Cómo hacer uno de viento. Generadores eólicos verticales de bricolaje. Principales ventajas de los aerogeneradores

Con el aumento de los precios de la electricidad, se busca y se desarrolla en todas partes. fuentes alternativas. En la mayoría de las regiones del país es recomendable utilizar generadores eólicos. Para proporcionar electricidad por completo a una casa privada, se requiere una instalación bastante potente y costosa.

Generador de viento para el hogar.

Si fabrica un pequeño generador eólico, puede utilizar corriente eléctrica para calentar agua o utilizarla para iluminación, como dependencias, senderos de jardín y porches. Calentar agua para las necesidades del hogar o calefacción es la opción más sencilla para utilizar la energía eólica sin su acumulación ni conversión. Aquí la pregunta es más bien si habrá suficiente energía para calentar.

Antes de fabricar un generador, primero debes conocer los patrones de viento en la región.

Un generador eólico grande no es adecuado para muchos lugares del clima ruso debido a los frecuentes cambios en la intensidad y dirección de los flujos de aire. Con una potencia superior a 1 kW, será inercial y no podrá girar completamente cuando cambie el viento. La inercia en el plano de rotación provoca sobrecargas por vientos cruzados, lo que provoca su fallo.

Con la llegada de los consumidores de energía de bajo consumo, tiene sentido utilizar pequeños generadores eólicos caseros de no más de 12 voltios para iluminar la casa de campo con lámparas LED o cargar baterías de teléfonos cuando no hay electricidad en la casa. Cuando esto no sea necesario, se puede utilizar un generador eléctrico para calentar agua.

Tipo de generador eólico

Para zonas sin viento, sólo es adecuado un aerogenerador de vela. Para garantizar un suministro de energía constante, necesitará una batería de al menos 12 V, un cargador, un inversor, un estabilizador y un rectificador.

Para zonas con poco viento puedes hacer el tuyo propio. generador de viento vertical, con una potencia no superior a 2-3 kW. Hay muchas opciones y son casi tan buenas como los diseños industriales. Es recomendable comprar aerogeneradores con rotor de vela. En Taganrog se fabrican modelos fiables con potencias de 1 a 100 kilovatios.

En regiones ventosas, puede hacer un generador vertical para su hogar con sus propias manos si la potencia requerida es de 0,5 a 1,5 kilovatios. Las palas se pueden fabricar con materiales disponibles, por ejemplo, con un barril. Es recomendable comprar dispositivos más productivos. Los más baratos son los “veleros”. Un molino de viento vertical es más caro, pero funciona de forma más fiable con vientos fuertes.

Molino de viento de baja potencia de bricolaje

Hacer en casa un pequeño aerogenerador casero no es difícil. Para comenzar a trabajar en el campo de la creación de fuentes de energía alternativas y adquirir una valiosa experiencia en este tema, cómo ensamblar un generador, puede fabricar usted mismo un dispositivo simple adaptando un motor desde una computadora o impresora.

Generador Eólico de 12V con Eje Horizontal

Para hacer un molino de viento de baja potencia con sus propias manos, primero debe preparar dibujos o bocetos.

A una velocidad de rotación de 200-300 rpm. el voltaje se puede elevar a 12 voltios y la potencia generada será de aproximadamente 3 vatios. Se puede utilizar para cargar una batería pequeña. Para otros generadores, la potencia debe aumentarse a 1000 rpm. Sólo en este caso serán eficaces. Pero aquí necesitarás una caja de cambios, que crea una resistencia significativa y además tiene un coste elevado.

parte electrica

Para montar un generador eléctrico, necesita los siguientes componentes:

1. un pequeño motor de una impresora, unidad de disco o escáner viejo;
2. 8 diodos tipo 1N4007 para dos puentes rectificadores;
3. condensador con una capacidad de 1000 microfaradios;
4. Tuberías de PVC y piezas de plástico;
5. placas de aluminio.

La siguiente figura muestra el circuito del generador.

Motor paso a paso: diagrama de conexión al rectificador y estabilizador.

A cada devanado del motor, de los cuales hay dos, se conectan puentes de diodos. Después de los puentes, se conecta el estabilizador LM7805. La salida resultante es un voltaje que normalmente se aplica a una batería de 12 voltios.

Los generadores eléctricos que utilizan imanes de neodimio con una fuerza adhesiva extremadamente alta se han vuelto muy populares. Deben usarse con cuidado. Con un fuerte impacto o calentamiento a una temperatura de 80-250 0 C (según el tipo), los imanes de neodimio se desmagnetizan.

Puede tomar el centro de un automóvil como base para un generador de fabricación propia.

Rotor con imanes de neodimio

Se pegan con superpegamento al cubo aproximadamente 20 piezas de imanes de neodimio con un diámetro de unos 25 mm. Los generadores eléctricos monofásicos se fabrican con igual número de polos e imanes.

Los imanes ubicados uno frente al otro deben atraerse, es decir, giran con polos opuestos. Después de pegar los imanes de neodimio, se rellenan con resina epoxi.

Las bobinas están enrolladas y el número total de vueltas es de 1000 a 1200. La potencia del generador de imanes de neodimio se selecciona de manera que pueda usarse como fuente de corriente continua, aproximadamente 6 A, para cargar una batería de 12 V.

Parte mecánica

Las palas están hechas de tubo de plástico. Sobre él se dibujan espacios en blanco de 10 cm de ancho y 50 cm de largo y luego se recortan. Se fabrica un casquillo para el eje del motor con una brida a la que se fijan las palas con tornillos. Su número puede ser de dos a cuatro. El plástico no durará mucho, pero será suficiente por primera vez. Hoy en día han aparecido materiales bastante resistentes al desgaste, por ejemplo, el carbono y el polipropileno. Luego se pueden fabricar hojas más resistentes con aleación de aluminio.

Las cuchillas se equilibran cortando las partes sobrantes en los extremos y el ángulo de inclinación se crea calentándolas y doblándolas.

El generador está atornillado a un trozo de tubo de plástico con un eje vertical soldado. También se instala coaxialmente una veleta de aleación de aluminio en la tubería. El eje se inserta en el tubo vertical del mástil. Entre ellos se instala un cojinete de empuje. Toda la estructura puede girar libremente en un plano horizontal.

El tablero eléctrico se puede colocar sobre la parte giratoria y el voltaje se puede transmitir al consumidor a través de dos anillos colectores con escobillas. Si la placa con el rectificador se instala por separado, entonces el número de anillos será igual a seis, el mismo número de pines que tiene el motor paso a paso.

El molino de viento se monta a una altura de 5 a 8 m.

Si el dispositivo genera energía de manera eficiente, se puede mejorar haciéndolo vertical-axial, por ejemplo, a partir de un barril. La estructura es menos susceptible a sobrecargas laterales que las horizontales. La siguiente figura muestra un rotor con palas hechas de fragmentos de un cañón, montado sobre un eje dentro del marco y no sujeto a fuerza de vuelco.

Molino de viento con eje vertical y rotor de barril.

La superficie perfilada del cañón crea una rigidez adicional, por lo que se pueden utilizar chapas más finas.

Generador eólico con una capacidad de más de 1 kilovatio.

El dispositivo debe proporcionar beneficios tangibles y proporcionar un voltaje de 220 V para que se puedan encender algunos aparatos eléctricos. Para ello, debe arrancar de forma independiente y generar electricidad en un amplio rango.

Para hacer un generador eólico con sus propias manos, primero debe determinar el diseño. Depende de qué tan fuerte sea el viento. Si es débil, entonces la única opción puede ser una versión de vela del rotor. Aquí no se pueden obtener más de 2-3 kilovatios de energía. Además, necesitará una caja de cambios y una batería potente con cargador.

El precio de todos los equipos es elevado, por lo que conviene averiguar si será beneficioso para su hogar.

En zonas con vientos fuertes, un generador eólico casero puede producir entre 1,5 y 5 kilovatios de energía. Luego se puede conectar a una red doméstica de 220V. Es difícil fabricar usted mismo un dispositivo con mayor potencia.

Generador eléctrico a partir de un motor de CC.

Como generador se puede utilizar un motor de baja velocidad que genera corriente eléctrica a 400-500 rpm: PIK8-6/2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. Longitud de la caja 143 mm, diámetro – 80 mm, diámetro del eje – 12 mm.

¿Cómo es un motor de CC?

Requiere un multiplicador con una relación de transmisión de 1:12. Con una revolución de las aspas del molino de viento, el generador eléctrico dará 12 revoluciones. La siguiente figura muestra un diagrama del dispositivo.

Diagrama de diseño de turbina eólica.

La caja de cambios crea una carga adicional, pero sigue siendo menor que la del generador o el motor de arranque de un automóvil, donde se requiere una relación de transmisión de al menos 1:25.

Es recomendable realizar las lamas con chapa de aluminio de 60x12x2. Si instala 6 de ellos en el motor, el dispositivo no será tan rápido y no girará durante grandes ráfagas de viento. Debe preverse la posibilidad de equilibrio. Para ello, las palas se sueldan a unos casquillos con posibilidad de atornillarse al rotor para poder alejarlos o acercarlos de su centro.

La potencia de un generador que utiliza imanes permanentes de ferrita o acero no supera los 0,5-0,7 kilovatios. Sólo se puede aumentar con imanes especiales de neodimio.

Un generador con un estator no magnetizado no es adecuado para su funcionamiento. Cuando hay un ligero viento, se detiene y después no podrá arrancar por sí solo.

La calefacción constante en la estación fría requiere mucha energía y calentar casa Grande- Esto es un problema. En este sentido, puede resultar útil para una casa de campo cuando no es necesario ir allí más de una vez por semana. Si se pesa todo correctamente, el sistema de calefacción del país sólo funciona unas horas. El resto del tiempo los propietarios están en la naturaleza. Usando un molino de viento como fuente de corriente continua para cargar la batería, en 1-2 semanas puede acumular electricidad para calentar la habitación durante ese período de tiempo y así crear suficiente comodidad para usted.

Para fabricar un generador a partir de un motor de corriente alterna o un arrancador de automóvil, es necesario modificarlos. El motor se puede actualizar para convertirlo en generador si el rotor está fabricado con imanes de neodimio, mecanizados según su espesor. Está fabricado con el mismo número de polos que el estator, alternándose entre sí. El rotor con imanes de neodimio pegados a su superficie no debe atascarse al girar.

Tipos de rotores

Los diseños de rotores varían. Las opciones comunes se muestran en la siguiente figura, que muestra los valores del factor de utilización de la energía eólica (WEI).

Tipos y diseños de rotores de turbinas eólicas.

Para la rotación, los molinos de viento se fabrican con un eje vertical u horizontal. La opción vertical tiene la ventaja de facilitar el mantenimiento cuando los componentes principales se encuentran en la parte inferior. El rodamiento de soporte es autoalineante y tiene una larga vida útil.

Las dos palas del rotor Savonius crean tirones, lo cual no es muy conveniente. Por esta razón, está formado por dos pares de palas, espaciadas por 2 niveles y una de ellas girada 90° con respecto a la otra. Se pueden utilizar barriles, baldes y cacerolas como espacios en blanco.

El rotor Daria, cuyas palas están hechas de cinta elástica, es fácil de fabricar. Para facilitar la promoción, su número debe ser impar. El movimiento se produce a tirones, por lo que la parte mecánica se rompe rápidamente. Además, la cinta vibra al girar, produciendo un rugido. Este diseño no es muy adecuado para un uso permanente, aunque las palas a veces están hechas de materiales que absorben el sonido.
En un rotor ortogonal, las alas están perfiladas. El número óptimo de palas es tres. El dispositivo es rápido, pero hay que desenroscarlo al arrancar.

El rotor helicoidal tiene una alta eficiencia debido a la compleja curvatura de las palas, lo que reduce las pérdidas. Se utiliza con menos frecuencia que otras turbinas eólicas debido a su elevado coste.

El diseño del rotor de palas horizontales es el más eficiente. Pero requiere vientos promedio estables y también requiere protección contra huracanes. Las palas podrán ser de propileno cuando su diámetro sea inferior a 1 m.

Si corta las cuchillas de un tubo o barril de plástico de paredes gruesas, no podrá alcanzar una potencia superior a 200 W. Un perfil en forma de segmento no es adecuado para un medio gaseoso comprimible. Esto requiere un perfil complejo.

El diámetro del rotor depende de la potencia requerida, así como del número de palas. Un rotor de dos palas de 10 W requiere un rotor con un diámetro de 1,16 my un rotor de 100 W necesita 6,34 m. Para uno de cuatro y seis palas, el diámetro será de 4,5 my 3,68 m, respectivamente.

Si coloca el rotor directamente sobre el eje del generador, su cojinete no durará mucho, ya que la carga en todas las palas es desigual. El cojinete de soporte del eje del molino de viento debe ser autoalineante, de dos o tres niveles. Entonces el eje del rotor no tendrá miedo de doblarse ni desplazarse durante la rotación.

Un papel importante en el funcionamiento de un molino de viento lo desempeña el colector de corriente, que debe recibir un mantenimiento regular: lubricado, limpiado y ajustado. Se debe prever la posibilidad de prevenirlo, aunque esto es difícil de hacer.

Seguridad

Los molinos de viento con una potencia superior a 100 W son dispositivos ruidosos. Se puede instalar una turbina eólica industrial en el patio de una casa particular, si está certificada. Su altura debe ser mayor que la de las casas más cercanas. Ni siquiera se puede instalar un molino de viento de baja potencia en el techo. Las vibraciones mecánicas derivadas de su funcionamiento pueden crear resonancias y provocar la destrucción de la estructura.

Las altas velocidades de rotación del generador eólico requieren mano de obra de alta calidad. De lo contrario, si el dispositivo se destruye, existe el peligro de que sus piezas salgan despedidas a largas distancias y causen lesiones a personas o mascotas. Esto debe tenerse especialmente en cuenta al hacer un molino de viento con sus propias manos a partir de materiales de desecho.

Video. Generador de viento de bricolaje.

El uso de aerogeneradores no es aconsejable en todas las regiones, ya que depende de las condiciones climáticas. Además, no tiene sentido hacerlos usted mismo sin experiencia y conocimientos. Para empezar, puedes empezar a crear un diseño sencillo con una potencia de varios vatios y un voltaje de hasta 12 voltios, con el que podrás cargar tu teléfono o encender una lámpara de bajo consumo. El uso de imanes de neodimio en el generador permite aumentar significativamente su potencia.

Es mejor comprar turbinas eólicas potentes que absorban una parte importante del suministro de energía del hogar, produciendo turbinas industriales que generen un voltaje de 220 V, sopesando cuidadosamente todos los pros y los contras. Si los combinas con otros tipos de fuentes de energía alternativas, es posible que haya suficiente electricidad para todas las necesidades del hogar, incluido el sistema de calefacción del hogar.

