Unul dintre moduri simple obțineți energie electrică ieftină - un generator eolian. Nu trebuie să-l cumpărați, îl puteți construi singur, folosind desene și diagrame, piese și materiale corect întocmite.
Principiul de funcționare al unui generator eolian este simplu: vântul pune în mișcare paletele care rotesc rotorul turbinei, care transformă energia eoliană în energie mecanică. Turbine eoliene Sunt:
- cu rotoare cu ax orizontal;
- cu rotoare cu ax vertical.
Avantajul acestora din urmă este că funcționează indiferent de direcția vântului și de puterea acestuia. Puterea generată de un generator eolian de casă variază de la 100 la 6000 W. Viteza minimă la care o turbină poate începe să genereze electricitate este de 2,5-3 m/s, dar pentru a atinge puterea nominală sunt necesare viteze ale vântului de 10 m/s.
Rotorul se rotește de obicei la 15 până la 20 rpm, în timp ce un generator cu inducție obișnuit produce electricitate la peste 1.500 rpm. Un generator auto de 12 volți este potrivit pentru o moară de vânt de casă.
Principiul de funcționare al generatorului eolian
Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini
Baza pentru crearea unui generator eolian este un proiect bine realizat și un desen pregătit. Acest lucru este foarte important, deoarece fără o idee clară despre cum ar trebui să arate dispozitivul, va fi dificil să îl construiți corect fără a încălca ordinea de instalare a tuturor elementelor.
Desene și diagrame
Trebuie să începeți prin a întocmi o schiță generală a turbinei eoliene, marcând elementele cheie: turnul, generatorul, baza de lemn, palele și butucul care le conectează între ele. O diagramă auto-compusă poate să nu fie foarte detaliată: acest lucru nu este necesar. Ar trebui folosit pentru a oferi o idee generală despre modul în care vor fi aranjate diferitele părți turbină eoliană
, și cum va arăta designul în etapele finale.
Schema de ansamblu generator electric eolian După pregătirea circuitului, trebuie să setați dimensiuni corecte generator eolian. Acestea ar trebui să includă înălțimea, lungimea și lățimea, care conectează generatorul și aripioarele de coadă la turn. De asemenea, determinați dimensiunile lamelor din țevi metalice sau țevi PVC, în funcție de ce material va fi folosit. Sunt necesare măsurători separate pentru aripioare: înălțimea, lățimea și lungimea și diametrul palelor, care determină dimensiunea turbinei eoliene.
Odată ce desenul și schița brută a dispozitivului cu dimensiunile stabilite sunt gata, puteți trece la pregătirea materialelor și instrumentelor pentru lucru.
Uneltele și materialele necesare
Pentru a face o moară de vânt de casă veți avea nevoie de următoarele piese:
- rotor cu palete;
- cutie de viteze pentru reglarea vitezei rotorului;
- baterie gel sau alcalină pentru alimentarea aparatelor electrice;
- invertor pentru transformarea curentului;
- secțiunea de coadă;
- catarg.
Rotorul cu palete poate fi realizat independent, în timp ce elementele rămase vor trebui probabil achiziționate sau asamblate de la detaliile necesare. În plus, pentru a asambla o moară de vânt de casă veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:
- ferăstrău pentru lemn;
- foarfece metalice;
- lipici fierbinte;
- fier de lipit;
- burghiu.
Sunt necesare șuruburi și șuruburi pentru a conecta lamele la butuc și pentru a fixa țeava metalică de lemn.
Lame pentru generatoare eoliene DIY
Când faceți singur lamele, ar trebui să acordați o atenție deosebită respectării formei produselor specificate în desen. Lamele pot fi de tip aripă sau velă. Al doilea este mai ușor de fabricat, dar are o eficiență scăzută, ceea ce îl face ineficient în generatoarele eoliene de casă chiar și de dimensiuni medii.
Pentru fabricarea palelor generatoarelor eoliene de casă sunt potrivite următoarele materiale:
- plastic;
- copac;
- aluminiu;
- fibra de sticla;
- clorură de polivinil
Proiectarea părții pale a unui generator eolian
Dacă alegeți clorură de polivinil, atunci țevile din PVC cu un diametru de 160 mm sau mai mult sunt perfecte pentru crearea lamelor. Plasticul și lemnul sunt materiale mai puțin rezistente la uzură care, sub influența precipitațiilor și a vântului puternic, vor deveni inutilizabile în câțiva ani. Cea mai bună opțiune este aluminiul: este durabil și ușor, rezistent la rupere și șifonare și rezistent la umiditate și temperaturi ridicate.
Instrucțiuni de fabricație pas cu pas
Când toate desenele au fost întocmite și materialele și instrumentele au fost pregătite, puteți începe să asamblați generatorul eolian cu propriile mâini, urmând următoarea procedură:
- Pregătiți fundația de beton. Adâncimea și volumul gropii amestec de beton calculat pe baza tipului de sol şi conditiile climatice. După turnare, fondul de ten are nevoie de câteva săptămâni pentru a obține rezistența necesară. Numai după aceasta poate fi instalat catargul în el la o adâncime de 60-70 cm, securându-l cu fire de prindere.
- Puneți lamele pregătite în țeavă, fixați-le cu șuruburi și piulițe pe bucșa pe care va fi instalat motorul.
- Așezați puntea de diode lângă motor și fixați-o cu șuruburi autofiletante. Conectați firul de la motor la puntea cu diode pozitive, iar celălalt fir la puntea negativă.
- Asigurați arborele motorului, puneți bucșa pe el și strângeți-l strâns în sens invers acelor de ceasornic.
- Echilibrați baza conductei cu motorul și arborele atașate la aceasta și marcați punctul de echilibru.
- Fixați baza dispozitivului cu șuruburi.
Un generator eolian poate dura mult mai mult dacă vopsiți nu numai palele, ci și baza, arborele și capacul motorului. Pentru a porni instalația veți avea nevoie de un set de fire, un încărcător, un ampermetru și o baterie.
Pregătirea unui generator auto
Pentru a face un generator eolian cu propriile mâini dintr-un generator auto? veti avea nevoie de o instalatie cu o putere de 95A cu o tensiune de 12 V. La 125 rpm produce 15,5 W, iar la 630 rpm aceasta cifra va fi de 85,7 W. Dacă vorbim de o sarcină de 630 rpm, voltmetrul va indica 31,2 volți, iar ampermetrul va indica 13,5 amperi. Astfel, puterea generatorului va fi de 421,2 W. Pentru a realiza acest indicator, este necesar să folosiți magneți de neodim, care sunt de 7 ori mai eficienți decât magneții de ferită.
La începutul pregătirii unui generator auto, trebuie să îndepărtați înfășurarea rotorului a excitației magnetice și periile electronice cu comutatorul. În locul feromagneților inel, trebuie să instalați 3 magneți de neodim, dimensiunea fiecăruia dintre ei ar trebui să fie de 85 x 35 x 15 milimetri. Dezavantajul utilizării magneților puternici poate fi „lipirea”, ceea ce împiedică mișcarea arborelui. Pentru a o reduce, magneții trebuie plasați la un unghi ușor unul față de celălalt.
Înainte de a porni generatorul, acesta trebuie testat strung, rotind arborele la 950–1000 rpm. Dacă dispozitivul funcționează normal, puterea va fi de cel puțin 200 W. În cele mai multe cazuri, o centrală electrică clasică cu axă verticală este potrivită: se caracterizează prin viteze reduse și zgomot.
