Нека направим генератор на вятър със собствените си ръце

Често собствениците на частни къщи имат идея за изпълнение резервни захранващи системи... Най-простият и достъпен начин е, разбира се, бензинов или дизелов генератор, но много хора насочват погледа си към по-сложни начини за превръщане на така наречената безплатна енергия (слънчева радиация, енергия на течаща вода или вятър) в електричество.

Всеки от тези методи има своите предимства и недостатъци. Ако с използването на воден поток (мини-водноелектрическа централа) всичко е ясно - налично е само в непосредствена близост до доста бързо течаща река, тогава слънчевата светлина или вятърът могат да се използват почти навсякъде. И двата метода ще имат общ недостатък - ако водната турбина може да работи денонощно, тогава слънчевата батерия или вятърният генератор са ефективни само за известно време, което налага да включите батериите в структурата на домашна електрическа мрежа.

Тъй като условията в Русия (кратки светлинни часове през по-голямата част от годината, чести валежи) правят използването на слънчеви панели неефективно при настоящите им разходи и ефективност, най-изгодно е проектирането на вятърен генератор... Помислете за принципа му на действие и възможните варианти за проектиране.

Тъй като нито едно домашно устройство не е като друго, това
статия не е инструкция стъпка по стъпка, и описание на основните принципи при проектирането на вятърна турбина.

Общ принцип на работа

Основното работно тяло на вятърния генератор са лопатките, които се въртят от вятъра. В зависимост от местоположението на оста на въртене, вятърните турбини се разделят на хоризонтални и вертикални:

• Хоризонтални вятърни турбини най-широко разпространени. Техните лопатки имат конструкция, подобна на самолетното витло: в първото приближение това са плочи, наклонени спрямо равнината на въртене, които преобразуват част от товара от налягането на вятъра във въртене. Важна характеристика на хоризонтален вятърен генератор е необходимостта да се осигури въртенето на острието в съответствие с посоката на вятъра, тъй като максималната ефективност се осигурява, когато посоката на вятъра е перпендикулярна на равнината на въртене.
• Остриета вертикална вятърна турбина имат изпъкнала вдлъбната форма. Тъй като обтекаемостта на изпъкналата страна е по-голяма от вдлъбнатата, такава вятърна турбина винаги се върти в една посока, независимо от посоката на вятъра, което прави механизма за завъртане ненужен, за разлика от хоризонталните вятърни турбини. В същото време, поради факта, че във всеки един момент само част от лопатките изпълняват полезна работа, а останалите само се противопоставят на въртенето, Ефективността на вертикалната вятърна мелница е много по-ниска от тази на хоризонталната: ако за триостриен хоризонтален вятърен генератор тази цифра достига 45%, то за вертикален няма да надвишава 25%.

Тъй като средната скорост на вятъра в Русия не е висока, дори голяма вятърна турбина през по-голямата част от времето ще се върти доста бавно. За да се осигури достатъчна мощност, захранването трябва да бъде свързано към генератора чрез усилващ редуктор, ремък или предавка. В хоризонтална вятърна мелница модулът-редуктор-генератор е монтиран на въртяща се глава, което им позволява да следват посоката на вятъра. Важно е да се вземе предвид, че въртящата се глава трябва да има ограничител, който да я предпазва от пълно завъртане, тъй като в противен случай окабеляването от генератора ще бъде прекъснато (опцията с използване на контактни шайби, които позволяват главата да се върти свободно е повече сложно).За да се осигури въртене, вятърният генератор е допълнен с работеща метеорологична лопатка, насочена по оста на въртене.

Най-често срещаният материал на острието е PVC тръби с голям диаметър, разрязани по дължина. По ръба към тях са приковани метални плочи, заварени към главината на острието. Чертежите от този вид остриета са най-широко разпространени в интернет.

Видеото разказва за самостоятелно направен вятърен генератор

Направи си сам вятърни мелници за дома: преглед на дизайните

Както вече разбрахте, първата част, която възприема енергията на вятъра, е вятърното колело. Нито една схема на вятърна мелница за къщата не може без нея.

Може да се изпълни:

• с вертикална ос на въртене;
• или хоризонтално.

Вертикална вятърна турбина

Ще покажа със снимка една от конструкциите, които са лесни за производство, направени от обикновен стоманен варел.

Такъв вертикален вятърен генератор, направен на ръка и дори разположен над самата земя, заобиколен от сгради и растения, няма да може да развие нормална скорост, за да генерира достатъчно електричество за захранване на частна къща.

