Savo rankomis pagaminkime vėjo generatorių

Dažnai privačių namų savininkams kyla idėja įgyvendinti atsarginės energijos sistemos... Paprasčiausias ir prieinamiausias būdas, be abejo, yra benzino ar dyzelino generatorius, tačiau daugelis žmonių atkreipia dėmesį į sudėtingesnius būdus, kaip vadinamąją laisvąją energiją (saulės spinduliuotę, tekančio vandens ar vėjo energiją) paversti elektra.

Kiekvienas iš šių metodų turi savo privalumų ir trūkumų. Jei naudojant vandens srautą (mini hidroelektrinę) viskas aišku - jis prieinamas tik visai netoli gana greitai tekančios upės, tai saulės šviesa ar vėjas gali būti naudojami beveik visur. Abu šie metodai turės bendrą trūkumą - jei vandens turbina gali veikti visą parą, tai saulės baterija ar vėjo generatorius veikia tik kurį laiką, todėl būtina įtraukti baterijas į namų elektros tinklo struktūrą.

Kadangi dėl sąlygų Rusijoje (trumpas dienos metas didžiąją metų dalį, dažni krituliai) saulės kolektorių naudojimas neefektyvus dabartinėmis jų sąnaudomis ir efektyvumu, pelningiausia yra vėjo generatoriaus konstrukcija... Apsvarstykite jo veikimo principą ir galimas dizaino galimybes.

Kadangi joks naminis prietaisas nėra panašus į kitą, tai
straipsnis nėra nuosekli instrukcija, ir pagrindinių vėjo jėgainių projektavimo principų aprašymas.

Bendras darbo principas

Pagrindinis vėjo generatoriaus darbinis korpusas yra mentės, kurias sukasi vėjas. Priklausomai nuo sukimosi ašies vietos, vėjo generatoriai skirstomi į horizontalius ir vertikalius:

• Horizontalios vėjo jėgainės labiausiai paplitęs. Jų mentės yra panašios į lėktuvo sraigtą: pirmajame derinyje tai yra plokštės, pasvirusios sukimosi plokštumos atžvilgiu, kurios dalį vėjo slėgio apkrovos paverčia sukimu. Svarbus horizontalaus vėjo generatoriaus bruožas yra būtinybė užtikrinti ašmenų bloko sukimąsi pagal vėjo kryptį, nes maksimalus efektyvumas užtikrinamas, kai vėjo kryptis yra statmena sukimosi plokštumai.
• Ašmenys vertikali vėjo turbina turi išgaubtą-įgaubtą formą. Kadangi išgaubtos pusės supaprastinimas yra didesnis nei įgaubta pusė, tokia vėjo turbina visada sukasi viena kryptimi, nepriklausomai nuo vėjo krypties, todėl posūkio mechanizmas tampa nereikalingas, skirtingai nei horizontalios vėjo turbinos. Tuo pačiu metu dėl to, kad bet kuriuo metu tik dalis peilių atlieka naudingą darbą, o likusieji priešinasi tik sukimui, Vertikalaus vėjo malūno efektyvumas yra daug mažesnis nei horizontalaus: jei trijų ašmenų horizontaliam vėjo generatoriui šis skaičius siekia 45%, tai vertikaliam jis neviršys 25%.

Kadangi vidutinis vėjo greitis Rusijoje nėra didelis, net ir didelė vėjo turbina dažniausiai sukasi gana lėtai. Norint užtikrinti pakankamą galią, maitinimo šaltinis turi būti prijungtas prie generatoriaus per pakopinį reduktorių, diržą ar pavarą. Horizontaliame vėjo malūne ašmenų reduktoriaus ir generatoriaus blokas yra sumontuotas ant pasukamos galvos, o tai leidžia jiems sekti vėjo kryptį. Svarbu atsižvelgti į tai, kad pasukama galvutė turi turėti ribotuvą, kuris neleidžia jai apsisukti pilnai, nes priešingu atveju bus nutrauktas laidas iš generatoriaus (galimybė naudoti kontaktines poveržles, leidžiančias laisvai pasukti galvą, yra didesnė. komplikuota).Siekiant užtikrinti sukimąsi, vėjo generatorius papildomas darbine vėtrunge, nukreipta išilgai sukimosi ašies.

Dažniausia ašmenų medžiaga yra didelio skersmens PVC vamzdžiai, supjaustyti išilgai. Išilgai krašto prie jų prikniedytos metalinės plokštės, privirintos prie ašmenų mazgo stebulės. Tokių ašmenų piešiniai yra labiausiai paplitę internete.

Vaizdo įraše pasakojama apie pačių pagamintą vėjo generatorių

Pasidaryk pats vėjo malūnas namams: dizaino apžvalga

Kaip jau supratote, pati pirmoji dalis, suvokianti vėjo energiją, yra vėjo ratas. Be jo neapsieina ne viena namo malūno schema.

Tai gali būti vykdoma:

• su vertikalia sukimosi ašimi;
• arba horizontaliai.

Vertikali vėjo turbina

Parodysiu su nuotrauka vieną iš paprastų plieno statinių pagamintų konstrukcijų, kurias lengva pagaminti.

Toks vertikalus vėjo generatorius, pagamintas rankomis ir netgi esantis virš pačios žemės, apsuptas pastatų ir augalų, negalės išvystyti įprasto greičio, kad generuotų pakankamai elektros energijos privačiam namui maitinti.