În timpul funcționării generatorului eolian, se recomandă verificarea periodică a fiabilității elementelor de fixare de la baza catargului, lubrifierea rulmenților dispozitivului rotativ și echilibrarea înclinării instalației. O dată la șase luni se recomandă verificarea și schimbarea izolației electrice, care este adesea deteriorată din cauza utilizării în condiții nefavorabile.
Un generator eolian de casă, asamblat dintr-un generator auto și piese simple, poate furniza energie electrică casă micăși deveniți o sursă autonomă de energie de rezervă. Ecologic și cu întreținere redusă, se va amortiza în 2-4 ani, în funcție, și va dura zeci de ani.
De mult timp, omenirea folosește puterea vântului în propriile sale scopuri. mori de vant, nave cu vele Ele sunt familiare pentru mulți; despre ele sunt scrise în cărți și se fac filme istorice. În zilele noastre, generatorul eolian nu și-a pierdut relevanța, deoarece cu ajutorul acestuia, puteți obține electricitate gratuită în dacha, ceea ce vă poate fi util dacă se întrerupe curentul. Să vorbim despre mori de vânt de casă, care pot fi asamblate din materiale vechi și piese disponibile la un cost minim. Pentru dvs., am oferit o instrucțiune detaliată cu imagini, precum și idei video pentru mai multe opțiuni de asamblare. Deci, să ne uităm la cum să faci un generator eolian cu propriile mâini acasă.
Instructiuni de asamblare
Există mai multe tipuri de turbine eoliene, și anume orizontale, verticale și cu turbină. Au diferențe fundamentale, avantajele și dezavantajele lor. Cu toate acestea, principiul de funcționare al tuturor generatoarelor eoliene este același - energia eoliană este convertită în energie electrică și acumulată în baterii, iar din acestea este utilizată pentru nevoile umane. Cel mai comun tip este orizontal.
El este familiar și ușor de recunoscut. Avantajul unui generator eolian orizontal este eficiența sa mai mare în comparație cu altele, deoarece paletele morii de vânt sunt întotdeauna expuse fluxului de aer. Dezavantajele includ cerința mare pentru vânt - trebuie să fie mai puternic de 5 metri pe secundă. Acest tip de moară de vânt este cel mai ușor de realizat, motiv pentru care meșterii de acasă îl iau adesea ca bază.
Dacă te hotărăști să încerci singur la asamblarea unui generator eolian, iată câteva recomandări.
Trebuie să începeți cu generatorul - acesta este inima sistemului; designul ansamblului șurubului va depinde de parametrii acestuia. Generatoarele auto de producție internă și importată sunt potrivite pentru aceasta, există informații despre utilizare motoare pas cu pas de la imprimante sau alte echipamente de birou. De asemenea, puteți folosi un motor de roată de bicicletă pentru a vă face propria moară de vânt pentru a genera electricitate. În general, aproape orice motor sau generator poate fi folosit, dar trebuie testat pentru eficiență.
După ce te-ai hotărât asupra convertorului de energie, trebuie să asamblați un angrenaj pentru a crește viteza pe arborele generatorului. O rotație a elicei ar trebui să fie egală cu 4-5 rotații pe arborele unității generatoare. Cu toate acestea, acești parametri sunt selectați individual, în funcție de puterea și caracteristicile generatorului și ansamblului de lame. Cutia de viteze poate face parte dintr-o polizor unghiular sau dintr-un sistem de curele si role.
Când ansamblul cutie de viteze-generator este asamblat, începem să-i determinăm rezistența la cuplu (grame pe milimetru). Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți un braț cu o contragreutate pe arborele viitoarei instalații și, folosind o greutate, aflați la ce greutate va coborî brațul. Un rezultat acceptabil este mai mic de 200 de grame pe metru. Mărimea umărului în acest caz este luată ca lungime a lamei.
Mulți oameni cred că cu cât mai multe lame, cu atât mai bine. Acest lucru nu este în întregime adevărat. Avem nevoie de viteze mari, iar multe elice creează o rezistență mai mare la vânt, deoarece le facem acasă, drept urmare, la un moment dat, fluxul care se apropie încetinește elicea și eficiența instalației scade. Puteți folosi o elice cu două pale. O astfel de elice se poate învârti mai mult de 1000 rpm în vânt normal. Puteți realiza paletele unui generator eolian de casă din materiale improvizate - de la placaj și galvanizare, la plastic din conducte de apă(ca in fotografia de mai jos). Condiția principală este ca materialul să fie ușor și durabil.
O elice ușoară va crește eficiența morii de vânt și sensibilitatea la fluxul de aer. Nu uitați să echilibrați roata de aer și să eliminați neregulile, altfel veți auzi urlete și urlete în timp ce generatorul funcționează, iar vibrațiile vor duce la uzura rapidă a pieselor.
Următorul element important, aceasta este coada. Acesta va menține roata în fluxul vântului și va roti structura dacă direcția acesteia se schimbă.
Depinde de tine să decizi dacă să faci un colecționar actual sau nu. Acest lucru va complica designul, dar va elimina răsucirea frecventă a firului, care poate duce la ruperea cablului. Desigur, în absența acestuia, uneori va trebui să desfășurați singur firul. În timpul testului de funcționare a generatorului eolian, nu uitați de măsurile de siguranță care se rotesc lamelele reprezintă un mare pericol.
O turbină eoliană reglată și echilibrată este instalată pe un catarg la cel puțin 7 metri înălțime de sol, asigurată cu cabluri distanțiere. În continuare, o componentă la fel de importantă este bateria de stocare. Cea mai des folosită baterie de mașină este bateria acid-acid. Nu puteți conecta ieșirea unui generator eolian de casă direct la baterie, acest lucru trebuie făcut printr-un releu de încărcare sau un controler, pe care îl puteți asambla singur sau îl puteți cumpăra gata făcut.
Principiul de funcționare al releului se rezumă la monitorizarea încărcării și încărcării. Dacă bateria este încărcată complet, comută generatorul și bateria pentru a încărca balast, sistemul se străduiește să fie mereu încărcat, prevenind supraîncărcarea și nu lasă generatorul fără sarcină. O moară de vânt fără sarcină se poate învârti destul de puternic și poate deteriora izolația din înfășurări cu potențialul generat. În plus, vitezele mari pot provoca distrugerea mecanică a elementelor generatoarelor eoliene. Urmează un convertor de tensiune de la 12 la 220 volți 50 Hz pentru conectare aparate electrocasnice.
Acum internetul este plin de diagrame și desene în care meșterii arată cum să faci singur un generator eolian folosind magneți puternici. Dacă sunt la fel de eficiente pe cât promit, este o problemă discutabilă. Dar merită să încercați să asamblați o instalație de generare a energiei eoliene pentru casa dvs. și apoi să decideți cum să o îmbunătățiți. Este important să câștigi experiență și apoi poți face un leagăn la un dispozitiv mai serios. Libertatea și varietatea morilor de vânt de casă este atât de vastă, iar baza elementului este diversă, încât nu are rost să le descriem pe toate, sensul principal rămâne același - fluxul vântului învârte elicea, cutia de viteze crește viteza arborelui, generatorul produce tensiune, apoi controlerul menține nivelul de încărcare al bateriei, iar cu energia este deja selectată pentru diferite nevoi. Folosind acest principiu, puteți face un generator eolian cu propriile mâini acasă. Sperăm pe ale noastre instrucțiuni detaliate cu exemple foto, ți-am explicat cum să faci un model potrivit de moară de vânt pentru casa sau cabana ta. De asemenea, vă recomandăm să urmăriți cursuri de master despre asamblarea unui dispozitiv de casă în format video.
