Avec la hausse des prix de l’électricité, la recherche et le développement de sources alternatives sont en cours partout. Dans la plupart des régions du pays, il est conseillé d’utiliser des éoliennes. Fournir pleinement de l’électricité maison privée, une installation assez puissante et coûteuse est nécessaire.

Générateur de vent pour la maison

Si vous fabriquez une petite éolienne, vous pouvez utiliser le courant électrique pour chauffer l’eau ou l’utiliser pour certains éclairages, comme les dépendances, les allées de jardin et les porches. Le chauffage de l'eau pour les besoins domestiques ou le chauffage est l'option la plus simple pour utiliser l'énergie éolienne sans son accumulation ni sa conversion. Ici, la question est plutôt de savoir s’il y aura suffisamment d’énergie pour chauffer.

Avant de fabriquer un générateur, vous devez d’abord connaître la configuration des vents dans la région.

Une grande éolienne ne convient pas à de nombreux endroits du climat russe en raison des changements fréquents dans l'intensité et la direction des flux d'air. Avec une puissance supérieure à 1 kW, il sera inertiel et ne pourra pas démarrer complètement lorsque le vent change. L'inertie dans le plan de rotation entraîne des surcharges dues aux vents latéraux, conduisant à sa défaillance.

Avec l'avènement des consommateurs d'énergie de faible puissance, il est logique d'utiliser de petites éoliennes artisanales ne dépassant pas 12 volts pour éclairer la datcha avec des lampes LED ou charger les batteries du téléphone lorsqu'il n'y a pas d'électricité dans la maison. Lorsque cela n’est pas nécessaire, un générateur électrique peut être utilisé pour chauffer l’eau.

Type d'éolienne

Pour les zones sans vent, seule une éolienne à voile convient. Pour assurer une alimentation électrique constante, vous aurez besoin d'une batterie d'au moins 12V, d'un chargeur, d'un onduleur, d'un stabilisateur et d'un redresseur.

Pour les zones à faible vent, vous pouvez fabriquer indépendamment une éolienne verticale d'une puissance ne dépassant pas 2-3 kW. Il existe de nombreuses options et elles sont presque aussi bonnes que les dessins industriels. Il est conseillé d'acheter des éoliennes avec un rotor à voile. Des modèles fiables d'une puissance de 1 à 100 kilowatts sont produits à Taganrog.

Dans les régions venteuses, vous pouvez fabriquer de vos propres mains un générateur vertical pour votre maison si la puissance requise est de 0,5 à 1,5 kilowatts. Les lames peuvent être fabriquées à partir de matériaux disponibles, par exemple à partir d'un baril. Il est conseillé d'acheter des appareils plus productifs. Les moins chers sont les « voiliers ». Une éolienne verticale est plus chère, mais elle fonctionne de manière plus fiable par vent fort.

Moulin à vent de faible puissance à faire soi-même

Il n'est pas difficile de fabriquer une petite éolienne maison à la maison. Pour commencer à travailler dans le domaine de la création de sources d'énergie alternatives et acquérir une expérience précieuse dans ce domaine, comment assembler un générateur, vous pouvez fabriquer vous-même un appareil simple en adaptant un moteur à partir d'un ordinateur ou d'une imprimante.

Éolienne 12 V avec axe horizontal

Pour fabriquer de vos propres mains une éolienne de faible puissance, vous devez d'abord préparer des dessins ou des croquis.

À une vitesse de rotation de 200-300 tr/min. la tension peut être augmentée jusqu'à 12 volts et la puissance générée sera d'environ 3 watts. Il peut être utilisé pour charger une petite batterie. Pour les autres générateurs, la puissance doit être augmentée à 1000 tr/min. C'est seulement dans ce cas qu'ils seront efficaces. Mais ici, vous aurez besoin d'une boîte de vitesses, qui crée une résistance importante et a également un coût élevé.

Partie électrique

Pour assembler un générateur électrique, vous avez besoin des composants suivants :

1. un petit moteur provenant d'une vieille imprimante, d'un lecteur de disque ou d'un scanner ;
2. 8 diodes type 1N4007 pour deux ponts redresseurs ;
3. condensateur d'une capacité de 1000 microfarads ;
4. Tuyaux en PVC et pièces en plastique ;
5. plaques d'aluminium.

La figure ci-dessous montre le circuit du générateur.

Moteur pas à pas : schéma de raccordement au redresseur et au stabilisateur

Des ponts de diodes sont connectés à chaque enroulement du moteur, qui est au nombre de deux. Après les ponts, le stabilisateur LM7805 est connecté. La sortie résultante est une tension généralement appliquée à une batterie de 12 volts.

Générateurs électriques à base d'aimants en néodyme extrêmement haute résistance embrayage. Ils doivent être utilisés avec précaution. À fort impact ou en chauffant à une température de 80-250 0 C (selon le type), une démagnétisation se produit dans les aimants en néodyme.

Vous pouvez prendre un hub de voiture comme base pour un générateur fabriqué par vous-même.

Rotor avec aimants néodyme

Environ 20 morceaux d'aimants en néodyme d'un diamètre d'environ 25 mm sont collés sur le moyeu avec de la superglue. Les générateurs électriques monophasés sont constitués d’un nombre égal de pôles et d’aimants.

Les aimants situés en face les uns des autres doivent s'attirer, c'est-à-dire qu'ils tournent avec des pôles opposés. Après avoir collé les aimants en néodyme, ceux-ci sont remplis de résine époxy.

Les bobines sont enroulées en rond et le nombre total de tours est de 1 000 à 1 200. La puissance du générateur à aimant néodyme est sélectionnée de manière à pouvoir être utilisée comme source de courant continu, environ 6A, pour charger une batterie 12 V.

Partie mécanique

Les lames sont fabriquées à partir de tuyau en plastique. Des flans de 10 cm de large et 50 cm de long sont dessinés dessus puis découpés. Une bague est réalisée pour l'arbre du moteur avec une bride à laquelle les pales sont fixées avec des vis. Leur nombre peut aller de deux à quatre. Le plastique ne durera pas longtemps, mais ce sera suffisant pour la première fois. De nos jours, des matériaux assez résistants à l'usure sont apparus, par exemple le carbone et le polypropylène. Des lames plus solides peuvent alors être fabriquées à partir de alliage d'aluminium.

Les lames sont équilibrées en coupant les parties excédentaires aux extrémités, et l'angle d'inclinaison est créé en les chauffant et en les pliant.

Le générateur est boulonné à un morceau de tuyau en plastique avec un axe vertical. Une girouette en alliage d'aluminium est également installée coaxialement sur le tuyau. L'essieu est inséré dans le tube vertical du mât. Une butée est installée entre eux. La structure entière peut tourner librement dans un plan horizontal.

Le tableau électrique peut être placé sur la partie rotative et la tension peut être transmise au consommateur via deux bagues collectrices avec balais. Si la carte avec le redresseur est installée séparément, le nombre d'anneaux sera égal à six, le même nombre de broches que celui du moteur pas à pas.

Le moulin à vent est monté à une hauteur de 5 à 8 m.

Si l'appareil génère de l'énergie de manière efficace, il peut être amélioré en le rendant vertical-axial, par exemple à partir d'un baril. La structure est moins sensible aux surcharges latérales qu’aux surcharges horizontales. La figure ci-dessous montre un rotor dont les pales sont constituées de fragments de canon, montées sur un axe à l'intérieur du châssis et non soumises à une force de renversement.

Moulin à vent à axe vertical et rotor à barillet

La surface profilée du canon crée une rigidité supplémentaire, grâce à laquelle une tôle plus fine peut être utilisée.

Éolienne d'une capacité de plus de 1 kilowatt

L'appareil doit apporter des bénéfices tangibles et fournir une tension de 220 V pour que certains appareils électriques puissent être allumés. Pour ce faire, il doit démarrer de manière autonome et générer de l’électricité sur une large plage.

Pour fabriquer une éolienne de vos propres mains, vous devez d'abord en déterminer la conception. Cela dépend de la force du vent. S'il est faible, la seule option peut être une version à voile du rotor. Vous ne pouvez pas obtenir plus de 2 à 3 kilowatts d'énergie ici. De plus, il faudra une boîte de vitesses et une batterie puissante avec chargeur.