Той ще може да изпълнява само някои единични задачи за оборудване с ниска мощност. Освен това ниската скорост на въртене на неговия ротор ще изисква задължително използване на усилваща предавка, а това са допълнителни загуби на енергия.

Такива дизайни бяха популярни в началото на миналия век на параходи. Водно колело, разположено с лопатките си по посоката на движение на плавателния съд, осигурява неговото движение.

Сега това е рядкост, която е загубила своята актуалност. В авиацията подобен дизайн не само не пусна корен, но дори не беше обмислен.

Ротор Онипко

От нискоскоростните конструкции на вятърните колела, роторът Onipko сега се разпространява масово чрез Интернет. Рекламодателите показват, че се върти дори при много слаб вятър.

По някаква причина обаче имам и критично отношение към това развитие, въпреки че не е толкова трудно да го повторя със собствените си ръце. Не намерих ентусиазирани отзиви сред купувачите, както и научни изчисления за икономическата целесъобразност на използването му.

Ако някой от читателите може да ме разубеди в това мнение, ще съм благодарен.

Хоризонтална вятърна турбина

От самото начало самолетните двигатели започнаха да използват витло, което задвижва въздуха по корпуса на самолета. Неговата форма и дизайн са избрани така, че да използват реактивния компонент в допълнение към активната сила на натиск.

Всеки хоризонтален вятърен генератор, който е произведен промишлено или ръчно, работи по този принцип. Показвам пример за самоделна конструкция със снимка.

Съгласно принципа за използване на вятърна енергия, това е по-ефективен дизайн, а по отношение на дизайна, за да се осигурят домакински проблеми с електрозахранването, той е с ниска мощност.

Малък електрически мотор, чийто ротор върти вятърната турбина, може дори при оптимално налягане и сила на вятъра да генерира само ниска мощност като генератор. Можете да свържете слаба LED крушка към нея.

Помислете сами дали трябва да сглобите такъв флюгер с подсветка или не. Такъв дизайн няма да се справи с други задачи. Въпреки че все още може да се използва за изплашване на бенки в района. Те наистина не харесват шумовете, придружени от въртенето на метални части.

За да се използва напълно електричеството, получено от вятъра, работното колело на вятърния генератор трябва да има размерите, съответстващи на консумираната мощност. Разчитайте на диаметър около 5 метра.

Когато го създавате, ще се сблъскате с техническа трудност: трябва да балансирате точно големите части. Центърът на масата трябва винаги да е в средата на оста на въртене.

Това ще сведе до минимум изтичането на лагери и люлеенето на високопланинска конструкция. Балансирането като това обаче не е лесно.

Как да инсталирате вятърна турбина: надеждно оформление на мачтата за монтиране на височина

Теглото на работното колело за нормално производство на електрическа енергия е съвсем прилично. Не може да се инсталира на обикновена стойка.

Ще трябва да създадете солидна бетонна основа за металната мачта и анкерните болтове. В противен случай цялата конструкция, сглобена с големи трудности, може да се срути във всеки неподходящ момент.

Може да се направи стойка за вятърна турбина, повдигната на височина:

1. под формата на сглобяема мачта, сглобена от секции със скоби;
2. или конусна тръбна опора.

И двете схеми ще изискват подсилване от преобръщане чрез създаване на няколко нива от жични проводници от кабелите, които са необходими за задържане на мачтата в случай на силни пориви на вятъра. Те ще трябва да бъдат здраво закрепени към ограничители и анкери.

От личен лош опит: докато използвах аналогова телевизия, имах антена Spider-line с диаметър на обръча 2м. Той беше разположен на височина от 8 метра, беше фиксиран на дървен стълб с две нива на момчета. Силни пориви на вятъра я поклащаха така, че багажникът се срути.

За щастие съвременната цифрова телевизия изисква много по-малки антени. Те не само са лесни за изпълнение със собствените си ръце, но и не са толкова трудни за закрепване.

Как да си направим мачта за вятърна мелница

Обърнете внимание веднага на създаването на солиден, безпроблемен дизайн. В противен случай просто повторете тъжния опит на служителите на YantarEnergo, които са претърпели инцидент по време на буря: многотонна мачта се срути и фрагменти от остриетата се разпръснаха из цялата област.

Устройството на мачтата ще изисква изчисляване на количеството материали, необходими за създаване на конструкция от стоманен ъгъл на различни секции. Формата и размерите се избират според местните условия.

