W trakcie swojego rozwoju ludzkość dokonywała zarówno drobnych, jak i kolosalnych odkryć, dosłownie zmieniając poznawczą i obiektywną rzeczywistość oraz idee, w oparciu o najszerszy zakres praw istniejących na planecie Ziemia. Wszystkie były w ten czy inny sposób zdeterminowane pewnymi czynnikami i były owocem potrzeb i konieczności ulepszenia czegoś, stworzenia, zmiany, dostosowania się do własnych potrzeb. Na tej podstawie dzisiaj dosłownie doszliśmy do wniosku, że w korzystaniu z nowoczesnych i skutecznych urządzeń i mechanizmów, które pozwalają wydobyć maksimum ze wszystkiego, co nas otacza, powstają ściśle indywidualne potrzeby. Porozmawiamy o takim urządzeniu jak turbina wiatrowa (popularnie zwana dmuchawą, dmuchawą), a także o tym, jak zrobić to własnymi rękami, wydając minimum energii i pieniędzy oraz uzyskując maksymalny wynik.
Co to jest generator wiatrowy
Doskonałym przykładem przedstawienia generatora wiatrowego i jego działania może być słynna gra komputerowa Minecraft, w której generatory wiatrowe ujawniają się we wszystkich ich walorach. Przeciętny minigenerator jest zaprojektowany w określony sposób.
Wszystkie generatory wiatrowe są zasadniczo podzielone na następujące główne typy:
- Do najbardziej powszechnych należą obrotowe (pionowe) generatory wiatrowe, działające w oparciu o pionowy obrót osiowy realizowany za pomocą wirnika i łopat.
- Wiatraki łopatkowe są poziomym mechanizmem obrotu osiowego, realizowanym za pomocą tzw. koła i zwykle posiadającym w swoim układzie śmigło.
- Rzadziej można spotkać także generatory wiatrowe bębnowe, które w istocie są podtypem generatorów obrotowych i działają na tych samych zasadach, tyle że w płaszczyźnie poziomej.
Oczywiście pierwsze obrazy, które przychodzą na myśl, gdy pojawia się obraz generatora wiatrowego, to wirujące łopaty, śmigło, ogon, turbina lub, jak to się też nazywa, turbina wiatrowa, tzw. wirnik.
Kluczowym ogniwem całego działania jest generator, maszt, akumulatory, falownik podłączony do sieci, powielacz (w razie potrzeby reduktor) i wiatrowskaz.
Jak zrobić wiatrak własnymi rękami
Pionowe generatory wiatrowe są najbardziej wydajne i proste w produkcji i obsłudze, co czyni je dość powszechnymi, czy to z mechanizmem spiralnym, czy bezpośrednim.
Ogromne znaczenie ma zarówno cel stworzenia generatora wiatrowego, jak i teren, na którym zostanie on zainstalowany, co należy wziąć pod uwagę podczas planowania.
Istnieją główne punkty, które wymagają obowiązkowej uwagi podczas tworzenia generatora wiatrowego. Pierwszą rzeczą, którą należy określić, jest oczywiście silnik wszelkiego postępu, serce całego systemu - generator, który można kupić lub wykonać samodzielnie, co w istocie wymaga pewnej zręczności i umiejętności, jednak przy odpowiednim pragnieniu początkujący może to zrobić. W zależności od celu, czy potrzebujesz poważnego urządzenia o mocy 10 kW, 5 kW (5 kW) lub mniejszej mocy 12 V, czy też mniejszej i prostszej turbiny wiatrowej typu rowerowego używanej jako instalacja elektryczna na balkonie mieszkania.
Turbinę wiatrową można wyposażyć w niemal każdy generator:
- Czy to dobrze znany generator traktorów wiejskich;
- Część ze starego komputera lub komputera;
- A może jest to cichy silnik samochodowy;
- Element silnika pralka liczy się tylko jego wydajność.
Następnie decydujemy się na ostrza - te bardzo obracające się obiekty, które przypominają ostrza młyna. Ostrza mogą być również wykonane z dużej liczby materiałów, z których najbardziej obiecującymi i powszechnymi są na przykład sklejka, plastik, czasem cyna (na przykład krawędzie beczki), materiał PVC i tak dalej. Podczas produkcji należy wziąć pod uwagę wszystkie istotne czynniki - zarówno wpływ siły odśrodkowej, jak i wielkość łopatek, przepływ wiatru na ziemię i inne. Najbardziej racjonalne jest stworzenie konstrukcji skrzydełkowej, ze względu na zwiększoną wydajność, poprzez wpływ na rozkład przepływu wiatru.
Kolejnym krokiem będzie wykonanie urządzenia do określania prędkości i kierunku wiatru – wiatrowskazu. To coś w rodzaju metalowej flagi, która zmienia swoje położenie zgodnie z prądami wiatru. Prawie każda stosunkowo mocna, ale lekka warstwa metalu może służyć jako wiatrowskaz.
