Centrală electrică de la un generator auto. Generator eolian bricolaj de la un generator auto. Generator eolian de la un autogenerator de la Bull

Unul dintre moduri simple obțineți energie electrică ieftină - un generator eolian. Nu este necesar să-l cumpărați, îl puteți construi singur, folosind desene și diagrame corect întocmite, piese și materiale.

Principiul de funcționare al unui generator eolian este simplu: vântul antrenează paletele care rotesc rotorul turbinei, ceea ce transformă energia eoliană în energie mecanică. Turbinele eoliene sunt:

• cu rotoare cu ax orizontal;
• cu rotoare cu ax vertical.

Avantajul acestora din urmă este că funcționează indiferent de direcția vântului și de puterea acestuia. Puterea generată de un generator eolian de casă variază de la 100 la 6000 de wați. Viteza minimă la care turbina poate începe să genereze energie electrică este de 2,5-3 m/s, dar pentru a atinge puterea nominală sunt necesare viteze ale vântului de 10 m/s.

Rotorul se rotește de obicei la 15-20 rpm, în timp ce un generator asincron obișnuit generează electricitate la peste 1500 rpm. Pentru o moară de vânt de casă, este potrivit un generator auto de 12 volți.

Principiul de funcționare al generatorului eolian

Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini

Baza pentru crearea unei turbine eoliene este un proiect bine realizat și un desen pregătit. Acest lucru este foarte important, deoarece fără o idee clară despre cum ar trebui să arate dispozitivul, va fi dificil să îl construiți corect fără a încălca ordinea de instalare a tuturor elementelor.

Desene și diagrame

Trebuie să începeți prin a întocmi o schiță generală a turbinei eoliene, marcarea elemente cheie: un turn, un generator, o bază de lemn, lame și un butuc care le conectează între ele. Este posibil ca o diagramă desenată de sine să nu fie foarte detaliată: acest lucru nu este necesar. Ar trebui folosit pentru a oferi o idee generală despre modul în care vor fi aranjate diferitele părți ale turbinei eoliene și cum va arăta designul în etapele sale finale.

Schema ansamblului generatorului eolian

După pregătirea schemei, trebuie să setați dimensiuni corecte generator eolian. Acestea trebuie să includă înălțimea, lungimea și lățimea baza de lemn, care conectează generatorul și aripioarele de coadă la turn. De asemenea, determinați dimensiunile lamelor din țevi metalice sau țevi PVC, în funcție de ce material va fi folosit. Sunt necesare măsurători separate pentru aripioare: înălțimea, lățimea și lungimea și diametrul palelor, care determină dimensiunea turbinei eoliene.

După ce desenul și schița brută a dispozitivului cu dimensiunile stabilite sunt gata, puteți trece la pregătirea materialelor și instrumentelor pentru lucru.

Instrumente și materiale necesare

Pentru a face o moară de vânt de casă, veți avea nevoie de următoarele piese:

• rotor cu palete;
• cutie de viteze pentru a controla viteza de rotație a rotorului;
• baterie gel sau alcalină pentru alimentarea aparatelor electrice;
• invertor pentru transformarea curentului;
• secțiunea de coadă;
• catarg.

Rotorul cu palete poate fi realizat independent, în timp ce restul elementelor probabil vor trebui cumpărate sau asamblate din piesele necesare. În plus, pentru a asambla o moară de vânt de casă, veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:

• ferăstrău pe lemn;
• foarfece metalice;
• lipici fierbinte;
• ciocan de lipit;
• burghiu.

Asigurați-vă că aveți nevoie de șuruburi și șuruburi pentru a conecta lamele la butuc și pentru a le fixa teava metalica cu un copac.

Pale de turbine eoliene DIY

Când faceți singur lamele, ar trebui să acordați o atenție deosebită respectării formei produselor specificate în desen. Lamele pot fi cu aripi sau tip vele. Al doilea este mai simplu de fabricat, dar are o eficiență scăzută, ceea ce îl face ineficient în turbinele eoliene de casă, chiar și de dimensiuni medii.

Pentru fabricarea palelor unui generator eolian de casă, materiale precum:

• plastic;
• copac;
• aluminiu;
• fibra de sticla;
• clorura de polivinil.

Dispozitivul părții cu lame a generatorului eolian

Dacă alegeți clorură de polivinil, atunci țevile din PVC cu un diametru de 160 mm sau mai mult sunt perfecte pentru crearea lamelor. Plasticul și lemnul sunt materiale mai puțin rezistente la uzură care, sub influența precipitațiilor și a vântului puternic, vor deveni inutilizabile în câțiva ani. Cea mai bună opțiune este aluminiul: este durabil și ușor, rezistent la rupere și cute, imun la umiditate și temperaturi ridicate.

Instrucțiuni pas cu pas pentru realizarea

Când toate desenele au fost întocmite și materialele și instrumentele au fost pregătite, puteți începe să asamblați generatorul eolian cu propriile mâini, ghidat de următoarea ordine:

1. Pregătiți fundația de beton. Adâncimea gropii și volumul amestecului de beton se calculează pe baza tipului de sol și a condițiilor climatice. După turnarea fondului de ten, este nevoie de câteva săptămâni pentru a obține puterea dorită. Numai după aceea este posibil să instalați un catarg în el la o adâncime de 60-70 cm, fixându-l cu bretele.
2. Puneți lamele pregătite în țeavă, fixați-le cu șuruburi și piulițe pe butucul pe care va fi instalat motorul.
3. Poziționați puntea de diode lângă motor și fixați-o cu șuruburi autofiletante. Conectați un fir de la motor la puntea cu diode pozitive și celălalt fir la puntea negativă.
4. Fixați arborele motorului, puneți bucșa pe el și strângeți-l strâns în sens invers acelor de ceasornic.
5. Echilibrați baza tubului cu motorul și arborele atașate la acesta și marcați punctul de echilibru.
6. Fixați baza dispozitivului cu șuruburi.

Un generator eolian poate dura mult mai mult dacă vopsiți nu numai palele, ci și baza, arborele și capacul motorului. Pentru a porni unitatea, veți avea nevoie de un set de fire, un încărcător, un ampermetru și o baterie.

Pregătirea alternatorului auto

Pentru a face un generator eolian cu propriile mâini din generator auto? va trebui să instalați o putere de 95A cu o tensiune de 12 V. La 125 rpm produce 15,5 wați, iar la 630 rpm această cifră va fi de 85,7 wați. Dacă vorbim despre o sarcină de 630 rpm, atunci voltmetrul va afișa 31,2 volți, iar ampermetrul - 13,5 amperi. Astfel, puterea generatorului va fi de 421,2 wați. Pentru a realiza acest indicator, este necesar să folosiți magneți de neodim, care sunt de 7 ori mai eficienți decât cei din ferită.

La începutul pregătirii generatorului de automobile, este necesar să îndepărtați înfășurarea rotorului a excitației magnetice și periile electronice cu colectorul. În locul feromagneților inel, trebuie să instalați magneți de neodim în cantitate de 3 bucăți, dimensiunea fiecăruia dintre ei ar trebui să fie de 85 x 35 x 15 milimetri. Dezavantajul folosirii magneților puternici poate fi „lipirea”, ceea ce face dificilă deplasarea arborelui. Pentru a o reduce, magneții trebuie plasați la un unghi ușor unul față de celălalt.

Înainte de a porni generatorul, acesta trebuie testat strung prin rotirea arborelui până la 950–1000 rpm. Dacă dispozitivul funcționează corect, returul va fi de cel puțin 200 de wați. În cele mai multe cazuri, o centrală clasică cu axă verticală este potrivită: se caracterizează prin turații scăzute și zgomot.

În timpul funcționării turbinei eoliene, se recomandă verificarea periodică a fiabilității elementelor de fixare de la baza catargului, lubrifierea rulmenților dispozitivului rotativ și echilibrarea înclinării instalației. O dată la șase luni se recomandă verificarea și schimbarea izolației electrice, care este adesea deteriorată din cauza utilizării în condiții nefavorabile.

Generatorul eolian de casă, asamblat dintr-un generator auto și piese simple, este capabil să furnizeze energie electrică casa micași deveniți o sursă autonomă de energie de rezervă. Ecologic și cu întreținere redusă, se va amortiza în 2-4 ani în funcție de și va dura zeci de ani.

Vântul este energie gratuită! Deci, să-l folosim în scopuri personale. Dacă crearea unui parc eolian la scară industrială este foarte costisitoare, deoarece pe lângă generator este necesar să se efectueze o serie de studii și calcule, statul nu suportă astfel de cheltuieli și, din anumite motive, investitorii din țări ale fostei URSS nu prezintă un interes deosebit. Apoi, în privat, puteți face o mini-moară de vânt pentru propriile nevoi. Trebuie înțeles că proiectul de a vă transforma locuința la energie alternativă este o întreprindere foarte costisitoare.

După cum am menționat deja: trebuie să faceți observații și calcule pe termen lung pentru a alege raportul optim dintre dimensiunile roții eoliene și generatorul, potrivit pentru clima dvs., roza vântului și viteza medie anuală a vântului.

Eficiența unei centrale eoliene din aceeași regiune poate diferi semnificativ, acest lucru se datorează faptului că mișcarea vântului depinde nu numai de zona climatică, ci și de teren.

Cu toate acestea, puteți afla ce este energia eoliană la un cost minim prin asamblarea unei instalații de buget pentru a alimenta o sarcină de putere redusă, cum ar fi un smartphone, becuri sau un radio. Cu abordarea corectă, puteți furniza energie electrică unei case mici sau unei cabane de vară.

Să vedem cum poți face cea mai simplă turbină eoliană cu propriile mâini.

Mori de vânt de putere redusă din mijloace improvizate

Un cooler pentru computer este un motor fără perii, care în forma sa originală nu are valoare practică.

Trebuie să fie bobinat, deoarece în original înfășurările sunt conectate într-un mod nepotrivit. Bobine de înfășurare alternativ:

În sensul acelor de ceasornic;

În sens invers acelor de ceasornic;

În sensul acelor de ceasornic;

În sens invers acelor de ceasornic.

Trebuie să conectați bobinele adiacente în serie, sau chiar mai bine, să o înfășurați cu o bucată de sârmă, trecând de la o canelură la alta. În acest caz, alegeți grosimea firului în mod arbitrar, ar fi mai bine dacă înfășurați cât mai multe spire, iar acest lucru este posibil atunci când folosiți cel mai subțire fir.

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

Digresiune lirică, puțină teorie

Rețineți că valoarea EMF este:

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

La modernizarea generatorului, puteți influența doar lungimea conductorului, adică numărul de spire ale fiecăreia dintre bobine. Numărul de spire - determină tensiunea de ieșire, iar grosimea firului - sarcina maximă de curent.

În practică, este imposibil să influențezi viteza vântului. Cu toate acestea, există și o cale de ieșire din această situație, dacă cunoașteți viteza obișnuită a vântului pentru zona dvs., puteți proiecta un șurub potrivit pentru o turbină eoliană, precum și o cutie de viteze sau o transmisie prin curea, pentru a oferi o viteză suficientă pentru a genera tensiunea necesară.

IMPORTANT: Mai repede nu înseamnă mai bine! Dacă viteza de rotație a generatorului eolian este prea mare, resursele sale vor fi reduse, proprietățile de lubrifiere ale bucșelor sau rulmenților rotorului se vor deteriora și se va bloca, iar defalcarea izolației înfășurării din generator se va deteriora cel mai probabil. apar

Generatorul este format din:

Creștem puterea generatorului de la un cooler de computer

În primul rând, cu cât mai multe lame și diametrul roților, cu atât mai bine, așa că aruncați o privire mai atentă 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 excitație și cele de putere mică - magneți puternici. Magneții din răcitor sunt extrem de slabi și nu vă permit să obțineți rezultate bune de la generator, iar decalajul dintre rotor și stator este foarte mare - aproximativ 1 mm, și asta cu magneți deja slabi.

Soluția la această problemă este schimbarea radicală a designului generatorului. Mai degrabă, este necesar doar un rotor de la răcitor; un motor de la o imprimantă sau orice alt aparat electrocasnic poate fi folosit ca generator. Cele mai comune sunt motoarele cu perii cu excitație cu magnet permanent.

Ca urmare, va arăta așa.

Puterea unui astfel de generator este suficientă pentru a alimenta LED-urile, 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.

Motoare pas cu pas ca generator eolian

Motorul pas cu pas este foarte comun la computer și aparate electrocasnice, în diverse playere, unități de dischetă (modelele vechi 5.25 sunt interesante), imprimante (în special cu matrice de puncte), scanere etc.

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

Circuitul are un stabilizator liniar de 5 volți, tip L7805, care vă va permite să vă conectați în siguranță Celulare la o astfel de moară de vânt să-i încarce.

Fotografia prezintă un generator de la un motor pas cu pas cu lame instalate.

Motorul într-un caz particular cu 4 fire de ieșire, diagrama este în consecință pentru acesta. Un motor cu astfel de dimensiuni în modul generator produce aproximativ 2 W în vânt ușor (viteza vântului aproximativ 3 m/s) și 5 m/s în puternic (până la 10 m/s).

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

Rafinamentul unei mori de vânt de casă

Pentru ca generatorul să funcționeze mai eficient, trebuie să-i faceți o tijă de ghidare și să-l fixați mobil pe catarg. Apoi, când direcția vântului se schimbă, direcția generatorului eolian se va schimba. Atunci apare următoarea problemă - cablul care merge de la generator la consumator se va răsuci în jurul catargului. Pentru a rezolva acest lucru, trebuie să furnizați un contact în mișcare. O soluție gata făcută este vândută pe Ebay și Aliexpress.

Cele trei fire de jos sunt nemișcate în jos, iar pachetul superior de fire este mobil, un contact de alunecare sau un mecanism de perie este instalat în interior. Dacă nu aveți ocazia să cumpărați, fiți inteligent și, inspirați de decizia designerilor mașinii Zhiguli, și anume implementarea contactului mobil al butonului de semnal de pe volan, și faceți ceva similar. Sau utilizați tamponul de contact de la ceainic electric.

