Закон Ома

Закон Ома. Запам’ятовуємо, розуміємо, застосовуємо

Закон Ома – це закон про пропорційність сили струму прикладеній напрузі, альфа і омега електроніки. Формула закону проста, але запам’ятати формулу мало. Вона має застосовуватись рефлекторно, “на автоматі”.

Історія і формула

Про залежність між величинами вольтів, ампер, та омів в електричному колі вперше повідомив у 1826 році німецький фізик Георг Ом. Він стверджував, що струм між двома точками провідника пропорційний прикладеній до цих точок електрорушійній силі.

Сонячні панелі. Огляд нових технологій і тенденцій в 2019 році

• Читати далі про Сонячні панелі. Огляд нових технологій і тенденцій в 2019 році
• Коментувати

Сонячні панелі. Нові технології і тенденції в 2019 році

Сонячна енергетика динамічно розвивається і змінюється. Розвиток відбувається відразу в декількох напрямках:

Електрична огорожа: тонкощі, секрети і поради

• Читати далі про Електрична огорожа: тонкощі, секрети і поради
• 1 коментар
• Коментувати

Електрична огорожа: нюанси, тонкощі, поради з встановлення та користування

Електричний пастух — незамінна річ у фермерському господарстві. Хто раз спробував — відмовитися від нього не зможе. Ця стаття навчить, як набити менше синяків на початку, як оминати не завжди очевидні «граблі», просто порадить, що краще, як краще, чого не можна і як потрібно. Матеріал статті збирався на десятках сторінок сільськогосподарських форумів, відбиралися тільки реальні рекомендації, поради, розповіді про особливості використання електричного пастуха.

Огляд схем перетворювачів напруги з 12 В на 220 В

• Читати далі про Огляд схем перетворювачів напруги з 12 В на 220 В
• Коментувати

Перетворювачі напруги з 12 В на 220 В: огляд схем та варіантів реалізації

Перетворювачі напруги з 12 В на 220 В цікаві всім, хто багато їздить і проводить тривалий час в машині. Доводиться живити і заряджати ноутбук, комунікатор, бездротові навушники, стільниковий телефон, подеколи потрібен навіть автомобільний холодильник (краще, звичайно, на 12 вольт, такі продаються). Такий перетворювач можна підключати до прикурювача або до акумулятора. Підключати доцільно безпосередньо до акумулятора, оскільки в прикурювача тоненькі дроти, а при зарядці споживається багато струму.

Покращений контролер заряду акумуляторної батареї

• Читати далі про Покращений контролер заряду акумуляторної батареї
• Коментувати

Новий покращений контролер заряду акумуляторної батареї для сонячних і вітряних систем

Для накопичення енергії з вітряків і сонячних батарей використовуються акумуляторні батареї (перважно на 12В). Коли акумулятор заряджений, контролер заряду переключає джерело електроенергії з акумулятора на навантажувальний баласт.

Відлякувач собак: огляд схем для виготовлення своїми руками

• Читати далі про Відлякувач собак: огляд схем для виготовлення своїми руками
• 1 коментар
• Коментувати

Відлякувач собак: огляд схем для виготовлення своїми руками

Відлякувач для собак, ласкавих і добрих друзів людини, не потрібен, але зробити прилад, що лякав би тварин агресивних і злих — справа свята. Було б добре ще знайти працюючу схему, чи не так ?

Розглянемо декілька схем відлякувачів собак для охочих попрацювати своїми руками

Сучасний електропастух

• Читати далі про Сучасний електропастух
• Коментувати

Сучасна реалізація електропастуха

Тема електропастуха та електричної огорожі для домашніх тварин вже декілька десятків років актуальна для усіх, хто веде фермерське господарство. Сучасну реалізацію електропастуха пропонують учасники форуму http://fermer.ru/, які наводять схеми електропастуха і діляться досвідом виготовлення електропастуха своїми руками. Матеріали форуму http://fermer.ru/ викладені нижче.

