Creiamo un generatore eolico con le nostre mani

Spesso i proprietari di case private hanno un'idea da realizzare sistemi di alimentazione di backup... Il modo più semplice ed economico è, ovviamente, un generatore a benzina o diesel, ma molte persone rivolgono gli occhi a modi più complessi per convertire la cosiddetta energia libera (radiazione solare, energia dell'acqua corrente o del vento) in elettricità.

Ciascuno di questi metodi ha i suoi vantaggi e svantaggi. Se con l'uso del flusso d'acqua (mini-centrale idroelettrica) tutto è chiaro - è disponibile solo nelle immediate vicinanze di un fiume abbastanza veloce, allora la luce solare o il vento possono essere utilizzati quasi ovunque. Entrambi questi metodi avranno uno svantaggio comune: se una turbina ad acqua può funzionare 24 ore su 24, una batteria solare o un generatore eolico è efficace solo per un po ', il che rende necessario includere le batterie nella struttura di una rete elettrica domestica.

Poiché le condizioni in Russia (brevi ore diurne per la maggior parte dell'anno, precipitazioni frequenti) rendono inefficace l'uso dei pannelli solari al loro costo ed efficienza attuali, il più redditizio è la progettazione di un generatore eolico... Considera il suo principio di funzionamento e le possibili opzioni di progettazione.

Poiché nessun dispositivo fatto in casa è uguale a un altro, questo
l'articolo non è un'istruzione passo passoe una descrizione dei principi di base della progettazione di una turbina eolica.

Principio di funzionamento generale

Il corpo di lavoro principale del generatore eolico sono le pale, che vengono ruotate dal vento. A seconda della posizione dell'asse di rotazione, le turbine eoliche sono divise in orizzontale e verticale:

• Turbine eoliche orizzontali più diffuso. Le loro pale hanno un design simile all'elica di un aereo: in prima approssimazione, si tratta di piastre inclinate rispetto al piano di rotazione, che convertono parte del carico dalla pressione del vento in rotazione. Una caratteristica importante di un generatore eolico orizzontale è la necessità di garantire la rotazione del gruppo pale secondo la direzione del vento, poiché la massima efficienza è assicurata quando la direzione del vento è perpendicolare al piano di rotazione.
• Lame turbina eolica verticale hanno una forma convessa-concava. Poiché lo snellimento del lato convesso è maggiore del lato concavo, una tale turbina eolica ruota sempre in una direzione, indipendentemente dalla direzione del vento, il che rende superfluo il meccanismo di rotazione, a differenza delle turbine eoliche orizzontali. Allo stesso tempo, a causa del fatto che in un dato momento, solo una parte delle lame svolge un lavoro utile e il resto si oppone solo alla rotazione, L'efficienza di un mulino a vento verticale è molto inferiore a quella di un mulino orizzontale: se per un generatore eolico orizzontale a tre pale questa cifra raggiunge il 45%, per uno verticale non supererà il 25%.

Poiché la velocità media del vento in Russia non è elevata, anche una grande turbina eolica ruoterà piuttosto lentamente per la maggior parte del tempo. Per garantire una potenza sufficiente, l'alimentazione deve essere collegata al generatore tramite un riduttore step-up, cinghia o ingranaggio. In un mulino a vento orizzontale, l'unità riduttore-generatore di pale è montata su una testa girevole, che consente loro di seguire la direzione del vento. È importante tenere presente che la testa girevole deve avere un limitatore che le impedisca di compiere un giro completo, poiché altrimenti il ​​cablaggio dal generatore verrà interrotto (l'opzione che utilizza rondelle di contatto che consentono alla testa di ruotare liberamente è più complicato).Per garantire la rotazione, il generatore eolico è integrato con una banderuola funzionante diretta lungo l'asse di rotazione.

Il materiale più comune per le lame sono i tubi in PVC di grande diametro tagliati longitudinalmente. Lungo il bordo, le piastre metalliche sono rivettate su di esse, saldate al mozzo del gruppo lame. I disegni di questo tipo di lame sono i più diffusi su Internet.

Il video racconta di un generatore eolico autocostruito

Mulini a vento fai-da-te per la casa: una panoramica dei design

Come hai già capito, la prima parte che percepisce l'energia eolica è la ruota del vento. Non un singolo schema di mulino a vento per la casa può farne a meno.

Può essere eseguito:

• con un asse di rotazione verticale;
• o orizzontale.

Turbina eolica verticale

Mostrerò con una foto una delle strutture facili da realizzare, ricavata da una normale botte d'acciaio.

Un tale generatore eolico verticale, realizzato a mano, e anche situato sopra il suolo stesso, circondato da edifici e piante, non sarà in grado di sviluppare una velocità normale per generare elettricità sufficiente per alimentare una casa privata.

Sarà in grado di eseguire solo alcune singole attività per apparecchiature a bassa potenza. Inoltre, la bassa velocità di rotazione del suo rotore richiederà l'uso obbligatorio di un ingranaggio step-up, e questa è una perdita di energia aggiuntiva.

Tali disegni erano popolari all'inizio del secolo scorso sulle navi a vapore. Una ruota idraulica, posizionata con le sue pale lungo la direzione di movimento della nave, ne assicurava il movimento.

Ora è una rarità che ha perso la sua rilevanza. Nell'aviazione, un tale progetto non solo non ha messo radici, ma non è stato nemmeno preso in considerazione.

Rotor Onipko

Tra i modelli a bassa velocità delle ruote eoliche, il rotore Onipko è ora ampiamente distribuito tramite Internet. Gli inserzionisti mostrano che gira anche con venti molto leggeri.

Tuttavia, per qualche motivo ho anche un atteggiamento critico nei confronti di questo sviluppo, sebbene non sia così difficile ripeterlo con le mie mani. Non ho trovato recensioni entusiastiche tra gli acquirenti, così come calcoli scientifici sulla fattibilità economica del suo utilizzo.

Se qualcuno dei lettori può dissuadermi da questa opinione, gliene sarei grato.

Turbina eolica orizzontale

Fin dall'inizio, i motori degli aeromobili hanno iniziato a utilizzare un'elica che spinge l'aria lungo il corpo dell'aeromobile. La sua forma e il suo design sono scelti in modo da utilizzare la componente reattiva oltre alla forza di pressione attiva.

Qualsiasi generatore eolico orizzontale, realizzato industrialmente o manualmente, funziona secondo questo principio. Mostro un esempio di una costruzione fatta in casa con una fotografia.

Secondo il principio di utilizzo dell'energia eolica, è un design più efficiente e in termini di progettazione per garantire le questioni domestiche di fornitura di elettricità, è a bassa potenza.

Un piccolo motore elettrico, il cui rotore fa girare la turbina eolica, può, anche a pressione e forza del vento ottimali, generare solo bassa potenza come generatore. È possibile collegare una debole lampadina a LED.

Pensa a te stesso se devi montare o meno una banderuola retroilluminata. Un tale progetto non farà fronte ad altri compiti. Anche se può ancora essere usato per spaventare le talpe nella zona. Non amano davvero i rumori accompagnati dalla rotazione delle parti metalliche.

Per sfruttare appieno l'energia elettrica ricevuta dal vento, la girante del generatore eolico deve avere le dimensioni corrispondenti al consumo di energia. Contare su un diametro di circa 5 metri.

Durante la creazione, dovrai affrontare una difficoltà tecnica: devi bilanciare accuratamente le parti grandi. Il centro di massa deve essere sempre nel punto medio dell'asse di rotazione.

Ciò ridurrà al minimo l'eccentricità del cuscinetto e l'oscillazione di una struttura ad alta quota. Tuttavia, bilanciare in questo modo non è facile.

Come installare una turbina eolica: una disposizione affidabile del palo per il montaggio in quota

Il peso della girante per la normale produzione di energia elettrica è abbastanza decente. Non può essere installato su un semplice supporto.

Dovrai creare una solida base in cemento per l'albero in metallo e i tiranti di ancoraggio. In caso contrario, l'intera struttura, assemblata con grande difficoltà, potrebbe crollare in qualsiasi momento inopportuno.

È possibile realizzare un supporto per una turbina eolica sollevata ad un'altezza:

1. sotto forma di un albero prefabbricato assemblato da sezioni con controventi;
2. oppure un supporto tubolare rastremato.

Entrambi gli schemi richiederanno rinforzi contro il ribaltamento creando diversi livelli di tiranti dai cavi, necessari per trattenere l'albero in caso di forti raffiche di vento. Dovranno essere fissati saldamente a tappi e ancoraggi.

Per brutta esperienza personale: mentre utilizzavo la televisione analogica, avevo un'antenna Spider-line con un diametro del cerchio di 2 m. Si trovava ad un'altezza di 8 metri, era fissato su un palo di legno con due livelli di ragazzi. Forti raffiche di vento la fecero oscillare così che la cremagliera crollò.

Fortunatamente, la moderna televisione digitale richiede antenne molto più piccole. Non sono solo facili da fare con le tue mani, ma anche non così difficili da allacciare.

Come realizzare un albero per un mulino a vento

Prestare immediatamente attenzione alla creazione di un design solido e senza problemi. Altrimenti, basta ripetere la triste esperienza dei dipendenti della YantarEnergo, che hanno avuto un incidente durante una tempesta: un albero di molte tonnellate è crollato e frammenti delle pale si sono sparsi per il distretto.

Il dispositivo dell'albero richiederà il calcolo della quantità di materiali necessari per creare una struttura da un angolo di acciaio di varie sezioni. La forma e le dimensioni vengono selezionate in base alle condizioni locali.