Le prix de tous les équipements est élevé, vous devez donc savoir s'ils seront bénéfiques pour votre maison.

Dans les zones avec vents forts, éolienne faite maison vous pouvez obtenir 1,5 à 5 kilowatts de puissance. Il peut ensuite être connecté à un réseau domestique 220 V. Il est difficile de fabriquer soi-même un appareil plus puissant.

Générateur électrique à partir d'un moteur à courant continu

Un moteur à basse vitesse peut être utilisé comme générateur, générant courant électriqueà 400-500 tr/min : PIK8-6/2,5 36V 0,3Nm 1600min-1. Longueur du boîtier 143 mm, diamètre – 80 mm, diamètre de la tige – 12 mm.

A quoi ressemble un moteur à courant continu ?

Il nécessite un multiplicateur avec un rapport de démultiplication de 1:12. Avec un tour de pales d’éolienne, le générateur électrique fera 12 tours. La figure ci-dessous montre un schéma de l'appareil.

Schéma de conception d'éolienne

La boîte de vitesses crée une charge supplémentaire, mais elle reste inférieure à celle d'un générateur ou d'un démarreur de voiture, où un rapport de démultiplication d'au moins 1:25 est requis.

Il est conseillé de fabriquer des lames à partir de feuille d'aluminium taille 60x12x2. Si vous en installez 6 sur le moteur, l'appareil ne sera pas aussi rapide et ne tournera pas lors de grosses rafales de vent. La possibilité d'un équilibrage devrait être prévue. Pour ce faire, les pales sont soudées sur des bagues ayant la possibilité de se visser sur le rotor afin de pouvoir les éloigner ou les rapprocher de son centre.

La puissance d'un générateur utilisant des aimants permanents en ferrite ou en acier ne dépasse pas 0,5 à 0,7 kilowatts. Il ne peut être augmenté qu'avec des aimants spéciaux en néodyme.

Un générateur avec un stator non magnétisé n'est pas adapté au fonctionnement. Lorsqu'il y a un léger vent, il s'arrête, et après cela il ne pourra plus démarrer tout seul.

Un chauffage constant pendant la saison froide nécessite beaucoup d'énergie et chauffer une grande maison est un problème. À cet égard, cela peut être utile pour une datcha lorsqu'il ne faut pas s'y rendre plus d'une fois par semaine. Si vous pesez tout correctement, le système de chauffage d'une datcha ne fonctionne que quelques heures. Le reste du temps les propriétaires sont dans la nature. En utilisant une éolienne comme source de courant continu pour charger la batterie, vous pouvez en 1 à 2 semaines accumuler de l'électricité pour chauffer les locaux pendant une telle période et ainsi vous créer un confort suffisant.

Pour fabriquer un générateur à partir d'un moteur à courant alternatif ou d'un démarreur de voiture, il faut les modifier. Le moteur peut être amélioré pour devenir un générateur si le rotor est constitué d'aimants en néodyme, usinés dans leur épaisseur. Il est constitué du même nombre de pôles que le stator, alternés les uns avec les autres. Le rotor avec des aimants en néodyme collés à sa surface ne doit pas coller lors de la rotation.

Types de rotors

Les conceptions des rotors varient. Les options courantes sont présentées dans la figure ci-dessous, qui montre les valeurs du facteur d'utilisation de l'énergie éolienne (WEI).

Types et conceptions de rotors d'éoliennes

Pour la rotation, les éoliennes sont réalisées avec un axe vertical ou horizontal. L’option verticale présente l’avantage d’une facilité d’entretien lorsque les principaux composants sont situés en bas. Le roulement de support est auto-alignant et a une longue durée de vie.

Les deux pales du rotor Savonius créent des à-coups, ce qui n'est pas très pratique. Pour cette raison, il est constitué de deux paires de pales, espacées de 2 niveaux, l'une tournée par rapport à l'autre de 90 0. Les barils, les seaux et les casseroles peuvent être utilisés comme flans.

Le rotor Daria, dont les pales sont constituées de ruban élastique, est facile à fabriquer. Pour faciliter la promotion, leur nombre doit être impair. Le mouvement se fait par à-coups, c'est pourquoi la pièce mécanique se casse rapidement. De plus, la bande vibre lors de la rotation, produisant un rugissement. Cette conception n’est pas très adaptée à une utilisation permanente, même si les pales sont parfois constituées de matériaux insonorisants.
Dans un rotor orthogonal, les ailes sont profilées. Le nombre optimal de lames est de trois. L'appareil est rapide, mais il faut le détordre au démarrage.

Le rotor hélicoïdal a un rendement élevé grâce à la courbure complexe des pales, ce qui réduit les pertes. Elle est moins utilisée que les autres éoliennes en raison de son coût élevé.

La conception du rotor à pales horizontales est la plus efficace. Mais cela nécessite des vents moyens stables et une protection contre les ouragans. Les pales peuvent être en propylène lorsque leur diamètre est inférieur à 1 m.

Si vous coupez les lames dans un tuyau ou un baril en plastique à paroi épaisse, vous ne pourrez pas atteindre une puissance supérieure à 200 W. Un profil en forme de segment n'est pas adapté à un milieu gazeux compressible. Cela nécessite un profil complexe.

Le diamètre du rotor dépend de la puissance requise ainsi que du nombre de pales. Un bipale de 10 W nécessite un rotor d'un diamètre de 1,16 m, et un rotor de 100 W a besoin de 6,34 m. Pour un rotor à quatre et six pales, le diamètre sera respectivement de 4,5 m et 3,68 m.

Si vous placez le rotor directement sur l'arbre du générateur, son roulement ne durera pas longtemps, car la charge sur toutes les pales est inégale. Le palier de support de l'arbre de l'éolienne doit être auto-alignant, à deux ou trois étages. L'arbre du rotor n'aura alors pas peur de se plier et de se déplacer pendant la rotation.

Un rôle majeur dans le fonctionnement d'une éolienne est joué par le collecteur de courant, qui doit être régulièrement entretenu : lubrifié, nettoyé, réglé. La possibilité de sa prévention devrait être prévue, même si cela est difficile à faire.

Sécurité

Les éoliennes d’une puissance supérieure à 100 W sont des appareils bruyants. Une éolienne industrielle peut être installée dans la cour d'une maison privée, si elle est certifiée. Sa hauteur doit être supérieure à celle des maisons les plus proches. Même une éolienne de faible puissance ne peut pas être installée sur le toit. Vibrations mécaniques son fonctionnement peut créer une résonance et conduire à la destruction de la structure.

Les vitesses de rotation élevées de l'éolienne nécessitent fabrication de haute qualité. Dans le cas contraire, si l'appareil est détruit, ses pièces risquent de s'envoler sur de longues distances et de blesser des personnes ou des animaux domestiques. Cela doit être particulièrement pris en compte lors de la fabrication d'un moulin à vent de vos propres mains à partir de matériaux de rebut.

Vidéo. Éolienne DIY.

L’utilisation d’éoliennes n’est pas conseillée dans toutes les régions, car elle dépend des conditions climatiques. De plus, cela n'a aucun sens de les fabriquer soi-même sans une certaine expérience et connaissances. Pour commencer, vous pouvez commencer à créer un design simple avec une puissance de quelques watts et une tension allant jusqu'à 12 volts, avec lequel vous pourrez charger votre téléphone ou allumer un feu. lampe à économie d'énergie. L'utilisation d'aimants en néodyme dans le générateur peut augmenter considérablement sa puissance.

Il est préférable d’acheter des éoliennes puissantes qui prennent en charge une partie importante de l’alimentation électrique de la maison, des éoliennes industrielles qui créent une tension de 220 V, en pesant soigneusement le pour et le contre. Si vous les combinez avec d’autres types de sources d’énergie alternatives, il se peut qu’il y ait suffisamment d’électricité pour tout besoins économiques, y compris le système de chauffage de la maison.

