Dům, design, rekonstrukce, výzdoba.  Dvůr a zahrada.  Svýma rukama

Dům, design, rekonstrukce, výzdoba. Dvůr a zahrada. Svýma rukama

» DIY větrná energie. Sestavení domácí větrné turbíny: možnosti designu od uživatelů FORUMHOUSE

DIY větrná energie. Sestavení domácí větrné turbíny: možnosti designu od uživatelů FORUMHOUSE

Rusko má ve vztahu ke zdrojům větrné energie dvojí postavení. Na jedné straně kvůli obrovské celkové ploše a množství rovinatých ploch obecně hodně fouká, a to z větší části hladký. Na druhou stranu naše větry jsou většinou nízkopotenciální, pomalé, viz obr. Na třetím, v řídce osídlených oblastech, jsou větry prudké. Na základě toho je úkol spustit větrný generátor na farmě docela relevantní. Abyste se ale mohli rozhodnout, zda si pořídit poměrně drahé zařízení, nebo si ho vyrobit sami, musíte si dobře rozmyslet, jaký typ (a není jich málo) pro jaký účel zvolit.

Základní pojmy

  1. KYJEV - koeficient využití větrné energie. Pokud se použije pro výpočet mechanického modelu rovinného větru (viz níže), rovná se účinnosti rotoru větrné elektrárny (APU).
  2. Účinnost - průběžná účinnost APU, od narážejícího větru na svorky elektrického generátoru, nebo na množství vody načerpané do nádrže.
  3. Minimální provozní rychlost větru (MWS) je jeho rychlost, při které začne větrná turbína dodávat proud do zátěže.
  4. Maximální povolená rychlost větru (MDS) je jeho rychlost, při které se zastaví výroba energie: automatizace buď vypne generátor, nebo vloží rotor do korouhvičky, nebo jej složí a skryje, nebo se rotor sám zastaví, nebo APU prostě zkolabuje.
  5. Startovací rychlost větru (SWS) - při této rychlosti se rotor může otáčet bez zatížení, roztočit se a vstoupit do provozního režimu, po kterém můžete zapnout generátor.
  6. Záporná startovací rychlost (OSS) – to znamená, že APU (neboli větrná turbína – větrná elektrárna, nebo VEA, větrná jednotka) ke spuštění při jakékoli rychlosti větru vyžaduje povinné roztočení z externího zdroje energie.
  7. Startovací (počáteční) moment - schopnost rotoru, násilně zpomalovaného v proudu vzduchu, vytvořit točivý moment na hřídeli.
  8. Větrná turbína (VD) je součástí APU od rotoru po hřídel generátoru nebo čerpadla, případně jiného spotřebiče energie.
  9. Rotační větrný generátor - APU, ve kterém se větrná energie přeměňuje na točivý moment na vývodovém hřídeli otáčením rotoru v proudu vzduchu.
  10. Rozsah provozních otáček rotoru je rozdíl mezi MDS a MPC při provozu při jmenovité zátěži.
  11. Pomaloběžná větrná turbína - v ní lineární rychlost částí rotoru v proudu výrazně nepřekračuje rychlost větru ani pod ní. Dynamická průtoková hlava je přímo přeměněna na přítlak lopatky.
  12. Vysokorychlostní větrná turbína - lineární rychlost lopatek je výrazně (až 20krát i vícekrát) vyšší než rychlost větru a rotor tvoří vlastní cirkulaci vzduchu. Cyklus přeměny energie proudění na tah je složitý.

Poznámky:

  1. Nízkorychlostní APU mají zpravidla KIEV nižší než vysokorychlostní, ale mají rozběhový moment dostatečný k roztočení generátoru bez odpojení zátěže a nulové TCO, tzn. zcela samospouštěcí a použitelné v nejslabším větru.
  2. Pomalost a rychlost jsou relativní pojmy. Domácí větrná turbína s 300 otáčkami za minutu může být nízkootáčková a výkonná APU typu EuroWind, ze kterých jsou pole větrných elektráren, větrných elektráren (viz obr.) A jejichž rotory dělají cca 10 otáček za minutu, vysokootáčkové, protože s takovým jejich průměrem je lineární rychlost lopatek a jejich aerodynamika na větší části jejich rozpětí docela „letadlové“, viz níže.

Jaký typ generátoru potřebujete?

Elektrický generátor pro domácí větrnou turbínu musí vyrábět elektřinu v širokém rozsahu rychlostí otáčení a musí mít schopnost samočinného spuštění bez automatizace a externích zdrojů energie. V případě použití APU s OSS (wind turbines with spinning), které mají zpravidla vysokou KIEV a účinnost, musí být i reverzibilní, tzn. umět pracovat jako motor. Při výkonech do 5 kW tuto podmínku splňují elektrické stroje s permanentní magnety na bázi niobu (supermagnety); na ocelových nebo feritových magnetech můžete počítat s ne více než 0,5-0,7 kW.

Poznámka: asynchronní alternátory nebo kolektorové generátory s nemagnetizovaným statorem nejsou vůbec vhodné. Při poklesu síly větru „zhasnou“ dlouho předtím, než jeho rychlost klesne na MPC a samy pak nenastartují.

Vynikající "srdce" APU o výkonu 0,3 až 1-2 kW se získává ze střídavého autogenerátoru se zabudovaným usměrňovačem; těch je nyní většina. Jednak udržují výstupní napětí 11,6-14,7 V v celkem širokém rozsahu otáček bez externích elektronických stabilizátorů. Za druhé, křemíkové ventily se otevřou, když napětí na vinutí dosáhne asi 1,4 V, a předtím generátor „nevidí“ zátěž. K tomu je potřeba generátor pěkně roztočit.

Autogenerátor lze ve většině případů přímo napojit na vysokorychlostní HP hřídel, bez převodu nebo řemenového pohonu, volbou otáček volbou počtu lopatek, viz níže. "Fast-walkers" mají malý nebo nulový rozběhový moment, ale rotor bude mít dostatek času na to, aby se dostatečně roztočil, aniž by odpojil zátěž, než se ventily otevřou a generátor dá proud.

Volba podle větru

Než se rozhodneme, který větrný generátor vyrobit, pojďme se rozhodnout pro místní aerologii. V šedo-zelenkavé(bezvětří) oblasti větrné mapy alespoň nějaký smysl budou mít pouze z plachtící větrné turbíny(a budeme o nich mluvit dále). Pokud potřebujete stálé napájení, budete muset přidat booster (usměrňovač se stabilizátorem napětí), nabíječku, výkonnou baterii, střídač 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC . Taková ekonomika nebude stát méně než 20 000 $ a je nepravděpodobné, že bude možné odstranit dlouhodobý výkon více než 3-4 kW. Obecně platí, že s neústupným usilováním o alternativní energii je lepší hledat její jiný zdroj.

Na žlutozelených, slabě větrných místech, pokud je potřeba elektřiny do 2-3 kW, si můžete sami vzít pomaloběžný vertikální větrný generátor... Bylo jich vyvinuto nespočet a existují návrhy, které z hlediska KIEV a účinnosti nejsou téměř horší než průmyslové "čepele".

Pokud se předpokládá nákup větrné turbíny pro dům, pak je lepší zaměřit se na větrnou turbínu s rotorem plachty. Sporů je mnoho a je jich mnoho a teoreticky stále není vše jasné, ale fungují. V Ruské federaci se "plachetnice" vyrábějí v Taganrogu o výkonu 1-100 kW.

V červených, větrných oblastech závisí výběr na požadovaném výkonu. V rozsahu 0,5-1,5 kW jsou "vertikály" vlastní výroby opodstatněné; 1,5-5 kW - zakoupené "plachetnice". "Vertikální" lze také zakoupit, ale bude to stát více než horizontální APU. A konečně, pokud je vyžadována větrná turbína s výkonem 5 kW nebo více, musíte si vybrat mezi horizontálními zakoupenými "lopatkami" nebo "plachetnicemi".

Poznámka: mnoho výrobců, zejména druhého stupně, nabízí sady dílů, ze kterých si můžete sami sestavit větrný generátor o výkonu až 10 kW. Taková sada bude stát o 20-50% levnější než hotová s instalací. Před nákupem však musíte pečlivě prostudovat aerologii navrhovaného místa instalace a poté podle specifikací vybrat vhodný typ a model.

O bezpečnosti

Části domácí větrné turbíny v provozu mohou mít lineární rychlost přesahující 120 a dokonce 150 m / s a ​​kus jakéhokoli pevného materiálu o hmotnosti 20 g, letící rychlostí 100 m / s, s "úspěšným" zásahem, na místě zabije zdravého muže. Ocelový nebo tvrdý plastový plech o tloušťce 2 mm, pohybující se rychlostí 20 m/s, jej rozřeže na polovinu.

Navíc většina větrných turbín nad 100 W je dost hlučná. Mnohé generují ultra nízké (méně než 16 Hz) kolísání tlaku vzduchu – infrazvuky. Infrazvuky jsou neslyšitelné, ale zdraví škodlivé a šíří se velmi daleko.

Poznámka: koncem 80. let došlo ve Spojených státech ke skandálu – největší větrná elektrárna v zemi v té době musela být uzavřena. Indiáni z rezervace 200 km od pole jejích ozbrojených sil u soudu prokázali, že zdravotní poruchy, které se u nich po zprovoznění WPP prudce zvýšily, mají na svědomí její infrazvuk.

Z výše uvedených důvodů je povolena instalace APU ve vzdálenosti minimálně 5 jejich výšek od nejbližších obytných budov. Na nádvořích soukromých domácností můžete instalovat průmyslově vyrobené větrné turbíny, náležitě certifikované. Instalovat APU na střechy je obecně nemožné - při jejich provozu i u nízkopříkonových dochází ke střídavému mechanickému zatížení, které může způsobit rezonanci stavební konstrukce a její destrukci.

Poznámka: Výška APU je nejvyšší bod rozmítaného disku (pro lopatkové rotory) nebo geomerický obrazec (pro vertikální APU s rotorem na hřídeli). Pokud stožár APU nebo osa rotoru vyčnívají vzhůru ještě výše, počítá se výška od jejich vrcholu - vrcholu.

Vítr, aerodynamika, KYJEV

Podomácku vyrobený větrný generátor se řídí stejnými přírodními zákony jako tovární, vypočítané na počítači. A domácí kutil potřebuje velmi dobře rozumět základům své práce – nejčastěji nedisponuje drahými supermoderními materiály a technologickým vybavením. Aerodynamika APU je, ach, jak je obtížná...

Vítr a KYJEV

Pro výpočet sériového továrního APU, tzv. plochý mechanický model větru. Vychází z následujících předpokladů:

  • Rychlost a směr větru jsou konstantní v rámci efektivního povrchu rotoru.
  • Vzduch je spojité médium.
  • Účinná plocha rotoru se rovná zametané ploše.
  • Energie proudu vzduchu je čistě kinetická.

Za takových podmínek maximální energie jednotky objemu vzduchu se počítají podle školního vzorce za předpokladu, že hustota vzduchu za normálních podmínek je 1,29 kg * metry krychlové. m. Při rychlosti větru 10 m/s unese jedna krychle vzduchu 65 J a z jednoho čtverce efektivního povrchu rotoru lze odebrat 650 wattů při 100% účinnosti celého APU. To je velmi zjednodušený přístup – každý ví, že vítr není nikdy dokonale plochý. Ale to musí být provedeno, aby byla zajištěna opakovatelnost produktů – běžná praxe v technologii.

