Zaradi naraščajočih cen električne energije povsod poteka iskanje in razvoj alternativnih virov. V večini regij države je priporočljivo uporabljati vetrne generatorje. V celoti zagotoviti el zasebna hiša, je potrebna dokaj močna in draga namestitev.

Vetrni generator za dom

Če naredite majhen vetrni generator, lahko uporabite električni tok za ogrevanje vode ali ga uporabite za razsvetljavo, kot so gospodarska poslopja, vrtne poti in verande. Ogrevanje vode za gospodinjske potrebe ali ogrevanje je najenostavnejša možnost za uporabo vetrne energije brez njenega akumuliranja in pretvorbe. Tukaj je bolj vprašanje, ali bo dovolj moči za ogrevanje.

Pred izdelavo generatorja morate najprej ugotoviti vzorce vetra v regiji.

Velik vetrni generator ni primeren za marsikje v ruskem podnebju zaradi pogostih sprememb intenzivnosti in smeri zračnih tokov. Z močjo nad 1 kW bo inercialen in se ob spremembi vetra ne bo mogel popolnoma zavrteti. Vztrajnost v ravnini vrtenja vodi do preobremenitev zaradi bočnih vetrov, kar vodi do njegove okvare.

S prihodom porabnikov energije z nizko porabo energije je smiselno uporabiti majhne domače vetrne generatorje z največ 12 volti za osvetlitev dacha z LED svetilkami ali polnjenje telefonskih baterij, ko v hiši ni elektrike. Kadar to ni potrebno, lahko za ogrevanje vode uporabimo električni generator.

Tip generatorja vetra

Za brezvetrna območja je primeren samo jadralni vetrni generator. Za zagotovitev stalne oskrbe z električno energijo potrebujete vsaj 12 V baterijo, polnilec, inverter, stabilizator in usmernik.

Za območja z nizkim vetrom lahko samostojno izdelate vertikalni vetrni generator z močjo največ 2-3 kW. Možnosti je veliko in so skoraj tako dobre kot industrijski modeli. Priporočljivo je kupiti vetrne turbine z jadralnim rotorjem. V Taganrogu proizvajajo zanesljive modele z močjo od 1 do 100 kilovatov.

V vetrovnih regijah lahko z lastnimi rokami naredite navpični generator za vaš dom, če je zahtevana moč 0,5-1,5 kilovatov. Rezila so lahko izdelana iz razpoložljivih materialov, na primer iz soda. Priporočljivo je kupiti bolj produktivne naprave. Najcenejše so “jadrnice”. Vertikalna vetrnica je sicer dražja, a ob močnem vetru deluje bolj zanesljivo.

Naredi sam vetrnico z nizko močjo

Doma ni težko narediti majhnega domačega vetrnega generatorja. Če želite začeti delati na področju ustvarjanja alternativnih virov energije in pridobiti dragocene izkušnje s tem, kako sestaviti generator, lahko preprosto napravo naredite sami, tako da prilagodite motor iz računalnika ali tiskalnika.

12V vetrni generator z vodoravno osjo

Če želite narediti vetrnico z nizko močjo z lastnimi rokami, morate najprej pripraviti risbe ali skice.

Pri hitrosti vrtenja 200-300 vrt / min. napetost se lahko dvigne na 12 voltov, ustvarjena moč pa bo približno 3 vate. Uporablja se lahko za polnjenje majhne baterije. Pri drugih generatorjih je treba moč povečati na 1000 vrt/min. Samo v tem primeru bodo učinkoviti. Toda tukaj boste potrebovali menjalnik, ki ustvarja velik upor in ima tudi visoke stroške.

Električni del

Za sestavljanje električnega generatorja potrebujete naslednje komponente:

1. majhen motor iz starega tiskalnika, diskovnega pogona ali optičnega bralnika;
2. 8 diod tipa 1N4007 za dva usmerniška mostova;
3. kondenzator z zmogljivostjo 1000 mikrofaradov;
4. PVC cevi in ​​plastični deli;
5. aluminijaste plošče.

Spodnja slika prikazuje vezje generatorja.

Koračni motor: shema povezave z usmernikom in stabilizatorjem

Na vsako navitje motorja so povezani diodni mostovi, ki sta dva. Po mostovih je priključen stabilizator LM7805. Nastali izhod je napetost, ki se običajno uporablja za 12-voltno baterijo.

Električni generatorji na osnovi neodimovih magnetov z izjemno visoka moč sklopka. Uporabljati jih je treba previdno. pri močan vpliv ali segrevanje na temperaturo 80-250 0 C (odvisno od vrste), pride do razmagnetenja v neodimovih magnetih.

Kot osnovo za lastno izdelan generator lahko vzamete avtomobilsko pesto.

Rotor z neodimskimi magneti

Na pesto je s superlepilom prilepljenih približno 20 kosov neodimovih magnetov s premerom približno 25 mm. Enofazni električni generatorji so izdelani z enakim številom polov in magnetov.

Magneti, ki se nahajajo drug nasproti drugega, se morajo privlačiti, to pomeni, da so obrnjeni z nasprotnimi poli. Po lepljenju neodimskih magnetov jih napolnimo z epoksi smolo.

Tuljave so navite okroglo, skupno število obratov pa je 1000-1200. Moč generatorja z neodimovim magnetom je izbrana tako, da se lahko uporablja kot vir enosmernega toka, približno 6A, za polnjenje 12 V baterije.

Mehanski del

Rezila so izdelana iz plastična cev. Nanj narišemo surovce širine 10 cm in dolžine 50 cm, ki jih nato izrežemo. Za gred motorja je izdelana puša s prirobnico, na katero so z vijaki pritrjeni rezili. Njihovo število je lahko od dveh do štirih. Plastika ne bo trajala dolgo, vendar bo prvič dovolj. Danes so se pojavili precej odporni materiali, na primer ogljik in polipropilen. Nato je mogoče izdelati močnejša rezila aluminijeve zlitine.

Rezila uravnotežimo tako, da odrežemo odvečne dele na koncih, naklonski kot pa ustvarimo s segrevanjem in upogibanjem.

Generator je privit na kos plastične cevi z a navpična os. Koaksialno na cev je nameščena tudi vremenska loputa iz aluminijeve zlitine. Os je vstavljena v navpično cev jambora. Med njimi je nameščen potisni ležaj. Celotna konstrukcija se lahko prosto vrti v vodoravni ravnini.

Električno ploščo lahko namestimo na vrtljivi del, napetost do porabnika pa prenašamo preko dveh drsnih obročev s ščetkami. Če je plošča z usmernikom nameščena ločeno, bo število obročev enako šestim, kolikor jih ima koračni motor.

Vetrnica je nameščena na višini 5-8 m.

Če naprava učinkovito ustvarja energijo, jo lahko izboljšamo tako, da jo naredimo navpično-osno, na primer iz soda. Konstrukcija je manj dovzetna za bočne preobremenitve kot horizontalne. Na spodnji sliki je prikazan rotor z lopaticami, izdelanimi iz drobcev cevi, ki je nameščen na osi znotraj okvirja in ni izpostavljen sili prevračanja.

Vetrnica z navpično osjo in sodčastim rotorjem

Profilirana površina cevi ustvarja dodatno togost, zaradi katere je možna uporaba tanjše pločevine.

Vetrni generator z močjo več kot 1 kilovat

Naprava mora zagotavljati oprijemljive koristi in zagotavljati napetost 220 V, da je mogoče vklopiti nekatere električne naprave. Za to se mora zagnati neodvisno in proizvajati električno energijo v širokem razponu.

Če želite narediti vetrni generator z lastnimi rokami, morate najprej določiti zasnovo. Odvisno kako močan je veter. Če je šibek, potem je lahko edina možnost jadralna različica rotorja. Tukaj ne morete dobiti več kot 2-3 kilovate energije. Poleg tega bo zahteval menjalnik in zmogljivo baterijo s polnilnikom.

Cena vse opreme je visoka, zato se morate dobro pozanimati, ali bo koristila vašemu domu.

