Napravimo generator vjetra vlastitim rukama

Često vlasnici privatnih kuća imaju ideju za provedbu sustavi rezervnog napajanja... Najjednostavniji i najpristupačniji način je, naravno, generator benzina ili dizela, ali mnogi ljudi okreću svoje oči prema složenijim načinima pretvaranja takozvane besplatne energije (sunčevo zračenje, energija tekuće vode ili vjetra) u električnu.

Svaka od ovih metoda ima svoje prednosti i nedostatke. Ako je s korištenjem protoka vode (mini-hidroelektrana) sve jasno - dostupan je samo u neposrednoj blizini prilično brze rijeke, tada se sunčeva svjetlost ili vjetar mogu koristiti gotovo svugdje. Obje ove metode imat će zajednički nedostatak - ako vodena turbina može raditi danonoćno, solarna baterija ili generator vjetra djeluju samo neko vrijeme, zbog čega je potrebno uključiti baterije u strukturu kućne električne mreže.

Budući da uvjeti u Rusiji (kratko dnevno vrijeme većinu godine, česte oborine) čine solarne panele neučinkovitima po trenutnim troškovima i učinkovitosti najprofitabilniji je dizajn generatora vjetra... Razmotrite njegovo načelo rada i moguće mogućnosti dizajna.

Budući da niti jedan domaći uređaj nije kao drugi, ovo
članak nije uputa korak po korak, te opis osnovnih principa projektiranja vjetroagregata.

Opće načelo rada

Glavno radno tijelo generatora vjetra su lopatice koje vjetar okreće. Ovisno o položaju osi rotacije, vjetroturbine se dijele na vodoravne i okomite:

• Horizontalne vjetroturbine najrasprostranjeniji. Njihove lopatice imaju dizajn sličan avionskom propeleru: u prvom približavanju to su ploče nagnute u odnosu na ravninu rotacije, koje dio tereta iz tlaka vjetra pretvaraju u rotaciju. Važna značajka vodoravnog generatora vjetra je potreba da se osigura rotacija sklopa lopatica u skladu sa smjerom vjetra, jer je maksimalna učinkovitost osigurana kada je smjer vjetra okomit na ravninu rotacije.
• Oštrice vertikalna vjetroturbina imaju konveksno-udubljeni oblik. Budući da je usmjeravanje ispupčene strane veće od udubljene, takva se vjetroturbina uvijek okreće u jednom smjeru, bez obzira na smjer vjetra, što čini mehanizam okretanja nepotrebnim, za razliku od vodoravnih vjetroturbina. Istodobno, s obzirom na činjenicu da u bilo kojem trenutku samo dio lopatica obavlja koristan posao, a ostali se samo protive rotaciji, Učinkovitost vertikalne vjetrenjače mnogo je niža od one u vodoravnoj: ako za vodoravni generator vjetra s tri oštrice ta brojka dosegne 45%, tada za vertikalni neće preći 25%.

Budući da prosječna brzina vjetra u Rusiji nije velika, čak će se i velika vjetroelektrana većinu vremena polagano okretati. Da bi se osigurala dovoljna snaga, napajanje mora biti povezano na generator preko pojačanog reduktora, remena ili zupčanika. U vodoravnoj vjetrenjači jedinica s reduktorom-oštricom je postavljena na okretnu glavu, što im omogućuje da slijede smjer vjetra. Važno je uzeti u obzir da okretna glava mora imati graničnik koji je sprječava da izvrši puni zaokret, jer će u suprotnom ožičenje od generatora biti odsječeno (opcija korištenja kontaktnih podloški koje omogućuju slobodno okretanje glave je više komplicirano).Kako bi se osigurala rotacija, generator vjetra je nadopunjen radnom lopaticom usmjerenom duž osi rotacije.

Najčešći materijal oštrice su PVC cijevi velikog promjera uzdužno presječene. Uz rub, metalne ploče su zakovane za njih, zavarene na glavčinu sklopa oštrice. Crteži ove vrste oštrica najrašireniji su na Internetu.

Video govori o vlastitom generatoru vjetra

Uradi sam vjetrenjače za dom: pregled dizajna

Kao što ste već shvatili, prvi dio koji percipira energiju vjetra je vjetrovni kotač. Niti jedna shema vjetrenjača za kuću ne može bez nje.

Može se izvršiti:

• s okomitom osi rotacije;
• ili vodoravno.

Okomita vjetroturbina

Fotografijom ću pokazati jednu od konstrukcija koje se lako proizvode, izrađenu od obične čelične bačve.

Takav vertikalni generator vjetra, izrađen ručno, pa čak i smješten iznad samog tla, okružen zgradama i biljkama, neće moći razviti normalnu brzinu da generira dovoljno električne energije za pogon privatne kuće.

