Контроллер для ветрогенератора

Средние цены

Как правило контроллер для ветровой установки изготавливается компанией, производящей ветровые генераторы и поставляется комплектно с прочим оборудование. Однако, по ряду причин, иногда появляется потребность приобрести данный прибор отдельно от основного комплекта. В этом случае необходимо выбрать устройство в соответствии с техническими характеристиками системы и бренда производителя, который является предпочтительнее для каждого индивидуального пользователя.

Содержание

На рынке данного оборудования представлены следующие, наиболее популярные модели:

«WWS03A-12», производство Китай.

Технические характеристики:

Мощность — 0.2 кВт;
Максимальная входная мощность – 0,3 кВт;
Напряжение постоянного тока – 12,0 В;
Технология – PWM;
Назначение – универсальное (ветрогенератор/солнечная батарея).

Стоимость устройства – от 9000,00 рублей.

«WWS04A-12», производство Китай.

Технические характеристики:

Мощность — 0.4 кВт;
Максимальная входная мощность – 0,6 кВт;
Напряжение постоянного тока – 12,0 В;
Технология – PWM;
Назначение – универсальное (ветрогенератор/солнечная батарея).

Стоимость устройства – от 12000,00 рублей.

«WWS10A-24-E», производство Китай.

Технические характеристики:

Мощность — 1.0 кВт;
Максимальная входная мощность – 2,0 кВт;
Напряжение постоянного тока – 24,0 В;
Технология – PWM;
Назначение – универсальное (ветрогенератор/солнечная батарея).

Стоимость устройства – от 22000,00 рублей.

«Exmork ZKJ-B 1.5 KW-48 Vdc», производство Россия.

Технические характеристики:

Мощность — 1.5 кВт;
Максимальная входная мощность – 2,0 кВт;
Напряжение постоянного тока – 48,0 В;
Технология – PWM;
Внешний блок – ТЭНы;
Температура эксплуатации — -30,0 — +65,0 ℃;
Габаритные размеры – 430х340х220 мм;
Габаритные размеры внешнего блока ТЭНов – 360х330х200 мм;
Вес контроллера – 9,0 кг;
Вес блока внешних ТЭНов – 5,0 кг.

Стоимость устройства – от 27000,00 рублей.

«Exmork ZKJ-B 2KW-24 Vdc», производство Россия.

Технические характеристики:

Мощность — 2.0 кВт;
Максимальная входная мощность – 2,5 кВт;
Напряжение постоянного тока – 24,0 В;
Технология – PWM;
Внешний блок – ТЭНы;
Температура эксплуатации — -30,0 — +40,0 ℃;
Габаритные размеры – 590х490х315 мм;
Габаритные размеры внешнего блока ТЭНов – 490х460х310 мм;
Вес контроллера – 23,0 кг;
Вес блока внешних ТЭНов – 15,5 кг.

Стоимость устройства – от 46000,00 рублей.

«Exmork ZKJ-B 5KW-48Vdc», производство Россия.

Технические характеристики:

Мощность — 5.0 кВт;
Максимальная входная мощность – 5,5 кВт;
Напряжение постоянного тока – 48,0 В;
Технология – PWM;
Внешний блок – ТЭНы;
Температура эксплуатации — -30,0 — +40,0 ℃;
Габаритные размеры – 590х490х315 мм;
Габаритные размеры внешнего блока ТЭНов – 490х460х310 мм;
Вес контроллера – 43,0 кг;
Вес блока внешних ТЭНов – 17,0 кг.

Стоимость устройства – от 89000,00 рублей.

Законно ли использование ветра?

Создание собственной, хоть и компактной, но электростанции – вещь серьезная, поэтому логично, что невольно возникает вопрос: а законно ли их использование? Да, если мощность запускаемой от ветра установки не будет превышать 1 кВт, что вполне хватит для обеспечения электрическим током среднего загородного дома.

Дело в том, что именно с таким показателем мощности устройство считается бытовым и не требует обязательной регистрации, сертификации, согласования, постановки на учет и, тем более, не облагается никаким налогом.

