Să facem un generator eolian cu propriile noastre mâini

De multe ori proprietarii de case private au o idee de implementat sisteme de alimentare de rezervă... Cea mai simplă și mai accesibilă modalitate este, desigur, un generator de benzină sau motorină, dar mulți oameni își îndreaptă privirile spre modalități mai complexe de a transforma așa-numita energie liberă (radiația solară, energia apei curgătoare sau a vântului) în electricitate.

Fiecare dintre aceste metode are propriile sale avantaje și dezavantaje. Dacă cu utilizarea debitului de apă (mini-centrală hidroelectrică) totul este clar - este disponibil numai în imediata vecinătate a unui râu care curge rapid, atunci lumina soarelui sau vântul pot fi utilizate aproape peste tot. Ambele metode vor avea un dezavantaj comun - dacă o turbină de apă poate funcționa non-stop, atunci o baterie solară sau un generator eolian sunt eficiente doar pentru o perioadă, ceea ce face necesară includerea bateriilor în structura unei rețele electrice de acasă.

Deoarece condițiile din Rusia (orele de lumină scurte în cea mai mare parte a anului, precipitațiile frecvente) fac utilizarea panourilor solare ineficiente la costul și eficiența lor actuală, cel mai profitabil este proiectarea unui generator eolian... Luați în considerare principiul său de funcționare și posibilele opțiuni de proiectare.

Deoarece niciun dispozitiv de casă nu este ca altul, acesta este
articolul nu este o instrucțiune pas cu pasși o descriere a principiilor de bază ale proiectării unei turbine eoliene.

Principiul general de funcționare

Principalul corp de lucru al generatorului eolian este lamele, care sunt rotite de vânt. În funcție de locația axei de rotație, turbinele eoliene sunt împărțite în orizontală și verticală:

• Turbine eoliene orizontale cel mai răspândit. Paletele lor au un design similar cu o elice de avion: în prima aproximare, acestea sunt plăci înclinate față de planul de rotație, care transformă o parte din sarcină din presiunea vântului în rotație. O caracteristică importantă a unui generator de vânt orizontal este necesitatea de a asigura rotația ansamblului lamei în conformitate cu direcția vântului, deoarece eficiența maximă este asigurată atunci când direcția vântului este perpendiculară pe planul de rotație.
• Lame turbină eoliană verticală au o formă convexă-concavă. Deoarece raționalizarea laturii convexe este mai mare decât partea concavă, o astfel de turbină eoliană se rotește întotdeauna într-o singură direcție, indiferent de direcția vântului, ceea ce face ca mecanismul de rotire să fie inutil, spre deosebire de turbinele eoliene orizontale. În același timp, datorită faptului că la un moment dat, doar o parte a lamelor efectuează lucrări utile, iar restul se opun doar rotației, Eficiența unei mori de vânt verticale este mult mai mică decât cea orizontală: dacă pentru un generator eolian orizontal cu trei pale, această cifră atinge 45%, atunci pentru unul vertical nu va depăși 25%.

Deoarece viteza medie a vântului în Rusia nu este mare, chiar și o turbină eoliană mare se va roti destul de încet de cele mai multe ori. Pentru a asigura o putere suficientă, sursa de alimentare trebuie să fie conectată la generator printr-un reductor treptat, curea sau angrenaj. Într-o moară de vânt orizontală, unitatea-reductor-lamă-generator este montată pe un cap pivotant, care le permite să urmeze direcția vântului. Este important să se țină seama de faptul că capul pivotant trebuie să aibă un limitator care să-l împiedice să facă o rotație completă, întrucât altfel cablajul de la generator va fi întrerupt (opțiunea folosind șaibe de contact care permit rotirea liberă a capului este mai mare complicat).Pentru a asigura rotația, generatorul eolian este suplimentat cu o paletă de lucru direcționată de-a lungul axei de rotație.

Cel mai obișnuit material al lamei este țevile din PVC cu diametru mare tăiate longitudinal. De-a lungul marginii, plăcile metalice sunt nituite la ele, sudate la butucul ansamblului lamei. Desenele de acest tip de lame sunt cele mai răspândite pe internet.

Videoclipul povestește despre un generator eolian auto-fabricat

Morile de vânt DIY pentru acasă: o prezentare generală a desenelor și modelelor

După cum ați înțeles deja, prima parte care percepe energia eoliană este roata eoliană. Nici o schemă de mori de vânt pentru casă nu se poate descurca fără ea.

Poate fi executat:

• cu o axă de rotație verticală;
• sau orizontală.

Turbină eoliană verticală

Voi arăta cu o fotografie una dintre structurile ușor de fabricat, realizate dintr-un butoi obișnuit de oțel.

Un astfel de generator de vânt vertical, realizat manual, și chiar situat deasupra solului, înconjurat de clădiri și plante, nu va putea dezvolta viteza normală pentru a genera suficientă energie electrică pentru a alimenta o casă privată.

El va putea îndeplini doar câteva sarcini individuale pentru echipamente de mică putere. Mai mult, viteza redusă de rotație a rotorului său va necesita utilizarea obligatorie a unei trepte de viteză, ceea ce reprezintă pierderi de energie suplimentare.

Astfel de modele erau populare la începutul secolului trecut pe navele cu aburi. O roată de apă, situată cu lamele sale de-a lungul direcției de mișcare a navei, a asigurat mișcarea acesteia.

Acum este o raritate care și-a pierdut relevanța. În aviație, un astfel de design nu numai că nu a prins rădăcini, dar nici măcar nu a fost luat în considerare.

Rotor Onipko

Dintre modelele de viteză redusă ale roților cu vânt, rotorul Onipko este acum distribuit masiv prin internet. Agenții de publicitate îl arată rotindu-se chiar și în vânturi foarte ușoare.

Cu toate acestea, din anumite motive, am și o atitudine critică față de această dezvoltare, deși nu este atât de dificil să o repet cu propriile mâini. Nu am găsit recenzii entuziaste în rândul cumpărătorilor, precum și calcule științifice ale fezabilității economice a utilizării sale.

Dacă vreunul dintre cititori mă poate descuraja în această opinie, aș fi recunoscător.

Turbină eoliană orizontală

Încă de la început, motoarele avioanelor au început să folosească o elice care propulsează aer de-a lungul corpului aeronavei. Forma și designul său sunt alese astfel încât să se utilizeze componenta reactivă pe lângă forța de presiune activă.

Orice generator eolian orizontal, fabricat industrial sau manual, funcționează conform acestui principiu. Arăt un exemplu de construcție de casă cu o fotografie.

Conform principiului utilizării energiei eoliene, este un design mai eficient, iar în ceea ce privește proiectarea pentru a asigura problemele casnice de furnizare a energiei electrice, este de putere redusă.

Un mic motor electric, al cărui rotor rotește turbina eoliană, poate genera chiar și la o presiune optimă și puterea vântului, generând doar putere redusă ca generator. Puteți conecta un bec slab cu LED la acesta.

Gândiți-vă singur dacă trebuie să asamblați sau nu o astfel de paletă cu iluminare din spate. Un astfel de design nu va face față altor sarcini. Deși poate fi încă folosit pentru a speria alunițele din zonă. Le plac cu adevărat zgomotele însoțite de rotația pieselor metalice.

Pentru a utiliza la maximum energia electrică primită de la vânt, rotorul generatorului eolian trebuie să aibă dimensiunile corespunzătoare consumului de energie. Contează pe un diametru de aproximativ 5 metri.

Când îl creați, vă veți confrunta cu o dificultate tehnică: trebuie să echilibrați cu precizie părțile mari. Centrul de masă trebuie să fie întotdeauna la mijlocul axei de rotație.

Acest lucru va reduce la minimum rularea rulmentului și oscilația unei structuri la altitudine mare. Cu toate acestea, echilibrarea astfel nu este ușoară.

Cum se instalează o turbină eoliană: un aspect fiabil al catargului pentru montarea la înălțime

Greutatea rotorului pentru producția normală de energie electrică este destul de decentă. Nu poate fi instalat pe un suport simplu.

Va trebui să creați o bază solidă din beton pentru șuruburile de ancorare ale catargului metalic și ale tipului. În caz contrar, întreaga structură, asamblată cu mare dificultate, se poate prăbuși în orice moment nepotrivit.

Un stand pentru o turbină eoliană ridicat la o înălțime poate fi realizat:

1. sub forma unui catarg prefabricat asamblat din secțiuni cu bretele;
2. sau un suport tubular conic.

Ambele scheme vor necesita întăriri de la răsturnare prin crearea mai multor nivele de fire tip din cabluri, care sunt necesare pentru a ține catargul în caz de rafale puternice de vânt. Acestea vor trebui să fie atașate în siguranță la dopuri și ancore.

Din experiența personală proastă: în timp ce foloseam televizorul analog, am avut o antenă Spider-line cu un diametru de cerc de 2m. A fost situat la o înălțime de 8 metri, a fost fixat pe un stâlp de lemn cu două niveluri de tipi. Rafale grele de vânt au legănat-o, astfel încât raftul s-a prăbușit.

Din fericire, televiziunea digitală modernă necesită antene mult mai mici. Nu numai că sunt ușor de făcut cu propriile mâini, dar nu sunt atât de greu de fixat.

Cum se face un catarg pentru o moară de vânt

Acordați atenție construirii unui design solid, fără probleme imediat. În caz contrar, trebuie doar să repetați experiența tristă a angajaților YantarEnergo, care au avut un accident în timpul unei furtuni: un catarg de mai multe tone s-a prăbușit și fragmente din lamele împrăștiate prin district.

Dispozitivul catargului va necesita calcularea cantității de materiale necesare pentru a crea o structură dintr-un unghi de oțel de diferite secțiuni. Forma și dimensiunile sunt selectate în funcție de condițiile locale.

