Trecut cu bicicleta cabane de vara, am văzut un generator eolian funcțional:
Lamele mari s-au rotit încet, dar sigur, girouța a orientat dispozitivul în direcția vântului.
Am vrut să implementez un design similar, deși nu este capabil să genereze suficientă putere pentru a alimenta consumatorii „serioși”, dar încă funcționează și, de exemplu, încărcând baterii sau alimentați LED-uri.
Motoare pas cu pas
Una dintre cele mai opțiuni eficiente un mic generator eolian de casă este de utilizare motor pas cu pas(SD) (engleză) motor pas cu pas (pas, pas).) - într-un astfel de motor, rotația arborelui constă în pași mici. Înfășurările motorului pas cu pas sunt combinate în faze. Când este furnizat curent la una dintre faze, arborele se mișcă cu o treaptă.
Aceste motoare sunt viteza mica iar un generator cu un astfel de motor poate fi conectat turbină eoliană, Motor Stirling sau altă sursă de putere cu viteză mică. Când utilizați un motor convențional (comutator) ca generator curent continuu pentru a obține aceleași rezultate ar fi nevoie de o viteză de rotație de 10-15 ori mai mare.
O caracteristică a pasului este un moment de pornire destul de ridicat (chiar și fără o sarcină electrică conectată la generator), atingând 40 de grame de forță pe centimetru.
Eficiența unui generator cu motor pas cu pas atinge 40%.
Pentru a verifica funcționarea motorului pas cu pas, puteți conecta, de exemplu, un LED roșu. Prin rotirea arborelui motorului, puteți observa strălucirea LED-ului. Polaritatea conexiunii LED nu contează, deoarece motorul produce curent alternativ.
Unitățile de dischetă de cinci inchi, precum și imprimantele și scanerele vechi, sunt o comoară a unor astfel de motoare destul de puternice.
Motorul 1
De exemplu, am un SD de la o veche unitate de dischetă de 5,25 inchi din care încă mai făcea parte ZX Spectrum- un computer compatibil „Byte”.
O astfel de unitate conține două înfășurări, de la capete și mijlocul cărora se fac concluzii - un total de şase fire: 
prima înfăşurare bobina 1) - albastru (engleză) albastru) și galben (ing. galben);
a doua înfășurare bobina 2) - roșu (engleză) roșu) și alb (engleză) alb);
maro maro) fire - conductori din punctele medii ale fiecărei înfășurări (ing. robinete centrale).
motor pas cu pas dezasamblat
În stânga puteți vedea rotorul motorului, pe care polii magnetici „în dungi” sunt vizibili - nord și sud. In dreapta se vede infasurarea statorului, formata din opt bobine.
Rezistența la jumătatea înfășurării este de ~70 ohmi.
Am folosit acest motor în designul original al turbinei mele eoliene.
Motorul 2
Un motor pas cu pas mai puțin puternic la dispoziție T1319635 companiilor Epoch Electronics Corp. de la scaner HP Scanjet 2400 Are cinci ieșiri (motor unipolar): 
prima înfăşurare bobina 1) - portocaliu (engleză) portocale) și negru (engleză) negru);
a doua înfășurare bobina 2) - maro (engleză) maro) și galben (ing. galben);
roșu (engleză) roșu) fir - bornele conectate între ele din punctul de mijloc al fiecărei înfășurări (ing. robinete centrale).
Rezistența la jumătatea înfășurării este de 58 ohmi, care este indicată pe carcasa motorului.
Motorul 3
Într-o versiune îmbunătățită a generatorului eolian, am folosit un motor pas cu pas Robotron SPA 42/100-558, produs în RDG și proiectat pentru 12 V: 
Turbină eoliană
Există două opțiuni posibile pentru amplasarea axei rotorului (turbinei) unui generator eolian - orizontală și verticală.
Avantaj orizontală(cel mai popular) Locație axa situată în direcția vântului este mai mult utilizare eficientă energie eoliană, dezavantajul este complexitatea designului.
Am ales aranjare verticală topoare - VAWT (turbină eoliană cu axă verticală), ceea ce simplifică semnificativ proiectarea și nu necesită orientare în jos . Această opțiune este mai potrivită pentru montarea pe acoperiș; este mult mai eficientă în condiții de schimbări rapide și frecvente ale direcției vântului.
