Bieži privātmāju īpašniekiem rodas ideja, ko realizēt rezerves enerģijas sistēmas... Vienkāršākais un pieejamākais veids, protams, ir benzīna vai dīzeļdegvielas ģenerators, taču daudzi cilvēki pievērš uzmanību sarežģītākiem veidiem, kā tā dēvēto brīvo enerģiju (saules starojumu, plūstoša ūdens vai vēja enerģiju) pārvērst elektrībā.
Katrai no šīm metodēm ir savas priekšrocības un trūkumi. Ja, izmantojot ūdens plūsmu (mini hidroelektrostacija), viss ir skaidrs - tas ir pieejams tikai diezgan strauji plūstošas upes tiešā tuvumā, tad saules gaismu vai vēju var izmantot gandrīz visur. Abām šīm metodēm būs kopīgs trūkums - ja ūdens turbīna var darboties visu diennakti, tad saules baterija vai vēja ģenerators ir efektīvs tikai uz laiku, tāpēc ir nepieciešams baterijas iekļaut mājas elektrotīkla struktūrā.
Tā kā apstākļi Krievijā (lielākajā gada laikā īsā dienas laikā, bieži nokrišņi) padara saules paneļu izmantošanu neefektīvu pēc to pašreizējām izmaksām un efektivitātes, visizdevīgākais ir vēja ģeneratora dizains... Apsveriet tā darbības principu un iespējamās dizaina iespējas.
Tā kā neviena mājās gatavota ierīce nav kā cita, tas ir
raksts nav soli pa solim sniegta instrukcija, un vēja turbīnas projektēšanas pamatprincipu apraksts.
Vispārējs darba princips
Galvenais vēja ģeneratora darba korpuss ir asmeņi, kurus vējš pagriež. Atkarībā no rotācijas ass atrašanās vietas vēja turbīnas tiek sadalītas horizontālā un vertikālā:
- Horizontālās vēja turbīnas visizplatītākā. Viņu lāpstiņu konstrukcija ir līdzīga lidmašīnas dzenskrūvei: pirmajā tuvinājumā tās ir plāksnes, kas ir slīpas attiecībā pret rotācijas plakni un kuras daļu no vēja spiediena slodzes pārvērš rotācijā. Svarīga horizontālā vēja ģeneratora iezīme ir nepieciešamība nodrošināt asmeņu komplekta rotāciju atbilstoši vēja virzienam, jo maksimālā efektivitāte tiek nodrošināta, ja vēja virziens ir perpendikulārs rotācijas plaknei.
- Asmeņi vertikālā vēja turbīna ir izliekta-ieliekta forma. Tā kā izliektās puses racionalizācija ir lielāka nekā ieliektā puse, šāda vēja turbīna vienmēr griežas vienā virzienā neatkarīgi no vēja virziena, kas padara pagrieziena mehānismu nevajadzīgu, atšķirībā no horizontālajām vēja turbīnām. Tajā pašā laikā, ņemot vērā faktu, ka jebkurā brīdī tikai daļa no asmeņiem veic noderīgu darbu, bet pārējie ir tikai pret rotāciju, Vertikālās vējdzirnavas efektivitāte ir daudz zemāka nekā horizontālajai: ja trīs lāpstiņu horizontālajam vēja ģeneratoram šis rādītājs sasniedz 45%, tad vertikālajam tas nepārsniegs 25%.
Tā kā vidējais vēja ātrums Krievijā nav liels, pat liela vēja turbīna lielāko daļu laika griežas diezgan lēni. Lai nodrošinātu pietiekamu jaudu, barošanas avotam jābūt savienotam ar ģeneratoru, izmantojot pakāpenisku reduktoru, siksnu vai zobratu. Horizontālā vējdzirnavā asmens-reduktors-ģenerators ir uzstādīts uz grozāmās galvas, kas viņiem ļauj sekot vēja virzienam. Ir svarīgi ņemt vērā, ka grozāmajai galvai ir jābūt ierobežotājam, kas neļauj tai veikt pilnīgu pagriezienu, jo pretējā gadījumā elektroinstalācija no ģeneratora tiks pārtraukta (iespēja, izmantojot kontaktu paplāksnes, kas ļauj galvai brīvi griezties, ir vairāk sarežģīta).Lai nodrošinātu rotāciju, vēja ģenerators tiek papildināts ar darba vēja spārnu, kas virzīts pa rotācijas asi.
Visizplatītākais asmens materiāls ir liela diametra PVC caurules, kas sagrieztas gareniski. Gar malu pie tām tiek kniedētas metāla plāksnes, kas metinātas pie asmeņa mezgla rumbas. Šāda veida asmeņu zīmējumi ir visplašāk izplatīti internetā.
Video stāsta par pašu izgatavotu vēja ģeneratoru
Mājas DIY vējdzirnavas: pārskats par dizainu
Kā jūs jau sapratāt, pati pirmā daļa, kas uztver vēja enerģiju, ir vēja ritenis. Neviena mājai paredzēta vējdzirnavu shēma nevar iztikt bez tās.
To var izpildīt:
- ar vertikālu rotācijas asi;
- vai horizontāli.
Vertikālā vēja turbīna
Es parādīšu ar fotoattēlu vienu no konstrukcijām, kuras ir viegli izgatavojamas un izgatavotas no parastās tērauda mucas.
Šāds vertikāls vēja ģenerators, kas izgatavots ar rokām un pat atrodas virs zemes, ēku un augu ieskauts, nespēs attīstīt normālu ātrumu, lai saražotu pietiekami daudz elektrības, lai darbinātu privātmāju.
Viņš varēs veikt tikai dažus atsevišķus uzdevumus mazjaudas iekārtām. Turklāt, ja rotora rotācijas ātrums ir zems, būs obligāti jāizmanto pakāpiena pārnesums, un tas ir papildu enerģijas zudumi.
Šādi modeļi bija populāri pagājušā gadsimta sākumā tvaikoņos. Ūdens ritenis, kas atrodas ar asmeņiem pa kuģa kustības virzienu, nodrošināja tā kustību.
Tagad tas ir retums, kas ir zaudējis savu nozīmi. Aviācijā šāds dizains ne tikai neiesakņojās, bet pat netika apsvērts.
Rotors Onipko
No maza ātruma vēja riteņu konstrukcijām Onipko rotors tagad tiek masveidā izplatīts, izmantojot internetu. Reklāmdevēji to rāda pat ļoti vējā.
Tomēr nez kāpēc man arī ir kritiska attieksme pret šo attīstību, lai gan nav tik grūti to atkārtot ar savām rokām. Es neatradu pircēju aizraujošus pārskatus, kā arī zinātniskus aprēķinus par tā izmantošanas ekonomisko iespējamību.
Ja kāds no lasītājiem var mani atrunāt šajā atzinumā, es būtu pateicīgs.
Horizontāla vēja turbīna
Jau no paša sākuma lidmašīnu dzinēji sāka izmantot propelleru, kas dzen gaisu gar lidmašīnas virsbūvi. Tās forma un dizains ir izvēlēti tā, lai papildus aktīvā spiediena spēkam izmantotu arī reaktīvo komponentu.
Jebkurš horizontāls vēja ģenerators, kas izgatavots rūpnieciski vai ar rokām, darbojas saskaņā ar šo principu. Es parādīju mājās gatavotas konstrukcijas piemēru ar fotogrāfiju.
Saskaņā ar vēja enerģijas izmantošanas principu tas ir efektīvāks dizains, un, lai nodrošinātu mājsaimniecības elektroenerģijas piegādes jautājumus, tas ir mazjaudīgs.
Neliels elektromotors, kura rotors rotē vēja turbīnu, pat pie optimāla spiediena un vēja stipruma kā ģenerators var radīt tikai mazu jaudu. Tam var pievienot vāju LED spuldzi.
Padomājiet paši, vai jums ir jāsamontē šāda aizmugurējā apgaismojuma lāpstiņa vai nē. Šāds dizains netiks galā ar citiem uzdevumiem. Lai gan to joprojām var izmantot, lai aizbaidītu molu apkārtnē. Viņiem ļoti nepatīk trokšņi, ko pavada metāla detaļu rotācija.
Lai pilnībā izmantotu no vēja saņemto elektroenerģiju, vēja ģeneratora lāpstiņriteņa izmēriem jāatbilst enerģijas patēriņam. Skaitiet apmēram 5 metru diametru.
Veidojot to, jūs saskaraties ar tehniskām grūtībām: precīzi jālīdzsvaro lielās daļas. Masas centram vienmēr jābūt rotācijas ass viduspunktā.
Tas samazinās gultņu noplūdi un liela augstuma konstrukcijas šūpošanos. Tomēr līdzsvarot šādi nav viegli.
Kā uzstādīt vēja turbīnu: uzticams masta izkārtojums uzstādīšanai augstumā
Darbrats svars normālai elektroenerģijas ražošanai ir diezgan pienācīgs. To nevar uzstādīt uz vienkārša statīva.
Jums būs jāizveido stingrs betona pamats metāla mastu un puisis enkura skrūvēm. Pretējā gadījumā visa struktūra, kas samontēta ar lielām grūtībām, var sabrukt jebkurā nepiemērotā brīdī.
Vēja turbīnas statīvu, kas pacelts līdz augstumam, var izgatavot:
- saliekamā masta veidā, kas samontēts no sekcijām ar stiprinājumiem;
- vai konusveida cauruļveida balsts.
Abām shēmām būs nepieciešams pastiprinājums no apgāšanās, izveidojot no kabeļiem vairākus slāņu vadu līmeņus, kas nepieciešami, lai noturētu mastu stipru vēja brāzmu gadījumā. Tie būs droši jāpiestiprina pie aizbāžņiem un enkuriem.
No personīgās nožēlojamās pieredzes: izmantojot analogo televīziju, man darbojās Spider-line antena ar stīpas diametru 2m. Tas atradās 8 metru augstumā, tas tika piestiprināts uz koka stabiņa ar diviem puišu līmeņiem. Spēcīgas vēja brāzmas viņu satricināja tā, ka plaukts sabruka.
Par laimi, mūsdienu digitālajai televīzijai ir nepieciešamas daudz mazākas antenas. Tos ir ne tikai viegli izdarīt ar savām rokām, bet arī ne tik grūti piestiprināt.
Kā padarīt mastu vējdzirnavām
Nekavējoties pievērsiet uzmanību stingra un bez traucējumu dizaina izveidei. Pretējā gadījumā vienkārši atkārtojiet YantarEnergo darbinieku skumjo pieredzi, kas negadījumā piedzīvoja vētras laikā: sabruka vairāku tonnu masts un visā apkārtnē izkaisīti atkritumi no asmeņiem.
Masta ierīcei būs nepieciešams aprēķināt nepieciešamo materiālu daudzumu, lai izveidotu struktūru no dažādu sekciju tērauda leņķa. Forma un izmēri tiek izvēlēti atbilstoši vietējiem apstākļiem.
