Podczas gdy inżynierowie i technolodzy dużych korporacji opracowują projekty wykorzystania alternatywnych źródeł energii w przemyśle, rzemieślnicy domowi znajdują sposoby na wykorzystanie jej w gospodarstwie domowym. Co więcej, przejście na niestandardowe generatory energii jest determinowane nie tylko chęcią oszczędzania na energii elektrycznej. W osiedlach daczy i domków letniskowych przerwy w dostawie energii elektrycznej nie są rzadkością, aw niektórych regionach w ogóle nie ma centralnych sieci zasilających. Właścicielom odległych prywatnych osiedli oraz tym, którzy po prostu chcą zapewnić swojemu gospodarstwu domowemu niezależne źródło energii, proponuje się pomysł wyprodukowania domowego generatora wiatrowego w różnych wariantach.
Główny projekt wiatraka
W domu tworzenie generatora napędzanego wiatrem jest łatwe. Wystarczy wziąć część roboczą śmigła lub grupy łopatek, podłączyć ją do silnika za pomocą konwertera elektrycznego i przemyśleć system magazynowania energii. Wtedy pozostaje tylko zorganizować warunki techniczne dla tworzonego dziełainfrastruktura. Problem polega na tym, że przy mniej lub bardziej znaczących wielkościach produkcji projekt powinien składać się z pełnowymiarowych elementów pracy. W pierwszej kolejności obliczana jest oś koła, jej kierunek oraz materiały montażowe. Na przykład, pionowe turbiny wiatrowe domowej roboty zrób to sam są wykonane z blach obrobionych w specjalny sposób na obrabiarkach lub narzędziach ręcznych. Nieprawidłowa geometria łopatek może spowodować utratę siły ciągu z powodu odwrócenia przepływu. Ten projekt będzie działał przeciw prądom wiatrowym.
Z kolei instalacje poziome nie są tak wymagające pod względem rozmieszczenia organów funkcjonalnych. Będą również potrzebować ostrzy o określonej konfiguracji, ale o uproszczonym kształcie.
Oprócz działającej części mechanicznej konstrukcja wiatraka obejmuje wspomniany już silnik. Będzie musiał zapewnić transformację i akumulację energii. Z reguły domowy generator wiatrowy do domu jest wykonany z silników z urządzeń gospodarstwa domowego, ale mogą istnieć inne opcje. Szczególną uwagę zwraca się na konstrukcję nośną. Będzie on utworzony z masywnej metalowej ramy, obudowy ochronnej, podstawy ramy do mocowania jednostek pomocniczych, stojaka i innych elementów.
Specyfikacje
Bez wstępnego obliczenia mocy nie ma sensu rozpoczynać dalszego rozwoju generatora wiatrowego. Sposób wykorzystania instalacji ostatecznie zależy od ilości przetworzonej energii. I znowu wydajnośćkonstrukcja zależy od wymiarów korpusu roboczego i konfiguracji jego projektu technicznego. Średnie parametry domowej turbiny wiatrowej można przedstawić w następujący sposób:
- Średnica wirnika 200 cm
- Liczba segmentów wiosła – 6.
- Napięcie generatora wynosi 24W.
- Prąd - około 250 A.
- Moc generatora - zakres od 0,2 do 3 kW.
- Prędkość wiatru do 12 m/s.
- Pojemność akumulatora - 500 Ah
Montaż łopat kół
Jak już wspomniano, przy budowie skomplikowanej konstrukcji wiatraka pionowego nie można obejść się bez blachy. Można zastosować anodowane aluminium, ale segmenty stalowe mają lepsze właściwości wytrzymałościowe, chociaż będą wymagały obróbki skrawaniem. W każdym razie tylko twardy metal umożliwi montaż niezawodnych ostrzy do budowy pionowego, domowego generatora wiatrowego. Możesz również zrobić koło wiatrowe do poziomej konstrukcji własnymi rękami, używając półfabrykatów z polichlorku winylu (PVC). Plastik jest bardziej plastyczny w obróbce, niewrażliwy na wpływy środowiska i światło. Jego wady polegają na elastyczności mechanicznej, dlatego początkowo powinieneś skupić się na sztywnych stopach PVC.
Konstrukcyjnie odpowiednie zaślepki można znaleźć w rurach ciśnieniowych lub segmentach rynien. W przypadku plastiku warto postawić na grubość ścianki 5 mm, długość około 100 cm i średnicę do 15 cm Do uformowania segmentu wskazane jest użyciegotowy szablon, narysuj z niego kontury i wykonaj wycięcie za pomocą wyrzynarki lub piły do metalu. Wyważanie ostrzy domowej roboty do turbiny wiatrowej odbywa się poprzez szlifowanie i drobnoziarniste szlifowanie powierzchni. Wszystkie rogi i krawędzie są starannie zaokrąglone do jednego kształtu.