Na območjih s močni vetrovi, domači vetrni generator lahko dobite 1,5-5 kilovatov moči. Nato ga lahko priključite na domače omrežje 220 V. Napravo z večjo močjo je težko narediti sam.

Električni generator iz enosmernega motorja

Motor z nizko hitrostjo se lahko uporablja kot generator, ki ustvarja elektrika pri 400-500 o/min: PIK8-6/2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. Dolžina ohišja 143 mm, premer – 80 mm, premer gredi – 12 mm.

Kako izgleda enosmerni motor?

Potreben je multiplikator s prestavnim razmerjem 1:12. Z enim obratom lopatic vetrnice bo električni generator naredil 12 obratov. Spodnja slika prikazuje diagram naprave.

Shema načrtovanja vetrne turbine

Menjalnik ustvarja dodatno obremenitev, vendar je še vedno manjša kot pri avtomobilskem generatorju ali zaganjalniku, kjer je potrebno prestavno razmerje vsaj 1:25.

Priporočljivo je izdelati rezila aluminijasta pločevina velikost 60x12x2. Če jih na motor namestite 6, naprava ne bo tako hitra in se ob močnih sunkih vetra ne bo vrtela. Zagotoviti je treba možnost uravnoteženja. Da bi to naredili, so rezila spajkana na puše z možnostjo privijanja na rotor, tako da jih je mogoče premakniti dlje ali bližje od njegovega središča.

Moč generatorja s trajnimi magneti iz ferita ali jekla ne presega 0,5-0,7 kilovatov. Povečati ga je mogoče samo s posebnimi neodimskimi magneti.

Generator z nemagnetiziranim statorjem ni primeren za delovanje. Ob rahlem vetru se ustavi, potem pa ne more sam zagnati.

Stalno ogrevanje v hladni sezoni zahteva veliko energije, ogrevanje velike hiše pa je težava. V zvezi s tem je lahko koristno za dacho, ko morate tja iti največ enkrat na teden. Če vse pravilno pretehtate, ogrevalni sistem v državi deluje le nekaj ur. Preostali čas so lastniki v naravi. Z uporabo vetrnice kot vira enosmernega toka za polnjenje akumulatorja lahko v 1-2 tednih akumulirate električno energijo za ogrevanje prostorov za toliko časa in tako ustvarite zadostno udobje za sebe.

Za izdelavo generatorja iz motorja na izmenični tok ali avtomobilskega zaganjalnika jih je treba spremeniti. Motor je mogoče nadgraditi v generator, če je rotor izdelan iz neodimovih magnetov, obdelanih na njihovo debelino. Izdelan je z enakim številom polov kot stator, ki se izmenjujejo med seboj. Rotor z neodimskimi magneti, ki so prilepljeni na njegovo površino, se med vrtenjem ne sme držati.

Vrste rotorjev

Zasnove rotorjev so različne. Pogoste možnosti so prikazane na spodnji sliki, ki prikazuje vrednosti faktorja izkoristka vetrne energije (WEI).

Vrste in izvedbe rotorjev vetrnih turbin

Za vrtenje so vetrnice izdelane z navpično ali vodoravno osjo. Navpična možnost ima prednost enostavnega vzdrževanja, ko so glavne komponente nameščene na dnu. Nosilni ležaj je samonaravnan in ima dolgo življenjsko dobo.

Dve lopatici rotorja Savonius ustvarjata sunke, kar ni zelo priročno. Zaradi tega je sestavljen iz dveh parov rezil, ki sta med seboj oddaljena za 2 nivoja, pri čemer je eden zasukan glede na drugega za 90 0. Sodi, vedra in ponve se lahko uporabljajo kot surovci.

Rotor Daria, katerega rezila so izdelana iz elastičnega traku, je enostavna za izdelavo. Za lažje napredovanje mora biti njihovo število liho. Gibanje poteka v sunkih, zato se mehanski del hitro zlomi. Poleg tega trak pri vrtenju vibrira in tako rohni. Ta oblika ni zelo primerna za trajno uporabo, čeprav so rezila včasih izdelana iz materialov, ki absorbirajo zvok.
V ortogonalnem rotorju so krila izdelana profilirano. Optimalno število rezil je tri. Naprava je hitra, vendar jo je treba pri zagonu odviti.

Helikoidni rotor ima visoko učinkovitost zaradi kompleksne ukrivljenosti lopatic, kar zmanjšuje izgube. Zaradi visokih stroškov se uporablja manj pogosto kot druge vetrne turbine.

Zasnova rotorja z vodoravnimi rezili je najučinkovitejša. Vendar zahteva stabilne povprečne vetrove in zahteva tudi zaščito pred orkani. Rezila so lahko izdelana iz propilena, če je njihov premer manjši od 1 m.

Če rezila odrežete iz debelostenske plastične cevi ali soda, ne boste mogli doseči moči, višje od 200 W. Profil v obliki segmenta ni primeren za stisljiv plinasti medij. To zahteva zapleten profil.

Premer rotorja je odvisen od potrebne moči in števila lopatic. Dvokraki z močjo 10 W potrebuje rotor s premerom 1,16 m, rotor s 100 W pa 6,34 m. Za štirikraki in šestkraki bo premer 4,5 m oziroma 3,68 m.

Če rotor postavite neposredno na gred generatorja, njegov ležaj ne bo zdržal dolgo, saj je obremenitev vseh lopatic neenakomerna. Nosilni ležaj za gred vetrnice mora biti samonaravnajoč, z dvema ali tremi nivoji. Potem se gred rotorja ne bo bala upogibanja in premika med vrtenjem.

Veliko vlogo pri delovanju vetrnice ima odjemnik toka, ki ga je treba redno vzdrževati: mazati, čistiti, nastavljati. Zagotoviti je treba možnost njenega preprečevanja, čeprav je to težko izvedljivo.

Varnost

Vetrnice z močjo nad 100 W so hrupne naprave. Industrijsko vetrno turbino je mogoče namestiti na dvorišču zasebne hiše, če je certificirana. Njegova višina mora biti višja od najbližjih hiš. Tudi vetrnice z majhno močjo ni mogoče namestiti na streho. Mehanske vibracije njegovo delovanje lahko povzroči resonanco in povzroči uničenje strukture.

Visoke hitrosti vrtenja vetrnega generatorja zahtevajo visoka kakovost izdelave. V nasprotnem primeru, če je naprava uničena, obstaja nevarnost, da njeni deli odletijo na velike razdalje in povzročijo poškodbe ljudi ali domačih živali. To je treba še posebej upoštevati pri izdelavi vetrnice z lastnimi rokami iz odpadnega materiala.

Video. DIY vetrni generator.

Uporaba vetrnih generatorjev ni priporočljiva v vseh regijah, saj je odvisna od podnebnih razmer. Poleg tega jih nima smisla izdelovati sami brez nekaj izkušenj in znanja. Za začetek se lahko lotite ustvarjanja preprostega dizajna z močjo nekaj vatov in napetostjo do 12 voltov, s katerim lahko napolnite telefon ali zakurite ogenj. varčna svetilka. Uporaba neodimovih magnetov v generatorju lahko znatno poveča njegovo moč.

Bolje je kupiti močne vetrne turbine, ki prevzamejo pomemben del električne energije doma, proizvajajo industrijske, ki ustvarjajo napetost 220 V, skrbno pretehtajo vse prednosti in slabosti. Če jih kombinirate z drugimi vrstami alternativnih virov energije, bo morda dovolj elektrike za vse gospodarske potrebe, vključno z ogrevalnim sistemom hiše.

Dejavnosti tako posameznika kot celotnega današnjega človeštva so praktično nemogoče brez elektrike. Na žalost hitro naraščajoča poraba nafte in plina, premoga in šote vodi v zmanjšanje zalog teh virov na planetu. Kaj storiti, dokler zemljani še imajo vse to? Po zaključkih strokovnjakov lahko razvoj energetskih kompleksov reši težave svetovne gospodarske in finančne krize. Zato postaja iskanje in uporaba brezgorivnih virov energije najbolj nujna.

