Jak zrobić mini generator wiatrowy własnymi rękami?

Wiatrak nie potrzebuje paliwa ani energii słonecznej do wytwarzania energii elektrycznej. Ta cecha sprawia, że ​​wiele osób myśli o tym, jak zbudować turbinę wiatrową własnymi rękami, ponieważ zakup i montaż gotowego sprzętu jest drogi.

Zasada działania i rodzaje generatora wiatrowego

Wiatrak można zrobić samemu tylko ze zrozumieniem jego urządzenia. Prototyp tej jednostki to stary wiatrak. Pod wpływem naporu powietrza na skrzydłach wprawił się w ruch wał, który przenosił moment obrotowy na wyposażenie młyna.

W turbinach wiatrowych do produkcji energii elektrycznej stosowana jest ta sama zasada wykorzystania energii wiatru do obracania wirnika:

1. Ruch łopatek pod wpływem wiatru powoduje obrót wału wejściowego ze skrzynią biegów. Moment obrotowy przenoszony jest na wał wtórny (wirnik) generatora, wyposażony w 12 magnesów.W wyniku jego obrotu w pierścieniu stojana powstaje prąd przemienny.
2. Ten rodzaj energii elektrycznej nie może ładować akumulatorów bez specjalnego urządzenia - sterownika (prostownika). Urządzenie zamienia prąd zmienny na prąd stały, dzięki czemu można go przechowywać tak, aby sprzęt AGD mógł pracować bez przerwy. Sterownik pełni też inną funkcję: w porę przestaje ładować akumulator, a nadwyżka energii wytworzona przez wiatrak jest przekazywana do jednostek, które zużywają jej dużą ilość (np. na elementy grzejne do ogrzewania domu)
3. Aby zapewnić zasilanie napięciem 220 V, prąd jest dostarczany z akumulatorów do falownika, a następnie trafia do punktów poboru energii elektrycznej.

Aby zapewnić, że łopaty są zawsze w najlepszej pozycji do interakcji z wiatrem, na urządzeniach wirnikowych zainstalowany jest ogon, który umożliwia obracanie śmigła w kierunku wiatru. Fabryczne modele wiatraków posiadają urządzenia hamujące lub dodatkowe obwody do składania ogona lub usuwania ostrzy przed podmuchami wiatru przy niesprzyjającej pogodzie.

Istnieje kilka rodzajów turbin wiatrowych, klasyfikując je według liczby i materiału łopatek lub skoku śmigła. Ale główny podział występuje zgodnie z położeniem osi lub wału wejściowego:

1. Typ poziomy oznacza położenie szybu równolegle do podłoża. Takie generatory nazywane są generatorami łopatkowymi.
2. W wiatrakach pionowych oś znajduje się prostopadle do horyzontu, a wokół niej znajdują się samoloty. Generatory pionowe można nazwać ortogonalnymi lub karuzelowymi.

Niezależnie od położenia osi obrotu zasada działania jednostki pozostaje taka sama.

Modele wiatraków mogą mieć śmigło lub koło wiatrowe z 2, 3 lub kilkoma łopatami.Uważa się, że urządzenia wielołopatkowe są w stanie generować prąd przy niewielkim wietrze, a śmigła o 2-3 skrzydłach wymagają większego przepływu powietrza. Przy wyborze modelu należy wziąć pod uwagę ważną zasadę, że każda łopata stawia opór przepływowi wiatru i zmniejsza prędkość obrotową, więc dość trudno jest rozkręcić koło wielołopatowe do prędkości roboczej.

Wśród odmian wiatraków znajdują się wiatraki żaglowe i sztywne. Nazwy te odnoszą się do materiału, z którego wykonane są skrzydła. Przy samodzielnym montażu typ żagla będzie prostszy i bardziej ekonomiczny, ale pióra wykonane z tworzywa sztucznego (tkanina, folie itp.) nie są trwałe i odporne na zużycie.

Opcja pionowa

Łatwiej jest zrobić generator wiatrowy typu pionowego niż poziomy. Konstrukcja nie wymaga urządzenia łopatkowego, znajduje się na niewielkiej wysokości (do 2 m). Recenzje osób korzystających z pionowych turbin wiatrowych (elektrowni wiatrowych) wskazują na niewielki hałas podczas rotacji i łatwość konserwacji jednostek roboczych jednostek. Generator znajduje się na dole konstrukcji, a konserwację można przeprowadzić bez konieczności pracy na wysokości lub opuszczania masztu na ziemię.

Na górnym końcu osi zamontowane jest łożysko, które jednocześnie pełni rolę masztu. Ta część praktycznie nie wymaga konserwacji i jest w stanie służyć przez kilka lat bez naprawy.

W przeciwieństwie do wiatraka z łopatami, pionowe turbiny wiatrowe nie wymagają instalacji wysokiego masztu. Działają niezależnie od kierunku wiatru, co upraszcza konstrukcję części ruchomej.W przypadku łopat kompaktowej turbiny wiatrowej można użyć rury PVC o dużej średnicy (na przykład rury kanalizacyjnej), a cienka stal ocynkowana jest odpowiednia dla silniejszej turbiny wiatrowej. Materiały te są dostępne dla każdego rzemieślnika domowego i są stosunkowo tanie.