Plochý model by neměl být ignorován, poskytuje jasné minimum dostupné větrné energie. Vzduch je však za prvé stlačen a za druhé je velmi tekutý (dynamická viskozita je pouze 17,2 μPa * s). To znamená, že proudění může proudit kolem zametané oblasti, čímž se snižuje efektivní plocha a KIEV, což je nejčastěji pozorováno. Ale v zásadě je možná i opačná situace: vítr proudí k rotoru a efektivní plocha povrchu pak bude větší než zametená plocha a KIEV bude větší než 1 vůči stejnému pro plochý vítr.

Zde jsou dva příklady. První je rekreační jachta, poměrně těžká, jachta může jet nejen proti větru, ale také rychleji než on. Vítr je míněn venku; zdánlivý vítr musí být stále rychlejší, jinak jak to potáhne loď?

Druhý je klasikem historie letectví. Během testů MIG-19 se ukázalo, že interceptor, který byl o tunu těžší než frontový stíhač, rychleji zrychloval. Se stejnými motory ve stejném kluzáku.

Teoretici nevěděli, co si mají myslet, a vážně pochybovali o zákonu zachování energie. Nakonec se ukázalo, že to byl kužel radarové kapotáže vyčnívající ze sání vzduchu. Od jeho nosu až po plášť byl vzduch zhutněn, jako by jej srážel ze stran ke kompresorům motoru. Od té doby se rázové vlny teoreticky pevně usadily jako užitečné a fantastické letové výkony moderních letadel jsou v nemalé míře způsobeny jejich obratným využitím.

Aerodynamika

Vývoj aerodynamiky se obvykle dělí na dvě éry – před N. G. Žukovským a po něm. Jeho zpráva „O připojených vírech“ z 15. listopadu 1905 byla začátkem nová éra v letectví.

Před Žukovským létali na plachtách nastavených naplocho: předpokládalo se, že částice přicházejícího proudu dávají veškerou svou hybnost náběžné hraně křídla. To umožnilo okamžitě se zbavit vektorové veličiny - momentu hybnosti - která dala vzniknout zběsilé a nejčastěji neanalytické matematice, přejít k mnohem pohodlnějším skalárním čistě energetickým vztahům a v důsledku toho získat vypočítané tlakové pole. na nosné rovině, víceméně podobné současnosti.

Takovýto mechanistický přístup umožnil vytvořit vozidla, která přinejmenším mohou vzlétnout a létat z jednoho místa na druhé, aniž by nutně někde cestou spadla na zem. Ale touha zvyšovat rychlost, nosnost a další letové vlastnosti stále více odhalovala nedokonalost původní aerodynamické teorie.

Žukovského myšlenka byla tato: podél horní a spodní plochy křídla se vzduch pohybuje jinou cestou. Z podmínky spojitosti média (bubliny vakua se ve vzduchu samy netvoří) vyplývá, že rychlosti horního a spodního proudění sestupujícího od odtokové hrany by měly být různé. Kvůli malé, ale konečné viskozitě vzduchu by tam měl vzniknout vír kvůli rozdílu rychlostí.

Vír se otáčí a zákon zachování hybnosti, stejně neměnný jako zákon zachování energie, platí i pro vektorové veličiny, tzn. musí brát v úvahu směr pohybu. Proto právě tam, na odtokové hraně, by se měl vytvořit opačně rotující vír se stejným kroutícím momentem. Jakými prostředky? Kvůli energii generované motorem.

Pro praxi letectví to znamenalo revoluci: volbou vhodného profilu křídla bylo možné nechat připojený vír kolem křídla v podobě cirkulace G, zvyšující jeho vztlak. To znamená, že po vynaložení části a pro vysoké rychlosti a zatížení křídla - velkou část, výkon motoru, je možné vytvořit proudění vzduchu kolem zařízení, což umožňuje dosáhnout nejlepších letových vlastností.

Tím se letectví stalo letectvím a ne součástí letectví: letoun si nyní mohl sám vytvořit prostředí nezbytné pro let a přestal být hračkou vzdušných proudů. Vše, co potřebujete, je výkonnější motor a stále výkonnější...

opět KYJEV

Ale větrná turbína nemá motor. Naopak musí brát energii z větru a dávat ji spotřebitelům. A tady to vychází - vytáhl nohy, ocas se zasekl. Příliš málo větrné energie bylo povoleno na vlastní cirkulaci rotoru - bude slabý, tah lopatek bude nízký a KIEV a výkon budou nízké. Dejme hodně za oběh - rotor bude zapnutý Volnoběh točí se jako blázen, ale spotřebitelé opět dostávají málo: dali malou zátěž, rotor se zabrzdil, vítr sfoukl cirkulaci a rotor se zastavil.

Zákon zachování energie" zlatá střední cesta»Dá jen uprostřed: 50 % energie odevzdáme zátěži a zbylých 50 % natočíme tok na optimum. Praxe potvrzuje předpoklady: je-li účinnost dobré tažné vrtule 75-80%, pak KIEV, stejně pečlivě vypočítaný a foukaný v aerodynamickém tunelu, dosahuje listový rotor 38-40%, tzn. až polovinu toho, co lze dosáhnout přebytkem energie.

Modernost

Aerodynamika, vyzbrojená moderní matematikou a počítači, se v dnešní době stále více odklání od nevyhnutelně něčeho a zjednodušování modelů k přesnému popisu chování skutečného tělesa v reálném proudění. A zde, kromě obecné linie - síla, síla a další síla! - jsou nalezeny boční cesty, ale slibné jen s omezeným množstvím energie vstupující do systému.

Slavný alternativní letec Paul McCready v 80. letech vytvořil letadlo se dvěma motory z motorové pily o výkonu 16 koní. ukazuje 360 ​​km/h. Jeho podvozek byl navíc nestahovací tříkolka a kola byla bez aerodynamických krytů. Žádné z McCreadyho vozidel se nezapojilo do stavu pohotovosti, ale dvě – jedno s pístovými motory a vrtulemi a druhé tryskové – poprvé v historii obletěly zeměkouli, aniž by přistály na jedné čerpací stanici.

Vývoj teorie se velmi výrazně dotkl i plachet, které daly vzniknout původnímu křídlu. „Živá“ aerodynamika umožňovala jachtám vítr o síle 8 uzlů. stát na křídlech (viz obr.); ke zrychlení takového monstra na požadovanou rychlost pomocí vrtule je zapotřebí motor o výkonu alespoň 100 koní. Závodní katamarány plují rychlostí asi 30 uzlů ve stejném větru. (55 km/h).

Existují i ​​zcela netriviální nálezy. Fanoušci nejvzácnějšího a nejextrémnějšího sportu - base jumping - nosí speciální wing suit, wingsuit, létají bez motoru, manévrují rychlostí více než 200 km/h (obrázek vpravo) a pak hladce přistávají v před - vybrané místo. V jaké pohádce lidé létají sami?

Mnoho záhad přírody bylo také vyřešeno; zejména - let brouka. Podle klasické aerodynamiky není schopen létat. Stejně jako předchůdce „stealth“ F-117 se svým kosočtvercovým křídlem také nedokáže vzlétnout do vzduchu. A MiG-29 a Su-27, které nějakou dobu umí létat ocasem vpřed, do žádných představ vůbec nezapadají.

A proč tedy, když se zabýváme větrnými turbínami, které nejsou zábavou a ne nástrojem k ničení vlastního druhu, ale zdrojem životně důležitého zdroje, je nutné bezpodmínečně tančit z teorie slabých proudů s jejím plochým modelem větru? Není způsob, jak jít dál?

Co čekat od klasiky?

V žádném případě by se však nemělo vzdávat klasiky. Poskytuje základ, aniž by se opíral, o který se člověk nemůže zvednout výš. Stejně jako teorie množin nezruší násobící tabulku a kvantová chromodynamika nepřiměje jablka létat ze stromů.

Co tedy můžete očekávat od klasického přístupu? Podívejme se na obrázek. Vlevo - typy rotorů; jsou zobrazeny podmíněně. 1 - vertikální karusel, 2 - vertikální ortogonální (větrná turbína); 2-5 - lopatkové rotory s různým počtem lopatek s optimalizovanými profily.

Vpravo podél vodorovné osy je vynesena relativní rychlost rotoru, tj. poměr lineární rychlosti lopatky k rychlosti větru. Svisle nahoru - KYJEV. A dolů - opět relativní točivý moment. Za jediný (100%) kroutící moment je považován ten, který vytváří rotor nuceně brzděný v proudu 100% KIEV, tzn. kdy se veškerá energie proudění přemění na rotační sílu.

Tento přístup umožňuje dalekosáhlé závěry. Například počet lopatek se musí volit nejen a ne tolik podle požadované rychlosti otáčení: 3- a 4-nože okamžitě ztrácejí hodně z hlediska KIEV a točivého momentu ve srovnání s 2- a 6-nožovými, které fungují dobře přibližně ve stejném rozsahu otáček. A navenek podobný karusel a ortogonál mají zásadně odlišné vlastnosti.

Obecně by se měly upřednostňovat lopatkové rotory s výjimkou případů, kdy je vyžadována maximální levnost, jednoduchost, bezúdržbové samostartování bez automatiky a zvedání na stožár není možné.

Poznámka: mluvme především o plachtových rotorech - zdá se, že nezapadají do klasiky.

Vertikální

APU s vertikální osou otáčení mají pro každodenní život nespornou výhodu: jejich jednotky vyžadující údržbu jsou soustředěny dole a není třeba je zvedat. Zůstává, a i když ne vždy, samonaklápěcí axiální ložisko, ale je pevné a odolné. Při návrhu jednoduché větrné turbíny by se proto měl výběr možností začít s vertikálními jednotkami. Jejich hlavní typy jsou znázorněny na obr.

slunce

Na první pozici - nejjednodušší, nejčastěji nazývaný Savonius rotor. Ve skutečnosti byl vynalezen v roce 1924 v SSSR Ya. A. a A. A. Voroninovými a finský průmyslník Sigurd Savonius si tento vynález bezostyšně přivlastnil, ignorujíc sovětský autorský certifikát, a zahájil sériovou výrobu. Zavedení do osudu vynálezu ale znamená hodně, proto, abychom nerozvířili minulost a nenarušili popel mrtvých, nazveme tuto větrnou turbínu Voronin-Savonius rotor, nebo zkráceně VS. .

Letadlo je dobré pro všechny, kromě "lokomotivy" KYJEV v 10-18%. V SSSR na tom však hodně pracovali a dochází k určitému vývoji. Níže se budeme zabývat vylepšeným designem, který není o moc složitější, ale dává čepelím náskok podle KIEV.

Poznámka: dvoulisté letadlo se netočí, ale škube; 4-čepel je jen o málo hladší, ale hodně ztrácí v KYJEVU. Pro vylepšení jsou ty 4 - "žlabové" nejčastěji neseny ve dvou patrech - pár lopatek dole a další pár, otočený vodorovně o 90 stupňů, nad nimi. KIEV zůstává a boční zatížení mechaniky je oslabeno, ale ohybové zatížení se mírně zvyšuje a při větru více než 25 m / s takové APU na hřídeli, tzn. bez ložiska nad rotorem nataženým kryty "strhne věž".