Moći će izvršiti samo neke pojedinačne zadatke za opremu male snage. Štoviše, mala brzina vrtnje njegovog rotora zahtijevat će obveznu upotrebu pojačavača, a to su dodatni gubici energije.

Takvi su dizajni bili popularni početkom prošlog stoljeća na parobrodovima. Vodeni kotač smješten s lopaticama duž smjera kretanja broda osiguravao je njegovo kretanje.

Sada je to rijetkost koja je izgubila na značaju. U zrakoplovstvu takav dizajn ne samo da nije zaživio, već se o njemu nije ni razmišljalo.

Rotor Onipko

Od dizajna vjetrovih kotača male brzine, rotor Onipko sada se masovno distribuira putem Interneta. Oglašivači pokazuju da se vrti i po vrlo laganim vjetrovima.

Međutim, iz nekog razloga i ja imam kritički stav prema ovom razvoju događaja, iako ga nije toliko teško ponoviti vlastitim rukama. Nisam naišao na oduševljene kritike među kupcima, kao ni na znanstvene izračune ekonomske opravdanosti njegove upotrebe.

Ako me netko od čitatelja može razuvjeriti u ovom mišljenju, bio bih zahvalan.

Horizontalna vjetroturbina

Od samog početka, zrakoplovni motori počeli su koristiti propeler koji pokreće zrak duž tijela zrakoplova. Njegov oblik i dizajn odabrani su tako da se uz aktivnu silu tlaka koristi i reaktivna komponenta.

Bilo koji horizontalni generator vjetra, koji je izrađen industrijski ili ručno, radi prema ovom principu. Pokazujem primjer domaće konstrukcije s fotografijom.

Prema principu korištenja energije vjetra, to je učinkovitiji dizajn, a u smislu dizajna kako bi se osigurala kućanska pitanja opskrbe električnom energijom, to je mala snaga.

Mali elektromotor, čiji se rotor vrti vjetroagregat, čak i pri optimalnom tlaku i snazi ​​vjetra može generirati samo malu snagu. Na nju možete spojiti slabu LED žarulju.

Sami razmislite trebate li sastaviti takvu lopaticu s osvjetljenjem ili ne. Takav dizajn neće se nositi s drugim zadacima. Iako se još uvijek može koristiti za plašenje madeža na tom području. Stvarno ne vole buku popraćenu rotacijom metalnih dijelova.

Da bi se u potpunosti iskoristila električna energija primljena od vjetra, radno kolo generatora vjetra mora imati dimenzije koje odgovaraju potrošnji energije. Računajte na promjer od oko 5 metara.

Prilikom stvaranja suočit ćete se s tehničkim poteškoćama: velike dijelove morate točno uravnotežiti. Središte mase mora uvijek biti na sredini osi rotacije.

To će minimizirati istjecanje ležajeva i njihanje visoke nadmorske visine. Međutim, balansiranje poput ovog nije lako.

Kako instalirati vjetroagregat: pouzdan raspored jarbola za montažu na visini

Težina rotora za normalnu proizvodnju električne energije sasvim je pristojna. Ne može se instalirati na jednostavno postolje.

Morat ćete stvoriti čvrsti betonski temelj za metalni jarbol i sidrene vijke. Inače, cijela struktura, sastavljena uz velike poteškoće, može se srušiti u bilo kojem neprikladnom trenutku.

Stalak za vjetroagregat podignut u visinu može se napraviti:

1. u obliku montažnog jarbola sastavljenog od dijelova sa zagradama;
2. ili suženi cjevasti nosač.

Obje sheme zahtijevat će pojačanje od prevrtanja stvaranjem nekoliko razina tipskih žica od kabela, koje su potrebne za držanje jarbola u slučaju jakih udara vjetra. Morat će biti sigurno pričvršćeni na čepove i sidra.

Iz osobnog lošeg iskustva: dok sam koristio analognu televiziju, imao sam antenu Spider-line s promjerom obruča od 2m. Smjestila se na visini od 8 metara, bila je učvršćena na drvenom stupu s dvije razine momaka. Snažni naleti vjetra pokolebali su je tako da se stalak srušio.

Srećom, moderna digitalna televizija zahtijeva mnogo manje antene. Ne samo da ih je lako učiniti vlastitim rukama, već ih nije ni tako teško pričvrstiti.

Kako napraviti jarbol za vjetrenjaču

Obratite pažnju na gradnju čvrstog dizajna bez problema odmah. U suprotnom, samo ponovite tužno iskustvo zaposlenika YantarEnerga, koji su imali nesreću tijekom oluje: srušio se višetonski jarbol, a fragmenti oštrica rasuli se po okrugu.

Uređaj jarbola zahtijevat će izračunavanje količine materijala potrebnih za stvaranje konstrukcije iz čeličnog kuta različitih presjeka. Oblik i dimenzije odabiru se prema lokalnim uvjetima.

