Wie man einen Windgenerator zum Selbermachen macht

Wind ist freie Energie! Verwenden wir es also für persönliche Zwecke. Wenn die Schaffung eines Windparks im industriellen Maßstab sehr teuer ist, weil neben dem Generator eine Reihe von Studien und Berechnungen erforderlich sind, entstehen dem Staat keine solchen Kosten, und für Investoren in den Ländern der ehemaligen UdSSR ist dies aus irgendeinem Grund nicht von großem Interesse. Privat können Sie eine Mini-Windmühle für Ihre eigenen Bedürfnisse herstellen. Es versteht sich, dass das Projekt, Ihr Haus auf alternative Energie umzustellen, ein sehr teures Unterfangen ist.

Wie bereits gesagt: Sie müssen lange Beobachtungen und Berechnungen durchführen, um das optimale Verhältnis der Größen des Windrads und des Generators zu finden, das für Ihr Klima, Ihre Windrose und Ihre durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit geeignet ist.

Der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage in einer Region kann erheblich variieren. Dies liegt daran, dass die Bewegung des Windes nicht nur von der Klimazone, sondern auch vom Gelände abhängt.

Sie können jedoch herausfinden, welche Windenergie kostengünstig ist, indem Sie eine kostengünstige Installation zusammenstellen, um eine Last mit geringem Stromverbrauch wie ein Smartphone, Glühbirnen oder ein Radio mit Strom zu versorgen. Mit dem richtigen Ansatz können Sie ein kleines Haus oder ein Sommerhaus mit Strom versorgen.

Schauen wir uns an, wie Sie mit Ihren eigenen Händen eine einfache Windkraftanlage bauen können.

Low-Power-Windmühlen aus improvisierten Mitteln

Ein Computerkühler ist ein bürstenloser Motor, der in seiner ursprünglichen Form keinen praktischen Wert darstellt.

Es muss zurückgespult werden, da im Original die Wicklungen nicht richtig angeschlossen sind. Wicklungsspulen abwechselnd:

1. Im Uhrzeigersinn;

2. Gegen den Uhrzeigersinn;

3. Im Uhrzeigersinn;

4. Gegen den Uhrzeigersinn.

Sie müssen benachbarte Spulen in Reihe schalten, und es ist noch besser, ein Stück Draht von einer Nut zur anderen zu wickeln. Wählen Sie in diesem Fall die Dicke des Drahtes beliebig aus. Es ist besser, wenn Sie so viele Windungen wie möglich wickeln. Dies ist möglich, wenn Sie den am wenigsten dünnen Draht verwenden.

Die Ausgangsspannung eines solchen Generators ist variabel und ihr Wert hängt von der Geschwindigkeit (Windgeschwindigkeit) ab. Installieren Sie eine Diodenbrücke von Schottky-Dioden, um sie auf eine konstante, normale Diode zu begradigen. Dies ist jedoch schlimmer, weil Spannung von 1 bis 2 Volt fällt auf sie ab.

Lyrischer Exkurs, ein bisschen Theorie

Denken Sie daran, dass die Größe des EMF wie folgt ist:

E = BLV,

wobei L die Länge des Leiters ist, der in einem Magnetfeld angeordnet ist; V ist die Drehzahl des Magnetfeldes;

Beim Aufrüsten des Generators können Sie nur die Länge des Leiters beeinflussen, dh die Anzahl der Windungen jeder der Spulen. Die Anzahl der Windungen bestimmt die Ausgangsspannung und die Drahtstärke bestimmt die maximale Strombelastung.

In der Praxis ist es unmöglich, die Windgeschwindigkeit zu beeinflussen. Es gibt jedoch auch einen Ausweg aus dieser Situation. Nachdem Sie die typische Windgeschwindigkeit für Ihre Region kennen, können Sie einen Rotor entwerfen, der für Umdrehungen für eine Windkraftanlage geeignet ist, sowie einen Getriebe- oder Riemenantrieb, um ausreichende Umdrehungen zur Erzeugung der von Ihnen benötigten Spannung sicherzustellen.

WICHTIG: Schneller heißt nicht besser !!! Wenn die Drehzahl des Windgenerators zu hoch ist, verringert sich seine Lebensdauer, die Schmiereigenschaften der Rotorbuchsen oder -lager verschlechtern sich und sie verklemmen sich, und es kommt höchstwahrscheinlich zu einem Durchschlag der Wicklungsisolation im Generator.

