Конструкцію подібних ветрячков підглянув на одному заморському сайті і вирішив повторити, так і народився цей малюк. Як генератор використовував кроковий моторчик від давно неробочого і пилівшегося у мене струменевого принтера. Розібравши його викрутив маторчік. Далі подивився, покрутив, покрутив руками, поміряв скільки дає, давав дуже мало, але вольти піднімалися вище 12-ти, а значить він теоретично міг заряджати акумулятор.
Далі з транзистора зробив кріплення для лопатей. Транзистор просвердлив по діаметру вала на якому зграя зубчаста насадка, в загальному під її розміри. Одягнув на вал транзистор, капнув клею і покрутив переконавшись що все рівно. Потім остаточно зафіксував з помощ'ю епоксидки. Розвів трохи і залив отвір транзистора, додатково захистив моторчик від негоди замазавши дірочки в моторчик. Нижче фотографія цього генератора.
>
Далі з відрізка ПВХ труби, діаметром 110мм, вирізав лопаті, на трубі намалював заготовку, яку вирізав відрізною машинкою. Розміри взяв приблизні ширина вийшла 9см, а розмах гвинта 48см. Просвердлив отвори і прикрутив гвинт до моторчика-генератору з помощ'ю маленьких болтів.
>
Зо основу використовував відрізок 55-тій ПВХ труби, далі вирізав хвіст з фанерки, і додав шматочок від 110-той.Мторчік вклеел внуть труби. Після складання вийшла ось така вітроелектростанція. Відразу зібрав випрямітель.Так як цей мотор не хотів давати багато вольт на малих обертах, то зібрав за схемою подвоєння і включив послідовно.
Діоди взяв HER307, конденсатори - 3300мкф
Схему укутав в поліетилен і вставив в трубу випрямляч, потім мотор і прив'язав його дротом крізь просвердлені дирдочкі, простір замазав силіконом. Так-же силіконом потім замазав все дирдочкі зверху, а знизу просвердлив один отвір на всякий випадок, щоб якщо що вода стекла, і випаровувався конденсат.
Хвіст закріпив наскрізь болтом, напівкруглий хвіст вставив і прив'язав дротом, він і так міцно тримається. Знайшов центр ваги, просвердлив (діам. 9мм.) Ще просвердлив діам. 6мм два болта М10, наскрізь, під вісь. (Болти М10 тут служать "підшипником" осі) увернула зверху і знизу болти М10 в трубу, змастив довгий болт М6 солідолом і все скрутив, вийшло досить жорстко. Болт-вісь (М6) прикрутив до куточка, а його до палиці. Зверху на болт М10 одягнув на силіконі пробку, тепер вісь води не боїться. Все вітрогенератор виготовлений.
>
>
>
>
Для щогли взяв кілька брусків. які скрутив саморізами, закріпив вітряк і підняв на Верер. Підключив до акумулятора, зарядка йде, але дуже слабенька, підтримує акумулятор від природного розряду. Так як верячок крутитися, то залишився задоволений, принаймні знатиму звідки вітер дует.Етот варіант - як сказано на тому сайті - little weekend project, тобто маленький проект для вихідних, для задоволення що-нить поколупати, тим більше я не витратив ні копійки ... клей не береться до уваги. Так по ідеї може пару маленьких світлодіодів запалити, або мобільний телефон за пару діб зарядити, але швидше за все такий слабкий струм телефон прийме за поганий контакт і відключить, написавши на дисплеї погане з'єднання.
У будещем якщо буде час і бажання може зроблю на освітлення двору, ось тільки другий такий-же зберу і акумулятор невеликої поставлю, або кілька акумуляторних батарей. Для цього залишився ще один кроковий, тільки цей видає під 2х20вольт від прокручування рукою, але струм маленький. А другий - на щітках, відразу постоянка. Від руки 10 вольт, КЗ - 0,5 Ампера. А ще все-таки буду мучити автогенератор, ось тільки магніти дочекаюся.
Електропостачання заміських будинків, дачних або котеджних селищ часто відрізняється нестабільністю. Лінії зношені, перебої від аварій або обриву проводів відбуваються набагато частіше, ніж би хотілося. На виправлення пошкоджень не потрібно багато часу, але і невеликі проміжки створюють чимало незручностей. Вирішенням питання може стати установка, здатного забезпечити енергією основні споживають прилади.
