Желание сделать свое жилище полностью автономным присуще каждому владельцу загородного коттеджа и даже маленькой дачи. Но если с водой и канализацией особых проблем не возникает, то централизованные электрические сети часто подбрасывают неприятные моменты. Поэтому многие стараются обзавестись автономными мини-электростанциями, которые смогли бы поддерживать работу бытовой технике при аварии в сети.
Но такое оборудование стоит очень дорого и не каждому по средствам. Как поступить в такой ситуации? Можно купить один агрегат на несколько домов в складчину, но тогда он должен иметь большую мощность, а, значит, и высокую цену. Есть более дешевый вариант – собрать электрогенератор своими руками, используя для этого подручные средства. Каждый ли сможет сделать такое устройство? Попытаемся выяснить, проанализировав информацию в сети.
Что представляют собой генераторы и где применяются
– это оборудование способное производить электричество за счет сжигания топлива. Они бывают как одно-, так и трехфазными. Причем последние отличаются возможностью работы с различными нагрузками.
Они находят применение в качестве резервного и в некоторых случаях постоянного источника электроснабжения и предназначены для эксплуатации:
Виды и их особенности применения
Технологическое оборудование этого класса классифицируется по следующим параметрам:
- Сфере иcпользования;
- Типу сжигаемого топлива;
- Числу фаз;
- Мощности.
Начнем рассмотрение с области применения. В зависимости от этого фактора генераторы подразделяются на бытовые и профессиональные, хотя простой электрогенератор можно собрать и своими руками. Первые обычно выполнены в виде компактного силового агрегата и имеют мощность от 0,7 до 25 кВт. Они укомплектовываются двигателем внутреннего сгорания, работающем на бензине или дизельном топливе и оснащенном системой воздушного охлаждения. Такие устройства применяются в качестве резервных источников энергии для бытовых приборов и электроинструмента, как и электрогенератор с самозапиткой собранный своими руками.
Они отличаются небольшим весом и низким уровнем шума, поэтому находят широкое применение в частных домовладениях. Эксплуатация и обслуживание таких агрегатов не представляет сложности и справиться с ней сможет каждый, как и собрать электрический генератор своими руками.
Смотрим видео, немного о генераторах их видах и приемуществах:
Профессиональное оборудование рассчитано на работу в качестве постоянного источника энергоснабжения. Обычно такие генераторы используются в медицинских учреждениях и административных зданиях, а также в строительной отрасли при проведении аварийных и других работ. Агрегаты этого класса имеют значительный вес и не отличаются тихой работой, что значительно усложняет их транспортировку и выбор места для установки. Но в то же время они обладают более высоким моторесурсом и надежностью при эксплуатации в экстремальных условиях. К достоинствам таких электрогенераторов стоит отнести и экономное расходование топлива.
Мощность промышленных силовых установок может превышать 100 кВт, что позволяет использовать их в качестве резервных источников питания для электрооборудования крупных предприятий. Недостатком этих агрегатов является сложное техническое обслуживание.
Следующий параметр, используемый при классификации – тип топлива:
- Бензин;
- Дизель;
Первые имеют небольшой диапазон мощностей, но в то же время отличаются мобильностью и простотой в применении, как и , сделанный своими руками. Они используются в качестве резервных источников, так как обладают небольшим моторесурсом и высокой стоимость получаемой энергии.
Дизельные агрегаты имеют широкий диапазон мощностей и могут использоваться для электроснабжения общественных учреждений и даже небольших поселков. Однако они не отличаются компактными размерами и тихой работой, поэтому должны быть установлены на укрепленном фундаменте в отдельном помещении.
Применяются в основном на промышленных объектах. Они отличаются высокой экологичностью и дешевизной вырабатываемой энергии.
Различаются силовые установки и по количеству фаз на:
- Одно;
- Трех.
Первые подходят для приборов с однофазным питанием в соответствующих сетях. Вторые могут служить источником энергии для различных приборов и устанавливаются в домах с трехфазной разводкой сети.
Устройство и принцип работы
Принцип работы
Машина, способная преобразовать механическую энергию в электрическую называется силовой установкой. Ее принцип действия основан на хорошо знакомом каждому с курса школьной физики явлении электромагнитной индукции.