Prin conectarea conectorilor, obțineți un contact în mișcare.

Generator eolian puternic din mijloace improvizate.

Pentru mai multă putere, puteți folosi două opțiuni:

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

Ai nevoie doar de un motor de la o șurubelniță, opțiunea este similară cu cea anterioară, poți folosi palele ventilatorului ca șurub, asta va crește puterea finală a instalației tale.

Iată un exemplu de astfel de proiect:

Acordați atenție modului în care este implementată o supramulțumire a angrenajului aici - arborele generatorului eolian este amplasat într-o țeavă, la capătul său există o roată dințată care transmite rotația unui angrenaj mai mic montat pe arborele motorului. O creștere a turației motorului are loc și la turbinele eoliene industriale. Reductoarele sunt folosite peste tot.

Cu toate acestea, într-un mediu de casă, realizarea unei cutii de viteze devine o mare problemă. Puteți scoate cutia de viteze din unealta electrică, este necesar acolo pentru a reduce viteza mare de pe arborele motorului colectorului la viteza normală a mandrinei de pe burghiu sau a discului de șlefuit:

Semănătoarea are o cutie de viteze planetară;

În polizorul unghiular este instalată o cutie de viteze unghiulară (va deveni utilă pentru instalarea unor instalații și va reduce sarcina din coada turbinei eoliene);

Cutie de viteze de la un burghiu manual.

Această versiune a unui generator eolian de casă poate încărca deja baterii de 12 V, dar este nevoie de un convertor pentru a genera curentul și tensiunea de încărcare. Această sarcină poate fi simplificată prin utilizarea unui generator auto.

Avantajul unui astfel de generator este abilitatea de a-l folosi pentru a încărca bateriile auto, în principiu, este destinat pentru aceasta. Autogeneratoarele au încorporat un releu de reglare a tensiunii, care elimină nevoia de a cumpăra stabilizatori sau convertoare suplimentare.

Cu toate acestea, șoferii știu că la ralanti scăzut, aproximativ 500-1000 rpm, puterea unui astfel de generator este mică și nu oferă curentul adecvat pentru a încărca bateria. Acest lucru duce la necesitatea conectării la roata eoliană printr-o cutie de viteze sau transmisie prin curea.

Puteți ajusta numărul de rotații la viteze ale vântului care sunt normale pentru latitudinile dvs. selectând un raport de transmisie sau utilizând o roată de vânt proiectată corespunzător.

Sfaturi utile

Poate cel mai convenabil design al catargului morii de vânt pentru repetare este prezentat în imagine. Un astfel de catarg este întins pe cabluri fixate de suporturi în pământ, ceea ce asigură stabilitatea.

Important:Înălțimea catargului trebuie să fie cât mai mare posibil, aproximativ 10 metri. La altitudini mai mari, vântul este mai puternic deoarece nu există obstacole pentru el sub formă de structuri de sol, dealuri și copaci. Nu instalați niciodată un generator eolian pe acoperișul casei dvs. Vibrațiile rezonante ale structurilor de prindere pot provoca distrugerea pereților acestuia.

Aveți grijă de fiabilitatea catargului de transport, deoarece proiectarea unei mori de vânt bazată pe un astfel de generator devine mult mai grea și este deja o soluție destul de serioasă care poate asigura alimentarea autonomă cu energie unei case de vară cu un set minim de electrocasnice. Dispozitivele care funcționează la 220 de volți pot fi alimentate de la un invertor de 12-220 V. Cea mai comună versiune a unui astfel de invertor este.

Este mai bine să folosiți generatoare diesel, inclusiv. camioane, deoarece sunt concepute pentru a lucra la viteze reduse. În medie, un motor diesel de camion mare rulează între 300 și 3500 rpm.

Generatoarele moderne dau 12 sau 24 de volți, iar un curent de 100 de amperi a devenit de mult normal. După efectuarea unor calcule simple, puteți determina că un astfel de generator vă va oferi maximum de până la 1 kW de putere și un generator de la un Zhiguli (12 V 40-60 A) 350-500 W, care este deja un frumos figura decenta.

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

Am menționat în text că roata vântului ar trebui să fie mare și cu un număr mare de pale, de fapt nu este așa. Această afirmație a fost valabilă pentru acele micro-generatoare care nu pretind că sunt mașini electrice serioase, ci mai degrabă exemplare de familiarizare și petrecere a timpului liber.

De fapt, proiectarea, calculul și crearea unei turbine eoliene este o sarcină foarte dificilă. Energia eoliană va fi folosită mai rațional dacă este realizată foarte precis și profilul „aviație” este perfect afișat, în timp ce trebuie instalat cu unghi minim la planul de rotație al roții.

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

Consultați tabelul din cartea din 1956 „Parcul eolian de casă” ed. DOSAAF Moscova. Acesta arată relația dintre diametrul roții, putere și rpm.

Acasă, aceste calcule teoretice sunt de puțin folos, amatorii fac roți de vânt din mijloace improvizate, folosesc:

• Foi de metal;

  Conducte de canalizare din plastic.

Puteți asambla o roată eoliană de mare viteză cu 2-4 lame cu propriile mâini din conductele de canalizare, cu excepția acestora, aveți nevoie de un ferăstrău sau orice alt sculă de tăiere. Folosirea acestor conducte se datorează formei lor, după tăiere au o formă concavă, ceea ce asigură o capacitate mare de răspuns la fluxurile de aer.

După tăiere, acestea sunt fixate cu șuruburi pe un semifabricat de metal, textolit sau placaj. Dacă aveți de gând să îl faceți din placaj, este mai bine să lipiți și să răsuciți mai multe straturi de placaj pe ambele părți cu șuruburi, atunci veți putea obține rigiditate.

Iată o idee pentru un rotor dintr-o bucată cu două pale pentru un generator de motor pas cu pas.

concluzii

Puteți face o centrală eoliană variind de la putere mică - unități de wați, până la alimentarea lămpilor LED individuale, balize și echipamente mici, până la valori bune de putere în unități de kilowați, stocați energie într-o baterie, utilizați-o în forma sa originală sau convertiți până la 220 volți. Costul unui astfel de proiect va depinde de nevoile dvs., poate cel mai scump element este catargul și bateriile, poate fi în intervalul 300-500 de dolari.

Un generator eolian de la un generator auto este o alternativă bună la un dispozitiv din fabrică, care costă de la câteva zeci la câteva sute de mii de ruble. Pentru asamblare, va trebui să construiți palete, un catarg și să schimbați ușor designul oscilatorului.

Despre mori de vânt de casă pentru casă

Un interes deosebit pentru energia eoliană se manifestă la nivelul sferei casnice. Acest lucru este de înțeles dacă vă uitați la următoarea factură pentru energia consumată cu coada ochiului. Prin urmare, se activează tot felul de meșteri, folosind toate posibilitățile de obținere a energiei electrice ieftin.

Una dintre aceste posibilități, destul de reală, este strâns legată de moara de vânt de la un generator auto. Un dispozitiv gata făcut - un generator de mașină - trebuie doar să fie echipat cu lame realizate corect pentru a putea elimina o anumită valoare a energiei electrice de la bornele generatorului.

Adevărat, va funcționa eficient numai dacă este vreme vântoasă.

Un exemplu din practica uzului casnic generatoare eoliene. Un design practic bine conceput și destul de eficient al unei mori de vânt. Este instalată o elice cu trei pale, ceea ce este rar pentru aparatele de uz casnic

Utilizarea practic a oricărui generator auto este acceptabilă pentru construcția morilor de vânt. Dar de obicei încearcă să adopte un model puternic pentru afaceri, capabil să furnizeze curenți mari. Aici, în vârful popularității, proiectarea generatoarelor de la camioane, autobuze mari de pasageri, tractoare etc.

Pe lângă generator, pentru fabricarea unei mori de vânt, vor fi necesare o serie de componente:

• elice cu două sau trei pale;
• baterie auto;
• cablu electric;
• catarg, elemente de sprijin, elemente de fixare.

Designul elicei cu două sau trei pale este considerat cel mai optim pentru un generator eolian clasic. Dar un proiect de uz casnic este adesea departe de clasicele inginerie. Prin urmare, cel mai adesea încearcă să ridice șuruburi gata făcute pentru construcția casei.

Un rotor de la un ventilator de mașină care va fi folosit ca elice pentru o turbină eoliană de acasă. Ușurința și o suprafață utilă mare pentru forțele aeriene permit utilizarea unor astfel de opțiuni

Astfel, de exemplu, poate fi un rotor de la o unitate exterioară a unui sistem de aer condiționat split sau de la un ventilator al aceleiași mașini. Dar atunci când există dorința de a urma tradițiile de proiectare a turbinelor eoliene, va trebui să construiți o elice de moara de vânt de la început până la sfârșit cu propriile mâini.

Înainte de a decide cu privire la asamblarea și instalarea unei turbine eoliene, merită să evaluați datele climatice ale site-ului și să calculați rambursarea. Asistență semnificativă în acest sens va fi oferită de informațiile unui articol foarte interesant, pe care îl recomandăm spre revizuire.

Design generator eolian

Există o mare diversitate de specii de turbine eoliene și desene ale fabricării lor. Dar orice design include următoarele elemente obligatorii:

• generator;
• lame;
• Acumulator;
• catarg;
• unitatea electronică.

Cu unele abilități, puteți face un generator eolian cu propriile mâini

În plus, este necesar să vă gândiți în prealabil la sistemul de control și distribuție a energiei electrice, să desenați o diagramă de instalare.

Avantajele și dezavantajele utilizării unui generator auto

Utilizarea unui generator auto ca element al unui parc eolian oferă avantaje semnificative:

• Există un generator gata făcut, care poate fi folosit fără intervenție în proiectare sau cu o oarecare modernizare.
• Un alternator de mașină produce o tensiune stabilă, care este importantă pentru morile de vânt cu viteza lor de rotație în continuă schimbare.
• Se utilizează echipament standard care este disponibil și nu necesită intervenție în proiectare.
• Alternatoarele auto sunt disponibile pe scară largă, făcându-le reparabile și disponibile pentru înlocuire atunci când este necesar.

Alături de avantaje, există și câteva dezavantaje:

• Un generator auto are nevoie de o viteză mare de rotație, ceea ce necesită utilizarea unei cutii de viteze superioare sau modificări în designul dispozitivului.
• Resursa unui generator auto este limitată la aproximativ 4.000 de ore de funcționare (în medie). Nici măcar un generator nou nu va dura nici măcar un an de funcționare continuă și va necesita reparații.
• Sistemul de excitație al unor generatoare necesită aplicarea unei tensiuni la bobină, ceea ce forțează modificări în proiectarea și instalarea magneților permanenți.

În ciuda deficiențelor existente, un generator auto este considerat cea mai bună opțiune, posibilă cu crearea independentă a unui parc eolian.

Făcând o roată de vânt

Paletele sunt poate cea mai importantă parte a unei turbine eoliene. Funcționarea componentelor rămase ale dispozitivului va depinde de design. Sunt realizate din materiale diferite. Chiar și din plastic conducta de canalizare. Lamele dintr-o țeavă sunt ușor de fabricat, sunt ieftine și nu sunt afectate de umiditate. Procesul de fabricație a turbinelor eoliene este următorul:

1. Este necesar să se calculeze lungimea lamei. Diametrul conductei trebuie să fie egal cu 1/5 din filmarea totală. De exemplu, dacă lama are o lungime de un metru, atunci o țeavă cu un diametru de 20 cm va fi potrivită.
2. Tăiem țeava cu un puzzle în 4 părți.
3. Facem o aripă dintr-o singură parte, care va servi ca șablon pentru tăierea lamelor ulterioare.
4. Netezim bavurile de pe margini cu un abraziv.
5. Lamele sunt fixate pe un disc de aluminiu cu benzi sudate pentru fixare.
6. În continuare, generatorul este înșurubat pe acest disc.

Lame pentru roata de vant

După asamblare, roata vântului trebuie echilibrată. Este montat pe un trepied orizontal. Operația se efectuează într-o încăpere închisă de vânt. Dacă echilibrul este corect, roata nu trebuie să se miște. Dacă lamele se rotesc singure, atunci acestea trebuie ascuțite pentru a echilibra întreaga structură.

Numai după finalizarea cu succes a acestei proceduri, ar trebui să treceți la verificarea preciziei de rotație a lamelor, acestea ar trebui să se rotească în același plan fără deformare. Este permisă o eroare de 2 mm.

Diagrama de asamblare a generatorului

Confecţionarea catargului

Pentru fabricarea catargului, este potrivită o conductă de apă veche cu un diametru de cel puțin 15 cm, o lungime de aproximativ 7 m. Dacă există clădiri la 30 m de locul de instalare prevăzut, atunci înălțimea structurii este ajustată. în sus. Pentru funcționarea eficientă a turbinei eoliene, paleta este ridicată deasupra obstacolului cu cel puțin 1 m.

Baza catargului și cuiele pentru fixarea cablurilor sunt betonate. Clemele cu șuruburi sunt sudate pe țăruși. Pentru vergeturi se foloseste un cablu galvanizat de 6 mm.

Sfat. Catargul asamblat are o greutate considerabilă, la instalarea manuală veți avea nevoie de o contragreutate dintr-o țeavă cu sarcină.

Refacem generatorul atomic

Pentru fabricarea unui generator de moară de vânt, este potrivit un generator de la orice mașină. Designul lor este similar unul cu celălalt, iar modificarea se reduce la rebobinarea firului statorului și realizarea rotorului pe magneți de neodim. Sunt găurite în polii rotorului pentru a fixa magneții. Instalați-le prin alternarea stâlpilor. Rotorul este învelit în hârtie, iar golurile dintre magneți sunt umplute cu epoxid.

alternator auto

În același mod, puteți reface motorul din vechiul mașină de spălat. Doar magneții în acest caz sunt lipiți într-un unghi pentru a evita lipirea.

Noua înfășurare este rebobinată de-a lungul bobinei pe dintele statorului. Puteți face o înfășurare în vrac, este convenabil pentru oricine. Cu cât este mai mare numărul de spire, cu atât generatorul va fi mai eficient. Bobinele sunt înfășurate într-o direcție conform unei scheme trifazate.