Jis galės atlikti tik kai kurias užduotis mažos galios įrenginiams. Be to, dėl mažo rotoriaus sukimosi greičio reikės privalomai naudoti pakopinę pavarą, o tai yra papildomi energijos nuostoliai.

Tokie dizainai buvo populiarūs praėjusio amžiaus pradžioje garlaiviuose. Vandens ratas, išdėstytas ašmenimis išilgai laivo judėjimo krypties, užtikrino jo judėjimą.

Dabar tai retenybė, praradusi aktualumą. Aviacijoje toks dizainas ne tik neįsitvirtino, bet net nebuvo svarstomas.

Rotorius Onipko

Iš mažo greičio vėjo ratų konstrukcijos Onipko rotorius dabar masiškai platinamas internetu. Reklamuotojai rodo, kad jis sukasi net labai silpnu vėju.

Tačiau kažkodėl taip pat kritiškai žiūriu į šį įvykį, nors tai nėra taip sunku pakartoti savo rankomis. Neradau entuziastingų pirkėjų atsiliepimų, taip pat mokslinių skaičiavimų apie jo naudojimo ekonominį pagrįstumą.

Jei kas nors iš skaitytojų galėtų mane atkalbėti šioje nuomonėje, būčiau dėkingas.

Horizontali vėjo turbina

Nuo pat pradžių lėktuvų varikliuose pradėtas naudoti oro sraigtas, kuris paleidžia orą palei lėktuvo kėbulą. Jo forma ir dizainas parenkami taip, kad be aktyviosios slėgio jėgos būtų naudojamas ir reaktyvusis komponentas.

Bet kuris horizontalus vėjo generatorius, pagamintas pramoniniu būdu arba rankomis, veikia pagal šį principą. Parodau naminės konstrukcijos pavyzdį su nuotrauka.

Pagal vėjo energijos naudojimo principą tai yra efektyvesnis dizainas, o kalbant apie projektavimą, siekiant užtikrinti namų ūkio klausimus dėl elektros energijos tiekimo, jis yra mažo galingumo.

Mažas elektros variklis, kurio rotorius suka vėjo jėgainę, net ir esant optimaliam slėgiui ir vėjo stiprumui, gali generuoti tik mažą galią. Prie jo galite prijungti silpną LED lemputę.

Pagalvokite patys, ar reikia surinkti tokią apšviestą vėtrungę, ar ne. Toks dizainas nesusidoros su kitomis užduotimis. Nors jis vis dar gali būti naudojamas kurmių atbaidymui šioje srityje. Jiems labai nepatinka garsai, kuriuos lydi metalinių dalių sukimasis.

Norint visiškai panaudoti iš vėjo gaunamą elektrą, vėjo generatoriaus sparnuotės matmenys turi atitikti energijos suvartojimą. Skaičiuokite maždaug 5 metrų skersmenį.

Kurdami jį susidursite su techniniais sunkumais: turite tiksliai subalansuoti dideles dalis. Masės centras visada turi būti sukimosi ašies vidurio taške.

Tai sumažins aukščio konstrukcijos guolių nutekėjimą ir siūbavimą. Tačiau taip balansuoti nėra lengva.

Kaip sumontuoti vėjo turbiną: patikimas stiebo išdėstymas, skirtas montuoti aukštyje

Sparnuotės svoris normaliai elektros energijai gaminti yra gana tinkamas. Jo negalima sumontuoti ant paprasto stovo.

Turėsite sukurti tvirtą betoninį pagrindą metaliniams stiebams ir vaikinų inkaro varžtams. Priešingu atveju visa konstrukcija, surinkta labai sunkiai, gali sugriūti bet kuriuo netinkamu momentu.

Galima pagaminti vėjo turbinos stendą, pakeltą į aukštį:

1. surenkamo stiebo pavidalu, sumontuotu iš sekcijų su petnešomis;
2. arba siaurėjanti vamzdinė atrama.

Abiejose schemose reikės sustiprinti apvirtimą, sukūrus keletą kabelių pakopų laidų, kurie yra būtini norint išlaikyti stiebą esant stipriam vėjo gūsiui. Jie turės būti tvirtai pritvirtinti prie kamščių ir inkarų.

Iš asmeninės blogos patirties: naudodamasis analogine televizija turėjau „Spider-line“ anteną, kurios žiedo skersmuo buvo 2 m. Jis buvo 8 metrų aukštyje, jis buvo pritvirtintas ant medinio stulpo su dviem vaikinų lygiais. Stiprūs vėjo gūsiai ją sukrėtė taip, kad stovas sugriuvo.

Laimei, šiuolaikinei skaitmeninei televizijai reikia daug mažesnių antenų. Juos ne tik lengva padaryti savo rankomis, bet ir ne taip sunku pritvirtinti.

Kaip padaryti vėjo malūno stiebą

Nedelsdami atkreipkite dėmesį į tvirto, be rūpesčių dizaino kūrimą. Priešingu atveju tiesiog pakartokite liūdną „YantarEnergo“ darbuotojų, patyrusių avariją per audrą, patirtį: sugriuvo kelių tonų stiebas, o šiukšlės iš ašmenų išsibarstė po visą teritoriją.

Stiebo įtaisui reikės apskaičiuoti medžiagų kiekį, reikalingą konstrukcijai sukurti iš įvairių sekcijų plieno kampo. Forma ir matmenys parenkami atsižvelgiant į vietos sąlygas.

