Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains: appareil, principe de fonctionnement + meilleur fait maison

Il est difficile de ne pas remarquer la stabilité de l'approvisionnement en électricité des installations suburbaines par rapport à l'approvisionnement en électricité des bâtiments urbains et des entreprises. Admettez que vous, en tant que propriétaire d'une maison ou d'un chalet privé, avez subi à plusieurs reprises des interruptions, des inconvénients qui leur sont associés et des dommages à l'équipement.

Ces situations négatives, avec leurs conséquences, ne compliqueront plus la vie des amoureux des grands espaces naturels. De plus, avec des coûts de main-d'œuvre et financiers minimes. Pour ce faire, il vous suffit de réaliser un générateur éolien d'électricité, que nous décrivons en détail dans l'article.

Nous avons décrit en détail les options de fabrication d'un système utile à l'économie et éliminant la dépendance énergétique. Selon nos conseils, un contremaître à domicile inexpérimenté peut construire une éolienne de ses propres mains. Un appareil pratique contribuera à réduire considérablement les dépenses quotidiennes.

Légalité de l'installation d'une éolienne

Les sources d'énergie alternatives sont le rêve de tout résident d'été ou propriétaire dont le site est éloigné des réseaux centraux. Cependant, en recevant les factures d'électricité consommée dans un appartement en ville et en examinant l'augmentation des tarifs, nous réalisons qu'une éolienne conçue pour les besoins domestiques ne serait pas un obstacle.

Après avoir lu cet article, vous réaliserez peut-être votre rêve.

Une éolienne est une excellente solution pour alimenter en électricité une installation suburbaine. De plus, dans certains cas, son installation est la seule solution possible.

Afin de ne pas gaspiller de l'argent, des efforts et du temps en vain, décidons: y a-t-il des circonstances externes qui nous créeront des obstacles lors du fonctionnement de l'éolienne?

Fournir de l'électricité à un chalet ou un petit chalet suffit petite centrale éolienne, dont la puissance n'excède pas 1 kW. De tels appareils en Russie sont assimilés à des produits ménagers. Leur installation ne nécessite pas de certificats, d'autorisations ou d'approbations supplémentaires.

Afin de déterminer la faisabilité d'une éolienne, il est nécessaire de connaître le potentiel d'énergie éolienne d'une zone particulière (cliquez pour agrandir)

Aucune taxation de la production d'électricité, qui sert à subvenir à leurs propres besoins domestiques, n'est prévue. Par conséquent, un moulin à vent de faible puissance peut être installé en toute sécurité, généré avec son électricité sans aide, sans payer de taxes à l'État.

Cependant, au cas où, vous devriez demander s'il existe des réglementations locales concernant l'alimentation individuelle qui pourraient créer des obstacles à l'installation et au fonctionnement de cet appareil.

Les éoliennes, qui sont capables de satisfaire la plupart des besoins des agriculteurs de taille moyenne, ne peuvent pas causer de plaintes, même de la part des voisins

Des plaintes peuvent survenir auprès de vos voisins s'ils éprouvent des inconvénients liés au fonctionnement du moulin à vent. N'oubliez pas que nos droits prennent fin là où commencent les droits des autres.

Par conséquent, lors de l'achat ou de l'auto-fabrication générateur de vent pour la maison une attention particulière doit être accordée aux paramètres suivants:

• Hauteur du mât. Lors de l'assemblage d'une éolienne, il est nécessaire de tenir compte des restrictions sur la hauteur des bâtiments individuels qui existent dans un certain nombre de pays du monde, ainsi que l'emplacement de son propre site. Sachez que les ponts, aéroports et tunnels à proximité des bâtiments d'une hauteur supérieure à 15 mètres sont interdits.
• Bruit provenant de la boîte de vitesses et des aubes. Les paramètres du bruit généré peuvent être définis à l'aide d'un appareil spécial, puis documenter les résultats des mesures. Il est important qu'ils ne dépassent pas les normes de bruit établies.
• Interférence éthérée. Idéalement, lors de la création d'un moulin à vent, une protection contre la création de télé-interférences devrait être fournie là où votre appareil peut fournir de tels problèmes.
• Réclamations de services environnementaux. Cette organisation ne peut vous empêcher de faire fonctionner l'installation que si elle interfère avec la migration des oiseaux migrateurs. Mais c'est peu probable.

Lors de la création et de l'installation de l'appareil vous-même, apprenez ces points et lors de l'achat d'un produit fini, faites attention aux paramètres qui apparaissent dans son passeport. Il vaut mieux se protéger à l'avance que d'être bouleversé par la suite.

Le principe de fonctionnement d'une éolienne

Une éolienne ou une éolienne (éolienne) est un dispositif utilisé pour convertir l'énergie cinétique d'un flux éolien en énergie mécanique. L'énergie mécanique qui en résulte fait tourner le rotor et est convertie sous la forme électrique dont nous avons besoin.

Le principe de fonctionnement et d'appareil moulin à vent cinétique décrit en détail dans l'article, que nous vous recommandons de lire.

La structure des éoliennes comprend:

• pales d'hélice
• rotor rotatif de turbine
• l'axe du générateur et le générateur lui-même,
• un onduleur qui convertit le courant alternatif en courant continu, utilisé pour charger les batteries,
• batterie.

L'essence des éoliennes est simple. Pendant la rotation du rotor, un courant alternatif triphasé est généré, qui passe ensuite à travers le contrôleur et charge la batterie CC. De plus, l'onduleur convertit le courant pour qu'il puisse être consommé en fournissant de l'éclairage, une radio, un téléviseur, un micro-ondes, etc.

Un dispositif détaillé d'une éolienne à axe de rotation horizontal permet d'imaginer clairement quels éléments contribuent à la conversion de l'énergie cinétique en énergie mécanique puis électrique

En général, le principe de fonctionnement d'une éolienne de tout type et de toute conception est le suivant: dans le processus de rotation, il existe trois types de force agissant sur les pales: freinage, impulsion et levage.

Ce schéma de l'éolienne permet de comprendre ce qui se passe avec l'électricité produite par l'éolienne: une partie est accumulée, l'autre est consommée

Les deux dernières forces surmontent la force de freinage et mettent le volant en mouvement. Sur la partie fixe du générateur, le rotor génère un champ magnétique de sorte qu'un courant électrique circule à travers les fils.

Classification des types de générateurs d'énergie

Il existe plusieurs signes de classification des installations éoliennes. Comment choisir la meilleure version de l'appareil pour la propriété de banlieue est décrit en détail dans l'un des articles les plus populaires sur notre site Internet.

Ainsi, les moulins à vent diffèrent par:

• le nombre de pales dans l'hélice;
• matériaux de lame;
• l'emplacement de l'axe de rotation par rapport à la surface de la terre;
• signe de pas de vis.

Il existe des modèles à une, deux, trois lames et multi-lames.

Les produits avec un grand nombre de pales commencent à tourner même avec un petit vent. Habituellement, ils sont utilisés dans de tels travaux, lorsque le processus de rotation lui-même est plus important que la production d'électricité. Par exemple, pour extraire l'eau des puits profonds.

Il s'avère que les pales d'une éolienne peuvent être fabriquées non seulement à partir de matériaux solides, mais aussi à partir de tissu abordable

Les pales peuvent être à voile ou rigides.Les produits de voile sont beaucoup moins chers que les produits rigides, dont la fabrication est en métal ou en fibre de verre. Mais ils doivent être réparés très souvent: ils sont fragiles.

Quant à l'emplacement de l'axe de rotation par rapport à la surface de la terre, distinguer moulins à vent verticaux et modèles horizontaux. Et dans ce cas, chaque variété a ses propres avantages: les verticales répondent de manière plus sensible à chaque coup de vent, mais les horizontales sont plus puissantes.

Les éoliennes sont divisées par des signes de pas en modèles à pas fixes et variables. Le pas variable vous permet d'augmenter considérablement la vitesse de rotation, mais une telle installation a une conception complexe et massive. Les éoliennes à pas fixe sont plus simples et plus fiables.

Éolienne de type rotor

Nous allons voir comment fabriquer de vos propres mains un simple moulin à vent avec un axe de rotation vertical du type rotor. Un tel modèle pourrait bien répondre aux besoins en électricité de la maison de jardin, de diverses dépendances, ainsi qu'éclairer la zone de la maison et les allées du jardin la nuit.

