Cum să faci un mini generator eolian cu propriile mâini?

O moară de vânt nu are nevoie de combustibil sau energie solară pentru a genera electricitate. Această caracteristică îi face pe mulți să se gândească la cum să construiască o turbină eoliană cu propriile mâini, deoarece achiziționarea și instalarea echipamentului finit este costisitoare.

Principiul de funcționare și tipurile de generator eolian

Puteți face o moară de vânt pe cont propriu numai dacă înțelegeți dispozitivul său. Prototipul acestei unități este o veche moară de vânt. Cu presiunea fluxurilor de aer pe aripile sale, un arbore a intrat în mișcare, care a transmis cuplul către echipamentul morii.

În turbinele eoliene pentru producerea de energie electrică se aplică același principiu de utilizare a energiei eoliene pentru a roti rotorul:

1. Mișcarea palelor atunci când sunt expuse vântului determină rotirea arborelui de intrare cu cutia de viteze. Cuplul este transmis arborelui secundar (rotorul) al generatorului, echipat cu 12 magneți.Ca urmare a rotației sale, în inelul statorului ia naștere un curent alternativ.
2. Acest tip de electricitate nu poate încărca bateriile fără un dispozitiv special - un controler (redresor). Dispozitivul convertește curentul alternativ în curent continuu, permițându-i să fie depozitat astfel încât aparatele electrocasnice să poată funcționa fără întrerupere. Controlerul îndeplinește și o altă funcție: oprește încărcarea bateriei la timp, iar surplusul de energie generat de moara de vânt este transferat la unitățile care consumă o cantitate mare din ea (de exemplu, la elementele de încălzire pentru încălzirea unei case)
3. Pentru a asigura o alimentare cu tensiune de 220 V, curentul este furnizat de la baterii la invertor, iar apoi merge la punctele de consum de energie electrică.

Pentru a vă asigura că paletele sunt întotdeauna în cea mai bună poziție pentru a interacționa cu vântul, pe dispozitivele rotorului este instalată o coadă, care vă permite să întoarceți elicea spre vânt. Modelele din fabrică de mori de vânt au dispozitive de frânare sau circuite suplimentare pentru plierea cozii sau îndepărtarea palelor de la bataile vântului pe vreme nefavorabilă.

Există mai multe tipuri de turbine eoliene, clasificându-le după numărul și materialul palelor sau pasul elicei. Dar diviziunea principală are loc în funcție de locația axei sau a arborelui de intrare:

1. Tipul orizontal presupune amplasarea arborelui paralel cu solul. Astfel de generatoare se numesc generatoare cu palete.
2. În morile de vânt verticale, axa este situată perpendicular pe orizont, iar avioanele sunt situate în jurul acestuia. Generatoarele verticale pot fi numite ortogonale sau carusel.

Indiferent de locația axei de rotație, principiul de funcționare al unității rămâne același.

Modelele de mori de vant pot avea o elice sau o roata de vant cu 2, 3 sau mai multe pale.Se crede că dispozitivele cu mai multe lame sunt capabile să genereze curent într-un vânt mic, iar elicele cu 2-3 aripi necesită un flux de aer mai mare. Atunci când alegeți un model, este necesar să țineți cont de regula importantă conform căreia fiecare lamă creează rezistență la curgerea vântului și reduce viteza de rotație, astfel încât este destul de dificil să învârți o roată cu mai multe lame la viteza de funcționare.

Printre varietățile de mori de vânt se numără cele cu vele și cele rigide. Aceste denumiri se referă la materialul din care sunt făcute aripile. Cu auto-asamblare, tipul de pânză va fi mai simplu și mai economic, dar lamele din material plastic (țesătură, filme etc.) nu sunt durabile și rezistente la uzură.

Opțiune verticală

Este mai ușor să faci un generator eolian de tip vertical decât unul orizontal. Designul nu necesită un dispozitiv cu palete, acesta este situat la o înălțime mică (până la 2 m). Recenziile celor care folosesc turbine eoliene verticale (centrală eoliană) indică un zgomot ușor în timpul rotației și ușurința întreținerii unităților de lucru ale unităților. Generatorul este situat la partea de jos a structurii și întreținerea poate fi efectuată fără a fi nevoie să lucreze la înălțime sau să coboare catargul la sol.

La capătul superior al axei este instalat un rulment, care acționează simultan ca un catarg. Această piesă nu necesită practic nicio întreținere și poate funcționa câțiva ani fără reparații.

Spre deosebire de o moară de vânt cu pale, turbinele eoliene verticale nu necesită instalarea unui catarg înalt. Ele funcționează indiferent de direcția vântului, ceea ce simplifică proiectarea părții mobile.Pentru palele unei turbine eoliene compacte, puteți utiliza o țeavă din PVC cu diametru mare (de exemplu, o țeavă de canalizare), iar oțelul galvanizat subțire este potrivit pentru o turbină eoliană mai puternică. Aceste materiale sunt disponibile oricărui meșter de acasă și sunt relativ ieftine.

