Kuća, dizajn, renoviranje, dekor.  Dvorište i vrt.  Svojim vlastitim rukama

Kuća, dizajn, renoviranje, dekor. Dvorište i vrt. Svojim vlastitim rukama

» Energija vjetra DIY. Sastavljanje domaće vjetroturbine: mogućnosti dizajna korisnika FORUMHOUSE

Energija vjetra DIY. Sastavljanje domaće vjetroturbine: mogućnosti dizajna korisnika FORUMHOUSE

Rusija ima dvostruki položaj u odnosu na izvore energije vjetra. S jedne strane, zbog ogromne ukupne površine i obilja ravnih površina općenito ima puno vjetra, a najvećim dijelom glatko, nesmetano. S druge strane, naši vjetrovi su uglavnom niskog stupnja, spori, vidi sl. Treće, vjetrovi su nasilni u rijetko naseljenim područjima. Na temelju toga, zadatak pokretanja vjetrogeneratora na farmi prilično je relevantan. No, da biste odlučili hoćete li kupiti prilično skup uređaj ili ga sami izraditi, morate dobro razmisliti koju vrstu (a ima ih puno) u koju svrhu odabrati.

Osnovni koncepti

  1. KIEV - koeficijent korištenja energije vjetra. Ako se koristi za izračun mehanističkog modela ravnog vjetra (vidi dolje), jednak je učinkovitosti rotora vjetroelektrane (APU).
  2. Učinkovitost-end-to-end učinkovitost APU-a, od nadolazećeg vjetra do priključaka električnog generatora ili do količine vode ispumpane u spremnik.
  3. Minimalna radna brzina vjetra (MWS) je njezina brzina kojom vjetroturbina počinje dovoditi struju u teret.
  4. Najveća dopuštena brzina vjetra (MDS) je njezina brzina pri kojoj prestaje stvaranje energije: automatizacija ili isključuje generator, ili stavlja rotor u vjetrokaz, ili ga presavija i skriva, ili se rotor sam zaustavlja, ili APU se jednostavno ruši.
  5. Početna brzina vjetra (SWV) - pri ovoj brzini rotor se može okrenuti bez opterećenja, okrenuti i ući u način rada, nakon čega se generator može uključiti.
  6. Negativna početna brzina (OSS) - to znači da APU (ili vjetroagregat - vjetroelektrana ili VEA, vjetroelektrana) za pokretanje pri bilo kojoj brzini vjetra zahtijeva obvezno okretanje iz vanjskog izvora energije.
  7. Početni (početni) zakretni moment - sposobnost rotora, prisilno usporenog u strujanju zraka, da stvori okretni moment na vratilu.
  8. Vjetroturbina (VD) dio je APU -a od rotora do vratila generatora ili pumpe ili drugog potrošača energije.
  9. Rotacijski generator vjetra - APU, u kojem se energija vjetra pretvara u okretni moment na vratilu za prijenos snage rotiranjem rotora u struji zraka.
  10. Raspon radne brzine rotora razlika je između MDS -a i MPC -a pri radu pri nazivnom opterećenju.
  11. Vjetroturbina male brzine - u njoj linearna brzina dijelova rotora u struji ne premašuje značajno brzinu vjetra ili je ispod nje. Dinamička protočna glava izravno se pretvara u potisak lopatice.
  12. Vjetrenjača velike brzine - linearna brzina lopatica znatno je (do 20 ili više puta) veća od brzine vjetra, a rotor stvara vlastitu cirkulaciju zraka. Ciklus pretvaranja energije protoka u potisak složen je.

Bilješke:

  1. APU-i pri malim brzinama u pravilu imaju KIEV manji od onih pri velikim brzinama, ali imaju zakretni moment dovoljan za okretanje generatora bez odvajanja opterećenja i nula TCO, tj. potpuno samostalno pokretanje i primjenjivo pri najmanjim vjetrovima.
  2. Sporost i brzina relativni su pojmovi. Vjetroagregati za kućanstvo s 300 o / min mogu biti male brzine i moćni APU-ovi tipa EuroWind, s kojih su polja vjetroelektrana, vjetroelektrane (vidi sliku) i čiji rotori čine oko 10 o / min, velike brzine, jer s takvim promjerom linearna brzina lopatica i njihova aerodinamika na većem dijelu raspona prilično su "poput aviona", vidi dolje.