Der Generator besteht aus:

Wir erhöhen die Leistung des Generators von einem Computerkühler

Erstens, je mehr Schaufeln und Durchmesser des Rades, desto besser. Schauen Sie sich also die 120-mm-Kühler an.

Zweitens haben wir bereits gesagt, dass die Spannung auch vom Magnetfeld abhängt. Tatsache ist, dass industrielle Hochleistungsgeneratoren Feldwicklungen und Niedrigleistungsgeneratoren starke Magnete haben. Im Kühler sind die Magnete extrem schwach und ermöglichen keine guten Ergebnisse vom Generator, und der Spalt zwischen Rotor und Stator ist sehr groß - etwa 1 mm, und dies ist bei den bereits schwachen Magneten der Fall.

Die Lösung für dieses Problem besteht darin, das Design des Generators radikal zu ändern. Vielmehr wird von einem Kühler nur ein Laufrad benötigt, als Generator selbst verwenden wir einen Motor von einem Drucker oder einem anderen Haushaltsgerät. Die gebräuchlichsten Bürstenmotoren mit Permanentmagnetanregung.

Infolgedessen wird es so aussehen.

Die Leistung eines solchen Generators reicht aus, um die LEDs, das Radio, mit Strom zu versorgen. Es reicht nicht aus, das Telefon aufzuladen, das Telefon zeigt den Ladevorgang an, aber der Strom ist extrem klein, bis zu 100 Ampere, bei einem Wind von 5-10 Metern pro Sekunde.

Schrittmotor als Windgenerator

Ein Schrittmotor ist in Computer- und Haushaltsgeräten, in verschiedenen Playern, Diskettenlaufwerken (alte 5,25-Zoll-Modelle sind interessant), Druckern (insbesondere Matrix-Modellen), Scannern usw. sehr verbreitet.

Diese Motoren können ohne Änderungen als Generator arbeiten, sie sind ein Rotor mit Permanentmagneten und ein Stator mit Wicklungen. Ein typisches Anschlussdiagramm eines Schrittmotors im Generatormodus ist in der Abbildung dargestellt.

In der Schaltung ist ein 5-Volt-Linearstabilisator vom Typ L7805 installiert, mit dem Sie Mobiltelefone sicher an eine solche Windmühle anschließen können, um sie aufzuladen.

Auf dem Foto ein Generator von einem Schrittmotor mit montierten Schaufeln.

Der Motor in einem bestimmten Fall mit 4 Ausgangsdrähten bzw. der Schaltung darunter. Ein Motor mit solchen Abmessungen im Generatormodus erzeugt etwa 2 W bei schwachem Wind (Windgeschwindigkeit von etwa 3 m / s) und 5 m / s bei starkem Wind (bis zu 10 m / s).

Hier ist übrigens eine ähnliche Schaltung mit einer Zenerdiode anstelle des L7805. Ermöglicht das Laden von Li-Ionen-Akkus.

Verbesserung einer hausgemachten Windmühle

Damit der Generator effizienter arbeitet, müssen Sie ihn zu einem Führungsschaft machen und ihn beweglich am Mast befestigen. Wenn sich dann die Windrichtung ändert, ändert sich auch die Richtung des Windgenerators. Dann tritt das folgende Problem auf: Das Kabel, das vom Generator zum Verbraucher führt, wird um den Mast herum verdrillt. Um dies zu lösen, müssen Sie einen beweglichen Kontakt bereitstellen. Eine fertige Lösung wird bei Ebay und Aliexpress verkauft.

Die unteren drei Drähte - bewegungslos, nach unten und das obere Drahtbündel - sind beweglich, ein Gleitkontakt oder ein Bürstenmechanismus sind im Inneren installiert. Wenn Sie nicht die Möglichkeit haben zu kaufen, seien Sie schlau und lassen Sie sich von der Entscheidung der Designer des Lada-Autos inspirieren, nämlich den beweglichen Kontakt des Signalknopfes am Lenkrad zu implementieren und etwas Ähnliches zu tun. Oder verwenden Sie das Pad aus dem Wasserkocher.

Durch Anschließen der Steckverbinder erhalten Sie einen beweglichen Kontakt.

Leistungsstarker Windgenerator aus improvisierten Mitteln.