Daria

Další je Darrieův rotor; KYJEV - až 20%. Je to ještě jednodušší: čepele jsou vyrobeny z jednoduchého elastického pásku bez jakéhokoli profilu. Teorie Darrieova rotoru ještě není dostatečně rozvinutá. Je jen jasné, že se začne odvíjet kvůli rozdílu v aerodynamickém odporu hrbolu a kapsy pásky, a pak se stává jaksi rychlým a tvoří si vlastní oběh.

Kroutící moment je malý a ve výchozích polohách rotoru není vůbec žádná rovnoběžka ani kolmice k větru, takže samotočení je možné jen s lichým počtem lopatek (křídel?) Každopádně zátěž od generátor musí být během roztočení odpojen.

Rotor Darrieus má ještě dvě špatné vlastnosti. Za prvé, během rotace vektor tahu lopatky popisuje celou otáčku vzhledem k jejímu aerodynamickému ohnisku, a ne plynule, ale trhavě. Proto rotor Darrieus rychle rozbije svou mechaniku i při rovnoměrném větru.

Za druhé, Daria nejen dělá hluk, ale křičí a ječí, až se páska přetrhne. To je způsobeno jeho vibracemi. A čím více čepelí, tím silnější je řev. Pokud se tedy Daria vyrábí, je dvoulistá, vyrobená z drahých vysoce pevných zvuk pohlcujících materiálů (uhlíkové vlákno, mylar) a malé letadlo je uzpůsobeno pro točení uprostřed stožáru.

Ortogonální

Na pozici 3 - ortogonální vertikální rotor s profilovanými lopatkami. Ortogonální, protože křídla trčí vertikálně. Přechod z VS do ortogonálního je znázorněn na Obr. vlevo, odjet.

Úhel instalace lopatek vzhledem k tečně ke kružnici dotýkající se aerodynamických ohnisek křídel může být buď kladný (na obrázku) nebo záporný, v závislosti na síle větru. Někdy jsou lopatky vyrobeny otočně a jsou na nich umístěny meteorologické vozy, které automaticky drží „alfu“, ale takové struktury se často rozbijí.

Středové tělo (na obrázku modré) umožňuje dosáhnout KIEV na téměř 50 %.Ve třílistém ortogonálním by mělo mít v řezu tvar trojúhelníku s mírně vypouklými stranami a zaoblenými rohy a s větším počtem z lopatek postačí jednoduchý válec. Ale teorie pro ortogonální dává optimální počet lopatek jednoznačně: měly by být přesně 3.

Ortogonální označuje vysokorychlostní větrné turbíny s OSS, tzn. nutně vyžaduje propagaci při uvádění do provozu a po klidu. Sériová bezobslužná APU s kapacitou až 20 kW se vyrábí podle ortogonálního schématu.

Helicoid

Helicoidní rotor nebo Gorlovův rotor (poz. 4) - druh ortogonálního, zajišťujícího rovnoměrné otáčení; ortogonální s rovnými křídly se „trhá“ jen o málo slabší než dvoulistý BC. Ohnutí lopatek podél šroubovice umožňuje vyhnout se ztrátám KIEV v důsledku jejich zakřivení. I když zakřivená lopatka odmítá část toku, aniž by ho použila, část z něj shrabuje do zóny nejvyšší lineární rychlosti, čímž kompenzuje ztráty. Helicoidy se používají méně často než jiné větrné turbíny, protože v důsledku složitosti výroby jsou dražší než jejich protějšky stejné kvality.

Sud-záhřebka

5 poz. - rotor typu BC, obklopený vodicími lopatkami; jeho schéma je na obr. napravo. V průmyslovém designu se vyskytuje zřídka, protože drahé pořízení pozemků nekompenzuje navýšení kapacity a spotřeba materiálů a složitost výroby jsou velké. Ale domácí stavitel, který se bojí práce, už není pán, ale spotřebitel, a pokud není potřeba více než 0,5-1,5 kW, pak je pro něj lahůdka:

  • Rotor tohoto typu je absolutně bezpečný, tichý, nevytváří vibrace a lze jej instalovat kdekoli, dokonce i na dětském hřišti.
  • Ohýbat pozinkované žlaby a svařovat rám z trubek je nesmyslná práce.
  • Rotace je naprosto rovnoměrná, mechanické části lze vzít z nejlevnějšího nebo z koše.
  • Nebojí se hurikánů - příliš silný vítr nemůže tlačit do "sudu"; kolem se objeví proudnicový vírový kokon (s tímto efektem se setkáme později).
  • A co je nejdůležitější, protože povrch „drapáku“ je několikanásobně větší než povrch rotoru uvnitř, může být KIEV přes jednotku a točivý moment již při 3 m / s na „hlavni“ o průměru tří metrů je takový, že 1 kW generátor s maximální zátěží je prý lepší neškubat.

Video: Větrná turbína Lenz

V 60. letech v SSSR E.S.Biryukov patentoval karuselový APU s 46% KYJEV. O něco později V. Blinov dosáhl 58% konstrukce založené na stejném principu KYJEV, ale neexistují žádné údaje o jeho testech. A úplné testy ozbrojených sil Biryukov provedli zaměstnanci časopisu Inventor and Racionalizer. Dvoupatrový rotor o průměru 0,75 m a výšce 2 m s čerstvým větrem roztočeným na plný výkon asynchronní generátor 1,2 kW a vydržel 30 m/s bez zlomení. Biryukovovy výkresy APU jsou uvedeny na Obr.

  1. pozinkovaný střešní rotor;
  2. samonaklápěcí dvouřadé kuličkové ložisko;
  3. kabely - 5 mm ocelové lano;
  4. hřídel nápravy - ocelová trubka s tloušťkou stěny 1,5-2,5 mm;
  5. páky ovládání aerodynamické rychlosti;
  6. lopatky regulátoru rychlosti - 3-4 mm překližka nebo plastová deska;
  7. tyče regulátoru rychlosti;
  8. zatížení regulátoru rychlosti, jeho hmotnost určuje rychlost;
  9. hnací kladka - kolo jízdního kola bez pláště s duší;
  10. axiální ložisko - axiální ložisko;
  11. hnaná řemenice - standardní řemenice generátoru;
  12. generátor.

Biryukov obdržel několik autorských certifikátů pro jeho APU. Nejprve si všimněte výřezu rotoru. Při akceleraci funguje jako letadlo a vytváří velký startovací moment. Jak rotace postupuje, ve vnějších kapsách lopatek se vytváří vírový polštář. Z pohledu větru se lopatky vyprofilují a rotor se změní na vysokorychlostní ortogonální, přičemž virtuální profil se mění podle síly větru.

Za druhé, profilovaný kanál mezi lopatkami v rozsahu provozních otáček působí jako centrální těleso. Pokud se vítr zesílí, pak se v něm také vytvoří vírový polštář přesahující rotor. Objevuje se stejný vírový kokon jako kolem APU s vodicími lopatkami. Energie pro jeho vznik se bere z větru a na zhroucení větrného mlýna už nestačí.

Za třetí, regulátor otáček je určen především pro turbínu. Udržuje její obrat optimální z pohledu KYJEVA. A optimální otáčky generátoru zajišťuje volba převodového poměru mechaniky.

Poznámka: po zveřejnění v IR za rok 1965, ozbrojené síly Ukrajiny, Biryukova upadla v zapomnění. Autor nedostal od úřadů odpověď. Osud mnoha sovětských vynálezů. Říká se, že někteří Japonci se stali miliardáři, pravidelně čtou sovětské populární technické časopisy a patentují vše, co si zaslouží pozornost.

Čepele

Jak je uvedeno výše, horizontální lopatková větrná turbína je nejlepší v klasice. Za prvé ale potřebuje stabilní, alespoň středně silný vítr. Za druhé, konstrukce pro kutila je plná mnoha úskalí, a proto často ovoce dlouhé dřiny v nejlepším případě osvětlí toaletu, chodbu nebo verandu, nebo se dokonce ukáže, že se dokáže pouze odkroutit.

Podle schémat na Obr. podívejme se blíže; pozice:

  • Obr. A:
  1. čepele vrtule;
  2. generátor;
  3. lože generátoru;
  4. ochranná korouhvička (hurikánová lopata);
  5. sběrač proudu;
  6. podvozek;
  7. otočný uzel;
  8. pracovní korouhvička;
  9. stožár;
  10. svorka na kabely.
  • Obr. B, pohled shora:
  1. ochranná korouhvička;
  2. pracovní korouhvička;
  3. regulátor napětí pružiny ochranné korouhvičky.
  • Obr. G, sběrací kroužek:
  1. kolektor s průběžnými měděnými prstencovými přípojnicemi;
  2. pružinové měděno-grafitové kartáče.

Poznámka: ochrana proti orkánu pro horizontální lopatku o průměru větším než 1 m je bezpodmínečně nutná, protože není schopen kolem sebe vytvořit vírový kokon. Při menších rozměrech lze s propylenovými lopatkami dosáhnout výdrže rotoru až 30 m/s.

Kde jsou tedy kameny úrazu?

Čepele

Očekávejte, že dosáhnete výkonu na hřídeli generátoru více než 150-200 W na čepele jakéhokoli rozpětí, vyříznuté ze silnostěnného plastové potrubí, jak se často radí - naděje beznadějného diletanta. Čepel trubky (pokud není tak tlustá, že se jednoduše použije jako polotovar) bude mít profil segmentový, tzn. jeho vrchol nebo oba budou kruhové oblouky.

Profily segmentů jsou vhodné pro nestlačitelné médium, jako jsou křídlové listy nebo listy vrtule. Pro plyny je potřeba lopatka s proměnným profilem a stoupáním, např. viz obr.; rozpětí - 2 m. Bude se jednat o komplexní a časově náročný produkt, vyžadující pečlivý výpočet plně vyzbrojený teorií, foukání do potrubí a testy v plném měřítku.

Generátor

Když je rotor namontován přímo na jeho hřídel, standardní ložisko se brzy zlomí – u větrných turbín nedochází ke stejnému zatížení všech lopatek. Potřebujete mezihřídel se speciálním nosným ložiskem a mechanický převod z něj na generátor. U velkých větrných turbín se používá samonaklápěcí dvouřadé ložisko; proti nejlepší modely- třípatrový, Obr. D na Obr. výše. To umožňuje hřídeli rotoru nejen mírně se ohýbat, ale také mírně pohybovat ze strany na stranu nebo nahoru a dolů.

Poznámka: vývoj axiálního ložiska pro APU EuroWind trvalo asi 30 let.

Nouzová korouhvička

Princip jeho činnosti je znázorněn na Obr. C. Zesilující vítr tlačí na lopatu, pružina se natahuje, rotor se kroutí, jeho otáčky klesají a nakonec se stane rovnoběžným s prouděním. Všechno se zdá být v pořádku, ale na papíře to bylo hladké ...

Za větrného dne zkuste držet poklici nebo velký hrnec za rukojeť rovnoběžně s větrem. Jen opatrně - nemotorný kus železa může zasáhnout obličej tak, že odře nos, pořeže ret, nebo dokonce vyrazí oko.

Plochý vítr se vyskytuje pouze v teoretických výpočtech a s dostatečnou přesností pro praxi i v aerodynamických tunelech. Ve skutečnosti hurikánové větrné turbíny s hurikánovou lopatou zvládnou více než zcela bezbranné. Je lepší pokřivené nože přeci jen vyměnit, než vše opakovat. PROTI Průmyslové rostliny- další věc. Tam je sklon lopatek, jeden po druhém, sledován a nastavován automatikou pod kontrolou palubního počítače. A jsou vyrobeny z vysoce odolných kompozitů, nikoli z vodovodních trubek.

