Hagamos un generador de viento con nuestras propias manos.

A menudo, los propietarios de casas privadas tienen una idea para implementar sistemas de energía de respaldo... La forma más sencilla y asequible es, por supuesto, un generador de gasolina o diésel, pero muchas personas miran hacia formas más complejas de convertir la llamada energía libre (radiación solar, energía del agua que fluye o viento) en electricidad.

Cada uno de estos métodos tiene sus propias ventajas y desventajas. Si con el uso del flujo de agua (mini central hidroeléctrica) todo está claro: solo está disponible en las inmediaciones de un río que fluye bastante rápido, entonces la luz solar o el viento se pueden usar en casi todas partes. Ambos métodos tendrán una desventaja común: si una turbina de agua puede funcionar las 24 horas del día, entonces una batería solar o un generador eólico son efectivos solo por un tiempo, lo que hace necesario incluir baterías en la estructura de una red eléctrica doméstica.

Dado que las condiciones en Rusia (pocas horas de luz diurna la mayor parte del año, precipitaciones frecuentes) hacen que el uso de paneles solares sea ineficaz a su costo y eficiencia actuales, el más rentable es el diseño de un aerogenerador... Considere su principio de funcionamiento y las posibles opciones de diseño.

Dado que ningún dispositivo casero es como otro, este
El artículo no es una instrucción paso a paso.y una descripción de los principios básicos del diseño de una turbina eólica.

Principio de funcionamiento general

El principal cuerpo de trabajo del aerogenerador son las palas, que son giradas por el viento. Dependiendo de la ubicación del eje de rotación, las turbinas eólicas se dividen en horizontal y vertical:

• Aerogeneradores horizontales más extendido. Sus palas tienen un diseño similar al de una hélice de avión: en primera aproximación, se trata de placas inclinadas con respecto al plano de rotación, que convierten parte de la carga de la presión del viento en rotación. Una característica importante de un aerogenerador horizontal es la necesidad de asegurar la rotación de la unidad de pala de acuerdo con la dirección del viento, ya que la máxima eficiencia se asegura cuando la dirección del viento es perpendicular al plano de rotación.
• Cuchillas aerogenerador vertical tienen una forma cóncava-convexa. Dado que la aerodinámica del lado convexo es mayor que el lado cóncavo, dicha turbina eólica siempre gira en una dirección, independientemente de la dirección del viento, lo que hace que el mecanismo de giro sea innecesario, a diferencia de las turbinas eólicas horizontales. Al mismo tiempo, debido a que en un momento dado, solo una parte de las cuchillas realiza un trabajo útil, y el resto solo se opone a la rotación, La eficiencia de un molino de viento vertical es mucho menor que la de uno horizontal.: si para un aerogenerador horizontal de tres palas esta cifra alcanza el 45%, entonces para uno vertical no superará el 25%.

Dado que la velocidad media del viento en Rusia no es alta, incluso una turbina eólica grande girará con bastante lentitud la mayor parte del tiempo. Para asegurar suficiente energía, la fuente de energía debe estar conectada al generador a través de un reductor, correa o engranaje. En un molino de viento horizontal, la unidad de generador-reductor de cuchillas está montada sobre un cabezal giratorio, lo que les permite seguir la dirección del viento. Es importante tener en cuenta que el cabezal giratorio debe tener un limitador que impida que dé un giro completo, ya que de lo contrario se cortará el cableado del generador (la opción de usar arandelas de contacto que permitan que el cabezal gire libremente es más Complicado).Para garantizar la rotación, el aerogenerador se complementa con una veleta de trabajo dirigida a lo largo del eje de rotación.

El material de hoja más común son los tubos de PVC de gran diámetro cortados a lo largo. A lo largo del borde, las placas de metal están remachadas, soldadas al cubo del conjunto de la cuchilla. Los dibujos de este tipo de palas son los más difundidos en Internet.

El video habla de un aerogenerador de fabricación propia.

Molinos de viento de bricolaje para el hogar: una descripción general de los diseños

Como ya entendiste, la primera parte que percibe la energía eólica es la rueda de viento. Ni un solo esquema de molino de viento para la casa puede prescindir de él.

Se puede ejecutar:

• con un eje de rotación vertical;
• u horizontal.

Aerogenerador vertical

Les mostraré con una foto una de las estructuras que son fáciles de fabricar, hechas de un barril de acero ordinario.

Un generador de viento vertical de este tipo, hecho a mano, e incluso ubicado sobre el suelo, rodeado de edificios y plantas, no podrá desarrollar la velocidad normal para generar suficiente electricidad para alimentar una casa privada.

