Cum se face un generator eolian

Vântul este energie liberă! Așadar, să-l folosim în scopuri personale. Dacă crearea unui parc eolian la scară industrială este foarte scumpă, deoarece pe lângă generator, sunt necesare o serie de studii și calcule, statul nu suportă astfel de costuri, iar pentru investitorii din țările fostei URSS acest lucru, dintr-un anumit motiv, nu provoacă prea mult interes. În privat, puteți face o mini-moară de vânt pentru nevoile dvs. Merită să înțelegem că proiectul de transformare a casei dvs. în energie alternativă este o întreprindere foarte scumpă.

Așa cum am spus deja: trebuie să faceți observații și calcule pe termen lung pentru a găsi raportul optim dintre dimensiunile roții eoliene și ale generatorului, potrivite pentru climă, creșterea vântului și viteza medie anuală a vântului.

Eficiența unei instalații de energie eoliană într-o regiune poate varia semnificativ, aceasta se datorează faptului că mișcarea vântului depinde nu numai de zona climatică, ci și de teren.

Cu toate acestea, puteți afla care este energia eoliană cu un cost redus, prin asamblarea unei instalații bugetare pentru a alimenta o încărcătură cu consum redus, cum ar fi un smartphone, becuri sau un radio. Cu o abordare adecvată, puteți furniza electricitate unei case mici sau a unei căsuțe de vară.

Să ne uităm la modul în care puteți realiza o simplă instalație eoliană cu propriile mâini.

Morile de vânt cu putere mică din mijloace improvizate

Un răcitor de computer este un motor fără electroni, care în forma sa originală nu reprezintă o valoare practică.

Este necesar să fie rebobinat, deoarece în original înfășurările sunt conectate necorespunzător. Bobinele de înfășurare alternativ:

1. acelor de ceasornic;

2. invers acelor de ceasornic;

3. acelor de ceasornic;

4. Invers acelor de ceasornic.

Trebuie să conectați seriale adiacente în serie și este chiar mai bine să înfășurați o bucată de fir care trece de la o canelă la alta. În acest caz, selectați în mod arbitrar grosimea firului, va fi mai bine dacă înfășurați cât mai multe viraje, iar acest lucru este posibil atunci când utilizați cel mai puțin fir subțire.

Tensiunea de ieșire de la un astfel de generator va fi variabilă, iar valoarea sa va depinde de viteză (viteza vântului), instalați o punte de diodă din diodele Schottky pentru a o îndrepta la o constantă, o vor face diodele obișnuite, dar va fi mai rău, deoarece tensiunea de la 1 la 2 volți va scădea asupra lor.

Digresia lirică, un pic de teorie

Nu uitați că amploarea FEM este:

E = BLV,

unde L este lungimea conductorului plasat într-un câmp magnetic; V este viteza de rotație a câmpului magnetic;

La modernizarea generatorului, puteți afecta numai lungimea conductorului, adică numărul de rotații ale fiecăreia din bobine. Numărul de rotații determină tensiunea de ieșire, iar grosimea firului determină sarcina maximă de curent.

În practică, este imposibil de influențat viteza vântului. Cu toate acestea, există, de asemenea, o cale de ieșire din această situație, puteți, după ce ați aflat viteza tipică a vântului pentru zona dvs., puteți proiecta un rotor potrivit pentru revoluții pentru o instalație de energie eoliană, precum și o cutie de viteze sau o transmisie cu centură, pentru a asigura suficiente revoluții pentru a genera tensiunea de care aveți nevoie.

IMPORTANT: Mai repede nu înseamnă mai bine !!! Dacă viteza de rotație a generatorului eolian este prea mare, durata de viață a acestuia va fi redusă, proprietățile de lubrifiere ale bucșelor sau ale lagărelor rotorului se vor deteriora și se vor bloca, iar cel mai probabil se va produce defalcarea izolației înfășurătorului în generator.

Generatorul este format din:

Creștem puterea generatorului de la un răcor de calculator

În primul rând, cu cât mai multe lame și diametrul roții, cu atât mai bine, așa că uitați-vă la răcitoarele de 120 mm.

În al doilea rând, am spus deja că tensiunea depinde și de câmpul magnetic, fapt este că generatoarele industriale de mare putere au înfășurări de câmp, iar cele cu putere redusă au magneți puternici. În răcitor, magneții sunt extrem de slabi și nu permit obținerea de rezultate bune de la generator, iar distanța dintre rotor și stator este foarte mare - aproximativ 1 mm, iar aceasta este în cazul magneților deja slabi.

Soluția la această problemă este schimbarea radicală a designului generatorului. Mai degrabă, este nevoie doar de un rotor de la un răcitor; ca generator în sine, folosim un motor de la o imprimantă sau orice alte aparate de uz casnic. Cele mai frecvente motoare cu perie cu excitație permanentă a magnetului.

