Πώς να φτιάξετε μια ανεμογεννήτρια do-it-yourself

Ο άνεμος είναι ελεύθερη ενέργεια! Ας το χρησιμοποιήσουμε για προσωπικούς σκοπούς. Εάν η δημιουργία ενός αιολικού πάρκου σε μια βιομηχανική κλίμακα είναι πολύ δαπανηρή, διότι εκτός από τη γεννήτρια είναι αναγκαίες και ορισμένες μελέτες και υπολογισμοί, το κράτος δεν αναλαμβάνει τέτοιες δαπάνες και για τους επενδυτές στις χώρες της πρώην ΕΣΣΔ αυτό, για κάποιο λόγο, δεν προκαλεί μεγάλο ενδιαφέρον. Σε ιδιωτικό χώρο, μπορείτε να φτιάξετε έναν μίνι ανεμόμυλο για τις δικές σας ανάγκες. Θα πρέπει να γίνει κατανοητό ότι το έργο μετατροπής του σπιτιού σας σε εναλλακτική ενέργεια είναι μια πολύ δαπανηρή επιχείρηση.

Όπως ήδη είπατε: πρέπει να κάνετε μακρές παρατηρήσεις και υπολογισμούς για να βρείτε τη βέλτιστη αναλογία των μεγεθών του ανεμοστρόβιλου και της γεννήτριας που είναι κατάλληλες για το κλίμα σας, το ανέβασμα ανέμου και τη μέση ετήσια ταχύτητα ανέμου.

Η αποδοτικότητα μιας εγκατάστασης αιολικής ενέργειας σε μια περιοχή μπορεί να ποικίλει σημαντικά, αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η κίνηση του ανέμου εξαρτάται όχι μόνο από την κλιματική ζώνη αλλά και από το έδαφος.

Ωστόσο, μπορείτε να μάθετε ποια είναι η αιολική ενέργεια με χαμηλό κόστος συγκεντρώνοντας μια εγκατάσταση προϋπολογισμού για να τροφοδοτήσει ένα φορτίο χαμηλής ισχύος, όπως ένα smartphone, λαμπτήρες ή ένα ραδιόφωνο. Με την κατάλληλη προσέγγιση, μπορείτε να παρέχετε ηλεκτρική ενέργεια σε ένα μικρό σπίτι ή ένα καλοκαιρινό εξοχικό σπίτι.

Ας δούμε πώς μπορείτε να φτιάξετε μια απλή εγκατάσταση αιολικής ενέργειας με τα χέρια σας.

Ανεμόμυλοι χαμηλής ισχύος από αυτοσχέδια μέσα

Ένα ψυγείο υπολογιστή είναι ένας κινητήρας χωρίς ψήκτρες που στην αρχική του μορφή δεν αντιπροσωπεύει πρακτική αξία.

Πρέπει να επανατυλίγεται, καθώς στο πρωτότυπο οι περιελίξεις συνδέονται ακατάλληλα. Περιστρεφόμενα πηνία εναλλάξ:

1. Δεξιόστροφα.

2. Αντίθετα προς τη φορά των δεικτών του ρολογιού

3. Δεξιόστροφα.

4. Αντίθετη φορά.

Θα χρειαστεί να συνδέσετε τα γειτονικά πηνία σε σειρά και είναι ακόμα καλύτερο να ανεμοιώνετε ένα κομμάτι σύρμα που περνάει από το ένα αυλάκι στο άλλο. Σε αυτή την περίπτωση, επιλέξτε αυθαίρετα το πάχος του καλωδίου, θα είναι καλύτερα να ανεμονώσετε όσο το δυνατόν περισσότερες στροφές και αυτό είναι δυνατό όταν χρησιμοποιείτε το λιγότερο λεπτό σύρμα.

