Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami: przegląd technologii montażu 2 różnych projektów

Ceny energii elektrycznej stale rosną. Aby czuć się komfortowo poza miastem w upalne letnie dni i w mroźny zimowy dzień, musisz albo dokładnie wydać pieniądze, albo poszukać alternatywnych źródeł energii. Rosja jest rozległym krajem z dużymi płaskimi terytoriami. Chociaż w większości regionów naszego kraju panują powolne wiatry, na słabo zaludnionym obszarze występują silne i gwałtowne prądy powietrzne. Dlatego obecność generatora wiatrowego w gospodarce właściciela nieruchomości podmiejskich jest często uzasadniona. Odpowiedni model wybierany jest na podstawie obszaru zastosowania i faktycznego celu zastosowania.

Wiatrak nr 1 - konstrukcja typu wirnika

Możesz zrobić prosty wiatrak typu wirnika własnymi rękami. Oczywiście nie jest w stanie dostarczyć prądu do dużego domku, ale zapewnienie skromnego domu w ogrodzie energii elektrycznej jest w jego mocy. Dzięki niemu możesz zapewnić światło wieczorem, budynki gospodarcze, oświetlić ścieżki ogrodowe i sąsiednie terytorium.

Więcej informacji na temat innych rodzajów alternatywnych źródeł energii można znaleźć w tym artykule:https://aquatech.tomathouse.com/pl/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Tak lub prawie podobnie jest z obrotowym generatorem wiatrowym zrób to sam. Jak widać, konstrukcja tego sprzętu nie jest bardzo skomplikowana

Przygotowanie części i materiałów eksploatacyjnych

Aby złożyć generator wiatrowy, którego moc nie przekroczy 1,5 kW, potrzebujemy:

• generator z samochodu 12 V;
• Bateria kwasowa lub helowa 12 V;
• konwerter 12V - 220V na 700 W - 1500 W;
• duża pojemność aluminium lub stali nierdzewnej: wiadro lub obszerna miska;
• przekaźnik ładowania akumulatora samochodowego i lampka kontrolna ładowania;
• półhermetyczny przełącznik przyciskowy na 12 V;
• woltomierz z dowolnego niepotrzebnego urządzenia pomiarowego, możesz użyć samochodu;
• śruby z podkładkami i nakrętkami;
• przekrój drutu 2,5 mm² i 4 mm²;
• dwa zaciski, za pomocą których generator zostanie przymocowany do masztu.

Do wykonania tej pracy będziemy potrzebować metalowych nożyczek lub szlifierki, taśmy mierniczej, markera lub ołówka budowlanego, śrubokręta, kluczy, wiertarki, wiertarki, szczypiec.

Większość właścicieli prywatnych domów nie uznaje wykorzystania ogrzewania geotermalnego, jednak taki system ma szanse. Więcej informacji o zaletach i wadach tego kompleksu można znaleźć w następującym materiale:https://aquatech.tomathouse.com/pl/otoplenie/alt_otoplenie/geotermalnoe-otoplenie-doma-svoimi-rukami.html

Postęp w projektowaniu

Zrobimy wirnik i przerobimy koło pasowe generatora. Na początek potrzebujemy cylindrycznego metalowego zbiornika. Najczęściej do tych celów dopasowuje się patelnię lub wiadro. Weź centymetr i marker lub ołówek budowlany i podziel pojemność na cztery równe części. Jeśli tniemy metal nożyczkami, a następnie je wkładamy, musisz najpierw zrobić dziury. Możesz również użyć młynka, jeśli wiadro nie jest wykonane z malowanej blachy lub stali ocynkowanej. W takich przypadkach metal nieuchronnie się przegrzeje. Tniemy ostrza bez cięcia ich do końca.