Generatorul finit merită încercat și măsurat datele. Dacă la 300 rpm generatorul produce aproximativ 30 volți, acesta este un rezultat bun.

Generator de turbină eoliană de la un generator de mașină

Asamblarea finala

Cadrul generatorului este sudat din conductă de profil. Coada este realizată din tablă zincată. Axa de rotație este un tub cu doi rulmenți. Generatorul este atasat de catarg in asa fel incat distanta de la lama la catarg sa fie de minim 25 cm.Din motive de siguranta, pentru asamblarea si montarea finala a catargului trebuie sa se aleaga o zi linistita. Lamele sub influența unui vânt puternic se pot îndoi și rupe pe catarg.

Pentru a utiliza baterii pentru alimentarea echipamentelor care funcționează la 220 V, va trebui să instalați un invertor de conversie a tensiunii. Capacitatea bateriei este selectată individual pentru generatorul eolian. Acest indicator depinde de viteza vântului din zonă, de puterea echipamentului conectat și de frecvența utilizării acestuia.

Dispozitiv generator eolian

Pentru a preveni defectarea bateriei de la supraîncărcare, veți avea nevoie de un controler de tensiune. Îl poți face singur dacă ai cunoștințe suficiente în electronică sau poți cumpăra gata făcut. Există multe controlere pentru mecanisme de energie alternativă pe piață.

Sfat. Pentru a preveni spargerea lamei în cazul vântului puternic, este instalat un dispozitiv simplu - o giruetă de protecție.

Elice cu două pale pe generator fără modificare

În principiu, dacă puneți o elice cu două pale de mare viteză cu un diametru de 1-1,2 metri pe generator, atunci astfel de revoluții sunt ușor de realizat cu un vânt de 7-8 m / s. Asta înseamnă că poți face o moară de vânt fără a modifica generatorul, doar că va funcționa în vânt de la 7m/s. Mai jos este o captură de ecran cu datele unei elice cu două pale. După cum puteți vedea, viteza unei astfel de elice cu un vânt de 8 m / s este de 1339 rpm.

Deoarece viteza elicei crește liniar în funcție de viteza vântului, atunci (1339: 8 * 7 = 1171 rpm) la 7 m / s bateria va începe să se încarce. La 8 m/s, puterea așteptată, din nou, conform calculului, ar trebui să fie (14:1200*1339=15,6 volți) (15,6-13=2,6:0,4=6,5 amperi*13=84,5 wați). Puterea utilă a șurubului, judecând după captură de ecran, este de 100 de wați, așa că va trage liber generatorul și ar trebui să dea chiar mai multe rotații decât este indicat atunci când este subîncărcat. Ca rezultat, 84,5 wați ar trebui să fie de la generator la 8 m / s, dar bobina de excitare consumă aproximativ 30-40 de wați, ceea ce înseamnă că doar 40-50 de wați de energie vor merge la baterie. Foarte puțin, bineînțeles, deoarece un generator convertit în magneți și bobinat la același vânt la 500-600 rpm va elibera de trei ori mai multă putere.

Cu un vânt de 10 m / s, rotațiile vor fi (1339: 8 * 10 = 1673 rpm), tensiunea la ralanti va fi (14: 1200 * 1673 = 19,5 volți), iar sub sarcină, bateria va fi ( 19,5-13 = 6,5: 0,4 = 16,2 amperi *13=210 wați). Rezultatul este 210 wați de putere minus 40 wați pe bobină, lăsând 170 wați de putere utilizabilă. La 12 m/s va fi ceva de genul acesta 2008 rpm, tensiune fără sarcină 23,4 volți, curent 26 amperi, minus 3 amperi pentru excitare și acel curent de încărcare a bateriei de 23 amperi, putere 300 wați.

Dacă faceți un șurub cu un diametru mai mic, atunci viteza va crește și mai mult, dar atunci șurubul nu va trage generatorul când va atinge pragul de încărcare a bateriei. am numărat diferite variante la momentul scrierii acestui articol, elicea cu două pale s-a dovedit a fi cea mai optimă pentru generator fără modificări.

În principiu, dacă contați pe vânturi de la 7 m/s și mai sus, atunci un astfel de generator eolian va funcționa bine și va produce 300 de wați la 12 m/s. În același timp, costul morii de vânt va fi destul de mic, de fapt, doar prețul generatorului, iar șurubul și restul se pot face din ceea ce este. Doar șurubul trebuie făcut conform calculelor.

Un generator corect modificat începe să se încarce deja de la 4 m/s, la 5 m/s curentul de încărcare este deja de 2 amperi, în timp ce rotorul este pe magneți, tot curentul merge la baterie. La 7 m/s, curentul de încărcare este de 4-5 amperi, iar la 10 m/s este deja de 8-10 amperi. Rezultă că doar la un vânt puternic de 10-12 m/s, generatorul fără alterare poate fi comparat cu cel alterat, dar nu va da nimic la un vânt mai mic de 8 m/s.

Generator auto-excitat

Pentru ca generatorul să se autoexcite fără baterie, trebuie să puneți câțiva magneți mici în rotor. Dacă bobina de excitare este alimentată de la o baterie, atunci aceasta în mod constant și indiferent dacă generatorul eolian produce sau nu energie, își va consuma cei 3 amperi și va încărca bateria. Pentru a preveni acest lucru, trebuie să puneți o diodă de blocare, astfel încât curentul să ajungă doar la baterie, dar să nu se întoarcă înapoi.

Bobina de excitație poate fi alimentată de la generatorul în sine, minus de la carcasă și plus de la șurubul pozitiv. Și în dinții rotorului trebuie să puneți câțiva magneți mici pentru autoexcitare. Pentru a face acest lucru, puteți găuri găuri cu un burghiu și puteți pune magneți mici de neodim pe lipici. Dacă nu există magneți de neodim, atunci puteți introduce cei obișnuiți din ferită din difuzoare, dacă sunt mici, apoi găuriți și introduceți-l sau așezați-l între gheare și umpleți-l cu epoxid.

Puteți folosi și așa-numita tabletă, adică un releu-regulator ca într-o mașină, care va opri excitația dacă tensiunea bateriei ajunge la 14,2 volți, pentru a nu supraîncărca. Mai jos în figură este un circuit generator de autoexcitare. În general, generatorul în sine este excitat, deoarece rotorul are magnetizare reziduală, dar acest lucru se întâmplă la viteze mari, este mai bine să adăugați magneți pentru fiabilitate. Un releu-regulator este inclus în circuit, dar poate fi exclus. Este necesară o diodă de decuplare, astfel încât bateria să nu se descarce ca fără diodă, curentul va curge în înfășurarea de excitație (rotor).

Deoarece generatorul eolian va fi foarte mic cu o elice cu un diametru de doar 1 metru, nu este nevoie de protecție împotriva vântului puternic și nu se va întâmpla nimic dacă există un catarg puternic și o elice puternică.

Există generatoare de 28 volți, dar dacă sunt folosite pentru a încărca o baterie de 12 volți, atunci turațiile trebuie să fie la jumătate, aproximativ 600 rpm. Dar, deoarece tensiunea nu va fi de 28 de volți, ci de 14, atunci bobina de excitare va oferi doar jumătate din putere, iar tensiunea generatorului va fi mai mică, așa că nu va rezulta nimic. Desigur, puteți încerca într-un generator al cărui stator este înfășurat la 28 volți, puneți rotorul la 12 volți, atunci ar trebui să fie mai bine și încărcarea va începe mai devreme, dar apoi aveți nevoie de două generatoare identice pentru a înlocui rotorul, sau căutați un rotor sau un stator separat.

Analizarea erorilor de proiectare

Asamblarea unui generator eolian acasă cu propriile mele mâini— desigur, nu este un lucru inconfundabil. Chiar și în proiectarea morilor de vânt industriale, inginerii fac greșeli. Dar ei învață din greșeli, fapt dovedit de structurile gospodărești bine stabilite.

Deci, printre erorile din construcția generatoarelor eoliene de uz casnic, apare adesea un detaliu precum absența unui modul de frânare în proiectarea generatorului. Versiunea standard a unor astfel de dispozitive (auto sau tractor) nu prevede o astfel de piesă. Deci, generatorul trebuie îmbunătățit.

Cu toate acestea, nu orice „designer” vrea să facă acest lucru. materie delicată. Mulți ignoră acest detaliu, sperând „poate”. Ca urmare, într-un vânt puternic, elicea se învârte la viteze incredibil de mari. Rulmenții generatorului nu rezistă, sparg scaunele capacelor din aluminiu. Apare pană rotorului.

Turbină eoliană distrusă din cauza defectelor de proiectare. Erorile în proiectarea și instalarea unor astfel de structuri duc la consecințe grave.

Același subiect include un defect asociat cu absența unui limitator de rotație a giruletelor. Adesea, această componentă este pur și simplu uitată să fie instalată și reținută numai atunci când fluxurile vântului încep să învârtească „cocoșul” în jurul axei sale, ca un spinning top în programul „Ce? Unde? Când?". Rezultatul este deplorabil.

Daune minime - răsucirea și ruperea cablului electric, iar în cazuri grave - separarea întregii structuri.

O altă eroare notabilă de asamblare este calcularea incorectă a punctului de centru de greutate pe baza girouiței. În acest caz, dispozitivul poate funcționa normal pentru o perioadă de timp. Dar, în timp, se formează o dezaliniere pe ansamblul rulmentului, libertatea de rotație este limitată, eficiența designului în ceea ce privește transferul de energie este redusă drastic.

Adesea, ei încearcă să alimenteze direct bateria cu curentul primit de la generator. Foarte curând încep să se întrebe de ce bateria nu ține încărcarea sau descoperă o defecțiune a 2-3 cutii.

Aceasta este o greșeală banală și naturală, deoarece, în orice caz, încărcarea bateriei trebuie să treacă în condițiile anumitor curenți și tensiuni. Aici trebuie să controlați acest proces.

Întreținerea dispozitivului

Pentru ca moara de vânt să funcționeze mulți ani și fără întrerupere, este necesar să se efectueze control tehnic periodic și întreținere.

1. Curățați, lubrifiați și reglați colectorul de curent o dată la 2 luni.
2. Reparați lamele dacă în timpul rotației apar vibrații și dezechilibru.
3. O data la 3 ani vopsiti elementele metalice cu vopsea anticoroziva.
4. Verificați și reglați ancorele catargului și cablul.

Eficiența dispozitivului este afectată de zona în care este instalat generatorul eolian (tern pustiu, prezența vântului). Dar, în orice caz, a avea această sursă de energie, independentă de o sursă de alimentare staționară, nu va fi niciodată de prisos.

Video

Internetul începe să „explodeze din plin” din articolele laudative ale autorilor, oferind tuturor să folosească energia eoliană naturală pentru a obține electricitate gratuită.

Vă propun să luați în considerare această problemă din punct de vedere practic, pentru a evalua efectul economic înainte de a începe să creați o turbină eoliană pentru o casă privată cu propriile mâini sau chiar să cumpărați un model de fabrică.

Să vorbim despre dificultățile cu care va trebui să te confrunți: ele trebuie prevăzute și depășite. Subiectul este complex. Este necesar să se evalueze caracteristicile aerodinamice și mecanice, să se facă un calcul electric.

Turbinele eoliene industriale: un model de urmat

Nu este un secret pentru nimeni că energia alternativă vă permite cu adevărat să obțineți electricitate de la vânt. În Europa, turbinele eoliene industriale ocupă suprafețe vaste și funcționează autonom în beneficiul omului.

Sunt uriașe, situate în zone deschise tuturor vântului, înălțându-se deasupra copacilor și a obiectelor locale.

Și morile de vânt sunt instalate la distanță unele de altele. Prin urmare, defecțiunile accidentale și deteriorarea uneia nu pot dăuna structurilor învecinate.

Vom lua aceste principii pentru crearea generatoarelor eoliene ca bază pentru dezvoltarea dispozitivelor de casă. Ele se bazează pe cercetări științifice,
deja testate pentru funcționare pe termen lung, funcționează eficient.

Să începem cu o analiză a caracteristicilor zonei în care intenționăm să creăm un parc eolian.

Cum se determină viteza vântului: există suficientă presiune pentru o moară de vânt de uz casnic

Vom discuta problema pe baza faptelor științifice și a greșelilor deja făcute de mulți proprietari de case private.

Partea teoretică a proiectului: ce să căutați atunci când alegeți un design

Valoarea medie anuală a vântului pentru orice localitate din Rusia sau altă țară poate fi găsită pe harta vântului. Aceste date sunt disponibile publicului.

Dacă luăm în considerare întregul teritoriu, atunci nu există atât de multe locuri pentru utilizarea favorabilă a energiei eoliene cu o viteză de 5 m / s și mai mult, ca în Europa.

Explic această situație prin faptul că aerul cald al Gulf Stream, care se ridică din apa încălzită, se repezi imediat în zonele reci. Cu cât diferența de temperatură este mai mare, cu atât viteza sa este mai mare.

După ce a trecut câteva mii de kilometri peste Europa, puterea lui slăbește. Cea mai mare diferență de temperatură primăvara și toamna provoacă furtuni și uragane.
Este important pentru noi să înțelegem cum să determinăm corect viteza vântului în zona noastră.

Să luăm ca bază valoarea de 5 m/s și să calculăm puterea debitului vântului pentru cel mai comun generator axial situat orizontal.

Luăm în considerare faptul că lamele sale acoperă aria cercului S (m2) cu un diametru D (m). Vantul trece prin el cu viteza V (m/s).

Energia eoliană Pv se calculează prin formula:

ρ este densitatea masei de aer (kg/m3)

Dacă luăm valori medii, de exemplu, o suprafață de 3 metri pătrați și o densitate
aer 1,25 kg/m 3, apoi vântul care suflă cu o viteză de 5 m/s este capabil să creeze o putere de puțin mai mică de 2 kilowați.

