Låt oss skapa en vindgenerator med egna händer

Ofta har ägarna till privata hus en idé att genomföra reservkraftsystem... Det enklaste och mest prisvärda sättet är naturligtvis en bensin- eller dieselgenerator, men många vänder blicken mot mer komplexa sätt att omvandla den så kallade fria energin (solstrålning, energi från strömmande vatten eller vind) till el.

Var och en av dessa metoder har sina egna fördelar och nackdelar. Om allt med hjälp av vattenflöde (mini-vattenkraftverk) är allt klart - det är endast tillgängligt i omedelbar närhet av en ganska snabbt flytande flod, då kan solljus eller vind användas nästan överallt. Båda dessa metoder kommer att ha en gemensam nackdel - om en vattenturbin kan fungera dygnet runt är ett solbatteri eller en vindgenerator endast effektivt ett tag, vilket gör det nödvändigt att inkludera batterier i strukturen i ett hemnät.

Eftersom förhållandena i Ryssland (korta dagsljus större delen av året, frekvent nederbörd) gör användningen av solpaneler ineffektiva till deras nuvarande kostnad och effektivitet, det mest lönsamma är designen av en vindgenerator... Tänk på dess funktionsprincip och möjliga designalternativ.

Eftersom ingen hemlagad enhet är som den andra, detta
artikeln är inte en steg-för-steg-instruktion, och en beskrivning av de grundläggande principerna för utformning av en vindkraftverk.

Allmän arbetsprincip

Vindgeneratorns huvudsakliga arbetsdel är bladen som roteras av vinden. Beroende på rotationsaxelns placering är vindgeneratorer uppdelade i horisontella och vertikala:

• Horisontella vindkraftverk mest utbredd. Deras blad har en design som liknar en flygplanspropeller: i den första approximationen är dessa plattor lutande relativt rotationsplanet, som omvandlar en del av lasten från vindtryck till rotation. Ett viktigt inslag i en horisontell vindgenerator är behovet av att säkerställa rotationen av knivenheten i enlighet med vindriktningen, eftersom maximal effektivitet säkerställs när vindriktningen är vinkelrät mot rotationsplanet.
• Blad vertikal vindkraftverk har en konvex-konkav form. Eftersom strömlinjeformningen av den konvexa sidan är större än den för den konkava sidan, roterar en sådan vindkraftverk alltid i en riktning, oavsett vindriktningen, vilket gör svängmekanismen onödig, till skillnad från horisontella vindkraftverk. Samtidigt på grund av det faktum att endast en del av knivarna vid varje given tidpunkt utför nyttigt arbete, och resten motsätter sig bara rotation, Effektiviteten för en vertikal väderkvarn är mycket lägre än för en horisontell väderkvarn: om denna siffra når en vertikal vindgenerator med tre blad 45%, kommer den inte att överstiga 25% för en vertikal.

Eftersom den genomsnittliga vindhastigheten i Ryssland inte är hög, kommer även en stor vindkraftverk att rotera ganska långsamt för det mesta. För att säkerställa tillräcklig kraft måste strömförsörjningen anslutas till generatorn via en steg-upp-reducerare, rem eller växel. I en horisontell väderkvarn är bladreduceringsgeneratorenheten monterad på ett vridhuvud, vilket gör att de kan följa vindens riktning. Det är viktigt att ta hänsyn till att vridhuvudet måste ha en begränsare som förhindrar att den gör en hel sväng, eftersom annars kommer ledningarna från generatorn att brytas av (alternativet med kontaktbrickor som gör att huvudet kan rotera fritt är mer komplicerad).För att säkerställa rotation kompletteras vindgeneratorn med en fungerande vädervinge riktad längs rotationsaxeln.

Det vanligaste bladmaterialet är PVC-rör med stor diameter skurna i längdriktningen. Längs kanten är metallplattor nitade till dem, svetsade på knivaggregatets nav. Ritningar av denna typ av blad är de mest utbredda på Internet.

Videon berättar om en självtillverkad vindgenerator

DIY-väderkvarnar för hemmet: en översikt över mönster

Som du redan förstod är den allra första delen som uppfattar vindenergi vindhjulet. Inte ett enda väderkvarnsschema för huset kan klara sig utan det.

Det kan köras:

• med en vertikal rotationsaxel;
• eller horisontellt.

Vertikal vindkraftverk

Jag visar med ett foto en av de konstruktioner som är lätta att tillverka, gjorda av ett vanligt stålfat.