Designul roții eoliene poate fi ales independent dintre numeroasele opțiuni disponibile:

• Design Dornier cu 2 lame plate;
• Sistem Savonius cu 4 aripi semicilindrice;
• Moara de vant multilama ortogonala cu 2 randuri de avioane;
• turbine eoliene elicoidale cu profile curbe ale palelor.

Toate morile de vânt verticale folosesc principiul agregatului Savonius. Acasă, lamele pot fi făcute din butoaie de oțel sau plastic, tăiate în jumătate pe lungime. Caracteristica designului este că eficiența unității atinge un maxim la o viteză a lamei de 2 ori mai mică decât viteza vântului. Prin urmare, nu ar trebui să încercați să creșteți viteza pentru o turbină eoliană verticală.

Modele orizontale

Spre deosebire de generatoarele verticale, turbinele eoliene de casă cu elice au o eficiență mai mare cu creșterea vitezei palelor. Dar elementele numeroase și înguste ale șurubului nu contribuie la o mai bună funcționare: cu o presiune puternică a vântului, nu au timp să rotească arborele din cauza pernei de aer formată în fața șurubului.

Turbinele eoliene cu palete multiple pentru o casă se realizează cel mai bine în zonele cu vânturi nu prea puternice. Dacă forța vântului din regiune depășește adesea 10-15 m pe secundă, este logic să construiți o moară de vânt cu 2-3 lame. Ambele tipuri pot începe să lucreze la o viteză a fluxului de aer de aproximativ 2-3 m pe secundă.

Modelul orizontal necesită instalarea unui catarg înalt (6-12 m).Pentru a evita lucrările la mare altitudine în timpul întreținerii, meșterii instalează cel mai simplu mecanism de pliere - axa - la baza catargului. Pentru stabilitatea structurii cu o sarcină puternică de vânt, sunt necesare bretele cu brațe pentru a ține rack-ul în poziție verticală.

Nacela cu generatorul si elicea trebuie montata pe lagar si prevazuta cu penaj paleta astfel incat elicea sa ocupe intotdeauna o pozitie avantajoasa fata de vant. Cablurile care transportă curent trebuie poziționate astfel încât să nu se răsucească atunci când nacela se rotește, să interfereze sau să nu se rupă. Prin urmare, acestea sunt efectuate în interiorul unui catarg tubular.

Cum se face un generator eolian de 220V?

Lucrările la crearea unei turbine eoliene ar trebui să înceapă cu determinarea puterii necesare a unității:

• pentru a ilumina mai multe încăperi este suficient să aveți un generator cu o putere mai mică de 1 kW; va furniza energie lămpilor incandescente sau de economisire a energiei și, în plus, va fi posibilă pornirea unui laptop sau televizor în rețea;
• un generator eolian de casă cu o capacitate de 5 kW va furniza energie electrică la aparatele de uz casnic (frigider, mașină de spălat, aragaz etc.);
• pentru a transfera complet casa la o alimentare autonomă cu energie electrică, aveți nevoie de un generator puternic, cu o capacitate de peste 20 kW.

Puteți realiza singur generatorul sau adapta ansamblul corespunzător scos din mașina veche. În acest fel, se poate asigura producția de curent până la 2-3 kW. Pentru a face un generator eolian de 220 V mai puternic, va trebui să calculați cu exactitate numărul de bobine și spire de sârmă, dimensiunea și numărul de magneți de pe rotor și parametrii aripilor lamei.

Design simplu

Pentru cel mai simplu design cu o putere de aproximativ 1-1,5 kW, veți avea nevoie de:

• generator auto (12 V);
• baterie cu acid (12 V);
• buton comutator (12 V);
• convertor de curent 700-1500 V și 12-220 V;
• metal de mare capacitate;
• șuruburi, șaibe, piulițe;
• cleme pentru fixarea generatorului (2 buc.).

În scripetele generatorului de automobile, trebuie să faceți găuri simetrice pentru șuruburi. Împărțiți circumferința recipientului în 4 părți egale. Lame tăiate:

• pe partea laterală a recipientului, marcați dreptunghiurile conform marcajelor pentru împărțirea cercului;
• găsiți mijlocul vertical al fiecărui element;
• marcați partea de sus și de jos a recipientului cu margini solide de 3-5 cm lățime;
• tăiați metalul între dreptunghiuri individuale la linia jantelor;
• faceți tăieturi de-a lungul marginilor superioare și inferioare ale marcajului, astfel încât mijlocul dreptunghiului să rămână intact și conectat la jante;
• desfășurați fiecare lamă în raport cu axa centrală;
• determinați centrul fundului rotund, marcați locațiile găurilor pentru șuruburi în conformitate cu locația lor pe scripetele generatorului.

