Mari buat penjana angin dengan tangan kita sendiri

Selalunya pemilik rumah persendirian mempunyai idea untuk dilaksanakan sistem kuasa sandaran... Cara termudah dan paling berpatutan adalah, tentu saja, penjana petrol atau diesel, tetapi banyak orang mengalihkan pandangan mereka ke cara yang lebih kompleks untuk mengubah apa yang dipanggil tenaga bebas (sinaran suria, tenaga air yang mengalir atau angin) menjadi elektrik.

Setiap kaedah ini mempunyai kelebihan dan kekurangannya sendiri. Sekiranya dengan penggunaan aliran air (stesen janakuasa hidroelektrik mini) semuanya jelas - hanya tersedia di sekitar sungai yang cukup cepat mengalir, maka cahaya matahari atau angin dapat digunakan hampir di mana-mana. Kedua-dua kaedah ini akan mempunyai kelemahan yang sama - jika turbin air dapat berfungsi sepanjang waktu, maka bateri solar atau penjana angin hanya berkesan untuk sementara waktu, yang menjadikannya perlu untuk memasukkan bateri dalam struktur grid kuasa rumah.

Oleh kerana keadaan di Rusia (waktu siang yang pendek hampir sepanjang tahun, hujan yang kerap) menjadikan penggunaan panel suria tidak berkesan dengan kos dan kecekapan semasa, yang paling menguntungkan adalah reka bentuk penjana angin... Pertimbangkan prinsip operasi dan kemungkinan pilihan reka bentuknya.

Oleh kerana tiada peranti buatan sendiri seperti yang lain, ini
artikel bukan arahan langkah demi langkah, dan penerangan mengenai prinsip asas merancang turbin angin.

Prinsip kerja am

Badan kerja utama penjana angin adalah bilah, yang diputar oleh angin. Bergantung pada lokasi paksi putaran, turbin angin dibahagikan kepada mendatar dan menegak:

• Turbin angin mendatar paling meluas. Bilah mereka mempunyai reka bentuk yang serupa dengan baling-baling kapal terbang: dalam perkiraan pertama, pelat ini cenderung relatif terhadap bidang putaran, yang mengubah sebahagian beban dari tekanan angin menjadi putaran. Ciri penting penjana angin mendatar adalah keperluan untuk memastikan putaran pemasangan bilah sesuai dengan arah angin, kerana kecekapan maksimum dapat dipastikan ketika arah angin tegak lurus dengan bidang putaran.
• Bilah turbin angin menegak mempunyai bentuk cekung cembung. Oleh kerana penyeragaman sisi cembung lebih besar daripada sisi cekung, turbin angin seperti itu selalu berputar dalam satu arah, tanpa mengira arah angin, yang menjadikan mekanisme putaran tidak perlu, tidak seperti turbin angin mendatar. Pada masa yang sama, kerana pada hakikatnya pada waktu tertentu, hanya sebahagian bilah yang melakukan kerja yang berguna, dan selebihnya hanya menentang putaran, Kecekapan kincir angin menegak jauh lebih rendah daripada kincir angin mendatar: jika untuk penjana angin mendatar tiga bilah angka ini mencapai 45%, maka untuk penjana menegak tidak akan melebihi 25%.

Oleh kerana kelajuan angin rata-rata di Rusia tidak tinggi, turbin angin yang besar akan berputar agak perlahan sepanjang masa. Untuk memastikan daya yang mencukupi, bekalan kuasa mesti disambungkan ke penjana melalui pengurang, tali pinggang atau gear penambah. Di kincir angin mendatar, unit penjana pisau-reducer dipasang pada kepala putar, yang membolehkan mereka mengikuti arah angin. Penting untuk diambil kira bahawa kepala putar mesti mempunyai had yang menghalangnya daripada membuat putaran penuh, kerana jika tidak, pendawaian dari penjana akan terputus (pilihan menggunakan pencuci kenalan yang membolehkan kepala berputar bebas lebih banyak rumit).Untuk memastikan putaran, penjana angin dilengkapi dengan baling-baling cuaca yang berfungsi di sepanjang paksi putaran.

Bahan bilah yang paling biasa adalah paip PVC berdiameter besar yang dipotong memanjang. Di sepanjang pinggir, plat logam dipaku ke atasnya, dikimpal ke pusat pemasangan pisau. Lukisan pisau jenis ini adalah yang paling meluas di Internet.

Video tersebut menceritakan tentang penjana angin buatan sendiri

Kincir angin DIY untuk rumah: gambaran keseluruhan reka bentuk

Seperti yang telah anda fahami, bahagian pertama yang merasakan tenaga angin adalah roda angin. Tidak ada satu pun kincir angin yang boleh dilakukan tanpa rumah.

Ia boleh dilaksanakan:

• dengan paksi putaran menegak;
• atau mendatar.

Turbin angin menegak

Saya akan menunjukkan dengan gambar salah satu struktur yang senang dibuat, dibuat dari tong besi biasa.

Penjana angin menegak seperti itu, yang dibuat dengan tangan, dan bahkan terletak di atas tanah itu sendiri, dikelilingi oleh bangunan dan kilang, tidak akan dapat mengembangkan kelajuan normal untuk menjana elektrik yang mencukupi untuk menggerakkan rumah persendirian.