Les pales de cette installation de type rotor à axe de rotation vertical sont clairement constituées d'éléments découpés dans un fût métallique

Notre objectif est de fabriquer un moulin à vent d'une puissance maximale de 1,5 kW.

Pour ce faire, nous avons besoin des éléments et matériaux suivants:

• Générateur de voiture 12V;
• Batterie 12 V hélium ou acide;
• Interrupteur semi-étanche de type «bouton» à 12 V;
• convertisseur 700 W - 1500 W et 12V - 220V;
• un seau, une casserole de grande capacité ou un autre récipient spacieux en acier inoxydable ou en aluminium;
• la lampe de contrôle du relais automobile charge ou charge la batterie;
• voltmètre automobile (tout est possible);
• boulons avec écrous et rondelles;
• fils de section transversale de 4 mm carrés et 2,5 mm carrés;
• deux pinces pour fixer le générateur au mât.

Dans le processus de travail, nous aurons besoin d'une meuleuse ou de ciseaux pour le métal, d'un crayon ou d'un marqueur de construction, d'un ruban à mesurer, d'un coupe-fil, d'une perceuse, d'une perceuse, de clés et d'un tournevis.

Le contrôleur du système de production d'électricité peut également être assemblé par vous-même. Avec des règles et des schémas de fabrication contrôleur pour un moulin à vent vous familiarisera avec l'article dont nous vous conseillons de lire le contenu.

La phase initiale de fabrication de l'installation

Pour fabriquer un moulin à vent fait maison, nous commençons par prendre un grand réservoir en métal de forme cylindrique. Habituellement, une vieille ébullition, un seau ou une casserole est utilisée à cette fin. Ce sera la base de notre future éolienne.

À l'aide d'un ruban à mesurer et d'un crayon de construction (marqueur), nous marquons: divisons notre capacité en quatre parties identiques.

Lorsque vous effectuez des coupes conformément aux instructions contenues dans le texte, ne coupez en aucun cas le métal jusqu'au bout

Le métal devra être coupé. Vous pouvez utiliser un broyeur pour cela. Il n'est pas utilisé pour couper des récipients en acier galvanisé ou en étain peint, car ce type de métal surchauffera nécessairement. Pour de tels cas, il est préférable d'utiliser des ciseaux. Nous coupons les lames, mais ne les coupons pas jusqu'au bout.

Options, schémas et recommandations pour la fabrication de divers modèles pales d'éoliennes Vous le trouverez dans l'article que nous vous recommandons.

Parallèlement à la poursuite des travaux sur le réservoir, nous allons refaire la poulie du générateur. Dans le bas de l'ancien moule et dans la poulie, vous devez définir et percer des trous pour les boulons. Le travail à ce stade doit être pris aussi soigneusement que possible: toutes les ouvertures doivent être situées symétriquement afin qu'aucun déséquilibre ne se produise lors de la rotation de l'installation.

Voici à quoi ressemblent les lames d'un autre design avec un axe de rotation vertical. Chaque lame est fabriquée séparément, puis montée dans un appareil commun

Pliez les lames pour qu'elles ne dépassent pas trop. Lorsque nous faisons cette partie du travail, assurez-vous de considérer dans quelle direction le générateur tournera.

Habituellement, le sens de sa rotation est orienté dans le sens horaire. L'angle de flexion des pales affecte la zone d'influence des courants d'air et la vitesse de rotation de l'hélice.

Vous devez maintenant fixer le godet avec les lames préparées pour le travail sur la poulie. Nous installons le générateur sur le mât, le fixant avec des pinces. Reste à connecter les fils et à assembler le circuit. Préparez-vous à enregistrer le schéma de câblage, les couleurs des fils et les repères des broches. Plus tard, cela sera certainement utile. Nous fixons les fils sur le mât de l'appareil.

Cette figure contient des recommandations détaillées pour l'assemblage de la structure globale et la vue générale de l'appareil déjà assemblé et prêt à l'emploi

Pour connecter la batterie, vous devez utiliser des fils d'une section de 4 mm². Il suffit de prendre une longueur de 1 mètre. C’est assez.

Et pour connecter la charge au réseau, qui comprend, par exemple, l'éclairage et les appareils électriques, suffisamment de fils d'une section de 2,5 mm² suffisent. Installez l'onduleur (convertisseur). Pour cela, un fil de 4 mm² sera également nécessaire.