Tas ir izgatavots no trim vai četriem statņiem. Katrs no tiem ir uzstādīts pieturā no apakšas. Masta augšdaļā ir izveidota platforma vēja turbīnas uzstādīšanai.
Tā kā stūru garums ir ierobežots, mastu montē no vairākām sekcijām. Vispārējā stiprinājuma stingrību piešķir sānu ribas, kas piestiprinātas caur lencēm.
Iegulti metāla elementi ir obligāts pamatnes elements. Tie tiks izmantoti detaļu stiprināšanai. Mums būs jārūpējas par metināšanas un savienošanas skrūvēm.
Neatstājiet novārtā papildu puišu līnijas.
Kā izgatavot balstu no caurulēm
Teleskopisko konstrukciju, kas izgatavota no atbilstoša profila tērauda caurulēm, ir vieglāk montēt, taču tā stiprums būtu rūpīgāk jāaprēķina. Liekšanas moments, ko rada smags gals vētrainā vējā, nedrīkst pārsniegt kritisko vērtību.
Tajā pašā laikā radīsies grūtības ar samontētās gaisa spēkstacijas profilaktisko apkopi, pārbaudi un remontu. Ja jūs varat kāpt pa kāpnēm līdz mastam kā kāpnes, tad to izdarīt ir problemātiski caur cauruli. Un darbs augšstāvā ir ļoti bīstams.
Tāpēc nekavējoties jāpārdomā iespēja droši nolaist aprīkojumu uz zemes un pieejamais veids, kā to pacelt. Tas ļauj jums veikt vienu no divām shēmām ar:
- Pagrieziena ass uz galvenā balsta.
- Vilces svira atbalsta kājas apakšā.
Pirmajā gadījumā galvenā atbalsta uzstādīšanai tiek izveidots stabils pamats. Tās rotācijas asij piestiprināta metināta cauruļu konstrukcija ar vējdzirnavām un ķēdes pacēlāju sistēmu uz tērauda trosēm.
Caurules apakšā atrodas pretsvars, lai atvieglotu pacelšanu un nolaišanu ar rokas vinču.
Puišu jostas drošības kabeļi attēlā nav parādīti.Pacelot un nolaižot mastu, tie vienkārši karājas no stiprinājumiem līdz zemei, un nepārtrauktai darbībai ir piestiprināti pie stacionāriem betona stabiem.
Vējdzirnavu uzstādīšanas un nolaišanas shēma saskaņā ar otro iespēju ir parādīta zemāk.
Mastu un pretsvaru vilces sviru, kas pastiprināta ar stingrinātāju un atrodas taisnā leņķī pret to, vertikālā virzienā pagriež vinča ar ķēdes pacēlāja sistēmu.
Izveidotās struktūras rotācijas ass atrodas taisnā leņķa augšpusē un ir fiksēta pamatos iestrādātās vadotnēs. Paceļot vai nolaižot mastu, puišu troses tiek noņemtas no stacionārajiem stiprinājumiem uz zemes. Tos var izmantot kā drošības virvi.
Vēja ģenerators: ierīce un elektriskās ķēdes darbības princips vienkāršiem vārdiem
Rūpnieciskie vēja parki ir veidoti tā, lai tie varētu patērētājiem nekavējoties piegādāt elektroenerģiju tīklā. To nevar izdarīt ar savām rokām.
Izvēloties ģeneratoru, kas griezīs vēja riteni, tiek izmantots elektrisko mašīnu atgriezeniskuma princips. Elektromotoram tiek piemērots griezes moments, un statora tinumi ir satraukti.
Tomēr ideja trīsfāžu asinhronā elektromotora rotoru pagriezt kā ģeneratoru, lai iegūtu elektrisko strāvu ar spriegumu 220/380 volti, tiek realizēta no iekšdedzes dzinējiem, ūdens spiediena, bet ne vēja.
Ģeneratora ar rotoru vispārējā konstrukcija kļūs smaga, pretējā gadījumā nebūs iespējams nodrošināt lielu vārpstas ātrumu.
Mazām jaudām varat:
- izmantojiet automašīnas ģeneratoru, kas rada 12/24 voltu spriegumu;
- pielietot motora riteni no elektriskā velosipēda;
- samontēt neodīma magnētu struktūru ar vara stieples spolēm.
Par pamatu varat ņemt arī Ķīnā pārdotu vēja turbīnu. Bet viņam nekavējoties jāveic audits: pievērsiet uzmanību tinumu uzstādīšanas kvalitātei, gultņu stāvoklim, asmeņu izturībai un rotora vispārējai līdzsvarošanai.
Mums būs jāpieskaņo faktam, ka ģeneratora izejas sprieguma vērtība būs ļoti atšķirīga atkarībā no vēja ātruma. Tāpēc baterijas tiek izmantotas kā starpsavienojums.
Viņu uzlāde jāpiešķir kontrolierim.
220 voltu tīkla mājsaimniecības ierīcēm jābūt darbināmām ar maiņstrāvu no īpaša pārveidotāja - invertora. Vienkāršākā mājas vēja elektrostaciju shēma ir šāda.
To var ievērojami vienkāršot, jo patērētāju digitālā elektronika: datori, televizori, tālruņi darbojas ar līdzstrāvu no 12 voltu barošanas avotiem.
Ja tie tiek izslēgti no darba un digitālā iekārta tiek darbināta tieši no baterijām, elektriskās enerģijas zudumi tiks samazināti, atceļot dubulto pārveidošanu invertorā un blokos.