Kakav generator trebate?

Električni generator za vjetroturbinu u kućanstvu mora generirati električnu energiju u širokom rasponu brzina vrtnje i imati mogućnost samopokretanja bez automatizacije i vanjskih izvora energije. U slučaju korištenja APU -a s OSS -om (vjetroagregati s okretanjem), koji u pravilu imaju visok KIEV i učinkovitost, on također mora biti reverzibilan, t.j. moći raditi kao motor. Pri snazi ​​do 5 kW ovaj uvjet zadovoljavaju električni strojevi sa stalni magneti na bazi niobija (super magneti); na čeličnim ili feritnim magnetima možete računati na najviše 0,5-0,7 kW.

Bilješka: asinkroni alternatori ili kolektorski generatori s nemagnetiziranim statorom uopće nisu prikladni. Kad se sila vjetra smanji, oni "izlaze" puno prije nego što mu brzina padne na MPC, a tada ni oni sami neće krenuti.

Izvrsno "srce" APU-a snage 0,3 do 1-2 kW dobiva se iz autogeneratora izmjenične struje s ugrađenim ispravljačem; sada ih je većina. Prvo, održavaju izlazni napon od 11,6 do 14,7 V u prilično širokom rasponu brzina bez vanjskih elektroničkih stabilizatora. Drugo, silicijska vrata se otvaraju kada napon na namotu dosegne približno 1,4 V, a prije toga generator "ne vidi" opterećenje. Da biste to učinili, generator morate prilično dobro okrenuti.

U većini slučajeva autogenerator se može izravno spojiti, bez zupčanika ili remenskog pogona, na HP vratilo velike brzine odabirom brzine odabirom broja lopatica, vidi dolje. "Brzi hodači" imaju mali ili nulti startni moment, ali rotor će imati dovoljno vremena da se dovoljno okrene bez odvajanja tereta prije nego što se ventili otvore i generator će dati struju.

Odabir prema vjetru

Prije nego što odlučimo koji vjetrogenerator napraviti, odlučimo se o lokalnoj aerologiji. U sivo-zelenkasto(bez vjetra) područja karte vjetra barem će neki smisao imati samo iz jedrilice za vjetar(i o njima ćemo dalje). Ako vam je potrebno stalno napajanje, morat ćete dodati pojačivač (ispravljač sa stabilizatorom napona), punjač, ​​snažnu bateriju, pretvarač 12/24/36/48 V DC na 220/380 V 50 Hz AC . Takva ekonomija koštat će najmanje 20.000 USD, a malo je vjerojatno da će biti moguće ukloniti dugoročnu snagu veću od 3-4 kW. Općenito, s upornom težnjom za alternativnom energijom, bolje je potražiti njezin drugi izvor.

Na žuto-zelenim, slabo vjetrovitim mjestima, ako je potreba za električnom energijom do 2-3 kW, možete sami preuzeti vertikalni generator vjetra male brzine... Razvijeni su bezbroj, a postoje i dizajni koji u smislu KIEV-a i učinkovitosti gotovo nisu inferiorni u odnosu na "oštrice" industrijske proizvodnje.

Ako bi se trebala kupiti vjetroturbina za kuću, onda je bolje usredotočiti se na vjetroturbinu s rotorom jedra. Mnogo je sporova i ima ih mnogo, a u teoriji još uvijek nije sve jasno, ali funkcioniraju. U Ruskoj Federaciji "jedrilice" se proizvode u Taganrogu snage 1-100 kW.

U crvenim, vjetrovitim regijama, izbor ovisi o potrebnoj snazi. U rasponu od 0,5-1,5 kW opravdane su samostalno izrađene "vertikale"; 1,5-5 kW - kupljene "jedrilice". "Vertikalni" se također može kupiti, ali koštat će više od vodoravnog APU -a. I na kraju, ako je potrebna vjetroturbina snage 5 kW ili više, tada morate birati između vodoravno kupljenih "lopatica" ili "jedrilica".