Lecții video vizuale
Pentru a realiza cu ușurință un generator eolian care să genereze electricitate acasă, vă recomandăm să vă familiarizați cu ideile gata făcute din exemplele video:
Așa că am oferit toate cele mai simple și idei accesibile asamblarea unei moară de vânt de casă. După cum puteți vedea, chiar și un copil poate realiza cu ușurință unele modele de dispozitive. Există multe alte opțiuni de casă: cu magneți puternici, cu lame complexe etc. Aceste modele ar trebui repetate numai dacă aveți ceva experiență în această chestiune, ar trebui să începeți cu scheme simple; Dacă doriți să realizați un generator eolian astfel încât să funcționeze și să fie utilizat în scopul pentru care a fost destinat, procedați conform instrucțiunilor pe care vi le-am furnizat. Dacă aveți întrebări, lăsați-le în comentarii.
Generatoarele de energie eoliană continuă să câștige popularitate. Cel mai adesea sunt interesați de oamenii care locuiesc în zonele rurale și au posibilitatea de a instala astfel de structuri impresionante pe terenurile lor. Dar având în vedere cost ridicat Dintre acest echipament, nu toată lumea își poate permite să-l cumpere. Să vedem cum să faci un generator eolian cu propriile mâini și să economisești bani în crearea propriei surse alternative de energie electrică.
Generator eolian - sursă de energie electrică
Tarife pentru utilitati publice sunt crescute cel puțin o dată pe an. Și dacă te uiți cu atenție, în unii ani prețul aceleiași energie electrică crește de două ori – cifrele din documentele de plată cresc ca ciupercile după ploaie. Desigur, toate acestea lovesc în buzunarul consumatorului, ale cărui venituri nu prezintă o creștere atât de sustenabilă. Și veniturile reale, după cum arată statisticile, arată o tendință descendentă.
Până de curând, a fost posibilă combaterea creșterii tarifelor la energie electrică într-un mod simplu, dar ilegal - folosind un magnet de neodim. Acest produs a fost aplicat pe corpul debitmetrului, făcându-l să se oprească. Dar nu recomandăm cu insistență să folosiți această tehnică - este nesigură, ilegală, iar amenda dacă este prinsă va fi de așa natură încât nu va părea mică.
Schema a fost pur și simplu grozavă, dar mai târziu a încetat să funcționeze din următoarele motive:
Rundele de control din ce în ce mai frecvente au început să identifice proprietarii fără scrupule în masă.
- Rundele de control au devenit mai frecvente - reprezentanții autorităților de reglementare vizitează case;
- Pe contoare au început să fie lipite autocolante speciale - sub influența unui câmp magnetic se întunecă, expunând infractorul;
- Contoarele au devenit imune la câmp magnetic– aici sunt instalate unitati electronice de contabilitate.
Prin urmare, oamenii au început să acorde atenție surselor alternative de energie electrică, de exemplu, generatoarele eoliene.
O altă modalitate de a expune un infractor care fură electricitate este de a efectua o examinare a nivelului de magnetizare a contorului, care dezvăluie cu ușurință faptele de furt.
Turbinele eoliene pentru case devin o vedere comună în zonele în care vântul bate frecvent. Un generator de energie eoliană folosește energia fluxurilor de aer vântului pentru a genera electricitate. Pentru a face acest lucru, acestea sunt echipate cu lame care antrenează rotoarele generatorului. Electricitatea primită este transformată în D.C., după care este transferat consumatorilor sau depozitat în baterii.
Generatoarele eoliene pentru o locuință privată, atât de casă, cât și asamblate din fabrică, pot fi sursele principale sau auxiliare de energie electrică. Aici exemplu tipic funcționarea unei surse auxiliare - încălzește apa într-un cazan sau alimentează lămpile de uz casnic de joasă tensiune, în timp ce restul aparatelor electrocasnice funcționează din rețeaua electrică principală. De asemenea, este posibil să funcționeze ca sursă principală de energie electrică în casele neconectate la rețelele electrice. Aici se hrănesc:
- Candelabre și lămpi;
- Electrocasnice mari;
- Aparate de incalzire si multe altele.
În consecință, pentru a vă încălzi casa, trebuie să faceți sau să cumpărați o centrală eoliană de 10 kW - aceasta ar trebui să fie suficientă pentru toate nevoile.
O centrală eoliană poate alimenta atât aparatele electrice tradiționale, cât și cele de joasă tensiune - funcționează la 12 sau 24 de volți. Un generator eolian de 220 V este realizat după o schemă folosind convertoare cu invertor cu energie electrică stocată în baterii. Generatoarele eoliene pentru 12, 24 sau 36 V sunt mai simple - folosesc regulatoare de încărcare a bateriei mai simple cu stabilizatori.
Generator eolian de casă pentru casă și caracteristicile sale
Înainte de a vă spune cum să faceți o moară de vânt pentru a genera energie electrică, să vorbim despre motivul pentru care nu puteți folosi un model din fabrică. Generatoarele eoliene din fabrică sunt într-adevăr mai eficiente decât omologii lor de casă. Tot ceea ce se poate face în producție va fi mai fiabil decât ceea ce se poate face în condiții artizanale. Această regulă se aplică și generatoarelor eoliene.
Auto-fabricarea unui generator eolian este avantajoasă datorită costului său scăzut. Mostrele din fabrică cu o putere de la 3 kW la 5 kW vor costa 150-220 mii de ruble, în funcție de producător. Un preț atât de mare explică inaccesibilitatea modelelor cumpărate din magazin pentru majoritatea consumatorilor, deoarece afectează și perioada de rambursare - în unele cazuri ajunge la 10-12 ani, deși unele modele „plătesc” mult mai devreme.
Centralele eoliene construite din fabrică pentru uz casnic sunt mai fiabile și mai puțin probabil să se defecteze. Dar fiecare defecțiune poate duce la costuri uriașe pentru piesele de schimb. În ceea ce privește produsele de casă, acestea sunt ușor de reparat singur, deoarece sunt asamblate din materiale vechi. Acest lucru justifică designul departe de a fi perfect.
Da, va fi foarte dificil să faci un generator eolian de 30 kW cu propriile mâini, dar oricine știe să lucreze cu unelte va putea să asambla o turbină eoliană mică de putere mică și să se asigure singur. cantitatea necesară electricitate.
Diagrama unui generator eolian de casă - componente principale
A face acasă un generator eolian de casă este relativ ușor. Mai jos puteți vedea un desen simplu care explică locația componentelor individuale. Conform acestui desen, trebuie să facem sau să pregătim următoarele componente:
Schema unei mori de vânt de casă.
- Lame - pot fi realizate dintr-o varietate de materiale;
- Generator pentru un generator eolian - puteți achiziționa unul gata făcut sau îl puteți face singur;
- Secțiunea de coadă – direcționează palele în direcția vântului, permițând eficiență maximă;
- Multiplicator – mărește viteza de rotație a arborelui generatorului (rotor);
- Catarg de montare - toate componentele de mai sus vor fi ținute pe acesta;
- Cabluri de tensiune - țin întreaga structură și împiedică căderea acesteia de la rafale de vânt;
- Controlerul de încărcare, bateriile și invertorul asigură conversia, stabilizarea și acumularea energiei electrice primite.