Następnie należy zamontować 6 elementów łopatkowych na podstawie koła wiatrowego, w które następnie zostanie zintegrowany generator. Mocowanie odbywa się poprzez metalową tuleję o średnicy 20 cm i grubości 1 cm Za pomocą delikatnego spawania inwertorowego do tulei należy przyspawać stalowe listwy podporowe o długości 30 cm i szerokości 1,2 cm. je do mocowania ostrzy.
Generator silnika rowerowego
Kwestia wyboru elektrowni jest prawdopodobnie najważniejsza, dlatego rozważymy kilka opcji. Najbardziej praktyczną i wygodną jednostką z punktu widzenia instalacji jest elektryczny silnik rowerowy, który można kupić średnio za 7-10 tysięcy rubli. Będzie to model o charakterystyce napięciowej do 250 V i prędkości obrotowej około 200 obr/min. Następnie podłącza się sprzęgło wiatrowe i generator domowej roboty. Generator wiatrowy można przymocować do nadwozia za pomocą śrub, wybierając otwory do mocowania szprych. Rezultatem powinna być zwarta, stosunkowo lekka, ale nie najbardziej wydajna instalacja do wytwarzania energii elektrycznej. Dlatego warto rozważyć mocniejsze alternatywy.
Projektowanie z alternatorem samochodowym
Pod względem wszystkich walorów użytkowych taka instalacja będzieoptymalna jednostka napędowa, a jeśli to możliwe, zaleca się stosowanie rozruszników ciągnikowych i ładunkowych. Główną trudnością będzie nawijanie urządzenia za pomocą magnesów neodymowych. Powinny być przyklejone do tarcz wirnika. Optymalnie dopasowane elementy magnetyczne formatu 25x8 mm w ilości 20 szt. W takim przypadku bieguny powinny być ściśle naprzemienne, w przeciwnym razie rozrusznik będzie bezużyteczny w projekcie.
Warto również zrezygnować z okrągłych magnesów na rzecz prostokątnych. Faktem jest, że domowy generator wiatrowy z generatora samochodowego będzie musiał równomiernie rozprowadzać fale elektromagnetyczne, a okrągłe elementy nie będą w stanie we właściwym stopniu wspierać tej funkcji. Wzdłuż zewnętrznych i wewnętrznych konturów rozmieszczenia magnesów ułożone są również linie boków. Mogą być wykonane z plasteliny sklejonej klejem epoksydowym. Jednak dla większej niezawodności warto wypełnić cały starter żywicą ściągającą.
Zastosowanie silnika asynchronicznego
Dla wygody podczas wykonywania prac instalacyjnych można wziąć elektrownię asynchroniczną i po prostej modyfikacji połączyć ją z mechaniczną częścią roboczą wiatraka. Główna część udoskonalenia będzie związana z rowkiem wirnika na tokarce. Wykończenie odbywa się zgodnie z grubością elementów magnetycznych. Problem z obróbką wynika z faktu, że konstrukcja silników asynchronicznych nie przewiduje specjalnych tulei do wkładania magnesów, więc rowki wiercone są niezależnie.
Jak w przypadku wyboru prostokątnego elektromagnetycznegoelementy, formowanie wkładek w obudowie odbywa się dla prawidłowego kierunku pola do rozrusznika. Po dopracowaniu technicznym i wprowadzeniu sprzętu roboczego możliwe jest wypełnienie konstrukcji żywicą epoksydową. Wyjście powinno być domowym generatorem wiatrowym o mocy 2 kW lub więcej - wydajność będzie zależeć od mocy znamionowej i formatu użytych magnesów. Nawiasem mówiąc, nie bój się, że pole leczenia kompozycją adhezyjną nieco obniży napięcie. Nie ma to fundamentalnego znaczenia dla wydajności wiatraka, ale może podnieść siłę prądu.
Korzystanie z domowego generatora magnetycznego
W przypadku konserwacji małych akumulatorów możesz ograniczyć się do zainstalowania rozrusznika własnej produkcji. Będzie miał wiele wad w porównaniu z urządzeniami fabrycznymi, ale dla odbiorców o małej mocy taki system będzie wystarczający. Najważniejszym krokiem w produkcji jest prawidłowe obliczenie zwojów uzwojenia. Ich liczba w domowym generatorze wiatrowym z magnesami będzie zależeć od liczby cewek. Średnio całkowita moc zapewniana jest przy 1000-1200 obr./min.
Jeśli użyjesz większego drutu do uzwojenia, rezystancja zmniejszy się, a natężenie prądu, przeciwnie, wzrośnie. Ale w każdym razie będziesz potrzebować maszyny do tworzenia cewek z uzwojeniem. Proces jest rutynowy i długi, dlatego niezbędna jest mechanizacja. Jednostka nawijająca może być ręczna w oparciu o stół warsztatowy. Wystarczy zorganizować obracający się sprzęt na metalowym pręcie i przynieść do niegocewka z drutem miedzianym. Sama cewka będzie okrągła. Bardziej istotna jest kwestia jego długości, ponieważ wydłużona konstrukcja zapewni prostsze skręty przy dużym zużyciu miedzi w sektorze. Oddzielne sektory do prawidłowego rozmieszczenia uzwojenia na obszarze można wstępnie zaznaczyć na papierze, po czym te same bariery z plasteliny można zastosować na wyrobie cewki.
