. Это довольно просто, если вы живёте в поле, где ваша собственность и дом находятся в нескольких километрах от ближайшего соседа, но если вы живёте в плотной застройке, где шум может стать проблемой, вы должны сначала проконсультироваться с соседями, а также уточнить у местных властей, разрешено ли устанавливать ветряную турбину на заднем дворе.
Пространство
Вы также должны определить, достаточно ли места для нормальной работы турбины. Если вокруг много домов и деревьев, хотя турбинам не требуется много свободного места на земле, вы не сможете собрать необходимое количество энергии, если другие объекты и деревья блокируют поток ветра.
Вам нужно будет построить её выше уровня других объектов и деревьев, но опять же, вы должны проверить, разрешено ли вам устанавливать конструкции такой высоты на заднем дворе. Всегда может возникнуть проблема, если ваши соседи или правила в вашем городе, посёлке или штате не согласны с этим.
Лопасти ветряной турбины
Если вы учли всё, о чём говорилось в предыдущих шагах, теперь можно приступать к планированию конструкции вашей ветряной турбины. Мы начнём с лопастей. Как правило, к ветряной турбине прикреплены три лопасти, и все они должны быть изготовлены и правильно размещены, чтобы турбина могла извлекать энергию из ветра. Причина, по которой все ветряные турбины должны иметь только три, а не чётное число лопастей, заключается в том, что три лопасти снижают шум, создаваемый турбиной. С двумя или четырьмя лопастями турбина, скорее всего, будет издавать более громкий шум.
Когда дело доходит до лопастей, которые вам определённо понадобятся для изготовления ветряной турбины, вы должны решить, хотите ли вы сделать их самостоятельно или купить. В любом случае важно, чтобы ваши лопасти были правильно сконструированы и полностью функциональны. Если вы хотите, чтобы этот проект был полностью самодельным и включал собственные лопасти, вы можете воспользоваться нашими следующими инструкциями и изготовить лопасти из ПВХ-труб.
Шаг 1: Определите, насколько большой должна быть ваша турбина, и затем выберите длину, чтобы спроектировать лопасти пропорционально высоте турбины, которую вы строите. Выберите подходящий размер трубы следующим образом: если вы планируете иметь лопасти длиной 50 см, вам следует выбрать трубу диаметром 10 см. Отрегулируйте пропорции для меньших или больших лопастей.
Шаг 2: Первое, что нужно сделать после выбора нужного размера, — разрезать трубу на четыре равные части. Довольно сложно разрезать трубу одинаково без измерений, а измерение круглых объектов — не самая простая задача. Вместо линейки вы можете использовать бумагу.
Чтобы выполнить измерение правильно, возьмите лист бумаги и оберните его вокруг трубы, затем сделайте отметки на бумаге, повторяющие поверхность трубы, и проведите линию. Легче измерить меньшие части круглой поверхности, поэтому вы будете размечать трубу, пока не прочертите линию и не разделите её пополам.
Шаг 3: Просто разрежьте трубу пополам с помощью пилы.
Шаг 4: Теперь, когда вы разрезали трубу пополам, проведите линию с обеих сторон трубы, снова разделив её пополам. Теперь всё должно быть проще, и вам понадобятся только карандаш и линейка.
Шаг 5: Осталось только сформировать лопасти из имеющихся заготовок. Вы сделаете это, следуя этим инструкциям:
Вам нужна деталь, которая будет служить креплением, чтобы вы могли соединить эти лопасти с основанием вашей ветряной турбины. Вы должны вырезать прямоугольник у основания заготовки, его размеры должны быть около 5 сантиметров. Затем отрежьте от нижней точки до кончика заготовки, сделав диагональный разрез.
Вот и всё! У вас есть четыре лопасти, но мы рекомендуем использовать три.
Генератор
Чтобы ваша ветряная турбина заработала, вам необходимо использовать и приобрести генератор. В основном генераторы обычно производят постоянный ток, и этот тип тока не может напрямую питать большинство бытовых приборов. Для преобразования постоянного тока в переменный ток необходимо использовать инвертор. Если вы не хотите покупать инвертор, вы можете использовать двигатель переменного тока вместо генератора.