Dia hanya akan dapat melakukan beberapa tugas tunggal untuk peralatan berkuasa rendah. Lebih-lebih lagi, kelajuan putaran rotornya yang rendah akan memerlukan penggunaan gear step-up yang wajib, dan ini adalah kehilangan tenaga tambahan.

Reka bentuk seperti itu popular pada awal abad yang lalu di kapal uap. Roda air, yang terletak dengan bilahnya di sepanjang arah pergerakan kapal, memastikan pergerakannya.

Sekarang ini jarang berlaku yang kehilangan kaitannya. Dalam penerbangan, reka bentuk seperti itu bukan sahaja tidak berakar umbi, tetapi juga tidak dipertimbangkan.

Rotor Onipko

Dari reka bentuk roda angin berkelajuan rendah, rotor Onipko kini diedarkan secara besar-besaran melalui Internet. Pengiklan menunjukkannya berputar walaupun dalam keadaan angin sepoi-sepoi.

Namun, atas sebab tertentu saya juga mempunyai sikap kritis terhadap perkembangan ini, walaupun tidak begitu sukar untuk mengulanginya dengan tangan saya sendiri. Saya tidak mendapat ulasan yang bersemangat di kalangan pembeli, serta pengiraan saintifik mengenai kemungkinan ekonomi penggunaannya.

Sekiranya ada pembaca yang dapat menolak pendapat saya ini, saya akan berterima kasih.

Turbin angin mendatar

Sejak awal, mesin pesawat mula menggunakan baling-baling yang mendorong udara di sepanjang badan pesawat. Bentuk dan reka bentuknya dipilih agar dapat menggunakan komponen reaktif selain daya tekanan aktif.

Mana-mana penjana angin mendatar, yang dibuat secara industri atau dengan tangan, berfungsi mengikut prinsip ini. Saya menunjukkan contoh pembinaan buatan sendiri dengan gambar.

Menurut prinsip menggunakan tenaga angin, ia adalah reka bentuk yang lebih efisien, dan dari segi reka bentuk untuk memastikan masalah bekalan elektrik isi rumah, ia adalah daya rendah.

Motor elektrik kecil, rotor yang memutar turbin angin, boleh, walaupun pada tekanan dan kekuatan angin yang optimum, hanya menghasilkan kuasa rendah sebagai penjana. Anda boleh menyambungkan lampu LED yang lemah padanya.

Fikirkan sendiri sama ada anda perlu memasang baling-baling cuaca yang menyala atau tidak. Reka bentuk sedemikian tidak akan dapat mengatasi tugas-tugas lain. Walaupun masih dapat digunakan untuk menakut-nakutkan tahi lalat di kawasan itu. Mereka sangat tidak menyukai bunyi yang disertai dengan putaran bahagian logam.

Untuk menggunakan sepenuhnya elektrik yang diterima dari angin, pendesak penjana angin mesti mempunyai dimensi yang sesuai dengan penggunaan tenaga. Kira diameter kira-kira 5 meter.

Semasa membuatnya, anda akan menghadapi masalah teknikal: anda harus mengimbangkan bahagian-bahagian besar dengan tepat. Pusat jisim mesti sentiasa berada di titik tengah paksi putaran.

Ini akan meminimumkan pelarian galas dan berayun struktur ketinggian tinggi. Walau bagaimanapun, mengimbangi seperti ini tidak mudah.

Cara memasang turbin angin: susun atur tiang yang boleh dipercayai untuk pemasangan pada ketinggian

Berat pendesak untuk pengeluaran tenaga elektrik yang normal adalah cukup baik. Ia tidak boleh dipasang pada dudukan sederhana.

Anda perlu membuat asas konkrit yang kukuh untuk baut tiang logam dan penambat lelaki. Jika tidak, keseluruhan struktur, dipasang dengan susah payah, boleh runtuh pada bila-bila masa yang tidak sesuai.

Tempat untuk turbin angin yang dinaikkan ke ketinggian boleh dibuat:

1. dalam bentuk tiang pasang siap yang dipasang dari bahagian dengan pendakap;
2. atau sokongan tiub tirus.

Kedua-dua skema ini memerlukan pengukuhan daripada terbalik dengan membuat beberapa lapisan wayar lelaki dari kabel, yang diperlukan untuk menahan tiang sekiranya terdapat angin yang kuat. Mereka harus dilekatkan dengan selamat pada penyumbat dan penambat.

Dari pengalaman buruk peribadi: semasa menggunakan televisyen analog, saya mempunyai antena Spider-line dengan gelung berdiameter 2m. Ia terletak pada ketinggian 8 meter, dipasang pada tiang kayu dengan dua tingkat lelaki. Hembusan angin yang kuat menggegarkannya sehingga rak runtuh.

Nasib baik, televisyen digital moden memerlukan antena yang jauh lebih kecil. Mereka bukan sahaja mudah dilakukan dengan tangan anda sendiri, tetapi juga tidak sukar untuk diikat.

Cara membuat tiang untuk kincir angin

Segera perhatikan untuk membuat reka bentuk yang kukuh dan bebas masalah. Jika tidak, ulangi pengalaman menyedihkan pekerja YantarEnergo, yang mengalami kemalangan semasa ribut: tiang berbilang ton runtuh, dan serpihan dari bilah yang tersebar di seluruh kawasan.

Peranti tiang memerlukan pengiraan jumlah bahan yang diperlukan untuk membuat struktur dari sudut keluli dari pelbagai bahagian. Bentuk dan dimensi dipilih mengikut keadaan tempatan.

