Od czasów starożytnych do dnia dzisiejszego ludzkość próbuje znaleźć alternatywne źródła energii. Ale pomimo postępu w absolutnie wszystkich branżach bez wyjątku i regularnego wprowadzania innowacyjnych metod wytwarzania energii do produkcji, nadal najbardziej niezawodne i rozpowszechnione są zasoby naturalne - woda, wiatr itp. A jeśli zwykły konsument może mieć problemy z zainstalowaniem elektrownia wodna, wtedy prawie każdy właściciel jest w stanie wyposażyć taki mechanizm jak wiatrak do prywatnego domu. Chodzi o to urządzenie, jego charakterystykę techniczną, rodzaje i cechy instalacji, które zostaną omówione dalej.
Co to jest turbina wiatrowa?
Taki mechanizm to produkt, którego głównym celem jest zamiana energii wiatru na napięcie elektryczne. Podobne urządzenia, które wśród konsumentów nazywane są wiatrakami, były używane u zarania naszej ery, tylko ich forma była oczywiście inna. Dziś takie urządzenie znacznie się poprawiło.
Główny zasób dlatakim mechanizmem jest wiatr. Na podstawie poczynionych obserwacji, na podstawie jego prędkości i gęstości, eksperci dowiadują się, jaka dokładnie powinna być wysokość, aby umieścić to urządzenie, ile powinno mieć łopat itp. Generatory do wiatraka są produkowane w wyspecjalizowanych przedsiębiorstwach, ale wielu właścicieli woli zrobić taki mechanizm własnymi siłami za pomocą improwizowanych środków. Ale zanim zaczniemy mówić o cechach tego procesu, należy dowiedzieć się, jak działa taki mechanizm.
Zasada działania domowego wiatraka
Bardzo podobny do systemu tego generatora jest dobrze znana turbina lotnicza. Główną różnicą jest to, że obrót ostrzy wiatraka nie występuje z powodu działania mocnego silnika. Działanie opiera się na darmowej energii wiatru, która jest pochłaniana, a następnie zamieniana na energię elektryczną potrzebną właścicielom.
Z reguły kształt ostrzy dobierany jest tak, aby każdy, nawet najmniejszy oddech był wyczuwalny, a mechanizm natychmiast na niego reagował. Pomimo tego, że prędkość obrotowa często wydaje się niska, małe biegi obracają się znacznie szybciej niż duże, co nie zawsze jest zauważalne na pierwszy rzut oka. Działając w ten sposób mechanizm doskonale radzi sobie z przyspieszeniem ostrzy, a energia jest wytwarzana w odpowiedniej ilości.
Główne zalety turbin wiatrowych
Niezaprzeczalne zalety takich produktów to:
- bezpieczeństwo środowiska. Wiatrak do prywatnego domu w żaden sposób nie wpływa na stan atmosfery i nie emituje do powietrza żadnych szkodliwych substancji.emisji i gazów, ponieważ nie wymaga paliwa do swojej pracy;
- jak staje się jasne, ten mechanizm jest bardzo korzystny z ekonomicznego punktu widzenia, ponieważ nie musisz wydawać pieniędzy na paliwo. Wszelkie koszty będą związane wyłącznie z montażem elementów konstrukcyjnych wiatraka, a w szczególności jego generatora.
Jednak takie funkcjonalne urządzenie nadal ma pewne negatywne cechy, których nie można zignorować.
Wady turbin wiatrowych
Główną wadą produktu jest brak możliwości kontrolowania szybkości jego działania, co tłumaczy stałą różnicę w ilości wytwarzanej energii. Mówiąc najprościej, w przypadku braku wiatru istnieje nieunikniona potrzeba użycia innego źródła, które już działa na jakimś rodzaju paliwa.
Dodatkowo z punktu widzenia ergonomii takie instalacje nie są zbyt wygodne, ponieważ zajmują dużo miejsca. Dodatkowo, aby uzyskać maksymalny efekt, najlepiej umieścić je na wzniesieniu, a nie na płaskim terenie.
Podczas montażu pionowego wiatraka niezwykle ważna jest koordynacja jego instalacji z sąsiadami, ponieważ zdarzają się przypadki, gdy mechanizm ten stanowi poważną przeszkodę dla anten telewizyjnych, a poziom hałasu jest czasami zbyt wysoki.
Następnie rozważmy dwa główne typy wiatraków - poziome i pionowe. Każdy z nich ma swoją własną charakterystykę związaną zarówno z instalacją, jak i eksploatacją.
Pozioma turbina wiatrowa
Różnica międzydwa wyżej wymienione rodzaje tych mechanizmów polegają na położeniu osi. Wersja pozioma jest bardziej powszechna w przypadku dostarczania energii elektrycznej do małych budynków prywatnych i składa się z następujących elementów konstrukcyjnych:
- Wał wirnika.
- Skrzynia biegów.
- Bezpośredni generator.
- Układ hamulcowy.
Zanim wykonasz wiatrak, powinieneś jasno zrozumieć, że łopaty takiego produktu muszą być wykonane z trwałego metalu, który wytrzyma skutki złej pogody. Dzięki skrzyni biegów cały mechanizm działa niezawodnie. Aby zapobiec nieprzewidzianym sytuacjom, dozwolone jest zainstalowanie dodatkowego silnika zdolnego do generowania energii elektrycznej.
