Yazlık evlerin yanından bisiklet sürerken, çalışan bir rüzgar jeneratörü gördüm:
Büyük kanatlar yavaş ama emin bir şekilde dönüyor, rüzgar gülü cihazı rüzgar yönüne doğru yönlendiriyordu.
"Ciddi" tüketiciler sağlamak için yeterli güç üretemese de, ancak hala çalışıyor ve örneğin pilleri şarj ediyor veya LED'ler sağlıyor olsa da benzer bir tasarım uygulamak istedim.
step motorlar
Küçük bir ev yapımı rüzgar türbini için en etkili seçeneklerden biri kullanmaktır. step motor(ШД) (İng. step (step, step) motor) - böyle bir motorda milin dönüşü küçük adımlardan oluşur. Step motor sargıları aynı fazdadır. Fazlardan birine akım uygulandığında mil bir adım hareket eder.
Bu motorlar düşük hız ve böyle bir motora sahip bir jeneratör, bir rüzgar türbinine, Stirling motoruna veya başka bir düşük hızlı güç kaynağına dişlisiz olarak bağlanabilir. Jeneratör olarak geleneksel (kollektör) bir DC motor kullanıldığında, aynı sonuçları elde etmek için 10-15 kat daha yüksek bir hız gerekecektir.
Shagik'in bir özelliği, santimetre başına 40 gram kuvvete ulaşan oldukça yüksek bir başlangıç torkudur (jeneratöre bağlı bir elektrik yükü olmasa bile).
Step motorlu jeneratörün verimi %40'a ulaşmaktadır.
Step motorun işlevselliğini kontrol etmek için örneğin kırmızı bir LED bağlanabilir. Motor milini çevirerek LED'in parlaklığını gözlemleyebilirsiniz. Motor alternatif akım ürettiği için LED bağlantısının polaritesi önemli değildir.
Yeterince güçlü motorların bir hazinesi, beş inçlik disket sürücülerin yanı sıra eski yazıcılar ve tarayıcılardır.
motor 1
Örneğin, hala çalışmakta olan eski bir 5.25 ″ sürücüden bir step motorum var. ZX Spektrumu- uyumlu bilgisayar "Byte".
Böyle bir tahrik, uçlardan ve ortasından sonuçların çıkarıldığı iki sargı içerir - motordan toplam çıkarılır altı teller: 
ilk sargı (İng. bobin 1) - mavi (İng. Mavi) ve sarı (İng. sarı);
ikinci sargı (İng. bobin 2) - kırmızı (İng. kırmızı) ve beyaz (İng. Beyaz);
kahverengi (rus. Kahverengi) teller - her sargının orta noktalarından (eng. orta musluklar).
demonte step motor
Solda, üzerinde "çizgili" manyetik kutupları görebileceğiniz motorun rotorunu görebilirsiniz - kuzey ve güney. Sağda, sekiz bobinden oluşan stator sargısı bulunur.
Yarım sargı direnci ~ 70 ohm'dur.
Bu motoru rüzgar türbinimin orijinal tasarımında kullandım.
motor 2
Elimde daha az güçlü step motor T1319635 firmalar Epoch Elektronik A.Ş. tarayıcıdan HP Scanjet 2400 sahip beş sonuçlar (tek kutuplu motor): 
ilk sargı (İng. bobin 1) - portakal (İng. turuncu) ve siyah (İng. siyah);
ikinci sargı (İng. bobin 2) - kahverengi (İng. Kahverengi) ve sarı (İng. sarı);
kırmızı (İng. kırmızı) tel - her bir sargının ortasından birbirine bağlanan pimler (eng. orta musluklar).
Yarım sargının direnci, motor gövdesinde belirtilen 58 ohm'dur.
motor 3
Rüzgar türbininin geliştirilmiş versiyonunda step motor kullandım. Robotron SPA 42 / 100-558 Alman Demokratik Cumhuriyeti'nde üretildi ve 12 V'luk bir voltaj için tasarlandı: 
Rüzgar türbini
Rüzgar jeneratörünün pervane (türbin) ekseninin konumu için iki seçenek vardır - yatay ve dikey.