Izrađen je od tri ili četiri stupa. Svaki od njih postavljen je na graničnik odozdo. Na vrhu jarbola stvorena je platforma za ugradnju vjetroagregata.

Budući da je duljina uglova ograničena, jarbol se sastavlja od nekoliko dijelova. Krutost općenitog pričvršćivanja daju bočna rebra pričvršćena kroz zagrade.

Ugrađeni metalni elementi obvezni su element temelja. Oni će se koristiti za pričvršćivanje dijelova. Morat ćemo se pobrinuti za vijke za zavarivanje i spajanje.

Ne zanemarujte dodatne frajerske linije.

Kako izraditi potporu od cijevi

Teleskopsku konstrukciju izrađenu od čeličnih cijevi odgovarajućeg profila lakše je sastaviti, ali treba pažljivije izračunati čvrstoću. Moment savijanja koji stvara težak vrh pri olujnim vjetrovima ne smije prelaziti kritičnu vrijednost.

Istodobno će se pojaviti poteškoće s preventivnim održavanjem, pregledom i popravkom sastavljene zračne elektrane. Ako se možete popeti na visinu uz jarbol poput ljestava, onda je to problematično učiniti kroz cijev. A rad gore je vrlo opasan.

Stoga je odmah potrebno razmisliti o mogućnosti sigurnog spuštanja opreme na tlo i pristupačnom načinu podizanja. To vam omogućuje izvođenje jedne od dvije sheme s:

1. Okretna osovina na glavnom nosaču.
2. Potisna poluga na dnu potporne noge.

U prvom se slučaju stvara čvrst temelj za ugradnju glavne potpore. Na njegovu os rotacije pričvršćena je zavarena cijevna konstrukcija s vjetroagregatom i sustavom lančanih dizalica na čeličnim kablovima.

Protivteg se nalazi na dnu cijevi kako bi olakšao podizanje i spuštanje ručnim vitlom.

Na slici nisu prikazani sigurnosni kablovi za remen s pojasom.Jednostavno vise s nosača dolje na tlu prilikom podizanja i spuštanja jarbola i pričvršćeni su na nepokretne betonske stupove za kontinuirani rad.

Shema za instaliranje i spuštanje vjetrenjače prema drugoj opciji prikazana je u nastavku.

Jarbol i potisni krak protuutega, ojačani ukrućivačem, smješteni pod pravim kutom prema njemu, okreću se u okomitom smjeru vitlom sa sustavom lančanih dizalica.

Os rotacije stvorene konstrukcije nalazi se na vrhu pravog kuta i učvršćena je u vodilicama ugrađenim u temelj. Prilikom podizanja ili spuštanja jarbola, užad se uklanja sa nepokretnih sidrišta na zemlji. Mogu se koristiti kao sigurnosno uže.

Vjetrogenerator: uređaj i princip rada električnog kruga jednostavnim riječima

Industrijske vjetroelektrane dizajnirane su na takav način da potrošačima mogu odmah isporučiti električnu energiju u mrežu. Ne možete to učiniti vlastitim rukama.

Pri odabiru generatora koji će vrtjeti vjetrovni točak koristi se princip reverzibilnosti električnih strojeva. Na elektromotor se primjenjuje zakretni moment i uzbuđuju se namoti statora.

Međutim, ideja vrtnje rotora trofaznog asinkronog elektromotora kao generatora za dobivanje električne struje napona 220/380 volti ostvaruje se iz motora s unutarnjim izgaranjem, tlaka vode, ali ne i vjetra.

Generalna izvedba generatora s rotorom postat će teška, inače neće biti moguće osigurati velike brzine osovine.

Za male kapacitete možete:

• koristite automobilski generator koji proizvodi 12/24 volta;
• primijeniti motorni kotač s električnog bicikla;
• za sastavljanje strukture od neodimijskih magneta sa zavojnicama od bakrene žice.

Za osnovu možete uzeti i vjetroagregat koji se prodaje u Kini. Ali mora odmah provesti reviziju: obratiti pozornost na kvalitetu ugradnje namota, stanje ležajeva, čvrstoću lopatica i cjelokupno uravnoteženje rotora.

Morat ćemo se prilagoditi činjenici da će vrijednost izlaznog napona generatora uvelike varirati ovisno o brzini vjetra. Stoga se baterije koriste kao međupoveznica.

Njihovo punjenje mora biti dodijeljeno kontroleru.

Kućanski aparati mreže od 220 volti moraju se napajati izmjeničnom strujom iz posebnog pretvarača - pretvarača. Najjednostavniji dijagram domaće vjetroelektrane je sljedeći.

To se može znatno pojednostaviti jer potrošačka digitalna elektronika: računala, televizori i telefoni rade na istosmjernu struju iz napajanja od 12 volti.