Pionowa praca wiatraka
Ten system jest wyposażony w wał wirnika, który nie jest już poziomy, ale prosty. Główną zaletą tej konstrukcji jest to, że darmowa energia uzyskana z powietrza jest wytwarzana niezależnie od konkretnej siły wiatru. Ponadto montaż takiego mechanizmu na otwartej przestrzeni jest całkowicie opcjonalny; w przeciwieństwie do przykładu poziomego można go zainstalować wewnątrz budynku.
Generatory do wiatraka wyposażonego pionowo działają bardzo prosto. Przychodząca energia jest przekształcana w energię elektryczną przez obracające się łopatki, które z kolei pracują dzięki wale wirnika. W takim przypadku wynikowe napięcie jest zawszemoże być nie tylko skierowana do osiedla, ale również doprowadzona do konkretnego sprzętu lub urządzenia.
Materiały do montażu turbiny wiatrowej
Opakowanie takiego domowego urządzenia nie zawiera żadnych części, które są trudne do zdobycia, z reguły wszystkie elementy są swobodnie dostępne na rynku lub w gospodarstwie. Tak więc mechanizm jest montowany przy użyciu następujących materiałów:
- generator samochodowy do wiatraka 12 V;
- zwykła bateria o tej samej pojemności;
- naczynia wykonane z aluminium lub stali nierdzewnej, takie jak wiadro lub duży rondel;
- przekaźnik samochodowy;
- przełącznik w postaci przycisku;
- specjalne urządzenie do pomiaru napięcia - woltomierz;
- przewody o wymaganej długości;
- narzędzia techniczne - wiertarka, śrubokręt, przecinaki do drutu;
- łączniki w postaci nakrętek, śrub i podkładek.
Mając wszystkie powyższe materiały dostępne, możesz rozpocząć montaż wiatraka poziomego lub pionowego.
Proces produkcji
Jeżeli ostrza urządzenia będą wykonane z wiadra, to należy je podzielić na 4 części, zachowując proporcje przyszłych części, a następnie, nie dochodząc do końca, wyciąć elementy specjalnie zaprojektowanymi nożyczkami do metalu.
Na dole i na kole pasowym należy zaznaczyć i wywiercić otwory do mocowania śrub. Ważne jest, aby uzyskane otwory znajdowały się symetrycznie względem siebie, w przeciwnym razie wiatrak podczas obracania może się przechylać.
Następnie ostrza powinny być lekko wygięte. Generatory wiatraków mogą kręcić się w różnych kierunkach, więc tutaj należy zastanowić się, w jakim kierunku się porusza, aby przesuwać metalowe części w tym kierunku. Kąt gięcia bezpośrednio wpływa na prędkość obrotową.
Wiaderko z przygotowanymi ostrzami jest mocowane do koła pasowego za pomocą śrub.
Następnie generator jest podłączony do systemu. Poprzez prawidłowe połączenie wszystkich przewodów można osiągnąć nieprzerwaną pracę sprzętu i dostarczać prąd nie tylko do pomieszczeń mieszkalnych, ale także do dodatkowej komunikacji, takiej jak alarm antywłamaniowy, nadzór wideo itp.
Istnieją inne opcje montażu, które wykorzystują zupełnie inne części, z których jedną jest magnes do generatora wiatraka. Ale produkt wykonany z akumulatora samochodowego jest najłatwiejszy w instalacji i obsłudze.
Jak chronić turbinę wiatrową przed huraganem?
Są chwile, kiedy użycie takiego urządzenia jest wysoce niepożądane. W szczególności dotyczy to sytuacji, w których prędkość podmuchów wiatru przekracza 8-9 m/s. W takim przypadku produkt domowej roboty wymaga pewnej ochrony.
Podczas złej pogody generatory wiatraków najlepiej przykryć boczną łopatą. Taki mechanizm zyskał dużą popularność wśród konsumentów, w dużej mierze dzięki prostocie jego urządzenia. Łopata ta jest montowana ze standardowej rury profilowej o przekroju 20x40x2,5 mm i zwykłej blachy stalowej, której grubość nie powinna przekraczać 1-2 mm.
Sprężyna trzymająca taki element może być wykonana z dowolnego materiałustal węglowa i cynkowana.
Instalując takie narzędzie ochronne, możesz być spokojny o integralność generatora, ponieważ nawet najsilniejszy wiatr nie będzie w stanie spowodować jego mechanicznych uszkodzeń. Dotyczy to również całego projektu produktu.
Właściwa pielęgnacja domowego wiatraka
Aby sprzęt domowej roboty działał normalnie, należy przestrzegać następujących zaleceń dotyczących jego działania:
- Po kilku tygodniach po pierwszym uruchomieniu generator wiatrowy musi zostać opuszczony, a wszystkie elementy złączne sprawdzone pod kątem niezawodności.
- Wszystkie części konstrukcyjne generatora muszą być smarowane olejem co najmniej dwa razy w roku.
- Zauważywszy, że łopaty obracają się krzywo lub ciągle drżą, wiatrak powinien zostać natychmiast opuszczony, a wszelkie usterki natychmiast naprawione.
- Szczotki kolektora prądu należy sprawdzać co najmniej raz w roku. Pozwoli to uniknąć ewentualnych problemów związanych ze zwarciem w sieci.
- Malowanie elementów konstrukcyjnych całego mechanizmu można wykonywać raz na 2-3 lata.
Tak więc można śmiało powiedzieć, że znacznie łatwiej i taniej jest obsługiwać wiatraki domowej roboty. Generatory, których ceny są dość duże, najlepiej wykonywać ręcznie, a nie kupować drogie wyposażenie fabryczne. Ważne jest tylko przestrzeganie wszystkich konwencji montażowych, a wtedy powstałe urządzenie będzie działać długo i niezawodnie.
