Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama – Novinky ACS TP – Fóra – ACS TP

Vítr je bezplatná energie! Využijme to tedy pro osobní účely. Pokud je vytvoření větrné elektrárny v průmyslovém měřítku velmi nákladné, protože kromě generátoru je nutné provést řadu studií a výpočtů, stát takové náklady nenese a z nějakého důvodu investoři v zemích bývalého SSSR nejsou zvláštního zájmu. Pak si soukromě můžete vyrobit mini-větrný mlýn pro vlastní potřebu. Stojí za to pochopit, že projekt přeměny vašeho domova na alternativní energii je velmi nákladný podnik.

Jak již bylo zmíněno: musíte provádět dlouhodobá pozorování a výpočty, abyste vybrali optimální poměr velikostí větrného kola a generátoru, vhodný pro vaše klima, větrnou růžice a průměrnou roční rychlost větru.

Účinnost větrné elektrárny v rámci jednoho regionu se může výrazně lišit, je to dáno tím, že pohyb větru závisí nejen na klimatickém pásmu, ale také na terénu.

Co je však větrná energie s minimálními náklady, můžete zjistit sestavením rozpočtové instalace pro napájení nízkoenergetické zátěže, jako je smartphone, žárovky nebo rádio. Se správným přístupem můžete poskytnout elektřinu malému domu nebo letní chatě.

Podívejme se, jak si můžete vyrobit jednoduchou větrnou elektrickou instalaci vlastníma rukama.

Nízkoenergetické větrné mlýny vyrobené z improvizovaných prostředků

Počítačový chladič je bezkomutátorový motor, který ve své původní podobě nemá žádnou praktickou hodnotu.

Je potřeba to převinout, protože v originále jsou vinutí zapojena nevhodně. Naviňte cívky jednu po druhé:

1. Ve směru hodinových ručiček;
2. Proti směru hodinových ručiček;
3. Ve směru hodinových ručiček;
4. Proti směru hodinových ručiček.

Sousední cívky je třeba zapojit do série, nebo ještě lépe navinout tak, aby se jeden kus drátu pohyboval z jedné drážky do druhé. V tomto případě volte tloušťku drátu libovolně, bude lepší, když namotáte co nejvíce závitů, a to je možné při použití nejtenčího drátu.

Výstupní napětí z takového generátoru bude proměnlivé a jeho hodnota bude záviset na rychlosti (rychlosti větru), nainstalujte diodový můstek ze Schottkyho diod pro jeho usměrnění na konstantní, běžné diody postačí, ale bude to horší, protože napětí na nich klesne z 1 na 2 volty.

Lyrická odbočka, trocha teorie

Pamatujte, že velikost EMF se rovná:

kde L je délka vodiče umístěného v magnetickém poli; V – rychlost rotace magnetického pole;

Při modernizaci generátoru můžete ovlivnit pouze délku vodiče, tedy počet závitů každé cívky. Počet závitů určuje výstupní napětí a tloušťka drátu určuje maximální proudové zatížení.

V praxi je nemožné ovlivnit rychlost větru. I z této situace však existuje východisko, po zjištění typické rychlosti větru pro vaši oblast můžete navrhnout vrtuli vhodnou pro rychlost větroelektrické instalace, stejně jako převodovku nebo řemenový pohon, aby byla zajištěna dostatečná; otáčky pro vytvoření požadovaného napětí.

DŮLEŽITÉ: Rychlejší neznamená lepší. Pokud je rychlost otáčení větrného generátoru příliš vysoká, zkrátí se jeho životnost, zhorší se mazací vlastnosti pouzder rotoru nebo ložisek, dojde k zablokování a nejrychleji dojde k porušení izolace vinutí v generátoru.

Generátor se skládá z:

Zvýšení výkonu generátoru z chladiče počítače

Za prvé, čím více lopatek a průměr kola, tím lépe, takže se blíže podívejte na 120mm chladiče.

Za druhé jsme si již řekli, že napětí závisí také na magnetickém poli, faktem je, že průmyslové generátory s vysokým výkonem mají budicí vinutí a nízkovýkonové silné magnety. Magnety v chladiči jsou extrémně slabé a neumožňují dosažení dobrých výsledků z generátoru a mezera mezi rotorem a statorem je velmi velká – asi 1 mm, a to u již slabých magnetů.

Řešením tohoto problému je radikální změna konstrukce generátoru. Přesněji řečeno, chladič bude potřebovat pouze oběžné kolo jako samotný generátor, můžeme použít motor z tiskárny nebo jiného domácího spotřebiče. Nejběžnější kartáčované motory jsou buzeny permanentními magnety.

Ve výsledku to bude vypadat takto.

