Ogólna zasada działania

Głównym korpusem roboczym generatora wiatrowego są łopaty, które obracają wiatr. W zależności od położenia osi obrotu turbiny wiatrowe dzielą się na poziome i pionowe:

• Poziome generatory wiatrowe najbardziej rozpowszechniony. Ich łopaty mają konstrukcję zbliżoną do śmigła samolotu: w pierwszym przybliżeniu są to nachylone w stosunku do płaszczyzny obrotu płyty, które przekształcają część obciążenia od parcia wiatru na obrót. Ważną cechą poziomego generatora wiatrowego jest konieczność zapewnienia obrotu zespołu łopat zgodnie z kierunkiem wiatru, ponieważ maksymalną wydajność zapewnia się, gdy kierunek wiatru jest prostopadły do ​​płaszczyzny obrotu.
• Ostrza pionowy generator wiatrowy mają kształt wypukło-wklęsły. Ponieważ opływ strony wypukłej jest większy niż strony wklęsłej, taki generator wiatrowy zawsze obraca się w jednym kierunku, niezależnie od kierunku wiatru, co sprawia, że ​​mechanizm obracający jest zbędny, w przeciwieństwie do poziomych turbin wiatrowych. Jednocześnie ze względu na to, że w danym momencie tylko część ostrzy wykonuje użyteczną pracę, a pozostałe jedynie przeciwdziałają obrotowi, Sprawność pionowej turbiny wiatrowej jest znacznie niższa niż poziomej: jeśli dla trójłopatowego poziomego generatora wiatrowego liczba ta osiągnie 45%, to dla pionowego nie przekroczy 25%.

Ponieważ średnia prędkość wiatru w Rosji jest niska, nawet duży wiatrak będzie przez większość czasu obracał się dość wolno. Aby zapewnić wystarczające zasilanie, należy go podłączyć do generatora za pomocą przekładni podwyższającej, paska lub przekładni. W wiatraku poziomym zespół łopatka-przekładnia-generator jest zamontowany na obrotowej głowicy, co pozwala im podążać za kierunkiem wiatru. Należy wziąć pod uwagę, że głowica obrotowa musi posiadać ogranicznik uniemożliwiający wykonanie pełnego obrotu, gdyż w przeciwnym razie okablowanie od generatora zostanie przerwane (opcja zastosowania podkładek kontaktowych, które umożliwiają swobodne obracanie się głowicy, jest bardziej skomplikowane). Aby zapewnić obrót, generator wiatrowy jest uzupełniony łopatką roboczą skierowaną wzdłuż osi obrotu.

Najpopularniejszym materiałem na ostrza jest rura PVC o dużej średnicy, cięta wzdłużnie. Wzdłuż krawędzi są one nitowane metalowymi płytkami przyspawanymi do piasty zespołu ostrza. Rysunki tego rodzaju ostrzy są najszerzej rozpowszechniane w Internecie.

Film opowiada o generatorze wiatrowym wykonanym przez ciebie

Obliczanie łopatkowego generatora wiatrowego

Ponieważ dowiedzieliśmy się już, że poziomy generator wiatrowy jest znacznie wydajniejszy, rozważymy obliczenia jego konstrukcji.

Energię wiatru można określić za pomocą wzoru
P=0,6*S*V³, gdzie S to pole koła opisane końcami łopatek śmigła (powierzchnia zamiatania), wyrażone w metrach kwadratowych, a V to szacunkowa prędkość wiatru w metrach na sekundę. Trzeba także wziąć pod uwagę sprawność samego wiatraka, która dla trójłopatowego obwodu poziomego wyniesie średnio 40%, a także sprawność zespołu prądotwórczego, która w szczycie charakterystyki prędkości prądu wynosi 80% dla generatora ze wzbudzeniem z magnesów trwałych i 60% dla generatora z uzwojeniem wzbudzenia. Średnio kolejne 20% mocy będzie zużywane przez skrzynię biegów typu step-up (wzmacniacz). Zatem ostateczne obliczenie promienia wiatraka (czyli długości jego łopaty) dla danej mocy generatora z magnesami trwałymi wygląda następująco:
R=√(P/(0,483*V³))

Przykład: Przyjmijmy wymaganą moc elektrowni wiatrowej na poziomie 500 W, a średnią prędkość wiatru na poziomie 2 m/s. Wtedy zgodnie z naszym wzorem będziemy musieli zastosować ostrza o długości co najmniej 11 metrów. Jak widać nawet tak mała moc będzie wymagała stworzenia generatora wiatrowego o kolosalnych wymiarach. W przypadku konstrukcji mniej lub bardziej racjonalnych pod względem tworzenia własnych, o długości ostrza nie większej niż półtora metra, generator wiatrowy będzie w stanie wytworzyć tylko 80-90 watów mocy nawet przy silnym wietrze.

Za mało mocy? W rzeczywistości wszystko jest nieco inne, ponieważ tak naprawdę obciążenie generatora wiatrowego zasilane jest z akumulatorów, podczas gdy wiatrak ładuje je tylko w miarę swoich możliwości. W konsekwencji moc turbiny wiatrowej determinuje częstotliwość, z jaką może ona dostarczać energię.