Η τάση εξόδου από μια τέτοια γεννήτρια θα είναι μεταβλητή και η τιμή της θα εξαρτάται από την ταχύτητα (ταχύτητα ανέμου), θα εγκαταστήσει μια δίοδο γέφυρα από τις δίοδοι Schottky για να την ευθυγραμμίσει σε μια σταθερή, συνηθισμένη δίοδο, αλλά θα είναι χειρότερη, επειδή τάση από 1 έως 2 βολτ θα πέσει πάνω τους.

Λυρική απόκλιση, λίγη θεωρία

Θυμηθείτε ότι το μέγεθος του EMF είναι:

Ε = BLV,

όπου L είναι το μήκος του αγωγού που τοποθετείται σε μαγνητικό πεδίο. V είναι η ταχύτητα περιστροφής του μαγνητικού πεδίου.

Κατά την αναβάθμιση της γεννήτριας, μπορείτε να επηρεάσετε μόνο το μήκος του αγωγού, δηλαδή τον αριθμό των στροφών του καθενός από τα πηνία. Ο αριθμός των στροφών καθορίζει την τάση εξόδου και το πάχος του σύρματος καθορίζει το μέγιστο φορτίο ρεύματος.

Στην πράξη, είναι αδύνατο να επηρεάσουμε την ταχύτητα του ανέμου. Ωστόσο, υπάρχει και μια διέξοδος από αυτή την κατάσταση, έχοντας μάθει την τυπική ταχύτητα του ανέμου για την περιοχή σας, μπορείτε να σχεδιάσετε ένα ρότορα κατάλληλο για περιστροφές για μια εγκατάσταση αιολικής ενέργειας, καθώς και ένα κιβώτιο ταχυτήτων ή ιμάντα, για να εξασφαλίσετε επαρκείς στροφές για να δημιουργήσετε την τάση που χρειάζεστε.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Ταχύτερη δεν σημαίνει καλύτερη! Εάν η ταχύτητα περιστροφής της ανεμογεννήτριας είναι πολύ υψηλή, η διάρκεια ζωής της θα μειωθεί, οι λιπαντικές ιδιότητες των δακτυλίων ή των ρουλεμάν του δρομέα θα επιδεινωθούν και θα μπλοκαριστούν και πιθανότατα θα συμβεί η διάσπαση της μόνωσης τυλίγματος στη γεννήτρια.

Η γεννήτρια αποτελείται από:

Αυξάνουμε την ισχύ της γεννήτριας από ένα ψυγείο υπολογιστή

Πρώτον, όσο περισσότερες λεπίδες και η διάμετρος του τροχού, τόσο καλύτερα βλέπετε τους ψύκτες των 120 mm.

Δεύτερον, έχουμε ήδη πει ότι η τάση εξαρτάται από το μαγνητικό πεδίο, το γεγονός είναι ότι οι βιομηχανικές γεννήτριες υψηλής ισχύος έχουν περιελίξεις πεδίου, ενώ οι χαμηλής ισχύος έχουν ισχυρούς μαγνήτες. Στο ψυγείο, οι μαγνήτες είναι εξαιρετικά αδύναμοι και δεν επιτρέπουν την επίτευξη καλών αποτελεσμάτων από τη γεννήτρια και το κενό μεταξύ του δρομέα και του στάτορα είναι πολύ μεγάλο - περίπου 1 mm, και αυτό συμβαίνει με τους ήδη αδύναμους μαγνήτες.

Η λύση αυτού του προβλήματος είναι να αλλάξει ριζικά ο σχεδιασμός της γεννήτριας. Αντίθετα, από ένα ψυγείο απαιτείται μόνο μια πτερωτή · ως ίδια η γεννήτρια χρησιμοποιούμε έναν κινητήρα από έναν εκτυπωτή ή οποιαδήποτε άλλη οικιακή συσκευή. Οι πιο συνηθισμένοι κινητήρες βούρτσας με διέγερση με μόνιμο μαγνήτη.

Ως αποτέλεσμα, θα μοιάζει με αυτό.