В нем говорится, что в проводнике, перемещающемся в магнитном поле и пересекающем силовые линии образуется ЭДС. Поэтому он может рассматриваться в качестве источника электроэнергии.
Но так как этот способ не совсем удобен для практического применения, то в генераторах его несколько изменили, используя вращательное движение проводника. В теоретическом плане силовые установки представляют собой систему электромагнитов и проводников. Но в конструктивном они состоят из двигателей внутреннего сгорания и генераторов.
Схема силовой установки, собранной своими руками
Многие, стараясь сэкономить средства, стараются насколько это возможно создавать самодельное оборудование, например, генератор. То, что этот прибор необходим в каждом доме объяснять никому не нужно, но промышленная модель стоит дорого.
Чтобы получить аналогичное оборудование в более дешевом варианте придется собирать его самому. Существуют различные схемы электрогенераторов, собранных своими руками: от самых простых – ветряков, до более сложных – выполненных на основе двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрим некоторые из них.
Ветряк – простой вариант
Схема Вятряка
Собрать такой агрегат можно из подручных материалов. Он может использоваться, как в походе, так и на даче и относится к бестопливным электрогенераторам собранным своими руками. Для него потребуются:
- Электродвигатель постоянного тока (ему будет отводиться роль генератора);
- Кареточные узел и ведомая звездочка со взрослого велосипеда;
- Роликовая цепь от мотоцикла;
- Дюралюминий толщиной 2 мм.
Все это не требует больших затрат, а возможно и вообще найдет бесплатно у вас в гараже. Как сделать электрогенератор своими силами вы сможете посмотреть на видео ниже. Сборка также не требует особых знаний. На вал электродвигателя устанавливается цепная звездочка.
Смотрим видео, подробная инструкция по сборке:
При этом может быть прикреплен к велосипедной раме. Лопасти ветряка делаются немного загнутыми и по длине до 80 см. Даже при небольшом ветре такое устройство способно давать то от 4 до 6 ампер и напряжение 14 В. В качестве генератора для ветряка может быть взят даже двигатель со старого сканера. Это самый простой электрогенератор, который можно собрать своими руками.
Силовая установка на основе старого генератора от мотоблока
Прежде, чем искать схему самодельного устройства решите, какой вариант для вас будет самым доступным. Возможно вы сможете найти генератор от старого мотоблока и на его основе соберете устройство, которое сможет обеспечить питание электролампы, размещенные в нескольких помещениях.
В качестве генератора для такой установки подойдет асинхронный двигатель серии АИР с частотой вращения до 1600 об/мин и мощностью до 15 кВт. Его связывают при помощи шкивов и приводного ремня с мотором, снятым с мотоблока. Диаметр шкивов должен быть таким, чтобы частота вращения электродвигателя, используемого как генератор была на 15% выше паспортного значения.
Смотрим видео, подробно о данных работах:
Обмотки двигателя должны быть соединены звездой, причем параллельно каждой их паре включается конденсатор. В итоге получается треугольник. Но чтобы обеспечить работу генератора необходимо, чтобы все генераторы имели одинаковую емкость.
Для сборки мощного самодельного генератора электроэнергии нам потребуется старый без восьмёрок на заднем колесе. Чем больше максимальное передаточное отношение, тем лучше. Из-за особенностей посадки предпочтительнее женские велосипеды, но их сложнее найти. 28-дюмовое колесо и передняя звёздочка на 52 зуба будут неплохим вариантом, но мой первый самодельный педальный генератор электричества был с 26-дюймовым колесом и звёздочкой на 46 зубов и он работал без проблем. Будет задействована только самая высокая передача, так что можно избавиться от переключателя передач. Снимите с все остальные ненужные детали — тормоза, переднее колесо, и т. д. можно сохранить, чтобы было за что держаться и было где закрепить выключатель, и вольтметр. Так как мы избавились от переднего колеса, то для установки велосипеда потребуется сделать подставку из металла, дерева или чего-то другого, чтобы заднее колесо не касалось земли.