Електропастух на сонячних елементах

• Читати далі про Електропастух на сонячних елементах
• Коментувати

Електропастух з живленням від сонячної батареї

Конструкції і схеми електропастуха можуть бути реалізовані по-різному. Т. Баєрс, автор книги «20 конструкцій з сонячними елементами» (Москва, вид. Мир, 1988р.), стверджує, що після встановлення невеликої сонячної батареї відпадає необхідність в зміні чи підзарядці акумуляторних батарей для електропастуха.

Принципова схема електропастуха

Детектор прихованої проводки

• Читати далі про Детектор прихованої проводки
• Коментувати

Детектор прихованої проводки

Детектор прихованої електричної проводки потрібен багатьом домашнім майстрам. Проблема пошуку такої проводки вирішується за допомогою детектора, виготовленого за запропонованою нижче схемою (див. малюнок).

Сушарка для фруктів

• Читати далі про Сушарка для фруктів
• Коментувати

Проста конструкція сонячної сушарки для фруктів

Сушарка для фруктів і овочів, у якій працює «парниковий ефект», що забезпечує температуру під плівкою на 20-25° С вищу за температуру навколишнього середовища, була описана у 90-і роки в журналі «Моделіст-Конструктор».

Процес висушування йде в такій сушарці майже втричі швидше, ніж у звичайній:

ВИЭ шаговой доступности

Наверное, читатель согласится с тем, что истинная забота о природе предполагает не только разговоры о ВИЭ и повторном применении различных изделий и материалов, но и реальные дела. Предлагаем вам на досуге из ненужных вещей изготовить ветровую микротурбину. Она пригодится в походах и на любимой даче, особенно если там иногда отключают свет.

В качестве генератора удобно применить шаговый двигатель (ШД) от старого 5,25-дюмового накопителя на гибких дисках, которые были в ходу лет 20–25 назад, а сегодня всё ещё встречаются в старых компьютерах, валяющихся в кладовках и на антресолях. Во-первых, шаговый двигатель от флоппи-накопителя способен выдать мощность 5 Вт, которой хватит для зарядки стандартных аккумуляторов и гаджетов, а также питания миниатюрных светодиодных ламп и других устройств. (Если вам нужна большая мощность, возьмите ШД от принтера.) Во-вторых, шаговый двигатель не требует высоких оборотов, следовательно, к его валу можно напрямик подсоединить винт (крыльчатку) самодельного ветряка.

Прототип 5-ваттного самодельного ветряка

ШД имеет четыре обмотки, соединённые попарно. Общие выводы пар могут быть замкнуты между собой (тогда из двигателя выходят пять проводов) или не замкнуты (шесть проводов).

Если вал шагового двигателя не будет вращаться,
разберите его и смажьте

Чтобы получить напряжение 5 В, предлагаем собрать двойной мостовой выпрямитель (см. схему на шаге 3) и применить интегральный стабилизатор напряжения типа КРЕН5А (КР142ЕН5А) или его зарубежный аналог, например, TL780-05CKC. Для вывода напряжения удобно взять стандартное USB-гнездо, которое можно попросить у знакомого компьютерного мастера. Показанные на схеме диодные мосты рекомендуем извлечь из старого блока питания от компьютера.

Обратите внимание, что при сборке схемы вам нужно будет задействовать все фазовые выводы, а общие провода – оставить неподключёнными. В нашем случае у двигателя был один общий вывод (красный провод). Порядок подключения фаз к диодным мостам не имеет значения. Общие выводы ищите с помощью омметра по сопротивлению обмоток. Интегральный стабилизатор обязательно посадите на металлический теплоотвод.

