Kako izraditi generator vjetra vlastitim rukama: uređaj, princip rada + najbolje domaće izrade

Teško je ne primijetiti koliko se opskrba električnom energijom u prigradskim objektima razlikuje od opskrbe urbanih zgrada i poduzeća. Priznajte da ste kao vlasnik privatne kuće ili vikendice više puta doživljavali prekide, neugodnosti povezane s njima i oštećenje opreme.

Te negativne situacije, zajedno s posljedicama, više neće komplicirati život ljubitelja prirodnih otvorenih prostora. Štoviše, s minimalnim troškovima rada i financija. Da biste to učinili, samo morate napraviti generator vjetra električne energije, što ćemo detaljno opisati u članku.

Detaljno smo opisali mogućnosti za proizvodnju sustava koji je koristan u gospodarstvu i uklanja energetsku ovisnost. Prema našem savjetu, neiskusni kućni radnik može izgraditi generator vjetra vlastitim rukama. Praktični uređaj pomoći će značajno smanjiti dnevne troškove.

Legalnost ugradnje generatora vjetra

Alternativni izvori energije su san bilo kojeg ljetnog stanovnika ili vlasnika kuća čija je lokacija daleko od središnjih mreža. Međutim, primajući račune za električnu energiju potrošenu u gradskom stanu i gledajući povećane tarife, shvaćamo da vjetroelektrana stvorena za kućne potrebe ne bi bila na putu.

Nakon što pročitate ovaj članak, možda ćete svoj san ostvariti.

Generator vjetra je izvrsno rješenje za opskrbu električnom energijom u prigradskom objektu. Štoviše, u nekim je slučajevima njegova instalacija jedino moguće rješenje.

Da ne bismo uzalud trošili novac, trud i vrijeme, odlučimo: postoje li vanjske okolnosti koje će nam stvoriti prepreke tijekom rada generatora vjetra?

Da biste osigurali struju kućici ili maloj kućici, dovoljno je mala vjetroelektranačija snaga ne prelazi 1 kW. Takvi se uređaji u Rusiji izjednačavaju s proizvodima za kućanstvo. Njihova instalacija ne zahtijeva certifikate, dozvole ili bilo kakva dodatna odobrenja.

Da bi se utvrdila izvedivost generatora vjetra, potrebno je saznati potencijal energije vjetra na određenom području (kliknite za povećanje)

Ne omogućuje se oporezivanje proizvodnje električne energije koja se troši na osiguranje vlastitih domaćih potreba. Stoga se vjetrenjača male snage može sigurno instalirati, generirati uz njezinu pomoć besplatnu električnu energiju, a da država ne plati porez.

Međutim, za svaki slučaj, trebali biste se zapitati postoje li lokalni propisi u vezi s pojedinačnim napajanjem koji bi mogli stvoriti prepreke za instaliranje i rad ovog uređaja.

Vjetroelektrani, koji su u stanju zadovoljiti većinu potreba srednjih poljoprivrednika, ne mogu izazvati pritužbe čak ni od susjeda

Žalbe se mogu pojaviti kod vaših susjeda ako imaju neugodnosti povezane s radom vjetrenjače. Ne zaboravite da naša prava završavaju tamo gdje počinju prava drugih.

Stoga, prilikom kupnje ili samostalne proizvodnje generator vjetra za dom ozbiljnu pozornost treba obratiti na sljedeće parametre:

• Visina jarbola. Prilikom sastavljanja vjetroelektrana potrebno je uzeti u obzir ograničenja visine pojedinih zgrada koje postoje u brojnim zemljama svijeta, kao i mjesto vlastitog nalazišta. Imajte na umu da su obližnji mostovi, zračne luke i tuneli zgrada visine veće od 15 metara zabranjeni.
• Buka iz mjenjača i lopatica, Parametri generirane buke mogu se postaviti posebnim uređajem, a zatim dokumentirati rezultate mjerenja. Važno je da ne prelaze utvrđene standarde buke.
• Eterična interferencija. U idealnom slučaju, pri stvaranju vjetrenjače treba osigurati zaštitu od stvaranja tele smetnji gdje vaš uređaj može stvoriti takve probleme.
• Zahtjevi za zaštitu okoliša. Ova vas organizacija može spriječiti u radu s instalacijom samo ako ometa migraciju ptica selica. Ali to je malo vjerojatno.

Kada sami kreirate i instalirate uređaj, naučite ove bodove, a pri kupnji gotovog proizvoda obratite pažnju na parametre koji se pojavljuju u njegovoj putovnici. Bolje je unaprijed se zaštititi nego se naknadno uznemiriti.

Princip rada vjetroagregata

Generator vjetra ili vjetroturbina (vjetrenjača) je uređaj koji se koristi za pretvaranje kinetičke energije struje vjetra u mehaničku energiju. Rezultirajuća mehanička energija rotira rotor i pretvara se u električni oblik koji nam treba.

Princip rada i uređaj kinetička vjetrenjača detaljno opisano u članku koji preporučujemo da pročitate.

Struktura vjetroagregata uključuje:

• noževi propelera
• rotacijski rotor turbine
• os generatora i samog generatora,
• pretvarač koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu struju, koristi se za punjenje baterija,
• baterija.

Suština vjetroagregata je jednostavna. Tijekom zakretanja rotora nastaje trofazna izmjenična struja koja tada prolazi kroz regulator i puni istosmjernu bateriju. Nadalje, pretvarač pretvara struju tako da se može trošiti opskrbom osvjetljenja, radija, televizora, mikrovalne pećnice i tako dalje.

Detaljan uređaj generatora vjetra s vodoravnom osi rotacije omogućuje vam da jasno zamislite koji elementi doprinose pretvorbi kinetičke energije u mehaničku, a zatim u električnu

Općenito, princip rada generatora vjetra bilo koje vrste i dizajna je sljedeći: u procesu rotacije postoje tri vrste sile koje djeluju na lopatice: kočenje, impuls i podizanje.

Ova shema vjetroagregata omogućuje vam da shvatite što se događa s električnom energijom koju proizvodi vjetrogenerator: jedan se dio akumulira, a drugi troši.

Posljednje dvije sile nadvladavaju silu kočenja i pokreću zamašnjak u pokretu. Na fiksnom dijelu generatora, rotor stvara magnetsko polje tako da kroz žice struji električna struja.

Klasifikacija vrsta generatora energije

Postoji nekoliko znakova po kojima su klasificirane vjetroelektrane. Kako odabrati najbolju verziju uređaja za prigradsko vlasništvo detaljno je opisano u jednom od najpopularnijih članaka na našoj web stranici.

Dakle, vjetrenjače se razlikuju u:

• broj lopatica u propeleru;
• materijali za oštrice;
• mjesto osi rotacije u odnosu na površinu zemlje;
• korak korak vijka.

Postoje modeli s jednim, dva, tri noža i više noževa.

Proizvodi s velikim brojem lopatica počinju se okretati čak i pri malom vjetru. Obično se koriste u takvim radovima, kada je sam proces rotacije važniji od proizvodnje električne energije. Na primjer, za vađenje vode iz dubokih bunara.

Ispada da se noževi generatora vjetra mogu izrađivati ​​ne samo od čvrstih materijala, već i od pristupačne tkanine

Lopatice mogu biti jedrene ili krute.Jedrenjački proizvodi mnogo su jeftiniji od krutih proizvoda, čija izrada je metal ili stakloplastika. Ali moraju ih se često popravljati: krhki su.

Što se tiče lokacije rotacije osi u odnosu na zemljinu površinu, razlikujte okomite vjetrenjače i vodoravni modeli. I u ovom slučaju, svaka sorta ima svoje prednosti: okomite reagiraju osjetljivije na svaki vjetar vjetra, ali horizontalne su snažnije.

Generatori vjetra podijeljeni su znakovima koraka u modele sa fiksnim i promjenjivim koracima. Promjenjivi nagib omogućuje vam značajno povećanje brzine rotacije, ali takva instalacija ima složen i masivan dizajn. Vjetroturbine sa stalnim nagibom jednostavnije su i pouzdanije.

Vjetrenjača tipa rotora

Smislit ćemo kako napraviti jednostavnu vjetrenjaču s okomitom osi rotacije tipa rotora vlastitim rukama. Takav model može u potpunosti zadovoljiti potrebe za električnom energijom vrtne kuće, raznih gospodarskih zgrada, ali i osvjetljavati područje kuće i vrtne staze noću.

Oštrice ove vrste rotora s vertikalnom osi rotacije jasno su izrađene od elemenata izrezanih iz metalne bačve

Naš je cilj proizvesti vjetrenjaču s maksimalnom snagom od 1,5 kW.

Da bismo to učinili, potrebni su nam sljedeći elementi i materijali:

• 12V generator automobila;
• 12 V helijska ili kiselinska baterija;
• Polupropusni prekidač tipa "tipka" na 12 V;
• pretvarač 700 W - 1500 W i 12V - 220V;
• kanta, posuda velikog kapaciteta ili drugi prostorni spremnik izrađen od nehrđajućeg čelika ili aluminija;
• automobilska kontrolna lampica releja puni ili puni bateriju;
• automobilski voltmetar (moguće je bilo koji);
• vijci s maticama i podloškama;
• žice s presjekom od 4 četvornih mm i 2,5 četvornih mm;
• dvije stezaljke koje pričvršćuju generator na jarbol.

U procesu izvođenja rada trebat će nam brusilica ili škare za metal, građevinska olovka ili marker, mjerač vrpce, rezači žica, bušilica, bušilica, ključevi i odvijač.

Regulator sustava za proizvodnju energije također možete sami sastaviti. S pravilima i proizvodnim shemama regulator za vjetrenjaču upoznat će vas sa člankom, čiji sadržaj savjetujemo da pročitate.

Početna faza izrade instalacije

Izrada domaće vjetrenjače započinjemo uzimanjem velikog metalnog spremnika cilindričnog oblika. Obično se u tu svrhu koristi staro vrelo za kuhanje. To će biti osnova za našu buduću vjetrenjaču.

Pomoću mjerača vrpce i građevinske olovke (markera) označavamo: podijelimo svoj kapacitet na četiri identična dijela.

Prilikom izrade rezova u skladu s uputama sadržanim u tekstu, ni u kojem slučaju metal ne izrežite do kraja

Metal će se morati rezati. Za to možete koristiti brusilicu. Ne koristi se za rezanje spremnika izrađenih od pocinčanog čelika ili obojanog kositra, jer će se ova vrsta metala nužno pregrijati. Za takve slučajeve, bolje je koristiti škare. Izrežemo oštrice, ali nemojte ih rezati do samog kraja.

Opcije, sheme i preporuke za proizvodnju različitih modela lopatice vjetroturbine Pronaći ćete u članku koji preporučujemo.

Uz nastavak rada na spremniku izmijenit ćemo remenicu generatora. Na dnu bivše posude i u remenici trebate ocrtati i izbušiti rupe za vijke. Rad u ovoj fazi treba uzeti što pažljivije: svi otvori moraju biti smješteni simetrično, tako da se tijekom rotacije instalacije ne pojavi neravnoteža.

Ovako izgledaju noževi drugog dizajna s vertikalnom osi rotacije. Svaka se oštrica izrađuje zasebno, a zatim se montira u zajednički uređaj

Savijte lopatice tako da se ne isture previše. Kad obavimo ovaj dio posla, svakako uzmite u obzir u kojem smjeru će se okretati generator.

Obično je smjer njegove rotacije usmjeren u smjeru kazaljke na satu. Kut savijanja lopatica utječe na područje utjecaja zračnih struja i brzinu vrtnje propelera.

Sada morate popraviti kantu s noževima pripremljenim za rad na remenici. Instaliramo generator na jarbol, popravljajući ga stezaljkama. Ostaje spojiti žice i sastaviti krug. Pripremite se za snimanje dijagrama ožičenja, boja žica i oznaka pribadača. Kasnije će vam to sigurno dobro doći. Popravljamo žice na jarbolu uređaja.

Ova slika sadrži detaljne preporuke za sastavljanje cjelokupne konstrukcije i opći prikaz uređaja koji je već sastavljen i spreman za uporabu

Da biste povezali bateriju, trebate koristiti žice s presjekom od 4 mm². Dovoljno je uzeti duljinu od 1 metra. To je dovoljno.

A za spajanje opterećenja na mrežu, što uključuje, na primjer, rasvjetu i električne uređaje, dovoljno je žica s presjekom od 2,5 mm². Ugradite pretvarač (pretvarač). Za to će biti potrebna i žica od 4 mm².

Prednosti i nedostaci modela rotora vjetrenjače

Ako ste sve radili uredno i dosljedno, tada će ovaj generator vjetra uspješno raditi. U tom slučaju tijekom rada neće nastati nikakvi problemi.

Ako koristite pretvarač od 1000 W i bateriju od 75 A, ova instalacija pružit će uređaje za struju i video nadzor, protuprovalne alarme, pa čak i uličnu rasvjetu.

Prednosti ovog modela su sljedeće:

• ekonomičan;
• elementi se lako mogu zamijeniti novim ili popraviti;
• posebni uvjeti za funkcioniranje nisu potrebni;
• pouzdan u radu;
• pruža potpunu akustičnu udobnost.

Postoje i nedostaci, ali ne toliko: performanse ovog uređaja nisu previsoke, a imaju značajnu ovisnost o naglim naletima vjetra. Protok zraka može jednostavno poremetiti improvizirani propeler.

Da biste precizno odabrali model generatora vjetra potrebne snage prije početka rada, preporučujemo napraviti izračun prema formulama danim u preporučenom članku.

Montaža aksijalnih vjetroagregata na neodim magnetima

Budući da se neodim magneti pojavili u Rusiji relativno nedavno, aksijalni generatori vjetra sa statorima bez željeza počeli su se izrađivati ​​ne tako davno.

Pojava magneta uzrokovala je nalet potražnje, ali postupno je tržište zasićeno, a troškovi ovog proizvoda počeli su opadati. Postao je dostupan obrtnicima koji su ga odmah prilagodili različitim potrebama.

Aksijalne vjetroelektrane s neodimijskim magnetima s vodoravnom osi rotacije - složeniji dizajn koji zahtijeva ne samo vještinu, već i određeno znanje

Ako imate glavčinu starog automobila s kočnim diskovima, tada ćemo je uzeti kao osnovu za budući aksijalni generator.

Pretpostavlja se da ovaj dio nije nov, ali već djeluje. U tom slučaju je potrebno rastaviti, provjeriti i podmazati ležajeve, pažljivo očistiti sedimentne naslage i sve hrđe. Spremni generator ne zaboravite slikati.

Čvorište s kočnim diskovima u pravilu ide obrtnicima kao jednu od komponenti starog automobila koji je otpadan, pa ga treba temeljito očistiti

Raspodjela i učvršćivanje magneta

Neodimijski magneti moraju biti zalijepljeni na diskove rotora. Za svoj rad uzimamo 20 magneta 25x8mm.

Naravno, možete koristiti različit broj polova, ali valja poštovati sljedeća pravila: broj magneta i polova u jednofaznom generatoru mora biti isti, ali ako govorimo o trofaznom modelu, omjer polova i zavojnica trebao bi biti 2/3 ili 4/3 ,

Pri postavljanju magneta, stubovi se izmjenjuju. Važno je ne pogriješiti. Ako niste sigurni da ćete pravilno organizirati elemente, napravite predložak nagovještaja ili primijenite sektore izravno na sam disk.

Ako imate izbor, bolje je kupiti ne okrugle, već pravokutne magnete. Kod pravokutnih modela magnetsko polje koncentrirano je duž cijele duljine, a u okruglim u sredini.

Suprotni magneti moraju imati različite polove. Nećete zbuniti ništa ako upotrebljavate marker da biste ih označili znakovima minus ili plus. Da biste identificirali stupove, uzmite magnete i držite ih jedan za drugog.

Ako privlače površine, dodajte im plus, ako se odbijaju, označite ih minusima. Kad stavljate magnete na diskove, naizmjenično stavite polove.

Magneti se ugrađuju u skladu s politikom izmjeničnih politika; plastične obrube nalaze se duž vanjskog i unutarnjeg oboda: proizvod je spreman za lijevanje epoksidne smole

Za pouzdanost učvršćenja magneta potrebno je nanijeti visokokvalitetno i maksimalno čvrsto ljepilo.

