人類はその発展を通じて、地球上に存在する最も広範な法則に基づいて、小さな発見と巨大な発見の両方を行い、文字通り認知的および客観的な現実とアイデアを変えてきました。 それらはすべて、何らかの要因によって何らかの形で決定され、ニーズと、何かを改善し、作成し、変更し、自分のニーズに合わせて調整する必要性の結果でした。 これに基づいて、今日私たちは、文字通り、私たちを取り巻くすべてのものから最大限を引き出すことを可能にする最新の効果的なデバイスとメカニズムの使用において、厳密に個人のニーズが生じるという結論に達しました。 風力タービン（一般に風力発電機、送風機として知られています）などの装置について、また、最小限のエネルギーとお金を費やして最大の結果を得るために自分の手でそれを作る方法について説明します。
風力発電機とは
風力発電機とその動作を説明する優れた例は、風力発電機のあらゆる品質が明らかにされている有名なコンピューター ゲーム Minecraft です。 平均的な小型発電機は特定の方法で設計されています。
すべての風力発電機は基本的に次の主なタイプに分類されます。
- 最も一般的なものには、ローターとブレードを使用して実行される垂直軸回転に基づいて動作する回転 (垂直) 風力発電機があります。
- ベーン風力発電機は、いわゆるホイールを使用して実行され、通常はシステム内にプロペラを備えた軸回転の水平機構です。
- それほど一般的ではありませんが、ドラム式風力発電機に遭遇することもあります。これは本質的に回転式風力発電機のサブタイプであり、同じ原理で動作しますが、水平面内で動作します。
もちろん、風力発電機のイメージが現れたときに最初に思い浮かぶのは、回転するブレード、プロペラ、尾翼、タービン、または風力タービン、いわゆるローターです。
アクティビティ全体の重要なリンクは、発電機、マスト、バッテリー、主電源に接続されたインバーター、乗算器 (必要に応じて減速機)、および風見鶏です。
自分の手で風車を作る方法
垂直風力発電機は、製造と操作が最も効率的で簡単であるため、スパイラル機構でも直接機構でも非常に一般的です。
非常に重要なのは、風力発電機を作成する目的と、風力発電機が設置される地域の両方であり、計画時に考慮する必要があります。
風力発電機を作成する際には、必ず注意しなければならない主なポイントがあります。 もちろん、最初に決定すべきことは、すべての進歩の原動力であり、システム全体の中心である発電機です。発電機は購入するか自分で作ることができますが、本質的には一定の器用さとスキルが必要です。適切な意欲があれば、初心者でもそれを行うことができます。 目標に応じて、本格的な 10kW、5kW (5kW)、またはそれ以下の強力な 12V デバイスが必要ですか、それとも小型でシンプルな自転車型風力タービンを使用しますか? 電気設備アパートのベランダで。
風力タービンには、ほぼすべての発電機を装備できます。
- それが田舎の有名なトラクター発電機であっても、
- 古いコンピューターまたはコンピューターの一部。
- あるいは、低騒音車のエンジンかもしれません。
- エンジン要素 洗濯機、そのパフォーマンスのみが重要です。
次に、ブレード、つまりミルのブレードに似た非常に回転するオブジェクトを決定します。 ブレードは多数の材料で作ることもできますが、最も有望で一般的なのは、合板、プラスチック、場合によってはブリキ (バレルのエッジなど)、PVC 材料などです。 製造中は、遠心力の影響とブレードのサイズ、地上の風の流れなど、すべての重要な要素を考慮する必要があります。 風の流れの分布に影響を与え、効率を高めるため、翼のあるデザインを作成するのが最も合理的です。
次のステップは、風速と風向を決定するための装置である風見鶏の製造です。 風の流れに応じて位置が変わる金属製の旗のようなものです。 比較的強くて軽い金属層のほとんどは、風見鶏として機能します。
