Działalność zarówno jednostek, jak i całej dzisiejszej ludzkości jest prawie niemożliwa bez elektryczności. Niestety szybko rosnące zużycie ropy i gazu, węgla i torfu prowadzi do zmniejszenia rezerw tych zasobów na planecie. Co można zrobić, póki Ziemianie wciąż to wszystko mają? Zgodnie z wnioskami ekspertów to właśnie rozwój kompleksów energetycznych może rozwiązać problemy światowych kryzysów gospodarczych i finansowych. Dlatego najbardziej istotne jest poszukiwanie i wykorzystanie bezpaliwowych źródeł energii.
Odnawialne, zrównoważone, zielone
Być może nie warto przypominać, że wszystko nowe to dobrze zapomniane stare. Ludzie od bardzo dawna nauczyli się wykorzystywać siłę przepływu rzeki i prędkość wiatru do pozyskiwania energii mechanicznej. Słońce ogrzewa nam wodę i porusza samochody, karmi statki kosmiczne. Koła, zainstalowane w korytach strumieni i małych rzek, już w średniowieczu dostarczały wodę na pola. Jeden wiatrak mógłby dostarczyć mąkę do kilku okolicznych wiosek.
W tej chwili interesuje nas proste pytanie: jak zapewnićtwój dom z tanim światłem i ciepłem, jak zrobić wiatrak własnymi rękami? Moc 5 kW lub trochę mniej, najważniejsze jest to, że możesz zasilić swój dom prądem do zasilania urządzeń elektrycznych.
Ciekawe, że istnieje klasyfikacja budynków na świecie według poziomu efektywnego gospodarowania zasobami:
- konwencjonalny, zbudowany przed 1980-1995;
- o niskim i bardzo niskim zużyciu energii - do 45-90 kWh na 1 kV/m;
- pasywna i nielotna, odbierająca prąd ze źródeł odnawialnych (np. instalując własnoręcznie rotacyjny generator wiatrowy (5 kW) lub system paneli słonecznych, możesz rozwiązać ten problem);
- budynki energetycznie aktywne, które wytwarzają więcej energii elektrycznej, niż potrzebują, zdobywaj pieniądze, przekazując ją za pośrednictwem sieci innym konsumentom.
Okazuje się, że własne, domowe ministacje zainstalowane na dachach i na podwórkach mogą w końcu konkurować z dużymi dostawcami energii elektrycznej. A rządy różnych krajów w każdy możliwy sposób zachęcają do tworzenia i aktywnego wykorzystywania alternatywnych źródeł energii.
Jak określić rentowność własnej elektrowni
Naukowcy dowiedli, że rezerwy mocy wiatrów są znacznie większe niż wszystkie skumulowane wielowiekowe rezerwy paliwa. Wśród sposobów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych szczególne miejsce zajmują wiatraki, ponieważ ich produkcja jest prostsza niż tworzenie paneli słonecznych. W rzeczywistości generator wiatrowy o mocy 5 kW można zmontować własnymi rękami, mając niezbędnekomponenty, w tym magnesy, drut miedziany, sklejka i metalowe ostrze.
Koneserzy twierdzą, że konstrukcja nie tylko o odpowiedniej formie, ale także zbudowana we właściwym miejscu, może stać się produktywna, a co za tym idzie opłacalna. Oznacza to, że konieczne jest uwzględnienie obecności, stałości, a nawet prędkości przepływów powietrza w każdym indywidualnym przypadku, a nawet w określonym regionie. Jeżeli w okolicy panują okresowo spokojne, spokojne i spokojne dni, montaż masztu z generatorem nie przyniesie żadnych korzyści.
Zanim zaczniesz robić wiatrak własnymi rękami (5 kW), musisz wziąć pod uwagę jego model i wygląd. Nie oczekuj dużej mocy wyjściowej ze słabej konstrukcji. I odwrotnie, kiedy w kraju wystarczy zasilić tylko kilka żarówek, nie ma sensu budować wielkiego wiatraka własnymi rękami. 5 kW to wystarczająca moc, aby zasilić w prąd prawie całą instalację oświetleniową i sprzęt AGD. Będzie ciągły wiatr - będzie światło.