Изработена е от три или четири вертикални стойки. Всеки от тях е монтиран на ограничител отдолу. В горната част на мачтата е създадена платформа за инсталиране на вятърната турбина.

Тъй като дължината на ъглите е ограничена, мачтата се сглобява от няколко секции. Твърдостта на общото закрепване се дава от странични ребра, закрепени през скобите.

Вградените метални елементи са задължителен елемент на основата. Те ще се използват за закрепване на части. Ще трябва да се погрижим за болтовете за заваряване и свързване.

Не пренебрегвайте допълнителни линии.

Как да направите опора от тръби

Телескопичната конструкция, изработена от стоманени тръби със съответния профил, е по-лесна за сглобяване, но трябва да бъде по-внимателно изчислена за якост. Моментът на огъване, създаден от тежък връх при бурен вятър, не трябва да надвишава критичната стойност.

В същото време ще възникнат трудности при превантивна поддръжка, проверка и ремонт на сглобената въздушна електроцентрала. Ако можете да се изкачите на височина по мачтата като стълба, тогава е проблематично да направите това през тръба. А работата горе е много опасна.

Ето защо е необходимо незабавно да се обмисли възможността за безопасно спускане на оборудването на земята и достъпен начин за издигането му. Това ви позволява да изпълнявате една от двете схеми с:

1. Въртяща ос на основната опора.
2. Лост за тяга в долната част на опорния крак.

В първия случай се създава солидна основа за инсталиране на основната опора. Към оста на въртене е прикрепена заварена тръбна конструкция с вятърна турбина и верижна повдигаща система върху стоманени кабели.

В долната част на тръбата е разположена противотежест, за да се улесни повдигането и спускането с ръчна лебедка.

Предпазните кабели за колан за момчета не са показани на снимката.Те просто висят от техните опори надолу към земята при повдигане и спускане на мачтата и са прикрепени към неподвижни бетонни колове за непрекъсната работа.

Схемата за инсталиране и спускане на вятърната мелница съгласно втората опция е показана по-долу.

Мачтата и рамото на противотежест, подсилено с усилвател, разположен под прав ъгъл към него, се завъртат във вертикална посока от лебедка с верижна система за повдигане.

Оста на въртене на създадената конструкция е в горната част на правия ъгъл и е фиксирана във водачите, вградени в основата. При повдигане или спускане на мачтата въжетата се отстраняват от неподвижните закрепвания на земята. Те могат да се използват като предпазно въже.

Вятърен генератор: устройство и принцип на действие на електрическата верига с прости думи

Промишлените вятърни паркове са проектирани по такъв начин, че да могат незабавно да доставят електроенергия към мрежата на потребителите. Не можете да направите това със собствените си ръце.

При избора на генератор, който ще върти вятърното колело, се използва принципът на обратимост на електрическите машини. Въртящ момент се прилага към електродвигателя и намотките на статора се възбуждат.

Идеята за въртене на ротора на трифазен асинхронен електродвигател обаче като генератор за получаване на електрически ток с напрежение 220/380 волта се реализира от двигатели с вътрешно горене, налягане на водата, но не и вятър.

Общата конструкция на генератора с ротора ще стане тежка, в противен случай няма да е възможно да се осигурят високи скорости на вала.

За малки капацитети можете:

• използвайте автомобилен генератор, който произвежда 12/24 волта;
• нанесете моторно колело от електрическо колело;
• за сглобяване на структура от неодимови магнити с намотки от медна тел.

Можете също да вземете за основа вятърна турбина, продавана в Китай. Но той трябва незабавно да извърши одит: обърнете внимание на качеството на монтажа на намотките, състоянието на лагерите, здравината на лопатките и цялостното балансиране на ротора.

Ще трябва да се настроим на факта, че стойността на изходното напрежение на генератора ще варира значително в зависимост от скоростта на вятъра. Следователно батериите се използват като междинно звено.

Тяхното зареждане трябва да бъде възложено на контролера.

Домакинските уреди от 220 волта мрежа трябва да се захранват от променлив ток от специален преобразувател - инвертор. Най-простата схема на домашен вятърен парк е както следва.

Тя може да бъде значително опростена, тъй като потребителската цифрова електроника: компютри, телевизори, телефони работят с постоянен ток от 12 волта захранващи устройства.

Ако те бъдат изключени от работа и цифровото оборудване се захранва директно от батерии, тогава загубата на електрическа енергия ще бъде намалена чрез отмяна на двойното преобразуване в инвертора и блоковете.