Для иллюстрации статьи мы собрали модель ветрогенератора с вертикальной осью вращения, которая не требует ориентирования по ветру. Крыльчатку изготовили из жестяной банки от печенья, вырезав и изогнув части её боковых стенок. Вы можете сделать крыльчатку любого типа – в Интернете достаточно примеров различных конструкций. Важно продумать надёжное крепление крыльчатки на оси двигателя и монтаж последнего на опоре.

Учтите, что отечественный интегральный стабилизатор КРЕН5А более требователен к схемам «обвязки», чем его зарубежные аналоги. К входу и особенно выходу КРЕН5А (как можно ближе) нужно присоединить керамические конденсаторы ёмкостью не менее 2 мкФ.

Возможно, вам придётся опробовать несколько вариантов крыльчатки, чтобы добиться хороших ветровых характеристик. Завершив эксперименты, закройте шаговый двигатель и электронные схемы кожухом.

При работе с паяльником и другими инструментами соблюдайте технику безопасности.

Шаг 1. Соберите всё, что потребуется: флоппи-дисковод,
жестяную банку из-под печенья, радиодетали, инструменты,
мультиметр, провода, паяльник и т. д.

Шаг 2. Извлеките из дисковода шаговый двигатель.
В цилиндре на его валу просверлите три отверстия
диаметром 2,5 мм под резьбу М3. Нарежьте резьбу.

Шаг 3. У шагового двигателя с помощью омметра найдите
общий провод. Соберите приведённую схему. Позаботьтесь
об охлаждении стабилизатора.

Шаг 4. Проверьте работу схемы, вращая вал рукой.
Опробуйте генератор под нагрузкой. Оцените требуемые
для его работы размеры лопастей (крыльев).

Шаг 5. Превратите пластиковую бутылку или жестяную
банку в крыльчатку ветрогенератора. Надёжно прикрепите
её к валу шагового двигателя.

Шаг 6. Закрепите получившуюся систему на опоре.
Проверьте ветровую микротурбину в действии
с помощью вентилятора. Желаем удачи!

Ветрогенератор своими руками

Из-за постоянного роста цен на потребляемую электроэнергию большинство предприимчивых людей задумываются об альтернативных источниках энергии, которые могут быть изготовлены в домашних условиях. В некоторых регионах нашей страны в качестве такого средства удобнее всего использовать ветровой генератор (смотрите рисунок ниже по тексту).

При рассмотрении вопроса о том, как сделать ветрогенератор, необходимо помнить о том, что для обеспечения электричеством даже небольшого строения потребуется мощный агрегат, стоимость которого может оказаться «неподъёмной». По этой причине большинство пользователей выбирают простейший вариант этого устройства, пригодный для питания не очень энергоёмких потребителей.

Экономичность этих устройств (в отличие от традиционного бензогенератора), как правило, не вызывает у них каких-либо сомнений.

Возможности и назначение

Перед изготовлением ветрогенератора своими руками следует тщательно просчитать все возможные издержки, связанные со сборкой и эксплуатацией этого агрегата (иначе с эффективностью его работы). Для этого необходимо заранее определиться с тем, для каких нужд он предназначается, то есть обозначить круг потребителей генерируемой энергии мощностью порядка 1 квт.

Обычно такие агрегаты используются как дополнительные источники энергии, которых достаточно для того, чтобы:

• Обеспечивать электроэнергией отопительную систему не очень высокой мощности;
• Самому подогреть в случае необходимости некоторое количество воды;
• Освещать отдельные зоны отдыха и прогулочные дорожки (при наличии аккумуляторных устройств).

Перед тем, как сделать электрогенератор своими руками, необходимо также выяснить особенности розы ветров в данном регионе, что очень важно для выбора основных параметров его механизма.

Так, для большинства регионов нашей страны, где ветра не отличаются постоянством и достаточной интенсивностью, целесообразнее использовать самодельный агрегат, рассчитанный на сравнительно низкое напряжение (не более 12 Вольт).

Мощность генератора в этом случае будет ограничена (не более 1-3-х киловатт), что объясняется инерционностью процессов, протекающих в слишком массивных и энергоёмких устройствах.

Для их «раскрутки» потребуется «мощный» вращающий импульс, который в случае слабых ветров не удастся получить даже при лопастях большого размера. Простой, не очень габаритный и малоинерционный прибор – вот оптимальный вариант изготовления элекрогенератора своими руками в бытовых условиях (смотрите фото далее по тексту).

Обратите внимание! Такие генераторы для ветряка, своими руками собранные за городом, можно будет использовать при отключении электропитания 220 Вольт с целью зарядки мобильного телефона и других гаджетов.

Часть деталей будущего электродвигателя можно будет взять уже готовыми, переделав их соответствующим образом.

Выбор конструкции и деталей

При выборе конструкции генераторной ветроустановки следует исходить из климатических условий, характерных для данной местности. Так, для областей с низкой ветровой активностью оптимально подходят генераторы вэу, оснащённые лопастями парусного типа (его внешний вид приведён на рисунке ниже).

В регионах с сильными ветровыми нагрузками самодельный ветрогенератор для дома чаще всего делают в виде вертикально размещённого устройства ограниченной мощности.

Несмотря на то, что ветрогенераторы с вертикальной осью вращения в изготовлении несколько дороже своих горизонтальных аналогов, зато они лучше переносят сильные ветровые нагрузки. Для их изготовления могут применяться самодельные лопасти, собранные из подручных средств (некоторые умельцы приспособились делать их из бочки, разрезанной на отдельные металлические фрагменты).

Более производительные «уловители» ветра целесообразнее покупать готовыми и приспособить их к генератору, в качестве которого можно использовать переделанный мотор от принтера. В любом случае перед началом работ следует проработать эскиз будущего генератора, на котором должна быть изображена подробная схема сборного агрегата.

Дополнительная информация. При выборе покупных лопастей следует исходить из того, что самыми дешёвыми считаются так называемые «парусники».

На их основе проще всего изготавливается вертикальный ветрогенератор.

Для завершения описания возможных конструкций добавим, что будущее устройство может быть сделано из автомобильного стартера или любого отслужившего свой срок автогенератора. Рассмотрим каждый из предлагаемых вариантов изготовления электрогенераторов своими руками более подробно.

Генератор из сканера

Перед тем, как самостоятельно изготовить простейший ветрогенератор 2 Квт, например, потребуется подобрать подходящий для этих целей мотор соответствующей мощности.

В этом случае для сборки ветрогенератора для дома своими руками можно будет воспользоваться старым, но ещё не отработавшим свой срок двигателем от сканера (смотри фото ниже).

Перед тем, как собирать горизонтальный ветрогенератор, рекомендуется обратить внимание на следующие важные моменты:

• При скорости вращения его ротора 200-300 об./мин напряжение удастся поднять максимум до 12 вольт, а вырабатываемая им мощность составит не более 3-х Ватт;
• Этого будет достаточно лишь для заряда аккумулятора небольшой емкости;
• Для сборки более мощного устройства число оборотов придётся поднять до 1000, но в этом случае потребуется редуктор;
• С другой стороны, если собранная передаточная цепочка содержит дополнительный элемент, то увеличивается тормозящий момент, что приведёт к снижению КПД всего устройства (уменьшению его отдачи).

При применении редуктора стоимость преобразователя существенно возрастает, что также должно учитываться при выборе его схемы. В ситуации, когда принято решение о сборке ветряного генератора своими руками без редуктора, исполнителю обязательно потребуются следующие узлы и детали:

• Небольшой по размеру и мощности мотор, снятый со старого сканера;
• Комплект любых выпрямительных диодов в количестве 8-ми штук, необходимых для сборки 2-х выпрямительных мостиков;
• Конденсатор ёмкостью не менее 1000 мкф (можно больше) и стабилизатор типа LM7812;
• Механические детали для изготовления лопастей и ступицы (пластиковая труба и алюминиевая заготовка).

На размещённом ниже рисунке приводится электрическая схема будущего генератора.

Из неё следует, что с выхода шагового двигателя наведённая в его обмотках ЭДС поступает на выпрямительный мостик с подключённым к его выходу сглаживающим фильтром (конденсатор С).

Обратите внимание! Поскольку мотор содержит две отдельных обмотки, для выпрямления переменного тока потребуется два диодных узла.

После сглаживающего электрического фильтра выпрямленное напряжение поступает на стабилизатор LM7812, на выходе которого формируется постоянное напряжение 12 Вольт (им при необходимости можно заряжать аккумуляторы АКБ).

Изготовление привода (лопастей)

В качестве приводного узла берётся алюминиевая пластина произвольной формы, удобная для осевой фиксации 3-х лопастей, разнесённых на 120 градусов (фото ниже).

Рабочие лопасти для ветрогенератора своими руками выпиливаются из обычной пластиковой трубы, на которой предварительно намечаются фломастером 3 заготовки длиной 50 см и шириной 10 см.

После вырезки их края просто обрабатываются надфилем и шкуркой, а затем они закрепляются на алюминиевой пластине-втулке, которая впоследствии крепится на валу двигателя вблизи его фланца.

После изготовления лопастной конструкции она фиксируется на валу посредством нескольких зажимных болтов, обеспечивающих жёсткую установку на миниатюрную электростанцию.

Дополнительная информация. Изготавливаемые вручную самодельные лопастные заготовки следует делать с запасом (их общее число может быть увеличено до четырёх или пяти).

Необходимость в этом объясняется тем, что со временем сделанный своими руками агрегат изнашивается, а при сильных порывах лопасти иногда ломаются. Для продления их жизни при изготовлении можно использовать более износостойкие материалы. Кроме этого варианта можно собрать ветрогенератор с лопастями, сделанными из сплавов алюминия.

Установка и настройка

Балансировка пластиковых лопастей осуществляется путём срезания излишков материала с концов, а угол наклона регулируется их изгибом под нагревом. Сам электрический генератор закрепляется болтами на отрезке пластиковой трубы, которая, в свою очередь, приваривается к вертикальной опоре.

Окончательная сборка генератора сводится к фиксации этой опоры внутри вертикально установленной мачтовой трубы с использованием подшипника. Благодаря такой установке, вся конструкция может свободно вращаться на 360 градусов вокруг своей оси.

Плата с электроникой закрепляется непосредственно на корпусе подвижного генератора, а напряжение с него снимается через токосъёмные кольца с комплектом щёток. Изготовленный своими руками ветрогенератор для частного дома закрепляется на высоте примерно 5-8 метров.

Ветряк вертикальной установки

Соорудить ветрогенератор своими руками на 220 вольт можно и в виде вертикально ориентированной конструкции, чертежи которой приводятся ниже.

Лопастями этой конструкции служат фрагменты железного бочонка небольшого размера, вырезанные по заранее подготовленному профилю. А в качестве основы, на которой они закрепляются, можно выбрать ступицу от генератора постоянного тока автомобиля.

Перед тем, как сделать генератор этого типа, необходимо учесть, что из-за малых оборотов исходной установки мощность генератора тока будет ограничена и вряд ли превысит 2-3 кВт. Для их увеличения потребуется изготовить или купить специальное преобразующее устройство с передаточным числом 1:12 (его называют мультипликатором или редуктором). При одном повороте лопастей на 360 градусов вал генераторного устройства будет делать 12 оборотов.

О том, как сделать электрогенератор своими руками из автомобильного генератора, в Интернете имеется достаточно информации. Там же указывается, что, несмотря на вносимую редуктором дополнительную нагрузку, она все же не превышает аналогичного показателя для автомобильной схемы со стартёром.