Aby nie pomylić się z wymiarami ostrzy, które przecinamy w zbiorniku, konieczne jest dokonanie dokładnych pomiarów i dokładne przeliczenie wszystkiego

Na dole i na kole pasowym zaznaczamy i wiercimy otwory pod śruby. Na tym etapie ważne jest, aby nie spieszyć i ustawiać otworów zgodnie z symetrią, aby podczas obrotu uniknąć nierównowagi. Ostrza powinny być wygięte, ale nie za bardzo. Wykonując tę ​​część pracy, bierzemy pod uwagę kierunek obrotu generatora. Zwykle obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. W zależności od kąta zgięcia zwiększa się obszar oddziaływania przepływów wiatru, a tym samym prędkości obrotowej.

To kolejna wersja ostrzy. W takim przypadku każda część istnieje osobno, a nie jako część pojemnika, z którego została wycięta

Ponieważ każde z ostrzy wiatraka istnieje osobno, musisz je przykręcić. Zaletą tego projektu jest jego większa łatwość konserwacji

Wiadro z gotowymi ostrzami należy zamontować na kole pasowym za pomocą śrub. Za pomocą zacisków zainstaluj generator na maszcie, a następnie podłącz przewody i zmontuj obwód. Lepiej wcześniej przepisać obwód, kolor drutów i oznaczenie styków. Druty należy również przymocować do masztu.

Aby podłączyć akumulator, użyj przewodów 4 mm²którego długość nie powinna być większa niż 1 metr. Obciążenie (urządzenia elektryczne i oświetlenie) jest połączone za pomocą przewodów o przekroju 2,5 mm². Nie zapomnij umieścić konwertera (falownika). Jest on podłączony do styków 7.8 za pomocą drutu 4 mm².

Konstrukcja turbiny wiatrowej składa się z rezystora (1), uzwojenia rozrusznika generatora (2), wirnika generatora (3), regulatora napięcia (4), przekaźnika prądu wstecznego (5), amperomierza (6), akumulatora (7), bezpiecznika (8) wyłącznik automatyczny (9)

Zalety i wady takiego modelu

Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie, ten generator wiatrowy będzie działał bez żadnych problemów. Dzięki baterii 75 A i konwerterowi 1000 W może zasilać oświetlenie uliczne, alarm przeciwwłamaniowy, urządzenia do nadzoru wideo itp.

Schemat działania instalacji wyraźnie pokazuje, w jaki sposób dokładnie energia wiatru jest przekształcana w energię elektryczną i jak jest wykorzystywana zgodnie z przeznaczeniem

Zalety tego modelu są oczywiste: jest to bardzo ekonomiczny produkt, można go łatwo naprawić, nie wymaga specjalnych warunków do jego funkcjonowania, działa niezawodnie i nie narusza komfortu akustycznego. Wady obejmują niską wydajność i znaczną zależność od silnych podmuchów wiatru: łopatki mogą być zakłócane przez prądy powietrza.

Możliwe jest samodzielne wykonanie baterii słonecznej. Instrukcje krok po kroku znajdują się tutaj:https://aquatech.tomathouse.com/pl/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Wiatrak # 2 - konstrukcja magnesu osiowego

Do niedawna wiatraki osiowe z bezelazowymi statorami na magnesach neodymowych nie były wytwarzane z powodu niedostępności tych ostatnich. Ale teraz są w naszym kraju i kosztują mniej niż początkowo. Dlatego nasi rzemieślnicy zaczęli produkować generatory wiatrowe tego typu.

Z czasem, gdy możliwości obrotowego generatora wiatrowego nie będą już zaspokajać wszystkich potrzeb gospodarki, możesz stworzyć model osiowy magnesów neodymowych

Co trzeba przygotować?

Generator osiowy musi być oparty na piaście z samochodu z tarczami hamulcowymi. Jeśli ta część działała, należy ją zdemontować, łożyska należy sprawdzić i nasmarować, a rdzę wyczyścić. Gotowy generator zostanie pomalowany.