Podrá realizar solo algunas tareas individuales para equipos de bajo consumo. Además, la baja velocidad de rotación de su rotor requerirá el uso obligatorio de un engranaje elevador, y esto es pérdidas de energía adicionales.

Tales diseños fueron populares a principios del siglo pasado en los barcos de vapor. Una rueda de agua, ubicada con sus palas en la dirección de movimiento del buque, aseguraba su movimiento.

Ahora es una rareza que ha perdido su relevancia. En la aviación, tal diseño no solo no echó raíces, sino que ni siquiera se consideró.

Rotor Onipko

De los diseños de ruedas de viento de baja velocidad, el rotor Onipko ahora se distribuye masivamente a través de Internet. Los anunciantes lo muestran girando incluso con vientos muy suaves.

Sin embargo, por alguna razón también tengo una actitud crítica ante este desarrollo, aunque no es tan difícil repetirlo con mis propias manos. No encontré críticas entusiastas entre los compradores, así como cálculos científicos sobre la viabilidad económica de su uso.

Si alguno de los lectores puede disuadirme de esta opinión, se lo agradecería.

Aerogenerador horizontal

Desde el principio, los motores de los aviones comenzaron a utilizar una hélice que impulsa el aire a lo largo del cuerpo del avión. Su forma y diseño se eligen para utilizar el componente reactivo además de la fuerza de presión activa.

Cualquier aerogenerador horizontal, que se fabrique industrialmente o manualmente, funciona según este principio. Muestro un ejemplo de una construcción casera con una fotografía.

De acuerdo con el principio de uso de energía eólica, este es un diseño más eficiente, y en términos de ejecución para garantizar los problemas domésticos de suministro de electricidad, es de baja potencia.

Un pequeño motor eléctrico, cuyo rotor hace girar la turbina eólica, puede, incluso con una presión y una fuerza del viento óptimas, generar solo poca potencia como generador. Puede conectarle una bombilla LED débil.

Piense por sí mismo si necesita montar una veleta retroiluminada de este tipo o no. Tal diseño no hará frente a otras tareas. Aunque todavía se puede utilizar para ahuyentar los lunares de la zona. Realmente les disgustan los ruidos acompañados de la rotación de piezas metálicas.

Para aprovechar al máximo la electricidad recibida del viento, el impulsor del aerogenerador debe tener las dimensiones correspondientes al consumo de energía. Cuente con un diámetro de unos 5 metros.

Al crearlo, se enfrentará a una dificultad técnica: debe equilibrar con precisión las partes grandes. El centro de masa siempre debe estar en el punto medio del eje de rotación.

Esto minimizará la desviación del rodamiento y el balanceo de una estructura a gran altitud. Sin embargo, equilibrar así no es fácil.

Cómo instalar una turbina eólica: un diseño de mástil confiable para el montaje en altura

El peso del impulsor para la producción normal de energía eléctrica es bastante decente. No se puede instalar en un soporte simple.

Deberá crear una base sólida de hormigón para el mástil de metal y los pernos de anclaje. De lo contrario, toda la estructura, ensamblada con gran dificultad, puede colapsar en cualquier momento inoportuno.

Se puede realizar un soporte para un aerogenerador elevado a una altura:

1. en forma de mástil prefabricado ensamblado a partir de secciones con tirantes;
2. o un soporte tubular cónico.

Ambos esquemas requerirán refuerzo contra vuelcos mediante la creación de varios niveles de cables de sujeción a partir de los cables, que son necesarios para sostener el mástil en caso de fuertes ráfagas de viento. Tendrán que estar bien sujetos a tapones y anclajes.

De una mala experiencia personal: mientras usaba televisión analógica, tenía una antena Spider-line con un diámetro de aro de 2 m. Se ubicó a una altura de 8 metros, se fijó en un poste de madera con dos niveles de chicos. Fuertes ráfagas de viento la balancearon de modo que la rejilla se derrumbó.

Afortunadamente, la televisión digital moderna requiere antenas mucho más pequeñas. No solo son fáciles de hacer con sus propias manos, sino que tampoco son tan difíciles de sujetar.

Cómo hacer un mástil para un molino de viento

Preste atención de inmediato a la creación de un diseño sólido y sin problemas. De lo contrario, repita la triste experiencia de los empleados de YantarEnergo, que tuvieron un accidente durante una tormenta: un mástil de varias toneladas se derrumbó y los fragmentos de las palas se esparcieron por todo el distrito.

El dispositivo del mástil requerirá calcular la cantidad de materiales necesarios para crear una estructura a partir de un ángulo de acero de varias secciones. La forma y las dimensiones se seleccionan de acuerdo con las condiciones locales.