Η ισχύς μιας τέτοιας γεννήτριας είναι αρκετή για να τροφοδοτήσει τα LED, το ραδιόφωνο. Δεν θα είναι αρκετό να επαναφορτίσετε το τηλέφωνο, το τηλέφωνο θα εμφανίσει τη διαδικασία φόρτισης, αλλά το ρεύμα θα είναι εξαιρετικά μικρό, μέχρι 100 Amperes, με άνεμο 5-10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.

Βηματικός κινητήρας ως ανεμογεννήτρια

Ένας κινητήρας stepper είναι πολύ συνηθισμένος σε υπολογιστές και οικιακές συσκευές, σε διάφορους παίκτες, δισκέτες (ενδιαφέροντα παλιά μοντέλα 5.25 "), εκτυπωτές (ειδικά matrix), σαρωτές κλπ.

Αυτοί οι κινητήρες χωρίς μεταβολές μπορούν να λειτουργήσουν ως γεννήτρια, είναι ένας ρότορας με μόνιμους μαγνήτες και ένας στάτορας με περιελίξεις, ένα τυπικό διάγραμμα σύνδεσης ενός βηματικού κινητήρα σε λειτουργία γεννήτριας φαίνεται στο σχήμα.

Ένας γραμμικός σταθεροποιητής 5 V, τύπου L7805, είναι εγκατεστημένος στο κύκλωμα, ο οποίος θα σας επιτρέψει να συνδέσετε με ασφάλεια τα κινητά τηλέφωνα σε έναν τέτοιο ανεμόμυλο για να τα φορτίσετε.

Στη φωτογραφία, μια γεννήτρια από ένα βηματικό μοτέρ με τοποθετημένες λεπίδες.

Ο κινητήρας σε μια συγκεκριμένη περίπτωση με 4 καλώδια εξόδου, το κύκλωμα, αντίστοιχα, κάτω από αυτό. Ένας κινητήρας με τέτοιες διαστάσεις στη λειτουργία γεννήτριας παράγει περίπου 2 W σε ελαφρούς ανέμους (ταχύτητα ανέμου περίπου 3 m / s) και 5 m / s σε ισχυρούς ανέμους (μέχρι 10 m / s).

Με την ευκαιρία, εδώ υπάρχει ένα παρόμοιο κύκλωμα με μια δίοδο zener, αντί για το L7805. Σας επιτρέπει να φορτίζετε μπαταρίες ιόντων λιθίου.

Βελτίωση ενός σπιτιού ανεμόμυλου

Προκειμένου η γεννήτρια να λειτουργήσει πιο αποτελεσματικά, πρέπει να την καταστήσετε ένα στέλεχος καθοδήγησης και να το στερεώσετε στον ιστό με δυνατότητα κίνησης. Στη συνέχεια, όταν η κατεύθυνση του ανέμου αλλάξει, η κατεύθυνση της γεννήτριας αέρα θα αλλάξει. Στη συνέχεια, προκύπτει το ακόλουθο πρόβλημα - το καλώδιο που πηγαίνει από τη γεννήτρια στον καταναλωτή θα περιστραφεί γύρω από τον ιστό. Για να το λύσετε αυτό πρέπει να παρέχετε μια κινητή επαφή. Μια έτοιμη λύση πωλείται σε Ebay και Aliexpress.

Τα κάτω τρία σύρματα - ακίνητα, κατεβαίνουν και η ανώτερη δέσμη καλωδίων - είναι κινητά, μια εσωτερική ολισθαίνουσα επαφή ή μηχανισμός βουρτσίσματος. Εάν δεν έχετε την ευκαιρία να αγοράσετε, να είστε έξυπνοι και εμπνευσμένοι από την απόφαση των σχεδιαστών του αυτοκινήτου Lada, δηλαδή την εφαρμογή της κινητής επαφής του κουμπιού σήματος στο τιμόνι και κάντε κάτι παρόμοιο. Ή χρησιμοποιήστε το μαξιλάρι από τον ηλεκτρικό βραστήρα.

Συνδέοντας τους συνδετήρες, έχετε μια κινητή επαφή.