Sběrač proudu

Toto je pravidelně servisovaný web. Každý energetik ví, že kolektor s kartáči je potřeba vyčistit, promazat a regulovat. A stožár je z vodovodního potrubí. Pokud se nedostanete dovnitř, budete muset jednou za měsíc nebo dva hodit celý větrný mlýn na zem a pak ho zase zvednout. Jak dlouho z takové „prevence“ vydrží?

Video: větrný generátor s lopatkami + solární panel pro napájení chaty

Mini a mikro

Ale s poklesem velikosti lopatky potíže klesají podél čtverce průměru kola. Již dnes je možné samostatně vyrobit horizontální lamelové APU pro výkon až 100 W. Optimální by byl 6listý. S více lopatkami bude průměr rotoru pro stejný výkon menší, ale bude obtížné je pevně zajistit na náboji. Rotory s méně než 6 lopatkami lze ignorovat: 100W 2listý potřebuje rotor o průměru 6,34 m a 4listý se stejným výkonem potřebuje 4,5 m. Pro 6listý je závislost výkonu na průměru vyjádřena jako následuje:

  • 10 W - 1,16 m.
  • 20 W - 1,64 m.
  • 30 W - 2 m.
  • 40 W - 2,32 m.
  • 50 W - 2,6 m.
  • 60 W - 2,84 m.
  • 70 W - 3,08 m.
  • 80 W - 3,28 m.
  • 90 W - 3,48 m.
  • 100 W - 3,68 m
  • 300 W - 6,34 m.

Nejlepší bude počítat s výkonem 10-20 wattů. Za prvé, plastová čepel s rozpětím větším než 0,8 m neodolá větru přesahujícímu 20 m/s bez dodatečných ochranných opatření. Za druhé, při rozpětí listu do stejných 0,8 m nepřekročí lineární rychlost jeho konců rychlost větru více než třikrát a požadavky na profilování s kroucením jsou řádově sníženy; zde "žlab" se segmentovým profilem z trubky, pos. B na Obr. A 10-20 W dodá energii tabletu, dobije smartphone nebo rozsvítí světlo hospodyně.

Dále vyberte generátor. Čínský motor je perfektní - náboj kola pro elektrokola, poz. 1 na Obr. Jeho výkon jako motoru je 200-300 W, ale v režimu generátoru dá asi 100 W. Bude nám to ale z hlediska obratu vyhovovat?

Index rychlosti z pro 6 listů je 3. Vzorec pro výpočet rychlosti otáčení při zatížení je N = v / l * z * 60, kde N je rychlost otáčení, 1 / min, v je rychlost větru a l je obvod rotoru. Při rozpětí lopatek 0,8 m a větru 5 m/s dostáváme 72 ot./min.; při 20 m/s - 288 ot./min. Kolo kola se otáčí přibližně stejnou rychlostí, takže odebereme našich 10-20 wattů z generátoru schopného dát 100. Rotor můžete nasadit přímo na jeho hřídel.

Ale tady vyvstává následující problém: my, když jsme utratili spoustu práce a peněz, alespoň za motor, dostali jsme ... hračku! Kolik je 10-20, dobře, 50 wattů? A větrný mlýn s lopatkami schopný napájet alespoň televizi si doma nevyrobíte. Je možné koupit hotový mini-větrný generátor a bude to stát méně? Co nejvíce a dokonce i levnější, viz poz. 4 a 5. Navíc bude i mobilní. Dejte to na pařez - a použijte to.

Druhá možnost je, pokud někde leží krokový motor ze staré 5 nebo 8palcové mechaniky, nebo z papírové mechaniky či vozíku nepoužitelné inkoustové či jehličkové tiskárny. Může fungovat jako generátor a je snazší k němu připevnit karuselový rotor z plechovek (poz. 6), než sestavit konstrukci jako na poz. 3.

Obecně platí, že závěr o „čepelích“ je jednoznačný: domácí výroba – spíše za účelem vyladění podle libosti, nikoli však pro skutečný dlouhodobý energetický výdej.

Video: nejjednodušší větrný generátor pro osvětlení letní chaty

Plachetnice

Plachetní větrný generátor je znám již dlouhou dobu, ale měkké panely jeho lopatek (viz obr.) se začaly vyrábět s příchodem vysoce pevných syntetických tkanin a fólií odolných proti opotřebení. Vícelopatkové větrné mlýny s pevnými plachtami se široce rozšířily po celém světě jako pohon automatických vodních čerpadel s nízkým výkonem, ale jejich technické údaje jsou dokonce nižší než u kolotočů.

Zdá se však, že měkká plachta jako křídlo větrného mlýna není tak jednoduchá. Nejde o odpor větru (výrobci neomezují maximální povolenou rychlost větru): plachetní jachty už vědí, že je téměř nemožné, aby vítr zlomil bermudské plachty. Spíše se plachta vytrhne, nebo se zlomí stěžeň, nebo celé plavidlo udělá „otočku přeskok“. Jde o energii.

Bohužel nelze nalézt žádné přesné údaje z testu. Podle uživatelských recenzí bylo možné sestavit "syntetické" závislosti pro instalaci větrné turbíny-4.380 / 220.50 vyrobené v Taganrogu s průměrem větrného kola 5 m, hmotností hlavy větru 160 kg a rychlostí otáčení až 40 otáček za minutu; jsou znázorněny na Obr.

Samozřejmě nelze zaručit 100% spolehlivost, ale i tak je jasné, že zde není ani stopy po plochém mechanickém modelu. V žádném případě nemůže 5metrové kolo na plochém větru 3 m/s dát cca 1 kW, při 7 m/s může výkonově dosáhnout plató a pak to udržet až do prudké bouřky. Výrobci mimochodem prohlašují, že nominální 4 kW lze získat při 3 m / s, ale při instalaci jejich silami podle výsledků místních aerologických studií.

Neexistuje ani kvantitativní teorie; vysvětlení vývojářů jsou nejasná. Protože však lidé kupují větrné turbíny Taganrog a fungují, nezbývá než předpokládat, že deklarovaná kuželová cirkulace a hnací účinek nejsou fikce. V každém případě jsou možné.

Pak se ukazuje, že PŘED rotorem by podle zákona zachování hybnosti měl existovat také kuželový vír, ale rozpínající se a pomalý. A takový trychtýř požene vítr k rotoru, jeho účinný povrch se ukáže být více zametený a KYJEV - přes-jednotka.

Světlo na tuto otázku by mohla vnést terénní měření tlakového pole před rotorem, alespoň pomocí domácího aneroidu. Pokud se ukáže, že je vyšší než ze stran na stranu, pak skutečně plachetní APU fungují jako brouk.

Domácí generátor

Z toho, co bylo řečeno výše, je jasné, že pro domácí stavitele je lepší vzít na sebe buď vertikály, nebo plachetnice. Oba jsou ale velmi pomalé a převod na vysokorychlostní generátor je zbytečná práce, zbytečné náklady a ztráty. Dokážete sami vyrobit účinný nízkorychlostní elektrický generátor?

Ano, můžete, s magnety ze slitiny niobu, tzv. super magnety. Výrobní proces hlavních dílů je znázorněn na Obr. Cívky - každý z 55 závitů měděného drátu 1 mm v žáruvzdorné vysokopevnostní smaltované izolaci, FEMM, PETV atd. Výška vinutí je 9 mm.

Věnujte pozornost drážkám pro pera v polovinách rotoru. Musí být umístěny tak, aby se magnety (jsou přilepené k magnetickému obvodu epoxidem nebo akrylem) po sestavení spojily s protilehlými póly. "palačinky" (magnetická jádra) musí být vyrobeny z měkkého magnetického feromagnetu; běžná konstrukční ocel bude stačit. Tloušťka "placky" je minimálně 6 mm.

Obecně je lepší koupit magnety s axiálním otvorem a utáhnout je šrouby; super magnety se přitahují strašlivou silou. Ze stejného důvodu je na hřídel mezi „placky“ nasazena válcová distanční vložka o výšce 12 mm.

Vinutí, která tvoří statorové sekce, jsou zapojena podle schémat znázorněných také na Obr. Pájené konce by se neměly natahovat, ale měly by tvořit smyčky, jinak epoxid, který vyplní stator, vytvrdnutí, může zlomit dráty.

Stator se zalije do formy na tloušťku 10 mm. Není potřeba centrovat a vyvažovat, stator se neotáčí. Mezera mezi rotorem a statorem je 1 mm na každé straně. Stator ve skříni generátoru musí být bezpečně upevněn nejen proti axiálnímu posuvu, ale i proti otáčení; silné magnetické pole s proudem v zátěži jej stáhne.

Video: DIY generátor větrné turbíny

Závěr

A co máme nakonec? Zájem o "čepele" se vysvětluje spíše jejich velkolepostí vzhled než je skutečný výkon v domácí a nízké kapacitě. Samostatně vyrobené karuselové APU poskytne „pohotovostní“ napájení pro nabíjení autobaterie nebo napájení malého domu.

Ale s plachetnicí APU stojí za to experimentovat s řemeslníky s kreativním nádechem, zvláště v mini verzi s kolem o průměru 1-2 m. Pokud jsou předpoklady vývojářů správné, pak z toho bude možné pomocí výše popsaného čínského motorgenerátoru odstranit všech jeho 200-300 wattů.

Andrey řekl:

Děkuji za bezplatnou konzultaci ... A ceny "od firem" opravdu nejsou drahé a myslím, že řemeslníci z provincií dokážou vyrobit generátory podobné tomu vašemu. A Li-po baterie se dají objednat z Číny, střídače v Čeljabinsku jsou velmi dobré sinus) .A plachty, lopatky nebo rotory - to je další důvod k myšlenkovému úletu našich šikovných ruských mužů.

Ivan řekl:

otázka:
U větrných turbín se svislou osou (pozice 1) a verze „Lenz“ je možné přidat další detail - oběžné kolo, které je vystaveno větru a uzavírá z něj neužitečnou stranu (přecházející na stranu větru). To znamená, že vítr nezpomalí čepel, ale tuto „zástěnu“. Nastavení ve větru s "ocasem" umístěným za samotným větrným mlýnem pod a nad lopatkami (hřebeny). Přečetl jsem si článek a nápad byl na světě.

Kliknutím na tlačítko "Přidat komentář" souhlasím se stránkou.

Mnoho majitelů venkovské domy chtějí využívat alternativní zdroje energie. Obyvatelé městských bytů zastávají podobný názor kvůli neustálému zdražování elektřiny. Pokud si přejete, můžete sestavit jednoduchý větrný generátor a nainstalovat jej na vaše stránky.

Právní problémy s instalací větrných turbín

Před zahájením práce na vytvoření větrného generátoru vlastníma rukama byste měli pochopit zákonnost používání této jednotky. K zajištění elektrické energie pro letní chatu stačí použít instalace s kapacitou nepřesahující 1 kW. Na území Ruska jsou považovány za domácnost a jejich použití nevyžaduje povolení ani osvědčení.

Stát rovněž nestanoví dodatečné daně z výroby energie pro potřeby domácností. V důsledku toho můžete bezpečně sbírat větrné turbíny s vlastními rukama pro váš domov a používat bezplatnou elektřinu. Vyplatí se však další konzultace místní úřady orgánům za existenci jakýchkoli právních předpisů k této problematice.