Avantaj yatay(en popüler) yer rüzgar yönünde bulunan eksen, rüzgar enerjisinin daha verimli kullanılmasıdır, dezavantajı tasarımın karmaşıklığıdır.
Seçtim dikey düzenleme eksenler - VAWT (dikey eksenli rüzgar türbini), tasarımı büyük ölçüde basitleştiren ve rüzgar yönü gerektirmez ... Bu seçenek çatı montajı için daha uygundur, rüzgar yönünün hızlı ve sık değiştiği koşullarda çok daha etkilidir.
Savonius rüzgar türbini adı verilen bir tür rüzgar türbini kullandım. Savonius rüzgar türbini). 1922'de icat edildi Sigurd Johannes Savonius) Finlandiya'dan. 
Sigurd Johannes Savonius
Savonius rüzgar türbininin çalışması, direncin (eng. sürüklemek) gelen hava akışına - silindirin (bıçağın) içbükey yüzeyinin rüzgarı dışbükey olandan daha büyüktür.
Aerodinamik sürtünme katsayıları (İngilizce sürükleme katsayıları) $ C_D $
iki boyutlu cisimler:
silindirin içbükey yarısı (1) - 2.30
silindirin dışbükey yarısı (2) - 1.20
düz kare plaka - 1.17
üç boyutlu cisimler:
içbükey içi boş yarım küre (3) - 1,42
dışbükey içi boş yarım küre (4) - 0.38
küre - 0,5
Bu değerler Reynolds sayıları için verilmiştir (İng. Reynolds sayıları) $ 10 ^ 4 - 10 ^ 6 $ aralığında. Reynolds sayısı, bir cismin ortamdaki davranışını karakterize eder.
Vücudun hava akışına karşı direnç kuvveti $ (F_D) = ((1 \ over 2) (C_D) S \ rho (v ^ 2)) $, burada $ \ rho $ hava yoğunluğu, $ v $ hava akış hızı, $ S $ - vücudun kesit alanı.
Böyle bir rüzgar türbini, rüzgarın yönünden bağımsız olarak aynı yönde döner: 
Kupa anemometresinde de benzer bir çalışma prensibi kullanılır (İng. fincan anemometre)- rüzgar hızını ölçmek için bir cihaz: 
Böyle bir anemometre 1846'da İrlandalı astronom John Thomas Romney Robinson tarafından icat edildi ( John Thomas Romney Robinson):
Robinson, dört fincanlı anemometresindeki fincanların rüzgar hızının üçte birine eşit bir hızda hareket ettiğine inanıyordu. Gerçekte, bu değer iki ile üçten biraz fazla arasında değişmektedir.
Şu anda, rüzgar hızını ölçmek için Kanadalı meteorolog John Patterson tarafından geliştirilen üç-kaplı anemometreler kullanılmaktadır ( John Patterson) 1926'da: 
Dikey mikrotürbinli DC fırçalı motorlardaki jeneratörler şu adreste satılmaktadır: eBay yaklaşık 5 $ için: 
Böyle bir türbin, 100 mm pervane çapı, 60 mm kanat yüksekliği, 30 mm kiriş uzunluğu ve 11 mm segment yüksekliği ile iki dikey eksen boyunca yerleştirilmiş dört kanat içerir. Çark, işaretli bir DC mikromotorun miline monte edilmiştir. JQ24-125H670... Böyle bir motorun nominal besleme gerilimi 3 ... 12 V'dir.
Böyle bir jeneratör tarafından üretilen enerji, "beyaz" bir LED'in parlaması için yeterlidir.
Savonius rüzgar türbininin dönüş hızı rüzgar hızını aşamaz , ancak aynı zamanda böyle bir yapı ile karakterize edilir yüksek tork (İng. tork).