マスト - 耐久性のあるマストなど、さまざまな利用可能なツールもその役割に使用できます。 水管。 すでに説明したように、利用可能な最大限の手段から自家製の風車（自家製）を自分で作ることはかなり可能であり、風車の強度は使用される材料と特定の条件での使用の思慮深さに依存します。 このような装置の最も単純な代表的なものは、部屋を照らしたり、デバイスを充電したり、必要に応じて、比較的小さなカントリーハウスの基本的なニーズを満たしたりするための電気を生成することができます。
風車用発電機の選定
発電機は設備全体の中で最も重要な要素であり、これなしでは 1 ボルトの電気を作り出すことは不可能です。 入手可能な材料から低速発電機を自分で作ることはかなり可能ですが、強力な設備について話している場合は、非常に深刻な部品が必要になるため、特定の目的のためにすべての要素を選択する必要があります。
ジェネレーターには次のものが含まれます。
- ローターは、回転機能を実行する機構内の可動要素であり、また、ソース (本体) からエネルギーを受け取るデバイスが配置されます。
- ステーターは、ローターと密接に相互接続された要素であり、発電機について言えば、互いに取り付けられた金属シートから組み立てられ、固定されており、その上にインダクター（金属巻線）が配置されています。
- 誘導機能を実行するネオジム磁石。
同時に、発電機の機能を実行するには、目的に応じて、トラクターのエンジンやプリンターやファンスターターの電気モーターの残骸など、ほぼすべての機能機構を使用できます。
銅電線をどのように選択するかが重要です。
ジェネレーターをゼロから作成する場合は、要素が必要です。 ハブはホイールの中央部分であり、将来のモーターの金属ベースです。 一定の量とサイズのネオジム磁石。 磁石を取り付ける金属ディスク、ポリエステル樹脂、または磁性層を固定して接着できるその他の物、紙や合板の厚い層が必要です。
220Vの風力発電機を自分の手で作る
220 ボルトの風力発電機を自分で作ることはかなり可能ですが、適切な欲求と必要な材料が入手可能であれば、これでも可能性の限界からは程遠いです。
比較的大きな出力を持つ発電機から小さな出力の小さな発電機までの特徴は次のとおりです。
- もちろん、より強力な発電所には、より強力な風だけでなく、より信頼性が高く耐久性のある部品や要素が必要です。
- また、少なくとも 1 つの大型家電製品をサポートするのに十分な電力を備えた風力発電機を作成および維持する場合、必須の要素は、余剰エネルギーを蓄えるために使用されるバッテリーです。
- エネルギー量が大きくなると、より厳密な制御システムが必要となり、システム内に電圧安定器を含む制御ユニットを風車に統合する必要があることを考慮する必要があります。
- より本格的で非コンパクトなシステムの場合は、適切な安定した設置が必要です。
後者は、モデルを設置するために、少なくとも準備され埋められた小さな穴の形で基礎が必要であることを意味します。また、軸流発電機には、粘着性、またはいわゆる開始点という性質がありません。 、そのため、わずかな風でもそのような装置のブレードが動く可能性があります。
それ以外の点では、220 V 風力発電機 (その製造を含む) は他の代表的なものと実質的に変わらないため、次の条件が適用されます。 一般的なルール、上で述べた。
最も一般的な風力発電機は、ネオジム磁石を使用した軸流風力タービン システムを基礎としており、品質、耐久性、手頃な価格により市場で高い地位を占めています。
自分の手で家庭用の風力タービンを構築する段階
ダーチャまたは不動産の郊外の区画について話す場合、必要性が大きければ大きいほど、コストも大きくなるということを理解する必要があります。 特に暖房の目的やすべての家庭用電化製品の定期的なメンテナンス、たとえそれが最も収益性の高いものの1つであるとしても、そのような機器の労働強度とメンテナンスの目的を念頭に置いている場合は特にそうです。
すでに上で説明したように、風力タービンは家全体の主電源として機能する可能性があります。