Jis pagamintas iš trijų ar keturių statramsčių. Kiekvienas iš jų yra sumontuotas stotelėje iš apačios. Stiebo viršuje yra sukurta platforma vėjo turbinai įrengti.

Kadangi kampų ilgis yra ribotas, stiebas surenkamas iš kelių sekcijų. Bendro tvirtinimo standumą suteikia šoniniai šonkauliai, pritvirtinti per petnešas.

Įterpti metaliniai elementai yra privalomas pamato elementas. Jie bus naudojami tvirtinant dalis. Turėsime pasirūpinti suvirinimo ir sujungimo varžtais.

Nepamirškite papildomų vaikinų linijų.

Kaip padaryti atramą iš vamzdžių

Teleskopinę konstrukciją, pagamintą iš atitinkamo profilio plieninių vamzdžių, lengviau surinkti, tačiau jos stiprumas turėtų būti kruopščiau apskaičiuotas. Lenkimo momentas, kurį sukelia sunkus antgalis audringame vėjyje, neturėtų viršyti kritinės vertės.

Tuo pačiu metu kils sunkumų atliekant surinktos oro jėgainės profilaktinę priežiūrą, patikrinimą ir remontą. Jei galite kopti į aukštį išilgai stiebo kaip kopėčios, tai problemiška tai padaryti per vamzdį. O darbas viršuje yra labai pavojingas.

Todėl nedelsiant reikia apgalvoti galimybę saugiai nuleisti įrangą ant žemės ir prieinamą būdą ją pakelti. Tai leidžia atlikti vieną iš dviejų schemų su:

1. Pasukama ašis ant pagrindinės atramos.
2. Atraminės kojos apačioje esanti traukos svirtis.

Pirmuoju atveju sukuriamas tvirtas pagrindas pagrindinei atramai sumontuoti. Prie jo sukimosi ašies pritvirtinta suvirinta vamzdžio konstrukcija su vėjo malūnu ir grandininio keltuvo sistema ant plieninių kabelių.

Vamzdžio apačioje yra atsvara, kad būtų lengviau pakelti ir nuleisti rankine gerve.

Vaikinų diržų saugos kabeliai nėra pavaizduoti.Keldami ir nuleisdami stiebą, jie tiesiog kabo nuo tvirtinimo elementų iki žemės ir yra pritvirtinti prie stacionarių betoninių kuolų, kad būtų galima nuolat dirbti.

Žemiau parodyta vėjo malūno įrengimo ir nuleidimo schema pagal antrąjį variantą.

Stiebas ir atsvaros atraminė svirtis, sutvirtinta standžiuoju, esanti stačiu kampu į ją, vertikalia kryptimi pasukama gervės su grandininio keltuvo sistema.

Sukurtos konstrukcijos sukimosi ašis yra stačiojo kampo viršuje ir yra pritvirtinta pamatuose įmontuotuose kreipikliuose. Keliant ar nuleidžiant stiebą, vaikinų virvės pašalinamos iš stacionarių tvirtinimo vietų ant žemės. Jie gali būti naudojami kaip apsauginė virvė.

Vėjo generatorius: elektros grandinės įtaisas ir veikimo principas paprastais žodžiais

Pramoniniai vėjo jėgainių parkai yra suprojektuoti taip, kad galėtų iš karto tiekti elektros energiją vartotojams. Negalite to padaryti savo rankomis.

Renkantis generatorių, kuris suktų vėjo ratą, naudojamas elektros mašinų grįžtamumo principas. Elektros varikliui taikomas sukimo momentas ir sužadinamos statoriaus apvijos.

Tačiau idėja sukti trifazio asinchroninio elektros variklio rotorių kaip generatorių, norint gauti 220/380 voltų įtampos elektros srovę, realizuojama iš vidaus degimo variklių, vandens slėgio, bet ne vėjo.

Bendra generatoriaus konstrukcija su rotoriumi taps sunki, kitaip nebus įmanoma užtikrinti didelio veleno greičio.

Mažiems pajėgumams galite:

• naudoti automobilio generatorių, kuris sukuria 12/24 voltų įtampą;
• pritaikyti elektrinio dviračio variklio ratą;
• surinkti neodimio magnetų struktūrą su varinės vielos ritėmis.

Taip pat galite remtis vėjo turbina, parduodama Kinijoje. Bet jam reikia nedelsiant atlikti auditą: atkreipti dėmesį į apvijų montavimo kokybę, guolių būklę, ašmenų stiprumą ir bendrą rotoriaus balansavimą.

Turėsime derintis, kad generatoriaus išėjimo įtampos vertė labai skirsis priklausomai nuo vėjo greičio. Todėl baterijos naudojamos kaip tarpinė grandis.

Jų įkrovimas turi būti priskirtas valdikliui.

Buitiniai 220 voltų tinklo prietaisai turi būti maitinami kintama srove iš specialaus keitiklio - keitiklio. Paprasčiausia namų vėjo jėgainių parko schema yra tokia.

Tai gali būti labai supaprastinta, nes vartotojams skirta skaitmeninė elektronika: kompiuteriai, televizoriai, telefonai veikia nuolatine srove iš 12 voltų maitinimo šaltinių.

Jei jie nebus dirbami ir skaitmeninė įranga bus maitinama tiesiogiai iš baterijų, elektros energijos nuostoliai bus sumažinti panaikinus dvigubą keitiklį keitiklyje ir įrenginiuose.