Лопасти для такого изделия можно вырезать из листа алюминия с соответствующими подготовленному профилю размерами. При установке на ветряк, используемый для отопления, например, их потребуется минимум 6 штук.

Генератор на магнитах

Ищущим информацию о том, как собрать генератор в обычных домашних условиях, следует знать о ещё одном распространённом способе его изготовления. Речь пойдёт о таком известном варианте исполнения как генератор на неодимовых магнитах.

Изготовить такой агрегат довольно просто. За его основу берётся ступица от колеса, служащая ротором, после чего на неё посредством специального состава наклеиваются порядка 20-ти неодимовых магнитов. Для большей прочности сверху они дополнительно заливаются эпоксидной смолой.

Обмотки статора изготавливаются в виде катушек с общем количеством витков порядка 1000-1200. Устройство на неодимовых магнитах 5 квт мощности, например, должно обеспечивать на выходе выпрямителя постоянный ток около 6-ти Ампер. Этого вполне достаточно для того, чтобы заряжать 12-вольтовый АКБ.

В заключение обзора, посвящённому тому, как сделать электрогенератор своими руками, отметим, что для его изготовления от исполнителя потребуется лишь немного умения и сосредоточенности. При условии внимательного изучения приведённых здесь материалов собрать генераторное устройство будет совсем несложно.

Видео

Ветрогенератор на заднем дворе

Настоящий ветрогенератор — это слишком дорого в том случае, если его планируется использовать для решения простых домашних задач, не требующих большой мощности. Если всё, что нужно — это немного энергии для LED-освещения или для проекта, основанного на Raspberry Pi Zero, это как-то несоразмерно довольно серьёзным деньгам, которые придётся заплатить даже за небольшой ветряк. То же касается и школьных экспериментов, время и деньги, уходящие на организацию которых, обычно стараются свести к минимуму. Школы часто стеснены в средствах.

В этом материале мы расскажем о том, как создать собственный маленький ветрогенератор. Делать мы его будем из велосипедных запчастей и из того, что можно купить в строительном магазине. Стоимость проекта находится где-то в районе $80-150. На создание генератора уйдёт 8-16 часов. При ветре, который чуть сильнее «слабого ветра» по шкале Бофорта, наш генератор способен дать около 1 ватта мощности. Этого достаточно для того чтобы зарядить небольшую батарею, а значит, энергия у нас будет и в безветренную погоду.

Домашний ветрогенератор

Описываемая здесь маленькая ветряная турбина — это, по сути, экспериментальный проект, в ходе работы над которым можно освоить основы ветроэнергетики. Эту турбину нельзя назвать абсолютно надёжным источником энергии. Не стоит ждать от неё чудес! Кроме того, учитывайте, что сильный ветер опасен для нашей турбины. Эта машина не рассчитана на нормальную работу при таком ветре. Он её, скорее всего, разрушит. Поэтому турбину стоит убирать в плохую погоду. В частности, нужно учитывать то, что её обломки, носимые ветром, могут кого-нибудь поранить.

В отличие от типичных коммерческих турбин с горизонтальной осью вращения, оснащаемых тремя лопастями, закреплёнными на горизонтальном валу, в нашем проекте используется вертикальный вал ротора. Это избавляет нас от необходимости в механизме, учитывающем направление ветра, и сильно упрощает проект турбины. Наш генератор, в сущности, представляет собой велосипедное колесо, смонтированное на вертикальной стойке, которое связано с электрическим генератором. В роли лопастей ротора используются восемь «полутруб», вырезанных из дешёвых пластиковых (PVC) канализационных труб и прикреплённых к ободу колеса.

Турбина начинает вращаться при достижении ветром силы, примерно соответствующей 2 баллам (около 6 км/ч) по шкале Бофорта (смотрите таблицу ниже). Если сила ветра достигает 5 по шкале Бофорта (около 30 км/ч), турбина даёт около 1 ватта мощности (по нашим измерениям — 147 мАч при 6,7 В).

