Adesea apar situații când energia electrică din cea mai apropiată linie de transport devine indisponibilă sau nerezonabil de costisitoare și, în astfel de cazuri, numai moară de vânt de casă. Să ne uităm la opțiunile de aprovizionare autonomă casa la tara electricitate.
Generatoare eoliene – care model este mai bun?
De foarte multe ori doriți să economisiți energie electrică sau să o obțineți acolo unde nu există încă turnuri de linii electrice. De asemenea, este posibil să nu existe pur și simplu posibilitatea de conectare la acest turn din cauza lipsei de putere liberă. În oricare dintre cazurile de mai sus, este nevoie de a găsi o sursă accesibilă de energie electrică, de preferință regenerabilă, adică fără utilizarea combustibilului. Prin urmare, să uităm pentru o vreme de existența generatoarelor pe benzină și diesel și să încercăm să folosim puterea vântului pentru a genera electricitate.
Morile de vânt există de destul de mult timp; morile de vânt au fost folosite activ cu câteva secole în urmă. Da, în perioadele de calm un astfel de dispozitiv este de puțin folos, dar în timpul unei furtuni chiar cel mai mult mecanism de încredere(V cel mai bun scenariu). Dar, cu toată lipsa de încredere, un generator eolian pentru o casă este cel mai ușor de realizat cu propriile mâini; este considerat cel mai eficient, mai ales dacă nu există acces la un râu cu curgere rapidă pentru a instala o roată. Și trebuie amintit că turnul turbinei eoliene nu ar trebui să deranjeze vecinii cu zgomot, vibrații sau chiar o umbră, conform regulilor pentru construirea unei clădiri rezidențiale pe șantier.
Există doar 2 tipuri principale de turbine eoliene: cu o axă de rotație verticală și orizontală. Morile, cândva erau de uz comun, erau mașini ale căror lame erau montate pe o axă orientată orizontal. De asemenea, majoritatea turbinelor eoliene de astăzi sunt fabricate tocmai după acest principiu, deoarece această opțiune oferă cea mai mare eficiență. Cu toate acestea, generatoarele eoliene cu axă verticală DIY pentru casă funcționează în cele mai slabe vânturi care nu vor mișca palele modelelor cu elice. Pentru ei sunt suficiente rafale ușoare de 1-2 metri pe secundă. În ceea ce privește producția, este mult mai ușor de realizat turbină eoliană verticală, care ia vântul din orice direcție.
Generatoarele se disting și prin tipul de lame pe care le au ambele tipuri de mai sus. În cea mai mare parte, factorul principal în împărțirea în tipuri este designul: rigid sau vel. În funcție de opțiunea care este de preferat pentru un anumit model, este selectat materialul pentru fabricarea palelor de captare a fluxului de vânt. Poate fi placaj, tablă de tablă sau tablă subțire de oțel, plastic, compozit - pentru o structură rigidă ușoară, iar pentru o velă, este potrivit orice material flexibil, dar durabil, inclusiv mătase, țesătură pentru banner sau chiar prelată subțire.
Diferențele dintre generatoare după forma lamei - comparație a eficienței
Cea mai simplă opțiune tip orizontal– proiectarea velei, adică pur și simplu aranjarea avioanelor cu elice într-un unghi ușor față de planul de rotație. Lamele rigide vor necesita un calcul precis al curburii suprafețelor lor, sau atingerea performanței maxime va trebui realizată experimental. Curbura insuficientă a „aripii” va duce în cele din urmă la o scădere a eficienței din cauza captării slabe a fluxului de aer și prea mult va crea în sine rezistență la rotație din cauza frecării cu aerul.
În ceea ce privește generatoarele cu axă verticală, captatoarele lor de vânt pot avea cel mai mult forme diferite, iar dezvoltarea de noi contururi și curbe continuă în mod constant. Cea mai simplă opțiune este cu lame în formă de jgheab, așa-numitul design Savonius. Numărul lor este de obicei făcut par - 2 sau 4. Deși poate fi mai mult atunci când produc generatoare eoliene verticale multi-lame de casă de 30 kW cu propriile mâini, cu ecrane statice suplimentare pe inelul exterior. Aceste ecrane direcționează și concentrează vântul către anumite zone ale rotorului situate în interiorul inelului, unde paletele sunt instalate direct. În funcție de diametrul discului de bază, pot fi de la 8 la 16 bucăți.
Există și elice ortogonale, care sunt situate pe axe montate vertical și se rotesc în plan orizontal, dar principalul lor dezavantaj este eficiența lor extrem de scăzută. De asemenea, astfel de generatoare nu funcționează în rafale slabe de vânt; este necesară o viteză de cel puțin 4 metri pe secundă. Și cele mai puțin utilizate modele de turbine eoliene Dorier, inclusiv cea elicoidală, cu o îndoire elicoidală a palelor, captatoare de vânt în formă de arc și un design de tip „H”. Sunt fiabile și eficiente, dar greu de făcut acasă.
Pro și contra de diferite tipuri - analizăm și evaluăm
După cum am menționat deja, performanța este mult mai mare pentru modelele cu o axă orizontală de rotație. Cu toate acestea, au nevoie de vânt puternic, care se întâmplă de obicei la o înălțime mai mare de 10-15 metri, iar aceasta este lungimea pe care este instalat catargul, care este încoronat cu o gondolă rotativă cu lame. Încă una calitate pozitivă poate fi considerată absența sarcinii de încovoiere pe arbore, care apare la turbinele eoliene cu axă verticală. Dezavantajele includ faptul că modelele cu elice rotative au 2 arbori, ceea ce înseamnă că există mai multe componente uzate și o probabilitate mai mare de avarie.
Cu privire la sisteme verticale, avantajele și dezavantajele acestora depind de model. De exemplu, morile de vânt Savonius sunt cele mai simple și pot fi făcute pentru casă cu propriile mâini, fie din conserve, și dintr-un butoi de metal sau plastic. Ele pornesc atunci când există 4 pale de la cea mai ușoară suflare a vântului, mai ales dacă sunt instalate piese de înaltă calitate, atunci auto-desfășurarea va avea loc din cauza inerției chiar și în rafale de vânt. Dar dacă există doar 2 sau 3 pale, rotația independentă este imposibilă, așa că ele plasează 2 astfel de module unul peste celălalt, plasând captoarele de vânt ale fiecăruia la un unghi de 90 de grade față de celălalt. Ventul de acest tip este mare și, prin urmare, presiunea laterală asupra osiei este foarte mare în timpul unei furtuni puternice.
În morile de vânt ortogonale, pe lângă lor putere redusă, există o serie de alte dezavantaje. În primul rând, aceasta este o vibrație destul de puternică din cauza presiunii neuniforme asupra diferitelor părți ale lamei în formă de aripă. Ca urmare, rulmentul montat pe un arbore vertical se deteriorează rapid. În plus, astfel de generatoare produc zgomot destul de puternic și neplăcut atunci când se rotesc și, prin urmare, pot provoca nemulțumiri în rândul vecinilor din zonele apropiate. Cele elicoidale, dacă sunt achiziționate gata făcute, montate din fabrică, sunt foarte scumpe, la fel ca și modelele cu mai multe lame, care au un număr foarte mare de piese.
Orice generator eolian poate fi instalat într-o țeavă rotativă pentru a crește eficiența.
Principiul de funcționare a turbinelor eoliene - cum funcționează sistemul?
Indiferent de tipul de moară de vânt, aceasta nu poate genera energie de la sine; are nevoie de un generator, a cărui rotație a arborelui va fi asigurată de lame. Dacă aveți un design cu o axă orizontală de rotație, veți avea nevoie de o cutie de viteze pentru a transmite mișcarea arborelui. Apoi, este conectat un controler, care transformă energia electrică primită pe bobinele generatorului în DC., care apoi merge la baterii. În continuare, puteți conecta un bec LED, dar dacă doriți să încărcați un dispozitiv sau să conectați un laptop, veți avea nevoie și de un invertor care transformă încărcarea acumulată de baterie în curent alternativ.
Trebuie avut în vedere faptul că fiecare schimbare a curentului de la alternativ la continuu și invers, reduce cantitatea finală de energie cu 10-15%.
O instalație cu axă verticală de rotație este convenabilă deoarece arborele acestuia poate fi destul de lung, iar acest lucru permite amplasarea generatorului în partea de jos a catargului, adică într-o zonă de acces direct. Adesea, un comutator automat este instalat în circuit în cazurile în care moara de vânt funcționează împreună cu panouri solare sau o roată cu apă. De asemenea, unele modele au o frână, care este necesară în cazul în care bateria este încărcată complet. Palele turbinelor eoliene cu o axă orizontală de rotație pot avea balamale care pliază captatoarele de vânt în timpul unei furtuni. Un generator eolian foarte puternic de 5 kilowați, realizat chiar de dvs., este uneori completat de un motor electric rotativ, care este declanșat de un senzor de direcție a fluxului de aer.
Produs cu magneți de neodim - instrucțiuni scurte
Este mai bine să încredințați asamblarea rotorului și a statorului pentru o moară de vânt unui specialist, dar dacă decideți să faceți o moară de vânt pentru o casă privată de la zero cu propriile mâini, trebuie să știți cum este fabricat generatorul. Ar trebui să începeți cu baza, care este cel mai bine să utilizați butucul mașinii, deoarece are deja rulmenți. Magneții de neodim sunt lipiți pe disc la intervale regulate, ai căror poli, îndreptați spre tine, ar trebui să alterneze. Mai mult, într-un model monofazat, numărul de laturi polare opuse trebuie să coincidă. În ceea ce privește generatoarele trifazate, se recomandă menținerea proporțiilor de 2:3 sau 3:4.
În continuare, ar trebui să începeți să înfășurați bobinele pentru stator. De asemenea, este mai bine să încredințați această sarcină unui specialist sau unei utilizări dispozitive speciale, care vă va ajuta să faceți față sarcinii mai precis decât dacă faceți totul manual. Pentru a încărca cu succes o baterie de 12 W, veți avea nevoie de un număr total de spire în toate bobinele egal cu 1000. În general, pentru a calcula spirele puteți folosi cel mai mult formulă simplă ω = 44 / (T * S), unde 44 este un coeficient constant, T este inducția Tesla și S este secțiunea transversală a firului în centimetri pătrați. Inducția Tesla este determinată din tabelul pentru tipuri variate conductori:
Bobinele înfășurate (este mai bine să le oferiți o formă dreptunghiulară sau trapezoidală pentru a ușura aranjarea într-un cerc) sunt fixate cu lipici de baza staționară a statorului. În același timp, forma și dimensiunile spaţiul interior bobinele trebuie să se potrivească cu contururile magnetului. Același lucru este valabil și pentru grosime. Scoatem toate capetele conductorilor și le conectăm astfel încât să obținem două pachete comune „+” și „–”. Umplem miezurile bobinelor cu același adeziv care a fost folosit pentru fixare; poate fi folosit și pentru a izola complet firele așezate pe discul statorului. Acum, dacă magneții se aliniază cu bobinele atunci când rotorul se rotește, diferența de potențial dintre poli va crea condițiile pentru generarea de electricitate.
Fabricarea unei mori de vânt bazată pe un motor electric gata făcut
De obicei, meșterii de acasă încearcă să folosească generatoare de mașini, dar nu toate sunt potrivite, doar cele autoexcitante, de exemplu, cele care au fost folosite la unele modele de tractoare. Majoritatea necesită o baterie conectată pentru ca curentul să apară. Cu toate acestea, o roată cu motor pentru un scuter sau scuter poate fi folosită și ca bază pentru o moară de vânt. Acest lucru va face posibilă realizarea de generatoare eoliene verticale cu zgomot redus de 5 kW, care vor avea o durată de viață foarte lungă datorită celui mai simplu design cu un minim de piese.
De asemenea, puteți utiliza aproape orice motor electric de la mașinile de uz casnic ca generator, principalul lucru este că baza nu are perii, cum ar fi, de exemplu, în burghiile electrice - astfel de generatoare nu vă vor potrivi. Pentru o opțiune de consum redus, este potrivit și un cooler pentru computer, dar numai pentru încărcare mică dispozitive electronice. Dacă doriți să obțineți un generator eolian vertical realizat de dvs., de cel puțin 2 kW, este mai bine să utilizați ca bază un motor de la un ventilator puternic.