Zasoby energii wiatrowej w segmencie rosyjskim zajmują niejednoznaczną pozycję. Zastosowanie takich urządzeń rozpatrywane jest z dwóch stron. Z jednej strony domowy wiatrak jest doskonałym rozwiązaniem na mechaniczne oszczędzanie energii. Ułatwiają to niekończące się równiny, na których panuje stała prędkość wiatru i gromadzi się wystarczająca ilość energii potencjalnej, która później przy pomocy wiatraka zamieniana jest na energię kinetyczną. Jednak w niektórych regionach rozległego kraju wiatry mają słaby potencjał ze względu na nierównomierne i powolne oddziaływania. W regionach północnych istnieje trzecia strona, po której szaleją gwałtowne i nieprzewidywalne wiatry. Każdy właściciel domu może utrzymać swój własny wiatrak na farmie. Kupno takiego urządzenia jest drogie, dlatego lepiej stworzyć generator wiatrowy własnymi rękami. Zdecydujmy: który konkretny typ wiatraka jest bardziej odpowiedni i do jakich celów jest wybierany?

Niezależnie od tego, czy wybierzesz pionowy generator wiatrowy, obrotową turbinę wiatrową czy inny typ, schematyczny projekt produktu zawiera następujące podobne elementy:

• Generator prądu (wykorzystywana jest dostępna opcja).
• Ostrza (wykonane z twardego materiału, który nie ulega korozji i odkształceniom podczas pracy)
• Aby podnieść instalację na żądany poziom, niezbędna jest winda wieżowa.
• Opcjonalnie instalowane są dodatkowe akumulatory z elektronicznym układem sterowania.

Łatwiej i taniej jest montować generatory wiatrowe własnymi rękami z wirnikiem lub konstrukcją osiową z magnesami. Aby wybrać właściwy, przestudiujmy urządzenie każdego z nich.

Wiatrak 1 - konstrukcja typu rotorowego

Domowy generator wiatrowy z turbiną obrotową składa się z dwóch, rzadziej czterech, łopatek. Posiada prostą konstrukcję, dlatego można ją wykonać niezależnie od złomu. Taki generator wiatrowy dla domu nie zapewni niezbędnej ilości energii elektrycznej dla dwupiętrowego wiejskiego domku. Moc generatora wiatrowego wystarczy, aby dostarczyć prąd małemu. Wiatrak do domu prywatnego służy do oświetlenia budynków gospodarczych sąsiadujących z gospodarstwem domowym, oświetlenia domu, lamp, grzejnika nadmuchowego, suszarki do włosów, lodówki i innych.

Przygotowanie części i materiałów eksploatacyjnych

W zależności od tego, jaką moc generator wiatrowy oblicza się własnymi rękami, wybierają odpowiedni generator dla wiatraka. Przyjrzymy się wiatrakom typu „zrób to sam” o mocy do 5 kW. Generator wiatrowy własnymi rękami za pomocą wirnika jest łatwy do wykonania. W tym celu przygotujemy następujące materiały:

1. Samochodowe 12 V. Do stworzenia urządzenia wykorzystuje się akumulator kwasowy lub helowy z samochodu.
2. Regulator napięcia do przetwarzania prądu przemiennego: 12 –> 220 woltów.
   Domowy regulator napięcia do przetwarzania prądu przemiennego: 12 –> 220 woltów
3. Całkowita pojemność. Odpowiednie opcje: patelnia ze stali nierdzewnej lub wiadro aluminiowe.
4. Ładowarka. Używamy przekaźnika wymontowanego z samochodu.
5. Przełącznik 12 V.
6. Lampka ładowania ze sterownikiem.
7. Śruby M16×70 mm z nakrętkami i podkładkami.
8. Prosty woltomierz o dowolnej konfiguracji z nieużywanego urządzenia pomiarowego.
9. Trójżyłowy kabel elektryczny o przekroju co najmniej 2,5 mm2.
10. z gumowaną podszewką. Będzie potrzebny przy mocowaniu generatora do nośnej matchy.

Aby wykonać generatory elektryczne na 220 własnymi rękami, będziesz potrzebować standardowego zestawu narzędzi instalacyjnych: szlifierki kątowej z tarczami, markera, śrubokręta, wiertarki z wiertłami, nożyczek do metalu, zestawu kluczy, kluczy gazowych nr 2. 1,2,3, przecinaki do drutu i taśmę mierniczą.

Postęp prac projektowych

Aby stworzyć projekt wiatraka, wstępnie przygotowuje się wirnik. Następnym krokiem jest modyfikacja koła pasowego generatora. Jako rotor służy metalowy pojemnik: patelnia lub wiadro. Za pomocą miarki i markera odmierz cztery równe części. Następnie wykonujemy otwory na końcach linii, aby ułatwić podział na części składowe. Przetnij pojemnik metalowymi nożyczkami. Jeśli ich nie ma, te same czynności wykonujemy za pomocą młynka. Z uzyskanych części wycinamy ostrza przyszłego wirnika, ale nie przecinamy całkowicie przedmiotu obrabianego.

Nie wolno ciąć pojemników ani produktów o cienkich ściankach z blachy, ponieważ materiał się przegrzewa i odkształca.

Aby wiatrak z generatora samochodowego działał poprawnie, łopaty wirnika muszą pasować do siebie pod względem wielkości. Opcjonalnie możesz samodzielnie stworzyć generator z rozrusznika. Dlatego pomiary wymagają dokładnej kontroli.