Está formado por tres o cuatro montantes. Cada uno de ellos está montado sobre un tope desde abajo. En la parte superior del mástil, se crea una plataforma para instalar la turbina eólica.

Dado que la longitud de las esquinas es limitada, el mástil se ensambla a partir de varias secciones. La rigidez de la sujeción general viene dada por nervaduras laterales sujetas a través de los tirantes.

Los elementos metálicos incrustados son un elemento obligatorio de la base. Se utilizarán para sujetar piezas. Tendremos que encargarnos de la soldadura y los pernos de conexión.

No descuide las líneas de sujeción adicionales.

Cómo hacer un soporte de tuberías.

Una estructura telescópica hecha de tubos de acero del perfil correspondiente es más fácil de ensamblar, pero debe calcularse con más cuidado para determinar la resistencia. El momento de flexión creado por una punta pesada en un viento tormentoso no debe exceder un valor crítico.

Al mismo tiempo, surgirán dificultades con el mantenimiento preventivo, la inspección y la reparación de la planta de energía de aire ensamblada. Si puede subir a una altura a lo largo del mástil como una escalera, entonces es problemático hacerlo a través de una tubería. Y trabajar arriba es muy peligroso.

Por lo tanto, es necesario pensar de inmediato en la opción de bajar el equipo al suelo de manera segura y una forma asequible de levantarlo. Esto le permite realizar uno de dos esquemas con:

1. Eje giratorio sobre soporte principal.
2. Una palanca de empuje en la parte inferior de la pata de apoyo.

En el primer caso, se crea una base sólida para la instalación del soporte principal. A su eje de rotación se une una estructura de tubería soldada con una turbina eólica y un sistema de polipasto de cadena sobre cables de acero.

Un contrapeso está ubicado en la parte inferior de la tubería para facilitar la elevación y el descenso con un cabrestante manual.

Los cables de seguridad de la correa de sujeción no se muestran en la imagen.Simplemente cuelgan de sus soportes hasta el suelo al subir y bajar el mástil, y se fijan a estacas de hormigón estacionarias para un funcionamiento continuo.

El esquema para instalar y bajar el molino de viento de acuerdo con la segunda opción se muestra a continuación.

El mástil y un brazo de empuje de contrapeso, reforzado con un refuerzo, ubicado en ángulo recto con él, se giran en dirección vertical mediante un cabrestante con un sistema de polipasto de cadena.

El eje de rotación de la estructura creada está en la parte superior del ángulo recto y se fija en las guías incrustadas en la base. Al subir o bajar el mástil, los cables tensores se retiran de los anclajes estacionarios en el suelo. Se pueden utilizar como cuerda de seguridad.

Generador de viento: dispositivo y principio de funcionamiento del circuito eléctrico en palabras simples.

Los parques eólicos industriales están diseñados para que puedan suministrar electricidad a la red de forma inmediata a los consumidores. No puedes hacer esto con tus propias manos.

Al elegir un generador que hará girar la rueda de viento, se utiliza el principio de reversibilidad de las máquinas eléctricas. Se aplica un par al motor eléctrico y se excitan los devanados del estator.

Sin embargo, la idea de hacer girar el rotor de un motor eléctrico asíncrono trifásico como generador para obtener una corriente eléctrica con un voltaje de 220/380 voltios se realiza a partir de motores de combustión interna, presión de agua, pero no viento.

El diseño general del generador con el rotor se volverá pesado, de lo contrario no será posible garantizar altas velocidades del eje.

Para pequeñas capacidades, puede:

• use un generador de automóvil que produzca 12/24 voltios;
• aplicar una rueda de motor de una bicicleta eléctrica;
• para montar una estructura de imanes de neodimio con bobinas de alambre de cobre.

También puede tomar como base una turbina eólica vendida en China. Pero debe realizar una auditoría de inmediato: preste atención a la calidad de la instalación de los devanados, el estado de los cojinetes, la resistencia de las palas, el equilibrio general del rotor.

Tendremos que sintonizarnos con el hecho de que el valor del voltaje de salida del generador variará mucho dependiendo de la velocidad del viento. Por lo tanto, las baterías se utilizan como enlace intermedio.

Su carga debe asignarse al controlador.

Los electrodomésticos de una red de 220 voltios deben alimentarse con corriente alterna de un convertidor especial: un inversor. El diagrama más simple de un parque eólico doméstico es el siguiente.

Se puede simplificar enormemente porque la electrónica digital de consumo: computadoras, televisores, teléfonos funcionan con corriente continua de fuentes de alimentación de 12 voltios.

Si están excluidos del trabajo y el equipo digital se alimenta directamente de baterías, entonces la pérdida de energía eléctrica se reducirá cancelando la doble conversión en el inversor y las unidades.