Bilješka: mnogi proizvođači, osobito drugi stupanj, nude komplete dijelova iz kojih možete sami sastaviti vjetroturbinu snage do 10 kW. Takav set koštat će 20-50% jeftinije od gotovog s instalacijom. No, prije kupnje morate pažljivo proučiti aerologiju predloženog mjesta ugradnje, a zatim prema specifikacijama odabrati odgovarajuću vrstu i model.

O sigurnosti

Dijelovi kućnih vjetroagregata u radu mogu imati linearnu brzinu veću od 120 ili čak 150 m / s, a komad bilo kojeg čvrstog materijala težine 20 g, koji leti brzinom od 100 m / s, uz "uspješan" pogodak, ubija zdravog čovjeka na licu mjesta. Čelična ili tvrda plastika, ploča debljine 2 mm, koja se kreće brzinom 20 m / s, prereže je na pola.

Osim toga, većina vjetroturbina iznad 100 W prilično je bučna. Mnogi generiraju iznimno niske (manje od 16 Hz) fluktuacije tlaka zraka - infrazvukove. Infrazvukovi su nečujni, ali razorni za zdravlje i jako se šire.

Bilješka: krajem 1980 -ih došlo je do skandala u Sjedinjenim Državama - najveća vjetroelektrana u zemlji u to vrijeme morala je biti zatvorena. Indijanci iz rezervata 200 km od polja svojih oružanih snaga Ukrajine na sudu su dokazali da su zdravstveni poremećaji koji su se u njima naglo povećali nakon puštanja u rad VEE posljedica infrazvuka.

Iz navedenih razloga, instalacija APU -a dopuštena je na udaljenosti od najmanje 5 njihovih visina od najbližih stambenih zgrada. U dvorištima privatnih kućanstava možete instalirati vjetroturbine industrijske proizvodnje, odgovarajuće certificirane. Općenito je nemoguće instalirati APU na krovove - tijekom njihovog rada, čak i s onima male snage, javljaju se naizmjenična mehanička opterećenja koja mogu izazvati rezonanciju građevinske konstrukcije i njezino uništenje.

Bilješka: Visina APU -a najviša je točka pomerenog diska (za rotore noževa) ili geomerna figura (za vertikalni APU s rotorom na vratilu). Ako APU jarbol ili os rotora strše prema gore još više, visina se računa od njihovog vrha - vrha.

Vjetar, aerodinamika, KIEV

Domaći vjetrogenerator poštuje iste prirodne zakone kao i tvornički, računati na računalu. I graditelj kuće mora jako dobro razumjeti osnove svog rada-najčešće nema na raspolaganju skupe super-moderne materijale i tehnološku opremu. Aerodinamika APU -a je, oh, kako je teško ...

Vjetar i KIJEV

Za izračun serijskog tvorničkog APU-a, tzv. ravni mehanički model vjetra. Temelji se na sljedećim pretpostavkama:

  • Brzina i smjer vjetra su konstantni unutar efektivne površine rotora.
  • Zrak je kontinuirani medij.
  • Učinkovita površina rotora jednaka je površini pometanja.
  • Energija strujanja zraka je čisto kinetička.

Pod takvim uvjetima maksimalna energija jedinice volumena zraka izračunavaju se prema školskoj formuli, pod pretpostavkom da je gustoća zraka u normalnim uvjetima 1,29 kg * kubnih metara. m. Pri brzini vjetra od 10 m / s jedna kocka zraka nosi 65 J, a 650 vata može se ukloniti s jednog kvadrata efektivne površine rotora, pri 100% učinkovitosti cijele APU. Ovo je vrlo pojednostavljen pristup - svi znaju da vjetar nikada nije savršeno ravan. No, to se mora učiniti kako bi se osigurala ponovljivost proizvoda - uobičajena tehnologija.

Ravni model ne treba zanemariti; on pruža jasan minimum raspoložive snage vjetra. Ali zrak je, prvo, komprimiran, a drugo, vrlo je fluidan (dinamička viskoznost je samo 17,2 μPa * s). To znači da tok može teći oko pometenog područja, smanjujući efektivnu površinu i KIEV, što se najčešće opaža. No u načelu je moguća i suprotna situacija: vjetar teče prema rotoru i efektivna površina tada će biti veća od pometene površine, a KIEV će biti veći od 1 u odnosu na isti za ravan vjetar.