Bir rüzgar türbininin verimliliği, rüzgar türbini tarafından üretilen güç ile türbin içinden esen rüzgarın içerdiği güç karşılaştırılarak tahmin edilebilir:
$ P = (1 \ üzerinde 2) \ rho S (v ^ 3) $, burada $ \ rho $ hava yoğunluğudur (deniz seviyesinde yaklaşık 1.225 kg / m3), $ S $ süpürülmüş alandır türbin (İng. temizlenmiş bölge), $ v $ rüzgar hızıdır.
rüzgar türbinim
seçenek 1
Başlangıçta, jeneratörümün çarkı, kesilmiş silindirlerin segmentleri (yarımları) şeklinde dört bıçak kullandı. plastik borular:
Segment boyutları -
segment uzunluğu - 14 cm;
segment yüksekliği - 2 cm;
segmentin akorunun uzunluğu 4 cm'dir;
Birleştirilmiş yapıyı, kendinden kılavuzlu vidalarla metal bir çerçeveye tutturulmuş bir çubuktan oldukça yüksek (6 m 70 cm) bir ahşap direğe kurdum: 
seçenek 2
Jeneratörün dezavantajı, kanatları döndürmek için gereken oldukça yüksek rüzgar hızıydı. Yüzey alanını arttırmak için kesilmiş bıçaklar kullandım. plastik şişeler:
Segment boyutları -
segment uzunluğu - 18 cm;
segment yüksekliği - 5 cm;
segment kiriş uzunluğu - 7 cm;
segmentin başlangıcından dönme ekseninin merkezine olan mesafe 3 cm'dir.
Seçenek 3
Bıçak tutucuların gücü bir sorun olduğunu kanıtladı. İlk başta bir Sovyet çocuk tasarımcısından 1 mm delikli alüminyum şeritler kullandım. Birkaç günlük operasyondan sonra, kuvvetli rüzgarlar kalasların kırılmasına neden oldu (1). Bu başarısızlıktan sonra, 1,8 mm kalınlığında folyo kaplı PCB (2) bıçak tutucularını kesmeye karar verdim: 
Plakaya dik PCB'nin eğilme mukavemeti 204 MPa'dır ve alüminyumun eğilme mukavemeti - 275 MPa ile karşılaştırılabilir. Ancak alüminyum $E $ (70.000 MPa) elastikiyet modülü, textolite'den (10.000 MPa) çok daha yüksektir, yani. texolite alüminyumdan çok daha elastiktir. Bu, bence, tektolit tutucuların daha büyük kalınlığını hesaba katarak, rüzgar jeneratörünün kanatlarının sabitlenmesinde çok daha fazla güvenilirlik sağlayacaktır.
Rüzgar jeneratörü bir direğe monte edilmiştir: 
Rüzgar türbininin yeni versiyonunun deneme işletimi, güçlü rüzgar esintileri altında bile güvenilirliğini göstermiştir.
Savonius türbininin dezavantajı, düşük verimlilik
- rüzgar enerjisinin sadece yaklaşık %15'i şaft dönüş enerjisine dönüştürülür (bu, rüzgar türbini Darya(İng. Darrieus rüzgar türbini)), asansörü kullanarak (İng. kaldırmak). Bu tip rüzgar türbini, Fransız uçak tasarımcısı Georges Darier tarafından icat edildi. (Georges Jean Marie Darrieus) - 1931 No. 1,835,018 ABD patenti .
Georges Darier
Darrieus türbininin dezavantajı, çok zayıf bir kendi kendine başlatmaya sahip olmasıdır (rüzgardan tork üretmek için türbin zaten döndürülmüş olmalıdır).
Bir step motor tarafından üretilen elektriğin dönüştürülmesi
Step motor kabloları, diyotlar arasındaki voltaj düşüşünü azaltmak için Schottky diyotlardan monte edilmiş iki köprü doğrultucuya bağlanabilir.
Popüler Schottky diyotları kullanılabilir 1N5817 maksimum 20 V ters voltaj ile, 1N5819- 40 V ve maksimum ileri ortalama doğrultma akımı 1 A. Çıkış gerilimini arttırmak için doğrultucuların çıkışlarını seri bağladım.
İki orta nokta doğrultucu kullanmak da mümkündür. Böyle bir doğrultucu, yarı yarıya diyot gerektirir, ancak aynı zamanda çıkış voltajı yarı yarıya azalır.