Por lo tanto, recomiendo hacer enchufes separados de 12 voltios, alimentándolos directamente con las baterías.

Dentro del circuito eléctrico, deberá mantenerse el mismo equilibrio de potencia que en la estructura mecánica. Cada carga conectada debe cumplir con las características energéticas de la fuente aguas arriba.

Los electrodomésticos de 220 voltios no deben sobrecargar el inversor. De lo contrario, se desconectará de la protección incorporada y, si falla, simplemente se quemará. Las baterías, los contactos de alimentación del controlador y el propio generador funcionan según el mismo principio.

La protección mediante un disyuntor para una turbina eólica doméstica debe realizarse sin falta.

Para hacer esto, debe seleccionarse correctamente estrictamente de acuerdo con las recomendaciones científicas, verificadas y ajustadas.

Es imposible prever una sobrecarga accidental, y más aún la aparición de una corriente de cortocircuito. Por tanto, este módulo se instala necesariamente como protección principal.

El diagrama de cableado de las baterías, el inversor y el controlador de un aerogenerador prácticamente no se diferencia del que se utiliza en las plantas de energía solar con paneles de luz.

Por lo tanto, una conclusión razonable se sugiere de inmediato: montar una central eléctrica doméstica combinada, alimentada por energía eólica y solar al mismo tiempo. Estas dos fuentes se complementan bien, y los costos de ensamblar estaciones individuales se reducen significativamente.

Hay muchos canales en YouTube dedicados a las turbinas eólicas para el hogar. Me gustó el trabajo del propietario "Solar Panels". Creo que es bastante objetivo al presentar este tema. Por lo tanto, recomiendo echar un vistazo más de cerca.

Baterías de aerogeneradores: otro problema para el propietario de la vivienda

Una de las tareas más costosas de una planta de energía eólica o solar es el problema del almacenamiento de energía eléctrica, que solo se resuelve con baterías. Tendrán que comprarlos y actualizarlos, y el costo es bastante elevado.

Para seleccionarlos, debe conocer las características de rendimiento: voltaje y capacidad. Por lo general, se utilizan baterías compuestas de una batería de 12 V, y el número de amperios-hora en cada caso específico debe determinarse empíricamente, en función de la potencia de los consumidores, su tiempo de funcionamiento.

Tendrá que elegir baterías para un generador de viento de una gama bastante amplia. Me limitaré no a una revisión completa, sino solo a cuatro tipos populares de baterías de ácido:

1. vehículos de motor de arranque convencionales;
2. Tipo AGM;
3. gel;
4. blindado.

Los vendedores no recomiendan comprar baterías de arranque para parques eólicos porque están diseñadas para funcionar en condiciones críticas de operación de vehículos:

• cuando se almacenan en frío, deben resistir las enormes corrientes de arranque que se crean cuando un motor frío está girando;
• mientras conducen, están expuestos a vibraciones y temblores;
• la recarga tiene lugar en un modo de amortiguación desde el generador cuando el automóvil se mueve con diferentes velocidades del motor.

Donde:

• las baterías reparadas, que requieren un nivel de electrolito periódico y un llenado de agua destilada, están diseñadas para resistir 100 ciclos de descarga / carga;
• sin mantenimiento: tienen un diseño más complejo y el número de ciclos es 200.

Sin embargo, la batería de la turbina eólica cuando funciona dentro de la casa:

• generalmente se coloca en un sótano, donde la temperatura, que se mantiene a + 5 ÷ + 10 grados durante todo el año, es óptima;
• no expuesto a sacudidas y vibraciones, instalado permanentemente en un estado estacionario;
• no reciba cargas extremas durante el arranque, y cuando los electrodomésticos se encienden a través del inversor, funcionan de forma suave;
• se cargan desde el generador con pequeñas corrientes, que tienen un efecto beneficioso sobre el modo de desulfatación de las placas.

Todo esto son las condiciones más favorables para su funcionamiento. Por lo tanto, sugiero tomar nota de esta opción para aquellos que no son demasiado perezosos para monitorear periódicamente el voltaje en los bancos y monitorear el nivel de electrolito en ellos.

Baterías AGM más complejo en diseño. Tienen las mismas placas, pero las esteras de vidrio están impregnadas de ácido, que funcionan simultáneamente como una capa dieléctrica. Su ciclo de descarga / carga es 250 ÷ 400. La sobrecarga es peligrosa.

Baterías Golem también se crean mediante un diseño sin mantenimiento con un cuerpo sellado y un electrolito espesado a un estado de gel. No les gusta mucho la recarga, pero son más resistentes a las descargas profundas. El número de ciclos de cálculo es 350.

