Come creare un generatore eolico con le tue mani: dispositivo, principio di funzionamento + miglior prodotto fatto in casa

È difficile non notare quanto sia stabile la fornitura di elettricità alle strutture suburbane dal fornire elettricità agli edifici urbani e alle imprese. Ammetti che tu, in quanto proprietario di una casa o cottage privato, hai ripetutamente subito interruzioni, inconvenienti ad essi associati e danni alle apparecchiature.

Queste situazioni negative, insieme alle conseguenze, non complicheranno più la vita degli amanti degli spazi naturali aperti. Inoltre, con costi minimi di manodopera e finanziari. Per fare questo, devi solo creare un generatore eolico di elettricità, che descriviamo in dettaglio nell'articolo.

Abbiamo descritto in dettaglio le opzioni per la produzione di un sistema che è utile nell'economia ed elimina la dipendenza energetica. Secondo i nostri consigli, un caposquadra domestico inesperto può costruire un generatore eolico con le proprie mani. Un dispositivo pratico aiuterà a ridurre significativamente le spese quotidiane.

Legalità dell'installazione di un generatore eolico

Le fonti energetiche alternative sono il sogno di ogni residente estivo o proprietario di una casa il cui sito è lontano dalle reti centrali. Tuttavia, ricevendo le bollette per l'elettricità consumata in un appartamento in città e osservando l'aumento delle tariffe, ci rendiamo conto che un generatore eolico creato per le esigenze domestiche non sarebbe di ostacolo.

Dopo aver letto questo articolo, forse trasformerai il tuo sogno in realtà.

Un generatore eolico è un'ottima soluzione per fornire elettricità a una struttura suburbana. Inoltre, in alcuni casi, la sua installazione è l'unica soluzione possibile.

Per non sprecare denaro, sforzi e tempo invano, decidiamo: ci sono circostanze esterne che ci creeranno ostacoli durante il funzionamento del generatore eolico?

Per fornire elettricità a un cottage o un piccolo cottage è sufficiente piccola centrale eolica, la cui potenza non supera 1 kW. Tali dispositivi in ​​Russia sono equiparati ai prodotti per la casa. La loro installazione non richiede certificati, autorizzazioni o approvazioni aggiuntive.

Per determinare la fattibilità di un generatore eolico, è necessario scoprire il potenziale di energia eolica di una determinata area (fare clic per ingrandire)

Non è prevista alcuna tassazione della produzione di elettricità, che viene spesa per provvedere ai propri bisogni domestici. Pertanto, un mulino a vento a bassa potenza può essere installato in sicurezza, generato con il suo aiuto elettricità gratuita, senza pagare alcuna tassa allo stato.

Tuttavia, nel caso, dovresti chiedere se ci sono delle normative locali relative all'alimentazione individuale che potrebbero creare ostacoli all'installazione e al funzionamento di questo dispositivo.

I generatori eolici, che sono in grado di soddisfare la maggior parte delle esigenze degli agricoltori di medie dimensioni, non possono causare lamentele anche dai vicini

In caso di inconvenienti associati al funzionamento del mulino a vento possono sorgere reclami con i vicini. Non dimenticare che i nostri diritti finiscono dove iniziano i diritti degli altri.

Pertanto, al momento dell'acquisto o dell'autoproduzione generatore eolico per la casa grande attenzione dovrebbe essere prestata ai seguenti parametri:

• Altezza dell'albero. Quando si monta un generatore eolico, è necessario tenere conto delle restrizioni sull'altezza dei singoli edifici esistenti in un numero di paesi del mondo, nonché sulla posizione del proprio sito. Tenere presente che sono vietati i ponti, gli aeroporti e le gallerie degli edifici vicini con un'altezza superiore a 15 metri.
• Rumore dal cambio e dalle palette. I parametri del rumore generato possono essere impostati utilizzando un dispositivo speciale, quindi documentare i risultati delle misurazioni. È importante che non superino gli standard di rumore stabiliti.
• Interferenza eterea. Idealmente, durante la creazione di un mulino a vento, dovrebbe essere fornita una protezione contro la creazione di teleinterferenze laddove il dispositivo possa fornire tali problemi.
• Reclami di servizi ambientali. Questa organizzazione potrebbe impedirti di gestire l'installazione solo se interferisce con la migrazione degli uccelli migratori. Ma è improbabile.

Quando crei e installi il dispositivo da solo, impara questi punti e quando acquisti un prodotto finito, presta attenzione ai parametri che compaiono nel suo passaporto. È meglio proteggersi in anticipo che successivamente essere turbati.

Il principio di funzionamento di una turbina eolica

Un generatore eolico o turbina eolica (turbina eolica) è un dispositivo utilizzato per convertire l'energia cinetica di una corrente eolica in energia meccanica. L'energia meccanica risultante ruota il rotore e viene convertita nella forma elettrica di cui abbiamo bisogno.

Il principio di funzionamento e dispositivo mulino a vento cinetico descritto in dettaglio nell'articolo, che consigliamo di leggere.

La struttura delle turbine eoliche comprende:

• pale dell'elica
• rotore rotante turbina
• l'asse del generatore e il generatore stesso,
• un inverter che converte la corrente alternata in corrente continua, utilizzato per caricare le batterie,
• la batteria.

L'essenza delle turbine eoliche è semplice. Durante la rotazione del rotore, viene generata una corrente alternata trifase, che passa quindi attraverso il controller e carica la batteria CC. Inoltre, l'inverter converte la corrente in modo che possa essere consumata fornendo illuminazione, una radio, una TV, un forno a microonde e così via.

Un dispositivo dettagliato di un generatore eolico con un asse di rotazione orizzontale consente di immaginare chiaramente quali elementi contribuiscono alla conversione dell'energia cinetica in meccanica e quindi in energia elettrica

In generale, il principio di funzionamento di un generatore eolico di qualsiasi tipo e design è il seguente: nel processo di rotazione ci sono tre tipi di forza che agiscono sulle pale: frenata, impulso e sollevamento.

Questo schema della turbina eolica consente di capire cosa sta succedendo con l'elettricità prodotta dal generatore eolico: una parte di essa viene accumulata e l'altra viene consumata

Le ultime due forze superano la forza frenante e mettono in moto il volano. Sulla parte fissa del generatore, il rotore genera un campo magnetico in modo che una corrente elettrica fluisca attraverso i fili.

Classificazione dei tipi di generatori di energia

Esistono diversi segni in base ai quali gli impianti eolici sono classificati. Come scegliere la migliore versione del dispositivo per la proprietà suburbana è descritta in dettaglio in uno dei articoli più popolari sul nostro sito web.

Quindi, i mulini a vento si differenziano per:

• il numero di pale nell'elica;
• materiali della lama;
• la posizione dell'asse di rotazione rispetto alla superficie della terra;
• segno del passo della vite.

Esistono modelli con una, due, tre pale e multi-lama.

I prodotti con un numero elevato di lame iniziano a ruotare anche con un leggero vento. Di solito vengono utilizzati in tali lavori, quando il processo di rotazione stesso è più importante della generazione di elettricità. Ad esempio, per estrarre l'acqua da pozzi profondi.

Si scopre che le pale di un generatore eolico possono essere realizzate non solo con materiali solidi, ma anche con tessuti a prezzi accessibili

Le pale possono essere a vela o rigide.I prodotti a vela sono molto più economici di quelli rigidi, la cui fabbricazione è in metallo o fibra di vetro. Ma devono essere riparati molto spesso: sono fragili.

Per quanto riguarda la posizione dell'asse di rotazione rispetto alla superficie terrestre, distinguere mulini a vento verticali e modelli orizzontali. E in questo caso, ogni varietà ha i suoi vantaggi: quelli verticali rispondono più sensibilmente ad ogni colpo di vento, ma quelli orizzontali sono più potenti.

I generatori eolici sono divisi dai segni dei passi in modelli con passi fissi e variabili. Il passo variabile consente di aumentare significativamente la velocità di rotazione, ma tale installazione ha un design complesso e massiccio. Le turbine eoliche a passo fisso sono più semplici e più affidabili.

Generatore eolico a rotore

Scopriremo come realizzare un semplice mulino a vento con un asse verticale di rotazione del tipo a rotore con le tue mani. Un tale modello può soddisfare le esigenze di elettricità della casa da giardino, vari annessi, nonché illuminare l'area della casa e i percorsi del giardino di notte.