Ako se isključe iz rada i ako se digitalna oprema napaja izravno iz baterija, gubitak električne energije smanjit će se poništavanjem dvostruke pretvorbe u pretvaraču i jedinicama.

Stoga preporučujem izradu zasebnih 12-voltnih utičnica, napajanjem izravno iz baterija.

Unutar električnog kruga morat će se održavati ista ravnoteža snage kao u mehaničkoj strukturi. Svako priključeno opterećenje mora biti u skladu s energetskim karakteristikama uzvodnog izvora.

Kućanski aparati od 220 volti ne bi trebali preopteretiti pretvarač. Inače će se odvojiti od ugrađene zaštite, a ako ne uspije, jednostavno će pregorjeti. Baterije, kontakti za napajanje regulatora i sam generator rade prema istom principu.

Zaštita prekidačem za kućnu vjetroagregat mora se izvesti bez greške.

Da biste to učinili, mora se pravilno odabrati strogo u skladu sa znanstvenim preporukama, provjeriti i prilagoditi.

Nemoguće je predvidjeti slučajno preopterećenje, a još više pojavu struje kratkog spoja. Stoga je ovaj modul nužno instaliran kao glavna zaštita.

Shema ožičenja baterija, pretvarača i regulatora za generator vjetra praktički se ne razlikuje od one koja se koristi u solarnim postajama sa svjetlosnim pločama.

Stoga se razuman zaključak odmah sugerira: okupiti kombiniranu kućnu elektranu koja bi se istodobno napajala energijom vjetra i sunca. Ova se dva izvora međusobno dobro nadopunjuju, a troškovi montaže pojedinačnih stanica znatno su smanjeni.

Na YouTubeu postoji puno kanala posvećenih vjetroagregatima za dom. Svidio mi se rad vlasnika "Solarne ploče". Mislim da je prilično objektivan u izlaganju ove teme. Stoga preporučujem da ga pogledate izbliza.

Baterije za vjetroagregate: još jedan problem za vlasnika kuće

Jedan od skupih zadataka vjetroelektrane ili solarne elektrane je pitanje skladištenja električne energije, koje rješavaju samo baterije. Morat će ih se kupiti i ažurirati, a trošak je prilično velik.

Da biste ih odabrali, morate znati karakteristike izvedbe: napon i kapacitet. Obično se koriste kompozitne baterije od 12 V baterije, a broj amperskih sati u svakom pojedinom slučaju treba odrediti empirijski, na temelju snage potrošača, njihovog radnog vremena.

Morat ćete odabrati baterije za generator vjetra iz prilično širokog raspona. Ograničit ću se ne na cjelovit pregled, već samo na četiri popularne vrste kiselinskih baterija:

1. konvencionalna starterska motorna vozila;
2. Tip AGM;
3. gel;
4. oklopljeni.

Prodavatelji ne preporučuju kupnju starterskih baterija za vjetroelektrane jer su dizajnirane za rad u kritičnim radnim uvjetima vozila:

• kad su pohranjeni na hladnom, moraju izdržati goleme struje startera koje nastaju kad se hladni motor okreće;
• tijekom vožnje izloženi su vibracijama i podrhtavanju;
• punjenje se odvija u međuspremniku iz generatora kada se automobil kreće različitim brzinama motora.

Pri čemu:

• servisirane baterije koje zahtijevaju periodičnu razinu elektrolita i dolijevanje destilirane vode dizajnirane su da izdrže 100 ciklusa pražnjenja / punjenja;
• ne servisiraju se - imaju složeniji dizajn, a broj ciklusa je 200.

Međutim, baterija vjetroagregata kada radi u kući:

• obično se postavlja u podrum, gdje je temperatura koja se održava na + 5 ÷ + 10 stupnjeva tijekom cijele godine optimalna;
• nije izložen tresenju i vibracijama, trajno ugrađen u stacionarno stanje;
• ne primaju ekstremna opterećenja tijekom pokretanja, a kada su kućanski aparati uključeni kroz pretvarač, rade u nježnom načinu rada;
• napune se iz generatora malim strujama, koje povoljno utječu na način odsumporavanja ploča.

Sve su to najpovoljniji uvjeti za njihov rad. Stoga predlažem da ovu opciju primite na znanje onima koji nisu lijeni povremeno nadzirati napon na bankama i nadzirati razinu elektrolita u njima.

AGM baterije složenije u dizajnu. Imaju iste ploče, ali staklene prostirke impregnirane su kiselinom, koje istovremeno rade kao dielektrični sloj. Njihov ciklus pražnjenja / punjenja je 250 ÷ 400. Prekomjerno punjenje je opasno.

Golem baterije također su stvoreni dizajnom koji ne zahtijeva održavanje, sa zapečaćenim tijelom i elektrolitom zgusnutim u stanje gela. Ne vole puno punjenje, ali otporniji su na duboko pražnjenje. Broj proračunskih ciklusa je 350.