Este alcătuit din trei sau patru montanți. Fiecare dintre ele este montat pe o oprire de jos. În partea de sus a catargului, este creată o platformă pentru instalarea turbinei eoliene.

Deoarece lungimea colțurilor este limitată, catargul este asamblat din mai multe secțiuni. Rigiditatea fixării generale este dată de nervuri laterale fixate prin bretele.

Elementele metalice încorporate sunt un element obligatoriu al fundației. Acestea vor fi folosite pentru fixarea pieselor. Va trebui să ne ocupăm de șuruburile de sudare și de conectare.

Nu neglijați liniile de tip suplimentare.

Cum se face un suport din țevi

O structură telescopică din țevi de oțel cu profilul corespunzător este mai ușor de asamblat, dar ar trebui calculată mai atent pentru rezistență. Momentul de încovoiere creat de un vârf greu într-un vânt furtunos nu trebuie să depășească o valoare critică.

În același timp, vor apărea dificultăți cu întreținerea preventivă, inspecția și repararea centralei aeriene asamblate. Dacă puteți urca la o înălțime de-a lungul catargului ca o scară, atunci este problematic să faceți acest lucru printr-o țeavă. Iar lucrul la etaj este foarte periculos.

Prin urmare, este imediat necesar să ne gândim la opțiunea de a coborî în siguranță echipamentul la sol și la un mod accesibil de a-l ridica. Acest lucru vă permite să efectuați una dintre cele două scheme cu:

1. Axa pivotantă pe suportul principal.
2. O manetă de împingere pe partea inferioară a piciorului de sprijin.

În primul caz, se creează o bază solidă pentru instalarea suportului principal. O structură de țeavă sudată cu o turbină eoliană și un sistem de ridicare cu lanț pe cabluri de oțel este atașată la axa sa de rotație.

O contragreutate este amplasată în partea de jos a țevii pentru a facilita ridicarea și coborârea cu un troliu manual.

Cablurile de siguranță ale centurii individuale nu sunt prezentate în imagine.Pur și simplu atârnă de montajele lor până la sol atunci când ridică și coboară catargul și sunt atașate la mize staționare din beton pentru funcționare continuă.

Schema pentru instalarea și coborârea morii de vânt conform celei de-a doua opțiuni este prezentată mai jos.

Catargul și brațul de împingere contragreutate, întărite cu un rigidizator, situat în unghi drept față de acesta, sunt rotite în direcție verticală de un troliu cu un sistem de ridicare cu lanț.

Axa de rotație a structurii create se află în partea superioară a unghiului drept și este fixată în ghidajele încorporate în fundație. Când ridicați sau coborâți catargul, cablurile tipului sunt îndepărtate din ancorajele staționare de la sol. Pot fi folosite ca o frânghie de siguranță.

Generator eolian: dispozitiv și principiu de funcționare a circuitului electric în cuvinte simple

Parcurile eoliene industriale sunt proiectate în așa fel încât să poată furniza imediat energie electrică rețelei către consumatori. Nu poți face asta cu propriile mâini.

Atunci când alegeți un generator care va roti roata vântului, se utilizează principiul reversibilității mașinilor electrice. Un cuplu este aplicat motorului electric și înfășurările statorului sunt excitate.

Cu toate acestea, ideea rotirii rotorului unui motor electric trifazat asincron ca generator pentru a obține un curent electric cu o tensiune de 220/380 volți este realizată de la motoarele cu ardere internă, presiunea apei, dar nu vântul.

Proiectarea generală a generatorului cu rotorul va deveni grea, altfel nu va fi posibil să se asigure viteze mari ale arborelui.

Pentru capacități mici, puteți:

• folosiți un generator auto care produce 12/24 volți;
• aplicați o roată cu motor de la o bicicletă electrică;
• pentru a asambla o structură de magneți de neodim cu bobine de sârmă de cupru.

De asemenea, puteți lua ca bază o turbină eoliană vândută în China. Dar trebuie să efectueze imediat un audit: acordați atenție calității instalării înfășurărilor, stării rulmenților, rezistenței lamelor și echilibrării generale a rotorului.

Va trebui să ne adaptăm la faptul că valoarea tensiunii de ieșire a generatorului va varia foarte mult în funcție de viteza vântului. Prin urmare, bateriile sunt utilizate ca o legătură intermediară.

Încărcarea lor trebuie atribuită controlerului.

Aparatele de uz casnic ale unei rețele de 220 volți trebuie alimentate cu curent alternativ de la un convertor special - un invertor. Cea mai simplă diagramă a unui parc eolian de origine este următoarea.

Poate fi mult simplificată deoarece electronica digitală de consum: calculatoare, televizoare, telefoane funcționează pe curent continuu de la surse de alimentare de 12 volți.

Dacă sunt excluse de la locul de muncă și echipamentul digital este alimentat direct de la baterii, atunci pierderea de energie electrică va fi redusă prin anularea conversiei duble în invertor și unități.

De aceea, vă recomand să realizați prize separate de 12 volți, alimentându-le direct din baterii.