Tāpēc es iesaku izgatavot atsevišķas 12 voltu kontaktligzdas, barojot tās tieši no baterijām.
Elektriskās ķēdes ietvaros būs jāuztur tāds pats jaudas līdzsvars kā mehāniskajā struktūrā. Katrai pieslēgtajai slodzei jāatbilst augšteces avota enerģijas raksturlielumiem.
Mājsaimniecības ierīcēm ar 220 voltiem nevajadzētu pārslogot invertoru. Pretējā gadījumā tas tiks atvienots no iebūvētās aizsardzības, un, ja tas neizdosies, tas vienkārši izdegs. Baterijas, kontroliera barošanas kontakti un pats ģenerators darbojas pēc tā paša principa.
Mājas vēja turbīnas aizsardzība ar automātisko slēdzi jāveic bez kļūdām.
Lai to izdarītu, tas ir pareizi jāizvēlas stingri saskaņā ar zinātniskajiem ieteikumiem, jāpārbauda un jāpielāgo.
Nav iespējams paredzēt nejaušu pārslodzi un vēl jo vairāk īssavienojuma strāvas parādīšanos. Tāpēc šis modulis obligāti tiek uzstādīts kā galvenā aizsardzība.
Vēja ģeneratoru bateriju, invertora un kontroliera elektroinstalācijas shēma praktiski neatšķiras no tās, ko izmanto saules elektrostacijās ar gaismas paneļiem.
Tāpēc uzreiz liek domāt par saprātīgu secinājumu: salikt kombinētu mājas elektrostaciju, ko vienlaikus darbina vēja un saules enerģija. Šie divi avoti labi papildina viens otru, un ievērojami tiek samazinātas atsevišķu staciju montāžas izmaksas.
Vietnē YouTube ir daudz kanālu, kas paredzēti vēja turbīnām mājām. Man patika īpašnieka darbs "Saules paneļi". Es domāju, ka viņš ir diezgan objektīvs, prezentējot šo tēmu. Tāpēc iesaku to apskatīt tuvāk.
Vēja turbīnu akumulatori: vēl viena problēma mājas īpašniekam
Viens no dārgajiem vēja vai saules elektrostacijas uzdevumiem ir elektroenerģijas uzkrāšanas jautājums, kuru atrisina tikai baterijas. Tie būs jāpērk un jāatjaunina, un izmaksas ir diezgan augstas.
Lai tos izvēlētos, jums jāzina veiktspējas raksturlielumi: spriegums un jauda. Parasti tiek izmantotas saliktas baterijas no 12 V akumulatora, un ampērstundu skaits katrā konkrētā gadījumā jānosaka empīriski, pamatojoties uz patērētāju jaudu, viņu darbības laiku.
Vēja ģeneratoram būs jāizvēlas diezgan plašas baterijas. Es aprobežošos tikai ar pilnīgu pārskatu, bet tikai ar četriem populāriem skābes akumulatoru veidiem:
- parastie starteru mehāniskie transportlīdzekļi;
- AGM tips;
- želeja;
- bruņas.
Pārdevēji neiesaka iegādāties startera akumulatorus vēja parkiem, jo tie ir paredzēti darbam kritiskos transportlīdzekļa darbības apstākļos:
- uzglabājot aukstumā, tiem jāiztur milzīgās startera strāvas, kas rodas, kad griežas auksts motors;
- braukšanas laikā viņi tiek pakļauti vibrācijām un kratīšanai;
- uzlāde notiek bufera režīmā no ģeneratora, kad automašīna pārvietojas ar dažādiem motora apgriezieniem.
Tajā:
- apkalpotās baterijas, kurām nepieciešams periodisks elektrolīta līmenis un destilēta ūdens papildināšana, ir paredzētas 100 izlādes / uzlādes ciklu izturēšanai;
- netiek apkalpoti - tiem ir sarežģītāks dizains un ciklu skaits ir 200.
Tomēr vēja turbīnas akumulators, darbojoties mājā:
- parasti novieto pagrabā, kur temperatūra, kas visu gadu tiek uzturēta + 5 ÷ + 10 grādos, ir optimāla;
- nav pakļauts kratīšanai un vibrācijām, pastāvīgi uzstādīts nekustīgā stāvoklī;
- palaišanas laikā nesaņem ārkārtējas slodzes, un, kad mājsaimniecības ierīces tiek ieslēgtas caur invertoru, tās darbojas maigā režīmā;
- no ģeneratora tiek uzlādēti ar mazām strāvām, kas labvēlīgi ietekmē plākšņu desulfācijas režīmu.
Tas viss ir vislabvēlīgākie apstākļi viņu darbībai. Tāpēc es iesaku ņemt vērā šo iespēju tiem, kas nav pārāk slinki, lai periodiski uzraudzītu spriegumu bankās un uzraudzītu elektrolīta līmeni tajās.
AGM akumulatori dizains ir sarežģītāks. Viņiem ir vienādas plāksnes, bet stikla paklāji ir piesūcināti ar skābi, kas vienlaikus darbojas kā dielektriskais slānis. Viņu izlādes / uzlādes cikls ir 250 ÷ 400. Pārmērīga uzlāde ir bīstama.
Golem baterijas arī rada dizains bez apkopes ar noslēgtu korpusu un līdz gēla stāvoklim sabiezinātu elektrolītu. Viņiem ļoti nepatīk uzlādēt, taču tie ir izturīgāki pret dziļu izlādi. Aprēķinu ciklu skaits ir 350.