En sådan vertikal vindgenerator, tillverkad för hand och till och med placerad ovanför marken, omgiven av byggnader och anläggningar, kommer inte att kunna utveckla normal hastighet för att generera tillräckligt med el för att driva ett privat hus.

Han kommer att kunna utföra endast enstaka uppgifter för utrustning med låg effekt. Dessutom kommer den låga rotationshastigheten för dess rotor att kräva obligatorisk användning av ett steg-upp växel, och detta är ytterligare energiförlust.

Sådana mönster var populära i början av förra seklet på ångfartyg. Vattenhjulet, med sina blad längs fartygets rörelseriktning, säkerställde dess rörelse.

Nu är det en sällsynthet som har tappat sin relevans. Inom luftfarten slog en sådan design inte bara rot utan övervägdes inte ens.

Rotor Onipko

Av de snabba konstruktionerna av vindhjul distribueras Onipko-rotorn nu massivt via Internet. Annonsörer visar att det snurrar även i mycket lätta vindar.

Men av någon anledning har jag också en kritisk inställning till denna utveckling, även om det inte är så svårt att upprepa det med egna händer. Jag hittade inte entusiastiska recensioner bland köpare, liksom vetenskapliga beräkningar av den ekonomiska genomförbarheten av dess användning.

Om någon av läsarna kan avskräcka mig från denna åsikt skulle jag vara tacksam.

Horisontell vindkraftverk

Redan från början började flygmotorer använda en propeller som driver luft längs flygplanets kropp. Dess form och design väljs så att den reaktiva komponenten används utöver den aktiva tryckkraften.

Alla horisontella vindgeneratorer, som tillverkas industriellt eller för hand, fungerar enligt denna princip. Jag visar ett exempel på en hemlagad konstruktion med ett fotografi.

Enligt principen att använda vindenergi är detta en mer effektiv design, och när det gäller design för att säkerställa hushållens problem med elförsörjningen är den lågeffekt.

En liten elmotor, vars rotor snurrar vindturbinen, kan, även vid optimalt tryck och vindstyrka, generera endast låg effekt som en generator. Du kan ansluta en svag LED-lampa till den.

Tänk själv om du behöver montera en sådan bakgrundsbelyst väderblad eller inte. En sådan design klarar inte andra uppgifter. Även om det fortfarande kan användas för att skrämma bort molar i området. De ogillar verkligen ljud tillsammans med rotation av metalldelar.

För att fullt ut kunna använda den el som mottas från vinden måste vindgeneratorns pumphjul ha måtten som motsvarar strömförbrukningen. Räkna med en diameter på cirka 5 meter.

När du skapar den kommer du att stöta på en teknisk svårighet: du måste balansera de stora delarna exakt. Masscentrum måste alltid vara vid mittpunkten för rotationsaxeln.

Detta minimerar lagring och svänger vid höga höjder. Det är dock inte så lätt att utföra en sådan balansering.

Hur man installerar en vindturbin: en pålitlig mastlayout för montering på höjd

Pumphjulets vikt för normal produktion av elektrisk energi är ganska anständig. Den kan inte installeras på ett enkelt stativ.

Du måste skapa en solid betongfundament för metallmasten och förankringsbultarna. I annat fall kan hela strukturen, sammansatt med stora svårigheter, kollapsa när som helst.

Ett stativ för en vindturbin som höjs till en höjd kan göras:

1. i form av en prefabricerad mast monterad från sektioner med hängslen;
2. eller ett avsmalnande rörformigt stöd.

Båda scheman kommer att kräva förstärkning från att välta genom att skapa flera nivåer av kattledningar från kablar, som är nödvändiga för att hålla masten vid kraftiga vindbyar. De måste fästas ordentligt på proppar och ankare.

Från personlig dålig erfarenhet: medan jag använde analog tv hade jag en Spider-line-antenn med en ringdiameter på 2m. Det var beläget på en höjd av 8 meter, det fästes på en trästolpe med två nivåer av killar. Tunga vindbyar skakade henne så att racket kollapsade.

Lyckligtvis kräver modern digital-tv mycket mindre antenner. De är inte bara lätta att göra med dina egna händer, utan också inte så svåra att fästa.

Hur man gör en mast för en väderkvarn

Var genast med att skapa en solid, problemfri design. Annars, upprepa helt enkelt den sorgliga upplevelsen av YantarEnergo-anställda, som hade en olycka under en storm: en multitonsmast kollapsade och skräp från bladen spridda över hela området.