Aby jakościowo oczyścić piastę z rdzy, użyj metalowej szczotki, którą można zamontować na wiertarce elektrycznej. Hub znów będzie wyglądał świetnie

Dystrybucja i mocowanie magnesu

Musimy przykleić magnesy do tarcz wirnika. W tym przypadku stosuje się 20 magnesów o wymiarach 25 x 8 mm. Jeśli zdecydujesz się na inną liczbę biegunów, zastosuj zasadę: w generatorze jednofazowym powinna być liczba biegunów, tyle magnesów, aw generatorze trójfazowym konieczne jest przestrzeganie stosunku 4/3 lub 2/3 bieguna do cewek. Magnesy należy umieszczać naprzemiennie między biegunami. Aby ich lokalizacja była poprawna, użyj szablonu z sektorami wydrukowanymi na papierze lub na samym dysku.

Jeśli istnieje taka możliwość, lepiej jest używać magnesów prostokątnych niż okrągłych, ponieważ okrągłe mają skupione w środku pole magnetyczne, a prostokątne mają swoją długość. Przeciwne magnesy muszą mieć różne bieguny. Aby niczego nie pomylić, użyj markera, aby nanieść „+” lub „-” na ich powierzchnię. Aby określić biegun, weź jeden magnes i przyciągnij do niego inne. Na powierzchniach dodatnich umieść plusy i minusy na powierzchniach odpychających. Na dyskach bieguny muszą się zmieniać.

Magnesy są prawidłowo ustawione. Przed przymocowaniem ich za pomocą żywicy epoksydowej należy wykonać deski z plasteliny, aby klej mógł zamarznąć, a nie szkło na stole lub podłodze

Aby naprawić magnesy, musisz użyć silnego kleju, po czym siła wiązania jest dodatkowo wzmocniona żywicą epoksydową. Jest wypełniony magnesami. Aby zapobiec rozprzestrzenianiu się żywicy, możesz wykonać plastelinę lub po prostu owinąć taśmę taśmą.

Generatory trójfazowe i jednofazowe

Stojan jednofazowy jest gorszy od stojana trójfazowego, ponieważ powoduje wibrację po załadowaniu. Wynika to z różnicy amplitudy prądu, która pojawia się z powodu jej nietrwałego powrotu na chwilę. Model trójfazowy nie ma tej wady. Moc w nim jest zawsze stała, ponieważ fazy kompensują się wzajemnie: jeśli w jednym prądzie spada, aw drugim rośnie.

W przypadku wariantów jednofazowych i trójfazowych ta ostatnia wychodzi zwycięsko, ponieważ dodatkowe wibracje nie przedłużają żywotności sprzętu i podrażniają słuch

W rezultacie zwrot z modelu trójfazowego jest o 50% wyższy niż ta sama stawka jednofazowa. Kolejną zaletą braku niepotrzebnych wibracji jest komfort akustyczny podczas pracy pod obciążeniem: generator nie brzęczy podczas pracy. Ponadto wibracje zawsze niszczą generator wiatru przed końcem jego życia.

Proces uzwojenia cewki

Każdy specjalista powie ci, że przed uzwojeniem cewek należy wykonać dokładne obliczenia. I każdy praktykujący zrobi wszystko intuicyjnie. Nasz generator nie będzie zbyt szybki. Potrzebujemy procesu ładowania 12-woltowego akumulatora, aby rozpocząć przy 100-150 obr / min. Przy takich danych początkowych całkowita liczba zwojów we wszystkich cewkach powinna wynosić 1000-1200 sztuk. Pozostaje podzielić tę liczbę przez liczbę cewek i dowiedzieć się, ile zwojów będzie w każdej z nich.

Aby generator wiatru przy niskich prędkościach był mocniejszy, musisz zwiększyć liczbę biegunów. W takim przypadku częstotliwość oscylacji prądu wzrośnie w cewkach. W przypadku uzwojenia cewek lepiej jest użyć grubego drutu. Spowoduje to zmniejszenie rezystancji, a zatem aktualna siła wzrośnie. Należy zauważyć, że przy wysokim napięciu prąd może okazać się „pochłaniany” przez rezystancję uzwojenia. Prosta domowa maszyna pomoże ci szybko i dokładnie zwinąć cewki wysokiej jakości.