たとえば、太陽が毎日現れるわけではないため、類似のものと比較した場合、太陽光発電は多くの点で風力タービンよりも劣りますが、発電機は経済的および環境的な観点からはさらに風力発電機に匹敵します。
家庭用風力発電機の主要コンポーネント（もちろん、家庭用の風力発電機について話すときは、すべての基本的な要素が必要であることを理解する必要があります。
- 発電機の主要部品であるステーター、ローター、インダクター。
- エネルギー貯蔵用のバッテリー。
- 低風域で言えばウィンドキャッチャー。
さらに、製造中に、スクリャロフ、ビリュコフ、またはトレチャコフの APU の発明の原理を使用することも可能です。これにより、システム使用の合理性と利点が大幅に向上し、快適さのために騒音の影響が軽減されます。
説明書：自分の手で風力発電機を作る方法
風力発電機の製造プロセスは創造的であり、どのように設計するかは職人の腕次第です。 各デザインは、それぞれの特定のケースのさまざまな詳細やその他の要素の組み合わせであるため、普遍的な指示はありません。
すべては、ドライバー、ハンマー、グラインダーなどの基本的なツールの助けを借りて行われます。
風力発電機を作るときは、まず目的を決めて基礎的な計算や図面を作成し、位置を決める必要があります。 次に、ブレードとテールを組み立ててバッテリーに固定します（発電機に接続します）。
主要で最も最適な、テスト済みの 詳細な指示自分の手で風力発電機を作るには：
- 事前に準備された部品から発電機を作成します。ネオジム磁石を備えた2つの準備された金属パンケーキが互いに固定され、その間に銅巻線がすでに取り付けられたステーターが挿入されます。
- マスト（パイプ）の上にサポート（ブラケット）が設置され、その上にハブが設置されています。
- 次に、発電機をハブに取り付け、その後、ステーターをサポートに接続する必要があります。
- もう一方の部分には風力発電機が設置されています。
重要な設置の場合、歩行距離が十分ではない可能性があるため、強風時に安定させるために構造の基礎をコンクリートで構築し、主なパラメータを計算します。
自家製風力発電機のメリット
結論として、自家製風力発電機は優れた現代的なエネルギー源であり、毎日ますます利用しやすくなり、信じられないほどのスピードで普及していることに注意する必要があります。 風力発電機の主な利点は、ガソリン発電機をベースにした発電機が匹敵するものではなく、高効率、可用性、効率性、設置と操作の容易さ、最新性であり、ほとんどが低騒音で環境に優しいことです。
今日の風力発電機は、将来性があり、ますます効果的で成長を続ける発電手段であると同時に、比較的経済的で、自分の手でこのような装置を作る場合でも非常に手頃な価格です。
DIY 風力発電機: 4 kW (ビデオ)
自家製風力発電機は、何か新しいことを学び、新しいビジネスに挑戦するのに最適な方法であり、最も単純な住宅条件で家に電気を供給する手頃な価格で簡単な方法でもあります。
自家製風力発電機の電力は、さまざまな機器のバッテリーを充電し、照明を提供し、一般に家庭用電化製品を動作させるのに十分です。 風力発電機を設置すれば、光熱費を節約できます。 必要に応じて、問題のユニットを自分の手で組み立てることができます。 風力発電機の基本パラメータを決定し、指示に従ってすべてを実行するだけです。
風力発電機の設計には、風流の影響を受けて回転する複数のブレードが含まれています。 この衝撃の結果、回転エネルギーが発生します。 結果として得られるエネルギーはローターを介して乗算器に供給され、乗算器はエネルギーを発電機に伝達します。
乗算器のない風力発電機の設計もあります。 マルチプライヤがないため、設備の生産性を大幅に向上させることができます。
風力発電機は個別に設置することも、グループとして組み合わせて風力発電所を構成することもできます。 風力タービンはディーゼル発電機と組み合わせることもでき、燃料を節約し、家庭の電気システムを最も効率的に動作させることができます。
風力発電機の組み立てを始める前に知っておくべきことは何ですか?