Um mehr Leistung zu erhalten, können Sie zwei Optionen verwenden:

1. Ein Generator von einem Schraubendreher (10-50 W);

2. Windgenerator von einem Autogenerator.

Von einem Schraubendreher wird nur ein Motor benötigt. Die Option ähnelt der vorherigen. Sie können Lüfterblätter als Schraube verwenden. Dies erhöht die Gesamtleistung Ihrer Installation.

Hier ist ein Beispiel für die Implementierung eines solchen Projekts:

Achten Sie darauf, wie das Hochschalten hier erfolgt - die Windgeneratorwelle befindet sich im Rohr, an ihrem Ende befindet sich ein Zahnrad, das die Drehung auf das kleinere Zahnrad überträgt, das an der Motorwelle befestigt ist. Eine Erhöhung der Motordrehzahl tritt auch bei industriellen Windkraftanlagen auf. Getriebe werden überall eingesetzt.

In einer hausgemachten Umgebung wird die Herstellung eines Getriebes jedoch zu einem großen Problem.Sie können das Getriebe vom Elektrowerkzeug entfernen. Es wird dort benötigt, um die hohen Umdrehungen auf der Welle des Kommutatormotors auf die normalen Umdrehungen des Spannfutters am Bohrer oder der Scheibe des Schleifers zu senken:

In den Bohrer ist ein Planetengetriebe eingebaut;

• In der Schleifmaschine ist ein Winkelgetriebe installiert (es wird für die Installation einiger Installationen nützlich und verringert die Last vom Heck der Windkraftanlage).

• Zahnrad von einer Handbohrmaschine.

Diese Version eines hausgemachten Windgenerators kann bereits 12-V-Batterien laden. Zur Erzeugung von Ladestrom und -spannung wird jedoch ein Konverter benötigt. Diese Aufgabe kann durch die Verwendung eines Fahrzeuggenerators vereinfacht werden.

Windgenerator vom Autogenerator

Der Automobilgenerator besteht aus einem Stator mit einer dreiphasigen Wicklung und einem Rotor mit einer Bürstenanordnung und einer Erregerspule. Ein solcher Generator ist über eine Diodenbrücke, die gemäß der Larionov-Schaltung zusammengebaut ist, mit der Last verbunden. Er befindet sich normalerweise auf der Rückseite des Generators. Weitere Details finden Sie hier: Wie der Autogenerator funktioniert und funktioniert

Der Vorteil eines solchen Generators ist die Fähigkeit, damit Autobatterien aufzuladen, im Prinzip ist er dafür ausgelegt. Autogeneratoren verfügen über ein eingebautes Spannungsregelungsrelais, sodass keine zusätzlichen Stabilisatoren oder Wandler gekauft werden müssen.

Autofahrer wissen jedoch, dass bei niedrigem Leerlauf von etwa 500 bis 1000 U / min die Leistung eines solchen Generators gering ist und nicht den richtigen Strom zum Laden der Batterie liefert. Dies führt dazu, dass eine Verbindung zum Windrad über ein Getriebe oder einen Riemenantrieb hergestellt werden muss.

Sie können die Anzahl der Umdrehungen bei normaler Windgeschwindigkeit für Ihre Breiten anpassen, indem Sie ein Übersetzungsverhältnis auswählen oder ein richtig ausgelegtes Windrad verwenden.

Hilfreiche Ratschläge

Das vielleicht bequemste Mastdesign für eine Windkraftanlage ist das auf dem Bild gezeigte. Ein solcher Mast wird auf Kabeln gespannt, die an Haltern im Boden befestigt sind, was für Stabilität sorgt.

Wichtig: Die Masthöhe sollte etwa 10 Meter so groß wie möglich sein. In höheren Lagen ist der Wind stärker, da es keine Hindernisse in Form von Bodenstrukturen, Hügeln und Bäumen gibt. Installieren Sie auf keinen Fall einen Windgenerator auf dem Dach Ihres Hauses. Resonanzschwingungen von Befestigungsstrukturen können zur Zerstörung ihrer Wände führen.