Evo dva primjera. Prva je jahta za užitak, prilično teška, jahta može ići ne samo protiv vjetra, već i brže od nje. Vjetar se misli vani; prividni vjetar mora i dalje biti brži, inače kako će povući brod?

Drugi je klasik povijesti zrakoplovstva. Tijekom ispitivanja MIG-19 pokazalo se da je presretač, koji je bio tonu teži od lovca na prvoj liniji, brže ubrzavao. S istim motorima u istom jedrilici.

Teoretičari nisu znali što misliti i ozbiljno su sumnjali u zakon očuvanja energije. Na kraju se pokazalo da se radi o konusu radarskog okretnika koji viri iz usisnika zraka. Od nosa do školjke pojavila se zračna brtva, kao da je grabi sa strane do kompresora motora. Od tada su se udarni valovi u teoriji čvrsto učvrstili kao korisni, a fantastične letne performanse modernih zrakoplova u velikoj su mjeri zahvaljujući njihovoj vještoj uporabi.

Aerodinamika

Razvoj aerodinamike obično se dijeli u dvije ere - prije N. G. Zhukovskog i poslije. Njegovo izvješće "O priloženim vrtlozima" od 15. studenog 1905. bio je početak nova era u zrakoplovstvu.

Prije Zhukovskog, letjeli su na ravnim jedrima: pretpostavljalo se da čestice dolazećeg toka daju svoj zamah prednjem rubu krila. To je omogućilo da se odmah riješi vektorske količine - kutnog zamaha - koja je dovela do bijesne i najčešće ne -analitičke matematike, da se premjesti na mnogo prikladnije skalarne čisto energetske odnose, i kao rezultat, izračunato polje tlaka na nosaču aviona, manje -više sličan sadašnjem.

Takav je mehanički pristup omogućio stvaranje vozila koja, u najmanju ruku, mogu poletjeti i letjeti s jednog mjesta na drugo, a da se ne moraju nužno srušiti na tlo. No, želja za povećanjem brzine, nosivosti i drugih kvaliteta leta sve je više otkrivala nesavršenost izvorne aerodinamičke teorije.

Zhukovskyjeva je ideja bila sljedeća: uz gornju i donju površinu krila, zrak putuje različitim putem. Iz uvjeta kontinuiteta medija (vakuumski mjehurići ne stvaraju se sami u zraku) proizlazi da bi brzine gornjeg i donjeg toka koje se spuštaju od stražnjeg ruba trebale biti različite. Zbog male, ali konačne viskoznosti zraka, tu bi se trebao stvoriti vrtlog zbog razlike u brzinama.

Vrtlog se rotira, a zakon očuvanja zamaha, jednako nepromjenljiv kao i zakon očuvanja energije, vrijedi i za vektorske veličine, t.j. mora uzeti u obzir smjer kretanja. Stoga bi upravo tamo, na zadnjem rubu, trebao nastati suprotno rotirajući vrtlog s istim zakretnim momentom. Na koji način? Zbog energije koju generira motor.

Za zrakoplovnu praksu to je značilo revoluciju: odabirom odgovarajućeg profila krila bilo je moguće pustiti vrtlog pričvršćen oko krila u obliku cirkulacije G, povećavajući njegovo podizanje. Odnosno, nakon što je potrošio dio, a za velike brzine i opterećenja krila - veliki dio, snagu motora, moguće je stvoriti strujanje zraka oko uređaja, što omogućuje postizanje najboljih letnih karakteristika.

To je zrakoplovstvo učinilo zračnim, a ne dijelom zrakoplovstva: sada je zrakoplov mogao stvoriti okruženje potrebno za let i više nije igračka zračnih struja. Sve što trebate je snažniji motor i sve snažniji ...