Шкала Бофорта (по материалам Википедии)

• Переднее велосипедное колесо диаметром 28 дюймов и электрический генератор. Я купил новый генератор на eBay за €40, но в Европе часто встречаются подержанные генераторы. В США можно найти такой на eBay, а можно купить дешёвую динамо-втулку Shimano и установить её в старое колесо.
• 2 4-дюймовые PVC-трубы (условный проход трубы — 110 мм) длиной 2 метра. Я использовал тонкостенные трубы, но то, какими именно они будут, особой роли не играет.
• 16 крепёжных винтов с гайками и с большими шайбами. Длина и диаметр винтов зависят от характеристик обода колеса.
• Стальная водопроводная оцинкованная труба диаметром 1 1/2 дюйма с резьбой по обоим концам. Её длина (высота мачты ветряка) подбирается самостоятельно и зависит от условий, в которых придётся работать генератору.
• Стальная трубопроводная арматура для водопроводной трубы 1 1/2 дюйма. Торцевая заглушка (она совершенно необходима) и тройник (необязательно).
• Повышающе-понижающий (buck-boost) преобразователь напряжения DC-DC, такой, как Mesa #DSN6009 4 A. Я рекомендую преобразователь с выходной мощностью 30 Вт.
• 2 электролитических конденсатора, 2200 мкф, как минимум 12 В.
• Мостовой выпрямитель. Минимум — 500 мА.
• Диод 1N4007.
• Термоусаживаемые трубки или изолента.
• Проволочные тросы и винты с петлями (необязательно). Всё это может понадобиться для фиксации мачты.
• Мешок цемента (необязательно). Может понадобиться для крепления мачты.

Инструменты:

• Ножовка или электролобзик для резки тонких PVC-труб.
• Дрель со свёрлами для пластика и металла.
• Отвёртка и/или гаечный ключ и комплект насадок, подходящих для используемых винтов, гаек, болтов.
• Паяльник и припой.

Делаем ветрогенератор из велосипедного колеса

Начнём работу над ветрогенератором. Мы будем пользоваться мачтой, сделанной из стальной водопроводной трубы, которая, возможно, будет закреплена в земле с помощью бетона. Принимая решение о высоте мачты и о способе её крепления стоит почитать местные законы. Возможно, в зависимости от условий эксплуатации генератора, мачту понадобится закрепить с использованием растяжек.

▍1. Вырезание лопастей турбины

Мы использовали тонкостенные канализационные PVC-трубы (Рис. A). В Германии, где я живу, такие трубы окрашены в оранжевый цвет, в Северной Америке такие трубы обычно белого цвета.

Мы, с использованием пилы, можем вырезать 4 лопасти из одной двухметровой трубы (Рис. B). Нам нужно 8 лопастей. Постарайтесь резать трубы точно по центру. В идеале все лопасти должны иметь одинаковый вес.

▍2. Прикрепление лопастей к генератору

В роли генератора мы используем велосипедное колесо (обод) с закреплённым в нём генератором (Рис. C). Лучше всего подходят колёса с алюминиевым ободом, так как их легче сверлить. Если вы взяли колесо от старого велосипеда — не забудьте снять с него шину, камеру и тормозные диски.

Прикрепите к колесу лопасти так, как показано на Рис. D, используя 2 винта, гайки и большие шайбы. Лопасти должны быть распределены по ободу равномерно (возможно, вам в этом поможет подсчёт количества спиц между лопастями) и выровнены по центру обода.

▍3. Сборка мачты

Мачту мы будем делать из оцинкованной стальной водопроводной трубы с резьбой на обоих концах. В торцевой заглушке (Рис. E) надо просверлить 9-миллиметровое отверстие и прикрутить колесо к заглушке, пропустив через это отверстие ось генератора с резьбой (Рис. F ниже). После того, как мачта будет надёжно закреплена (!), можно прикрутить к ней заглушку.