Baterías blindadas se encuentran entre los desarrollos más modernos. Sus almohadillas de electrodos están protegidas por polímeros del ataque de los ácidos. Rango de ciclo de funcionamiento: 900 ÷ 1500.

Todos estos cuatro tipos de baterías difieren significativamente en términos de precio y condiciones de funcionamiento. Si tiene en cuenta las recomendaciones de los vendedores, tendrá que desembolsar una cantidad de dinero bastante decente.

Sin embargo, te recomiendo que escuches primero los útiles consejos que el mismo propietario de Baterías Solares da en su video "Cómo elegir baterías para un parque eólico y una estación solar".

Él tiene su propia opinión opuesta sobre este asunto. Cómo lo trates es asunto tuyo. Sin embargo, conocer información de fuentes opuestas y elegir de ella la opción más adecuada: la solución óptima para una persona pensante.

Cálculo de un aerogenerador de palas

Dado que ya hemos descubierto que un aerogenerador horizontal es mucho más eficiente, consideraremos el cálculo de su diseño.

La energía eólica se puede determinar mediante la fórmula P = 0,6 * S * V³, donde S es el área del círculo descrito por las puntas de las palas del rotor (área de lanzamiento), expresada en metros cuadrados, y V es la velocidad del viento calculada en metros por segundo. También debe tener en cuenta la eficiencia del molino de viento en sí, que para un circuito horizontal de tres palas promediará el 40%, así como la eficiencia del grupo electrógeno, que en el pico de la característica de velocidad actual es del 80%. para un generador con excitación de imán permanente y 60% para un generador con un devanado de excitación. En promedio, otro 20% de la energía será consumida por el equipo elevador (multiplicador). Por lo tanto, el cálculo final del radio de la turbina eólica (es decir, la longitud de su pala) para una potencia determinada del generador de imanes permanentes se ve así: R = √ (P / (0,483 * V³))

Ejemplo: Supongamos que la potencia requerida del parque eólico es de 500 W y la velocidad promedio del viento es de 2 m / s. Luego, según nuestra fórmula, tendremos que utilizar palas con una longitud de al menos 11 metros. Como puede ver, incluso una potencia tan pequeña requerirá la creación de un generador eólico de dimensiones colosales. Para estructuras más o menos racionales con una longitud de hoja de no más de un metro y medio en las condiciones de fabricación por su cuenta, el generador eólico podrá producir solo 80-90 vatios de potencia incluso con vientos fuertes.

¿No tienes suficiente energía? De hecho, todo es algo diferente, ya que en realidad la carga del aerogenerador es alimentada por las baterías, la turbina eólica solo las carga lo mejor que puede. En consecuencia, la potencia de una turbina eólica determina la frecuencia con la que puede suministrar energía.

Selección de generador

La opción más lógica para un grupo electrógeno para una turbina eólica casera parece ser un generador de automóvil. Esta solución facilita el montaje de la unidad, ya que el generador ya tiene ambos puntos de montaje y una polea para el multiplicador de correas. No es difícil comprar tanto el generador como sus repuestos. Además, el relé-regulador incorporado le permite conectarlo directamente a una batería de almacenamiento de 12 voltios y, a su vez, a un inversor para convertir la corriente continua en voltaje alterno de 220V.

Pero, como se mencionó anteriormente, la eficiencia de los generadores con un devanado de excitación es bastante baja, lo que es muy sensible para un generador eólico de baja potencia. La segunda desventaja es que cuando la batería está descargada, el generador de automóvil no puede excitarse.

En varios diseños caseros, puede encontrar los tractores generadores G-700 y G-1000. Su eficiencia ya no existe, la única diferencia útil es la magnetización del rotor, que permite excitar el generador incluso sin batería, y el bajo precio.

Al construir generadores eólicos, algunos autores utilizan la propiedad de reversibilidad de los motores eléctricos de colector: al girar a la fuerza su rotor, se puede eliminar la corriente continua. El estator de este tipo de motores consta de imanes permanentes, que es más preferible para nuestros propósitos, o tiene un devanado. Para usar el motor en modo generador, se conecta al regulador de relé del vehículo para proporcionar el voltaje correcto.Considere la conexión de un relé-regulador usando el ejemplo de un nodo de los clásicos VAZ (es conveniente porque no se combina en un bloque con un conjunto de cepillo):

1. Conecte una de las escobillas del motor al cuerpo; este será el polo negativo del generador. Aquí, conecte de forma segura la caja metálica del relé-regulador y el terminal “-” de la batería.
2. Conecte el terminal 67 del relé a uno de los terminales del devanado del estator, el segundo temporalmente a la carcasa.
3. Conecte el terminal 15 a través del interruptor al polo positivo de la batería (esto suministrará la corriente de campo al devanado). Haga girar el rotor en la misma dirección que proporcionará el tornillo de la turbina eólica y conecte un voltímetro entre la escobilla libre y la carcasa. Si se encuentra un potencial negativo en la escobilla, cambie las conexiones del estator con el relé-regulador y tierra.