Ισχυρή ανεμογεννήτρια από αυτοσχέδια μέσα.

Για να έχετε περισσότερη ισχύ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δύο επιλογές:

1. Γεννήτρια από κατσαβίδι (10-50 W).

2. Γεννήτρια αιολικής ενέργειας από μια γεννήτρια αυτοκινήτων.

Από ένα κατσαβίδι, χρειάζεστε μόνο έναν κινητήρα, η επιλογή είναι παρόμοια με την προηγούμενη, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις λεπίδες του ανεμιστήρα ως βίδα, με αποτέλεσμα να αυξήσετε τη συνολική ισχύ της εγκατάστασής σας.

Ακολουθεί ένα παράδειγμα εφαρμογής ενός τέτοιου έργου:

Δώστε προσοχή στον τρόπο εφαρμογής της αλλαγής ταχυτήτων - ο άξονας του ανεμογεννήτη βρίσκεται στον αγωγό, ενώ στο άκρο του βρίσκεται ένα γρανάζι, το οποίο μεταδίδει περιστροφή στο μικρότερο κιβώτιο ταχυτήτων που είναι στερεωμένο στον άξονα του κινητήρα. Μια αύξηση στις στροφές του κινητήρα συμβαίνει επίσης σε βιομηχανικές ανεμογεννήτριες. Τα κιβώτια ταχυτήτων χρησιμοποιούνται παντού.

Ωστόσο, σε ένα περιβάλλον σπιτιού, η κατασκευή ενός κιβωτίου ταχυτήτων γίνεται ένα μεγάλο πρόβλημα.Μπορείτε να αφαιρέσετε το κιβώτιο ταχυτήτων από το ηλεκτρικό εργαλείο, είναι απαραίτητο εκεί για να χαμηλώσετε τις υψηλές στροφές του άξονα του κινητήρα του ηλεκτροκινητήρα στις κανονικές στροφές του σφιγκτήρα στο τρυπάνι ή στο δίσκο του μύλου:

Στο εργαλείο εγκαθίσταται ένα πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων.

• Στην άλεση εγκαθίσταται ένας γωνιακός μηχανισμός (θα καταστεί χρήσιμος για την εγκατάσταση ορισμένων εγκαταστάσεων και θα μειώσει το φορτίο από την ουρά της ανεμογεννήτριας).

• Τα εργαλεία από ένα τρυπάνι.

Αυτή η έκδοση μιας σπιτικής γεννήτριας αιολικής ενέργειας μπορεί ήδη να φορτίζει μπαταρίες 12 V, ωστόσο, απαιτείται μετατροπέας για τη δημιουργία ρεύματος φόρτισης και τάσης. Αυτή η εργασία μπορεί να απλοποιηθεί χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια αυτοκινήτων.

Ανεμογεννήτρια από γεννήτρια αυτοκινήτων

Η γεννήτρια αυτοκινήτων αποτελείται από έναν στάτορα με τριφασική περιέλιξη και έναν ρότορα με μια διάταξη πινέλου και ένα πηνίο διέγερσης. Μια τέτοια γεννήτρια συνδέεται με το φορτίο μέσω μιας γέφυρας δίοδος συναρμολογημένης σύμφωνα με το κύκλωμα Larionov, συνήθως βρίσκεται στο πίσω κάλυμμα της γεννήτριας. Δείτε εδώ για περισσότερες λεπτομέρειες: Πώς λειτουργεί η γεννήτρια αυτοκινήτων και λειτουργεί

Το πλεονέκτημα μιας τέτοιας γεννήτριας είναι η δυνατότητα χρήσης της για τη φόρτιση συσσωρευτών αυτοκινήτων, καταρχήν, έχει σχεδιαστεί για αυτό. Οι αυτογενείς γεννήτριες διαθέτουν ενσωματωμένο ρελέ ρύθμισης τάσης, ο οποίος εξαλείφει την ανάγκη αγοράς πρόσθετων σταθεροποιητών ή μετατροπέων.