La desfășurarea aripilor, merită să determinați direcția de rotație a roții eoliene pentru a scoate la iveală părțile necesare ale avioanelor. Pentru a asigura aceeași sarcină pe toate lamele, trebuie măsurate unghiurile de rotație ale acestora.

Ansamblul structurii constă în șuruburi scripetele generatorului și fundul rezervorului. După aceea, se pregătește o bază pentru instalarea unui generator eolian (un catarg format dintr-o țeavă groasă de aproximativ 2 m înălțime). Cel mai ușor este să atașați generatorul la acesta cu cleme de diametru adecvat. Pentru a încărca bateria, curentul de la generator trebuie să fie trecut prin redresor, conexiunea trebuie făcută folosind circuitele electrice ale mașinii.

Generator de casă pentru o turbină eoliană cu pale

Unitatea pentru un generator eolian orizontal poate fi asamblată din butuci de roți de la o mașină sau se poate folosi un motor electric de la o mașină de spălat. Pentru a funcționa, va trebui să achiziționați magneți din neodim (aliaj de niobiu). Este mai bine să luați elemente dreptunghiulare.

Puteți determina numărul lor după numărul de bobine, dacă este utilizat un motor. Pentru un generator trifazat, numărul de magneți ar trebui să fie de 2/3 din numărul de bobine, iar pentru un generator monofazat, ar trebui să corespundă acestuia. Maeștrii practicieni recomandă să optați pentru un generator trifazat.

Când utilizați un motor de la o mașină de spălat, magneții trebuie să fie lipiți de rotorul motorului. Dacă se folosește un butuc de roată, magneții sunt așezați pe un cerc de tablă de oțel de aproximativ 5 mm grosime. Când asamblați rotorul, urmați regulile:

1. Distanța dintre magneți trebuie să fie aceeași. Elementele dreptunghiulare de pe butuc au laturi lungi de-a lungul razelor cercului, iar pe arborele motorului - de-a lungul axei longitudinale.
2. Înainte de lucru, trebuie să determinați și să marcați polii magneților. Sunt instalate astfel încât elementele opuse să aibă polarități diferite. Când plasați magneți, alternați polii pozitivi și negativi ai pieselor adiacente.
3. Pentru a menține ferm magneții pe suprafața rotorului, se recomandă să-i umpleți cu epoxid.

Când se folosește arborele motorului ca rotor, piesa este instalată la locul său în înfășurare, iar funcționarea structurii este verificată prin aplicarea sondelor de voltmetru pe cablurile de sârmă și rotirea arborelui cu un burghiu.

Dacă se folosește un butuc, bobinele sunt înfășurate independent de firul de cupru emailat cu o secțiune transversală de 1 mm.Fiecare bobină trebuie să fie formată din 60 de spire și să aibă o înălțime de 9 mm. Bobinele trebuie montate pe partea plată a butucului roții.

Pentru un generator trifazat, conectați capetele firelor astfel:

• lăsați liber terminalul exterior 1 al bobinei și conectați terminalul interior la cel exterior câte 4;
• conectați cablarea interioară a 4 bobine cu cea exterioară la 7 și continuați până la capăt, conectând părțile de înfășurare la fiecare 2 bucăți; pe acesta din urmă, ar trebui să rămână un capăt interior liber, care este ușor răsucit cu ieșirea deja lăsată sau marcată diferit;
• repetați procesul cu 2 bobine, conectând firele după același principiu la fiecare 2 elemente;
• procedati la fel cu 3 bobine si restul neconectate.

La sfârșitul lucrării, maestrul va avea 6 știfturi separate. Înfășurarea trebuie umplută cu epoxid și uscată.

Apoi, în rulmentul butucului, trebuie să prindeți arborele, pe care să puneți inelul rotorului cu magneți. Distanța dintre planurile pieselor este de 1-1,5 mm. Verificați prezența curentului la borne, asamblați moara de vânt și instalați-o pe catarg.

Service echipamente

În timpul funcționării morii de vânt, o dată pe lună, este necesar să se efectueze o inspecție generală a elementelor de fixare, să se verifice sistemul electric pentru dezechilibru de tensiune, controlerul este în stare bună, iar cablurile sunt tensionate uniform. Pentru o funcționare neîntreruptă, o dată la 3-4 luni, merită să verificați conexiunile bornelor bateriei, verificarea nivelurilor de electrolit și ulei la cutia de viteze a generatorului.

Inspecția anuală include verificarea suprafețelor lamelor, determinarea performanței rulmenților și înlocuirea acestora. În aceste perioade, nivelul electrolitului este, de asemenea, completat, uleiul este adăugat în cutia de viteze. Întreținerea anuală implică verificarea operabilității tuturor nodurilor.

Articole similare: