Jak vyrobit větrný generátor do-it-yourself

Vítr je volná energie! Pojďme tedy použít pro osobní účely. Je-li vytvoření větrné farmy v průmyslovém měřítku velmi drahé, protože kromě generátoru je zapotřebí řada studií a výpočtů, stát takové náklady nevznikne a pro investory v zemích bývalého SSSR to z nějakého důvodu nezpůsobí velký zájem. V soukromí si můžete vyrobit mini-větrný mlýn pro vlastní potřeby. Mělo by být zřejmé, že projekt přeměny vašeho domu na alternativní energii je velmi nákladný podnik.

Jak již bylo řečeno: musíte provést zdlouhavá pozorování a výpočty, abyste našli optimální poměr velikostí větrného kola a generátoru, který je vhodný pro vaše podnebí, větrná růžice a průměrnou roční rychlost větru.

Účinnost větrné elektrárny v jedné oblasti se může výrazně lišit, je to způsobeno tím, že pohyb větru závisí nejen na klimatické zóně, ale také na terénu.

Můžete však zjistit, jaká je větrná energie při nízkých nákladech, a to sestavením rozpočtové instalace, která napájí nízkoenergetickou zátěž, jako je smartphone, žárovky nebo rádio. Při správném přístupu můžete dodávat elektřinu malému domu nebo chalupě.

Pojďme se podívat, jak můžete provést jednoduchou instalaci větrné energie vlastními rukama.

Větrné mlýny s nízkým výkonem z improvizovaných prostředků

Počítačový chladič je bezkartáčový motor, který ve své původní podobě nepředstavuje praktickou hodnotu.

Je třeba ji přetočit, protože v originále jsou vinutí nevhodně připojena. Střídavě vinutí cívek:

1. Ve směru hodinových ručiček;

2. Proti směru hodinových ručiček;

3. Ve směru hodinových ručiček;

4. Proti směru hodinových ručiček.

Musíte spojit sousední cívky v sérii a je ještě lepší navinout jeden kus drátu procházející z jedné drážky do druhé. V takovém případě zvolte libovolně tloušťku drátu, bude lepší, pokud navíjíte co nejvíce zatáček, což je možné při použití nejméně tenkého drátu.

Výstupní napětí z takového generátoru bude variabilní a jeho hodnota bude záviset na rychlosti (rychlost větru), nainstalovat diodový můstek ze Schottkyho diod, aby se vyrovnal konstantě, běžné diody to udělají, ale bude to horší, protože na ně klesne napětí od 1 do 2 voltů.

Lyrická odbočka, trochu teorie

Pamatujte, že velikost EMF je:

E = BLV,

kde L je délka vodiče umístěného v magnetickém poli; V je rychlost rotace magnetického pole;

Při upgradu generátoru můžete ovlivnit pouze délku vodiče, tj. Počet závitů každé z cívek. Počet otáček určuje výstupní napětí a tloušťka drátu určuje maximální proudové zatížení.

V praxi je nemožné ovlivnit rychlost větru. Existuje však také východisko z této situace, po zjištění typické rychlosti větru pro vaši oblast, můžete navrhnout rotor vhodný pro otáčky pro instalaci větrné energie, stejně jako pro převodovku nebo řemenový pohon, abyste zajistili dostatečné otáčky pro generování potřebného napětí.

DŮLEŽITÉ: Rychlejší neznamená lépe !!! Pokud je rychlost otáčení větrného generátoru příliš vysoká, sníží se jeho životnost, zhorší se mazací vlastnosti pouzder rotoru nebo ložisek, dojde k jeho zablokování a pravděpodobně dojde k poškození izolace vinutí v generátoru.

Generátor se skládá z:

Zvyšujeme výkon generátoru z počítačového chladiče

Za prvé, čím více lopatek a průměr kola, tím lepší, takže se podívejte na 120 mm chladiče.

Za druhé, už jsme řekli, že napětí závisí na magnetickém poli, faktem je, že průmyslové vysokovýkonné generátory mají vinutí pole a nízkoenergetické generátory mají silné magnety. V chladiči jsou magnety extrémně slabé a neumožňují dosáhnout dobrých výsledků z generátoru a mezera mezi rotorem a statorem je velmi velká - asi 1 mm, a to je u již slabých magnetů.

Řešením tohoto problému je radikálně změnit konstrukci generátoru. Spíše je z chladiče vyžadováno pouze oběžné kolo, jako generátor používáme motor z tiskárny nebo jiných domácích spotřebičů. Nejčastější kartáčové motory s buzením z permanentních magnetů.

Výsledkem bude vypadat takto.