Desde hace mucho tiempo, la humanidad utiliza el poder del viento. Los molinos de viento y los veleros son familiares para muchos, se han escrito sobre ellos en libros y se han rodado películas históricas con su participación. Hoy en día, el generador de energía eólica no ha perdido su relevancia, porque

puedes usarlo para hacer electricidad gratis en la casa de campo, lo que también puede resultar útil si se corta la electricidad en la zona. Hablemos de molinos de viento caseros, que se pueden montar a partir de materiales de desecho y piezas disponibles.

Para usted, le proporcionamos una instrucción detallada con imágenes, así como ideas en video para varias opciones de ensamblaje más. Entonces, veamos cómo hacer un generador eólico con tus propias manos en casa.

Instrucciones de montaje

Existen varios tipos de aerogeneradores: horizontales y verticales, de turbina. Tienen diferencias fundamentales, pros y contras. El principio de funcionamiento de todos los generadores eólicos es el mismo: la energía eólica se convierte en energía eléctrica y se acumula en baterías, y de ellas se utiliza para las necesidades humanas. El tipo más común es el horizontal.

Familiar y reconocible. La ventaja de un aerogenerador horizontal es su mayor eficiencia en comparación con otros, ya que las palas del aerogenerador siempre están bajo la influencia del flujo de aire. Las desventajas incluyen la necesidad de vientos superiores a 5 metros por segundo. Este tipo de molino de viento es el más fácil de fabricar, por lo que los artesanos del hogar suelen tomarlo como base.

Si decide intentar montar un generador eólico usted mismo, aquí tiene algunas recomendaciones. Es necesario comenzar con el generador, este es el corazón del sistema, el diseño del conjunto de tornillo depende de su parámetro.

Para esto son adecuados los automóviles importados, hay información sobre el uso de motores paso a paso, de impresoras u otros equipos de oficina.

También puedes utilizar el motor de una rueda de bicicleta para hacer tu propio molino de viento y generar electricidad.

Una vez decidida la unidad para convertir el flujo del viento en corriente eléctrica, es necesario montar el engranaje para aumentar la velocidad desde la hélice hasta el eje del generador. Una revolución de la hélice transmite de 4 a 5 revoluciones al eje de la unidad generadora.

Cuando se ensambla el conjunto caja de cambios-generador, comenzamos a determinar su resistencia al torque (gramos por milímetro). Para hacer esto, es necesario hacer un brazo con contrapeso en el eje de la futura instalación y, con la ayuda de un peso, averiguar con qué peso bajará el brazo. Se considera aceptable menos de 200 gramos por metro. Una vez que conocemos el tamaño del hombro, esta es la longitud de nuestra hoja.

Mucha gente piensa que cuantas más cuchillas, mejor. Esto no es del todo cierto, ya que el generador eólico lo fabricamos nosotros mismos y las piezas de la futura central eléctrica están dentro del presupuesto.

Necesitamos altas velocidades, y muchas hélices crean una mayor resistencia al viento, como resultado de lo cual, en algún momento, el flujo que se aproxima ralentiza la hélice y la eficiencia de la instalación disminuye. Esto se puede evitar con una hélice de dos palas. Con vientos normales, una hélice de este tipo puede girar hasta 1000 revoluciones o más.

Puede fabricar las palas de un generador eólico casero con los materiales disponibles, desde madera contrachapada y galvanización hasta plástico de tuberías de agua (como en la foto de abajo) y más. La condición principal es ligera y duradera.

Una hélice liviana aumentará la eficiencia del molino de viento y la sensibilidad al flujo de aire. Asegúrese de equilibrar la rueda neumática y eliminar cualquier desnivel; de lo contrario, escuchará chirridos y aullidos mientras el generador está funcionando.

El siguiente elemento importante es la cola. Mantendrá la rueda en el flujo del viento y hará girar la estructura si cambia su dirección.

Depende de usted decidir si hacer un colector de corriente o no; tal vez pueda conformarse con un conector en el cable y periódicamente desenrollar el cable retorcido a mano. Durante la prueba de funcionamiento del aerogenerador, no se olvide de las precauciones de seguridad: las palas que giran con el viento pueden cortar la col como un samurái.

Un molino de viento equilibrado y sintonizado se instala en un mástil a una altura mínima de 7 metros del suelo, asegurado con cables espaciadores.

No es posible conectar la salida de un generador eólico casero directamente a la batería, esto debe hacerse a través de un relé de carga, puedes ensamblarlo tú mismo o comprar uno ya hecho.

El principio de funcionamiento del relé es controlar la carga, y en caso de carga, conmuta el generador y la batería para cargar lastre, el sistema se esfuerza por estar siempre cargado, evitando la sobrecarga, y no deja el generador sin carga.

Un molino de viento sin carga puede girar con bastante fuerza a altas velocidades, dañando el aislamiento de los devanados con el potencial generado. Además, las altas velocidades pueden provocar la destrucción mecánica de los elementos del aerogenerador.

Ahora Internet está lleno de diagramas y dibujos donde los artesanos muestran cómo hacer un generador eólico en imanes potentes por propia cuenta. Depende de usted repetirlo o no, nadie sabe si se justificará. Pero vale la pena intentar montar una instalación de generación de energía eólica para tu hogar y luego decidir qué comprar, qué dejar o hacer cambios.

Adquiera experiencia y quizás apunte a un dispositivo más serio.

La libertad y variedad de los molinos de viento caseros es tan amplia y la base de elementos es diversa que no tiene sentido describirlos todos, el significado principal sigue siendo el mismo: el flujo del viento hace girar la hélice, transmite el par a la caja de cambios y aumenta el eje. velocidad, el generador produce voltaje, luego el relé mantiene el nivel de carga en la batería y ya se le toma energía para diversas necesidades.

Usando este principio, puedes hacer un generador eólico con tus propias manos en casa. Esperamos que nuestras instrucciones detalladas con ejemplos fotográficos le hayan explicado cómo hacer un modelo de molino de viento adecuado para su hogar o cabaña. También te recomendamos que eches un vistazo a las clases magistrales de montaje. dispositivo casero, que hemos proporcionado en el vídeo a continuación.

Lecciones visuales en vídeo.

Para fabricar fácilmente un generador eólico para generar electricidad en casa, le recomendamos que se familiarice con las ideas ya preparadas de los ejemplos en vídeo:

Así que hemos proporcionado todo lo más ideas simples montar un molino de viento casero. Como puede ver, incluso un niño puede fabricar fácilmente algunos modelos de dispositivos.

Hay muchas otras opciones caseras, pero para obtener un alto voltaje de salida, es necesario utilizar mecanismos complejos, como generadores magnéticos.

De lo contrario, si desea fabricar un generador eólico para que funcione y se utilice para el fin previsto, proceda de acuerdo con las instrucciones que le proporcionamos.

Fuente: https://samelectrik.ru/sborka-samodelnogo-vetryaka.html

Generador eólico de baja velocidad de bricolaje desde un generador de automóvil

Un generador eólico fabricado con el generador de un automóvil puede ayudar en una situación en la que una casa privada no tiene la capacidad de conectarse a una línea eléctrica.

O servirá como fuente auxiliar de energía alternativa. Un dispositivo de este tipo se puede fabricar con sus propias manos a partir de materiales de desecho, utilizando las mejores prácticas de los artesanos populares.

Fotos y videos demostrarán el proceso de creación de una turbina eólica casera.

Diseño de generador eólico.

Existe una gran variedad de tipos de aerogeneradores y planos para su fabricación. Pero cualquier diseño incluye los siguientes elementos obligatorios:

• generador;
• cuchillas;
• almacenamiento de batería;
• mástil;
• la unidad electrónica.

Con algunas habilidades, puedes hacer un generador eólico con tus propias manos.

Además, es necesario pensar de antemano en el sistema de control y distribución de electricidad y dibujar un diagrama de instalación.

rueda de viento

Las palas son quizás la parte más importante de un aerogenerador. El funcionamiento del resto de componentes del dispositivo dependerá del diseño. Están hechos de diferentes materiales. Incluso de una tubería de alcantarillado de plástico. Las hojas de tubería son fáciles de fabricar, económicas y no susceptibles a la humedad. El procedimiento para fabricar una rueda de viento es el siguiente:

1. Es necesario calcular la longitud de la cuchilla. El diámetro de la tubería debe ser igual a 1/5 del metraje total. Por ejemplo, si la cuchilla tiene un metro de largo, entonces un tubo con un diámetro de 20 cm será suficiente.
2. Con una sierra de calar, corte el tubo a lo largo en 4 trozos.
3. De una parte hacemos un ala, que nos servirá como plantilla para cortar las hojas posteriores.
4. Alisamos las rebabas de los bordes con abrasivo.
5. Las palas se fijan a un disco de aluminio con tiras soldadas para su fijación.
6. A continuación, se atornilla el generador a este disco.

Palas para rueda de viento

Después del montaje, es necesario equilibrar la rueda de viento. Está montado horizontalmente sobre un trípode. La operación se realiza en una habitación cerrada al viento. Si el equilibrado se realiza correctamente, la rueda no debería moverse. Si las cuchillas giran por sí solas, es necesario afilarlas hasta que toda la estructura esté equilibrada.

Sólo después de completar con éxito este procedimiento se debe proceder a verificar la precisión de la rotación de las cuchillas; deben girar en el mismo plano sin distorsión. Permita un error de 2 mm.

Mástil

Para hacer el mástil, es adecuada una tubería de agua vieja con un diámetro de al menos 15 cm y una longitud de aproximadamente 7 m. Si hay edificios dentro de los 30 m del lugar previsto para la instalación, entonces la altura de la estructura se ajusta hacia arriba. Para trabajo eficiente Los aerogeneradores de palas elevan el obstáculo al menos 1 m por encima del mismo.

Se hormigona la base del mástil y las clavijas para asegurar los vientos. A las estacas se sueldan abrazaderas con pernos. Para los vientos se utiliza cable galvanizado de 6 mm.

Consejo. El mástil ensamblado tiene un peso considerable, si se instala manualmente, necesitará un contrapeso hecho de un tubo con carga.

Conversión del generador

Para fabricar un generador de molino de viento, es adecuado un generador de cualquier automóvil. Sus diseños son similares entre sí y la modificación se reduce a rebobinar el cable del estator y fabricar un rotor con imanes de neodimio. Se perforan agujeros en los polos del rotor para fijar los imanes. Instálelos en polos alternos. El rotor se envuelve en papel y los huecos entre los imanes se rellenan con resina epoxi.

De la misma forma, puedes rehacer el motor de una vieja lavadora. En este caso sólo los imanes están pegados en ángulo para evitar que se peguen.

El nuevo devanado se rebobina a lo largo de la bobina hasta el diente del estator. Puedes hacer un bobinado aleatorio, dependiendo de con quién te sientas cómodo. Cuanto mayor sea el número de vueltas, más eficiente será el generador. Las bobinas se enrollan en una dirección según un circuito trifásico.

Vale la pena probar el generador terminado y medir los datos. Si a 300 rpm el generador produce unos 30 voltios, este es un buen resultado.

Generador para un molino de viento de un generador de automóvil.

Montaje final

El marco del generador está soldado de tubo perfilado. La cola es de chapa galvanizada. El eje giratorio es un tubo con dos cojinetes.

El generador se fija al mástil de tal forma que la distancia de la pala al mástil sea de al menos 25 cm. Por motivos de seguridad conviene elegir un día tranquilo para el montaje final e instalación del mástil.

Cuando se exponen a fuertes vientos, las palas pueden doblarse y romperse contra el mástil.

Para utilizar baterías para alimentar equipos que funcionan en una red de 220 V, deberá instalar un inversor de conversión de voltaje. La capacidad de la batería se selecciona individualmente para el generador eólico. Este indicador depende de la velocidad del viento en la zona, la potencia del equipo conectado y la frecuencia de su uso.

Dispositivo generador de viento

Para evitar que la batería se dañe por sobrecarga, necesitará un controlador de voltaje. Puede hacerlo usted mismo si tiene suficientes conocimientos de electrónica o comprar uno ya hecho. Hay muchos controladores disponibles para la venta para mecanismos de producción de energía alternativa.

Consejo. Para evitar que la pala se rompa con vientos fuertes, instale un dispositivo simple: una veleta protectora.

Mantenimiento de generadores eólicos.

Un generador eólico, como cualquier otro dispositivo, necesita control técnico y servicio. Para garantizar el funcionamiento ininterrumpido del molino de viento, periódicamente se realizan los siguientes trabajos.

Diagrama de funcionamiento del generador eólico.

1. El coleccionista actual requiere la mayor atención. Los cepillos del generador deben limpiarse, lubricarse y ajustarse preventivamente cada dos meses.
2. A la primera señal de un mal funcionamiento de la pala (sacudidas y desequilibrio de la rueda), el aerogenerador se baja al suelo y se repara.
3. Cada tres años, las piezas metálicas se recubren con pintura anticorrosión.
4. Compruebe periódicamente las fijaciones y la tensión de los cables.

Ahora que la instalación está completa, puedes conectar dispositivos y usar electricidad. Al menos mientras hace viento.

Generador de molino de viento de bricolaje: video

Generador eólico para una casa particular: foto.

Fuente: https://dachadizain.ru/postrojki/inventar/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Cómo hacer un generador eólico vertical de 220 V para tu hogar con tus propias manos

La electricidad es cada vez más cara. Para sentirse cómodo fuera de la ciudad en un clima caluroso de verano y en días helados de invierno, es necesario gastar mucho dinero o buscar fuentes de energía alternativas. Rusia es un país enorme con grandes superficies planas.

Aunque en la mayoría de las regiones prevalecen vientos lentos, las zonas escasamente pobladas son arrastradas por corrientes de aire poderosas y violentas. Por lo tanto, la presencia de un generador eólico en la finca del propietario de una propiedad rural suele estar justificada.

Se selecciona un modelo adecuado en función del área de aplicación y los propósitos de uso reales.

Molino de viento n.° 1: diseño tipo rotor

Puedes hacer un sencillo molino de viento giratorio con tus propias manos. Por supuesto, es poco probable que pueda suministrar electricidad a una cabaña grande, pero es bastante capaz de suministrar electricidad a una modesta casa de jardín. Con su ayuda puedes proporcionar luz por la noche. dependencias, iluminar senderos del jardín y sus alrededores.

Así es, o casi así, un generador eólico rotativo de bricolaje. Como puedes ver, no hay nada demasiado complicado en el diseño de este equipo.

Preparación de piezas y consumibles.