Teraz przygotowujemy generator do wiatraka własnymi rękami. Przede wszystkim określamy kierunek obrotu koła pasowego. Aby to zrobić, użyj ruchów ręki w przód i w tył, aby przekręcić ją w lewo i prawo. Zgodnie ze standardem obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, ale są wyjątki od zasad. W kolejnym etapie podłączamy część wirnika do generatora. Za pomocą wiertarki wykonujemy równe otwory w dnie pojemnika i kole pasowym generatora.

Otwory powinny być rozmieszczone symetrycznie. W przeciwnym razie istnieje ryzyko braku równowagi w ruchu wirnika.

Lekko zaginamy krawędzie łopatek, aby zwiększyć prędkość obrotową od wiatru. Im większy kąt zgięcia, tym skuteczniej zespół wirnika odbiera przepływy powietrza. Łopaty wirnika powstają nie tylko z pojemnika. Możesz wykonać ostrza do generatora wiatrowego własnymi rękami w postaci oddzielnych części, które są połączone z metalowym półwyrobem w kształcie koła. W takich modelach łatwiej jest przeprowadzić prace naprawcze w celu przywrócenia poszczególnych wirników.

Aby podłączyć generator, bierzemy pojemnik z wyprodukowanymi łopatkami i bezpiecznie mocujemy go do koła pasowego generatora za pomocą butów o średnicy M16x70 mm lub mniejszej. Teraz zmontowana konstrukcja jest instalowana w całości na maszcie. Mocujemy go w dostępnych miejscach za pomocą metalowych zacisków. Instalujemy instalację elektryczną i montujemy obwód zamknięty. Każdy styk jest podłączony do odpowiedniego złącza. Jeśli to konieczne, zapisz wcześniej oznaczenia i kolor każdego przewodu osobno. Okablowanie mocujemy do masztu za pomocą drutu.

Po całkowitym zmontowaniu konstrukcji mechanicznej pozostaje jedynie podłączyć falownik (przetwornicę napięcia), akumulator i obciążenie (oprzyrządowanie i oświetlenie). Do połączenia akumulatora z falownikiem wykorzystujemy kabel elektryczny o przekroju 3 mm 2 i długości 1 metra, a do pozostałych obciążeń peryferyjnych odpowiedni jest kabel o przekroju 2 mm 2 . Zmontowany wiatrak własnymi rękami jest gotowy do użycia.

Zalety i wady tego modelu

Przy odpowiednim montażu wszystkich podzespołów, generatory wiatrowe DIY z agregatu samochodowego będą służyć przez długi czas bez najmniejszego problemu. Konstrukcja zasilana akumulatorem 75 A z zamontowaną przetwornicą o mocy 1000 W zapewni ilość prądu niezbędną do stabilnej pracy urządzeń oświetlenia ulicznego czy monitoringu wizyjnego. Do zalet można zaliczyć także: stosunkowo niską cenę komponentów do turbiny wiatrowej, łatwość konserwacji, brak dodatkowych warunków prawidłowej pracy oraz cichą konstrukcję. Na przykład ciche pionowe generatory wiatrowe o mocy 5 kW są cichsze niż nowoczesne lodówki.

Wady są oczywiste: słaba wydajność elektryczna, niska wytrzymałość, zależność od nagłych zmian prędkości wiatru, co prowadzi do częstego pękania ostrzy.

Wiatrak 2 - konstrukcja osiowa z magnesami

Generatory wiatrowe 220 V typu „zrób to sam” z magnesami neodymowymi nazywane są wiatrakami osiowymi. Konstrukcja takich konstrukcji opiera się na stojanach nieżelaznych z dołączonymi magnesami. Ze względu na fakt, że koszt tego ostatniego spadł kilkakrotnie, łatwiej było wykonać generator magnesów własnymi rękami. Model tego wiatraka pozwoli Ci uzyskać więcej energii elektrycznej niż obrotowe generatory elektryczne, które sam stworzyłeś.

Co trzeba przygotować?

Głównym elementem konstrukcji mechanicznej generatora osiowego jest piasta koła samochodu osobowego wraz z tarczami hamulcowymi, które staną się przyszłym wirnikiem. Jeśli część była wcześniej używana zgodnie z jej przeznaczeniem, należy ją przygotować. W tym celu rozbieramy piastę na części składowe i metalową szczotką oczyszczamy ścianki wewnętrzne i zewnętrzne elementu z rdzy. Starannie smarujemy każde łożysko. Teraz montujemy piastę w odwrotnej kolejności.

Dystrybucja i zabezpieczanie magnesów

Aby przymocować magnesy neodymowe do tarcz hamulcowych wirnika, przygotowujemy 20 prostokątnych jednostek o wymiarach 25 × 8 mm.

W magnesach o konstrukcji okrągłej pole magnetyczne znajduje się w środku, a w magnesach prostokątnych na całej długości.

Parzysta liczba magnesów tworzy bieguny. Układamy je naprzemiennie po całym obszarze dysku. Aby dowiedzieć się, gdzie jest plus i minus magnesu, bierzemy jeden z nich, a resztę opieramy o niego, najpierw jedną, potem drugą stroną. Jeśli są namagnesowane, to po tej stronie kładziemy plus za pomocą markera i odwrotnie. Wraz ze wzrostem liczby słupów kierujemy się następującymi zasadami:

1. W przypadku generatorów jednofazowych suma biegunów jest równa liczbie magnesów.
2. W przypadku prądu trójfazowego stosunek proporcji wynosi odpowiednio 4/3 w jednostkach magnesów i biegunów oraz 2/3 w przeliczeniu na bieguny i cewki.