Міні-вітрогенератор своїми руками
Розміри вітрогенератора необов'язково повинні вражати уяву своєю грандіозністю. Виробляти струм здатна і невелика установка, створена з дрібних підручних деталей або пристроїв. Вона може стати навчальним посібником для дітей, джерелом освітлення для аварійних ситуацій, зарядником для батареї мобільного телефону і т.д.
Витрати знижуються в десятки разів, ефективність виходить такий, яку заклали при створенні проекту. В якості пробної моделі, що дозволяє відпрацювати технологію і отримати певний досвід у створенні подібних пристроїв, може стати міні-вітрогенератор. Для виготовлення можна використовувати різні від вийшов з ладу або застарілого обладнання.
Використовуємо старий комп'ютерний кулер
для виготовлення вітрякапотрібен великий кулер, він видає кращі результати і зручний в роботі. Перш за все, треба його розібрати. Знімається наклейка, видаляється заглушка і стопорне кільце. Після цього кулер легко розбирається по осі обертання на дві приблизно однакові за розмірами половини.
Одна з них - ротор, лопаті якого доведеться змінити на більш великі. Для цього акуратно обламуються або відрізаються старі лопаті, з пластикової пляшки робляться нові, довжиною приблизно рази в 4 більше колишніх. Найзручніше зробити три штуки, вони будуть мати достатню площу підстави для міцного приклеювання.
На статорі є чотири обмотки. Їх можна залишити в недоторканності, або змінити число витків. Береться більш тонкий провід і намотується на все по черзі, причому, в різному напрямку. Котушки з'єднуються відповідним чином.
Після цього необхідно виготовити випрямляч, для чого знадобляться чотири діода. Вони парами з'єднуються послідовно, потім паралельно. Приєднуються дроти, пристрій готовий. Для установки його на вітер знадобиться підставка або невелика щогла, яку найпростіше виготовити з обрізка металевої трубки. Для того, щоб вітряк самостійно наводився на вітер, знадобиться хвостовий стабілізатор, на зразок літакового хвоста.
Для перевірки працездатності приєднується тестер або світлодіодний ліхтарик.
Пристрій для зарядки автомобільної АКБ
Невеликий вітрогенератор, здатний зарядити автомобільний акумулятор - досить практичне і потрібний пристрій. Необхідно забезпечити напругу, що не перевищує номінал АКБ (зазвичай 12 В), інакше з'явиться ризик перезарядження і закипання батареї.
Як генератор потрібно саморобний пристрій відповідної потужності або готовий асинхронний двигун, тракторний або автомобільний генератор, здатні створювати напругу заряду. Для захисту від перезарядки потрібно контролер на основі автомобільного реле-регулятора, що відключає заряд при появі занадто високої напруги.
похідний вітрогенератор
мати похідний вітряк, Що дозволяє отримати максимальний комфорт від перебування на природі, зручно і корисно для кожного любителя подорожей. Вимоги до такого вітряка очевидні:
- компактність
- можливість швидкої збірки або розбирання для транспортування
- потужність, що забезпечує електроенергією необхідні пристрої
Знадобиться виготовити крильчатку з від'єднувати лопатями і генератор, який видає достатню потужність. Оптимальний варіант - горизонтальний тип, з лопатями на гвинтах. Генератор найкраще пристосувати від автомобіля, він має потребу в невеликій модернізації (перемотування котушок) і установці магнітів на ротор (використовуються неодимові магніти для збудження обмоток).
На природі досить закріпити пристрій на стовбурі дерева або іншої підходящої опори і навести на вітер. Для компактності можна не робити пристрій обертання навколо вертикальної осі і регулювати положення вручну.
Вітряк з крокової двигуна від принтера
Крокові двигуни здатні видавати 12 і більше вольт, але сила струму у них мала. Конструкція не дозволяє посилювати їх обмотки, тому використовуються як є. На вал встановлюються лопаті відповідного розміру, зроблені з поліпропіленових каналізаційних труб. Буде потрібно зібрати найпростіший випрямляч. Звичайні крокові двигуни в теорії здатні за пару днів зарядити акумулятор мобільного телефону, але на практиці цього домогтися дуже складно можливе використання для підсвічування за допомогою світлодіодних ліхтариків.