Затова препоръчвам да направите отделни 12-волтови контакти, като ги захранвате директно от батериите.

В рамките на електрическата верига ще трябва да се поддържа същият баланс на мощността, както в механичната структура. Всеки свързан товар трябва да отговаря на енергийните характеристики на източника нагоре по веригата.

Домакинските уреди от 220 волта не трябва да претоварват инвертора. В противен случай ще се изключи от вградената защита и ако не успее, просто ще изгори. Батериите, силовите контакти на контролера и самият генератор работят по същия принцип.

Защитата с автоматичен прекъсвач за домашна вятърна турбина трябва да се извършва непрекъснато.

За да направите това, той трябва да бъде правилно избран строго според научните препоръки, проверен и коригиран.

Невъзможно е да се предвиди случайно претоварване и още повече появата на ток на късо съединение. Следователно този модул е ​​задължително инсталиран като основна защита.

Схемата за свързване на батерии, инвертор и контролер за вятърен генератор практически не се различава от тази, използвана в слънчевите централи със светлинни панели.

Следователно, разумно заключение веднага се предлага: да се събере комбинирана домашна електроцентрала, захранвана от вятър и слънчева енергия едновременно. Тези два източника се допълват добре и разходите за сглобяване на единични станции са значително намалени.

В YouTube има много канали, посветени на вятърните турбини за дома. Хареса ми работата на собственика "Слънчеви панели". Мисля, че той е доста обективен в представянето на тази тема. Затова препоръчвам да погледнете отблизо.

Батерии за вятърни турбини: друг проблем за собственика на дома

Една от скъпите задачи на вятърна или слънчева електроцентрала е въпросът за съхранението на електрическа енергия, който се решава само от батерии. Те ще трябва да бъдат закупени и актуализирани, а цената е доста висока.

За да ги изберете, трябва да знаете експлоатационните характеристики: напрежение и капацитет. Обикновено се използват композитни батерии от 12 V батерия и броят на ампер-часовете във всеки конкретен случай трябва да се определя емпирично, въз основа на мощността на потребителите, тяхното време на работа.

Ще трябва да изберете батерии за вятърен генератор от доста широк диапазон. Ще се огранича не до пълен преглед, а само до четири популярни типа киселинни батерии:

1. конвенционални стартерни моторни превозни средства;
2. Тип AGM;
3. гел;
4. бронирани.

Продавачите не препоръчват закупуването на стартерни батерии за вятърни паркове, тъй като те са проектирани да работят в критични условия на работа на превозното средство:

• когато се съхраняват на студено, те трябва да издържат на огромните стартерни токове, които се създават, когато се върти студен двигател;
• докато шофират, те са изложени на вибрации и треперене;
• презареждането става в буферен режим от генератора, когато автомобилът се движи с различни обороти на двигателя.

При което:

• обслужваните батерии, изискващи периодично ниво на електролита и доливане на дестилирана вода, са проектирани да издържат на 100 цикъла на разреждане / зареждане;
• не се обслужват - те имат по-сложен дизайн и броят на циклите е 200.

Въпреки това, батерията на вятърната турбина, когато работи в къщата:

• обикновено се поставя в мазе, където температурата, която се поддържа на + 5 ÷ + 10 градуса целогодишно, е оптимална;
• не е изложен на разклащане и вибрации, постоянно монтиран в неподвижно състояние;
• не получават екстремни натоварвания по време на стартиране и когато домакинските уреди са включени през инвертора, те работят в щадящ режим;
• се зареждат от генератора с малки токове, които имат благоприятен ефект върху режима на десулфатиране на плочите.

Всичко това са най-благоприятните условия за тяхното функциониране. Ето защо предлагам да вземете под внимание тази опция за тези, които не са мързеливи да наблюдават периодично напрежението на банките и да следят нивото на електролита в тях.

AGM батерии по-сложен в дизайна. Те имат едни и същи плочи, но стъклените рогозки са импрегнирани с киселина, които работят едновременно като диелектричен слой. Техният цикъл на разреждане / зареждане е 250 ÷ 400. Презареждането е опасно.

Golem батерии са създадени и от дизайн без поддръжка със запечатано тяло и електролит, удебелен до състояние на гел. Те не обичат много презареждането, но са по-устойчиви на дълбоко разреждане. Броят на изчислителните цикли е 350.

Бронирани батерии са сред най-модерните разработки. Техните електродни подложки са защитени от полимери от киселинни атаки. Обхват на работния цикъл: 900 ÷ 1500.