Ia diperbuat daripada tiga atau empat tegak. Masing-masing dipasang di hentian dari bawah. Di bahagian atas tiang, platform dibuat untuk memasang turbin angin.

Oleh kerana panjang sudut terhad, tiang dipasang dari beberapa bahagian. Kekakuan pengikat umum diberikan oleh tulang rusuk sisi yang diikat melalui pendakap.

Unsur logam tertanam adalah elemen asas yang wajib. Mereka akan digunakan untuk mengikat bahagian. Kita mesti menjaga bolt kimpalan dan penyambung.

Jangan mengabaikan barisan lelaki tambahan.

Cara membuat sokongan dari paip

Struktur teleskopik yang diperbuat daripada paip keluli dari profil yang sesuai lebih mudah dipasang, tetapi harus dikira dengan lebih berhati-hati untuk kekuatan. Momen lenturan yang dibuat oleh hujung lebat dalam angin ribut tidak boleh melebihi nilai kritikal.

Pada masa yang sama, kesukaran akan timbul dengan penyelenggaraan pencegahan, pemeriksaan dan pembaikan loji kuasa udara yang dipasang. Sekiranya anda dapat naik ke ketinggian di sepanjang tiang seperti tangga, maka bermasalah untuk melakukan ini melalui paip. Dan bekerja di tingkat atas sangat berbahaya.

Oleh itu, perlu segera memikirkan pilihan menurunkan peralatan ke tanah dengan selamat dan cara yang berpatutan untuk menaikkannya. Ini membolehkan anda melakukan salah satu daripada dua skema dengan:

1. Gandar putar pada sokongan utama.
2. Tuas tujah di bahagian bawah kaki sokongan.

Dalam kes pertama, asas kukuh dibuat untuk pemasangan sokongan utama. Struktur paip yang dikimpal dengan turbin angin dan sistem pengangkut rantai pada kabel keluli dipasang pada paksi putarannya.

Penimbang berat terletak di bahagian bawah paip untuk memudahkan mengangkat dan menurunkan dengan winch tangan.

Kabel keselamatan tali pinggang lelaki tidak ditunjukkan dalam gambar.Mereka hanya menggantung dari pelekapnya ke tanah ketika menaikkan dan menurunkan tiang, dan dipasang pada tiang konkrit pegun untuk operasi berterusan.

Skema untuk memasang dan menurunkan kincir angin mengikut pilihan kedua ditunjukkan di bawah.

Tiang dan lengan dorong penimbang, diperkuat dengan pengeras, yang terletak pada sudut tepat ke arahnya, dipusingkan ke arah menegak oleh win dengan sistem pengangkut rantai.

Paksi putaran struktur yang dibuat berada di bahagian atas sudut kanan dan terpaku pada panduan yang tertanam di pondasi. Semasa menaikkan atau menurunkan tiang, tali lelaki dikeluarkan dari jangkar pegun di tanah. Mereka boleh digunakan sebagai tali keselamatan.

Penjana angin: alat dan prinsip operasi litar elektrik dengan kata mudah

Ladang angin perindustrian dirancang sedemikian rupa sehingga mereka dapat segera menyalurkan elektrik ke grid kepada pengguna. Anda tidak boleh melakukan ini dengan tangan anda sendiri.

Semasa memilih generator yang akan memutar roda angin, prinsip kebolehbalikan mesin elektrik digunakan. Tork dikenakan pada motor elektrik dan belitan stator teruja.

Walau bagaimanapun, idea untuk memutar rotor motor elektrik tak segerak tiga fasa sebagai penjana untuk mendapatkan arus elektrik dengan voltan 220/380 volt direalisasikan dari enjin pembakaran dalaman, tekanan air, tetapi bukan angin.

Reka bentuk umum penjana dengan rotor akan menjadi berat, jika tidak, tidak mustahil untuk memastikan kelajuan poros tinggi.

Untuk kapasiti kecil, anda boleh:

• gunakan penjana kereta yang menghasilkan 12/24 volt;
• gunakan roda motor dari basikal elektrik;
• untuk memasang struktur magnet neodymium dengan gegelung dawai tembaga.

Anda juga boleh menggunakan turbin angin yang dijual di China sebagai asasnya. Tetapi dia perlu segera melakukan audit: perhatikan kualiti pemasangan belitan, keadaan galas, kekuatan bilah, dan pengimbangan rotor secara keseluruhan.

Kita harus mengetahui fakta bahawa nilai voltan keluaran penjana akan sangat berbeza bergantung pada kelajuan angin. Oleh itu, bateri digunakan sebagai pautan perantaraan.

Pengisian mereka mesti diberikan kepada pengawal.

Peralatan rumah tangga rangkaian 220 volt mesti dihidupkan dengan arus bolak dari penukar khas - penyongsang. Gambarajah termudah dari ladang angin kediaman adalah seperti berikut.

Ia dapat dipermudahkan kerana elektronik digital pengguna: komputer, televisyen, telefon beroperasi pada arus terus dari bekalan kuasa 12 volt.

Sekiranya mereka dikecualikan dari kerja dan peralatan digital dihidupkan secara langsung dari bateri, maka kehilangan tenaga elektrik akan dikurangkan dengan membatalkan penukaran berganda dalam penyongsang dan unit.