Para montar un aerogenerador cuya potencia no supere los 1,5 kW, necesitaremos:

• generador de coche 12 V;
• batería de ácido o gel de 12 V;
• convertidor 12V – 220V a 700 W – 1500 W;
• recipiente grande de aluminio o de acero inoxidable: balde o cacerola grande;
• relé de carga de batería de automóvil y lámpara de advertencia de carga;
• interruptor pulsador semihermético 12 V;
• un voltímetro de cualquier dispositivo de medición innecesario, tal vez uno de automóvil;
• pernos con arandelas y tuercas;
• cables con una sección transversal de 2,5 mm2 y 4 mm2;
• dos abrazaderas con las que se sujetará el generador al mástil.

Para realizar el trabajo necesitaremos unas tijeras para metal o una amoladora, una cinta métrica, un marcador o un lápiz de construcción, un destornillador, llaves, un taladro, una broca y un cortaalambres.

Progreso del trabajo de diseño.

Vamos a hacer un rotor y rehacer la polea del generador. Para empezar, necesitaremos un recipiente metálico cilíndrico. La mayoría de las veces, se utiliza una cacerola o un balde para estos fines.

Toma una cinta métrica y un marcador o lápiz de construcción y divide el recipiente en cuatro partes iguales. Si cortamos metal con unas tijeras, para poder insertarlas primero debemos hacer agujeros. También puedes utilizar una amoladora si el cubo no es de hojalata pintada o de acero galvanizado.

En estos casos, el metal inevitablemente se sobrecalentará. Recortamos las cuchillas sin cortarlas del todo.

Para no equivocarnos con los tamaños de las cuchillas que cortamos en el recipiente, es necesario tomar medidas cuidadosas y recalcular todo cuidadosamente.

Marcamos y perforamos agujeros para los tornillos en la parte inferior y en la polea. En esta etapa, es importante tomarse su tiempo y colocar los agujeros de manera simétrica para evitar desequilibrios durante la rotación. Las hojas deben estar dobladas, pero no demasiado.

Al realizar esta parte del trabajo, tenemos en cuenta el sentido de rotación del generador. Por lo general, gira en el sentido de las agujas del reloj. Dependiendo del ángulo de curvatura, aumenta el área de influencia de los flujos de viento y, en consecuencia, la velocidad de rotación.

Esta es otra opción de cuchilla. EN en este caso cada parte existe por separado, y no como parte del contenedor del que fue cortada

Dado que cada una de las palas del molino de viento existe por separado, es necesario atornillar cada una de ellas. La ventaja de este diseño es su mayor mantenibilidad.

El cucharón con las cuchillas terminadas debe fijarse a la polea mediante pernos. Instalamos el generador en el mástil mediante abrazaderas, luego conectamos los cables y montamos el circuito. Es mejor reescribir el diagrama, los colores de los cables y las marcas de contactos con anticipación. Los cables también deben fijarse al mástil.

Para conectar la batería utilizamos cables de 4 mm2, cuya longitud no debe superar 1 metro. Conectamos la carga (aparatos eléctricos e iluminación) mediante cables con una sección de 2,5 mm2. No olvide instalar el convertidor (inversor). Se conecta a la red en los pines 7.8 con un cable de 4 mm2.

El diseño de la turbina eólica consta de una resistencia (1), un devanado de arranque del generador (2), un rotor del generador (3), un regulador de voltaje (4), un relé de corriente inversa (5), un amperímetro (6), una batería (7), fusible (8), interruptor (9)

Ventajas y desventajas de este modelo.

Si todo se hace correctamente, este aerogenerador funcionará sin crearle problemas. Con una batería de 75 A y un convertidor de 1000 W, puede alimentar el alumbrado público, alarma antirrobo, dispositivos de videovigilancia, etc.

El diagrama de instalación demuestra claramente cómo se convierte la energía eólica en electricidad y cómo se utiliza para el fin previsto.

Las ventajas de este modelo son obvias: es un producto muy económico, se repara fácilmente y no requiere condiciones especiales Por su funcionamiento, funciona de forma fiable y no perturba su confort acústico. Las desventajas incluyen un bajo rendimiento y una dependencia significativa de fuertes ráfagas de viento: las corrientes de aire pueden arrancar las palas.

Molino de viento n.° 2: diseño axial con imanes

Hasta hace poco, en Rusia no se fabricaban aerogeneradores axiales con estatores sin hierro sobre imanes de neodimio debido a la inaccesibilidad de estos últimos. Pero ahora están disponibles en nuestro país y cuestan menos que originalmente. Por eso, nuestros artesanos comenzaron a producir aerogeneradores de este tipo.

Con el tiempo, cuando las capacidades de un generador eólico rotativo ya no satisfacen todas las necesidades de la economía, es posible hacer un modelo axial utilizando imanes de neodimio.

¿Qué hay que preparar?

Como base generador axial es necesario tomar un buje de un automóvil con discos de freno. Si esta pieza ha estado en uso hay que desmontarla, revisar y lubricar los rodamientos y limpiar el óxido. El generador terminado será pintado.

Para limpiar a fondo el cubo del óxido, utilice un cepillo de metal que se pueda conectar a un taladro eléctrico. El centro volverá a verse genial

Distribuir y asegurar imanes

Tenemos que pegar imanes a los discos del rotor. En este caso se utilizan 20 imanes de 25x8mm.

Si decide hacer un número diferente de polos, utilice la regla: en un generador monofásico debe haber tantos imanes como polos, y en un generador trifásico la proporción es 4/3 o 2/3. Se deben observar las conexiones entre polos y bobinas.

Los imanes deben colocarse en polos alternos. Para asegurarte de que su ubicación es correcta, utiliza una plantilla con sectores impresos en papel o en el propio disco.

Si es posible, es mejor utilizar imanes rectangulares en lugar de redondos, porque en los redondos el campo magnético se concentra en el centro y en los rectangulares, a lo largo de su longitud. Los imanes opuestos deben tener polos diferentes.

Para no confundir nada, utiliza un marcador para marcar su superficie con “+” o “-”. Para determinar el polo, tome un imán y acerque otros. Ponga un plus en las superficies que atraen y un menos en las superficies que repelen.

Los polos de los discos deben alternarse.

Los imanes están colocados correctamente. Antes de fijarlos con resina epoxi, es necesario hacer los lados con plastilina para que la masa adhesiva se endurezca y no se deslice sobre la mesa o el suelo.

Para fijar los imanes, es necesario utilizar un pegamento fuerte, tras lo cual la fuerza de unión se refuerza aún más con resina epoxi. Los imanes están llenos de él. Para evitar que la resina se esparza, puedes hacer bordes con plastilina o simplemente envolver el disco con cinta adhesiva.

Generadores trifásicos y monofásicos.

Un estator monofásico es peor que uno trifásico porque vibra cuando está cargado. Esto ocurre debido a la diferencia en la amplitud de la corriente, que surge debido a su salida inconsistente a la vez. El modelo trifásico no sufre este inconveniente. La potencia en él es siempre constante, porque las fases se compensan entre sí: si en una la corriente cae, en la otra aumenta.

En un debate entre opciones monofásicas y trifásicas, esta última sale victoriosa, porque la vibración adicional no prolonga la vida útil del equipo e irrita los oídos.

Como resultado, la potencia del modelo trifásico es un 50% mayor que la del modelo monofásico. Otra ventaja de la ausencia de vibraciones innecesarias es el confort acústico durante el funcionamiento bajo carga: el generador no zumba durante el funcionamiento. Además, la vibración siempre desactiva un aerogenerador antes de que expire su vida útil.

Proceso de bobinado

Cualquier especialista le dirá que antes de enrollar las bobinas es necesario hacer un cálculo cuidadoso. Y cualquier practicante hará todo de forma intuitiva. Nuestro generador no será demasiado rápido.

Necesitamos que el proceso de carga de la batería de 12 voltios comience a 100-150 rpm. Con estos datos iniciales, el número total de vueltas en todas las bobinas debe ser de 1000 a 1200 unidades.

Queda por dividir esta cifra por el número de bobinas y descubrir cuántas vueltas habrá en cada una.

Para hacer que un generador eólico sea más potente a bajas velocidades, es necesario aumentar el número de polos. Al mismo tiempo, aumentará la frecuencia de oscilación de la corriente en las bobinas. Es mejor utilizar alambre grueso para enrollar las bobinas.

Esto reducirá la resistencia, lo que significa que la corriente aumentará. Debe tenerse en cuenta que a alto voltaje la corriente puede ser "consumida" por la resistencia del devanado.

Una sencilla máquina casera le ayudará a enrollar bobinas de alta calidad de forma rápida y precisa.

Se marca el estator, se colocan las bobinas en sus lugares. Para fijarlos se utiliza resina epoxi, cuyo flujo es nuevamente resistido por los lados de plastilina.

Debido a la cantidad y espesor de los imanes ubicados en los discos, los generadores pueden variar significativamente en sus parámetros operativos. Para saber qué potencia esperar como resultado, puede enrollar una bobina y hacerla girar en el generador. Para determinar la potencia futura, se debe medir el voltaje a ciertas velocidades sin carga.

Por ejemplo, a 200 rpm produce 30 voltios con una resistencia de 3 ohmios. Restamos el voltaje de la batería de 12 voltios de 30 voltios y dividimos los 18 voltios resultantes por 3 ohmios. El resultado son 6 amperios. Este es el volumen que irá a la batería. Aunque en la práctica, claro, sale menos por pérdidas en el puente de diodos y en los cables.

La mayoría de las veces, las bobinas se hacen redondas, pero es mejor extenderlas un poco. Al mismo tiempo, hay más cobre en el sector y las espiras de las bobinas son más rectas. El diámetro del orificio interior de la bobina debe coincidir con el tamaño del imán o ser un poco mayor.

Al equipo resultante se le realizan pruebas preliminares que confirman su excelente desempeño. Con el tiempo, este modelo se puede mejorar.

Al fabricar el estator, tenga en cuenta que su grosor debe corresponder al grosor de los imanes. Si aumenta el número de vueltas en las bobinas y el estator se hace más grueso, el espacio entre discos aumentará y el flujo magnético disminuirá. El resultado puede ser el mismo voltaje, pero menos corriente debido a la mayor resistencia de las bobinas.

Se utiliza madera contrachapada como forma para el estator, pero se pueden marcar sectores para las bobinas en papel y hacer bordes con plastilina. La resistencia del producto se incrementará colocando fibra de vidrio en el fondo del molde y encima de las bobinas.

La resina epoxi no debe pegarse al molde. Para ello, lubríquelo con cera o vaselina. Para los mismos fines, puede utilizar película o cinta adhesiva. Las bobinas se fijan entre sí de forma inmóvil, se sacan los extremos de las fases.

Luego, los seis cables se conectan en un triángulo o estrella.

El conjunto del generador se prueba mediante rotación manual. El voltaje resultante es de 40 voltios y la corriente es de aproximadamente 10 amperios.

La etapa final: mástil y hélice.

La altura real del mástil terminado era de 6 metros, pero hubiera sido mejor hacerlo entre 10 y 12 metros. Es necesario hormigonar la base. Es necesario realizar una sujeción tal que la tubería se pueda subir y bajar con un cabrestante manual. Se fija un tornillo a la parte superior del tubo.

Tubería de PVC: fiable y suficiente material ligero, con el cual puedes hacer una hélice de molino de viento con una curvatura predeterminada

Para hacer un tornillo, necesitará un tubo de PVC con un diámetro de 160 mm. Habrá que cortarle una hélice de seis palas y dos metros de largo. Tiene sentido experimentar con la forma de las palas para aumentar el par a bajas velocidades. La hélice debe alejarse de vientos fuertes. Esta función se realiza mediante una cola plegable. La energía generada se almacena en baterías.

El mástil debe subirse y bajarse mediante un cabrestante manual. Se puede proporcionar estabilidad adicional a la estructura mediante cables tensores.

Presentamos a su atención dos opciones de generadores eólicos que son utilizados con mayor frecuencia por los residentes de verano y los propietarios de bienes raíces rurales. Cada uno de ellos es eficaz a su manera. El resultado del uso de dicho equipo es especialmente evidente en zonas con fuertes vientos. En cualquier caso, un asistente de este tipo en el hogar nunca vendrá mal.

Fuente: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Generador eólico a partir de materiales de desecho, cómo hacer un generador eólico de 220 voltios con sus propias manos.

Cada año la gente busca fuentes alternativas. Una central eléctrica casera hecha con un generador de automóvil viejo será útil en áreas remotas donde no hay conexión a la red general. Podrá cargar baterías libremente y también garantizará el funcionamiento de varios electrodomésticos y la iluminación.

Tú decides dónde utilizar la energía, qué se generará y, lo más importante, montar un aerogenerador no supondrá grandes costes económicos, pero te permitirá ahorrar significativamente. Hágalo usted mismo o cómprelo a los fabricantes, de los cuales hay muchos en el mercado.

En este artículo le ayudaremos a comprender el problema.

Consideremos el principio de funcionamiento de una central eólica. Bajo una corriente de viento rápida, el rotor y las palas helicoidales se activan, después de lo cual el eje principal comienza a moverse, gira la caja de cambios y luego se produce la generación.

En la salida obtenemos electricidad. Por tanto, cuanto mayor sea la velocidad de rotación del mecanismo, mayor será la productividad.

En consecuencia, a la hora de localizar estructuras es necesario tener en cuenta el terreno, el relieve y conocer las zonas de los territorios donde la velocidad del vórtice es alta.

Instrucciones para montar un molino de viento a partir de un generador de automóvil.

Puedes hacerlo, pero para ello necesitarás preparar todos los componentes necesarios con anticipación. lo mas elemento importante es un generador.

Lo mejor es cogerlo de un tractor o de un autobús, puede generar mucha más energía, pero si esto no es posible, puedes arreglártelas con unidades más débiles.

Para ensamblar el dispositivo, además del generador del automóvil, necesitará: un voltímetro; relé de carga de batería; acero para fabricar cuchillas; batería de 12 voltios; caja de alambre; 4 tornillos con tuercas y arandelas;

Abrazaderas para montar el generador.

Haz tu propio generador eólico a partir del generador de un coche.

Montaje del dispositivo

Cuando hayas recogido todo lo necesario, podrás proceder a montar el aerogenerador. Cada una de las opciones del generador eólico puede tener detalles adicionales, pero están claramente indicados directamente en el manual.

En primer lugar, es necesario montar una rueda de viento: este es uno de los principales elementos estructurales, porque es esta parte la que transformará la energía eólica en energía mecánica. Lo mejor es que consta de 4 cuchillas. Recuerda que cuantas menos aspas tenga un molino de viento, más vibración mecánica experimentará y más difícil será equilibrarlo.