Poate că nici un rezident de vară nu se va certa cu faptul că astăzi este necesar să existe un fel de sursă alternativă de energie electrică, deoarece lumina poate fi stinsă în orice minut. Generatoarele eoliene de casă au devenit foarte populare astăzi ca sursă de energie gratuită. Pe piață sunt oferite diverse modele de astfel de dispozitive, iar pe Internet puteți vedea diagrame, desene și videoclipuri care vă permit să le asamblați singur.
Este de remarcat faptul că un generator eolian de casă va fi foarte util chiar și cu puterea sa scăzută. Simplul fapt că în bezna beznă dacha va fi iluminată și vă puteți uita la televizor sau vă puteți încărca fără probleme dispozitiv mobil, vă va proteja de necazuri și vă va ridica prestigiul în fața vecinilor.
Trei mici secrete
Primul secret este la ce înălțime va fi instalat generatorul eolian de casă. Este clar că este mai ușor să-l montezi la o înălțime de câțiva metri de sol, dar atunci nu va fi de mare folos. Trebuie avut în vedere faptul că, cu cât generatorul eolian este mai mare, cu atât vântul este mai puternic, cu atât palele sale se învârt mai repede și cu atât poți obține mai multă energie de la o centrală electrică de casă.
Al doilea secret este alegerea bateriei. Pe Internet, ei sfătuiesc să nu despicați firele de păr și să instalați o baterie de mașină. Da, este mai simplu și, la prima vedere, mai ieftin. Dar, trebuie să știți că bateriile auto trebuie instalate într-o zonă bine ventilată, necesită îngrijire, iar durata lor de viață nu depășește 3 ani. Ar fi mai bine să cumpărați o baterie specială. Deși costă mai mult, va merita.
Al treilea secret este ce generator eolian este mai bun pentru a vă face - orizontal sau vertical? Fiecare opțiune are propriile sale avantaje și dezavantaje. Vom lua în considerare generatoarele eoliene verticale, al căror principiu de funcționare este prezentat în Fig. 2.
În primul rând, despre dezavantaje: un generator eolian vertical are o eficiență scăzută în comparație cu modelele orizontale; asamblarea acestuia necesită mai multe materiale, ceea ce, în consecință, duce la o creștere a costului structurii. Pe de altă parte, pot funcționa cu vânturi mai slabe decât omologii lor orizontali, ceea ce compensează eficiența lor scăzută. Nu trebuie ridicate prea mult și sunt mai ușor și mai ieftin de instalat și instalat, anulând diferența de costuri cu materialele.
Un factor important este că un generator eolian vertical este mai fiabil în timpul rafalelor bruște de vânt și uraganelor, deoarece stabilitatea acestuia crește odată cu creșterea vitezei de rotație. In afara de asta, structuri verticale Sunt practic silențioase, ceea ce le permite să fie instalate oriunde, până la acoperișul unei clădiri rezidențiale. Toate cele de mai sus duc la faptul că aceste instalații au o cerere din ce în ce mai mare și sunt produse în diverse modificări, în raport cu puterea necesară și vânturile predominante în anumite regiuni, ceea ce, de altfel, poate fi văzut în videoclipul de mai jos.
Cel mai simplu design
Nu este dificil să asamblați un generator eolian vertical de putere redusă cu propriile mâini, fără a exagera, materiale reziduale: o sticlă mare de plastic sau o cutie de tablă, o axă de oțel și un motor electric vechi. Este suficient să tăiați un borcan sau o sticlă în jumătate și să fixați aceste jumătăți pe axa de rotație conectată la generator (Fig. 3). Este ușor să faci o astfel de moară de vânt verticală pliabilă și să o iei cu tine într-o excursie de pescuit sau într-o drumeție, unde nu numai că îți va lumina șederea peste noapte, dar îți va permite și să-ți reîncarci telefonul sau alt dispozitiv mobil.
Centrala proprie pentru resedinta de vara
Dar a face mai mult va trebui să înceapă cu achiziționarea unei găleți și aceasta nu este o glumă. Da, pentru început, va trebui să cumpărați o găleată galvanizată obișnuită. Acesta, desigur, este cazul dacă o astfel de găleată cu scurgeri nu se află undeva în hambar. Îl marchem în patru părți și facem fante cu foarfece metalice, așa cum se arată în Fig. 4.
Găleata este atașată în partea inferioară a scripetei generatorului. Acesta trebuie fixat cu patru șuruburi, așezându-le strict simetric și la aceeași distanță de axa de rotație, ceea ce va evita dezechilibrul.
Deci, aproape totul este gata, tot ce rămâne este să parcurgeți următorii pași:
- Îndoiți metalul pe fante pentru a obține lamele. Dacă vântul puternic predomină cel mai des, este suficient să îndoiți ușor părțile laterale. Dacă vântul este slab, îl puteți îndoi mai mult. În orice caz, cantitatea de îndoire poate fi ajustată ulterior;
- Conectați toate dispozitivele necesare (cu excepția generatorului), așa cum se arată în Fig. 5;
- Asigurați generatorul cu firele care vin de la acesta la catarg;
- Asigurați un catarg;
- Conectați firele care vin de la generator la controler.
Toate. Un generator eolian fabricat singur este gata de utilizare.
Schema electrica
Să aruncăm o privire mai atentă la circuitul electric. Este clar că vântul se poate opri în orice moment. Prin urmare, generatoarele eoliene nu sunt conectate direct la aparatele de uz casnic, ci sunt mai întâi încărcate de la acestea la baterii, pentru a asigura siguranța cărora se folosește un regulator de încărcare. În plus, ținând cont de faptul că bateriile oferă curent continuu de joasă tensiune, în timp ce aproape toate aparatele de uz casnic consumă curent alternativ cu o tensiune de 220 de volți, este instalat un convertor de tensiune sau, așa cum se mai numește, un invertor și numai atunci toți consumatorii sunt conectați.