Avantages et inconvénients d'un modèle de rotor d'éolienne

Si vous avez tout fait de manière ordonnée et cohérente, cette éolienne fonctionnera avec succès. Dans ce cas, aucun problème ne surviendra lors de son fonctionnement.

Si vous utilisez un convertisseur de 1000 W et une batterie de 75A, cette installation fournira des appareils électriques et de vidéosurveillance, des alarmes antivol et même un éclairage public.

Les avantages de ce modèle sont les suivants:

• économique;
• les éléments peuvent facilement être remplacés par de nouveaux ou réparés;
• des conditions particulières de fonctionnement ne sont pas nécessaires;
• fiable en fonctionnement;
• offre un confort acoustique complet.

Il y a aussi des inconvénients, mais pas si nombreux: les performances de cet appareil ne sont pas trop élevées, et il dépend fortement des rafales de vent soudaines. Les flux d'air peuvent simplement perturber une hélice improvisée.

Afin de sélectionner avec précision le modèle de l'éolienne de la puissance requise avant de commencer les travaux, nous recommandons faire un calcul selon les formules données dans l'article recommandé.

Assemblage d'éoliennes axiales sur des aimants en néodyme

Depuis que les aimants au néodyme sont apparus en Russie relativement récemment, les éoliennes axiales avec stators sans fer ont commencé à être fabriquées il n'y a pas si longtemps.

L'apparition d'aimants a provoqué une poussée de la demande, mais progressivement le marché a été saturé et le coût de ce produit a commencé à baisser. Il est devenu accessible aux artisans qui l'ont immédiatement adapté à leurs différents besoins.

Éoliennes axiales avec aimants en néodyme avec un axe de rotation horizontal - une conception plus complexe qui nécessite non seulement des compétences mais aussi certaines connaissances

Si vous avez un moyeu d'une vieille voiture avec des disques de frein, nous le prendrons comme base pour le futur générateur axial.

On suppose que cette partie n'est pas nouvelle, mais déjà en fonctionnement. Dans ce cas, il est nécessaire de démonter, contrôler et lubrifier les roulements, nettoyer soigneusement les dépôts sédimentaires et toute rouille. Générateur prêt, n'oubliez pas de peindre.

Un moyeu avec disques de frein, en règle générale, revient aux artisans comme l'un des composants d'une vieille voiture qui a été mise au rebut, il doit donc être nettoyé à fond

Distribution et fixation des aimants

Les aimants en néodyme doivent être collés sur les disques du rotor. Pour notre travail, nous prenons 20 aimants 25x8mm.

Bien sûr, vous pouvez utiliser un nombre différent de pôles, mais les règles suivantes doivent être respectées: le nombre d'aimants et de pôles dans un générateur monophasé doit être le même, mais si nous parlons d'un modèle triphasé, le rapport des pôles aux bobines doit être de 2/3 ou 4/3 .

Lorsque vous placez des aimants, les pôles alternent. Il est important de ne pas se tromper. Si vous n'êtes pas sûr de disposer correctement les éléments, créez un modèle de conseil ou appliquez des secteurs directement au disque lui-même.

Si vous avez le choix, il vaut mieux acheter des aimants non pas ronds, mais rectangulaires. Dans les modèles rectangulaires, le champ magnétique est concentré sur toute la longueur, et en rond, au centre.

Les aimants opposés doivent avoir des pôles différents. Vous ne confondrez rien si vous utilisez un marqueur pour les marquer avec des signes moins ou plus. Pour identifier les pôles, prenez les aimants et tenez-les l'un contre l'autre.

Si les surfaces sont attirées, mettez un plus sur elles; si elles repoussent, marquez-les avec des inconvénients. Lorsque vous placez des aimants sur des disques, alternez les pôles.

Les aimants sont installés conformément à la politique d'alternance des politiques; les bordures de pâte à modeler sont situées le long des périmètres extérieur et intérieur: le produit est prêt pour la coulée de résine époxy

Pour la fiabilité de la fixation de l'aimant, il est nécessaire d'appliquer une colle de haute qualité et d'une résistance maximale.