Les activités des individus et de l’ensemble de l’humanité d’aujourd’hui sont pratiquement impossibles sans électricité. Malheureusement, la consommation croissante de pétrole et de gaz, de charbon et de tourbe entraîne une diminution des réserves de ces ressources sur la planète. Que peut-on faire alors que les Terriens ont encore tout cela ? Selon les conclusions des experts, c'est le développement de complexes énergétiques qui peut résoudre les problèmes des crises économiques et financières mondiales. Par conséquent, la recherche et l’utilisation de sources d’énergie sans carburant deviennent les plus urgentes.

Renouvelable, écologique, vert

Peut-être ne vaut-il pas la peine de rappeler que tout ce qui est nouveau est bien oublié. Les gens ont appris il y a très longtemps à utiliser la puissance du débit des rivières et la vitesse du vent pour générer de l’énergie mécanique. Le soleil chauffe notre eau, déplace les voitures et alimente les vaisseaux spatiaux. Des roues installées dans le lit des ruisseaux et des petites rivières approvisionnaient en eau les champs au Moyen Âge. On pouvait fournir de la farine à plusieurs villages environnants.

Pour le moment, nous nous intéressons à une question simple : comment fournir à votre maison de la lumière et du chauffage à moindre coût, comment fabriquer un moulin à vent de vos propres mains ? Puissance de 5 kW ou un peu moins, l'essentiel est que vous puissiez alimenter votre maison en courant pour faire fonctionner les appareils électriques.

Fait intéressant, il existe dans le monde une classification des bâtiments selon le niveau d'efficacité des ressources :

• conventionnel, construit avant 1980-1995 ;
• avec une consommation d'énergie faible et ultra faible - jusqu'à 45-90 kWh pour 1 kW/m ;
• passif et non volatil, recevant du courant provenant de sources renouvelables (par exemple, en installant une éolienne rotative (5 kW) de vos propres mains ou un système panneaux solaires, ce problème peut être résolu) ;
• les bâtiments économes en énergie qui produisent plus d’électricité que ce dont ils ont besoin gagnent de l’argent en la transmettant à d’autres consommateurs via le réseau.

Il s'avère que vos propres mini-stations domestiques, installées sur les toits et dans les cours, peuvent éventuellement devenir une sorte de concurrence pour les grands fournisseurs d'électricité. Oui et les gouvernements différents pays encourager fortement la création et l’utilisation active

Comment déterminer la rentabilité de votre propre centrale électrique

Les chercheurs ont prouvé que la capacité de réserve des vents est bien supérieure à toutes les réserves de carburant accumulées au cours des siècles. Parmi les méthodes d'obtention d'énergie à partir de sources renouvelables, les éoliennes occupent une place particulière, car leur production est plus simple que la création de panneaux solaires. En fait, vous pouvez assembler de vos propres mains une éolienne de 5 kW, en disposant des composants nécessaires, notamment des aimants, du fil de cuivre, du contreplaqué et du métal pour les pales.

Les experts disent que la conception peut devenir productive et, par conséquent, rentable non seulement forme correcte, mais aussi construit au bon endroit. Cela signifie qu'il est nécessaire de prendre en compte la présence, la constance et même la vitesse des flux d'air dans chaque cas individuel et même dans une région spécifique. Si la zone connaît périodiquement des journées calmes, calmes et sans vent, l'installation d'un mât avec un générateur n'apportera aucun avantage.

Avant de commencer à fabriquer une éolienne de vos propres mains (5 kW), vous devez réfléchir à son modèle et à son type. Il ne faut pas s’attendre à une production d’énergie importante d’une conception faible. Et vice versa, lorsque vous n'avez besoin d'alimenter que quelques ampoules dans votre datcha, cela n'a aucun sens de construire un énorme moulin à vent de vos propres mains. 5 kW est une puissance suffisante pour alimenter en électricité la quasi-totalité du système d’éclairage et des appareils électroménagers. S’il y a un vent constant, il y aura de la lumière.

Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains : séquence d'actions

À l'emplacement choisi pour le haut mât, le moulin à vent lui-même et le générateur qui y est attaché sont renforcés. L'énergie générée est fournie par des fils à la pièce souhaitée. On pense que plus la conception du mât est haute, plus le diamètre de la roue éolienne est grand et plus le flux d'air est fort, plus l'efficacité de l'ensemble du dispositif est élevée. En réalité, tout n’est pas tout à fait comme ça :

• par exemple, un fort ouragan peut facilement briser les pales ;
• certains modèles peuvent être installés sur le toit d'une maison ordinaire ;
• une turbine correctement sélectionnée démarre facilement et fonctionne parfaitement même dans des vitesses de vent très faibles.

Principaux types d'éoliennes

Les conceptions avec un axe de rotation horizontal du rotor sont considérées comme classiques. Ils comportent généralement 2 à 3 pales et sont installés à une hauteur élevée du sol. La plus grande efficacité d’une telle installation se manifeste à une direction constante et à une vitesse de 10 m/s. Un inconvénient important de cette conception de pales est l'échec de la rotation des pales dans des conditions de rafales fréquemment changeantes. Cela conduit soit à un fonctionnement improductif, soit à la destruction de l'ensemble de l'installation. Pour démarrer un tel générateur après l'arrêt, une rotation initiale forcée des pales est nécessaire. De plus, lorsque les pales tournent activement, elles produisent des sons spécifiques désagréables pour l’oreille humaine.

Une éolienne verticale (« Volchok » 5 kW ou autre) a un placement de rotor différent. Les turbines en forme de H ou en forme de tonneau captent le vent de n'importe quelle direction. Ces structures sont de plus petite taille, démarrent même aux courants d'air les plus faibles (de 1,5 à 3 m/s), ne nécessitent pas de mâts hauts et peuvent être utilisées même en milieu urbain. De plus, les éoliennes auto-assemblées (5 kW - c'est réel) atteignent leur puissance nominale à des vitesses de vent de 3 à 4 m/s.

Les voiles ne sont pas sur les navires, mais sur terre

L’une des tendances actuelles dans le domaine de l’énergie éolienne est la création d’un générateur horizontal à pales souples. La principale différence réside à la fois dans le matériau de fabrication et dans la forme elle-même : les éoliennes à faire soi-même (5 kW, type voile) ont 4 à 6 pales triangulaires en tissu. De plus, contrairement aux structures traditionnelles, leur section augmente dans le sens du centre vers la périphérie. Cette fonctionnalité vous permet non seulement de « capter » les vents faibles, mais également d'éviter les pertes lors du flux d'air d'un ouragan.

Les avantages des voiliers incluent les indicateurs suivants :

• puissance élevée à rotation lente;
• orientation et ajustement indépendants à tout vent ;
• girouette élevée et faible inertie ;
• pas besoin de forcer la roue à tourner ;
• rotation totalement silencieuse même à grande vitesse ;
• absence de vibrations et de perturbations sonores ;
• bon marché relatif de la construction.

Moulins à vent bricolage

Les 5 kW d’électricité nécessaires peuvent être obtenus de plusieurs manières :

• construire une structure de rotor simple ;
• assembler un complexe de plusieurs roues à voile disposées en série sur le même axe ;
• utilisez une conception d’essieu avec des aimants en néodyme.

Il est important de rappeler que la puissance d'une éolienne est proportionnelle au produit de la valeur cubique de la vitesse du vent et de la surface balayée de l'éolienne. Alors, comment fabriquer une éolienne de 5 kW ? Instructions ci-dessous.

Vous pouvez utiliser comme base un moyeu de voiture et des disques de frein. 32 aimants (25 sur 8 mm) sont placés parallèlement en cercle sur les futurs disques du rotor (la partie mobile du générateur), 16 pièces par disque, et les plus doivent alterner avec les moins. Les aimants opposés doivent avoir différentes significations poteaux. Après marquage et placement, tout sur le cercle est rempli d'époxy.

Des bobines de fil de cuivre sont placées sur le stator. Leur nombre doit être inférieur au nombre d'aimants, soit 12. Tout d'abord, tous les fils sont retirés et connectés les uns aux autres en étoile ou en triangle, puis ils sont également remplis de colle époxy. Il est recommandé d'insérer des morceaux de pâte à modeler à l'intérieur des bobines avant de couler. Une fois la résine durcie et retirée, il restera des trous nécessaires à la ventilation et au refroidissement du stator.