Kromě toho byste neměli vyloučit možnost stížností sousedů, pokud se při používání této jednotky začnou setkávat s nepříjemnostmi. Když jste se rozhodli sestavit větrný generátor vlastníma rukama, měli byste věnovat pozornost několika jeho parametrům:

Kromě toho mohou vzniknout nároky ze strany ekologických služeb, pokud větrná turbína naruší migraci ptáků. Taková situace je však krajně nepravděpodobná.

Princip činnosti

Větrný generátor je zařízení, které přeměňuje kinetickou energii větru na mechanickou energii s její následnou přeměnou na elektrickou energii. K tomu dochází v důsledku rotace rotoru generátoru. Jednotka se skládá z následujících prvků:

  • Čepele.
  • Rotor turbíny.
  • Generátor s pohyblivou nápravou.
  • Invertor pro přeměnu AC na DC.
  • Nabíjecí baterie.

Na lopatky působí tři síly, z nichž dvě, zdvihací a impulsní, překonávají třetí (brzdící) a uvádějí setrvačník do pohybu. Rotační pohyb se přenáší na rotor generátoru a při jeho otáčení se ve statoru vytváří magnetické pole. V důsledku toho se objeví střídavý proud, který se následně pomocí speciálního ovladače přemění na stejnosměrný a nabíjí baterii.

Typy větrných generátorů

Elektroinstalace tohoto typu jsou obvykle klasifikovány podle několika parametrů. Za jeden z hlavních zde lze považovat počet lopatek, protože vícečepelové začínají fungovat i při slabém větru. Když jste se rozhodli sestavit větrný generátor pro váš domov vlastníma rukama, měli byste si uvědomit, že lopatky mohou být plachtové nebo tuhé. Nejjednodušší je vyrobit výrobky prvního typu, ale nejsou příliš odolné a vyžadují časté opravy.

Větrné turbíny se také liší umístěním osy otáčení – horizontální a vertikální. Každý z těchto typů má své výhody i nevýhody. Pokud jsou vertikální zařízení citlivější, pak se horizontální vyznačují vysokým výkonem. Posledním znakem klasifikace větrných turbín je pevné nebo proměnlivé stoupání. Doma je jednodušší sestavit jednotku prvního typu.

Rotační instalace

Sestavit takovou větrnou farmu vlastníma rukama je docela jednoduché. Zároveň bude jeho kapacita dostatečná pro pokrytí všech potřeb elektrické energie v areálu zahrady.

Přípravná fáze

Majitelé venkovských domů se mohou bezpečně zaměřit na instalace s výkonem asi 1,5 kW. Nejjednodušším zařízením bude jednotka se svislou osou otáčení. K jeho vytvoření budete potřebovat následující díly a materiály:

Kromě toho budete potřebovat šrouby a matice, měřicí nástroj, brusku nebo nůžky na kov a vrtačku.

Návod na výrobu

Základem budoucí jednotky bude válcový kontejner, například sud nebo kbelík. Je nutné na něj aplikovat značky a rozdělovat nádobu na čtyři stejné části. Poté byste měli kov odříznout (ne úplně), abyste získali čepele. V kladce a dnu nádoby jsou vyvrtány otvory, které musí být umístěny přísně symetricky, aby během provozu nevznikla nerovnováha.

Poté se lopatky ohýbají s ohledem na směr otáčení použitého generátoru, nejčastěji ve směru hodinových ručiček. Je třeba také pamatovat na to, že úhel ohybu listů ovlivňuje rychlost otáčení vrtule. Po upevnění nožů na řemenici je generátor namontován na stožár pomocí svorek.

Tím je hlavní část práce dokončena a zbývá pouze sestavit elektrický obvod. Pro usnadnění tohoto úkolu stojí za to načrtnout schéma zapojení při instalaci generátoru na stožár. Pro připojení baterie použijte 1metrový kus drátu o průřezu 4 mm2. Pro připojení jednotky k síti se zase vyplatí použít vodič 2,5 mm 2 . Měnič je také připojen větším vodičem.

Pokud byla veškerá práce provedena v souladu s pokyny, bude větrná turbína fungovat dobře a během jejího provozu by neměly nastat problémy. Výhody rotační instalace jsou přitom mnohem větší než nevýhody. K těm posledním patří pouze dosti vysoká citlivost na silné poryvy větru.

Axiální jednotka

Vzhledem k tomu, že trh byl nasycen neodymovými magnety, náklady na tyto produkty výrazně klesly. Díky tomu je možné na jejich základě sestavit účinnou větrnou turbínu. Základem axiálního generátoru bude náboj s brzdovými kotouči ze stroje. Před započetím práce je nutné jej vyčistit, zkontrolovat a promazat ložiska a nalakovat.

Instalace magnetů

Celkem budete potřebovat asi 20 magnetů o rozměru 20x8 mm. V případě potřeby lze použít více těchto produktů. V takové situaci je však třeba dodržovat dvě pravidla:

  • Pokud je generátor jednofázový, pak počet magnetů musí odpovídat počtu pólů.
  • U třífázového zařízení by měl být poměr pólů a cívek 2/3 nebo 4/3.

Magnety se jednoduše nalepí na kotouče rotoru, ale zároveň by se jejich póly měly střídat. Chcete-li udělat vše správně, měli byste nejprve vytvořit šablonu cheat sheet. Přednost by měla být dána pravoúhlým magnetům, protože během provozu vytvářejí magnetické pole po celé délce. Je třeba také poznamenat, že protilehlé magnety musí mít různé póly.

Výběr typu generátoru

Při porovnávání jednofázového a třífázového zařízení vypadá druhé vhodnější. Jednou z hlavních nevýhod jednofázového generátoru jsou vibrace, ke kterým dochází během provozu. Důvod jejich vzhledu spočívá v rozdílu v amplitudách proudu, protože jeho návrat je nerovnoměrný. Díky fázové kompenzaci u třífázového modelu je zachován konstantní výkon.

Kromě toho je účinnost jednofázového zařízení asi o 50 % nižší. Tím výhody 3fázového generátoru nekončí. Vzhledem k tomu, že při jejím provozu nedochází k vibracím, budou hlukové indikátory celé větrné turbíny výrazně nižší. Zároveň nezapomeňte na zvýšení životnosti, pokud volba padla na třífázový model generátoru.

Výroba cívek

Ve vytvářené větrné turbíně by měl proces nabíjení baterie začít při rychlosti rotoru 100-150 ot./min. Celkový počet závitů na všech cívkách je tedy v rozmezí 1000-1200. Pokud se tyto hodnoty vydělí počtem použitých cívek, můžete vypočítat počet závitů na každé z nich.

Je třeba mít na paměti, že zvýšením počtu pólů lze zvýšit výkon celé instalace při provozu při nízkých rychlostech. Vlastnosti domácího generátoru jsou vážně ovlivněny nejen počtem magnetů, ale také jejich tloušťkou. Celkový výkon generátoru lze vypočítat empiricky. K tomu je třeba po vyrobení jedné cívky otočit v zařízení a změřit napětí při určitém počtu otáček bez zatížení.

Další výpočty jsou poměrně jednoduché. Můžeme předpokládat, že při odporu 3 ohmy při 150 ot./min je na výstupu 27 V. Pokud od této hodnoty odečtete jmenovité napětí baterie (v tomto případě 12 V), dostanete 15 voltů. Pro určení síly proudu je třeba získaný výsledek (15 V) vydělit odporem cívky (3 ohmy), což dává 5 ampérů. Cívky musí být k sobě připevněny nepohyblivě a konce fází vyvedené ven jsou spojeny trojúhelníkem nebo hvězdou. Po sestavení generátoru je třeba zkontrolovat jeho provozuschopnost.

Konečná fáze montáže

Průměrná výška stožáru by se měla pohybovat mezi 6 a 12 metry a jeho základna by měla být vybetonována. Pro zjednodušení je větrná turbína namontována na horní části stožáru renovační práce vyplatí se zajistit mechanismus pro jeho zvedání a spouštění, který se uvede do pohybu pomocí ručního navijáku.

Pro výrobu vrtule je ideální PVC trubka o průměru 160 mm. Volba tvaru lopatek se provádí empiricky a hlavním úkolem v této fázi je zvýšit točivý moment při provozu při nízkých otáčkách. Aby byla vrtule chráněna před silnými poryvy větru, měla by být vybavena skládacím ocasem.

Každý z uvažovaných modelů větrných turbín má určité výhody a nevýhody. Mohou být docela účinné v různých regionech, ale nejlepších výsledků bude dosaženo v oblastech s častými a silnými větry.

Je těžké si nevšimnout, jak se stabilita dodávek elektřiny do příměstských zařízení liší od zásobování městských budov a podniků elektřinou. Přiznejte, že jste se jako majitel soukromého domu nebo chaty opakovaně setkali s přerušeními, nepříjemnostmi a poškozením zařízení, které s nimi souvisí.

Vyjmenované negativní situace spolu s důsledky přestanou milovníkům přírodních prostor komplikovat život. Navíc s minimální pracností a finanční náklady... K tomu stačí vyrobit generátor větrné energie, o kterém podrobně hovoříme v článku.


Cena elektřiny neustále roste a každý majitel se přirozeně snaží optimalizovat náklady na její placení. Zde jsou všechny prostředky dobré - od úsporných prostředků, zařízení s nízkým indexem spotřeby energie, energeticky úsporných žárovek a konče používáním multitarifních elektroměrů. Nicméně vyhlídka na získávání elektřiny nikoli ze státu, ale z přírody zůstane vždy lákavá. Jedním z nejúčinnějších takových zařízení zůstává větrný generátor, který se na Západě používá stejně, ne-li více, než klasické tepelné elektrárny nebo jaderné elektrárny.

Cena a účinnost generátoru

Nejpraktičtějším řešením pro výrobu elektřiny z větrné energie bude přirozeně výkonné zařízení schopné vyrobit potřebné množství energie pro zásobování spotřebitelů v celém domě. DIY větrné turbíny na 220V mohou mít různé kapacity a my zvážíme principy výroby každé z nich možné zařízení z toho, co může mít každý horlivý majitel po ruce.

Nejprve však stojí za to provést alespoň předběžný výpočet větrného generátoru a jeho ziskovosti. Například domácí spotřebič o výkonu 800 kW ruské shromáždění bude stát jeden a půl tisíce amerických dolarů za kilowatt. Drahý. Čínské produkty, které se nevyznačují spolehlivostí a přesností hodnocení, budou mít za následek 900 USD za 1 kW. Také drahé. Všimněte si, že se jedná pouze o samotný generátor, žádné periferní zařízení. To je pro soukromého obchodníka vlastně nedostupná cena, takže se pokusíme využít vše, co je po ruce a udělat si vlastní autonomní systém.

Jak určit výkon větrného mlýna

Výpočet výkonu větrného generátoru je složitý a časově náročný proces, který je aplikovatelný na konkrétní zdrojový generátor. Nejjednodušší možností je použít dynamo z traktoru nebo auta. Takové zařízení ve skutečnosti nevyžaduje žádné úpravy a může být použito v napájecím systému „jak je“. O zařízeních s neodymovými magnety se samozřejmě dá mluvit dlouho, jen například ve vesnici Arkhipovka, kraj Oryol, nikdy nebyly a nebudou a vyřazených traktorů je spousta.

Vertikální nebo rotační větrné turbíny?