Pueden estar hechos de chapa de acero o de barril de hierro. La forma de las aspas no debe ser la misma que se ve en los molinos de viento antiguos, sino que debe parecerse a una aspa tipo ala. Estas palas tienen una resistencia aerodinámica mucho menor y una mayor eficiencia.

Después de usar una amoladora para cortar un molino de viento con palas con un diámetro de 1,2 a 1,8 metros, debe fijarlo junto con el rotor al eje C del generador, perforando agujeros y conectándolo con pernos.

Montaje del circuito eléctrico.

Aseguramos los cables y los conectamos directamente a la batería y al convertidor de voltaje. Debe utilizar todo lo que le enseñaron a hacer en las lecciones de física de la escuela al ensamblar un circuito eléctrico.

Antes de empezar a desarrollar, piensa en cuánta potencia necesitas. Es importante señalar que los generadores de automóviles sin conversión posterior a imanes y rebobinado del estator no son en absoluto adecuados para un generador eólico; las velocidades de funcionamiento son de 1,2 mil a 6 mil.

rpm, que no son suficientes para producir energía. Es por ello que es necesario deshacerse de la bobina de excitación. Para aumentar el nivel de voltaje, es necesario rebobinar el estator con un cable delgado.

Como regla general, la potencia resultante de su generador a 10 m/s será de 150 a 300 vatios. Después del montaje, el rotor se magnetizará bien, como si tuviera energía conectada.

Los generadores eólicos rotativos caseros tienen un funcionamiento muy fiable y rentables, su único inconveniente es el miedo a las fuertes ráfagas de viento. El principio de funcionamiento de un generador eólico de un autogenerador es simple: un vórtice a través de las palas hace que el generador gire.

En el proceso de estas intensas rotaciones se genera energía, el voltaje que necesitas.

Una central de este tipo es una forma muy exitosa de suministrar electricidad. casa pequeña Por supuesto, su potencia no será suficiente para bombear agua de un pozo, pero con su ayuda podrás mirar televisión o encender las luces de todas las habitaciones.

Molino de viento de un generador de automóvil con instrucciones paso a paso en video.

Un sencillo generador eólico hecho a partir de un ventilador.

Es posible que el ventilador en sí no esté en condiciones de funcionar, pero solo se necesitan unas pocas piezas: un soporte y el tornillo en sí. Para el diseño necesitarás un pequeño motor paso a paso soldado con un puente de diodos para que produzca un voltaje constante, una botella de champú, un tubo de agua de plástico de aproximadamente 50 cm de largo, un tapón y una tapa de un cubo de plástico.

Se fabrica un manguito en una máquina y se fija en el conector a partir de las aspas del ventilador desmontado. El generador se conectará a este casquillo. Después de asegurarlo, debe comenzar a hacer la carcasa para el futuro molino de viento. Corta el fondo de una botella de champú con una máquina o manualmente.

Durante el corte, también es necesario dejar un agujero en 10 para poder insertar en él un eje mecanizado a partir de una varilla de aluminio. Fíjelo a la botella con un perno y una tuerca. Después de soldar al generador de todos. cables necesarios, se hace otro agujero en el cuerpo de la botella para sacar estos mismos cables.

Los estiramos y aseguramos la botella encima del generador. Deben coincidir en forma y el cuerpo de la botella debe ocultar de manera confiable todas las partes del generador.

Mango para generador eólico

Para que en el futuro el molino de viento pueda captar los flujos de viento de lados diferentes, es necesario hacer un vástago con un tubo preparado previamente. La sección de cola se conectará al generador mediante una tapa de champú de rosca.

También le hacen un agujero y, habiendo previamente colocado un tapón en un extremo del tubo, lo sacan y lo fijan al cuerpo principal de la botella. Por otro lado, se corta el tubo con una sierra para metales y con unas tijeras se corta el ala del vástago de la tapa del cubo de plástico, que debe tener forma redonda.

Todo lo que necesitas hacer es simplemente cortar los bordes del cubo que lo unen al contenedor principal.

Conectamos una salida USB al panel posterior del soporte y juntamos todas las partes resultantes en una. Puede conectar la radio o recargar su teléfono a través de este puerto USB incorporado. Por supuesto, un generador eólico hecho con el motor de un ventilador no tiene mucha potencia, pero aún así puede proporcionar iluminación con una sola bombilla.

Montaje paso a paso de un molino de viento con tus propias manos.

Generador de viento de un motor paso a paso.

¿Cómo hacer un generador eólico a partir de un motor paso a paso? Al fin y al cabo, incluso a baja velocidad de rotación produce unos 3 W de potencia. El voltaje puede superar los 12 V, lo que permite cargar una batería pequeña. Se puede insertar un motor paso a paso de una impresora en un futuro generador eólico como generador.

En el modo generador, el motor paso a paso produce corriente alterna y se puede convertir fácilmente en corriente continua mediante varios puentes de diodos y condensadores. Puedes montar fácilmente el circuito con tus propias manos. El estabilizador está instalado detrás de los puentes, lo que da como resultado un voltaje de salida constante. Para controlar la tensión visual, puede instalar un LED.

Para reducir la pérdida de 220V, se utilizan diodos Schottky para rectificarla.

Las palas de un generador eólico se pueden fabricar con tubos de PVC. La pieza en bruto de la cuchilla se dibuja en el tubo y luego se corta con un disco de corte. La envergadura de la hélice debe ser de unos 50 cm y el ancho de las palas de 10 cm Es necesario mecanizar un manguito con brida del tamaño del eje del motor.

Se monta en el eje del motor y se fija con tornillos; las palas de plástico se sujetarán directamente a las bridas. También es necesario realizar un equilibrio: se cortan trozos de plástico de los extremos de las cuchillas, el ángulo de inclinación se puede cambiar calentándolo y doblándolo.

El generador en sí se inserta en un trozo de tubería, al que también está atornillado. En cuanto al cuadro eléctrico, es mejor colocarlo en la parte inferior y conectarle la energía del generador. Del motor paso a paso salen hasta 6 cables, que corresponden a dos bobinas.

Requieren anillos colectores para transferir electricidad desde la parte móvil. Al conectar todas las piezas, se puede proceder a probar la estructura, que comenzará a girar a 1 m/s.

Generador de viento casero para calefacción.

Generador eólico formado por un motor de rueda e imanes.

No todo el mundo sabe que un generador eólico a partir de un motor de rueda se puede fabricar con sus propias manos sin costes económicos importantes y en poco tiempo, lo principal es abastecerse de los materiales necesarios con antelación.

Para un generador eólico basado en un motor de rueda, el rotor Savonius es el más adecuado, puede comprarlo ya hecho o hacerlo usted mismo. Consta de dos palas semicilíndricas y una superposición, de las que se obtienen los ejes de rotación del rotor.

También necesitas hacer las palas, puedes elegir tú mismo el material para ellas utilizando madera, fibra de vidrio o tubo de PVC, que es el más sencillo y la mejor opción. Hacemos un lugar para conectar las piezas, donde es necesario hacer agujeros para la fijación de acuerdo con el número de cuchillas.

También se necesita un mecanismo giratorio de acero para que el aerogenerador pueda resistir posteriormente cualquier clima. Un molino de viento hecho con la rueda del motor de un hoverboard con instrucciones en video.

Generador eólico hecho de imanes de ferrita

Para los artesanos sin experiencia será difícil hacer un generador eólico con imanes, pero aún puedes intentarlo. Entonces, el generador debe tener cuatro polos, cada uno de los cuales contendrá dos imanes de ferrita.

Estarán cubiertos con almohadillas metálicas de poco menos de un milímetro de espesor para distribuir un flujo magnético más uniforme. Debe haber 6 bobinas principales, rebobinadas con un alambre grueso y deben ubicarse a través de cada imán, ocupando un espacio correspondiente a la longitud del campo magnético.

Los circuitos de bobinado e imán se pueden montar en un cubo de amoladora, en medio del cual se instala un perno premecanizado.

El flujo de suministro de energía está regulado por la altura del soporte del estator sobre el rotor; cuanto más alto es, menos se pega y, en consecuencia, la potencia disminuye.

Para el generador eólico, debe soldar un soporte y colocar 4 palas grandes en el disco del estator, que puede cortar de un barril de metal viejo o de una tapa de un cubo de plástico.

A una velocidad de rotación media, el aerogenerador produce aproximadamente 20 vatios.

Generador para molino de viento con núcleos de imanes de ferrita.

Generador eólico con imanes de neodimio.

Si quieres saber cómo crear un generador eólico, necesitas hacer la base del buje de un coche con discos de freno; esta elección está bastante justificada porque es potente, fiable y está bien equilibrada.

Una vez que hayas limpiado el cubo de pintura y suciedad, debes pasar a colocar los imanes de neodimio directamente.

Necesita 20 de ellos en un disco, su tamaño debe ser de 25x8 milímetros.

Los imanes deben colocarse teniendo en cuenta la alternancia de polos, antes de pegar es mejor crear una plantilla de papel o dibujar líneas que dividan el disco en sectores para no confundir los polos.

Es muy importante que los imanes enfrentados estén envueltos en polos diferentes, es decir, que se atraigan entre sí. Los imanes se pegan con superpegamento, es necesario hacer bordes a lo largo de los bordes de los discos y en su centro, envolviendo ganado o esculpiéndolos en plastilina para evitar que se extiendan.

Para que un generador eólico fabricado con imanes de neodimio funcione con la máxima eficiencia, las bobinas del estator deben calcularse correctamente.

Un aumento en el número de polos conduce a un aumento en la frecuencia de la corriente en las bobinas, por lo que el generador, incluso con una frecuencia de rotación baja de las palas, produce más energía. Las bobinas están enrolladas con alambres más gruesos para reducir la resistencia en ellas.

Generador eólico con imanes de neodimio instrucciones paso a paso

Cuando la parte principal del generador está lista, se fabrican las palas como en el caso anterior y se fijan al mástil, que puede estar hecho de un tubo de plástico ordinario con un diámetro de 160 mm. Al fin y al cabo, un aerogenerador que funciona según el principio de levitación magnética, con un diámetro de un metro y medio y seis palas a 8 m/s, es capaz de suministrar una potencia de hasta 300 W.

El precio de la decepción o de una veleta cara

Hoy en día existen muchas opciones para fabricar un generador eólico, cada método es efectivo a su manera. Si está familiarizado con los métodos de fabricación de equipos generadores de energía, entonces no le importará si lo hace con un generador de automóvil o con una impresora, lo principal es que cumpla con el circuito que tiene en mente y produzca Buena potencia en la salida.

Vídeo comparativo de aerogeneradores.

energía alternativa generador eólico turbinas eólicas

invernadero inteligente Un invernadero inteligente se clasifica en categorías principales: Ventajas de un invernadero Riego y ventilación Destilación solar…

El tema de la energía eólica en nuestros tiempos innovadores interesa a muchas personas. Los que han visitado al menos una vez. países europeos Probablemente hayas visto en tu coche enormes parques eólicos.
A lo largo del camino se encuentran cientos de generadores.

Al observar esta imagen, muchos comienzan a creer que generar electricidad mediante el viento es una actividad muy prometedora y rentable. Los europeos sabios no pueden cometer errores.

Al mismo tiempo, por alguna razón se ignora el hecho de que en otros lugares de Europa prácticamente no existen centrales eólicas de este tipo. ¿Por qué sucedió?
Esto es exactamente lo que tratará este artículo: cuándo, dónde y cómo es rentable utilizar aerogeneradores y cuándo no.

Autonomía

Seguramente, tras la próxima subida del precio de la luz, has pensado en instalar un aerogenerador en tu solar. De este modo, se cubren, si no todas, la mayor parte de sus necesidades de electricidad.

Algunos incluso están pensando en independizarse de esta manera de las redes eléctricas. ¿Qué tan realista y posible es esto? Desafortunadamente, para el 90% de los propietarios de viviendas privadas, estos sueños seguirán siendo sueños.

Y para que no desperdicies tu dinero, te contamos, exponiendo todos los números, por qué esto es exactamente así.

Velocidad del viento

Desafortunadamente, no hay muchas regiones en nuestro país donde la velocidad del viento sea de al menos 5-7 metros por segundo. Los datos se toman en promedio por año. En la gran mayoría de latitudes aptas para habitar, esta misma velocidad es como máximo de 2-4 m/s.

Esto significa que su turbina eólica simplemente no funcionará la mayor parte del tiempo. Para una generación estable de electricidad, se necesita un viento de unos 10 m/s.

Si el viento en su zona es de 7 m/s, entonces el generador funcionará a un máximo del 50% de su valor nominal. Y si son sólo 2 m/s, entonces un 5%.

De hecho, en una hora, un generador de 2kW no te dará más de 100W.

También encontrará otro problema del viento sobre el que los fabricantes guardan silencio. Cerca del suelo, su velocidad es mucho menor que en la parte superior, donde se instalan instalaciones industriales con una altura de 25-30 m.

Instalarás tu unidad a un máximo de diez metros. Por lo tanto, ni siquiera confíe en las tablas de viento de diferentes sitios. Estos datos no son adecuados para usted.

Los fabricantes guardan modestamente silencio sobre el hecho de que, para sus mapas de recursos eólicos, las mediciones se realizan a una altitud de 50 a 70 metros. Además, no se tienen en cuenta los datos sobre turbulencias y remolinos.

Si intentas elevarlo a más de 10 m, definitivamente pensarás en la protección contra rayos. Cuchillas electrificadas por la fricción del aire, ¡un cebo muy sabroso para las descargas!

Además, por alguna razón todo el mundo sólo se preocupa por un parámetro como la velocidad del viento y, al mismo tiempo, se olvida de su densidad o presión. Y la diferencia de energía es bastante significativa. La dependencia de la generación de electricidad de la presión del viento es desproporcionada.

Entonces, cuando la presión del viento se duplica, ¡la energía generada aumenta ocho veces!

Además, existe cierto engaño en las características técnicas especificadas de los generadores.

Por supuesto, puedes confiar en ellos, pero sólo en condiciones ideales. Porque:

• y en flujo laminar con dirección constante y mayor densidad.

En tu casa de verano La velocidad del viento puede ser tal que ni siquiera será posible girar el eje, y mucho menos generar energía.

Y esto es en primavera u otoño. Es durante este período cuando ocurren los movimientos más activos de masas de aire.

No olvide que el molino de viento no funciona en modo inactivo, sino que debe hacer girar el rotor del generador rodeado de imanes de neodimio.

Y esto es sólo mientras el potencial eléctrico del molino de viento sea menor que el voltaje de la batería. Cuando el voltaje es suficiente para comenzar a cargar, la batería se convierte en una carga.