Obnovljivo, ekološko, zeleno

Morda ni vredno spomniti, da je vse novo dobro pozabljeno staro. Ljudje so se že zelo dolgo nazaj naučili uporabljati moč rečnega toka in hitrost vetra za ustvarjanje mehanske energije. Sonce nam segreva vodo in premika avtomobile ter poganja vesoljske ladje. Kolesa, nameščena v strugah potokov in rek, so oskrbovala polja z vodo že v srednjem veku. Z moko bi lahko preskrbeli več okoliških vasi.

Trenutno nas zanima preprosto vprašanje: kako svojemu domu zagotoviti poceni svetlobo in toploto, kako narediti mlin na veter z lastnimi rokami? 5 kW moči ali malo manj, glavna stvar je, da lahko svoj dom oskrbujete s tokom za delovanje električnih naprav.

Zanimivo je, da v svetu obstaja klasifikacija zgradb glede na stopnjo učinkovitosti virov:

• konvencionalni, zgrajen pred 1980-1995;
• z nizko in ultra nizko porabo energije - do 45-90 kWh na 1 kW / m;
• pasivno in nehlapno, prejemanje toka iz obnovljivih virov (na primer z namestitvijo rotacijskega vetrnega generatorja (5 kW) z lastnimi rokami ali sistemom sončni kolektorji, ta problem je mogoče rešiti);
• energetsko učinkovite stavbe, ki proizvedejo več električne energije, kot jo potrebujejo, zaslužijo denar s posredovanjem energije drugim porabnikom po omrežju.

Izkazalo se je, da lahko lastne domače mini postaje, nameščene na strehah in dvoriščih, sčasoma postanejo neke vrste konkurenca velikim dobaviteljem električne energije. Da in vlade različne države močno spodbujajo ustvarjanje in aktivno uporabo

Kako ugotoviti donosnost lastne elektrarne

Raziskovalci so dokazali, da je rezervna zmogljivost vetrov veliko večja od vseh stoletij nakopičenih rezerv goriva. Med načini pridobivanja energije iz obnovljivih virov imajo posebno mesto vetrnice, saj je njihova proizvodnja enostavnejša od izdelave sončnih kolektorjev. Pravzaprav lahko z lastnimi rokami sestavite vetrni generator z močjo 5 kW, ki ima potrebne komponente, vključno z magneti, bakreno žico, vezanimi ploščami in kovino za rezila.

Strokovnjaki pravijo, da lahko dizajn postane produktiven in s tem donosen ne samo pravilna oblika, ampak tudi zgrajen na pravem mestu. To pomeni, da je treba upoštevati prisotnost, konstantnost in enakomerno hitrost zračnih tokov v vsakem posameznem primeru in celo v določenem območju. Če območje občasno doživlja mirne, mirne in brezvetrne dni, namestitev jambora z generatorjem ne bo prinesla nobene koristi.

Preden začnete izdelovati vetrnico z lastnimi rokami (5 kW), morate razmisliti o njenem modelu in vrsti. Od šibke zasnove ne smete pričakovati velike količine energije. In obratno, ko morate na vaši dachi napajati le nekaj žarnic, nima smisla graditi ogromne vetrnice z lastnimi rokami. 5 kW je moč, ki zadostuje za oskrbo z električno energijo skoraj celotnega sistema razsvetljave in gospodinjskih aparatov. Če bo ves veter, bo svetloba.

Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami: zaporedje dejanj

Na izbranem mestu za visok jambor se utrdi sama vetrnica z generatorjem, ki je na njej pritrjen. Ustvarjena energija se po žicah prenaša v želeni prostor. Menijo, da višja kot je konstrukcija jambora, večji kot je premer vetrnega kolesa in močnejši pretok zraka, večja je učinkovitost celotne naprave. V resnici vse ni tako:

• na primer, močan orkan lahko zlahka zlomi rezila;
• nekatere modele je mogoče namestiti na streho običajne hiše;
• pravilno izbrana turbina se zlahka zažene in odlično deluje tudi pri zelo nizkih hitrostih vetra.

Glavne vrste vetrnih turbin

Zasnove z vodoravno osjo vrtenja rotorja veljajo za klasične. Običajno imajo 2-3 rezila in so nameščeni na visoki višini od tal. Največja učinkovitost takšne naprave se kaže pri konstantni smeri in njeni hitrosti 10 m/s. Pomembna pomanjkljivost te zasnove lopatic je neuspeh pri vrtenju lopatic med pogosto spreminjajočimi se sunki, kar vodi do neproduktivnega delovanja ali uničenja celotne naprave. Za zagon takšnega generatorja po zaustavitvi je potrebno prisilno začetno vrtenje rezil. Poleg tega, ko se rezila aktivno vrtijo, proizvajajo posebne zvoke, ki so neprijetni za človeško uho.

Vertikalni vetrni generator ("Volchok" 5 kW ali drug) ima drugačno postavitev rotorja. Turbine v obliki črke H ali soda zajemajo veter iz katere koli smeri. Te konstrukcije so manjše velikosti, se zaženejo že pri najšibkejših zračnih tokovih (pri 1,5-3 m/s), ne zahtevajo visokih stebrov in se lahko uporabljajo tudi v urbanih okoljih. Poleg tega samosestavljene vetrnice (5 kW - to je realno) dosežejo nazivno moč pri hitrosti vetra 3-4 m/s.

Jadra niso na ladjah, ampak na kopnem

Eden od priljubljenih trendov v vetrni energiji je zdaj ustvarjanje vodoravnega generatorja z mehkimi rezili. Glavna razlika je tako v materialu izdelave kot v sami obliki: vetrnice "naredi sam" (5 kW, tip jadra) imajo 4-6 trikotnih lopatic iz blaga. Poleg tega se za razliko od tradicionalnih struktur njihov presek povečuje v smeri od središča proti obrobju. Ta funkcija vam omogoča, da ne le "lovite" šibke vetrove, ampak tudi preprečite izgube med orkanskim pretokom zraka.

Prednosti jadrnic vključujejo naslednje kazalnike:

• velika moč pri počasnem vrtenju;
• neodvisna orientacija in prilagajanje vsakemu vetru;
• visoka vetrnica in nizka vztrajnost;
• ni treba prisiliti kolesa, da se vrti;
• popolnoma tiho vrtenje tudi pri visokih hitrostih;
• odsotnost vibracij in zvočnih motenj;
• relativno poceni gradnje.

DIY mlini na veter

5 kW potrebne električne energije lahko pridobimo na več načinov:

• zgraditi preprosto strukturo rotorja;
• sestavite kompleks več jadralnih koles, ki se zaporedno nahajajo na isti osi;
• uporabite zasnovo osi z neodimskimi magneti.

Pomembno si je zapomniti, da je moč vetrnega kolesa sorazmerna s kubično vrednostjo hitrosti vetra, pomnoženo s pometno površino turbine. Torej, kako narediti 5 kW vetrni generator? Navodila spodaj.

Kot osnovo lahko uporabite pesto avtomobila in zavorne diske. Na bodočih rotorskih diskih (gibljivem delu generatorja) je nameščenih vzporedno v krogu 32 magnetov (25 x 8 mm), po 16 kosov na disk, plusi pa se morajo izmenjevati z minusi. Nasprotni magneti morajo imeti različne pomene drogovi. Po označevanju in namestitvi je vse na krogu napolnjeno z epoksi smolo.

Na stator so nameščene tuljave bakrene žice. Njihovo število naj bo manjše od števila magnetov, to je 12. Najprej se vse žice izvlečejo in med seboj povežejo v zvezdo ali trikotnik, nato pa jih še zalijemo z epoksi lepilom. Priporočljivo je, da pred vlivanjem v notranjost tuljav vstavite koščke plastelina. Ko se smola strdi in odstrani, bodo ostale luknje, ki so potrebne za prezračevanje in hlajenje statorja.

Kako vse skupaj deluje

Rotorski diski, ki se vrtijo glede na stator, tvorijo magnetno polje in v tuljavah nastane električni tok. In za premikanje teh delov je potrebna vetrnica, povezana s sistemom jermenic delovna struktura. Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami? Nekateri ljudje začnejo graditi lastno elektrarno tako, da sestavijo generator. Drugi - iz ustvarjanja vrtljivega dela rezila.

Gred vetrnice je z drsno povezavo povezana z enim od diskov rotorja. Spodnji, drugi disk z magneti je nameščen na močnem ležaju. Stator se nahaja na sredini. Vsi deli so pritrjeni na krog iz vezanega lesa z dolgimi vijaki in pritrjeni z maticami. Med vsemi "palačinkami" je treba pustiti minimalne vrzeli za prosto vrtenje diskov rotorja. Rezultat je 3-fazni generator.

"Sod"

Ostane le še izdelava vetrnic. Vrtljivo strukturo 5 kW lahko naredite z lastnimi rokami iz 3 krogov vezanega lesa in lista najtanjšega in najlažjega duraluminija. Kovinska pravokotna krila so pritrjena na vezan les s sorniki in kotniki. Najprej se v vsaki ravnini kroga izdolbejo vodilni utori v obliki vala, v katere se vstavijo plošče. Nastali dvonadstropni rotor ima 4 valovite lopatice, pritrjene ena na drugo pod pravim kotom. To pomeni, da sta med vsakima dvema palačinkama iz vezanega lesa, pritrjenimi na pesta, 2 rezila iz duraluminija, ukrivljena v obliki vala.

Ta struktura je nameščena v sredini na jeklenem zatiču, ki bo prenašal navor na generator. Samoizdelane vetrnice (5 kW) te zasnove tehtajo približno 16-18 kg z višino 160-170 cm in osnovnim premerom 80-90 cm.

Stvari, ki jih je treba upoštevati

Vetrnico »sod« lahko namestimo celo na streho zgradbe, vendar zadostuje že 3-4 metre visok stolp. Vendar pa je ohišje generatorja nujno zaščititi pred naravnimi padavinami. Priporočljiva je tudi vgradnja akumulatorskega hranilnika energije.

Za pridobitev izmeničnega toka iz enosmernega 3-faznega toka je treba v vezje vključiti tudi pretvornik.

pri zadostna količina V vetrovnih dneh v regiji lahko samosestavljena vetrnica (5 kW) zagotovi tok ne le za televizor in žarnice, temveč tudi za video nadzorni sistem, klimatsko napravo, hladilnik in drugo električno opremo.

Do nedavnega so vetrni generatorji veljali za redkost, danes pa tem območju Hitro se razvija in veliko ljudi je pridobilo izkušnje pri ustvarjanju vetrnih turbin za proizvodnjo električne energije. Takšne naprave se lahko uporabljajo na različnih področjih - za oskrbo z vodo, elektrifikacijo zasebnih hiš, delovanje kmetijskih enot (na primer drobilnikov) ali ogrevanje vode za ogrevanje doma.

Industrijski modeli imajo številne prednosti, razen stroškov. Zato bomo danes ugotovili, kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami in kateri materiali / orodja bodo potrebni za to.

Konstrukcijske značilnosti in mehanika vetrnega generatorja

Načelo delovanja vetrnega generatorja je pretvorba kinetične energije v električno. Naprava je sestavljena iz več sistemskih elementov, od katerih ima vsak svojo funkcijo. Poskusimo to ugotoviti.

Opomba! Vetrni generatorji so lahko rotacijski (vertikalni) ali klasični (horizontalni). Slednji imajo večjo učinkovitost, zato so izdelani pogosteje kot drugi.

Omeniti velja, da vertikalne vetrne turbine obrniti se je treba proti vetru, ker v bočnem toku preprosto niso sposobni delovati. Horizontalni generatorji imajo še druge prednosti. Spoznajmo jih.

1. Turbine rotacijskih naprav bodo "lovile" veter ne glede na to, iz katere smeri piha. Kar je izjemno priročno v primeru nestabilnega/spremenljivega vetra v regiji.
2. Veliko lažje je zgraditi vodoravno vetrnico kot vodoravno.
3. Struktura se lahko nahaja neposredno na tleh, vendar pod pogojem, da je tam dovolj vetra.

Kar se tiče pomanjkljivosti, ima horizontalni vetrni generator samo eno - precej nizko učinkovitost.

Izračun moči bodočega vetrnega generatorja

Najprej bi morali ugotoviti, kakšno moč mora imeti vetrni generator z lastnimi rokami, kakšne so funkcije in obremenitve, s katerimi se bo soočil. Praviloma se alternativni viri električne energije uporabljajo kot pomožni, torej za pomoč pri glavnem napajanju. Torej, če je sistemska moč celo 500 vatov ali več, je to že kar dobro.

Opomba! Za ogrevanje srednje velike zasebne hiše boste potrebovali približno dva do tri kilovate.

Hkrati je končna moč vetrnega generatorja odvisna od drugih dejavnikov, vključno z:

• hitrost vetra;
• število rezil.

Da bi ugotovili ustrezno razmerje za napeljave horizontalni tip, priporočamo, da se seznanite s spodnjo tabelo. Številke v njem na presečišču so zahtevana moč (navedena v vatih).

Tabela. Izračun potrebne moči za horizontalne vetrne generatorje.

Na primer, če je v vaši regiji hitrost vetra pretežno od 5 do 8 metrov na sekundo, zahtevana moč vetrnega generatorja pa je 1,5-2 kilovata, mora biti premer konstrukcije približno 6 metrov ali več.

Kakšna naj bodo rezila?

Oblika rezil je lahko:

• jadranje;
• krilati

Kar zadeva lopatice tipa jadra, so ploščate in zato manj učinkovite. Ne upoštevajo aerodinamike, temveč se vrtijo izključno pod pritiskom toka vetra. Posledično se v električno energijo ne pretvori več kot 10 odstotkov vse energije. Toda pri krilnih lopaticah je površina notranjih in zunanjih površin drugačna. Omeniti velja tudi, da morajo biti takšne lopatice nameščene pod kotom 7-10 stopinj glede na veter.

Zdaj pa nekaj besed o materialu, iz katerega naj bodo rezila. Za vintage vetrnice Uporabljeni so bili tonični okvirji iz lesa, sestavljeni iz palic in preklad. Na takšne okvirje so bila raztegnjena posebna "krila" iz blaga. Če se je tkanina obrabila, so jo preprosto zamenjali z novo. Čeprav obstaja Alternativna možnost– za te namene vzemite goste materiale (na primer ponjavo).

Čeprav lahko rezila naredite z lastnimi rokami iz sodobnejših materialov.

1. Če je propeler majhen, mu lahko kot rezila služijo rezane polivinilkloridne cevi.
2. Uporabite lahko tudi lahke kovine (na primer duralumin).
3. Če nameravate uporabiti "jadra", jih lahko izrežete iz vezanega lesa.
4. Nazadnje, za veliko enoto so lahko rezila izdelana iz desk (tudi če so težke, ni pomembno, le uravnotežiti morajo drug drugega).

Opomba! Če v regiji prevladujejo sunkoviti vetrovi, je bolje dati prednost težkim rezilom - to bo zagotovilo bolj stabilno delovanje celotnega sistema.

Kar zadeva premer cevi, mora ustrezati 1/5 njihove skupne dolžine. Vsaka od teh cevi je vzdolžno razrezana na štiri dele, na dnu pa je potrebno izrezati pravokotnik velikosti 5x5 (tu bodo nameščeni pritrdilni elementi), nato pa naredite poševen rez, zaradi katerega se bo vsako rezilo zožilo osnova. Za obdelavo raztrganega roba se uporablja brusni papir.

Izdelava vertikalnega vetrnega generatorja doma

Zdaj pa ugotovimo, kako dejansko narediti vetrni generator z lastnimi rokami. Postopek je sestavljen iz več stopenj, seznanimo se z značilnostmi vsake od njih.