Mastanordningen kräver beräkning av mängden material som krävs för att skapa en struktur från en stålvinkel av olika sektioner. Form och mått väljs enligt lokala förhållanden.

Den är gjord av tre eller fyra stolpar. Var och en av dem är monterad på ett stopp nedanifrån. En plattform för installation av vindkraftverket skapas högst upp på masten.

Eftersom hörnlängden är begränsad, monteras masten från flera sektioner. Styvheten hos den allmänna fästet ges av sidoribbor fästa genom hängslen.

Inbäddade metallelement är ett obligatoriskt element i fundamentet. De kommer att användas för att fästa delar. Vi måste ta hand om svets- och anslutningsbultarna.

Försumma inte ytterligare killrader.

Hur man gör ett stöd från rör

En teleskopkonstruktion av stålrör med motsvarande profil är lättare att montera, men den bör beräknas mer noggrant för styrka. Böjmomentet som skapas av en tung spets i en storm bör inte överstiga ett kritiskt värde.

Samtidigt uppstår svårigheter med förebyggande underhåll, inspektion och reparation av det monterade luftkraftverket. Om du kan klättra till en höjd längs masten som en stege, är det problematiskt att göra detta genom ett rör. Och att arbeta på övervåningen är mycket farligt.

Därför är det omedelbart nödvändigt att tänka över möjligheten att sänka utrustningen säkert till marken och ett prisvärt sätt att höja den. Detta gör att du kan utföra ett av två scheman med:

1. Vridaxel på huvudstödet.
2. En tryckspak på botten av stödbenet.

I det första fallet skapas en solid grund för installationen av huvudstödet. En svetsad rörkonstruktion med en väderkvarn och ett kedjelift på stålkablar är fäst vid dess rotationsaxel.

En motvikt är placerad längst ner på röret för att underlätta lyft och sänkning med en handvinsch.

Säkerhetskablar för killrem visas inte på bilden.De hänger helt enkelt från sina fästen ner till marken när de lyfter och sänker masten och är fästa vid stationära betongpinnar för kontinuerlig drift.

Schemat för installation och sänkning av vindkraftverk enligt det andra alternativet visas nedan.

Masten och en motviktstrycksarm, förstärkt med en förstyvning, placerad i rät vinkel mot den, vrids i vertikal riktning av en vinsch med ett kedjesystem.

Rotationsaxeln för den skapade strukturen ligger i spetsen för rät vinkel och är fixerad i styrningarna inbäddade i fundamentet. När du lyfter eller sänker masten avlägsnas repen från de stationära fästena på marken. De kan användas som ett säkerhetsrep.

Vindgenerator: enhet och funktionsprincip för den elektriska kretsen med enkla ord

Industriella vindkraftsparker är utformade så att de omedelbart kan leverera el till nätet till konsumenterna. Du kan inte göra det med egna händer.

När du väljer en generator som kommer att snurra på vindhjulet används principen om elektriska maskiners reversibilitet. Ett vridmoment appliceras på elmotorn och statorlindningarna är upphetsade.

Idén att rotera rotorn till en trefas asynkron elmotor som en generator för att erhålla en elektrisk ström med en spänning på 220/380 volt realiseras emellertid från förbränningsmotorer, vattentryck men inte vind.

Generatorns generella utformning med rotorn blir tung, annars är det inte möjligt att säkerställa höga axelhastigheter.

För små kapaciteter kan du:

• använd en bilgenerator som producerar 12/24 volt;
• applicera ett motorhjul från en elektrisk cykel;
• att montera en struktur av neodymmagneter med spolar av koppartråd.

Du kan också ta en vindkraftverk som säljs i Kina som bas. Men han måste omedelbart genomföra en granskning: var uppmärksam på installationen av lindningarna, lagrets skick, knivarnas styrka och den totala balanseringen av rotorn.

Vi måste ställa in det faktum att värdet på generatorns utspänning varierar mycket beroende på vindhastigheten. Därför används batterier som en mellanlänk.

Deras laddning måste tilldelas styrenheten.

Hushållsapparater i ett 220 volts nätverk måste drivas med växelström från en specialomvandlare - en växelriktare. Det enklaste diagrammet för ett hemvindkraftverk är som följer.

Det kan förenklas kraftigt eftersom konsumentens digitala elektronik: datorer, tv-apparater, telefoner arbetar med likström från 12 volts strömförsörjning.

Om de utesluts från arbetet och den digitala utrustningen drivs direkt från batterier, minskar förlusten av elektrisk energi genom att avbryta den dubbla omvandlingen i växelriktaren och enheterna.