Si utiliza diseños de baja velocidad con un eje de rotación vertical, entonces ya existe una caja de cambios elevadora. ¿Has intentado hacer girar la caja de cambios de refuerzo? Este diseño se vuelve más complicado, aumentando el peso, la resistencia al viento y el costo.

Incluso en los faros Flota del Norte Dados los constantes vientos y la noche polar, los expertos prefieren utilizar paneles solares. Cuando se pregunta por qué es así, la respuesta es sencilla: ¡hay menos problemas!

Baterías para aerogeneradores

Las grandes turbinas eólicas industriales pueden transmitir energía directamente a la red, sin pasar por las baterías.

Pero no podrás prescindir de ellos. Sin batería, ni el televisor ni el frigorífico funcionarán. Incluso la iluminación brillará a intervalos, dependiendo de las ráfagas de viento.

Además, durante 12 a 15 años de funcionamiento del generador, será necesario cambiar de 3 a 4 juegos de baterías, duplicando así sus costes iniciales. Además, elegimos casi la opción ideal, cuando las baterías no se descargarán más de la mitad de su capacidad.

Por supuesto, puedes comprar modelos de batería baratos, pero esto no reducirá tus costes. Simplemente ir a la tienda a comprar baterías nuevas no se hará 4 veces, sino 8 veces.

¿Dónde es el mejor lugar para instalar?

Otra cosa en la que vale la pena pensar seriamente es la disponibilidad de espacio libre. Además, en superficie puede extenderse 100 metros o más en cada dirección desde el mástil.

El viento debe moverse libremente a lo largo de las palas y llegar a ellas desde todos los lados sin interferencias. Resulta que debes vivir en la estepa o cerca del mar (preferiblemente directamente en su orilla).

La ubicación ideal sería en la cima de una colina. Donde, desde una perspectiva aerodinámica, el flujo de aire se comprime con el correspondiente aumento en la velocidad y presión del viento.

Olvídate de tus vecinos cercanos. Sus jardines y mansiones de dos y tres pisos “beberán tu sangre” genial, bloqueando el viento de cola en todo momento. Así como plantaciones forestales vecinas.

Los mismos molinos de viento industriales no están colocados uno al lado del otro, sino que están montados en diagonal. Cada uno posterior no debe cubrir al anterior.

Precio por 1 kW de potencia

Cuarta razón: precio elevado. No se deje engañar por los precios de los vendedores en las listas de precios. Nunca muestran el costo real de todo el equipo necesario.
Por lo tanto, multiplique siempre los precios por 2, incluso cuando elija los llamados kits prefabricados.

Pero eso no es todo. No te olvides de los costes operativos, que alcanzan hasta el 70% del coste de los aerogeneradores. Intente reparar el generador en altura, o desmonte y desmonte y vuelva a montar el mástil cada vez.

No olvide reemplazar periódicamente la batería. Por lo tanto, no espere que un molino de viento le cueste 1 dólar por 1 kW de electricidad.

Cuando se calculan todos los costes reales, resulta que cada kilovatio de energía de un generador eólico de este tipo le cuesta al menos 5 dólares.

Periodo de recuperación y cálculo de ahorro.

La quinta razón está indisolublemente ligada a las cuatro primeras. Este es el período de recuperación.

Para su instalación eólica individual, este plazo es NUNCA.

El costo de un molino de viento, un mástil y equipo adicional para modelos de alta calidad con una potencia de 2 kilovatios alcanzará un promedio de 200 mil rublos. La productividad de dichas instalaciones es de 100 a 200 kW por mes, no más. Y esto es en buenas condiciones climáticas.

Incluso las precipitaciones reducen la potencia de las turbinas eólicas. Lluvia en un 20%, nieve en un 30%.

Entonces, todos sus ahorros resultan ser de 500 rublos. En 12 meses de trabajo continuo se acumulará un poco más: 6 mil.

Pero si recuerdas los gastos iniciales de 200 mil, ¡los devolverás en treinta y dos años!

Y todo ello sin tener en cuenta los costes operativos. Y si calculamos que la vida útil media de un buen molino de viento es de unos 20 años, resulta que se estropeará completa e irreparablemente incluso antes de llegar a su periodo de recuperación.

Al mismo tiempo, una unidad de 2 kilovatios no cubrirá el 100% de sus necesidades. ¡Máximo en un tercio! Si desea conectar todo por completo, elija un modelo de 10 kilovatios, nada menos. Esto no cambiará el período de recuperación.

Pero aquí habrá dimensiones y pesos completamente diferentes.

Y simplemente conectarlo a una tubería a través del ático de su techo definitivamente no funcionará.

Sin embargo, algunos todavía están convencidos de que, debido al constante aumento del precio de la electricidad, un aerogenerador algún día será rentable.

¿Cuándo deberías comprar un molino de viento?

Por supuesto, la electricidad se vuelve más cara cada año. Por ejemplo, hace 10 años su precio era un 70% más bajo. Hagamos cálculos aproximados y descubramos las perspectivas de que el molino de viento alcance el punto de equilibrio, teniendo en cuenta el fuerte aumento en el costo de la electricidad.

Consideraremos un generador de 2 kW.

Como descubrimos anteriormente, el costo de dicho modelo es de aproximadamente 200 mil. Pero teniendo en cuenta todos los gastos adicionales, es necesario multiplicarlo por dos. El resultado será de al menos 400 mil rublos. costes, con una vida útil de veinte años.

Es decir, en un año resultan 20 mil. De hecho, este año la unidad le dará un máximo de 900 kW. Debido al coeficiente De la capacidad instalada (para aerogeneradores pequeños no supera el cinco por ciento), en un mes generarás 75 kW.

Incluso si tomamos 1000 kW por año para simplificar los cálculos, el coste de 1 kW/h obtenido de una turbina eólica será de 20 rublos para usted. Incluso si suponemos que el precio de la electricidad procedente de las centrales térmicas aumentará 4 veces, esto no sucederá mañana, ni siquiera dentro de 5 años.

¿Qué aerogeneradores elegir?

Bueno, para aquellos que viven lejos de subestaciones y líneas aéreas de 0,4 kV, vale la pena adquirir los modelos de turbinas eólicas más potentes que puedan pagar. Ya que no obtendrás más del 15% de la potencia indicada en las imágenes.

Otra categoría de consumidores, con razón, no elige los modelos de fábrica chinos, sino que, por el contrario, prefiere los molinos de viento caseros de artesanos autodidactas. Esto también tiene sus beneficios.

En su mayor parte, los inventores de estos dispositivos son personas competentes y responsables. Y en casi el 100% de los casos podrás devolverles la instalación sin problemas si algo sale mal o hay que repararla. Seguramente no habrá problemas con esto.

Los molinos de viento industriales chinos, por supuesto, tienen una apariencia más bonita. Y si aún así decides comprarlo, inmediatamente después de revisarlo con un taladro eléctrico, haz reparaciones preventivas y reemplaza la chatarra china por rodamientos con lubricante de alta calidad.

Si tiene grandes áreas de anidación de pájaros cerca, no estaría de más comprar un juego adicional de cuchillas.

Los polluelos a veces quedan atrapados en la “mini fábrica” que gira. Las hojas de plástico se rompen y las de metal se doblan.

Y me gustaría terminar con la sabiduría de aquellos usuarios que no escucharon todos los argumentos y se enfrentaron cara a cara con todos los problemas descritos anteriormente. Recuerde, ¡la veleta más cara para una casa es un generador eólico!

La energía inagotable que llevan consigo las masas de aire siempre ha llamado la atención de la gente. Nuestros bisabuelos aprendieron a enganchar el viento a las velas y ruedas de los molinos de viento, después de lo cual corrió sin rumbo por las vastas extensiones de la Tierra durante dos siglos.

Hoy lo encontré de nuevo para él. trabajo útil. Un aerogenerador para una vivienda particular pasa de ser una novedad técnica a un factor real en nuestro día a día.

Echemos un vistazo más de cerca a las plantas de energía eólica, evalúemos las condiciones para su uso rentable y consideremos variedades existentes. Los artesanos del hogar recibirán elementos de reflexión sobre el tema de nuestro artículo. autoensamblaje Molino de viento y dispositivos necesarios para su eficiente funcionamiento.

¿Qué es un generador eólico?

Principio de funcionamiento del hogar. Granja eólica Es simple: el flujo de aire hace girar las palas del rotor montadas en el eje del generador y crea corriente alterna en sus devanados. La electricidad generada se almacena en baterías y los electrodomésticos la utilizan según sea necesario. Por supuesto, este es un diagrama simplificado de cómo funciona un molino de viento doméstico. En la práctica, se complementa con dispositivos que convierten la electricidad.

Inmediatamente detrás del generador en la cadena portacables se encuentra un controlador. Convierte la corriente alterna trifásica en corriente continua y la dirige para cargar las baterías. La mayoría de los electrodomésticos no pueden funcionar con energía constante, por lo que se instala otro dispositivo detrás de las baterías: un inversor. Realiza la operación inversa: convierte la corriente continua en corriente alterna doméstica con un voltaje de 220 Voltios. Está claro que estas transformaciones no pasan sin dejar rastro y quitan una porción bastante decente de la energía original (15-20%).

Si el molino de viento está emparejado con una batería solar u otro generador de electricidad (gasolina, diésel), el circuito se complementa con un interruptor automático (ATS). Cuando se apaga la fuente de corriente principal, se activa la de respaldo.

Para obtener la máxima potencia, el aerogenerador debe ubicarse siguiendo el flujo del viento. EN sistemas simples Se implementa el principio de la veleta. Para ello, se fija una pala vertical en el extremo opuesto del generador, girándolo hacia el viento.

Las instalaciones más potentes cuentan con un motor eléctrico giratorio controlado por un sensor de dirección.

Principales tipos de aerogeneradores y sus características.

Hay dos tipos de aerogeneradores:

1. Con rotor horizontal.
2. Con rotor vertical.

El primer tipo es el más común. Se caracteriza por una alta eficiencia (40-50%), pero tiene un mayor nivel de ruido y vibración. Además, su instalación requiere de un gran espacio libre (100 metros) o un mástil alto (a partir de 6 metros).

Los generadores con rotor vertical son menos eficientes energéticamente (la eficiencia es casi 3 veces menor que la de los horizontales).

Sus ventajas incluyen una instalación sencilla y un diseño fiable. El bajo nivel de ruido permite instalar generadores verticales en los tejados de las casas e incluso a nivel del suelo. Estas instalaciones no temen al hielo ni a los huracanes. Se lanzan con un viento débil (de 1,0 a 2,0 m/s), mientras que un molino de viento horizontal necesita un flujo de aire de fuerza media (3,5 m/s y superior). Los generadores eólicos verticales son muy diversos en la forma del impulsor (rotor).

Ruedas de rotor de aerogeneradores verticales.

Debido a la baja velocidad del rotor (hasta 200 rpm), la vida mecánica de este tipo de instalaciones supera con creces la de los aerogeneradores horizontales.

¿Cómo calcular y seleccionar un aerogenerador?

El viento no es gas natural que se bombea a través de tuberías ni electricidad que fluye ininterrumpidamente a través de cables hasta nuestro hogar. Es caprichoso y voluble. Hoy un huracán arranca tejados y rompe árboles, y mañana da paso a una calma total. Por lo tanto, antes de comprar o fabricar su propio molino de viento, debe evaluar el potencial de la energía del aire en su área. Para ello es necesario determinar la fuerza media anual del viento. Este valor se puede encontrar en Internet previa solicitud.

Habiendo recibido dicha tabla, encontramos el área de nuestra residencia y observamos la intensidad de su color, comparándola con la escala de calificación. Si la velocidad media anual del viento es inferior a 4,0 metros por segundo, entonces no tiene sentido instalar una turbina eólica. el no dará cantidad requerida energía.

Si la fuerza del viento es suficiente para instalar una planta de energía eólica, entonces puede pasar al siguiente paso: seleccionar la potencia del generador.

Si estamos hablando acerca de sobre el suministro autónomo de energía en el hogar, se tiene en cuenta el consumo estadístico medio de electricidad de 1 familia. Varía entre 100 y 300 kWh al mes. En regiones con un potencial eólico anual bajo (5-8 m/s), una turbina eólica con una potencia de 2-3 kW puede generar esta cantidad de electricidad. Hay que tener en cuenta que en invierno la velocidad media del viento es mayor, por lo que la producción de energía durante este periodo será mayor que en verano.

Selección de un generador eólico. Precios aproximados

Los precios de los generadores eólicos domésticos verticales con una capacidad de 1,5 a 2,0 kW oscilan entre 90 y 110 mil rublos. El paquete a este precio incluye solo un generador con palas, sin mástil y equipo adicional (controlador, inversor, cable, baterías). Una central eléctrica completa, incluida la instalación, costará entre un 40 y un 60% más.

El costo de las turbinas eólicas más potentes (3-5 kW) oscila entre 350 y 450 mil rublos (de equipamiento adicional y trabajos de instalación).

Molino de viento de bricolaje. ¿Diversión o ahorro real?

Digamos de inmediato que hacer un generador eólico con sus propias manos que sea completo y efectivo no es fácil. El cálculo correcto de la rueda eólica, el mecanismo de transmisión y la selección de un generador adecuado para la potencia y la velocidad son un tema aparte. solo daremos breves recomendaciones según las principales etapas de este proceso.

Generador

Generadores de automóviles y motores eléctricos de lavadoras con accionamiento directo no son adecuados para este fin. Son capaces de generar energía a partir de la rueda de viento, pero será insignificante. Para funcionar de manera eficiente, los autogeneradores necesitan velocidades muy altas, que un molino de viento no puede desarrollar.

Los motores para lavadoras tienen otro problema. Hay imanes de ferrita allí, pero el aerogenerador necesita otros más eficientes: los de neodimio. El proceso de autoinstalación y bobinado de devanados portadores de corriente requiere paciencia y alta precisión.

La potencia de un dispositivo ensamblado por sus propias manos, por regla general, no supera los 100-200 vatios.

Recientemente, las ruedas motorizadas para bicicletas y scooters se han vuelto populares entre los aficionados al bricolaje. Desde el punto de vista de la energía eólica, se trata de potentes generadores de neodimio, ideales para trabajar con ruedas eólicas verticales y cargar baterías. De un generador de este tipo se puede extraer hasta 1 kW de energía eólica.

Rueda de motor: un generador listo para usar para una planta de energía eólica casera

Tornillo

Las más sencillas de fabricar son las hélices de vela y de rotor. El primero consta de tubos curvos ligeros montados sobre una placa central. Cuchillas hechas de tela duradera. La gran resistencia al viento de la hélice requiere una fijación con bisagras de las palas para que durante un huracán se doblen y no se deformen.

El diseño de rueda de viento giratoria se utiliza para generadores verticales. Es fácil de fabricar y de funcionamiento fiable.