Bruņu baterijas ir vieni no modernākajiem sasniegumiem. Viņu elektrodu spilventiņus aizsargā polimēri no skābes uzbrukuma. Darbības cikla diapazons: 900 ÷ 1500.
Visi šie četri bateriju veidi ievērojami atšķiras pēc cenas un darbības apstākļiem. Ja ņemat vērā pārdevēju ieteikumus, jums būs jāiegulda diezgan pienācīga naudas summa.
Tomēr es iesaku vispirms noklausīties noderīgos padomus, ko tas pats Saules bateriju īpašnieks sniedz savā video "Kā izvēlēties baterijas vēja parkam un saules stacijai".
Viņam šajā jautājumā ir savs pretējs viedoklis. Tas, kā jūs izturaties pret viņu, ir jūsu pašu bizness. Tomēr, lai uzzinātu informāciju no pretējiem avotiem un izvēlētos no tā piemērotāko variantu: optimāls risinājums domājošam cilvēkam.
Asmeņu vēja turbīnas aprēķins
Tā kā mēs jau esam noskaidrojuši, ka horizontālā vēja turbīna ir daudz efektīvāka, mēs apsvērsim tās konstrukcijas aprēķinu.
Vēja enerģiju var noteikt pēc formulas P = 0,6 * S * V³, kur S ir rotora lāpstiņu galiem raksturotā apļa laukums (metiena laukums), izteikts kvadrātmetros, un V ir aprēķinātais vēja ātrums metros sekundē. Jums jāņem vērā arī pašas vējdzirnavas efektivitāte, kas trīs asmeņu horizontālai ķēdei būs vidēji 40%, kā arī ģeneratora komplekta efektivitāte, kas strāvas ātruma raksturlieluma virsotnē ir 80% ģeneratoram ar pastāvīga magnēta ierosmi un 60% ģeneratoram ar ierosmes tinumu. Vidēji vēl 20% jaudas patērēs pastiprināšanas pārnesums (reizinātājs). Tādējādi galīgais vēja turbīnas rādiusa (tas ir, tā lāpstiņas garuma) aprēķins noteiktai pastāvīgā magnēta ģeneratora jaudai izskatās šādi: R = √ (P / (0,483 * V³))
Piemērs: Pieņemsim, ka nepieciešamā vēja parka jauda ir 500 W, un vidējais vēja ātrums ir 2 m / s. Tad saskaņā ar mūsu formulu mums būs jāizmanto asmeņi, kuru garums ir vismaz 11 metri. Kā redzat, pat tik mazai jaudai būs nepieciešams izveidot kolosālu izmēru vēja ģeneratoru. Vairāk vai mazāk racionālām konstrukcijām ar lāpstiņu garumu, kas nepārsniedz pusotru metru, pašdarināšanas apstākļos vēja ģenerators pat spēcīgā vējā spēs saražot tikai 80–90 vatus.
Nepietiek jaudas? Faktiski viss ir nedaudz savādāk, jo faktiski vēja ģeneratora slodzi baro akumulatori, vēja turbīna tos uzlādē tikai pēc iespējas labāk. Līdz ar to vēja turbīnas jauda nosaka frekvenci, ar kādu tā var piegādāt enerģiju.
Ģeneratora izvēle
Šķiet, ka loģiskākais variants pašgatavotas vēja turbīnas ģeneratoram ir automobiļu ģenerators. Šis risinājums atvieglo ierīces montāžu, jo ģeneratoram jau ir gan stiprinājuma punkti, gan skriemeļa siksnas reizinātājam. Nav grūti iegādāties gan pašu ģeneratoru, gan tā rezerves daļas. Turklāt iebūvētais releja regulators ļauj to tieši savienot ar 12 voltu akumulatoru un pie tā, savukārt, invertoru līdzstrāvas pārveidošanai mainīgā spriegumā 220V.
Bet, kā minēts iepriekš, ģeneratoru ar ierosmes tinumu efektivitāte ir diezgan zema, kas jau tā mazjaudas vēja ģeneratoram ir ļoti jutīga. Otrais trūkums ir tāds, ka, izlādējies akumulatoru, automašīnas ģeneratoru nevar satraukt.
Vairākās mājās gatavotās konstrukcijās jūs varat atrast traktoru ģeneratorus G-700 un G-1000. To efektivitāte vairs nav, noderīga atšķirība ir tikai rotora magnetizācija, kas ļauj ģeneratoru uzbudināt pat bez akumulatora akumulatora, un zemu cenu.
Būvējot vēja ģeneratorus, daži autori izmanto kolektoru elektromotoru atgriezeniskuma īpašību - piespiedu kārtā pagriežot to rotoru, no tā var noņemt līdzstrāvu. Šāda veida motoru stators vai nu sastāv no pastāvīgiem magnētiem, kas ir vēlams mūsu vajadzībām, vai arī tam ir tinums. Lai izmantotu motoru ģeneratora režīmā, tas ir savienots ar transportlīdzekļa releja regulatoru, lai nodrošinātu vēlamo spriegumu.Apsveriet releja regulatora savienojumu, izmantojot VAZ klasikas mezgla piemēru (tas ir ērti, jo tas nav apvienots vienā blokā ar suku komplektu):
- Pievienojiet vienu no motora sukām pie ķermeņa - tas būs ģeneratora negatīvais pols. Šeit droši pievienojiet releja regulatora metāla korpusu un akumulatora spaili “-”.
- Releja 67. spaili pievienojiet vienam no statora tinuma spailēm, otro uz laiku - korpusam.