Vom încerca să facem cu tine un simplu generator eolian rotativ.
Instrucțiuni pas cu pas pentru asamblarea unui generator eolian
Faceți o moară de vânt din sticle de plastic chiar și un copil o poate face. Se va învârti vesel în vânt, făcând zgomot. Există un număr mare de scheme diferite pentru construirea unor astfel de turbine eoliene, în care axa de rotație poate fi localizată atât pe verticală, cât și pe orizontală. Aceste lucruri nu generează electricitate, dar fac o treabă grozavă în alungarea alunițelor. comploturi personale, care dăunează plantelor și le sapă vizuini peste tot.
Un generator eolian de casă pentru casa ta este oarecum asemănător cu această moară de vânt cu sticlă. Doar că este mai mare ca dimensiune și are un design mai serios. Dar dacă atașați un mic motor la o astfel de moară de vânt, acesta poate deveni o sursă de electricitate și chiar poate alimenta ceva electric, de exemplu, un LED - puterea sa nu este suficientă pentru mai mult. Privind diagrama unei astfel de „jucării”, puteți înțelege cum să faceți un generator eolian cu drepturi depline.
Realizarea unui generator pentru o moară de vânt
Pentru a asambla o centrală eoliană, avem nevoie de un generator și unul cu autoexcitare. Cu alte cuvinte, designul său trebuie să conțină magneți care induc electricitate în înfășurări. Exact așa sunt proiectate unele motoare electrice, de exemplu, în șurubelnițe. Dar nu veți putea face un generator eolian decent dintr-o șurubelniță - puterea va fi pur și simplu ridicolă și va fi suficientă doar pentru a funcționa cel mult o lampă LED mică.
De asemenea, nu este posibil să faci o centrală eoliană dintr-un autogenerator - folosește o înfășurare de excitație alimentată de o baterie, deci nu este potrivită pentru noi. Dintr-un evantai de uz casnic, nu putem face decât o sperietoare pentru păsările care atacă grădina. Prin urmare, trebuie să căutați un generator normal, autoexcitant, de putere adecvată. Mai bine, fă stropi și cumpără un model cumpărat din magazin.
Este într-adevăr mai profitabil să cumperi un generator decât să-l faci - eficiența unui model fabricat din fabrică va fi mai mare decât cea a unuia făcut în casă.
Să vedem cum să facem un generator pentru moara noastră de vânt cu propriile noastre mâini.
Lui putere maxima este de 3-3,5 kW. Pentru asta avem nevoie de:
- Stator - este format din două piese tablă, tăiate în formă de cercuri cu diametrul de 500 mm. Pe fiecare cerc de-a lungul marginii sunt lipiți 12 magneți de neodim cu diametrul de 50 mm (retrăgându-se ușor de la margine). Polii lor trebuie să se alterneze. Pregătim al doilea cerc într-un mod similar, dar numai polii de aici ar trebui deplasați;
- Rotor - este o structură de 9 bobine înfăşurate cu sârmă de cupru cu diametrul de 3 mm în izolaţie cu lac. Facem 70 de spire în fiecare bobină, deși unele surse recomandă 90 de spire. Pentru a plasa bobinele, este necesar să se realizeze o bază din material nemagnetic;
- Axa - trebuie realizata exact in centrul rotorului. Mai mult, nu ar trebui să existe bătăi, structura trebuie să fie atent centrată, altfel va fi spartă rapid de vânt.
Amplasăm statoarele și rotorul - rotorul însuși se rotește între statori. Între aceste elemente se menține o distanță de 2 mm. Conectăm toate înfășurările conform diagramei de mai jos, astfel încât să obținem o sursă monofazată AC.
Facem lame
În această recenzie, facem un generator eolian destul de puternic - puterea sa va fi de până la 3-3,5 kW la vânt puternic sau până la 1,5 sau 2 kW în vânt mediu. Mai mult, se va dovedi a fi destul de silentios, spre deosebire de generatoarele cu motoare electrice. În continuare, trebuie să vă gândiți la locația lamelor. Am decis să facem un generator eolian orizontal simplu cu trei pale. S-ar putea gândi și la un generator eolian vertical, dar în acest caz factorul de utilizare a energiei eoliene va fi mai mic - în medie 0,3.
Dacă o faci generator eolian vertical, atunci va avea un singur avantaj - va putea lucra în orice direcție a vântului.
Cel mai simplu mod de a face lame simple acasă. Pentru fabricarea lor, puteți utiliza diverse materiale:
- Lemnul, însă, în timp poate crăpa și se poate usca;
- Polipropilenă - acest tip de plastic este potrivit pentru generatoarele de putere redusă;
- Metalul este un material fiabil și durabil din care se pot fabrica lame de orice dimensiune (duraluminul, folosit în aviație, este bun).
O masă mică vă va ajuta să estimați diametrul lamelor. Verificați viteza aproximativă a vântului la locația dvs. locală și aflați ce diametru trebuie făcute paletele generatorului eolian.
A face pale pentru un generator eolian nu este atât de dificil. Este mult mai dificil să ne asigurăm că întreaga noastră structură este echilibrată - altfel rafale puternice de vânt o vor sparge rapid. Echilibrarea se realizează prin reglarea lungimii lamelor. După aceasta, combinăm paletele cu rotorul generatorului nostru eolian și instalăm structura pe locul de instalare la care este atașată secțiunea de coadă.
Pornire și testare
Cel mai important lucru în viitor este să alegi locul potrivit pentru a instala catargul. Trebuie pozitionat strict vertical. Generatorul cu palete este plasat cat mai sus, acolo unde vantul este mai puternic. Asigurați-vă că nu există plantații forestiere în apropiere, separat copaci în picioare, case și structuri mari care blochează fluxurile de aer - dacă există vreo interferență, amplasați generatorul eolian la distanță de acestea.
De îndată ce generatorul eolian începe să se miște, trebuie să faceți următoarele - conectați un multimetru la priza generatorului și verificați tensiunea. Acum sistemul este gata de funcționare completă, tot ce rămâne este să decideți ce tensiune va fi furnizată casei și cum se va întâmpla acest lucru.
Conectarea consumatorilor
Am reușit deja să facem o moară de vânt cu zgomot redus și una destul de puternică. Acum este timpul să conectați electronicele la el. Când asamblați generatoare eoliene de 220 V cu propriile mâini, trebuie să aveți grijă de achiziționarea convertoarelor cu invertor. Eficiența acestor dispozitive ajunge la 99%, astfel încât pierderile în conversia curentului continuu furnizat în curent alternativ cu o tensiune de 220 Volți vor fi minime. În total, sistemul va avea trei noduri suplimentare:
- Pachet de baterii – acumulează excesul de energie electrică generată pentru utilizare ulterioară. Aceste surplusuri sunt folosite pentru a hrăni consumatorii în perioadele de calm sau când vântul este foarte puțin;
Una dintre cele mai multe opțiunile disponibile utilizarea surselor regenerabile de energie este utilizarea energiei eoliene. Pentru a afla cum să faceți calcule, să asamblați și să instalați singur o moară de vânt, citiți acest articol.