Comment ça marche

Les disques du rotor, tournant par rapport au stator, forment un champ magnétique et un courant électrique apparaît dans les bobines. Et le moulin à vent, relié par un système de poulies, est nécessaire pour déplacer ces pièces. structure de travail. Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains ? Certaines personnes commencent à construire leur propre centrale électrique en assemblant un générateur. D'autres - de la création d'une partie de lame rotative.

L'arbre de l'éolienne est en prise par une liaison coulissante avec l'un des disques du rotor. Le deuxième disque inférieur avec aimants est placé sur un support solide. Le stator est situé au milieu. Toutes les pièces sont fixées au cercle de contreplaqué à l'aide de longs boulons et sécurisées avec des écrous. Entre toutes les « crêpes », des espaces minimaux doivent être laissés pour la libre rotation des disques du rotor. Le résultat est un générateur triphasé.

"Baril"

Il ne reste plus qu'à fabriquer des moulins à vent. Vous pouvez fabriquer de vos propres mains une structure rotative de 5 kW à partir de 3 cercles de contreplaqué et d'une feuille de duralumin le plus fin et le plus léger. Les ailes rectangulaires en métal sont fixées au contreplaqué à l'aide de boulons et d'angles. Tout d'abord, des rainures de guidage en forme de vague sont creusées dans chaque plan du cercle, dans lequel les feuilles sont insérées. Le rotor à deux étages résultant comporte 4 pales ondulées fixées les unes aux autres à angle droit. C'est-à-dire qu'entre deux crêpes en contreplaqué fixées aux moyeux se trouvent 2 lames en duralumin courbées en forme de vague.

Cette structure est montée au centre sur un axe en acier, qui transmettra le couple au générateur. Les éoliennes artisanales (5 kW) de cette conception pèsent environ 16 à 18 kg avec une hauteur de 160 à 170 cm et un diamètre de base de 80 à 90 cm.

Choses à considérer

Un moulin à vent « en tonneau » peut même être installé sur le toit d'un bâtiment, bien qu'une tour de 3 à 4 mètres de haut soit suffisante. Cependant, il est impératif de protéger le boîtier du générateur des précipitations naturelles. Il est également recommandé d’installer un dispositif de stockage d’énergie sur batterie.

Pour obtenir du courant alternatif à partir d'un courant continu triphasé, un convertisseur doit également être inclus dans le circuit.

À quantité suffisante Les jours venteux dans la région, une éolienne auto-assemblée (5 kW) peut alimenter non seulement la télévision et les ampoules, mais également un système de vidéosurveillance, la climatisation, un réfrigérateur et d'autres équipements électriques.

Jusqu'à récemment, les éoliennes étaient considérées comme rares, mais aujourd'hui cette zone Il se développe rapidement et de nombreuses personnes ont acquis de l'expérience dans la création d'éoliennes pour produire de l'électricité. De tels dispositifs peuvent être utilisés dans divers domaines - pour l'approvisionnement en eau, l'électrification de maisons privées, le fonctionnement d'unités agricoles (par exemple, des concasseurs) ou le chauffage de l'eau pour le chauffage domestique.

Les modèles industriels présentent de nombreux avantages, hormis le coût. C'est pourquoi nous découvrirons aujourd'hui comment fabriquer une éolienne de nos propres mains et quels matériaux/outils seront nécessaires pour cela.

Caractéristiques de conception et mécanique d'une éolienne

Le principe de fonctionnement d’une éolienne est de convertir l’énergie cinétique en électricité. L'appareil se compose d'un certain nombre d'éléments du système, chacun ayant sa propre fonction. Essayons de comprendre cela.

Faites attention! Les éoliennes peuvent être rotatives (verticales) ou classiques (horizontales). Ces derniers ont une efficacité plus élevée, c'est pourquoi ils sont fabriqués plus souvent que d'autres.

Il est à noter que éoliennes verticales il faut se tourner vers le vent, car ils sont tout simplement incapables de fonctionner en flux latéral. Les générateurs horizontaux présentent d'autres avantages. Apprenons à les connaître.

1. Les turbines des appareils rotatifs « capteront » le vent quelle que soit la direction d’où il souffle. Ce qui est extrêmement pratique en cas de vent instable/variable dans la région.
2. Il est beaucoup plus facile de construire une éolienne horizontale qu’une éolienne horizontale.
3. La structure peut être implantée directement au sol, mais à condition qu'il y ait suffisamment de vent.

Quant aux inconvénients, une éolienne horizontale n'en a qu'un : un rendement plutôt faible.

Calculer la puissance de la future éolienne

Tout d'abord, vous devez découvrir quelle puissance une éolienne devrait avoir de vos propres mains, quelles sont les fonctions et les charges auxquelles elle sera confrontée. En règle générale, les sources alternatives d'électricité sont utilisées comme sources auxiliaires, c'est-à-dire destinées à assister l'alimentation électrique principale. Par conséquent, si la puissance du système est de 500 watts ou plus, c'est déjà assez bien.

Faites attention! Pour chauffer une maison privée de taille moyenne, vous aurez besoin d'environ deux à trois kilowatts.

Dans le même temps, la puissance finale d’une éolienne dépend d’autres facteurs, notamment :

• vitesse du vent ;
• nombre de lames.

Pour connaître le ratio approprié pour les luminaires type horizontal, nous vous recommandons de vous familiariser avec le tableau ci-dessous. Les chiffres à l'intersection correspondent à la puissance requise (indiquée en watts).

Tableau. Calcul de la puissance requise pour les éoliennes horizontales.

Par exemple, si dans votre région la vitesse du vent est principalement de 5 à 8 mètres par seconde et que la puissance éolienne requise est de 1,5 à 2 kilowatts, le diamètre de la structure doit être d'environ 6 mètres ou plus.

À quoi devraient ressembler les lames ?

La forme des pales peut être :

• voile;
• ailé

Quant aux pales de type voile, elles sont plates et donc moins performantes. Ils ne prennent pas en compte l'aérodynamisme, mais tournent exclusivement sous la pression du vent. En conséquence, pas plus de 10 pour cent de toute l’énergie est convertie en énergie électrique. Mais pour les pales des ailes, la superficie des surfaces internes et externes est différente. Il convient également de noter que ces pales doivent être situées à un angle de 7 à 10 degrés par rapport au vent.

Quelques mots maintenant sur le matériau à partir duquel doivent être les lames. Pour le millésime moulins à vent Des cadres toniques en bois ont été utilisés, composés de poteaux et de linteaux. Des « ailes » spéciales en tissu étaient tendues sur de tels cadres. Si le tissu était usé, il était simplement remplacé par un neuf. Bien qu'il y ait option alternative– prenez des matériaux denses (par exemple une bâche) à ces fins.

Bien que vous puissiez fabriquer des lames de vos propres mains à partir de matériaux plus modernes.

1. Si l'hélice est petite, des tuyaux coupés en chlorure de polyvinyle peuvent lui servir de pales.
2. Vous pouvez également utiliser des métaux légers (par exemple du duralumin).
3. Si vous envisagez d'utiliser des « voiles », elles peuvent être découpées dans du contreplaqué.
4. Enfin, pour une grande unité, les pales peuvent être réalisées à partir de planches (même si elles sont lourdes, ce n'est pas grave, il suffit qu'elles s'équilibrent).

Faites attention! Si des vents en rafales prédominent dans la région, il est préférable de privilégier les pales lourdes - cela garantira un fonctionnement plus stable de l'ensemble du système.

Quant au diamètre des tuyaux, il doit correspondre à 1/5 de leur longueur totale. Chacun de ces tuyaux est coupé en quatre morceaux dans le sens de la longueur, et à la base il faut découper un rectangle mesurant 5x5 (les fixations seront situées ici), puis faire une coupe oblique, grâce à laquelle chaque lame se rétrécira de la base. Du papier de verre est utilisé pour traiter le bord déchiré.

Fabriquer une éolienne verticale à la maison

Voyons maintenant comment fabriquer une éolienne de vos propres mains. La procédure comprend plusieurs étapes ; familiarisons-nous avec les caractéristiques de chacune d’elles.