W celu zwiększenia wytrzymałości generatora wiatrowego domowej roboty własnymi rękami, zaleca się nałożenie włókna szklanego na spód formy. Aby zapobiec przywieraniu do powierzchni, wskazane jest posmarowanie tylnej strony woskiem lub wazeliną. W układzie rozruchowym grupa cewek jest montowana bez bezpośrednich kontaktów. Każdy element musi być bezpiecznie zamocowany, a końce faz są wyprowadzone wielowarstwową izolacją. Kilka przewodów można połączyć w jeden kształt - gwiazdę lub trójkąt.
Instalacja generatora na ramie
Zmontowany zasilacz musi być przystosowany do określonych obciążeń elektrycznych, ale nie należy zapominać o mechanicznym uderzeniu osób trzecich. Aby konstrukcja wytrzymała ciśnienie dynamiczne i statyczne, wał generatora musi być bezpiecznie zamocowany w ramie. Aby to zrobić, użyj metalowej ramy odpowiedniej do domowego generatora wiatrowego o kształcie i rozmiarze. W skrajnych przypadkach do zamocowania urządzenia w obudowie można użyć materiałów tłumiących. Niepożądane są również zbyt ciężkie ramy. Najlepszą opcją jest rama aluminiowa o grubości 1-2 cm.
Wysoka ochrona przed wiatrem
BW trybie normalnym wiatrak pracuje i generuje stabilny prąd przy prędkości wiatru około 10 m/s. Przekroczenie tego wskaźnika będzie szkodliwe zarówno dla konstrukcji nośnej, jak i dla wypełnienia elektrycznego sprzętu. Dlatego instalacja jest chroniona przez system łopatek bocznych. Na przykład, domowe pionowe turbiny wiatrowe są chronione przed huraganami za pomocą paneli, które zapewniają siłę sprężyny. W tej konstrukcji generator będzie pracował w kierunku przepływu z usterzeniem, czyli funkcja układu ograniczona jest do mechaniki, ale bez nadmiernych obciążeń prądami powietrza.
Maszt turbiny wiatrowej
Centralny i główny element nośny instalacji, od którego zależy niezawodność mechaniczna całego kompleksu. Jako ten pręt można użyć narożników profili, rur i słupów. Metalowa rura o średnicy 10 cm jest bardziej praktyczna i łatwiejsza w montażu. Jeśli chodzi o długość, należy pamiętać, że optymalna pozycja generatora nad ziemią to 4-5 m. Zakłady przemysłowe są również montowane przy wyższa wysokość, ale dla niezawodnej instalacji o takich parametrach wymagane jest dodatkowe wyposażenie. W takim przypadku, zgodnie z zasadą pali śrubowych, możliwe jest zainstalowanie w ziemi własnej generatora wiatrowego na rurze o głębokości 1-1,5 m. Przy wyborze punktu położenia należy wziąć to pod uwagę że nie powinno być żadnych zakłóceń na tym samym poziomie w promieniu 30 m. W skrajnych przypadkach będziesz musiał podnieść konstrukcję roboczą 1 m nad barierę.
Możesz również z wyprzedzeniem obliczyć urządzenia do zjazdów i wznoszenia. Nadal nie możesz się obejść bez konserwacji, a stojak na zwykłą drabinę nie jest najpewniejszym rozwiązaniem. Dodatkowo projektanci zalecają instalowanie odciągów zabezpieczających z 5 m nacięciami wzdłuż wysokości masztu. Kotwione są do podłoża za pomocą kotew w promieniu równym połowie wysokości słupa.
Wniosek
Zestawy prądotwórcze zasilane naturalnymi źródłami energii wciąż nie są powszechnie stosowane ze względu na wysoki koszt podstawowego wyposażenia i znaczne koszty utrzymania. W takim przypadku najdroższym może być domowy generator wiatrowy z silnika asynchronicznego, który będzie wymagał potężnej bazy zasilania i regularnego wsparcia technicznego. Z drugiej strony cechuje się również najwyższą wydajnością (sprawność około 80%), co pozwoli zrekompensować koszty instalacji i związanych z nią materiałów. Ile energii wystarczy z akumulatora podłączonego do takiego generatora? Jak pokazuje praktyka, minimalny próg energetyczny systemu ze zwrotem 2-3 kW pozwala na pokrycie potrzeb systemów klimatyzacyjnych, domowych grup urządzeń oświetleniowych, urządzeń chłodniczych itp.