- Caur slēdzi savienojiet spaili 15 ar akumulatora pozitīvo polu (tas piegādās lauka strāvu tinumam). Dodiet rotoram rotāciju tajā pašā virzienā, ko nodrošinās vēja turbīnas skrūve, un pievienojiet voltmetru starp brīvo suku un korpusu. Ja uz sukas ir negatīvs potenciāls, nomainiet statora savienojumus ar releja regulatoru un zemi.
Galvenā līdzstrāvas ģeneratora pievienošanas akumulatoram iezīme ir nepieciešamība tos atdalīt ar pusvadītāju diode, kas novērš akumulatora izlādi uz rotora tinumu, kad ģenerators apstājas. Mūsdienu automobiļu ģeneratoros šo funkciju veic trīsfāzu diodes tilts, un mēs to varam arī izmantot, savienojot tā fāzes paralēli, lai samazinātu sprieguma kritumu pāri tai.
Vislielāko jaudu var noņemt no ģeneratora, kura rotoru veido neodīma magnēti. Ir plaši izplatītas konstrukcijas, kuru pamatā ir automobiļa rumbas ar bremžu disku, gar kuras malu ir piestiprināti spēcīgi magnēti. Stators ar vienfāzes vai trīsfāžu tinumu atrodas minimālā attālumā no tiem.
Aksiālā dizaina vēja turbīna ar magnētiem
Šādas 220 V vējdzirnavas centrā ir vieglo automašīnu rumbas ar bremžu diskiem. Ja detaļa nav jauna, izjauciet to, pārbaudiet un ieeļļojiet gultņus un notīriet visas rūsas.
Magnētu izplatīšana un nostiprināšana
Vispirms jums jāielīmē magnēti uz rotora diska. Šajā gadījumā izmantotie magnēti nav parasti, bet īpaši neodīma magnēti. Viņi ir daudz spēcīgāki. Jums būs nepieciešami 20 magnēti, kuru izmērs ir 25 x 8 mm. Magnēti ir izvietoti mainīgos stabos. Lai pareizi ievietotu, izveidojiet veidni, kā parādīts zemāk esošajā fotoattēlā.
Padoms! Ja iespējams, vēja ģeneratoram izmantojiet taisnstūra, nevis apaļus magnētus. Viņu magnētiskais lauks ir koncentrēts nevis centrā, bet gar garumu.
Izmantojiet silikāta līmi, lai magnētus piestiprinātu pie diska. Un, lai beigās būtu izturība, jūs varat piepildīt magnētus ar epoksīdu. Lai izvairītos no sveķu noplūdes, izveidojiet plastilīna apmales vai uzlīmējiet disku.
Piezīme! Lai nesajauktu, kur atrodas magnēta pols, varat tos atzīmēt ar "+" vai "-". Lai to noteiktu - atnesiet vienu magnētu pie otra. Piesaistītajām magnētu virsmām ir “+”. Ja magnēts tiek atgrūsts, tam ir “-” stabs.
Trīsfāzu un vienfāzes ģenerators vēja turbīnai
Ja mēs tos salīdzinām, tad ierīce ar vienu fāzi ir sliktāka, jo zem slodzes tā vibrē strāvas amplitūdas atšķirības dēļ. Un tas parādās strāvas nepastāvības dēļ. Šis efekts nav trīsfāzu produktos. Viņu spēks vienmēr ir vienāds. Lieta ir tāda, ka viena fāze kompensē otru un otrādi, ja strāva vienā fāzē pazūd, tad otrā palielināsies.
Kāds ir gala rezultāts? Fakts, ka trīsfāzu ģeneratoriem ir par 50% lielāka jauda nekā vienfāzes. Turklāt uzmundrinoša ir vibrācijas neesamība, kas var kaitināt un ietekmēt komfortu. Pie lielas slodzes stators nedumdina. Ja troksnis jums netraucē, un jūs nolemjat izmantot vienfāzes ģeneratoru, esiet gatavs tam, ka vibrācija negatīvi ietekmēs vēja ģeneratora darbību. Tā kalpošanas laiks būs īsāks.
Mēs tinim spoles
Vēja ģeneratoru nevar izsaukt ļoti ātri. Nepieciešams darīt visu, lai 12 V akumulators inficētos no 100–140 apgriezieniem minūtē.Ar šādiem sākotnējiem datiem kopējam pagriezienu skaitam ruļļos jābūt vienādam ar 1000-1200. Bet kā jūs zināt, cik pagriezienu ir vienā spolē? Tas ir vienkārši: šis skaitlis ir dalīts ar ruļļu skaitu.
Ja vēlaties, lai vēja turbīna piegādā lielāku jaudu pie maziem apgriezieniem minūtē, jums ir jāizveido vairāk stabu. Šajā gadījumā palielināsies strāvas svārstību biežums spolē. Lai samazinātu pretestību un palielinātu strāvas pretestību, iesakām ap spolēm aptīt biezu vadu. Ņem vērā to, ka ar spēcīgu spriegumu tinuma pretestība var "apēst" strāvu.
Ņemiet vērā, ka magnētu skaits un biezums, kas piestiprināti diskiem, nosaka ģeneratora darbības parametrus. Lai uzzinātu, cik lielu jaudu var radīt vēja ģenerators, viniet vienu spoli un pagrieziet ģeneratoru. Izmēra spriegumu pie dažiem bez slodzes apgriezieniem minūtē. Piemēram, par 200 apgriezieniem minūtē jūs saņēmāt 30 V strāvu ar pretestību 3 omi. No šiem 30 V atņemiet 12 V (akumulatora spriegumu). Tagad daliet iegūto skaitli ar 3 omiem. Tas izskatās šādi:
30 – 12 = 18;
18 : 3 = 6.