Aby dokładnie rozmieścić magnesy na obwodzie tarczy hamulcowej, używamy szablonu narysowanego na kartce papieru. Magnesy przyklejamy mocnym klejem, a następnie mocujemy żywicą epoksydową.

Generatory trójfazowe i jednofazowe

Stojan jednofazowy jest stosunkowo gorszy niż jego odpowiedniki trójfazowe. Ze względu na zmienność prądu wyjściowego w sieci elektrycznej występują wahania o dużej amplitudzie, dlatego urządzenia jednofazowe wytwarzają wibracje. W generatorach trójfazowych obciążenie prądowe jest kompensowane z jednej fazy na drugą. Dzięki temu moc w takiej sieci jest zawsze stała. Wpływy wibracji negatywnie wpływają na konstrukcję jako całość, dlatego żywotność generatorów jednofazowych jest znacznie krótsza niż generatorów trójfazowych. Kolejną zaletą modelu trójfazowego jest brak hałasu podczas pracy.

Proces nawijania cewki

Zanim zaczniemy nawijać drut na cewki generatora, upewniamy się, że moment rozpoczęcia ładowania akumulatora przy napięciu 12 V powinien nastąpić przy wartości nominalnej 110 obr/min. Na podstawie tych danych obliczamy wymaganą liczbę zwojów w pojedynczej cewce: 12*110/N, gdzie N jest liczbą zwojów. Do nawijania używamy wyłącznie drutów o dużym przekroju. Spowoduje to zmniejszenie jednostek oporu i zwiększenie prądu.

Maszt i śmigło

Wysokość masztu powinna wynosić około 6-12 metrów. Pod podstawę masztu wylewa się szalunek, a następnie betonuje. Do górnej części mocujemy śrubę, która może być wykonana z rur PCV o średnicy 160 mm i długości co najmniej 2 metrów. Wycięliśmy z niego sześć dwumetrowych talerzy. Powstały zwód naprawiamy na szczycie masztu. Sam maszt wzmacniamy za pomocą lin przybijanych z jednej strony, a z drugiej do korpusu konstrukcji.

OBEJRZYJ WIDEO

Cechy działania turbin wiatrowych

Każdy z dwóch zaprezentowanych modeli wiatraków nadaje się do wykorzystania jako alternatywne źródło energii elektrycznej. Do produkcji takiego urządzenia można zastosować dowolny generator 220 V. Na przykład generator wiatrowy zrób to sam wykonany z drewna ma długą żywotność. Generator wiatrowy wykonany ze śrubokręta jest jedną z najprostszych opcji wiatraka. Właściciele domów wiejskich docenią ten wynalazek. Każdy typ generatora wiatrowego ma zestaw indywidualnych zalet i wad. Stopień skuteczności konkretnego projektu może się różnić w zależności od regionu naszego kraju. Takie źródło prądu nie zaszkodzi, zwłaszcza jeśli taki sprzęt używany jest na płaskim terenie przy dużym natężeniu wiatru.

Jak zrobić generator wiatrowy z generatora samochodowego własnymi rękami?

Generatory wiatrowe są dziś jednym z najtańszych źródeł energii alternatywnej. Są mniej popularne niż panele słoneczne. Jednak w przypadku tego ostatniego wytworzona energia elektryczna jest kilkukrotnie droższa. Dlatego turbina wiatrowa w prywatnym gospodarstwie domowym może być bardzo przydatnym i efektywnym źródłem dodatkowego prądu. Może to być szczególnie korzystne, jeśli nie kupujesz gotowej instalacji, ale wykonasz ją samodzielnie z agregatu samochodowego. Domowy generator wiatrowy będzie kosztować znacznie mniej niż produkt fabryczny. W tym materiale porozmawiamy o tym, jak zrobić generator wiatrowy z generatora samochodowego własnymi rękami.

Obecnie opracowano wiele różnych generatorów wiatrowych, a w Internecie można znaleźć różne rysunki produkcyjne. Każdy projekt zawiera takie elementy, jak generator, ostrza, akumulator, maszt i jednostka sterująca. Niezbędnym elementem jest także system sterowania i dostarczania energii elektrycznej do sieci. Przed montażem systemu wskazane jest sporządzenie schematu instalacji.

Położenie osi w generatorach wiatrowych może być poziome lub pionowe. Częściej spotykany jest poziomy, który zapewnia 2 razy większą wydajność i niższe koszty instalacji. Ze względu na masywną konstrukcję i dużą wagę, pionowe wirniki muszą być montowane na dole. A poniżej prędkość wiatru jest kilkakrotnie mniejsza niż powyżej. Dlatego wydajność jest znacznie zmniejszona.

Turbiny wiatrowe o osi pionowej są zwykle stosowane tam, gdzie wymagany jest mniejszy hałas i niewielka zależność od kierunku wiatru. Wymagają niskiej prędkości początkowej, a także łatwości obsługi. Niektórzy specjaliści wykonują specjalne prowadnice do pionowych generatorów wiatrowych bębnowych. Zwiększa to produktywność i eliminuje znoszenie przez wiatr. Oczywiście komplikuje to projekt i zwiększa jego koszt.