Maszt – w swojej roli można zastosować także szeroką gamę dostępnych narzędzi, np. trwałych wodociąg. Całkiem możliwe jest samodzielne wykonanie domowej roboty maszyny wiatrowej (domowej roboty), jak już opisano, z maksymalnych dostępnych środków, a wytrzymałość wiatraka zależy od użytych materiałów i przemyślanego użycia w określonych warunkach. Najprostszy przedstawiciel takich urządzeń jest w stanie wytworzyć energię elektryczną do oświetlenia pomieszczenia, ładowania urządzeń i, w razie potrzeby, nawet do zaspokojenia podstawowych potrzeb stosunkowo małego wiejskiego domu.
Dobór generatora do wiatraka
Generator to najważniejszy element całej instalacji, bez którego nie da się wytworzyć ani jednego wolta prądu. Całkiem możliwe jest samodzielne wykonanie generatora wolnoobrotowego z dostępnych materiałów, ale wszystkie elementy należy wybrać do konkretnych celów, ponieważ jeśli mówimy o potężnej instalacji, potrzebne są dość poważne części.
Generator zawiera:
- Wirnik to ruchomy element mechanizmu, który pełni funkcję obrotową, a także na którym umieszczone jest urządzenie odbierające energię ze źródła (ciała).
- Stojan to element ściśle powiązany z wirnikiem, który jest nieruchomy, zmontowany, jeśli mówimy o generatorze, z połączonych ze sobą blach i na którym umieszczony jest wzbudnik (metalowe uzwojenie).
- Magnesy neodymowe pełniące funkcję indukcyjną.
Jednocześnie do pełnienia funkcji generatora, w zależności od przeznaczenia, można zastosować niemal każdy mechanizm funkcjonalny, czy to pozostałości silnika ciągnika, czy silnik elektryczny z drukarki lub rozrusznik wentylatora.
Ważne jest, jak zostanie wybrany miedziany przewód elektryczny.
Jeśli mówimy o wykonaniu generatora od podstaw, potrzebne są elementy. Piasta to środkowa część koła, metalowa podstawa przyszłego silnika. Magnesy neodymowe w określonej ilości i rozmiarze. Potrzebujesz metalowych krążków, na których zostaną przymocowane magnesy, żywicy poliestrowej lub czegoś innego, co umożliwi zamocowanie i przyklejenie warstwy magnetycznej, grubej warstwy papieru lub sklejki.
Wykonywanie generatorów wiatrowych własnymi rękami na 220 V
Całkiem możliwe jest samodzielne wykonanie generatora wiatrowego o napięciu 220 woltów, a nawet to jest dalekie od granic możliwości, przy odpowiednim pragnieniu i dostępności niezbędnych materiałów.
Cechami charakterystycznymi generatorów o stosunkowo dużej mocy w stosunku do małych o małej mocy są:
- Oczywiście mocniejsza elektrownia wymaga bardziej niezawodnych, trwałych części i elementów, a także silniejszego wiatru.
- Również przy tworzeniu i utrzymaniu generatorów wiatrowych o mocy wystarczającej do obsługi co najmniej jednego dużego elektrycznego urządzenia gospodarstwa domowego, obowiązkowym elementem jest akumulator służący do magazynowania na nim nadmiaru energii.
- Należy wziąć pod uwagę, że dla większej ilości energii wymagany jest poważniejszy układ sterowania, co wiąże się z koniecznością wbudowania w takie wiatraki jednostki sterującej, która w swoim systemie zawiera stabilizatory napięcia.
- W przypadku poważniejszych i niekompaktowych systemów wymagana jest odpowiednia stabilna instalacja.
To ostatnie implikuje potrzebę fundamentu, przynajmniej w postaci małych przygotowanych i wypełnionych otworów, aby zainstalować w nich model.Ponadto generatory osiowe nie mają właściwości klejenia lub, jak mówią, punktu wyjścia , dzięki czemu nawet najmniejszy wiatr może poruszyć ostrzami takiego urządzenia.
W przeciwnym razie generatory wiatrowe 220 V (w tym ich produkcja) praktycznie nie różnią się od innych przedstawicieli i podlegają Główne zasady, stwierdzone wyżej.
Najpopularniejszym generatorem wiatrowym, którego podstawą jest osiowy system turbin wiatrowych oparty na zastosowaniu magnesów neodymowych, które zdobyły swoje wysokie miejsce na rynku ze względu na jakość, trwałość i przystępną cenę.
Etapy budowy turbin wiatrowych dla Twojego domu własnymi rękami
Jeśli mówimy o podmiejskiej działce daczy lub osiedla, należy jednak rozumieć, że im większa potrzeba, tym większy koszt. Szczególnie jeśli weźmiemy pod uwagę cel ogrzewania czy stałą konserwację wszystkich sprzętów gospodarstwa domowego, pracochłonność i konserwację takiego urządzenia, nawet jeśli jest to jedno z najbardziej opłacalnych.
Turbina wiatrowa, jak już wspomniano powyżej, może z powodzeniem służyć jako główne źródło energii elektrycznej nawet dla całego domu.
Na przykład w porównaniu z bliskimi analogami źródło słoneczne jest pod wieloma względami gorsze od turbin wiatrowych, ponieważ słońce nie pojawia się codziennie, a generator elektryczny jeszcze bardziej dorównuje generatorowi wiatrowemu pod względem ekonomicznym i środowiskowym.