Pentru ca generatorul eolian să asigure funcționarea unui computer personal, televizor, sistem de alarmă și mai multe lămpi de economisire a energiei, este suficient să instalați o baterie cu o capacitate de 75 amperi/oră, un convertor de tensiune (invertor) cu un putere de 1,0 kW, plus un generator de putere adecvată. De ce altceva ai nevoie când te relaxezi la dacha?
Să rezumam
Generator eolian vertical, care se poate realiza conform instructiunilor de mai sus, poate functiona in vanturi destul de slabe si indiferent de directia acestuia. Designul său este simplificat datorită faptului că nu are o giruetă care întoarce elicea unui generator eolian orizontal în vânt.
Principalul dezavantaj al vertical-axial turbine eoliene este o eficiență mică, dar aceasta este compensată de o serie de alte avantaje:
- Viteză și ușurință de asamblare;
- Absența vibrațiilor ultrasonice tipice generatoarelor eoliene orizontale;
- Cerințe reduse de întreținere;
- Funcționare suficient de silențioasă care vă permite să instalați o moară de vânt verticală aproape oriunde.
Desigur, este posibil ca o moară de vânt făcută de tine să nu poată rezista la un vânt excesiv de puternic, care ar putea rupe găleata. Dar aceasta nu este o problemă, trebuie doar să cumpărați unul nou sau să îl depozitați pe cel vechi undeva în hambar.
În videoclipul de mai jos puteți vedea cum se alimentează electrocasnicele din țară. Adevărat, generatorul eolian de aici nu este făcut dintr-o găleată, ci și făcut cu propriile mâini.
Facem o centrală eoliană cu propriile mâini în casa noastră privată. Să facem cunoștință cu analogii industriali existenți pe piață și cu lucrările meșterilor populari.
De-a lungul dezvoltării sale, omenirea nu a încetat niciodată să caute surse regenerabile de energie ieftine care ar putea rezolva multe probleme de alimentare cu energie. Una dintre aceste surse este energia eoliană, pentru transformarea acesteia în energie electrică, au fost dezvoltate centrale eoliene (WPP) sau, așa cum sunt numite mai des, centrale eoliene.
Orice persoană, mai ales cea care are un privat sau Casă de vacanță, aș dori să am propriul meu generator eolian, care să ofere locuințe cu energie electrică ieftină. Un obstacol în acest sens este costul ridicat al modelelor industriale ale turbinelor eoliene și, în consecință, perioada de rambursare este prea lungă pentru un proprietar de casă individual, făcând achiziția acestuia neprofitabilă. O modalitate de ieșire ar putea fi realizarea unei centrale eoliene cu propriile mâini, ceea ce vă permite nu numai să reduceți costurile totale ale achiziției sale, ci și să distribuiți aceste costuri într-o anumită perioadă de timp, deoarece lucrările se desfășoară pe parcursul destul de mult timp.
Pentru a face fermă eoliană, este necesar să se determine dacă vreme utilizați energia eoliană ca sursă constantă de energie. La urma urmei, dacă vântul este rar în zona dvs., nu merită să începeți construcția unei centrale eoliene de casă. Dacă totul este în regulă cu vântul, este indicat să aflați caracteristicile climatice generale și, în special, viteza vântului, cu distribuția acestuia în timp. Cunoașterea vitezei vântului vă va permite să alegeți designul potrivit al centralei eoliene și să îl realizați singur.
feluri
Centralele eoliene de bricolaj sunt clasificate în funcție de locația axei de rotație și sunt:
- cu dispoziție orizontală;
- cu aranjare verticală.
Instalațiile cu axă orizontală se numesc instalații de tip elice și sunt cele mai utilizate pe scară largă datorită eficienței lor ridicate. Dezavantajul acestor instalații este că sunt mai multe design complex, ceea ce complică opțiunile de fabricație de casă, necesitatea utilizării unui mecanism de urmărire a direcției vântului și dependența mare a operațiunii de viteza vântului - de regulă, aceste instalații nu funcționează la viteze mici.
Instalațiile cu aranjare verticală a arborelui de lucru sunt mai simple, nepretențioase și puțin dependente de viteza și direcția vântului - ortogonale cu un rotor Darrieus și rotative cu un rotor Savonius. Dezavantajul lor este eficiența lor foarte scăzută, aproximativ 15%.
Dezavantajul ambelor tipuri de centrale eoliene de casă este calitatea scăzută a energiei electrice generate, care necesită opțiuni scumpe pentru a compensa această calitate - dispozitive de stabilizare, baterii, convertoare electrice. ÎN formă pură Electricitatea este potrivită numai pentru utilizarea în sarcini casnice active - lămpi cu incandescență și dispozitive simple de încălzire. Pentru mancare aparate electrocasnice Electricitatea de această calitate nu este potrivită.
Elemente structurale
Din punct de vedere structural, indiferent de locația axei, o centrală eoliană cu drepturi depline ar trebui să conțină următoarele elemente:
- un dispozitiv pentru orientarea unei turbine eoliene în direcția vântului;
- cutie de viteze sau multiplicator pentru transmiterea rotației de la motorul eolian la generator;
- generator de curent continuu;
- Încărcător;
- acumulator pentru stocarea energiei;
- invertor pentru transformarea curentului continuu în curent alternativ.
Caracteristici ale alegerii unei surse de curent
Unul dintre elementele complexe ale unei centrale eoliene este generatorul. Cel mai potrivit pentru producția de bricolaj este un motor electric DC cu o tensiune de funcționare de 60-100 volți. Această opțiune nu necesită modificări și este capabilă să lucreze cu echipamente pentru încărcarea bateriei unei mașini.
Utilizarea unei surse de tensiune auto este complicată de faptul că viteza sa nominală de rotație este de aproximativ 1800-2500 rpm și nici un proiect de motor eolian nu poate oferi o astfel de viteză de rotație cu o conexiune directă. În acest caz, instalația trebuie să includă o cutie de viteze sau un multiplicator cu un design adecvat pentru a crește viteza de rotație în interior dimensiunile cerute. Cel mai probabil, acest parametru va trebui selectat experimental.
O posibilă opțiune ar putea fi un motor asincron reconstruit folosind magneți de neodim, dar această metodă necesită calcule complexe și lucrări de strunjire, ceea ce adesea nu este acceptabil. munca de casă. Există o opțiune cu conexiunea fază-la-fază a condensatoarelor la înfășurarea motorului, a cărei capacitate este calculată în funcție de puterea sa.
de fabricație
Având în vedere că eficiența unei centrale electrice cu axă orizontală are indicatori de eficiență mai buni, iar alimentarea neîntreruptă a energiei electrice se presupune a fi asigurată prin stocarea energiei într-o baterie, este de preferat să fabricați acest tip de turbină eoliană cu propriile mâini, pe care le vom lua în considerare în acest articol.
Pentru a face o astfel de centrală electrică cu propriile mâini, veți avea nevoie de următorul instrument:
- aparat de sudura cu arc electric;
- set de chei;
- set de burghie pentru metal;
- Bormasina electrica;
- un ferăstrău pentru metal sau o polizor unghiular cu disc de tăiere;
- şuruburi cu diametrul de 6 mm cu piuliţe pentru prinderea lamelor de scripete şi tabla de aluminiu la o țeavă pătrată.
Pentru a face o centrală eoliană cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele materiale:
- teava din plastic 150 mm lungime 600 mm;
- tabla de aluminiu de 300x300 mm si grosime 2,0 - 2,5 mm;
- metal teava patrata 80x40 mm si lungime 1,0 m;
- teava cu diametrul de 25 mm si lungimea de 300 mm;
- teava cu diametrul de 32 mm si lungimea de 4000-6000 mm;
- un fir de cupru suficient de lung pentru a conecta un motor electric situat pe un catarg lung de 6 m si sarcina care va fi alimentata de aceasta sursa de curent;
- motor DC 500 rpm;
- scripete pentru un motor cu diametrul de 120-150 mm;
- baterie de 12 volți;
- releu de incarcare a bateriei auto;
- invertor 12/220 volți.
Procesul de fabricație DIY se realizează în următoarea ordine:
În plus, în timpul funcționării instalației, poate fi necesar să se schimbe dimensiunea și configurația palelor, raportul de transmisie dintre motorul eolian și generator - fiecare generator eolian realizat de dvs. este individual datorită utilizării diferitelor componente și conditii de generare a vantului. Inițial, se recomandă fabricarea unei centrale eoliene de putere mică, la care informațiile primite pot fi procesate fără a investi o sumă mare de bani.
» DIY generator eolian simplu de casă
Energie alternativă produsă prin " moara de vant„este o idee tentantă care a captat un număr imens de potențiali consumatori de energie electrică. Ei bine, electricienii de diferite calibre care încearcă să facă un generator eolian cu propriile mâini pot fi înțeleși. Energia ieftină (aproape gratuită) și-a meritat întotdeauna greutatea în aur. Între timp, instalarea chiar și a celui mai simplu generator eolian de acasă oferă o oportunitate reală de a obține electricitate gratuită. Dar cum să faci un generator eolian acasă cu propriile mâini? Cum să funcționeze un sistem de energie eoliană? Să încercăm să descoperim misterul cu ajutorul experienței electricienilor cu experiență.
Tema fabricării și instalării generatoarelor eoliene de casă este foarte larg reprezentată pe Internet. Cu toate acestea, cea mai mare parte a materialului este o descriere banală a principiilor de obținere a energiei electrice.
Metodologia teoretică pentru construirea (instalarea) generatoarelor eoliene este de mult cunoscută și destul de înțeleasă. Dar cum stau lucrurile practic în sectorul casnic este o întrebare care este departe de a fi dezvăluită pe deplin.
Cel mai adesea, este recomandat să alegeți generatoare auto sau motoare asincrone ca sursă de curent pentru generatoarele eoliene de casă. curent alternativ, completat cu magneți de neodim.
Procedura de transformare a unui motor electric de curent alternativ asincron într-un generator pentru o moară de vânt. Aceasta implică realizarea unei „acoperiri” a rotorului din magneți de neodim. Un proces extrem de complex și de lungă durată Cu toate acestea, ambele opțiuni necesită modificări semnificative, adesea complexe, costisitoare și consumatoare de timp.
Este mult mai simplu și mai ușor din toate punctele de vedere să instalați motoare electrice, similare cu cele care erau produse înainte și sunt acum produse de Ametek (exemplu) și alții.
Motoarele de curent continuu cu o tensiune de 30 - 100 volți sunt potrivite pentru un generator eolian de acasă. În modul generator, puteți obține aproximativ 50% din tensiunea de funcționare declarată de la ei.
De remarcat: atunci când funcționează în modul de generare, motoarele electrice de curent continuu trebuie rotite până la o viteză mai mare decât viteza nominală.
În plus, fiecare motor individual dintr-o duzină de copii identice poate prezenta caracteristici complet diferite.
Motor DC pentru generator eolian acasă. Cea mai bună opțiune dintre produsele fabricate de Ametek. Sunt potrivite și motoarele electrice similare produse de alte companii Nu este dificil să verificați eficiența oricărui motor similar. Este suficient să conectați o lampă cu incandescență obișnuită de 12 volți pentru mașină la bornele electrice și să rotiți manual arborele motorului. Dacă performanța tehnică a motorului electric este bună, cu siguranță lampa se va aprinde.
Generator eolian într-un kit de construcție a casei
- elice cu trei pale,
- sistem de giruete,
- catarg metalic,
- controler de încărcare a bateriei.
Este recomandabil, dar nu necesar, să urmați secvența de producție a tuturor părților rămase ale generatorului eolian. Consecvența este ordinea necesară în orice afacere pentru a obține rezultate. Evident: kiturile gata făcute oferă asistență semnificativă în construcția unei mașini energetice:
Realizarea palelor de elice
Pare destul de ușor și simplu de fabricat palele elicei generatorului teava de plastic cu diametrul de 150-200 mm.
Pentru proiectarea descrisă a unui generator eolian la domiciliu, au fost realizate trei pale (decupate). Material: teava sanitara 152mm. Lungimea fiecărei lame este de 610 mm.
Lame pentru elice de generator eolian de acasă. Elementele elicei sunt realizate din obișnuit conductă sanitară, care este utilizat pe scară largă în locuințe și servicii comunale Conducta sanitară este inițial tăiată la lungime cu o marjă mică pentru procesare. Apoi bucata tăiată este tăiată de-a lungul liniei centrale în patru părți egale.
Fiecare parte este tăiată conform unui șablon simplu al unei pale de elice care funcționează. Toate marginile tăiate trebuie curățate și lustruite temeinic pentru o aerodinamică mai bună.
Elementele elicei unui generator eolian – palete din plastic – sunt montate pe un scripete asamblat din două discuri separate. Roata este montată pe arborele motorului și strânsă cu un șurub.
Partea butucului pe care sunt montate paletele are un diametru de 127 mm. Cealaltă parte este angrenajul, cu diametrul de 85 mm. Ambele părți ale butucului nu au fost fabricate special.
Palele elicei unei mori de vânt de acasă atașate la butuc. Un șurub simplu asamblat din piese vechi și gata de instalare pe un generator eolian de acasă Am reușit să găsim un disc metalic și un angrenaj în vechile gunoi tehnice. Dar discul nu avea orificiu pentru arbore, iar angrenajul avea un diametru mic. Prin combinarea acestor părți într-un singur întreg, a fost posibil să se rezolve problema raportului dintre masă și diametru.
După asigurarea lamelor, nu mai rămâne decât să acoperiți capătul butucului cu un caren de plastic (din nou pentru aerodinamică).
Baza paletei generatorului eolian
Un bloc de lemn obișnuit (de preferință din lemn de esență tare) cu lungimea de 600 mm este potrivit pentru o bază de giruetă. Un motor electric este fixat la un capăt al barei cu cleme, iar o „coadă” este montată la celălalt.
Girouța parte a instalației, unde sunt amplasate motorul și coada morii de vânt. Motorul este fixat suplimentar cu cleme, coada cu bare deasupra capului Partea din coadă este realizată din tablă de aluminiu - este o piesă dreptunghiulară decupată, care este pur și simplu instalată între blocurile de montare și fixată cu șuruburi.
Pentru a îmbunătăți proprietățile de durabilitate, se recomandă tratarea suplimentară a blocului de lemn cu impregnare și acoperirea cu lac.
Pe planul inferior al grinzii, la o distanță de 190 mm de capătul din spate al grinzii, se fixează o ieșire tubulară prin flanșa de sprijin pentru conectarea la catarg.
Sistemul de giruete al unei mori de vânt de acasă (partea sa inferioară), realizat din părți simple, accesibile. Fiecare proprietar de gospodărie va avea astfel de detalii. Nu departe de punctul de fixare a flanșei, pe peretele conductei se găsește un orificiu d = 10-12 mm pentru ca cablul să fie scos prin conducta de la generatorul eolian la dispozitivul de stocare a energiei.
Baza si catarg articulat
În timp ce partea giruetă a generatorului eolian de acasă este gata, este timpul să produceți catargul de sprijin. Instalare acasă Este suficient să-l ridici la o înălțime de 5-7 metri. Teava metalica d=50 mm (extern d=57 mm) se potrivește perfect sub catargul acestui proiect de generator eolian pentru locuință.
Placa de susținere pentru partea inferioară a catargului unei mori de vânt de casă este realizată din placaj de tablă groasă (20 mm). Diametrul clătitei este de 650 mm. De-a lungul marginilor clătitei de placaj au fost găurite uniform în cerc și cu o adâncime de 25-30 mm 4 găuri d = 12 mm.
Părțile inferioare și superioare care se vor potrivi între catarg. În stânga este o platformă de sprijin cu mecanism articulat pentru ridicarea/coborârea generatorului eolian instalat la suprafață Aceste găuri sunt destinate pentru montarea temporară (sau permanentă) cu știfturi la sol. Pentru a asigura rezistența la instalare, partea inferioară a placajului poate fi întărită cu o tablă de oțel.
O structură asamblată din flanșe metalice pentru instalații sanitare, țevi, unghiuri și un cuplaj în T este atașată la suprafața plăcii suport.
Între colțuri și cuplarea T, îmbinarea filetată nu este realizată complet. Acest lucru se face special pentru a obține un efect de balama. Astfel, ridicarea sau coborârea generatorului eolian poate fi efectuată fără dificultate în orice moment.
Standul de sub catargul morii de vânt este echipat cu patru găuri pentru fixare suplimentară cu știfturi la sol. Cam așa arată starea elementului de sprijin atunci când catargul este instalat și ridicat Cupla în T este conectată printr-un cot central la o bucată de țeavă, în partea inferioară căreia este instalat un limitator pentru țeava catargului. Conducta catargului se pune pe o bucata tubulara de diametru mai mic pana se opreste la opritor.
Partea superioară a catargului și sistemul de palete ale morii de vânt sunt conectate aproximativ în același mod. Dar acolo, ca limitator, rulmenții sunt instalați în interiorul țevii catargului.
Fixarea catargului cu frânghii se face ca standard folosind cleme obișnuite, care sunt ușor de realizat cu propriile mâini din tablă Așadar, pentru a asambla întregul sistem de catarg, trebuie doar să conectați părțile inferioare și superioare cu conducta de catarg, fără niciun fel de prindere. Apoi, datorită dispozitivului cu balamale, ridicați generatorul eolian și asigurați catargul cu fire de prindere.
Comoditatea sistemului de balamale este evidentă. De exemplu, în caz de vreme rea, un generator eolian poate fi rapid „așezat” pe pământ, salvându-l de la distrugere și instalat la fel de repede în poziția sa de lucru.
Generator eolian de acasă și circuit de control
Monitorizarea tensiunilor și curenților prelevați de la un generator eolian de acasă centrală electricăși furnizate bateriilor este necesară. În caz contrar, bateria se va defecta rapid.
Motivul este evident: instabilitatea ciclului de încărcare și încălcarea parametrilor de încărcare. Sau ar trebui să fie folosit, de exemplu, care nu se tem de cicluri haotice, tensiuni înalte și curenți.