Oklopne baterije spadaju među najsuvremenija zbivanja. Njihovi jastučići za elektrode zaštićeni su polimerima od napada kiseline. Raspon radnog ciklusa: 900 ÷ 1500.

Sve ove četiri vrste baterija značajno se razlikuju u pogledu cijene i uvjeta rada. Ako uzmete u obzir preporuke prodavača, morat ćete izdvojiti prilično pristojan iznos novca.

Ipak, preporučujem da prvo poslušate korisne savjete koje isti vlasnik Solar Batteries daje u svom videu "Kako odabrati baterije za vjetroelektranu i solarnu stanicu".

O tome ima svoje suprotno mišljenje. Kako se ponašate prema njemu, vaša je stvar. Međutim, znati podatke iz suprotnih izvora i iz njih odabrati najprikladniju opciju: optimalno rješenje za razmišljajuću osobu.

Proračun vjetroagregata s lopaticom

Budući da smo već otkrili da je vodoravna vjetroturbina mnogo učinkovitija, razmotrit ćemo izračun njenog dizajna.

Energija vjetra može se odrediti formulom P = 0,6 * S * V³, gdje je S područje kruga opisano vrhovima lopatica rotora (područje bacanja), izraženo u kvadratnim metrima, a V izračunata brzina vjetra u metrima u sekundi. Također morate uzeti u obzir učinkovitost same vjetrenjače, koja će za vodoravni krug s tri oštrice u prosjeku iznositi 40%, kao i učinkovitost generatora, koja na vrhuncu karakteristike trenutne brzine iznosi 80% za generator s pobudom s trajnim magnetom i 60% za generator s namotom za pobudu. U prosjeku će dodatnih 20% snage potrošiti pojačavajući zupčanik (multiplikator). Dakle, konačni izračun radijusa vjetroagregata (odnosno duljine lopatice) za datu snagu generatora trajnih magneta izgleda ovako: R = √ (P / (0,483 * V³))

Primjer: Pretpostavimo da je potrebna snaga vjetroelektrane 500 W, a prosječna brzina vjetra 2 m / s. Tada ćemo, prema našoj formuli, morati koristiti oštrice duljine najmanje 11 metara. Kao što vidite, čak i tako mala snaga zahtijevat će stvaranje generatora vjetra kolosalnih dimenzija. Za više ili manje racionalne strukture s duljinom oštrice ne većom od jednog i pol metra u uvjetima samostalne izrade, generator vjetra moći će proizvesti samo 80-90 vata snage čak i pri jakom vjetru.

Nemate dovoljno snage? Zapravo je sve ponešto drugačije, budući da se u stvari opterećenje generatora vjetra napaja iz baterija, vjetroagregat ih puni samo najbolje što može. Slijedom toga, snaga vjetroagregata određuje frekvenciju s kojom može opskrbljivati ​​energijom.

Izbor generatora

Čini se da je najlogičnija opcija za agregat za domaću vjetroturbinu automobilski generator. Ovo rješenje olakšava sastavljanje kompleta, jer generator već ima točke pričvršćivanja i remenicu za pojačivač remena. Nije teško kupiti i sam generator i rezervne dijelove za njega. Uz to, ugrađeni relejni regulator omogućuje vam izravno povezivanje s 12-voltnom akumulatorskom baterijom, a na nju, pak, pretvarač za pretvorbu istosmjerne struje u izmjenični napon 220V.

Ali, kao što je gore spomenuto, učinkovitost generatora s pobudnim namotom je prilično niska, što je vrlo osjetljivo za ionako male snage generatora vjetra. Drugi nedostatak je taj što se kada se baterija isprazni, automobilski generator ne može pobuditi.

U brojnim izvedbama domaće izrade možete pronaći generatore traktora G-700 i G-1000. Njihova učinkovitost više nije, korisna razlika je samo magnetizacija rotora, što omogućuje pobuđivanje generatora čak i bez akumulatorske baterije i niska cijena.

Neki autori prilikom gradnje generatora vjetra koriste svojstvo reverzibilnosti kolektorskih elektromotora - prisilnim okretanjem njihovog rotora iz njega se može ukloniti istosmjerna struja. Stator ove vrste motora sastoji se ili od trajnih magneta, što je za naše potrebe poželjnije, ili ima namot. Da bi se motor koristio u načinu generatora, on je povezan s relejnim regulatorom vozila kako bi pružio željeni napon.Razmotrite vezu relej-regulatora na primjeru čvora iz klasike VAZ (prikladno je jer nije kombiniran u jedan blok sa sklopom četke):

1. Spojite jednu od četkica motora na tijelo - to će biti negativni pol generatora. Ovdje sigurno spojite metalno kućište releja-regulatora i "-" terminal baterije.
2. Spojite terminal 67 releja na jedan od terminala namota statora, drugi privremeno na kućište.
3. Spojite terminal 15 preko prekidača na pozitivni pol akumulatora (to će napajati struju polja namota). Omogućite rotaciju rotora u istom smjeru u kojem će biti vijak vjetroagregata i spojite voltmetar između slobodne četke i kućišta. Ako se na četkici pronađe negativni potencijal, zamijenite spojeve statora s relejnim regulatorom i masom.