Am folosit un tip de turbină eoliană numită turbină eoliană Savonius. Turbina eoliană Savonius). A fost inventat în 1922 Sigurd Johannes Savonius) din Finlanda. 
Sigurd Johannes Savonius
Funcționarea turbinei eoliene Savonius se bazează pe faptul că rezistența trage) fluxul de aer care se apropie - vântul suprafeței concave a cilindrului (lamei) este mai mare decât cel convex.
Cote rezistență aerodinamică ( Engleză coeficienți de tragere) $C_D$
corpuri bidimensionale:
jumătate concavă a cilindrului (1) - 2,30
jumătate convexă a cilindrului (2) - 1,20
placă pătrată plată - 1,17
Corpuri 3D:
emisferă goală concavă (3) - 1,42
emisferă goală convexă (4) - 0,38
sferă - 0,5
Valorile indicate sunt date pentru numerele Reynolds. numerele Reynolds) în intervalul $10^4 - 10^6$. Numărul Reynolds caracterizează comportamentul unui corp într-un mediu.
Forța de rezistență a corpului la fluxul de aer $(F_D) = ((1 \over 2) (C_D) S \rho (v^2) ) $, unde $\rho$ este densitatea aerului, $v$ este viteza fluxului de aer, $ S $ este aria secțiunii transversale a corpului.
O astfel de turbină eoliană se rotește în aceeași direcție, indiferent de direcția vântului: 
Un principiu de funcționare similar este utilizat în anemometrul cupă. anemometru cu ceașcă)- un dispozitiv pentru măsurarea vitezei vântului: 
Un astfel de anemometru a fost inventat în 1846 de astronomul irlandez John Thomas Romney Robinson ( John Thomas Romney Robinson):
Robinson credea că cupele din anemometrul său cu patru căni se mișcă cu o treime din viteza vântului. În realitate, această valoare variază de la doi la puțin mai mult de trei.
În prezent, anemometrele cu trei cani dezvoltate de meteorologul canadian John Patterson sunt folosite pentru a măsura viteza vântului. John Patterson) în 1926: 
Generatoarele bazate pe motoare de curent continuu cu perii cu microturbină verticală sunt vândute la eBay pentru aproximativ 5 USD: 
O astfel de turbină conține patru pale dispuse de-a lungul a două axe perpendiculare, cu un diametru al rotorului de 100 mm, o înălțime a palelor de 60 mm, o lungime a coardei de 30 mm și o înălțime a segmentului de 11 mm. Rotorul este montat pe arborele unui micromotor DC cu comutator cu marcaje JQ24-125H670. Tensiunea nominală de alimentare a unui astfel de motor este de 3 ... 12 V.
Energia generată de un astfel de generator este suficientă pentru a aprinde un LED „alb”.
Viteza de rotație a turbinei eoliene Savonius nu poate depăși viteza vântului , dar în același timp acest design este caracterizat cuplu mare (Engleză) cuplu).
Eficiența unei turbine eoliene poate fi evaluată comparând puterea generată de generatorul eolian cu puterea conținută de vântul care suflă prin turbină:
$P = (1\peste 2) \rho S (v^3)$, unde $\rho$ este densitatea aerului (aproximativ 1,225 kg/m 3 la nivelul mării), $S$ este aria măturată a turbina (ing. zona măturată), $v$ - viteza vântului.
Turbina mea eoliană
Opțiunea 1
Inițial, rotorul meu generator folosea patru pale sub formă de segmente (jumătăți) de cilindri tăiați din tevi din plastic:
Dimensiunile segmentelor -
lungimea segmentului - 14 cm;
înălțimea segmentului - 2 cm;
lungimea coardei segmentului - 4 cm;
Am instalat structura asamblată pe un catarg din lemn destul de înalt (6 m 70 cm) din lemn, atașat cu șuruburi autofiletante de un cadru metalic: 
Opțiunea 2
Dezavantajul generatorului a fost destul de mare de mare viteză vânt necesar pentru a învârti palele. Pentru a mari suprafata am folosit lame taiate din sticle de plastic
:
Dimensiunile segmentelor -
lungimea segmentului - 18 cm;
înălțimea segmentului - 5 cm;
lungimea coardei segmentului - 7 cm;
distanța de la începutul segmentului până la centrul axei de rotație este de 3 cm.