風力発電機の組み立てを開始する前に、いくつかの基本的な点を決定する必要があります。
最初の一歩。 適切なタイプの風力タービン設計を選択します。 設置は縦置きでも横置きでも可能です。 いつ 自己集合縦型モデルを選択することをお勧めします。 製造とバランスが簡単です。
第二段階。 適切な電力を決定します。 この時点では、すべては個別です。自分のニーズに焦点を当ててください。 より大きな出力を得るためには、インペラの直径と重量を増やす必要があります。
これらの特性を高めると、風力発電機ホイールの固定とバランス調整の段階で特定の困難が発生します。 この瞬間を考慮に入れて、自分の能力を客観的に評価してください。 初心者の場合は、非常に効率的な 1 台のユニットではなく、中出力の風力発電機を複数台設置することを検討してください。
3番目のステップ。 風力発電機のすべての要素を自分で作成できるかどうかを検討してください。 各詳細は正確に計算され、工場の類似品に従って完全に作られなければなりません。 必要なスキルがない場合は、既製の要素を購入することをお勧めします。
4番目のステップ。 適切なバッテリーを選択してください。 車のバッテリーは拒否した方が良いです。 寿命が短く、爆発力があり、世話と維持に手間がかかります。
密閉型バッテリーの方が良い選択肢です。 コストは数倍かかりますが、寿命は数倍長く、一般にパフォーマンスが優れています。
適切なブレード数の選択には特に注意してください。 最も人気のあるのは、2 枚または 3 枚のブレードを備えた風力発電機です。 しかし、そのような設置には多くの欠点があります。
2 枚または 3 枚のブレードを備えた発電機が動作すると、強力な遠心力とジャイロ力が発生します。 上記の力の影響により、風力発電機の主要要素への負荷が大幅に増加します。 さらに、場合によっては、力が互いに反対に作用することもあります。
入ってくる負荷を平準化し、風力発電機の構造の完全性を維持するには、次のことを実行する必要があります。 ブレードの有能な空力計算を行い、計算されたデータに正確に従ってブレードを製造します。わずかなエラーでも設置効率が数倍低下し、風力発電機が早期に故障する可能性が高まります。
高速風力タービンが動作すると、特に自家製の場合に多くの騒音が発生しますが、羽根が大きいほど騒音も大きくなります。 この点により、多くの制限が課せられます。 たとえば、所有者が飛行場に住んでいるような感覚を好まない限り、家の屋根にそのような騒々しい構造物を設置することはもはや不可能になります。
ブレードの数が増えると、風力発電機の動作中に発生する振動のレベルが増加することに注意してください。 2 ブレード ユニットは、特に経験の浅いユーザーにとって、バランスを取るのがより困難です。 そのため、2枚羽根の風車では騒音や振動が大きくなります。
5 ～ 6 枚のブレードを備えた風力発電機をお選びください。実際には、そのようなモデルが最も最適であることが示されています。 自作そして自宅で使用します。
ネジの直径は2m程度にすることをお勧めします。組み立てとバランス調整の作業は、ほぼ誰でも行うことができます。 経験を積んだら、12 枚のブレードを備えたホイールの組み立てと取り付けに挑戦できます。 このようなユニットを組み立てるには、より多くの労力が必要になります。 材料の消費量と時間のコストも増加します。 ただし、12枚のブレードにより、6〜8m/sの弱い風でも450〜500Wレベルの電力を受け取ることができます。
12 枚のブレードではホイールの速度が非常に遅くなり、さまざまな問題が発生する可能性があることに注意してください。たとえば、特別なギアボックスを組み立てる必要がありますが、これはより複雑で製造コストがかかります。
したがって、 最良の選択肢初心者の家庭職人のために、中程度の長さの6枚のブレードを備えた、直径200 cmのホイールを備えた風力発電機があります。
組み立て部品と工具
風車を組み立てるには、さまざまな部品や付属品が必要です。 必要なものはすべて事前に集めて購入しておくと、後で心配する必要がなくなります。
特定の状況の条件に応じて、リスト 必要な道具多少異なる場合があります。 この時点で、あなたは独立して作業の進行状況をナビゲートすることになります。
風力発電機の組み立てに関するステップバイステップのガイド
自家製風力発電機の組み立てと設置は、いくつかの段階で行われます。