Opet KIJEV

Ali vjetrenjača nema motor. Naprotiv, mora uzeti energiju iz vjetra i dati je potrošačima. I evo izlazi - izvukao je noge, rep je zapeo. Prema vlastitoj cirkulaciji rotora bilo je dopušteno premalo energije vjetra - ona će biti slaba, potisak lopatica će biti nizak, a KIEV i snaga će biti niski. Dajmo puno za cirkulaciju - rotor će biti uključen U praznom hodu okreću se kao ludi, ali potrošači opet dobivaju malo: dali su malo opterećenja, rotor je zakočio, vjetar je otpuhao cirkulaciju, a rotor je postao.

Zakon očuvanja energije " zlatna sredina»Daje samo u sredini: 50% energije dajemo opterećenju, a za preostalih 50% uvijamo protok do optimalnog. Praksa potvrđuje pretpostavke: ako je učinkovitost dobrog vučnog propelera 75-80%, tada KIEV, jednako pažljivo izračunat i ispuhan u zračnom tunelu, rotor lopatice doseže 38-40%, t.j. do polovice onoga što se može postići viškom energije.

Modernost

U današnje vrijeme aerodinamika, naoružana suvremenom matematikom i računalima, sve se više udaljava od neminovno nečega i pojednostavljuje modele prema točnom opisu ponašanja stvarnog tijela u stvarnom toku. I ovdje, uz opću liniju - moć, moć i još snage! - sporedni putovi su pronađeni, ali obećavaju samo s ograničenom količinom energije koja ulazi u sustav.

Poznati alternativni zrakoplovac Paul McCready stvorio je zrakoplov još 80 -ih godina, s dva motora od motorne pile snage 16 KS. pokazuje 360 ​​km / h. Štoviše, podvozje mu se nije uvlačilo za tricikl, a kotači su bili bez oplata. Nijedno McCreadyjevo vozilo nije bilo na mreži i bilo je u pripravnosti, ali dva - jedno s klipnim motorima i propelerima, a drugo mlazno - proletjeli su po svijetu po prvi put u povijesti bez slijetanja na jednu benzinsku postaju.

Razvoj teorije također je vrlo značajno utjecao na jedra koja su iznjedrila izvorno krilo. Aerodinamika "uživo" dopušta jahtama vjetar od 8 čvorova. stajati na hidrogliserima (vidi sliku); za ubrzanje takvog bacača do potrebne brzine s propelerom potreban je motor od najmanje 100 KS. Trkaći katamarani plove brzinom od oko 30 čvorova po istom vjetru. (55 km / h).

Postoje i potpuno netrivijalni nalazi. Ljubitelji najrjeđeg i najekstremnijeg sporta - skakanja iz baze - nose posebno krilo, odijelo, lete bez motora, manevriraju brzinom većom od 200 km / h (slika desno), a zatim glatko slijeću u pred -odabrano mjesto. U kojoj bajci ljudi lete sami?

Također su razriješeni mnogi misteriji prirode; osobito - let bube. Prema klasičnoj aerodinamici, nije sposobno letjeti. Na isti način kao i predak "stealth" F-117 sa svojim krilom u obliku dijamanta, također, nije u stanju podići se u zrak. A MiG-29 i Su-27, koji neko vrijeme mogu letjeti repom naprijed, uopće se ne uklapaju u bilo kakve ideje.

I zašto je onda, baveći se vjetroturbinama, ne zabavno i ne oruđe za uništavanje vlastite vrste, već izvor vitalnog resursa, potrebno plesati bez greške iz teorije slabih struja sa svojim modelom ravnog vjetra? Zar zaista nema načina da se ide naprijed?

Što očekivati ​​od klasike?

Međutim, ni u kojem slučaju ne treba odustati od klasike. Ona daje temelje, bez oslanjanja na koje se ne može uzdići više. Na isti način, kako teorija skupova ne poništava tablicu množenja, a kvantna kromodinamika ne tjera jabuke da lete s drveća.

Dakle, što možete očekivati ​​s klasičnim pristupom? Pogledajmo sliku. Lijevo - vrste rotora; prikazani su uvjetno. 1 - okomiti vrtuljak, 2 - okomiti ortogonalni (vjetroturbina); 2-5 - rotori s lopaticama s različitim brojem lopatica s optimiziranim profilima.