Інші можливі варіанти
для виготовлення міні-вітрогенератораможна використовувати будь-які електродвигуни від побутових приладів. Можна пристосувати двигун від механізму протягування стрічки, від старої мікрохвильовки (вентилятор), різні варіанти щіткових конструкцій. Всі вони мають малу потужність і не зможуть забезпечити скільки-небудь серйозні пристрої, але як пробні моделі, створені разом з дітьми і дають досвід і розуміння процесу, всі ці варіанти цілком підійдуть.
На базі отриманих знань і навиком може бути створений більш продуктивний вітрогенератор, здатний забезпечувати потреби приватного будинку, перевести його в автономний режим електроживлення.
Ви, хоч розумієте, що пишете? Або пишете для того, щоб людину підтримати в його починаннях і він, витративши гроші на комплектуючі для своєї системи, в кінцевому підсумку отримав абсолютно непрацездатну річ? Ви відповідаєте: "Двигун, як генер підійде" - так, підійде, але звідки ви взяли 1,1-1,5А? Це при якій напрузі? При якій швидкості обертання ротора? Далі пишете: "Стандарт потужності 1м стрічки, на кшталт, 5Вт ..." - стандарту потужності тут немає, а стрічки бувають і близько 5Вт і близько 14Вт, і близько 7Вт на метр і ін., А це дуже великий розкид. Продовжуємо: "Так як ви стільки накрутили то цілком може вистачити для заряду акумулятора" - це, взагалі, що означає? Те, що чим складніше, наворочені і заплутаніше схема, тим більше її віддача і ефективність? Повна нісенітниця. Для зарядки 12В мотоаккума потрібно близько 14-15В при струмі приблизно 0,6-0,7А (для ємності приблизно 7А / ч). Ви впевнені, що система здатна тривалий час видавати такі параметри? Адже, щоб зарядити розряджений аккум мотоцикла, 2-3-х годин не вистачить. Чи вважаєте, також, що заряджати можна і від 18В? Так, можна, але електроліт википить через тиждень, а то й раніше, і пластини посипляться. Хороша рекомендація! Невибагливі в зарядці - це не означає, що їх можна заряджати будь-яким напругою. Далі Ви пишете: "Буде дуже навіть відмінно, адже раптом забув вимкнути світло і акумулятор сів ще до того як встигне підзарядиться" - говорите так, ніби зарядка акумулятора відбувається тільки в світлий час доби))) Це вітряк, а не сонячна батарея. При правильно працюючій системі, при постійному вітрі, аккум взагалі не повинен розряджатися, якщо навіть забули вимкнути світло. Але ідея фотоелемента сама по собі хороша з точки зору автоматизації. Далі: світлодіодна стрічка, напевно, буде працювати, як Ви говорите, і при 30 вольтах, однак, доки це буде? Опору обмежують струм, так, але він же буде рости пропорційно підвищенню напруги, а не залишатися постійним! Діоди дуже не люблять перевищення робочого струму. Так, що результат відомий: перегрів діодів і, як наслідок, різке зниження терміну експлуатації, або вихід їх з ладу вкрай швидкий. Слідом пишете: "Ємність також не критична, додайте ще 1 плівковий конденсатор на 1 мкф" - для чого? Це що, фільтр перешкод? Чому тоді 1мкФ? І навіщо там взагалі фільтр? А, якщо не фільтр, а згладжує пульсації елемент, то тут якраз його ємність критична! Ємність - це основний параметр конденсатора взагалі-то. А 1мкФ - це пусте місце для описаної людиною системи, нічого він не згладить. Навіть 1000мкФ, яку хотів встановити автор питань - дуже мало для його задумки. Я б зрозумів, якби це було 5000-7000 або навіть 10000мкФ, а то і більше. В кінці людина запитує, чи вистачить мотоаккума, щоб стрічка світилася всю ніч, і Ви відповідаєте, що, мовляв, звичайно, вистачить. Ви вивчали фізику в школі? Або ще вивчаєте? Це було Ваше припущення пальцем в небо або хоч який-небудь елементарний розрахунок? Давайте прикинемо дуже грубо: людина писала, що хоче встановити 10-15м стрічки. Навіть, якщо взяти мінімальні значення, тобто 10м стрічки потужністю 5Вт / м, то шляхом нехитрих підрахунків отримуємо 50Вт потужності. Поділивши потужність стрічки на напругу акумулятора (приблизно 12,8В) отримаємо струм: 50 / 12,8 = 3,9А. Ємність звичайного мотоаккума приблизно дорівнює 7А / ч. Т.ч. можна прикинути, скільки часу пропрацює стрічка від повністю зарядженого акумулятора: 7 / 3,9 = 1,79ч = 1ч 47мін., тобто майже дві години. Це далеко не вся ніч. До того ж, в розрахунок взято мінімальні параметри і, якщо довжина стрічки або / та її потужність будуть більше, відповідно час роботи від акумулятора пропорційно зменшиться. От якось так.