Première étape. Nous préparons des outils et du matériel

Il n'y a aucune exigence concernant la taille de la turbine : plus elle est grande, mieux c'est pour le système lui-même. Et dans l'exemple donné dans cet article, le diamètre de la turbine est de 60 centimètres.

Pour réaliser soi-même une turbine verticale, préparez à l'avance :

• un tuyau d'un diamètre de 60 centimètres en acier inoxydable ;
• vis, écrous et autres éléments de fixation ;
• une paire de disques en plastique d'un diamètre de 60 centimètres (il est important que le plastique soit durable) ;
• un hub d'une voiture pour la base ;
• coins avec lesquels les lames seront fixées (six pièces pour chaque élément ; soit 36 ​​exemplaires au total).

De plus, prenez soin au préalable des outils suivants :

• clés;
• puzzle;
• masque;
• gants de protection;
• Bulgare;
• tournevis;
• perceuse électrique.

Des aimants ou de petites plaques métalliques peuvent être utilisés pour équilibrer les lames. Si le déséquilibre est mineur, vous pouvez simplement percer des trous aux endroits appropriés.

Deuxième étape. Fait un dessin

Ici, vous ne pouvez certainement pas vous passer d’un dessin. Vous pouvez utiliser celui ci-dessous ou créer le vôtre.

Troisième étape. Fabriquer un moulin à vent vertical

Étape 1. Première prise tuyau métallique et coupez-le dans le sens de la longueur pour obtenir six lames de même taille.

Étape 2. Découpez une paire de cercles identiques d'un diamètre de 60 centimètres dans du plastique. Ils serviront de supports aux parties inférieure et supérieure de la turbine.

Étape 3. Dans le support supérieur, vous pouvez couper petit trou(environ 30 centimètres de diamètre), ce qui rendra le design un peu plus léger.

Étape 4. Marquez le long des trous sur le moyeu de la voiture des trous similaires dans le support en plastique inférieur requis pour les fixations. Utilisez une perceuse pour faire des trous.

Étape 5. Marquez l'emplacement des lames conformément au gabarit (vous devriez obtenir une paire de triangles qui semblent former une étoile). Marquez les emplacements de montage pour les coins. Tout devrait être pareil sur les deux supports.

Étape 6. Coupez les lames. Vous pouvez les couper plusieurs à la fois à l'aide d'un broyeur.

Étape 7 Marquez les emplacements de montage sur les lames et les coins. Faites tous ces trous.

Étape 8 Connectez les lames aux bases à l'aide d'angles, de boulons et d'écrous.

Faites attention! La puissance de l'appareil dépend en grande partie de la longueur des pales, mais si ces dernières sont grandes, il sera beaucoup plus difficile de les équilibrer. De plus, la structure peut se desserrer sous l’influence de vents forts.

Quatrième étape. Nous fabriquons un générateur

Générateur dans dans ce cas doit être auto-excitant, et nécessairement sur des aimants permanents. Si vous prenez un générateur ordinaire dans une voiture, l'enroulement de tension fonctionne ici à partir de la batterie, en d'autres termes, en l'absence de tension, il n'y aura pas d'excitation. Par conséquent, si vous utilisez un simple générateur en tandem avec une batterie, et que le vent est relativement faible pendant une longue période, la batterie se déchargera bientôt tout simplement, et plus tard, lorsque le vent reviendra, l'éolienne ne redémarrera pas avec la vôtre. mains.

Il est également possible de réaliser un système utilisant des aimants en néodyme. Ce type d'appareil produira de 1,5 kilowatts (si le vent est faible) à 3,5 kilowatts (si le vent est fort). Instructions étape par étape créer un tel générateur est le suivant.

Étape 1. Préparez quelques crêpes en métal d'environ 50 centimètres de long chacune.

Étape 2.À l'aide de superglue, collez des aimants en néodyme mesurant 2,5x5,0,12 centimètres (douze pièces chacun) sur les crêpes sur tout le périmètre.

Étape 3. Placez les crêpes les unes en face des autres en respectant la polarité.

Étape 4. Placez un stator fait maison entre eux (réalisez 9 bobines à partir de fil d'une section de 0,3 centimètre, chacune comportant 70 tours). Connectez les bobines avec un astérisque (comme indiqué sur l'image), puis remplissez-les de résine polymère. Dans ce cas, il est important que les bobines soient enroulées dans un seul sens ; vous pouvez marquer la fin/le début de l'enroulement à l'aide d'une isolette colorée - ce sera plus pratique.

Étape 5. Le stator doit avoir une épaisseur d'environ 2 centimètres. L'enroulement doit sortir par des boulons et des écrous. La distance entre le rotor et le stator doit être de 2 millimètres.

Les aimants seront attirés assez fortement et pour une connexion fluide, il est nécessaire de faire des trous et de couper des filetages pour les goujons. Alignez immédiatement les rotors, puis utilisez les clés pour abaisser celui du haut sur celui du bas. Ensuite, vous pouvez supprimer les broches temporaires.

Faites attention! Le générateur décrit ci-dessus peut être utilisé non seulement pour les éoliennes verticales, mais également pour les éoliennes horizontales.

Cinquième étape. Nous assemblons toute la structure

Tout d'abord, installez un support spécial sur le mât, à travers lequel le stator sera fixé (qui, à son tour, peut avoir trois ou six pales). Fixez le moyeu au-dessus du support à l'aide des mêmes écrous. Vissez le générateur fini sur les quatre goujons situés au niveau du moyeu. Après cela, connectez le stator au support, qui est fixé de manière fixe sur le mât. Fixez la turbine à la deuxième plaque du rotor. Connectez les fils du stator au régulateur de tension à l'aide de bornes.

Sixième étape. Nous installons une unité capable de transformer le vent en électricité

Pour installer l'ensemble de l'éolienne de vos propres mains, vous devez suivre les étapes ci-dessous sous forme d'instructions étape par étape.

Étape 1. Béton une fondation fiable et durable dans le sol.

Étape 2. Verser là mortier de béton, ajoutez les goujons nécessaires à la fixation de la charnière massive (tout cela peut être facilement réalisé à la main).

Étape 3. Lorsque le béton a complètement durci, placez la charnière sur les goujons et fixez-la avec des écrous.

Étape 4. Installez le mât dans la partie mobile de la charnière.

Étape 5. Fixez 3 ou 4 haubans en haut du mât (vous pouvez utiliser une bride ou une soudure). Vous aurez également besoin d'un câble en acier.

Étape 6. Soulevez le mât sur une charnière à l'aide de l'un des câbles préparés (vous pouvez le tirer à l'aide d'une voiture).

Étape 7 La verticalité de l'ensemble du mât est strictement fixée par des haubans.

Où peut-on installer une telle éolienne ?

L'efficacité de son fonctionnement dépend en grande partie de la manière dont vous choisissez correctement l'endroit où installer l'éolienne. L'emplacement doit être tel que les lames du système reçoivent autant plus vent. Le site doit être ouvert et surélevé (par exemple, le toit d'une maison, mais aussi loin que possible des arbres et autres bâtiments). En règle générale, la raison en est non seulement des interférences, mais également du fait que l'appareil émet du bruit pendant le fonctionnement, ce qui peut ne pas plaire aux voisins ou aux propriétaires eux-mêmes.

Pour une compréhension plus détaillée du problème, nous vous recommandons de regarder la vidéo thématique ci-dessous.

Vidéo - Comment fabriquer une éolienne à l'aide d'un ventilateur domestique

Éolienne rotative (horizontale)

Un tel appareil permettra de fournir de l'électricité maisonnette ou plusieurs dépendances. La puissance maximale de l'éolienne ne dépassera pas 1,5 kilowatts.

Pour le travail, préparez :

• Générateur de voiture de 12 watts ;
• relais, voyant de batterie ;
• la batterie elle-même fait 12 watts ;
• convertisseur de courant ;
• une grande casserole ou un seau en duralumin ou en acier inoxydable ;
• une paire de pinces pour fixer le générateur au mât ;
• changer;
• fil, 0,4 et 0,25 centimètres ;
• boulons, écrous, rondelles;
• voltmètre.