È composto da tre o quattro montanti. Ognuno di loro è montato su un fermo dal basso. Nella parte superiore dell'albero, viene creata una piattaforma per l'installazione della turbina eolica.

Poiché la lunghezza degli angoli è limitata, l'albero è assemblato da più sezioni. La rigidità del fissaggio generale è data dalle nervature laterali fissate tramite le bretelle.

Gli elementi metallici incorporati sono un elemento obbligatorio della fondazione. Saranno usati per fissare le parti. Dovremo occuparci della saldatura e dei bulloni di collegamento.

Non trascurare i tiranti aggiuntivi.

Come realizzare un supporto dai tubi

Una struttura telescopica realizzata con tubi di acciaio del profilo corrispondente è più facile da montare, ma dovrebbe essere calcolata con maggiore attenzione per la resistenza. Il momento flettente creato da una punta pesante in un vento tempestoso non deve superare un valore critico.

Allo stesso tempo, sorgeranno difficoltà con la manutenzione preventiva, l'ispezione e la riparazione della centrale pneumatica assemblata. Se riesci a salire a un'altezza lungo l'albero come una scala, è problematico farlo attraverso un tubo. E lavorare al piano di sopra è molto pericoloso.

Pertanto, è immediatamente necessario riflettere sull'opzione di abbassare in sicurezza l'attrezzatura a terra e su un modo economico per sollevarla. Ciò consente di eseguire uno dei due schemi con:

1. Asse girevole sul supporto principale.
2. Una leva di spinta sul fondo della gamba di supporto.

Nel primo caso, viene creata una solida base per l'installazione del supporto principale. Una struttura di tubi saldati con una turbina eolica e un sistema di paranco a catena su cavi di acciaio è fissata al suo asse di rotazione.

Un contrappeso è situato nella parte inferiore del tubo per facilitare il sollevamento e l'abbassamento con un argano manuale.

I cavi di sicurezza della cintura del ragazzo non sono mostrati nella foto.Semplicemente pendono dai loro supporti fino a terra quando si alza e si abbassa l'albero e sono fissati a pali di cemento fissi per il funzionamento continuo.

Di seguito è mostrato lo schema per l'installazione e l'abbassamento del mulino a vento secondo la seconda opzione.

L'albero e un braccio di spinta del contrappeso, rinforzato con un irrigidimento, posto ad angolo retto rispetto ad esso, sono ruotati in direzione verticale da un argano con un sistema di paranco a catena.

L'asse di rotazione della struttura creata si trova nella parte superiore dell'angolo retto ed è fissato nelle guide incorporate nella fondazione. Quando si solleva o si abbassa l'albero, le funi vengono rimosse dagli ancoraggi fissi a terra. Possono essere usati come fune di sicurezza.

Generatore eolico: dispositivo e principio di funzionamento del circuito elettrico in parole semplici

I parchi eolici industriali sono progettati in modo tale da poter fornire immediatamente elettricità alla rete ai consumatori. Non puoi farlo con le tue mani.

Quando si sceglie un generatore che farà girare la ruota del vento, viene utilizzato il principio di reversibilità delle macchine elettriche. Una coppia viene applicata al motore elettrico e gli avvolgimenti dello statore vengono eccitati.

Tuttavia, l'idea di far girare il rotore di un motore elettrico asincrono trifase come generatore per ottenere una corrente elettrica con una tensione di 220/380 volt è realizzata da motori a combustione interna, pressione dell'acqua, ma non vento.

Il design generale del generatore con il rotore diventerà pesante, altrimenti non sarà possibile garantire velocità dell'albero elevate.

Per piccole capacità puoi:

• utilizzare un generatore per auto che produce 12/24 volt;
• applicare una ruota motrice da una bici elettrica;
• per assemblare una struttura di magneti al neodimio con bobine di filo di rame.

Puoi anche prendere come base una turbina eolica venduta in Cina. Ma ha bisogno di condurre immediatamente un audit: prestare attenzione alla qualità dell'installazione degli avvolgimenti, alle condizioni dei cuscinetti, alla resistenza delle pale e al bilanciamento generale del rotore.

Dovremo sintonizzarci sul fatto che il valore della tensione di uscita del generatore varierà notevolmente a seconda della velocità del vento. Pertanto, le batterie vengono utilizzate come collegamento intermedio.

La loro carica deve essere assegnata al controllore.

Gli elettrodomestici di una rete a 220 volt devono essere alimentati da corrente alternata da un convertitore speciale: un inverter. Il diagramma più semplice di un parco eolico domestico è il seguente.

Può essere notevolmente semplificato perché l'elettronica digitale di consumo: computer, televisori, telefoni funzionano con corrente continua da alimentatori a 12 volt.

Se sono esclusi dal lavoro e l'apparecchiatura digitale è alimentata direttamente da batterie, la perdita di energia elettrica sarà ridotta annullando la doppia conversione nell'inverter e nelle unità.