Stojan jest oznaczony, cewki są ułożone na miejscu.Do ich zamocowania stosuje się żywicę epoksydową, której spływowi znów przeciwstawiają się plasteliny

Ze względu na liczbę i grubość magnesów znajdujących się na dyskach generatory mogą znacznie różnić się parametrami pracy. Aby dowiedzieć się, jakiej mocy można się spodziewać, możesz nakręcić jedną cewkę i przewinąć ją w generatorze. Aby określić przyszłą moc, należy zmierzyć napięcie przy określonych obrotach bez obciążenia.

Na przykład przy 200 obr./min okazuje się, że 30 woltów przy rezystancji 3 omów. Odejmij napięcie akumulatora 12 woltów od 30 woltów i podziel powstałe 18 woltów przez 3 omy. Wynik to 6 amperów. Jest to ilość, która trafia do akumulatora. Chociaż praktycznie praktycznie wychodzi mniej z powodu strat na mostku diodowym i drutach.

Najczęściej cewki są okrągłe, ale lepiej je nieco rozciągnąć. Jednocześnie w sektorze uzyskuje się więcej miedzi, a zwoje cewki są prostsze. Średnica wewnętrznego otworu cewki powinna odpowiadać rozmiarowi magnesu lub być nieco większa od niego.

Przeprowadzane są wstępne testy otrzymanego sprzętu, które potwierdzają jego doskonałą wydajność. Z czasem ten model można ulepszyć.

Wykonując stojan, należy pamiętać, że jego grubość powinna odpowiadać grubości magnesów. Jeśli liczba zwojów w cewkach wzrośnie, a stojan będzie grubszy, przestrzeń między dyskami wzrośnie, a strumień magnetyczny zmniejszy się. W rezultacie można wygenerować takie samo napięcie, ale mniej prądu ze względu na zwiększoną rezystancję cewek.

Sklejka jest używana jako forma stojana, ale można zaznaczyć sektory cewek na papierze i wykonać krawędzie z plasteliny. Wytrzymałość produktu zwiększy włókno szklane umieszczone na spodzie formy i na cewkach. Epoksyd nie może przylegać do formy. Aby to zrobić, jest smarowany woskiem lub wazeliną. Do tych samych celów możesz użyć filmu lub taśmy. Cewki są przymocowane do siebie nieruchomo, końce faz są wydobyte. Następnie wszystkie sześć drutów jest połączonych trójkątem lub gwiazdą.

Zespół generatora jest testowany przy użyciu obrotu ręcznego. Wynikowe napięcie wynosi 40 woltów, a natężenie prądu wynosi około 10 amperów.

Etap końcowy - maszt i śruba

Rzeczywista wysokość gotowego masztu wynosiła 6 metrów, ale lepiej byłoby zrobić 10-12 metrów. Podstawa do tego wymaga betonowania. Konieczne jest takie zamocowanie, aby rura mogła być podnoszona i opuszczana za pomocą wciągarki ręcznej. Śruba jest przymocowana do górnej części rury.

Rura PCV - niezawodny i dość lekki materiał, za pomocą którego można wykonać śrubę turbiny wiatrowej z określonym zakrętem

Aby wykonać śrubę, potrzebujesz rury PVC o średnicy 160 mm. Należy wyciąć z niej sześciometrową dwumetrową śrubę. Sensowne jest eksperymentowanie z kształtem łopatek w celu zwiększenia momentu obrotowego przy niskich obrotach. Śmigło należy usunąć z silnych wiatrów. Ta funkcja jest wykonywana za pomocą składanego ogona. Wytworzona energia jest magazynowana w bateriach.

Maszt należy podnosić i opuszczać za pomocą wyciągarki ręcznej. Dodatkową stabilność strukturalną można uzyskać za pomocą kabli napinających

Uwagę zwracają dwie opcje generatorów wiatrowych, z których najczęściej korzystają letnicy i właściciele nieruchomości podmiejskich. Każdy z nich jest skuteczny na swój sposób. Zwłaszcza wynik zastosowania takiego sprzętu objawia się w obszarach o silnym wietrze. W każdym razie taki asystent w domu nigdy nie boli.