Los generadores eólicos caseros con un eje de rotación horizontal funcionan mediante una hélice. Los artesanos del hogar lo recogen de tubos de PVC diámetro 160-250 mm. Las palas están montadas sobre una placa redonda de acero con un orificio de montaje para el eje del generador.

Rusia ocupa una doble posición con respecto a los recursos de energía eólica. Por un lado, debido a la enorme superficie total y a la abundancia de zonas planas, en general hay mucho viento y, en general, es uniforme. Por otro lado, nuestros vientos son predominantemente de bajo potencial y lentos, ver Fig. En tercer lugar, en las zonas escasamente pobladas los vientos son violentos. En base a esto, la tarea de instalar un aerogenerador en el parque es bastante relevante. Pero para decidir si comprar un dispositivo bastante caro o hacerlo usted mismo, debe pensar detenidamente qué tipo (y hay muchos) elegir y para qué propósito.

Conceptos básicos

1. KIEV – coeficiente de utilización de la energía eólica. Si se utiliza un modelo mecanicista de viento plano para los cálculos (ver más abajo), es igual a la eficiencia del rotor de una planta de energía eólica (WPU).
2. Eficiencia: eficiencia de extremo a extremo de la APU, desde el viento que viene hasta los terminales del generador eléctrico o hasta la cantidad de agua bombeada al tanque.
3. La velocidad mínima de funcionamiento del viento (MRS) es la velocidad a la que el molino de viento comienza a suministrar corriente a la carga.
4. La velocidad máxima permitida del viento (MAS) es la velocidad a la que se detiene la producción de energía: la automatización apaga el generador, coloca el rotor en una veleta, lo pliega y lo oculta, o el rotor mismo se detiene, o la APU simplemente es destruido.
5. Velocidad inicial del viento (SW): a esta velocidad, el rotor puede girar sin carga, girar y entrar en modo de funcionamiento, después de lo cual se puede encender el generador.
6. Velocidad de arranque negativa (OSS): esto significa que la APU (o turbina eólica, unidad de energía eólica, o WEA, unidad de energía eólica) para arrancar a cualquier velocidad del viento requiere un giro obligatorio de una fuente de energía externa.
7. El par inicial (inicial) es la capacidad de un rotor, frenado a la fuerza en el flujo de aire, para crear un par en el eje.
8. La turbina eólica (WM) es parte de la APU desde el rotor hasta el eje del generador o bomba, u otro consumidor de energía.
9. Generador eólico rotativo: una APU en la que la energía eólica se convierte en par en el eje de la toma de fuerza al girar el rotor en el flujo de aire.
10. El rango de velocidades de operación del rotor es la diferencia entre MMF y MRS cuando se opera con carga nominal.
11. Molino de viento de baja velocidad: en él, la velocidad lineal de las partes del rotor en el flujo no excede significativamente la velocidad del viento o es menor que ella. La presión dinámica del flujo se convierte directamente en empuje de la pala.
12. Molino de viento de alta velocidad: la velocidad lineal de las palas es significativamente (hasta 20 o más veces) mayor que la velocidad del viento y el rotor forma su propia circulación de aire. El ciclo de convertir la energía del flujo en empuje es complejo.

Notas:

1. Las APU de baja velocidad, por regla general, tienen un KIEV más bajo que las de alta velocidad, pero tienen un par de arranque suficiente para hacer girar el generador sin desconectar la carga y un TAC cero, es decir. Absolutamente automático y utilizable con los vientos más suaves.
2. La lentitud y la velocidad son conceptos relativos. Un molino de viento doméstico a 300 rpm puede ser de baja velocidad, pero las potentes APU del tipo EuroWind, a partir de las cuales se ensamblan los campos de las centrales eólicas y los parques eólicos (ver figura) y cuyos rotores giran alrededor de 10 rpm, son de alta velocidad. porque con tal diámetro, la velocidad lineal de las palas y su aerodinámica en la mayor parte del tramo son bastante "parecidas a las de un avión", ver más abajo.

¿Qué tipo de generador necesitas?

Un generador eléctrico para un molino de viento doméstico debe generar electricidad en una amplia gama de velocidades de rotación y poder arrancar automáticamente sin automatización ni fuentes de energía externas. En el caso de utilizar APU con OSS (turbinas eólicas giratorias), que, por regla general, tienen un alto KIEV y eficiencia, también deben ser reversibles, es decir. poder funcionar como motor. Para potencias de hasta 5 kW se cumple esta condición. coches eléctricos con imanes permanentes a base de niobio (superimanes); en imanes de acero o ferrita no se puede contar con más de 0,5-0,7 kW.

Nota: Los generadores asíncronos de corriente alterna o los de colector con estator no magnetizado son completamente inadecuados. Cuando la fuerza del viento disminuye, "se apagarán" mucho antes de que su velocidad baje a MPC, y luego no se pondrán en marcha por sí solos.

El excelente "corazón" de la APU con una potencia de 0,3 a 1-2 kW se obtiene de un autogenerador de corriente alterna con un rectificador incorporado; estos son la mayoría ahora. En primer lugar, mantienen un voltaje de salida de 11,6-14,7 V en un rango de velocidad bastante amplio sin estabilizadores electrónicos externos. En segundo lugar, las válvulas de silicio se abren cuando el voltaje en el devanado alcanza aproximadamente 1,4 V, y antes de eso el generador "no ve" la carga. Para hacer esto, es necesario hacer girar el generador de manera bastante decente.

En la mayoría de los casos, un autogenerador se puede conectar directamente, sin transmisión por engranajes ni por correa, al eje de un motor de alta presión y velocidad, seleccionando la velocidad seleccionando el número de palas, ver más abajo. Los "trenes de alta velocidad" tienen un par de arranque pequeño o nulo, pero el rotor, incluso sin desconectar la carga, tendrá tiempo de girar lo suficiente antes de que las válvulas se abran y el generador produzca corriente.

Elegir según el viento

Antes de decidir qué tipo de aerogenerador fabricar, decidamos la aerología local. En gris verdoso(sin viento) del mapa de viento, sólo un motor de viento de vela será de alguna utilidad(Hablaremos de ellos más adelante). Si necesita un suministro de energía constante, deberá agregar un amplificador (rectificador con estabilizador de voltaje), un cargador, un potente batería, inversor 12/24/36/48 V CC a 220/380 V 50 Hz CA. Una instalación de este tipo costará al menos 20.000 dólares y es poco probable que sea posible eliminar a largo plazo una potencia de más de 3-4 kW. En general, con un deseo inquebrantable de energía alternativa, es mejor buscar otra fuente.

En lugares de color amarillo verdoso y con poco viento, si necesita electricidad de hasta 2-3 kW, puede utilizar usted mismo un generador eólico vertical de baja velocidad.. Hay innumerables de ellos desarrollados, y hay diseños que son casi tan buenos como los "blade" en términos de KIEV y eficiencia. producción industrial.

Si planea comprar una turbina eólica para su hogar, entonces es mejor centrarse en una turbina eólica con rotor de vela. Hay muchas controversias y en teoría aún no está todo claro, pero funcionan. En la Federación de Rusia, en Taganrog se producen "veleros" con una potencia de 1 a 100 kW.

En regiones rojas y ventosas, la elección depende de la potencia requerida. En el rango de 0,5 a 1,5 kW, las "verticales" caseras están justificadas; 1,5-5 kW – “veleros” comprados. "Vertical" también se puede comprar, pero costará más que la APU esquema horizontal. Y, finalmente, si necesita una turbina eólica con una potencia de 5 kW o más, entonces debe elegir entre “palas” horizontales o “veleros” comprados.

Nota: Muchos fabricantes, especialmente los de segundo nivel, ofrecen kits de piezas a partir de los cuales usted mismo puede montar un generador eólico con una potencia de hasta 10 kW. Un kit de este tipo costará entre un 20 y un 50% menos que un kit ya preparado con instalación. Pero antes de comprar, es necesario estudiar detenidamente la aerología del lugar de instalación previsto y luego seleccionar el tipo y modelo apropiados de acuerdo con las especificaciones.

Acerca de la seguridad

Las piezas de un aerogenerador de uso doméstico en funcionamiento pueden tener una velocidad lineal superior a 120 e incluso 150 m/s, y un trozo de cualquier material sólido que pese 20 g, volando a una velocidad de 100 m/s, con un “exitoso ”golpeado, matará directamente a un hombre sano. Una placa de acero o plástico duro de 2 mm de espesor, que se mueve a una velocidad de 20 m/s, la corta por la mitad.

Además, la mayoría de los aerogeneradores con una potencia superior a 100 W son bastante ruidosos. Muchos generan fluctuaciones de la presión del aire de frecuencias ultrabajas (menos de 16 Hz): infrasonidos. Los infrasonidos son inaudibles, pero son perjudiciales para la salud y viajan muy lejos.

Nota: A finales de los años 80 hubo un escándalo en Estados Unidos: hubo que cerrar el parque eólico más grande del país en ese momento. Los indios de una reserva situada a 200 kilómetros del campo de su parque eólico demostraron ante el tribunal que sus problemas de salud, que aumentaron considerablemente después de la puesta en funcionamiento del parque eólico, se debían a sus infrasonidos.

Por las razones anteriores, se permite la instalación de APU a una distancia de al menos 5 de su altura de los edificios residenciales más cercanos. En los patios de las viviendas particulares es posible instalar molinos de viento fabricados industrialmente y debidamente certificados. En general, es imposible instalar APU en los techos; durante su funcionamiento, incluso los de baja potencia, surgen cargas mecánicas alternas que pueden causar resonancia en la estructura del edificio y su destrucción.

Nota: se considera la altura de la APU punto mas alto un disco en flecha (para rotores de palas) o una figura geométrica (para APU verticales con un rotor sobre un eje). Si el mástil de la APU o el eje del rotor sobresalen aún más, la altura se calcula por su parte superior: la parte superior.

Viento, aerodinámica, KIEV

Un generador eólico casero obedece a las mismas leyes de la naturaleza que uno de fábrica, calculado en una computadora. Y el aficionado al bricolaje debe comprender muy bien los conceptos básicos de su trabajo; la mayoría de las veces no tiene a su disposición materiales ni equipos tecnológicos costosos y de última generación. La aerodinámica de la APU es tan difícil...

Viento y KIEV

Para calcular las APU de fábrica en serie, las llamadas. modelo mecanicista plano de viento. Se basa en los siguientes supuestos:

• La velocidad y dirección del viento son constantes dentro de la superficie efectiva del rotor.
• El aire es un medio continuo.
• La superficie efectiva del rotor es igual al área barrida.
• La energía del flujo de aire es puramente cinética.

En tales condiciones, la energía máxima por unidad de volumen de aire se calcula utilizando la fórmula escolar, suponiendo que la densidad del aire en condiciones normales es 1,29 kg*cúbico. m Con una velocidad del viento de 10 m/s, un cubo de aire transporta 65 J, y de un cuadrado de la superficie efectiva del rotor, con una eficiencia del 100% de toda la APU, se pueden extraer 650 W. Este es un enfoque muy simplificado: todo el mundo sabe que el viento nunca es perfectamente uniforme. Pero esto debe hacerse para garantizar la repetibilidad de los productos, algo común en la tecnología.

El modelo plano no debe ignorarse, ya que proporciona un mínimo claro de energía eólica disponible. Pero el aire, en primer lugar, es comprimible y, en segundo lugar, es muy fluido (la viscosidad dinámica es de sólo 17,2 μPa * s). Esto significa que el flujo puede fluir alrededor del área barrida, reduciendo la superficie efectiva y el KIEV, que se observa con mayor frecuencia. Pero, en principio, también es posible la situación contraria: el viento fluye hacia el rotor y la superficie efectiva será entonces mayor que la barrida, y el KIEV será mayor que 1 con respecto a ella para un viento plano.

Pongamos dos ejemplos. El primero es un yate de recreo, bastante pesado; el yate no sólo puede navegar contra el viento, sino también más rápido que él. Viento significa externo; el viento aparente aún debe ser más rápido; de lo contrario, ¿cómo arrastrará el barco?

El segundo es un clásico de la historia de la aviación. Durante las pruebas del MIG-19, resultó que el interceptor, que pesa una tonelada más que el caza de primera línea, acelera más rápido. Con los mismos motores en el mismo fuselaje.

Los teóricos no sabían qué pensar y dudaban seriamente de la ley de conservación de la energía. Al final resultó que el problema era el cono del radomo del radar que sobresalía de la entrada de aire. Desde la punta hasta el casco surgió una compactación de aire, como si lo rastrillara desde los lados hasta los compresores del motor. Desde entonces, las ondas de choque han quedado firmemente establecidas en teoría como útiles, y el fantástico rendimiento de vuelo de los aviones modernos se debe en gran parte a su hábil uso.

Aerodinámica

El desarrollo de la aerodinámica se suele dividir en dos épocas: antes y después de N. G. Zhukovsky. Su informe "Sobre los vórtices adjuntos", del 15 de noviembre de 1905, marcó el comienzo de una nueva era en la aviación.

Antes de Zhukovsky, volaban con velas planas: se suponía que las partículas de la corriente que se aproximaba daban todo su impulso al borde de ataque del ala. Esto hizo posible deshacerse inmediatamente de la cantidad vectorial, el momento angular, que dio lugar a matemáticas rompedoras y, en la mayoría de los casos, no analíticas, pasar a relaciones escalares puramente energéticas mucho más convenientes y, en última instancia, obtener un campo de presión calculado en el plano de carga, más o menos similar al real.

Este enfoque mecanicista hizo posible crear dispositivos que podían, como mínimo, elevarse en el aire y volar de un lugar a otro, sin necesariamente estrellarse contra el suelo en algún punto del camino. Pero el deseo de aumentar la velocidad, la capacidad de carga y otras cualidades de vuelo reveló cada vez más las imperfecciones de la teoría aerodinámica original.

La idea de Zhukovsky era la siguiente: el aire recorre un camino diferente a lo largo de las superficies superior e inferior del ala. De la condición de continuidad del medio (las burbujas de vacío por sí solas no se forman en el aire) se deduce que las velocidades de los flujos superior e inferior que descienden desde el borde de salida deben ser diferentes. Debido a la pequeña pero finita viscosidad del aire, debido a la diferencia de velocidades debería formarse allí un vórtice.

El vórtice gira, y la ley de conservación del momento, tan inmutable como la ley de conservación de la energía, también es válida para cantidades vectoriales, es decir. También hay que tener en cuenta la dirección del movimiento. Por lo tanto, allí mismo, en el borde de salida, debería formarse un vórtice contrarrotativo con el mismo par. ¿Por qué? Debido a la energía generada por el motor.