最初のステージ。 3点コンクリート基礎を準備します。 基礎の深さと総厚は、建設現場の土壌の種類や気象条件に応じて決定します。 コンクリートが固まるまで 1 ～ 2 週間放置し、マストを取り付けます。 これを行うには、サポートマストを地面に約50〜60 cm埋め、支線で固定します。
第二段階。 ローターとプーリーを準備します。 プーリーは摩擦車です。 このようなホイールの周囲には溝またはリムがあります。 ローターの直径を選択するときは、年間平均風速に注目する必要があります。 したがって、平均速度 6 ～ 8 m/s では、直径 5 m のローターの方が、直径 4 m のローターよりも効率的になります。
第三段階。 未来の風力発電機のブレードを作ります。 これを行うには、バレルを取り、選択したブレードの数に応じていくつかの等しい部分に分割します。 ブレードにマーカーで印を付けてから、要素を切り取ります。 切断にはグラインダーが最適ですが、金属ハサミも使用できます。
第四段階。 バレルの底部をジェネレータープーリーに取り付けます。 固定にはボルトを使用します。 この後、バレルのブレードを曲げる必要があります。 そうでない場合は、やりすぎないでください インストールの準備ができています動作が不安定になります。 ブレードの曲がりを変えることで、風力発電機の適切な回転速度を設定します。
第五段階。 ワイヤーを発電機に接続し、回路を組み立てます。 発電機をマストに取り付けます。 ワイヤーを発電機とマストに接続します。 発電機を回路に組み立てます。 バッテリーも回路に接続します。 この設置で許容されるワイヤの長さは最大 100 cm であることに注意してください。負荷はワイヤを使用して接続してください。
職人のスキルや全体的な効率にもよりますが、発電機 1 台を組み立てるのに平均 3 ～ 6 時間かかります。
風力発電機は定期的な手入れとメンテナンスが必要です。
- 新しい発電機を設置してから 2 ～ 3 週間後、必要な発電機が必要になります デバイスを分解し、既存の留め具がしっかりと固定されていることを確認します。 安全のため、マウントの確認は風の弱い状況でのみ行ってください。
- ベアリングに注油する少なくとも6か月に1回。 ホイールのアンバランスの最初の兆候が現れたら、すぐにホイールを取り外して問題を解決してください。 不均衡の最も一般的な兆候は、ブレードの異常な揺れです。
- 少なくとも 6 か月に 1 回はパンタグラフのブラシを点検してください。 2～6年ごと 金属要素をペイントするインスタレーション。 定期的に塗装することで金属を腐食による破壊から守ります。
- 発電機の状態を監視する。 運転中に発電機が過熱していないか定期的に確認してください。 ユニットの表面が非常に熱くなって手を握るのが困難になった場合は、発電機を修理工場に持って行ってください。
- コレクターの状態を監視する。 接点から汚れが生じた場合は、できるだけ早く除去する必要があります。 設置の効率が大幅に低下します。 接点の機械的状態に注意してください。ユニットの過熱、巻線の焼け、その他の同様の欠陥 - これらすべてをすぐに取り除く必要があります。
したがって、風力発電機の組み立てには複雑なことは何もありません。 必要な要素をすべて準備し、指示に従って設置を組み立て、完成したユニットを電気ネットワークに接続するだけで十分です。 正しく組み立てられた家庭用風力発電機は、信頼できる無料の電力源になります。 受け取った指示に従ってください。すべてうまくいきます。
幸運を！
ビデオ - 自分で作る家庭用風力発電機
マストの最終塗装が終わった後、モータージェネレーターにブレードを取り付け、風力タービン全体を「戦闘」位置まで持ち上げました。 風力発電機はすぐに動き出し、わずかな反響とともに回転を始めました。
便宜上、すべての電子機器とバッテリーをこのプラスチックの箱に入れました。 内部にはバッテリーがあり、発電機と並行して電力が供給されます。 太陽電池。 私は単純に 12V のボート用バッテリーを 2 つ持ってきました。これは自動車用バッテリーを販売している店ならどこでも見つけることができます。 箱の側面に、古い Mac G4 から取り出した 12 ボルト ファン用の穴を 2 つ開けました (写真には表示されていません)。