Daha sonra dalgalanma voltajı, kapasitif bir filtre kullanılarak yumuşatılır - 25 V'ta 1000 μF kapasitör. Artan üretilen voltaja karşı koruma sağlamak için, kapasitöre paralel olarak 25 V'luk bir zener diyot bağlanır. 
rüzgar türbinimin şeması
rüzgar jeneratörümün elektronik ünitesi
Rüzgar türbini uygulaması
Rüzgar jeneratörü tarafından üretilen voltaj, rüzgar hızının büyüklüğüne ve sabitliğine bağlıdır.
Rüzgarın ağaçların ince dallarını sallamasıyla gerilim 2 ... 3 V'a ulaşıyor.
Rüzgar, kalın ağaç dallarını sallarken, voltaj 4 ... 5 V'a ulaşır (güçlü rüzgarlarla - 7 V'a kadar).
JOULE HIRSIZINA BAĞLANMAK
Rüzgar jeneratörünün kondansatöründen gelen düzleştirilmiş voltaj - düşük voltaja sağlanabilir DC-DC dönüştürücü 
direnç değeri r deneysel olarak seçilir (transistörün tipine bağlı olarak) - 4,7 kΩ değişken bir direnç kullanılması ve direncinin kademeli olarak azaltılması, dönüştürücünün kararlı çalışmasının sağlanması tavsiye edilir.
Germanyum bazlı böyle bir dönüştürücü kurdum pnp-transistör GT308V ( VT) ve bir darbe transformatörü MIT-4V (bobin L1- sonuçlar 2-3, L2- sonuçlar 5-6): 
İYONİSTÖRLERİN YÜKÜ (SÜPERKONDENSERLER)
Süper kapasitör (süper kapasitör) süper kapasitör) bir kapasitör ve bir kimyasal akım kaynağının bir melezidir.
süper kapasitör - polar olmayan ancak terminallerden biri fabrikada şarj edildikten sonra kalan voltajın polaritesini göstermek için bir "ok" ile işaretlenebilir.
İlk araştırma için bir süper kapasitör kullandım 5,5 V voltaj için 0,22 F kapasiteli (çap 11,5 mm, yükseklik 3,5 mm):
çıkışa diyot ile bağladım Germanyum diyot D310 aracılığıyla.
Süper kapasitörün maksimum şarj voltajını sınırlamak için bir zener diyot veya bir LED zinciri kullanabilirsiniz - Bir zincir kullanıyorum 2 kırmızı LED'ler: 
Sınırlayıcı LED'ler aracılığıyla zaten şarj edilmiş bir süper kapasitörün boşalmasını önlemek için HL1 ve HL2 Başka bir diyot ekledim - VD2.
Devam edecek
Bu materyali kesinlikle beğeneceksiniz, çünkü içinde eski bir bilgisayar CD / DVD sürücüsünden basit bir jeneratör elde etmenin bir yolunu ele alacağız.
Her şeyden önce, yazarın videosunu tanımanızı öneririz.
Neye ihtiyacımız olduğunu düşünün:
- eski CD / DVD sürücüsü;
- kıskaçlar;
- havya;
- herhangi bir plastik kasa;
- teller;
- altıgen;
- yıkayıcı.
Ev yapımı bir jeneratörün yazarına göre, fikir oldukça etkilidir, çünkü dişli hızının, disk tepsisini çeken dişliyi çalıştıran motora oranı oldukça büyüktür. Böylece aynı dişlinin düşük devirlerinde elektrik motorunda iyi devirler elde edilmesi ve bir jeneratör elde etmemiz mümkündür. Planlarımızın işe yarayıp yaramadığını inceleme sonunda öğreneceğiz ve şimdi işe koyulalım.
İlk önce motorun bağlı olduğu kartın lehimini çözmeniz gerekir.
Ardından, motorun tutulduğu sürücünün plastik muhafazasının bir kısmını ve ihtiyacımız olan dişliyi kesiyoruz. Daha sonra bu dişliden kolu çıkaracağız ki çevirebilelim ve elektrik üretebilelim.
İlk kabloyu alıp motor kontaklarından birine lehimliyoruz.
İkinci kabloyu ikinci kontağa lehimliyoruz.
Jeneratörü test etmek için fikrin yazarı, plastik bir kasaya yerleştirilmiş UBS girişlerini kullanır. Bu nedenle, bir tutkal tabancası kullanarak motorun ve dişli tahrikinin bir parçasını bu muhafazaya yapıştırıyor.
Sap yapmak için bir altıgen ve bir rondelaya ihtiyacınız var. Bu parçaların birbirine bağlanması gerekir. Yazar bunu lehimleyerek yapar.
Kabloları USB konektörlerinin kontaklarına lehimliyoruz.
Plastik kasanın ikinci yarısında dişli çıkıntısı için bir delik açmanız gerekir.
Son olarak, DIY kolunu dişlinin pinyonuna yapıştırın. Jeneratörümüz hazır.
Birkaç arızalı sabit diskten ve bir çamaşır makinesi su pompasından basit bir rüzgar türbini yapılabilir. Alternatif enerji göründüğünden daha yakın, bu kadar gerekli gizmosları yapmak için fazlasıyla çöp var. Tabii ki, böyle bir tasarım tüm evinize elektrik sağlamayacaktır, ancak her türlü USB cihazını şarj etmek için gayet iyi olacaktır.
Sürer
- Otomatik çamaşır makinesinden pompa. En altta durur ve tamburdan kanalizasyona su pompalamak için kullanılır.
- Farklı üreticilerden temin edilebilen dört sabit sürücü.
- Direk - rüzgar türbinini yüksekte kurmak için uzun bir boru.
- Cıvatalar, somunlar, pullar.
- Teller.
Su pompası hakkında birkaç kelime
Jeneratör olarak elektrik üreten bir su pompası kullanılacaktır. Hareketli bir sabit mıknatıslı rotor ve üzerinde U şeklinde bir manyetik devre ve bir bobin bulunan hareketli bir statordan oluşur.
Rotorun çıkarılması kolaydır.
Kalıcı mıknatısların kullanılması sayesinde, böyle bir pompa 250 V'a kadar iletebilen bir jeneratör olarak mükemmel çalışır. Elbette rüzgar türbinimiz böyle bir hız vermeyecek ve çıkış voltajı birkaç kat daha az olacaktır.
Rüzgar türbini imalatı
Pompanın konstrüksiyon çeliği köşeleri ile sabitlenmesine, gerektiğinde bükülmesine ve kesilmesine karar verildi.
Böyle çıktı, bir tür kelepçe.
Daha güvenilir bir sabitleme için pompanın manyetik devresinde bir delik açılmıştır.
Montaj montajı.
Rüzgar türbini kanatları
Bıçakları PVC borulardan yapıyoruz.
Boruyu uzunlamasına üç eşit parçaya böldük.
Ve sonra bıçağımızı her yarıdan kestik.
Jeneratöre bıçakların takıldığı yerlere delikler açıyoruz.
Bıçakların takılması
Rüzgar türbininin kanatlarını monte etmek için iki HDD disk kullanıldı.
Çark çapına tam olarak uyan delik.
İşaretliyoruz.
matkap yapıyoruz.
Diskler rotora cıvata, rondela ve somunlarla bağlanmıştır.
Bıçakları tutturuyoruz.
Döner düğüm
Yel değirmeninin rüzgara bağlı olarak farklı yönlerde dönmesi için, çok iyi yataklar olduğundan, rolü sabit diskten motorun kullanılacağı bir döner tabla üzerine kurulmalıdır.
Gelecekte, üzerine jeneratörün monte edileceği bir disk konulacak.
Montaj için bir delik açın ve gereksiz kısmı kesin.
Genel Kurul
Döner tabla olarak kullanılacak HDD motoruna köşeleri üç yerde takıyoruz.
Kuyruk bıçağını kartondan veya plastikten kestik, böylece rüzgarın kendisi fanı yönlendirir.