Всички тези четири типа батерии се различават значително по отношение на цената и условията на работа. Ако вземете предвид препоръките на продавачите, ще трябва да отделите доста прилична сума пари.

Препоръчвам обаче първо да се вслушате в полезните съвети, които същият собственик на Соларни батерии дава във видеото си „Как да изберем батерии за вятърна ферма и слънчева станция“.

Той има свое противоположно мнение по този въпрос. Как се отнасяте с него, е ваш собствен бизнес. За да знаете обаче информация от противоположни източници и да изберете най-подходящия вариант от нея: оптималното решение за мислещ човек.

Изчисляване на лопатка вятърна турбина

Тъй като вече установихме, че хоризонталната вятърна турбина е много по-ефективна, ще разгледаме изчисляването на нейния дизайн.

Вятърната енергия може да се определи по формулата P = 0,6 * S * V³, където S е площта на кръга, описана от върховете на лопатките на ротора (площ на хвърляне), изразена в квадратни метри, а V е изчислената скорост на вятъра в метри в секунда. Също така трябва да вземете предвид ефективността на самата вятърна мелница, която за хоризонтална верига с три остриета ще бъде средно 40%, както и ефективността на генераторния комплект, който в пика на характеристиката на скоростта на тока е 80% за генератор с възбуждане с постоянен магнит и 60% за генератор с намотка за възбуждане. Средно още 20% от мощността ще бъде изразходвана от усилващата предавка (умножител). По този начин окончателното изчисляване на радиуса на вятърната турбина (т.е. дължината на лопатката) за дадена мощност на генератора на постоянни магнити изглежда така: R = √ (P / (0,483 * V³))

Пример: Да приемем, че необходимата мощност на вятърната електроцентрала е 500 W, а средната скорост на вятъра е 2 m / s. Тогава според нашата формула ще трябва да използваме остриета с дължина най-малко 11 метра. Както можете да видите, дори толкова малка мощност ще изисква създаването на вятърен генератор с колосални размери. За повече или по-малко рационални конструкции с дължина на острието не повече от един и половина метра в условията на самостоятелно производство, вятърният генератор ще може да произвежда само 80-90 вата мощност дори при силен вятър.

Няма достатъчно мощност? Всъщност всичко е малко по-различно, тъй като всъщност натоварването на вятърния генератор се захранва от батериите, вятърната турбина ги зарежда само доколкото е възможно. Следователно мощността на вятърната турбина определя честотата, с която тя може да доставя енергия.

Избор на генератор

Най-логичният вариант за генераторен комплект за домашна вятърна турбина изглежда е автомобилен генератор. Това решение улеснява сглобяването на уреда, тъй като генераторът вече има както точки за закрепване, така и ролка за умножителя на ремъка. Не е трудно да закупите както самия генератор, така и резервни части за него. В допълнение, вграденият реле-регулатор ви позволява директно да го свържете към 12-волтова акумулаторна батерия и към него от своя страна инвертор за преобразуване на постоянен ток в променливо напрежение 220V.

Но, както бе споменато по-горе, ефективността на генераторите с възбуждаща намотка е доста ниска, което е много чувствително за и без това вятърни генератори с ниска мощност. Вторият недостатък е, че когато батерията е разредена, генераторът на автомобила не може да се възбуди.

В редица домашно приготвени дизайни можете да намерите тракторни генератори G-700 и G-1000. Ефективността им вече не е, полезна разлика е само намагнитването на ротора, което прави възможно възбуждането на генератора дори без акумулаторна батерия и ниска цена.

Някои автори, когато изграждат вятърни генератори, използват свойството на обратимост на колекторните електродвигатели - чрез принудително завъртане на ротора им от него може да се отстрани постоянен ток. Статорът на този тип двигатели се състои или от постоянни магнити, което е по-предпочитано за нашите цели, или има намотка. За да се използва двигателят в режим на генератор, той е свързан с релейния регулатор на автомобила, за да осигури желаното напрежение.Помислете за свързването на реле-регулатор, като използвате примера на възел от класиката на VAZ (това е удобно, защото не е комбинирано в един блок с четка):

1. Свържете една от четките на двигателя към тялото - това ще бъде отрицателният полюс на генератора. Тук сигурно свържете металния корпус на релейния регулатор и клемата “-” на батерията.
2. Свържете клема 67 на релето към един от клемите на намотката на статора, а вторият временно към корпуса.
3. Свържете клема 15 през превключвателя към положителния полюс на акумулатора (това ще подава полевия ток към намотката). Дайте въртене на ротора в същата посока, която ще осигури винтът на вятърната турбина, и свържете волтметър между свободната четка и корпуса. Ако на четката бъде открит отрицателен потенциал, сменете връзките на статора с реле-регулатора и земята.