ジェネレーターがモーターモードに切り替わらないように、モータージェネレーターが電力を消費する可能性をブロックするダイオードを取り付けました。この場合、電流はジェネレーターからバッテリーにのみ流れます。 フィードバックマストからの電源ケーブルに組み込まれたダイオードをブロックします。
それから私は足の実験を始めて、さまざまなオプションを試しました。 2 セットのブレードも取り付けましたが、風車は非常に低速で動作し、何も生み出しませんでした。 このモーターは発電機として機能するように設計されていないため、低速で電流を生成したくなかったので、さらに続行しました。
これらの問題に関する情報を検索したところ、細いブレードの方が回転数が高いことがわかり、より長い白いブレードのセットを作成しようとしました。これが結果をもたらしました。現在、風力発電機の回転数は大幅に増加し、より高い回転数を提供し始めています。バッテリーを充電するのに十分な電圧。
唯一の欠点は、風が弱いときは機能しないことです。 おそらく、これを適応させるには乗算器を使用する必要があります。
以下は、風力発電機の建設に使用されるすべての材料のリストです。
鋼板サイズ254? 356mm
鋼管直径6.3mm、長さ254mm
フランジ 1-1/4 インチ鋼管、長方形断面 25 mm、長さ 910 mm
からのディスク 丸鋸内穴12.7mmあり
15.9mmマンドレル? ディスクをモーターシャフトに接続するための 12.7 mm
2 つの金属製カークランプ
直径100mm、長さ200mmの塩ビパイプ
直径 200 mm、長さ 760 mm の PVC パイプ (直径 160 mm のパイプも適しています)
DC 永久磁石モーター (できれば 30V または 260V 5A トレッドミル モーター)
フックとワッシャー付きの 6 mm ボルト 8 本
直径6.3 mmの金属ネジ2本
整流ダイオード 10...40 A (強力であればあるほど良い)
上記の部品のほとんど (モーターを除く) は、ホームセンターで一度に購入できます。 モーターに関しては、最も人気のあるタイプは Ametek が製造した古いモーターであると考えられます。 ただし、ほとんどすべてのブラシ付き DC モーターが使用できます。 唯一必要なのは、25 rpm ごとに少なくとも 1 ボルトを供給することです。
したがって、モーターは 300 rpm で 12 ボルト以上を生成し、バッテリーを充電できます。 1：3や1：4の倍数を取り付けることで発電機の回転数を上げることも可能ですが、製造工程が複雑になり、羽根径も大幅に大きくなります。 通常、このような乗算器には、切断機からの既製のギアボックスが使用されます。
多くの職人、特にここに住む職人 農村部、再生可能エネルギー源、つまり風力発電所をサービスに引き付けます。
産業用風力発電機を購入するにはかなりの費用がかかるため、古い機器を使用してかなりまともな風力発電機を作成できます。
主な問題は、公称電気パラメータを取得することであり、そのためにはデバイスの回転速度が高くなければなりません。
自分の手で風車を作る方法
日曜大工の風車の発電機として、農業機械の中古発電機が使用されます。コンバイン、トラクター、車など、これらの発電機の回転速度は3〜7000 rpmになります。
実際には、垂直に配置されたローター型風車の風速は約 60 rpm に達し、水平に配置された 3 枚羽根の風車の風速は 300 rpm に達することがわかっています。
自分の手で風車を作り、発電機の効率的な動作を達成するには、乗算器（ギアボックス）を使用することをお勧めします。ギアボックスの使用にはいくつかのニュアンスがあります。
- 風力エネルギーの一部はギアボックス自体の損失となるため、効率は 40% を超えません。
- 発電機の回転速度を上げるにはトルクが増加しますが、そのためには歯車を追加して出力軸の速度を上げる必要があり、トルクが低下することがあります。
この関係の式は次のようになります: M in = K*(M m + M s)、ここで:
K – ギア比。
M s – 抵抗の瞬間。
M m は乗数モーメントです。
この式から、乗数が存在しないことが理想であることがわかります。 残念ながら、自分の手で風力発電機を作る場合、それを拒否することはできません。
強力な風車を自作する場合は、かご型ローターを備えた非同期モーター (P n = 5.5 kW、n = 960 rpm、U n = 380/220 V) を発電機として使用することもできます。