La característica principal de conectar un generador de CC a una batería es la necesidad de separarlos con un diodo semiconductor, que evita que la batería se descargue en el devanado del rotor cuando el generador se detiene. En los generadores de automóviles modernos, esta función la realiza un puente de diodos trifásico, y también podemos usarlo conectando sus fases en paralelo para reducir la caída de voltaje a través de él.

La mayor potencia se puede extraer del generador, cuyo rotor consta de imanes de neodimio. Las construcciones basadas en un cubo de automóvil con un disco de freno están muy extendidas, a lo largo de cuyo borde se fijan potentes imanes. Un estator con un devanado monofásico o trifásico se encuentra a una distancia mínima de ellos.

Aerogenerador de diseño axial con imanes

En el corazón de un molino de viento de 220 voltios de este tipo hay un eje de automóvil de pasajeros con discos de freno. Si la pieza no es nueva, desmóntela, revise y lubrique los cojinetes y limpie el óxido.

Distribuir y asegurar imanes

Primero necesitas pegar los imanes en el disco del rotor. En este caso, los imanes utilizados no son imanes de neodimio ordinarios, sino especiales. Son mucho más poderosos. Necesitará 20 imanes, cuyo tamaño es de 25 por 8 mm. Los imanes se colocan en polos alternos. Para una colocación correcta, haga una plantilla como se muestra en la foto a continuación.

¡Consejo! Si es posible, utilice imanes rectangulares en lugar de redondos para la turbina eólica. Su campo magnético se concentra no en el centro, sino a lo largo.

Use pegamento de silicato para asegurar los imanes al disco. Y para darle fuerza al final, puedes llenar los imanes con epoxi. Para evitar fugas de resina, haga bordillos de plastilina o pegue con cinta adhesiva el disco.

¡Nota! Para no confundir dónde está el polo del imán, puede marcarlos con "+" o "-". Para determinar esto, lleve un imán a otro. Las superficies magnéticas que se atraen tienen un "+". Si el imán es repelido, tiene un polo "-".

Generador trifásico y monofásico para aerogenerador

Si los comparamos, entonces un dispositivo con una fase es peor, porque bajo carga vibra debido a la diferencia en la amplitud de la corriente. Y aparece por la inconstancia de la corriente. Este efecto está ausente en los productos trifásicos. Su poder es siempre el mismo. Lo que pasa es que una fase compensa a la otra y viceversa, si la corriente desaparece en una fase, entonces aumentará en la otra.

¿Cuál es el resultado final? Y el hecho de que los generadores trifásicos tienen un 50% más de potencia que los monofásicos. Además, la ausencia de vibraciones, que pueden molestar y afectar la comodidad, es alentadora. Bajo carga pesada, el estator no zumbará. Si el ruido no le molesta y decide utilizar un generador monofásico, esté preparado para el hecho de que la vibración afectará negativamente el funcionamiento del generador eólico. Su vida útil será más corta.

Enrollamos las bobinas

El generador de viento no se puede llamar muy rápido. Es necesario hacer todo lo posible para que la batería de 12 V se infecte entre 100 y 140 rpm.Con tales datos iniciales, el número total de vueltas en las bobinas debe ser igual a 1000-1200. Pero, ¿cómo saber cuántas vueltas hay por bobina? Es simple: esta cifra se divide por el número de bobinas.

Si desea que la turbina eólica entregue más potencia a bajas rpm, necesita hacer más postes. En este caso, aumentará la frecuencia de la oscilación actual en la bobina. Para reducir la resistencia y aumentar la resistencia de la corriente, recomendamos enrollar un cable grueso alrededor de las bobinas. Tenga en cuenta el hecho de que con un voltaje fuerte, la resistencia del devanado puede "comerse" la corriente.

Tenga en cuenta que el número y el grosor de los imanes que están conectados a los discos determinan los parámetros de funcionamiento del generador. Para saber cuánta energía puede entregar un generador eólico, enrolle una bobina y encienda el generador. Mida el voltaje a algunas rpm sin carga. Por ejemplo, para 200 rpm tiene una corriente de 30 V con una resistencia de 3 ohmios. Reste 12 V (voltaje de la batería) de estos 30 V. Ahora divida el número que obtiene por 3 ohmios. Se parece a esto:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Como resultado, resultaron 6 A. Irán a la batería. Está claro que en la práctica será un poco menor debido a las pérdidas en los cables.