Prva stopnja. Pripravimo orodja in materiale

Glede velikosti turbine ni nobenih zahtev – večja kot je, bolje je za sam sistem. In v primeru, navedenem v tem članku, je premer turbine 60 centimetrov.

Če želite sami narediti navpično turbino, pripravite vnaprej:

• cev s premerom 60 centimetrov iz nerjavečega jekla;
• vijaki, matice in drugi pritrdilni elementi;
• par plastičnih diskov s premerom 60 centimetrov (pomembno je, da je plastika trpežna);
• pesto iz avtomobila za osnovo;
• vogali, s katerimi bodo pritrjena rezila (šest kosov za vsak element; to je skupaj 36 izvodov).

Poleg tega vnaprej poskrbite za naslednja orodja:

• ključi;
• sestavljanka;
• maska;
• zaščitne rokavice;
• bolgarščina;
• izvijač;
• električni vrtalnik.

Za uravnoteženje rezil lahko uporabite magnete ali majhne kovinske ploščice. Če je neravnovesje manjše, lahko preprosto izvrtate luknje na ustreznih mestih.

Druga stopnja. Nariše risbo

Tukaj zagotovo ne morete brez risbe. Uporabite lahko spodnjega ali ustvarite svojega.

Tretja stopnja. Izdelava vertikalne vetrnice

Korak 1. Prvi posnetek kovinska cev in ga prerežite po dolžini, tako da na koncu dobite šest rezil enake velikosti.

2. korak Iz plastike izrežite par enakih krogov s premerom 60 centimetrov. Služili bodo kot nosilci za spodnji in zgornji del turbine.

3. korak V zgornji podpori lahko odrežete majhna luknja(približno 30 centimetrov v premeru), kar bo dizajn nekoliko olajšalo.

4. korak Vzdolž lukenj na pestu avtomobila označite podobne luknje v spodnjem plastičnem nosilcu, potrebnem za pritrditve. Z vrtalnikom naredite luknje.

5. korak Označite lokacijo rezil v skladu s šablono (dobiti morate par trikotnikov, ki se zdijo kot zvezda). Označite mesta pritrditve vogalov. Na obeh nosilcih mora biti vse enako.

6. korak Obrežite rezila. Z mlinčkom jih lahko narežete po več naenkrat.

korak 7 Označite mesta namestitve na rezilih in vogalih. Naredite vse te luknje.

8. korak Povežite rezila s podstavki s pomočjo kotov, vijakov in matic.

Opomba! Moč naprave je v veliki meri odvisna od dolžine rezil, če pa so slednja velika, jih bo veliko težje uravnotežiti. Poleg tega se lahko struktura pod vplivom močnega vetra zrahlja.

Četrta stopnja. Izdelujemo generator

Generator v v tem primeru morajo biti samovzbujajoči in nujno na trajnih magnetih. Če vzamete običajni generator iz avtomobila, potem napetostni navit tukaj deluje iz akumulatorja, z drugimi besedami, v odsotnosti napetosti ne bo vzbujanja. Posledično, če uporabljate preprost generator v tandemu z baterijo in je veter dolgo časa razmeroma šibek, se bo baterija kmalu preprosto izpraznila in kasneje, ko se veter vrne, se vetrni generator ne bo več zagnal z vašim roke.

Možna je tudi izdelava sistema z uporabo neodimovih magnetov. Tovrstna naprava bo proizvedla od 1,5 kilovata (če je veter šibek) do 3,5 kilovata (če je veter močan). Navodila po korakih ustvariti takšen generator je naslednji.

Korak 1. Naredite nekaj kovinskih palačink, vsaka dolga približno 50 centimetrov.

2. korak S superlepilom na palačinke po celotnem obodu prilepite neodimske magnete velikosti 2,5 x 5,0,12 centimetra (vsakega dvanajst kosov).

3. korak Palačinke položite eno nasproti druge, ne pozabite na polarnost.

4. korak Med njimi postavite doma narejen stator (naredite 9 tuljav iz žice s prečnim prerezom 0,3 centimetra, vsaka s 70 zavoji). Povežite tuljave z zvezdico (kot je prikazano na sliki) in jih nato napolnite s polimerno smolo. V tem primeru je pomembno, da so tuljave navite v eni smeri, konec/začetek navitja lahko označite z barvno izoleto - to bo bolj priročno.

5. korak Stator mora biti debel približno 2 centimetra. Navitje naj pride ven skozi vijake in matice. Razdalja med rotorjem in statorjem mora biti 2 milimetra.

Magneti se bodo precej močno pritegnili, za gladko povezavo pa je potrebno v njih narediti luknje in izrezati navoje za čepe. Takoj poravnajte rotorje, nato pa s ključi spustite zgornjega na spodnjega. Nato lahko odstranite začasne zatiče.

Opomba! Zgoraj opisani generator se lahko uporablja ne samo za navpične, ampak tudi za vodoravne vetrnice.

Peta stopnja. Sestavljamo celotno konstrukcijo

Najprej namestite poseben nosilec na jambor, skozi katerega bo pritrjen stator (ki ima lahko tri ali šest rezil). Z istimi maticami pritrdite pesto nad nosilec. Končni generator privijte na štiri čepe, ki se nahajajo na pestu. Po tem priključite stator na nosilec, ki je fiksno pritrjen na drogu. Pritrdite turbino na drugo ploščo rotorja. Žice statorja povežite s sponkami na regulator napetosti.

Šesta stopnja. Vgradimo enoto, ki lahko veter spremeni v elektriko

Če želite namestiti celoten vetrni generator z lastnimi rokami, morate slediti spodnjim korakom v obliki navodil po korakih.

Korak 1. Betonirajte zanesljivo in trajno podlago v tleh.

2. korak Nalivanje tam betonska malta, dodajte zatiče, potrebne za pritrditev masivnega tečaja (vse to je mogoče enostavno narediti ročno).

3. korak Ko se beton popolnoma strdi, namestite tečaj na čepe in pritrdite z maticami.

4. korak Namestite drog v gibljivi del tečaja.

5. korak Na vrh jambora pritrdite 3 ali 4 fante (lahko uporabite prirobnico ali varjenje). Potrebovali boste tudi jeklenico.

6. korak Dvignite jambor na tečaj z enim od pripravljenih kablov (lahko ga vlečete z avtomobilom).

korak 7 Navpičnost celotnega jambora je strogo pritrjena z vpetimi žicami.

Kje je mogoče namestiti tak vetrni generator?

Učinkovitost njegovega delovanja je v veliki meri odvisna od tega, kako pravilno izberete mesto za namestitev vetrnega generatorja. Lokacija mora biti takšna, da sistemske lopatice dobijo čim več velika količina veter. Mesto naj bo odprto in dvignjeno (na primer streha hiše, vendar čim dlje od dreves in drugih zgradb). Običajno razlog za to ni le v motnjah, temveč tudi v tem, da naprava med delovanjem povzroča nekaj hrupa, kar morda ne bo všeč sosedom ali lastnikom samim.

Za podrobnejše razumevanje problema priporočamo, da si ogledate spodnji tematski video.

Video - Kako narediti vetrni generator z gospodinjskim ventilatorjem

Rotacijski (horizontalni) vetrni generator

Takšna naprava se bo spopadla z oskrbo z električno energijo majhna hiša ali več gospodarskih poslopij. Največja moč vetrnega generatorja ne bo presegla 1,5 kilovata.

Za delo pripravite:

• 12-vatni avtomobilski generator;
• rele, indikator baterije;
• sama baterija je 12 vatov;
• pretvornik toka;
• velika ponev ali vedro iz duraluminija ali nerjavečega jekla;
• par sponk za pritrditev generatorja na drog;
• stikalo;
• žica, 0,4 in 0,25 centimetra;
• vijaki, matice, podložke;
• voltmeter.

Orodja, ki jih boste potrebovali, so enaka kot v prejšnjem primeru. Najprej vzemite ponev (ali vedro) in jo z markerjem in merilnim trakom razdelite na štiri enake dele. Izrežite rezila, vendar ne zarežite do konca (kot je prikazano na sliki).

Na dnu naredite luknje za vijake, nato pa upognite rezila, vendar ne preveč. Upoštevajte dejstvo, kako se bo generator vrtel (v smeri urinega kazalca ali nasprotni smeri).

Nato pritrdite posodo s pripravljenimi rezili na škripec in jo pritrdite s sorniki. Namestite generator na drog, pritrjen vnaprej (za to uporabite priložene sponke), nato povežite vse kable in sestavite vezje. Ponovno napišite celotno vezje, pritrdite žice na nosilec.

Za priključitev baterije uporabite 4 mm kabel z največjo dolžino 1 metra. Za priključitev bremena uporabite kabel z manjšim presekom. Namestite tudi inverter. Spodaj je primer diagrama povezave.

Kot lahko vidite, je povsem mogoče zgraditi vetrni generator z lastnimi rokami. Zasnova je lahko dveh vrst, vendar če imate spretnosti in ustrezno vnemo, lahko delo opravite tudi sami. To je vse, srečno!

Neusahljiva energija, ki jo s seboj nosijo zračne mase, že od nekdaj pritegne pozornost ljudi. Naši pradedje so se naučili veter izkoriščati v jadra in kolesa mlinov na veter, nakar je dve stoletji brezciljno hitel po širnih zemeljskih prostranstvih.

Danes sem ga spet našla zanj koristno delo. Vetrni generator za zasebni dom se iz tehnične novosti spremeni v resničnega dejavnika našega vsakdana.

Oglejmo si podrobneje vetrne elektrarne, ocenimo pogoje za njihovo donosno uporabo in razmislimo o obstoječih sortah. Domači obrtniki bodo v našem članku prejeli informacije za razmišljanje o temi samosestavljanje vetrnica in zanjo potrebne naprave učinkovito delo.

Kaj je vetrni generator?

Načelo delovanja domače vetrne elektrarne je preprosto: zračni tok vrti lopatice rotorja, nameščene na gredi generatorja, in ustvarja izmenični tok v njegovih navitjih. Proizvedena električna energija se shranjuje v baterije in jo po potrebi uporabljajo gospodinjski aparati. Seveda je to poenostavljen diagram delovanja domače vetrnice. Praktično jo dopolnjujejo naprave za pretvorbo električne energije.

Takoj za generatorjem v energetski verigi je krmilnik. Pretvarja trifazni izmenični tok v enosmerni in ga usmerja za polnjenje baterij. Večina gospodinjskih aparatov ne more delovati s konstantno močjo, zato je za baterijami nameščena druga naprava - inverter. Izvaja obratno operacijo: obrne se D.C. v gospodinjstvu izmenična napetost 220 voltov. Jasno je, da te transformacije ne minejo, ne da bi pustile sled in odvzamejo precej spodoben del prvotne energije (15-20%).

Če je vetrnica v paru z sončna baterija ali drugega generatorja električne energije (bencin, dizel), potem se vezje dopolni z avtomatskim stikalom (ATS). Ko je glavni vir toka izklopljen, aktivira rezervnega.

Da bi dosegli največjo moč, mora biti vetrni generator nameščen vzdolž toka vetra. IN enostavni sistemi Izveden je princip vremenske lopatice. Da bi to naredili, je na nasprotnem koncu generatorja pritrjeno navpično rezilo, ki ga obrne proti vetru.

Močnejše instalacije imajo rotacijski elektromotor, ki ga krmili senzor smeri.

Glavne vrste vetrnih generatorjev in njihove značilnosti

Obstajata dve vrsti vetrnih generatorjev:

1. Z vodoravnim rotorjem.
2. Z navpičnim rotorjem.

Prva vrsta je najpogostejša. Zanj je značilna visoka učinkovitost (40-50%), vendar ima povečano raven hrupa in vibracij. Poleg tega njegova namestitev zahteva velik prosti prostor (100 metrov) ali visok jambor (od 6 metrov).

Generatorji z navpičnim rotorjem so energijsko manj učinkoviti (izkoristek je skoraj 3-krat nižji kot pri vodoravnih).

Njihove prednosti vključujejo preprosto namestitev in zanesljivo zasnovo. Nizka raven hrupa omogoča namestitev vertikalnih generatorjev na strehe hiš in celo na tla. Te naprave se ne bojijo zaledenitve in orkanov. Izstrelijo se iz šibkega vetra (od 1,0-2,0 m/s), vodoravna vetrnica pa potrebuje zračni tok srednje moči (3,5 m/s in več). Vertikalni vetrni generatorji so zelo raznoliki v obliki rotorja (rotorja).

Rotorska kolesa vertikalnih vetrnih turbin

Zaradi nizke hitrosti rotorja (do 200 vrtljajev na minuto) mehanska življenjska doba takšnih naprav znatno presega življenjsko dobo horizontalnih vetrnih generatorjev.

Kako izračunati in izbrati vetrni generator?

Veter ni zemeljski plin, črpan po ceveh, ali elektrika, ki neprekinjeno teče po žicah v naš dom. Je muhast in nestanoviten. Danes orkan odkriva strehe in lomi drevesa, jutri pa se umakne popolnemu zatišju. Zato pred nakupom oz samoprodukcija vetrne turbine, morate oceniti potencial zračne energije na vašem območju. Za to je treba določiti povprečno letno moč vetra. To vrednost lahko na zahtevo najdete na internetu.

Ko prejmemo takšno tabelo, poiščemo območje našega bivanja in pogledamo intenzivnost njegove barve ter jo primerjamo z ocenjevalno lestvico. Če je povprečna letna hitrost vetra manjša od 4,0 metrov na sekundo, potem vetrne turbine nima smisla postavljati. Ne bo zagotovil potrebne količine energije.

Če je moč vetra zadostna za postavitev vetrne elektrarne, lahko nadaljujete z naslednjim korakom: izbiro moči generatorja.

če govorimo o o avtonomni oskrbi z energijo doma, potem se upošteva povprečna statistična poraba električne energije 1 družine. Ta znaša od 100 do 300 kWh na mesec. V regijah z nizkim letnim potencialom vetra (5-8 m/s) lahko vetrna turbina z močjo 2-3 kW proizvede to količino električne energije. Upoštevati je treba, da je pozimi povprečna hitrost vetra večja, zato bo proizvodnja energije v tem obdobju večja kot poleti.

Izbira vetrnega generatorja. Približne cene

Cene za vertikalne domače vetrne generatorje z zmogljivostjo 1,5-2,0 kW so v razponu od 90 do 110 tisoč rubljev. Paket po tej ceni vključuje samo generator z lopaticami, brez droga in dodatne opreme (krmilnik, inverter, kabel, baterije). Celotna elektrarna vključno z montažo bo stala 40-60% več.

Stroški močnejših vetrnih turbin (3-5 kW) se gibljejo od 350 do 450 tisoč rubljev (od dodatno opremo in inštalacijska dela).

DIY mlin na veter. Zabava ali pravi prihranek?

Recimo takoj, da izdelava vetrnega generatorja z lastnimi rokami, ki je popolna in učinkovita, ni enostavna. Pravilen izračun vetrnega kolesa, prenosnega mehanizma, izbira generatorja, primernega za moč in hitrost, je ločena tema. Podali bomo le kratka priporočila o glavnih fazah tega procesa.

Generator

Avtomobilski generatorji in elektromotorji pralnih strojev z direktnim pogonom za ta namen niso primerni. Sposobni so proizvajati energijo iz vetrnega kolesa, vendar bo to nepomembno. Za učinkovito delovanje samogeneratorji potrebujejo zelo visoke hitrosti, ki jih vetrnica ne more razviti.

Motorji za pralne stroje imajo še en problem. Tam so feritni magneti, vendar vetrni generator potrebuje učinkovitejše - neodimove. Postopek samonamestitve in navijanja tokovnih navitij zahteva potrpljenje in visoko natančnost.

Moč naprave, ki jo sestavite sami, praviloma ne presega 100-200 vatov.

V zadnjem času so med domačimi mojstri postala priljubljena motorna kolesa za kolesa in skuterje. Z vidika vetrne energije so to močni neodimski generatorji, ki so optimalno primerni za delo z navpičnimi vetrnimi kolesi in polnjenje baterij. Iz takega generatorja lahko pridobite do 1 kW vetrne energije.

Motorno kolo - že pripravljen generator za domačo vetrno elektrarno

Vijak

Najlažji za izdelavo so jadralni in rotorski propelerji. Prvi je sestavljen iz lahkih ukrivljenih cevi, nameščenih na osrednji plošči. Čez vsako cev se potegnejo rezila iz trpežne tkanine. Velika vetrnost propelerja zahteva pritrditev lopatic na tečajih, tako da se med orkanom zložijo in se ne deformirajo.

Zasnova rotacijskega vetrnega kolesa se uporablja za vertikalni generatorji. Je enostaven za izdelavo in zanesljiv pri delovanju.

Domače vetrne generatorje z vodoravno osjo vrtenja poganja propeler. Domači mojstri ga sestavijo iz PVC cevi s premerom 160-250 mm. Rezila so nameščena na okrogli jekleni plošči z montažno luknjo za gred generatorja.

Zračne mase imajo neizčrpne zaloge energije, ki jih človeštvo uporablja že od pradavnine. V bistvu je moč vetra zagotavljala gibanje ladij pod jadri in delovanje mlinov na veter. Po izumu parnih strojev je ta vrsta energije izgubila pomen.

Šele v sodobnih razmerah je vetrna energija spet postala povpraševanje po energiji gonilna sila uporablja za električne generatorje. Še niso postale razširjene v industrijsko merilo, vendar postajajo vse bolj priljubljeni v zasebnem sektorju. Včasih je preprosto nemogoče priključiti na električni vod. V takih situacijah mnogi lastniki oblikujejo in izdelujejo vetrni generator za zasebni dom z lastnimi rokami iz odpadnega materiala. Kasneje se uporabljajo kot glavni ali pomožni viri električne energije.

Teorija idealnega mlina na veter

To teorijo so v različnih obdobjih razvili znanstveniki in strokovnjaki s področja mehanike. Prvič ga je razvil V.P. Vetchinkin leta 1914, za osnovo pa je bila uporabljena teorija idealnega propelerja. V teh študijah je bil prvič izpeljan koeficient izkoriščenosti vetrne energije idealne vetrne turbine.

Delo na tem področju je nadaljeval N.E. Žukovski, ki je prinesel ven največja vrednost tega koeficienta, ki je enak 0,593. V kasnejših delih drugega profesorja - Sabinin G.Kh. vrednost korigiranega koeficienta je bila 0,687.

V skladu z razvitimi teorijami mora imeti idealno vetrovno kolo naslednje parametre:

• Os vrtenja kolesa mora biti vzporedna s hitrostjo toka vetra.
• Število rezil je neskončno veliko, z zelo majhno širino.
• Ničelna vrednost upora profila krila ob stalni cirkulaciji vzdolž lopatic.
• Celotna pometena površina vetrnice ima konstantno izgubljeno hitrost pretoka zraka na kolesu.
• Zasledovanje kotna hitrost do neskončnosti.

Izbira vetrne turbine

Pri izbiri modela vetrnega generatorja za zasebni dom je treba upoštevati potrebno moč za zagotovitev delovanja naprav in opreme, ob upoštevanju urnika in pogostosti vklopa. Ugotavlja se z mesečnim merjenjem porabe električne energije. Poleg tega se lahko vrednost moči določi v skladu z tehnične lastnosti potrošniki.

Upoštevati je treba tudi dejstvo, da se vse električne naprave ne napajajo neposredno iz vetrnega generatorja, temveč iz pretvornika in kompleta baterij. Tako lahko generator z močjo 1 kW zagotovi normalno delovanje baterij, ki napajajo štirikilovatni pretvornik. Kot rezultat, Aparati s podobno močjo so v celoti zagotovljeni električna energija. Velik pomen ima pravo izbiro baterij. Posebna pozornost Bodite pozorni na parametre, kot je polnilni tok.

Pri izbiri zasnove vetrne turbine se upoštevajo naslednji dejavniki:

• Smer vrtenja vetrnega kolesa je navpična ali vodoravna.
• Oblika lopatic ventilatorja je lahko v obliki jadra, z ravno ali ukrivljeno površino. V nekaterih primerih se uporabljajo kombinirane možnosti.
• Material za rezila in tehnologija za njihovo izdelavo.
• Postavitev lopatic ventilatorja z različnimi nakloni glede na pretok zraka.
• Število lopatic, vključenih v ventilator.
• Zahtevana moč se prenese iz vetrne turbine v generator.

Poleg tega je treba upoštevati povprečno letno hitrost vetra za določeno območje, kot je navedeno v vremenski službi. Smeri vetra ni treba navesti, saj moderne oblike vetrni generatorji se samostojno obrnejo v drugo smer.

Za večino območij Ruske federacije največ najboljša možnost os vrtenja bo vodoravna, površina lopatic bo ukrivljena in konkavna, pod katero teče zračni tok ostri kot. Na količino moči, vzete iz vetra, vpliva površina rezila. Za običajno hišo zadostuje površina 1,25 m2.

Hitrost vetrnice je odvisna od števila lopatic. Najhitreje se vrtijo vetrni generatorji z enim rezilom. V takih izvedbah se za uravnoteženje uporablja protiutež. Upoštevati je treba tudi, da pri nizkih hitrostih vetra, pod 3 m/s, vetrne turbine postanejo nezmožne absorbirati energijo. Da bi enota zaznala šibke vetrove, je treba površino njenih lopatic povečati na najmanj 2 m 2.

Izračun vetrnega generatorja

Pred izbiro vetrnega generatorja je treba določiti hitrost in smer vetra, ki sta najbolj značilni na mestu predvidene postavitve. Ne smemo pozabiti, da se rotacija lopatic začne pri najmanjši hitrosti vetra 2 m/s. Največjo učinkovitost je mogoče doseči, ko ta indikator doseže vrednost od 9 do 12 m/s. To je, da bi zagotovili električno energijo za majhno Počitniška hiša, boste potrebovali generator z minimalno močjo 1 kW/h in hitrostjo vetra najmanj 8 m/s.

Hitrost vetra in premer propelerja neposredno vplivata na moč, ki jo proizvaja vetrna turbina. Izračunajte natančno značilnosti delovanja en ali drug model je možen z uporabo naslednjih formul:

1. Izračuni glede na območje vrtenja se izvedejo na naslednji način: P = 0,6 x S x V 3, kjer je S območje, pravokotno na smer vetra (m 2), V hitrost vetra (m / s), P je moč generatorskega agregata (kW).
2. Za izračun električne napeljave glede na premer vijaka se uporablja formula: P = D 2 x V 3 /7000, kjer je D premer vijaka (m), V hitrost vetra (m/s). ), P je moč generatorja (kW).
3. Za bolj zapletene izračune se upošteva gostota zračnega toka. Za te namene obstaja formula: P = ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, kjer je ξ koeficient izrabe energije vetra (nemerljiva količina), π = 3,14, R - polmer rotorja (m), V - hitrost pretoka zraka (m/s), ρ - gostota zraka (kg/m 3), η ed - Učinkovitost menjalnika(%), η gen - učinkovitost generatorja (%).

Tako se električna energija, ki jo proizvaja vetrni generator, kvantitativno povečuje v kubičnem razmerju z naraščajočo hitrostjo toka vetra. Na primer, ko se hitrost vetra poveča za 2-krat, se bo proizvodnja kinetične energije rotorja povečala za 8-krat.

Pri izbiri lokacije za namestitev vetrnega generatorja je treba dati prednost območjem brez velikih zgradb in visokih dreves, ki ustvarjajo oviro za veter. Najmanjša razdalja od stanovanjskih zgradb je od 25 do 30 metrov, sicer bo hrup med delom povzročil neprijetnosti in nelagodje. Rotor vetrnice mora biti nameščen na višini, ki presega najbližje zgradbe za najmanj 3-5 m.

Če povezujete podeželsko hišo z skupno omrežje ni načrtovan, v tem primeru lahko uporabite možnosti kombinirani sistemi. Delovanje vetrne turbine bo veliko bolj učinkovito, če jo uporabljamo skupaj z dizelskim generatorjem ali sončno baterijo.

Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami

Ne glede na vrsto in zasnovo vetrnega generatorja je vsaka naprava opremljena s podobnimi elementi kot osnovo. Vsi modeli imajo generatorje, rezila izdelana iz različne materiale, zagotavljanje dvigal zahtevana raven instalacije, ter dodatne baterije in sistem elektronski nadzor. Najenostavnejše za izdelavo so enote rotorskega tipa ali aksialne strukture z uporabo magnetov.

Možnost 1. Zasnova rotorskega vetrnega generatorja.

Zasnova rotacijskega vetrnega generatorja uporablja dve, štiri ali več lopatic. Takšni vetrni generatorji ne morejo v celoti zagotoviti električne energije velikim podeželske hiše. Uporabljajo se predvsem kot pomožni vir električne energije.

Glede na ocenjeno moč vetrnice so izbrani potrebne materiale in komponente:

• 12-voltni avtomobilski generator in avtomobilski akumulator.
• Regulator napetosti, ki pretvori izmenični tok iz 12 v 220 voltov.
• Posoda velike prostornine. Najbolje deluje aluminijasto vedro ali ponev iz nerjavečega jekla.
• Kot polnilec lahko uporabite rele, odstranjen iz avtomobila.
• Potrebovali boste 12 V stikalo, polnilno svetilko s krmilnikom, vijake z maticami in podložkami ter kovinske sponke z gumiranimi tesnili.
• Trožilni kabel z najmanjšim presekom 2,5 mm 2 in navaden voltmeter, odstranjen iz katere koli merilne naprave.

Najprej je rotor pripravljen iz obstoječega kovinska posoda- lonci ali vedra. Označena je na štiri enake dele, na koncih črt so narejene luknje za lažjo delitev na sestavne dele. Nato se posoda razreže s kovinskimi škarjami ali brusilnikom. Iz nastalih obdelovancev se izrežejo lopatice rotorja. Vse meritve je treba natančno preveriti glede pravilne velikosti, sicer zasnova ne bo delovala pravilno.

Nato se določi stran vrtenja jermenice generatorja. Običajno se vrti v smeri urinega kazalca, vendar je najbolje, da to preverite. Po tem je del rotorja povezan z generatorjem. Da bi preprečili neravnovesje pri gibanju rotorja, morajo biti pritrdilne luknje v obeh strukturah nameščene simetrično.

Za povečanje hitrosti vrtenja je treba robove rezil rahlo upogniti. Ko se upogibni kot poveča, bo enota rotorja učinkoviteje absorbirala zračne tokove. Kot rezila se ne uporabljajo samo elementi izrezane posode, temveč tudi posamezni deli, povezani s kovinsko surovcem v obliki kroga.

Po pritrditvi posode na generator je treba celotno nastalo konstrukcijo v celoti namestiti na jambor s kovinskimi sponkami. Nato je ožičenje nameščeno in sestavljeno. Vsak kontakt mora biti priključen na svoj konektor. Ko je ožičenje priključeno, je z žico pritrjeno na drog.

Po končani montaži se priključijo pretvornik, baterija in obremenitev. Baterija je povezana s kablom s prerezom 3 mm 2, za vse druge priključke zadostuje prerez 2 mm 2. Po tem lahko vetrni generator deluje.

Možnost 2. Aksialna zasnova vetrni generator z uporabo magnetov.

Aksialne vetrnice za dom so dizajn, katerega glavni elementi so neodimovi magneti. Po zmogljivosti so bistveno pred običajnimi rotacijskimi enotami.

Rotor je glavni element celotne zasnove vetrnega generatorja. Za njegovo izdelavo je najbolj primerno pesto avtomobilskega kolesa skupaj z zavornimi koluti. Del, ki je bil v uporabi, pripravimo – očistimo umazanije in rje ter namažemo ležaje.

Nato morate pravilno razporediti in pritrditi magnete. Skupaj boste potrebovali 20 kosov, dimenzij 25 x 8 mm. Magnetno polje v njih se nahaja vzdolž dolžine. Enakomerni magneti bodo poli; nameščeni bodo vzdolž celotne ravnine diska, izmenično skozi enega. Nato se določijo prednosti in slabosti. En magnet se izmenično dotika drugih magnetov na disku. Če se privlačita, je pol pozitiven.

Pri povečanem številu polov je treba upoštevati določena pravila. V enofaznih generatorjih število polov sovpada s številom magnetov. Trifazni generatorji ohranjajo razmerje 4/3 med magneti in poli ter 2/3 razmerje med poli in tuljavami. Magneti so nameščeni pravokotno na obod diska. Za njihov enakomerna porazdelitev rabljeno papirnata predloga. Magneti so najprej pritrjeni z močnim lepilom in nato pritrjeni z epoksi smolo.

Če primerjamo enofazne in trifazne generatorje, bo zmogljivost prvih nekoliko slabša v primerjavi z drugimi. To je posledica visokih nihanj amplitude v omrežju zaradi nestabilnega izhodnega toka. Zato se v enofaznih napravah pojavijo vibracije. Pri trifaznih izvedbah se ta pomanjkljivost kompenzira s trenutnimi obremenitvami iz ene faze v drugo. Zaradi tega omrežje vedno zagotavlja konstantno vrednost moči. Življenjska doba enofaznih sistemov je zaradi tresljajev bistveno nižja kot pri trifaznih. Poleg tega trifazni modeli med delovanjem nimajo hrupa.

Višina jambora je približno 6-12 m. Vgradi se v sredino opaža in zalije z betonom. Nato se namesti na jambor dokončan dizajn, na katerega je pritrjen vijak. Sam drog je pritrjen s kabli.

Lopatice vetrnih turbin

Učinkovitost vetrnih elektrarn je v veliki meri odvisna od zasnove lopatic. Najprej je to njihovo število in velikost, pa tudi material, iz katerega bodo izdelane lopatice za vetrni generator.

Dejavniki, ki vplivajo na oblikovanje rezila:

• Tudi najšibkejši veter lahko požene dolge lopatice. Vendar pa lahko prevelika dolžina povzroči počasnejše vrtenje vetrnega kolesa.
• Povečanje skupnega števila lopatic naredi vetrno kolo bolj odzivno. Se pravi, več kot je rezil, bolje se začne vrtenje. Vendar se bo moč in hitrost zmanjšala, zaradi česar bo takšna naprava neprimerna za pridobivanje električne energije.
• Premer in hitrost vrtenja vetrnega kolesa vplivata na raven hrupa, ki ga povzroča naprava.

Število rezil je treba kombinirati z lokacijo namestitve celotne konstrukcije. V najbolj optimalnih pogojih lahko pravilno izbrane lopatice zagotovijo največjo moč vetrnega generatorja.

Najprej morate vnaprej določiti potrebno moč in funkcionalnost naprave. Za pravilno izdelavo vetrnega generatorja morate preučiti možne modele, pa tudi podnebne razmere v katerem se bo uporabljal.

Poleg skupne moči je priporočljivo določiti vrednost izhodne moči, znane tudi kot konična obremenitev. Predstavlja skupno število naprav in opreme, ki bo vklopljena hkrati z delovanjem vetrnega generatorja. Če je treba to številko povečati, je priporočljivo uporabiti več pretvornikov hkrati.

DIY vetrni generator 24V - 2500 W