Oleh itu, saya mengesyorkan membuat soket 12 volt yang berasingan, menghidupkannya terus dari bateri.

Dalam litar elektrik, keseimbangan daya yang sama harus dijaga seperti struktur mekanikal. Setiap beban yang disambungkan mesti mematuhi ciri-ciri tenaga sumber hulu.

Peralatan rumah tangga 220 volt tidak boleh berlebihan penyongsang. Jika tidak, ia akan terputus dari perlindungan terpasang, dan jika gagal, ia akan habis. Bateri, kenalan kuasa pengawal, dan penjana itu sendiri berfungsi mengikut prinsip yang sama.

Perlindungan oleh pemutus litar untuk turbin angin di rumah mesti dilakukan tanpa gagal.

Untuk melakukan ini, ia mesti dipilih dengan betul mengikut cadangan saintifik, diperiksa dan disesuaikan.

Adalah mustahil untuk meramalkan beban yang tidak disengajakan, dan lebih-lebih lagi penampilan arus litar pintas. Oleh itu, modul ini semestinya dipasang sebagai perlindungan utama.

Gambarajah pendawaian untuk bateri, penyongsang dan pengawal untuk penjana angin secara praktikalnya tidak berbeza dengan yang digunakan dalam loji tenaga suria dengan panel cahaya.

Oleh itu, kesimpulan yang masuk akal segera menunjukkan dirinya: untuk memasang loji janakuasa gabungan, yang dikuasakan oleh tenaga angin dan solar pada masa yang sama. Kedua sumber ini saling melengkapi dengan baik, dan kos pemasangan stesen tunggal dikurangkan dengan ketara.

Terdapat banyak saluran di YouTube yang dikhaskan untuk turbin angin untuk kediaman. Saya suka karya pemilik "Solar Panel". Saya berpendapat bahawa dia cukup objektif dalam menyampaikan topik ini. Oleh itu, saya cadangkan untuk melihat lebih dekat.

Bateri turbin angin: masalah lain bagi pemilik rumah

Salah satu tugas yang mahal dari loji tenaga angin atau solar adalah masalah menyimpan tenaga elektrik, yang hanya dapat diselesaikan dengan menggunakan bateri. Mereka mesti dibeli dan dikemas kini, dan harganya agak tinggi.

Untuk memilihnya, anda perlu mengetahui ciri-ciri prestasi: voltan dan kapasiti. Biasanya, bateri komposit dari bateri 12 V digunakan, dan bilangan ampere-jam dalam setiap kes tertentu harus ditentukan secara empirikal, berdasarkan kekuatan pengguna, masa operasi mereka.

Anda mesti memilih bateri untuk penjana angin dari jarak yang cukup luas. Saya tidak akan mengulas sepenuhnya, tetapi hanya untuk empat jenis bateri asid yang popular:

1. kenderaan bermotor pemula konvensional;
2. Jenis AGM;
3. gel;
4. berperisai.

Penjual tidak mengesyorkan membeli bateri permulaan untuk ladang angin kerana ia dirancang untuk berfungsi dalam keadaan operasi kenderaan kritikal:

• apabila disimpan dalam keadaan sejuk, mereka mesti menahan arus permulaan yang besar yang dihasilkan semasa mesin sejuk berputar;
• semasa memandu, mereka terdedah kepada getaran dan gegaran;
• pengisian semula berlaku dalam mod penyangga dari penjana ketika kereta bergerak dengan kelajuan enjin yang berbeza.

Di mana:

• bateri yang diservis, memerlukan tahap elektrolit berkala dan penambahan air suling, dirancang untuk menahan 100 kitaran pelepasan / pengecasan;
• tidak diservis - mereka mempunyai reka bentuk yang lebih kompleks dan jumlah kitarannya adalah 200.

Walau bagaimanapun, bateri turbin angin semasa beroperasi di dalam rumah:

• biasanya diletakkan di ruang bawah tanah, di mana suhu, yang dikekalkan pada suhu + 5 ÷ + 10 darjah sepanjang tahun, adalah optimum;
• tidak terdedah kepada gegaran dan getaran, dipasang secara kekal dalam keadaan pegun;
• tidak menerima beban yang melampau semasa permulaan, dan apabila perkakas rumah dihidupkan melalui penyongsang, ia berfungsi dalam mod yang lemah;
• dicas dari penjana dengan arus kecil, yang mempunyai kesan yang baik terhadap mod desulfasi plat.

Semua ini adalah keadaan yang paling baik untuk operasi mereka. Oleh itu, saya sarankan untuk mengambil perhatian kepada pilihan ini bagi mereka yang tidak terlalu malas untuk memantau voltan di bank secara berkala dan memantau tahap elektrolit di dalamnya.

Bateri AGM reka bentuk yang lebih kompleks. Mereka mempunyai piring yang sama, tetapi tikar kaca diresapi dengan asid, yang berfungsi serentak sebagai lapisan dielektrik. Kitaran pelepasan / cas mereka ialah 250 ÷ 400. Pengecasan berlebihan adalah berbahaya.

Bateri golem juga dicipta oleh reka bentuk bebas penyelenggaraan dengan badan tertutup dan elektrolit yang menebal ke keadaan gel. Mereka tidak suka pengisian semula, tetapi lebih tahan terhadap pembuangan dalam. Jumlah kitaran pengiraan adalah 350.