Le pale di questa installazione a rotore con un asse di rotazione verticale sono chiaramente realizzate con elementi tagliati da una canna di metallo

Il nostro obiettivo è produrre un mulino a vento con una potenza massima di 1,5 kW.

Per fare ciò, abbiamo bisogno dei seguenti elementi e materiali:

• Generatore auto 12V;
• Batteria 12 V elio o acido;
• Interruttore semi-stretto del tipo "pulsante" a 12 V;
• convertitore 700 W - 1500 W e 12V - 220V;
• un secchio, una padella di grande capacità o un altro contenitore capiente in acciaio inossidabile o alluminio;
• la lampada di controllo del relè dell'automobile carica o carica la batteria;
• voltmetro automobilistico (ognuno è possibile);
• bulloni con dadi e rondelle;
• fili con una sezione trasversale di 4 mm quadrati e 2,5 mm quadrati;
• due morsetti per fissare il generatore all'albero.

Nel processo di lavoro, avremo bisogno di una smerigliatrice o forbici per metallo, una matita o un pennarello da costruzione, un metro a nastro, tronchesi, un trapano, un trapano, chiavi e un cacciavite.

Il controller per il sistema di generazione di energia può anche essere assemblato da solo. Con regole e schemi di produzione controller per un mulino a vento ti familiarizzerà con l'articolo, i cui contenuti ti consigliamo di leggere.

La fase iniziale di produzione dell'installazione

Realizzando un mulino a vento fatto in casa, iniziamo prendendo un grande serbatoio metallico di forma cilindrica. Di solito, a questo scopo viene utilizzato un vecchio bollitore, un secchio o una padella. Sarà la base per la nostra futura turbina eolica.

Usando un metro a nastro e una matita per costruzioni (marker), segniamo: dividere la nostra capacità in quattro parti identiche.

Quando si eseguono tagli secondo le istruzioni contenute nel testo, in nessun caso tagliare il metallo fino alla fine

Il metallo dovrà essere tagliato. Puoi usare una smerigliatrice per questo. Non viene utilizzato per il taglio di contenitori in acciaio zincato o stagno verniciato, poiché questo tipo di metallo si surriscalda necessariamente. In questi casi, è meglio usare le forbici. Tagliamo le lame, ma non le tagliamo fino alla fine.

Opzioni, schemi e raccomandazioni per la fabbricazione di vari modelli pale di turbine eoliche Troverai nell'articolo che raccomandiamo.

Insieme alla continuazione del lavoro sul serbatoio, rifaremo la puleggia del generatore. Nella parte inferiore della padella precedente e nella puleggia è necessario delineare e praticare fori per i bulloni. Il lavoro in questa fase dovrebbe essere preso il più attentamente possibile: tutte le aperture dovrebbero essere posizionate simmetricamente in modo che non si verifichino squilibri durante la rotazione dell'installazione.

Ecco come appaiono le lame di un altro modello con un asse di rotazione verticale. Ogni lama è realizzata separatamente e quindi montata in un dispositivo comune

Piegare le lame in modo che non sporgano troppo. Quando eseguiamo questa parte del lavoro, assicurati di considerare in quale direzione ruoterà il generatore.

Di solito la direzione della sua rotazione è orientata in senso orario. L'angolo di curvatura delle pale influenza l'area di influenza delle correnti d'aria e la velocità di rotazione dell'elica.

Ora è necessario fissare il secchio con le lame preparate per il lavoro sulla puleggia. Installiamo il generatore sull'albero, fissandolo con morsetti. Resta da collegare i fili e assemblare il circuito. Preparare la registrazione dello schema elettrico, dei colori dei fili e dei contrassegni dei pin. Più tardi tornerà sicuramente utile. Ripariamo i fili sull'albero del dispositivo.

Questa figura contiene raccomandazioni dettagliate per l'assemblaggio della struttura generale e la vista generale del dispositivo già assemblato e pronto per l'uso

Per collegare la batteria, è necessario utilizzare cavi con una sezione di 4 mm². È sufficiente prendere una lunghezza di 1 metro. Questo è abbastanza.