Ωστόσο, οι οδηγοί γνωρίζουν ότι σε χαμηλές στροφές ρελαντί, περίπου 500-1000 σ.α.λ., η ισχύς μιας τέτοιας γεννήτριας είναι μικρή και δεν παρέχει το κατάλληλο ρεύμα για τη φόρτιση της μπαταρίας. Αυτό οδηγεί στην ανάγκη σύνδεσης με τον άνεμο μέσω ενός κιβωτίου ταχυτήτων ή μιας κίνησης ιμάντα.

Μπορείτε να ρυθμίσετε τον αριθμό των στροφών με κανονική ταχύτητα ανέμου για τα γεωγραφικά πλάτη σας, επιλέγοντας μια σχέση μετάδοσης ή χρησιμοποιώντας έναν σωστά σχεδιασμένο ανεμογενή τροχό.

Χρήσιμες Συμβουλές

Ίσως ο πιο βολικός σχεδιασμός ιστού για μια ανεμογεννήτρια είναι αυτός που φαίνεται στην εικόνα. Ένας τέτοιος ιστός είναι τεντωμένος πάνω σε καλώδια που στερεώνονται πάνω στα στηρίγματα στο έδαφος, γεγονός που εξασφαλίζει σταθερότητα.

Σημαντικό: Το ύψος του ιστού πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερο από 10 μέτρα. Σε υψηλότερα υψόμετρα, ο άνεμος είναι ισχυρότερος, επειδή δεν υπάρχουν εμπόδια υπό μορφή δομών εδάφους, λόφων και δέντρων. Σε καμία περίπτωση μην εγκαταστήσετε μια ανεμογεννήτρια στην οροφή του σπιτιού σας. Οι συντονισμένες δονήσεις δομών στερέωσης μπορούν να προκαλέσουν την καταστροφή των τοίχων τους.

Φροντίστε για την αξιοπιστία του ιστού φορέα, επειδή ο σχεδιασμός του ανεμόμυλου με βάση μια τέτοια γεννήτρια είναι σημαντικά πιο βαρύς και είναι ήδη μια αρκετά σοβαρή λύση που μπορεί να παρέχει αυτόνομη τροφοδοσία του εξοχικού σπιτιού με ένα ελάχιστο σύνολο ηλεκτρικών συσκευών. Οι συσκευές που λειτουργούν με 220 βολτ μπορούν να τροφοδοτηθούν από ένα μετατροπέα 12-220 V. Η πιο κοινή έκδοση ενός τέτοιου μετατροπέα είναι αδιάλειπτη παροχή ρεύματος για τον υπολογιστή.

Είναι προτιμότερο να χρησιμοποιείτε γεννήτριες ντίζελ, επειδή είναι σχεδιασμένα να λειτουργούν σε χαμηλές ταχύτητες. Κατά μέσο όρο, ο κινητήρας ντήζελ ενός μεγάλου φορτηγού λειτουργεί σε ταχύτητα από 300 έως 3500 σ.α.λ.

Οι σύγχρονες γεννήτριες παράγουν 12 ή 24 βολτ και ένα ρεύμα των 100 αμπέρ είναι από καιρό κανονικό. Μετά από απλούς υπολογισμούς, μπορείτε να διαπιστώσετε ότι μια τέτοια γεννήτρια θα σας δώσει όσο το δυνατόν περισσότερη ισχύ έως 1 kW και μια γεννήτρια από Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, η οποία είναι ήδη αρκετά αξιοπρεπής.

Τι θα πρέπει να είναι ένας άνεμος για μια σπιτική ανεμογεννήτρια;

Αναφέρω στο κείμενο ότι ο τροχός του ανέμου πρέπει να είναι μεγάλος και με πολλές λεπίδες, στην πραγματικότητα, αυτό δεν συμβαίνει. Αυτή η δήλωση ήταν αληθινή για εκείνους τους μικροπαραγωγούς που δεν ισχυρίζονται ότι είναι σοβαρές ηλεκτρικές μηχανές, αλλά αντίγραφα για εξοικείωση και αναψυχή.