Opțiunea 3
Problema s-a dovedit a fi rezistența suporturilor de lame. La început am folosit benzi de aluminiu perforate din sovietică set de constructii pentru copii 1 mm grosime. După câteva zile de funcționare, rafale puternice de vânt au dus la ruperea șipcilor (1). După această defecțiune, am decis să decupez suporturile de lame din folie PCB (2) de 1,8 mm grosime: 
Rezistența la încovoiere a PCB-ului perpendicular pe placă este de 204 MPa și este comparabilă cu rezistența la încovoiere a aluminiului - 275 MPa. Dar modulul elastic al aluminiului $E$ (70.000 MPa) este mult mai mare decât cel al PCB (10.000 MPa), adică. texolitul este mult mai elastic decât aluminiul. Acest lucru, în opinia mea, ținând cont de grosimea mai mare a suporturilor de textolit, va oferi o fiabilitate mult mai mare în fixarea palelor generatorului eolian.
Generatorul eolian este montat pe un catarg: 
Funcționarea de probă a noii versiuni a generatorului eolian și-a arătat fiabilitatea chiar și în rafale puternice de vânt.
Dezavantajul turbinei Savonius este eficienta scazuta
- doar aproximativ 15% din energia eoliană este convertită în energie de rotație a arborelui (aceasta este mult mai mică decât se poate obține cu turbina eoliana Daria(Engleză) Turbina eoliană Darrieus)), folosind forța de ridicare (ing. lift). Acest tip de turbină eoliană a fost inventat de designerul francez de avioane Georges Darrieux. (Georges Jean Marie Darrieus) - 1931 Brevetul SUA nr. 1.835.018 .
Georges Darrieux
Dezavantajul turbinei Daria este că are o autopornire foarte slabă (pentru a genera cuplu de la vânt, turbina trebuie să se învârtă deja).
Conversia energiei electrice generate de motorul pas cu pas
Conductoarele motorului pas cu pas pot fi conectate la două redresoare în punte fabricate din diode Schottky pentru a reduce căderea de tensiune pe diode.
Puteți folosi diode Schottky populare 1N5817 cu o tensiune inversă maximă de 20 V, 1N5819- 40 V și un curent redresat mediu continuu maxim de 1 A. Am conectat ieșirile redresoarelor în serie pentru a crește tensiunea de ieșire.
De asemenea, puteți utiliza două redresoare la mijloc. Un astfel de redresor necesită jumătate din câte diode, dar, în același timp, tensiunea de ieșire este redusă la jumătate.
Apoi, tensiunea de ondulare este netezită folosind un filtru capacitiv - un condensator de 1000 µF la 25 V. Pentru a proteja împotriva creșterii tensiunii generate, o diodă zener de 25 V este conectată în paralel cu condensatorul. 
diagrama generatorului meu eolian
unitatea electronică a generatorului meu eolian
Aplicație generator eolian
Tensiunea generată de un generator eolian depinde de mărimea și constanța vitezei vântului.
Când vântul balansează ramurile subțiri ale copacilor, tensiunea ajunge la 2 ... 3 V.
Când vântul balansează ramurile groase ale copacilor, tensiunea ajunge la 4 ... 5 V (cu rafale puternice - până la 7 V).
CONECTAREA LA HOȚUL JOULE
Tensiunea netezită de la condensatorul generatorului eolian poate fi alimentată la - tensiune joasă DC-DC convertor 
Valoarea rezistenței R este selectat experimental (în funcție de tipul de tranzistor) - se recomandă utilizarea unui rezistor variabil de 4,7 kOhm și reducerea treptat a rezistenței acestuia, realizând funcționarea stabilă a convertorului.
Am asamblat un astfel de convertor pe baza de germaniu pnp-tranzistor GT308V ( VT) și transformator de impulsuri MIT-4V (bobină L1- concluziile 2-3, L2- concluziile 5-6): 
ÎNCĂRCARE DE IONISTRI (SUPERCONDENSATORI)
Ionistor (supercondensator, engleză) supercondensator) este un hibrid dintre un condensator și o sursă de curent chimic.
ionistor - nepolar element, dar unul dintre bornele poate fi marcat cu o „săgeată” pentru a indica polaritatea tensiunii reziduale după ce este încărcată la producător.
Pentru cercetările inițiale am folosit un ionistor cu o capacitate de 0,22 F pentru o tensiune de 5,5 V (diametru 11,5 mm, înălțime 3,5 mm):
L-am conectat la ieșire printr-o diodă printr-o diodă cu germaniu D310.