Jeśli chodzi o ostrza, zwykle jest ich nie więcej niż 3. Fabrycznie wykonane ostrza mogą zmieniać kąt obrotu. Pozwala to dostosować prędkość obrotową i zmniejszyć hałas. Generator wiatrowy o mocy 1 kW kosztuje co najmniej 70 tysięcy rubli. Dlatego wiele osób stara się stworzyć własny generator wiatrowy z generatora samochodowego.

Maszt do montażu urządzeń może być wykonany w wersji ze zastrzałami lub bez. Konstrukcja może przewidywać możliwość obniżenia w celu naprawy i konserwacji. Zasadę działania generatora wiatrowego można opisać w pięciu głównych etapach:

• Obracanie się łopatek i wirnika pod wpływem wiatru;
• Podłączenie wirnika i generatora elektrycznego;
• Powstała energia elektryczna jest podawana do kontrolera ładowania, skąd jest przekazywana do akumulatora(ów);
• Ponadto za pomocą falownika energia elektryczna jest przekształcana z 12 (24, 36, 48) na 220 woltów;
• Dostarczanie energii elektrycznej do sieci.

Generator wiatrowy z autogeneratora w prywatnym gospodarstwie domowym zapewni energię elektryczną do oświetlenia terytorium, alarmów i innych podobnych systemów. Należy pamiętać, że turbiny wiatrowe opłacają się tylko w tych miejscach na naszej planecie, gdzie roczna prędkość wiatru wynosi 5 m/s i więcej. W przeciwnym razie okres zwrotu zbliży się do okresu użytkowania.

Modyfikacja generatora samochodowego

Porozmawiajmy teraz o tym, jak zrobić generator wiatrowy z generatora samochodowego. Zasadniczo do produkcji generatora turbiny wiatrowej odpowiedni jest generator samochodowy z dowolnej maszyny. Konstrukcje autogeneratorów są w przybliżeniu takie same w różnych samochodach. Przekształcenie go w generator dla turbiny wiatrowej sprowadza się do przewinięcia drutu stojana. Wirnik produkowany jest również w oparciu o magnesy neodymowe. W biegunach wirnika wywiercone są otwory do mocowania magnesów. Następnie magnesy są instalowane z naprzemiennymi biegunami. Przestrzeń pomiędzy magnesami wypełniona jest żywicą epoksydową, a sam wirnik owinięty jest papierem.

W podobny sposób rzemieślnicy przerabiają silniki pralek na generator turbiny wiatrowej. Takie opcje można również znaleźć w Internecie, ale tam magnesy są przymocowane do wirnika pod kątem. Ma to na celu zapobieganie przywieraniu magnetycznemu. Po zablokowaniu magnetycznym wał staje się trudny do poruszania. Aby tego uniknąć, magnesy są klejone z lekkim zniekształceniem. Z tego samego powodu ostrza są tak duże, jak to możliwe.

Niektórzy radzą całkowicie uporządkować płytki stojana, aby zmniejszyć pole magnetyczne. Najpierw są oddzielane, a następnie ustawiane na kowadle. Następnie są one montowane na oprzyrządowaniu, gdzie płyty są ściągane razem za pomocą zacisków.

Eksperci zalecają wykonanie nowego uzwojenia zęba stojana wzdłuż cewki. Istnieją również opcje losowego nawijania. Cewka jest uzwojona w obwodzie trójfazowym w jednym kierunku. Sprawność generatora wzrasta wraz z liczbą zwojów.

Ci, którzy przekształcili generator samochodowy w farmę wiatrową, twierdzą, że należy skupić się na poniższym rysunku. Jeśli wykonałeś 300 zwojów uzwojenia, generator powinien wytworzyć około 30 woltów. Stojan generatora samochodowego jest przewijany w taki sposób, że liczba zwojów wzrasta około 7 razy, a ich średnica maleje. Odbywa się to w celu zwiększenia produkcji energii elektrycznej przy niskich prędkościach. Przecież w samochodzie obrót następuje ze znacznie większą prędkością niż wiatr będzie obracał łopatki.

Najczęściej do wykonania tego typu turbiny wiatrowej rzemieślnicy wykorzystują generatory samochodowe z ciągników, ciężarówek lub mocnych samochodów.

Łopaty są jedną z kluczowych części generatora wiatrowego. Działanie pozostałych podzespołów w dużej mierze zależy od konstrukcji ostrzy. Wykonując domowy generator wiatrowy z generatora samochodowego, rzemieślnicy używają różnych materiałów. Może to być zwykła plastikowa rura kanalizacyjna. Materiał ten jest lekki, łatwy w obróbce, odporny na wpływy środowiska i niedrogi.

Średnicę ostrza z rury i jego długość określa się od 1 do 5. Oznacza to, że wykonując dwumetrowe ostrze, należy wziąć rurę o średnicy 40 cm, w tym przypadku kawałek rury wymagana długość jest cięta, a następnie cięta wzdłuż na 4 części. Z jednego kawałka możesz zrobić szablon, z którego będziesz mógł wyciąć wszystkie pozostałe ostrza. Po wykonaniu ostrzy należy usunąć wszystkie zadziory z nacięć.