Στην πραγματικότητα, ο σχεδιασμός, ο υπολογισμός και η δημιουργία ενός τροχού ανέμου είναι ένα πολύ δύσκολο έργο.Η αιολική ενέργεια θα χρησιμοποιηθεί πιο ορθολογικά εάν εκτελείται με μεγάλη ακρίβεια και το προφίλ "αεροπορίας" εμφανίζεται τέλεια, ενώ πρέπει να τοποθετείται με ελάχιστη γωνία ως προς το επίπεδο περιστροφής του τροχού.

Η πραγματική ισχύς των ανεμογεννητριών με την ίδια διάμετρο και διαφορετικό αριθμό λεπίδων είναι η ίδια, η διαφορά είναι μόνο στην ταχύτητα της περιστροφής τους. Όσο λιγότερα είναι τα φτερά - τόσο περισσότερες στροφές ανά λεπτό, με τον ίδιο άνεμο και διάμετρο. Εάν πρόκειται να επιτύχετε μέγιστη ταχύτητα, πρέπει να τοποθετήσετε τα πτερύγια όσο το δυνατόν ακριβέστερα με ελάχιστη γωνία προς το επίπεδο περιστροφής τους.

Δείτε το τραπέζι από ένα βιβλίο του 1956, "Homemade Wind Farm", ed. DOSAAF Μόσχα. Δείχνει τη σχέση μεταξύ της διαμέτρου του τροχού, της ισχύος και των στροφών.

Στο σπίτι, αυτοί οι θεωρητικοί υπολογισμοί δίνουν λίγη χρησιμότητα, οι ερασιτέχνες κάνουν τροχούς από αυτοσχέδιες μέσες, οι εξής:

• Κόντρα πλακέ

• Φύλλα από μέταλλο.

• Πλαστικοί σωλήνες αποχέτευσης.

Με τα δικά σας χέρια, μπορείτε να συναρμολογήσετε ένα υψηλής ταχύτητας 2-4 πτερύγιο άνεμος πτερυγίων από σωλήνες αποχέτευσης, εκτός από αυτά που χρειάζεστε ένα hacksaw ή οποιοδήποτε άλλο εργαλείο κοπής. Η χρήση αυτών των σωλήνων οφείλεται στο σχήμα τους, μετά την κοπή τους έχουν κοίλο σχήμα, γεγονός που εξασφαλίζει υψηλή ανταπόκριση στις ροές του αέρα.

Μετά το κόψιμο, στερεώνονται με το BOLTS σε ένα μέταλλο, τεστολίτη ή κόντρα πλακέ. Εάν πρόκειται να το κάνετε από κόντρα πλακέ - είναι καλύτερο να κολλήσετε και να στρίψετε πολλά στρώματα κόντρα πλακέ με βίδες και στις δύο πλευρές, τότε μπορείτε να επιτύχετε ακαμψία.

Εδώ είναι η ιδέα δύο στερεών πτερωτών με πτερύγια για μια γεννήτρια βηματικών κινητήρων.

Συμπεράσματα

Μπορείτε να φτιάξετε μια εγκατάσταση αιολικής ενέργειας από μικρές δυνάμεις - μονάδες watt, για να τροφοδοτήσετε μεμονωμένους λαμπτήρες LED, φάρους και μικρό εξοπλισμό, σε καλές τιμές ισχύος σε μονάδες κιλοβάτ, να συσσωρεύσετε ενέργεια στην μπαταρία, να την χρησιμοποιήσετε στην αρχική της μορφή ή να μετατρέψετε έως και 220 volts. Το κόστος ενός τέτοιου έργου θα εξαρτηθεί από τις ανάγκες σας, ίσως το πιο ακριβό στοιχείο είναι ο ιστός και οι μπαταρίες, μπορεί να κυμαίνεται από 300-500 δολάρια.