Clasificarea generatoarelor eoliene
Instalațiile sunt clasificate pe baza următoarelor criterii de turbine eoliene:
- locația axei de rotație;
- numărul de lame;
- materialul elementului;
- pasul elicei.
Turbinele eoliene, de regulă, au un design cu o axă de rotație orizontală și verticală.
Versiune cu axă orizontală - un design de elice cu una, două, trei sau mai multe pale. Acesta este cel mai comun design al centralelor aeriene datorită eficienței sale ridicate.
Versiune cu axă verticală - modele ortogonale și carusel folosind exemplul rotoarelor Darrieus și Savonius. Ultimele două concepte ar trebui clarificate, deoarece ambele au o anumită semnificație în proiectarea generatoarelor eoliene.
Rotorul Darrieus este o turbină eoliană ortogonală, în care palele aerodinamice (două sau mai multe) sunt amplasate simetric una față de cealaltă la o anumită distanță și montate pe grinzi radiale. Suficient varianta dificila turbină eoliană care necesită o proiectare aerodinamică atentă a palelor.
Rotorul Savonius este un design de turbină eoliană de tip carusel, în care două pale semicilindrice sunt amplasate una lângă cealaltă, formând o formă în general sinusoidală. Eficiența structurilor este scăzută (aproximativ 15%), dar poate fi aproape dublată dacă lamele sunt plasate în direcția undei nu orizontal, ci vertical și se folosește un design cu mai multe niveluri cu deplasarea unghiulară a fiecărei perechi de lame în raport cu celelalte perechi.
Avantajele și dezavantajele turbinelor eoliene
Avantajele acestor dispozitive sunt evidente, mai ales în raport cu condiţiile de viaţă operare. Utilizatorii de turbine eoliene au de fapt posibilitatea de a genera energie electrică gratuită, fără a lua în calcul costurile mici de construcție și întreținere. Cu toate acestea, dezavantajele centralelor eoliene sunt, de asemenea, evidente.
Deci pentru a realiza munca eficienta instalare, trebuie îndeplinite condițiile de stabilitate a fluxurilor vântului. Omul nu poate crea astfel de condiții. Aceasta este pur prerogativă a naturii. Un alt dezavantaj tehnic este calitatea scăzută a energiei electrice generate, drept urmare este necesară completarea sistemului cu module electrice scumpe (multiplicatori, încărcătoare, baterii, convertoare, stabilizatori).
Avantajele și dezavantajele în ceea ce privește caracteristicile fiecărei modificări a turbinelor eoliene, probabil, se echilibrează la zero. Dacă modificările orizontale-axiale se caracterizează printr-o valoare ridicată a eficienței, atunci pentru o funcționare stabilă necesită utilizarea regulatoarelor de direcție a fluxului vântului și a dispozitivelor de protecție împotriva vântului de uragan. Modificările pe axa verticală au o eficiență scăzută, dar funcționează stabil fără un mecanism de urmărire a direcției vântului. În același timp, astfel de turbine eoliene se disting printr-un nivel scăzut de zgomot, elimină efectul de „împrăștiere” în cazul vântului puternic și sunt destul de compacte.
Generatoare eoliene de casă
A face o „moară de vânt” cu propriile mâini este o sarcină complet rezolvabilă. Mai mult, o abordare constructivă și rațională a afacerilor va ajuta la minimizarea cheltuielilor financiare inevitabile. În primul rând, merită să schițați proiectul și să efectuați calculele de echilibrare și putere necesare. Aceste acțiuni nu vor fi doar cheia pentru construirea cu succes a unei centrale eoliene, ci și cheia pentru menținerea integrității tuturor echipamentelor achiziționate.
Este recomandat să începeți prin a construi o micro-moară de vânt cu o putere de câteva zeci de wați. În viitor, experiența dobândită va ajuta la crearea unui design mai puternic. Atunci când creați un generator eolian acasă, nu trebuie să vă concentrați pe obținerea de energie electrică de înaltă calitate (220 V, 50 Hz), deoarece această opțiune va necesita semnificativ investitii financiare. Este mai logic să ne limităm la utilizarea energiei electrice obținute inițial, care poate fi utilizată cu succes fără conversie în alte scopuri, de exemplu, pentru a susține sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă construite pe încălzitoare electrice (TEH) - astfel de dispozitive nu necesită tensiune și frecvență stabile. Acest lucru face posibilă crearea schema simpla, care funcționează direct de la generator.
Cel mai probabil, nimeni nu va argumenta că încălzirea și alimentarea cu apă caldă în casă sunt inferioare ca importanță aparate electrocasniceŞi corpuri de iluminat, la putere pe care încearcă adesea să instaleze mori de vânt acasă. Construcția de turbine eoliene are tocmai scopul de a asigura casa cu căldură și apă fierbinte- costuri minime și simplitate a designului.
Proiectarea generalizată a unei turbine eoliene casnice
Din punct de vedere structural, un proiect de locuință reproduce în mare măsură o instalație industrială. Este adevărat, solutii casnice adesea bazate pe turbine eoliene cu ax vertical și echipate cu generatoare de curent continuu de joasă tensiune. Compoziția modulelor de turbine eoliene de uz casnic, supuse energiei electrice de înaltă calitate (220 V, 50 Hz):
- turbină eoliană;
- dispozitiv de orientare a vântului;
- animator;
- generator DC (12 V, 24 V);
- modul de încărcare a bateriei;
- baterii reîncărcabile (litiu-ion, litiu-polimer, plumb-acid);
- Convertor de tensiune DC 12 V (24 V) la tensiune AC 220 V.
Generator eolian PIC 8-6/2.5
Cum funcţionează asta? Doar. Vântul întoarce turbina eoliană. Cuplul este transmis prin multiplicator la arborele generatorului de curent continuu. Energia primită la ieșirea generatorului este acumulată în baterii prin modulul de încărcare. De la bornele bateriei, convertizorului este furnizată o tensiune constantă de 12 V (24 V, 48 V), unde este transformată într-o tensiune adecvată pentru alimentarea rețelelor electrice casnice.
Despre generatoare pentru morile de vant acasa
Majoritate structurile gospodăreşti Turbinele eoliene sunt de obicei proiectate folosind motoare electrice DC cu viteză redusă. Aceasta este cea mai simplă opțiune de generator care nu necesită modernizare. Optim - motoare electrice cu magneți permanenți, proiectat pentru o tensiune de alimentare de aproximativ 60-100 volți. Există o practică de utilizare a generatoarelor auto, dar pentru acest caz este necesară introducerea unui multiplicator, deoarece generatoarele auto produc tensiunea necesară doar la viteze mari (1800-2500). Una dintre opțiunile posibile este reconstrucția unui motor asincron AC, dar este și destul de complexă, necesitând calcule precise, rotire și instalarea magneților de neodim în zona rotorului. Există o opțiune pentru un motor asincron trifazat cu conectarea condensatoarelor de aceeași capacitate între faze. În cele din urmă, există posibilitatea de a face un generator de la zero cu propriile mâini. Există o mulțime de instrucțiuni în acest sens.
„Moara de vânt” de casă pe axă verticală
Un generator eolian destul de eficient și, cel mai important, ieftin poate fi construit pe baza unui rotor Savonius. Aici, de exemplu, este luată în considerare o instalație de microenergie, a cărei putere nu depășește 20 W. Cu toate acestea, acest dispozitiv este destul de suficient, de exemplu, pentru a furniza energie electrică unor aparate electrocasnice care funcționează la o tensiune de 12 volți.