Síla takového generátoru je dostatečná pro napájení LED, rádia. Nestačí dobít telefon, telefon zobrazí proces nabíjení, ale proud bude extrémně malý, až 100 Ampérů, s větrem 5-10 metrů za sekundu.

Krokový motor jako generátor větru

Krokový motor je velmi běžný u počítačových a domácích spotřebičů, u různých přehrávačů, disketových disků (zajímavé jsou staré modely 5,25 ”), tiskáren (zejména maticových), skenerů atd.

Tyto motory beze změn mohou fungovat jako generátor, jsou to rotor s permanentními magnety a stator s vinutími, na obrázku je znázorněno typické schéma zapojení krokového motoru v generátorovém režimu.

V obvodu je nainstalován lineární stabilizátor 5 V, typ L7805, který vám umožní bezpečné připojení mobilních telefonů k takovému větrnému mlýnu, který je nabije.

Na fotografii generátor z krokového motoru s namontovanými lopatkami.

Motor v konkrétním případě se 4 výstupními dráty, resp. Obvod pod ním. Motor s takovými rozměry v generátorovém režimu produkuje asi 2 W při slabém větru (rychlost větru je asi 3 m / s) a 5 m / s při silném větru (až 10 m / s).

Mimochodem, tady je podobný obvod se zenerovou diodou, místo L7805. Umožňuje nabíjet Li-ion baterie.

Zlepšení domácího větrného mlýna

Aby generátor pracoval efektivněji, musíte z něj udělat vodicí stopku a pohyblivě ji upevnit na stožár. Poté, když se změní směr větru, změní se směr generátoru větru. Pak nastane následující problém - kabel vedoucí z generátoru ke spotřebiteli bude kroucen kolem stožáru. Chcete-li to vyřešit, musíte poskytnout pohyblivý kontakt. Hotové řešení se prodává na Ebay a Aliexpress.

Spodní tři dráty - nehybné, klesají a horní svazek vodičů - je pohyblivý, uvnitř je nainstalován posuvný kontakt nebo kartáčový mechanismus. Pokud nemáte příležitost ke koupi, buďte chytří a inspirováni rozhodnutím designérů automobilu Lada, konkrétně implementací pohyblivého kontaktu signálního tlačítka na volantu a udělejte něco podobného. Nebo použijte podložku z rychlovarné konvice.

Připojením konektorů získáte pohyblivý kontakt.

Výkonný větrný generátor z improvizovaných prostředků.

Chcete-li získat více energie, můžete použít dvě možnosti:

1. generátor z šroubováku (10 až 50 W);

2. Větrný generátor z automobilového generátoru.

Od šroubováku potřebujete pouze motor, možnost je podobná té předchozí, můžete použít lopatky ventilátoru jako šroub, čímž se zvýší celkový výkon vaší instalace.

Zde je příklad realizace takového projektu:

Věnujte pozornost tomu, jak je zde zařazen převodový stupeň - hřídel generátoru větru je umístěna v potrubí, na jeho konci je umístěno ozubené kolo, které přenáší otáčení na menší převodové ústrojí upevněné na hřídeli motoru. Zvýšení otáček motoru nastává také v průmyslových větrných turbínách. Převodovky se používají všude.

V domácím prostředí se však výroba převodovky stává velkým problémem.Můžete vyjmout převodovku z elektrického nářadí, je třeba tam snížit vysoké otáčky na hřídeli motoru komutátoru na normální otáčky sklíčidla na vrtáku nebo kotouč brusky:

Ve vrtáku je instalována planetová převodovka;

• V mlýnu je instalováno úhlové kolo (bude užitečné pro instalaci některých instalací a sníží zatížení od konce větrné turbíny);

• Zařízení z ruční vrtačky.

Tato verze domácího větrného generátoru již může nabíjet 12 V baterie, avšak pro generování nabíjecího proudu a napětí je zapotřebí převaděč. Tento úkol lze zjednodušit pomocí generátoru automobilů.

Větrný generátor z automobilového generátoru

Automobilový generátor se skládá ze statoru s třífázovým vinutím a rotoru s kartáčovou sestavou a budicí cívkou. Takový generátor je připojen k zátěži pomocí diodového můstku sestaveného podle Larionovova obvodu, obvykle se nachází na zadním krytu generátoru. Více informací naleznete zde: Jak auto generátor funguje a jak funguje

Výhodou takového generátoru je možnost jeho použití k nabíjení autobaterií, v zásadě je k tomu určena. Autogenerátory mají vestavěné relé pro regulaci napětí, což eliminuje potřebu nákupu dalších stabilizátorů nebo převodníků.

