Hur man gör en gör-det-själv vindgenerator

Vind är fri energi! Så låt oss använda det för personliga ändamål. Om skapandet av en vindkraftspark i industriell skala är mycket dyrt, eftersom det förutom generatorn är nödvändigt med ett antal studier och beräkningar, att staten inte har sådana kostnader, och för investerare i länderna i före detta Sovjetunionen orsakar detta av någon anledning inte mycket intresse. Privat kan du göra en mini-väderkvarn för dina egna behov. Det är värt att förstå att projektet med att konvertera ditt hem till alternativ energi är ett mycket dyrt företag.

Som redan nämnts: du måste göra långa observationer och beräkningar för att hitta det optimala förhållandet mellan storleken på vindhjulet och generator som passar ditt klimat, vindros och genomsnittlig årlig vindhastighet.

Effektiviteten hos en vindkraftanläggning inom en region kan variera avsevärt, detta beror på att vindens rörelse inte bara beror på klimatzonen utan också på terrängen.

Du kan dock ta reda på vad vindenergi är till en låg kostnad genom att montera en budgetinstallation för att driva en lågeffektbelastning, till exempel en smartphone, glödlampor eller en radio. Med rätt tillvägagångssätt kan du tillhandahålla el till ett litet hus eller en sommarstuga.

Låt oss titta på hur du kan göra en enkel vindkraftinstallation med dina egna händer.

Lågdrivna vindkraftverk från improviserade medel

En datorkylare är en elektronfri motor, som i sin ursprungliga form inte representerar praktiskt värde.

Det måste spolas tillbaka, eftersom lindningarna i originalet är anslutna på ett korrekt sätt. Lindningsspolar växelvis:

1. medurs;

2. moturs;

3. medurs;

4. Moturs.

Du måste ansluta intilliggande spolar i serie, och det är ännu bättre att linda en bit tråd som passerar från ett spår till ett annat. Välj i så fall trådens tjocklek godtyckligt, det kommer att vara bättre om du lindrar så många varv som möjligt, och det är möjligt när du använder den minst tunna tråden.

Utgångsspänningen från en sådan generator kommer att vara variabel, och dess värde kommer att bero på hastigheten (vindhastigheten), installera en diodbrygga från Schottky-dioder för att räta den till en konstant, vanliga dioder kommer att göra, men det blir sämre, eftersom spänningen från 1 till 2 volt tappar på dem.

Lyrisk digression, lite teori

Kom ihåg att EMF: s storlek är:

E = BLV,

där L är längden på ledaren placerad i ett magnetfält; V är magnetfältets rotationshastighet;

När du uppgraderar generatoren kan du bara påverka ledarens längd, det vill säga antalet varv på var och en av spolarna. Antalet varv bestämmer utgångsspänningen och trådtjockleken bestämmer den maximala strömbelastningen.

I praktiken är det omöjligt att påverka vindhastigheten. Det finns emellertid också en väg ut ur denna situation, genom att ha lärt dig den typiska vindhastigheten för ditt område, utforma en rotor som är lämplig för varv för en vindkraftsinstallation, såväl som en växellåda eller remdrift, för att säkerställa tillräckliga varv för att generera den spänning du behöver.

VIKTIGT! Snabbare betyder inte bättre !!! Om vindgeneratorns rotationshastighet är för hög, kommer dess livslängd att reduceras, smörjningsegenskaperna hos rotorbussningarna eller lagren kommer att försämras och den kommer att fastna och lindningsisoleringsnedbrytningen i generatorn kommer troligtvis att uppstå.

Generatorn består av:

Vi ökar kraften i generatorn från en datorkylare

För det första, ju fler blad och diameter på hjulet, desto bättre, så titta på 120 mm-kylarna.

För det andra har vi redan sagt att spänningen också beror på magnetfältet, faktum är att industriella högeffektgeneratorer har fältlindningar och lågeffektmagneter har starka magneter. I kylaren är magneterna extremt svaga och tillåter inte att uppnå goda resultat från generatorn, och mellanrummet mellan rotorn och statorn är mycket stort - cirka 1 mm, och detta är med de redan svaga magneterna.

Lösningen på detta problem är att radikalt ändra konstruktionen på generatoren. Snarare krävs det bara ett pumphjul från en kylare; som generator i sig använder vi en motor från en skrivare eller andra hushållsapparater. De vanligaste borstmotorerna med permanent magnetcitation.