Основната характеристика на свързването на DC генератор към батерия е необходимостта да се разделят с полупроводников диод, който предотвратява разреждането на батерията върху намотката на ротора, когато генераторът спре. В съвременните автомобилни генератори тази функция се изпълнява от трифазен диоден мост и ние също можем да го използваме, като паралелно свързваме фазите му, за да намалим спада на напрежението върху него.

Най-голямата мощност може да бъде отстранена от генератора, чийто ротор се състои от неодимови магнити. Широко разпространени са конструкциите, базирани на автомобилен хъб със спирачен диск, по ръба на който са фиксирани мощни магнити. На минимално разстояние от тях се намира статор с еднофазна или трифазна намотка.

Вятърна турбина с аксиална конструкция с магнити

В основата на такава 220v вятърна мелница е главината за леки автомобили със спирачни дискове. Ако детайлът не е нов, разглобете го, проверете и смажете лагерите и почистете ръждата.

Разпределение и закрепване на магнити

Първо трябва да залепите магнитите върху роторния диск. В този случай използваните магнити не са обикновени, а специални неодимови магнити. Те са много по-мощни. Ще ви трябват 20 магнита, чийто размер е 25 на 8 мм. Магнитите са поставени в редуващи се полюси. За правилно разположение направете шаблон, както е показано на снимката по-долу.

Съвет! Ако е възможно, използвайте правоъгълни, а не кръгли магнити за вятърната турбина. Магнитното им поле е концентрирано не в центъра, а по дължината.

Използвайте силикатно лепило, за да закрепите магнитите към диска. И за здравина в края, можете да напълните магнитите с епоксидна смола. За да избегнете изтичане на смола, направете бордюри от пластилин или залепете диска с лента.

Забележка! За да не объркате къде е полюсът на магнита, можете да ги маркирате с "+" или "-". За да определите това - донесете един магнит на друг. Магнитните повърхности, които се привличат, имат „+“. Ако магнитът се отблъсне, той има полюс „-“.

Трифазен и еднофазен генератор за вятърна турбина

Ако ги сравним, тогава устройство с една фаза е по-лошо, тъй като при натоварване то вибрира поради разликата в амплитудата на тока. И се появява поради непостоянството на тока. Този ефект липсва при трифазните продукти. Тяхната сила винаги е една и съща. Работата е там, че едната фаза компенсира другата и обратно, ако токът изчезне в едната фаза, тогава ще се увеличи в другата.

Какъв е крайният резултат? И фактът, че трифазните генератори имат 50% повече мощност от еднофазните. Освен това липсата на вибрации, които могат да досаждат и да повлияят на комфорта, е обнадеждаваща. При голямо натоварване статорът няма да бръмчи. Ако шумът не ви притеснява и решите да използвате еднофазен генератор, бъдете готови за факта, че вибрациите ще повлияят отрицателно на работата на вятърния генератор. Неговият експлоатационен живот ще бъде по-кратък.

Навиваме навивките

Вятърният генератор не може да бъде наречен много бързо. Необходимо е да се направи всичко, така че 12 V батерията да се зарази от 100–140 об / мин.При такива първоначални данни общият брой завъртания в бобините трябва да бъде равен на 1000-1200. Но как да разберете колко оборота има на една намотка? Това е просто: тази цифра се разделя на броя намотки.

Ако искате вятърната турбина да доставя повече мощност при ниски обороти в минута, трябва да направите повече полюси. В този случай честотата на текущите трептения в бобината ще се увеличи. За да намалите съпротивлението и да увеличите съпротивлението на тока, препоръчваме да навиете дебел проводник около намотките. Вземете под внимание факта, че при силно напрежение съпротивлението на намотката може да "изяде" тока.

Имайте предвид, че броят и дебелината на магнитите, които са прикрепени към дисковете, определят работните параметри на генератора. За да разберете колко мощност може да достави вятърният генератор, навийте една намотка и завъртете генератора. Измерете напрежението при някои обороти в минута без товар. Например за 200 оборота в минута получавате ток от 30 V със съпротивление от 3 ома. Извадете 12 V (напрежение на батерията) от тези 30 V. Сега разделете полученото число на 3 ома. Изглежда така:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

В резултат се оказа 6 А. Те ще отидат до батерията. Ясно е, че на практика ще бъде малко по-малко поради загубите в проводниците.