Впрочем, перед тем, как сделать ветрогенератор для дома, лучше обезопасить себя и учесть несколько моментов:

Не приняты ли в регионе проживания особые ограничения на использование альтернативных источников энергии?
Какова допустимая на местности высота мачты?
Не будет ли шум от редуктора и лопастей превышать установленные нормативы?
Предусматривать ли защиту от создаваемых эфирных помех?
Не станет ли мачта мешать миграции птиц или вызывать другие экологические проблемы?

Строительство своими руками

Ветровой генератор является дорогим удовольствием. При желании установить его на своей территории стоит учитывать следующие моменты:

наличие подходящей местности;
преобладание частых и сильных ветров;
отсутствие иных альтернативных источников энергии.

В противном случае ветряная станция не даст ожидаемого результата. Так как спрос на альтернативную энергию возрастает с каждым годом, а покупка ветряка – это ощутимый удар по семейному бюджету, можно попробовать сделать агрегат своими руками с последующей установкой. Изготовление ветряка может быть основано на неодимовых магнитах, редукторе, лопастях и их отсутствии.

Преимуществ у созданного собственноручно ветряка довольно много. Поэтому при большом желании и наличии элементарных способностей конструктора, практически любой мастер может построить станцию для генерации электроэнергии на своем участке. Самым простым вариантом устройства считается ветряк с вертикальной осью. Последней не требуется опора и высокая мачта, а процедура монтажа характеризуется простотой и быстротой.

Для создания ветрогенератора потребуется подготовить все нужные элементы и зафиксировать на выбранное место модуль. В составе самодельного вертикального генератора энергии обязательным считается присутствие таких элементов:

ротора;
лопастей;
осевой мачты;
статора;
аккумулятора;
инвертора;
контроллера.

Лопасти можно сделать из легкого упругого пластика, так как иные материалы могут повреждаться и деформироваться под влиянием высоких нагрузок. Первым делом из труб ПВХ необходимо вырезать 4 равные детали. После этого из жести нужно выкроить пару полукруглых фрагментов и зафиксировать их по краям труб. В данном случае радиус лопастной части должен составлять 69 см. При этом высота лопасти будет достигать 70 см.

Чтобы собрать роторную систему, необходимо взять 6 неодимовых магнитов, 2 ферритовых диска с диаметром 23 см, клей для скрепления. На первом диске следует разместить магниты, учитывая угол 60 градусов и диаметр расположения 16,5 см. Согласно этой же схеме собирают второй диск, а магниты заливают клеем. Для статора нужно подготовить 9 катушек, на каждую из которых намотать 60 витков медной проводки с диаметром в 1 мм. Пайку необходимо проводить в следующей последовательности:

начало первой катушки с окончанием четвертой;
начало четвертой катушки с окончанием седьмой.

Вторая фаза собирается аналогичным образом. Далее из фанерного листа производят форму, дно которой застилают стекловолокном. Поверх монтируются фазы из спаянных катушек. Заливку конструкции проводят клеем и оставляют на несколько дней для склеивания всех деталей. После этого можно приступать к соединению отдельных элементов ветрогенератора в единое целое.

Чтобы собрать конструкцию в верхнем роторе, следует проделать 4 отверстия под шпильки. Магнитами вверх на кронштейн устанавливается нижний ротор. После этого нужно разместить статор с отверстиями, необходимыми для монтажа кронштейна. В пластину из алюминия следует упереть шпильки, после этого накрыть вторым ротором магнитами вниз.

При помощи гаечного ключа необходимо вращать шпильки так, чтобы ротор равномерно и без рывков опускался вниз. Когда нужное место будет занято, шпильки стоит выкрутить и убрать пластины из алюминия. По окончании работы конструкцию нужно зафиксировать при помощи гаек и не жестко их затянуть.

В качестве мачты подойдет прочная труба из металла, имеющая длину от 4 до 5 метров. К ней прикручивают заранее собранный генератор. После этого фиксируют каркас с лопастями к генератору, а мачтовую конструкцию устанавливают на площадку, что подготовлена заранее. Положение системы фиксируется с помощью растяжки.

В следующем видео представлен обзор самодельного ветряка.

Конструкция ветряка на неодимовых магнитах

При правильном конструировании ВСУ такого типа и среднегодовой скорости ветра 5—8 м/с, владелец сможет обеспечить участок бесперебойным электроснабжением в 220В.

