В условиях отсутствия централизованного электроснабжения, например, в походах, на дачах или в удаленных локациях, остро встает вопрос питания мобильных устройств. Внешние аккумуляторы (пауэрбанки) решают проблему лишь временно, так как их тоже необходимо периодически заряжать. Более надежным и автономным решением может стать создание собственного источника энергии — компактного ветрогенератора. Такая самодельная установка обладает достаточной мощностью, чтобы обеспечить зарядку смартфона или другого маломощного гаджета, используя бесплатную силу ветра.
Необходимые материалы и компоненты
Для сборки ветряка потребуется подготовить следующий набор деталей и инструментов:
- Генератор: Бесщеточный мотор-генератор на 220 В (трехфазный, мощностью около 50 Вт). Именно он будет преобразовывать механическую энергию ветра в электрическую.
- Электронные компоненты: Трехфазный диодный мост для выпрямления переменного тока и понижающий преобразователь напряжения (step-down converter) с USB-выходом на 5В для безопасной зарядки.
- Материалы для корпуса и мачты: ПВХ трубы диаметром 32 мм и 50 мм, переходник с 32 на 50 мм, два червячных хомута.
- Детали для узла вращения: Болт М10 длиной 80 мм, две гайки М10, подшипник с внешним диаметром 32 мм.
- Лопасти и хвост: Готовые лопасти от бытового вентилятора (можно использовать старые), отрезок листового ПВХ или оргстекла для изготовления хвостовой лопасти (стабилизатора).
- Для основания: Цементно-песчаная смесь для создания тяжелой и устойчивой стойки.
Пошаговая инструкция по сборке ветрогенератора
Подготовка основного узла
Ключевым элементом конструкции является мотор-генератор. Несмотря на маркировку "220В", которая указывает на номинальное напряжение при высоких оборотах (около 10000 об/мин), при слабом ветре он будет вырабатывать скромные 12-20 Вольт, что идеально подходит для нашей задачи после преобразования.
Возьмите отрезок ПВХ трубы диаметром 32 мм длиной примерно 35-40 см. С помощью термоклея зафиксируйте генератор на одном из ее концов. Для усиления крепления используйте два червячных хомута.
Отступив от двигателя около 50 мм, просверлите в трубе сквозное отверстие диаметром 10 мм. На противоположном от мотора конце трубы сделайте продольный пропил длиной 25-30 мм, ориентируя его в ту же сторону, что и отверстие.
Сборка поворотного механизма и хвоста
Из куска пластика или оргстекла вырежьте хвостовую лопасть (стабилизатор), которая будет поворачивать винт навстречу ветру. Вклейте ее в подготовленный пропил на трубе, используя термопистолет.
В отверстие на трубе вставьте болт М10, накрутите на него одну гайку, затем наденьте подшипник и зафиксируйте его второй гайкой. Этот узел позволит всей верхней части с генератором свободно вращаться вокруг своей оси, следуя за направлением ветра.
На подшипник наденьте ПВХ переходник с 32 мм на 50 мм. Если посадка неплотная, используйте проставку из обрезка трубы. К переходнику присоедините вертикальную стойку — отрезок ПВХ трубы диаметром 50 мм.
Установка лопастей и защита
На вал двигателя установите лопасти от старого вентилятора. Если посадочное отверстие лопастей велико, наденьте на вал подходящую втулку (например, отрезок трубки) и дополнительно зафиксируйте термоклеем.
Чтобы защитить генератор от дождя и пыли, изготовьте для него кожух. Для этого отлично подойдет отрезок той же 50-миллиметровой ПВХ трубы, разрезанный вдоль и наклеенный на корпус мотора.
Изготовление основания и окончательная сборка
Для устойчивости конструкции необходимо тяжелое основание. Приготовьте цементный раствор и залейте его в импровизированную квадратную форму, например, сложенную из кирпичей. Пока бетон не схватился, вертикально вставьте в него трубу-стойку 50 мм, предварительно отсоединенную от переходника на корпусе. Дайте бетону затвердеть в течение суток.
Подключение электроники
Вращение лопастей генератора создает нестабильное трехфазное переменное напряжение. Для его использования необходимо:
- Выпрямить ток, подключив три провода от генератора к трехфазному диодному мосту.
- Стабилизировать и понизить напряжение до безопасных для USB-устройств 5 Вольт. Для этого выход с диодного моста подключается к входу понижающего преобразователя.
На выходе преобразователя вы получите стабильное напряжение 5В, пригодное для зарядки смартфона через стандартный USB-кабель.
Заключение
Представленная конструкция — это бюджетный и относительно простой в изготовлении источник альтернативной энергии. Такой ветрогенератор можно установить на дачном участке, балконе верхнего этажа или в любом другом месте с достаточной ветровой активностью. Он станет надежным помощником для поддержания заряда аккумуляторов мобильной техники вдали от розетки.