Motoristé však vědí, že při nízkém volnoběhu, přibližně 500 - 1 000 ot / min, je výkon takového generátoru malý a neposkytuje správný proud pro nabíjení baterie. To vede k nutnosti připojit se k větrnému kolu prostřednictvím převodovky nebo řemenového pohonu.

Můžete nastavit počet otáček při normální rychlosti větru pro své zeměpisné šířky výběrem převodového poměru nebo pomocí správně navrženého větrného kola.

Užitečné tipy

Snad nejpohodlnější konstrukce stožáru pro větrnou turbínu je ta, která je zobrazena na obrázku. Takový stožár je natažen na kabelech upevněných na držácích v zemi, což zajišťuje stabilitu.

Důležité: Výška stěžně by měla být co největší asi 10 metrů. Ve vyšších nadmořských výškách je vítr silnější, protože zde nejsou žádné překážky ve formě pozemních struktur, kopců a stromů. V žádném případě neinstalujte větrný generátor na střechu vašeho domu. Rezonanční vibrace upevňovacích struktur mohou způsobit zničení jeho stěn.

Postarejte se o spolehlivost nosného stožáru, protože konstrukce větrného mlýna na základě takového generátoru je výrazně těžší a je již docela vážným řešením, které může zajistit autonomní napájení chaty s minimálním množstvím elektrických spotřebičů. Zařízení pracující na 220 voltech mohou být napájena z měniče 12-220 V. Nejběžnější verzí takového měniče je nepřerušitelný zdroj napájení pro PC.

Je lepší používat dieselové generátory, vč. nákladní automobily, protože jsou navrženy pro práci při nízkých rychlostech. Dieselový motor velkého nákladního vozidla pracuje v průměru v rozsahu rychlostí od 300 do 3500 ot / min.

Moderní generátory produkují 12 nebo 24 voltů a proud 100 ampérů je již dlouho normální. Po jednoduchém výpočtu můžete určit, že takový generátor vám dá maximálně 1 kW výkonu a generátor od Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, což je již docela slušná postava.

Co by mělo být větrné kolo pro domácí větrnou turbínu?

V textu jsem zmínil, že větrné kolo by mělo být velké as mnoha lopatkami, ve skutečnosti tomu tak není. Toto tvrzení platilo pro ty mikrogenerátory, které netvrdí, že jsou seriózní elektrické stroje, ale spíše kopie pro seznámení a volný čas.

Ve skutečnosti je navrhování, výpočet a vytváření větrného kola velmi obtížný úkol.Větrná energie bude využita racionálnější, pokud je prováděna velmi přesně a „letecký“ profil je dokonale zobrazen, zatímco musí být instalován s minimálním úhlem k rovině otáčení kola.

Skutečná síla větrných kol se stejným průměrem a různým počtem lopatek je stejná, rozdíl je pouze v rychlosti jejich otáčení. Čím méně křídel - tím více otáček za minutu, se stejným větrem a průměrem. Pokud se chystáte dosáhnout maximální rychlosti, musíte křídla namontovat co nejpřesněji s minimálním úhlem k rovině jejich otáčení.

Podívejte se na tabulku z knihy z roku 1956 „Domácí větrná farma“, ed. DOSAAF Moskva. Ukazuje vztah mezi průměrem kola, výkonem a otáčkami.

Doma tyto teoretické výpočty málo využívají, milenci dělají větrná kola z improvizovaných prostředků, platí následující:

• Překližka

• Kovové desky;

• Plastové kanalizační trubky.

S vlastními rukama můžete sestavit vysokorychlostní 2-4 lopatkové větrné kolo z kanalizačních trubek, kromě nich však potřebujete pilu na pily nebo jiný řezný nástroj. Použití těchto trubek je dáno jejich tvarem, po oříznutí mají konkávní tvar, který zajišťuje vysokou citlivost na proudění vzduchu.

Po oříznutí se upevní pomocí BOLTS na kovový, textolitový nebo překližkový blank. Pokud se chystáte vyrobit z překližky - je lepší lepit a překrucovat několik vrstev překližky šrouby na obou stranách, pak můžete dosáhnout tuhosti.

Zde je myšlenka dvoulistého pevného oběžného kola pro generátor krokového motoru.

Závěry

Můžete provést větrnou energetickou instalaci od malých výkonů - jednotky wattů, napájení jednotlivých LED lamp, majáků a malých zařízení, až po dobré hodnoty výkonu v jednotkách kilowattů, akumulují energii v baterii, používají ji v původní podobě nebo převádějí až 220 voltů. Náklady na takový projekt budou záviset na vašich potřebách, možná nejdražším prvkem je stožár a baterie, může být v rozmezí 300 - 500 dolarů.