Główne elementy generatora wiatrowego dla domu (do Oczywiście mówiąc o generatorze wiatrowym dla Twojego domu, powinieneś zrozumieć, że potrzebne są wszystkie podstawowe elementy
- Stojan, wirnik, cewka indukcyjna, które są głównymi elementami generatora;
- Baterie do magazynowania energii;
- Łapacz wiatru, jeśli mówimy o obszarach o słabym wietrze.
Ponadto podczas produkcji można również zastosować zasady wynalazków APU Sklyarowa, Biryukova lub Tretiakowa, co znacznie zwiększy racjonalizm i korzyści wynikające z użytkowania systemu, a także, dla komfortu, zmniejszy efekty hałasu.
Instrukcje: jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami
Proces tworzenia generatora wiatrowego jest kreatywny, a sposób jego zaprojektowania zależy tylko od rzemieślnika. Nie ma uniwersalnej instrukcji, ponieważ każdy projekt jest kombinacją różnych szczegółów i innych czynników każdego konkretnego przypadku.
Wszystko odbywa się za pomocą podstawowych narzędzi - śrubokręta, młotka, szlifierki i innych.
Pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić przy tworzeniu generatora wiatrowego, jest podjęcie decyzji o celu i wykonanie podstawowych obliczeń, rysunków, określenie lokalizacji i tak dalej. Następnie należy zmontować i przymocować ostrza i ogon do akumulatora (podłączyć do generatora).
Główny i najbardziej optymalny, przetestowany i szczegółowe instrukcje do zrobienia generatora wiatrowego własnymi rękami:
- Zrób generator z wcześniej przygotowanych części - 2 przygotowane metalowe naleśniki z magnesami neodymowymi są przymocowane do siebie, pomiędzy którymi wkładany jest stojan z już na nim uzwojeniem miedzianym.
- Na maszcie (rurze) montowana jest podpora (wspornik), a nad nią piasta.
- Następnie należy zamontować generator na piaście, po czym stojan podłączyć do wspornika.
- Z drugiej strony zainstalowana jest turbina wiatrowa.
Zabetonuj i zbuduj podstawę konstrukcji, aby ustabilizować ją przy silnym wietrze, obliczając główne parametry, ponieważ w przypadku znaczącej instalacji odległość do przejścia może nie wystarczyć.
Zalety domowego generatora wiatrowego
Podsumowując, należy stwierdzić, że domowy generator wiatrowy jest doskonałym, nowoczesnym i z każdym dniem coraz bardziej dostępnym źródłem energii, rozprzestrzeniającym się z niesamowitą prędkością. Głównymi zaletami generatora wiatrowego, którym nie są w stanie dorównać generatory elektryczne oparte na generatorze benzynowym, są: wysoka wydajność, dostępność, wydajność, łatwość montażu i obsługi, nowoczesność, w większości cicha praca, ekologiczność.
Generatory wiatrowe są dziś obiecującym, coraz bardziej efektywnym i rozwijającym się sposobem wytwarzania energii elektrycznej, a jednocześnie są stosunkowo ekonomiczne i niedrogie, nawet w przypadku wykonania takiego urządzenia własnymi rękami.
Generator wiatrowy DIY: 4 kW (wideo)
Domowe generatory wiatrowe to świetny sposób na nauczenie się czegoś nowego, wypróbowanie nowego biznesu, a także stanowią niedrogi i łatwy sposób na zaopatrzenie domu w prąd w najprostszych warunkach domowych.
Moc domowego generatora wiatrowego wystarczy do ładowania akumulatorów różnych urządzeń, zapewnienia oświetlenia i ogólnie obsługi domowych urządzeń elektrycznych. Instalując generator wiatrowy, zaoszczędzisz na kosztach energii. W razie potrzeby dane urządzenie można zmontować własnymi rękami. Wystarczy określić podstawowe parametry generatora wiatrowego i zrobić wszystko zgodnie z instrukcją.
Konstrukcja generatora wiatrowego obejmuje kilka łopatek, które obracają się pod wpływem prądów wiatru. W wyniku tego uderzenia powstaje energia obrotowa. Powstała energia jest przekazywana przez wirnik do powielacza, który z kolei przekazuje energię do generatora elektrycznego.
Istnieją również konstrukcje generatorów wiatrowych bez powielaczy. Brak mnożnika pozwala znacznie zwiększyć wydajność instalacji.
Generatory wiatrowe można instalować pojedynczo lub w grupach połączonych w farmę wiatrową. Turbiny wiatrowe można także łączyć z generatorami diesla, co pozwoli zaoszczędzić paliwo i zapewni najbardziej efektywną pracę domowej instalacji elektrycznej.
Co musisz wiedzieć zanim przystąpisz do montażu generatora wiatrowego?
Zanim zaczniesz montować generator wiatrowy, musisz zdecydować o kilku podstawowych punktach.
Pierwszy krok. Wybierz odpowiedni typ projektu turbiny wiatrowej. Instalacja może być pionowa lub pozioma. Gdy samodzielny montaż Lepiej wybrać modele pionowe, ponieważ są łatwiejsze w produkcji i wyważaniu.