マルチプライヤーの場合は、車や工作機械などのギアボックスを使用できます。主なことは、ギアボックスのギア比 (K) = 5 であることです。
風力タービンのブレードは以下から作られています。 鋼管、縦に4つの部分に切断し、エポキシ樹脂を含浸させたグラスファイバー生地で作られた自家製プロファイルを使用できます; MI-24のサイドヘリコプターブレードが理想的です。
非同期モーターを発電機モードで動作させるには、巻線に EMF が現れるまでモーターを回転させます。 次に、共振現象を使用して相電圧の振幅を 310 V に増加する必要があります。このために、相巻線にコンデンサを接続します。コンデンサの静電容量は、C = 1/98696 x Lph の式で決定されます。ここで、Lphは相巻線のインダクタンスで、上記の特性を持つモーターの場合、Lph - 120 mH を式に代入して C = 1/98696 x 0.12 = 84 µF を取得すると、100 µF のコンデンサを使用できます。
コンデンサは KBG-MN や他のタイプと同様に使用できますが、最大 400 V の電圧では、絶縁ハウジング内にコンデンサ バンクを配置することをお勧めします。
非同期モーターに基づいて構築された DIY 風車発電機の利点:
- 低いクリファクター（高調波係数）は 2% 以下であり、高効率で有用なエネルギーのみを生成します。
- 外部の影響を受けやすい回転巻線や電子部品はありません。
- 長寿命。
- 出力電圧は220/380Vです。これにより、インバータが不要となり、機器から負荷を直接接続できます。
- 非同期発電機は湿気や汚染からよりよく保護され、短絡電流や過負荷に対する保護が強化されています。
デバイスの最大限のシンプルさと信頼性 家庭用のDIY風車これは、風力モーターのシャフトを発電機のシャフトに直接配置することによって達成され、回転速度は 120 ～ 150 rpm を超えてはなりませんが、制動装置や速度安定装置、励磁巻線がないことが望ましいです。
非同期モーターをそのまま使用するほか、それをベースに改造してタービンとして使用することもできますが、その場合はモーターローターを穴あけします。 電気モーター ブランド AIR71A4、P - 4 極、3 相、1360 rpm で 0.55 kW、ローターの直径は 66.7 mm、溝加工後は 56 mm になり、各極に 40 個の磁石が接着され、ローターはシールされ、エポキシで充填されます。樹脂も
エネルギー貯蔵は、電子スイッチの制御下でバッテリーとインバーターを使用して実行されます。
自分の手で垂直風車を作る場合は、ハリケーンの風に対抗できるバネ仕掛けのブレードストップを使用することをお勧めします。つまり、抵抗を生じずに風に沿って整列するだけです。 ハリケーンの終わりには、風の影響を受けてブレードが回転するまで風力タービンのシャフトを回転させるだけで済みます。
風力は最もアクセスしやすく、クリーンで無料のエネルギー源です。 風力エネルギーを変換できる特別な装置があります。 風力発電機といいます。 この記事では、最も一般的で入手可能な材料から自分の手で風力発電機を作る方法を説明します。
風力発電機は、大きな羽根を備えた風車、ギアボックス（トルクを変換して伝達する特別な機構）、装置を設置するためのマスト、バッテリー、インバーター（結果として得られる直流を有効な交流に変換する必要がある）で構成されます。 ）。
装置の基本動作原理
風力エネルギーの流れによりブレード付きの風車が回転し、ギアボックスを介してトルクが発電機のシャフトに伝達され始めます。 このようにして、機械エネルギーが電気エネルギーに変換されます。
風力発電機の動作電力は、風車のパラメーター、風速 (平均に基づく)、マストの高さに直接比例します。 通常、風力発電機のブレードの直径は 0.5 メートルから 50 メートルまで変化します。
経済的利益
風力発電機の使用は、年間平均風速が少なくとも 4 m/s の地域では経済的に有益です。 このパラメータは、「ロシアの風力資源マップ」を使用して明らかにすることができます。 風力発電機は風速 2 m/s で動作を開始します。 この風速でもバッテリーは充電できます。