Todėl rekomenduoju pasidaryti atskirus 12 voltų lizdus, ​​maitinant juos tiesiogiai iš baterijų.

Elektros grandinėje reikės išlaikyti tą patį galios balansą kaip ir mechaninėje konstrukcijoje. Kiekviena prijungta apkrova turi atitikti srovės šaltinio energijos charakteristikas.

Buitiniai 220 voltų prietaisai neturėtų perkrauti keitiklio. Priešingu atveju jis atsijungs nuo įmontuotos apsaugos, o jei nepavyks, jis tiesiog išdegs. Baterijos, valdiklio maitinimo kontaktai ir pats generatorius veikia tuo pačiu principu.

Namų vėjo jėgainių apsauga nuo automatinio jungiklio turi būti atliekama be klaidų.

Norėdami tai padaryti, jis turi būti teisingai parinktas griežtai pagal mokslines rekomendacijas, patikrintas ir pritaikytas.

Negalima numatyti atsitiktinės perkrovos ir juo labiau trumpojo jungimo srovės atsiradimo. Todėl šis modulis turi būti įdiegtas kaip pagrindinė apsauga.

Baterijų, inverterio ir vėjo generatoriaus valdiklio jungimo schema praktiškai nesiskiria nuo tos, kuri naudojama saulės jėgainėse su šviesos plokštėmis.

Todėl iškart pateikiama pagrįsta išvada: surinkti kombinuotą namų jėgainę, kurią vienu metu maitina vėjo ir saulės energija. Šie du šaltiniai gerai papildo vienas kitą, o atskirų stočių surinkimo išlaidos žymiai sumažėja.

„YouTube“ yra daugybė kanalų, skirtų vėjo jėgainėms namams. Man patiko savininko darbas „Saulės baterijos“. Manau, kad jis yra gana objektyvus pristatydamas šią temą. Todėl rekomenduoju pasidomėti atidžiau.

Vėjo turbinų baterijos: dar viena problema namo savininkui

Viena iš brangių vėjo ar saulės jėgainės užduočių yra elektros energijos kaupimo klausimas, kurį išsprendžia tik baterijos. Jie turės būti perkami ir atnaujinami, o jų kaina yra gana didelė.

Norėdami juos pasirinkti, turite žinoti našumo charakteristikas: įtampą ir talpą. Paprastai naudojamos sudėtinės baterijos iš 12 V baterijos, o amperų valandų skaičius kiekvienu konkrečiu atveju turėtų būti nustatomas empiriškai, atsižvelgiant į vartotojų galią, jų veikimo laiką.

Vėjo generatoriui teks rinktis gana plačias baterijas. Apsiribosiu ne visapusiška apžvalga, o tik keturiomis populiariomis rūgštinių baterijų rūšimis:

1. įprastos starterių motorinės transporto priemonės;
2. AGM tipas;
3. gelis;
4. šarvuotas.

Pardavėjai nerekomenduoja įsigyti starterio akumuliatorių vėjo jėgainėms, nes jie skirti dirbti kritinėmis transporto priemonės sąlygomis:

• laikomi šaltyje, jie turi atlaikyti didžiules starterio sroves, atsirandančias sukantis šaltam varikliui;
• vairuodami juos veikia vibracijos ir drebulys;
• įkrovimas vyksta buferiniu režimu iš generatoriaus, kai automobilis juda skirtingais variklio sūkiais.

Kur:

• aptarnaujamos baterijos, reikalaujančios periodiško elektrolito lygio ir distiliuoto vandens papildymo, yra sukurtos taip, kad atlaikytų 100 iškrovimo / įkrovimo ciklų;
• neaptarnaujami - jie yra sudėtingesnio dizaino ir ciklų skaičius yra 200.

Tačiau vėjo generatoriaus baterija veikiant namuose:

• paprastai dedamas į rūsį, kur optimali temperatūra, kuri ištisus metus palaikoma + 5 ÷ + 10 laipsnių;
• nėra veikiami drebėjimo ir vibracijos, nuolat sumontuoti nejudančioje būsenoje;
• paleidimo metu nesulaukite ypatingų apkrovų, o kai buitiniai prietaisai įjungiami per keitiklį, jie dirba švelniu režimu;
• iš generatoriaus įkraunamos mažomis srovėmis, kurios teigiamai veikia plokščių desulfatacijos režimą.

Visa tai yra palankiausios sąlygos jų veikimui. Todėl siūlau atkreipti dėmesį į šią parinktį tiems, kurie netingi periodiškai stebėti bankų įtampą ir stebėti juose esantį elektrolito lygį.

AGM akumuliatoriai sudėtingesnis dizainas. Jie turi tas pačias plokštes, tačiau stikliniai kilimėliai yra įmirkyti rūgštimi, kuri vienu metu veikia kaip dielektrinis sluoksnis. Jų iškrovimo / įkrovimo ciklas yra 250 ÷ 400. Per didelis įkrovimas yra pavojingas.

„Golem“ baterijos taip pat sukurtas be priežiūros reikalaujančiu dizainu su sandariu korpusu ir iki gelio būsenos sutirštintu elektrolitu. Jie nelabai mėgsta pasikrauti, tačiau yra atsparesni giliam išsiskyrimui. Skaičiavimo ciklų skaičius yra 350.

Šarvų baterijos yra vieni moderniausių pokyčių. Jų elektrodų pagalvėlės yra apsaugotos polimerais nuo rūgščių atakos. Veikimo ciklo diapazonas: 900 ÷ 1500.