Drugi krok. Określ odpowiednią moc. W tym momencie wszystko jest już indywidualne – skup się na własnych potrzebach. Aby uzyskać większą moc, należy zwiększyć średnicę i masę wirnika.
Zwiększanie tych charakterystyk będzie powodowało pewne trudności na etapie mocowania i wyważania koła generatora wiatrowego. Weź ten moment pod uwagę i obiektywnie oceń swoje możliwości. Jeśli jesteś początkujący, rozważ instalację kilku generatorów wiatrowych średniej mocy zamiast jednej bardzo wydajnej jednostki.
Trzeci krok. Zastanów się, czy jesteś w stanie samodzielnie wykonać wszystkie elementy generatora wiatrowego. Każdy szczegół musi być dokładnie obliczony i wykonany w pełnej zgodności z analogami fabrycznymi. Jeśli nie masz niezbędnych umiejętności, lepiej kupić gotowe elementy.
Czwarty krok. Wybierz odpowiednie baterie. Akumulatory samochodowe lepiej odmówić, bo... są krótkotrwałe, wybuchowe i wymagają opieki i konserwacji.
Lepszą opcją są akumulatory zamknięte. Kosztują kilka razy więcej, ale wytrzymują kilka razy dłużej i ogólnie mają lepszą wydajność.
Zwróć szczególną uwagę na dobór odpowiedniej ilości ostrzy. Najpopularniejsze są generatory wiatrowe z 2 i 3 łopatami. Jednak takie instalacje mają wiele wad.
Gdy pracuje generator z 2 lub 3 łopatkami, powstają silne siły odśrodkowe i żyroskopowe. Pod wpływem wspomnianych sił znacznie wzrasta obciążenie głównych elementów generatora wiatrowego. Co więcej, w niektórych momentach siły działają w opozycji do siebie.
Aby wyrównać przychodzące obciążenia i zachować integralność konstrukcji generatora wiatrowego, należy wykonać kompetentne obliczenia aerodynamiczne łopatek i wyprodukowanie ich dokładnie według obliczonych danych. Nawet minimalne błędy kilkukrotnie zmniejszają wydajność instalacji i zwiększają prawdopodobieństwo wcześniejszej awarii generatora wiatrowego.
Kiedy pracują szybkobieżne turbiny wiatrowe, powstaje dużo hałasu, szczególnie jeśli chodzi o instalacje domowe.Im większe łopaty, tym hałas będzie głośniejszy. Punkt ten nakłada szereg ograniczeń. Na przykład nie będzie już możliwe zainstalowanie tak hałaśliwej konstrukcji na dachu domu, chyba że właścicielowi spodoba się poczucie życia na lotnisku.
Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem liczby łopat wzrasta poziom wibracji powstających podczas pracy generatora wiatrowego. Jednostki z dwoma ostrzami są trudniejsze do wyważenia, zwłaszcza dla niedoświadczonego użytkownika. W związku z tym wiatraki z dwiema łopatami będą emitować dużo hałasu i wibracji.
Daj swój wybór generatorowi wiatrowemu z 5-6 łopatami. Praktyka pokazuje, że takie modele są najbardziej optymalne własnej roboty i używać w domu.
Zaleca się wykonanie wkrętu o średnicy około 2 m. Prawie każdy poradzi sobie z montażem i wyważeniem. Kiedy już nabierzesz doświadczenia, możesz spróbować złożyć i zamontować koło z 12 ostrzami. Montaż takiego urządzenia będzie wymagał więcej wysiłku. Wzrośnie także zużycie materiałów i koszty czasu. Natomiast 12 łopat pozwoli na uzyskanie mocy na poziomie 450-500 W nawet przy słabym wietrze 6-8 m/s.
Należy pamiętać, że przy 12 ostrzach koło będzie dość wolne, co może prowadzić do różnych problemów. Na przykład będziesz musiał złożyć specjalną skrzynię biegów, która jest bardziej złożona i kosztowna w produkcji.
Zatem, najlepsza opcja Dla początkującego rzemieślnika domowego jest generator wiatrowy z kołem o średnicy 200 cm, wyposażony w 6 łopatek średniej długości.
Elementy i narzędzia montażowe
Montaż wiatraka będzie wymagał wielu różnych komponentów i akcesoriów. Zbierz i kup wszystko, czego potrzebujesz z wyprzedzeniem, abyś nie musiał się tym martwić w przyszłości.
W zależności od warunków konkretnej sytuacji, lista niezbędne narzędzia może się trochę różnić. W tym momencie będziesz samodzielnie nawigować w postępie prac.
Przewodnik krok po kroku dotyczący montażu generatora wiatrowego
Montaż i instalacja domowego generatora wiatrowego odbywa się w kilku etapach.
Pierwszy etap. Przygotuj trzypunktową betonową podstawę. Określ głębokość i całkowitą grubość fundamentu zgodnie z rodzajem gruntu i warunkami klimatycznymi panującymi na placu budowy. Pozostawić beton do stwardnienia na 1-2 tygodnie i zamontować maszt. W tym celu wkop maszt podporowy w ziemię na głębokość około 50-60 cm i zabezpiecz go odciągami.