S desne strane, uz vodoravnu os, iscrtana je relativna brzina rotora, tj. Omjer linearne brzine lopatice i brzine vjetra. Okomito prema gore - KIEV. I dolje - opet, relativni okretni moment. Smatra se da je jedan (100%) okretni moment onaj koji stvara rotor prisilno kočen u protoku sa 100% KIEV, t.j. kada se sva energija toka pretvori u rotirajuću silu.

Ovaj pristup omogućuje dalekosežne zaključke. Na primjer, broj noževa mora se izabrati ne samo i ne toliko prema željenoj brzini rotacije: 3- i 4-oštrice odmah gube mnogo u smislu KIEV-a i zakretnog momenta u usporedbi s 2 i 6-oštricama koje dobro rade u približno istom rasponu brzina. Izvana slični vrtuljak i ortogonalni imaju bitno različita svojstva.

Općenito, prednost treba dati rotorima noževa, osim u slučajevima kada je potrebna najveća jeftinoća, jednostavnost, samopokretanje bez održavanja bez održavanja, a podizanje na jarbol nemoguće.

Bilješka: govorimo posebno o rotorima za jedrenje - oni se, čini se, ne uklapaju u klasiku.

Okomito

APU -i s okomitom osi rotacije imaju neospornu prednost za svakodnevni život: njihove jedinice koje zahtijevaju održavanje koncentrirane su na dnu i nema potrebe za podizanjem. Ostaje, pa čak i tada ne uvijek, samoporavnavajući potisni ležaj, ali je snažan i izdržljiv. Stoga pri projektiranju jednostavne vjetroturbine odabir opcija treba započeti s okomitim jedinicama. Njihove glavne vrste prikazane su na Sl.

Sunce

Na prvom mjestu - najjednostavniji, najčešće nazivan rotor Savonius. Zapravo, izumili su ga 1924. godine u SSSR -u Ya. A. i A. A. Voronin, a finski industrijalac Sigurd Savonius besramno je prisvojio izum zanemarujući sovjetski certifikat o autorskim pravima i započeo serijsku proizvodnju. No, uvod u sudbinu izuma puno znači, stoga ćemo, kako ne bismo uzburkali prošlost i ne uznemirili pepeo mrtvih, ovu vjetroturbinu nazvati rotorom Voronin-Savonius ili, skraćeno, VS .

Zrakoplov je dobar za sve, osim za "lokomotivu" KIEV u 10-18%. Međutim, u SSSR -u su puno radili na tome, a ima i nekih pomaka. U nastavku ćemo razmotriti poboljšani dizajn, koji nije puno složeniji, ali prema KIEV -u daje prednost lopaticama.

Napomena: zrakoplov s dvije lopatice ne okreće se, već se trza; Nož s 4 oštrice je samo malo glatkiji, ali gubi mnogo u KIJEVU. Radi poboljšanja, 4 korita se najčešće prenose na dva kata - par oštrica na dnu i drugi par, vodoravno zarotiran za 90 stupnjeva iznad njih. KIEV ostaje, a bočna opterećenja mehanike su oslabljena, ali se opterećenja pri savijanju neznatno povećavaju, a s vjetrom većim od 25 m / s takav APU na vratilu, t.j. bez ležaja preko rotora rastegnutog pokrovima, "ruši toranj".

Daria

Sljedeći je Darrieusov rotor; KIJEV - do 20%. Još je jednostavnije: oštrice su izrađene od jednostavne elastične trake bez ikakvog profila. Darrieusova teorija rotora još nije dovoljno razvijena. Jasno je samo da se počinje odmotavati zbog razlike u aerodinamičkom otporu grbe i džepu trake, a zatim postaje nekako brz, formirajući vlastitu cirkulaciju.

Zakretni moment je mali, a u početnim položajima rotora uopće nema paralele ili okomice na vjetar, pa je samookretanje moguće samo s neparnim brojem lopatica (krila?). U svakom slučaju, opterećenje od generator se mora isključiti tijekom centrifugiranja.