Glavna značajka povezivanja istosmjernog generatora s baterijom jest potreba da se odvoje poluvodičkom diodom, što sprječava pražnjenje baterije na namot rotora kad se generator zaustavi. U modernim automobilskim generatorima tu funkciju izvodi trofazni diodni most, a možemo je koristiti i paralelnim povezivanjem njegovih faza kako bismo smanjili pad napona na njemu.

Najveća snaga može se ukloniti iz generatora čiji se rotor sastoji od neodimijskih magneta. Konstrukcije temeljene na automobilskom čvorištu s kočionim diskom su široko raširene, uz rub kojih su učvršćeni snažni magneti. Stator s jednofaznim ili trofaznim namotom nalazi se na minimalnoj udaljenosti od njih.

Vjetroagregat osovinske izvedbe s magnetima

U srcu takve vjetrenjače od 220v nalazi se glavčina putničkog automobila s kočnim diskovima. Ako dio nije nov, rastavite ga, provjerite i podmažite ležajeve i očistite hrđu.

Raspodjela i osiguranje magneta

Prvo trebate zalijepiti magnete na disk rotora. U ovom slučaju, korišteni magneti nisu obični, već posebni neodimijski magneti. Mnogo su moćniji. Trebat će vam 20 magneta, čija je veličina 25 x 8 mm. Magneti su smješteni u naizmjeničnim polovima. Za ispravan raspored napravite predložak kao što je prikazano na donjoj fotografiji.

Savjet! Ako je moguće, za vjetroagregat upotrijebite pravokutne, a ne okrugle magnete. Njihovo magnetsko polje koncentrirano je ne u središtu, već duž duljine.

Upotrijebite silikatno ljepilo da pričvrstite magnete za disk. A za snagu na kraju, magnete možete napuniti epoksidom. Da biste izbjegli curenje smole, napravite rubnike od plastelina ili zalijepite disk trakom.

Bilješka! Da ne biste zbunili gdje je pol magneta, možete ih označiti s "+" ili "-". Da biste to utvrdili - donesite jedan magnet drugom. Privlačene površine magneta imaju "+". Ako se magnet odbije, on ima pol "-".

Trofazni i jednofazni generator za vjetroagregat

Ako ih usporedimo, tada je uređaj s jednom fazom gori, jer pod opterećenjem vibrira zbog razlike u amplitudi struje. A pojavljuje se zbog nestalnosti struje. Ovaj učinak izostaje u trofaznim proizvodima. Njihova snaga je uvijek ista. Stvar je u tome što jedna faza nadoknađuje drugu i obrnuto, ako struja nestane u jednoj fazi, onda će se povećati u drugoj.

Koji je krajnji rezultat? I činjenica da trofazni generatori imaju 50% veću snagu od jednofaznih. Uz to, ohrabruje odsustvo vibracija koje mogu smetati i utjecati na udobnost. Pod velikim opterećenjem, stator neće zujati. Ako vam buka ne smeta, a vi odlučite koristiti jednofazni generator, budite spremni na činjenicu da će vibracije negativno utjecati na rad generatora vjetra. Životni vijek bit će kraći.

Navijemo zavojnice

Generator vjetra ne može se nazvati vrlo brzo. Potrebno je učiniti sve da se baterija od 12 V zarazi od 100–140 o / min.S takvim početnim podacima, ukupan broj zavoja u zavojnicama trebao bi biti jednak 1000-1200. Ali kako znati koliko zavoja ima zavojnica? Jednostavno je: ova se brojka dijeli s brojem zavojnica.

Ako želite da vjetroturbina isporučuje više snage pri malim okretajima, morate napraviti više stupova. U tom će se slučaju povećati frekvencija titranja struje u zavojnici. Da biste smanjili otpor i povećali otpor struje, preporučujemo namatanje debele žice oko zavojnica. Uzmite u obzir činjenicu da s jakim naponom otpor namota može "pojesti" struju.

Imajte na umu da broj i debljina magneta koji su pričvršćeni na diskove određuju radne parametre generatora. Da biste saznali koliko snage generator vjetra može isporučiti, namotajte jednu zavojnicu i okrenite generator. Izmjerite napon pri nekim okretajima u minuti bez opterećenja. Na primjer, za 200 o / min dobivate struju od 30 V s otporom od 3 ohma. Oduzmite 12 V (napon baterije) od ovih 30 V. Sada podijelite broj koji dobijete na 3 ohma. Izgleda ovako:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Kao rezultat, pokazalo se 6 A. Oni će ići na bateriju. Jasno je da će u praksi biti nešto manje zbog gubitaka u žicama.