Výkon takového generátoru stačí k napájení LED diod a rádiového přijímače. Na dobití telefonu nebude stačit, telefon zobrazí proces nabíjení, ale proud bude extrémně malý, až 100 ampér, při větru 5-10 metrů za sekundu.

Krokové motory jako větrné generátory

Krokové motory se velmi často vyskytují v počítačích a domácích spotřebičích, v různých přehrávačích, disketových mechanikách (zajímavé jsou staré 5.25” modely), tiskárnách (zejména jehličkových), skenerech atd.

Tyto motory mohou pracovat jako generátor bez úprav, skládají se z rotoru s permanentními magnety a statoru s vinutím typické schéma zapojení pro krokový motor v režimu generátoru;

Obvod má 5voltový lineární stabilizátor typu L7805, který umožňuje k takové větrné turbíně bezpečně připojit mobilní telefony pro jejich nabíjení.

Na obrázku je generátor vyrobený z krokového motoru s nainstalovanými lopatkami.

Motor má v konkrétním případě 4 výstupní vodiče, schéma tomu odpovídá. Motor s takovými rozměry v režimu generátoru produkuje přibližně 2 W při slabém větru (rychlost větru asi 3 m/s) a 5 m/s při silném větru (až 10 m/s).

Mimochodem, zde je podobný obvod se zenerovou diodou namísto L7805. Umožňuje nabíjet Li-ion baterie.

Zdokonalení domácího větrného mlýna

Aby generátor fungoval efektivněji, musíte pro něj vyrobit vodicí stopku a pohyblivě ji upevnit na stožár. Když se pak změní směr větru, změní se i směr větrného generátoru. Pak nastává další problém – kabel vedoucí od generátoru ke spotřebiteli se bude kroutit kolem stožáru. Chcete-li to vyřešit, musíte poskytnout pohyblivý kontakt. Na Ebay a Aliexpress se prodává hotové řešení.

Spodní tři dráty jsou nehybné a klesají a horní svazek drátů je pohyblivý uvnitř. Pokud nemáte možnost koupit, buďte chytří a inspirujte se rozhodnutím designérů vozu Zhiguli, konkrétně implementací pohyblivého kontaktu pro signální tlačítko na volantu, a udělejte něco podobného. Nebo použijte kontaktní podložku z rychlovarné konvice.

Spojením konektorů získáte pohyblivý kontakt.

Výkonný větrný generátor vyrobený z improvizovaných prostředků.

Chcete-li získat větší výkon, můžete použít dvě možnosti:

1. Generátor ze šroubováku (10-50 W);
2. Větrný generátor z automobilového generátoru.

Jediné, co od šroubováku potřebujete, je motor, možnost je podobná jako u předchozí, jako šroub můžete použít lopatky ventilátoru, tím se zvýší konečný výkon vaší instalace.

Zde je příklad takového projektu:

Věnujte pozornost tomu, jak je zde realizován rychloběh – hřídel větrného generátoru je umístěna v potrubí, na jejím konci je ozubené kolo, které přenáší rotaci na menší ozubené kolo namontované na hřídeli motoru. Ke zvýšení otáček motoru dochází i v průmyslových větrných elektrárnách. Převodovky se používají všude.

V domácích podmínkách se však výroba převodovky stává velkým problémem. Převodovku můžete vyjmout z elektrického nářadí, tam je potřeba snížit vysoké otáčky na hřídeli komutátorového motoru na normální otáčky sklíčidla na vrtačce nebo brusném kotouči:

Vrtačka má planetovou převodovku;

• Úhlová bruska je vybavena úhlovou převodovkou (bude užitečná pro instalaci některých instalací a sníží zatížení ocasu větrné turbíny);
• Převodovka z ruční vrtačky.

Tato verze domácího větrného generátoru již dokáže nabíjet 12V baterie, ale pro generování nabíjecího proudu a napětí je potřeba převodník. Tento úkol lze zjednodušit použitím autogenerátoru.

Větrný generátor z automobilového generátoru

Automobilový generátor se skládá ze statoru s třífázovým vinutím a rotoru s kartáčovou sestavou a budicí cívkou. Takový generátor je připojen k zátěži přes diodový můstek sestavený podle schématu Larionova, který je obvykle umístěn na zadním krytu generátoru. Více podrobností naleznete zde: Jak je autogenerátor konstruován a funguje

Výhodou takového generátoru je v principu jeho využití k nabíjení autobaterií, k tomu je určen. Autogenerátory mají vestavěné relé regulátoru napětí, což eliminuje nutnost dokupovat stabilizátory nebo měniče.