Set de piese:
- Tabla de aluminiu grosime 1,5-2 mm.
- Teava din plastic: diametru 125 mm, lungime 3000 mm.
- Teava aluminiu: diametru 32 mm, lungime 500 mm.
- Motor DC (generator de potențial), 30-60V, 360-450 rpm, de exemplu, motor electric model PIK8-6/2.5.
- Controler de tensiune.
- Baterie.
Fabricarea rotorului Savonius
Trei „clătite” cu un diametru de 285 mm sunt tăiate dintr-o foaie de aluminiu. Găurile sunt forate în centrul fiecăruia teava de aluminiu 32 mm. Se dovedește ceva asemănător cu CD-urile. Din teava de plastic două bucăți de 150 mm lungime sunt tăiate și tăiate în jumătate pe lungime. Rezultă patru lame semicirculare 125x150 mm. Toate cele trei „CD-uri” din aluminiu sunt puse pe o țeavă de 32 mm și fixate la o distanță de 320, 170, 20 mm de punctul de sus strict orizontal, formând două niveluri. Lamele sunt introduse între discuri, două pe nivel, și fixate strict una față de alta, formând o sinusoidă. În acest caz, lamele nivel superior sunt deplasate în raport cu lamele nivelului inferior la un unghi de 90 de grade. Rezultatul este un rotor Savonius cu patru pale. Pentru a fixa elementele, puteți utiliza nituri, șuruburi, colțuri sau alte metode.
Conectare la motor și montare pe catarg
Arborele motoarelor de curent continuu cu parametrii de mai sus are de obicei un diametru de cel mult 10-12 mm. Pentru a conecta arborele motorului la conducta turbinei eoliene, o bucșă de alamă cu diametrul interior necesar este presată în partea inferioară a conductei. Se face o gaură prin peretele țevii și al bucșei, iar un filet este tăiat pentru a înșuruba șurubul de blocare. Apoi, conducta turbinei eoliene este pusă pe arborele generatorului, după care conexiunea este fixată rigid cu un șurub de blocare.
Partea rămasă a țevii de plastic (2800 mm) este catargul turbinei eoliene. Ansamblul generator cu roata Savonius este montat în partea de sus a catargului - se introduce pur și simplu în țeavă până se oprește. Un capac de disc metalic montat pe capătul frontal al motorului, având un diametru de mai multe diametru mai mare catarge. Pe periferia capacului sunt găurite găuri pentru atașarea cablurilor. Deoarece diametrul carcasei motorului electric este mai mic decât diametrul interior al conductei, distanțierele sau opritoarele sunt folosite pentru a alinia generatorul în centru. Cablul de la generator este trecut în interiorul conductei și iese prin fereastra din partea de jos. În timpul instalării, este necesar să se țină cont de protecția generatorului de umiditate prin utilizarea garniturii de etanșare. Din nou, în scopul protecției împotriva precipitațiilor, un capac umbrelă poate fi instalat deasupra conexiunii conductei turbinei eoliene cu arborele generatorului.
Întreaga structură este instalată într-o zonă deschisă, bine ventilată. O gaură de 0,5 metri adâncime este săpată sub catarg, partea de josȚevile sunt coborâte în groapă, structura este nivelată cu fire, după care groapa este umplută cu beton.
Controler de tensiune (încărcător simplu)
Un generator eolian fabricat, de regulă, nu este capabil să producă 12 volți din cauza vitezei scăzute de rotație. Viteza maximă de rotație a turbinei eoliene la o viteză a vântului de 6-8 m/sec. atinge o valoare de 200-250 rpm. La ieșire se poate obține o tensiune de aproximativ 5-7 volți. Pentru a încărca bateria, este necesară o tensiune de 13,5-15 volți. Ieșirea este să folosiți un convertor simplu de tensiune de impuls, asamblat, de exemplu, pe baza regulatorului de tensiune LM2577ADJ. Prin furnizarea de 5 volți de curent continuu la intrarea convertorului, ieșirea este de 12-15 volți, ceea ce este suficient pentru a încărca o baterie de mașină.
Convertor de tensiune gata bazat pe LM2577
Acest micro-generator de vânt poate fi cu siguranță îmbunătățit. Creșteți puterea turbinei, schimbați materialul și înălțimea catargului, adăugați un convertor DC-AC etc.
Centrală eoliană cu ax orizontal
Set de piese:
- Teava din plastic cu diametrul de 150 mm, tabla de aluminiu 1,5-2,5 mm grosime, bloc de lemn 80x40 1 m lungime, instalatii sanitare: flansa - 3, unghi - 2, te - 1.
- Motor electric DC (generator) 30-60 V, 300-470 rpm.
- Roată-roată pentru un motor cu diametrul de 130-150 mm (aluminiu, alamă, textolit etc.).
- Țevi de oțel cu un diametru de 25 mm și 32 mm și o lungime de 35 mm și respectiv 3000 mm.
- Modul de încărcare pentru baterii.
- baterii.
- Convertor de tensiune 12 V - 120 V (220 V).
Fabricarea unei „morii de vânt” cu ax orizontal
Este necesară o țeavă de plastic pentru a face palete de turbine eoliene. O secțiune a unei astfel de țevi, de 600 mm lungime, este tăiată longitudinal în patru segmente identice. O moară de vânt necesită trei pale, care sunt realizate din segmentele rezultate prin tăierea unei părți din material în diagonală pe toată lungimea, dar nu tocmai de la colț la colț, ci de la colțul de jos la colțul de sus, cu o ușoară adâncitură din acesta din urmă. . Prelucrarea părții inferioare a segmentelor se reduce la formarea unei petale de fixare pe fiecare dintre cele trei segmente. Pentru a face acest lucru, un pătrat de aproximativ 50x50 mm este tăiat de-a lungul unei margini, iar partea rămasă servește ca petală de fixare.
Paletele turbinei eoliene sunt fixate de roată-roată folosind conexiuni cu șuruburi. Rotul este montat direct pe arborele unui motor electric DC - generator. Un bloc simplu din lemn cu o secțiune transversală de 80x40 mm și o lungime de 1 m este utilizat ca șasiu de turbină eoliană. Generatorul este instalat la un capăt bloc de lemn. La celălalt capăt al barei se montează o „coadă” dintr-o foaie de aluminiu. În partea de jos a barei, atașată teava metalica 25 mm, proiectat pentru a acționa ca un arbore de mecanism rotativ. Ca catarg este folosită o țeavă metalică de trei metri de 32 mm. Partea superioară Catargul este bucșa mecanismului rotativ în care este introdusă conducta turbinei eoliene. Suportul catargului este realizat dintr-o foaie de placaj gros. Pe acest suport, sub forma unui disc cu diametrul de 600 mm, este asamblată o structură din piese sanitare, datorită cărora catargul poate fi ridicat sau coborât cu ușurință, sau montat sau demontat. Băieții sunt folosiți pentru a asigura catargul.
Toate electronicele turbinelor eoliene sunt montate într-un modul separat, a cărui interfață asigură conectarea bateriilor și a sarcinilor consumatorilor. Modulul include un controler de încărcare a bateriei și un convertor de tensiune. Astfel de dispozitive pot fi asamblate independent dacă aveți experiența adecvată sau achiziționate de pe piață. Există multe soluții diferite pe piață care vă permit să obțineți tensiunile și curenții de ieșire doriti.