Для сборки электромагнитного ветрогенератора готовят:

очищенную ступицу с тормозными дисками;
20 магнитов 25*8;
трехфазный генератор;
медный провод.

Сборка ветрогенератра на неодимовых магнитах начинается со следующих действий:

На диске ротора обозначить шаблон с чередованием магнитных полюсов (S и N).
На эпоксидную смолу приклеить магниты по разметке.
Намотать катушки, чтобы в сумме на все получилось 1000—1200 витков (отверстие соответствует магниту или больше).
По форме статора вырезать фанерную заготовку и расположить на ней катушки.
Катушки скрепить неподвижно, концы фаз вывести наружу.
Сформировать звезду из 6 проводов.
После сбора генератора присоединить пропеллер из ПВХ-труб и установить на мачту.

Идея возобновляемого электроснабжения из энергии ветра появилась давно. При массовом распространении технологии на государственном уровне, снижается нагрузка на экологию в отличие от воздействия на природу атомной энергетики. Для собственников участков ветряные установки становятся гарантированным и бесплатным источником электричества.

Узнайте еще много нового:

Альтернативная энергетика своими руками для дома

Принцип работы волновых электростанций

Использование энергии морских приливов и отливов

Плюсы и минусы приливных электростанций

Пресс для отходов: утилизация мусора с помощью компакторов

Изделия из пластиковых бутылок: елки, корзины, кормушки, украшения и многое другое

Какое бывает и как выбрать оборудование для переработки отходов?

Методы обезвоживания осадков сточных вод

Переработка резины в крошку и тепловую энергию: список оборудования

Домашние и промышленные печи для сжигания мусора

Измельчитель отходов в раковину на кухне: выбор диспоузера

Утилизация бумаги из офиса: методы, технология, цены и штрафы

Законность установки ветрогенератора

Мало кто придает значение правомерности ВСУ на своем земельном участке. На самом деле в действующем законодательстве нет положения, запрещающего индивидуальные ветряки. При мощности 20 кВт электроустановка считается бытовой и не нуждается в сертификации. В дополнение ФНС не облагает налогом владельцев, получающих бесплатную электроэнергию.

Неприятности возможны при несоответствии четырем параметрам:

Высота мачты. При расположении участка вблизи мостов возводить строение выше 15 м запрещено.
Распространение шума. Некоторые модели шумные, поэтому лучше воспользоваться шумомером и зафиксировать данные документально. Если уровень не превышает нормативы, возмущение соседей будет не обосновано.
Помехи для ТВ-эфира. Прибор, устраняющий телепомехи, не допустит проблемы распространения телесигнала.
Претензии орнитологической службы. В крайне редких случаях конструкция расположена на пути миграции перелетных птиц, что вызывает опасения ученых.

Контроллер для ветрогенератора: зачем нужен и как работает

Без контроллера ветровая установка не будет адекватно функционировать. Устройство выполняет такие задачи:

контроль вращающихся лопастей ветряка (регулировка энергии);
контроль заряда АКБ, которые накапливают собираемую ветряком энергию;
преобразование переменного тока в постоянный, чтобы питать аккумуляторы;
распределение электричества (отталкиваясь от уровня заряда аккумуляторов и количества полученной энергии).

Ветровые установки бывают большой и малой мощности. Для высокомощных ветрогенераторов в комплект к контроллеру идет балластное сопротивление (трубчатые электронагреватели и другие виды резисторов с высоким уровнем сопротивления). Плюс, при превышении мощности в АКБ до 15В прибор перенаправляет заряд с аккумуляторов на балласт.

Для маломощных ветровых генераторов контроллер служит своеобразной страховкой от перенапряжения. При полном заряде аккумуляторов он тормозит вращение лопастей ветрогенератора, чтобы прекратить активную выработку энергии. Так АКБ не пострадают от перегрузок, а электричество будет распределено равномерно. Это увеличит срок службы электроприборов, в том числе и аккумуляторных батарей.

Как работает ветрогенератор

Ветрогенератором (ветроэлектрической установкой – сокращённо ВЭУ) называют устройство, которое используя потоки ветра, преобразует механическую энергию в электрическую.