Les outils dont vous aurez besoin sont les mêmes que dans le cas précédent. Tout d’abord, prenez une casserole (ou un seau) et, à l’aide d’un marqueur et d’un ruban à mesurer, divisez-la en quatre parties égales. Découpez les lames, mais ne coupez pas complètement (comme indiqué sur l'image).

Faites des trous pour les boulons dans le bas, puis pliez les lames, mais pas trop. Tenez compte de la façon dont le générateur tournera (dans le sens horaire ou antihoraire).

Ensuite, fixez la poêle avec les lames préparées à la poulie et fixez-la avec des boulons. Installez le générateur sur le mât, fixé au préalable (pour cela utiliser les pinces fournies), puis connectez tous les câbles et assemblez le circuit. Réécrivez tout le circuit, fixez les fils sur le support.

Pour connecter la batterie, utilisez un câble de 4 mm d'une longueur maximale de 1 mètre. Pour connecter la charge, utilisez un câble de section plus petite. Installez également un onduleur. Vous trouverez ci-dessous un exemple de schéma de connexion.

Comme vous pouvez le constater, il est tout à fait possible de construire une éolienne de vos propres mains. La conception peut être de deux types, mais si vous avez les compétences et le zèle requis, vous pouvez effectuer le travail même seul. C'est tout, bonne chance !

L'énergie inépuisable que les masses d'air transportent avec elles a toujours attiré l'attention des gens. Nos arrière-grands-pères ont appris à maîtriser le vent sur les voiles et les roues des moulins à vent, après quoi il s'est précipité sans but sur les vastes étendues de la Terre pendant deux siècles.

Aujourd'hui, je l'ai retrouvé pour lui travail utile. Une éolienne pour une maison privée passe du statut d'innovation technique à celui de véritable élément de notre vie quotidienne.

Examinons de plus près les centrales éoliennes, évaluons les conditions de leur utilisation rentable et considérons les variétés existantes. Les artisans à domicile recevront des pistes de réflexion sur le sujet dans notre article. auto-assemblage moulin à vent et les appareils nécessaires à son travail efficace.

Qu'est-ce qu'une éolienne ?

Le principe de fonctionnement d'une éolienne domestique est simple : le flux d'air fait tourner les pales du rotor montées sur l'arbre du générateur et crée un courant alternatif dans ses enroulements. L'électricité produite est stockée dans des batteries et utilisée par les appareils électroménagers selon les besoins. Bien sûr, il s’agit d’un schéma simplifié du fonctionnement d’une éolienne domestique. Concrètement, il est complété par des appareils qui convertissent l’électricité.

Juste derrière le générateur dans la chaîne énergétique se trouve un contrôleur. Il convertit le courant alternatif triphasé en courant continu et le dirige pour charger les batteries. La plupart des appareils électroménagers ne peuvent pas fonctionner à puissance constante, c'est pourquoi un autre appareil est installé derrière les batteries - un onduleur. Il effectue l'opération inverse : il tourne D.C. en tension alternative domestique 220 Volts. Force est de constater que ces transformations ne s'effectuent pas sans laisser de trace et enlèvent une part assez décente de l'énergie originelle (15-20 %).

Si le moulin à vent est associé à batterie solaire ou un autre générateur électrique (essence, diesel), alors le circuit est complété par un interrupteur automatique (ATS). Lorsque la source de courant principale est éteinte, elle active celle de secours.

Pour obtenir une puissance maximale, l’éolienne doit être située le long du flux de vent. DANS systèmes simples Le principe de la girouette est mis en œuvre. Pour ce faire, une pale verticale est fixée à l’extrémité opposée du générateur, la tournant vers le vent.

Les installations plus puissantes disposent d'un moteur électrique rotatif contrôlé par un capteur de direction.

Principaux types d'éoliennes et leurs caractéristiques

Il existe deux types d'éoliennes :

1. Avec un rotor horizontal.
2. Avec rotor vertical.

Le premier type est le plus courant. Il se caractérise par un rendement élevé (40-50 %), mais présente un niveau de bruit et de vibrations accru. De plus, son installation nécessite un grand espace libre (100 mètres) ou un mât haut (à partir de 6 mètres).

Les générateurs à rotor vertical sont moins efficaces énergétiquement (le rendement est presque 3 fois inférieur à celui des générateurs horizontaux).

Leurs avantages incluent une installation simple et une conception fiable. Le faible bruit permet d'installer des générateurs verticaux sur les toits des maisons et même au niveau du sol. Ces installations n'ont pas peur du givrage et des ouragans. Ils sont lancés à partir d'un vent faible (de 1,0 à 2,0 m/s), tandis qu'une éolienne horizontale nécessite un flux d'air de force moyenne (3,5 m/s et plus). Les éoliennes verticales sont très diverses dans la forme de la roue (rotor).

Roues de rotor d'éoliennes verticales

En raison de la faible vitesse du rotor (jusqu'à 200 tr/min), la durée de vie mécanique de telles installations dépasse largement celle des éoliennes horizontales.

Comment calculer et sélectionner une éolienne ?

Le vent n’est pas du gaz naturel pompé dans des tuyaux ni de l’électricité qui circule sans interruption dans notre maison à travers des câbles. Il est capricieux et inconstant. Aujourd'hui, un ouragan arrache les toits et brise les arbres, et demain il laisse place au calme complet. Par conséquent, avant d'acheter ou autoproductionéolienne, vous devez évaluer le potentiel de l'énergie de l'air dans votre région. Pour ce faire, il faut déterminer la force annuelle moyenne du vent. Cette valeur peut être trouvée sur Internet sur demande.

Après avoir reçu un tel tableau, nous trouvons la superficie de notre résidence et regardons l'intensité de sa couleur en la comparant à l'échelle de notation. Si la vitesse annuelle moyenne du vent est inférieure à 4,0 mètres par seconde, il ne sert à rien d’installer une éolienne. Cela ne fournira pas la quantité d’énergie requise.

Si la force du vent est suffisante pour installer une centrale éolienne, alors vous pouvez passer à l'étape suivante : sélectionner la puissance du générateur.

Si nous parlons de concernant l'approvisionnement énergétique autonome à la maison, la consommation électrique statistique moyenne d'une famille est prise en compte. Elle varie de 100 à 300 kWh par mois. Dans les régions à faible potentiel éolien annuel (5-8 m/sec), une éolienne d'une puissance de 2-3 kW peut produire cette quantité d'électricité. Il faut tenir compte du fait qu’en hiver, la vitesse moyenne du vent est plus élevée, donc la production d’énergie pendant cette période sera plus importante qu’en été.

Choisir une éolienne. Prix ​​approximatifs

Les prix des éoliennes domestiques verticales d'une capacité de 1,5 à 2,0 kW sont compris entre 90 000 et 110 000 roubles. Le forfait à ce prix comprend uniquement un générateur à pales, sans mât et des équipements supplémentaires (contrôleur, onduleur, câble, batteries). Une centrale électrique complète, installation comprise, coûtera 40 à 60 % de plus.

Le coût des éoliennes plus puissantes (3 à 5 kW) varie de 350 à 450 000 roubles (de équipement supplémentaire et travaux d'installation).

Moulin à vent DIY. Du plaisir ou de vraies économies ?

Disons tout de suite que fabriquer soi-même une éolienne complète et efficace n’est pas facile. Le calcul correct de la roue éolienne, du mécanisme de transmission, la sélection d'un générateur adapté à la puissance et à la vitesse est un sujet distinct. Nous ne donnerons que de brèves recommandations sur les principales étapes de ce processus.

Générateur

Les générateurs de voiture et les moteurs électriques des machines à laver à entraînement direct ne conviennent pas à cet effet. Ils sont capables de générer de l’énergie à partir d’une éolienne, mais celle-ci sera insignifiante. Pour fonctionner efficacement, les autogénérateurs ont besoin de vitesses très élevées, qu’une éolienne ne peut pas développer.