Pertanto, consiglio di realizzare prese separate da 12 volt, alimentandole direttamente dalle batterie.

All'interno del circuito elettrico dovrà essere mantenuto lo stesso equilibrio di potenza della struttura meccanica. Ogni carico collegato deve rispettare le caratteristiche energetiche della sorgente a monte.

Gli elettrodomestici da 220 volt non devono sovraccaricare l'inverter. Altrimenti, si disconnetterà dalla protezione integrata e, se fallisce, si spegnerà semplicemente. Le batterie, i contatti di alimentazione del controller e il generatore stesso funzionano secondo lo stesso principio.

La protezione mediante un interruttore di circuito per una turbina eolica domestica deve essere eseguita senza errori.

Per fare ciò, deve essere selezionato correttamente rigorosamente secondo le raccomandazioni scientifiche, controllato e regolato.

È impossibile prevedere un sovraccarico accidentale e ancor più la comparsa di una corrente di cortocircuito. Pertanto, questo modulo è necessariamente installato come protezione principale.

Lo schema elettrico per le batterie, un inverter e un controller per un generatore eolico non è praticamente diverso da quello utilizzato negli impianti solari con pannelli luminosi.

Pertanto, una conclusione ragionevole suggerisce immediatamente se stessa: assemblare una centrale elettrica domestica combinata, alimentata contemporaneamente da energia eolica e solare. Queste due sorgenti si completano a vicenda e i costi di assemblaggio delle singole stazioni sono notevolmente ridotti.

Ci sono molti canali su YouTube dedicati alle turbine eoliche per la casa. Mi è piaciuto il lavoro del proprietario "Pannelli solari". Penso che sia abbastanza obiettivo nel presentare questo argomento. Pertanto, consiglio di dare un'occhiata più da vicino.

Batterie per turbine eoliche: un altro problema per il proprietario di casa

Uno dei compiti costosi di un impianto eolico o solare è il problema dello stoccaggio dell'energia elettrica, che viene risolto solo dalle batterie. Dovranno essere acquistati e aggiornati e il costo è piuttosto alto.

Per selezionarli è necessario conoscere le caratteristiche prestazionali: tensione e capacità. Di solito, vengono utilizzate batterie composite da una batteria da 12 V e il numero di ampere-ora in ciascun caso specifico dovrebbe essere determinato empiricamente, in base alla potenza dei consumatori, al loro tempo di funzionamento.

Dovrai scegliere le batterie per un generatore eolico da una gamma abbastanza ampia. Mi limiterò a non una recensione completa, ma solo a quattro tipi popolari di batterie ad acido:

1. veicoli a motore di avviamento convenzionali;
2. Tipo di AGM;
3. gel;
4. blindato.

I venditori sconsigliano l'acquisto di batterie di avviamento per parchi eolici perché sono progettate per funzionare in condizioni operative critiche del veicolo:

• se conservati al freddo, devono resistere alle enormi correnti di avviamento che si creano quando un motore freddo gira;
• durante la guida sono esposti a vibrazioni e scosse;
• la ricarica avviene in modalità tampone dal generatore quando l'auto si muove con differenti regimi del motore.

In cui:

• le batterie sottoposte a manutenzione, che richiedono il livello periodico dell'elettrolito e il rabbocco di acqua distillata, sono progettate per resistere a 100 cicli di scarica / carica;
• non revisionati - hanno un design più complesso e il numero di cicli è 200.

Tuttavia, la batteria dell'aerogeneratore durante il funzionamento all'interno della casa:

• generalmente posto in un seminterrato, dove la temperatura, che viene mantenuta a + 5 ÷ + 10 gradi per tutto l'anno, è ottimale;
• non esposto a scosse e vibrazioni, installato in modo permanente in uno stato stazionario;
• non ricevere carichi estremi durante l'avviamento e quando gli elettrodomestici vengono accesi tramite l'inverter, funzionano in modo delicato;
• vengono caricate dal generatore con piccole correnti, che hanno un effetto benefico sulla modalità di desolfatazione delle piastre.

Tutto questo è le condizioni più favorevoli per il loro funzionamento. Pertanto, suggerisco di prendere nota di questa opzione per coloro che non sono troppo pigri per monitorare periodicamente la tensione sui banchi e monitorare il livello dell'elettrolito in essi.

Batterie AGM più complesso nel design. Hanno le stesse piastre, ma i tappetini di vetro sono impregnati di acido, che funziona contemporaneamente come uno strato dielettrico. Il loro ciclo di scarica / carica è 250 ÷ 400. Il sovraccarico è pericoloso.

Batterie Golem sono anche creati da un design che non richiede manutenzione con un corpo sigillato e un elettrolita addensato allo stato gel. Non amano molto la ricarica, ma sono più resistenti alla scarica profonda. Il numero di cicli di calcolo è 350.