Bolje je zavojnice izdužiti. Tada će bakar u sektoru izaći više, a zavoji će biti ravni. Promjer rupe unutar zavojnice trebao bi biti jednak ili malo veći od veličine magneta.

Bilješka! Debljina statora mora biti jednaka debljini magneta.

Kalup za stator može biti šperploča. Ali sektori zavojnica također se mogu staviti na papir izrađivanjem obruba od plastelina. Zavojnice moraju biti učvršćene tako da se ne pomiču, a krajevi faza moraju biti izvedeni. Spojite sve žice zvijezdom ili trokutom. Ostaje testirati generator vjetra okrećući ga ručno.

Izrađujemo vijak i jarbol za vjetroagregat

Jarbol za generator mora biti visok, od 8 do 12 m. Podloga mora biti betonirana. Bolje je montirati cijev tako da se vitlo lako može podići i spustiti. Vijak vjetroturbine bit će pričvršćen na vrh cijevi.

Možete ga izraditi od plastične cijevi Ø160 mm. Izrežite vijak sa šest oštrica, duljine 2 m.

Da biste propeler držali podalje od jakog naleta vjetra, napravite sklopivi rep. Kao rezultat toga, sva energija koju generira vjetar može se akumulirati u bateriji.

To je to, znate kako napraviti generator vjetra s magnetima. Sada možete koristiti električnu energiju koju generira takav generator vjetra, štedeći svoj novac. Sav vaš trud bit će nagrađen.

Izračun množitelja

Generatorski agregat ima karakteristiku nagnute brzine struje: s povećanjem brzine rotora povećava se maksimalna snaga koja mu se isporučuje. Stoga, kako bismo osigurali najveću učinkovitost vjetroturbine s malim brzinama, potreban nam je multiplikator s velikim faktorom povećanja.

Za domaći dizajn, najoptimalnije rješenje je multiplikator remena: jednostavan je za proizvodnju i zahtijeva minimum rada stroja. Omjer povećanja okretaja bit će jednak omjeru promjera pogonske remenice, povezane s osi vijka, prema promjeru gonjene remenice generatora. Po potrebi se prijenosni omjer može lako prilagoditi zamjenom jedne od remenica.

Pri projektiranju multiplikatora potrebno je uzeti u obzir i prosječnu brzinu sklopa lopatice i karakteristiku trenutne brzine generatora. Ako koristimo serijski generator automobila, tada ga možemo lako pronaći na Internetu, s domaćim dizajnom, najvjerojatnije ćemo morati proći kroz pokušaje i pogreške.

Na primjer, uzmimo uobičajeni generator traktora, koji je već gore spomenut.

Uzimajući izračunatu snagu naše vjetroturbine na 90 vata, na grafikonu pronalazimo točku koja odgovara izlazu generatora na tu snagu.Pri nominalnom naponu od 14 V potreban nam je strujni izlaz od najmanje 6,5 A - prema grafikonu to će se dogoditi pri brzini malo iznad 1000 okretaja u minuti. Neka se propeler našeg dizajna okreće s vjetrom brzinom od 60 o / min (srednji vjetar). To znači da nam treba najmanje dvadeset puta veći omjer promjera remenica - za remenicu generatora od 70 mm remenica vjetrenjače morat će imati promjer od gotovo jednog i pol metra, što je neprihvatljivo. To nedvosmisleno nagovještava koliko je niska učinkovitost vjetrogeneratora ove vrste - bez složenog višestupanjskog mjenjača, koji će sam po sebi dovesti do velikih gubitaka snage, gotovo je nemoguće dovesti automobilski generator u radni način.

Izbor dizajna i detalja

Uradi sam generator vjetra iz generatora automobila

Pri odabiru dizajna vjetrogeneratora, treba polaziti od klimatskih uvjeta karakterističnih za to područje. Dakle, za područja s malom aktivnošću vjetra optimalni su generatori energije vjetra opremljeni lopaticama tipa jedra (njegov izgled prikazan je na donjoj slici).

Vjetroagregat tipa jedra

U regijama s jakim opterećenjima vjetrom, domaći generator vjetra za dom najčešće se izrađuje u obliku okomito postavljenog uređaja ograničene snage.

Unatoč činjenici da su vjetroagregati s vertikalnom osi rotacije nešto skuplji za proizvodnju od njihovih vodoravnih kolegica, oni su sposobniji izdržati jaka opterećenja vjetrom. Za njihovu izradu mogu se koristiti domaće oštrice prikupljene iz improviziranih sredstava (neki su se majstori prilagodili izradi od bačve izrezane u zasebne metalne fragmente).