Я б не став всього цього писати, але справа в тому, що стрічка коштує грошей, аккум і фотореле теж ... І гроші це чималі, а чол, який отримав схвалення і підтримку своєї ідеї в коментах людей, які не розуміють суті і нюансів процесу, радісно побіжить в магаз, витратить гроші на комплектуючі, а в підсумку отримає систему, непрацездатну в принципі, спочатку. Не треба давати поради, не розбираючись в питанні!
Як генератор на вітряк підійде кроковий двигун (ШД) для принтера. Навіть при невеликій швидкості обертання він виробляє потужність близько 3 Вт. Напруга може підніматися вище 12 В, що дає можливість заряджати невеликий акумулятор.
принципи використання
Характерна для російського клімату турбулентність вітру в приземних шарах призводить до постійних змін його напрямки та інтенсивності. Вітрогенератори великих розмірів, потужність яких перевищує 1 Квт будуть інерційними. В результаті вони не встигнуть повністю розкрутитися при зміні напрямку вітру. Цьому також заважає момент інерції в площині обертання. Коли бічний вітер діє на працюючий вітряк, він відчуває величезні навантаження, які можуть призвести до його швидкого виходу з ладу.
Доцільно застосовувати вітрогенератор малої потужності, виготовлений своїми руками, має незначну інерційність. З їх допомогою можна заряджати малопотужні акумулятори мобільних телефонів або використовувати для освітлення дачі світлодіодами.
Надалі краще орієнтуватися на споживачів, Нетреба перетворення енергії, що виробляється, наприклад, для підігріву води. Декількох десятків ват енергії цілком може вистачити для підтримування температури гарячої води або для додаткового підігріву системи опалення, щоб вона не перемерзає взимку.
електрична частина
Генератором в вітряк можна встановлювати кроковий двигун (ШД) для принтера.
Навіть при невеликій швидкості обертання він виробляє потужність близько 3 Вт. Напруга може підніматися вище 12 В, що дає можливість заряджати невеликий акумулятор. Решта генератори ефективно працюють при швидкості обертання понад 1000 об. / Хв, але вони не підійдуть, оскільки вітряк обертається зі швидкістю 200-300 об. / Хв. Тут необхідний редуктор, але він створює додатковий опір і до того ж має високу вартість.
У генераторному режимі у крокової двигуна виробляється змінний струм, який легко перетворити в постійний, використовуючи пару діодних мостів і конденсатори. Схему легко зібрати своїми руками.
Встановивши за мостами стабілізатор, отримаємо постійне вихідна напруга. Для візуального контролю можна ще підключити світлодіод. Щоб зменшити втрати напруги для його випрямлення застосовуються діоди Шотткі.
Надалі можна буде створити вітряк з більш потужним ШД. Такий вітрогенератор буде мати більший моментом зрушення. Проблему можна усунути, відключаючи навантаження під час пуску і при малих обертах.
Як зробити вітрогенератор
Лопаті можна виготовити своїми руками з труби ПВХ. Потрібна кривизна підбирається, якщо взяти її з певним діаметром. Заготівлю лопаті малюють на трубі, а потім вирізують відрізним диском. Розмах гвинта становить близько 50 см, а ширина лопатей - 10 см. Після слід виточити втулку з фланцем під розмір вала ШД.