Visos šios keturios baterijų rūšys labai skiriasi pagal kainą ir veikimo sąlygas. Jei atsižvelgsite į pardavėjų rekomendacijas, turėsite sumokėti gana padorų pinigų sumą.

Vis dėlto aš rekomenduoju pirmiausia išklausyti naudingų patarimų, kuriuos tas pats „Saulės baterijų“ savininkas pateikia savo vaizdo įraše „Kaip išsirinkti baterijas vėjo jėgainių parkui ir saulės elektrinei“.

Šiuo klausimu jis turi savo priešingą nuomonę. Kaip jūs su juo elgiatės, yra jūsų pačių reikalas. Tačiau norint sužinoti informaciją iš priešingų šaltinių ir pasirinkti iš jos tinkamiausią variantą: optimalų sprendimą mąstančiam žmogui.

Ašmeninės vėjo turbinos apskaičiavimas

Kadangi jau išsiaiškinome, kad horizontali vėjo turbina yra daug efektyvesnė, apsvarstysime jos konstrukcijos apskaičiavimą.

Vėjo energiją galima nustatyti pagal formulę P = 0,6 * S * V³, kur S yra rotoriaus ašmenų antgaliais apibūdinto apskritimo plotas (metimo plotas), išreikštas kvadratiniais metrais, o V - apskaičiuotas vėjo greitis metrais per sekundę. Taip pat turite atsižvelgti į paties vėjo malūno efektyvumą, kuris trijų ašmenų horizontaliajai grandinei bus vidutiniškai 40%, taip pat į generatoriaus efektyvumą, kuris srovės greičio smailės metu yra 80% generatoriui su nuolatinio magneto sužadinimu ir 60% generatoriui su sužadinimo apvija. Vidutiniškai dar 20% energijos suvartos pakopinė pavara (daugiklis). Taigi galutinis vėjo turbinos spindulio (tai yra jo mentės ilgio) apskaičiavimas pagal tam tikrą nuolatinio magneto generatoriaus galią atrodo taip: R = √ (P / (0,483 * V³))

Pavyzdys: Tarkime, kad reikalinga vėjo jėgainių galia yra 500 W, o vidutinis vėjo greitis yra 2 m / s. Tada pagal mūsų formulę turėsime naudoti peilius, kurių ilgis ne mažesnis kaip 11 metrų. Kaip matote, net ir dėl tokios mažos galios reikės sukurti milžiniškų matmenų vėjo generatorių. Daugiau ar mažiau racionalioms konstrukcijoms, kurių ašmenų ilgis ne didesnis kaip pusantro metro „pasidaryk pats“ gamybos sąlygomis, vėjo generatorius net ir esant stipriam vėjui galės pagaminti tik 80–90 vatų galią.

Nepakanka galios? Iš tikrųjų viskas yra kiek kitaip, nes iš tikrųjų vėjo generatoriaus apkrovą maitina baterijos, vėjo turbina jas įkrauna tik pagal savo galimybes. Vadinasi, vėjo turbinos galia lemia dažnį, kuriuo jis gali tiekti energiją.

Generatoriaus pasirinkimas

Panašu, kad logiškiausias namų vėjo jėgainių rinkinio generatoriaus variantas yra automobilių generatorius. Šis sprendimas leidžia lengvai surinkti rinkinį, nes generatorius jau turi tiek tvirtinimo taškus, tiek diržo daugiklio skriemulį. Nesunku įsigyti ir patį generatorių, ir jo atsargines dalis. Be to, įmontuotas relinis reguliatorius leidžia tiesiogiai prijungti jį prie 12 voltų akumuliatoriaus akumuliatoriaus, o prie jo, savo ruožtu, keitiklį, skirtą nuolatinei srovei keisti į kintamą įtampą 220V.

Tačiau, kaip minėta pirmiau, generatorių, turinčių sužadinimo apviją, efektyvumas yra gana žemas, o tai labai jautru jau mažos galios vėjo generatoriui. Antras trūkumas yra tas, kad išsikrovus akumuliatoriui, automobilio generatorius negali jaudintis.

Iš daugybės namuose pagamintų konstrukcijų galite rasti traktorių generatorius G-700 ir G-1000. Jų efektyvumas nebėra, naudingas skirtumas yra tik rotoriaus įmagnetinimas, leidžiantis sužadinti generatorių net ir be akumuliatoriaus akumuliatoriaus, ir maža kaina.

Kai kurie autoriai, statydami vėjo generatorius, naudojasi kolektorių elektrinių variklių grįžtamumo savybe - priverstinai sukant jų rotorių, iš jo galima pašalinti nuolatinę srovę. Šio tipo variklių statorius susideda iš nuolatinių magnetų, kuris labiau tinka mūsų tikslams, arba turi apviją. Norint naudoti variklį generatoriaus režimu, jis jungiasi prie transporto priemonės relės reguliatoriaus, kad būtų užtikrinta teisinga įtampa.Apsvarstykite relės reguliatoriaus prijungimą, naudodami VAZ klasikos mazgo pavyzdį (tai yra patogu, nes jis nėra sujungtas į vieną bloką su šepečiu):

1. Prijunkite vieną iš variklio šepečių prie kūno - tai bus neigiamas generatoriaus polius. Čia saugiai prijunkite metalinį relės reguliatoriaus korpusą ir akumuliatoriaus gnybtą „-“.
2. Prijunkite relės 67 gnybtą prie vieno iš statoriaus apvijos gnybtų, antrasis - laikinai prie korpuso.
3. Per jungiklį prijunkite gnybtą 15 prie teigiamo akumuliatoriaus poliaus (tai tieks lauko srovę į apviją). Rotorių sukite ta pačia kryptimi, kokia bus vėjo turbinos varžtas, ir prijunkite voltmetrą tarp laisvo šepetėlio ir korpuso. Jei ant šepetėlio randamas neigiamas potencialas, sukeiskite statoriaus jungtis su relės reguliatoriumi ir įžeminimu.