Następnie ostrza mocuje się na aluminiowym dysku, który ma specjalne paski do mocowania. Dysk ten jest podłączony do generatora, który będzie generował prąd elektryczny.

Po zainstalowaniu ostrzy należy sprawdzić dokładność obrotu. Ostrza muszą obracać się w tej samej płaszczyźnie. Nie powinno być żadnych zniekształceń, a dopuszczalny błąd wynosi 2 mm.

Maszt

Jako maszt domowy generator wiatrowy z generatora samochodowego może mieć różne konstrukcje i materiały. Osoby budujące własną farmę wiatrową często wykorzystują jako maszt zużyte rury wodociągowe. Warto wziąć pod uwagę, że długość rury musi wynosić co najmniej 7 metrów, a jej średnica około 3 cali. Jeżeli w pobliżu miejsca zainstalowania farmy wiatrowej znajdują się budynki mieszkalne, należy zwiększyć wysokość masztu.

Aby zapewnić sprawną pracę generatora wiatrowego, jego łopaty muszą być uniesione ponad wszystkie otaczające przeszkody o co najmniej 1 metr. Maszt montuje się na odciągach, a jego podstawę i miejsca mocowania odciągów wypełnia się betonem. Odciągi składają się z ocynkowanej linki i zacisków ze śrubami. Średnica kabla dla odciągów powinna wynosić co najmniej 6 mm. Ponieważ cała konstrukcja jest dość ciężka, do zainstalowania jej na wysokości może być potrzebny podnośnik.

Jednym z najskuteczniejszych źródeł energii alternatywnej jest generator wiatrowy. Panele słoneczne cieszą się coraz większą popularnością, ale dotychczas wytwarzany przez nie prąd jest 3 razy droższy niż elektrownia wiatrowa. Ponadto słońce nie świeci przez całą dobę, pochmurna pogoda zmniejsza produktywność 5 razy, a wydajność paneli słonecznych spada o 5% rocznie.

Jak wygląda generator wiatrowy od generatora samochodowego?

Wybór projektu turbiny wiatrowej

Generator wiatrowy może mieć układy dwuosiowe. Preferowane są poziome ze względu na niższe koszty i 2 razy większą wydajność.

Widok generatora wiatrowego o osi poziomej

Wirniki pionowe ze względu na dużą masę i gabaryty wymagają montażu na dole, gdzie prędkość wiatru jest 2-krotnie mniejsza, co zmniejsza moc instalacji 8-krotnie. W niektórych przypadkach stosuje się je ze względu na mniejszy hałas, brak orientacji na wiatr, niską prędkość początkową i łatwość obsługi.

Jeśli wykonasz specjalne prowadnice do pionowych zespołów bębnów, wydajność wzrośnie, a znoszenie przez silny wiatr zostanie wyeliminowane. Projekt jest skomplikowany, ale wynik jest tego wart.

Liczba ostrzy jest najczęściej wybierana na nie więcej niż trzy, ze względu na dużą prędkość obrotową i mniejszy hałas. Przy silnym wietrze można je zniszczyć, ale w konstrukcjach przemysłowych zmieniają się kąty obrotu łopatek, co umożliwia regulację prędkości i redukcję hałasu.

Generator wiatrowy o mocy 1 kW produkcji przemysłowej wraz z kompletnym zestawem kosztuje około 50 tysięcy rubli. i wyżej. Dla większości użytkowników kwota ta jest zbyt wysoka.

Modyfikacja autogeneratora

Obecnie wiatrak z generatora samochodowego został gruntownie opracowany do produkcji DIY. Dla wielu miłośników motoryzacji może stać bezczynnie w garażu. Nawet jeśli ma jakąś awarię, części mogą się przydać, ponieważ nadal będą wymagane poważne przeróbki. Generator wymaga dużych prędkości, które mogą zapewnić jedynie silne wiatry. Gdy przeważa słaby wiatr, urządzenie to nie nadaje się jako generator wiatrowy, nawet jeśli zostanie zmodyfikowane do niższych prędkości.

Zanim zaczniesz tworzyć generator wiatrowy własnymi rękami, musisz pamiętać, że będzie on dodatkowo wymagał sterownika, akumulatora i falownika, umieszczonych szeregowo jeden po drugim.

Jak wygląda kompletna turbina wiatrowa?

Ogólnie rzecz biorąc, projekt nie będzie tani. Ponadto od czasu do czasu baterie będą musiały zostać wymienione na nowe.

Produkcja rotorów

Wirnik autogeneratora posiada uzwojenie wzbudzenia elektromagnetycznego, które wymaga dodatkowej elektroniki sterującej i szczotek z komutatorem.

Jeśli wykonasz to sam za pomocą magnesów trwałych, projekt można uprościć, usuwając kolektor. Ponadto konieczne jest przewinięcie uzwojeń stojana, aby urządzenie przeszło z dużej prędkości na niską. Należy także przerobić żelazny wirnik, który zamyka dla siebie linie magnetyczne, w wyniku czego w cewkach stojana nie będzie generowany prąd. Poniższy rysunek przedstawia zdemontowany generator.

Autogenerator zdemontowany

Niemagnetyczne mocowanie starego wału wirnika jest wykonane z aluminium. Następnie nakłada się na niego bandaż z rur stalowych z napięciem. Wykonuje się na nim oznaczenia, a prostokątne magnesy neodymowe o naprzemiennych biegunach przykleja się superklejem. Między nimi wlewa się żywicę epoksydową, po czym powierzchnię wyrównuje się.