Les moteurs des machines à laver ont un autre problème. Il y a des aimants en ferrite, mais l'éolienne a besoin d'aimants plus efficaces - ceux en néodyme. Le processus d'auto-installation et d'enroulement des enroulements porteurs de courant nécessite de la patience et une grande précision.

En règle générale, la puissance d'un appareil assemblé par vos soins ne dépasse pas 100 à 200 watts.

Récemment, les roues motrices pour vélos et scooters sont devenues populaires parmi les bricoleurs. Du point de vue de l'énergie éolienne, il s'agit de puissants générateurs au néodyme, parfaitement adaptés au travail avec des éoliennes verticales et au chargement de batteries. À partir d'un tel générateur, vous pouvez extraire jusqu'à 1 kW d'énergie éolienne.

Moteur-roue - un générateur prêt à l'emploi pour une centrale éolienne faite maison

Vis

Les plus simples à fabriquer sont les hélices à voile et à rotor. Le premier est constitué de tubes courbés légers montés sur une plaque centrale. Des lames en tissu durable sont tirées sur chaque tube. Le grand fardage de l'hélice nécessite une fixation articulée des pales afin que lors d'un ouragan, elles se plient et ne se déforment pas.

La conception de la roue éolienne rotative est utilisée pour générateurs verticaux. Il est facile à fabriquer et fiable en fonctionnement.

Les éoliennes artisanales à axe de rotation horizontal sont alimentées par une hélice. Les artisans à domicile l'assemblent à partir de tuyaux en PVC d'un diamètre de 160 à 250 mm. Les pales sont montées sur une plaque d'acier ronde avec un trou de montage pour l'arbre du générateur.

Les masses d'air possèdent des réserves d'énergie inépuisables, que l'humanité utilise depuis l'Antiquité. Fondamentalement, la puissance du vent assurait le mouvement des navires à voile et le fonctionnement des éoliennes. Après l’invention des machines à vapeur, ce type d’énergie a perdu de sa pertinence.

Ce n'est que dans les conditions modernes que l'énergie éolienne est redevenue demandée en tant qu'énergie force motrice appliqué aux générateurs électriques. Ils ne sont pas encore répandus dans échelle industrielle, mais deviennent de plus en plus populaires dans le secteur privé. Parfois, il est tout simplement impossible de se connecter à une ligne électrique. Dans de telles situations, de nombreux propriétaires conçoivent et fabriquent de leurs propres mains une éolienne pour une maison privée à partir de matériaux de rebut. Par la suite, ils sont utilisés comme sources d’électricité principales ou auxiliaires.

Théorie idéale du moulin à vent

Cette théorie a été développée à différentes époques par des scientifiques et des spécialistes du domaine de la mécanique. Il a été développé pour la première fois par V.P. Vetchinkin en 1914, et la théorie de l'hélice idéale a été utilisée comme base. Dans ces études, le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne d'une éolienne idéale a été dérivé pour la première fois.

Les travaux dans ce domaine ont été poursuivis par N.E. Joukovski, qui a fait ressortir valeur maximale de ce coefficient, égal à 0,593. Dans les travaux ultérieurs d'un autre professeur - Sabinin G.Kh. la valeur du coefficient ajusté était de 0,687.

Conformément aux théories développées, une éolienne idéale devrait avoir les paramètres suivants :

• L'axe de rotation de la roue doit être parallèle à la vitesse du vent.
• Le nombre de pales est infiniment grand, avec une très petite largeur.
• Valeur nulle de la résistance du profil de l'aile en présence d'une circulation constante le long des pales.
• Toute la surface balayée de l'éolienne présente une perte constante de vitesse du flux d'air sur la roue.
• Poursuite vitesse angulaireà l'infini.

Sélection d'éoliennes

Lors du choix d'un modèle d'éolienne pour une maison privée, vous devez prendre en compte la puissance requise pour assurer le fonctionnement des appareils et équipements, en tenant compte du calendrier et de la fréquence de mise en marche. Elle est déterminée par un comptage mensuel de la consommation électrique. De plus, la valeur de puissance peut être déterminée conformément à caractéristiques techniques consommateurs.

Il convient également de prendre en compte le fait que tous les appareils électriques ne sont pas alimentés directement par l'éolienne, mais par un onduleur et un jeu de batteries. Ainsi, un générateur de 1 kW est capable d'assurer le fonctionnement normal des batteries alimentant un onduleur de quatre kilowatts. Par conséquent, appareils électroménagers avec une puissance similaire sont entièrement alimentés en électricité. Grande valeur a la bonne sélection de piles. Attention particulière Vous devez faire attention à des paramètres tels que le courant de charge.

Lors du choix d'une conception d'éolienne, les facteurs suivants sont pris en compte :

• Le sens de rotation de la roue éolienne est vertical ou horizontal.
• La forme des pales du ventilateur peut être en forme de voile, avec une surface droite ou courbe. Dans certains cas, des options combinées sont utilisées.
• Matériau pour les lames et technologie pour leur fabrication.
• Placement des pales du ventilateur avec différentes inclinaisons par rapport au flux d'air qui passe.
• Le nombre de pales incluses dans le ventilateur.
• La puissance requise transférée de l’éolienne au générateur.

De plus, il est nécessaire de prendre en compte la vitesse annuelle moyenne du vent pour une zone spécifique, telle que spécifiée par le service météorologique. Il n'est pas nécessaire de préciser la direction du vent, puisque conceptions modernes les éoliennes tournent indépendamment dans l’autre sens.

Pour la plupart des régions de la Fédération de Russie, le plus la meilleure solution il y aura une orientation horizontale de l'axe de rotation, la surface des pales sera incurvée et concave, autour de laquelle le flux d'air circule sous angle aigu. La quantité d'énergie tirée du vent est affectée par la surface de la pale. Pour une maison ordinaire, une superficie de 1,25 m2 suffit.

La vitesse d'une éolienne dépend du nombre de pales. Les éoliennes à une pale tournent le plus rapidement. Dans de telles conceptions, un contrepoids est utilisé pour l'équilibrage. Il faut également tenir compte du fait qu’à faible vitesse du vent, inférieure à 3 m/s, les éoliennes deviennent incapables d’absorber de l’énergie. Pour que l'unité perçoive les vents faibles, la surface de ses pales doit être augmentée à au moins 2 m 2.

Calcul d'éolienne

Avant de choisir une éolienne, il est nécessaire de déterminer la vitesse et la direction du vent les plus typiques à l’emplacement de l’installation proposée. Il convient de rappeler que la rotation des pales commence à une vitesse de vent minimale de 2 m/s. Une efficacité maximale peut être atteinte lorsque cet indicateur atteint une valeur de 9 à 12 m/s. Autrement dit, afin de fournir de l'électricité à un petit maison de campagne, vous aurez besoin d'un générateur d'une puissance minimale de 1 kW/h et d'une vitesse du vent d'au moins 8 m/s.

La vitesse du vent et le diamètre de l’hélice ont un impact direct sur la puissance produite par une éolienne. Calculer avec précision caractéristiques de performance l'un ou l'autre modèle est possible en utilisant les formules suivantes :

1. Les calculs en fonction de la zone de rotation sont effectués comme suit : P = 0,6 x S x V 3, où S est la zone perpendiculaire à la direction du vent (m 2), V est la vitesse du vent (m/s), P est la puissance du groupe électrogène ( kW).
2. Pour calculer l'installation électrique en fonction du diamètre de la vis, on utilise la formule : P = D 2 x V 3 /7000, dans laquelle D est le diamètre de la vis (m), V est la vitesse du vent (m/s ), P est la puissance du générateur (kW).
3. Pour des calculs plus complexes, la densité du flux d'air est prise en compte. À ces fins, il existe une formule : P = ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, où ξ est le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne (une quantité incommensurable), π = 3,14, R - rayon du rotor (m), V - vitesse du flux d'air (m/s), ρ - densité de l'air (kg/m 3), η ed - Efficacité de la boîte de vitesses(%), η gène - efficacité du générateur (%).

Ainsi, l’électricité produite par l’éolienne augmente quantitativement dans un rapport cubique avec la vitesse croissante du vent. Par exemple, lorsque la vitesse du vent augmente de 2 fois, la génération d'énergie cinétique par le rotor augmentera de 8 fois.