Som ett resultat kommer det att se ut så här.

Kraften hos en sådan generator är tillräcklig för att driva lysdioderna, radion. Det räcker inte att ladda telefonen, telefonen visar laddningsprocessen, men strömmen kommer att vara extremt liten, upp till 100 Amperes, med en vind på 5-10 meter per sekund.

Stegmotor som vindgenerator

En stegmotor är mycket vanlig i dator- och hushållsapparater, i olika spelare, diskettenheter (gamla 5,25 ”-modeller är intressanta), skrivare (speciellt matris), skannrar, etc.

Dessa motorer utan förändringar kan fungera som en generator, de är en rotor med permanentmagneter och en stator med lindningar, ett typiskt anslutningsdiagram för en stegmotor i generatorläge visas i figuren.

En 5 Volt-linjär stabilisator, typ L7805, är installerad i kretsen, vilket gör att du kan ansluta mobiltelefoner till en sådan väderkvarn för att ladda dem.

På bilden är en generator från en stegmotor med monterade blad.

Motorn i ett särskilt fall med fyra utgångstrådar, respektive krets, under den. En motor med sådana dimensioner i generatorläget producerar cirka 2 W i ljusa vindar (vindhastigheten är cirka 3 m / s) och 5 m / s i starka vindar (upp till 10 m / s).

Förresten, här är en liknande krets med en zenerdiode istället för L7805. Låter dig ladda Li-ion-batterier.

Förbättring av en hemgjord väderkvarn

För att generatorn ska fungera mer effektivt måste du göra den till en skaft och fixera den på masten rörligt. Sedan, när vindriktningen förändras, kommer vindgeneratorns riktning att ändras. Då uppstår följande problem - kabeln som går från generator till konsument kommer att vridas runt masten. För att lösa detta måste du ange en rörlig kontakt. En färdigt lösning säljs på Ebay och Aliexpress.

De tre nedre ledningarna - rörliga, gå ner och den övre kabeln - är rörliga, en glidkontakt eller en borstmekanism är installerad inuti. Om du inte har möjlighet att köpa, var smart och inspirerad av beslutet från designarna av Lada-bilen, nämligen implementeringen av den rörliga kontakten med signalknappen på ratten och gör något liknande. Eller använd dynan från den elektriska vattenkokaren.

Genom att ansluta kontakterna får du en rörlig kontakt.

Kraftfull vindgenerator från improviserade medel.

För att få mer kraft kan du använda två alternativ:

1. En generator från en skruvmejsel (10-50 W);

2. Vindgenerator från en bilgenerator.

Från en skruvmejsel behöver du bara en motor, alternativet liknar det föregående, du kan använda fläktblad som en skruv, detta kommer att öka den totala kraften i din installation.

Här är ett exempel på genomförandet av ett sådant projekt:

Var uppmärksam på hur växlingsväxlingen implementeras här - vindgeneratorns axel är placerad i röret, en växel är placerad i dess ände, som överför rotation till den mindre växeln som är fixerad på motoraxeln. En ökning av motorvarvtalet sker också i industriella vindkraftverk. Växellådor används överallt.

Men i en hemmagjord miljö blir tillverkning av växellådor ett stort problem.Du kan ta bort växellådan från elverktyget, det behövs där för att sänka de höga varv på kommutatormotorns axel till normala varv i chucken på borren eller skivan på kvarnen:

En planetväxellåda är installerad i borrmaskinen;

• En vinkelväxel är installerad i kvarnen (det kommer att bli användbart för installation av vissa installationer och minskar belastningen från vindkraftverkets svans);

• Växel från en handborr.

Denna version av en hemmagjord vindgenerator kan redan ladda 12 V-batterier, men en omvandlare behövs för att generera laddningsström och spänning. Denna uppgift kan förenklas med en bilgenerator.

Vindgenerator från bilgenerator

Bilgeneratorn består av en stator med en trefaslindning, och en rotor med en borsteenhet och en exciteringsspole. En sådan generator är ansluten till lasten via en diodbron sammansatt enligt Larionov-kretsen, den är vanligtvis belägen på generatorens bakre hölje. Se här för mer information: Hur bilgeneratorn fungerar och fungerar

Fördelen med en sådan generator är förmågan att använda den för att ladda bilbatterier, i princip är den utformad för detta. Autogeneratorer har ett inbyggt spänningsreglerande relä, vilket eliminerar behovet av att köpa ytterligare stabilisatorer eller omvandlare.