Turbine eoliene combinate
Turbinele eoliene combinate sunt o opțiune serioasă pentru un modul de energie acasă. De fapt, combinația presupune combinarea unui generator eolian, baterie solară, motorină sau centrală pe benzină într-un singur sistem. Puteți combina în orice mod posibil, în funcție de capacitățile și nevoile dvs. Desigur, atunci când există o opțiune trei în unu, aceasta este soluția cea mai eficientă și fiabilă.
De asemenea, combinația de turbine eoliene presupune crearea de centrale eoliene care includ două modificări diferite simultan. De exemplu, când un rotor Savonius și o mașină tradițională cu trei lame funcționează într-o singură combinație. Prima turbină funcționează la viteze reduse ale vântului, iar a doua doar la viteze nominale. Aceasta păstrează eficiența instalației, elimină pierderile nejustificate de energie, iar în cazul generatoare asincrone curenții reactivi sunt compensați.
Sistemele combinate sunt opțiuni complexe și costisitoare din punct de vedere tehnic pentru practica acasă.
Calculul puterii unei centrale eoliene
Pentru a calcula puterea unui generator eolian orizontal-axial, puteți utiliza formula standard:
- N = p S V3/2
- N- puterea instalației, W
- p- densitatea aerului (1,2 kg/m3)
- S— suprafață suflată, m2
- V— viteza debitului vântului, m/sec
De exemplu, puterea unei instalații cu o deschidere maximă a palelor de 1 metru la o viteză a vântului de 7 m/sec va fi:
- N= 1,2 1 343 / 2 = 205,8 W
Un calcul aproximativ al puterii unei turbine eoliene creată pe baza unui rotor Savonius poate fi calculat folosind formula:
- N = p R H V3
- N- puterea instalației, W
- R— raza rotorului, m
- V— viteza vântului, m/sec
De exemplu, pentru proiectarea unei centrale eoliene cu rotor Savonius menționat în text, valoarea puterii la o viteză a vântului de 7 m/sec. va fi:
- N= 1,2 · 0,142 · 0,3 · 343 = 17,5 W
Adesea apar situații când electricitatea din cea mai apropiată linie de transport devine indisponibilă sau nerezonabil de scumpă și, în astfel de cazuri, doar o moară de vânt de casă poate ajuta. Să ne uităm la opțiunile pentru alimentarea autonomă cu energie electrică a unei case de țară.
Generatoare eoliene – care model este mai bun?
De foarte multe ori doriți să economisiți energie electrică sau să o obțineți acolo unde nu există încă turnuri de linii electrice. De asemenea, este posibil să nu existe pur și simplu posibilitatea de conectare la acest turn din cauza lipsei de putere liberă. În oricare dintre cazurile de mai sus, este nevoie de a găsi o sursă accesibilă de energie electrică, de preferință regenerabilă, adică fără utilizarea combustibilului. Prin urmare, să uităm pentru o vreme de existența generatoarelor pe benzină și diesel și să încercăm să folosim puterea vântului pentru a genera electricitate.
Morile de vânt există de destul de mult timp; morile de vânt au fost folosite în mod activ cu câteva secole în urmă. Da, în perioadele de calm un astfel de dispozitiv este de puțin folos, iar în timpul unei furtuni chiar și cel mai fiabil mecanism poate eșua (în cel mai bun caz). Dar, cu toată lipsa de încredere, un generator eolian pentru o casă este cel mai ușor de realizat cu propriile mâini, este considerat cel mai eficient, mai ales dacă nu există acces la un râu; curent rapid pentru a instala roata. Și trebuie amintit că turnul turbinei eoliene nu ar trebui să deranjeze vecinii cu zgomot, vibrații sau chiar o umbră, conform regulilor pentru construirea unei clădiri rezidențiale pe șantier.
Există doar 2 tipuri principale de turbine eoliene: cu o axă de rotație verticală și orizontală. Morile, cândva erau de uz comun, erau mașini ale căror lame erau montate pe o axă orientată orizontal. De asemenea, majoritatea turbinelor eoliene de astăzi sunt fabricate tocmai după acest principiu, deoarece această opțiune oferă cea mai mare eficiență. Cu toate acestea generatoare eoliene cu axa verticala pentru casa, facuta de tine, lucreaza in cel mai usor vant, care nu va misca palele modelelor cu elice. Pentru ei sunt suficiente rafale ușoare de 1-2 metri pe secundă. În ceea ce privește producția, este mult mai ușor de realizat turbină eoliană verticală, care ia vântul din orice direcție.
Generatoarele se disting și prin tipul de lame pe care le au ambele tipuri de mai sus. În cea mai mare parte, factorul principal în împărțirea în tipuri este designul: rigid sau vel. În funcție de opțiunea care este de preferat pentru un anumit model, este selectat materialul pentru fabricarea palelor de captare a fluxului de vânt. Poate fi placaj, tablă de tablă sau tablă subțire de oțel, plastic, compozit - pentru o structură rigidă ușoară, iar pentru o velă, este potrivit orice material flexibil, dar durabil, inclusiv mătase, țesătură pentru banner sau chiar prelată subțire.
Diferențele dintre generatoare după forma lamei - comparație a eficienței
Cea mai simplă versiune a tipului orizontal este structura velei, adică pur și simplu aranjarea planurilor elicei la un unghi ușor față de planul de rotație. Lame dure vor necesita calcul precisîndoirea suprafețelor lor sau atingerea performanțelor maxime va trebui făcută experimental. Curbura insuficientă a „aripii” va duce în cele din urmă la o scădere a eficienței din cauza captării slabe a fluxului de aer și prea mult va crea în sine rezistență la rotație din cauza frecării cu aerul.
În ceea ce privește generatoarele cu axă verticală, captatoarele lor de vânt pot avea cel mai mult forme diferite, iar dezvoltarea de noi contururi și curbe continuă în mod constant. Cea mai simplă opțiune este cu lame în formă de jgheab, așa-numitul design Savonius. Numărul lor este de obicei făcut par - 2 sau 4. Deși poate fi mai mult atunci când produc generatoare eoliene verticale multi-lame de casă de 30 kW cu propriile mâini, cu ecrane statice suplimentare pe inelul exterior. Aceste ecrane direcționează și concentrează vântul către anumite zone ale rotorului situate în interiorul inelului, unde paletele sunt instalate direct. În funcție de diametrul discului de bază, pot fi de la 8 la 16 bucăți.
Există și elice ortogonale, care sunt situate pe axe montate vertical și se rotesc în plan orizontal, dar principalul lor dezavantaj este eficiența lor extrem de scăzută. De asemenea, astfel de generatoare nu funcționează în rafale slabe de vânt este necesară o viteză de cel puțin 4 metri pe secundă. Și cele mai puțin utilizate modele de turbine eoliene Dorier, inclusiv cea elicoidală, cu o îndoire elicoidală a palelor, captatoare de vânt în formă de arc și un design de tip „H”. Sunt fiabile și eficiente, dar greu de făcut acasă.