Es mejor alargar las bobinas. Entonces saldrá más el cobre del sector, y los giros serán rectos. El diámetro del orificio dentro de la bobina debe ser igual o ligeramente mayor que el tamaño de los imanes.

¡Nota! El grosor del estator debe ser el mismo que el grosor de los imanes.

El molde del estator puede ser de madera contrachapada. Pero los sectores para las bobinas también se pueden colocar sobre papel haciendo un borde de plastilina. Las bobinas deben fijarse para que no se muevan, y los extremos de las fases deben sacarse. Conecte todos los cables con estrella o triángulo. Queda por probar el aerogenerador girándolo a mano.

Hacemos un tornillo y un mástil para una turbina eólica.

El mástil del generador debe ser alto, de 8 a 12 m, la base debe estar hormigonada. Es mejor montar el tubo de modo que el cabrestante pueda levantarlo y bajarlo fácilmente. El tornillo de la turbina eólica se colocará en la parte superior de la tubería.

Puedes hacerlo a partir de un tubo de plástico de Ø160 mm. Corta un tornillo de seis hojas de 2 m de largo.

Para mantener la hélice alejada de una fuerte ráfaga de viento, haga una cola plegable. Como resultado, toda la energía que genera el aerogenerador se puede acumular en la batería.

Eso es todo, ya sabes cómo hacer un aerogenerador con imanes. Ahora puede utilizar la electricidad generada por un generador de viento de este tipo y ahorrar dinero. Todos sus esfuerzos serán recompensados.

Cálculo del multiplicador

El grupo electrógeno tiene una característica corriente-velocidad inclinada: con un aumento en la velocidad del rotor, aumenta la potencia máxima que se le entrega. Por lo tanto, para garantizar la máxima eficiencia de un aerogenerador de baja velocidad, necesitamos un multiplicador con un alto coeficiente de aumento.

Para un diseño casero, la solución más óptima es un multiplicador de cinta: es fácil de fabricar y requiere un mínimo de trabajo mecánico. La relación del aumento en revoluciones será igual a la relación entre el diámetro de la polea motriz, conectada con el eje del tornillo, y el diámetro de la polea conducida del generador. Si es necesario, la relación de transmisión se puede ajustar fácilmente reemplazando una de las poleas.

Al diseñar el multiplicador, es necesario tener en cuenta tanto la velocidad media del conjunto de cuchillas como la característica de velocidad actual del generador. Si usamos un generador de automóvil en serie, entonces se puede encontrar fácilmente en Internet, pero con diseños caseros, lo más probable es que tengamos que pasar por prueba y error.

Por ejemplo, tomemos un generador de tractor común, que ya se mencionó anteriormente.

Tomando la potencia calculada de nuestra turbina eólica en 90 vatios, encontramos un punto en el gráfico que corresponde a la salida del generador a esta potencia.A una tensión nominal de 14 V, necesitamos una salida de corriente de al menos 6,5 A; según el gráfico, esto sucederá a una velocidad ligeramente superior a 1000 rpm. Deje que la hélice de nuestro diseño gire con el viento a una velocidad de 60 rpm (viento medio). Esto significa que necesitamos al menos una relación veinte veces mayor de los diámetros de las poleas; para una polea generadora de 70 mm, la polea del molino de viento tendrá que tener un diámetro de casi un metro y medio, lo cual es inaceptable. Esto insinúa inequívocamente cuán baja es la eficiencia de los generadores eólicos de este tipo: sin una caja de cambios compleja de varias etapas, que en sí misma conducirá a grandes pérdidas de energía, es casi imposible llevar un generador de automóvil al modo de funcionamiento.

Elección de diseño y detalles.

Generador de viento de bricolaje de un generador de automóvil

Al elegir el diseño de un generador eólico, se debe partir de las condiciones climáticas características de la zona. Entonces, para áreas con poca actividad de viento, los aerogeneradores equipados con palas tipo vela son óptimos (su apariencia se muestra en la figura siguiente).

Aerogenerador tipo vela

En regiones con fuertes cargas de viento, un generador de viento casero para un hogar se fabrica con mayor frecuencia en forma de un dispositivo colocado verticalmente de potencia limitada.

A pesar de que las turbinas eólicas con un eje de rotación vertical son algo más caras de fabricar que sus contrapartes horizontales, son más capaces de soportar fuertes cargas de viento. Para su fabricación, se pueden utilizar cuchillas caseras recogidas de medios improvisados ​​(algunos artesanos se han adaptado para hacerlas a partir de un barril cortadas en fragmentos metálicos separados).