Batterie per armature sono tra gli sviluppi più moderni. I loro elettrodi sono protetti da polimeri dall'attacco degli acidi. Range ciclo di lavoro: 900 ÷ 1500.

Tutti questi quattro tipi di batterie differiscono in modo significativo in termini di prezzo e condizioni operative. Se prendi in considerazione i consigli dei venditori, dovrai sborsare una quantità di denaro abbastanza decente.

Ti consiglio comunque di ascoltare prima i consigli utili che lo stesso proprietario di Solar Batteries dà nel suo video "Come scegliere le batterie per un parco eolico e una stazione solare".

Ha la sua opinione opposta su questo argomento. Il modo in cui lo tratti sono affari tuoi. Tuttavia, conoscere le informazioni da fonti opposte e scegliere l'opzione più adatta da esse: la soluzione ottimale per una persona pensante.

Calcolo di una turbina eolica a pale

Poiché abbiamo già scoperto che una turbina eolica orizzontale è molto più efficiente, prenderemo in considerazione il calcolo del suo progetto.

L'energia eolica può essere determinata dalla formula P = 0,6 * S * V³, dove S è l'area del cerchio descritto dalle punte delle pale del rotore (area di lancio), espressa in metri quadrati, e V è la velocità del vento calcolata in metri al secondo. È inoltre necessario tenere conto dell'efficienza del mulino stesso, che per un circuito orizzontale a tre pale sarà in media del 40%, così come dell'efficienza del gruppo elettrogeno, che al picco della caratteristica della velocità di corrente è dell'80% per un generatore con eccitazione a magneti permanenti e 60% per un generatore con avvolgimento di eccitazione. In media, un altro 20% della potenza sarà consumato dall'ingranaggio step-up (moltiplicatore). Pertanto, il calcolo finale del raggio della turbina eolica (cioè la lunghezza della sua pala) per una data potenza del generatore a magneti permanenti appare così: R = √ (P / (0,483 * V³))

Esempio: Supponiamo che la potenza richiesta del parco eolico sia di 500 W e che la velocità media del vento sia di 2 m / s. Quindi, secondo la nostra formula, dovremo utilizzare lame con una lunghezza di almeno 11 metri. Come puoi vedere, anche una potenza così piccola richiederà la creazione di un generatore eolico di dimensioni colossali. Per strutture più o meno razionali con una lunghezza della pala non superiore a un metro e mezzo nelle condizioni di fabbricazione fai da te, il generatore eolico sarà in grado di produrre solo 80-90 watt di potenza anche con vento forte.

Non abbastanza potenza? In effetti, tutto è un po 'diverso, poiché in effetti il ​​carico del generatore eolico è alimentato dalle batterie, l'aerogeneratore le carica solo al meglio delle sue capacità. Di conseguenza, la potenza di una turbina eolica determina la frequenza con la quale può fornire energia.

Selezione del generatore

L'opzione più logica per un gruppo elettrogeno per una turbina eolica fatta in casa sembra essere un generatore di automobili. Questa soluzione facilita l'assemblaggio dell'unità, poiché il generatore dispone già di entrambi i punti di fissaggio e di una puleggia per il moltiplicatore a cinghia. Non è difficile acquistare sia il generatore stesso che i pezzi di ricambio per esso. Inoltre, il relè-regolatore integrato consente di collegarlo direttamente a un accumulatore da 12 volt e ad esso, a sua volta, un inverter per convertire la corrente continua in tensione alternata 220V.

Ma, come accennato in precedenza, l'efficienza dei generatori con un avvolgimento di eccitazione è piuttosto bassa, il che è molto sensibile per un generatore eolico già di bassa potenza. Il secondo svantaggio è che quando la batteria è scarica, il generatore dell'auto non può essere eccitato.

In una serie di modelli fatti in casa, è possibile trovare i generatori per trattori G-700 e G-1000. La loro efficienza non c'è più, una differenza utile è solo la magnetizzazione del rotore, che permette di eccitare il generatore anche senza una batteria di accumulo, e un prezzo contenuto.

Alcuni autori, quando costruiscono generatori eolici, utilizzano la proprietà di reversibilità dei motori elettrici del collettore: ruotando con forza il loro rotore, la corrente continua può essere rimossa da esso. Lo statore di questo tipo di motori è costituito da magneti permanenti, che è più preferibile per i nostri scopi, o ha un avvolgimento. Per utilizzare il motore in modalità generatore, è collegato al regolatore del relè del veicolo per fornire la tensione desiderata.Considera la connessione di un relè-regolatore usando l'esempio di un nodo dei classici VAZ (è conveniente perché non è combinato in un blocco con un gruppo di spazzole):

1. Collega una delle spazzole del motore al corpo: questo sarà il polo negativo del generatore. Qui, collegare saldamente la custodia metallica del relè-regolatore e il terminale "-" della batteria.
2. Collegare il morsetto 67 del relè a uno dei morsetti dell'avvolgimento dello statore, il secondo temporaneamente alla custodia.
3. Collegare il terminale 15 tramite l'interruttore al polo positivo della batteria (questo fornirà la corrente di campo all'avvolgimento). Fornire al rotore la rotazione nella stessa direzione fornita dalla vite della turbina eolica e collegare un voltmetro tra la spazzola libera e l'alloggiamento. Se si trova un potenziale negativo sulla spazzola, scambiare i collegamenti dello statore con il relè-regolatore e la massa.

