Ветряные турбины своими руками: советы по выбору компонентов и установке у себя дома (видео)

История создания ветрогенератора

Сначала Богдан приобрел недорогой небольшой ветряк горизонтального типа. Это было больше для тестирования, чем для генерации энергии. Умелец решил улучшить устройство, поэтому начал приобретать мелкие детали, позволяющие изменить различные параметры.

"Я пробовал один элемент, затем другой. А потом подумал: зачем я вообще работаю с заводскими изделиями? Создам свою конструкцию и доведу её до ума, как написано в книге. Так и появилась эта идея. В результате из пяти ветряков у меня остался только один самодельный, но он, честно говоря, самый интересный, потому что сделан своими руками. Основные компоненты: генератор и ветроколесо — заводские, но вся конструкция и схема соединения — это моя работа," — поделился владелец ветрогенератора.

По словам Богдана Кушлыка, готовый ветрогенератор достигал мощности 600 Вт и работает стабильнее, чем заводской аналог. Это связано с тем, что его корпус оказался более удлиненным, а хвостовая "лопасть" имеет более правильную форму и размеры.

"Вертикальный ветрогенератор никому не советую — при любых условиях он работать не будет. Горизонтальный, как я его назвал, выдает мощность 600 Вт, а чтобы вертикальный достигал того же показателя, он должен быть значительно больше и иметь рабочую площадь хотя бы в три раза больше. Это не имеет смысла," — утверждает Богдан Кушлик, подтверждая слова Игоря Недилько — еще одного жителя региона, который сделал себе ветрогенератор.

Как изготовить ветрогенератор?

Для этого потребуется генератор и ротор, который его вращает — то есть ветроколесо — горизонтальное или вертикальное. Если речь идет о горизонтальном, то необходим механизм, который будет поворачивать конструкцию по направлению ветра. Обычно его делают на одном подшипнике или на системе подшипников.

Каждый ветряк выдает переменный ток: три провода, три фазы. Далее нужно придумать, как снимать ток, чтобы провод не закручивался вокруг горизонтальной оси. Для этого существуют специальные токосъемные механизмы, готовые варианты которых можно найти на рынке.

Также необходимо обеспечить накопление произведенной электроэнергии в аккумуляторах. Это осуществляется через контроллер заряда — устройство, которое преобразует переменный ток в постоянный и заряжает батареи в соответствии с заданным алгоритмом.

Сложности установки

Основная сложность заключается в правильном подборе генератора и ветроколеса, чтобы они соответствовали друг другу по своим характеристикам. Генератор обязательно нужно протестировать, получить от производителя информацию о том, при какой нагрузке и на каких оборотах он работает. Необходимо рассчитать, чтобы обороты генератора совпадали с оборотами ветроколеса.

Здесь действует классическая физика: объект с меньшим диаметром вращается быстрее, но имеет меньшее усилие. Магнитное поле внутри генератора создает сопротивление, которое не позволяет валу раскручиваться, поэтому ветроколесо должно "сорвать" его и достичь определенных оборотов. Поэтому важно правильно подобрать соотношение.

"Это та проблема, с которой сталкиваются начинающие ветряные энтузиасты," — отметил Богдан.

Часто в соцсетях появляются комментарии о необходимости установки редуктора и коробки передач. Богдан объясняет, что на всех маломощных ветряках, т.е. до 20 кВт (для понимания — это 10 метров в диаметре), прекрасно работает прямая передача, редукторы не нужны. Если же речь идет о мощностях 50-100 кВт и более, то там уже необходимы коробка передач, редуктор и все остальное, как это делается в промышленных вариантах.

Эксперты советуют перед установкой ветрогенератора заранее оценить силу ветра в выбранном месте. Богдан Кушлык говорит, что у него не было особого выбора, так как он устанавливал ветряк у себя дома, но воспользовался сайтом globalwindatlas.info, где можно выбрать точку и проверить среднюю скорость ветра на 10, 50, 100 метрах и так далее.

"Я увидел цифру 3,6 метра в секунду среднегодовых на 10 метрах и подумал: мало, но ладно, поехали. Что делать? Все равно интересно. Конечно, лучше устанавливать на больших высотах и в более ветреных местах. Например, возле Киевского водохранилища, если это Киевский регион, ветер будет лучше дуть, причем на левом берегу, а не на правом. Или, скажем, на юге или юго-востоке Украины, там тоже сильные ветры, особенно в степях или приморских зонах," — рассказал Богдан.

В городе он не советует устанавливать ветрогенераторы, так как плотная застройка и деревья создают большие препятствия для воздушных потоков. Разве что разместить ветряк на какой-то высотке, подняв его на мачте высотой минимум 5, а лучше 10 метров. Прямо на крыше будет сложно поймать стабильный ветер, хотя это зависит от расположения.

С многоквартирными домами в городах есть еще одна сложность — нужно договориться с жителями Объединения совладельцев многоквартирных домов (ОСМД). Иногда встречаются соседи, которые могут не разрешить установить ветрогенератор из зависти, чтобы владелец не получал бесплатную энергию.

Насколько выгодно делать ветрогенераторы

Богдан Кушлик признался, что его самодельная станция с небольшим ветряком обошлась ему примерно на 20% дороже, чем аналогичное заводское устройство — 240 долларов против 200. Если говорить о более мощной установке с диаметром ветроколеса 4-5 метров, то она может стоить от 3000 до 5000 долларов и даже дороже.

"Если бы я знал, что можно купить сразу и не заморачиваться, я, вероятно, так и сделал бы. Но было просто интересно. Я не рассматриваю это как инвестицию. Разница в 40 долларов — это несущественно. Это того абсолютно стоит только потому, что это интересно," — прокомментировал украинец.

В холодное время года домохозяйство Богдана потребляет около 1,5-2 МВт энергии, большая часть которой уходит на электрическое отопление. Существующие ветрогенераторы не могут полностью удовлетворить эти потребности в электроэнергии, но очень помогают, особенно в зимний период. Им практически невозможно выработать 2 МВт в месяц, для этого нужны более мощные установки, хотя бы на 20 кВт. Тем не менее, как заметил Богдан Кушлик, ветряные станции значительно увеличивают период автономности в случае перебоев в электроснабжении.

"Сейчас у меня недостаточно батарей, дополнительные уже в пути. Я собираюсь увеличить батарейный блок, а пока фактически выживаю благодаря ветрякам. Когда отключают свет и хорошо дует ветер, от них получаю 1,5-2 кВт в час. Это замечательное дополнение к автономности," — заявил владелец домохозяйства.

Повышение эффективности

Чтобы ветрогенератор работал более стабильно и вырабатывал больше электроэнергии, прежде всего необходимо правильно выбрать место для его установки, чтобы минимизировать препятствия для ветра. Если это частный дом в селе, то стоит разместить его на огороде как можно дальше от построек.

Для передачи тока нужно использовать кабель с минимальными потерями. Это может быть либо толстый медный провод, либо алюминиевый SIP 16 или 25. Это значительно поможет в выработке энергии. Также работа ветряной турбины зависит от контроллера заряда и его настроек.

"Это очень серьезная проблема: подобрать хороший контроллер. К счастью, в Украине есть один хороший производитель контроллеров для ветряков, его зовут Сергей, и все знают его под кодовым именем "Серкат". Если кого-то интересует, "Серкат" — это лучший украинский контроллер на сегодняшний день. У него тоже есть свои ограничения, так как он работает только с ветряными мельницами диаметром до 5,5 метров. Если больше, то нужно устанавливать две или