Pro și contra de diferite tipuri - analizăm și evaluăm
După cum am menționat deja, performanța este mult mai mare pentru modelele cu o axă orizontală de rotație. Cu toate acestea, au nevoie de vânt puternic, care apare de obicei la o înălțime mai mare de 10-15 metri, iar aceasta este lungimea pe care este instalat catargul, care este încoronat cu o gondolă rotativă cu lame. O altă calitate pozitivă poate fi considerată absența sarcinii de încovoiere pe arbore, care apare la turbinele eoliene cu axă verticală. Dezavantajele includ faptul că modelele cu elice rotative au 2 arbori, ceea ce înseamnă că există mai multe componente uzate și o probabilitate mai mare de avarie.
Referitor la sisteme verticale, avantajele și dezavantajele acestora depind de model. De exemplu, morile de vânt Savonius sunt cele mai simple și pot fi făcute pentru casă cu propriile mâini, fie dintr-o cutie de tablă, fie din metal sau butoi de plastic. Ele pornesc atunci când există 4 pale de la cea mai ușoară suflare a vântului, mai ales dacă sunt instalate piese de înaltă calitate, atunci auto-desfășurarea va avea loc din cauza inerției chiar și în rafale de vânt. Dar dacă există doar 2 sau 3 pale, rotația independentă este imposibilă, așa că ele plasează 2 astfel de module unul peste celălalt, plasând captoarele de vânt ale fiecăruia la un unghi de 90 de grade față de celălalt. Ventul de acest tip este mare și, prin urmare, presiunea laterală asupra osiei este foarte mare în timpul unei furtuni puternice.
În morile de vânt ortogonale, pe lângă lor putere redusă, există o serie de alte dezavantaje. În primul rând, aceasta este o vibrație destul de puternică din cauza presiunii neuniforme asupra zone diferite lame în formă de aripă. Ca urmare, rulmentul montat pe un arbore vertical se deteriorează rapid. În plus, astfel de generatoare produc zgomot destul de puternic și neplăcut atunci când se rotesc și, prin urmare, pot provoca nemulțumiri în rândul vecinilor din zonele apropiate. Cele elicoidale, dacă sunt achiziționate gata făcute, montate din fabrică, sunt foarte scumpe, la fel ca și modelele cu mai multe lame, care au foarte număr mare detalii.
Orice generator eolian poate fi instalat într-o țeavă rotativă pentru a crește eficiența.
Principiul de funcționare a turbinelor eoliene - cum funcționează sistemul?
Indiferent de tipul de moara de vant, aceasta nu poate genera energie de la sine are nevoie de un generator, a carui rotatie a arborelui va fi asigurata de pale. Dacă aveți un design cu o axă orizontală de rotație, veți avea nevoie de o cutie de viteze pentru a transmite mișcarea arborelui. Apoi, este conectat un controler, care transformă electricitatea primită de la bobinele generatorului în curent continuu, care apoi curge în baterii. În continuare, puteți conecta un bec LED, dar dacă doriți să încărcați un dispozitiv sau să conectați un laptop, veți avea nevoie și de un invertor care transformă încărcarea acumulată de baterie în curent alternativ.
Trebuie avut în vedere faptul că fiecare schimbare a curentului de la alternativ la continuu și invers, reduce cantitatea finală de energie cu 10-15%.
O instalație cu axă verticală de rotație este convenabilă deoarece arborele acestuia poate fi destul de lung, iar acest lucru permite amplasarea generatorului în partea de jos a catargului, adică într-o zonă de acces direct. Adesea, un comutator automat este instalat în circuit în cazurile în care moara de vânt funcționează împreună cu panouri solare sau o roată cu apă. De asemenea, unele modele au o frână, care este necesară în cazul în care bateria este încărcată complet. Palele turbinelor eoliene cu o axă orizontală de rotație pot avea balamale care pliază captatoarele de vânt în timpul unei furtuni. Un generator eolian foarte puternic de 5 kilowați, realizat chiar de dvs., este uneori completat de un motor electric rotativ, care este declanșat de un senzor de direcție a fluxului de aer.
Produs cu magneți de neodim - instrucțiuni scurte
Este mai bine să încredințați asamblarea rotorului și a statorului pentru o moară de vânt unui specialist, dar dacă decideți să faceți o moară de vânt pentru o casă privată de la zero cu propriile mâini, trebuie să știți cum este fabricat generatorul. Ar trebui să începeți cu baza, care este cel mai bine să utilizați butucul mașinii, deoarece are deja rulmenți. Magneții de neodim sunt lipiți pe disc la intervale regulate, ai căror poli, îndreptați spre tine, ar trebui să alterneze. Mai mult, într-un model monofazat, numărul de laturi polare opuse trebuie să coincidă. În ceea ce privește generatoarele trifazate, se recomandă menținerea proporțiilor de 2:3 sau 3:4.
În continuare, ar trebui să începeți să înfășurați bobinele pentru stator. De asemenea, este mai bine să încredințați această sarcină unui specialist sau unei utilizări dispozitive speciale, care vă va ajuta să faceți față sarcinii mai precis decât dacă faceți totul manual. Pentru a încărca cu succes o baterie de 12 W, veți avea nevoie de un număr total de spire în toate bobinele egal cu 1000. În general, pentru a calcula spirele puteți folosi cel mai mult formulă simplă ω = 44 / (T * S), unde 44 este un coeficient constant, T este inducția Tesla și S este secțiunea transversală a firului în centimetri pătrați. Inducția Tesla este determinată din tabelul pentru diverse tipuri conductori:
Bobinele înfășurate (este mai bine să le oferiți o formă dreptunghiulară sau trapezoidală pentru a ușura aranjarea într-un cerc) sunt fixate cu lipici de baza staționară a statorului. În acest caz, forma și dimensiunile spațiului intern al bobinei trebuie să corespundă contururilor magnetului. Același lucru este valabil și pentru grosime. Scoatem toate capetele conductorilor și le conectăm astfel încât să obținem două pachete comune „+” și „–”. Umplem miezurile bobinelor cu același adeziv care a fost folosit pentru fixare, poate fi folosit și pentru a izola complet firele așezate pe discul statorului. Acum, dacă magneții se aliniază cu bobinele atunci când rotorul se rotește, diferența de potențial dintre poli va crea condițiile pentru generarea de electricitate.
Fabricarea unei mori de vânt bazată pe un motor electric gata făcut
De obicei, meșterii de acasă încearcă să folosească generatoare de mașini, dar nu toate sunt potrivite, doar cele autoexcitante, de exemplu, cele care au fost folosite la unele modele de tractoare. Majoritatea necesită o baterie conectată pentru ca curentul să apară. Cu toate acestea, o roată cu motor pentru un scuter sau scuter poate fi folosită și ca bază pentru o moară de vânt. Acest lucru va face posibilă realizarea de generatoare eoliene verticale cu zgomot redus de 5 kW, care vor avea o durată de viață foarte lungă datorită cel mai simplu design cu un minim de detalii.
De asemenea, puteți utiliza aproape orice motor electric de la mașinile de uz casnic ca generator, principalul lucru este că baza nu are perii, cum ar fi, de exemplu, în burghiile electrice - astfel de generatoare nu vă vor potrivi. Pentru o opțiune de consum redus, este potrivit și un cooler pentru computer, dar numai pentru încărcarea dispozitivelor electronice mici. Dacă doriți să obțineți un generator eolian vertical realizat de dvs., de cel puțin 2 kW, este mai bine să utilizați ca bază un motor de la un ventilator puternic.