Achten Sie auf die Zuverlässigkeit des Trägermastes, da das Design der Windmühle auf der Basis eines solchen Generators erheblich schwerer ist und bereits eine ziemlich ernsthafte Lösung darstellt, die eine autonome Stromversorgung des Hauses mit einem Minimum an Elektrogeräten gewährleisten kann. Geräte, die mit 220 Volt betrieben werden, können von einem Wechselrichter mit 12 bis 220 V betrieben werden. Die gebräuchlichste Version eines solchen Wechselrichters ist unterbrechungsfreie Stromversorgung für PC.

Es ist besser, Dieselgeneratoren zu verwenden, inkl. LKWs, weil sie für niedrige Geschwindigkeiten ausgelegt sind. Im Durchschnitt arbeitet der Dieselmotor eines großen Lastwagens im Drehzahlbereich von 300 bis 3500 U / min.

Moderne Generatoren erzeugen 12 oder 24 Volt, und ein Strom von 100 Ampere ist seit langem normal. Nach einfachen Berechnungen können Sie feststellen, dass ein solcher Generator so viel wie möglich bis zu 1 kW Leistung liefert, und ein Generator von Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, was bereits eine recht anständige Zahl ist.

Was sollte ein Windrad für eine hausgemachte Windkraftanlage sein?

Ich erwähnte im Text, dass das Windrad groß und mit vielen Blättern sein sollte, tatsächlich ist dies nicht so. Diese Aussage galt für jene Mikrogeneratoren, die nicht behaupten, ernsthafte elektrische Maschinen zu sein, sondern Kopien zur Einarbeitung und Freizeitgestaltung.

Tatsächlich ist das Entwerfen, Berechnen und Erstellen eines Windrads eine sehr schwierige Aufgabe.Windenergie wird rationaler genutzt, wenn sie sehr genau ausgeführt wird und das Luftfahrtprofil perfekt angezeigt wird, während sie mit einem minimalen Winkel zur Rotationsebene des Rads installiert werden muss.

Die Wirkleistung der Windräder mit gleichem Durchmesser und unterschiedlicher Blattzahl ist gleich, der Unterschied besteht nur in der Drehzahl. Je weniger Flügel - desto mehr Umdrehungen pro Minute bei gleichem Wind und Durchmesser. Wenn Sie die maximale Geschwindigkeit erreichen möchten, müssen Sie die Flügel so genau wie möglich mit einem minimalen Winkel zur Rotationsebene montieren.

Schauen Sie sich die Tabelle aus einem Buch von 1956 an: „Homemade Wind Farm“, hrsg. DOSAAF Moskau. Es zeigt die Beziehung zwischen Raddurchmesser, Leistung und Drehzahl.

Zu Hause nützen diese theoretischen Berechnungen wenig, Liebhaber stellen Windräder aus improvisierten Mitteln her, folgendes gilt:

• Sperrholz

• Bleche;

• Abwasserrohre aus Kunststoff.

Mit Ihren eigenen Händen können Sie ein Hochgeschwindigkeits-Windrad mit 2 bis 4 Flügeln aus Abwasserrohren zusammenbauen, außer wenn Sie eine Bügelsäge oder ein anderes Schneidwerkzeug benötigen. Die Verwendung dieser Rohre ist auf ihre Form zurückzuführen. Nach dem Trimmen haben sie eine konkave Form, die eine hohe Reaktionsfähigkeit auf Luftströme gewährleistet.

Nach dem Zuschneiden werden sie mit BOLZEN auf einem Metall-, Textolith- oder Sperrholzrohling befestigt. Wenn Sie es aus Sperrholz machen wollen - es ist besser, mehrere Schichten Sperrholz mit Schrauben auf beiden Seiten zu kleben und zu verdrehen, dann können Sie Steifigkeit erreichen.

Hier ist die Idee eines zweiflügeligen Vollrads für einen Schrittmotorgenerator.

Schlussfolgerungen

Sie können eine Windkraftanlage aus kleinen Leistungen - Watteinheiten, zur Stromversorgung einzelner LED-Lampen, Leuchtfeuer und kleiner Geräte - bis hin zu guten Leistungswerten in Kilowatteinheiten, zur Akkumulation von Energie in der Batterie, zur Verwendung in ihrer ursprünglichen Form oder zur Umwandlung von bis zu 220 Volt erstellen. Die Kosten für ein solches Projekt hängen von Ihren Bedürfnissen ab. Das vielleicht teuerste Element sind der Mast und die Batterien. Sie können im Bereich von 300 bis 500 Dollar liegen.