Bilisterna vet emellertid att kraften hos en sådan generator vid låg tomgångshastighet, cirka 500-1000 varv / min, är liten och den ger inte rätt ström för att ladda batteriet. Detta leder till behovet av att ansluta till vindhjulet genom en växellåda eller bältesdrift.

Du kan justera antalet varv vid en normal vindhastighet för dina breddegrader genom att välja ett växelförhållande eller använda ett korrekt utformat vindhjul.

Användbara tips

Den kanske mest praktiska mastkonstruktionen för en vindkraftverk är den som visas på bilden. En sådan mast är sträckt på kablar fixerade på hållare i marken, vilket garanterar stabilitet.

Det är viktigt att: Masthöjden ska vara så stor som möjligt cirka 10 meter. På högre höjder är vinden starkare, eftersom det inte finns några hinder i form av markstrukturer, kullar och träd. Installera inte i något fall en vindgenerator på ditt hus. Resonansvibrationer i fästkonstruktioner kan orsaka förstörelse av väggarna.

Ta hand om pålitligheten hos bärmasten, eftersom väderkvarnens utformning på grundval av en sådan generator är betydligt tyngre och är redan en ganska allvarlig lösning som kan ge stugans autonoma strömförsörjning med ett minimum av elektriska apparater. Enheter som arbetar på 220 volt kan drivas från en växelriktare 12-220 V. Den vanligaste versionen av en sådan växelriktare är avbrottsfri strömförsörjning för PC.

Det är bättre att använda dieselgeneratorer, inkl. lastbilar, eftersom de är utformade för att arbeta i låga hastigheter. I genomsnitt arbetar en stor lastbils dieselmotor i hastighetsområdet 300 till 3500 rpm.

Moderna generatorer producerar 12 eller 24 volt, och en ström på 100 ampere har länge varit normal. Efter enkla beräkningar kan du bestämma att en sådan generator ger dig upp till 1 kW effekt så mycket som möjligt och en generator från Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, vilket redan är en ganska anständig siffra.

Vad ska vara ett vindhjul för en hemmagjord vindkraftverk?

Jag nämnde i texten att vindhjulet borde vara stort och med många blad, i själva verket är detta inte så. Detta uttalande var sant för de mikrogeneratorer som inte påstår sig vara allvarliga elektriska maskiner utan snarare kopior för bekanta och fritid.

Faktum är att det är mycket svårt att designa, beräkna och skapa ett vindhjul.Vindenergi kommer att användas mer rationellt om den utförs mycket noggrant och "luftfart" -profilen visas perfekt, medan den måste installeras med en minsta vinkel mot hjulets rotationsplan.

Vindhjulens verkliga kraft med samma diameter och olika antal blad är desamma, skillnaden beror bara på rotationshastigheten. Ju färre vingarna - desto fler varv per minut, med samma vind och diameter. Om du ska uppnå maximal hastighet måste du montera vingarna så exakt som möjligt med en minsta vinkel mot rotationsplanet.

Kolla in bordet från en bok från 1956, "Homemade Wind Farm", red. DOSAAF Moskva. Den visar förhållandet mellan hjuldiameter, effekt och varv per minut.

Hemma, dessa teoretiska beräkningar ger liten användning, älskare gör vindhjul av improviserade medel, följer följande:

• plywood;

• Plåt av metall;

• Plast avloppsrör.

Med dina egna händer kan du montera ett höghastighets 2-4 skovelhjul från avloppsrör, förutom för dem behöver du en bågsåg eller något annat skärverktyg. Användningen av dessa rör beror på deras form, efter trimning har de en konkav form, vilket säkerställer hög respons på luftflöden.

Efter trimning fixeras de med BOLTS på ett metall-, textolit- eller plywoodämne. Om du ska göra det av plywood - det är bättre att limma och vrida flera lager plywood med skruvar på båda sidor, kan du uppnå styvhet.

Här är idén med två blad med fast skovelhjul för en stegmotorgenerator.

rön

Du kan göra en vindkraftsinstallation från små kraftkrafter - enheter watt, att driva enskilda LED-lampor, fyrar och liten utrustning, till goda effektvärden i kilowatt-enheter, ackumulera energi i batteriet, använda den i sin ursprungliga form eller konvertera upp till 220 volt. Kostnaden för ett sådant projekt beror på dina behov, kanske det dyraste elementet är masten och batterierna, det kan ligga i intervallet 300-500 dollar.