В деле надёжной установки мачты может пригодиться тройник, прикрученный к той части трубы, которая будет закреплена в земле и залита бетоном. Тройник позволит надёжно зафиксировать мачту в бетоне. При этом вес бетона должен быть достаточно большим для того чтобы поддерживать и фиксировать мачту. Вся конструкция должна быть надёжно закреплена. В результате, если ожидается буря, можно просто открутить нижнюю часть мачты от бетонного основания и убрать турбину в безопасное место.

Не стоит недооценивать силу, с которой ветер воздействует на окружающие предметы. Эта сила возрастает пропорционально кубу (третьей степени) скорости ветра! Поэтому, если нужно, зафиксируйте мачту с помощью растяжек.

▍4. Сборка электронных компонентов

Наша ветроэлектростанция рассчитана на зарядку свинцово-кислотного аккумулятора с помощью тока, генерируемого динамо-машиной. Используемый нами электрогенератор вырабатывает переменный ток, который мы преобразуем в импульсный постоянный ток, используя мостовой выпрямитель. Этот ток, для его сглаживания, передаётся на два электролитических конденсатора ёмкостью 2200 мкф.

Сглаженный постоянный ток затем подаётся на повышающе-понижающий преобразователь (на eBay он стоит примерно $10), который используется в роли регулятора зарядки аккумулятора. Он преобразует входное напряжение, находящееся в диапазоне от 1,25 до 30 В, в заданное постоянное напряжение. Мы установим выход конвертера на 0,7 вольта выше конечного напряжения заряда аккумулятора (для компенсации прямого напряжения диода). Диод 1N4007 нужен для того чтобы предотвратить обратный ход тока от аккумулятора к конвертеру.

Например, 6-вольтовый свинцово-кислотный аккумулятор имеет напряжение зарядки 7,2 В. Учитывая необходимость добавления прямого напряжения диода, которое равняется 0,7 В, конвертер нужно установить на выходное напряжение в 7,9 В.

Электрическая нагрузка (это может быть что угодно, например — светодиод) будет подключена к выходам аккумулятора. Учитывайте то, что эта нагрузка должна поддерживать выходное напряжение, установленное на конвертере. Сам генератор может быть способен дать лишь небольшой ток, а батарея может выдать несколько ампер. Последствия короткого замыкания могут быть весьма печальными (может случиться пожар). Для того чтобы предотвратить несчастные случаи, нужно, независимо от того, что именно вы подключаете к ветрогенератору, принимать соответствующие меры безопасности.

Штормовое предупреждение!

После того, как электронные компоненты генератора собраны, всё готово к тому, чтобы превратить силу ветра в электроэнергию! Теперь перед вами раскрываются возможности владельца ветрогенератора.

Наш генератор, правда, это всего лишь экспериментальное устройство, недорогая практическая демонстрация принципов работы ветряных турбин, которая может найти применение, например, в школах. Эта турбина не рассчитана на работу при сильном ветре. Когда турбина не используется, или если сила ветра превышает 6 по шкале Бофорта, всю конструкцию нужно разобрать и куда-нибудь спрятать.

Велосипедное колесо и лопасти из труб не рассчитаны на постоянное использование, в особенности — при сильном ветре. Вы можете сами усилить конструкцию в том случае, если хотите, чтобы ветрогенератор работал бы на постоянной основе. (Правда, надо сказать, что моя конструкция оказалась прочнее, чем я ожидал. Я оставил её в саду и она работала там при любой погоде — до тех пор, пока не вышла из строя одна из растяжек. Тогда мачта рухнула и сломалась одна из лопастей турбины.)

Если вас интересует тема ветрогенераторов — можете взглянуть на этот материал и посмотреть это видео. Загляните на этот сайт, посвящённый генератору Chispito. Вот и вот — ещё пара полезных ресурсов.

А вы хотите построить собственный ветрогенератор?