În cadrul circuitului electric, va trebui menținut același echilibru de putere ca și în structura mecanică. Fiecare sarcină conectată trebuie să respecte caracteristicile energetice ale sursei din amonte.

Aparatele de uz casnic de 220 volți nu ar trebui să suprasolicite invertorul. În caz contrar, se va deconecta de la protecția încorporată și, dacă nu reușește, se va arde pur și simplu. Bateriile, contactele de alimentare ale controlerului și generatorul în sine funcționează conform aceluiași principiu.

Protecția cu ajutorul unui întrerupător pentru o turbină eoliană de acasă trebuie efectuată fără probleme.

Pentru a face acest lucru, trebuie selectat corect strict conform recomandărilor științifice, verificat și ajustat.

Este imposibil să se prevadă o supraîncărcare accidentală și cu atât mai mult apariția unui curent de scurtcircuit. Prin urmare, acest modul este în mod necesar instalat ca protecție principală.

Schema de cabluri pentru baterii, un invertor și un controler pentru un generator eolian nu este practic diferită de cea utilizată în stațiile solare cu panouri luminoase.

Prin urmare, se sugerează imediat o concluzie rezonabilă: să asamblați o centrală combinată de acasă, alimentată în același timp de energie eoliană și solară. Aceste două surse se completează reciproc, iar costurile asamblării stațiilor individuale sunt semnificativ reduse.

Există o mulțime de canale pe YouTube dedicate turbinelor eoliene pentru casă. Mi-a plăcut munca proprietarului „Panouri solare”. Cred că este destul de obiectiv în prezentarea acestui subiect. Prin urmare, vă recomand să aruncați o privire mai atentă.

Bateriile de turbine eoliene: o altă problemă pentru proprietarul casei

Una dintre sarcinile costisitoare ale unei centrale eoliene sau solare este problema stocării energiei electrice, care se rezolvă doar prin baterii. Acestea vor trebui cumpărate și actualizate, iar costul este destul de mare.

Pentru a le selecta, trebuie să cunoașteți caracteristicile de performanță: tensiune și capacitate. De obicei, se folosesc baterii compozite dintr-o baterie de 12 V, iar numărul de amperi-oră în fiecare caz specific trebuie determinat empiric, pe baza puterii consumatorilor, a timpului lor de funcționare.

Va trebui să alegeți baterii pentru un generator eolian dintr-o gamă destul de largă. Nu mă voi limita la o recenzie completă, ci doar la patru tipuri populare de baterii cu acid:

1. vehicule cu motor de pornire convenționale;
2. Tip AGM;
3. gel;
4. blindat.

Vânzătorii nu recomandă achiziționarea bateriilor de pornire pentru parcurile eoliene, deoarece acestea sunt proiectate să funcționeze în condiții critice de funcționare a vehiculului:

• atunci când sunt depozitate la rece, acestea trebuie să reziste la curenții uriași de pornire care se creează atunci când un motor rece se rotește;
• în timp ce conduc, sunt expuși vibrațiilor și tremurului;
• reîncărcarea are loc în modul tampon de la generator atunci când mașina se deplasează cu turații diferite ale motorului.

Unde:

• bateriile reparate, care necesită un nivel periodic de electroliți și apă distilată, sunt proiectate să reziste la 100 de cicluri de descărcare / încărcare;
• nu sunt întreținute - au un design mai complex și numărul de cicluri este de 200.

Cu toate acestea, bateria turbinei eoliene atunci când funcționează în interiorul casei:

• de obicei plasat într-un subsol, unde temperatura, care este menținută la + 5 ÷ + 10 grade pe tot parcursul anului, este optimă;
• nu este expus la agitare și vibrații, instalat permanent într-o stare staționară;
• nu primesc sarcini extreme în timpul pornirii și, atunci când aparatele de uz casnic sunt pornite prin invertor, acestea funcționează într-un mod ușor;
• sunt încărcate de la generator cu curenți mici, care au un efect benefic asupra modului de desulfatare a plăcilor.

Toate acestea sunt cele mai favorabile condiții pentru funcționarea lor. Prin urmare, sugerez să luați notă de această opțiune pentru cei care nu sunt prea leneși pentru a monitoriza periodic tensiunea de pe bănci și pentru a monitoriza nivelul de electroliți din acestea.

Baterii AGM mai complexe ca design. Au aceleași plăci, dar covorașele de sticlă sunt impregnate cu acid, care funcționează simultan ca strat dielectric. Ciclul lor de descărcare / încărcare este de 250 ÷ 400. Supraîncărcarea este periculoasă.

Baterii Golem sunt, de asemenea, create printr-un design fără întreținere, cu un corp etanș și un electrolit îngroșat până la o stare de gel. Nu le place foarte mult reîncărcarea, dar sunt mai rezistente la descărcarea profundă. Numărul ciclurilor de calcul este de 350.

Baterii blindate sunt printre cele mai moderne dezvoltări. Tampoanele lor de electrod sunt protejate de polimeri de atacul acidului. Gama ciclului de funcționare: 900 ÷ 1500.

Toate aceste patru tipuri de baterii diferă semnificativ în ceea ce privește prețul și condițiile de funcționare. Dacă țineți cont de recomandările vânzătorilor, va trebui să vindeți o sumă destul de decentă de bani.

Cu toate acestea, vă recomand să ascultați mai întâi sfaturile utile pe care același proprietar al bateriilor solare le oferă în videoclipul său „Cum să alegeți bateriile pentru un parc eolian și o stație solară”.

El are propria opinie contrară cu privire la această chestiune. Cum îl tratezi pe el este propria ta afacere. Cu toate acestea, să cunoașteți informații din surse opuse și să alegeți cea mai potrivită opțiune din aceasta: soluția optimă pentru o persoană gânditoare.

Calculul unei turbine eoliene cu pală

Deoarece am aflat deja că o turbină eoliană orizontală este mult mai eficientă, vom lua în calcul calculul proiectării sale.

Energia eoliană poate fi determinată de formulă P = 0,6 * S * V³, unde S este aria cercului descrisă de vârfurile palei rotorului (zona de aruncare), exprimată în metri pătrați, iar V este viteza vântului calculată în metri pe secundă. De asemenea, trebuie să luați în considerare eficiența morii de vânt în sine, care pentru un circuit orizontal cu trei lame va avea o medie de 40%, precum și eficiența grupului generator, care la vârful caracteristicii curentei de viteză este de 80% pentru un generator cu excitație cu magnet permanent și 60% pentru un generator cu o înfășurare de excitație. În medie, încă 20% din putere va fi consumată de treapta de viteză (multiplicator). Astfel, calculul final al razei turbinei eoliene (adică lungimea lamei sale) pentru o putere dată a generatorului de magnet permanent arată astfel: R = √ (P / (0,483 * V³))

Exemplu: Să presupunem că puterea necesară a parcului eolian este de 500 W, iar viteza medie a vântului este de 2 m / s. Apoi, conform formulei noastre, va trebui să folosim lame cu o lungime de cel puțin 11 metri. După cum puteți vedea, chiar și o putere atât de mică va necesita crearea unui generator eolian de dimensiuni colosale. Pentru structuri mai mult sau mai puțin raționale, cu o lungime a lamei de cel mult un metru și jumătate în condițiile de fabricație personalizată, generatorul eolian va putea produce doar 80-90 wați de putere chiar și în vânturi puternice.

Nu e suficientă putere? De fapt, totul este oarecum diferit, întrucât, de fapt, sarcina generatorului eolian este alimentată de baterii, turbina eoliană le încarcă doar la capacitatea sa maximă. În consecință, puterea unei turbine eoliene determină frecvența cu care poate furniza energie.

Selecția generatorului

Cea mai logică opțiune pentru un grup electrogen pentru o turbină eoliană de casă pare să fie un generator auto. Această soluție facilitează asamblarea setului, deoarece generatorul are deja atât punctele de fixare, cât și fulia pentru multiplicatorul curelei. Nu este dificil să cumperi atât generatorul în sine, cât și piese de schimb pentru acesta. În plus, regulatorul de releu încorporat vă permite să îl conectați direct la o baterie de stocare de 12 volți și, la rândul său, la un invertor pentru conversia curentului continuu la tensiunea alternativă de 220V.

Dar, așa cum s-a menționat mai sus, eficiența generatoarelor cu o înfășurare de excitație este destul de scăzută, ceea ce este foarte sensibil pentru un generator eolian deja de mică putere. Al doilea dezavantaj este că atunci când bateria este descărcată, generatorul auto nu poate fi excitat.

Într-o serie de modele de casă, puteți găsi generatoarele de tractoare G-700 și G-1000. Eficiența lor nu mai este, o diferență utilă este doar magnetizarea rotorului, ceea ce face posibilă excitarea generatorului chiar și fără o baterie de stocare și un preț scăzut.

Unii autori, atunci când construiesc generatoare eoliene, utilizează proprietatea reversibilității motoarelor electrice de colecție - prin rotirea forțată a rotorului, curentul continuu poate fi îndepărtat din acesta. Statorul acestui tip de motoare este format fie din magneți permanenți, ceea ce este mai preferabil pentru scopurile noastre, fie are o înfășurare. Pentru a utiliza motorul în modul generator, acesta este conectat la regulatorul releului vehiculului pentru a furniza tensiunea dorită.Luați în considerare conexiunea unui releu-regulator utilizând exemplul unui nod din clasicele VAZ (este convenabil deoarece nu este combinat într-un bloc cu un ansamblu de perie):

1. Conectați una dintre periile motorului la corp - acesta va fi polul negativ al generatorului. Aici, conectați în siguranță carcasa metalică a regulatorului releului și terminalul „-” al bateriei.
2. Conectați terminalul 67 al releului la unul dintre terminalele înfășurării statorului, al doilea temporar la carcasă.
3. Conectați terminalul 15 prin comutator la polul pozitiv al bateriei (aceasta va furniza curentul de câmp înfășurării). Dați rotația rotorului în aceeași direcție pe care o va asigura șurubul turbinei eoliene și conectați un voltmetru între peria liberă și carcasă. Dacă se găsește un potențial negativ pe perie, schimbați conexiunile statorului cu releu-regulator și împământare.

Principala caracteristică a conectării unui generator de curent continuu la o baterie este necesitatea separării acestora cu o diodă semiconductoare, care împiedică descărcarea bateriei pe înfășurarea rotorului atunci când generatorul se oprește. La generatoarele moderne de mașini, această funcție este îndeplinită de o punte cu diode trifazate și o putem folosi, de asemenea, conectând fazele sale în paralel pentru a reduce căderea de tensiune pe ea.

Cea mai mare putere poate fi eliminată din generator, al cărui rotor este format din magneți de neodim. Construcțiile bazate pe un butuc de automobile cu disc de frână sunt larg răspândite, de-a lungul marginii cărora sunt fixați magneți puternici. Un stator cu o înfășurare monofazată sau trifazată este situat la o distanță minimă de acestea.

Turbină eoliană cu design axial cu magneți

În centrul unei astfel de mori de vânt de 220v se află un butuc pentru autoturisme cu discuri de frână. Dacă piesa nu este nouă, dezasamblați-o, verificați și lubrifiați rulmenții și curățați orice rugină.

Distribuirea și fixarea magneților

Mai întâi trebuie să lipiți magneții pe discul rotorului. În acest caz, magneții utilizați nu sunt obișnuiți, ci magneți speciali de neodim. Sunt mult mai puternici. Veți avea nevoie de 20 de magneți, a căror dimensiune este de 25 cu 8 mm. Magneții sunt așezați în poli alternanți. Pentru plasarea corectă, creați un șablon așa cum se arată în fotografia de mai jos.

Sfat! Dacă este posibil, utilizați magneți dreptunghiulari mai degrabă decât rotunzi pentru turbina eoliană. Câmpul lor magnetic este concentrat nu în centru, ci pe lungime.

Folosiți adeziv silicat pentru a fixa magneții pe disc. Și pentru rezistență la final, puteți umple magneții cu epoxidic. Pentru a evita scurgerile de rășină, faceți borduri de plastilină sau lipiți discul.

Notă! Pentru a nu confunda unde este polul magnetului, le puteți marca cu „+” sau „-”. Pentru a determina acest lucru - aduceți un magnet la altul. Suprafețele magnetice care sunt atrase au un „+”. Dacă magnetul este respins, acesta are un pol „-”.

Generator trifazat și monofazat pentru turbină eoliană

Dacă le comparăm, atunci un dispozitiv cu o singură fază este mai rău, deoarece sub sarcină vibrează din cauza diferenței de amplitudine a curentului. Și apare din cauza inconstanței curentului. Acest efect este absent în produsele trifazate. Puterea lor este întotdeauna aceeași. Lucrul este că o fază o compensează pe cealaltă și invers, dacă curentul dispare într-o fază, atunci va crește în cealaltă.

Care este rezultatul final? Și faptul că generatoarele trifazate au cu 50% mai multă ieșire decât cele monofazate. În plus, absența vibrațiilor, care pot enerva și afecta confortul, este încurajatoare. În cazul unei sarcini grele, statorul nu va fredona. Dacă zgomotul nu vă deranjează și decideți să utilizați un generator monofazat, fiți pregătiți pentru faptul că vibrațiile vor afecta negativ funcționarea generatorului eolian. Durata de viață a acestuia va fi mai scurtă.

Înfășurăm bobinele

Generatorul eolian nu poate fi numit foarte repede. Este necesar să faceți totul, astfel încât bateria de 12 V să fie infectată de la 100 la 140 rpm.Cu astfel de date inițiale, numărul total de rotații în bobine ar trebui să fie egal cu 1000-1200. Dar de unde știi câte rotații există pe bobină? Este simplu: această cifră este împărțită la numărul de bobine.

Dacă doriți ca turbina eoliană să furnizeze mai multă putere la turații reduse, trebuie să faceți mai mulți poli. În acest caz, frecvența oscilației curente în bobină va crește. Pentru a reduce rezistența și a crește rezistența la curent, vă recomandăm să înfășurați sârmă groasă în jurul bobinelor. Luați în considerare faptul că, cu o tensiune puternică, rezistența înfășurării poate „mânca” curentul.

Rețineți că numărul și grosimea magneților atașați la discuri determină parametrii de funcționare ai generatorului. Pentru a afla câtă putere poate produce un generator eolian, înfășurați o bobină și rotiți generatorul. Măsurați tensiunea la câteva rpm fără sarcină. De exemplu, pentru 200 rpm ați obținut un curent de 30 V cu o rezistență de 3 ohmi. Scădeți 12 V (tensiunea bateriei) din acești 30 V. Acum împărțiți numărul obținut la 3 ohmi. Se pare că:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Ca rezultat, s-a dovedit 6 A. Ei vor merge la baterie. Este clar că, în practică, va fi puțin mai mic din cauza pierderilor din fire.

Este mai bine să faceți bobinele alungite. Apoi, cuprul din sector va ieși mai mult, iar virajele vor fi drepte. Diametrul găurii din interiorul bobinei trebuie să fie egal sau puțin mai mare decât mărimea magneților.

Notă! Grosimea statorului trebuie să fie aceeași cu grosimea magneților.

Matrița pentru stator poate fi din placaj. Dar sectoarele pentru bobine pot fi, de asemenea, plasate pe hârtie prin realizarea unui chenar de plastilină. Bobinele trebuie fixate astfel încât să nu se miște, iar capetele fazelor trebuie scoase la iveală. Conectați toate firele cu o stea sau delta. Rămâne să testați generatorul de vânt rotindu-l manual.

Facem un șurub și un catarg pentru o turbină eoliană

Catargul generatorului trebuie să fie înalt, de la 8 la 12 m. Baza trebuie betonată. Este mai bine să montați conducta, astfel încât conducta să poată fi ușor ridicată și coborâtă de troliu. Șurubul turbinei eoliene va fi atașat la partea superioară a țevii.

Puteți face din țeavă de plastic de 160 mm. Decupați un șurub cu șase lame, de 2 m lungime.

Pentru a menține elicele departe de o rafală puternică de vânt, faceți o coadă pliantă. Ca urmare, toată energia generată de generatorul eolian poate fi acumulată în baterie.

Gata, știi să faci un generator eolian cu magneți. Acum puteți utiliza energia electrică generată de un astfel de generator eolian, economisind banii. Toate eforturile tale vor fi răsplătite.

Calcul multiplicator

Grupul electrogen are o caracteristică înclinată de curent-viteză: odată cu creșterea vitezei rotorului, crește puterea maximă livrată acestuia. Prin urmare, pentru a asigura cea mai mare eficiență a unei turbine eoliene cu viteză redusă, avem nevoie de un multiplicator cu un factor de creștere mare.

Pentru un design de casă, cea mai optimă soluție este un multiplicator de curea: este ușor de fabricat și necesită un minim de lucru la mașină. Raportul creșterii rotațiilor va fi egal cu raportul dintre diametrul fuliei de acționare, conectat cu axa șurubului, la diametrul fuliei acționate a generatorului. Dacă este necesar, raportul de transmisie poate fi ajustat cu ușurință prin înlocuirea uneia dintre scripeți.

La proiectarea multiplicatorului, este necesar să se țină seama atât de viteza medie a ansamblului lamei, cât și de viteza curentă caracteristică a generatorului. Dacă folosim un generator de mașini de serie, atunci acesta poate fi găsit cu ușurință pe Internet, cu modele de casă, cel mai probabil, va trebui să trecem prin încercări și erori.

De exemplu, să luăm un generator de tractor comun, care a fost deja menționat mai sus.

Luând puterea calculată a turbinei noastre eoliene la 90 de wați, găsim un punct pe grafic corespunzător puterii generatorului la această putere.La o tensiune nominală de 14 V, avem nevoie de o ieșire de curent de cel puțin 6,5 A - conform graficului, acest lucru se va întâmpla cu o viteză ușor peste 1000 rpm. Lăsați elica proiectată să se rotească cu vântul la o viteză de 60 rpm (vânt mediu). Aceasta înseamnă că avem nevoie de un raport de cel puțin douăzeci de ori cu diametrul fuliilor - pentru un scripete generator de 70 mm, scripeta morii de vânt va trebui să aibă un diametru de aproape un metru și jumătate, ceea ce este inacceptabil. Acest lucru sugerează fără echivoc cât de redusă este eficiența generatoarelor eoliene de acest tip - fără o cutie de viteze complexă cu mai multe etape, care în sine va duce la pierderi mari de putere, este aproape imposibil să aduceți un generator auto în modul de funcționare.

Alegerea designului și a detaliilor

Generator de vânt DIY de la un generator de mașină

Atunci când alegeți proiectarea unui grup electrogen eolian, trebuie să procedați din condițiile climatice caracteristice zonei. Deci, pentru zonele cu activitate eoliană scăzută, generatoarele de energie eoliană echipate cu lame de tip sail sunt optime (aspectul său este prezentat în figura de mai jos).

Turbină eoliană tip velă

În regiunile cu încărcături puternice de vânt, un generator eolian de casă pentru o casă este cel mai adesea realizat sub forma unui dispozitiv amplasat vertical, cu putere limitată.

În ciuda faptului că turbinele eoliene cu axa de rotație verticală sunt oarecum mai scumpe de fabricat decât omologii lor orizontali, ele sunt mai capabile să reziste la sarcini puternice ale vântului. Pentru fabricarea lor, pot fi folosite lame de casă colectate din mijloace improvizate (unii meșteri s-au adaptat pentru a le face dintr-un butoi tăiat în fragmente metalice separate).