Однако, если вы решите использовать генератор постоянного тока, вы должны убедиться, что покупаете правильный. Для начала вам потребуется генератор как минимум на 12 вольт постоянного тока. Вы также должны быть внимательны и выбрать генератор с более низкими оборотами, поэтому вместо генератора с тысячами оборотов в минуту лучше иметь генератор с несколькими сотнями оборотов в минуту. Более высокие показатели тока и напряжения в генераторе — лучший вариант, чем высокая скорость вращения.
В дополнение к генератору с низкими оборотами, высоким напряжением и током, а также преобразователю тока, вам также понадобятся контроллер заряда и аккумуляторная батарея глубокого разряда. Они нужны для соединения инвертора и генератора. Контроллер заряда и батарея глубокого разряда защищают генератор и инвертор от скачков напряжения и помогают накапливать и собирать энергию при уменьшении скорости ветра.
Соединительные части: головка ветряной турбины
Вы проверили, разрешено ли вам строить ветряную турбину на вашей территории, изготовили или приобрели лопасти и решили вопрос с генератором. Теперь вы можете начать сборку деталей ветряной турбины. Сначала давайте поможем вам собрать головку ветрогенератора.
Шаг 1: Сначала вам нужно будет сделать ступицу или приобрести готовую. Ступица нужна для соединения лопастей с выбранным вами генератором. Если вы хотите сделать свою собственную ступицу, а не покупать её, вы можете прикрутить металлические детали. Одна сторона ступицы должна быть достаточной для скольжения вала генератора, а другая сторона должна подходить для крепления лопастей. Сделайте это правильно, чтобы вы могли разместить лопасти.
Шаг 2: Затем вы должны выполнить сверление. Просверлите отверстие в оси головки ветряной турбины. Вам нужно будет просверлить отверстие между лопастями, отмерив от конца вала. Отверстие должно быть достаточно широким, чтобы через него могли проходить провода при настройке генератора.
Шаг 3: После завершения сверления вы можете подключить генератор к валу шпинделя. Чтобы защитить от повреждений, вызванных внешними факторами, такими как погода, вы можете закрепить генератор материалом из ПВХ, обернув его для защиты и предотвращения поломки. Также рекомендуется добавить кусок дерева под генератором.
Шаг 4: Теперь пришло время разместить лопасти. Если вы ещё этого не сделали, вы можете использовать кусок металла и изготовить крепление за считанные минуты. Используйте металлический лист, чтобы сделать хвостовик, и измерьте его на одну треть от длины оси шпинделя. Это сделало бы две части пропорциональными друг другу. Вы можете разместить хвостовик, прорезав паз в середине куска дерева.
Шаг 5: Чтобы удержать головку и закрепить нагрузку, которую она может выдержать, добавьте железный напольный фланец. Фланец должен быть около 2,5 сантиметров.
Шаг 6: Естественно, что ветер может менять направление, и это может происходить несколько раз в день. Чтобы предотвратить ослабление ветряной турбины, вы можете добавить трубный ниппель, который обеспечит дополнительную поддержку, необходимую для ветрогенератора.
Шаг 7: Затем, и это последний шаг для оси шпинделя, ступицу с уже прикреплёнными лопастями нужно прикрепить к валу генератора. То, о чём вам придётся позаботиться, — это балансировка. Часть лопастей должна находиться на одной высоте с частью вала генератора, и, если это не так, вы должны добавить вес к лопастям. Если всё сделано правильно, вы можете продолжить сборку других частей ветряной турбины.
Основание ветряной турбины
Очевидно, вам нужно построить основание, и то, как вы его построите, несомненно, повлияет на функциональность вашей ветряной турбины. Основная задача основания ветрогенератора — гарантировать, что турбина надёжно закреплена и что она не упадёт и не сломается при сильном ветре.
Вы можете сделать основание переносным, чтобы легко перемещать турбину из одного места в другое, или вы можете сделать основание для постоянной установки ветряной турбины в одном месте. В любом случае, вы должны убедиться, что основание достаточно прочно, чтобы выдержать корпус ветрогенератора.
Для постоянной установки турбины она должна иметь прочную и надёжную конструкцию, способную выдержать вес турбины и удерживать её на месте. Вы можете использовать бетон для этой цели и сделать бетонное основание, залив бетонный раствор в отверстие в земле. Если высота вашей ветряной турбины больше 1 метра, скажем, 1,5 метра, основание должно быть около 50 сантиметров в глубину и весить примерно 45 килограммов.