Wirnik DIY z magnesami neodymowymi

Generator wytwarza wystarczającą ilość energii podczas obracania się z prędkością około 6000 obr./min. Aby efekt był skuteczny już przy 600 obr/min należy przewinąć uzwojenie stojana zwiększając ilość zwojów 5-krotnie. W takim przypadku należy zmniejszyć przekrój drutu.

Aby uzyskać potężne źródło energii, będziesz potrzebować domowego generatora do wiatraka wykorzystującego magnesy neodymowe.

Wadą generatorów supermagnesów jest przywieranie magnetyczne, gdy trudno jest przesunąć wał z miejsca.

Aby to zmniejszyć, magnesy są klejone z lekkim zniekształceniem. Ponadto ostrza powinny być również większe. Pole magnetyczne zmniejszy się, jeśli przejdziesz przez wszystkie płytki stojana, oddzielając je nożem i młotkiem. Następnie wyrównuje się je na kowadle za pomocą gumowego młotka. Stojan jest montowany za pomocą specjalnego sprzętu z płytami dokręconymi zaciskami.

Koło wiatrowe DIY

Ostrza wykonane są z rury plastikowej lub duraluminiowej, której średnica stanowi 20% materiału. Rura metrowa o średnicy 20 cm jest cięta wzdłuż na 4 równe części. Z jednej części wykonuje się skrzydło, a następnie kolejne, wykorzystując je jako szablon. Krawędzie ostrzy są zaokrąglone i szlifowane w celu usunięcia zadziorów. Ostrza mocuje się do starej piły tarczowej, szlifując jej zęby i wiercąc otwory do montażu.

Ostrza segmentowe są zwykle używane do mediów nieściśliwych. Aby zapewnić wysoką wydajność, profil powietrza musi mieć złożony kształt. Główną pracę wykonują zewnętrzne końce ostrzy. Rzemieślnicy wykonują je na szpilkach, ponieważ wewnętrzna część w pobliżu wirnika nie działa. Poniższy rysunek przedstawia taką konstrukcję, w której ostrza są przyspawane do okrągłych prętów stalowych.

Widok czterołopatowego koła wiatrowego

Koło wiatrowe montuje się poziomo na statywie i wyważa poprzez ostrzenie łopatek, aż do wyważenia konstrukcji. Muszą obracać się w tej samej płaszczyźnie z pochyleniem nie większym niż 2 mm.

Montaż turbiny wiatrowej

Średnica wału koła wiatrowego musi wynosić co najmniej 20 mm. Jeżeli generator ma mniejszy, wały należy montować współosiowo, łącząc je sprzęgłem. Koło wiatrowe mocowane jest na klucz i dodatkowo zabezpieczane nakrętką nakręcaną na oś.

Rama urządzenia wykonana jest z rury profilowej. Osią obrotu jest rura osadzona w dwóch łożyskach. Mocowany jest do górnej części masztu. Wiatrowskaz wycięty jest z blachy ocynkowanej o wymiarach 40x60 cm i zabezpieczony śrubami. Długość ogona wynosi 1,5 m. Odległość od ostrzy do masztu wynosi co najmniej 25 cm, aby przy zginaniu pod silnym wiatrem nie pękały.

Generatory pracują nad ładowaniem akumulatora, który musi zasilać urządzenia gospodarstwa domowego o napięciu 220 V.

Do konwersji napięcia potrzebny jest falownik. Podczas szybkiego obracania się akumulator może ulec awarii z powodu wysokiego prądu ładowania. Aby temu zapobiec, należy zainstalować regulator napięcia. Można go kupić lub wykonać samodzielnie.

Konserwacja generatora wiatrowego odbywa się w następujący sposób:

1. regulacja, czyszczenie i smarowanie odbieraka prądu co 2 miesiące;
2. naprawa ostrza w przypadku wystąpienia niewyważenia i wibracji;
3. malowanie części metalowych po 3 latach;
4. sprawdzenie i regulacja elementów złącznych.

Wideo. Generator wiatrowy DIY.

Autogenerator bez konwersji nie nadaje się do generatora wiatrowego, ponieważ wymaga dużej prędkości obrotowej. Skrzynia biegów nie rozwiązuje problemu, ponieważ zwiększają się opory obrotowe. Bez pewnego doświadczenia trudno jest stworzyć skuteczną jednostkę własnymi rękami. Dobrze wykonana turbina wiatrowa bez problemu wygeneruje moc do 1 kW.

Przed rozpoczęciem pracy musisz zdecydować, jakie urządzenie chcesz wykonać, ponieważ istnieje kilka rodzajów generatorów wiatrowych:

• obrotowy;
• osiowe, magnetyczne itp.

Istnieją dwie lokalizacje osi:

• poziomy - najczęściej, wydajność tego typu jest 2 razy wyższa;
• pionowy - instalowany na dole, ponieważ ma dużą wagę. A wiatr poniżej jest 2 razy cichszy, dlatego moc urządzenia zmniejsza się 8-krotnie. Zaletą jest mniejszy hałas i łatwość obsługi.