Druga faza. Przygotuj wirnik i koło pasowe. Koło pasowe jest kołem ciernym. Na obwodzie takiego koła znajduje się rowek lub obręcz. Wybierając średnicę wirnika, należy skupić się na średniej rocznej prędkości wiatru. Zatem przy średniej prędkości 6-8 m/s wirnik o średnicy 5 m będzie wydajniejszy niż wirnik o średnicy 4 m.
Trzeci etap. Wykonaj łopaty przyszłego generatora wiatrowego. Aby to zrobić, weź beczkę i podziel ją na kilka równych części zgodnie z wybraną liczbą ostrzy. Oznacz ostrza markerem, a następnie wytnij elementy. Do cięcia świetnie sprawdzi się szlifierka, można też używać metalowych nożyczek.
Czwarty etap. Przymocuj dolną część beczki do koła pasowego generatora. Do mocowania użyj śrub. Następnie musisz zgiąć ostrza na lufie. Nie przesadzaj, bo inaczej gotowa instalacja będzie działać niestabilnie. Ustaw odpowiednią prędkość obrotową generatora wiatrowego zmieniając wygięcie łopatek.
Piąty etap. Podłącz przewody do generatora i zmontuj je w obwód w dawce. Przymocuj generator do masztu. Podłącz przewody do generatora i masztu. Zmontuj generator w obwód. Podłącz także akumulator do obwodu. Należy pamiętać, że maksymalna dopuszczalna długość przewodu dla tej instalacji wynosi 100 cm.Podłączyć obciążenie za pomocą przewodów.
Montaż jednego generatora zajmuje średnio 3-6 godzin, w zależności od dostępnych umiejętności i ogólnej wydajności rzemieślnika.
Generator wiatrowy wymaga regularnej pielęgnacji i konserwacji.
- 2-3 tygodnie po zainstalowaniu nowego generatora potrzebujesz zdemontuj urządzenie i upewnij się, że istniejące mocowania są pewne. Dla własnego bezpieczeństwa sprawdzaj mocowania tylko przy słabym wietrze.
- Nasmarować łożyska przynajmniej raz na 6 miesięcy. Gdy pojawią się pierwsze oznaki niewyważenia koła, należy je natychmiast usunąć i wyeliminować wszelkie problemy. Najczęstszą oznaką braku równowagi jest nietypowe drżenie ostrzy.
- Sprawdzaj szczotki pantografu przynajmniej raz na 6 miesięcy. Co 2-6 lat pomalować elementy metalowe instalacje. Regularne malowanie ochroni metal przed zniszczeniem na skutek korozji.
- Monitoruj stan generatora. Regularnie sprawdzaj, czy generator nie przegrzewa się podczas pracy. Jeżeli powierzchnia urządzenia nagrzeje się tak bardzo, że trzymanie na niej dłoni będzie bardzo trudne, należy zanieść generator do warsztatu.
- Monitoruj stan kolektora. Wszelkie zanieczyszczenia należy jak najszybciej usunąć ze styków, ponieważ... znacznie zmniejszają wydajność instalacji. Należy zwracać uwagę na stan mechaniczny styków. Przegrzanie urządzenia, spalone uzwojenia i inne podobne wady - wszystko to należy natychmiast wyeliminować.
Zatem montaż generatora wiatrowego nie jest skomplikowany. Wystarczy przygotować wszystkie niezbędne elementy, zmontować instalację zgodnie z instrukcją i podłączyć gotowe urządzenie do sieci elektrycznej. Odpowiednio zmontowany generator wiatrowy dla Twojego domu stanie się niezawodnym źródłem darmowego prądu. Postępuj zgodnie z otrzymanymi instrukcjami, a wszystko się ułoży.
Powodzenia!
Wideo - Generatory wiatrowe zrób to sam dla domu
Po ostatnim malowaniu masztu zamontowałem łopaty na silniku-generatorze i podniosłem całą turbinę wiatrową do pozycji „bojowej”. Generator wiatrowy natychmiast ożył i zaczął się obracać z lekkim pogłosem.
Dla wygody całą elektronikę wraz z bateriami umieściłem w tym plastikowym pudełku. Wewnątrz znajduje się akumulator, który zasilany jest równolegle z generatora i bateria słoneczna. Wziąłem po prostu dwa akumulatory do łodzi 12 V, które można znaleźć w każdym sklepie sprzedającym akumulatory samochodowe. Po bokach pudełka zrobiłem dwa otwory na wentylatory 12 V wyjęte ze starych Maców G4 (nie pokazane na zdjęciu).
Aby zapobiec przełączeniu się generatora w tryb silnikowy, zamontowałem diodę blokującą możliwość pobierania prądu przez agregat prądotwórczy; w tym przypadku prąd płynie tylko z generatora do akumulatorów, a informacja zwrotna blokuje diodę wbudowaną w kabel zasilający wychodzący z masztu.
Potem zacząłem eksperymentować z łapami, wypróbowując różne opcje. Zamontowałem nawet dwa zestawy ostrzy, ale wiatrak pracował z bardzo małymi prędkościami i nic nie wytwarzał. Ponieważ ten silnik nie jest przeznaczony do pracy jako generator, nie chciał generować prądu przy niskich prędkościach, więc kontynuowałem.