E per collegare il carico alla rete, che include, ad esempio, l'illuminazione e gli apparecchi elettrici, sono sufficienti fili con una sezione di 2,5 mm². Installare l'inverter (convertitore). Per questo, sarà necessario anche un filo da 4 mm².

Vantaggi e svantaggi di un modello a rotore di un mulino a vento

Se hai fatto tutto in modo ordinato e coerente, allora questo generatore eolico funzionerà correttamente. In questo caso, non sorgeranno problemi durante il suo funzionamento.

Se si utilizza un convertitore da 1000 W e una batteria da 75 A, questa installazione fornirà dispositivi elettrici e di videosorveglianza, allarmi antifurto e persino l'illuminazione stradale.

I vantaggi di questo modello sono i seguenti:

• economico;
• gli elementi possono essere facilmente sostituiti con nuovi o riparati;
• non sono necessarie condizioni speciali per il funzionamento;
• affidabile in funzione;
• offre un comfort acustico completo.

Ci sono anche degli svantaggi, ma non così tanti: le prestazioni di questo dispositivo non sono troppo elevate e hanno una dipendenza significativa da improvvise raffiche di vento. I flussi d'aria possono semplicemente interrompere un'elica improvvisata.

Al fine di selezionare con precisione il modello del generatore eolico della potenza richiesta prima di iniziare i lavori, si consiglia fare un calcolo secondo le formule riportate nell'articolo raccomandato.

Assemblaggio di turbine eoliche assiali su magneti al neodimio

Da quando i magneti al neodimio sono apparsi in Russia relativamente di recente, i generatori eolici assiali con statori senza ferro hanno iniziato a essere prodotti non molto tempo fa.

La comparsa di magneti ha causato un impeto di domanda, ma a poco a poco il mercato è stato saturo e il costo di questo prodotto ha iniziato a diminuire. È diventato disponibile per gli artigiani che lo hanno immediatamente adattato alle loro varie esigenze.

Generatori eolici assiali con magneti al neodimio con un asse di rotazione orizzontale: un design più complesso che richiede non solo abilità ma anche determinate conoscenze

Se hai un mozzo di una vecchia auto con dischi freno, lo prenderemo come base per il futuro generatore assiale.

Si presume che questa parte non sia nuova, ma già operativa. In questo caso, è necessario smontare, controllare e lubrificare i cuscinetti, pulire accuratamente i depositi sedimentari e tutta la ruggine. Il generatore pronto non dimenticare di dipingere.

Un mozzo con dischi freno, di regola, va agli artigiani come uno dei componenti di una vecchia auto che è stata demolita, quindi deve essere accuratamente pulito

Distribuzione e fissaggio del magnete

I magneti al neodimio devono essere incollati ai dischi del rotore. Per il nostro lavoro, prendiamo 20 magneti 25x8mm.

Ovviamente, puoi usare un numero diverso di poli, ma devono essere osservate le seguenti regole: il numero di magneti e poli in un generatore monofase deve essere lo stesso, ma se stiamo parlando di un modello trifase, il rapporto tra poli e bobine dovrebbe essere 2/3 o 4/3 .

Quando si posizionano i magneti, i poli si alternano. È importante non commettere errori. Se non si è sicuri di disporre correttamente gli elementi, creare un modello di suggerimento o applicare i settori direttamente sul disco stesso.

Se hai una scelta, è meglio acquistare magneti non rotondi, ma rettangolari. Nei modelli rettangolari, il campo magnetico è concentrato su tutta la lunghezza, e in quelli rotondi, al centro.

I magneti opposti devono avere poli diversi. Non confonderai nulla se usi un marcatore per contrassegnarli con segni meno o più. Per identificare i poli, prendere i magneti e tenerli l'uno verso l'altro.

Se le superfici sono attratte, metti un vantaggio su di esse; se si respingono, quindi contrassegnale con i punti negativi. Quando si posizionano i magneti sui dischi, alternare i poli.

I magneti sono installati in conformità con la politica delle politiche alternate; i bordi della plastilina si trovano lungo i perimetri esterni e interni: il prodotto è pronto per la fusione di resina epossidica

Per l'affidabilità del fissaggio del magnete è necessario applicare colla di alta qualità e massima resistenza.

Per migliorare l'affidabilità della fissazione, è possibile utilizzare la resina epossidica. Dovrebbe essere diluito come indicato nelle istruzioni e riempirlo con un disco. La resina dovrebbe coprire l'intero disco, ma non drenare da esso. È possibile prevenire la possibilità di deflusso se si avvolge il disco con del nastro o si effettuano protezioni temporanee di plastilina da una striscia di polimero attorno al suo perimetro.

Generatori monofase e trifase

Se confrontiamo gli statori monofase e trifase, questi ultimi saranno migliori. Il generatore monofase vibra quando viene caricato. La ragione della vibrazione è la differenza nell'ampiezza della corrente, dovuta al suo ritorno instabile per un certo momento.

Il modello trifase non presenta questo inconveniente. Si distingue per la potenza costante dovuta a fasi reciprocamente compensanti: quando si verifica un aumento della corrente in uno, si riduce nell'altro.

Secondo i risultati dei test, il ritorno del modello trifase è quasi il 50% in più rispetto allo stesso indicatore della monofase. Un altro vantaggio di questo modello è che in assenza di vibrazioni non necessarie, il comfort acustico aumenta quando il dispositivo funziona sotto carico.

Cioè, il generatore trifase praticamente non ronza durante il suo funzionamento. Quando le vibrazioni diminuiscono, la durata del dispositivo aumenta logicamente.

Nella lotta tra dispositivi trifase e monofase, la trifase vince sempre, perché non ronza molto durante il funzionamento e dura più a lungo della monofase

Regole per l'avvolgimento della bobina

Se chiedi a uno specialista, dirà che prima di avvolgere le bobine, devi eseguire un calcolo approfondito. Il professionista in questa materia farà affidamento sul suo intuito.

Abbiamo scelto un generatore di opzioni non troppo veloce. Abbiamo una procedura per caricare una batteria da dodici volt che dovrebbe iniziare a 100-150 giri / min. Tali dati iniziali richiedono che il numero totale di giri di tutte le bobine sia di 1000-1200 pezzi. Dobbiamo ancora dividere questa cifra tra tutte le bobine e determinare quanti giri saranno su ciascuna.

Un mulino a vento a bassa velocità può essere più potente se aumenta il numero di poli. La frequenza delle oscillazioni correnti nelle bobine aumenterà. Se per le bobine di avvolgimento viene utilizzato un filo di sezione maggiore, la resistenza diminuisce e la forza attuale aumenta. Non perdere di vista il fatto che una tensione più elevata può "assorbire" la corrente a causa della resistenza dell'avvolgimento.

Il processo di avvolgimento può essere facilitato e reso più efficiente se si utilizza una macchina speciale per questo scopo.

Non è necessario eseguire manualmente un processo di questo tipo come bobine di avvolgimento. Un po 'di ingegnosità e una macchina eccellente che può facilmente far fronte agli avvolgimenti sono già lì

Le prestazioni e le prestazioni dei generatori fatti in casa sono fortemente influenzate dallo spessore e dal numero di magneti che si trovano sui dischi. La potenza finale totale può essere calcolata se si avvolge una bobina e quindi la si fa scorrere nel generatore. La potenza futura del generatore viene determinata misurando la tensione a velocità specifiche senza carico.

Diamo un esempio. Con una resistenza di 3 ohm e 200 giri / min, escono 30 volt. Se sottraggiamo 12 volt di tensione della batteria da questo risultato, otteniamo 18 volt. Dividi questo risultato per 3 ohm e ottieni 6 ampere. Il volume è di 6 ampere e andrà alla batteria. Naturalmente, nel calcolo non abbiamo preso in considerazione le perdite nei cavi e sul ponte a diodi: il risultato effettivo sarà inferiore a quello calcolato.

Di solito le bobine sono fatte rotonde. Ma se li tiri fuori un po ', otterrai più rame nel settore e le curve saranno più dritte. Se confrontiamo la dimensione del magnete e il diametro del foro interno delle bobine, devono corrispondere tra loro o la dimensione del magnete potrebbe essere leggermente più piccola.