Niezależnie od rodzaju projektu, aby wykonać domowy generator wiatrowy, należy zaopatrzyć się w:

• generator samochodowy;
• woltomierz;
• przekaźnik ładowania akumulatora;
• regulator napięcia prądu przemiennego;
• materiał do produkcji ostrzy;
• akumulator kwasowy lub żelowy;
• pudełko do przykrycia drutu;
• pojemnik (miska ze stali nierdzewnej lub wiadro aluminiowe);
• Przełącznik 12 V;
• trójżyłowy kabel elektryczny (przekrój nie mniejszy niż 2,5 mm kwadratowy);
• stara rura wodociągowa (średnica nie mniejsza niż 15 mm, długość 7 m);
• lampka ładowania;
• cztery śruby z nakrętkami i podkładkami;
• metalowe zaciski do mocowania.

Ponadto musisz mieć specjalne narzędzia do tej pracy:

• szlifierka z tarczami;
• znacznik;
• Śrubokręt;
• wiertła i wiertła;
• nożyczki metalowe;
• zestaw kluczy;
• klucze gazowe o różnych numerach;
• nożyce do drutu;
• ruletka

Obrotowa turbina wiatrowa

Wiatrak obrotowy (najłatwiejszy w produkcji) składa się zwykle z dwóch lub czterech łopat. Jego konstrukcja jest prosta, dlatego każdy może zbudować wiatrak z generatora samochodowego bez żadnych specjalnych modyfikacji i kosztów. Moc takiego urządzenia wystarczy, aby dostarczyć energię do małego domku ogrodowego.

Generator dla wiatraka dobierany jest w zależności od pożądanej mocy. Jeśli za podstawę przyjmiemy generator 12 woltów, otrzymamy urządzenie o mocy do 5 kW. Łopaty wirnika muszą być tej samej wielkości, wtedy dobrze sprawdzi się wiatrak z generatora samochodowego.

Ponadto moc konstrukcji będzie zależała od wiatru - od prędkości, z jaką wieje na łopaty. Wiatrak zaczyna się obracać z prędkością 2 m/cm, a przy większej wydajności będzie pracował z prędkością 12 m/s. Na efektywność jego działania wpływa wielkość łopat, w które będzie wiał wiatr. Pomiary muszą być wykonane dokładnie.

Jak zrobić generator wiatrowy

1. Pierwszym etapem jest przygotowanie rotora. Weź metalowy pojemnik (pan, wiadro). Za pomocą markera i taśmy mierniczej zaznacz cztery identyczne części. Pojemnik jest cięty na ostrza za pomocą metalowych nożyczek lub szlifierki, bez docinania do końca. Łopatki na krawędziach są lekko zakrzywione, co zwiększa prędkość obrotową.Nie można używać materiałów wykonanych z cyny o cienkich ściankach ani brać ocynkowanego pojemnika na łopatki - materiały te mogą się odkształcać i nagrzewać pod obciążeniem.
2. Określa się stronę, po której obraca się koło pasowe. Użyj ruchu obrotowego, aby obrócić go w lewo i prawo. Zwykle koło pasowe obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, ale może również obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
3. Podłącz wirnik do generatora. Za pomocą wiertarki wykonuje się otwory w dnie pojemnika i kole pasowym generatora. Muszą być symetryczne, aby podczas ruchu łopatek nie było niewyważenia.Przymocuj pojemnik z łopatkami do generatora (koła pasowego) za pomocą śrub o odpowiedniej średnicy.
4. Powstałe urządzenie umieszcza się na maszcie wykonanym ze składowanej starej rury. Jeżeli w odległości 30 m od konstrukcji znajdują się budynki, należy zwiększyć wysokość masztu. Koniecznie, żeby był 1 m wyższy od tych budynków, wtedy wiatrak będzie działał lepiej, bo nie będzie przeszkód dla wiatru. Naprawiamy to za pomocą metalowego zacisku.
5. Następnie instaluje się okablowanie elektryczne i montuje obwód zamknięty. Wszystkie styki są podłączone do odpowiednich złączy. Okablowanie jest przymocowane do masztu.
6. Na ostatnim etapie podłączany jest falownik, akumulator, oprzyrządowanie i oświetlenie. Falownik i akumulator należy połączyć kablem (o przekroju kwadratowym 3 mm i długości 1 metra), a dla pozostałych części wystarczy średnica kwadratowa 2 mm.

Domowy generator wiatrowy z generatora samochodowego jest gotowy.

Zalety i wady projektu

Jak wszystkie urządzenia, generator wiatrowy ma swoje pozytywne i negatywne strony.

Konserwacja urządzenia

Aby turbina wiatrowa mogła pracować bez przerwy przez wiele lat, konieczne jest przeprowadzanie okresowego monitoringu technicznego i konserwacji.

1. Odbierak prądu należy czyścić, smarować i regulować raz na 2 miesiące.
2. Napraw ostrza, jeśli podczas obrotu wystąpią wibracje i niewyważenie.
3. Raz na 3 lata pomalować elementy metalowe farbą antykorozyjną.
4. Sprawdź i wyreguluj mocowania masztu i linkę.

Na wydajność urządzenia ma wpływ teren, na którym zainstalowany jest generator wiatrowy (nieużytki, obecność wiatrów). Ale w każdym razie posiadanie tego źródła energii, niezależnego od zasilacza stacjonarnego, nigdy nie będzie zbędne.