Cómo hacer un generador eólico de bricolaje

¡El viento es energía libre! Así que usémoslo para fines personales. Si la creación de un parque eólico a escala industrial es muy costosa, porque además del generador, se necesitan varios estudios y cálculos, el estado no incurre en dichos costos, y para los inversores en los países de la antigua URSS esto, por alguna razón, no causa mucho interés. En privado, puede hacer un mini molino de viento para sus propias necesidades. Vale la pena entender que el proyecto de convertir su hogar en energía alternativa es una tarea muy costosa.

Como ya se dijo: necesita hacer largas observaciones y cálculos para encontrar la proporción óptima de los tamaños de la rueda de viento y el generador que sea adecuada para su clima, rosa de viento y velocidad media anual del viento.

La eficiencia de una instalación de energía eólica dentro de una región puede variar significativamente, esto se debe al hecho de que el movimiento del viento depende no solo de la zona climática, sino también del terreno.

Sin embargo, puede averiguar qué energía eólica tiene un bajo costo ensamblando una instalación económica para alimentar una carga de baja potencia, como un teléfono inteligente, bombillas o una radio. Con el enfoque adecuado, puede proporcionar electricidad a una casa pequeña o una cabaña de verano.

Veamos cómo puede hacer una instalación simple de energía eólica con sus propias manos.

Molinos de viento de baja potencia de medios improvisados

Un enfriador de computadora es un motor libre de electrones, que en su forma original no representa un valor práctico.

Es necesario rebobinar, ya que en el original los devanados están conectados de forma inapropiada. Bobinas de bobinado alternativamente:

1. En sentido horario;

2. En sentido antihorario;

3. En sentido horario;

4. En sentido antihorario.

Necesita conectar bobinas adyacentes en serie, y es aún mejor enrollar un trozo de cable que pasa de una ranura a otra. En este caso, seleccione el grosor del cable arbitrariamente, será mejor si enrolla tantas vueltas como sea posible, y esto es posible cuando se usa el cable menos delgado.

El voltaje de salida de dicho generador será variable, y su valor dependerá de la velocidad (velocidad del viento), instale un puente de diodos de diodos Schottky para enderezarlo a un diodos constantes y normales, pero será peor, porque será peor, porque el voltaje de 1 a 2 voltios caerá sobre ellos.

Digresión lírica, un poco de teoría

Recuerde que la magnitud del EMF es:

E = BLV,

donde L es la longitud del conductor colocado en un campo magnético; V es la velocidad de rotación del campo magnético;

Al actualizar el generador, solo puede afectar la longitud del conductor, es decir, el número de vueltas de cada una de las bobinas. El número de vueltas determina el voltaje de salida, y el grosor del cable determina la carga de corriente máxima.

En la práctica, es imposible influir en la velocidad del viento. Sin embargo, también hay una manera de salir de esta situación, usted puede, habiendo aprendido la velocidad del viento típica para su área, diseñar un rotor adecuado para revoluciones para una instalación de energía eólica, así como una caja de cambios o transmisión por correa, para garantizar suficientes revoluciones para generar el voltaje que necesita.

IMPORTANTE ¡Más rápido no significa mejor! Si la velocidad de rotación del generador eólico es demasiado alta, su vida útil se reducirá, las propiedades lubricantes de los cojinetes o cojinetes del rotor se deteriorarán, se atascarán y la ruptura del aislamiento del devanado probablemente ocurrirá.

El generador consta de:

Aumentamos la potencia del generador desde un enfriador de computadora

En primer lugar, cuantas más cuchillas y el diámetro de la rueda, mejor, así que mira los refrigeradores de 120 mm.

En segundo lugar, ya hemos dicho que el voltaje también depende del campo magnético, el hecho es que los generadores industriales de alta potencia tienen bobinados de campo, y los de baja potencia tienen imanes fuertes. En el refrigerador, los imanes son extremadamente débiles y no permiten obtener buenos resultados del generador, y el espacio entre el rotor y el estator es muy grande, aproximadamente 1 mm, y esto es con los imanes ya débiles.

La solución a este problema es cambiar radicalmente el diseño del generador. Por el contrario, solo se requiere un impulsor de un enfriador; como generador mismo, utilizamos un motor de una impresora o cualquier otro electrodoméstico. Los motores de cepillo más comunes con excitación de imán permanente.

Como resultado, se verá así.

La potencia de dicho generador es suficiente para alimentar los LED, la radio. No será suficiente recargar el teléfono, el teléfono mostrará el proceso de carga, pero la corriente será extremadamente pequeña, hasta 100 Amperios, con un viento de 5-10 metros por segundo.