Bateri perisai adalah antara perkembangan paling moden. Pad elektrod mereka dilindungi oleh polimer dari serangan asid. Julat kitaran operasi: 900 ÷ 1500.

Keempat-empat jenis bateri ini berbeza dengan ketara dari segi harga dan keadaan operasi. Sekiranya anda mengambil kira cadangan penjual, anda mesti mengeluarkan sejumlah wang yang cukup lumayan.

Walau bagaimanapun, saya mengesyorkan agar anda terlebih dahulu mendengar petua berguna yang diberikan oleh pemilik Solar Battery yang sama dalam videonya "Bagaimana memilih bateri untuk ladang angin dan stesen solar".

Dia mempunyai pendapat yang berlawanan mengenai perkara ini. Cara anda memperlakukannya adalah perniagaan anda sendiri. Walau bagaimanapun, untuk mengetahui maklumat dari sumber yang berlawanan dan memilih pilihan yang paling sesuai daripadanya: penyelesaian yang optimum untuk orang yang berfikir.

Pengiraan turbin angin bilah

Oleh kerana kami telah mengetahui bahawa turbin angin mendatar jauh lebih cekap, kami akan mempertimbangkan pengiraan reka bentuknya.

Tenaga angin dapat ditentukan oleh formula P = 0.6 * S * V³, di mana S adalah luas bulatan yang dijelaskan oleh hujung bilah pemutar (kawasan lemparan), dinyatakan dalam meter persegi, dan V adalah kelajuan angin yang dikira dalam meter per saat. Anda juga perlu mengambil kira kecekapan kincir angin itu sendiri, yang untuk litar mendatar tiga bilah rata-rata 40%, serta kecekapan set penjana, yang pada puncak ciri kelajuan semasa adalah 80% untuk penjana dengan pengujaan magnet kekal dan 60% untuk penjana dengan penggulungan pengujaan. Rata-rata, 20% lagi kuasa akan habis digunakan oleh gear peningkatan (pengganda). Oleh itu, pengiraan akhir jejari turbin angin (iaitu panjang bilahnya) untuk kuasa tertentu penjana magnet kekal kelihatan seperti ini: R = √ (P / (0.483 * V³)))

Contoh: Mari kita anggap kuasa angin yang diperlukan ialah 500 W, dan kelajuan angin purata adalah 2 m / s. Kemudian, mengikut formula kita, kita mesti menggunakan bilah dengan panjang sekurang-kurangnya 11 meter. Seperti yang anda lihat, walaupun kekuatan yang kecil akan memerlukan penciptaan penjana angin dengan dimensi kolosal. Untuk lebih kurang struktur rasional dengan panjang pisau tidak lebih dari satu setengah meter dalam keadaan pembuatan do-it-yourself, penjana angin hanya dapat menghasilkan kuasa 80-90 watt walaupun dalam keadaan angin kencang.

Tidak cukup daya? Sebenarnya, semuanya agak berbeza, kerana sebenarnya beban penjana angin disuap oleh bateri, turbin angin hanya mengecasnya dengan sebaik mungkin. Akibatnya, kekuatan turbin angin menentukan kekerapan ia dapat membekalkan tenaga.

Pemilihan penjana

Pilihan yang paling logik untuk set generator untuk turbin angin buatan sendiri adalah penjana kereta. Penyelesaian ini memudahkan pemasangan set, kerana penjana sudah mempunyai kedua-dua titik lekapan dan takal untuk pengganda tali pinggang. Tidak sukar untuk membeli kedua-dua generator itu sendiri dan alat ganti untuknya. Di samping itu, pengatur relay bawaan membolehkan anda menghubungkannya secara langsung ke bateri simpanan 12 volt, dan pada gilirannya, penyongsang untuk menukar arus terus ke voltan bolak 220V.

Tetapi, seperti yang disebutkan di atas, kecekapan generator dengan penggulungan pengujaan cukup rendah, yang sangat sensitif untuk penjana angin yang sudah berkuasa rendah. Kelemahan kedua ialah apabila bateri habis, penjana kereta tidak dapat bersemangat.

Dalam sebilangan reka bentuk buatan sendiri, anda boleh menemui penjana traktor G-700 dan G-1000. Kecekapan mereka tidak lebih, perbezaan yang berguna hanyalah magnetisasi rotor, yang memungkinkan untuk membangkitkan penjana walaupun tanpa bateri simpanan, dan harga yang rendah.

Sebilangan pengarang, ketika membina penjana angin, menggunakan sifat kebolehbalikan motor elektrik pemungut - dengan memutar pemutarnya secara paksa, arus terus dapat dikeluarkan darinya. Stator motor jenis ini sama ada terdiri daripada magnet kekal, yang lebih disukai untuk tujuan kita, atau mempunyai belitan. Untuk menggunakan enjin dalam mod penjana, ia disambungkan ke pengatur relai kenderaan untuk memberikan voltan yang diinginkan.Pertimbangkan penyambungan relay-regulator menggunakan contoh simpul dari klasik VAZ (lebih mudah kerana tidak digabungkan menjadi satu blok dengan pemasangan berus):

1. Sambungkan salah satu berus motor ke badan - ini akan menjadi tiang negatif penjana. Di sini, sambungkan casing logam relay-regulator dengan selamat dan terminal "-" bateri.
2. Sambungkan terminal 67 geganti ke salah satu terminal penggulungan stator, yang kedua sementara ke casing.
3. Sambungkan terminal 15 melalui suis ke kutub positif bateri (ini akan membekalkan arus medan ke belitan). Berikan putaran rotor ke arah yang sama dengan skru turbin angin yang akan disediakan, dan sambungkan voltmeter antara sikat bebas dan perumahan. Sekiranya terdapat potensi negatif pada sikat, tukar sambungan stator dengan pengatur relay dan arde.