Konstrukcję koła wiatrowego można wybrać niezależnie od wielu dostępnych opcji:

• Konstrukcja Dorniera z 2 płaskimi ostrzami;
• System Savonius z 4 półcylindrycznymi skrzydłami;
• wiatrak ortogonalny wielołopatowy z 2 rzędami samolotów;
• helikoidalne turbiny wiatrowe z zakrzywionymi profilami łopat.

Wszystkie wiatraki pionowe wykorzystują zasadę działania agregatu Savonius. W domu ostrza mogą być wykonane ze stalowych lub plastikowych beczek, przeciętych wzdłuż na pół. Cechą konstrukcyjną jest to, że wydajność jednostki osiąga maksimum przy prędkości łopat 2 razy mniejszej niż prędkość wiatru. Dlatego nie powinieneś próbować zwiększać prędkości pionowej turbiny wiatrowej.

Modele poziome

W przeciwieństwie do generatorów pionowych, domowe turbiny wiatrowe ze śmigłem mają wyższą sprawność wraz ze wzrostem prędkości łopat. Jednak liczne i wąskie elementy śruby nie przyczyniają się do lepszej pracy: przy silnym naporu wiatru nie mają czasu na rozkręcenie wału ze względu na uformowaną przed śrubą poduszkę powietrzną.

Wielołopatowe turbiny wiatrowe zrób to sam do domu najlepiej wykonywać na obszarach o niezbyt silnym wietrze. Jeśli siła wiatru w regionie często przekracza 10-15 m na sekundę, warto zbudować wiatrak z 2-3 łopatami. Oba typy są w stanie rozpocząć pracę z prędkością przepływu powietrza około 2-3 m na sekundę.

Model poziomy wymaga montażu wysokiego masztu (6-12 m).Aby uniknąć prac na dużych wysokościach podczas konserwacji, rzemieślnicy instalują najprostszy mechanizm składania - oś - u podstawy masztu. Aby zapewnić stabilność konstrukcji przy silnym obciążeniu wiatrem, wymagane są wsporniki linowe, które utrzymują stelaż w pozycji pionowej.

Gondola z generatorem i śmigłem musi być osadzona na łożysku i zaopatrzona w upierzenie łopatkowe, aby śmigło zawsze zajmowało korzystne położenie względem wiatru. Kable przewodzące prąd powinny być ułożone tak, aby nie skręcały się podczas obracania się gondoli, nie przeszkadzały ani nie pękały. Dlatego są przeprowadzane wewnątrz masztu rurowego.

Jak zrobić generator wiatrowy 220V?

Prace nad stworzeniem turbiny wiatrowej należy rozpocząć od określenia wymaganej mocy jednostki:

• do oświetlenia kilku pomieszczeń wystarczy mieć generator o mocy poniżej 1 kW; zapewni zasilanie żarówkom lub żarówkom energooszczędnym, a dodatkowo będzie możliwe włączenie laptopa lub telewizora do sieci;
• domowy generator wiatrowy o mocy 5 kW zapewni energię elektryczną do sprzętu AGD (lodówka, pralka, kuchenka itp.);
• aby całkowicie przenieść dom na autonomiczne zasilanie energią elektryczną, potrzebny jest potężny generator o mocy ponad 20 kW.

Możesz sam zrobić generator lub zaadaptować odpowiedni zespół wyjęty ze starego auta. W ten sposób można zapewnić produkcję prądu do 2-3 kW. Aby stworzyć mocniejszy generator wiatrowy 220 V zrób to sam, musisz dokładnie obliczyć liczbę cewek i zwojów drutu, rozmiar i liczbę magnesów na wirniku oraz parametry skrzydeł łopaty.

Prosta konstrukcja

Do najprostszego projektu o mocy około 1-1,5 kW potrzebne będą:

• generator samochodowy (12 V);
• akumulator kwasowy (12 V);
• przycisk przełącznika (12 V);
• konwerter prądu 700-1500 V i 12-220 V;
• metalowa duża pojemność;
• śruby, podkładki, nakrętki;
• zaciski do mocowania generatora (2 szt.).

W kole pasowym generatora samochodowego musisz wykonać symetryczne otwory na śruby. Podziel obwód pojemnika na 4 równe części. Ostrza tnące:

• z boku pojemnika zaznacz prostokąty zgodnie z oznaczeniami podziału koła;
• znajdź pionowy środek każdego elementu;
• zaznacz górną i dolną część pojemnika solidnymi brzegami o szerokości 3-5 cm;
• ciąć metal pomiędzy poszczególnymi prostokątami do linii felg;
• wykonać nacięcia wzdłuż górnej i dolnej granicy znaczników, tak aby środek prostokąta pozostał nienaruszony i połączony z krawędziami;
• rozłóż każde ostrze względem osi środkowej;
• określić środek okrągłego dna, zaznaczyć położenie otworów na śruby zgodnie z ich położeniem na kole pasowym generatora.

Przy rozkładaniu skrzydeł warto określić kierunek obrotu wiatraka, aby wydobyć niezbędne części samolotów. Aby zapewnić jednakowe obciążenie wszystkich ostrzy, należy zmierzyć ich kąty obrotu.

Montaż konstrukcji polega na skręceniu koła pasowego generatora oraz dna zbiornika. Następnie przygotowuje się podstawę pod instalację generatora wiatrowego (maszt wykonany z grubej rury o wysokości około 2 m). Najłatwiej przymocować do niego generator za pomocą zacisków o odpowiedniej średnicy. Aby naładować akumulator, prąd z generatora należy przepuścić przez prostownik, połączenie należy wykonać za pomocą obwodów elektrycznych samochodu.

Domowy generator do łopatowej turbiny wiatrowej

Agregat do poziomego generatora wiatrowego można zmontować z piast kół samochodu lub zastosować silnik elektryczny z pralki. Do pracy potrzebny będzie zakup magnesów wykonanych z neodymu (stopu niobu). Lepiej jest wziąć prostokątne elementy.

Możesz określić ich liczbę na podstawie liczby cewek, jeśli używany jest silnik. W przypadku generatora trójfazowego liczba magnesów powinna wynosić 2/3 liczby cewek, a w przypadku generatora jednofazowego powinna mu odpowiadać. Praktycy zalecają wybór generatora trójfazowego.

W przypadku korzystania z silnika z pralki magnesy muszą być przyklejone do wirnika silnika. W przypadku zastosowania piasty koła magnesy są umieszczane na kręgu z blachy stalowej o grubości około 5 mm. Podczas montażu wirnika przestrzegaj zasad:

1. Odległość między magnesami musi być taka sama. Prostokątne elementy na piaście mają długie boki wzdłuż promieni koła, a na wale silnika wzdłuż jego osi podłużnej.
2. Przed pracą musisz określić i oznaczyć bieguny magnesów. Są instalowane tak, aby przeciwne elementy miały różne bieguny. Podczas umieszczania magnesów zamieniaj bieguny dodatnie i ujemne sąsiednich części.
3. Aby magnesy mocno przylegały do ​​powierzchni wirnika, zaleca się wypełnienie ich żywicą epoksydową.

W przypadku wykorzystania wału silnika jako wirnika część jest instalowana na swoim miejscu w uzwojeniu, a sprawność konstrukcji sprawdza się, przykładając sondy woltomierza do przewodów i obracając wał za pomocą wiertarki.

W przypadku zastosowania piasty cewki są nawijane niezależnie od emaliowanego drutu miedzianego o przekroju 1 mm.Każda cewka powinna składać się z 60 zwojów i mieć wysokość 9 mm. Cewki należy montować na płaskiej części piasty koła.

W przypadku generatora trójfazowego połącz końce przewodów w następujący sposób:

• pozostawić wolny zacisk zewnętrzny 1 cewki i połączyć zacisk wewnętrzny z zaciskiem zewnętrznym przez 4;
• połącz wewnętrzne okablowanie 4 cewek z zewnętrznym w 7 i kontynuuj do końca, łącząc części uzwojenia co 2 sztuki; na tym ostatnim powinien pozostać wolny koniec wewnętrzny, który można łatwo skręcić z wyjściem już lewym lub inaczej oznaczonym;
• powtórzyć proces z 2 cewkami, łącząc przewody według tej samej zasady co 2 elementy;
• zrób to samo z 3 cewkami i pozostałymi niepodłączonymi.

Pod koniec pracy mistrz będzie miał 6 oddzielnych pinów. Uzwojenie należy wypełnić żywicą epoksydową i wysuszyć.

Następnie w łożysku piasty należy zacisnąć wałek, na który zakładamy pierścień wirnika z magnesami. Odstęp między płaszczyznami części wynosi 1-1,5 mm. Sprawdź obecność prądu na zaciskach, zmontuj wiatrak i zainstaluj go na maszcie.

Serwis sprzętu

Podczas eksploatacji wiatraka raz w miesiącu należy przeprowadzić ogólny przegląd elementów złącznych, sprawdzić układ elektryczny pod kątem asymetrii napięć, sterownik jest w dobrym stanie, a kable są równomiernie napięte. Dla nieprzerwanej pracy raz na 3-4 miesiące warto sprawdzić połączenia zacisków akumulatora, sprawdzić poziom elektrolitu i oleju na skrzyni biegów generatora.

Przegląd roczny obejmuje sprawdzenie powierzchni łopatek, określenie sprawności łożysk i ich wymianę. W tych okresach uzupełniany jest również poziom elektrolitu, do skrzyni biegów dolewany jest olej. Coroczna konserwacja obejmuje sprawdzenie wszystkich węzłów pod kątem działania.

Podobne artykuły: