Ветряная электростанция на даче. Складной портативный ветрогенератор Eolic Складной портативный ветрогенератор Eolic

Велогенератор – устройство, которое позволяет получить электроэнергию за счет вращения педалей и передать ее на осветительные приборы велосипеда или сторонние электроприборы. По конструкции велосипедные генераторы делятся на несколько типов: втулочные, бутылочные, кареточные и бесконтактные.

Выдаваемые сила тока и напряжение неразрывно связаны с частотой педалирования – скоростью передвижения. Закономерность справедлива для всех типов генераторов. Велосипедный генератор выдает переменный ток, который стабилизируется в постоянный с помощью моста-выпрямителя. Его роль могут играть спаянные диодные лампы или специальные устройства, например, двухполупериодовой выпрямитель.

Динамо-втулка как электродвигатель

Динамо-втулка, или втулочный генератор, – обычная со встроенным магнитным механизмом. При вращении образуются вихревые токи, на выходе из втулки механическая энергия преобразуется в ток с заданной силой, напряжением и мощностью. На велосипедных динамо-машинах напряжение достигает 6В, а мощность – 1.8-2 Вт.

Изобретение запатентовано английской компанией Sturmey Archer. В наши дни производство активно поддерживают и другие фирмы-производители – Shimano и Schmidt.

Особенности конструкции втулки-генератора:

• неподвижный якорь (обмотка) на оси;
• зафиксированный и вращающийся вместе с втулкой кольцевой магнит;
• клеммы и двойные провода;
• высокая масса.

Динамка Shimano AlfineDH-S701

Втулочный источник электричества не использует в качестве заземления велосипедную раму и вместе с лампами изолируется от нее. В двухполупериодовом выпрямителе цепь переменного тока (на выходе) и постоянного тока (к фаре) полностью отделены друг от друга.

Динамо-втулки тяжелые, правда, более легкие магниты редкоземельных металлов и алюминиевая оболочка позволили немного снизить их массу. В работе устройство имеет невысокое сопротивление раскручиванию, а при возрастании угловой скорости усиливается частота тока. Этот эффект сглаживает усиление напряжения и позволяет генератору работать в широких диапазонах скоростей.

Фары, которыми оснащается втулочный генератор, имеют встроенный стабилизатор тока. При подключении другой фары в цепь устанавливается отдельный выпрямитель, чтобы не спалить электроприбор. Яркость фары зависит от ее требований к источнику энергии и, собственно, выходного напряжения втулки. Чем больше несоответствия в меньшую сторону (фара мощнее), тем свет будет тусклее. В противоположной ситуации источник света работать не будет.

Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы

Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.

Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.

«Бутылка» боится падений велосипеда

Преимущества «бутылок»:

• возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
• легко установить на любой тип велосипеда;
• недорогие в сравнении с втулочными генераторами.

К слабым сторонам относятся:

• весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
• низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
• шум, высокое трение на скоростях;
• износ боковин покрышек;
• долго регулировать наклон и положение.

Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.

Бесконтактный велосипедный генератор

Бутылочный и кареточный генераторы выдают электроэнергию, соприкасаясь с движущимся колесом. Динамо-втулка является встроенным элементом колеса. Бесконтактный генератор никак не прикасается к колесу, не создает сил трения и сопротивления вращению. Вихревые токи образуются за счет близкого расположения плоскости вращения намагниченного обода и сильного магнита.

Фары встроены прямо в устройство, передача электричества идет напрямую через выпрямляющий мост. К неоспоримым достоинствам этого генератора относятся:

• отсутствие кабелей;
• нет силы трения и сопротивления со стороны устройства;
• небольшой вес конструкции – не более 60 г.

Бесконтактные источники энергии можно смело применять на шоссейных велосипедах для дальних путешествий

Приборы крепятся парно: на вилку – передняя фара, на перо – задний катафот. Фактически это самостоятельные фонарики, только работают они не от батареек, а через вращение колес в магнитном поле. Светимость ламп находится на уровне или превышает аналогичный параметр аккумуляторных световых приборов.

При замедлении колеса интенсивность вихревых токов снижается, лампочки должны тускнеть, а при остановке колеса – полностью гаснуть. Для обеспечения равномерного света и возможности использовать свет даже на стоянке, в конструкции предусмотрен конденсатор («батарея» для получения электроэнергии), который наполняется при движении велосипеда.

Как сделать генератор своими руками

А сейчас попробуем сделать генератор для велосипеда самостоятельно. В качестве основы будем использовать шаговый мотор. Для питания световых приборов понадобится двигатель с характеристиками:

• номинальный ток – 2.4 А;
• сопротивление – 1.2 Ом;
• выдаваемое напряжение – 2.88 В.

Устанавливать динамо-машину следует вблизи втулки заднего колеса. Для передачи вращения от колеса на маховичок (прорезиненное колесико) мотора необходимо передаточное кольцо. Для его создания потребуется гибкая пластиковая лента. Изготовление:

1. Скрутить ленты в кольцо, заварив концы.
2. Вырезать посадочные прорези сбоку под каждую спицу колеса. Глубина прорезей – ¼ от толщины кольца.
3. Посадить кольцо на спицы, залить клеем-герметиком прорези с внутренней стороны у каждой спицы.

Когда кольцо готово, на свободные посадочные места к перьям прикручивается шаговый мотор, а маховик устанавливается поверх кольца. Если свободные места для двигателя отсутствуют, нужно будет наварить на раму дополнительную пластину с отверстиями.

Общая схема создания генератора своими руками: генератор – сборка электрической схемы (мосты, резисторы, конденсаторы) – соединение – установка фар.

Для сборки электрического блока на фары понадобятся:

• светодиоды 1N4004 – 8 шт (мост-преобразователь);
• стабилизатор LM317T;
• конденсатор керамический емкостью 1 мкФ;
• резисторы 240 Ом и 820 Ом для стабилизатора;
• диод мощностью 1Вт и резистор к нему 110 Ом (0.25 Вт);
• провода;
• пластиковая коробка, где все будет находиться.

Собираем компоненты с учетом следующей схемы:

Другой вариант этой схемы:

Электроцепь своими руками

Последовательность сборки:

1. Спаять диоды 1N4004 в параллельные мосты.
2. Припаять конденсатор между «положительным» и «отрицательным» концами схемы.
3. Установить резисторы и стабилизатор напряжения.
4. Припаять светодиод (1Вт) и резистор к цепи фары.
5. Через провода соединить фару с конденсаторами, а затем электрическую цепь с генератором на заднем колесе.
6. Чтобы отключать лампу даже во время езды на велосипеде, на промежутке между конденсаторами и установить выключатель, который будет замыкать и размыкать цепь.

Самодельный электрогенератор на заднее колесо велосипеда

Корпус с электрической схемой закрепляется на раме велосипеда, провода фиксируем хомутиками.

На последнем этапе проверяется работа системы: колесико должно свободно проходить по колесу и двигаться синхронно с ним. При правильно собранной электрической схеме из конденсаторов, резисторов и мостов-выпрямителей фара включится. Правда, на низких оборотах колеса ее свет будет мерцать.

Заключение

Электрогенератор позволит извлечь дополнительную выгоду от кручения педалей – совершенно «бесплатно» получать энергию на освещение своего двухколесного транспорта при движении по темному шоссе или пересеченной местности. Небольшое и полезное, это устройство практически не нуждается в обслуживании, и его вполне можно собрать самостоятельно.

Werewolf_Zarin 04-11-2011 19:44

Можно к любому мотору с магнитом возбуждения привязать лопости и наслаждаться)))
Самый важный и гиморный узел это поворотный механизм ветрогенератора а в этой конструкции он вообще отсутствует. При изменении направлении ветра устройство работать не будит и зачем конструкции хвост непонятно.

Graber83 04-11-2011 20:14

Werewolf_Zarin
Смотри внимательно
Всё учтено на схеме.

Werewolf_Zarin 04-11-2011 20:58

Спанч-боб 04-11-2011 22:15

quote: Смотри внимательно
Всё учтено на схеме.

Arcus 04-11-2011 22:29

Ну а использование половинки китайской зарядки - номенация на Шнобелевскую премию. Он хоть понимает что там собрано и как работает?

Werewolf_Zarin 04-11-2011 22:34

Спанч-боб
А если увеличить площадь лопасти ее длинною?
Запас то по прочности втулки большой, шары наверняка или ролики на качении. Только вот задвинуть сразу на авторскую идею и не конструировать этот анал. Лопасти на вал корпус к подвижному поворотному механизму вот тут думаю без токаря при таких ветровых нагрузках уже не обойтись. Надо вал, изоляторы точить опору какую там типа шайбы итд плюс щетку одну хотя бы придется сделать. Нагрузку давать только после набора оборотов. Как считаешь?

Volnomuvolya к стати шарнир от слова шар и не как тут такое соединение не прокатит потому как в разных плоскостях подвижность имеет.

Arcus думаю он использовал диодный мост и электролит а не все устройство.

Anton100 04-11-2011 23:24

Покажи знакомому учебник по электронике, у него полюса у диодов перепутаны, конденсатор 47наноФарад вообще смешит в данном применении.

ПРОСТО_САША 04-11-2011 23:28

quote: Безграмотный бред. Автор статьи сам ветряк на этой втулке не делал.

Gin_tonick 04-11-2011 23:53

quote: Originally posted by Спанч-боб:

Безграмотный бред.

Например.

Werewolf_Zarin 04-11-2011 23:55

статья технически неграмотна-подтверждаю. все что из нее можно вынести полезного так это - генератор велосипедная втулка. я к стати и не подозревал о ее существовании.

Arcus 05-11-2011 12:47

quote: Originally posted by Anton100:

На схеме диоды подключены правильно.

Выход с мостика правильно, но у диода всегда было "+" - | > | - "-", да и полосками на корпусе обозначается катод, то есть "-"
В китайских зарядниках от мобил в 99% нет контроллера зарядки, то что там "лампочка" цвет меняет - это индикатор тока и ничего более.
Толку от этой платы - индикация и пара конденсаторов.
С контроллером зарядки Li-Ion АКБ есть зарядки от Samsung E530 (сам телефон контроллера не содержит и там напрямую заведено на АКБ), но в китайском варианте там наверняка все сокращено до банального ограничения напряжения.

Gin_tonick 05-11-2011 01:21

Более простой вариант с минимумом затрат.

электроника как-то должны быть уже отработанные схемы, не поверю, что никто по данной теме ничего путного не сделал.

Спанч-боб 05-11-2011 02:30

quote: Originally posted by Gin_tonick:

Я где-то давал ссылку на ютуб. Сейчас я пью пиво и искать что-то сильно лень. В общем суть такая, что снималось с велосипеда колесо с динамовтулкой, на пары спиц полиэтилен наматывался - получался своеобразный ротор. Отлично всё крутилось...
Идея имеет место быть, но только ради зарядки мобильника возитьс собой такую хреновину - всеж, имхо, лишнее.

Например.

Чо это крутится? Где там динамовтулка? Не смешите народ...

quote: Спанч-боб
А если увеличить площадь лопасти ее длинною?

Danill 05-11-2011 12:23

Походный генератор, это больше подходит к солнечной батарее, или к генераторам на пельтье.
ИМХО - ветряк только по цене выигрывает, но по мощность/вес/удобство проигрывает.

Спанч-боб 05-11-2011 14:12

quote: Походный генератор, это больше подходит к солнечной батарее, или к генераторам на пельтье.