Pagrindinė nuolatinės srovės generatoriaus prijungimo prie akumuliatoriaus savybė yra būtinybė juos atskirti puslaidininkiniu diodu, kuris neleidžia akumuliatoriui išsikrauti ant rotoriaus apvijos, kai generatorius sustoja. Šiuolaikiniuose automobilių generatoriuose šią funkciją atlieka trifazis diodinis tiltas, taip pat galime ją naudoti lygiagrečiai sujungdami jo fazes, kad sumažintume įtampos kritimą.

Didžiausią galią galima pašalinti iš generatoriaus, kurio rotorius susideda iš neodimio magnetų. Plačiai paplitusios konstrukcijos, pagrįstos automobilio stebule su stabdžių disku, išilgai kurios krašto pritvirtinti galingi magnetai. Statorius su vienfaze arba trifaze apvija yra mažiausiu atstumu nuo jų.

Ašinio dizaino vėjo turbina su magnetais

Tokio 220v vėjo malūno širdyje yra lengvojo automobilio stebulė su stabdžių diskais. Jei detalė nėra nauja, ją išardykite, patikrinkite ir sutepkite guolius, nuvalykite visas rūdis.

Magnetų paskirstymas ir tvirtinimas

Pirmiausia reikia suklijuoti magnetus ant rotoriaus disko. Šiuo atveju naudojami ne įprasti, o specialūs neodimio magnetai. Jie yra daug galingesni. Jums reikės 20 magnetų, kurių dydis yra 25 x 8 mm. Magnetai dedami į kintamus polius. Norėdami teisingai įdėti, padarykite šabloną, kaip parodyta toliau esančioje nuotraukoje.

Patarimas! Jei įmanoma, vėjo generatoriui naudokite stačiakampius, o ne apvalius magnetus. Jų magnetinis laukas sutelktas ne centre, o išilgai.

Norėdami pritvirtinti magnetus prie disko, naudokite silikatinius klijus. Jei norite stiprybės pabaigoje, galite užpildyti magnetus epoksidais. Norėdami išvengti dervos nutekėjimo, padarykite plastilino bortelius arba užklijuokite diską.

Atkreipkite dėmesį! Kad nesupainiotumėte, kur yra magneto ašis, galite juos pažymėti „+“ arba „-“. Norėdami tai nustatyti - atneškite vieną magnetą prie kito. Traukiami magnetiniai paviršiai turi „+“. Jei magnetas yra atstumtas, jis turi „-“ polių.

Trifazis ir vienfazis generatorius vėjo turbinoms

Jei palyginsime juos, tada prietaisas su viena faze yra blogesnis, nes esant apkrovai jis vibruoja dėl srovės amplitudės skirtumo. Ir pasirodo dėl srovės nenuoseklumo. Šio efekto nėra trifaziuose produktuose. Jų galia visada yra ta pati. Reikalas tas, kad viena fazė kompensuoja kitą ir atvirkščiai, jei srovė išnyks vienoje fazėje, tai kitoje ji padidės.

Koks galutinis rezultatas? Tai, kad trifaziai generatoriai turi 50% daugiau galios nei vienfaziai. Be to, skatina tai, kad nėra vibracijos, kuri gali erzinti ir paveikti komfortą. Esant didelei apkrovai, statorius netylės. Jei triukšmas jūsų netrikdo ir nusprendėte naudoti vienfazį generatorių, būkite pasirengę, kad vibracija neigiamai paveiks vėjo generatoriaus veikimą. Jo tarnavimo laikas bus trumpesnis.

Mes vyniojame ritinius

Vėjo generatoriaus negalima vadinti labai greitai. Reikalinga daryti viską, kad 12 V baterija būtų užkrėsta nuo 100–140 aps./min.Turint tokius pradinius duomenis, bendras ritinių posūkių skaičius turėtų būti lygus 1000–1200. Bet kaip sužinoti, kiek posūkių yra vienoje ritėje? Tai paprasta: šis skaičius padalytas iš ritinių skaičiaus.

Jei norite, kad vėjo turbina teiktų daugiau galios esant mažam apsisukimui, turite pagaminti daugiau stulpų. Tokiu atveju padidės srovės svyravimo ritėje dažnis. Norėdami sumažinti pasipriešinimą ir padidinti srovės varžą, rekomenduojame vynioti storą vielą aplink ritinius. Atsižvelkite į tai, kad esant stipriai įtampai apvijos varža gali „suvalgyti“ srovę.

Atkreipkite dėmesį, kad prie diskų pritvirtintų magnetų skaičius ir storis lemia generatoriaus veikimo parametrus. Norėdami sužinoti, kiek energijos gali pagaminti vėjo generatorius, susukite vieną ritę ir pasukite generatorių. Išmatuokite įtampą kai kuriais apsisukimais be apkrovos. Pavyzdžiui, už 200 aps./min. Gavote 30 V srovę, kurios varža 3 omai. Iš šių 30 V atimkite 12 V (akumuliatoriaus įtampą). Dabar gautą skaičių padalykite iš 3 omų. Tai atrodo taip:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Dėl to paaiškėjo 6 A. Jie eis prie akumuliatoriaus. Akivaizdu, kad praktiškai jo bus šiek tiek mažiau dėl laidų nuostolių.

