Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini

În ultimii ani, tema energiei verzi a devenit extrem de populară. Unii chiar prevăd că în viitorul apropiat acest tip de energie va înlocui complet centralele de cărbune, gaze și nucleare. Energia eoliană este una dintre zonele energiei verzi. Generatoarele care transformă energia eoliană în energie electrică nu sunt numai industriale, ca parte a fermelor eoliene, ci și mici, care deservesc sectorul privat.

Puteți face chiar și un generator eolian cu propriile mâini - acesta este despre acest material..

Ce este un generator

În sens larg, un generator este un dispozitiv care produce orice produse sau transformă un tip de energie în altul. Acesta poate fi, de exemplu, un generator de aburi (produce aburi), un generator de oxigen, un generator cuantic (o sursă de radiații electromagnetice).Dar, în cadrul acestui subiect, ne interesează generatoarele electrice. Acest nume se referă la dispozitive care transformă diferite tipuri de energie neelectrică în energie electrică..

Tipuri de generatoare

Generatoarele electrice sunt clasificate în:

• electromecanice - transformă lucrările mecanice în electricitate-
• termoelectric - transforma energia termică în electricitate-
• fotovoltaice (fotocelule, panouri solare) - transformă lumina în electricitate-
• magnetohidrodinamice (Generatoare de MHD) - energia electrică este generată de energia plasmatică care se deplasează printr-un câmp magnetic-
• chimic - transforma energia reacțiilor chimice în electricitate.

În plus, generatoarele electromecanice sunt clasificate în funcție de tipul motorului. Există următoarele tipuri:

• generatoarele de turbine sunt acționate de o turbină cu abur;
• hidrogeneratoare folosesc o turbină hidraulică ca motor;
• generatoarele diesel sau generatoarele de benzină sunt fabricate pe baza motoarelor diesel sau pe benzină;
• generatoarele eoliene convertesc energia maselor de aer în electricitate folosind o turbină eoliană.

Turbine eoliene

Să ne adăpostim pe turbine eoliene (ele se mai numesc turbine eoliene). Cea mai simplă turbină eoliană de mică putere constă, de obicei, dintr-un catarg, de obicei întărit cu fire tip, pe care este instalată turbina eoliană.

Această turbină eoliană este rotită de un șurub care conduce rotorul unui generator electric. Dispozitivul, pe lângă un generator electric, include și o baterie cu un controler de încărcare și un invertor conectat la rețea.

Schema de funcționare a acestui dispozitiv este destul de simplă: sub acțiunea vântului, șurubul se rotește, învârtind rotorul, generatorul electric produce un curent electric alternativ, care este convertit de regulatorul de încărcare în curent continuu.Acest curent încarcă bateria. Curentul direct din baterie este convertit de către invertor în curent alternativ, al cărui parametri corespund parametrilor rețelei.

Dispozitivele industriale sunt montate pe turnuri. În plus, sunt echipate cu un mecanism rotativ, un anemometru (un dispozitiv pentru măsurarea vitezei și direcției vântului), un dispozitiv pentru schimbarea unghiului de rotație a palelor, un sistem de frânare, un dulap electric cu circuite de control, sisteme de stingere a focului și protecție împotriva trăsnetului, un sistem de transmitere a datelor cu privire la funcționarea instalației etc..

Tipuri de turbine eoliene

În funcție de locația axei de rotație în raport cu suprafața pământului, turbinele eoliene sunt împărțite în verticală și orizontală. Cel mai simplu model vertical este cu un rotor Savonius.

Are două sau mai multe lame, care sunt semicilindri tubulari (cilindrii tăiați pe jumătate vertical).Rotorul Savonius Există diferite configurații și modele ale acestor lame: fixate simetric, se suprapun între ele, cu profil aerodinamic.

Avantajul rotorului Savonius este simplitatea și fiabilitatea proiectării, în plus, funcționarea sa nu depinde de direcția vântului, dezavantajul este eficiența scăzută (nu mai mult de 15%).

Un alt design vertical este rotorul Darrieus. Lamele sale sunt aripi ale aerului. Ele pot fi arcuite, în formă de H, în spirală. Pot exista două sau mai multe lame.Rotor Darrieus Avantajele unui astfel de generator eolian sunt:

• eficiența sa ridicată,
• zgomot redus de funcționare,
• design relativ simplu.

Printre neajunsurile sunt menționate:

• sarcină mare pe catarg (datorită efectului Magnus);
• absența unui model matematic pentru funcționarea acestui rotor, ceea ce face dificilă îmbunătățirea acestuia;
• uzură rapidă datorată încărcărilor centrifuge.

Un alt tip de instalație verticală este rotorul elicoidal. Este echipat cu lame răsucite de-a lungul axei rulmentului.Rotorul elicoidal Aceasta asigură durabilitate și eficiență ridicată. Dezavantajul este costul ridicat datorită complexității producției.

Turbina eoliană cu mai multe lame este un design cu două rânduri de lame verticale - externe și interne. Acest design oferă cea mai mare eficiență, dar are un cost ridicat..

Modelele orizontale diferă:

• numărul de lame (cu o singură lamă și cu un număr mare);
• materialul din care sunt fabricate lamele (pânză rigidă sau flexibilă);
• pas variabil sau fix de lame.

Structurale, toate sunt similare. În general, generatoarele eoliene de acest tip se caracterizează printr-o eficiență ridicată, dar au nevoie de o ajustare constantă a direcției vântului, care se rezolvă prin utilizarea unei palete de vânt în proiectare sau prin poziționarea automată a instalației folosind un mecanism rotativ conform citirilor senzorului.