Motor paso a paso como generador eólico

Un motor paso a paso es muy común en computadoras y electrodomésticos, en varios reproductores, unidades de disquete (los modelos antiguos de 5.25 ”son interesantes), impresoras (especialmente las de matriz), escáneres, etc.

Estos motores sin alteraciones pueden funcionar como un generador, son un rotor con imanes permanentes y un estator con bobinados, en la figura se muestra un diagrama de conexión típico de un motor paso a paso en modo generador.

Se instala un estabilizador lineal de 5 voltios, tipo L7805, en el circuito, que le permitirá conectar de manera segura los teléfonos móviles a un molino de viento para cargarlos.

En la foto, un generador de un motor paso a paso con palas montadas.

El motor en un caso particular con 4 cables de salida, el circuito, respectivamente, debajo de él. Un motor con tales dimensiones en el modo generador produce aproximadamente 2 W en vientos ligeros (la velocidad del viento es de aproximadamente 3 m / s) y 5 m / s en vientos fuertes (hasta 10 m / s).

Por cierto, aquí hay un circuito similar con un diodo zener, en lugar del L7805. Le permite cargar baterías de iones de litio.

Mejora de un molino casero.

Para que el generador funcione de manera más eficiente, debe convertirlo en un vástago guía y fijarlo en el mástil de forma móvil. Luego, cuando cambia la dirección del viento, cambiará la dirección del generador de viento. Entonces surge el siguiente problema: el cable que va del generador al consumidor se enrollará alrededor del mástil. Para resolver esto, debe proporcionar un contacto móvil. Una solución preparada se vende en Ebay y Aliexpress.

Los tres cables inferiores, inmóviles, bajan y el haz superior de cables, es móvil, hay un contacto deslizante o un mecanismo de cepillo instalado en el interior. Si no tiene la oportunidad de comprar, sea inteligente e, inspirado por la decisión de los diseñadores del automóvil Lada, es decir, la implementación del contacto móvil del botón de señal en el volante y haga algo similar. O use la almohadilla del hervidor eléctrico.

Al conectar los conectores, obtienes un contacto móvil.

Potente generador eólico de medios improvisados.

Para obtener más potencia, puede usar dos opciones:

1. Un generador de un destornillador (10-50 W);

2. Generador de viento de un generador de automóvil.

Solo se necesita un motor de un destornillador, la opción es similar a la anterior, puede usar las aspas del ventilador como un tornillo, esto aumentará la potencia total de su instalación.

Aquí hay un ejemplo de la implementación de dicho proyecto:

Preste atención a cómo se implementa el cambio ascendente del engranaje aquí: el eje del generador eólico está ubicado en la tubería, un engranaje está ubicado en su extremo, que transmite la rotación al engranaje más pequeño fijado al eje del motor. También se produce un aumento en la velocidad del motor en turbinas eólicas industriales. Las cajas de cambios se usan en todas partes.

Sin embargo, en un entorno casero, la fabricación de una caja de cambios se convierte en un gran problema.Puede quitar la caja de engranajes de la herramienta eléctrica, se necesita allí para reducir las altas revoluciones en el eje del motor del conmutador a las revoluciones normales del mandril en el taladro o el disco de amoladora:

Se instala una caja de engranajes planetarios en el taladro;

• Se instala un engranaje angular en la amoladora (será útil para la instalación de algunas instalaciones y reducirá la carga desde la cola de la turbina eólica);

• Engranaje de un taladro de mano.

Esta versión de un generador eólico casero ya puede cargar baterías de 12 V, sin embargo, se necesita un convertidor para generar corriente y voltaje de carga. Esta tarea puede simplificarse utilizando un generador de automóvil.

Generador de viento del generador de coche

El generador de automóvil consta de un estator con un devanado trifásico y un rotor con un conjunto de cepillo y una bobina de excitación. Tal generador está conectado a la carga a través de un puente de diodos ensamblado de acuerdo con el circuito Larionov, generalmente se encuentra en la cubierta posterior del generador. Vea aquí para más detalles: Cómo funciona y funciona el generador de automóviles

La ventaja de un generador de este tipo es la capacidad de usarlo para cargar baterías de automóviles, en principio, está diseñado para esto. Los autogeneradores tienen un relé regulador de voltaje incorporado, que elimina la necesidad de comprar estabilizadores o convertidores adicionales.