Есть три типа ВЭУ:

Промышленные – отличаются большой мощностью (до 8 МВт). Используются госкомпаниями или крупными промышленными организациями. Часто объединяются в единую сеть.
Коммерческие – средние по габаритам и выдаваемой энергии. Применяются небольшими компаниями.
Бытовые – устанавливаются на территории дачных участков, возле частных домов.

Общая схема работы:

Ветер раскручивает винт установки, воздействуя на его лопасти;
Через вал (и/или редуктор) крутящий момент сообщается генератору, который вырабатывает переменный ток;
При помощи инвертора характеристики тока стабилизируются;
Происходит зарядка аккумулятора, а от него запитываются потребители электроэнергии.

Ветрогенератор можно изготовить самостоятельно

Ветрогенераторы отличаются тем, что для их работы не требуется топливо, при функционировании нет отходов, не выделяются выхлопные газы. Кроме периодического технического обслуживания, ВЭУ не требуют никаких вложений финансов.

Но есть и минусы: в маловетреных регионах работа таких установок не будет эффективной.

Фиксированный кронштейн из крепёжной рейки

Правила подбора мощности

Основным показателем для определения параметров мощности будет выступать суммарное количество энергии, которое будут забирать из сети бытовые потребители.

Несмотря на то, что все вместе они работать не будут, расчет производят именно из суммы показателей всех потребителей в один момент.

Лучше всего составить подробную таблицу всех электроприборов в два столбца. В первом столбце написать название прибора, во втором — его мощность.
После этого нужно найти сумму значение данных по второму столбцу и к полученному результату прибавить еще 25%. Получится мощность пиковой нагрузки, которую сможет выдать инвертор в при стационарной работе.
Если вы планируете использовать инвертор к генератору в автономной работе как АКБ, тогда для расчета нужно умножить полученный результат на необходимое количество часов автономной работы.

Приведем пример. В доме есть 5 основных потребителей энергии:

световые приборы 200 Вт;
холодильник 300 Вт;
телевизор 160 Вт;
ноутбук 340 Вт;
электрочайник 1100 Вт.

Суммарное значение равняется 2100 Вт, с учетом пиковой нагрузки 2,6 Квт. Если вы рассчитываете использовать инвертор в качестве АКБ, нужно перемножить полученные результаты на количество часов бесперебойной работы.

При подсчете мощности инвертора в автономной работе лучше брать значения потребления не всех устройств разом, а только тех, кто будет работать постоянно. Например: осветительные приборы, холодильник и ноутбук.

Расчет размера и места размещения

необходимую мощность;
количество ветряных дней;
особенности месторасположения.

Итак, для того, чтобы установка ветрогенератора была оправданной затратам, нужно определить количество ветряных дней в году, а также их преобладающее направление. Приморские районы и площадки в горах имеют наиболее выгодное месторасположение, поскольку здесь сила ветра превышает 60-70 м/с, а этого вполне достаточно, чтобы отказаться от местного электричества.

На равнинной территории ветер отличается равномерностью потока, однако его силы порой недостаточно для полного обеспечения частного дома. Установка вблизи посадок и лесов нерентабельна вовсе, поскольку энергия ветра расходуется и задерживается в большей степени на деревьях.

Поток ветра имеет увеличение мощности прямопропорциональную отдалению от поверхности земли. Соответственно, чем мачта ветряка выше, тем больший импульс она сможет захватить. Однако, чем дальше она удалена от земли, тем большего укрепления требует. Вспомогательные опоры не всегда могут полностью удержать ветряк. При сильном порывистом ветре вероятность падения высокой мачты намного больше, нежели мачты, установленной на уровне 5-7 метров.

Наиболее оптимальное удаление мачты от земли – 10-15 метров. Ее крепление осуществляется при помощи двух способов:

Бетонирование основы – выкапывают четыре глубоких, но небольших в диаметре ямы, в которые погружают растяжки ветряка и бетонируют. Процесс трудоемкий и затратный, но самый надежный. При сильном ветре мачта останется неподвижной, и единственной порчей ее может стать слом лопастей.
Металлические растяжки – при помощи металлического троса ветряк закрепляют перпендикулярно поверхности земли, при этом хорошо натягивают трос, закрепляя его концы в грунт.

От выбора способа закрепления мачты зависит продолжительность эксплуатации электростанции в целом.