Milovníci automobilů však vědí, že při nízkých volnoběžných otáčkách, přibližně 500-1000 ot / min, je výkon takového generátoru nízký a neposkytuje potřebný proud pro nabíjení baterie. To vede k nutnosti připojení k větrnému kolu přes převodovku nebo řemenový pohon.

Počet otáček při běžných rychlostech větru pro vaše zeměpisné šířky můžete upravit výběrem převodového poměru nebo použitím správně navrženého větrného kola.

Užitečné tipy

Snad nejvýhodnější provedení pro opakování stožáru pro větrnou turbínu je znázorněno na obrázku. Takový stožár je natažen na kabelech připevněných k držákům v zemi, což zajišťuje stabilitu.

Je to důležité,: Výška stožáru by měla být co nejvyšší, přibližně 10 metrů. Ve vyšších nadmořských výškách je vítr silnější, protože zde nejsou žádné překážky v podobě pozemních staveb, kopců a stromů. V žádném případě neinstalujte větrný generátor na střechu vašeho domova. Rezonanční vibrace upevňovacích konstrukcí mohou způsobit zničení jeho stěn.

Postarejte se o spolehlivost nosného stožáru, protože konstrukce větrného mlýna založeného na takovém generátoru je výrazně těžší a je již poměrně vážným řešením, které může poskytnout autonomní napájení dacha s minimální sadou elektrických spotřebičů. Zařízení, která pracují na 220 V, mohou být napájena z 12-220 V měniče Nejběžnější verze takového měniče je nepřerušitelný zdroj napájení pro PC.

Je lepší použít dieselagregáty vč. nákladních vozidel, protože jsou konstruovány pro provoz při nízkých rychlostech. Dieselový motor velkého nákladního automobilu pracuje v průměru mezi 300 a 3500 XNUMX otáčkami za minutu.

Moderní generátory produkují 12 nebo 24 voltů a proud 100 ampérů je již dlouho normální. Po provedení jednoduchých výpočtů můžete určit, že takový generátor vám poskytne maximálně 1 kW výkonu a generátor z Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, což je již pěkný slušná postava.

Jaké by mělo být větrné kolo pro domácí větrnou turbínu?

V textu jsem zmínil, že větrné kolo by mělo být velké a s velkým počtem lopatek, ve skutečnosti tomu tak není. Toto tvrzení platilo pro ty mikrogenerátory, které nepředstírají, že jsou vážnými elektrickými stroji, ale spíše vzorky pro referenci a volný čas.

Ve skutečnosti je návrh, výpočet a vytvoření větrného kola velmi obtížný úkol. Větrná energie bude využívána racionálněji, pokud bude provedena velmi přesně a „letecký“ profil bude ideálně navržen a měl by být instalován s minimálním úhlem k rovině otáčení kola.

Reálná síla větrných kol se stejným průměrem a různým počtem lopatek je stejná, rozdíl je pouze v rychlosti jejich otáčení. Čím méně křídel, tím více otáček za minutu, při stejném větru a průměru. Pokud chcete dosáhnout maximální rychlosti, musíte křídla namontovat co nejpřesněji s minimálním úhlem k rovině jejich rotace.

Podívejte se na tabulku z knihy z roku 1956 „Homemade Wind Power Plant“ ed. DOSAAF Moskva. Ukazuje vztah mezi průměrem kola, výkonem a otáčkami.

Doma jsou tyto teoretické výpočty málo užitečné amatéři vyrábějí větrná kola z improvizovaných prostředků pomocí:

• Překližka;
• Kovové plechy;
• Plastové kanalizační potrubí.

Vysokorychlostní 2-4listé větrné kolo můžete sestavit vlastníma rukama z kanalizačních trubek, kromě toho potřebujete pilu na železo nebo jakýkoli jiný řezný nástroj. Použití těchto trubek je dáno jejich tvarem po řezání, mají konkávní tvar, který zajišťuje vysokou citlivost na proudění vzduchu.

Po oříznutí se pomocí ŠROUBŮ zajistí na kovový, textolitový nebo překližkový polotovar. Pokud ho budete vyrábět z překližky, je lepší přelepit a sešroubovat několik vrstev překližky na obou stranách šrouby, pak dosáhnete tuhosti.

Zde je nápad na dvoulopatkové pevné oběžné kolo pro generátor krokového motoru.

Závěry

Můžete vytvořit větrnou elektroinstalaci od nízkého výkonu – jednotky Wattů, pro napájení jednotlivých LED svítidel, majáků a malých zařízení až po dobré hodnoty výkonu v jednotkách kilowattů, akumulaci energie v baterii, její využití v jeho původní podobu nebo jej převést až na 220 voltů. Náklady na takový projekt budou záviset na vašich potřebách, možná nejdražším prvkem je stožár a baterie, které se mohou pohybovat od 300 do 500 USD.