По-добре е да направите намотките удължени. Тогава медта в сектора ще излезе повече и завоите ще бъдат прави. Диаметърът на отвора в бобината трябва да бъде равен или малко по-голям от размера на магнитите.

Забележка! Дебелината на статора трябва да бъде същата като дебелината на магнитите.

Формата за статора може да бъде шперплат. Но секторите за намотките също могат да бъдат поставени на хартия, като се направи пластилинова граница. Намотките трябва да бъдат фиксирани, така че да не се движат, и краищата на фазите трябва да бъдат изнесени навън. Свържете всички проводници със звезда или триъгълник. Остава да тествате вятърния генератор, като го завъртите на ръка.

Правим винт и мачта за вятърна турбина

Мачтата за генератора трябва да е висока, от 8 до 12 м. Основата трябва да бъде бетонирана. По-добре е да монтирате тръбата, така че тръбата да може лесно да се повдига и спуска от лебедката. Винтът на вятърната турбина ще бъде прикрепен към горната част на тръбата.

Можете да го направите от пластмасова тръба Ø160 мм. Изрежете винт с шест остриета, дълги 2 м.

За да предпазите перката от силен порив на вятъра, направете сгъваема опашка. В резултат на това цялата енергия, която вятърният генератор генерира, може да се натрупа в батерията.

Това е, вие знаете как да направите вятърен генератор с магнити. Сега можете да използвате електричеството, генерирано от такъв вятърен генератор, спестявайки парите си. Всички ваши усилия ще бъдат възнаградени.

Множител изчисление

Генераторът има характеристика на наклонена скорост на тока: с увеличаване на скоростта на ротора, максималната мощност, доставена към него, се увеличава. Следователно, за да се осигури най-висока ефективност на нискоскоростната вятърна турбина, се нуждаем от умножител с голям коефициент на увеличение.

За домашен дизайн най-оптималното решение е умножител на ремъка: той е лесен за производство и изисква минимум машинна работа. Съотношението на нарастването на оборотите ще бъде равно на съотношението на диаметъра на задвижващата ролка, свързана с оста на витлото, към диаметъра на задвижваната ролка на генератора. Ако е необходимо, предавателното число може лесно да се регулира чрез подмяна на една от ролките.

При проектирането на умножителя е необходимо да се вземат предвид както средната скорост на сглобката на лопатките, така и характеристиката на текущата скорост на генератора. Ако използваме сериен автомобилен генератор, той може лесно да бъде намерен в интернет, с домашно изработени дизайни, най-вероятно ще трябва да преминем през проби и грешки.

Например, нека вземем общ генератор на трактор, който вече беше споменат по-горе.

Като вземем изчислената мощност на нашата вятърна турбина при 90 вата, намираме точка на графиката, съответстваща на изхода на генератора към тази мощност.При номинално напрежение 14 V се нуждаем от токов изход от най-малко 6,5 A - според графиката това ще се случи при скорост малко над 1000 оборота в минута. Оставете витлото от нашия дизайн да се върти със вятър със скорост 60 об / мин (среден вятър). Това означава, че се нуждаем от поне двадесеткратно съотношение на диаметрите на ролките - за 70-мм ролка на генератора, ролката на вятърната мелница ще трябва да има диаметър от почти един и половина метра, което е недопустимо. Това недвусмислено подсказва колко ниска е ефективността на вятърните генератори от този тип - без сложна многостепенна скоростна кутия, която сама по себе си ще доведе до големи загуби на мощност, е почти невъзможно автомобилният генератор да бъде приведен в работен режим.

Избор на дизайн и детайли

Направи си сам вятърен генератор от автомобилен генератор

Когато избирате дизайна на вятърна турбина с генератор, трябва да се изхожда от климатичните условия, характерни за района. Така че, за райони с ниска вятърна активност, генераторите на вятърна енергия, оборудвани с лопатки тип платно, са оптимални (външният му вид е показан на фигурата по-долу).

Вятърна турбина тип платно

В региони със силни натоварвания от вятър, домашен вятърен генератор за дома най-често се прави под формата на вертикално разположено устройство с ограничена мощност.

Въпреки факта, че вятърните турбини с вертикална ос на въртене са малко по-скъпи за производство от техните хоризонтални колеги, те са по-способни да издържат на силни натоварвания от вятър. За тяхното производство могат да се използват домашни остриета, събрани от импровизирани средства (някои майстори са се приспособили да ги правят от цев, нарязана на отделни метални фрагменти).