Ciri utama menghubungkan penjana DC ke bateri adalah keperluan untuk memisahkannya dengan dioda semikonduktor, yang menghalang bateri habis ke belitan rotor ketika generator berhenti. Dalam penjana kereta moden, fungsi ini dilakukan oleh jambatan dioda tiga fasa, dan kita juga dapat menggunakannya dengan menyambungkan fasa-fasa tersebut secara selari untuk mengurangkan penurunan voltan di atasnya.

Kuasa terbesar dapat dikeluarkan dari penjana, pemutarnya terdiri daripada magnet neodymium. Konstruksi berdasarkan hab kenderaan dengan cakera brek meluas, di sepanjang pinggir magnet kuat dipasang. Stator dengan penggulungan fasa tunggal atau tiga fasa terletak pada jarak minimum dari mereka.

Turbin angin reka bentuk paksi dengan magnet

Di tengah-tengah kincir angin 220v adalah pusat kereta penumpang dengan cakera brek. Sekiranya bahagiannya tidak baru, lepaskan, periksa dan pelincirkan galas, dan bersihkan dari karat.

Mengedarkan dan mengamankan magnet

Mula-mula anda perlu merekatkan magnet ke cakera pemutar. Dalam kes ini, magnet yang digunakan bukanlah magnet biasa, tetapi magnet neodymium khas. Mereka jauh lebih hebat. Anda memerlukan 20 magnet, ukuran 25 hingga 8 mm. Magnet diletakkan di kutub bergantian. Untuk penempatan yang betul, buat templat seperti yang ditunjukkan dalam foto di bawah.

Nasihat! Sekiranya boleh, gunakan magnet segi empat tepat dan bukan bulat untuk turbin angin. Medan magnet mereka tertumpu bukan di tengah, tetapi sepanjang.

Gunakan gam silikat untuk menahan magnet ke cakera. Dan untuk kekuatan pada akhir, anda boleh mengisi magnet dengan epoksi. Untuk mengelakkan kebocoran resin, buat pengikat plastik atau pita cakera.

Nota! Agar tidak mengelirukan di mana tiang magnet, anda boleh menandainya dengan "+" atau "-". Untuk menentukan ini - bawa satu magnet ke magnet yang lain. Permukaan magnet yang tertarik mempunyai tanda "+". Sekiranya magnet ditolak, ia mempunyai tiang “-”.

Penjana tiga fasa dan satu fasa untuk turbin angin

Sekiranya kita membandingkannya, maka peranti dengan satu fasa lebih buruk, kerana di bawah beban ia bergetar kerana perbezaan amplitud arus. Dan ia muncul kerana ketidakseimbangan arus. Kesan ini tidak terdapat dalam produk tiga fasa. Kekuatan mereka selalu sama. Masalahnya adalah bahawa satu fasa mengimbangi yang lain dan sebaliknya, jika arus hilang dalam satu fasa, maka pada fasa yang lain akan meningkat.

Apakah hasil akhirnya? Dan hakikat bahawa penjana tiga fasa mempunyai 50% lebih banyak output daripada fasa tunggal. Selain itu, ketiadaan getaran, yang boleh mengganggu dan mempengaruhi keselesaan, adalah menggembirakan. Di bawah beban berat, stator tidak akan bersenandung. Sekiranya bunyi tidak mengganggu anda, dan anda memutuskan untuk menggunakan generator fasa tunggal, bersiaplah untuk fakta bahawa getaran akan memberi kesan negatif terhadap operasi penjana angin. Jangka hayat perkhidmatannya akan menjadi lebih pendek.

Kami menggulung gegelung

Penjana angin tidak boleh dipanggil dengan pantas. Diperlukan untuk melakukan segalanya sehingga bateri 12 V dijangkiti dari 100-140 rpm.Dengan data awal seperti itu, jumlah giliran dalam gegelung harus sama dengan 1000-1200. Tetapi bagaimana anda tahu berapa banyak giliran yang ada per gegelung? Sederhana: angka ini dibahagi dengan bilangan gegelung.

Sekiranya anda mahu turbin angin memberikan lebih banyak kuasa pada rpm rendah, anda perlu membuat lebih banyak tiang. Dalam kes ini, kekerapan ayunan arus dalam gegelung akan meningkat. Untuk mengurangkan rintangan dan meningkatkan rintangan semasa, kami mengesyorkan menggulung wayar tebal di sekitar gegelung. Pertimbangkan juga kenyataan bahawa pada voltan tinggi rintangan belitan dapat "memakan" arus.

Perhatikan bahawa bilangan dan ketebalan magnet yang dipasang pada cakera menentukan parameter operasi penjana. Untuk mengetahui berapa banyak daya yang dapat dihasilkan oleh penjana angin, lilitkan satu gegelung dan putar penjana. Ukur voltan pada beberapa rpm tanpa beban. Sebagai contoh, untuk 200 rpm anda mendapat arus 30 V dengan rintangan 3 ohm. Kurangkan 12 V (voltan bateri) dari 30 V. Sekarang bahagikan nombor yang anda dapat dengan 3 ohm. Ia kelihatan seperti ini:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Hasilnya, ternyata 6 A. Mereka akan menggunakan bateri. Jelas bahawa dalam praktiknya ia akan menjadi sedikit kurang kerana kerugian pada wayar.