Pour améliorer la fiabilité de la fixation, vous pouvez utiliser de la résine époxy. Il doit être dilué comme indiqué dans les instructions et rempli avec un disque. La résine doit recouvrir l'intégralité du disque, mais ne pas s'écouler. Il est possible d'empêcher la possibilité de ruissellement si vous enveloppez le disque avec du ruban adhésif ou si vous faites des protections temporaires de pâte à modeler à partir d'une bande de polymère autour de son périmètre.

Générateurs monophasés et triphasés

Si nous comparons les stators monophasés et triphasés, ces derniers seront meilleurs. Le générateur monophasé vibre lorsqu'il est chargé. La raison de la vibration est la différence d'amplitude du courant, résultant de son retour instable pendant un certain temps.

Le modèle triphasé n'a pas un tel inconvénient. Il se distingue par une puissance constante due à des phases de compensation mutuelle: lorsqu'une augmentation de courant se produit dans l'une, elle diminue dans l'autre.

Selon les résultats des tests, le retour du modèle triphasé est de près de 50% supérieur au même indicateur du monophasé. Un autre avantage de ce modèle est qu'en l'absence de vibrations inutiles, le confort acoustique augmente lorsque l'appareil fonctionne sous charge.

Autrement dit, le générateur triphasé ne bourdonne pratiquement pas pendant son fonctionnement. Lorsque les vibrations diminuent, la durée de vie de l'appareil augmente logiquement.

Dans la lutte entre les appareils triphasés et monophasés, le triphasé l'emporte toujours, car il ne bourdonne pas tellement pendant le fonctionnement et dure plus longtemps que le monophasé

Règles d'enroulement de bobine

Si vous demandez à un spécialiste, il vous dira qu'avant d'enrouler les bobines, vous devez effectuer un calcul approfondi. Le pratiquant dans cette affaire s'appuiera sur son intuition.

Nous avons choisi un générateur d'options pas trop rapide. Nous avons une procédure pour charger une batterie de douze volts qui devrait commencer à 100-150 tr / min. Ces données initiales nécessitent que le nombre total de tours de toutes les bobines soit de 1 000 à 1 200 pièces. Nous devons encore diviser ce chiffre entre toutes les bobines et déterminer le nombre de tours sur chacune.

Un moulin à vent à basse vitesse peut être plus puissant si le nombre de pôles augmente. La fréquence des oscillations actuelles dans les bobines augmentera. Si un fil de plus grande section est utilisé pour enrouler les bobines, la résistance diminue et la force du courant augmente. Ne perdez pas de vue qu'une tension plus élevée peut «absorber» le courant en raison de la résistance de l'enroulement.

Le processus d'enroulement peut être facilité et rendu plus efficace si vous utilisez une machine spéciale à cet effet.

Il n'est pas nécessaire d'effectuer un processus de routine tel que l'enroulement des bobines manuellement. Un peu d'ingéniosité et une excellente machine qui peut facilement faire face au bobinage sont déjà là

Les performances et les performances des générateurs maison sont fortement influencées par l'épaisseur et le nombre d'aimants situés sur les disques. La puissance finale totale peut être calculée si vous enroulez une bobine, puis faites-la défiler dans le générateur. La puissance future du générateur est déterminée en mesurant la tension à des vitesses spécifiques sans charge.

Nous donnons un exemple. Avec une résistance de 3 ohms et 200 tr / min, 30 volts sortent. Si nous soustrayons 12 volts de tension de la batterie de ce résultat, nous obtenons 18 volts. Divisez ce résultat par 3 ohms et obtenez 6 ampères. Le volume est de 6 ampères et ira à la batterie. Bien sûr, dans le calcul, nous n'avons pas pris en compte les pertes dans les fils et sur le pont de diodes: le résultat réel sera inférieur à celui calculé.

Habituellement, les bobines sont rondes. Mais si vous les retirez un peu, vous obtiendrez plus de cuivre dans le secteur et les virages seront plus droits. Si nous comparons la taille de l'aimant et le diamètre du trou intérieur des bobines, alors ils doivent correspondre les uns aux autres ou la taille de l'aimant peut être légèrement plus petite.