Este mai oportun să cumpărați mai multe vânturi gata făcute și să le adaptați la un generator, care poate fi utilizat ca motor convertit de la o imprimantă. În orice caz, înainte de începerea lucrărilor, trebuie elaborată o schiță a viitorului generator, care să prezinte o diagramă detaliată a unității prefabricate.

Informatii suplimentare. Atunci când alegeți lamele cumpărate, ar trebui să treceți de la faptul că așa-numitele „bărci cu pânze” sunt considerate cele mai ieftine.

Pe baza lor, cel mai simplu mod de a crea un generator de vânt vertical.

Pentru a completa descrierea posibilelor modele, adăugăm că viitorul dispozitiv poate fi realizat de la un demaror de automobile sau de la orice autogenerator care și-a servit viața. Să luăm în considerare mai detaliat fiecare dintre opțiunile propuse pentru a produce generatoare electrice personalizate.

Catarg

Catargul pe care este montată turbina eoliană - acesta este unul dintre cele mai importante noduri ale sale.
Nu numai că asigură funcționarea în siguranță a morii de vânt (punctul inferior al cercului descris de lame nu trebuie să fie mai aproape de 2 metri de sol), dar îi permite, de asemenea, să utilizeze energia eoliană cât mai eficient posibil, fluxul de care devine mai tulbure în apropierea solului.

O înălțime ridicată duce la o rigiditate redusă a catargului turbinei eoliene și face calculul rezistenței sale destul de dificil nu numai pentru un amator, ci și pentru un inginer. Puteți enumera doar principalele puncte:

• Așezați catargul cât mai departe posibil de casă și copaci care umbresc fluxul de aer. În plus, în caz de vânt puternic, generatorul eolian poate cădea asupra clădirii sau poate fi deteriorat de copaci;
• Un design optim al catargului este fermă sudată ajurată similar cu turnurile de transmisie a puterii, dar este dificil și costisitor de fabricat. Cea mai simplă, dar destul de eficientă opțiune sunt mai multe țevi paralele cu un diametru de 80-100 mm, sudate cu cusături scurte între ele și betonate la o adâncime de cel puțin un metru în sol. Este foarte de dorit să consolidați structura unei țevi cu legături de cablu, care sunt, de asemenea, atașate la suporturile turnate în beton.
• Pentru a simplifica întreținerea morii de vânt, catargul său poate fi transformat într-un punct de cotitură: în acest caz, când linia de întindere care merge în direcția fracturii este slăbită, catargul poate fi înclinat la sol.

O poveste despre un generator eolian foarte simplu de la un ventilator de acasă

Echipamente electrice suplimentare

După cum sa menționat mai sus, o parte integrantă a unui parc eolian este o baterie care preia puterea consumatorilor. atunci când îl alegeți, trebuie să vă amintiți că cu cât este mai mare capacitatea sa, cu atât mai mult va fi capabil să mențină tensiunea în rețea, dar în același timp va dura mai mult timp să se încarce. Timpul aproximativ de funcționare poate fi definit ca timpul în care se epuizează jumătate din capacitatea bateriei (după aceea, căderea de tensiune va deveni deja vizibilă, în plus, descărcarea profundă reduce durata de viață a bateriilor cu plumb).

Exemplu: Deci, o baterie cu o capacitate de 65 A * h va fi condiționată să ofere 30-35 Amp-ore de energie sarcinii. Este mult sau puțin? O lampă convențională de iluminat de 60 de wați va necesita, ținând seama de prezența unui invertor care convertește 12 V c.c.în 220 V c.a.și are o eficiență proprie în 70%, un curent de 7 amperi este puțin mai mult de patru ore de funcționare . Moara noastră de vânt cu o putere nominală de 90 de wați, chiar și în cel mai bun caz, cu vânt puternic constant, va dura cel puțin cinci ore pentru a recupera energia irosită. După cum puteți vedea, atunci când utilizați o turbină eoliană doar ca sursă autonomă de energie, electricitatea din casa dvs. va fi disponibilă doar câteva ore pe zi.

Al doilea nod al sistemului de alimentare este invertorul. În cazul nostru, puteți utiliza atât un automobil gata fabricat, cât și unul extras dintr-o sursă de alimentare neîntreruptibilă. În orice caz, este important să nu-l supraîncărcați cu consumul de curent, dat fiind că puterea sa reală de funcționare este de 1,2-1,5 ori mai mică decât puterea maximă indicată.

După cum puteți vedea, atractivitatea utilizării energiei gratuite se bazează pe numeroase restricții și chiar și singura opțiune eficientă din centrul Rusiei - un generator eolian - este incapabilă să ofere autonomie pe termen lung.

Dar, în același timp, această idee nu este rea atât ca sursă de alimentare cu energie de urgență, cât mai ales ca sarcină de proiectare - plăcerea de a crea o turbină eoliană cu propriile mâini îi poate depăși semnificativ puterea.