Если вы используете генератор переменного тока K1 (используется на таких автомобилях, как Форд Fiesta, Escort, Granada, Воксхолл, Опель), то он часто идёт в комплекте с двухразмерным шкивом. Генераторов Lucas нужно избегать, так как они не так эффективны как генераторы Bosch и Motorola. Обратите внимание на автомобили с большими двигателями, в которых генераторы переменного тока рассчитаны на работу на низких оборотах. Генераторы Ford/Bosch N1 можно найти на автомобилях Sierra и Volvo. Они качественные, но немного больше и тяжелее за K1. Убедитесь, что вы купили автономный генератор, не требующий внешнего блока управления, так как некоторые японские генераторы поставляются без него. Лучше купить генератор с двумя большими клеммами и одной маленькой. Две большие клеммы подсоединятся вместе и служат плюсом, маленькая подсоединяется к индикаторной лампочке, а 5-миллиметровая клемма заземления соединяется с корпусом и служит минусом. После покупки неплохо будет провести базовый тест генератора. Для того, чтобы проверить работает ли генератор, можно использовать маленькую лампочку, которая у нас далее будет выступать в роли иникатора заряда. Если генератор переменного тока прошёл тест, то это ещё не значит, что он способен генерировать электричество. Но таким способом можно выявить самые распространённые недостатки: проблемы с предохранителем, блоком диодов, изношенные щётки. Эти неисправности можно устранить, позаимствовав запчасти у других сломанных генераторов с целыми диодными и управляющими блоками и т. д. Не выбрасывайте ржавые или грязные генераторы переменного тока. Если они прошли тесты, то они скорей всего они работоспособны.
Почистите генератор, предварительно сняв охлаждающий вентилятор (он шумный и не нужен). Закрепите генератор на кронштейне сзади сидения, так чтобы его шпиндель находился на 10 - 12 см кнаружи от обода, как показано на картинке ниже.
С помощью ленты или кабеля измерьте требуемую окружность ремня. Она равна приблизительно 82 дюймам. В автомагазине купите ремень A82 «V». Они выпускаются с шагом один дюйм, стоят около 500 рублей, также используются в сельскохозяйственной технике. На 26-дюймовых колёсах можно использовать ремни A78 и на 27-дюймовых — ремни A80. Ещё лучше купить ремень зубчатого типа, например, Goodyear Extraflex.
Такие ремни легче изгибаются вокруг небольших шкивов, что по сравнению со сплошным ремнём значительно снижает механические потери. Регулировка натяжения генератора переменного тока, установленного на автомобиле, осуществляется с помощью специальной пластины с прорезью. Вместо неё будем использовать пружинный натяжитель, предназначенный для сглаживания неровностей колеса. Так как требуется очень низкий вращающий момент, то не нужно сильно затягивать ремень. Сильно затянутый ремень увеличивает потери на трение. Если у вас шкив от K1, то после стабилизации его движения подсчитайте количество оборотов генератора за один поворот колеса — больше 45 хорошо, а 60 вообще идеально. Если вы купили разборный шкив K1, разберите его и между двумя тарелками положите прокладку, чтобы ремень прошёл дальше внутрь. Это позволит увеличить скорость.
После завершения механических работ при условии использования генератора в публичных местах, нужно обеспечить защиту всем движущимся частям. Маленьких детей привлекают блестящие движущиеся предметы — колесо и обод, а человек сидящий за генератором не видит, что происходит сзади! Даже несмотря на то, что не требуются передачи, не спешите избавляться от переключателя. Он натягивает цепь и в случае попадания пальца между цепью и звёздочкой можно отделаться только лёгким ушибом, тогда как без переключателя дело может дойти до ампутации.
Версия мощного педального генератора, описанная выше — «вертикальный велосипед на этажерке» — самый простой и очевидный способ создания самодельного генератора, но также несложно сделать версию на основе кресла. Дополнительно потребуется только дешёвое пластмассовое стуло, какая-нибудь подставка для ног, часть старого каркаса от палатки, две трубы большого диаметра (вставляются друг в друга) или регулятор высоты от вращающегося кресла. Если вы разрезаете офисное кресло, то берите только старые механические кресла без воздушных пружин, которые могут представлять опасность при разрезании и сверлении! Генераторы проще перевозить, если сделать их разборными посередине. Также можно избавится от натягивающей ремень пружины, прикрепив генератор так, чтобы ремень натягивался под своим собственным весом.