La caratteristica principale del collegamento di un generatore DC a una batteria è la necessità di separarli con un diodo a semiconduttore, che impedisce alla batteria di scaricarsi sull'avvolgimento del rotore quando il generatore si ferma. Nei moderni generatori di automobili, questa funzione è svolta da un ponte a diodi trifase e possiamo anche usarlo collegando le sue fasi in parallelo per ridurre la caduta di tensione su di esso.

La massima potenza può essere rimossa dal generatore, il cui rotore è costituito da magneti al neodimio. Sono diffuse le costruzioni basate su un mozzo automobilistico con disco freno, lungo il cui bordo sono fissati potenti magneti. Uno statore con avvolgimento monofase o trifase si trova a una distanza minima da essi.

Turbina eolica di design assiale con magneti

Al centro di un tale mulino a vento da 220 V c'è un mozzo per autovetture con dischi dei freni. Se la parte non è nuova, smontarla, controllare e lubrificare i cuscinetti e pulire la ruggine.

Distribuzione e fissaggio dei magneti

Per prima cosa devi incollare i magneti sul disco del rotore. In questo caso, i magneti utilizzati non sono normali, ma speciali magneti al neodimio. Sono molto più potenti. Avrai bisogno di 20 magneti, la cui dimensione è 25 x 8 mm. I magneti sono posti in poli alternati. Per un corretto posizionamento, crea un modello come mostrato nella foto sotto.

Consigli! Se possibile, utilizzare magneti rettangolari anziché rotondi per la turbina eolica. Il loro campo magnetico è concentrato non al centro, ma lungo la lunghezza.

Usa la colla ai silicati per fissare i magneti al disco. E per forza alla fine, puoi riempire i magneti con resina epossidica. Per evitare perdite di resina, creare cordoli di plastilina o nastro adesivo.

Nota! Per non confondere dove si trova il polo del magnete, puoi contrassegnarli con "+" o "-". Per determinarlo, porta un magnete all'altro. Le superfici magnetiche che vengono attratte hanno un "+". Se il magnete viene respinto, ha un polo "-".

Generatore trifase e monofase per turbina eolica

Se li confrontiamo, un dispositivo con una fase è peggiore, perché sotto carico vibra a causa della differenza nell'ampiezza della corrente. E sembra dovuto all'incostanza della corrente. Questo effetto è assente nei prodotti trifase. Il loro potere è sempre lo stesso. Il fatto è che una fase compensa l'altra e viceversa, se la corrente scompare in una fase, aumenterà nell'altra.

Qual è il risultato finale? E il fatto che i generatori trifase abbiano il 50% in più di potenza rispetto a quelli monofase. Inoltre, l'assenza di vibrazioni, che possono infastidire e influire sul comfort, è incoraggiante. Sotto carico pesante, lo statore non ronza. Se il rumore non ti infastidisce e decidi di utilizzare un generatore monofase, preparati al fatto che le vibrazioni influenzeranno negativamente il funzionamento del generatore eolico. La sua durata sarà più breve.

Avvolgiamo le bobine

Il generatore eolico non può essere chiamato molto velocemente. È necessario fare tutto in modo che la batteria da 12 V venga infettata da 100-140 giri / min.Con tali dati iniziali, il numero totale di spire nelle bobine dovrebbe essere pari a 1000-1200. Ma come fai a sapere quanti giri ci sono per bobina? È semplice: questa cifra è divisa per il numero di bobine.

Se si desidera che la turbina eolica fornisca più potenza a bassi regimi, è necessario realizzare più pali. In questo caso, la frequenza dell'oscillazione della corrente nella bobina aumenterà. Per ridurre la resistenza e aumentare la resistenza della corrente, si consiglia di avvolgere un filo spesso attorno alle bobine. Si tenga conto del fatto che con una forte tensione, la resistenza dell'avvolgimento può "mangiare" la corrente.

Notare che il numero e lo spessore dei magneti attaccati ai dischi determinano i parametri di funzionamento del generatore. Per scoprire quanta potenza può fornire un generatore eolico, avvolgere una bobina e accendere il generatore. Misurare la tensione ad alcuni giri / min senza carico. Ad esempio, per 200 rpm hai una corrente di 30 V con una resistenza di 3 ohm. Sottrarre 12 V (tensione della batteria) da questi 30 V. Ora dividi il numero che ottieni per 3 ohm. Assomiglia a questo:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Di conseguenza, sono risultati 6 A. Andranno alla batteria. È chiaro che in pratica sarà leggermente inferiore a causa delle perdite nei fili.