Drept urmare, va arăta astfel.

Puterea unui astfel de generator este suficientă pentru a alimenta ledurile, radioul. Nu va fi suficient să reîncărcați telefonul, telefonul va afișa procesul de încărcare, dar curentul va fi extrem de mic, de până la 100 de amperi, cu un vânt de 5-10 metri pe secundă.

Motorul pas cu pas ca generator eolian

Un motor pas cu pas este foarte frecvent în calculatoare și electrocasnice, la diverși jucători, unități de dischetă (modelele vechi de 5,25 ”sunt interesante), imprimantele (în special cele matrice), scanere etc.

Aceste motoare fără modificări pot funcționa ca un generator, sunt un rotor cu magneți permanenți, iar un stator cu înfășurări, în figură este prezentată o diagramă de conexiune tipică a unui motor pas cu pas.

În circuit este instalat un stabilizator liniar de 5 Volți, tip L7805, care vă va permite să conectați în siguranță telefoanele mobile la o astfel de moară pentru a le încărca.

În fotografie, un generator dintr-un motor pas cu lame montate.

Motorul într-un caz particular cu 4 fire de ieșire, respectiv circuitul sub el. Un motor cu astfel de dimensiuni în modul generator produce aproximativ 2 W cu un vânt slab (viteza vântului de aproximativ 3 m / s) și 5 m / s cu un vânt puternic (până la 10 m / s).

Apropo, iată un circuit similar cu o diodă zener, în loc de L7805. Vă permite să încărcați bateriile Li-ion.

Îmbunătățirea unei mori de vânt de casă

Pentru ca generatorul să funcționeze mai eficient, trebuie să-l transformați într-o gamă de ghidare și să-l fixați pe catarg. Apoi, când se schimbă direcția vântului, se va schimba direcția generatorului eolian. Apoi apare următoarea problemă - cablul care trece de la generator la consumator va fi răsucit în jurul catargului. Pentru a rezolva acest lucru, trebuie să furnizați un contact mobil. O soluție gata este vândută pe Ebay și Aliexpress.

Cele trei fire de jos - nemișcate, coboară și pachetul superior de fire - este mobil, un contact culisant sau un mecanism de perie este instalat în interior. Dacă nu aveți ocazia să cumpărați, fiți deștepți și, inspirați de decizia proiectanților mașinii Lada, și anume implementarea contactului mobil al butonului de semnal de pe volan și faceți ceva similar. Sau folosiți placa de la ibric electric.

Prin conectarea conectorilor, obțineți un contact mobil.

Generator eolian puternic din mijloace improvizate.

Pentru a obține mai multă putere, puteți utiliza două opțiuni:

1. Un generator de la o șurubelniță (10-50 W);

2. Generator eolian de la un generator auto.

De la o șurubelniță este nevoie doar de un motor, opțiunea este similară cu cea anterioară, puteți folosi lame de ventilator ca șurub, acest lucru va crește puterea totală a instalației dvs.

Iată un exemplu de implementare a unui astfel de proiect:

Acordați atenție modului în care este pusă în aplicare ascensorul angrenajului - arborele generatorului eolian este situat în conductă, un angrenaj este situat la capătul său, care transmite rotirea la viteza mai mică fixată pe arborele motorului. O creștere a turației motorului apare și la turbinele eoliene industriale. Cutii de viteze sunt folosite peste tot.

Cu toate acestea, într-un mediu de casă, fabricarea unei cutii de viteze devine o mare problemă.Puteți îndepărta cutia de viteze de pe scula electrică, este necesar acolo pentru a coborî rotațiile înalte de pe arborele motorului comutatorului la revoluțiile normale ale mandrinei de pe burghie sau pe discul râșniței:

În burghiu este instalată o cutie de viteze planetară;

• În polizor e instalat un angrenaj unghiular (va deveni util pentru instalarea unor instalații și va reduce sarcina din coada turbinei eoliene);

• Angrenaj de la un burghiu.

Această versiune a unui generator eolian de casă poate încărca deja baterii de 12 V, cu toate acestea, este necesar un convertor pentru a genera curent și încărcare. Această sarcină poate fi simplificată folosind un generator auto.

Generator eolian de la generatorul auto

Generatorul auto este format dintr-un stator cu o înfășurare trifazată și un rotor cu un ansamblu de perii și o bobină de excitație. Un astfel de generator este conectat la sarcină printr-o punte de diodă asamblată în conformitate cu circuitul Larionov, acesta este de obicei situat pe capacul posterior al generatorului. Vezi aici pentru mai multe detalii: Cum funcționează și funcționează generatorul de mașini

Avantajul unui astfel de generator este capacitatea de a-l utiliza pentru a încărca bateriile auto, în principiu, este proiectat pentru acest lucru. Autogeneratoarele au un releu de reglare a tensiunii încorporat, care elimină necesitatea de a cumpăra stabilizatori sau convertoare suplimentare.

