categorieën: Ervaring delen, Autonome voeding
Aantal keer bekeken: 30664
Reacties op het artikel: 0

Hoe maak je een doe-het-zelf windgenerator

 

Wind is gratis energie! Laten we het dus voor persoonlijke doeleinden gebruiken. Als de oprichting van een windmolenpark op industriële schaal erg duur is, omdat naast de generator een aantal studies en berekeningen nodig zijn, maakt de staat dergelijke kosten niet, en voor investeerders in de landen van de voormalige USSR veroorzaakt dit om de een of andere reden niet veel belangstelling. U kunt privé een mini-windmolen maken voor uw eigen behoeften. Het is de moeite waard om te begrijpen dat het project van het omzetten van uw huis in alternatieve energie een zeer dure onderneming is.

Zoals reeds vermeld: u moet langdurige observaties en berekeningen maken om de optimale verhouding tussen de afmetingen van het windwiel en de generator te vinden die geschikt is voor uw klimaat, windroos en gemiddelde jaarlijkse windsnelheid.

Gemiddelde jaarlijkse windschering

De efficiëntie van een windenergie-installatie binnen een regio kan aanzienlijk variëren, dit is te wijten aan het feit dat de beweging van de wind niet alleen afhankelijk is van de klimaatzone, maar ook van het terrein.

Windgenerator

U kunt echter ontdekken wat windenergie tegen lage kosten is door een budgetinstallatie samen te stellen om een ​​energiezuinige belasting aan te drijven, zoals een smartphone, gloeilampen of een radio. Met de juiste aanpak kunt u elektriciteit leveren aan een klein huis of een zomerhuisje.

Zelfgemaakte windgenerator

Laten we eens kijken hoe je zelf een eenvoudige windgestuurde installatie kunt maken.


Windmolens met laag vermogen van geïmproviseerde middelen

Een computerkoeler is een borstelloze motor die in zijn oorspronkelijke vorm geen praktische waarde vertegenwoordigt.

Een windmolen met laag vermogen maken

Het moet worden teruggespoeld, omdat in het origineel de wikkelingen onjuist zijn aangesloten. Afwisselend wikkelen:

  1. Met de klok mee;

  2. Tegen de klok;

  3. Met de klok mee;

  4. Tegen de klok in.

wikkelingen

U moet aangrenzende spoelen in serie verbinden en het is zelfs beter om een ​​stuk draad te winden dat van de ene groef naar de andere gaat. Selecteer in dit geval de dikte van de draad willekeurig, het is beter als u zoveel mogelijk windingen windt, en dit is mogelijk bij het gebruik van de minst dunne draad.

De uitgangsspanning van een dergelijke generator zal variabel zijn en de waarde ervan hangt af van de snelheid (windsnelheid), installeer een diodebrug van Schottky-diodes om deze recht te zetten naar een gewone, gewone diodes zullen doen, maar het zal erger zijn, omdat spanning van 1 tot 2 volt zal op hen vallen.


Lyrische uitweiding, een beetje theorie

Vergeet niet dat de omvang van de EMF is:

E = BLV,

waarbij L de lengte is van de geleider die in een magnetisch veld is geplaatst; V is de rotatiesnelheid van het magnetische veld;

Bij het upgraden van de generator kunt u alleen de lengte van de geleider beïnvloeden, dat wil zeggen het aantal windingen van elk van de spoelen. Het aantal windingen bepaalt de uitgangsspanning en de draaddikte bepaalt de maximale stroombelasting.

In de praktijk is het onmogelijk om de windsnelheid te beïnvloeden. Er is echter ook een uitweg uit deze situatie, u kunt, na de typische windsnelheid voor uw gebied te hebben geleerd, een rotor ontwerpen die geschikt is voor revoluties voor een windenergie-installatie, evenals een versnellingsbak of riemaandrijving, om voldoende omwentelingen te waarborgen om de spanning te genereren die u nodig hebt.


BELANGRIJK: Sneller betekent niet beter !!! Als de rotatiesnelheid van de windgenerator te hoog is, wordt de levensduur ervan verkort, zullen de smeereigenschappen van de rotorbussen of lagers verslechteren en vastlopen en zal de isolatie van de wikkeling in de generator hoogstwaarschijnlijk optreden.