既存の風力発電機のほとんどはネットワーク タービンとして分類されます。 これは、電気ネットワーク (ローカルまたは集中型、たとえばディーゼル発電機を使用) がある場合にのみ機能することを意味します。 これは風の流れが不安定になるためです。 この場合、ネットワークには安定化効果があります。
ネットワーク風力発電機を使用するための主な条件は、ネットワークの出力が風力タービンの出力の少なくとも 1.8 倍である必要があることです。
デバイスの仕組み
強力な風の流れにより、風力発電機のブレードが回転し始めます。 その結果生じる回転エネルギーは、ローターを介して増倍器（発電機）に伝達され始めます。 生産性を向上させるために乗算器が取り付けられていない風力発電機の設計もあります。 風力タービンは、一度に 1 台ずつ、単一の複合体として、または大規模なグループとして動作して、一種の風力発電所を形成できます。
種類
風力発電機を作成する前に、どのタイプの装置を作成するか - 水平または垂直（回転式）を決定する必要があります。 よりシンプルで手頃なオプションは、垂直風力発電機を設置することです。このシステムは有効な風の影響係数が高く、装置のバランスを取るのがはるかに簡単であるためです。
デバイスの電力
選択した発電機が強力であればあるほど、風車の直径と重量は大きくなります。 これは、構造のバランスと固定が大幅に困難になることを意味します。
付属品と要素:
- 発電機12V。
- 12V バッテリー (車のバッテリーを使用することもできますが、代替バッテリーを購入することをお勧めします。約 40 米ドルかかりますが、より耐久性があり安全です)。
- ローター1.5〜2メートル。
- 大きな金属製のバケツまたは金属製のバレル（ステンレス鋼またはアルミニウム）。
- バッテリー充電用リレー。
- ランプ充電リレー (自動車など);
- 半密閉スイッチ。
- 電圧計（車の電圧計または中古の測定器から入手できます）。
- 大線量の外部（配電ボックス）。
- 高さ2〜10メートルのマスト（自分で作ることができます） 塩ビ管およびベース用の金属コンポーネント）。
- ワイヤー;
- M6 ボルト 4 本。
- 2 つのクランプまたはステンレス鋼ワイヤー (マストへの固定用)。
基本的なツール:
- キー;
- ドライバー;
- ドリルでドリルします。
- ワイヤーカッター。
マスト構造を設置する前に、現場の気候と土壌の微妙な違いを考慮して、パイプとベースの断面積に応じて基礎を注ぎます。 風力タービンを備えたマストは、コンクリート混合物が最大強度に達した後（少なくとも 1 週間は経過する必要があります）に設置されます。 信頼性の低いオプションは、ガイロープを使用してマストを地面に 0.5 メートル埋め込むことです。
次に、ローターが作成され、発電機のプーリー (ロープや駆動ベルトに動きを伝える、周縁に溝やリムが付いた摩擦車) が再作成されます。 ローター直径は平均風速に基づいて選択されます。 ローター径は年間平均風速に応じて選択されます。 実際、6 ～ 7 m/s の速度までは、3 m ローターの生産力の方が高くなります。
バレルはマーカーと巻尺を使用して完全に等しい 4 つの部分に分割する必要があります。 次に、将来のブレードがグラインダーまたは金属ハサミで切り取られます。 底部とプーリーにボルトで固定されています。
ボルトの位置は非常に正確に測定されているため、将来的に回転を常に調整する必要はありません。
バレルのブレードが曲がっているため、風が吹いたときの急激な突風を避けるために慎重に作業する必要があります。
接続要素
次の段階では、ワイヤーを発電機に接続し、回路を組み立てます。 発電機をマストに取り付け、ワイヤーを発電機とマストに固定します。 次に、発電機が回路に接続され、バッテリーが回路に接続されます。 ワイヤを使用して負荷を接続します (断面積最大 2.5 kV)。 装置の回転速度は刃の曲がり具合によって設定されます。 このような風力発電機は、ダーチャやカントリーハウスに十分な電力を供給するのに十分なはずです。
発電量の増加
マストを 20 ～ 25 m に伸ばすと、平均風速が最大 30% 増加する可能性があることに注意してください。 同時に、エネルギー生産量は1.5倍に増加します。 この技術は、低風速（4 m/s 未満）でも使用されます。 マストが高いため、木や家が風力発電機の動作を妨げることはありません。
ビデオ
このビデオでは、自家製風力発電機の所有者が、その構造をどのように組み立てたかについて語ります。