Если вы используете бетон, тщательно измерьте и поместите трубу в центр основания, чтобы закрепить её, пока бетон медленно сохнет. Вы не хотите, чтобы ваша турбина перекосилась, поэтому будьте осторожны и отрегулируйте её.
Если вы предпочитаете иметь переносное основание, вы можете сделать его из фанеры. Вам также понадобится труба для удержания основания башни. Вы можете сами выбрать длину трубы и сделать турбину настолько высокой, насколько захотите. Независимо от того, делаете ли вы переносное или постоянное основание, вам понадобится ПВХ-труба в основании конструкции вашей ветряной турбины. С помощью этой трубы вы соберёте все ранее изготовленные части.
Добавьте растяжки на фанерное основание для поддержки ветряной турбины.
Запуск ветряной турбины
Пришло время настроить ветряную турбину и подготовить её к работе. Вы должны собрать все части, которые остались не подключёнными. Вам предстоит выполнить несколько соединений и проводку, чтобы ваша самодельная турбина стала полностью функциональной, поэтому следуйте следующим шагам, чтобы завершить конструкцию.
Шаг 1: Сначала подключите контроллер заряда к аккумулятору, чтобы предотвратить перебои в питании. Это должно быть сделано до установки батареи в ветряную турбину.
Шаг 2: Далее вам понадобится изолированный кабель для подключения к контроллеру заряда. Предполагается, что этот кабель будет проводить энергию от генератора через контроллер заряда к батарее. Кабели должны состоять из двух жил, и вы можете использовать те, что найдёте на любом силовом кабеле, конечно, после удаления вилок, так как они вам не нужны. Даже если у вас две жилы кабеля, они должны быть изолированы друг от друга.
Шаг 3: Теперь проденьте кабель через вал и основание. Пропустите кабель через трубу и разместите его сверху и на валу башни. Вы можете использовать рыболовную ленту, чтобы помочь вам эффективно протащить кабель.
Шаг 4: Теперь подключите вал к основанию и при необходимости добавьте дополнительную опору с помощью тросов. Вы можете сделать это с помощью удерживающих тросов.
Шаг 5: Далее головка ветряной турбины прикрепляется к оси башни. Проденьте кабели через всю сборку и держите их подключёнными к генератору. Рекомендуется снять ступицу с лопастями, если вы устанавливаете ветряную турбину на постоянное основание. Вы можете собрать все части и затем заменить лопасти.
Шаг 6: У вас должен остаться свободный конец кабеля, поэтому вам нужно подключить его к генератору и завершить строительство. Теперь вы можете настроить подачу питания на аккумулятор, используя конфигурацию контроллера заряда.
Если вы следовали всем инструкциям, выполнили все шаги и проверили, правильно ли всё настроено и установлено, теперь у вас должна быть полнофункциональная ветряная турбина ручной работы. Помните, что вы всегда можете купить или изготовить все необходимые детали, такие как ступица и лопасти, но приятно быть самодостаточным и делать всё самостоятельно.
Также будет нелишним придать вашей ветряной турбине профессиональный вид, покрасив её, чтобы всё выглядело элегантно и изготовлено, а не как кустарная сборка. Не забудьте использовать генератор постоянного тока с инвертором вместо генератора переменного тока и рассмотрите возможность установки 3 лопастей вместо четырёх: ваша ветряная турбина будет меньше вибрировать и создавать меньше шума.
Убедитесь, что ваша ветряная турбина находится на открытом месте и что нет деревьев и других предметов, препятствующих попаданию ветра на лопасти. Если это не так, вы не сможете собирать энергию, необходимую для питания всех приборов в вашем доме. Это особенно важно, если вы планируете установить ветряную турбину постоянно.
Если вы планируете делать больше самодельных турбин, вы можете следовать тем же инструкциям. Конечно, это даст вам больше энергии, которую вы сможете экономить и эффективно использовать, что сделает потребление электроэнергии чрезвычайно выгодным. Вам просто нужно убедиться, что у вас достаточно места для установки всех турбин; убедитесь, что все ветряные турбины находятся на достаточном расстоянии друг от друга.
После того как всё будет готово, вы сможете использовать свой альтернативный источник энергии и иметь резервный план на случай отключений электроэнергии и в конечном итоге жить в сценарии чрезвычайной ситуации, когда центральное электроснабжение недоступно. Вы будете рады, что попытались сделать свою собственную ветряную турбину, даже если вы просто пытаетесь сэкономить деньги на счетах.