Därför rekommenderar jag att du gör separata 12-voltsuttag och drar dem direkt från batterierna.

Inom den elektriska kretsen måste samma effektbalans bibehållas som i den mekaniska strukturen. Varje ansluten belastning måste uppfylla energikarakteristiken för uppströms källa.

Hushållsapparater på 220 volt får inte överbelasta omformaren. Annars kommer den att kopplas bort från det inbyggda skyddet, och om det misslyckas kommer det helt enkelt att brinna ut. Batterierna, styrenhetens strömkontakter och själva generatorn fungerar enligt samma princip.

Skydd av en strömbrytare för en hemvindturbin måste utföras utan att misslyckas.

För att göra detta måste det väljas korrekt strikt enligt vetenskapliga rekommendationer, kontrolleras och justeras.

En oavsiktlig överbelastning, och ännu mer utseendet på en kortslutningsström, kan inte förutses. Därför är den här modulen nödvändigtvis installerad som huvudskydd.

Kopplingsschemat för batterier, en växelriktare och en styrenhet för en vindgenerator skiljer sig praktiskt taget inte från det som används i solkraftverk med ljuspaneler.

Därför föreslår en rimlig slutsats omedelbart sig själv: att montera ett kombinerat hemkraftverk, som drivs av vind- och solenergi samtidigt. Dessa två källor kompletterar varandra väl och kostnaderna för att montera enskilda stationer minskas avsevärt.

Det finns många kanaler på YouTube dedikerade till vindkraftverk för hemmet. Jag gillade arbetet med ägaren "Solar Panels". Jag tror att han är ganska objektiv när han presenterar detta ämne. Därför rekommenderar jag att du tittar närmare.

Vindkraftbatterier: ett annat problem för husägaren

En av de dyra uppgifterna för ett vind- eller solkraftverk är frågan om lagring av elektrisk energi, som endast löses med batterier. De måste köpas och uppdateras, och kostnaden är ganska hög.

För att välja dem måste du känna till prestandaegenskaperna: spänning och kapacitet. Vanligtvis används kompositbatterier från ett 12 V-batteri, och antalet ampere-timmar i varje specifikt fall bör bestämmas empiriskt, baserat på konsumenternas kraft, deras driftstid.

Du måste välja batterier för en vindgenerator från ett ganska brett sortiment. Jag kommer att begränsa mig till inte en fullständig recension utan bara till fyra populära typer av syrabatterier:

1. konventionella startmotorer;
2. Årsstämma typ;
3. gel;
4. armerad.

Säljare rekommenderar inte att du köper startbatterier för vindkraftparker eftersom de är konstruerade för att fungera under kritiska driftsförhållanden:

• när de förvaras i kylan måste de motstå de enorma startströmmarna som skapas när en kall motor snurrar upp;
• under körning utsätts de för vibrationer och skakningar;
• laddning sker i buffertläge från generatorn när bilen rör sig med olika motorhastigheter.

Vart i:

• servicebatterier, som kräver periodisk elektrolytnivå och destillerat vatten fylls på, är utformade för att motstå 100 urladdnings- / laddningscykler;
• inte underhålls - de har en mer komplex design och antalet cykler är 200.

Men vindgeneratorns batteri när du arbetar inne i huset:

• vanligtvis placerad i en källare, där temperaturen, som hålls året runt på + 5 ÷ + 10 grader, är optimal;
• inte utsätts för skakningar och vibrationer, är permanent installerade i stillastående tillstånd;
• får inte extrema belastningar under uppstart, och när hushållsapparater slås på via växelriktaren fungerar de i ett skonsamt läge;
• laddas från generatorn med små strömmar, vilket har en fördelaktig effekt på plattornas avsvavningsläge.

Allt detta är de mest gynnsamma förutsättningarna för deras drift. Därför föreslår jag att man noterar detta alternativ för dem som inte är för lata att regelbundet övervaka spänningen på bankerna och övervaka elektrolytnivån i dem.

AGM-batterier mer komplex design. De har samma plattor, men glasmattor är impregnerade med syra, som fungerar samtidigt som ett dielektriskt lager. Deras urladdnings- / laddningscykel är 250 ÷ 400. Överladdning är farligt.

Golem-batterier skapas också av en underhållsfri design med en förseglad kropp och en elektrolyt förtjockad till geltillstånd. De gillar inte att ladda så mycket, men de är mer motståndskraftiga mot djup urladdning. Antalet beräkningscykler är 350.

