Схемы подключения генераторов для ветряка

Подробная схема подключения ветрогенератора: прямое соединение ветряка с аккумулятором

Эксплуатация устройства

Порядок подключения ветрогенератора является важным моментом эксплуатации устройства, от которого зависит возможность выполнения комплектом своих функций, сохранность оборудования в рабочем состоянии и долговечность аппаратуры. Неправильное подключение может вывести из строя отдельные узлы, аккумуляторные батареи. Для того, чтобы исключить возможность ошибки, надо заранее уяснить себе схему присоединения элементов комплекса друг к другу, правильное подключение балласта и нагрузки.

Как правильно подключить ветрогенератор?

Прежде, чем начинать рассмотрение правил подключения, надо определиться с составом комплекта. Ветрогенератор представляет собой целую систему оборудования, из которого вращающийся ветряк — только преобразователь энергии ветра во вращательное движение, заставляющее функционировать генератор.

Дальше напряжение подается на контроллер сигнала. Это прибор, следящий за состоянием аккумуляторных батарей. Если они загружены полностью, контроллер переключает их с режима зарядки на режим потребления, параллельно включая балластное сопротивление (потребитель) для снятия лишнего заряда.

Напряжение с аккумуляторов идет на инвертор, который преобразует постоянный ток аккумуляторов в стандартные 220 В, 50 Гц, которые питают бытовую технику, освещение и прочие приборы потребления.

Основные схемы

Возможны различные схемы подключения ветрогенератора. Основная коммутация остается неизменной, варианты касаются только присутствия дополнительного источника энергии. Различают:

питание только от ветроустановки
ветрогенератор работает в паре с сетевым электричеством. При разряде аккумуляторов происходит переключение на сетевые ресурсы, после зарядки батарей установка вновь переключается на обеспечение потребителей
подключение параллельно с бензогенератором. Разряд батарей инициирует запуск бензогенератора, затем обратное подключение ветряка
параллельное подключение с солнечными батареями. Один из наиболее часто встречающихся комплектов. Используются солнечные батареи, работающие параллельно с ветряком и, по необходимости, берущие на себя основное обеспечение потребителей
на Западе излишки выработанной энергии сбрасываются в сеть, за что владелец ветряка получает некоторую плату. В России такого оборудования пока не имеется, поэтому излишки попросту утилизируются с помощью балластных сопротивлений.

Сетевая схема подключения

Сетевая схема представлена в двух вариантах:

сетевая схема без аккумуляторов. Выработанная энергия отдается в сеть, а потребители питаются из нее. Владелец платит только за разницу между выработанной и потребленной энергией. В России такой вариант не реализован
сетевая схема с аккумуляторами. В данном случае подключение к сети используется только при разряде аккумуляторов, т.е. сетевые ресурсы используются как гарантия.

Такая схема подключения имеет свои достоинства и недостатки, но для того, чтобы она была действительно выгодной, надо, чтобы выработанной энергии хватало на обеспечение большого количества потребителей, а оборудование стоило довольно дешево. В противном случае проще постоянно пользоваться сетевой энергией, а ветряк держать на случай внезапных перебоев. Так будет надежнее, проще и появится возможность увеличить срок службы ветрогенератора.

Как подключить контроллер к ветрогенератору?

Контроллер — это самый первый прибор, на который подается напряжение, выработанное генератором. Подключение контроллера производится посредством специальных клемм. Генератор подключается ко входу, а выходные клеммы соединяются с аккумуляторными батареями.

Функции контроллера могут быть значительно расширены, он способен производить мониторинг состояния аккумуляторов, следить за напряжением от генератора и вовремя переключать систему на сетевое питание.

Функционал контроллера полностью зависит от того, кто его собирал (заводское исполнение или самоделка), от типа конструкции, модели и т.д.

Существует множество схем для самостоятельного изготовления, в которых всего несколько простых деталей. Такие схемы легко реализуются даже людьми с начальной подготовкой, они надежны и нетребовательны. При самостоятельном изготовлении ветряка такие схемы обеспечивают полноценное функционирование, а отсутствие каких-то дополнительных возможностей не является значительным минусом. Чем меньше элементов в схеме, тем она надежнее и меньше подвержена отказам или поломкам, поэтому вариант наиболее удачный.

Подключение ветряка к аккумулятору

Подключение аккумулятора к генератору производится через выпрямитель — диодный мост. Аккумуляторные батареи нуждаются в постоянном токе, а генератор ветряка выдает переменку, причем, весьма нестабильную по амплитуде. Выпрямитель изменяет переменный ток, модифицируя его в постоянный. Если генератор трехфазный, то необходимо использовать трехфазный выпрямитель, на это надо обращать особенное внимание.

Прямое подключение ветряка к аккумулятору — опасное решение, поскольку параметры напряжения, выдаваемого ветряком, не имеют стабильности. Резкое повышение напряжения, выходящее за пределы номинала батарей, способно вывести их из строя.

Аккумуляторы обычно не новые, они способны закипеть. Поэтому настоятельно рекомендуется использовать хотя бы простенький контроллер, изготовленный из реле-регулятора. Он вовремя отключит зарядку и сохранит работоспособность аккумуляторных батарей. В любом случае не следует экономить на оборудовании и сокращать состав комплекта, так как от него зависит полноценная работа всей ветроустановки.

Подключение однофазного ветрогенератора к трехфазному контроллеру

Однофазный генератор может быть подключен к трехфазному контроллеру либо на одну фазу, либо параллельно на все три. Более правильным вариантом считается использование одной фазы, т. е. ветряк подключается к двум контактам — защемляющему и одному фазному. Это обеспечит правильную обработку напряжения и выдачу его на приборы потребления.

В целом, использование таких разнородных устройств нецелесообразно. Кроме того, путаница с вариантами подключения способна создать значительную угрозу целостности оборудования, что недопустимо. При сборке комплекта надо сразу определиться с его составом и типом смежных приборов, чтобы не допустить использования разноплановых устройств в единой связке. Допускать рискованные соединения можно только подготовленным людям, являющимися специалистами в электротехнике, хотя сами они подобные действия решительно отвергают.

Источник

Ветряная электростанция из автомобильного генератора: инструкция по сбору и установке

Так называемые «ветряные» генераторы принято относить к широко обсуждаемым в последние годы источникам альтернативной энергии. В сравнении с солнечными аккумуляторами, например, получаемое с их помощью электричество обходится пользователю достаточно дёшево (примерно в 3 раза дешевле, чем преобразование энергии солнца). С тем, как выглядит самодельный ветряк из автомобильного генератора, можно ознакомиться на рисунке ниже.

Редуктор ветряка на основе автогенератора

Такой самодельный генератор подходит лишь для жителей регионов, где имеются естественные условия для постоянного перемещения воздушных масс, что обеспечивает его достаточную эффективность.

Как выбрать конструкцию ветрогенератора

Чтобы изготовить хороший ветряк, необходимо внимательно подойти к выбору его конструкции. Данное устройство может иметь два варианта размещения оси. Лучше всего, когда она будет иметь горизонтальное положение. Это поможет существенно снизить расходы и повысить КПД ветряка.

Вертикальные роторы преимущественно устанавливают снизу, что объясняется их большим весом и габаритами. В таком положении не наблюдается большой скорости ветра, что уменьшает продуктивность агрегата как минимум в 8 раз. Иногда такой вариант конструкции более предпочтителен из-за нескольких причин:

Устройство вертикального ветряка

низкий уровень шума;
удобство и простота эксплуатации;
безопасность (низкие стартовые скорости);
не нужно выполнять ориентации на ветер, что не менее удобно.

Для увеличения производительности ветрогенератора вертикального типа его дополнительно оснащают специальными направляющими. В таком случае исключается разрушение прибора от сильного веса. Единственный недостаток подобного решения, сложная схема изготовления.

Для ветряков из автомобильного генератора чаще всего выбирают три лопасти. Такая конструкция обеспечивает максимальную скорость вращения и минимальный уровень шума. При большой силе ветра они могут разрушиться, но при обычных условиях этого не случиться. При необходимости можно изменить угол поворота лопастей, что поможет избежать аварии и уменьшить уровень шума.

Законность установки

Установки с выходной мощностью до 75 кВт устанавливать на собственной территории не запрещается, и никаких согласований проводить не потребуется (факт, закреплённый в Постановлении кабинета министров России).

А если нужно поставить мощный генератор промышленного или коммерческого типа, то понадобится специальная подготовка, связанная с созданием фундамента и ограждения участка – а это уже считается капитальным строительством.

Рекомендуется перед установкой ВЭЛ прочитать местные законодательные акты, касающиеся энергетики и предоставления коммунальных услуг. В разных регионах могут быть свои правила.

Выбор генератора

Создание генератора собственного изготовления потребует навыков, которые есть не у всех. Например, выполнение токарных работ. Поэтому нужно рассмотреть проблему приобретения заводского устройства, которое можно было бы использовать на ВЭУ.

Генераторы переменного тока (асинхронные) очень легко найти и приспособить для ветрогенератора. Минусы – недостаточная мощность, агрегат потребует доработок при монтаже.
Генераторы постоянного тока отлично работают при небольших оборотах, почти не требуют доработок. Недостатки – трудно отыскать генераторы большой мощности.
Асинхронные – не проблема купить генератор за небольшие деньги, но такие агрегаты малоэффективны при высокой скорости вращения вала, а внутреннее сопротивление ограничивает их мощность.

Генераторы делят на два типа по количеству фаз на выходе. Однофазные генераторы простые по конструкции, но под высокими нагрузками сильно вибрируют и могут гудеть. Трёхфазные устройства лишены этих недостатков, а при некоторых режимах более эффективно работают.

Особенности установки мачты

Чаще всего мачту делают из металлических заготовок – либо в виде сложного каркаса (для крупных и мощных установок), либо используют одну трубу (круглого/квадратного сечения), которую вкапывают в землю. В обоих случаях рекомендуется усилить мачту 3–4 растяжками из металлического каната.

Как происходит процесс переделки автомобильного генератора в ветрогенератор

Поскольку стоимость промышленных ветряков высокая, лучше всего изготовить его самостоятельно. В этом деле пригодится автомобильный генератор, который может найтись практически у каждого автолюбителя. Подойдет даже неисправный агрегат, поскольку некоторые его детали могут еще работать.

Чтобы получить хороший ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками, необходимо правильно переделать такое устройство. В противном случае оно не обеспечит необходимых оборотов и окажется неэффективным. Для получения ветряка необходимо приобрести или найти некоторые дополнительные устройства:

Учитывая конструкцию самодельного ветряка, понятно, что он будет стоить недешево. Нужно не забывать о том, что во время его работы необходимо периодически менять батареи.

Перезарядка аккумуляторной батареи

Не всегда генератор недозаряжает АКБ, достаточно часто случается, когда происходит перезаряд, то есть, генераторный узел вырабатывает напряжение свыше положенной нормы. Как правило, причиной перезарядки является неисправный регулятор напряжения, он не работает, как положено, и генератор продолжает вырабатывать ток при полностью заряженном аккумуляторе.

Без снятия генератора с автомобиля реле-регулятор проверяется точно так же, как и при недозарядке, только в этом случае мультиметр показывает напряжение бортовой сети при включенной нагрузке более 14,7 В (показания могут быть и еще выше, например, даже более 17 Вольт). Постоянный перезаряд опасен тем, что из-за него:

начинает закипать электролит в банках аккумулятора;
оголяются свинцовые пластины АКБ;
возникает сульфатация (разрушение пластин), аккумуляторная батарея становится неработоспособной;
из-за повышенного напряжения могут перегорать лампочки, выходить из строя электрооборудование, гореть предохранители.

Еще существует опасность взрыва аккумулятора, который происходит вследствие засорения отверстий в пробках аккумуляторных банок при кипящем электролите.

На многих автомобилях ВАЗ семейства «Классика» (в частности, на ВАЗ-2106) реле напряжения меняется достаточно легко, так оно располагается отдельно, находится рядом с передним крылом автомобиля. Реле-регулятор типа ВАЗ-2105 и 2107 размещено в самом генераторе, до него добраться немного сложнее, но замена его производится тоже несложно.

Как изготовить ротор

При изготовлении ветрогенератора необходимо учесть, что ротор автомобильного генератора оснащен обмоткой электромагнитного возбуждения. Если все делать своими руками, его конструкцию допускается упростить. Можно убрать коллектор, перемотать обмотки статора, что позволит трансформировать агрегат в тихоходный. Рекомендуется переделать железный ротор.

Схема ротора с обмоткой для самодельного ветряка

На вал ротора обязательно вытачивается немагнитная алюминиевая насадка. На нее устанавливают специальный бандаж из стальной трубы. Это необходимо делать с небольшим натягом. На поверхности бандажа делают разметку и при помощи суперклея устанавливают прямоугольники из неодимовых магнитов, придерживаясь чередования полюсов. Между данными элементами заливают эпоксидную смолу, что позволяет выровнять поверхность.

Такой ветрогенератор будет вырабатывать достаточное количество энергии только при частоте вращения 6000 оборотов за минуту. Чтобы сделать его продуктивным и при 600 об./мин., необходимо увеличить обмотку статора в пять раз. Одновременно необходимо уменьшить и само сечение привода.

Чтобы ветряк работал эффективнее, необходимо использовать самодельный генератор для ветряка, применяя неодимовые магниты. Их наклеивают на агрегат с небольшим перекосом, что предотвращает залипание. Лопасти данного ветряка должны иметь большой размер. Для уменьшения магнитного поля рекомендуется перебрать пластины статора, выровнять их, после чего собрать обратно.

Обслуживание устройства

Чтобы сделанный ветряк работал долгие годы и без перебоев, необходимо проводить периодический технический контроль и обслуживание.

Чистить, смазывать и регулировать токосъёмник нужно раз в 2 месяца.
Ремонтировать лопасти, если возникает вибрация и разбалансировка во время вращения.
Раз в 3 года красить антикоррозийной краской металлические элементы.
Проверять и регулировать крепления и трос мачты.

На эффективность работы прибора влияет местность, где установлен ветрогенератор (пустырь, наличие ветров). Но в любом случае иметь данный источник энергии, независимый от стационарного электроснабжения, никогда не будет лишним.

Как получить ветряное колесо

Для изготовления ветрогенератора из автомобильного генератора своими руками необходимо сделать лопасти. Для этого используют трубы из пластика или дюраля. Их диаметр должен быть в 5 раз меньше от длины.

Трубу разрезают на четыре части и делают крыло из каждой. Края полученных лопастей необходимо скруглить и удалить все неровности.

Схема крепления лопаток ротора

Принцип работы

Устройство состоит из ротора с лопастями, электрогенератора, мачты для установки, инверторов, аккумулятора, контролёра заряда, проводов, по которым проходит электроэнергия. Мачта может быть с растяжками и без них. В зависимости от типа сооружения, иногда она способна опускаться для профилактики или ремонта устройства.

Ветрогенератор — устройство для преобразования энергии силы ветра в электрическую

Работа ветрогенератора включает в себя 5 основных этапов:

Ветер раскручивает ротор или лопасти.
Происходит соединение электрогенератора и ротора.
Выработанная энергия поступает сначала на контролёр заряда, а после этого на аккумулятор.
Затем она проходит к инверторам и преобразуется из 12 в 220 Вольт (или из 24 в 380 Вольт).
Электроэнергия подаётся в сеть.

Мощности ветрогенератора хватает для уличного освещения, сигнализации и других устройств

Важная информация: Ветряные станции большой мощности целесообразно устанавливать в регионах, где средняя скорость ветра за год не ниже 5 м/с. В противном случае срок окупаемости можно сопоставить с длительностью эксплуатации.

Процесс сборки ветряка

Схема сборки ветряка из автомобильного генератора

При изготовлении ветрогенератора своими руками необходимо запомнить, что диаметр вала ветряного колеса должен иметь диаметр больше 20 мм. Если это значение меньше, валы соединяют соосно при помощи муфты. Готовое ветряное колесо крепится шпонкой и дополнительно фиксируется гайкой.

Для изготовления рамы используется профильная труба. Для получения оси поворота дополнительно используют подшипники. Оптимальное расстояние от лопастей до мачты – не меньше 25 см. Это делается для того, чтобы агрегат не разрушился при сильном ветре.

Для преобразования напряжения используется инвертор. Обязательно устанавливается контролер напряжения, что предупреждает порчу ветряка от больших значений зарядного тока.

Видео по теме: Ветрогенератор своими руками из автомобильного

Все об устройстве генератора автомобиля

Принцип работы и преимущества эксплуатации генератора HUTER DY6500LX

Правила подключения генератора к сети дома