Acum sarcina noastră este să stabilim ce parte din ea poate fi convertită în energie electrică utilă. Aproximativ, se poate estima cu procentul de 30÷40%. Designul și caracteristicile tehnologice ale roții eoliene pur și simplu nu vă vor permite să luați mai mult în mod eficient.

O definiție mai precisă se găsește printr-o formulă care ia în considerare:

• coeficientul ε, care determină proporția de energie eoliană utilizată de proiectarea morii de vânt. Valoarea maximă creată de structurile de mare viteză este de 40-50%;
• Eficiența reductorului -∙maxim aproximativ 90%;
• Eficiența generatorului ≈85%.

Valorile tuturor acestor coeficienți pentru diferite modele de generatoare de turbine eoliene sunt foarte diferite unele de altele. Am dat valorile pentru produsele industriale. Pentru cei care fac do-it-yourself, acestea vor fi mult mai mici.

Dacă înlocuim toate aceste cifre, atunci chiar și pentru proiectarea din fabrică a unui generator eolian, realizat conform desenelor exacte și pe mașini industriale, putem obține mai puțin de 700 de wați de energie electrică la o viteză de 5 m / s și un pătrat de 3. zona de metru descrisă de palele elicei.

Ce parte din ea poate lua o moară de vânt de casă, se poate doar ghici.

Producătorii mondiali de turbine eoliene indică faptul că pentru a genera 3 kW de energie electrică, iar aceasta este valoarea optimă pentru o casă privată, este necesar:

• scoateți aproximativ 5,1 kW din roata eoliană;
• au un diametru al rotorului de 4,5 metri;
• așezați moara de vânt la o înălțime de 12 metri;
• utilizați vântul cu o viteză de 10 m/sec.

Roata ar trebui să înceapă să rotească generatorul deja la 2 m / s. Numai în acest caz putem vorbi despre rambursarea întregii structuri și utilizare eficientă Putere eoliana.

Dacă viteza scade, cel puțin la 7 m/s, atunci energia generatorului eolian va scădea cu 50%. Și acum aruncați o altă privire la harta vânturilor Rusiei...

Cu toate acestea, nu totul este atât de rău. Calculele teoretice pot fi testate în practică. Pentru cazul nostru, vânzarea oferă numeroase modele instrumente de masura- anemometre.

Nu sunt scumpe, au funcții suplimentare pentru măsurarea temperaturii, indicând ora curentă. Pot fi comandate din China.

Un astfel de anemometru vă permite să evaluați în mod realist puterea vântului din zona dvs. pentru a analiza opțiunile de operare a unui viitor parc eolian (WPP). Există cel puțin 2 dintre ele:

1. satisfacerea parțială a nevoilor de energie electrică;
2. tranziție completă la energia alternativă.

Eroare ascunsă - vânt slab: ceea ce vânzătorii tac

Prima dificultate

Acordați atenție înălțimii de amplasare a roții de vânt față de sol. Gândiți-vă de ce toate morile de vânt industriale au 25 de metri sau mai mult.

La urma urmei, acest lucru complică foarte mult instalarea, operarea, întreținerea, repararea acestora. Trebuie să folosim echipamente scumpe înalte, să creăm platforme solide pentru plasarea acestuia.

Și răspunsul este simplu: la o înălțime de 25 de metri, viteza vântului este mult mai mare decât în ​​apropierea solului. Toate tabelele și cărțile de referință cu hărți ale vântului sunt create în primul rând pentru instalații industriale ridicate la o zonă de 50-70m.

Dacă montați generatorul eolian de casă la 10 metri, atunci vântul va sufla mai slab decât este indicat în manual. Și este foarte problematic să plasezi o moară de vânt la o înălțime mare fără mijloace tehnice speciale.

Munca roții eoliene este cauzată nu atât de viteza de mișcare a masei de aer, cât de presiunea acesteia asupra palelor roții. Și depinde și de greutatea și densitatea atmosferei.

Companiile de energie alternativă au ținut cont de multă vreme de raportul conform căruia dublarea presiunii vântului crește de opt ori puterea generată de turbina eoliană.

Cum afectează zona de turbulență

Funcționarea unei mori de vânt situată la o altitudine joasă poate fi complicată semnificativ de zona de turbulență, care depinde nu numai de teren și de forma dealului, ci și de viteza de mișcare a maselor de aer.

Protecție împotriva trăsnetului turbinei eoliene

Un rotor care funcționează se freacă în mod constant de aer, acumulând electricitate statică, la fel ca fuzelajul oricărei aeronave în timpul zborului. Designerii de avioane rezolvă cu succes această problemă în diferite moduri.

Turbinele eoliene industriale sunt, de asemenea, echipate cu protecție eficientă împotriva trăsnetelor, ale căror descărcări pot apărea în orice moment în timpul unei furtuni.

Majoritatea proprietarilor de case particulare nici nu se gândesc la această problemă, dar în zadar. ÎN cel mai bun caz se pot găsi unii proprietari, ceea ce clar nu este suficient.

După ce au ridicat o structură de fier deasupra acoperișului locuinței lor, care generează și tensiune electrică, au creat deja un paratrăsnet excelent. Va atrage în mod fiabil curenți uriași de descărcări atmosferice.

Dacă nu oferiți o modalitate eficientă de a-i conduce pe lângă clădire la potențialul pământului, atunci va trebui să ispitești constant soarta, să te expui unui pericol neașteptat.

Cum mint producătorii de mori de vânt?

Testele finale ale modelelor din fabrică sunt efectuate într-un tunel de vânt cu un flux laminar ideal, cu o structură uniformă a direcției sale și densitate mare.

În condițiile reale ale unei case private, astfel de condiții pur și simplu nu există. Sunt mai potrivite pentru deplasarea maselor de aer în instalațiile industriale situate la altitudini mari.

Pentru turbinele eoliene de casă, montate chiar și la 10 metri, condițiile de turbulență și vântul ușor pot limita sever rotația rotorului.

Terenul afectează puterea specifică. De exemplu, direct sub un deal, scade brusc, iar în vârful său sunt create condiții ideale datorită comprimării caracteristicilor aerodinamice și creșterii presiunii.

Vor fi afectate și anexe, pomi de grădină, garduri, clădiri învecinate.

Mori de vânt pentru casă: o prezentare generală a modelelor

După cum ați înțeles deja, prima parte care percepe energia eoliană este roata eoliană. Nicio schemă de moară de vânt pentru o casă nu poate face fără ea.

Poate fi realizat:

• cu o axă verticală de rotație;
• sau orizontală.

Generator eolian vertical

Voi arăta cu o fotografie una dintre structurile ușor de realizat dintr-un butoi obișnuit de oțel.

Iată un astfel de generator eolian vertical, realizat manual, și chiar situat deasupra solului înconjurat de clădiri și plante, nu va fi capabil să dezvolte viteza normală pentru a genera suficientă energie electrică pentru a alimenta o casă privată.

El va putea îndeplini doar câteva sarcini individuale pentru echipamente cu putere redusă. În plus, viteza scăzută de rotație a rotorului său va necesita utilizarea obligatorie a unei cutii de viteze step-up, iar aceasta este o pierdere suplimentară de energie.

Astfel de modele erau populare la începutul secolului trecut pe bărci cu aburi. Roata de apă, amplasată cu palele de-a lungul direcției vasului, asigura deplasarea acestuia.

Acum este o raritate care și-a pierdut relevanța. În aviație, un astfel de design nu numai că nu a prins rădăcini, dar nici măcar nu a fost luat în considerare.

Dintre modelele de viteză redusă ale roților eoliene, rotorul Onipko este acum distribuit masiv prin Internet. Agenții de publicitate arată rotația acestuia chiar și în vânt foarte ușor.

Cu toate acestea, din anumite motive am și o atitudine critică față de această dezvoltare, deși nu este atât de greu să o repet cu propriile mâini. Nu am găsit recenzii pozitive printre cumpărători, precum și calcule științifice fezabilitate economica utilizarea acestuia.

Dacă unul dintre cititori mă poate descuraja de această opinie, v-aș fi recunoscător.

De la bun început, motoarele de aeronave au început să folosească un șurub care conduce fluxul de aer de-a lungul corpului aeronavei. Forma și designul său sunt alese astfel încât să folosească o componentă reactivă în plus față de forța de presiune activă.

Conform acestui principiu, orice generator eolian orizontal care este realizat mod industrial sau cu propriile mâini. Exemplu design de casă arat fotografia.

Conform principiului utilizării energiei eoliene, acesta este un design mai eficient, iar în ceea ce privește execuția pentru a asigura problemele casnice de furnizare a energiei electrice, este de putere redusă.

Un mic motor electric, al cărui rotor învârte moara de vânt, poate, chiar și cu presiunea și puterea vântului optime, să funcționeze doar ca un generator. Puteți conecta un bec LED slab la el.

Gândiți-vă singur dacă este necesar să montați o astfel de giruetă cu iluminare sau nu. Un astfel de design nu va face față altor sarcini. Deși încă poate fi folosit pentru a speria alunițele de pe site. Chiar nu le plac zgomotele însoțite de rotația pieselor metalice.

Pentru a utiliza pe deplin energia electrică primită de la vânt, Roata de lucru Generatorul eolian trebuie să fie dimensionat corespunzător pentru puterea de intrare. Contați pe aproximativ cinci metri în diametru.

Când îl creați, veți întâmpina o dificultate tehnică: va trebui să echilibrați cu precizie piesele mari. Centrul de masă trebuie să fie întotdeauna la mijlocul axei de rotație.

Acest lucru va minimiza oscilanța rulmentului și balansarea la altitudini mari. Cu toate acestea, acest act de echilibrare nu este atât de ușor.

Cum se instalează o turbină eoliană: un aspect fiabil al catargului pentru montare la înălțime

Greutatea rotorului pentru producția normală de energie electrică este destul de decentă. Nu poate fi instalat pe un suport simplu.

Va fi necesar să se creeze o fundație solidă din beton pentru un catarg metalic și șuruburi de ancorare. În caz contrar, întreaga structură asamblată cu mare dificultate se poate prăbuși în orice moment inoportun.

Un suport pentru un generator eolian ridicat la o înălțime poate fi realizat:

1. sub forma unui catarg prefabricat asamblat din secțiuni cu bretele;
2. sau suport tubular conic.

Ambele scheme vor necesita armare anti-înclinare prin crearea mai multor niveluri de tipi din cabluri, care sunt necesare pentru a ține catargul în rafale puternice de vânt. Acestea vor trebui fixate bine de opritoare și ancore.

Din experiență personală proastă: în timp ce foloseam televiziunea analogică, antena Pânză de păianjen cu un diametru de cerc de 2m a funcționat pentru mine. Era situat la o înălțime de 8 metri, era fixat pe un stâlp de lemn cu două nivele de băieți. Rafale de vânt zguduite l-au zguduit, astfel încât suportul s-a prăbușit.

Televiziunea digitală modernă, din fericire, necesită utilizarea unor antene mult mai mici. Ele nu sunt numai, dar nici nu sunt atât de greu de montat.

Cum să faci un catarg pentru o moară de vânt

Acordați atenție imediat la crearea unui design durabil, fără probleme. În caz contrar, repetați doar experiența tristă a lucrătorilor YantarEnergo, care au avut un accident în timpul unei furtuni: un catarg de mai multe tone s-a prăbușit și fragmente de lame s-au împrăștiat în tot districtul.

Dispozitivul catargului va necesita calculul cantității de materiale necesare pentru a crea o structură dintr-un unghi de oțel de diferite secțiuni. Forma și dimensiunile sunt selectate în funcție de condițiile locale.

Este format din trei sau patru suporturi verticale. Fiecare dintre ele este montat pe opritor de jos. În partea de sus a catargului, este creată o platformă pentru instalarea unei moară de vânt.

Deoarece lungimea colțurilor este limitată, catargul este asamblat din mai multe secțiuni. Rigiditatea prinderii de ansamblu este dată de nervurile laterale prinse prin bretele.

Un element obligatoriu al fundației sunt elementele metalice încorporate. Vor fi folosite pentru fixarea pieselor. Va trebui să ne ocupăm de sudare și șuruburi de conectare.

Nu neglijați bretele suplimentare.

Cum se face un suport de țeavă

Este mai ușor să asamblați o structură telescopică din țevi de oțel de profil adecvat, dar ar trebui să fie calculată mai atent pentru rezistență. Momentul încovoietor creat de vârful greu într-o furtună nu trebuie să depășească o valoare critică.

În acest caz, vor exista dificultăți în ceea ce privește întreținerea preventivă, inspecția și repararea centralei electrice aeriene asamblate. Dacă puteți urca pe catarg la o înălțime ca o scară, atunci este problematic să o faceți printr-o țeavă. Da, este foarte periculos să lucrezi la vârf.

Prin urmare, este imediat necesar să se ia în considerare opțiunea de a coborî în siguranță echipamentul la sol și o modalitate accesibilă de a-l ridica. Acest lucru vă permite să efectuați una dintre cele două scheme cu:

1. Axa de rotație pe suportul principal.
2. Pârghie de împingere în partea de jos a coloanei de sprijin.

În primul caz, se creează o fundație solidă pentru instalarea suportului principal. O structură de țevi sudate cu o moară de vânt și un sistem de ridicare cu lanț pe cabluri de oțel este atașată de axa sa de rotație.

O contragreutate este situată în partea de jos a țevii, ceea ce facilitează munca de ridicare și coborâre cu un troliu manual.

Imaginea nu prezintă cablurile de siguranță ale curelelor de tip. Pur și simplu atârnă de ancorele lor până la pământ pe măsură ce catargul este ridicat și coborât și sunt atașați de stâlpi de beton fix pentru funcționare permanentă.

Schema de instalare și coborâre a morii de vânt conform celei de-a doua opțiuni este prezentată mai jos.

Catargul și pârghia de tracțiune cu o contragreutate, întărită cu o rigidizare, situate în unghi drept față de acesta, sunt rotite în direcție verticală de un troliu cu sistem de scripete.

Axa de rotație a structurii create se află la vârf unghi dreptși fixat în ghidaje încorporate în fundație. La ridicarea sau coborârea catargului, firele de prindere sunt îndepărtate din ancorajele staționare de pe sol. Ele pot fi folosite ca linii de siguranță.

Generator eolian: dispozitiv și principiu de funcționare a circuitului electric în cuvinte simple

Parcurile eoliene industriale sunt proiectate în așa fel încât să poată livra imediat consumatorilor energie electrică în rețea. Nu o poți face cu mâna.

Atunci când alegeți un generator care va învârti roata eoliană, se folosește principiul reversibilității mașinilor electrice. Un cuplu este aplicat motorului electric și înfășurările statorului sunt excitate.

Totuși, ideea de a învârti rotorul unui motor electric asincron trifazat ca generator pentru a obține curent electric cu o tensiune de 220/380 volți se realizează din motoarele cu ardere internă, presiunea apei, dar nu vântul.

Designul general al generatorului cu rotorul va avea greutate mare, altfel nu se vor putea asigura viteze mari ale arborelui.

Pentru capacități mici, puteți:

• utilizați un generator auto care produce 12/24 volți;
• utilizați o roată cu motor de la o bicicletă electrică;
• colectarea
  construcția magneților de neodim cu bobine de sârmă de cupru.

De asemenea, puteți lua ca bază o moară de vânt vândută în China. Dar trebuie să efectueze imediat un audit: să acorde atenție calității instalării înfășurărilor, stării rulmenților, rezistenței palelor și echilibrării generale a rotorului.

Va trebui să fim atenți la faptul că generatorul va varia foarte mult în funcție de viteza vântului. Prin urmare, bateriile sunt folosite ca o legătură intermediară.

Încărcarea lor trebuie să fie atribuită controlerului.

Aparatele electrocasnice ale rețelei de 220 de volți trebuie să provină de la un convertor special - un invertor. Cel mai simplu circuit Acasă fermă eoliană are următoarea formă.

Poate fi foarte simplificat deoarece electronicele digitale de consum: computerele, televizoarele, telefoanele sunt alimentate de surse de curent continuu de 12 volți.

Dacă sunt excluse de la funcționare și echipamentele digitale sunt alimentate direct de la baterii, atunci pierderea de energie electrică va fi redusă prin anularea conversiei duble în invertor și blocuri.

Interior circuit electric va trebui să respectați același echilibru de putere ca în proiectarea mecanică. Fiecare sarcină conectată trebuie să se potrivească cu puterea nominală a sursei din amonte.

Aparatele electrocasnice de 220 de volți nu trebuie să supraîncărcați invertorul. În caz contrar, va fi deconectat de la protecția încorporată, iar dacă nu reușește, pur și simplu se va arde. Bateriile, contactele de alimentare ale controlerului și generatorul însuși funcționează pe același principiu.

Protecţie întrerupător de circuit turbina eoliană acasă trebuie efectuată fără greșeală.

Pentru a face acest lucru, trebuie verificat și ajustat.

O suprasarcină accidentală și cu atât mai mult apariția unui curent de scurtcircuit nu poate fi prevăzută. Prin urmare, acest modul trebuie instalat ca protecție principală.

Schema de conectare a bateriilor, a unui invertor și a unui controler pentru un generator eolian nu este practic diferită de cea utilizată la stațiile solare cu panouri luminoase.

Prin urmare, se sugerează imediat o concluzie rezonabilă: asamblarea unei centrale electrice de acasă combinate care funcționează în același timp cu energie eoliană și solară. Aceste două surse împreună se completează bine, iar costul asamblarii stațiilor individuale este mult redus.

Există o mulțime de canale pe YouTube dedicate turbinelor eoliene pentru casă. Mi-a plăcut munca proprietarului bateriilor solare. Cred că este destul de obiectiv în prezentarea sa pe acest subiect. Prin urmare, vă recomand să aruncați o privire mai atentă.

Bateriile turbinelor eoliene: o altă problemă pentru proprietarul casei

Una dintre sarcinile costisitoare ale unei centrale eoliene sau solare este problema stocării energiei electrice, pe care doar bateriile o pot rezolva. Vor trebui cumpărate și actualizate, iar costul este destul de mare.

Pentru a le selecta, trebuie să cunoașteți caracteristicile de funcționare: tensiune și capacitate. De obicei, se folosesc baterii compozite dintr-o baterie de 12 V, iar numărul de amperi-oră în fiecare caz trebuie determinat empiric, pe baza puterii consumatorilor și a timpului de funcționare al acestora.

Va trebui să alegeți bateriile pentru un generator eolian dintr-o gamă destul de largă. Mă voi limita nu la o recenzie completă, ci doar la patru
tipuri populare de baterii cu acid:

1. Automobile de pornire convenționale;
2. tip AGM;
3. gel;
4. blindat.

• atunci când sunt depozitate în îngheț, trebuie să reziste curenților uriași de pornire care sunt creați în timpul pornirii unui motor rece;
• în timpul conducerii sunt supuse la vibrații și tremurături;
• reîncărcarea are loc în modul tampon de la generator
  când conduceți o mașină cu turații diferite ale motorului.

în care:

• bateriile deservite care necesită niveluri periodice de electroliți și completare cu apă distilată sunt proiectate pentru a rezista la 100 de cicluri de descărcare/încărcare;
• neservit - au un design mai complex și numărul de cicluri este de 200.

Cu toate acestea, bateria generatorului eolian atunci când funcționează în interiorul casei:

• amplasat de obicei la subsol, unde temperatura, menținută la nivelul de + 5 ÷ + 10 grade tot timpul anului, este optimă;
• nu este supus tremurării și vibrațiilor, staționar
  instalat în stare staționară;
• nu primiți sarcini extreme în timpul pornirii demarorului, ci atunci când este pornit aparate electrocasnice prin invertor lucrează într-un mod blând;
• sunt încărcate de la generator cu curenți mici, care afectează favorabil modul de desulfatare a plăcilor.

Toate acestea sunt cele mai favorabile condiții pentru funcționarea lor. Prin urmare, îmi propun să ia notă de această opțiune pentru cei care nu sunt prea leneși să monitorizeze periodic tensiunea pe maluri și să monitorizeze nivelul
electrolit în ele.

Mai complex în design. Au aceleași plăci, dar covorașele de sticlă sunt impregnate cu acid, lucrând simultan ca strat dielectric. Ciclul lor de descărcare/încărcare este 250÷400. Reîncărcarea este periculoasă.

Asistați bateriile sunt, de asemenea, create printr-un design care nu necesită întreținere, cu o carcasă etanșă și un electrolit îngroșat până la o stare de gel. Chiar nu le place supraîncărcarea, dar sunt mai rezistenți la descărcarea profundă. Numărul de cicluri de decontare -350.

Relațiază-te la cel mai mult evoluții moderne. Plăcile lor cu electrozi sunt protejate de polimeri împotriva atacului acidului. Domeniu ciclu de funcționare: 900÷1500.

Toate aceste patru tipuri de baterii diferă semnificativ în ceea ce privește prețul și condițiile de funcționare. Dacă țineți cont de recomandările vânzătorilor, va trebui să plătiți o sumă destul de decentă de bani.

El are o altă părere în această privință. Cum îl tratezi este treaba ta. Cu toate acestea, pentru a cunoaște informații din surse opuse și pentru a alege cea mai potrivită opțiune din aceasta: cea mai bună soluție pentru o persoană gânditoare.

Cum se calculează efectul economic: prețul unei turbine eoliene

Unul dintre mișcări de marketing vânzătorii sunt liste de prețuri,
arătând calculele economiilor realizate de clienți prin achiziționarea produselor lor. Ar trebui să aibă încredere în ei?

Vă sugerez să evaluați în mod independent beneficiile economice ale instalării unui parc eolian pe site-ul dvs. Pentru a face acest lucru, trebuie să țineți cont de costul minim al banilor pentru:

1. ridicarea unei fundații pentru un catarg, care va folosi multă armătură din beton și metal;
2. creând un suport înalt pentru instalare
   turbine eoliene în zona de presiune favorabilă a vântului. Aceasta va include nu numai
   colturi metalice, tevi si elemente de fixare cu sudura, dar si costul intregii instalatii;
3. preţul de achiziţie al unei turbine eoliene finite sau
   fabricarea sa la domiciliu;
4. achiziționarea unui invertor, controler, baterii, module de protecție, cabluri și fire. Vă rugăm să rețineți că în 10-12 ani setul de baterii va trebui schimbat de mai multe ori;
5. costuri de operare pentru întreținere preventivă și reparații;
6. rezolvarea unui număr de probleme organizatorice.

Practica folosirii parcurilor eoliene a demonstrat că acestea nu funcționează în liniște, iar vibrațiile și zgomotele constante ale generatorului eolian îi enervează pe cei mai apropiați vecini. Uneori trebuie să rezolvi probleme prin instanțe.

În plus, păsările intră uneori în zona unei roți rotative: lamele de plastic se sparg, cele metalice se îndoaie. Necesită protecție fiabilă și un set de piese de schimb.

Se poate chiar presupune că totul va funcționa în mod fiabil și eficient timp de 10 ani, deși am explicat viteza vântului în detaliu în chiar
începutul articolului.

Când calculați toate aceste costuri (ajustați pentru o parte din cheltuielile neprevăzute), apoi estimați prețul pentru 1 kilowatt de energie electrică pe care îl plătiți acum la contor.

Înmulțiți-l cu numărul de kilowați pentru care creați un parc eolian, de exemplu cu 3. Apoi rămâne să determinați perioada de timp pentru comparație.

Să luăm ca bază timpul pentru care intenționați să vă recuperați costurile, de exemplu, 15 ani de funcționare. Plata de 3 kW pe oră trebuie înmulțită cu această perioadă, exprimată în ore, și comparată cu costul creării și exploatării unui parc eolian pentru aceeași perioadă.

Devizul este foarte aproximativ, prețurile fluctuează, dar calculul pentru cazul meu a arătat că este mai ușor să plătești electricitatea către stat. Costurile vor fi de 4 ori mai mici.

Cred că puteți crea un generator eolian pentru o casă privată cu propriile mâini. Există multe exemple din munca lui. Cu toate acestea, este necesar să ne gândim cu atenție la fezabilitatea utilizării sale, pentru a justifica beneficiile economice.

Fără un calcul preliminar precis, banii pentru crearea acestuia pot fi literalmente irosiți și nu vor aduce niciun beneficiu proprietarului. Daca am gresit in previziuni, atunci corecteaza-ma in comentarii.

Vă rugăm să rețineți că experiența dumneavoastră este de interes nu numai pentru mine, ci și pentru un număr mare de alte persoane. Le va beneficia și pe ei.

Rusia are o poziție dublă în ceea ce privește resursele de energie eoliană. Pe de o parte, din cauza suprafeței totale vaste și a abundenței zonelor plate, vântul este în general abundent și în mare parte uniform. Pe de altă parte, vânturile noastre sunt predominant cu potențial scăzut, lente, vezi fig. Pe al treilea, în zonele slab populate, vânturile sunt violente. Pe baza acestui fapt, sarcina de a porni un generator eolian în fermă este destul de relevantă. Dar, pentru a decide dacă să cumpărați un dispozitiv destul de scump sau să îl faceți singur, trebuie să vă gândiți cu atenție ce tip (și există o mulțime de ele) în ce scop să alegeți.

Noțiuni de bază

1. KIEV - factorul de utilizare a energiei eoliene. Dacă pentru calcul se folosește un model mecanic de vânt plat (vezi mai jos), acesta este egal cu eficiența rotorului unei centrale eoliene (APU).
2. Eficiență - eficiența completă a APU-ului, de la vântul care se apropie la bornele generatorului electric sau la cantitatea de apă pompată în rezervor.
3. Viteza minimă de funcționare a vântului (MPS) este viteza sa la care moara de vânt începe să dea curent sarcinii.
4. Viteza maximă admisă a vântului (MPS) este viteza sa la care se oprește producția de energie: automatizarea fie oprește generatorul, fie pune rotorul într-o giruetă, fie îl pliază și îl ascunde, fie rotorul se oprește singur, fie APU-ul. pur și simplu se prăbușește.
5. Viteza de pornire a vântului (CWS) - la această viteză, rotorul este capabil să se rotească fără sarcină, să se rotească și să intre în modul de funcționare, după care generatorul poate fi pornit.
6. Viteza de pornire negativă (OSS) - aceasta înseamnă că APU (sau turbină eoliană - centrală eoliană, sau WEA, centrală eoliană) necesită spin-up obligatoriu de la o sursă de energie externă pentru a porni la orice viteză a vântului.
7. Momentul de pornire (inițial) - capacitatea rotorului, încetinit forțat în fluxul de aer, de a crea un cuplu pe arbore.
8. Turbină eoliană (VD) - parte a APU de la rotor la arborele generatorului sau pompei sau alt consumator de energie.
9. Generator eolian rotativ - APU, în care energia eoliană este convertită în cuplu pe arborele prizei de putere prin rotirea rotorului în fluxul de aer.
10. Gama de viteză de funcționare a rotorului este diferența dintre MDS și MRS atunci când funcționează la sarcina nominală.
11. Moara de vânt lentă - în ea viteza liniei părți ale rotorului în flux nu depășește semnificativ viteza vântului sau sub aceasta. Capul dinamic al fluxului este transformat direct în tracțiunea lamei.
12. Moara de vânt de mare viteză - viteza liniară a palelor este semnificativ (de până la 20 sau de mai multe ori) mai mare decât viteza vântului, iar rotorul își formează propria circulație a aerului. Ciclul de transformare a energiei curgerii în forță este complex.

Note:

1. APU-urile de viteză mică, de regulă, au CIEV mai scăzut decât cele de mare viteză, dar au un cuplu de pornire suficient pentru a porni generatorul fără a deconecta sarcina și TCO zero, adică. absolut auto-pornire și aplicabilă în cele mai slabe vânturi.
2. Incetinerea si viteza sunt concepte relative. O moară de vânt de uz casnic la 300 rpm poate fi de viteză mică și APU-uri puternice de tip EuroWind, din care câștigă câmpurile de parcuri eoliene, parcuri eoliene (vezi. Fig.) și ale căror rotoare fac aproximativ 10 rpm - mare- viteza, pentru ca. cu un astfel de diametru, viteza liniară a palelor și aerodinamica lor pe cea mai mare parte a intervalului sunt destul de „avion”, vezi mai jos.

Ce generator este necesar?

Un generator electric pentru o moară de vânt domestică trebuie să genereze electricitate într-o gamă largă de viteze de rotație și să aibă capacitatea de a se autoporni fără automatizare și surse externe de energie. În cazul utilizării unui APU cu OSS (mori de vânt cu spin-up), care, de regulă, au KIEV și eficiență ridicate, acesta trebuie să fie și reversibil, adică. să poată lucra ca motor. La puteri de până la 5 kW, această condiție este îndeplinită mașini electrice cu magneți permanenți pe bază de niobiu (supermagneți); pe magneți din oțel sau ferită, puteți conta pe cel mult 0,5-0,7 kW.

Notă: generatoare asincrone curent alternativ sau colectorul cu stator nemagnetizat nu sunt deloc potrivite. Cu o scădere a puterii vântului, ei vor „ieși” cu mult înainte ca viteza acesteia să scadă la MRS și apoi nu vor porni singuri.

O „inimă” excelentă a APU-ului cu o putere de la 0,3 la 1-2 kW se obține dintr-un alternator cu redresor încorporat; majoritatea sunt acum. În primul rând, mențin tensiunea de ieșire de 11,6-14,7 V într-o gamă destul de largă de viteze fără stabilizatori electronici externi. În al doilea rând, porțile de siliciu se deschid atunci când tensiunea de pe înfășurare atinge aproximativ 1,4 V și înainte de asta generatorul „nu vede” sarcina. Pentru a face acest lucru, generatorul trebuie să fie deja destul de bine deztors.

În cele mai multe cazuri, oscilatorul poate fi conectat direct, fără transmisie prin angrenaj sau curea, la arborele HP de mare viteză selectând viteza prin alegerea numărului de lame, vezi mai jos. „Fast-walkers” au un cuplu de pornire mic sau zero, dar rotorul, chiar și fără a deconecta sarcina, va avea suficient timp să se rotească înainte ca supapele să se deschidă și generatorul să dea curent.

Alegerea în vânt

Înainte de a decide ce generator eolian să facem, să ne hotărâm asupra aerologiei locale. în gri-verzui zone (fără vânt) ale hărții vântului, cel puțin un anumit sens va fi doar de la o turbină eoliană cu vele(și vom vorbi despre ele mai târziu). Dacă aveți nevoie de o sursă de alimentare constantă, atunci va trebui să adăugați un booster (redresor cu stabilizator de tensiune), încărcător, baterie puternică, invertor 12/24/36/48 VDC la 220/380 VAC 50 Hz. O astfel de economie va costa nu mai puțin de 20.000 de dolari și este puțin probabil că va fi posibilă eliminarea unei puteri pe termen lung de mai mult de 3-4 kW. În general, cu o dorință inexorabilă de energie alternativă, este mai bine să cauți o altă sursă a acesteia.

În locuri galben-verzui, ușor vântuite, dacă aveți nevoie de energie electrică de până la 2-3 kW, puteți prelua singur un generator eolian vertical de viteză mică. Au fost dezvoltate nenumărate și există modele care, în ceea ce privește KIEV și eficiența, nu sunt aproape inferioare „lamelor” productie industriala.

Dacă intenționați să cumpărați o turbină eoliană pentru casa dvs., atunci este mai bine să vă concentrați pe o moară de vânt cu un rotor de navigație. Există multe dispute și, teoretic, nu totul este încă clar, dar funcționează. În Federația Rusă, „bărci cu pânze” sunt produse în Taganrog cu o capacitate de 1-100 kW.

În regiunile roșii, cu vânt, alegerea depinde de puterea necesară.În intervalul 0,5-1,5 kW, „verticalele” auto-fabricate sunt justificate; 1,5-5 kW - achiziționate „barci cu pânze”. „Vertical” poate fi și achiziționat, dar va costa mai mult decât APU-ul schemei orizontale. Și, în sfârșit, dacă aveți nevoie de o moară de vânt cu o putere de 5 kW sau mai mult, atunci trebuie să alegeți între „lame” orizontale achiziționate sau „barci cu pânze”.

Notă: mulți producători, în special cel de-al doilea nivel, oferă kituri de piese din care puteți asambla singur un generator eolian cu o putere de până la 10 kW. Un astfel de set va costa cu 20-50% mai ieftin decât unul gata făcut cu instalare. Dar, înainte de a cumpăra, trebuie să studiați cu atenție aerologia locului de instalare prevăzut și apoi să selectați tipul și modelul potrivit conform specificațiilor.

Despre securitate

Părțile unei turbine eoliene de uz casnic în funcțiune pot avea o viteză liniară care depășește 120 și chiar 150 m/s, iar o bucată din orice material solid cântărind 20 g, care zboară cu o viteză de 100 m/s, cu un „reușit” lovit, ucide un om sănătos pe loc. O placă de oțel sau plastic dur de 2 mm grosime, care se deplasează cu o viteză de 20 m/s, o taie în jumătate.

În plus, majoritatea morilor de vânt de peste 100 de wați sunt destul de zgomotoase. Multe generează fluctuații ale presiunii aerului cu frecvență ultra joasă (mai puțin de 16 Hz) - infrasunete. Infrasunetele sunt inaudibile, dar dăunează sănătății și se răspândesc foarte departe.

Notă: la sfârșitul anilor 80, a avut loc un scandal în Statele Unite - cel mai mare parc eolian din țară la acea vreme trebuia închis. Indienii din rezervație, la 200 km de câmpul APU-ului ei, au dovedit în instanță că tulburările de sănătate care au crescut brusc la ei după punerea în funcțiune a parcului eolian s-au datorat infrasunetelor acestuia.

Din motivele de mai sus, instalarea APU este permisă la o distanță de cel puțin 5 din înălțimile acestora față de cele mai apropiate clădiri de locuit. În curțile gospodăriilor particulare se pot instala mori de vânt de producție industrială, certificate corespunzător. În general, este imposibil să instalați APU-uri pe acoperișuri - în timpul funcționării lor, chiar și pentru cele cu putere redusă, există sarcini mecanice alternative care pot provoca rezonanță structura clădiriiși distrugerea ei.

Notă: se consideră înălțimea APU-ului cel mai înalt punct un disc măturat (pentru rotoarele cu lame) sau o figură geometrică (pentru APU-uri verticale cu un rotor pe un stâlp). Dacă catargul APU sau axa rotorului ies și mai sus, înălțimea este calculată în funcție de vârful lor - vârful.

Vânt, aerodinamică, KIEV

Un generator eolian de casă se supune acelorași legi ale naturii ca unul fabricat din fabrică calculat pe un computer. Iar cel care face brio trebuie să înțeleagă foarte bine elementele de bază ale muncii sale - cel mai adesea nu are la dispoziție materiale scumpe ultramoderne și echipamente tehnologice. Aerodinamica APU-ului este atât de dificilă...

Vânt și KIEV

Pentru a calcula APU-uri seriale din fabrică, așa-numitele. model de vânt mecanic plat. Se bazează pe următoarele ipoteze:

• Viteza și direcția vântului sunt constante pe suprafața efectivă a rotorului.
• Aerul este un mediu continuu.
• Suprafața efectivă a rotorului este egală cu suprafața măturată.
• Energia fluxului de aer este pur cinetică.

În astfel de condiții, energia maximă a unei unități de volum de aer se calculează conform formulei școlare, presupunând că densitatea aerului în condiții normale este de 1,29 kg * cu. m. La o viteză a vântului de 10 m / s, un cub de aer transportă 65 J, iar dintr-un pătrat al suprafeței efective a rotorului, este posibil, la o eficiență de 100% a întregului APU, să se elimine 650 W. Aceasta este o abordare foarte simplistă - toată lumea știe că vântul nu este perfect uniform. Dar acest lucru trebuie făcut pentru a asigura repetabilitatea produselor - un lucru comun în tehnologie.

Modelul plat nu trebuie ignorat, oferă un minim clar de energie eoliană disponibilă. Dar aerul, în primul rând, este compresibil și, în al doilea rând, este foarte fluid (vâscozitatea dinamică este de numai 17,2 μPa * s). Aceasta înseamnă că fluxul poate curge în jurul zonei măturate, reducând suprafața efectivă și KIEV, care este cel mai des observată. Dar, în principiu, este posibilă și situația inversă: vântul curge către rotor și aria suprafeței efective se dovedește apoi a fi mai mare decât cea măturată, iar KIEV este mai mare decât 1 față de cea pentru un vânt plat. .

Să dăm două exemple. Primul este un iaht de agrement, destul de greu, iahtul poate merge nu numai împotriva vântului, ci și mai repede decât acesta. Vântul este înțeles extern; vântul aparent trebuie să fie încă mai rapid, altfel cum va trage nava?

Al doilea este un clasic al istoriei aviației. La testele MIG-19, s-a dovedit că interceptorul, care era cu o tonă mai greu decât un luptător din prima linie, accelerează mai repede în viteză. Cu aceleași motoare în aceeași carcasă.

Teoreticienii nu știau ce să creadă și se îndoiau serios de legea conservării energiei. În cele din urmă, s-a dovedit că punctul era conul carenului radarului care iesea din priza de aer. De la degetul de la picior până la carcasă, a apărut o garnitură de aer, ca și cum ar fi greblat din lateral spre compresoarele motorului. De atunci, undele de șoc s-au stabilit în mod ferm în teorie ca fiind utile, iar performanța fantastică de zbor a aeronavelor moderne se datorează în mare măsură utilizării lor pricepute.

Aerodinamica

Dezvoltarea aerodinamicii este de obicei împărțită în două ere - înainte de N. G. Jukovski și după. Raportul său „Despre vârtejuri atașate” din 15 noiembrie 1905 a marcat începutul unei noi ere în aviație.

Înainte de Jukovski, ei au zburat pe pânze plate: se credea că particulele fluxului care se apropie dau tot impulsul marginii frontale a aripii. Acest lucru a făcut posibilă scăparea imediată de mărimea vectorială - momentul impulsului - care a generat matematică furioasă și cel mai adesea non-analitică, trecerea la relații scalare pur energetice mult mai convenabile și, în cele din urmă, obținerea câmpului de presiune calculat pe planul purtătorului , mai mult sau mai puțin asemănătoare cu cea actuală.

O astfel de abordare mecanică a făcut posibilă crearea unor dispozitive care ar putea, cel puțin, să ia aer și să zboare dintr-un loc în altul, fără să se prăbușească neapărat pe pământ undeva pe parcurs. Dar dorința de a crește viteza, capacitatea de transport și alte calități de zbor a scos la iveală din ce în ce mai mult imperfecțiunea teoriei aerodinamice originale.

Ideea lui Jukovski a fost următoarea: aerul trece pe o cale diferită de-a lungul suprafețelor superioare și inferioare ale aripii. Din condiția de continuitate medie (bulele de vid nu se formează în aer de la sine), rezultă că vitezele fluxurilor superioare și inferioare care coboară de pe marginea de fugă trebuie să difere. Datorită vâscozității, deși mică, dar finită a aerului, acolo ar trebui să se formeze un vortex din cauza diferenței de viteză.

Vortexul se rotește, iar legea conservării impulsului, la fel de imuabilă ca legea conservării energiei, este valabilă și pentru mărimile vectoriale, adică. trebuie să țină cont de direcția de mișcare. Prin urmare, imediat, pe marginea de fugă, un vortex care se rotește opus cu același moment de rotație ohm. Pentru ce? Datorită energiei generate de motor.

Pentru practica aviației, aceasta a însemnat o revoluție: prin alegerea profilului de aripă adecvat, a fost posibilă lansarea unui vârtej atașat în jurul aripii sub forma unei circulații Г, mărind portabilitatea acesteia. Adică, cheltuind o parte, iar pentru viteze mari și sarcini aripioare - o mare parte din puterea motorului, puteți crea un flux de aer în jurul dispozitivului, ceea ce vă permite să obțineți calități de zbor mai bune.

Acest lucru a făcut ca aviația aviație, și nu să facă parte din aeronautică: acum aeronava putea să creeze mediul necesar zborului și să nu mai fie o jucărie a curenților de aer. Tot ce ai nevoie este un motor mai puternic și tot mai puternic...

Din nou KIEV

Dar moara de vânt nu are motor. El, dimpotrivă, trebuie să ia energie din vânt și să o dea consumatorilor. Și iată că iese - și-a scos picioarele, i s-a blocat coada. Ei lasă prea puțină energie eoliană în circulația proprie a rotorului - va fi slabă, forța lamei va fi mică, iar KIEV și puterea vor fi scăzute. Să dăm mult pentru circulație - rotorul se va învârti ca un nebun la ralanti într-un vânt ușor, dar consumatorii primesc din nou puțin: au dat puțină sarcină, rotorul a încetinit, vântul a suflat din circulație și rotorul s-a oprit.

Legea conservării energiei dă „media de aur” chiar la mijloc: dăm 50% din energie sarcinii, iar pentru restul de 50% răsucim fluxul la optim. Practica confirmă ipotezele: dacă eficiența unei elice de tragere bună este de 75-80%, atunci KIEV-ul unui rotor cu pale, care este, de asemenea, calculat cu atenție și suflat într-un tunel de vânt atinge 38-40%, adică. până la jumătate din ceea ce se poate realiza cu un exces de energie.

Modernitatea

Astăzi, aerodinamica, înarmată cu matematică și computere moderne, se îndepărtează din ce în ce mai mult de la simplificarea inevitabil a modelelor la o descriere precisă a comportamentului unui corp real într-un flux real. Și aici, pe lângă linia generală - putere, putere și încă o dată putere! – sunt descoperite căi laterale, dar promițătoare doar cu o cantitate limitată de energie care intră în sistem.

Celebrul aviator alternativ Paul McCready a creat un avion în anii 80, cu două motoare dintr-o motoferăstrău de 16 CP. arata 360 km/h. Mai mult, șasiul său era o tricicletă neretractabilă, iar roțile erau fără carene. Niciuna dintre mașinile lui McCready nu a mers în funcțiune și nu a stat în serviciu de luptă, dar două - unul cu motoare cu piston și elice, iar celălalt cu reacție - au înconjurat pentru prima dată în istorie globul fără să aterizeze pe o benzinărie.

Pânzele care au dat naștere aripii originale au fost, de asemenea, semnificativ afectate de dezvoltarea teoriei. Aerodinamica „în direct” a permis iahturilor cu un vânt de 8 noduri. stați pe hidrofoile (vezi fig.); pentru a dispersa o astfel de hulk la viteza dorită cu o elice, este necesar un motor de cel puțin 100 CP. Catamaranele de curse cu același vânt merg cu o viteză de aproximativ 30 de noduri. (55 km/h).

Există, de asemenea, descoperiri care sunt complet non-triviale. Fanii celui mai rar și extrem de sport - sărituri de bază - purtând un costum de aripă apecial, un costum de aripi, zboară fără motor, manevrând cu o viteză mai mare de 200 km/h (fig. din dreapta), și apoi aterizează lin într-un loc preselectat. În ce basm zboară oamenii singuri?

Au fost de asemenea rezolvate multe mistere ale naturii; în special, zborul unui gândac. Conform aerodinamicii clasice, nu este capabil să zboare. La fel ca strămoșul F-117 „stealth” cu aripa sa în formă de diamant, nici nu este capabil să ia în aer. Și MIG-29 și Su-27, care pot zbura prima coadă de ceva timp, nu se potrivesc deloc în nicio idee.

Și de ce, atunci, atunci când avem de-a face cu turbinele eoliene, nu o distracție și nu un instrument pentru distrugerea propriului soi, ci o sursă a unei resurse vitale, este imperativ să dansăm din teoria fluxurilor slabe cu modelul său de vânt plat? Chiar nu există nicio modalitate de a merge mai departe?

La ce să te aștepți de la un clasic?

Cu toate acestea, clasicii nu trebuie abandonați în niciun caz. Oferă o fundație fără a te sprijini pe care nu te poți ridica mai sus. Așa cum teoria mulțimilor nu anulează tabla înmulțirii, iar cromodinamica cuantică nu face ca merele să zboare din copaci.

Deci, la ce vă puteți aștepta de la abordarea clasică? Să ne uităm la poză. Stânga - tipuri de rotoare; sunt înfățișați condiționat. 1 - carusel vertical, 2 - vertical ortogonal ( turbină eoliană); 2-5 - rotoare cu pale cu număr diferit de pale cu profile optimizate.

La dreapta axei orizontale se află viteza relativă a rotorului, adică raportul dintre viteza liniară a palei și viteza vântului. Vertical sus - KIEV. Și în jos - din nou, cuplul relativ. Un singur cuplu (100%) este considerat a fi unul care creează un rotor decelerat forțat în flux cu 100% KIEV, adică. când toată energia fluxului este transformată în forță de rotație.

Această abordare ne permite să tragem concluzii de amploare. De exemplu, numărul de lame trebuie ales nu numai și nu atât în ​​funcție de viteza de rotație dorită: 3 și 4 lame pierd imediat foarte mult în ceea ce privește KIEV și cuplu față de 2 și 6 lame care funcționează bine. în aproximativ aceeași gamă de viteză. Și caruselul și ortogonalul similar în exterior au proprietăți fundamental diferite.

În general, ar trebui să se acorde preferință rotoarelor cu lame, cu excepția cazurilor în care sunt necesare ieftinitate extremă, simplitate, autopornire fără întreținere fără automatizare și este imposibil să urcați pe catarg.

Notă: vom vorbi în special despre rotoarele de navigație - nu par să se încadreze în clasici.

Linii verticale

APU-urile cu axă verticală de rotație au un avantaj incontestabil pentru viața de zi cu zi: componentele lor care necesită întreținere sunt concentrate în partea de jos și nu este nevoie să le ridicați. Rămâne, și chiar și atunci nu întotdeauna, un rulment axial cu auto-aliniere, dar este puternic și durabil. Prin urmare, atunci când proiectați un generator eolian simplu, selecția opțiunilor trebuie să înceapă cu verticale. Principalele lor tipuri sunt prezentate în fig.

Soare

În prima poziție - cel mai simplu, cel mai adesea numit rotorul Savonius. De fapt, a fost inventat în 1924 în URSS de către Ya. A. și A. A. Voronin, iar industriașul finlandez Sigurd Savonius și-a însușit cu nerușine invenția, ignorând certificatul sovietic de drepturi de autor și a început producția de masă. Dar introducerea invenției în soartă înseamnă mult, așa că noi, pentru a nu răscoli trecutul și a nu tulbura cenușa morților, vom numi această moară de vânt rotorul Voronin-Savonius, sau pe scurt, Soare.

VS pentru un do-it-yourselfer este bun pentru toată lumea, cu excepția „locomotivei” KIEV în 10-18%. Cu toate acestea, în URSS s-a lucrat mult la el și există evoluții. Mai jos vom avea în vedere un design îmbunătățit, nu mult mai complicat, dar conform KIEV, dă șanse lamelor.

Notă: un BC cu două lame nu se învârte, ci smucitură; Cele 4 lame sunt doar puțin mai netede, dar pierde mult în KIEV. Pentru a îmbunătăți 4-"jgheab" cel mai adesea răspândit pe două etaje - o pereche de lame dedesubt și o altă pereche, rotită la 90 de grade orizontal, deasupra lor. KIEV se păstrează, iar sarcinile laterale asupra mecanicii slăbesc, dar cele de încovoiere cresc oarecum, iar cu un vânt mai mare de 25 m/s, un astfel de APU are ax, adică. fără un rulment întins de tipi deasupra rotorului, „rupe turnul”.

Daria

Următorul este rotorul Daria; KIEV - până la 20%. Este si mai simplu: lamele sunt realizate dintr-o banda elastica simpla fara profil. Teoria rotorului Darrieus nu este încă bine dezvoltată. Este clar doar că începe să se relaxeze din cauza diferenței de rezistență aerodinamică a cocoașului și a buzunarei centurii, iar apoi devine ca una de mare viteză, formându-și propria circulație.

Cuplul este mic, iar în pozițiile de pornire ale rotorului paralel și perpendicular pe vânt, nu există deloc așa ceva, așa că autopromovarea este posibilă doar cu un număr impar de pale (aripi?).

Rotorul Darrieus are încă două calități proaste. În primul rând, în timpul rotației, vectorul de tracțiune al lamei descrie o revoluție completă în raport cu focalizarea sa aerodinamică, și nu lină, ci sacadat. Prin urmare, rotorul Darrieus își rupe rapid mecanica chiar și cu un vânt plat.

În al doilea rând, Daria nu numai că face zgomot, dar țipă și țipă, până în punctul în care banda este ruptă. Acest lucru se datorează vibrației sale. Și cu cât sunt mai multe lame, cu atât vuietul este mai puternic. Deci, dacă se face Darya, atunci este cu două lame, fabricat din materiale scumpe, de înaltă rezistență, care absorb sunetul (carbon, mylar), iar un avion mic este folosit pentru rotirea în mijlocul stâlpului catargului.

ortogonală

La poz. 3 - rotor vertical ortogonal cu pale profilate. Ortogonale deoarece aripile ies vertical. Trecerea de la BC la ortogonal este ilustrată în Fig. stânga.

Unghiul de instalare al palelor în raport cu tangenta la cerc, atingând focarele aerodinamice ale aripilor, poate fi fie pozitiv (în figură) fie negativ, în funcție de puterea vântului. Uneori, lamele sunt făcute pivotante și sunt plasate ventile pe ele, ținând automat alfa, dar astfel de structuri se rup adesea.

Corpul central (albastru în figură) vă permite să aduceți KIEV-ul la aproape 50%.Într-o ortogonală cu trei lame, acesta ar trebui să aibă forma unui triunghi în secțiune cu laturile ușor convexe și colțurile rotunjite și cu o mai mare. număr de lame, un simplu cilindru este suficient. Dar teoria ortogonalei oferă fără ambiguitate numărul optim de lame: trebuie să fie exact 3 dintre ele.

Ortogonal se referă la morile de vânt de mare viteză cu OSS, adică. necesită neapărat promovare în timpul punerii în funcțiune și după calm. Conform schemei ortogonale, sunt produse APU-uri seriale fără întreținere, cu o putere de până la 20 kW.

Elicoid

Rotor elicoid, sau rotor Gorlov (poz. 4) - un fel de ortogonal care asigură o rotație uniformă; un ortogonal cu aripi drepte „lacrimă” doar puțin mai slab decât un avion cu două pale. Îndoirea lamelor de-a lungul elicoidului evită pierderea KIEV din cauza curburii lor. Deși lama curbată respinge o parte din flux fără a o folosi, de asemenea, greblează o parte în zona cu cea mai mare viteză liniară, compensând pierderile. Elicoizii sunt folosiți mai rar decât alte mori de vânt, deoarece. din cauza complexității producției, acestea se dovedesc a fi mai scumpe decât omologii de calitate egală.

Butoi-butoi

Pentru 5 poz. – rotor tip BC inconjurat de o paleta de ghidare; schema sa este prezentată în fig. pe dreapta. Se găsește rar în designul industrial, știm. achiziționarea costisitoare de teren nu compensează creșterea capacității, iar consumul de materiale și complexitatea producției sunt mari. Dar un bricolaj căruia îi este frică de muncă nu mai este un maestru, ci un consumator, iar dacă nu este nevoie de mai mult de 0,5-1,5 kW, atunci pentru el un „butoi-baril” este o idee:

• Acest tip de rotor este absolut sigur, silentios, nu creeaza vibratii si poate fi instalat oriunde, chiar si pe un loc de joaca.
• Îndoiți „jgheabul” din zincat și sudați cadrul țevilor - munca este o prostie.
• Rotația este absolut uniformă, piesele mecanice pot fi luate din cele mai ieftine sau din gunoi.
• Fără teamă de uragane - vântul prea puternic nu poate împinge în „butoaie”; în jurul lui apare un cocon de vortex simplificat (vom întâlni în continuare acest efect).
• Și cel mai important, deoarece suprafața „grabă” este de câteva ori mai mare decât cea a rotorului în interior, KIEV poate fi, de asemenea, superunitate, iar cuplul este deja la 3 m / s pentru un „butoi” de trei metri în diametru. astfel încât un generator de 1 kW cu sarcina finala, după cum se spune, este mai bine să nu treci.

Video: generator eolian Lenz

În anii 60 în URSS, E. S. Biryukov a brevetat un carusel APU cu KIEV 46%. Puțin mai târziu, V. Blinov a obținut 58% din design pe același principiu al KIEV, dar nu există date despre testele sale. Și testele la scară completă ale forțelor armate ale lui Biryukov au fost efectuate de personalul revistei Inventor and Rationalizer. Un rotor cu două etaje, cu un diametru de 0,75 m și o înălțime de 2 m, cu vânt proaspăt rotit toata puterea un generator asincron de 1,2 kW și a rezistat la 30 m/s fără rupere. Desene ale APU Biryukov sunt prezentate în fig.

1. rotor de acoperiș galvanizat;
2. rulment cu bile cu auto-aliniere;
3. carcase - cablu de otel de 5 mm;
4. ax ax - teava de otel cu grosimea peretelui de 1,5-2,5 mm;
5. pârghii de control aerodinamic al vitezei;
6. lame de control al vitezei - placaj de 3-4 mm sau foi de plastic;
7. tije de control al vitezei;
8. sarcina regulatorului de viteză, greutatea acestuia determină viteza;
9. scripete de antrenare - o roată de bicicletă fără anvelopă cu o cameră;
10. thrust bearing - rulment de tracțiune;
11. driven pulley - scripete generator obișnuit;
12. generator.

Biryukov a primit mai multe certificate de drepturi de autor pentru APU-ul său. În primul rând, acordați atenție secțiunii rotorului. Când accelerează, funcționează ca un soare, creând un cuplu mare de pornire. Pe măsură ce se învârte, se creează o pernă de vortex în buzunarele exterioare ale lamelor. Din punctul de vedere al vântului, palele devin profilate, iar rotorul se transformă într-o ortogonală de mare viteză, profilul virtual modificându-se în funcție de puterea vântului.

În al doilea rând, canalul profilat dintre lame în intervalul de viteză de funcționare funcționează ca un corp central. Dacă vântul crește, atunci se creează și o pernă de vortex în el, care trece dincolo de rotor. Există același cocon vortex ca în jurul APU cu o paletă de ghidare. Energia pentru crearea sa este luată din vânt și nu mai este suficientă pentru a sparge moara de vânt.

În al treilea rând, regulatorul de viteză este proiectat în primul rând pentru turbină. El îi păstrează viteza optimă din punctul de vedere al KIEV. Iar frecvența optimă de rotație a generatorului este oferită de alegerea raportului de transmisie al mecanicilor.

Notă: după publicările în IR pentru 1965, forțele armate ale lui Biryukov au dispărut în uitare. Autorul nu a așteptat un răspuns din partea autorităților. Soarta multor invenții sovietice. Ei spun că unii japonezi au devenit miliardar citind în mod regulat reviste tehnice populare sovietice și brevetând tot ce merită atenție.

Lopatniki

După cum ați spus, conform clasicilor, o turbină eoliană orizontală cu un rotor cu lame este cea mai bună. Dar, în primul rând, are nevoie de un vânt stabil, cel puțin de putere medie. În al doilea rând, designul pentru un bricolaj este plin de o mulțime de capcane, motiv pentru care, adesea, fructul unei munci îndelungate luminează în cel mai bun caz toaleta, holul sau veranda sau chiar se dovedește a fi capabil să se relaxeze singur. .

Conform diagramelor din Fig. luați în considerare mai detaliat; pozitii:

• Smochin. A:

1. palete de rotor;
2. generator;
3. cadru generator;
4. giruetă de protecție (lopată pentru uragan);
5. colector de curent;
6. şasiu;
7. nod rotativ;
8. giroueta de lucru;
9. catarg;
10. clemă pentru giulgi.

• Smochin. B, vedere de sus:

1. giruetă de protecție;
2. giroueta de lucru;
3. regulator de tensiune a arcului de protecție a paletei de vânt.

• Smochin. G, colector de curent:

1. colector cu anvelope cu inel continuu din cupru;
2. perii de cupru-grafit cu arc.

Notă: protecția împotriva uraganului pentru o lamă orizontală cu un diametru mai mare de 1 m este absolut necesară, deoarece. el nu este capabil să creeze un cocon vortex în jurul său. Cu dimensiuni mai mici este posibilă atingerea unei rezistențe a rotorului de până la 30 m/s cu palete de propilenă.

Așadar, unde așteptăm „poicnirea”?

lame

Așteptați-vă să obțineți o putere pe arborele generatorului de peste 150-200 W pe lamele de orice deschidere, tăiate din pereți groși teava de plastic, așa cum este adesea sfătuit - speranțele unui amator fără speranță. O lamă dintr-o țeavă (cu excepția cazului în care este atât de groasă încât este folosită pur și simplu ca semifabricat) va avea un profil segmentar, de exemplu. partea de sus sau ambele suprafețe vor fi arce de cerc.

Profilele segmentelor sunt potrivite pentru medii incompresibile, cum ar fi hidrofoile sau palele elicei. Pentru gaze, este necesară o lamă de profil și pas variabil, de exemplu, vezi Fig.; deschidere - 2 m. Acesta va fi un produs complex și consumator de timp, care necesită calcule minuțioase în teorie completă, suflare în țeavă și teste pe teren.

Generator

Când rotorul este montat direct pe arborele său, rulmentul standard se va rupe în curând - nu există o sarcină egală pe toate paletele din morile de vânt. Avem nevoie de un arbore intermediar cu un rulment de sprijin special și o transmisie mecanică de la acesta la generator. Pentru morile de vânt mari, se ia un rulment cu auto-aliniere cu două rânduri; V cele mai bune modele- trei niveluri, Fig. D în fig. superior. Acest lucru permite arborelui rotorului nu numai să se îndoaie ușor, ci și să se miște ușor dintr-o parte în alta sau în sus și în jos.

Notă: A fost nevoie de aproximativ 30 de ani pentru a dezvolta un rulment de sprijin pentru APU de tip EuroWind.

giruetă de urgență

Principiul funcționării sale este prezentat în Fig. B. Vântul, intensificându-se, apasă pe lopată, arcul se întinde, rotorul se deformează, viteza lui scade și în final devine paralel cu curgerea. Totul pare să fie bine, dar - a fost neted pe hârtie...

Într-o zi cu vânt, încercați să țineți capacul cu apă fiartă sau o oală mare de mâner paralel cu vântul. Ai grijă doar - bucata agitată de fier poate lovi fizionomia, astfel încât să rupă nasul, să taie buza și chiar să doboare ochiul.

Vântul plat apare doar în calculele teoretice și, cu suficientă precizie pentru practică, în tunelurile de vânt. În realitate, morile de vânt de uragan cu o lopată de uragan distorsionează mai mult decât cele complet lipsite de apărare. Totuși, este mai bine să schimbi lamele deformate decât să faci totul din nou. În mediile industriale, este o altă chestiune. Acolo, pasul lamelor, pentru fiecare în parte, monitorizează și reglează automatizarea sub controlul computerului de bord. Și sunt fabricate din compozite grele, nu din conducte de apă.

colector de curent

Acesta este un nod deservit în mod regulat. Orice inginer electric știe că colectorul cu perii trebuie curățat, lubrifiat, reglat. Iar catargul este de la teava de apa. Nu vei urca, o dată pe lună sau două va trebui să arunci toată moara de vânt la pământ și apoi să o ridici din nou. Cât va rezista de la o astfel de „prevenire”?

Video: generator eolian cu lame + panou solar pentru alimentarea cu energie electrică a dacha

Mini si micro

Dar pe măsură ce dimensiunea lamei scade, dificultatea scade odată cu pătratul diametrului roții. Este deja posibil să se producă singur un APU cu lame orizontale pentru o putere de până la 100 W. 6-lame vor fi optime. Cu mai multe pale, diametrul rotorului, proiectat pentru aceeași putere, va fi mai mic, dar va fi dificil să le fixați ferm pe butuc. Rotoarele cu mai puțin de 6 pale pot fi ignorate: un rotor cu 2 pale de 100 W are nevoie de un rotor cu diametrul de 6,34 m, iar un rotor cu 4 pale de aceeași putere are nevoie de 4,5 m. Pentru un cu 6 pale, relația putere-diametru. se exprimă după cum urmează:

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Optim va fi să contați pe o putere de 10-20 wați. În primul rând, o lamă de plastic cu o deschidere mai mare de 0,8 m nu va rezista la vânt de peste 20 m/s fără măsuri suplimentare de protecție. În al doilea rând, cu o deschidere a lamei de până la aceeași 0,8 m, viteza liniară a capetelor sale nu va depăși viteza vântului de mai mult de trei ori, iar cerințele pentru profilare cu răsucire sunt reduse cu ordine de mărime; aici „jgheabul” cu profil segmentat dintr-o țeavă va funcționa deja destul de satisfăcător, poz. B din fig. Iar 10-20 W vor furniza energie tabletei, vor reincarca smartphone-ul sau vor aprinde becul menajera.

Apoi, alegeți un generator. Un motor chinezesc este perfect - un butuc de roată pentru biciclete electrice, poz. 1 din fig. Puterea sa ca motor este de 200-300 de wați, dar în modul generator va ceda până la aproximativ 100 de wați. Dar ne va potrivi din punct de vedere al cifrei de afaceri?

Factorul de viteză z pentru 6 pale este 3. Formula pentru calcularea vitezei de rotație sub sarcină este N = v / l * z * 60, unde N este viteza de rotație, 1 / min, v este viteza vântului și l este circumferința rotorului. Cu o anvergură a palelor de 0,8 m și un vânt de 5 m/s, obținem 72 rpm; la 20 m/s - 288 rpm. O roată de bicicletă se rotește și ea cam la aceeași viteză, așa că ne vom scoate 10-20 de wați dintr-un generator care poate da 100. Puteți pune rotorul direct pe arborele acestuia.

Dar aici apare următoarea problemă: după ce am cheltuit multă muncă și bani, măcar pentru un motor, ne-am luat... o jucărie! Ce înseamnă 10-20, ei bine, 50 de wați? Și o moară de vânt cu lame care poate alimenta cel puțin un televizor nu poate fi făcută acasă. Este posibil să cumpărați un mini-generator eolian gata făcut și nu va costa mai puțin? Totuși, și chiar și mai ieftin, vezi poz. 4 și 5. În plus, va fi și mobil. Pune-l pe un ciot - și folosește-l.

A doua opțiune este dacă undeva se află un motor pas cu pas de la o unitate veche de 5 sau 8 inchi, sau de la o unitate de hârtie sau de la carul unei imprimante cu jet de cerneală sau matrice de puncte inutilizabile. Poate funcționa ca generator, iar atașarea unui rotor carusel din cutii (poz. 6) la acesta este mai ușoară decât asamblarea unei structuri ca cea prezentată în poz. 3.

În general, conform „lamelor”, concluzia este lipsită de ambiguitate: făcut în casă - mai degrabă pentru a-și face conținutul inimii, dar nu pentru o eficiență energetică reală pe termen lung.

Video: cel mai simplu generator de vânt pentru iluminatul dacha

barci cu pânze

Generatorul eolian cu vele este cunoscut de mult timp, dar panourile moi ale palelor sale (vezi fig.) au început să fie realizate odată cu apariția țesăturilor și a foliilor sintetice de înaltă rezistență, rezistente la uzură. Morile de vânt cu palete multiple cu pânze rigide sunt distribuite pe scară largă în întreaga lume ca motor pentru pompele automate de putere redusă, dar datele lor tehnice sunt chiar mai mici decât cele ale caruselelor.

Cu toate acestea, o pânză moale ca aripa unei mori de vânt, se pare, nu a fost atât de simplă. Nu este vorba de rezistența la vânt (producătorii nu limitează viteza maximă admisă a vântului): iahtmanii-pânieri știu deja că este aproape imposibil ca vântul să spargă panoul unei pânze din Bermuda. Mai degrabă, foaia se va rupe, sau catargul se va rupe sau întregul vas va face o „întorsătură excesivă”. Este vorba despre energie.

Din păcate, nu pot fi găsite date exacte de testare. Pe baza feedback-ului utilizatorilor, a fost posibilă compilarea dependențelor „sintetice” pentru turbina eoliană fabricată în Taganrog VEU-4.380/220.50 cu un diametru al roții eoliene de 5 m, o greutate a capului vântului de 160 kg și o viteză de rotație de până la 40. 1 min; sunt prezentate în Fig.

Desigur, nu pot exista garanții pentru fiabilitatea 100%, dar chiar și așa este clar că aici nu se simte un miros de model plat-mecanistic. În niciun caz o roată de 5 metri într-un vânt plat de 3 m/s nu poate da aproximativ 1 kW, la 7 m/s atinge un platou de putere și apoi o ține până la o furtună puternică. Producătorii, de altfel, declară că cei 4 kW nominali pot fi obținuți la 3 m/s, dar atunci când sunt instalați de ei conform rezultatelor studiilor locale de aerologie.

Teoria cantitativă, de asemenea, nu este găsită; Explicațiile dezvoltatorilor sunt de neînțeles. Cu toate acestea, deoarece oamenii cumpără turbine eoliene Taganrog și funcționează, rămâne de presupus că circulația conică și efectul de propulsie declarat nu sunt ficțiune. În orice caz, ele sunt posibile.

Apoi, se pare, ÎNAINTE de rotor, conform legii conservării impulsului, ar trebui să apară și un vârtej conic, dar care se extinde și lent. Și o astfel de pâlnie va conduce vântul către rotor, suprafața sa efectivă se va dovedi a fi mai curățată, iar KIEV va fi peste unitate.

Măsurătorile de câmp ale câmpului de presiune din fața rotorului, cel puțin cu un aneroid de uz casnic, ar putea face lumină asupra acestei întrebări. Dacă se dovedește a fi mai sus decât din lateral în lateral, atunci, într-adevăr, APU-urile de navigație funcționează ca un gândac zboară.

Generator de casă

Din cele de mai sus, este clar că este mai bine pentru cei care fac doit-il-yourself să preia fie verticale, fie barci cu pânze. Dar ambele sunt foarte lente, iar transferul la un generator de mare viteză este muncă suplimentară, costuri suplimentare și pierderi. Este posibil să faci singur un generator electric eficient de viteză mică?

Da, puteți, pe magneți din aliaj de niobiu, așa-numitul. supermagneți. Procesul de fabricație al pieselor principale este prezentat în Fig. Bobine - fiecare din 55 de spire de sârmă de cupru de 1 mm în izolație email rezistentă la căldură de înaltă rezistență, PEMM, PETV etc. Înălțimea înfășurărilor este de 9 mm.

Observați canalele din jumătățile rotorului. Aceștia trebuie aranjați astfel încât magneții (sunt lipiți de circuitul magnetic cu epoxid sau acrilic) după asamblare să convergă cu polii opuși. „Clătite” (circuite magnetice) trebuie să fie realizate dintr-un feromagnet moale magnetic; oțelul structural normal va face. Grosimea „clatitelor” este de cel puțin 6 mm.

De fapt, este mai bine să cumpărați magneți cu un orificiu pentru ax și să-i strângeți cu șuruburi; supermagneții sunt atrași cu o forță teribilă. Din același motiv, pe arborele dintre „clătite” se pune un distanțier cilindric de 12 mm înălțime.

Înfășurările care alcătuiesc secțiunile statorice sunt conectate după schemele prezentate și în fig. Capetele lipite nu trebuie întinse, ci ar trebui să formeze bucle, altfel epoxidul, care va fi umplut cu statorul, poate rupe firele atunci când se întărește.

Statorul este turnat în matriță la o grosime de 10 mm. Nu este necesar să centrați și să echilibrați, statorul nu se rotește. Distanța dintre rotor și stator este de 1 mm pe fiecare parte. Statorul din carcasa generatorului trebuie să fie fixat în siguranță nu numai de la deplasarea de-a lungul axei, ci și de la rotire; un câmp magnetic puternic cu un curent în sarcină îl va trage de-a lungul.

Video: generator de moara de vânt bricolaj

Concluzie

Și ce avem până la urmă? Interesul pentru „lame” se datorează mai degrabă spectaculosului lor aspect decât performanța reală într-un design de casă și la putere redusă. Un carusel APU auto-realizat va oferi energie „în așteptare” pentru încărcarea bateriei unei mașini sau pentru alimentarea unei case mici.

Dar cu APU-uri de navigație, maeștrii cu un filon creativ ar trebui să experimenteze, mai ales într-o versiune mini, cu o roată de 1-2 m în diametru. Dacă ipotezele dezvoltatorilor sunt corecte, atunci va fi posibil să eliminați toți cei 200-300 de wați din acesta folosind motorul generator chinezesc descris mai sus.

Andrei a spus:

Vă mulțumim pentru consultația dvs. gratuită... Și prețurile „de la firme” nu sunt chiar scumpe și cred că artizanii din interior vor putea face generatoare ca ale dvs. Și bateriile Li-po pot fi comandate din China, invertoare în Chelyabinsk sunt foarte bune (cu un sinus neted).Iar pânzele, palele sau rotoarele sunt un alt motiv pentru zborul gândurilor bărbaților noștri ruși la îndemână.

Ivan a spus:

întrebare:
Pentru morile de vânt cu axă verticală (poziția 1) și versiunea „Lenz”, este posibil să adăugați un detaliu suplimentar - un rotor care este expus vântului și acoperă partea inutilă de la acesta (mergând spre vânt). Adică, vântul nu va încetini lama, ci acest „ecran”. Așezarea în jos a vântului cu o „coadă” situată în spatele morii de vânt, sub și deasupra palelor (crestele). Am citit articolul și s-a născut o idee.

Făcând clic pe butonul „Adaugă comentariu”, sunt de acord cu site-ul.