Tā rezultātā izrādījās 6 A. Viņi dosies uz akumulatoru. Ir skaidrs, ka praksē to būs nedaudz mazāk vadu zudumu dēļ.
Spoles ir labāk padarīt iegarenas. Tad varš nozarē iznāks vairāk, un pagriezieni būs taisni. Urbuma diametram spoles iekšienē jābūt vienādam vai nedaudz lielākam par magnētu izmēru.
Piezīme! Statora biezumam jābūt tādam pašam kā magnētu biezumam.
Statora forma var būt saplāksnis. Bet spoles sektorus var novietot arī uz papīra, izveidojot plastilīna apmali. Spoles jāpiestiprina tā, lai tās nepārvietotos, un fāžu gali jāiznes ārā. Savienojiet visus vadus ar zvaigzni vai deltu. Atliek pārbaudīt vēja ģeneratoru, pagriežot to ar roku.
Mēs izgatavojam vēja turbīnai skrūvi un mastu
Mastam ģeneratoram jābūt augstam, no 8 līdz 12 m. Pamatnei jābūt betonētai. Labāk ir uzstādīt cauruli tā, lai cauruli vinča viegli varētu pacelt un nolaist. Vēja turbīnas skrūve tiks piestiprināta caurules augšpusē.
To var izgatavot no Ø160 mm plastmasas caurules. Izgrieziet skrūvi ar sešiem asmeņiem 2 m garumā.
Lai propelleru turētu prom no stipra vēja brāzmas, izveidojiet saliekamo asti. Tā rezultātā visu enerģiju, ko ģenerē vēja ģenerators, var uzkrāt akumulatorā.
Tas ir viss, jūs zināt, kā padarīt vēja ģeneratoru ar magnētiem. Tagad jūs varat izmantot elektrību, ko ražo šāds vēja ģenerators, ietaupot naudu. Visi jūsu centieni tiks apbalvoti.
Reizinātāja aprēķins
Ģeneratora komplektam ir slīpa strāvas ātruma raksturlielums: palielinoties rotora ātrumam, palielinās tam piegādātā maksimālā jauda. Tāpēc, lai nodrošinātu maza ātruma vēja turbīnas augstāko efektivitāti, mums ir nepieciešams reizinātājs ar augstu pieauguma koeficientu.
Pašmāju dizainam optimālākais risinājums ir jostu pavairotājs: to ir viegli izgatavot un tas prasa minimālu darbu ar mašīnu. Apgriezienu pieauguma attiecība būs vienāda ar dzenskrūves asi savienotā piedziņas skriemeļa un ģeneratora piedziņas skriemeļa diametra attiecību. Ja nepieciešams, pārnesumu attiecību var viegli noregulēt, nomainot vienu no skriemeļiem.
Projektējot reizinātāju, jāņem vērā gan lāpstiņas vienības vidējais ātrums, gan ģeneratora pašreizējais ātruma raksturojums. Ja mēs izmantojam sērijveida automašīnas ģeneratoru, tad to var viegli atrast internetā, taču, izmantojot pašmāju dizainu, visticamāk, mums būs jāiziet izmēģinājumi un kļūdas.
Piemēram, pieņemsim kopēju traktoru ģeneratoru, kas jau tika minēts iepriekš.
Ņemot aprēķināto mūsu vēja turbīnas jaudu pie 90 vatiem, diagrammā atrodam punktu, kas atbilst ģeneratora izejai uz šo jaudu.Pie nominālā sprieguma 14 V mums nepieciešama strāvas izeja vismaz 6,5 A - saskaņā ar diagrammu tas notiks ar ātrumu, kas nedaudz pārsniedz 1000 apgriezienus minūtē. Ļaujiet mūsu dizaina dzenskrūvei griezties līdz ar vēju ar ātrumu 60 apgriezieni minūtē (vidējs vējš). Tas nozīmē, ka mums ir vajadzīga vismaz divdesmit reižu skriemeļu diametru attiecība - 70 mm ģeneratora skriemeļa vējdzirnavu skriemeļa diametram būs jābūt gandrīz pusotram metram, kas nav pieļaujams. Tas nepārprotami norāda uz to, cik zema ir šāda veida vēja ģeneratoru efektivitāte - bez sarežģītas daudzpakāpju pārnesumkārbas, kas pats par sevi novedīs pie lieliem jaudas zudumiem, ir gandrīz neiespējami panākt automašīnas ģeneratora darbības režīmu.
Dizaina un detaļu izvēle
DIY vēja ģenerators no automašīnas ģeneratora
Izvēloties vēja ģeneratoru komplekta dizainu, ir jāņem vērā apgabalam raksturīgie klimatiskie apstākļi. Tātad apgabaliem ar zemu vēja aktivitāti vēja turbīnu ģeneratori, kas aprīkoti ar buru tipa lāpstiņām, ir optimāli (tā izskats ir parādīts attēlā zemāk).
Buru tipa vēja turbīna
Reģionos ar spēcīgu vēja slodzi mājās gatavots vēja ģenerators visbiežāk tiek izgatavots vertikāli novietotas ierobežotas jaudas ierīces veidā.