В сравнении с генератором на базе велотренажёра у генератора на основе шоссейного велосипеда есть недостаток, заключающийся в слабом эффекте маховике. Эту проблема решается с помощью дополнительного веса, который крепиться к ободу болтами диаметром 4 мм. Придайте грузу U-образный вид (выпуклостью наружу). Проследите, чтобы у груза не было никакой возможности оторваться. Не перестарайтесь с грузом! Я видел однажды как развалился нагруженный свинцом обод!
В продолжении статьи мы рассмотрим .
Я покажу как собрать простой, но достаточно мощный, генератор на 220 вольт.
Потребуется:
- коллекторный мотор, можно другой на 12 вольт- насадка на ось мотора - патрон от дрели
- бесперебойник UPS или инвертор с 12 на 220
- диод на 10 ампер: Д214, Д242, Д215, Д232, КД203 и т. д.
- провода
- велосипед
- и желательно аккумулятор на 12 вольт
Сборка:
- закрепляем велосипед так, что бы заднее колесо крутилось свободно, вывешиваем его- прикручиваем патрон на ось мотора
- крепим мотор так, что бы патрон плотно прижимался к колесу, можно подтянуть его пружиной
- подключаем мотор к аккумулятору: минусовой провод мотора к минусу аккумулятора, плюсовой провод мотора к аноду диода, катод диода к плюсу аккумулятора
- аккумулятор соединяем с бесперебойником или с инвертором
Всё! К бесперебойнику можно подключать потребители на 220 вольт и пользоваться электричеством! Как только аккумулятор разрядится, достаточно будет покрутить педали и примерно через час аккумулятор зарядится.
Где взять детали?
- мотор можно купить в автомобильном магазине: мотор вентилятора охлаждения. Стоит не дорого. А если хочешь почти даром, тогда его можно скрутить на пункте приёма металла, из старого авто.- бесперебойник от персонального ПК, можно старый с негожим внутренним аккумулятором. Или инвертор 12 - 220, продаётся в автомобильных магазинах.
- диод на 10 ампер, например: Д305, Д214, Д242, Д243, Д245, Д215, Д232,
Д246, Д203, Д233, КД210, КД203 и т. д. Продаётся в магазинах радио запчастей. Или можно его выкрутить из старой техники.
Мой опыт:
Несколько месяцев я пользовался этим генератором и он показал довольно не плохие результаты! Зарядный ток аккумулятора был примерно 10 ампер и зависел от того как крутить педали. Если крутить не спеша, получалось 5 ампер, если крутить максимально быстро, то 20 ампер. Средняя мощность генератора - 120 ватт. В основном пользовался потребителями малой мощности:3 Вт - зарядка телефона
- 5 Вт - радио приёмник
- 7 Вт - зарядка и пользование планшетом
- 10 Вт - зарядное фотоаппарата, фонарика и видеокамеры
- 12 Вт - энергосберегающая лампочка
- 30 Вт - музыкальный центр
- 40 Вт - ноутбук
- 70 Вт - телевизор (включал редко)
Мне хватало заряда почти на день, после чего я в течении часа крутил педали и вновь можно было пользоваться электричеством.
Если кто знает другие методы добычи электричества в домашних условиях делитесь в комментариях.
В загородных домах и на дачных участках зачастую отсутствует стационарное электричество, поэтому немалой популярностью пользуются электрогенераторы. Поскольку – далеко недешевое удовольствие, многие умельцы пытаются своими руками смастерить это устройство. Но для того чтобы оно полноценно справлялось с возложенной на него задачей – обеспечением дома электроэнергией, необходимо четко понимать схему устройства прибора. Вашему вниманию инструкция по созданию электрогенератора своими руками в домашних условиях (прилагается видео инструкция).
Электрогенератор: сферы применения, принцип действия
Сегодня речь пойдет об асинхронном электрогенераторе, поскольку он обладает рядом достоинств, отличающих его от классического синхронного. Самым главным из них является низкий клирфактор. Дело в том, что синхронные генераторы отличаются довольно высоким клирфактором, который характеризуется большим количеством высоких гармоник в выходном напряжении. Это, в свою очередь, приводит к ненужному нагреву устройства и неравномерному вращению мотора.
Асинхронный электрогенератор, сделанный своими руками, вполне подходит для использования в дачном хозяйстве, но, если говорить о промышленном применении подобных устройств, то их используют для добычи энергии на ветровых станциях, в качестве сварочных агрегатов или автономного средства поддержки электричества в доме наряду со стационарной ТЭС.