Lopatkové vertikální generátory jsou jedny z nejoblíbenějších na světě, nicméně pro jejich konstrukci je nutné přesně vypočítat lopatku, její tvar a velikost. Jak ukazují zkušenosti nadšenců s vytvářením takových zařízení, nejúčinnější lopatkové generátory jsou s nastavitelným úhlem lopatky. Průměrné rozměry každé ze šesti lopatek jsou 650x120 mm a nejúčinnější úhel rotace kolem její osy je asi 12 stupňů, i když experimenty lze provádět v každém konkrétním případě.

Rotační větrný mlýn pro dům je vyroben s horizontální osou generátoru, na které je instalován rotor. Lze jej provádět podle několika schémat, která jsou uvedena níže. Nejjednodušší možností je vyrobit rotor z válcové nádoby. Mohlo by to být jako plastový sud, plynová láhev, koneckonců kastrůlek. Nádoba by měla být rozdělena do čtyř segmentů, z nichž každý je připevněn k náboji. Náboj je namontován na kovová kostra, jehož přibližný nákres je na obrázku.

Díly a spotřební materiál, elektrické schéma

Nízkoenergetickou větrnou turbínu pro domácnost lze sestavit se skromnou sadou použitých zařízení a dílů:

autobaterie, čím čerstvější a větší kapacita, tím lépe,

měnič pro 300-700W,

relé nabíjení automobilu nebo traktoru (v závislosti na napětí generátoru),

ovládací zařízení (voltmetr),

Pro připojení zařízení k síti elektrické sítě používají se vodiče o průřezu minimálně 4 mm². Hotová instalace je připojena podle schématu zobrazeného na fotografii přes pojistky 8, která se otevírá spínačem 9 pro údržbu a opravu. Hodnota odporu 1 je zvolena empiricky a ampérmetr 5 může být na výstup převodníku 5 instalován libovolně. Pro usnadnění použití struktury lze také použít proměnný odpor 4 k nastavení napětí. Podrobnější schéma měniče je uvedeno níže.

Tímto způsobem lze větrnou turbínu sestavit tak, aby byla zajištěna minimální potřeba elektřiny. Utrácejte a vyrábějte energii moudře, hodně štěstí všem!

DIY větrné turbíny 220V
Větrné turbíny 220V svépomocí Cena elektřiny neustále roste a každý majitel se samozřejmě snaží optimalizovat náklady na její placení. Všechny prostředky jsou zde dobré - od


Větrný generátor nebo mezi obyčejnými lidmi větrná turbína je jednoduché zařízení, které poskytuje svému majiteli nemalé úspory díky výrobě elektřiny zdarma. Taková instalace je snem každého majitele pozemku odříznutého od centralizovaných sítí nebo letního obyvatele, který je nespokojený s nově obdrženou účtenkou za spotřebu elektřiny.

Po pochopení návrhu větrného generátoru, principu jeho fungování, po prostudování výkresů, můžete nezávisle vyrobit a nainstalovat větrnou turbínu, která vašemu domovu poskytne neomezenou alternativní energii.

Stručný obsah článku:

Je legální používat vítr?

Vytvořit si vlastní, byť kompaktní, ale elektrárnu je vážná věc, a tak je logické, že se mimovolně nabízí otázka: je jejich použití legální? Ano, pokud výkon instalace spuštěné z větru nepřesahuje 1 kW, což je dostačující k tomu, aby průměrný venkovský dům poskytoval elektrický proud.

Faktem je, že právě s tímto indikátorem napájení je zařízení považováno za domácnost a nevyžaduje povinnou registraci, certifikaci, schválení, registraci a navíc nepodléhá žádné dani.

Než si však uděláte větrný generátor pro svůj domov, je lepší se chránit a vzít v úvahu několik bodů:

  • Existují nějaká zvláštní omezení pro využívání alternativních zdrojů energie v regionu bydliště?
  • Jaká je povolená výška stožáru v terénu?
  • Překročí hluk z převodovky a lopatek zavedené normy?
  • Měla by existovat ochrana proti vzdušnému rušení?
  • Bude stožár překážet migraci ptáků nebo způsobovat jiné ekologické problémy?

Pokud si předem promyslíte všechny nuance, pak ani daň, ani ekologické služby, ani sousedé nebudou moci uplatnit nároky a zabránit příjmu elektřiny zdarma.

Jak funguje větrná turbína?

Na fotografii jsou hotové domácí větrné turbíny reprezentovány podlouhlými kovovými konstrukcemi na třech nebo čtyřech podpěrách, s lopatkami pohybujícími se od větru. V důsledku toho se kinetická energie přijatá prouděním větru přemění na mechanickou energii, která zase spustí rotor a stane se elektrickým proudem.

Tento proces je výsledkem dobře zavedené práce několika povinných prvků větrné elektrárny (WPP):

  • Vrtule se dvěma nebo více listy,
  • rotor turbíny,
  • reduktor,
  • Ovladač,
  • Osa elektrického generátoru a generátor,
  • střídač,
  • Baterie.

Je také nutné zajistit brzdnou jednotku, gondolu, stožár, korouhvičku, nízko a vysokorychlostní hřídel. Zařízení také určuje princip činnosti větrného generátoru: rotující rotor produkuje třífázový střídavý proud, který protéká řídicím systémem a nabíjí stejnosměrnou baterii.

Konečné ampéry jsou měničem převáděny a vedeny přes připojenou kabeláž do výstupních bodů: výstupy, osvětlení, domácí přístroje a elektrické spotřebiče.

Jak to udělat sám?

Za nejspolehlivější a jednodušší konstrukci je považována rotační větrná turbína, což je instalace se svislou osou otáčení. Hotový domácí generátor tohoto typu je schopen plně zajistit spotřebu energie letní chaty, včetně vybavení obytných místností, hospodářských budov a pouličního osvětlení (i když ne příliš jasného).

K výrobě větrného generátoru potřebujete konstrukční detaily, Spotřební materiál a nástroje. Prvním krokem je nalezení vhodných komponentů větrného mlýna, z nichž mnohé lze nalézt ve starých zásobách:

  • Generátor z automobilu o výkonu asi 12 V,
  • 12V baterie,
  • Polohermetický tlačítkový spínač,
  • Vynálezce,
  • Auto relé používané k nabíjení baterie.

Budete také potřebovat spotřební materiál:

  • Spojovací materiál (šrouby, matice, izolační páska),
  • Ocelový nebo hliníkový kontejner,
  • Elektroinstalace o průřezu 4m2. mm (dva metry) a 2,5 m2. mm (jeden metr),
  • Stožár, stativ a další prvky pro zvýšení stability,
  • Silné lano.

Je vhodné najít, studovat a vytisknout výkresy větrných generátorů vlastníma rukama. Dále budete potřebovat nářadí včetně brusky, metr, kleště, vrtačku, ostrý nůž, elektrickou vrtačku, šroubováky (křížové, minusové, ukazatele) a klíče.

Po přípravě všeho, co potřebujete, můžete začít sestavovat a soustředit se pokyny krok za krokem vyprávění, jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama:

  • Vyřízněte čepele stejné velikosti z kovové nádoby a ponechte nedotčený proužek kovu několik centimetrů na základně.
  • Vyvrtejte symetricky otvory pro stávající šrouby ve spodní části základny nádrže a řemenice alternátoru.
  • Ohněte čepele dozadu.
  • Upevněte nože na řemenici.
  • Nainstalujte a zajistěte generátor ke stožáru pomocí svorek nebo lana, ustupte shora asi o deset centimetrů.
  • Zaveďte elektroinstalaci (pro připojení baterie stačí metrové jádro o průřezu 4m2, pro zátěž osvětlením a elektrospotřebiči - 2,5m2).
  • Označte schéma zapojení, barevné a písmenné kódování pro budoucí opravy.
  • Nainstalujte vysílač se čtvrtinovým vodičem.
  • Pokud je to nutné, ozdobte strukturu korouhvičkou a barvou.
  • Zajistěte vodiče obalením instalačního stožáru.

Udělej si sám větrné generátory na 220 Voltů jsou příležitostí k zajištění letní chaty popř Rekreační dům elektřinu zdarma co nejdříve. Dokonce i začátečník může nastavit takovou instalaci a většina detailů pro konstrukci byla dlouho nečinná v garáži.

Online asistent domácího mistra
Jak využít vítr pro své vlastní účely a jak funguje větrný generátor vlastníma rukama. Jak funguje moderní větrný mlýn a jak si ho vyrobit sami. Fotografie nejlepších a nejjednodušších modelů.



Princip fungování větrné farmy pro domácnost je jednoduchý: proud vzduchu otáčí rotorové listy namontované na hřídeli generátoru a vytváří střídavý proud v jeho vinutích.

Nevyčerpatelná energie, kterou s sebou vzdušné masy nesou, vždy přitahovala pozornost lidí. Naši pradědové se naučili zapřáhnout vítr do plachet a kol větrných mlýnů, načež se po dvě století bezcílně řítil po obrovských rozlohách Země.

Dnes se pro něj opět našla užitečná práce. Větrný generátor pro soukromý dům z kategorie technických inovací se stává skutečným faktorem v našem životě.

Podívejme se blíže na větrné elektrárny, zhodnoťme podmínky pro jejich hospodárné využití a zamysleme se nad stávajícími odrůdami. Domácí řemeslníci obdrží informace k zamyšlení na toto téma v našem článku. vlastní montáž větrná turbína a zařízení k ní potřebná efektivní práce.

Co je to větrná turbína?

Princip fungování větrné farmy pro domácnost je jednoduchý: proud vzduchu otáčí rotorové listy namontované na hřídeli generátoru a vytváří střídavý proud v jeho vinutích. Vzniklá elektřina se ukládá do baterií a podle potřeby ji spotřebovávají domácí spotřebiče. Samozřejmě se jedná o zjednodušené schéma fungování domácí větrné turbíny. Prakticky je doplněn o zařízení, která přeměňují elektřinu.

Bezprostředně za generátorem v energetickém řetězci je ovladač. Převádí třífázový střídavý proud na stejnosměrný proud a směruje jej k nabíjení baterií. Většina domácí přístroje nemůže pracovat z "konstanty", proto je za bateriemi umístěno jiné zařízení - střídač.

Dělá to naopak: transformuje DC. v domácnosti se střídavým napětím 220 voltů.

Je jasné, že tyto přeměny neprojdou bez zanechání stopy a berou poměrně slušnou část počáteční energie (15-20%).

Li větrný mlýn pracuje v tandemu solární baterie nebo jiný generátor elektřiny (benzín, nafta), pak je okruh doplněn o automatický spínač (ATS). Při odpojení hlavního napájení aktivuje záložní.

Pro maximální výkon musí být větrný generátor umístěn podél proudu větru. V jednoduchých systémech je implementován princip korouhvičky.

K tomu je na opačném konci generátoru upevněna svislá čepel, která jej otáčí směrem k větru.

Ve výkonnějších instalacích je rotační elektromotor ovládaný snímačem směru.

Hlavní typy větrných turbín a jejich vlastnosti

Existují dva typy větrných turbín:

  1. S horizontálním rotorem.
  2. S vertikálním rotorem.

První typ je nejběžnější. Vyznačuje se vysokou účinností (40-50%), ale má zvýšenou hladinu hluku a vibrací. Jeho instalace navíc vyžaduje velký volný prostor (100 metrů) nebo vysoký stožár (od 6 metrů).