Наличие специального оборудования, а также опыта проведения подобных работ убережет ветровую электростанцию от преждевременных поломок.

Электрическая схема контроллера заряда ветрогенератора своими руками

Чтобы изготовить прибор самостоятельно, вам необходимо владеть навыками сборки электроприборов. У этого устройства сложная схема, и неправильная сборка может привести к выведению из строя всех подключенных к сети приборов, в том числе и ветровую установку. Если вы не уверены в своей квалификации, лучше купить заводской прибор. Цена на рынке стартует от 4000 рублей. Устройства китайского производства могут обойтись в 1000 рублей. Цена зависит от страны производства и укомплектованности устройства.

Что понадобится для самостоятельной сборки:

схема устройства, соответствующая техническим характеристикам вашего ветряка;
комплектующие для сборки схемы (регуляторы, лампочки, резисторы, провода);
рисунок монтажной платы (сделать самостоятельно).

Дальнейшие действия — дело техники. Нужную схему можно найти в интернете. Перед поисками определите необходимую мощность и напряжение для вашей ветровой установки, и от этого отталкивайтесь в подборе схемы инвертора. Если у вас самодельный ветрогенератор, измерьте его мощность и напряжение самостоятельно. Для этого вам понадобится мультиметр (функция измерения тока). Сила тока и напряжение меряются в проводе от ветряка. Умножьте друг на друга эти величины и получите мощность ветровой установки (в Ваттах).

На самой схеме в условных обозначениях будет написано, какие комплектующие и в каком количестве вам понадобятся. Все это продается в магазинах электрики. Некоторые элементы, например, светодиодные лампочки или провода, можно извлечь из ненужных вам приборов. После этого нарисуйте монтажную плату, продумав, где будет находиться каждый элемент прибора в соответствии с требованиями схемы. Соберите устройство и протестируйте.

Китайская электронная альтернатива

Изготовление контроллера ветрогенератора своими руками – дело престижное. Но учитывая скорость развития электронных технологий, нередко смысл самостоятельной сборки теряет свою актуальность. К тому же большая часть предлагаемых схем уже морально устарела.

Вполне приличный, рассчитанный на 600-ваттный ветрогенератор, контроллер заряда в китайском исполнении. Такое устройство можно заказать из Китая и получить через почту примерно за месяц-полтора

Качественный всепогодный корпус контроллера размерами 100 х 90 мм оснащён мощным радиатором охлаждения. Исполнение корпуса соответствует классу защиты IP67. Диапазон внешних температур от – 35 до +75ºС. На корпусе выведена световая индикация режимов состояния ветрогенератора.

Спрашивается, какой резон тратить время и силы на сборку простенькой конструкции своими руками, если есть реальная возможность купить нечто подобное и технически серьёзное? Ну а если этой модели недостаточно, у китайцев имеются варианты совсем «крутые». Так, среди новых поступлений отметилась модель мощностью 2 кВт под рабочее напряжение 96 вольт.

Китайский продукт из списка нового прихода. Обеспечивает контроль заряда батарей, работая в паре с ветрогенератором мощностью 2 кВт. Принимает на входе напряжение до 96 вольт

Правда, стоимость этого контроллера уже в пять раз дороже предыдущей разработки. Но опять же, если соизмерять затраты на производство нечто подобного своими руками, покупка выглядит рациональным решением.

Единственное что смущает в китайских продуктах – они имеют свойство неожиданно прекращать работу в самых неподходящих случаях. Поэтому купленное устройство часто приходится доводить до ума – естественно, своими руками. Но это значительно легче и проще, чем делать контроллер заряда ветрогенератора своими руками с нуля.

Как выбрать ветрогенератор

Когда решение о необходимости монтажа ветрогенератора принято и остается определиться с его выбором, то нужно определить критерии выбора устройства, это:

Электрическая мощность;
Обеспечение электрической энергией в месяц;
Минимальная скорость воздушного потока;
Условия эксплуатации;
Система защиты от перегрузок;
Срок службы;
Стоимость комплекта оборудования.

Изучив критерии выбора, необходимо определиться с видом ветрогенератора. Если два из последних, приведенных выше, как то работающий на водяных каплях и генератор-парус широко не используются в повседневной жизни, то нужно сделать выбор из первых двух, т. е. определиться с осью вращения генератора.