Sin embargo, los automovilistas saben que a bajas velocidades de ralentí, alrededor de 500-1000 rpm, la potencia de dicho generador es pequeña y no proporciona la corriente adecuada para cargar la batería. Esto lleva a la necesidad de conectarse a la rueda del viento a través de una caja de cambios o transmisión por correa.

Puede ajustar el número de revoluciones a una velocidad del viento normal para sus latitudes seleccionando una relación de transmisión o utilizando una rueda de viento diseñada adecuadamente.

Consejos útiles

Quizás el diseño de mástil más conveniente para una turbina eólica es el que se muestra en la imagen. Tal mástil se estira sobre cables fijos en soportes en el suelo, lo que garantiza la estabilidad.

Importante: La altura del mástil debe ser lo más grande posible, unos 10 metros. A mayores altitudes, el viento es más fuerte, porque no hay obstáculos en forma de estructuras terrestres, colinas y árboles. En ningún caso, no instale un generador eólico en el techo de su casa. Las vibraciones resonantes de las estructuras de fijación pueden causar la destrucción de sus paredes.

Tenga cuidado con la confiabilidad del mástil portador, porque el diseño del molino de viento sobre la base de dicho generador es significativamente más pesado y ya es una solución bastante seria que puede proporcionar una fuente de alimentación autónoma de la cabaña con un conjunto mínimo de electrodomésticos. Los dispositivos que funcionan con 220 voltios pueden alimentarse desde un inversor de 12-220 V. La versión más común de dicho inversor es fuente de alimentación ininterrumpida para pc.

Es mejor usar generadores diesel, incl. camiones, porque están diseñados para trabajar a bajas velocidades. En promedio, el motor diesel de un camión grande opera en el rango de velocidad de 300 a 3500 rpm.

Los generadores modernos producen 12 o 24 voltios, y una corriente de 100 amperios ha sido normal durante mucho tiempo. Después de un cálculo simple, puede determinar que dicho generador le dará hasta 1 kW de potencia tanto como sea posible, y un generador de Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, que ya es una cifra bastante decente.

¿Qué debería ser una rueda de viento para una turbina eólica casera?

Mencioné en el texto que la rueda de viento debería ser grande y con muchas palas, de hecho, esto no es así. Esta afirmación era cierta para aquellos microgeneradores que no afirman ser máquinas eléctricas serias, sino más bien copias para la familiarización y el ocio.

De hecho, diseñar, calcular y crear una rueda de viento es una tarea muy difícil.La energía eólica se utilizará de manera más racional si se ejecuta con mucha precisión y el perfil de "aviación" se muestra perfectamente, mientras que debe instalarse con un ángulo mínimo al plano de rotación de la rueda.

La potencia real de las ruedas de viento con el mismo diámetro y un número diferente de palas es la misma, la diferencia está solo en la velocidad de su rotación. Cuantas menos alas, más revoluciones por minuto, con el mismo viento y diámetro. Si va a alcanzar la velocidad máxima, debe montar las alas con la mayor precisión posible con un ángulo mínimo al plano de su rotación.

Echa un vistazo a la tabla de un libro de 1956, "Homemade Wind Farm", ed. DOSAAF Moscú. Muestra la relación entre el diámetro de la rueda, la potencia y las rpm.

En casa, estos cálculos teóricos tienen poco uso, los amantes hacen ruedas de viento con medios improvisados, lo siguiente dice:

• Contrachapado

• Hojas de metal;

• Tubos de alcantarillado de plástico.

Con sus propias manos, puede ensamblar una rueda de viento de 2-4 paletas de alta velocidad a partir de tuberías de alcantarillado, a excepción de que necesita una sierra para metales o cualquier otra herramienta de corte. El uso de estas tuberías se debe a su forma, después del corte tienen una forma cóncava, lo que garantiza una alta capacidad de respuesta a los flujos de aire.

Después de recortar, se fijan con PERNOS en una pieza de metal, textolita o madera contrachapada. Si va a hacerlo de madera contrachapada: es mejor pegar y torcer varias capas de madera contrachapada con tornillos en ambos lados, entonces puede lograr la rigidez.

Aquí está la idea de un impulsor sólido de dos palas para un generador de motor paso a paso.

Conclusiones

Puede realizar una instalación de energía eólica desde pequeñas potencias: unidades de vatios, para alimentar lámparas LED individuales, balizas y pequeños equipos, hasta buenos valores de potencia en unidades de kilovatios, acumular energía en la batería, usarla en su forma original o convertir hasta 220 voltios. El costo de dicho proyecto dependerá de sus necesidades, quizás el elemento más costoso es el mástil y las baterías, puede oscilar entre 300 y 500 dólares.