Generátory s vertikálním rotorem jsou energeticky méně účinné (účinnost je téměř 3x nižší než u horizontálních).

Mezi jejich výhody patří jednoduchá instalace a konstrukční spolehlivost. Nízká hladina hluku umožňuje instalaci vertikálních generátorů na střechy a dokonce i na úrovni země. Tyto instalace se nebojí námrazy a hurikánů.

Jsou spouštěny ze slabého větru (od 1,0-2,0 m/s), zatímco horizontální větrná turbína potřebuje proudění vzduchu střední síly (3,5 m/s a více). Vertikální větrné generátory jsou ve formě oběžného kola (rotoru) velmi rozmanité.

Vzhledem k nízkým otáčkám rotoru (až 200 ot./min.) mechanické zdroje takových instalací výrazně převyšují výkon horizontálních větrných generátorů.

Jak vypočítat a vybrat větrný generátor?

Vítr není zemní plyn čerpaný potrubím a není to elektřina, která nepřetržitě proudí dráty do našeho domova. Je rozmarný a nestálý. Dnes hurikán trhá střechy a láme stromy a zítra ustoupí naprostému klidu.

Proto před nákupem resp samovýroba větrná turbína potřebuje posoudit potenciál vzdušné energie ve vaší oblasti. K tomu byste měli určit průměrnou roční sílu větru. Tuto hodnotu lze na vyžádání zjistit na internetu.

Po obdržení takové tabulky najdeme oblast našeho bydliště a podíváme se na intenzitu její barvy a porovnáme ji s hodnotící stupnicí. Pokud se ukáže, že průměrná roční rychlost větru je menší než 4,0 metry za sekundu, pak nemá smysl instalovat větrnou turbínu. Neposkytne potřebné množství energie.

Pokud je síla větru dostatečná k instalaci větrné farmy, můžete přistoupit k dalšímu kroku: výběr výkonu generátoru.

Pokud mluvíme o autonomním napájení doma, pak se bere v úvahu průměrná spotřeba elektřiny 1 rodinou. Pohybuje se od 100 do 300 kWh za měsíc. V regionech s nízkým ročním větrným potenciálem (5-8 m/s) může takové množství elektřiny vyrobit 2-3 kW větrná turbína.

Je třeba mít na paměti, že s moje průměrná rychlost větru je vyšší, proto bude produkce energie v tomto období větší než v létě.

DIY větrný mlýn. Zábava nebo skutečné úspory?

Řekněme hned, že není snadné vyrobit větrný generátor s vlastními rukama plnými a účinnými. Kompetentní výpočet větrného kola, převodového mechanismu, výběr generátoru vhodného pro výkon a rychlost je samostatným tématem. K hlavním fázím tohoto procesu poskytneme pouze stručná doporučení.

Generátor

Automobilové generátory a elektromotory z praček s přímým pohonem nejsou pro tento účel vhodné. Jsou schopny generovat energii z větrného kola, ale bude to zanedbatelné. Pro efektivní provoz potřebují autogenerátory velmi vysoké otáčky, které větrná turbína nedokáže vyvinout.

Motory ostřikovačů mají jiný problém. Jsou tam feritové magnety a pro větrný generátor jsou potřeba ty produktivnější - niodim. Zpracujte je vlastní montáž a navíjení živých vinutí vyžaduje trpělivost a vysokou přesnost.

Výkon samostatně sestaveného zařízení zpravidla nepřesahuje 100-200 wattů.

V poslední době jsou mezi domácími staviteli oblíbená motorová kola pro jízdní kola a koloběžky.

Z hlediska větrné energie se jedná o výkonné neodymové generátory, které se optimálně hodí pro práci s vertikálními větrnými koly a nabíjení baterií. Z takového generátoru lze odebrat až 1 kW větrné energie.

Šroub

Nejjednodušší na výrobu jsou plachtové a rotorové vrtule. První se skládá z lehkých, zakřivených trubek připojených k centrální desce. Přes každou trubku jsou nataženy čepele z odolné tkaniny. Velké zavětrování vrtule vyžaduje kloubové uchycení listů, aby se při hurikánu složily a nedeformovaly.

Konstrukce rotačního větrného kola se používá pro vertikální generátory. Je snadno vyrobitelný a spolehlivý v provozu.

Větrné turbíny pro domácnost: typy, kutilská výroba
Princip činnosti větrné elektrárny pro domácnost je jednoduchý: proud vzduchu otáčí lopatkami rotoru namontovanými na hřídeli generátoru a vytváří v jeho vinutích proměnnou.

Větrná turbína vyrobená z automobilový generátor, může pomoci v situaci, kdy v soukromém domě není možnost připojení k elektrickému vedení. Nebo poslouží jako pomocný zdroj alternativní energie. Takové zařízení lze vyrobit vlastními rukama ze šrotu s využitím práce lidových řemeslníků. Fotografie a videa budou demonstrovat proces vytváření domácí větrné turbíny.

Existuje obrovské množství druhů větrných turbín a výkresů pro jejich výrobu. Každý design však obsahuje následující požadované prvky:

  • generátor;
  • čepele;
  • akumulátorová baterie;
  • stožár;
  • elektronická jednotka.

S některými dovednostmi si můžete vyrobit větrný generátor vlastníma rukama.

Kromě toho je nutné předem myslet na řídicí a distribuční systém elektřiny, nakreslit instalační schéma.

Větrné kolo

Lopatky jsou možná nejdůležitější součástí větrné turbíny. Provoz zbývajících jednotek zařízení bude záviset na konstrukci. Jsou vyrobeny z různé materiály... I z plastové kanalizační trubky. Čepele z trubky se snadno vyrábějí, jsou levné a neovlivňuje je vlhkost. Výrobní postup větrné turbíny je následující:

  1. Je třeba vypočítat délku čepele. Průměr potrubí by se měl rovnat 1/5 celkové metráže. Pokud je například čepel metr dlouhá, postačí trubka o průměru 20 cm.
  2. Trubku podélně rozřízneme skládačkou na 4 díly.
  3. Z jednoho dílu vyrobíme křídlo, které bude sloužit jako šablona pro vyříznutí následných čepelí.
  4. Otřepy na okrajích vyhlaďte brusným prostředkem.
  5. Čepele jsou upevněny na hliníkovém kotouči s navařenými lištami pro upevnění.
  6. Dále je k tomuto disku přišroubován generátor.

Listy větrných kol

Po montáži potřebuje větrné kolo vyvážení. Je upevněn vodorovně na stativu. Operace se provádí v uzavřeném prostoru před větrem. V případě správného vyvážení by se kolo nemělo pohybovat. Pokud se nože samy otáčejí, je třeba je naostřit, dokud nebude celá konstrukce vyvážená.

Teprve po úspěšném dokončení tohoto postupu byste měli přistoupit ke kontrole přesnosti otáčení lopatek, měly by se otáčet ve stejné rovině bez zkosení. Je povolena chyba 2 mm.


Schéma sestavy generátoru

Stožár

Na výrobu stožáru je vhodný starý vodní dýmka o průměru minimálně 15 cm, délce cca 7 m. Pokud jsou budovy do 30 m od navrhovaného místa instalace, pak se výška konstrukce upravuje směrem nahoru. Pro efektivní provoz větrné turbíny je radlice zvednuta nad překážku alespoň o 1 m.

Základna stožáru a kolíky pro upevnění kotevních lan jsou zabetonovány. Svorky se šrouby jsou přivařeny ke kolíkům. Na strie se používá pozinkovaný kabel 6 mm.

Rada. Sestavený stožár má značnou hmotnost, pro ruční instalaci budete potřebovat protizávaží z trubky se zátěží.

Změna generátoru

Pro výrobu generátoru větrné turbíny je vhodný generátor z jakéhokoli automobilu. Jejich konstrukce jsou si navzájem podobné a změna je omezena na převinutí statorového drátu a vytvoření rotoru na neodymových magnetech. V pólech rotoru jsou vyvrtány otvory pro upevnění magnetů. Nainstalujte je střídáním pólů. Rotor je zabalen do papíru a dutiny mezi magnety jsou vyplněny epoxidem.


Automobilový generátor

Stejně tak můžete předělat motor ze staré pračky. Pouze magnety jsou v tomto případě nalepeny pod úhlem, aby nedošlo k přilepení.

Nové vinutí se převine podél cívky na zub statoru. Můžete udělat volné vinutí, je to pohodlné jako kdokoli jiný. Čím vyšší je počet otáček, tím účinnější bude generátor. Cívky jsou navinuty v jednom směru podle třífázového schématu.

Hotový generátor stojí za vyzkoušení a měření dat. Pokud při 300 otáčkách za minutu generátor produkuje asi 30 voltů, je to dobrý výsledek.


Generátor pro větrnou turbínu z automobilového generátoru

Konečná montáž

Rám generátoru je svařen z tvarované trubky. Ocas je vyroben z pozinkovaného plechu. Otočný hřídel je trubka se dvěma ložisky. Generátor se ke stožáru připevňuje tak, aby vzdálenost od radlice ke stožáru byla minimálně 25 cm.Pro finální montáž a instalaci stožáru se z bezpečnostních důvodů vyplatí zvolit bezvětrný den. Lopatky se pod vlivem silného větru mohou ohnout a zlomit na stěžni.

Chcete-li používat baterie k napájení zařízení, které pracuje v síti 220 V, budete muset nainstalovat střídač pro konverzi napětí. Kapacita baterie se volí individuálně pro větrný generátor. Tento indikátor závisí na rychlosti větru na zemi, výkonu připojeného zařízení a četnosti jeho používání.


Zařízení větrného generátoru

Abyste zabránili poškození baterie přebíjením, potřebujete regulátor napětí. Můžete si jej vyrobit sami, pokud máte dostatečné znalosti v elektronice, nebo si jej můžete zakoupit již hotový. Na trhu existuje mnoho regulátorů pro mechanismy alternativní energie.

Rada. Aby se zabránilo zlomení čepele při silném větru, je instalováno jednoduché zařízení - ochranná korouhvička.

Údržba větrných turbín

Větrný generátor, stejně jako každé jiné zařízení, potřebuje technickou kontrolu a údržbu. Pro bezproblémový provoz větrného mlýna se pravidelně provádějí následující práce.


Schéma větrného generátoru
  1. Největší pozornost vyžaduje sběrač proudu. Kartáče generátoru potřebují čištění, mazání a úpravy údržby každé dva měsíce.
  2. Při prvních známkách poruchy lopatky (otřes a nevyváženost kola) je větrný generátor spuštěn na zem a opraven.
  3. Jednou za tři roky se kovové části natírají antikorozním nátěrem.
  4. Upevnění a napnutí kabelů se pravidelně kontroluje.

Nyní, když je instalace dokončena, můžete připojit zařízení a používat elektřinu. Alespoň dokud bude větrno.

DIY generátor větrné turbíny: video

Za celou dobu svého vývoje lidstvo učinilo, bezvýznamné i kolosální, doslova měnící se kognitivní i objektivní realitu a představy, objevy založené na nejširším spektru existujících zákonitostí planety Země. Všechny byly tak či onak podmíněny určitými faktory a byly plodem potřeb a potřeby se pro sebe zlepšovat, tvořit, měnit, upravovat. Na základě toho dnes doslova došli k závěru, že existují přísně individuální potřeby v používání již moderních a účinných zařízení a mechanismů, které umožňují vytěžit maximum ze všeho, co obklopuje. Bude to o takovém zařízení, jako je větrná turbína (mezi lidmi - větrná dmychadla, větrná dmychadla), a také o tom, jak to stále vyrobit vlastníma rukama, utrácet minimum energie a peněz a získat maximum výsledek.