Generator eolian DIY

Alegerea modelelor generatoarelor eoliene de pe piață este cea mai largă, sunt disponibile dispozitive de diferite modele și puteri diferite. Dar o instalare simplă se poate face singur.

Căutați materiale adecvate

Ca generator, este recomandat să luați un magnet permanent trifazat, de exemplu, un tractor. Dar îl puteți face dintr-un motor electric, despre care vom discuta mai detaliat mai jos. Problema selectării lamelor este importantă. Dacă turbina eoliană este de tip vertical, se utilizează de obicei variații ale rotorului Savonius..Generator de tractoare Pentru fabricarea de lame, un recipient cilindric, de exemplu, o fierbere veche, este destul de potrivit. Dar, după cum am menționat mai sus, generatoarele eoliene de acest tip au o eficiență scăzută și este puțin probabil să fie posibilă realizarea de lame cu o formă mai complexă pentru o turbină eoliană verticală. Produsele de casă folosesc de obicei patru lame semicilindrice..

În ceea ce privește turbinele eoliene orizontale, un design cu o singură lamă este optim pentru o instalație cu putere mică, cu toate acestea, cu toată aparenta sa simplitate, va fi extrem de dificil să realizezi o lamă echilibrată într-un mod artizanal și, fără aceasta, eolianul va eșua adesea.

• În turbinele eoliene orizontale, se pot utiliza două tipuri de lame: pânză și paletă. Barcile cu pânze sunt foarte simple, sunt doar fâșii largi, care seamănă exterior cu lamele morilor de vânt. Dezavantajul acestor elemente este eficiența lor foarte scăzută. În acest sens, paletele cu palete sunt mult mai promițătoare. Acasă, de obicei sunt fabricate din țevi din PVC de 160 mm conform unui model..

Puteți utiliza, de asemenea, aluminiu, dar acest lucru va costa semnificativ mai mult. În plus, un produs din țeavă din PVC are inițial o îndoire, ceea ce îi conferă proprietăți aerodinamice suplimentare..Lamele conductelor din PVC Lungimea lamelor este selectată în conformitate cu următorul principiu: cu cât este mai puternică puterea de ieșire a morii de vânt, cu atât acestea sunt mai lungi - cu atât există mai multe, cu atât sunt mai scurte. De exemplu, pentru o moară de vânt cu trei palete de 10 W, lungimea optimă este de 1,6 metri, pentru una cu patru palete - 1,4 m.

Dacă puterea este de 20 W, atunci indicatorul se va schimba la 2,3 m pentru trei palete și 2 m pentru patru lame.

Principalele etape ale producției

Mai jos este un exemplu de auto-producere a unei instalații orizontale cu trei lame cu modificarea unui motor de inducție de la o mașină de spălat într-un generator.

Alterarea motorului

Unul dintre punctele cheie în crearea unui generator eolian cu propriile mâini este transformarea unui motor electric într-un generator electric. Pentru modificare, se folosește un motor electric de la o mașină de spălat veche, sovietică.

1. Rotorul este îndepărtat din motor și pe el se prelucrează o canelură largă.
2. Pe toată lungimea canelurii, magneții neodimici dreptunghiulari (dimensiuni 19x10x1 mm) sunt lipiți în perechi, câte un magnet de la fiecare margine a canelurii opus unul altuia, fără a ține cont de polaritatea acestora. Puteți repara magneții lipiți cu epoxidice.
3. Motorul electric este asamblat.
4. Încărcătoarele de telefon mobil 5 V și 1 sunt utilizate pentru a colecta dispozitivul care transformă curent alternativ în curent continuu (dispozitivul de pe un microcircuit nu poate fi utilizat, doar tranzistor).
5. Alimentarea cu energie electrică este dezasamblată.
6. USB și mufă soldate.
7. Plăcile celor trei surse de alimentare pregătite sunt conectate în serie și asamblate ca un singur ansamblu.
8. Intrarea ansamblului de 220 V asamblat este conectată la generator, ieșirea la regulatorul de încărcare a bateriei.

Video: cum să remake un motor pentru o turbină eolianăPentru a crește amperajul, puteți utiliza mai multe ansambluri conectate în paralel.

Crearea corpului și a lamelor

Următoarea etapă în fabricarea unei turbine eoliene este ansamblul bazei pe care sunt montate elementele generatorului eolian.

1. Baza este sudată din țevi de oțel sub formă de structură, dintre care un capăt este bifurcat, întărit cu elemente transversale, celălalt este fixat pentru fixarea cozii dispozitivului.
2. Pe capătul bifurcat sunt găurite 4 găuri pentru fixarea generatorului electric.
3. Partea rotativă este montată pe baza rulmentului.
4. Pe flanșă este atașată o flanșă cu orificii de montare.
5. Coada este din tablă metalică.
6. Structura este curățată și vopsită.
7. Coada este vopsită.
8. Se realizează și se pictează o carcasă de protecție a carcaselor dintr-o foaie de metal subțire.
9. După ce elementele pictate s-au uscat, pe bază este instalat un generator electric, carcasa și coada sunt fixate.
10. Lamele sunt fixate de rotorul din sistemul de răcire al motorului tractorului.
11. Distanțierele sunt sudate pe lame (în acest caz, lamele sunt metalice).

După cum puteți vedea, asamblarea unei turbine eoliene cu propriile mâini nu este atât de ușoară. Acest lucru necesită anumite abilități și cunoștințe în domeniul ingineriei electrice și electronice. Dar pentru persoanele cu astfel de cunoștințe, această sarcină este destul de capabilă. În plus, o turbină eoliană de casă va costa semnificativ mai puțin decât un design achiziționat..