È meglio allungare le bobine. Quindi il rame nel settore uscirà di più e le curve saranno dritte. Il diametro del foro all'interno della bobina dovrebbe essere uguale o leggermente superiore alla dimensione dei magneti.

Nota! Lo spessore dello statore deve essere uguale allo spessore dei magneti.

Lo stampo per lo statore può essere in compensato. Ma i settori per le bobine possono essere posizionati anche su carta realizzando un bordo di plastilina. Le bobine devono essere fissate in modo che non si muovano e le estremità delle fasi devono essere messe in evidenza. Collega tutti i fili con una stella o un triangolo. Resta da testare il generatore eolico ruotandolo a mano.

Facciamo una vite e un albero per una turbina eolica

L'albero del generatore deve essere alto, da 8 a 12 m, la base deve essere cementata. È meglio montare il tubo in modo che il tubo possa essere facilmente sollevato e abbassato dal verricello. La vite della turbina eolica sarà attaccata alla parte superiore del tubo.

Puoi realizzarlo con un tubo di plastica Ø160 mm. Ritaglia una vite con sei lame, lunga 2 m.

Per mantenere l'elica lontana da una forte raffica di vento, creare una coda pieghevole. Di conseguenza, tutta l'energia generata dal generatore eolico può essere accumulata nella batteria.

Ecco, sai come realizzare un generatore eolico con i magneti. Ora puoi utilizzare l'elettricità generata da un tale generatore eolico, risparmiando denaro. Tutti i tuoi sforzi saranno ricompensati.

Calcolo del moltiplicatore

Il gruppo elettrogeno ha una caratteristica corrente-velocità inclinata: all'aumentare della velocità del rotore aumenta la potenza massima erogata. Pertanto, al fine di garantire la massima efficienza di una turbina eolica a bassa velocità, abbiamo bisogno di un moltiplicatore con un grande fattore di aumento.

Per un design artigianale, la soluzione più ottimale è un moltiplicatore a nastro: è facile da produrre e richiede un minimo di lavoro a macchina. Il rapporto dell'aumento dei giri sarà uguale al rapporto tra il diametro della puleggia motrice collegata all'asse dell'elica e il diametro della puleggia condotta del generatore. Se necessario, il rapporto di trasmissione può essere facilmente regolato sostituendo una delle pulegge.

Quando si progetta il moltiplicatore, è necessario prendere in considerazione sia la velocità media del gruppo pale che la caratteristica della velocità di corrente del generatore. Se utilizziamo un generatore di auto seriale, può essere facilmente trovato su Internet, con disegni fatti in casa, molto probabilmente, dovremo passare attraverso prove ed errori.

Ad esempio, prendiamo un comune generatore di trattori, che è stato già menzionato sopra.

Prendendo la potenza calcolata della nostra turbina eolica a 90 watt, troviamo un punto sul grafico corrispondente all'uscita del generatore a questa potenza.A una tensione nominale di 14 V, abbiamo bisogno di un'uscita di corrente di almeno 6,5 A - secondo il grafico, ciò avverrà a una velocità leggermente superiore a 1000 giri / min. Lascia che l'elica del nostro design ruoti con il vento a una velocità di 60 rpm (vento medio). Ciò significa che abbiamo bisogno di almeno un rapporto di venti volte dei diametri delle pulegge: per una puleggia del generatore da 70 mm, la puleggia del mulino a vento dovrà avere un diametro di quasi un metro e mezzo, il che è inaccettabile. Ciò suggerisce inequivocabilmente quanto sia bassa l'efficienza dei generatori eolici di questo tipo: senza un complesso cambio multistadio, che di per sé porterà a grandi perdite di potenza, è quasi impossibile portare un generatore per auto in modalità operativa.

Scelta del design e dei dettagli

Generatore eolico fai-da-te da un generatore di auto

Quando si sceglie il progetto di un generatore eolico, si dovrebbe procedere dalle condizioni climatiche caratteristiche della zona. Quindi, per le aree con bassa attività eolica, i generatori eolici dotati di pale a vela sono ottimali (il suo aspetto è mostrato nella figura sotto).

Turbina eolica a vela

Nelle regioni con forti carichi di vento, un generatore eolico fatto in casa per una casa viene spesso realizzato sotto forma di un dispositivo posizionato verticalmente di potenza limitata.

Nonostante il fatto che le turbine eoliche con un asse di rotazione verticale siano un po 'più costose da produrre rispetto alle loro controparti orizzontali, sono in grado di resistere meglio a forti carichi di vento. Per la loro fabbricazione, possono essere utilizzate lame fatte in casa raccolte da mezzi improvvisati (alcuni artigiani si sono adattati per farle da una canna tagliata in frammenti di metallo separati).