A limita tensiune maxima Pentru a încărca ionistorul, puteți folosi o diodă zener sau un lanț de LED-uri - eu folosesc un lanț de Două LED-uri roșii: 
Pentru a preveni descărcarea unui ionistor deja încărcat prin LED-uri de limitare HL1Și HL2 Am adaugat o alta dioda - VD2.
Va urma
Cu siguranță vă va plăcea acest material, deoarece în el vom analiza o modalitate de a obține un generator simplu de pe o unitate CD/DVD de computer veche.
În primul rând, vă sugerăm să vă familiarizați cu videoclipul autorului
Să ne uităm la ce avem nevoie:
- veche unitate CD/DVD;
- tăietori de sârmă;
- ciocan de lipit;
- orice carcasă din plastic;
- fire;
- hexagon;
- mașină de spălat.
Potrivit autorului generator de casă, ideea este destul de eficientă, deoarece raportul dintre raportul de transmisie și motorul care antrenează angrenajul care extinde tava discului este destul de mare. Astfel, este posibil ca la turații mici ale aceleiași trepte de viteză să se obțină rotații bune la motorul electric și să putem obține un generator. Vom afla la sfârșitul revizuirii dacă planurile noastre vor funcționa sau nu, dar acum să trecem la treabă.
Mai întâi trebuie să dezlipiți placa pe care este montat motorul.
Apoi, tăiem partea din carcasa din plastic care ține motorul, precum și angrenajul de care avem nevoie. Mai târziu vom obține un mâner din acest angrenaj astfel încât să îl putem întoarce și să generam electricitate.
Luăm primul fir și îl lipim la unul dintre contactele motorului.
Lipiți al doilea fir la al doilea contact.
Pentru a testa generatorul, autorul ideii folosește intrări UBS, care sunt instalate într-o carcasă de plastic. Prin urmare, el lipește o bucată din unitate cu un motor și un angrenaj în acest corp folosind un pistol de lipici.
Pentru a face un mâner veți avea nevoie de un hexagon și o șaibă. Aceste părți trebuie să fie atașate unele de altele. Autorul face acest lucru prin lipire.
Lipiți firele la pinii conectorilor USB.
Pe a doua jumătate a carcasei de plastic trebuie să faceți o gaură pentru proeminența angrenajului.
În cele din urmă lipiți-l stilou de casă la urechea de viteză. Generatorul nostru este gata.
Un simplu generator eolian poate fi realizat din câteva hard disk-uri defecte și o pompă de apă din mașină de spălat. Energia alternativă este mai aproape decât pare; acum există mai mult decât suficientă gunoi pentru a face astfel de obiecte necesare. Acest design, desigur, nu vă va alimenta întreaga casă cu energie electrică, dar este destul de potrivit pentru încărcarea tuturor tipurilor de gadgeturi USB.
Va avea nevoie
- Pompa automata mașină de spălat. Se află chiar în partea de jos și servește la pomparea apei din tambur în canalizare.
- Patru hard disk-uri, posibil de la diferiți producători.
- Un stâlp este o țeavă lungă pentru instalarea unei moară de vânt la înălțime.
- Șuruburi, piulițe, șaibe.
- Fire.
Câteva cuvinte despre pompa de apă
O pompă de apă va fi folosită ca generator care generează energie electrică. Este alcătuit dintr-un rotor mobil cu magneți permanenți și un stator mobil cu un miez magnetic în formă de U și o bobină pe acesta.
Rotorul este destul de ușor de scos.
Datorită utilizării magneților permanenți, o astfel de pompă funcționează perfect ca generator, capabil să furnizeze până la 250 V. Desigur, moara noastră de vânt nu va produce astfel de viteze și tensiunea de ieșire va fi de câteva ori mai mică.
Fabricarea generatoarelor eoliene
S-a decis să se asigure pompa cu colțuri din oțel de construcție, îndoindu-le și tăindu-le după cum este necesar.
A ieșit așa, un fel de clemă.
A fost făcută o gaură în circuitul magnetic al pompei pentru o fixare mai fiabilă.
Unitate asamblată.
Pale de turbine eoliene
Facem lame din Conducte PVC.
Tăiem țeava în trei părți egale pe lungime.
Și apoi ne tăiem propria lamă din fiecare jumătate.
Facem găuri în locurile în care lamele sunt atașate la generator.
Atașarea lamei
Pentru fixarea palelor generatorului eolian s-au folosit două discuri de pe HDD.