Para la práctica de la aviación, esto significó una revolución: al elegir el perfil de ala adecuado, era posible enviar un vórtice adjunto alrededor del ala en forma de circulación G, aumentando su sustentación. Es decir, al gastar parte, y a altas velocidades y cargas, en el ala, la mayor parte de la potencia del motor, se puede crear un flujo de aire alrededor del dispositivo, lo que permite lograr mejores cualidades de vuelo.

Esto hizo que la aviación fuera aviación y no parte de la aeronáutica: ahora el avión podría crear por sí mismo el entorno necesario para el vuelo y dejar de ser un juguete de las corrientes de aire. Todo lo que necesitas es un motor más potente, y cada vez más potente...

KIEV otra vez

Pero el molino de viento no tiene motor. Al contrario, debe tomar energía del viento y dársela a los consumidores. Y aquí resulta que le arrancaron las piernas y se le atascó la cola. Usamos muy poca energía eólica para la circulación del propio rotor: será débil, el empuje de las palas será bajo y el KIEV y la potencia serán bajos. Daremos mucho a la circulación: el rotor estará encendido. De marcha en vacío girando como locos, pero los consumidores nuevamente obtienen poco: apenas aplicaron la carga, el rotor disminuyó la velocidad, el viento arrasó la circulación y el rotor se detuvo.

La ley de conservación de la energía da el "medio dorado" justo en el medio: le damos el 50% de la energía a la carga y el 50% restante aumentamos el flujo al óptimo. La práctica confirma las suposiciones: si buena eficiencia la tracción de la hélice es del 75-80%, luego el KIEV del rotor de palas, también cuidadosamente calculado y soplado en el túnel de viento, alcanza el 38-40%, es decir hasta la mitad de lo que se puede conseguir con un exceso de energía.

Modernidad

Hoy en día, la aerodinámica, armada con matemáticas y computadoras modernas, se aleja cada vez más de modelos inevitablemente simplificadores hacia una descripción precisa del comportamiento de un cuerpo real en un flujo real. Y aquí, además de la línea general: ¡poder, poder y una vez más poder! – Se descubren caminos secundarios, pero prometedores precisamente cuando la cantidad de energía que ingresa al sistema es limitada.

El famoso aviador alternativo Paul McCready creó allá por los años 80 un avión con dos motores de motosierra con una potencia de 16 CV. mostrando 360 km/h. Además, su chasis era triciclo, no retráctil, y sus ruedas carecían de carenado. Ninguno de los dispositivos de McCready se conectó ni entró en servicio de combate, pero dos, uno con motores de pistón y hélices y el otro con un jet, volaron por primera vez en la historia alrededor del mundo sin aterrizar en la misma gasolinera.

El desarrollo de la teoría también afectó de manera bastante significativa a las velas que dieron origen al ala original. La aerodinámica "en vivo" permitió a los yates operar con vientos de 8 nudos. pararse sobre hidroalas (ver figura); acelerar semejante armatoste para velocidad requerida hélice, requiere un motor de al menos 100 hp. Los catamaranes de carreras navegan a una velocidad de unos 30 nudos con el mismo viento. (55 kilómetros por hora).

También hay hallazgos que no son triviales. Los aficionados al deporte más raro y extremo, el salto base, vistiendo un traje especial con alas, vuelan sin motor, maniobran a una velocidad de más de 200 km/h (imagen de la derecha) y luego aterrizan suavemente en una posición previa. -lugar seleccionado. ¿En qué cuento de hadas la gente vuela sola?

También se resolvieron muchos misterios de la naturaleza; en particular, el vuelo de un escarabajo. Según la aerodinámica clásica, no es capaz de volar. Al igual que el fundador del avión furtivo, el F-117, con su ala en forma de diamante, tampoco puede despegar. Y el MIG-29 y el Su-27, que pueden volar con la cola primero durante algún tiempo, no encajan en ninguna idea.

¿Y por qué entonces, cuando se trabaja en turbinas eólicas, que no son algo divertido ni una herramienta para destruir las de su propia especie, sino una fuente de un recurso vital, es necesario alejarse de la teoría de los flujos débiles con su modelo de viento plano? ¿Realmente no hay manera de avanzar?

¿Qué esperar de los clásicos?

Sin embargo, no se deben abandonar los clásicos bajo ninguna circunstancia. Proporciona una base sin la cual uno no puede elevarse más sin depender de ella. Así como la teoría de conjuntos no elimina la tabla de multiplicar, y la cromodinámica cuántica no hará que las manzanas vuelen de los árboles.

Entonces, ¿qué se puede esperar del enfoque clásico? Miremos la foto. A la izquierda se muestran los tipos de rotores; se representan condicionalmente. 1 – carrusel vertical, 2 – ortogonal vertical (aerogenerador); 2-5 – rotores de palas con diferente número de palas con perfiles optimizados.

A la derecha, a lo largo del eje horizontal, está la velocidad relativa del rotor, es decir, la relación entre la velocidad lineal de la pala y la velocidad del viento. Vertical hacia arriba - KIEV. Y hacia abajo, nuevamente, par relativo. Se considera par único (100%) el creado por un rotor frenado forzosamente en el flujo con 100% KIEV, es decir cuando toda la energía del flujo se convierte en fuerza de rotación.

Este enfoque nos permite sacar conclusiones de gran alcance. Por ejemplo, el número de palas debe seleccionarse no solo y no tanto de acuerdo con la velocidad de rotación deseada: las de 3 y 4 palas pierden inmediatamente mucho en términos de KIEV y par en comparación con las de 2 y 6 palas que funcionan bien. aproximadamente en el mismo rango de velocidad. Y el carrusel y el ortogonal aparentemente similares tienen propiedades fundamentalmente diferentes.

En general, se debe dar preferencia a los rotores de palas, excepto en los casos en los que se requiere un costo extremadamente bajo, simplicidad, arranque automático sin mantenimiento y sin automatización, y la elevación sobre un mástil es imposible.

Nota: Hablemos especialmente de los rotores de vela: no parecen encajar en los clásicos.

Verticales

Las APU con eje de rotación vertical tienen una ventaja innegable para la vida cotidiana: sus componentes que requieren mantenimiento están concentrados en la parte inferior y no es necesario levantarlos. Queda, y aun así no siempre, un cojinete autoalineante de soporte de empuje, pero es fuerte y duradero. Por lo tanto, al diseñar un generador eólico simple, la selección de opciones debe comenzar con las verticales. Sus principales tipos se presentan en la Fig.

Sol

En la primera posición está el más simple, más comúnmente llamado rotor Savonius. De hecho, fue inventado en 1924 en la URSS por J. A. y A. A. Voronin, y el industrial finlandés Sigurd Savonius se apropió descaradamente del invento, ignorando el certificado de derechos de autor soviético, y comenzó la producción en serie. Pero la introducción de un invento en el futuro significa mucho, por lo que para no agitar el pasado y no perturbar las cenizas del difunto, llamaremos a este molino de viento rotor Voronin-Savonius, o para abreviar, VS.

El avión es bueno para el hombre casero, excepto la "locomotora" KIEV al 10-18%. Sin embargo, en la URSS se trabajó mucho en ello y hay novedades. A continuación veremos un diseño mejorado, no mucho más complejo, pero según KIEV, les da a los bladers una ventaja.

Nota: el avión de dos palas no gira, sino que se sacude bruscamente; El de 4 palas es sólo un poco más suave, pero pierde mucho en KIEV. Para mejorar, las aspas de 4 canales generalmente se dividen en dos pisos: un par de aspas debajo y otro par, girado 90 grados horizontalmente, encima de ellas. KIEV se conserva y las cargas laterales sobre la mecánica se debilitan, pero las cargas de flexión aumentan un poco, y con un viento de más de 25 m/s dicha APU se encuentra en el eje, es decir. sin un cojinete tensado por cables sobre el rotor, “derriba la torre”.

daría

El siguiente es el rotor Daria; KIEV – hasta el 20%. Es aún más sencillo: las palas están hechas de una simple cinta elástica sin ningún perfil. La teoría del rotor Darrieus aún no está suficientemente desarrollada. Solo está claro que comienza a relajarse debido a la diferencia. resistencia aerodinámica joroba y bolsillo de la cinta, y luego se vuelve una especie de alta velocidad, formando su propia circulación.

El par es pequeño y en las posiciones iniciales del rotor paralelo y perpendicular al viento está completamente ausente, por lo que el autogiro sólo es posible con un número impar de palas (¿alas?). En cualquier caso, la carga del generador debe desconectarse durante el giro.

El rotor Daria tiene dos malas cualidades más. En primer lugar, al girar, el vector de empuje de la pala describe una rotación completa con respecto a su foco aerodinámico, y no de manera suave, sino entrecortada. Por lo tanto, el rotor Darrieus falla rápidamente su mecánica incluso con viento constante.

En segundo lugar, Daria no sólo hace ruido, sino que grita y chilla, hasta el punto de que la cinta se rompe. Esto sucede debido a su vibración. Y cuantas más espadas, más fuerte es el rugido. Entonces, si hacen un Daria, es con dos palas, con materiales costosos que absorben el sonido de alta resistencia (carbono, mylar), y se usa un pequeño avión para girar en el medio del mástil.

Ortogonal

En la pos. 3 – rotor vertical ortogonal con palas perfiladas. Ortogonal porque las alas sobresalen verticalmente. La transición de BC a ortogonal se ilustra en la Fig. izquierda.

El ángulo de instalación de las palas con respecto a la tangente al círculo que toca los focos aerodinámicos de las alas puede ser positivo (en la figura) o negativo, dependiendo de la fuerza del viento. A veces, las palas se hacen girar y se colocan veletas sobre ellas, manteniendo automáticamente el "alfa", pero estas estructuras a menudo se rompen.

El cuerpo central (azul en la figura) permite aumentar el KIEV hasta casi un 50%. En una ortogonal de tres palas, en sección transversal debe tener la forma de un triángulo con lados ligeramente convexos y esquinas redondeadas, y con un Para un mayor número de palas, basta con un simple cilindro. Pero la teoría de lo ortogonal da un número óptimo inequívoco de palas: debería haber exactamente 3 de ellas.

Ortogonal se refiere a turbinas eólicas de alta velocidad con OSS, es decir. necesariamente requiere promoción durante la puesta en servicio y después de la calma. Según el esquema ortogonal, se producen APU en serie sin mantenimiento con una potencia de hasta 20 kW.

helicoidal

El rotor helicoidal, o rotor Gorlov (elemento 4), es un tipo de ortogonal que asegura una rotación uniforme; un ortogonal con alas rectas "desgarra" sólo un poco más débil que un avión de dos palas. Doblar las palas a lo largo de un helicoidal permite evitar pérdidas de CIEV debido a su curvatura. Aunque la pala curva rechaza parte del flujo sin utilizarlo, también recoge parte hacia la zona de mayor velocidad lineal, compensando las pérdidas. Los helicoides se utilizan con menos frecuencia que otras turbinas eólicas, porque Debido a la complejidad de su fabricación, son más caros que sus homólogos de igual calidad.

rastrillado de barriles

Para 5 pos. – rotor tipo BC rodeado por una paleta guía; su diagrama se muestra en la Fig. a la derecha. Rara vez se encuentra en aplicaciones industriales, porque La costosa adquisición de tierras no compensa el aumento de capacidad, y el consumo de materiales y la complejidad de la producción son altos. Pero un aficionado al bricolaje que tiene miedo al trabajo ya no es un maestro, sino un consumidor, y si no necesita más de 0,5-1,5 kW, entonces para él un "rastrillador de barriles" es un bocado:

• Un rotor de este tipo es absolutamente seguro, silencioso, no genera vibraciones y puede instalarse en cualquier lugar, incluso en un parque infantil.
• Doblar una "canal" galvanizada y soldar un marco de tuberías es un trabajo sin sentido.
• La rotación es absolutamente uniforme, las piezas mecánicas se pueden sacar de las más baratas o de la basura.
• Sin miedo a los huracanes: un viento demasiado fuerte no puede empujar el "barril"; A su alrededor aparece un capullo de vórtice aerodinámico (nos encontraremos con este efecto más adelante).
• Y lo más importante es que, dado que la superficie del "barril" es varias veces mayor que la del rotor interior, el KIEV puede ser superior a la unidad, y el momento de rotación ya es de 3 m/s para un "barril" de El diámetro de tres metros es tal que un generador de 1 kW con una carga máxima de Dicen que es mejor no moverse.

Vídeo: aerogenerador Lenz

En los años 60 en la URSS, E. S. Biryukov patentó una APU carrusel con un KIEV del 46%. Un poco más tarde, V. Blinov logró un 58% de KIEV con un diseño basado en el mismo principio, pero no hay datos sobre sus pruebas. Y los empleados de la revista "Inventor and Innovator" llevaron a cabo pruebas a gran escala de la APU de Biryukov. Un rotor de dos pisos con un diámetro de 0,75 my una altura de 2 m con un viento fresco hizo girar un generador asíncrono de 1,2 kW a plena potencia y resistió 30 m/s sin averiarse. En la figura se muestran dibujos de la APU de Biryukov.

1. rotor de cubierta galvanizada;
2. rodamiento de bolas de doble hilera autoalineable;
3. cubiertas – cable de acero de 5 mm;
4. eje-eje – tubo de acero con un espesor de pared de 1,5-2,5 mm;
5. palancas de control de velocidad aerodinámicas;
6. cuchillas de control de velocidad: madera contrachapada o láminas de plástico de 3-4 mm;
7. barras de control de velocidad;
8. carga del controlador de velocidad, su peso determina la velocidad de rotación;
9. polea motriz: una rueda de bicicleta sin neumático con cámara;
10. cojinete de empuje - cojinete de empuje;
11. polea conducida – polea generadora estándar;
12. generador.

Biryukov recibió varios certificados de derechos de autor para sus Fuerzas Armadas. En primer lugar, preste atención al corte del rotor. Al acelerar, funciona como un avión, creando un gran par de arranque. A medida que gira, se crea un cojín de vórtice en los bolsillos exteriores de las palas. Desde el punto de vista del viento, las palas se perfilan y el rotor se vuelve ortogonal de alta velocidad, y el perfil virtual cambia según la fuerza del viento.

En segundo lugar, el canal perfilado entre las palas actúa como cuerpo central en el rango de velocidades de funcionamiento. Si el viento se intensifica, también se crea en él un colchón de vórtice que se extiende más allá del rotor. Aparece el mismo capullo de vórtice que alrededor de la APU con una paleta guía. La energía para su creación se toma del viento y ya no basta con romper el molino de viento.