È più opportuno acquistare più vento già pronto e adattarli a un generatore, che può essere utilizzato come motore convertito da una stampante. In ogni caso, prima di iniziare i lavori, dovrebbe essere elaborato uno schizzo del futuro generatore, che dovrebbe mostrare uno schema dettagliato dell'unità prefabbricata.

Informazioni aggiuntive. Quando si scelgono le lame acquistate, si dovrebbe partire dal fatto che le cosiddette "barche a vela" sono considerate le più economiche.

Sulla base di questi, il modo più semplice per realizzare un generatore eolico verticale.

Per completare la descrizione dei possibili progetti, aggiungiamo che il futuro dispositivo può essere costituito da un motorino di avviamento per automobile o da un qualsiasi autogeneratore che abbia esaurito la sua vita. Consideriamo in modo più dettagliato ciascuna delle opzioni proposte per realizzare generatori elettrici fai-da-te.

Albero

L'albero su cui è montata la turbina eolica - questo è uno dei suoi nodi più importanti.
Non solo garantisce il funzionamento sicuro del mulino a vento (il punto inferiore del cerchio descritto dalle pale non deve essere più vicino di 2 metri dal suolo), ma consente anche di utilizzare l'energia eolica nel modo più efficiente possibile, il flusso di che diventa più turbolento vicino al suolo.

Un'elevata altezza porta a una bassa rigidità dell'albero dell'aerogeneratore e rende il calcolo della sua resistenza abbastanza difficile non solo per un dilettante, ma anche per un ingegnere. Puoi elencare solo i punti principali:

• Posiziona l'albero il più lontano possibile dalla casa e dagli alberi che ombreggiano il flusso d'aria. Inoltre, in caso di vento forte, il generatore eolico può cadere sull'edificio o essere danneggiato dagli alberi;
• Un design ottimale dell'albero è capriata saldata traforata simile alle torri di trasmissione di potenza, ma è difficile e costosa da produrre. L'opzione più semplice, ma abbastanza efficace, è costituita da diversi tubi paralleli con un diametro di 80-100 mm, saldati tra loro con giunzioni corte e cementati a una profondità di almeno un metro nel terreno. È altamente desiderabile rafforzare la struttura di un tubo con fascette per cavi, anch'esse attaccate ai supporti versati nel calcestruzzo.
• Per semplificare la manutenzione del mulino a vento, il suo albero può essere fatto una svolta: in questo caso, quando la linea di allungamento che va nella direzione della frattura è indebolito, l'albero può essere inclinato a terra.

Una storia su un semplice generatore eolico di un ventilatore domestico

Apparecchiature elettriche aggiuntive

Come accennato in precedenza, parte integrante di un parco eolico è una batteria che assume il potere dei consumatori. quando lo scegli, devi ricordare che maggiore è la sua capacità, più a lungo sarà in grado di mantenere la tensione nella rete, ma allo stesso tempo richiederà più tempo per caricarsi. Il tempo di funzionamento approssimativo può essere definito come il tempo durante il quale la metà della capacità della batteria è esaurita (dopo di che, la caduta di tensione diventerà già evidente, inoltre, una scarica profonda riduce la durata delle batterie al piombo).

Esempio: Quindi, una batteria con una capacità di 65 A * h sarà condizionatamente in grado di fornire 30-35 Amp-ora di energia al carico. È molto o poco? Una lampada di illuminazione convenzionale da 60 watt richiederà, tenendo conto della presenza di un inverter che converte 12 V DC in 220 V AC e avente una propria efficienza entro il 70%, una corrente di 7 ampere è poco più di quattro ore di funzionamento . Il nostro mulino a vento con una potenza nominale di 90 watt, anche nel migliore dei casi, con un vento forte e costante, impiegherà almeno cinque ore per recuperare l'energia sprecata. Come puoi vedere, quando utilizzi una turbina eolica esclusivamente come fonte di energia autonoma, l'elettricità nella tua casa sarà disponibile solo per poche ore al giorno.

Il secondo nodo del sistema di alimentazione è l'inverter. Nel nostro caso, puoi utilizzare sia un'automobile già pronta che una estratta da un gruppo di continuità. In ogni caso, è importante non sovraccaricarlo con l'assorbimento di corrente, dato che la sua potenza di funzionamento reale è 1,2-1,5 volte inferiore alla potenza massima indicata.

Come puoi vedere, l'attrattiva dell'utilizzo di energia gratuita si basa su numerose restrizioni e persino l'unica opzione efficiente nella Russia centrale - un generatore eolico - non è in grado di fornire un'autonomia a lungo termine.

Ma allo stesso tempo, questa idea non è male sia come fonte di alimentazione di emergenza che, soprattutto, come compito di progettazione: il piacere di creare una turbina eolica con le proprie mani può superare significativamente la sua potenza.