Funcțiile de control sunt realizate prin asamblarea și încorporarea unui simplu circuit electronic. Turbinele eoliene de acasă sunt de obicei echipate cu circuite relativ simple.
Diagramă schematică controler de încărcare a bateriei pentru o centrală eoliană, al cărei ansamblu este descris în această publicație. Componente electronice minime și fiabilitate ridicată Scopul principal al circuitelor este de a controla releul care comută ieșirile generatorului eolian la baterie sau la sarcina de balast. Comutarea se realizează în funcție de nivelul de tensiune curent la bornele bateriei.
Circuitul de control, tradițional pentru turbinele eoliene casnice, a fost folosit în acest caz. Placa electronică conține un număr mic de componente electronice. Puteți lipi pur și simplu circuitul acasă.
Principiul de proiectare asigură încărcarea bateriilor până la atingerea limitei tensiunii la borne. Apoi releul comută linia la balastul instalat. Releul trebuie luat cu un grup de contacte pentru curenți mari, minim 40-60A.
Configurarea circuitului implică reglarea trimmerelor pentru a seta tensiunile corespunzătoare ale punctelor de control „A” și „B”. Valori optime tensiunile în aceste puncte sunt egale: pentru „A” - 7,25 volți; pentru „B” - 5,9 volți.
Dacă circuitul este configurat cu astfel de parametri, bateria va fi deconectată când tensiunea la borne atinge 14,5 V și reconectată la linia generatorului eolian când tensiunea la borne ajunge la 11,8 V.
Structural schema electrica moara de vant acasa: A1...A3 - baterie; B1 - ventilator; F1 - filtru de netezire; L1...L3 - lămpi cu incandescență (balast); D1...D3 - diode puternice Circuitul generatorului eolian asigură controlul ventilatorului „3” (poate fi utilizat pentru ventilarea gazelor bateriei) și sarcina alternativă „4” prin tranzistoarele de putere din seria IRF.
Starea ieșirilor este indicată de LED-uri roșii și verzi. Instalare asigurata control manual starea controlerului prin butoanele „1” și „2”.
Caracteristici de conectare la sistem
În încheierea acestei publicații, trebuie remarcat un lucru caracteristică importantă. (presupunând că turbina este deja în funcțiune) trebuie efectuată în următoarea secvență:
- Conectați contactele „Baterie” la bornele bateriei.
- Conectați contactele generatorului eolian la bornele releului.
Dacă această secvență nu este urmată, există un risc mare ca controlerul să fie deteriorat.
Instalarea unui generator eolian de 4 kW - ghid video
Etichete:
În ceea ce privește resursele de energie eoliană, Rusia ocupă o poziție destul de ambivalentă. Pe de o parte, reprezintă o zonă imensă bogată în zone plate. Pe de altă parte, vânturile de aici sunt lente și au un potențial scăzut. Pot fi destul de zbuciumați în zonele în care locuiesc puțini oameni. În conformitate cu aceasta, sarcina de a aranja un generator eolian de casă devine urgentă.
Sursa de energie electrica
Tarifele pentru serviciile de energie electrică cresc cel puțin o dată pe an, adesea de mai multe ori. Acest lucru lovește buzunarele cetățenilor ale căror salarii nu cresc la fel de rapid. Meșterii de acasă obișnuiau să recurgă la o modalitate simplă, dar mai degrabă nesigură și ilegală de a economisi energie electrică. Au atașat un magnet de neodim pe suprafața debitmetrului, după care a suspendat funcționarea contorului.
Dacă această schemă a funcționat inițial fără probleme, mai târziu au apărut probleme cu ea. Acest lucru a fost explicat din mai multe motive:
Toate acestea i-au împins pe oameni să caute surse alternative de energie electrică, de exemplu, generatoarele eoliene. Dacă o persoană trăiește în zone în care vânturile bat în mod regulat, astfel de dispozitive devin un „salvator de viață” pentru el. Dispozitivul folosește energia eoliană pentru a genera energie.
Corpul este echipat cu lame care antrenează rotoarele. Electricitatea obtinuta in acest fel este transformata in curent continuu. Pe viitor, trece la consumatori sau se acumulează în baterie.
Un generator eolian de casă poate acționa ca principal sau sursă suplimentară energie. Ca dispozitiv auxiliar, poate încălzi apa într-un cazan sau poate alimenta lămpile de uz casnic, în timp ce toate celelalte electronice funcționează din rețeaua principală. De asemenea, este posibil să funcționeze astfel de generatoare ca sursă principală în cazul în care casele nu sunt conectate la electricitate. Aici dispozitivele sunt alimentate:
- lămpi și candelabre;
- echipamente de încălzire;
- electronice de consum.
O centrală eoliană este capabilă să alimenteze aparate clasice și de joasă tensiune. Primele funcționează la o tensiune de 12-24 Volți, iar generatorul eolian este capabil să furnizeze energie la 220 Volți. Este fabricat conform unui circuit folosind convertoare cu invertor. Electricitatea este stocată în baterie. Există modificări pentru 12-36 Volți. Au un design mai simplu. Folosesc regulatoare standard de încărcare a bateriei. Pentru a asigura încălzirea locuinței, este suficient să faci generatoare eoliene cu propriile mâini la 220 V. 4 kW este puterea pe care o va oferi motorul lor.
caracteristicile produsului
Este profitabil să creezi o moară de vânt cu propriile mâini. Este suficient să aflați că produsele din fabrică cu o putere de cel mult 5 kW costă până la 220.000 de ruble și devine clar cât de mult este mai bine să folosiți materialele disponibile și să le faceți singur, deoarece acest lucru va economisi mulți bani. .
Desigur, modificările din fabrică rareori se defectează și sunt mai fiabile. Dar dacă apare o defecțiune, va trebui să cheltuiți sume uriașe pentru achiziționarea de piese de schimb.
Modelele de magazine sunt adesea inaccesibile pentru majoritatea cetățenilor. Este nevoie de 10 până la 12 ani pentru a recupera costul achiziționării unui astfel de dispozitiv, deși anumite tipuri de dispozitive recuperează aceste costuri puțin mai devreme. Făcând un generator eolian de 2 kW cu propriile mâini, puteți obține un design care este departe de a fi cel mai perfect, dar dacă se sparge, îl puteți repara cu ușurință singur. O moară de vânt în miniatură de putere redusă poate fi asamblată fără probleme de oricine știe să folosească unelte.