Вона насаджується на вал двигуна і кріпиться додатково гвинтами, а до фланців кріпляться пластикові лопаті. На фото зображено дві лопаті, але можна зробити чотири, прикрутивши ще дві аналогічні під кутом 90º. Для більшої жорсткості під головки гвинтів слід встановити загальну пластину. Вона щільніше притисне лопаті до фланця.
Вироби із пластику довго не служать. Тривалий вітер зі швидкістю більше 20 м / с такі лопаті не витримають.
Генератор вставляється в шматок труби, до якого він кріпиться болтами.
До труби з торця кріпиться флюгер, який представляє собою ажурну і легку конструкцію з дюралюмінію. Вітрогенератор тримається на привареної вертикальної осі, яка вставляється в трубу щогли з можливістю обертання. Під фланець можна встановити завзятий підшипник або полімерні шайби, що знижують тертя.
У більшій частині конструкцій вітряк містить випрямляч, який кріпиться до рухомої частини. Це робити недоцільно через збільшення інерційності. Електричну плату цілком можна розмістити внизу, а до неї вивести вниз дроти від генератора. Зазвичай з крокової двигуна виходить до 6 проводів, що відповідають двом котушок. Для них потрібні струмознімальних кільця для передачі електроенергії від рухомої частини. На них досить складно встановити щітки. Механізм струмознімання може виявитися складніше, ніж сам вітрогенератор. Ще було б краще розмістити вітряк так, щоб вал генератора розташовувався вертикально. Тоді дроти не будуть заплітати навколо щогли. Такі вітрогенератори складніше, але зате зменшується інерційність. Конічна передача тут буде в самий раз. При цьому можна збільшити обороти вала генератора, підібравши необхідні шестерні своїми руками.
Закріпивши вітряк на висоті 5-8 м, можна починати проводити випробування і збирати дані про його можливості, щоб в подальшому встановити більш досконалу конструкцію.
В даний час стають популярними вертикально-осьові вітрогенератори.
Деякі конструкції добре витримують навіть урагани. Добре себе зарекомендували комбіновані конструкції, що працюють при будь-якому вітрі.
висновок
Малопотужний вітрогенератор надійно працює через малу інерційність. Його легко виготовляють в домашніх умовах і використовують переважно для підзарядки невеликих акумуляторів. Він може стати в нагоді в заміському будинку, на дачі, в поході, коли виникають проблеми з електрикою.
Проїжджаючи на велосипеді повз дачних ділянок, я побачив що працює вітрогенератор. Великі лопаті повільно, але вірно оберталися, флюгер орієнтував пристрій у напрямку вітру.
Мені захотілося реалізувати подібну конструкцію, нехай і не здатну виробляти потужність, достатню для забезпечення "серйозних" споживачів, але все-таки працює і, наприклад, заряджаючу акумулятори або живильну світлодіоди.
Одним з найбільш ефективних варіантів невеликого саморобного вітроелектрогенератори є використання крокової двигуна(ШД) (англ. stepping (stepper, step) motor) - в такому моторі обертання валу складається з невеликих кроків. Обмотки крокової двигуна об'єднані в фази. При подачі струму в одну з фаз відбувається переміщення вала на один крок.
Ці двигуни є низькооборотноїі генератор з таким двигуном може бути без редуктора підключений до вітряної турбіни, двигуна Стірлінга або іншому низькооборотної джерела потужності. При використанні в якості генератора звичайного (колекторного) двигуна постійного струму для досягнення таких же результатів потрібна була б в 10-15 разів вища частота обертання.
Особливістю кроковиках є досить високий момент рушання (навіть без підключеної до генератора електричного навантаження), що досягає 40 грам сили на сантиметр.
Коефіцієнт корисної дії генератора з ШД досягає 40%.
Для перевірки працездатності крокової двигуна можна підключити, наприклад, червоний світлодіод. Обертаючи вал двигуна, можна спостерігати світіння світлодіода. Полярність підключення світлодіода не має значення, так як двигун виробляє змінний струм.