Le bobine già pronte dovrebbero corrispondere alle dimensioni dei loro magneti: dovrebbero essere leggermente più grandi dei magneti o uguali alla loro grandezza

Lo spessore dello statore, che facciamo, deve essere correttamente correlato allo spessore dei magneti. Se lo statore viene fatto di più aumentando il numero di giri nelle bobine, lo spazio tra i dischi aumenterà e il flusso magnetico diminuirà. Il risultato può essere questo: la stessa tensione viene generata, ma, a causa della maggiore resistenza delle bobine, otteniamo una corrente inferiore.

Il compensato viene utilizzato per realizzare lo stampo dello statore. Tuttavia, i settori delle bobine possono essere contrassegnati sulla carta usando la plastilina come bordi.

Se la fibra di vetro viene posizionata sopra le bobine nella parte inferiore dello stampo, la resistenza del prodotto aumenterà. Prima di applicare la resina epossidica, è necessario lubrificare lo stampo con vaselina o cera, quindi la resina non si attaccherà allo stampo. Alcuni usano nastro o pellicola invece di grasso.

Tra loro, le bobine sono fisse immobili. In questo caso, le estremità delle fasi vengono evidenziate. Sei fili esterni devono essere collegati con una stella o un triangolo. Ruotando il generatore assemblato a mano, testarlo. Se la tensione è di 40 V, la corrente sarà di circa 10 ampere.

Assemblaggio finale del dispositivo

La lunghezza dell'albero finito dovrebbe essere di circa 6-12 metri. Con tali parametri, la sua base dovrebbe essere concretizzata. Il mulino a vento stesso verrà montato sulla parte superiore dell'albero.

In modo da poterlo raggiungere in caso di rottura, è necessario fornire un supporto speciale alla base dell'albero, che consentirà di sollevare e abbassare il tubo usando un argano a mano.

L'albero si alza in alto con un generatore eolico attaccato ad esso, ma il caposquadra prudente ha realizzato un dispositivo speciale che consente, se necessario, di abbassare la struttura a terra

Per fare una vite, puoi usare un tubo in PVC con un diametro di 160 mm. Sarà utilizzato per tagliare una vite di due metri composta da sei lame dalla sua superficie. La forma delle lame è sviluppata al meglio indipendentemente dall'esperienza. L'obiettivo è aumentare la coppia a bassi regimi.

L'elica deve essere protetta dal vento eccessivo. Per risolvere questo problema, utilizzare una coda pieghevole. L'energia generata viene immagazzinata in batterie.

Per l'attenzione dei nostri lettori, abbiamo fornito due versioni di 220 generatori eolici fai-da-te che godono della maggiore attenzione non solo dei proprietari di immobili suburbani, ma anche dei normali residenti estivi.

Entrambi i modelli di turbine eoliche sono efficaci a modo loro. Questi dispositivi sono in grado di dimostrare risultati particolarmente buoni nell'area della steppa con venti frequenti e forti. Sono abbastanza efficaci per essere utilizzati in un'organizzazione. riscaldamento domestico alternativo e nella fornitura di elettricità. E non sono così difficili da costruire con le proprie mani.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Questo video mostra un esempio di turbina eolica con un asse di rotazione orizzontale. L'autore del dispositivo spiega in dettaglio le sfumature del design dell'installazione fatta da solo, attira l'attenzione degli spettatori sugli errori che possono essere fatti nel processo di autoproduzione di un generatore eolico, fornisce consigli pratici.

Si noti che raggiungere un dispositivo elevato a un'altezza decente non è così facile. Reinstallare una tale turbina eolica sarà molto probabilmente problematico. Pertanto, il design del montante pieghevole in questo caso non sarà superfluo.

Questo video mostra una turbina eolica rotante con un asse di rotazione verticale. Questa installazione non è elevata, è stata realizzata originariamente ed è molto sensibile: anche un leggero vento fa muovere le pale del dispositivo.

Se vivi in ​​una zona in cui i venti non sono considerati eventi rari, l'uso di questa particolare fonte di energia alternativa potrebbe essere più efficace per te. Gli esempi precedenti di mulini a vento fatti da sé dimostrano che non è così difficile farli da soli. L'energia eolica è una risorsa pubblicamente disponibile e rinnovabile che può e deve essere utilizzata.

Coloro che sono interessati all'argomento dell'articolo sono invitati a esprimere la loro opinione nei commenti e porre domande che sono sorte durante la familiarizzazione con il materiale.