Rustningsbatterier är bland de mest moderna utvecklingen. Deras elektrodkuddar är skyddade av polymerer från syraattack. Driftscykelområde: 900 ÷ 1500.

Alla dessa fyra typer av batterier skiljer sig mycket åt i pris och driftsförhållanden. Om du tar hänsyn till säljarnas rekommendationer måste du betala ut en ganska anständig summa pengar.

Jag rekommenderar dock att du först lyssnar på de användbara tips som samma ägare av Solar Batteries ger i sin video "Hur man väljer batterier för en vindkraftspark och en solstation".

Han har sin egen motsatta åsikt i denna fråga. Hur du behandlar honom är ditt eget företag. Men att känna till information från motsatta källor och välja det lämpligaste alternativet från den: den optimala lösningen för en tänkande person.

Beräkning av en vindkraftverk

Eftersom vi redan har upptäckt att en horisontell vindkraftverk är mycket effektivare kommer vi att överväga beräkningen av dess design.

Vindenergi kan bestämmas med formeln P = 0,6 * S * V³, där S är cirkelområdet som beskrivs av rotorbladens spetsar (kastarea), uttryckt i kvadratmeter, och V är den beräknade vindhastigheten i meter per sekund. Du måste också ta hänsyn till effektiviteten hos själva väderkvarnen, som för en trebladig horisontell krets i genomsnitt kommer att vara 40%, liksom effektiviteten hos generatoraggregatet, som vid toppen av strömhastighetskarakteristiken är 80% för en generator med permanentmagnet excitation och 60% för en generator med en excitationslindning. I genomsnitt kommer ytterligare 20% av effekten att förbrukas av uppväxeln (multiplikatorn). Således ser den slutliga beräkningen av vindturbinens radie (det vill säga längden på bladet) för en given effekt av permanentmagnetgeneratorn så här ut: R = √ (P / (0,483 * V3))

Exempel: Låt oss anta att vindkraftsparkens erforderliga kraft är 500 W och den genomsnittliga vindhastigheten är 2 m / s. Sedan, enligt vår formel, måste vi använda blad med en längd på minst 11 meter. Som du kan se kommer även en så liten kraft att kräva skapande av en vindgenerator med kolossala dimensioner. För mer eller mindre rationella strukturer med en bladlängd på högst en och en halv meter under förhållandena för gör-det-själv-tillverkning kommer vindgeneratorn att kunna producera endast 80-90 watt kraft även i starka vindar.

Inte tillräckligt med kraft? I själva verket är allt något annorlunda, eftersom vindgeneratorns last faktiskt matas av batterierna, laddar vindturbinen dem bara efter bästa möjliga kapacitet. Följaktligen bestämmer vindkraftverkets frekvens med vilken den kan leverera energi.

Generatorval

Det mest logiska alternativet för en generator för en hemlagad vindkraftverk verkar vara en bilgenerator. Denna lösning gör det enkelt att montera satsen, eftersom generatorn redan har både fästpunkter och remskiva för remmultiplikatorn. Det är inte svårt att köpa både själva generatorn och reservdelar till den. Dessutom låter den inbyggda reläregulatorn dig direkt ansluta till ett 12-volts lagringsbatteri och till det i sin tur en växelriktare för omvandling av likström till växelspänning 220V.

Men som nämnts ovan är effektiviteten hos generatorer med en exciteringslindning ganska låg, vilket är mycket känsligt för en redan lågeffektiv vindgenerator. Den andra nackdelen är att när batteriet är urladdat kan bilgeneratorn inte bli upphetsad.

I ett antal hemgjorda konstruktioner hittar du traktorgeneratorerna G-700 och G-1000. Deras effektivitet är inte mer, en användbar skillnad är bara rotorns magnetisering, vilket gör det möjligt att excitera generatorn även utan ett lagringsbatteri och till ett lågt pris.

Vissa författare använder, när de bygger vindgeneratorer, egenskapen för reversibilitet hos kollektormotorer - genom att med våld rotera rotorn kan likström tas bort från den. Statorn för denna typ av motorer består antingen av permanentmagneter, vilket är mer föredraget för våra ändamål, eller har en lindning. För att använda motorn i generatorläge är den ansluten till fordonets reläregulator för att ge önskad spänning.Tänk på anslutningen av en reläregulator med exemplet på en nod från VAZ-klassikerna (det är bekvämt eftersom det inte kombineras i ett block med en borstanordning):

1. Anslut en av motorborstarna till kroppen - det här är generatorns negativa pol. Anslut här säkert metallhöljet på reläregulatorn och batteriets “-” pol.
2. Anslut reläets plint 67 till en av statorns lindningar, den andra tillfälligt till höljet.
3. Anslut terminal 15 genom omkopplaren till batteriets positiva pol (detta kommer att mata fältströmmen till lindningen). Vrid rotorn i samma riktning som vindturbinskruven ger och anslut en voltmeter mellan den fria borsten och huset. Om en negativ potential finns på borsten, byt ut statorn med reläregulator och jord.