Poszukując informacji na ten temat dowiedziałem się, że wąskie łopaty są bardziej obrotowe, więc próbowałem zrobić zestaw białych łopatek, które były dłuższe i to dało rezultaty, teraz generator wiatrowy zyskuje znacznie więcej obrotów i zaczyna dawać napięcie wystarczające do ładowania akumulatorów.
Jedyną wadą jest to, że nie działa przy słabym wietrze. Prawdopodobnie, aby to dostosować, musisz użyć mnożnika.
Poniżej znajduje się lista wszystkich materiałów użytych do budowy generatora wiatrowego
Blacha stalowa o rozmiarze 254? 356 mm
Rura stalowa o średnicy 6,3 mm i długości 254 mm
Kołnierz 1-1/4″ Rura stalowa, przekrój prostokątny 25 mm, długość 910 mm
Dysk z Piła tarczowa z otworem wewnętrznym 12,7 mm
Trzpień 15,9 mm? 12,7 mm do połączenia tarczy z wałem silnika
Dwa metalowe zaciski samochodowe
Kawałek rury PCV o średnicy 100 mm i długości 200 mm
Kawałek rury PCV o średnicy 200 mm i długości 760 mm (odpowiednia jest również rura o średnicy 160 mm)
Silnik prądu stałego z magnesami trwałymi (najlepiej silnik bieżniowy 30V lub 260V 5A)
Osiem śrub 6 mm z hakami i podkładkami
Dwie metalowe śruby o średnicy 6,3 mm
Dioda prostownicza 10...40 A (im mocniejsza tym lepiej)
Większość wymienionych powyżej części (z wyjątkiem silnika) można kupić jednorazowo w sklepie Home Improvement. Jeśli chodzi o silniki, za najpopularniejsze typy uważa się stare silniki produkowane przez firmę Ametek. Jednak prawie każdy szczotkowany silnik prądu stałego będzie odpowiedni. Jedyne, czego potrzebujesz, to dostarczanie co najmniej 1 wolta na każde 25 obr./min.
W ten sposób silnik przy 300 obr./min będzie w stanie wytworzyć ponad 12 woltów i naładować akumulator. Możliwe jest również zwiększenie prędkości obrotowej generatora poprzez zainstalowanie mnożnika 1:3 lub 1:4, ale skomplikuje to proces produkcyjny i doprowadzi do znacznego zwiększenia średnicy łopatek. Zazwyczaj do takich multiplikatorów stosuje się gotowe przekładnie z maszyn tnących.
Wielu rzemieślników, zwłaszcza tych mieszkających w obszary wiejskie, przyciągną do swoich usług odnawialne źródła energii, a mianowicie elektrownie wiatrowe.
Kupno przemysłowego generatora wiatrowego będzie kosztować całkiem niezłe grosze, więc korzystając ze starego sprzętu można stworzyć całkiem przyzwoity generator wiatrowy.
Głównym problemem jest uzyskanie nominalnych parametrów elektrycznych, w tym celu urządzenie musi charakteryzować się dużą prędkością obrotową.
Jak zrobić wiatrak własnymi rękami
Jako generator do wiatraka typu „zrób to sam” stosuje się używany generator z maszyn rolniczych: z kombajnu, ciągnika, samochodu prędkość obrotowa w tych generatorach będzie wynosić od 3 do 7 tysięcy obr./min.
W praktyce okazuje się, że wirnikowe koło wiatrowe o układzie pionowym może osiągać prędkość około 60 obr/min, natomiast poziomo umieszczone trójłopatkowe koło wentylatora o układzie poziomym przy prędkości wiatru osiąga 300 obr/min.
Aby zrobić wiatrak własnymi rękami i osiągnąć wydajną pracę generatora, zaleca się użycie powielacza (skrzyni biegów), istnieje kilka niuansów w stosowaniu skrzyń biegów.
- Część energii wiatrowej trafia na straty w samej skrzyni biegów, dzięki czemu jej sprawność nie przekracza 40%.
- Aby zwiększyć prędkość obrotową generatora, zwiększa się moment obrotowy, w tym celu należy zwiększyć prędkość wału wyjściowego, dodając koła zębate, co może prowadzić do zmniejszenia momentu obrotowego.
Wzór na tę zależność wygląda następująco: M in = K*(M m + M s), gdzie:
K – przełożenie skrzyni biegów;
M s – moment oporu;
M m jest momentem mnożnika.
Z tego wzoru wynika, że ideałem byłby brak mnożnika. Niestety, wykonując generator wiatrowy własnymi rękami, nie można odmówić.
Do samodzielnie wykonanego wiatraka o dużej mocy można zastosować jako generator także silnik asynchroniczny z wirnikiem klatkowym (P n = 5,5 kW; n = 960 obr./min; U n = 380/220 V).
W przypadku mnożnika możesz wziąć skrzynię biegów z samochodu, obrabiarki itp. najważniejsze jest to, że przełożenie (K) skrzyni biegów wynosi = 5.