En tercer lugar, el controlador de velocidad está destinado principalmente a la turbina. Mantiene su velocidad óptima desde el punto de vista de KIEV. Y la velocidad de rotación óptima del generador está garantizada mediante la elección de la relación de transmisión mecánica.

Nota: después de las publicaciones en el IR de 1965, las Fuerzas Armadas de Ucrania Biryukova se hundieron en el olvido. El autor nunca recibió respuesta de las autoridades. El destino de muchos inventos soviéticos. Dicen que algunos japoneses se hicieron multimillonarios leyendo regularmente revistas técnicas y populares soviéticas y patentando todo lo que merecía la atención.

Lopastniki

Como dicen los clásicos, lo mejor es un aerogenerador horizontal con rotor de palas. Pero, en primer lugar, se necesita un viento estable de al menos fuerza media. En segundo lugar, el diseño para un aficionado al bricolaje está lleno de trampas, por lo que a menudo el fruto de un trabajo duro y prolongado ilumina, en el mejor de los casos, un baño, un pasillo o un porche, o incluso resulta que sólo puede relajarse por sí solo. .

Según los diagramas de la Fig. Miremos más de cerca; posiciones:

• Higo. A:

1. álabes del rotor;
2. generador;
3. marco del generador;
4. veleta protectora (pala para huracanes);
5. colector de corriente;
6. chasis;
7. unidad giratoria;
8. veleta de trabajo;
9. mástil;
10. abrazadera para las cubiertas.

• Higo. B, vista superior:

1. veleta protectora;
2. veleta de trabajo;
3. Regulador de tensión de resorte de veleta protectora.

• Higo. G, colector actual:

1. colector con barras colectoras de anillo continuo de cobre;
2. cepillos de cobre y grafito con resorte.

Nota: La protección contra huracanes para una pala horizontal con un diámetro de más de 1 m es absolutamente necesaria, porque no es capaz de crear un capullo de vórtice a su alrededor. Con tamaños más pequeños, es posible alcanzar una resistencia del rotor de hasta 30 m/s con palas de propileno.

Entonces, ¿dónde tropezamos?

Cuchillas

Esperar alcanzar una potencia en el eje del generador de más de 150-200 W con palas de cualquier tamaño cortadas de un tubo de plástico de paredes gruesas, como suele aconsejarse, es la esperanza de un aficionado empedernido. Una hoja de tubo (a menos que sea tan gruesa que simplemente se use como pieza en bruto) tendrá un perfil segmentado, es decir, su parte superior o ambas superficies serán arcos de círculo.

Los perfiles segmentados son adecuados para medios incompresibles, por ejemplo hidroalas o palas. hélice. Para gases, se necesita una pala de perfil y paso variables, por ejemplo, ver Fig.; luz: 2 m Será un producto complejo y laborioso que requerirá cálculos minuciosos en teoría, soplado de tuberías y pruebas a gran escala.

Generador

Si el rotor se monta directamente sobre su eje, el cojinete estándar pronto se romperá: no hay una carga igual en todas las palas de los molinos de viento. Necesita un eje intermedio con un cojinete de soporte especial y una transmisión mecánica desde él al generador. Para los grandes molinos de viento, el cojinete de soporte es de doble hilera autoalineante; V mejores modelos– de tres niveles, Fig. D en la figura. más alto. Esto permite que el eje del rotor no sólo se doble ligeramente, sino que también se mueva ligeramente de un lado a otro o de arriba a abajo.

Nota: Se necesitaron unos 30 años para desarrollar un rodamiento de soporte para la APU tipo EuroWind.

Veleta de emergencia

El principio de su funcionamiento se muestra en la Fig. B. El viento, al intensificarse, ejerce presión sobre la pala, el resorte se estira, el rotor se deforma, su velocidad disminuye y finalmente se vuelve paralelo al flujo. Todo parece estar bien, pero sobre el papel todo salió bien...

En un día ventoso, intente sujetar la tapa de una caldera o una cacerola grande por el asa en paralelo al viento. Sólo tenga cuidado: el inquieto trozo de hierro puede golpearle en la cara con tanta fuerza que le romperá la nariz, le cortará el labio o incluso le dejará sin aliento.

El viento plano se produce sólo en cálculos teóricos y, con suficiente precisión para la práctica, en túneles de viento. En realidad, un huracán daña más los molinos de viento con una pala de huracán que los completamente indefensos. Es mejor cambiar las cuchillas dañadas que hacerlo todo de nuevo. En instalaciones industriales es diferente. Allí se controla y regula automáticamente el paso de las palas, cada una de ellas individualmente, bajo el control del ordenador de a bordo. Y están hechos de compuestos resistentes, no de tuberías de agua.

Colector de corriente

Esta es una unidad con servicio regular. Cualquier ingeniero energético sabe que el conmutador con escobillas debe limpiarse, lubricarse y ajustarse. Y el mástil es de tubería de agua. Si no puedes escalar, una vez cada uno o dos meses tendrás que tirar todo el molino al suelo y luego volver a levantarlo. ¿Cuánto tiempo aguantará tal “prevención”?

Vídeo: generador eólico de palas + panel solar para suministro de energía a una casa de campo.

mini y micro

Pero a medida que el tamaño de la paleta disminuye, las dificultades disminuyen según el cuadrado del diámetro de la rueda. Ya es posible fabricar por tu cuenta una APU de palas horizontales con una potencia de hasta 100 W. Uno de 6 palas sería óptimo. Con más palas, el diámetro del rotor diseñado para la misma potencia será menor, pero será difícil sujetarlas firmemente al buje. No es necesario tener en cuenta los rotores con menos de 6 palas: un rotor de 2 palas de 100 W necesita un rotor de 6,34 m de diámetro, y uno de 4 palas de la misma potencia necesita 4,5 m. La relación potencia-diámetro se expresa de la siguiente manera:

• 10W – 1,16m.
• 20W – 1,64m.
• 30W – 2m.
• 40W – 2,32m.
• 50W – 2,6m.
• 60W – 2,84m.
• 70W – 3,08m.
• 80W – 3,28m.
• 90W – 3,48m.
• 100W – 3,68m.
• 300W – 6,34m.

Lo óptimo sería contar con una potencia de 10-20 W. En primer lugar, una pala de plástico con una luz de más de 0,8 m sin medidas adicionales La protección no resistirá vientos superiores a 20 m/s. En segundo lugar, con una envergadura de pala de hasta los mismos 0,8 m, la velocidad lineal de sus extremos no excederá la velocidad del viento en más de tres veces, y los requisitos para el perfilado con torsión se reducen en órdenes de magnitud; aquí una “canalera” con un perfil de tubo segmentado, pos. B en la figura. Y de 10 a 20 W proporcionarán energía a una tableta, recargarán un teléfono inteligente o iluminarán una bombilla de ahorro de hogar.

A continuación, seleccione un generador. Un motor chino es perfecto: cubo de rueda para bicicletas eléctricas, pos. 1 en la figura. Su potencia como motor es de 200-300 W, pero en modo generador dará hasta unos 100 W. ¿Pero nos convendrá en términos de velocidad?

El índice de velocidad z para 6 palas es 3. La fórmula para calcular la velocidad de rotación bajo carga es N = v/l*z*60, donde N es la velocidad de rotación, 1/min, v es la velocidad del viento y l es la circunferencia del rotor. Con una envergadura de pala de 0,8 my un viento de 5 m/s, obtenemos 72 rpm; a 20 m/s – 288 rpm. Una rueda de bicicleta también gira aproximadamente a la misma velocidad, por lo que extraeremos nuestros 10-20 W de un generador capaz de producir 100. Puede colocar el rotor directamente sobre su eje.

Pero aquí surge el siguiente problema: después de gastar mucho trabajo y dinero, al menos en un motor, conseguimos… ¡un juguete! ¿Qué son 10-20, bueno, 50 W? Pero no se puede fabricar un molino de viento capaz de alimentar ni siquiera un televisor en casa. ¿Es posible comprar un minigenerador eólico ya preparado y no sería más barato? En la medida de lo posible y lo más barato posible, ver pos. 4 y 5. Además, también será móvil. Colócalo sobre un muñón y úsalo.

La segunda opción es si hay un motor paso a paso de una vieja unidad de disquete de 5 u 8 pulgadas en algún lugar, o de una unidad de papel o carro de una impresora matricial o de inyección de tinta inutilizable. Puede funcionar como generador y conectarle un rotor de carrusel desde latas(pos. 6) es más fácil que montar una estructura como la que se muestra en pos. 3.

En general, la conclusión sobre las "hojas de cuchillas" es clara: las caseras son más adecuadas para realizar modificaciones al contenido de su corazón, pero no para una producción real de energía a largo plazo.

Video: el generador eólico más simple para iluminar una casa de campo.

Veleros

El aerogenerador de vela se conoce desde hace mucho tiempo, pero los paneles blandos de sus palas (ver figura) comenzaron a fabricarse con la llegada de telas y películas sintéticas de alta resistencia y resistentes al desgaste. Los molinos de viento de múltiples palas con aspas rígidas se utilizan ampliamente en todo el mundo como accionamiento para bombas de agua automáticas de baja potencia, pero sus especificaciones técnicas son incluso inferiores a las de los carruseles.

Sin embargo, una vela blanda como el ala de un molino de viento, al parecer, no resultó ser tan simple. No se trata de la resistencia al viento (los fabricantes no limitan la velocidad máxima permitida del viento): los navegantes de veleros ya saben que es casi imposible que el viento rompa el panel de una vela Bermuda. Lo más probable es que la escota se rompa, que el mástil se rompa o que todo el barco dé un “giro excesivo”. Se trata de energía.

Desafortunadamente, no se pueden encontrar datos de prueba exactos. A partir de las opiniones de los usuarios, fue posible crear dependencias "sintéticas" para la instalación de una turbina eólica 4.380/220.50 fabricada en Taganrog con un diámetro de rueda de viento de 5 m, un peso de cabeza de viento de 160 kg y una velocidad de rotación de hasta a 40 1/min; se presentan en la Fig.

Por supuesto, no puede haber garantías de una fiabilidad del 100%, pero está claro que aquí no huele a modelo de mecánica plana. No hay manera de que una rueda de 5 metros con un viento llano de 3 m/s pueda producir alrededor de 1 kW, a 7 m/s alcanzar una meseta en potencia y luego mantenerla hasta una tormenta fuerte. Los fabricantes, por cierto, afirman que la potencia nominal de 4 kW se puede obtener a 3 m/s, pero cuando se instala aplicando fuerzas basadas en los resultados de estudios de aerología local.

Tampoco se puede encontrar ninguna teoría cuantitativa; Las explicaciones de los desarrolladores no son claras. Sin embargo, dado que la gente compra aerogeneradores Taganrog y funcionan, sólo podemos suponer que la circulación cónica y el efecto de propulsión declarados no son una ficción. En cualquier caso, son posibles.

Entonces resulta que FRENTE al rotor, según la ley de conservación del impulso, también debería surgir un vórtice cónico, pero en expansión y lento. Y dicho embudo impulsará el viento hacia el rotor, su superficie efectiva será más barrida y el KIEV será más que uno.

Las mediciones de campo del campo de presión delante del rotor, incluso con un aneroide doméstico, podrían arrojar luz sobre esta cuestión. Si resulta ser más alto que en los lados, entonces, de hecho, las APU de navegación funcionan como un escarabajo.

generador casero

De lo dicho anteriormente, se desprende claramente que los artesanos caseros son mejores para abordar verticales o veleros. Pero ambos son muy lentos y la transmisión a un generador de alta velocidad supone un trabajo extra. costos extra y pérdidas. ¿Es posible fabricar usted mismo un generador eléctrico eficiente de baja velocidad?

Sí, es posible, con imanes hechos de la llamada aleación de niobio. superimanes. El proceso de fabricación de las piezas principales se muestra en la Fig. Bobinas: cada una de las 55 vueltas de alambre de cobre de 1 mm con aislamiento de esmalte de alta resistencia resistente al calor, PEMM, PETV, etc. La altura de los devanados es de 9 mm.

Preste atención a las ranuras para las chavetas en las mitades del rotor. Deben colocarse de manera que los imanes (están pegados al núcleo magnético con epoxi o acrílico) converjan con polos opuestos después del montaje. Los "panqueques" (núcleos magnéticos) deben estar hechos de un ferroimán magnético blando; El acero estructural normal servirá. El espesor de los "panqueques" es de al menos 6 mm.

En general, es mejor comprar imanes con orificio axial y apretarlos con tornillos; Los superimanes se atraen con una fuerza terrible. Por la misma razón, se coloca un espaciador cilíndrico de 12 mm de altura en el eje entre los "panqueques".

Los devanados que componen las secciones del estator se conectan según los diagramas que también se muestran en la Fig. Los extremos soldados no deben estirarse, sino formar bucles; de lo contrario, el epoxi con el que se rellenará el estator podría endurecerse y romper los cables.

El estator se vierte en el molde hasta un espesor de 10 mm. No es necesario centrar ni equilibrar, el estator no gira. La distancia entre el rotor y el estator es de 1 mm en cada lado. El estator en la carcasa del generador debe estar protegido de forma segura no solo contra el desplazamiento a lo largo del eje, sino también contra la rotación; un fuerte campo magnético con corriente en la carga la arrastrará consigo.

Vídeo: generador de molino de viento de bricolaje.

Conclusión

¿Y qué tenemos al final? El interés por las “cuchillas” se explica más bien por su espectacular apariencia, que el rendimiento real en una versión casera y con baja potencia. Una APU de carrusel casera proporcionará energía de “reserva” para cargar la batería de un automóvil o alimentar una casa pequeña.

Pero con las APU de navegación vale la pena experimentar con artesanos con una vena creativa, especialmente en la versión mini, con una rueda de 1 a 2 m de diámetro. Si las suposiciones de los desarrolladores son correctas, entonces será posible eliminar todos los 200-300 W de este, utilizando el motor generador chino descrito anteriormente.

Andrey dijo:

Gracias por su consulta gratuita... Y los precios "de las empresas" no son realmente caros, y creo que los artesanos del interior podrán fabricar generadores similares al suyo. Y las baterías Li-po se pueden pedir en China, Los inversores de Chelyabinsk son muy buenos (con senos suaves), y las velas, las palas o los rotores son otra razón más para el vuelo de pensamiento de nuestros hábiles rusos.

Iván dijo:

pregunta:
Para los molinos de viento con un eje vertical (posición 1) y la opción "Lenz", es posible agregar una pieza adicional: un impulsor que apunta en la dirección del viento y cubre el lado inútil (que va hacia el viento). . Es decir, el viento no frenará la pala, sino esta “pantalla”. Posicionamiento a favor del viento con la “cola” ubicada detrás del propio molino de viento debajo y encima de las palas (crestas). Leí el artículo y nació una idea.

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