Джерелом таких досить потужних двигунів є п'ятидюймовий дисководи гнучких дисків, а також старі принтери і сканери.
Наприклад, я маю ШД зі старого 5.25 "дисковода, який працював ще в складі ZX Spectrum- сумісного комп'ютера "Байт".
Такий дисковод містить дві обмотки, від кінців і середини яких зроблені висновки - разом з двигуна виведено шістьпроводів:
перша обмотка (англ. coil 1) - синій (англ. blue) І жовтий (англ. yellow);
друга обмотка (англ. coil 2) - червоний (англ. red) І білий (англ. white);
коричневі (англ. brown) Дроти - висновки від середніх точок кожної обмотки (англ. center taps).
розібраний кроковий мотор
Зліва видно ротор двигуна, на якому видно "смугасті" магнітні полюси - північний і південний. Праворуч видно обмотка статора, що складається з восьми котушок.
Опір половини обмотки становить
Я використовував цей двигун в первісної конструкції мого вітрогенератора.
Що знаходиться в моєму розпорядженні менш потужний кроковий двигун T1319635фірми Epoch Electronics Corp.з сканера HP Scanjet 2400має п'ятьвисновків (уніполярний мотор):
перша обмотка (англ. coil 1) - помаранчевий (англ. orange) І чорний (англ. black);
друга обмотка (англ. coil 2) - коричневий (англ. brown) І жовтий (англ. yellow);
червоний (англ. red) Провід - з'єднані разом висновки від середньої точки кожної обмотки (англ. center taps).
Опір половини обмотки становить 58 Ом, яке зазначено на корпусі двигуна.
У поліпшеному варіанті вітрогенератора я використовував кроковий двигун Robotron SPA 42 / 100-558, Вироблений в НДР і розрахований на напругу 12 В:
Можливі два варіанти розташування осі крильчатки (турбіни) вітрогенератора - горизонтальне і вертикальне.
перевагою горизонтального(Найбільш популярного) розташуванняосі, що розташовується у напрямку вітру, є більш ефективне використання енергії вітру, недолік - ускладнення конструкції.
Я обрав вертикальне розташуванняосі - VAWT (vertical axis wind turbine), Що істотно спрощує конструкцію і не вимагає орієнтації за вітром . Такий варіант більш придатний для монтування на дах, він набагато ефективніше в умовах швидкого і частого зміни напрямку вітру.
Я використовував тип вітротурбіни, званий вітротурбіна Савоніуса (англ. Savonius wind turbine). Вона була винайдена в 1922 році Сігурд Йоханнесом Савоніуса (Sigurd Johannes Savonius) З Фінляндії.
Сігурд Йоханнес Савоніуса
Робота вітротурбіни Савоніуса заснована на тому, що опір (англ. drag) Набігаючого потоку повітря - вітру увігнутій поверхні циліндра (лопаті) більше, ніж опуклою.
Коефіцієнти аеродинамічного опору (англ. drag coefficients) $ C_D $
увігнута половина циліндра (1) - 2,30
опукла половина циліндра (2) - 1,20
плоска квадратна пластина - 1,17
увігнута порожниста півсфера (3) - 1,42
опукла порожниста півсфера (4) - 0,38
Зазначені значення наведені для чисел Рейнольдса (англ. Reynolds numbers) В діапазоні $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $. Число Рейнольдса характеризує поведінку тіла в середовищі.
Сила опору тіла повітряному потоку $ =<<1 \over 2>S \ rho
Така вітротурбіна обертається в одну і ту ж сторону, незалежно від напрямку вітру:
Подібний принцип роботи використовується в чашково анемометр (англ. cup anemometer)- приладі для вимірювання швидкості вітру:
Такий анемометр був винайдений в 1846 році ірландським астрономом Джоном Томасом Ромні Робінсоном ( John Thomas Romney Robinson):
Робінсон вважав, що чашки в його четирехчашечном анемометр переміщаються зі швидкістю, яка дорівнює одній третині швидкості вітру. У реальності це значення коливається від двох до трохи більше трьох.
В даний час для вимірювання швидкості вітру використовуються трехчашечние анемометри, розроблені канадським метеорологом Джоном Паттерсоном ( John Patterson) В 1926 році:
Генератори на колекторних двигунах постійного струму з вертикальною Мікротурбіни продаються на eBayза ціною близько $ 5:
Така турбіна містить чотири лопаті, розташовані уздовж двох перпендикулярних осей, з діаметром крильчатки 100 мм, висотою лопаті 60 мм, довжиною хорди 30 мм і висотою сегмента 11 мм. Крильчатка насаджена на вал колекторного мікродвигуна постійного струму з маркуванням JQ24-125p70. Номінальна напруга живлення такого двигуна складає 3. 12 В.
Енергії, що виробляється таким генератором, вистачає для світіння "білого" світлодіода.
Швидкість обертання вітротурбіни Савоніуса не може перевищувати швидкість вітру , Але при цьому така конструкція характеризується високим крутним моментом (Англ. torque).
Ефективність вітротурбіни можна оцінити, порівнявши вироблювану вітрогенератором потужність з потужністю, укладеної в вітрі, обдуває турбіну:
$ P =<1\over 2>\ Rho S
Спочатку в крильчатці мого генератора використані чотири лопаті у вигляді сегментів (половинок) циліндрів, вирізаних з пластикових труб:
довжина сегмента - 14 см;
висота сегмента - 2 см;
довжина хорди сегмента - 4 см;
Я встановив зібрану конструкцію на досить високій (6 м 70 см) дерев'яній щоглі з бруса, прикріплену саморізами до металевого каркасу:
Недоліком генератора була досить висока швидкість вітру, необхідна для розкрутки лопатей. Для збільшення площі поверхні я використовував лопаті, вирізані з пластикових пляшок:
довжина сегмента - 18 см;
висота сегмента - 5 см;
довжина хорди сегмента - 7 см;
відстань від початку сегмента до центру осі обертання - 3 см.
Проблемою виявилася міцність власників лопатей. Спочатку я використовував перфоровані алюмінієві планки від радянського дитячого конструктора товщиною 1 мм. Через кілька діб експлуатації сильні пориви вітру призвели до зламу планок (1). Після цієї невдачі я вирішив вирізати власники лопатей з фольгованого текстоліту (2) товщиною 1,8 мм:
Міцність текстоліту на вигин перпендикулярно пластині становить 204 МПа і порівняємо з міцністю на вигин алюмінію - 275 МПа. Але модуль пружності алюмінію $ E $ (70000 МПа) набагато більше, ніж у текстоліту (10000 МПа), тобто тексоліт набагато еластичнішою алюмінію. Це, на мою думку, з урахуванням більшої товщини текстолітових власників, забезпечить набагато більшу надійність кріплення лопатей вітрогенератора.
Вітрогенератор змонтований на щоглі:
Дослідна експлуатація нового варіанту вітрогенератора показала його надійність навіть при сильних поривах вітру.
Недоліком турбіни Савоніуса є невисока ефективність - тільки близько 15% енергії вітру перетворюється в енергію обертання валу (це набагато менше, ніж може бути досягнуто з вітротурбін Дарині(Англ. Darrieus wind turbine)), Що використовує підйомну силу (англ. lift). Цей вид вітротурбіни був винайдений французьким авіаконструктором Жоржем Дарині (Georges Jean Marie Darrieus) -патент США від 1931 року № 1,835,018 .
Недоліком турбіни Дарині є те, що у неї дуже поганий самозапуск (для вироблення крутного моменту від вітру турбіни вже повинна бути розкручена).
Перетворення електроенергії, вироблюваної кроковим двигуном
Висновки крокової двигуна можуть бути підключені до двох мостових випрямлячів, зібраних з діодів Шотткі для зниження падіння напруги на діодах.
Можна застосувати популярні діоди Шотткі 1N5817з максимальним зворотною напругою 20 В, 1N5819- 40 В і максимальним прямим середнім випрямленою струмом 1 А. Я з'єднав виходи випрямлячів послідовно з метою збільшення вихідної напруги.
Також можна використовувати два випрямляча з середньою точкою. Такий випрямляч вимагає в два рази менше діодів, але при цьому і вихідна напруга знижується в два рази.
Потім пульсує напруга згладжується за допомогою ємнісного фільтра - конденсатора 1000 мкФ на 25 В. Для захисту від підвищеного напруги, що генерується паралельно конденсатору включений стабілітрон на 25 В.
схема мого вітрогенератора
електронний блок мого вітрогенератора
У вітряну погоду напруга холостого ходу на виході електронного блоку вітрогенератора досягає 10 В, а струм короткого замикання - 10 мА.
ПІДКЛЮЧЕННЯ ДО JOULE THIEF
Потім згладжені напруга з конденсатора може подаватися на Joule Thief- низьковольтний DC-DCперетворювач. Я зібрав такий перетворювач на базі германієвого pnp-транзістора ГТ308В ( VT) І імпульсного трансформатора МІТ-4В (котушка L1- висновки 2-3, L2- висновки 5-6):
Значення опору резистора Rпідбирається експериментально (в залежності від типу транзистора) - доцільно використовувати змінний резистор на 4,7 кОм і поступово зменшувати його опір, домагаючись стабільної роботи перетворювача.
мій перетворювач Joule Thief
ЗАРЯД іоністорів (суперконденсаторів)
Іоністор (суперконденсатор, англ. supercapacitor) Являє собою гібрид конденсатора і хімічного джерела струму.
іоністор - неполярнийелемент, але один з висновків може бути позначений "стрілкою" - для позначення полярності залишкового напруги після його зарядки на заводі-виробнику.
Для початкових досліджень я використовував іоністор 5R5D11F22Hємністю 0,22 Ф на напругу 5,5 В (діаметр 11,5 мм, висота 3,5 мм):
Я підключив його через діод до виходу Joule Thiefчерез германієвий діод Д310.
Для обмеження максимальної напруги зарядки іоністори можна використовувати стабілітрон або ланцюжок світлодіодів - я використовую ланцюжок з двохчервоних світлодіодів:
Для запобігання розряду вже зарядженого іоністори через обмежувальні світлодіоди HL1і HL2я додав ще один діод - VD2.
Мій саморобний вітрогенератор на шаговом двигуні, Мої захоплюючі і небезпечні експерименти
Мій саморобний вітрогенератор на шаговом двигуні Проїжджаючи на велосипеді повз дачних ділянок, я побачив що працює вітрогенератор. Великі лопаті повільно, але вірно оберталися, флюгер
Кроковий двигун в якості генератора?
Валявся у мене кроковий двигун і, вирішив я його спробувати використовувати в якості генератора. Двигун був знятий зі старого матричного принтера, написи на ньому такі: EPM-142 EPM-4260 7410. Двигун попався уніполярний, це означає що у цього двигуна 2 обмотки з відведенням від середини, опір обмоток склало 2х6ом.
Для тесту потрібен інший двигун, щоб розкрутити кроковий. Конструкція і кріплення двигунів показані на малюнках нижче:
Плавно запускаємо двигун, щоб гумка не злетіла. Треба сказати що на високих оборотах вона все ж злітає, з цього напруга вище 6 вольт не здіймав.
Підключаємо вольтметр і починаємо тестувати, для початку міряємо напругу. 
Думаю нічого пояснювати не потрібно і все зрозуміло по фотографії нижче. Напруга склало 16 вольт, обороти розкручує двигуни не великі, думаю якщо сильніше розкрутити то, можна і все 20 вольт вичавити.
Виставляємо напруга трохи менше 5 вольт, так, щоб кроковий двигун після моста видавав близько 12 вольт.
Світить! Напруга при цьому з 12 вольт просіло до 8 і двигун почав крутити трохи повільніше. Струм КЗ без світлодіодної стрічки склав 0.08А - нагадаю, що розкручує двигун працював НЕ на повну потужність, і не забуваємо про другу обмотку крокового двигуна, просто паралель їх не можна, а збирати схему мені не хотілося.
Думаю, з крокової двигуна можна виготовити непоганий генератор, причепити його на велосипед, або зробити на його основі вітрогенератор.
Кроковий двигун в якості генератора? Меандр - цікава електроніка
Кроковий двигун в якості генератора? Валявся у мене кроковий двигун і, вирішив я його спробувати використовувати в якості генератора. Двигун був знятий зі старого матричного принтера, написи