Werewolf_Zarin 05-11-2011 15:16

quote: Originally posted by Arcus:

Выход с мостика правильно, но у диода всегда было "+" - | > | - "-", да

grayfox62 05-11-2011 19:04

чего набросились то, динамовтулка и велогенератор отличаются как паровоз и формула-1, емкость кондера после моста тоже не принципиальна т.к. он есть на входе зарядника, серьезный недостаток на мой взгляд отсутствие повышающего/понижающего стабилизатора после моста, т.к. при небольшом ветре устройство будет работать просто в холостую

Спанч-боб 06-11-2011 02:03

http://www.youtube.com/watch?v=9_KKDpvV4i4&feature=related
Можно видеть как иногда останавливается в точках магнитных полюсов в то время как с нормальным генератором ветряк аж жжужал-бы.

Papa Karla 06-11-2011 15:13

Только что крутнул колесо с динамо-втулкой на своем велосипеде, под нагрузкой крутится от легкого толчка.

После динамо-втулки DH-3N20 стоит диодный мостик на диодах Шоттки, конденсатор на 10000 мкФ, аккумулятор LiFePo4 9.9V 2.3Аh и преобразователь Вампирчика (http://vampirchik-sun.nm.ru/stab3.htm). Напряжение на аккумуляторе контролируется миниатюрным вольтметром с ekits.ru.

В поездках от аккумулятора питается самодельная 3W фара на светододиодах, от преобразователя питается GPS-навигатор и заряжается телефон.

На мой взгляд, ветрогенератор на основе динамо-втулки сделать вполне реально.
Но целесообразно это, как правильно подчеркивает автор, только для длительного пребывания на одном месте.

Также вам понадобится найти некоторый металлолом, чтобы изготовить мачту, сделать основание и так далее. Рассмотрим эту тему более подробно.

Материалы и инструменты, который использовал автор для изготовления ветряка:

Материалы:
- кусок ПВХ-трубы;
- металлические пластины;
- тонкая оцинкованная листовая сталь;
- гайки, болты;
- подшипники;
- кусок металлической трубки (для изготовления корпуса подшипников);
- металлические хомуты (3 штуки);
- бумага, маркер, ножницы (для изготовления шаблона);
- клей;
- стальной уголок;
- труба квадратного сечения (мачта);
- колесико от тележки;
- динамо-машина (или моторчик постоянного тока);
- ведущая и ведомая звездочка, цепь (от велосипеда).

Инструменты:
- ножницы;
-
- отвертка;
- плоскогубцы;
-
- мультиметр;
- гаечные ключи и другие мелочи.

Процесс изготовления ветряка:

Шаг первый. Начнем с лопастей
Лопасти автор делает из куска ПВХ-трубы. Первым делом нужно будет изготовить шаблон из бумаги, а затем вырезать ножницами. Прикладываем шаблон к трубе и вырезаем лопасти. Каждая новая лопасть вырезается одна за другой, в итоге получается мало отбросов. Резать трубу удобно при помощи .

Установите динамо-машину в хомут, а на вал установите звездочку небольшого диаметра. Это позволит получить достаточно высокие обороты генератора при относительно небольших оборотах винта. Вот и все, отрежьте до нужных размеров и поставьте цепь.