Da biste povećali pouzdanost fiksacije, možete koristiti epoksidnu smolu. Treba ga razrijediti kako je navedeno u uputama i napuniti ga diskom. Smola treba pokriti cijeli disk, ali ne i istjerati s njega. Moguće je otjeranje ako omotate disk trakom ili napravite privremenu plastičnu zaštitu od polimerne trake oko njegovog oboda.

Jednofazni i trofazni generatori

Ako usporedimo jednofazne i trofazne statore, tada će potonji biti bolji. Jednofazni generator vibrira pri opterećenju. Razlog vibracija je razlika u amplitudi struje koja nastaje zbog nestabilnog povratka u određenom trenutku.

Trofazni model nema takav nedostatak. Odlikuje ga konstantna snaga zbog međusobno kompenzirajućih faza: kada se povećava struja u jednoj, u drugoj pada.

Prema rezultatima ispitivanja, povrat trofaznog modela je gotovo 50% veći od istog pokazatelja jednofaznog. Još jedna prednost ovog modela je ta što se u nedostatku nepotrebnih vibracija povećava zvučna udobnost kada uređaj radi pod opterećenjem.

Odnosno, trofazni generator praktički ne zuji tijekom svog rada. Kada se vibracije smanje, vijek trajanja uređaja logično se povećava.

U borbi između trofaznih i jednofaznih uređaja trofazni uvijek pobjeđuje, jer se tijekom rada ne zuji toliko i traje dulje od jednofaznih

Pravila namatanja zavojnice

Ako pitate stručnjaka, on će reći da prije nego što namotate zavojnice, morate izvršiti temeljit proračun. Praktičar u ovom pitanju će se oslanjati na svoju intuiciju.

Odabrali smo ne previše brz generator opcija. Imamo postupak punjenja baterije od dvanaest volti koji bi trebao početi od 100-150 o / min. Takvi početni podaci zahtijevaju da ukupni broj zavoja svih zavojnica bude 1000-1200 komada. Moramo još podijeliti ovu brojku između svih zavojnica i odrediti koliko će zavoja biti na svakom.

Vjetrenjača male brzine može biti snažnija ako se povećava broj stupova. Povećavat će se frekvencija trenutnih oscilacija u zavojnicama. Ako se za namotavanje svitaka koristi žica većeg presjeka, otpor se smanjuje i jača struja. Ne gubite iz vida činjenicu da viši napon može "pojesti" struju zbog otpornosti namotaja.

Postupak navijanja može se olakšati i učiniti učinkovitijim ako za to koristite poseban stroj.

Nije nužno obavljati takav rutinski postupak kao što su namotavanje zavojnica ručno. Malo domišljatosti i odličan stroj koji se lako može nositi s navijanjem već su tu

Na rad i performanse domaćih generatora uvelike utječu debljina i broj magneta koji se nalaze na diskovima. Ukupna konačna snaga može se izračunati ako namotate jednu zavojnicu, a zatim je pomičite u generatoru. Buduća snaga generatora određuje se mjerenjem napona pri specifičnim brzinama bez opterećenja.

Dajemo primjer. S otporom od 3 ohma i 200 o / min izlazi 30 volti. Ako od ovog rezultata oduzmemo 12 volt napona akumulatora, dobit ćemo 18 volti. Podijelite ovaj rezultat na 3 ohma i dobijete 6 ampera. Glasnoća je 6 ampera i ići će do baterije. Naravno, u proračunu nismo uzeli u obzir gubitke na žicama i na diodnom mostu: stvarni rezultat bit će manji od izračunatog.

Obično su zavojnice napravljene okrugle. Ali, ako ih malo izvučete, dobit ćete više bakra u sektoru i zavoji će biti ravniji. Ako usporedimo veličinu magneta i promjer unutarnje rupe zavojnica, one moraju odgovarati jedna drugoj ili će veličina magneta možda biti nešto manja.

Gotove zavojnice trebaju odgovarati veličinama magneta: trebale bi biti malo veće od magneta ili jednake njihovoj veličini

Debljina statora, što radimo, mora ispravno korelirati s debljinom magneta. Ako se stator učini više povećanjem broja zavoja u zavojnicama, povećat će se prostor između diskova i smanjuje se magnetski tok. Rezultat može biti takav: generira se isti napon, ali, zbog povećanog otpora zavojnica, dobivamo nižu struju.

Za izradu statora koristi se šperploča. Međutim, sektori zavojnica mogu se na papiru označiti korištenjem plastelina kao obruba.

Ako se stakloplastika postavi na vrh zavojnica na dnu kalupa, snaga proizvoda će se povećati. Prije nanošenja epoksidne smole, kalup morate podmazati vazelinom ili voskom, tada se smola neće lijepiti za kalup. Neki koriste vrpcu ili film umjesto masti.

Između sebe, zavojnice su fiksirane nepomično. U ovom slučaju izvode se krajevi faza. Šest vanjskih žica treba biti povezano sa zvijezdom ili trokutom. Ručno zakretajte sastavljeni generator, testirajte ga. Ako je napon 40 V, tada će struja biti približno 10 ampera.

Završna montaža uređaja

Duljina gotovog jarbola treba biti približno 6-12 metara. S takvim parametrima njegova se baza treba betonirati. Sama vjetrenjača bit će montirana na vrhu jarbola.

Kako biste ga mogli postići u slučaju loma, morate osigurati poseban nosač na dnu jarbola, koji će vam omogućiti podizanje i spuštanje cijevi pomoću ručnog vitla.

Jarbol se visoko diže s njim na njega vezan generator vjetra, ali oprezni predstojnik napravio je poseban uređaj koji omogućava, ako je potrebno, konstrukciju spustiti na zemlju

Da biste napravili vijak, možete koristiti PVC cijev s promjerom od 160 mm. Njime ćete izrezati dvometrski vijak koji se sastoji od šest noža s njegove površine. Oblik lopatica najbolje se razvija neovisno iskustvom. Cilj je povećati okretni moment pri malim obrtajima.

Propeler treba zaštititi od prekomjernog vjetra. Da biste riješili ovaj problem, upotrijebite sklopivi rep. Proizvedena energija pohranjuje se u baterijama.

Za pažnju naših čitatelja, pružili smo dvije verzije 220-in-"uradi sam-a" vjetroelektrana koji uživaju povećanu pažnju ne samo vlasnika prigradskih nekretnina, već i običnih ljetnih stanovnika.

Oba modela vjetroturbina djeluju na svoj način. Ovi uređaji mogu demonstrirati posebno dobre rezultate u stepskom području uz česte i jake vjetrove. Oni su dovoljno učinkoviti da se mogu koristiti u organizaciji. alternativno grijanje kuće i u opskrbi električnom energijom. A nije ih tako teško izgraditi vlastitim rukama.

Zaključci i korisni video na temu

Ovaj video prikazuje primjer vjetrenjače s vodoravnom osi rotacije. Autor uređaja detaljno objašnjava nijanse dizajna instalacije koju je sam napravio, skreće pozornost gledatelja na pogreške koje se mogu učiniti u procesu samostalne proizvodnje vjetroelektrana, daje praktične savjete.

Napominjemo da doći do uređaja uzdignutog na pristojnu visinu nije tako jednostavno. Ponovno instaliranje takve vjetroturbine vjerojatno će biti problematično. Stoga dizajn sklopivog jarbola u ovom slučaju neće biti suvišan.

Ovaj video prikazuje rotacijsku turbinu s okomitom osi rotacije. Ova instalacija nije visoka, napravljena je izvorno i vrlo je osjetljiva: čak i lagani vjetar uzrokuje pomicanje noževa uređaja.

Ako živite u području gdje se vjetrovi ne smatraju rijetkom pojavom, korištenje ovog posebnog izvora alternativne energije možda će vam biti najučinkovitije. Gornji primjeri samostalno izrađenih vjetrenjača dokazuju da ih sami napravite nije tako teško. Energija vjetra je javno dostupan i obnovljiv resurs koji se može i treba koristiti.

Oni koji su zainteresirani za temu članka pozivaju se da izraze svoje mišljenje u komentarima i postave pitanja koja su se pojavila tijekom upoznavanja s materijalom.