Huvudfunktionen för att ansluta en likströmsgenerator till ett batteri är behovet av att separera dem med en halvledardiod, vilket förhindrar att batteriet laddas ur på rotorlindningen när generatorn stannar. I moderna bilgeneratorer utförs denna funktion av en trefasdiodbro, och vi kan också använda den genom att ansluta dess faser parallellt för att minska spänningsfallet över den.

Den största effekten kan avlägsnas från generatorn, vars rotor består av neodymmagneter. Konstruktioner baserade på ett bilnav med bromsskiva är utbredda, längs kanten av vilka kraftfulla magneter är fixerade. En stator med enfas eller trefaslindning är placerad på ett minimum avstånd från dem.

Vindturbin med axiell design med magneter

Kärnan i en sådan 220v väderkvarn är ett personbilsnav med bromsskivor. Om delen inte är ny, ta isär den, kontrollera och smörj lagren och rengör rost.

Distribuera och säkra magneter

Först måste du limma magneterna på rotorskivan. I detta fall är de använda magneterna inte vanliga utan speciella neodymmagneter. De är mycket kraftfullare. Du behöver 20 magneter, vars storlek är 25 x 8 mm. Magneterna placeras i alternerande stolpar. För en korrekt placering, skapa en mall som visas på bilden nedan.

Råd! Använd om möjligt rektangulära snarare än runda magneter för vindturbinen. Deras magnetfält är koncentrerat inte i mitten, utan längs längden.

Använd silikatlim för att fästa magneterna på skivan. Och för styrka i slutet kan du fylla magneterna med epoxi. För att undvika hartsläckage, gör plastilinkanter eller tejpa skivan.

Notera! För att inte förvirra var magnetens pol är, kan du markera dem med "+" eller "-". För att bestämma detta - ta en magnet till en annan. Magnetytor som lockas har ett "+". Om magneten avvisas har den en “-” pol.

Trefas- och enfasgenerator för vindkraftverk

Om vi ​​jämför dem är en enhet med en fas sämre, för under belastning vibrerar den på grund av skillnaden i strömens amplitud. Och det verkar på grund av inkonsekvensen i strömmen. Denna effekt saknas i trefasprodukter. Deras makt är alltid densamma. Saken är att den ena fasen kompenserar för den andra och vice versa, om strömmen försvinner i en fas, kommer den i den andra att öka.

Vad är slutresultatet? Och det faktum att trefasgeneratorer har 50% mer effekt än enfasgeneratorer. Dessutom är avsaknaden av vibrationer, som kan irritera och påverka komforten, uppmuntrande. Under tung belastning kommer statorn inte att surra. Om bullret inte stör dig och du bestämmer dig för att använda en enfasgenerator, var beredd på det faktum att vibrationer påverkar vindgeneratorns funktion negativt. Dess livslängd blir kortare.

Vi lindar spolarna

Vindgeneratorn kan inte kallas mycket snabbt. Det krävs att allt görs så att 12 V-batteriet smittas från 100–140 rpm.Med sådana initiala data bör det totala antalet varv i spolarna vara lika med 1000-1200. Men hur vet du hur många varv det finns per spole? Det är enkelt: denna siffra divideras med antalet spolar.

Om du vill att vindkraftverket ska leverera mer kraft vid låga varvtal måste du göra fler stolpar. I det här fallet kommer frekvensen av den aktuella svängningen i spolen att öka. För att minska motståndet och öka strömmotståndet rekommenderar vi att du slingrar tjock tråd runt spolarna. Tänk också på att vid högspänning kan lindningens motstånd "äta" strömmen.

Observera att antalet och tjockleken på magneterna som är fästa på skivorna bestämmer generatorns driftparametrar. För att ta reda på hur mycket kraft en vindgenerator kan leverera, linda en spole och vrid generatorn. Mät spänningen vid något varvtal utan belastning. Till exempel, för 200 rpm fick du en ström på 30 V med ett motstånd på 3 ohm. Subtrahera 12 V (batterispänning) från dessa 30 V. Dela nu antalet du får med 3 ohm. Det ser ut så här:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Som ett resultat visade det sig 6 A. De går till batteriet. Det är uppenbart att det i praktiken kommer att bli något mindre på grund av förlusterna i ledningarna.