Co je větrný generátor

Výborným příkladem pro představení větrného generátoru a jeho akce může být známá počítačová hra Minecraft, kde se větrné generátory odhalují ve všech jejich kvalitách. Uspořádaný průměrný minigenerátor určitým způsobem.


Všechny větrné generátory jsou ve své podstatě rozděleny do následujících hlavních typů:

  1. Jedním z nejrozšířenějších jsou rotační (vertikální) větrné generátory pracující na bázi vertikální axiální rotace, prováděné pomocí rotoru a lopatek.
  2. Větrné generátory lopatkového typu jsou horizontální mechanismus axiálního otáčení, prováděný pomocí takzvaného kola a zpravidla mají v systému vrtuli.
  3. Méně často můžete narazit i na bubnové větrné generátory, které jsou v podstatě poddruhem rotačních a fungujících na stejných principech, ale v horizontální rovině.

Samozřejmě první obrázky, které se nám vybaví, když se objeví obrázek větrného generátoru, jsou rotující lopatky, vrtule, ocas, turbína nebo, jak se také říká, větrná turbína, takzvaný rotor.

Klíčovým článkem všech činností je generátor, stožár, baterie, střídač připojený k síti, násobič (v případě potřeby převodovka) a korouhvička.

Jak vyrobit větrný mlýn vlastníma rukama

Vertikální větrné turbíny jsou nejúčinnější a nejsnáze se vyrábějí a ovládají, díky čemuž jsou poměrně rozšířené, ať už se jedná o spirálový nebo přímý mechanismus.

Velký význam má jak účel vytvoření větrného generátoru, tak oblast, na které bude instalován, z čehož by se mělo při plánování vycházet.

Existují základní body, které vyžadují povinnou pozornost při vytváření větrného generátoru. První věc, kterou je třeba určit, je samozřejmě motor veškerého pokroku, srdce celého systému – generátor, který si můžete buď zakoupit, nebo vyrobit sami, což ve své podstatě vyžaduje určitou zručnost a dovednost, nicméně , s náležitou touhou se můžete vyrovnat se začátečníkem ... V závislosti na vašem cíli chcete seriózní zařízení na 10 kW, 5 kW (5 kW) nebo méně výkonné na 12 V nebo menší a jednodušší cyklistickou větrnou turbínu použitou jako elektroinstalace na balkoně bytu.

Hledí může být vybaveno téměř jakýmkoli generátorem:

  • Ať už je to známý venkovský generátor traktorů;
  • Detail ze starého počítače nebo sálového počítače;
  • Nebo je to možná nízkohlučný automobilový motor;
  • Prvek motoru pračky, záleží pouze na jeho výkonu.

Dále se rozhodneme pro lopatky - ty velmi rotující předměty, které připomínají lopatky mlýna. Čepele mohou být také vyrobeny z velkého množství materiálů, z nichž nejslibnější a nejběžnější jsou například překližka, plast, někdy cín (například hrany sudu), materiál PVC a tak dále. Při výrobě je třeba vzít v úvahu všechny podstatné faktory – jak vliv odstředivé síly, tak velikost lopatek, proudění větru na zemi a další. Nejracionálnější je vytvořit lopatkovitý charakter, kvůli zvýšení účinnosti, ovlivněním rozložení proudění větru.

Dalším krokem je výroba zařízení pro určování rychlosti a směru větru – korouhvičky. Je to něco jako kovová vlajka, která mění svou polohu v souladu s proudy větru. Jako korouhvička lze použít téměř jakoukoli relativně pevnou, ale lehkou kovovou vrstvu.

Stožár - v jeho roli lze použít i širokou škálu improvizovaných prostředků, například silné vodní potrubí. Domácí větrný mlýn (domácí) je docela možné vyrobit sami, jak již bylo popsáno, z maximálních dostupných prostředků a výkon větrného mlýna závisí na použitých materiálech a promyšlenosti použití v konkrétních podmínkách. Nejjednodušší zástupce takových zařízení je docela schopný vytvářet elektřinu pro osvětlení místnosti, nabíjení zařízení a, pokud je to žádoucí, dokonce i pro zajištění základních potřeb relativně malého venkovského domu.

Výběr generátoru pro větrnou turbínu

Generátor je nejdůležitějším prvkem celé instalace, bez kterého není možné vytvořit jediný volt elektřiny. Je docela možné vyrobit nízkorychlostní generátor sami z improvizovaných prostředků, ale všechny prvky by měly být vybrány pro konkrétní účely, protože pokud mluvíme o výkonné instalaci, pak jsou zde zapotřebí spíše vážné detaily.


Generátor obsahuje:

  1. Rotor je pohyblivý prvek v mechanismu, který plní oběhovou funkci a na kterém je také umístěno zařízení, které přijímá energii ze zdroje (těla).
  2. Stator je úzce propojený prvek s rotorem, který je nehybný, sestavený, mluvíme-li o generátoru, z navzájem spojených plechů a na kterém je umístěn induktor (kovové vinutí).
  3. Neodymové magnety s indukční funkcí.

Zároveň k plnění funkce generátoru můžete v závislosti na účelu použít téměř jakýkoli ovladatelný mechanismus, ať už jde o zbytky motoru traktoru nebo elektromotoru z tiskárny nebo spouštěče ventilátoru.

Je důležité, jak je vybrán měděný elektrický vodič.

Pokud mluvíme o výrobě generátoru od nuly, pak jsou zde potřebné prvky. Náboj je střední část kola, kovová základna pro budoucí motor. Neodymové magnety uvnitř určité množství a velikosti. Potřebujete kovové kotouče, na které budou připevněny magnety, polyesterovou pryskyřici nebo jinou magnetickou vrstvu schopnou fixovat a nalepit, silnou vrstvu papíru, překližku.

DIY větrné turbíny na 220V

Je docela možné vyrobit větrný generátor 220 voltů sami, a to ani zdaleka není limitem možností, s náležitou touhou a dostupností potřebných materiálů.

Charakteristické rysy generátorů s relativně významným výkonem oproti malým s nízkým výkonem jsou:

  1. Výkonnější elektrárna samozřejmě vyžaduje spolehlivější, odolnější díly a komponenty a také silnější vítr.
  2. Také při vytváření a údržbě větrných turbín s výkonem dostatečným pro údržbu alespoň jednoho velkého elektrického domácího spotřebiče, požadovaný prvek je baterie sloužící k ukládání přebytečné energie.
  3. Je třeba si uvědomit, že pro větší množství energie je potřeba serióznější řídicí systém, který vyžaduje integraci řídicí jednotky včetně stabilizátorů napětí v jejich systému do takových větrných turbín.
  4. U serióznějších a nekompaktních systémů je nutná odpovídající stabilní instalace.

Z posledně jmenovaného vyplývá potřeba základu, alespoň v podobě malých připravených a vyplněných otvorů pro instalaci modelu do nich.Také axiální generátory postrádají lepicí vlastnosti, nebo, jak se říká, výchozí bod, díky čemuž i ten nejmenší vítr může pohybovat lopatkami takového zařízení.

Ve zbytku se větrné turbíny 220 V (včetně jejich výroby) prakticky neliší od ostatních zástupců a poslouchají hlavní pravidla Uvedeno výše.

Nejběžnější větrný generátor, jehož základem je axiální systém větrných turbín, založený na použití neodymových magnetů v něm, které si svou kvalitou, odolností a dostupností vydobyly své vysoké místo na trhu.

Etapy výstavby větrných turbín pro dům vlastníma rukama

Pokud mluvíme o příměstské oblasti letního sídla nebo panského sídla, mělo by být zřejmé, že čím větší je potřeba, tím vyšší jsou náklady. Zvláště pokud vezmeme v úvahu účel vytápění nebo neustálou údržbu všech domácích spotřebičů, pracnost a údržbu takového zařízení, i když je jedním z nejvýnosnějších.


Větrná turbína, jak již bylo uvedeno výše, může dobře sloužit jako hlavní zdroj elektřiny, a to i pro celý dům.

Ve srovnání s blízkými analogy je například solární zdroj v mnoha ohledech horší než větrné turbíny, protože slunce se nevyskytuje každý den a elektrický generátor je z ekonomického a ekologického hlediska ještě méně podobný větrnému generátoru.

Hlavní součásti větrné turbíny pro domácnost (do Samozřejmě, když mluvíme o větrném generátoru pro dům, mělo by být zřejmé, že jsou zapotřebí všechny základní prvky

  • Stator, rotor, induktor, které jsou hlavními součástmi generátoru;
  • Baterie pro skladování energie;
  • Lapač větru, pokud jde o oblasti s nízkým větrem.

Navíc při výrobě můžete využít i principy vynálezů ozbrojených sil Sklyarov, Biryukov nebo Treťjakov, což výrazně zvýší racionalismus a výhody používání systému a pro pohodlí sníží hlukové efekty.

Pokyny: jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama

Proces výroby větrného generátoru je kreativní a jak bude uspořádán, závisí pouze na mistrovi. Neexistuje žádná univerzální instrukce, protože každý návrh je kombinací různých částí a dalších faktorů každého konkrétního případu.

Vše se provádí pomocí základních nástrojů – šroubováku, kladiva, brusky a dalších.

První věc, kterou je třeba udělat při výrobě větrného generátoru, je určit cíl a provést základní výpočty, výkresy, určit umístění atd. Dále byste měli sestavit a upevnit nože, ocasní část k baterii (připojit ke generátoru).

Hlavní a nejoptimálnější, testovaný a podrobné pokyny pro výrobu větrného generátoru vlastníma rukama:

  1. Z předem připravených dílů vyrobte generátor - na sebe se upevní 2 připravené kovové placky s neodymovými magnety, mezi které se vloží stator s již dostupným měděným vinutím.
  2. Na stožáru (trubce) je instalována podpěra (držák) a nad ní náboj.
  3. Dále by měl být na náboji nainstalován generátor, po kterém musí být stator připojen k podpěře.
  4. Na druhé části je instalována větrná turbína.

Vybetonujte a postavte základnu konstrukce, abyste ji stabilizovali v silném větru, po výpočtu hlavních parametrů, protože pro významnou instalaci nemusí vzdálenost kroku stačit.

Výhody domácí větrné turbíny

Na závěr je třeba poznamenat, že podomácku vyrobený větrný generátor je vynikající, moderní a cenově dostupnější zdroj energie každý den, který se šíří neuvěřitelnou rychlostí. Hlavní výhody větrného generátoru, které nelze přičíst elektrickým generátorům na bázi plynového generátoru, jsou vysoká účinnost, dostupnost, účinnost, snadná instalace a provoz, modernost, většina z nich je nízkohlučná, šetrná k životnímu prostředí.

Větrné turbíny jsou dnes slibné a stále účinnější a nabírají na síle pro výrobu elektřiny, přičemž jsou poměrně ekonomické a docela dostupné, a to i pro výrobu takového zařízení vlastníma rukama.

DIY větrný generátor: 4 kW (video)

Domácí větrné turbíny jsou skvělým způsobem, jak se naučit něco nového, vyzkoušet nové podnikání a také vytvořit cenově dostupný a snadný způsob, jak zajistit dům elektřinou v těch nejjednodušších domácích podmínkách.