De generator bestaat uit:

Zelfgemaakt windgenerator apparaat

We vergroten het vermogen van de generator via een computerkoeler

Ten eerste, hoe meer bladen en de diameter van het wiel, hoe beter, dus kijk naar de 120 mm-koelers.

Ten tweede hebben we al gezegd dat de spanning afhankelijk is van het magnetische veld, het feit is dat industriële generatoren met hoog vermogen veldwikkelingen hebben en die met laag vermogen sterke magneten. In de koeler zijn de magneten extreem zwak en laten ze geen goede resultaten van de generator toe, en de opening tussen de rotor en de stator is erg groot - ongeveer 1 mm, en dit is met de reeds zwakke magneten.

koeler

De oplossing voor dit probleem is om het ontwerp van de generator radicaal te veranderen. In plaats daarvan is alleen een waaier vereist van een koeler; als generator zelf gebruiken we een motor van een printer of andere huishoudelijke apparaten. De meest voorkomende borstelmotoren met permanente magneetexcitatie.

Hierdoor ziet het er zo uit.

Waaier voor een windgenerator

De kracht van een dergelijke generator is voldoende om de LED's, de radio, van stroom te voorzien. Het volstaat niet om de telefoon op te laden, de telefoon zal het laadproces weergeven, maar de stroom zal extreem klein zijn, tot 100 Ampère, met een wind van 5-10 meter per seconde.


Stappenmotor als windgenerator

Een stappenmotor is heel gebruikelijk in computer- en huishoudelijke apparaten, in verschillende spelers, diskettes (oude 5.25 "-modellen zijn interessant), printers (vooral matrixmodellen), scanners, enz.

Deze motoren kunnen zonder wijzigingen als een generator werken, ze zijn een rotor met permanente magneten en een stator met wikkelingen, een typisch aansluitschema van een stappenmotor in generatormodus wordt in de afbeelding getoond.

Stappenmotor

Een 5 Volt lineaire stabilisator, type L7805, is in het circuit geïnstalleerd, waarmee u mobiele telefoons veilig op een dergelijke windmolen kunt aansluiten om ze op te laden.

Stappenmotor

Op de foto een generator van een stappenmotor met gemonteerde bladen.

De motor in een bepaald geval met 4 uitgangsdraden, respectievelijk het circuit eronder. Een motor met dergelijke afmetingen in de generatormodus produceert ongeveer 2 W bij lichte wind (windsnelheid is ongeveer 3 m / s) en 5 m / s bij sterke wind (tot 10 m / s).

Overigens is hier een soortgelijk circuit met een zenerdiode, in plaats van de L7805. Hiermee kunt u Li-ion-batterijen opladen.

Zener-diodecircuit

Verbetering van een zelfgemaakte windmolen

Om de generator efficiënter te laten werken, moet u er een geleideschacht van maken en deze beweegbaar op de mast bevestigen. Wanneer de windrichting dan verandert, zal de richting van de windgenerator veranderen. Dan doet zich het volgende probleem voor - de kabel die van de generator naar de consument gaat, zal rond de mast worden gedraaid. Om dit op te lossen, moet u een beweegbaar contact verstrekken. Een kant-en-klare oplossing wordt verkocht op Ebay en AliExpress.

kabel

De onderste drie draden - onbeweeglijk, ga naar beneden en de bovenste bundel met draden - is beweegbaar, een glijdend contact of een borstelmechanisme is binnen geïnstalleerd. Als je niet in de gelegenheid bent om te kopen, wees slim en geïnspireerd door de beslissing van de ontwerpers van de Lada-auto, namelijk de implementatie van het beweegbare contact van de signaalknop op het stuur en doe iets soortgelijks. Of gebruik het kussen van de waterkoker.

Contactkussen van de waterkoker

Door de connectoren aan te sluiten, krijgt u een beweegbaar contact.

Krachtige windgenerator van geïmproviseerde middelen.