Les bobines prêtes à l'emploi doivent correspondre à la taille de leurs aimants: elles doivent être légèrement plus grandes que les aimants ou égales à leur magnitude

L'épaisseur du stator, ce que nous faisons, doit être correctement corrélée avec l'épaisseur des aimants. Si le stator se fait davantage en augmentant le nombre de spires dans les bobines, l'espace inter-disques augmentera et le flux magnétique diminuera. Le résultat peut être le suivant: la même tension est générée, mais, en raison de la résistance accrue des bobines, nous obtenons un courant plus faible.

Le contreplaqué est utilisé pour fabriquer le moule du stator. Cependant, les secteurs des bobines peuvent être marqués sur du papier en utilisant de la pâte à modeler comme bordures.

Si la fibre de verre est placée sur les bobines au bas du moule, la résistance du produit augmentera. Avant d'appliquer la résine époxy, vous devez lubrifier le moule avec de la vaseline ou de la cire, puis la résine ne collera pas au moule. Certains utilisent du ruban adhésif ou un film au lieu de la graisse.

Entre eux, les bobines sont fixes immobiles. Dans ce cas, les extrémités des phases sont mises en évidence. Six fils extérieurs doivent être connectés avec une étoile ou un triangle. Faites tourner le générateur assemblé à la main, testez-le. Si la tension est de 40 V, le courant sera alors d'environ 10 ampères.

Assemblage final de l'appareil

La longueur du mât fini doit être d'environ 6 à 12 mètres. Avec de tels paramètres, sa base doit être bétonnée. Le moulin à vent lui-même sera monté sur le haut du mât.

Pour pouvoir être atteint en cas de panne, il est nécessaire de prévoir un support spécial à la base du mât, qui permettra de monter et descendre le tuyau à l'aide d'un treuil manuel.

Le mât s'élève haut avec une éolienne attachée, mais le contremaître prudent a fait un dispositif spécial qui permet, si nécessaire, de descendre la structure au sol

Pour fabriquer une vis, vous pouvez utiliser un tuyau en PVC d'un diamètre de 160 mm. Il sera utilisé pour couper une vis de deux mètres composée de six lames de sa surface. L'expérience permet de mieux développer la forme des lames indépendamment. L'objectif est d'augmenter le couple à bas régime.

L'hélice doit être protégée du vent excessif. Pour résoudre ce problème, utilisez une queue pliante. L'énergie générée est stockée dans des batteries.

À l'attention de nos lecteurs, nous avons fourni deux versions de 220 éoliennes à faire soi-même qui bénéficient de l'attention accrue non seulement des propriétaires de biens immobiliers de banlieue, mais aussi des résidents d'été ordinaires.

Les deux modèles d'éoliennes sont efficaces à leur manière. Ces appareils sont capables de démontrer des résultats particulièrement bons dans la zone steppique avec des vents fréquents et forts. Ils sont suffisamment efficaces pour être utilisés dans une organisation. chauffage domestique alternatif et dans la fourniture d'électricité. Et ils ne sont pas si difficiles à construire de leurs propres mains.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Cette vidéo montre un exemple d'une éolienne avec un axe de rotation horizontal. L'auteur de l'appareil explique en détail les nuances de la conception de l'installation faite par lui-même, attire l'attention des téléspectateurs sur les erreurs qui peuvent être commises dans le processus d'auto-fabrication d'une éolienne, donne des conseils pratiques.

Veuillez noter qu'il n'est pas si facile d'accéder à un appareil élevé à une hauteur décente. La réinstallation d'une telle éolienne sera très probablement problématique. Par conséquent, la conception du mât pliable dans ce cas ne sera pas superflue.

Cette vidéo montre une éolienne rotative avec un axe de rotation vertical. Cette installation n'est pas élevée, elle a été réalisée à l'origine et est très sensible: même un léger vent fait bouger les lames de l'appareil.

Si vous vivez dans une région où les vents ne sont pas considérés comme une occurrence rare, l'utilisation de cette source particulière d'énergie alternative peut être la plus efficace pour vous. Les exemples ci-dessus de moulins à vent auto-fabriqués prouvent que leur fabrication n'est pas si difficile. L'énergie éolienne est une ressource renouvelable accessible au public qui peut et doit être utilisée.

Ceux qui sont intéressés par le sujet de l'article sont invités à exprimer leur opinion dans les commentaires et à poser des questions qui se sont posées lors de la familiarisation avec le matériel.