Jak zrobić turbinę wiatrową własnymi rękami: sekwencja działań
W miejscu wybranym na wysoki maszt sam wiatrak jest wzmocniony dołączonym do niego generatorem. Wygenerowana energia przechodzi przewodami do żądanego pomieszczenia. Uważa się, że im wyższa konstrukcja masztu, im większa średnica wiatraka i im silniejszy przepływ powietrza, tym wyższa sprawność całego urządzenia. W rzeczywistości nie wszystko wygląda tak:
- na przykład silny huragan może łatwo złamać ostrza;
- niektóre modele można zainstalować na dachu konwencjonalnegow domu;
- Właściwa turbina łatwo się uruchamia i działa dobrze nawet przy bardzo słabym wietrze.
Główne typy wiatraków
Klasyczne to konstrukcje z poziomą osią obrotu wirnika. Zwykle mają 2-3 ostrza i są instalowane na dużej wysokości od ziemi. Największą sprawnością takiej instalacji jest przepływ powietrza o stałym kierunku i jego prędkość 10 m/s. Istotną wadą tej konstrukcji łopat jest brak rotacji łopat w często zmieniającym się, porywistym kierunku wiatru. Prowadzi to albo do bezproduktywnej pracy, albo do zniszczenia całej instalacji. Aby uruchomić taki generator po zatrzymaniu, konieczne jest wymuszone wstępne rozkręcenie łopatek. Ponadto przy aktywnym obrocie ostrza emitują specyficzne dźwięki, które są nieprzyjemne dla ludzkiego ucha.
Pionowy generator wiatrowy („Whirlwind” 5 kW lub inny) ma inne położenie wirnika. Turbiny w kształcie litery H lub beczki wychwytują wiatr z dowolnego kierunku. Konstrukcje te są mniejsze, działają nawet przy najsłabszych prądach powietrza (przy 1,5-3 m/s), nie wymagają wysokich masztów, można je stosować nawet na terenach miejskich. Ponadto zrób to sam (5 kW - to jest prawdziwe) zmontowane turbiny wiatrowe osiągają swoją moc znamionową przy wietrze 3-4 m / s.
Żagle nie są na statkach, ale na lądzie
Jeden z najgorętszych obecnie trendów w energetyce wiatrowejbyło stworzenie poziomego generatora z miękkimi ostrzami. Główną różnicą jest zarówno materiał wykonania, jak i sam kształt: wiatraki zrób to sam (5 kW, typ żaglowy) mają 4-6 trójkątnych ostrzy z tkaniny. Ponadto, w przeciwieństwie do tradycyjnych konstrukcji, ich przekrój zwiększa się w kierunku od środka do obrzeża. Ta cecha pozwala nie tylko „złapać” słaby wiatr, ale także uniknąć strat podczas huraganu.
Zaletami żaglówek można nazwać następujące wskaźniki:
- wysoka moc przy wolnych obrotach;
- orientacja własna i dostosowanie do każdego wiatru;
- duża łopatka i niska bezwładność;
- brak konieczności wymuszonego obracania koła;
- całkowicie cichy obrót nawet przy dużych prędkościach;
- brak wibracji i zakłóceń dźwięku;
- stosunkowo tani projekt.
Wiatraki robią to samemu
5kW wymaganej energii elektrycznej można uzyskać na kilka sposobów:
- zbuduj najprostszą konstrukcję obrotową;
- zmontować kompleks kilku kolejno umieszczonych na tej samej osi kół żaglowych;
- Użyj konstrukcji osi neodymowej.
Ważne jest, aby pamiętać, że moc koła wiatrowego jest proporcjonalna do iloczynu wartości sześciennej prędkości wiatru i powierzchni omiatanej turbiny. Jak więc zrobić generator wiatrowy o mocy 5 kW? Instrukcje następują.
Możesz wziąć za podstawępiasta samochodowa i tarcze hamulcowe. 32 magnesy (25 na 8 mm) są umieszczone równolegle w kole na przyszłych dyskach wirnika (ruchoma część generatora) dla każdego dysku, 16 sztuk, ponadto plusy koniecznie przeplatają się z minusami. Magnesy przeciwne muszą mieć różne wartości biegunów. Po zaznaczeniu i umieszczeniu wszystko na kole jest wypełnione żywicą epoksydową.
Zwoje drutu miedzianego są umieszczone na stojanie. Ich liczba powinna być mniejsza niż liczba magnesów, czyli 12. Najpierw wszystkie przewody są wyprowadzone i połączone ze sobą gwiazdą lub trójkątem, następnie są również wypełnione klejem epoksydowym. Zaleca się włożenie kawałków plasteliny do zwojów przed wylaniem. Po stwardnieniu i usunięciu żywicy pozostaną otwory potrzebne do wentylacji i chłodzenia stojana.
Jak to wszystko działa
Tarcze wirnika, obracając się względem stojana, tworzą pole magnetyczne, a w cewkach pojawia się prąd elektryczny. A do przemieszczania tych części konstrukcji roboczej potrzebny jest wiatrak, połączony systemem krążków. Jak zrobić generator wiatru własnymi rękami? Niektórzy zaczynają budować własną elektrownię od montażu generatora. Inne - od stworzenia obracającej się części z ostrzami.
Wał z wiatraka jest sprzężony z przesuwnym złączem do jednej z tarcz wirnika. Dolny, drugi krążek z magnesami osadzony jest na mocnym łożysku. Stojan znajduje się pośrodku. Wszystkie części są przymocowane do koła ze sklejki długimi śrubami i przymocowane nakrętkami. Pomiędzy wszystkimi „naleśnikami” pamiętaj o pozostawieniu minimumszczeliny umożliwiające swobodny obrót tarcz wirnika. Rezultatem jest generator 3-fazowy.
Beczka
Pozostaje budowa wiatraków. Własnymi rękami można wykonać obrotową konstrukcję o mocy 5 kW z 3 kręgów sklejki i arkusza najcieńszego i najlżejszego duraluminium. Skrzydła metalowe prostokątne mocowane są do sklejki za pomocą śrub i narożników. Wstępnie w każdej płaszczyźnie koła wydrążone są rowki prowadzące w kształcie fali, w które wkładane są arkusze. Powstały dwupiętrowy wirnik ma 4 faliste ostrza przymocowane do siebie pod kątem prostym. Oznacza to, że pomiędzy każdymi dwoma piastami spiętymi naleśnikami ze sklejki znajdują się 2 ostrza w kształcie fali z duraluminium.
Ten projekt jest zamontowany pośrodku na stalowym trzpieniu, który przenosi moment obrotowy do generatora. Wiatraki DIY (5 kW) tej konstrukcji ważą ok. 16-18 kg przy wysokości 160-170 cm i średnicy podstawy 80-90 cm.
Rzeczy do rozważenia
Wiatrak-"beczkę" można zamontować nawet na dachu budynku, chociaż wieża o wysokości 3-4 metrów w zupełności wystarczy. Konieczna jest jednak ochrona obudowy generatora przed naturalnymi opadami atmosferycznymi. Zaleca się również zainstalowanie akumulatora.
Aby uzyskać AC z 3-fazowego prądu stałego, w obwodzie musi być również włączony konwerter.
Przy wystarczającej liczbie wietrznych dni w regionie, samodzielnie zmontowany wiatrak (5 kW) może zasilić nie tylko telewizor i żarówki, ale także system monitoringu wideo, klimatyzację, lodówkę i inny sprzęt elektryczny.