Orificiul în care se potrivește perfect la diametrul rotorului.
Să-l notăm.
Hai să forăm.
Discurile sunt atașate la rotor cu șuruburi, șaibe și piulițe.
Înșurubați lamele.
Unitate pivotanta
Pentru ca moara de vânt să se rotească în direcții diferite în funcție de vânt, aceasta trebuie instalată pe o placă turnantă, în rolul căreia un motor din hard disk, pentru ca sunt rulmenti foarte buni.
Pe viitor va fi plasat un disc pe care va fi montat generatorul.
Am făcut o gaură pentru montură și am tăiat partea inutilă.
Adunare Generală
Atașăm colțuri la motorul HDD care va fi folosit ca platantă în trei locuri.
Decupăm lama de coadă din carton sau plastic, astfel încât vântul însuși să dirijeze ventilatorul.
Acum să începem să asamblam totul.
Luăm un stâlp și fixăm cablul de alimentare.
Luați unitatea pivotantă.
O introducem în țeavă și strângem piulițele și le depărtăm.
Practic rezistă bine.
Există o modalitate de a obține electricitate absolut gratuită. Este suficient să faci și să instalezi un generator eolian pe site-ul tău. Astăzi, aceasta nu poate înlocui sursele tradiționale de energie electrică, dar va adăuga câteva procente plăcute de independență mândră gospodăriei. Cel mai important lucru este că puteți „concepe” un generator cu drepturi depline din orice gunoi vechi și gunoi.
Noi vom avea nevoie
În primul rând, trebuie să obțineți o pompă de la o mașină de spălat automată. Este folosit pentru pomparea apei din tambur în canalizare și este situat chiar în partea de jos. De asemenea, veți avea nevoie de patru hard disk-uri defecte, un stâlp lung pentru a instala structura, numeroase șuruburi, piulițe și șaibe. În sfârșit, avem nevoie de fire.
Pentru ce este o pompă?
Pompa va fi folosită ca același generator care va genera energie electrică. Pompa este formată dintr-un rotor mobil cu magneți permanenți și un stator mobil cu miez magnetic în formă de U, precum și o bobină care este atașată acestei structuri. Rotorul poate fi scos cu ușurință. Datorită magneților permanenți menționați, o astfel de pompă este un generator excelent, capabil să producă o tensiune de până la 250 V.
Procesul de fabricație a generatorului
Cel mai bine este să fixați pompa folosind o clemă, care este cel mai ușor realizată din colțuri de oțel. Probabil că vor trebui tăiate în consecință. Puteți face în siguranță o gaură suplimentară în miezul magnetic al pompei pentru o fixare mai fiabilă. Practic, asta este tot ce trebuie făcut în această etapă.
Procesul de fabricație a lamelor și fixarea acestora
Lamele pentru un generator eolian pot fi realizate din teava din PVC. Pentru a face acest lucru, tăiați-l în trei părți egale pe lungime. Din astfel de spații libere puteți face apoi elemente mai „elegante”. În locurile în care sunt atașate lamele, nu uitați să faceți găuri potrivite pentru fixarea ulterioară. De asemenea, este necesar să se facă o lamă de coadă dintr-un material similar, care va ghida generatorul.
Vom fixa lamele pe două discuri de pe HDD. Întreaga dificultate a acestei etape de lucru este de a face găuri în discuri în locuri potrivite și apoi înșurubați lamele la ele folosind șuruburi și șaibe pregătite.
Unitate pivotanta
Mic, dar foarte detaliu important. Pentru a face un unghi de rotație, puteți utiliza un motor de pe un hard disk. Are rulmenți foarte buni și, prin urmare acest element va face față perfect sarcinii. Pe acest element va fi montat discul cu generatorul.
Adunare Generală
Acum nu mai rămâne decât să colectăm generator eolian, atașați firele la stâlpul nostru, instalați un element rotativ pe el și, de asemenea, ridicați și plasați „moara” în loc potrivit. După terminarea lucrărilor, este bine să efectuați mici teste. Desigur, generatorul eolian nu va furniza maxim 250 V, dar rezultatul lucrării va fi totuși plăcut! Proces detaliat ansamblul poate fi văzut în videoclipul de mai jos.
Vreau și mai interesant și sfaturi utile Pentru căsuță de vară pentru sezonul viitor? Ce-ar fi să aflăm și să îl transformăm în ceva util pentru gospodărie.