Es más conveniente comprar más viento listo para usar y adaptarlo a un generador, que se puede usar como un motor convertido de una impresora. En cualquier caso, antes de comenzar a trabajar, se debe elaborar un boceto del futuro generador, que debe mostrar un diagrama detallado de la unidad prefabricada.

Información adicional. Al elegir las palas compradas, se debe partir del hecho de que los llamados "veleros" se consideran los más baratos.

Sobre su base, la forma más fácil de hacer un generador de viento vertical.

Para completar la descripción de posibles diseños, agregamos que el futuro dispositivo se puede fabricar a partir de un arrancador de automóvil o cualquier autogenerador que haya cumplido su vida útil. Consideremos cada una de las opciones propuestas para fabricar generadores eléctricos de bricolaje con más detalle.

Mástil

El mástil en el que está montada la turbina eólica - este es uno de sus nodos más importantes.
No solo garantiza el funcionamiento seguro del molino de viento (el punto inferior del círculo descrito por las palas no debe estar más cerca de 2 metros del suelo), sino que también le permite utilizar la energía eólica de la manera más eficiente posible, el flujo de que se vuelve más turbulento cerca del suelo.

Una altura alta conduce a una baja rigidez del mástil de la turbina eólica y hace que su cálculo de resistencia sea bastante difícil no solo para un aficionado, sino también para un ingeniero. Puede enumerar solo los puntos principales:

• Coloca el mástil lo más lejos posible de la casa y los árboles que dan sombra al flujo de aire. Además, en caso de viento fuerte, el aerogenerador puede caer sobre el edificio o ser dañado por árboles;
• El diseño óptimo del mástil significa celosía soldada a cielo abierto similar a las torres de transmisión de energía, pero es difícil y costoso de fabricar. La opción más simple, pero bastante efectiva, son varios tubos paralelos con un diámetro de 80-100 mm, soldados con costuras cortas entre sí y hormigonados a una profundidad de al menos un metro en el suelo. Es muy deseable fortalecer la estructura de una tubería con bridas, que también están unidas a los soportes vertidos en concreto.
• Para simplificar el mantenimiento del molino de viento, su mástil se puede realizar como punto de inflexión: en este caso, al debilitar la riostra yendo en la dirección de la fractura, el mástil puede inclinarse al suelo.

Una historia sobre un generador de viento muy simple de un fanático de la casa.

Equipo eléctrico adicional

Como se mencionó anteriormente, una parte integral de un parque eólico es una batería que se hace cargo del poder de los consumidores. Al elegirlo, debe recordar que cuanto mayor sea su capacidad, más tiempo podrá mantener el voltaje en la red, pero al mismo tiempo, tardará más en cargarse. El tiempo de funcionamiento aproximado se puede definir como el tiempo durante el cual se agota la mitad de la capacidad de la batería (después de eso, la caída de voltaje ya se notará, además, la descarga profunda reduce la vida útil de las baterías de plomo-ácido).

Ejemplo: Entonces, una batería con una capacidad de 65 A * h podrá condicionalmente dar 30-35 Amp-hora de energía a la carga. ¿Es mucho o poco? Una lámpara de iluminación convencional de 60 vatios requerirá, teniendo en cuenta la presencia de un inversor que convierta 12 V CC en 220 V CA y que tenga una eficiencia propia dentro del 70%, una corriente de 7 amperios es un poco más de cuatro horas de funcionamiento. . Nuestro molino de viento con una potencia nominal de 90 vatios, incluso en el mejor de los casos, con un viento fuerte constante, tardará al menos cinco horas en recuperar la energía desperdiciada. Como puede ver, cuando utilice una turbina eólica únicamente como fuente de energía autónoma, la electricidad en su hogar estará disponible solo durante unas pocas horas al día.

El segundo nodo del sistema de suministro de energía es el inversor. En nuestro caso, puede utilizar tanto un automóvil confeccionado como uno extraído de una fuente de alimentación ininterrumpida. En cualquier caso, es importante no sobrecargarlo con el consumo de corriente, dado que su potencia de funcionamiento real es 1,2-1,5 veces menor que la potencia máxima indicada.

Como puede ver, el atractivo de utilizar energía gratuita se basa en numerosas restricciones, e incluso la única opción eficiente en el centro de Rusia, un generador eólico, no puede proporcionar una autonomía a largo plazo.

Pero al mismo tiempo, esta idea no es mala tanto como fuente de suministro de energía de emergencia como, especialmente, como tarea de diseño: el placer de crear una turbina eólica con sus propias manos puede exceder significativamente su potencia.