Om meer kracht te krijgen, kunt u twee opties gebruiken:

1. Een generator van een schroevendraaier (10-50 W);

2. Windgenerator van een autogenerator.

Van een schroevendraaier hebt u alleen een motor nodig, de optie is vergelijkbaar met de vorige, u kunt ventilatorbladen gebruiken als een schroef, dit verhoogt het totale vermogen van uw installatie.

Hier is een voorbeeld van de implementatie van een dergelijk project:

Zelfgemaakte windmolen

Let op hoe het versnellingsopschakelen hier wordt geïmplementeerd - de as van de windgenerator bevindt zich in de pijp, een versnelling bevindt zich aan het uiteinde ervan, dat rotatie overbrengt naar het kleinere tandwiel dat op de motoras is bevestigd. Een toename van het motortoerental treedt ook op bij industriële windturbines. Overal worden versnellingsbakken gebruikt.

Hoe werkt een windturbine

In een thuisomgeving wordt het produceren van een versnellingsbak echter een groot probleem.U kunt de versnellingsbak van het elektrische gereedschap verwijderen, het is daar nodig om de hoge omwentelingen op de as van de commutatormotor te verlagen naar de normale omwentelingen van de boorkop op de boor of de schijf van de slijpmachine:

Een planetaire versnellingsbak is in de boor geïnstalleerd;

  • Er is een hoekoverbrenging in de molen geïnstalleerd (dit zal nuttig worden voor de installatie van sommige installaties en zal de belasting van de staart van de windturbine verminderen);

  • Uitrusting van een handboor.

Windmolen elementen

Deze versie van een zelfgemaakte windgenerator kan al 12 V-batterijen opladen, maar er is een converter nodig om laadstroom en spanning te genereren. Deze taak kan worden vereenvoudigd door een autogenerator te gebruiken.



Windgenerator van autogenerator

De auto-generator bestaat uit een stator met een driefasige wikkeling en een rotor met een borstelsamenstel en een excitatiespoel. Een dergelijke generator is verbonden met de belasting via een diodebrug geassembleerd volgens het Larionov-circuit, deze bevindt zich meestal op de achterkant van de generator. Zie hier voor meer informatie: Hoe de autogenerator werkt en werkt

Windgenerator van autogenerator

Het voordeel van een dergelijke generator is de mogelijkheid om deze te gebruiken om autobatterijen op te laden, in principe is hij hiervoor ontworpen. Autogeneratoren hebben een ingebouwd spanningsregelrelais, waardoor er geen extra stabilisatoren of converters hoeven te worden gekocht.

Automobilisten weten echter dat bij laag stationair toerental, ongeveer 500-1000 tpm, het vermogen van een dergelijke generator klein is en het niet de juiste stroom levert om de batterij op te laden. Dit leidt tot de noodzaak om verbinding te maken met het windwiel via een versnellingsbak of riemaandrijving.

U kunt het aantal omwentelingen bij een normale windsnelheid aanpassen aan uw breedtegraden door een overbrengingsverhouding te selecteren of een goed ontworpen windwiel te gebruiken.


Handige tips

Mast van een windmolen

Misschien wel het handigste voor het herhalen van het mastontwerp voor een windturbine wordt op de afbeelding getoond. Een dergelijke mast wordt uitgerekt op kabels die op houders in de grond zijn bevestigd, wat stabiliteit garandeert.

Bouw van een mast voor een windmolen

Het is belangrijk om: De masthoogte moet zo groot mogelijk zijn ongeveer 10 meter. Op grotere hoogten is de wind sterker, omdat er geen obstakels zijn in de vorm van grondstructuren, heuvels en bomen. Installeer in geen geval een windgenerator op het dak van uw huis. Resonante trillingen van bevestigingsconstructies kunnen de wanden vernietigen.

Zorg voor de betrouwbaarheid van de draagmast, omdat het ontwerp van de windmolen op basis van een dergelijke generator aanzienlijk zwaarder is en al een behoorlijk serieuze oplossing is die autonome stroomvoorziening van het huisje kan bieden met een minimum aantal elektrische apparaten. Apparaten die werken op 220 volt kunnen worden gevoed door een omvormer 12-220 V. De meest voorkomende versie van een dergelijke omvormer is noodvoeding voor pc.