Lebih baik membuat gegelung memanjang. Kemudian tembaga di sektor ini akan keluar lebih banyak, dan gilirannya akan lurus. Diameter lubang di dalam gegelung harus sama dengan atau sedikit lebih besar daripada ukuran magnet.

Nota! Ketebalan stator mestilah sama dengan ketebalan magnet.

Acuan untuk stator boleh menjadi papan lapis. Tetapi sektor gegelung juga dapat diletakkan di atas kertas dengan membuat batas plastik. Gegelung mesti dipasang supaya tidak bergerak, dan hujung fasa mesti dibawa keluar. Sambungkan semua wayar dengan bintang atau delta. Tetap menguji penjana angin dengan memutarnya dengan tangan.

Kami membuat skru dan tiang untuk turbin angin

Tiang untuk penjana mestilah tinggi, dari 8 hingga 12 m. Pangkalannya mestilah konkrit. Lebih baik memasang paip supaya paip mudah diangkat dan diturunkan oleh winch. Skru turbin angin akan dipasang pada bahagian atas paip.

Anda boleh membuatnya dari paip plastik Ø160 mm. Potong skru dengan enam bilah, panjang 2 m.

Untuk menjauhkan baling-baling dari angin yang kuat, buat ekor lipat. Hasilnya, semua tenaga yang dihasilkan oleh penjana angin dapat terkumpul di dalam bateri.

Itu sahaja, anda tahu bagaimana membuat penjana angin dengan magnet. Sekarang anda boleh menggunakan elektrik yang dihasilkan oleh penjana angin seperti itu, menjimatkan wang anda. Segala usaha anda akan dihargai.

Pengiraan pengganda

Set penjana mempunyai ciri kelajuan arus yang cenderung: dengan peningkatan kelajuan pemutar, daya maksimum yang dihantar kepadanya meningkat. Oleh itu, untuk memastikan kecekapan tertinggi turbin angin berkelajuan rendah, kita memerlukan pengganda dengan faktor peningkatan yang besar.

Untuk reka bentuk buatan sendiri, penyelesaian yang paling optimum adalah pengganda tali pinggang: mudah dibuat dan memerlukan kerja mesin minimum. Nisbah peningkatan putaran akan sama dengan nisbah diameter takal pemacu, yang dihubungkan dengan paksi skru, hingga diameter takal penggerak generator. Sekiranya perlu, nisbah gear dapat disesuaikan dengan mudah dengan menggantikan salah satu takal.

Semasa merancang pengganda, adalah perlu untuk mempertimbangkan kedua-dua kelajuan rata-rata pemasangan bilah dan ciri kelajuan arus penjana. Sekiranya kita menggunakan penjana kereta bersiri, maka ia boleh didapati dengan mudah di Internet, dengan reka bentuk buatan sendiri, kemungkinan besar, kita harus melalui percubaan dan kesilapan.

Sebagai contoh, mari kita gunakan penjana traktor biasa, yang telah disebutkan di atas.

Mengambil kuasa turbin angin yang dikira pada 90 watt, kita dapati titik pada graf yang sesuai dengan output penjana untuk kuasa ini.Pada voltan nominal 14 V, kita memerlukan output semasa sekurang-kurangnya 6.5 A - menurut grafik, ini akan berlaku pada kelajuan sedikit melebihi 1000 rpm. Biarkan baling-baling reka bentuk kita berputar dengan angin pada kelajuan 60 rpm (angin sederhana). Ini bermaksud bahawa kita memerlukan sekurang-kurangnya nisbah dua puluh kali ganda diameter takal - untuk takal penjana 70 mm, takal kincir angin harus mempunyai diameter hampir satu setengah meter, yang tidak dapat diterima. Ini jelas menunjukkan betapa rendahnya kecekapan penjana angin jenis ini - tanpa kotak gear bertingkat yang dengan sendirinya akan menyebabkan kehilangan kuasa yang besar, hampir mustahil untuk membawa penjana kereta ke mod operasi.

Pilihan reka bentuk dan perincian

Penjana angin DIY dari penjana kereta

Semasa memilih reka bentuk set penjana angin, seseorang harus melanjutkan dari ciri keadaan iklim di kawasan itu. Jadi, untuk kawasan yang mempunyai aktiviti angin rendah, generator turbin angin yang dilengkapi dengan bilah jenis layar adalah optimum (penampilannya ditunjukkan pada gambar di bawah).

Turbin angin jenis belayar

Di kawasan dengan muatan angin yang kuat, penjana angin buatan sendiri untuk kediaman paling sering dibuat dalam bentuk alat kuasa terhad yang diletakkan secara menegak.

Walaupun turbin angin dengan paksi putaran menegak agak lebih mahal untuk dihasilkan daripada rakan mendatar mereka, mereka lebih mampu menahan beban angin yang kuat. Untuk pembuatannya, bilah buatan sendiri yang dikumpulkan dari alat improvisasi dapat digunakan (beberapa pengrajin telah menyesuaikannya untuk membuatnya dari tong yang dipotong menjadi serpihan logam yang terpisah).