Det är bättre att göra spolarna långsträckta. Då kommer koppar i sektorn att komma ut mer, och svängarna blir raka. Hålets diameter inuti spolen bör vara lika med eller något större än storleken på magneterna.

Notera! Statortjockleken måste vara densamma som magneten.

Formen för statorn kan vara av plywood. Men sektorerna för spolarna kan också placeras på papper genom att göra en plasticin kant. Spolarna måste fixeras så att de inte rör sig, och fasernas ändar måste föras ut. Anslut alla ledningar till en stjärna eller delta. Det återstår att testa vindgeneratorn genom att vrida den för hand.

Vi gör en skruv och en mast för en vindkraftverk

Generatorn måste vara hög, från 8 till 12 m. Basen måste vara gjuten. Det är bättre att montera röret så att röret enkelt kan lyftas och sänkas av vinschen. Vindkraft skruven kommer att fästas på toppen av röret.

Du kan göra den av Ø160 mm plaströr. Skär ut en skruv med sex blad, 2 m långa.

För att hålla propellern borta från ett starkt vindkast, gör en vikbar svans. Som ett resultat kan all energi som vindgeneratorn genererar ackumuleras i batteriet.

Det är det, du vet hur man skapar en vindgenerator med magneter. Nu kan du använda den el som genereras av en sådan vindgenerator och spara dina pengar. Alla dina ansträngningar kommer att belönas.

Multiplikatorberäkning

Generatorsatsen har en lutande strömhastighetskarakteristik: med en ökning av rotorhastigheten ökar den maximala effekten som levereras till den. För att säkerställa den högsta effektiviteten hos en låghastighets vindkraftverk behöver vi därför en multiplikator med en stor ökningsfaktor.

För en hemlagad design är den mest optimala lösningen en remmultiplikator: den är lätt att tillverka och kräver ett minimum av maskinarbete. Förhållandet mellan ökningen av varv kommer att vara lika med förhållandet mellan drivskivans diameter, förbunden med skruvaxeln, och diametern på den drivna remskivan hos generatorn. Vid behov kan utväxlingen lätt justeras genom att byta ut en av remskivorna.

Vid utformningen av multiplikatorn är det nödvändigt att ta hänsyn till både bladhöjdens medelhastighet och generatorns strömhastighetskarakteristik. Om vi ​​använder en seriell bilgenerator kan den lätt hittas på Internet, med hemlagad design, troligtvis måste vi gå igenom försök och fel.

Låt oss till exempel ta en gemensam traktorgenerator, som redan nämnts ovan.

Om vi ​​tar den beräknade effekten av vår vindkraftverk på 90 watt hittar vi en punkt i diagrammet som motsvarar generatorns uteffekt till denna effekt.Vid en nominell spänning på 14 V behöver vi en strömutgång på minst 6,5 A - enligt diagrammet kommer detta att ske med en hastighet något över 1000 rpm. Låt propellern enligt vår design rotera med vinden med en hastighet på 60 rpm (medelvind). Detta betyder att vi behöver minst ett tjugofaldigt förhållande mellan remskivornas diametrar - för en 70 mm generatorrulle måste väderkvarnsskivan ha en diameter på nästan en och en halv meter, vilket är oacceptabelt. Detta antyder otvetydigt hur låg effektiviteten hos vindgeneratorer av denna typ är - utan en komplex flerstegsväxellåda, som i sig kommer att leda till stora effektförluster, är det nästan omöjligt att sätta en bilgenerator i driftläge.

Val av design och detaljer

DIY vindgenerator från en bilgenerator

När du väljer designen av en vindgeneratoruppsättning bör man utgå från de klimatförhållanden som är karakteristiska för området. Så för områden med låg vindaktivitet är vindkraftgeneratorer utrustade med segelblad optimala (dess utseende visas i bilden nedan).

Vindturbin av segeltyp

I regioner med stark vindbelastning tillverkas en hemlagad vindgenerator för ett hem oftast i form av en vertikalt placerad enhet med begränsad effekt.

Trots att vindkraftverk med en vertikal rotationsaxel är något dyrare att tillverka än sina horisontella motsvarigheter, är de bättre klara starka vindbelastningar. För deras tillverkning kan hemmagjorda blad som samlats in från improviserade medel användas (vissa hantverkare har anpassat sig för att göra dem från ett fat som skärs i separata metallfragment).