Устройство двигателя
Принцип действия устройства достаточно прост, если не рассматривать каждый происходящий внутри него процесс отдельно. Работа генератора происходит за счет явления магнитной индукции. Проводник проходит через электрополе (созданное искусственно) и создает при этом импульс, преобразующийся в постоянный ток.
Внутри генератора расположен мотор, который вырабатывает электричество по следующей схеме: в камерах сжигания двигателя сжигается топливо, при этом выделяется газ, приводящий в движение коленчатый вал. Тот, в свою очередь, передает импульс ведомому валу, на выходе дающему определенное количество энергии.
Процесс сборки генератора своими руками
Собрать асинхронный электрогенератор, в принципе, не составляет труда, если подойти к процессу со всей ответственностью. Для начала необходимо собрать все конструктивные элементы, которые понадобятся для сборки устройства:
- Двигатель. Этот генераторный элемент можно изготовить самостоятельно, но процесс настолько длителен и кропотлив, что легче использовать бывший в употреблении мотор из какого-нибудь старого бытового прибора (оптимально подойдет или ).
- Статор. Лучше купить полностью собранный статор (уже с обмоткой).
- Электропровода, в дополнении к которым также понадобится изолента.
- Трансформатор. Необязательный элемент, который необходим лишь в том случае, когда энергия на выходе имеет разную мощность.
Бывший в употреблении мотор
Перед тем как осуществлять сборку, вычисляем мощность будущего генератора. Для этого необходимо лишь подключить двигатель к сети и тахометром определить скорость его вращения. К полученной величине прибавляем 10% (компенсаторная величина, которая предотвратит перегрев устройства).
Совет. Так как генератор непосредственно связан с производством электричества, необходимо обязательно заземлить его. Отсутствие такового может привести не только к быстрому износу устройства, но и к его превращению в устройство опасное для жизни.
Вычислив мощность, подбираем подходящие конденсаторы и подключаем их в определенной последовательности по одной из схем, которые можно найти в свободном доступе в интернете.
Создавая электрогенератор в домашних условиях, будьте готовы к тому, что он (в большинстве случаев) не сможет конкурировать с заводскими моделями по производительности. Пытаться воплощать идею в жизнь стоит лишь в тех случаях, когда:
- имеются соответствующие навыки и знания в области электроники и механики;
- уже были успешные попытки создания подобных устройств;
- на руках имеется все необходимое оборудование и приборы для точных вычислений;
- есть опыт в чтении электросхем, а также умение осуществлять расчеты при конструировании электроприборов.
Самодельные генераторы, безусловно, обладают определенными достоинствами, среди которых можно отметить экономию средств и возможность создания устройства, полностью отвечающего предъявляемым требованиям.
Самодельный генератор не будет таким мощным как покупной
Но есть у подобных устройств и свои недостатки:
- большая вероятность частых поломок ввиду отсутствия герметичных креплений между конструктивными элементами устройства;
- возможная неточность в вычислениях мощности прибора, что приведет в процессе эксплуатации устройства к его невысокой продуктивности;
- для создания эффективного и надежного устройства нужны определенные знания и навыки.
Совет. Для повышения защиты устройства от воздействия внешних факторов (что, в свою очередь, позволит сохранить его продуктивность на протяжении длительного периода) желательно соорудить для него специальный защитный кожух.
И напоследок несколько полезных советов относительно грамотной эксплуатации асинхронного генератора. Во-первых, лучше оборудовать генераторное устройство кнопкой «вкл./выкл.» (по возможности). Во-вторых, периодически следует контролировать температуру прибора для предотвращения его перегрева. В-третьих, поскольку создаваемое устройство не имеет автоматических элементов, во время его эксплуатации необходимо будет периодически использовать тахометр, вольтметр и амперметр.
Как вы могли убедиться, в принципе, создать генератор в домашних условиях не так уж и сложно, особенно, если в наличии есть его основные конструктивные элементы. Вопрос в целесообразности таких устройств. С финансовой точки зрения это может быть выгодно лишь в одном случае: если у вас есть под рукой бывший в употреблении рабочий двигатель. В любом случае попробовать стоит. Удачи!