Lors du choix d'un emplacement pour installer une éolienne, il est nécessaire de privilégier les zones sans grands bâtiments et sans grands arbres qui créent une barrière au vent. La distance minimale des bâtiments résidentiels est de 25 à 30 mètres, sinon le bruit pendant les travaux créera des désagréments et des inconforts. Le rotor de l'éolienne doit être situé à une hauteur dépassant d'au moins 3 à 5 m les bâtiments les plus proches.

Si vous connectez une maison de campagne à réseau partagé n'est pas prévu, dans ce cas vous pouvez utiliser les options systèmes combinés. Le fonctionnement d’une éolienne sera beaucoup plus efficace lorsqu’elle sera utilisée conjointement avec un générateur diesel ou une batterie solaire.

Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains

Quels que soient le type et la conception de l'éolienne, chaque appareil est équipé comme base d'éléments similaires. Tous les modèles ont des générateurs, des pales en divers matériaux, ascenseurs offrant niveau requis installations, ainsi que des batteries et un système supplémentaires contrôle électronique. Les plus simples à fabriquer sont les unités de type rotor ou les structures axiales utilisant des aimants.

Option 1. Conception d'une éolienne à rotor.

Une conception d’éolienne rotative utilise deux, quatre pales ou plus. De telles éoliennes ne sont pas en mesure de fournir pleinement de l'électricité aux grandes maisons de campagne. Ils sont principalement utilisés comme source d’électricité auxiliaire.

En fonction de la puissance estimée de l'éolienne, ils sont sélectionnés matériel nécessaire et composants :

• Générateur de voiture 12 volts et batterie de voiture.
• Régulateur de tension qui convertit le courant alternatif de 12 à 220 volts.
• Conteneur de grande capacité. Un seau en aluminium ou une poêle en acier inoxydable fonctionnent mieux.
• Vous pouvez utiliser un relais retiré de la voiture comme chargeur.
• Vous aurez besoin d'un interrupteur 12 V, d'une lampe de charge avec contrôleur, de boulons avec écrous et rondelles, ainsi que de pinces métalliques avec joints caoutchoutés.
• Un câble tripolaire d'une section minimale de 2,5 mm 2 et un voltmètre ordinaire retiré de tout appareil de mesure.

Tout d'abord, le rotor est préparé à partir de l'existant récipient en métal- des pots ou des seaux. Il est marqué en quatre parties égales, des trous sont pratiqués aux extrémités des lignes pour faciliter la division en composants. Ensuite, le récipient est coupé avec des ciseaux métalliques ou un broyeur. Les pales du rotor sont découpées dans les ébauches résultantes. Toutes les mesures doivent être soigneusement vérifiées pour garantir le bon dimensionnement, sinon la conception ne fonctionnera pas correctement.

Ensuite, le côté de rotation de la poulie génératrice est déterminé. Généralement, il tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, mais il est préférable de le vérifier. Après cela, la partie rotor est connectée au générateur. Pour éviter un déséquilibre dans le mouvement du rotor, les trous de montage dans les deux structures doivent être situés symétriquement.

Pour augmenter la vitesse de rotation, les bords des lames doivent être légèrement pliés. À mesure que l’angle de courbure augmente, les flux d’air seront absorbés plus efficacement par le rotor. Non seulement des éléments du récipient découpé sont utilisés comme lames, mais également des pièces individuelles reliées à un flan métallique en forme de cercle.

Après avoir fixé le conteneur au générateur, toute la structure résultante doit être installée entièrement sur le mât à l'aide de pinces métalliques. Ensuite, le câblage est installé et assemblé. Chaque contact doit être branché sur son propre connecteur. Une fois connecté, le câblage est fixé au mât avec du fil.

Une fois l'assemblage terminé, l'onduleur, la batterie et la charge sont connectés. La batterie est reliée par un câble d'une section de 3 mm 2 ; pour toutes les autres connexions, une section de 2 mm 2 suffit. Après cela, l’éolienne peut fonctionner.

Option 2. Conception axialeéolienne utilisant des aimants.

Les éoliennes axiales pour la maison sont une conception dont l'un des principaux éléments sont des aimants en néodyme. En termes de performances, ils sont nettement en avance sur les unités rotatives conventionnelles.

Le rotor est l’élément principal de toute la conception de l’éolienne. Pour sa fabrication, un moyeu de roue de voiture équipé de disques de frein est le mieux adapté. Une pièce qui a été utilisée doit être préparée - nettoyée de la saleté et de la rouille et lubrifiée les roulements.

Ensuite, vous devez répartir et sécuriser correctement les aimants. Au total, vous aurez besoin de 20 pièces mesurant 25 x 8 mm. Le champ magnétique qu’ils contiennent est situé sur la longueur. Les aimants pairs seront des pôles ; ils sont situés sur tout le plan du disque, en alternance sur un. Ensuite, les avantages et les inconvénients sont déterminés. Un aimant touche alternativement d'autres aimants sur le disque. S’ils s’attirent, alors le pôle est positif.

Avec un nombre accru de pôles, certaines règles doivent être respectées. Dans les générateurs monophasés, le nombre de pôles coïncide avec le nombre d'aimants. Les générateurs triphasés maintiennent un rapport de 4/3 entre aimants et pôles, et un rapport de 2/3 entre pôles et bobines. Les aimants sont installés perpendiculairement à la circonférence du disque. Pour eux répartition uniforme utilisé modèle de papier. Les aimants sont d'abord fixés avec de la colle forte puis enfin fixés avec de la résine époxy.

Si l’on compare les générateurs monophasés et triphasés, les performances des premiers seront légèrement moins bonnes que celles des seconds. Cela est dû aux fluctuations de forte amplitude dans le réseau dues à une sortie de courant instable. Par conséquent, des vibrations se produisent dans les appareils monophasés. Dans les conceptions triphasées, cet inconvénient est compensé par les charges de courant d'une phase à l'autre. De ce fait, le réseau garantit toujours une valeur de puissance constante. En raison des vibrations, la durée de vie des systèmes monophasés est nettement inférieure à celle des systèmes triphasés. De plus, les modèles triphasés ne génèrent aucun bruit pendant le fonctionnement.

La hauteur du mât est d'environ 6 à 12 m. Il est installé au centre du coffrage et rempli de béton. Puis il est installé sur le mât conception finie, sur lequel la vis est fixée. Le mât lui-même est sécurisé à l'aide de câbles.

Pales d'éoliennes

L’efficacité des centrales éoliennes dépend en grande partie de la conception des pales. Tout d'abord, il s'agit de leur nombre et de leur taille, ainsi que du matériau à partir duquel seront fabriquées les pales de l'éolienne.

Facteurs influençant la conception des pales :

• Même le vent le plus faible peut mettre les longues pales en mouvement. Cependant, une longueur trop grande peut entraîner une rotation plus lente de l'éolienne.
• L'augmentation du nombre total de pales rend la roue éolienne plus réactive. Autrement dit, plus il y a de pales, mieux la rotation démarre. Cependant, la puissance et la vitesse seront réduites, rendant un tel dispositif inadapté à la production d'électricité.
• Le diamètre et la vitesse de rotation de l'éolienne affectent le niveau sonore généré par l'appareil.

Le nombre de pales doit être combiné avec l'emplacement d'installation de l'ensemble de la structure. Dans les conditions les plus optimales, des pales correctement sélectionnées peuvent fournir une puissance maximale à une éolienne.

Tout d'abord, vous devez déterminer à l'avance la puissance et les fonctionnalités requises de l'appareil. Pour fabriquer correctement une éolienne, vous devez étudier les conceptions possibles, ainsi que conditions climatiques dans lequel il sera utilisé.

En plus de la puissance totale, il est recommandé de déterminer la valeur de la puissance de sortie, également appelée charge de pointe. Il représente le nombre total d'appareils et d'équipements qui seront allumés simultanément au fonctionnement de l'éolienne. S'il est nécessaire d'augmenter ce chiffre, il est recommandé d'utiliser plusieurs onduleurs à la fois.

Éolienne DIY 24V - 2500 watts