Neskatoties uz to, ka vēja turbīnu ar vertikālu rotācijas asi ražošana ir nedaudz dārgāka nekā to horizontālā līmeņa, tās labāk iztur spēcīgas vēja slodzes. To ražošanai var izmantot pašmāju asmeņus, kas savākti no improvizētiem līdzekļiem (daži amatnieki ir pielāgojušies, lai tos izgatavotu no mucas, kas sagriezta atsevišķos metāla fragmentos).
Ir lietderīgāk iegādāties vairāk gatavu vēju un pielāgot tos ģeneratoram, kuru var izmantot kā pārveidotu motoru no printera. Jebkurā gadījumā pirms darba sākšanas ir jāizstrādā topošā ģeneratora skice, kurā jāparāda detalizēta saliekamās vienības shēma.
Papildus informācija. Izvēloties iegādātos asmeņus, jāvadās no tā, ka tā dēvētās "buru laivas" tiek uzskatītas par lētākajām.
Pamatojoties uz to, vienkāršākais veids, kā padarīt vertikālu vēja ģeneratoru.
Lai pabeigtu iespējamo dizainu aprakstu, mēs pievienojam, ka nākotnes ierīci var izgatavot no automašīnas startera vai jebkura autogeneratora, kas kalpojis tā mūžam. Apsvērsim katru no piedāvātajām iespējām pašmāju elektrisko ģeneratoru izgatavošanai sīkāk.
Mast
Masts, uz kura uzstādīta vēja turbīna - tas ir viens no svarīgākajiem mezgliem.
Tas ne tikai nodrošina vējdzirnavu drošu darbību (asmeņu aprakstītā apļa apakšējam punktam jābūt ne tuvāk par 2 metriem zemei), bet arī ļauj pēc iespējas efektīvāk izmantot vēja enerģiju, kas kļūst nemierīgāks zemes tuvumā.
Liels augstums noved pie vēja turbīnu masta zemas stingrības un apgrūtina tā stiprības aprēķināšanu ne tikai amatieru amatieriem, bet arī inženieriem. Jūs varat uzskaitīt tikai galvenos punktus:
- Novietojiet mastu cik vien iespējams no mājas un kokiem, kas noēno gaisa plūsmu. Turklāt stipra vēja gadījumā vēja ģenerators var nokrist uz ēkas vai sabojāt kokus;
- Optimāls mastu dizains ir ažūra metināta kopne līdzīgi kā elektropārvades torņi, taču to ir grūti un dārgi izgatavot. Vienkāršākais, bet diezgan efektīvais variants ir vairākas paralēlas caurules ar diametru 80-100 mm, metinātas ar īsām šuvēm viena otrai un betonētas vismaz viena metra dziļumā zemē. Ir ļoti vēlams nostiprināt vienas caurules struktūru ar kabeļu saitēm, kuras ir piestiprinātas arī pie betonā ielejamajiem balstiem.
- Lai vienkāršotu vējdzirnavu uzturēšanu, tās mastu var padarīt par pagrieziena punktu: šajā gadījumā, kad lūzuma virzienā ietošā stiepšanās līnija ir novājināta, mastu var noliekt uz zemes.
Stāsts par ļoti vienkāršu vēja ģeneratoru no mājas ventilatora
Papildu elektroiekārtas
Kā minēts iepriekš, vēja parka neatņemama sastāvdaļa ir akumulators, kas pārņem patērētāju jaudu. izvēloties to, jums jāatceras, ka jo lielāka tā jauda, jo ilgāk tas spēs uzturēt spriegumu tīklā, bet tajā pašā laikā tas prasīs ilgāku laiku. Aptuvenais darbības laiks var tikt definēts kā laiks, kurā puse akumulatora jaudas ir iztukšota (pēc tam sprieguma kritums jau kļūs pamanāms, turklāt dziļa izlāde samazina svina-skābes akumulatoru kalpošanas laiku).
Piemērs: Tātad akumulators ar jaudu 65 A * h ar nosacījumu spēs slodzei dot 30-35 Amp stundu enerģijas. Vai tas ir daudz vai maz? Parastai 60 vatu apgaismojuma lampai, ņemot vērā invertora klātbūtni, kas pārveido 12 V līdz 220 V maiņstrāvu un kam ir sava efektivitāte 70% robežās, 7 ampēru strāva ir nedaudz vairāk par četrām stundām. . Mūsu vējdzirnavas ar nominālo jaudu 90 vati pat labākajā gadījumā ar pastāvīgu spēcīgu vēju prasīs vismaz piecas stundas, lai atgūtu izšķērdēto enerģiju. Kā redzat, izmantojot vēja turbīnu tikai kā autonomu enerģijas avotu, elektrība jūsu mājās būs pieejama tikai dažas stundas dienā.
Otrais barošanas sistēmas mezgls ir invertors. Mūsu gadījumā jūs varat izmantot gan gatavu automašīnu, gan tādu, kas iegūts no nepārtrauktas barošanas avota. Jebkurā gadījumā ir svarīgi nepārslogot to ar strāvas patēriņu, ņemot vērā, ka tā reālā darba jauda ir 1,2-1,5 reizes mazāka par norādīto maksimālo jaudu.
Kā redzat, bezmaksas enerģijas izmantošanas pievilcība balstās uz daudziem ierobežojumiem, un pat vienīgā efektīvā iespēja Krievijas centrālajā daļā - vēja ģenerators - nespēj nodrošināt ilgtermiņa autonomiju.
Bet tajā pašā laikā šī ideja nav slikta gan kā avārijas barošanas avots, gan it īpaši kā projektēšanas uzdevums - prieks par vēja turbīnas izveidošanu ar savām rokām var ievērojami pārsniegt tā jaudu.