По-целесъобразно е да купите повече вятър в готов вид и да ги адаптирате към генератор, който може да се използва като преобразуван двигател от принтер. Във всеки случай, преди започване на работа, трябва да се изработи скица на бъдещия генератор, която трябва да показва подробна схема на сглобяемия блок.

Допълнителна информация. При избора на закупени остриета трябва да се изхожда от факта, че така наречените „платноходки“ се считат за най-евтините.

На тяхна основа, най-лесният начин да се направи вертикален генератор на вятър.

За да завършим описанието на възможните дизайни, ние добавяме, че бъдещото устройство може да бъде направено от автомобилен стартер или всеки автогенератор, който е изживял живота си. Нека разгледаме по-подробно всяка от предложените опции за направата на електрически генератори, направени сами.

Мачта

Мачтата, на която е монтирана вятърната турбина - това е един от най-важните му възли.
Той не само осигурява безопасна работа на вятърната мелница (долната точка на кръга, описан от лопатките, не трябва да е по-близо от 2 метра до земята), но също така й позволява да използва енергията на вятъра възможно най-ефективно, потокът от който става по-бурен близо до земята.

Високата височина води до ниска твърдост на мачтата на вятърната турбина и прави изчислението на якостта доста трудно не само за любител, но и за инженер. Можете да изброите само основните точки:

• Поставете мачтата възможно най-далеч от къщата и дърветата, засенчващи въздушния поток. Освен това, в случай на силен вятър, вятърният генератор може да падне върху сградата или да бъде повреден от дървета;
• Оптимален дизайн на мачтата е ажурна заварена ферма подобно на кулите за пренос на енергия, но е трудно и скъпо за производство. Най-простият, но доста ефективен вариант е няколко успоредни тръби с диаметър 80-100 мм, заварени с къси шевове един към друг и бетонирани на дълбочина най-малко един метър в земята. Много е желателно да се укрепи конструкцията на една тръба с кабелни връзки, които също са прикрепени към опорите, изляти в бетон.
• За да се опрости поддръжката на вятърната мелница, нейната мачта може да се превърне в повратна точка: в този случай, когато опъната линия, която върви в посока на счупването, мачтата може да се наклони към земята.

История за много прост вятърен генератор от домашен вентилатор

Допълнително електрическо оборудване

Както бе споменато по-горе, неразделна част от вятърната електроцентрала е батерия, която поема силата на потребителите. когато го избирате, трябва да запомните, че колкото по-голям е капацитетът му, толкова по-дълго ще може да поддържа напрежението в мрежата, но в същото време ще отнеме повече време за зареждане. Приблизителното време за работа може да се определи като времето, през което половината от капацитета на батерията се изчерпва (след това спадът на напрежението вече ще стане забележим, освен това дълбокото разреждане намалява живота на оловните батерии).

Пример: Така че батерия с капацитет 65 A * h условно ще може да даде 30-35 Amp-часа енергия на товара. Много ли е или малко? Конвенционална лампа за осветяване от 60 вата ще изисква, като се вземе предвид наличието на инвертор, който преобразува 12 V DC в 220 V AC и има собствена ефективност в рамките на 70%, ток от 7 ампера е малко повече от четири часа работа . Нашата вятърна мелница с номинална мощност от 90 вата, дори в най-добрия случай, с постоянен силен вятър, ще отнеме поне пет часа, за да възстанови загубената енергия. Както можете да видите, когато използвате вятърна турбина единствено като автономен източник на енергия, електричеството във вашия дом ще бъде достъпно само за няколко часа на ден.

Вторият възел на захранващата система е инверторът. В нашия случай можете да използвате както готов автомобил, така и такъв, извлечен от непрекъсваемо захранване. Във всеки случай е важно да не го претоварвате с текуща консумация, като се има предвид, че реалната му работна мощност е 1,2-1,5 пъти по-малка от посочената максимална мощност.

Както можете да видите, привлекателността на използването на безплатна енергия зависи от множество ограничения и дори единственият ефективен вариант в централна Русия - вятърният генератор - не е в състояние да осигури дългосрочна автономия.

Но в същото време тази идея не е лоша както като източник на аварийно захранване, така и особено като дизайнерска задача - удоволствието от създаването на вятърна турбина със собствените си ръце може значително да надхвърли нейната мощност.