Det är mer lämpligt att köpa mer vindfärdiga och anpassa dem till en generator, som kan användas som en konverterad motor från en skrivare. Hur som helst, innan arbetet påbörjas, bör en skiss av den framtida generatorn utarbetas, som ska visa ett detaljerat diagram över den prefabricerade enheten.

Ytterligare information. När man väljer köpta blad, bör man utgå från att de så kallade "segelbåtarna" anses vara de billigaste.

På deras grund, det enklaste sättet att skapa en vertikal vindgenerator.

För att komplettera beskrivningen av möjliga mönster lägger vi till att den framtida enheten kan tillverkas av en bilstartare eller någon autogenerator som har tjänat sitt liv. Låt oss överväga vart och ett av de föreslagna alternativen för att göra gör-det-själv elektriska generatorer mer detaljerat.

Mast

Masten som vindturbinen är monterad på - detta är en av dess viktigaste noder.
Det garanterar inte bara en säker drift av väderkvarnen (den nedre punkten på cirkeln som beskrivs av knivarna bör inte vara närmare än 2 meter till marken), utan gör det också möjligt att använda vindenergin så effektivt som möjligt, som blir mer turbulent nära marken.

En hög höjd leder till en låg styvhet i vindkraftmasten och gör dess styrka beräkning ganska svår inte bara för en amatörmästare utan också för en ingenjör. Du kan bara lista huvudpunkterna:

• Placera masten så långt som möjligt från huset och träd som döljer luftflödet. Dessutom kan vindgeneratorn falla på byggnaden eller skadas av träd vid stark vind.
• En optimal mastdesign är öppet svetsat fackverk liknar kraftöverföringstorn, men det är svårt och dyrt att tillverka. Det enklaste men ganska effektiva alternativet är flera parallella rör med en diameter på 80-100 mm, svetsade med korta sömmar till varandra och gjutna till ett djup av minst en meter i marken. Det är mycket önskvärt att stärka strukturen hos ett rör med kabelband, som också är fästa på stöden som hälls i betong.
• För att förenkla underhållet av väderkvarnen kan masten göras till en vändpunkt: i det här fallet, när sträcklinjen som går i sprickans riktning försvagas, kan masten lutas till marken.

En berättelse om en väldigt enkel vindgenerator från ett hemfläkt

Ytterligare elektrisk utrustning

Som nämnts ovan är en integrerad del av en vindkraftspark ett batteri som tar över konsumenternas kraft. när du väljer det måste du komma ihåg att ju större kapacitet desto längre tid kommer den att kunna upprätthålla spänningen i nätverket, men samtidigt tar det längre tid att ladda. Den ungefärliga driftstiden kan definieras som den tid under vilken hälften av batterikapaciteten är förbrukad (därefter kommer spänningsfallet redan att märkas, dessutom minskar djupurladdning livslängd för blybatterier).

Exempel: Så ett batteri med en kapacitet på 65 A * h kan villkorligt ge 30-35 Amp-timmar energi till lasten. Är det mycket eller lite? En konventionell 60-wattsbelysningslampa kräver, med hänsyn till närvaron av en växelriktare som omvandlar 12 VDC till 220 VAC och har sin egen verkningsgrad inom 70%, en ström på 7 ampere - lite mer än fyra timmars drift. Vår väderkvarn med en nominell effekt på 90 watt, även i bästa fall, med en konstant stark vind, tar minst fem timmar att återvinna den bortkastade energin. Som du kan se, när du använder en vindkraftverk enbart som en självständig energikälla, kommer el i ditt hem endast att finnas tillgängligt några timmar om dagen.

Den andra noden i strömförsörjningssystemet är växelriktaren. I vårt fall kan du använda både en färdiggjord bil och en som extraheras från en avbrottsfri strömförsörjning. I vilket fall som helst är det viktigt att inte överbelasta den med strömförbrukning, med tanke på att dess verkliga driftseffekt är 1,2-1,5 gånger mindre än den angivna maximala effekten.

Som ni kan se är attraktionskraften med att använda fri energi vilar på många begränsningar, och till och med det enda effektiva alternativet i centrala Ryssland - en vindgenerator - kan inte ge långsiktig autonomi.

Men samtidigt är denna idé inte dålig både som en källa till nödkraftsförsörjning och särskilt som en designuppgift - nöjet att skapa en vindkraftverk med egna händer kan betydligt överstiga dess kraft.