Ononderbroken stroomvoorziening voor pc

Het is beter om dieselgeneratoren te gebruiken, incl. vrachtwagens, omdat ze zijn ontworpen om met lage snelheden te werken. Gemiddeld werkt de dieselmotor van een grote vrachtwagen in het snelheidsbereik van 300 tot 3500 tpm.

Moderne generatoren produceren 12 of 24 volt en een stroom van 100 ampère is al lang normaal. Na eenvoudige berekeningen kunt u bepalen dat een dergelijke generator u maximaal 1 kW vermogen geeft en een generator van Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, wat al een behoorlijk behoorlijk cijfer is.


Wat moet een windwiel zijn voor een zelfgemaakte windturbine?

Ik zei in de tekst dat het windwiel groot moet zijn en met veel bladen, in feite is dit niet zo. Deze verklaring was waar voor die micro-generatoren die niet beweren serieuze elektrische machines te zijn, maar exemplaren voor vertrouwdheid en vrije tijd.

Het ontwerpen, berekenen en maken van een windwiel is zelfs een heel moeilijke taak.Windenergie zal rationeler worden gebruikt als het zeer nauwkeurig wordt uitgevoerd en het "luchtvaartprofiel" perfect wordt weergegeven, terwijl het moet worden geïnstalleerd met een minimale hoek ten opzichte van het rotatievlak van het wiel.

De echte kracht van de windwielen met dezelfde diameter en hetzelfde aantal bladen is hetzelfde, het verschil zit alleen in de snelheid van hun rotatie. Hoe minder vleugels, hoe meer omwentelingen per minuut, met dezelfde wind en diameter. Als u maximale snelheid wilt bereiken, moet u de vleugels zo nauwkeurig mogelijk monteren met een minimale hoek ten opzichte van het rotatievlak.

Zelfgemaakte windgenerator

Bekijk de tabel uit een boek uit 1956, "Homemade Wind Farm," ed. DOSAAF Moskou. Het toont de relatie tussen wieldiameter, vermogen en tpm.

Windwieldiameter (m)
1,6
2,0
2,5
 3,0
4,0
5,0
Het aantal omwentelingen per minuut (met een wind van 7 - 8 m / s)
670
450
360
 300
225
180
Vermogen (met een wind van 7-8 m / s) (watt)
65 - 80
100 - 130
200
300
500
1000

Thuis hebben deze theoretische berekeningen weinig nut, liefhebbers maken windwielen van geïmproviseerde middelen, het volgende gaat:

  • triplex;

  • Metalen platen;

  • Kunststof rioolbuizen.

Met uw eigen handen kunt u een snel windwiel met 2-4 schoepen uit rioolbuizen monteren, behalve dat u een ijzerzaag of ander snijgereedschap nodig hebt. Het gebruik van deze buizen is te danken aan hun vorm, na het trimmen hebben ze een concave vorm, die zorgt voor een hoge respons op luchtstromen.

Windwiel maken

Na het bijsnijden worden ze met BOLTS bevestigd op een blank metaal, textoliet of multiplex. Als je het van multiplex gaat maken, is het beter om meerdere lagen multiplex met schroeven aan beide kanten te lijmen en te draaien, dan kun je stijfheid bereiken.

Windwiel voor windgenerator

Hier is het idee van twee bladen massieve waaier voor een stappenmotor generator.

Wind wiel

bevindingen

U kunt een windenergie-installatie maken van kleine vermogens - eenheden van watt, om afzonderlijke LED-lampen, bakens en kleine apparatuur van stroom te voorzien, tot goede vermogenswaarden in eenheden van kilowatt, energie in de batterij verzamelen, deze in zijn oorspronkelijke vorm gebruiken of tot 220 volt omzetten. De kosten van een dergelijk project hangen af ​​van uw behoeften, misschien is het duurste element de mast en de batterijen, het kan tussen de 300 en 500 dollar zijn.

Zie ook op i.electricianexp.com:

  • Zelfgemaakte windgenerator en zijn industriële analogen
  • Autogenerator en zijn functies
  • Verticale windgenerators met Daria-rotor
  • Hoe werkt een elektrische generator?
  • Hoe een inductiemotor te onderscheiden van een DC-motor

  •