Łopaty turbin wiatrowych są wykonane z Stalowa rura, pocięty wzdłuż na cztery części, można zastosować domowy profil wykonany z tkaniny z włókna szklanego impregnowanej żywicą epoksydową; idealne są boczne łopaty helikoptera z MI-24.
Aby silnik asynchroniczny działał w trybie generatora, obracamy silnik, aż na jego uzwojeniach pojawi się pole elektromagnetyczne. Następnie konieczne jest zwiększenie amplitudy napięcia fazowego do 310 V za pomocą zjawiska rezonansowego, w tym celu podłączamy kondensatory do uzwojeń fazowych, pojemność kondensatora określa się wzorem C = 1/98696 x Lph, gdzie Lph to indukcyjność uzwojenia fazowego silnika o powyższej charakterystyce Lph - 120 mH podstawiamy do wzoru i otrzymujemy C = 1/98696 x 0,12 = 84 µF, można zastosować kondensator 100 µF.
Kondensator można stosować jak KBG-MN lub inne typy, ale przy napięciach do 400 V lepiej jest umieścić baterię kondensatorów w izolowanej obudowie.
Zalety generatora wiatrowego DIY zbudowanego w oparciu o silnik asynchroniczny:
- Niski współczynnik klimatyczny (współczynnik harmoniczny) wynosi nie więcej niż 2%, co zapewnia wysoką wydajność i produkcję wyłącznie energii użytecznej.
- Brak wirujących uzwojeń i części elektronicznych wrażliwych na wpływy zewnętrzne.
- Długa żywotność.
- Napięcie wyjściowe wynosi 220/380 V. Dzięki temu obciążenie można podłączyć bezpośrednio z urządzenia, eliminując falownik.
- Generator asynchroniczny jest lepiej chroniony przed wilgocią i zanieczyszczeniami, ma lepszą ochronę przed prądami zwarciowymi i przeciążeniami.
Maksymalna prostota i niezawodność urządzenia Wiatrak DIY do domu osiąga się poprzez umieszczenie wału silnika wiatrowego bezpośrednio z wałem generatora, a prędkość obrotowa nie powinna przekraczać 120 - 150 obr/min, przy czym pożądane jest, aby nie było urządzeń hamujących i stabilizujących prędkość oraz uzwojeń wzbudzenia.
Oprócz bezpośredniego wykorzystania silnika asynchronicznego, można go przebudować i wykorzystać jako opartą na nim turbinę, w którym to przypadku wirnik silnika jest wiercony. Silnik elektryczny marki AIR71A4, P - 0,55 kW przy 1360 obr/min z 4 biegunami, 3-fazowy, posiadający wirnik o średnicy 66,7 mm po rowkowaniu staje się 56 mm, na każdy biegun przyklejono 40 magnesów, wirnik jest uszczelniony i wypełniony żywicą epoksydową żywica .
Magazynowanie energii odbywa się za pomocą akumulatorów i falowników sterowanych przełącznikami elektronicznymi.
Wykonując wiatrak pionowy własnymi rękami, zaleca się zastosowanie sprężynowych ograniczników ostrza, które mogą przeciwdziałać wiatrom huraganowym, to znaczy po prostu ustawią się w jednej linii z wiatrem, nie tworząc oporu. Po zakończeniu huraganu wystarczy obrócić wał turbiny wiatrowej, aż łopaty obrócą się pod wpływem wiatru.
Wiatr jest najbardziej dostępnym, czystym i darmowym źródłem energii. Istnieje specjalne urządzenie, które może przetwarzać energię wiatru. Nazywa się to generatorem wiatrowym. W tym artykule dowiesz się, jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami z najpopularniejszych, dostępnych materiałów.
Generator wiatrowy to koło wiatrowe z dużymi łopatkami, skrzynia biegów (specjalny mechanizm przekształcający i przekazujący moment obrotowy), maszt do zainstalowania urządzenia, akumulator i falownik (konieczne jest przekształcenie powstałego prądu stałego w efektywny prąd przemienny ).
Podstawowa zasada działania urządzenia
Strumień energii wiatru obraca koło wiatraka z łopatami, a poprzez skrzynię biegów moment obrotowy zaczyna być przenoszony na wał generatora. W ten sposób energia mechaniczna zamieniana jest na energię elektryczną.
Moc robocza generatorów wiatrowych jest wprost proporcjonalna do parametrów koła wiatrowego, prędkości wiatru (w oparciu o średnią) i wysokości masztu. Zazwyczaj średnica łopat generatora wiatrowego może wahać się od 0,5 do 50 metrów.
Korzysci ekonomiczne
Zastosowanie generatorów wiatrowych jest opłacalne ekonomicznie na obszarach, gdzie średnia roczna prędkość wiatru wynosi co najmniej 4 m/s. Parametr ten można wyjaśnić za pomocą „Mapy rosyjskich zasobów energii wiatrowej”. Generatory wiatrowe rozpoczynają pracę przy prędkości wiatru 2 m/s. Nawet przy tej prędkości wiatru akumulatory można ładować.
Większość istniejących generatorów wiatrowych zaliczana jest do turbin sieciowych. Oznacza to, że działają tylko wtedy, gdy istnieje sieć elektryczna (lokalna lub scentralizowana, na przykład wykorzystująca generatory diesla). Wynika to z niestabilności przepływów wiatru. Sieć ma w tym przypadku działanie stabilizujące.