Geriau, kad ritės būtų pailgos. Tada sektoriaus varis išeis daugiau, o posūkiai bus tiesūs. Angos skersmuo ritės viduje turėtų būti lygus arba šiek tiek didesnis už magnetų dydį.

Atkreipkite dėmesį! Statoriaus storis turi būti toks pats kaip magnetų storis.

Statoriaus forma gali būti fanera. Bet ritinių sektorius taip pat galima uždėti ant popieriaus, padarant plastilino apvadą. Ritės turi būti pritvirtintos taip, kad jos nejudėtų, o fazių galai turi būti iškelti. Prijunkite visus laidus su žvaigždute arba delta. Belieka išbandyti vėjo generatorių sukant rankomis.

Mes gaminame varžtą ir stiebą vėjo turbinai

Generatoriaus stiebas turi būti aukštas, nuo 8 iki 12 m. Pagrindas turi būti betonuotas. Vamzdį geriau montuoti taip, kad gervė galėtų lengvai pakelti ir nuleisti vamzdį. Vėjo turbinos sraigtas bus pritvirtintas prie vamzdžio viršaus.

Jį galite pagaminti iš Ø160 mm plastikinio vamzdžio. Iškirpkite varžtą su šešiais ašmenimis, 2 m ilgio.

Kad sraigtas būtų toli nuo stipraus vėjo gūsio, padarykite sulankstomą uodegą. Todėl visa energija, kurią generuoja vėjo generatorius, gali būti kaupiama akumuliatoriuje.

Viskas, jūs žinote, kaip pagaminti vėjo generatorių su magnetais. Dabar galite naudoti tokio vėjo generatoriaus pagamintą elektrą, taupydami savo pinigus. Visos jūsų pastangos bus atlygintos.

Daugiklio skaičiavimas

Generatorius turi pasvirusią srovės greičio charakteristiką: padidėjus rotoriaus greičiui, didėja maksimali jam suteikta galia. Todėl, norint užtikrinti didžiausią mažo greičio vėjo turbinos efektyvumą, mums reikia daugiklio, turinčio didelį padidėjimo koeficientą.

Namų dizainui optimaliausias sprendimas yra diržų daugiklis: jį lengva gaminti ir reikia atlikti minimalų mašinos darbą. Apsisukimų padidėjimo santykis bus lygus pavaros skriemulio, sujungto su varžto ašimi, skersmens ir varomo generatoriaus skriemulio skersmens santykiui. Jei reikia, pavaros santykį galima lengvai reguliuoti pakeičiant vieną iš skriemulių.

Kuriant daugiklį, būtina atsižvelgti ir į vidutinį ašmenų surinkimo greitį, ir į generatoriaus srovės greičio charakteristikas. Jei mes naudosime serijinį automobilio generatorių, tada jį galima lengvai rasti internete, naudojant savadarbį dizainą, greičiausiai turėsime patirti bandymus ir klaidas.

Pavyzdžiui, paimkime bendrą traktorių generatorių, kuris jau buvo minėtas aukščiau.

Atsižvelgdami į apskaičiuotą mūsų vėjo turbinos galią esant 90 vatų, grafike randame tašką, atitinkantį generatoriaus išėjimą į šią galią.Esant vardinei 14 V įtampai, mums reikia bent 6,5 A srovės išėjimo - pagal grafiką tai įvyks greičiu, šiek tiek viršijančiu 1000 aps./min. Tegul mūsų konstrukcijos sraigtas sukasi su vėju 60 aps./min greičiu (vidutinis vėjas). Tai reiškia, kad mums reikia bent dvidešimt kartų didesnio skriemulių skersmenų santykio - 70 mm generatoriaus skriemuliui vėjo malūno skriemulio skersmuo turės būti beveik pusantro metro, o tai yra nepriimtina. Tai nedviprasmiškai užsimena, koks mažas yra tokio tipo vėjo generatorių efektyvumas - be kompleksinės daugiapakopės pavarų dėžės, kuri savaime sukels didelius galios nuostolius, beveik neįmanoma perkelti automobilio generatoriaus į darbo režimą.

Dizaino ir detalių pasirinkimas

Pasidaryk pats vėjo generatorius iš automobilio generatoriaus

Renkantis vėjo generatoriaus komplektą, reikia remtis vietovei būdingomis klimato sąlygomis. Taigi vietovėse, kuriose vėjas mažai aktyvus, vėjo jėgainės, turinčios burės tipo mentes, yra optimalios (jos išvaizda parodyta paveikslėlyje žemiau).

Burės tipo vėjo turbina

Regionuose, kuriuose yra stipri vėjo apkrova, namų vėjo generatorius namams dažniausiai gaminamas vertikaliai pastatyto ribotos galios įtaiso pavidalu.

Nepaisant to, kad vėjo jėgainių su vertikalia sukimosi ašimi gamyba yra šiek tiek brangesnė nei horizontalių analogų, jos geriau atlaiko stiprias vėjo apkrovas. Jų gamybai gali būti naudojami naminiai peiliai, surinkti iš improvizuotų priemonių (kai kurie meistrai pritaikė juos gaminti iš statinės, supjaustytos atskirais metaliniais fragmentais).