Lebih baik membeli angin siap pakai dan menyesuaikannya dengan generator, yang dapat digunakan sebagai motor yang ditukar dari pencetak. Bagaimanapun, sebelum memulakan kerja, lakaran penjana masa depan harus digarap, yang harus menunjukkan gambarajah terperinci unit pasang siap.

Maklumat tambahan. Semasa memilih bilah yang dibeli, seseorang harus meneruskan kenyataan bahawa apa yang disebut "perahu layar" dianggap paling murah.

Atas dasar mereka, kaedah termudah untuk membuat penjana angin menegak.

Untuk melengkapkan perihalan kemungkinan reka bentuk, kami menambahkan bahawa peranti masa depan dapat dibuat dari starter automobil atau autogenerator mana pun yang telah menghabiskan hayatnya. Mari kita pertimbangkan setiap pilihan yang dicadangkan untuk membuat penjana elektrik sendiri dengan lebih terperinci.

Tiang

Tiang di mana turbin angin dipasang - ini adalah salah satu nodnya yang paling penting.
Ia bukan sahaja memastikan pengoperasian kincir angin yang selamat (titik bawah bulatan yang dijelaskan oleh bilah tidak boleh lebih dekat dari 2 meter ke tanah), tetapi juga memungkinkan untuk menggunakan tenaga angin secepat mungkin, aliran yang menjadi lebih bergelora berhampiran tanah.

Ketinggian yang tinggi menyebabkan ketegaran tiang turbin angin yang rendah dan membuat pengiraan kekuatannya agak sukar bukan hanya untuk tuan amatur, tetapi juga untuk jurutera. Anda hanya boleh menyenaraikan perkara utama:

• Letakkan tiang sejauh mungkin dari rumah dan pokok-pokok yang mengaburkan aliran udara. Di samping itu, sekiranya angin kencang, penjana angin boleh jatuh di bangunan atau rosak oleh pokok;
• Reka bentuk tiang yang optimum adalah rangka kekimpalan kerja terbuka serupa dengan menara penghantaran kuasa, tetapi sukar dan mahal pembuatannya. Pilihan paling mudah, tetapi cukup berkesan ialah beberapa paip selari dengan diameter 80-100 mm, dikimpal dengan jahitan pendek antara satu sama lain dan konkrit hingga kedalaman sekurang-kurangnya satu meter di dalam tanah. Adalah sangat diinginkan untuk mengukuhkan struktur satu paip dengan ikatan kabel, yang juga dipasang pada penyokong yang dituangkan ke dalam konkrit.
• Untuk mempermudah pemeliharaan kincir angin, tiangnya dapat dijadikan titik balik: dalam hal ini, ketika garis regangan yang menuju ke arah patah melemah, tiang dapat dimiringkan ke tanah.

Cerita mengenai penjana angin yang sangat sederhana dari kipas rumah

Peralatan elektrik tambahan

Seperti disebutkan di atas, bagian yang tidak terpisahkan dari ladang angin adalah bateri yang mengambil alih kuasa pengguna. semasa memilihnya, anda perlu ingat bahawa semakin besar kapasitinya, semakin lama ia dapat mengekalkan voltan dalam rangkaian, tetapi pada masa yang sama ia akan memakan masa lebih lama untuk dicas. Jangka masa operasi dapat didefinisikan sebagai masa di mana separuh dari kapasiti bateri habis (setelah itu, penurunan voltan akan menjadi nyata, di samping itu, pelepasan dalam mengurangkan jangka hayat bateri asid plumbum).

Contoh: Oleh itu, bateri dengan kapasiti 65 A * h secara kondisional akan dapat memberi tenaga 30-35 Amp-jam kepada beban. Adakah banyak atau sedikit? Lampu pencahayaan 60 watt konvensional akan memerlukan, dengan mengambil kira kehadiran penyongsang yang menukar 12 VDC menjadi 220 VAC dan mempunyai kecekapan tersendiri dalam 70%, arus 7 ampere - sedikit lebih daripada empat jam operasi. Kincir angin kami dengan kekuatan nominal 90 watt, walaupun dalam keadaan terbaik, dengan angin kencang yang berterusan, akan mengambil masa sekurang-kurangnya lima jam untuk memulihkan tenaga yang terbuang. Seperti yang anda lihat, ketika menggunakan turbin angin semata-mata sebagai sumber tenaga autonomi, elektrik di rumah anda hanya akan tersedia selama beberapa jam sehari.

Nod kedua sistem bekalan kuasa adalah penyongsang. Dalam kes kami, anda boleh menggunakan kenderaan siap pakai dan yang diekstrak dari bekalan kuasa yang tidak terganggu. Walau apa pun, penting untuk tidak membebankannya dengan penggunaan semasa, memandangkan daya operasi sebenarnya 1.2-1.5 kali lebih rendah daripada kuasa maksimum yang ditunjukkan.

Seperti yang anda lihat, daya tarikan menggunakan tenaga percuma bergantung pada banyak sekatan, dan satu-satunya pilihan yang cekap di Rusia tengah - penjana angin - tidak dapat memberikan autonomi jangka panjang.

Tetapi pada masa yang sama, idea ini tidak buruk baik sebagai sumber bekalan kuasa kecemasan dan, terutamanya, sebagai tugas reka bentuk - keseronokan membuat turbin angin dengan tangan anda sendiri dapat melebihi kekuatannya.