Cu toate acestea, șoferii știu că la viteze de ralanti scăzute, aproximativ 500-1000 rpm, puterea unui astfel de generator este mică și nu oferă curentul adecvat pentru încărcarea bateriei. Acest lucru duce la necesitatea conectării la roata de vânt printr-o cutie de viteze sau o transmisie cu curea.

Puteți ajusta numărul de rotații la o viteză normală a vântului pentru latitudinile dvs. selectând un raport de viteză sau utilizând o roată de vânt proiectată corespunzător.

Sfaturi utile

Poate cel mai convenabil design de catarg pentru o turbină eoliană este cel prezentat în imagine. Un astfel de catarg este întins pe cablurile fixate pe suporturile din pământ, ceea ce asigură stabilitatea.

Este important să: Înălțimea catargului trebuie să fie cât mai mare, aproximativ 10 metri. La altitudini mai mari, vântul este mai puternic, deoarece nu există obstacole sub formă de structuri de sol, dealuri și copaci. În niciun caz nu instalați un generator eolian pe acoperișul casei tale. Vibrațiile rezonante ale structurilor de fixare pot provoca distrugerea pereților acesteia.

Aveți grijă la fiabilitatea catargului purtător, deoarece proiectarea morii de vânt pe baza unui astfel de generator este semnificativ mai grea și este deja o soluție destul de serioasă care poate asigura alimentarea autonomă a cabanei cu un set minim de aparate electrice. Dispozitivele care funcționează pe 220 de volți pot fi alimentate de la un invertor 12-220 V. Cea mai comună versiune a unui astfel de invertor este alimentare neîntreruptibilă pentru buc.

Este mai bine să folosiți generatoare diesel, inclusiv camioane, deoarece sunt proiectate pentru a funcționa la viteze mici. În medie, motorul diesel al unui camion mare funcționează în intervalul de viteză de la 300 la 3500 rpm.

Generatoarele moderne produc 12 sau 24 de volți, iar un curent de 100 de amperi a fost mult timp normal. După un calcul simplu, puteți determina că un astfel de generator vă va oferi până la 1 kW de putere și un generator de la Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, care este deja o cifră destul de decentă.

Care ar trebui să fie o roată de vânt pentru o turbină eoliană de casă?

Am menționat în text că roata de vânt ar trebui să fie mare și cu multe lame, de fapt, nu este așa. Această afirmație a fost valabilă pentru acele micro-generatoare care nu pretind a fi mașini electrice serioase, ci mai degrabă copii pentru familiarizare și timp liber.

De fapt, proiectarea, calcularea și crearea unei roți de vânt este o sarcină foarte dificilă.Energia eoliană va fi utilizată mai rațional dacă este executată foarte precis și dacă profilul „aviației” este afișat perfect, în timp ce trebuie instalat cu un unghi minim față de planul de rotație al roții.

Puterea reală a roților de vânt cu același diametru și număr diferit de lame este aceeași, diferența este doar în viteza de rotație a acestora. Cu cât sunt mai puține aripi - mai multe rotații pe minut, cu același vânt și diametru. Dacă aveți de gând să obțineți viteză maximă, trebuie să montați aripile cât mai precis cu un unghi minim față de planul de rotație a acestora.

Vezi tabelul dintr-o carte din 1956, „Ferma eoliană de casă”, ed. DOSAAF Moscova. Prezintă relația dintre diametrul roții, putere și rpm.

Acasă, aceste calcule teoretice nu prea folosesc, iubitorii fac roți de vânt din mijloace improvizate, urmează următoarele:

• placaj;

• Foi metalice;

• Țevi de canalizare din plastic.

Cu propriile mâini, puteți asambla o roată de vânt de înaltă viteză 2-4 cu palete din conductele de canalizare, cu excepția cazului în care aveți nevoie de un ferăstrău sau orice alt instrument de tăiere. Utilizarea acestor conducte se datorează formei lor, după tăiere au o formă concavă, ceea ce asigură o mare reacție la fluxurile de aer.

După tăiere, acestea sunt fixate cu BOLTS pe un strat metalic, textolit sau placaj. Dacă aveți de gând să faceți din placaj - este mai bine să lipiciți și să răsuciți mai multe straturi de placaj cu șuruburi pe ambele părți, atunci puteți obține rigiditate.

Iată ideea a două rotițe solide cu lama pentru un generator de motor pas cu pas.

constatări

Puteți realiza o instalație de energie eoliană de la puteri mici - unități de wați, pentru a alimenta lămpi LED individuale, balize și echipamente mici, la valori bune de putere în unități de kilowati, să acumulați energie în baterie, să o utilizați în forma sa originală sau să convertiți până la 220 de volți. Costul unui astfel de proiect va depinde de nevoile dvs., poate cel mai scump element este catargul și bateriile, acesta poate fi între 300 și 500 de dolari.