Tikslingiau pirkti daugiau paruoštų vėjo ir pritaikyti juos generatoriui, kuris gali būti naudojamas kaip konvertuotas variklis iš spausdintuvo. Bet kokiu atveju, prieš pradedant darbą, turėtų būti parengtas būsimo generatoriaus eskizas, kuriame turėtų būti pateikta išsami surenkamo mazgo schema.

Papildoma informacija. Renkantis įsigytus peiliukus, reikėtų vadovautis tuo, kad vadinamieji „burlaiviai“ laikomi pigiausiais.

Jų pagrindu lengviausias būdas padaryti vertikalų vėjo generatorių.

Norėdami užbaigti galimų konstrukcijų aprašymą, priduriame, kad būsimasis prietaisas gali būti pagamintas iš automobilio starterio ar bet kurio jo gyvenimą tarnaujančio autogeneratoriaus. Išsamiau apsvarstykime kiekvieną iš siūlomų „pasidaryk pats“ elektrinių generatorių gamybos galimybių.

Stiebas

Stiebas, ant kurio sumontuota vėjo turbina - tai yra vienas iš svarbiausių jos mazgų.
Tai ne tik užtikrina saugų vėjo malūno darbą (ašmenų apibūdinamas apskritimo apatinis taškas turi būti ne arčiau kaip 2 metrai nuo žemės), bet ir leidžia jam kuo efektyviau panaudoti vėjo energiją, kuris tampa neramesnis šalia žemės.

Didelis aukštis lemia nedidelį vėjo jėgainių stiebo standumą ir apsunkina jo stiprumo apskaičiavimą ne tik mėgėjams, bet ir inžinieriams. Galite išvardyti tik pagrindinius dalykus:

• Padėkite stiebą kuo toliau nuo namo ir medžių, užtemdančių oro srautą. Be to, esant stipriam vėjui, vėjo generatorius gali nukristi ant pastato arba sugadintas medžių;
• Optimalus stiebo dizainas yra ažūrinė suvirinta santvara panašus į elektros perdavimo bokštus, tačiau jį sunku ir brangu pagaminti. Paprasčiausias, tačiau gana efektyvus variantas yra keli lygiagrečiai 80–100 mm skersmens vamzdžiai, suvirinti trumpomis siūlėmis vienas prie kito ir išbetonuoti bent vieno metro gylyje. Labai pageidautina sutvirtinti vieno vamzdžio struktūrą su kabelių jungtimis, kurios taip pat pritvirtintos prie atramų, supiltų į betoną.
• Norint supaprastinti vėjo malūno priežiūrą, jo stiebas gali būti padarytas posūkio tašku: šiuo atveju susilpnėjus lūžio kryptimi einančiai tempimo linijai, stiebą galima pakreipti į žemę.

Pasakojimas apie labai paprastą vėjo generatorių iš namų ventiliatoriaus

Papildoma elektros įranga

Kaip minėta pirmiau, neatsiejama vėjo jėgainių parko dalis yra baterija, perimanti vartotojų galią. renkantis, turite atsiminti, kad kuo didesnė jo talpa, tuo ilgiau jis galės išlaikyti įtampą tinkle, tačiau tuo pačiu metu tai užtruks ilgiau. Apytikslį veikimo laiką galima apibrėžti kaip laiką, per kurį išeikvojama pusė akumuliatoriaus talpos (po to įtampos kritimas jau bus pastebimas, be to, giliai iškrovus sutrumpėja švino rūgštinių baterijų tarnavimo laikas).

Pavyzdys: Taigi, 65 A * h talpos baterija sąlyginai galės suteikti 30-35 Amp valandų energijos apkrovai. Ar tai daug, ar mažai? Įprastai 60 vatų apšvietimo lempai, atsižvelgiant į tai, kad yra keitiklis, kuris 12 V nuolatinę įtampą paverčia 220 V kintama ir kurio efektyvumas neviršija 70%, 7 amperų srovė yra šiek tiek daugiau nei keturias valandas . Mūsų vėjo malūnas, kurio vardinė galia yra 90 vatų, net geriausiu atveju, esant nuolatiniam stipriam vėjui, užtruks mažiausiai penkias valandas, kad susigrąžintumėte iššvaistytą energiją. Kaip matote, naudojant vėjo jėgainę tik kaip autonominį energijos šaltinį, elektra jūsų namuose bus prieinama tik kelias valandas per dieną.

Antrasis maitinimo sistemos mazgas yra keitiklis. Mūsų atveju galite naudoti tiek paruoštą automobilį, tiek ir iš nepertraukiamo maitinimo šaltinio. Bet kokiu atveju svarbu neperkrauti jo srovės suvartojimu, atsižvelgiant į tai, kad jo tikroji darbinė galia yra 1,2–1,5 karto mažesnė už nurodytą maksimalią galią.

Kaip matote, laisvos energijos naudojimo patrauklumas priklauso nuo daugybės apribojimų, ir net vienintelis efektyvus variantas Rusijos centrinėje dalyje - vėjo generatorius - negali užtikrinti ilgalaikės autonomijos.

Tačiau tuo pačiu metu ši idėja nėra bloga ir kaip avarinio maitinimo šaltinis, ir ypač kaip projektavimo užduotis - malonumas kurti vėjo jėgainę savo rankomis gali žymiai viršyti jos galią.