Уже прошло более полугода как я перебрался жить на дачу. Осенью прошлого года встал квартирный вопрос, так-как мы жили на съемной квартире (рассказывает автор) и квартиру эту продали, нам надо было выселяться, но эти переезды лично меня уже достали, каждые примерно 1-2 года приходилось переезжать с квартиры на квартиру.
Не за долго до этого в близлежащем дачном массиве мы купили заброшенную дачу под расписку без документов. Чужие квартиры и переезды нам надоели и мы решили построить домик на этой даче и переехать. А на улице уже начало октября, но в всего за 4 дня в быстром темпе был построен домик 3*6м, без красот всяких. Ушло в общем на домик с верандой 3 куба досок, 5 кубов пенопласта, 60 метров пароизоляции и столько же пленки. В итоге мы вместе с нашими пожитками переехали уже на 5 день жить на дачу, потихоньку все доделывая, заготавливали дрова на зиму, ну об этом в другой статье расскажу.
На участке и даже вблизи естественно электричества не было, а ведь нужен был и свет телефон заряжать как-то надо, да и телевизор посмотреть. Бензогенератор сразу отпал так-как на бензин получалось в месяц около 3 т.р., да и шум от него слишком громкий, прикольно мобильник от бензогенератора заряжать, литр бензина на зарядку телефона.
Ветрогенераторами я интересовался уже давно, и прошлой зимой сделал первый свой ветрогенератор. Этот ветряк делал как портативный складной ветрогенератор, чтобы можно было сложить в рюкзак или сумку, а уже на даче собрать по быстрому и поставить на мачту, в качестве которой любая толстая жердь. Основа ветрогенератора это велосипедная динамо-втулка, которая в номинале всего 3 ватта, но на 12-ти вольтовый аккумулятор выдавала до 6 ватт. Ниже некоторые фотографии этого ветрячка, и здесь я описывал сборку этого ветрогенератора Ветрогенератор из динамо-втулки Ранее я уже публиковал материалы о этом ветрячке здесь ветрогенераторы


Основные детали сделаны из имеющегося материала, балка из алюминиевой гардины, поворотная ось из велосипедной втулки, винт и хвост из оцинкованой жести.


Так выглядит мой складной походный ветрогенератор.


Винт ветрогенератора слишком большой и мощный, легко раскручивается


Здесь с новыми лопастями, все пробовал и учился, делал выводы, кстати по прочности жесть очень прочная если делать правильно.


Ну, а летом я решил сделать второй ветрогенератор, уже более мощный, на основе статора от авто-генератора (от классики). Этот генератор по расчетам должен был давать до 100ватт мощности. В комплекте у меня было два ветрогенератора, и первым делом я установил на 5 -ти метровую мачту 100ваттный ветрогенератор. На зарядку поставил небольшой аккумулятор 12 вольт 9А/ч. что было. Но оказалось не все так хорошо и все что было в аккумуляторе быстро кончалось, а ветрогенератор не успевает заряжать так-как ветер не постоянный и дует не каждый день, в итоге электричества хватало еле-еле на зарядку телефонов и тусклое светодиодное освещение. Аккумулятор слишком маленький и когда дует ветер он быстро заряжается и начинает кипеть, поэтому ветряк приходилось останавливать и отключать аккумулятор, а без ветра энергии аккумулятора на долго не хватает.Ниже фото 100ваттного ветрогенератора.


Ветряк уже на мачте


Корпус полностью самодельный, внутри статор от авто-генератора, а все остальное самопал.
Через некоторое время я достал автомобильный аккумулятор б/у, но в хорошем состоянии на 60А/ч, и после подключения все стало намного лучше, теперь можно было 2-3 дня обходится без ветра и при этом всегда был свет и можно было зарядить телефон через автомобильный зарядник. Но запросы росли и хотелось наконец посмотреть телевизор, для него купил инвертор 12/220вольт мощностью 1кВ, китайский за 1500рублей. Телевизор быстро высаживал аккумулятор и смотрели мы телевизор не постоянно, а в основном в ветреные дни.
На помощь к ветряку я поставил свой первый походный ветрогенератор из динамо-втулки, тот ощутимо помогал, но его мощность все равно была маленькая. И так-как динамо-втулка это однофазный генератор с приличными залипаниями, при работе он сильно гудел особенно при сильном ветре м по ночам мешал спать, поэтому я его снял.
Тут пришла зима и весь декабрь стаяла безветренная морозная погода. С аккумулятора были выжаты все соки и его напряжение упало до 6 вольт. Пришлось относить на зарядку, и так за месяц 5 раз, так-как ветряк почти все время стоял. Было решено купить солнечные элементы для сборки солнечной панели на 60ватт, заказал элементы в интернете, через 10дней забрал и по быстрому спаял на оконной раме, и на двух-сторонний скотч закрыл элементы вторым стеклом. Солнца как всегда не было и днем при небольших пояснениях ток на зарядку доходил до 1,5 А. стал думать почему так, а оказалось плохая спайка элементов, в итоге некоторые из них отошли, хотел вскрыть и подпаять, но двух-сторонний скотч приклеил стекло на мертво, и панель я разломал вдребезги. Далее решил пока больше не связываться с самостоятельной сборкой солнечных панелей и лучше сделать еще один ветряк, благо ветер снова появился и с электроэнергией вроде перебоев стало меньше.