Şimdi her şeyi toplamaya başlayalım.
Direği alıp güç kablosunu sabitliyoruz.
Dönen düğümü alıyoruz.
Boruya yerleştiriyoruz ve somunları sıkarak yanlara yayıyoruz.
Prensip olarak, normal olarak devam ediyor.
Elektriği tamamen ücretsiz almanın bir yolu var. Sitenize rüzgar jeneratörü yapıp kurmanız yeterlidir. Bugün, bu tür geleneksel elektrik kaynakları değiştirilemez, ancak hane halkının gururlu bağımsızlığına birkaç hoş yüzde katacaktır. En önemli şey, tam anlamıyla herhangi bir eski çöp ve çöpten tam teşekküllü bir jeneratörü “pişirebilmeniz”.
İhtiyacımız var
Her şeyden önce, otomatik bir çamaşır makinesinden bir pompa almanız gerekir. Tamburdan kanalizasyona su pompalamak için kullanılır ve en altta durur. Ayrıca dört hatalı sabit sürücüye, yapıyı kurmak için uzun bir direğe, çok sayıda cıvataya, somuna, rondelaya ihtiyacınız olacak. Son olarak, tellere ihtiyaç vardır.
Bir pompa ne için?
Pompa, elektrik üretecek olan jeneratör olarak kullanılacaktır. Pompa, hareketli bir sabit mıknatıslı rotor ve U şeklinde bir manyetik devreye sahip hareketli bir statorun yanı sıra bu yapıya bağlı bir bobinden oluşur. Rotor kolayca dışarı çekilebilir. Bahsedilen kalıcı mıknatıslar sayesinde, böyle bir pompadan 250 V'a kadar voltaj sağlayabilen mükemmel bir jeneratör elde edilir.
Jeneratör üretim süreci
Pompayı, çelik köşelerden yapılması en kolay olan bir kelepçe ile sabitlemek en iyisidir. Büyük olasılıkla uygun şekilde kırpılmaları gerekecek. Pompanın manyetik devresinde, daha güvenilir sabitleme için güvenle ek bir delik açabilirsiniz. Yani, genel olarak, bu aşamada yapılması gereken her şey.
Bıçak üretim süreci ve eki
Rüzgar türbini kanatları PVC borudan yapılabilir. Bunu yapmak için, uzunlamasına üç eşit parçaya kesin. Daha sonra bu tür boşluklardan daha "zarif" öğeler yapılabilir. Bıçakların takıldığı yerlerde, daha sonra sabitlemek için uygun delikler açmayı unutmayın. Jeneratörü yönlendirecek benzer bir malzemeden bir kuyruk bıçağı yapmak da gereklidir.
Bıçakları HDD'den iki diske sabitleyeceğiz. Bu çalışma aşamasının tüm zorluğu, disklerde uygun yerlerde delikler açmak ve daha sonra hazırlanan cıvata ve rondelaları kullanarak bıçakları onlara vidalamaktır.
Döner düğüm
Küçük ama çok önemli bir detay. Pivot açısı yapmak için bir sabit sürücü motoru kullanılabilir. Çok iyi yataklara sahiptir ve bu nedenle bu eleman eldeki görevle mükemmel bir şekilde başa çıkacaktır. Jeneratörlü diskin giyileceği bu eleman üzerindedir.
Genel Kurul
Şimdi geriye kalan tek şey rüzgar jeneratörünü monte etmek, telleri direğimize takmak, üzerine döner elemanı takmak ve ayrıca "değirmeni" kaldırıp uygun bir yere yerleştirmek. İşin tamamlanmasından sonra küçük bir test yapmak doğru olacaktır. Rüzgar jeneratörü kesinlikle maksimum 250 V vermeyecek, ancak çalışmanın sonucu yine de hoş olacak! Aşağıdaki videoda ayrıntılı bir montaj işlemi görülebilir.
Gelecek sezon için yazlık eviniz için daha da ilginç ve faydalı ipuçları ister misiniz? Bunu anlamaya ve çiftlik için faydalı bir şeye dönüştürmeye ne dersiniz?