Korisnije je kupiti više gotovih vjetra i prilagoditi ih generatoru, koji se može koristiti kao pretvoreni motor iz pisača. U svakom slučaju, prije početka rada treba razraditi skicu budućeg generatora koja bi trebala prikazati detaljan dijagram montažne jedinice.

Dodatne informacije. Pri odabiru kupljenih lopatica treba polaziti od činjenice da se takozvane "jedrilice" smatraju najjeftinijima.

Na njihovoj osnovi, najlakši način za izradu okomitog generatora vjetra.

Da bismo dovršili opis mogućih dizajna, dodajemo da se budući uređaj može napraviti od automobilskog startera ili bilo kojeg autogeneratora koji je odslužio svoj život. Razmotrimo detaljnije svaku od predloženih opcija za izradu vlastitih električnih generatora.

Jarbol

Jarbol na kojem je postavljena vjetroturbina - ovo je jedan od njegovih najvažnijih čvorova.
Ona ne samo da osigurava siguran rad vjetrenjače (donja točka kruga koju opisuju lopatice ne smije biti bliža od 2 metra od tla), već joj omogućuje i što učinkovitiju upotrebu energije vjetra, protok koja postaje uzburkanija u blizini tla.

Velika visina dovodi do niske krutosti jarbola vjetroagregata i čini izračun snage prilično teškim ne samo za amatera, već i za inženjera. Možete navesti samo glavne točke:

• Postavite jarbol što dalje od kuće i drveća zasjenjujući strujanje zraka. Uz to, u slučaju jakog vjetra, generator vjetra može pasti na zgradu ili ga oštetiti drveće;
• Optimalan dizajn jarbola je ažurna zavarena rešetka slično tornjevima za prijenos snage, ali je teško i skupo za proizvodnju. Najjednostavnija, ali prilično učinkovita opcija je nekoliko paralelnih cijevi promjera 80-100 mm, međusobno zavarenih kratkim šavovima i betoniranih na dubini od najmanje jednog metra u tlu. Vrlo je poželjno ojačati strukturu jedne cijevi kabelskim vezama, koje su također pričvršćene na nosače izlivene u beton.
• Da bi se pojednostavilo održavanje vjetrenjače, njezin jarbol može se učiniti prekretnicom: u ovom slučaju, kada je linija rastezanja koja ide u smjeru prijeloma oslabljena, jarbol se može nagnuti na tlo.

Priča o vrlo jednostavnom generatoru vjetra od kućnog ventilatora

Dodatna električna oprema

Kao što je gore spomenuto, sastavni dio vjetroelektrane je baterija koja preuzima snagu potrošača. prilikom odabira trebate imati na umu da što je veći njegov kapacitet, to će dulje moći održavati napon u mreži, ali istodobno će trebati više vremena za punjenje. Približno vrijeme rada može se definirati kao vrijeme tijekom kojeg se iscrpi polovica kapaciteta baterije (nakon toga će pad napona već postati primjetan, osim toga, duboko pražnjenje smanjuje život olovnih baterija).

Primjer: Dakle, baterija kapaciteta 65 A * h uvjetno će moći dati 30-35 Amp-sati energije opterećenju. Je li to puno ili malo? Uobičajena rasvjetna svjetiljka od 60 vata zahtijevat će, uzimajući u obzir prisutnost pretvarača koji pretvara 12 V DC u 220 V AC i koji ima vlastitu učinkovitost unutar 70%, struja od 7 ampera nešto je više od četiri sata rada . Našoj vjetrenjači nominalne snage 90 W, čak i u najboljem slučaju, uz konstantni jak vjetar, trebat će najmanje pet sati da povrati izgubljenu energiju. Kao što vidite, kada vjetroagregat koristite samo kao autonomni izvor energije, električna energija u vašem domu bit će dostupna samo nekoliko sati dnevno.

Drugi čvor sustava napajanja je pretvarač. U našem slučaju možete koristiti i gotov automobil i onaj izvađen iz neprekidnog napajanja. U svakom slučaju, važno je ne preopteretiti ga trenutnom potrošnjom, s obzirom da je njegova stvarna radna snaga 1,2-1,5 puta manja od naznačene maksimalne snage.

Kao što vidite, atraktivnost korištenja besplatne energije temelji se na brojnim ograničenjima, a čak i jedina učinkovita opcija u središnjoj Rusiji - generator vjetra - nije u stanju pružiti dugoročnu autonomiju.

No, istodobno, ova ideja nije loša i kao izvor napajanja u nuždi, a posebno kao projektni zadatak - zadovoljstvo stvaranja vjetroagregata vlastitim rukama može znatno premašiti njezinu snagu.