Głównym warunkiem zastosowania sieciowego generatora wiatrowego jest to, aby moc sieci była co najmniej 1,8 razy większa od mocy turbiny wiatrowej.
Jak działa urządzenie
Przy silnym wietrze łopatki generatora wiatrowego zaczynają się obracać. Powstała energia obrotowa zaczyna być przekazywana do powielacza (generatora elektrycznego) przez wirnik. Istnieją projekty generatorów wiatrowych, w których nie instaluje się powielacza w celu zwiększenia wydajności. Turbiny wiatrowe mogą pracować pojedynczo, jako pojedynczy kompleks lub w dużych grupach, tworząc rodzaj farmy wiatrowej.
Typy
Przed wykonaniem generatora wiatrowego musisz zdecydować, jaki rodzaj urządzenia zostanie wykonany - poziomy czy pionowy (obrotowy). Prostszą i tańszą opcją jest instalacja pionowego generatora wiatrowego, ponieważ system ten ma wyższy współczynnik efektywnego wpływu wiatru, a równoważenie urządzenia jest znacznie łatwiejsze.
Moc urządzenia
Im mocniejszy wybrany generator, tym większa średnica i waga koła wiatrowego. Oznacza to, że zrównoważenie i zabezpieczenie konstrukcji stanie się znacznie trudniejsze.
Akcesoria i elementy:
- generator 12V;
- akumulator 12V (można wziąć akumulator samochodowy, ale lepiej kupić alternatywny, kosztuje około 40 USD, ale jest trwalszy i bezpieczniejszy);
- wirnik 1,5-2 m;
- duże metalowe wiadro lub metalowa beczka (ze stali nierdzewnej lub aluminium);
- przekaźnik ładowania akumulatora;
- przekaźnik ładowania lampy (na przykład samochód);
- przełącznik półhermetyczny;
- woltomierz (można wziąć samochodowy lub z dowolnego używanego urządzenia pomiarowego);
- duża dawka zewnętrzna (skrzynka rozdzielcza);
- maszt o wysokości od 2 do 10 metrów (możesz go wykonać samodzielnie Rury PCV i metalowe elementy podstawy);
- przewody;
- cztery śruby M6;
- 2 obejmy lub linka ze stali nierdzewnej (do mocowania do masztu).
Podstawowe narzędzia:
- Klucze;
- Śrubokręt;
- Wiertarka z wiertłami;
- Nożyce do drutu.
Przed zainstalowaniem konstrukcji masztu wylewa się fundament zgodnie z objętością przekroju rury i podstawy, biorąc pod uwagę niuanse klimatyczne i glebowe na terenie. Montaż masztu z turbiną wiatrową następuje po osiągnięciu przez mieszankę betonową maksymalnej wytrzymałości (powinien minąć co najmniej tydzień). Mniej niezawodną opcją jest po prostu wkopanie masztu w ziemię na pół metra za pomocą odciągów.
Następnie wykonuje się wirnik i przerabia się koło pasowe (koło cierne z rowkiem lub obręczą na obwodzie, które przenosi ruch na linę lub pasek napędowy) generatora. Średnicę wirnika dobiera się na podstawie średniej prędkości wiatru. Średnicę wirnika dobiera się na podstawie średniej rocznej prędkości wiatru. W rzeczywistości do prędkości 6-7 m/s moc produkcyjna wirnika 3 m będzie większa.
Beczkę należy podzielić na 4 absolutnie równe części za pomocą markera i taśmy mierniczej. Następnie przyszłe ostrza są wycinane za pomocą szlifierki lub metalowych nożyczek. Są przykręcone do spodu i koła pasowego.
Rozmieszczenie śrub jest mierzone bardzo dokładnie, dzięki czemu w przyszłości nie trzeba będzie stale regulować obrotu.
Łopatki na lufie są wygięte, należy to robić ostrożnie, aby uniknąć zbyt gwałtownych podmuchów wiatru.
Łączenie elementów
W kolejnym etapie podłącz przewody do generatora i zmontuj obwód w dawce. Przymocuj generator do masztu, przymocuj przewody do generatora i masztu. Następnie do obwodu podłącza się generator i do obwodu podłącza się akumulator. Podłączyć obciążenie za pomocą przewodów (przekrój do 2,5 kV). Prędkość obrotową urządzenia ustala się poprzez stopień wygięcia ostrzy. Taki generator wiatrowy powinien wystarczyć do pełnego zasilania daczy lub wiejskiego domu.
Zwiększone wytwarzanie energii
Należy pamiętać, że podniesienie masztu do 20-25 m może zwiększyć średnią prędkość wiatru nawet o 30%. Jednocześnie produkcja energii wzrasta 1,5 razy. Technikę tę stosuje się także przy małych prędkościach wiatru (poniżej 4 m/s). Dzięki wysokiemu masztowi drzewa i domy nie będą zakłócać pracy generatora wiatrowego.
Wideo
W tym filmie właściciel domowego generatora wiatrowego opowiada o tym, jak zmontował konstrukcję.