Второй ветрогенератор сделал из авто-генератора от «Бычка», он на 18 зубов и немного крупнее чем от классики. Заказал магниты размером 30*10*5 цена с доставкой 2500руб., выточил новый ротор и перемотал статор проводом 0,6мм, сварил на работе раму и сделал лопасти. И итоге генератор получился мощнее чем предыдущий и его мощность доходила до 150 ватт на сильном ветре. Потом ветряки поднял повыше, первый на 8 метров, второй на 7 метров.
Теперь два ветряка при хорошем ветре в считанные часы заряжали автомобмльный аккумулятор и появилась новая проблема с постоянной перезарядкой и кипением аккумулятора. Часто приходил с работы а с аккумулятора вытекала кислота из-за перезаряда. Нужно было ставить контроллер, но они стоят дорого, а сам я в электронике не особо соображаю. Было принято решение лучше увеличить емкость аккумуляторов и я купил еще два аккумулятора на 60А/ч, в итоге общая мощность стала 180А/ч. Результат был отличный, теперь нет перезаряда, и аккумуляторы не успевают сильно разряжаться. Перезаряжаться я им не даю, повесил мультиметр и изредка поглядываю, если напряжение зашкаливает за 14 вольт, то останавливаю ветряки, при этом аккумуляторы только начинают немного шуметь закипающей кислотой. Даже без отключения аккумуляторы можно смело оставлять, так-как теперь ветряки сильно не кипятят полностью заряженные аккумуляторы.
Телевизор у нас обычный домашний и через инвертор кушал около 100ватт/ч, но теперь мы его смотрели каждый день. Но кушал он все-таки много, по-этому купил я портативный телевизор на 12 вольт и он у нас практически не выключался. Ниже некоторые фотографии ветряков и электро составляющей автономного электрообеспечения дачного домика.
На дверке мультиметр и два автомата, одни для защиты от КЗ, а вторым я останавливаю ветряки когда аккумуляторы заряжены.

На боковой стенке выключатели, один двойной на свет в домике в разных половинах, второй на веранде.


Подвесной ящик с аккумуляторами, внутрь поместилось только два аккумулятора, а третий внизу. Все акб в параллель 12 вольт, развязка проводов на двух бронзовых шинах.


На данный момент пришла весна, сошел весь снег, в общем зиму пережили. Проблем с электроэнергией нет. Два ветрогенератора на сильном ветре дают ток на зарядку до 20А, но так бывает не часто, так-как местность у нас не ветреная и среднегодовая скорость ветра всего 2,4м/с. При обычном повседневном ветре ветряки дают 2-6А на зарядку, этого вполне хватает на все мои наши нужды. Эта ветроэлектростанция сейчас обеспечивает светодиодное освещение энергопотреблением 15Ватт/ч, портативный телевизор 10Ватт/ч, зарядку мобильных телефонов, зарядку шуруповерта, питание и зарядку планшета, с которого я пишу эту статью 20Ватт/ч. В общем в месяц мы сейчас расходуем около 9-10КВатт/ч, и пока даже с некоторым резервом на все хватает.