Noduri cheie
După cum s-a spus, generator eolian se poate face acasa. Este necesar să se pregătească anumite componente pentru funcționarea sa fiabilă. Acestea includ:
- Lame. Ele pot fi realizate din diferite materiale.
- Generator. De asemenea, îl puteți asambla singur sau îl puteți cumpăra gata făcut.
- Zona cozii. Este folosit pentru deplasarea lamelor în direcția vectorului, oferind cea mai mare eficiență posibilă.
- Animator. Mărește viteza de rotație a rotorului.
- Catarg pentru fixare. Joacă rolul unui element pe care sunt fixate toate nodurile specificate.
- Cabluri de tensiune. Necesar pentru fixarea structurii în ansamblu și protejarea acesteia de distrugere sub influența vântului.
- Baterie, invertor și controler de încărcare. Contribuie la transformarea, stabilizarea energiei și acumularea acesteia.
Începătorii ar trebui să ia în considerare circuitele simple de generatoare eoliene rotative.
Instructiuni de fabricatie
O moară de vânt poate fi făcută chiar și din sticle de plastic. Se va învârti sub influența vântului, făcând zgomot. Există multe scheme posibile pentru aranjarea unor astfel de produse. Axa de rotație poate fi plasată vertical sau orizontal în ele. Aceste dispozitive sunt folosite în principal pentru combaterea dăunătorilor din grădină.
Un generator eolian de casă este similar ca design cu o moară de vânt cu sticlă, dar dimensiunile sale sunt mai mari și are un design mai solid.
Dacă atașați un motor la o moară de vânt pentru a lupta cu alunițele din grădină, acesta va putea furniza energie electrică și energie, de exemplu, lămpi cu LED-uri.
Ansamblu generator
Pentru a asambla o centrală eoliană veți avea nevoie cu siguranță de un generator. Este necesar să instalați magneți în corpul său, care vor furniza energie electrică înfășurărilor. Acest tip de dispozitiv are anumite tipuri de motoare electrice, de exemplu, cele instalate în șurubelnițe. Dar nu va fi posibil să faci un generator dintr-o șurubelniță. Nu va furniza puterea necesară. Este suficient doar să alimentați o lampă LED mică.
De asemenea, este puțin probabil să puteți face o centrală eoliană dintr-un generator auto. Acest lucru se explică prin faptul că în acest caz se folosește o înfășurare de excitație, care este alimentată de o baterie, motiv pentru care nu este potrivită pentru aceste scopuri. Ar trebui să selectați un generator autoexcitant de putere optimă sau să cumpărați un model gata făcut. Experții recomandă să-l achiziționați gata făcut, deoarece acest dispozitiv va oferi o eficiență ridicată, dar nimeni nu vă deranjează să îl faceți singur. Puterea sa maximă va fi la nivelul de 3,5 kW.
Ce trebuie să luați:
Așezați rotorul și statorul la o distanță de 2 mm. Înfășurările sunt combinate astfel încât să se obțină o sursă de curent alternativ monofazat.
Crearea lamelor
Pe vreme vântoasă dispozitiv terminat Pot fi produse 3,5 kW de putere. Cu o intensitate medie a fluxului de aer, această cifră nu este mai mare de 2 kW. Dispozitivul este silentios in comparatie cu modelele cu motor electric.
Ar trebui să vă gândiți unde să montați lamele. În exemplul luat în considerare, este realizat simpla modificare generator eolian de tip orizontal cu trei pale. Poti incerca sa faci opțiune verticală, dar eficiența acestuia va fi redusă. În medie, va fi 0,3. Singurul avantaj al acestui design este capacitatea de a lucra în orice direcție a vântului. Lamele simple sunt realizate din următoarele materiale:
Una este să-ți faci propriile pale de turbine eoliene și alta este să te asiguri că designul este echilibrat. Dacă nu sunt luate în considerare toate nuanțele, un vânt puternic fără munca speciala va distruge catargul. Imediat ce lamele sunt realizate, acestea sunt instalate împreună cu rotorul pe platforma de montaj unde se va fixa secțiunea de coadă.
Lansare și evaluare a performanței
Chiar dacă generatorul eolian a fost fabricat conform tuturor regulilor, alegerea greșită a locației catargului poate face o glumă crudă maestrului. Elementul trebuie să stea vertical. Este mai bine să plasați generatorul împreună cu lamele cât mai sus posibil - acolo unde vânturile puternice „plimbă”. În apropiere nu ar trebui să existe case, clădiri mari sau copaci care cresc separat. Toate acestea vor bloca fluxul de aer. Dacă se detectează orice interferență, generatorul trebuie plasat la o anumită distanță de acesta.
După ce instalația începe să funcționeze, ar trebui să conectați un multimetru la ramura generatorului și să verificați dacă există tensiune. Sistemul poate fi considerat gata pentru funcționare completă. După aceasta, rămâne de aflat ce tensiune va curge în casă și cum se va întâmpla acest lucru.
Procesul de conectare în casă
După ce instalați o moară de vânt aproape silențioasă, cu o putere bună, trebuie să conectați la ea aparatele de uz casnic. Când asamblați un astfel de dispozitiv cu propriile mâini, ar trebui să aveți grijă de achiziționarea unui convertor invertor cu o eficiență de 99%. În acest caz, pierderile pentru trecerea curentului continuu la curent alternativ vor fi minime și Vor fi trei noduri în corp:
- Acumulator. Capabil să stocheze energia generată de dispozitiv pentru utilizare ulterioară.
- Controler de încărcare. Oferă o durată de viață mai lungă a bateriei.
- Convertor. Transformă curentul continuu în curent alternativ.
Pot fi instalate echipamente de alimentare corpuri de iluminat si aparate electrocasnice care pot functiona la o tensiune de 12-24 Volti. În acest caz, nu este nevoie de un convertor invertor. Pentru aparatele care vă permit să gătiți alimente, este mai bine să le utilizați echipamente de gaz alimentat de un cilindru.