Darrieus rotor ima još dvije loše kvalitete. Prvo, tijekom rotacije, vektor potiska oštrice opisuje potpuni zaokret u odnosu na njezino aerodinamičko fokusiranje, i to ne glatko, već u trzajima. Stoga Darrieus rotor brzo lomi svoju mehaniku čak i pri ravnomjernom vjetru.

Drugo, Daria ne samo da pravi buku, već vrišti i ciči, do te mjere da se pukne traka. To je zbog njegove vibracije. I što je više oštrica, jača je tutnjava. Dakle, ako je Daria napravljena, ona je dvokrilna, izrađena od skupih materijala visoke apsorpcije zvuka visoke čvrstoće (ugljična vlakna, milar), a mali zrakoplov prilagođen je za predenje na sredini stupa jarbola.

Ortogonalno

Na poz. 3 - ortogonalni okomiti rotor s profilisanim lopaticama. Ortogonalna jer krila strše okomito. Prijelaz iz VS u ortogonalni ilustriran je na Sl. lijevo.

Kut ugradnje lopatica u odnosu na tangentu kruga koji dodiruje aerodinamička žarišta krila može biti pozitivan (na slici) ili negativan, u skladu s jačinom vjetra. Ponekad se oštrice okreću i na njih se postavljaju vremenski kombiji, koji automatski drže "alfu", ali se takve strukture često lome.

Središnje tijelo (plavo na slici) omogućuje vam da dovedete KIEV do gotovo 50 %. U pravokutniku s tri oštrice trebao bi imati oblik trokuta u presjeku s blago ispupčenim stranicama i zaobljenim uglovima te s većim brojem noževa dovoljan je jednostavan cilindar. No teorija za ortogonalnu daje optimalni broj lopatica nedvosmisleno: trebala bi ih biti točno 3.

Ortogonalno se odnosi na vjetroturbine velikih brzina s OSS-om, tj. nužno zahtijeva promicanje tijekom puštanja u rad i nakon smirivanja. Serijski APU -i bez nadzora, snage do 20 kW, proizvode se prema ortogonalnoj shemi.

Helicoid

Helikoidni rotor, ili Gorlovljev rotor (poz. 4) - vrsta ortogonalnog oblika, koji osigurava jednoliku rotaciju; pravokutni s ravnim krilima "kida" tek nešto slabiji od dvokrakog pr. Savijanje lopatica duž helikoida omogućuje izbjegavanje gubitaka KIEV -a zbog njihove zakrivljenosti. Iako zakrivljena oštrica odbacuje dio protoka, a da ga ne koristi, dio također grabi u zonu najveće linearne brzine, nadoknađujući gubitke. Helikoidi se koriste rjeđe od ostalih vjetroturbina, jer zbog složenosti proizvodnje, ispadaju skuplji od svojih kolega jednake kvalitete.

Bačva-zagrebka

5 poz. - rotor tipa BC, okružen vodilicama; njegov dijagram prikazan je na sl. desno. Rijetko se nalazi u industrijskom dizajnu, jer skup otkup zemljišta ne nadoknađuje povećanje kapaciteta, a potrošnja materijala i složenost proizvodnje su veliki. No, graditelj kuće koji se boji posla više nije majstor, već potrošač, a ako nije potrebno više od 0,5-1,5 kW, onda za njega sitnica:

  • Rotor ove vrste apsolutno je siguran, tih, ne stvara vibracije i može se instalirati bilo gdje, čak i na igralištu.
  • Savijati pocinčana korita i zavariti okvir od cijevi besmislen je posao.
  • Rotacija je apsolutno ujednačena, mehanički dijelovi mogu se uzeti iz najjeftinijeg ili iz smeća.
  • Ne boji se uragana - prejak vjetar ne može ugurati u "bačvu"; oko njega se pojavljuje pojednostavljena vrtložna čahura (s tim učinkom ćemo se susresti kasnije).
  • I što je najvažnije, budući da je površina "hvatača" nekoliko puta veća od površine rotora iznutra, KIEV može biti više jedinica, a okretni moment već pri 3 m / s na "cijevi" od tri metra promjer je takav da se generator od 1 kW s maksimalnim opterećenjem kaže da je bolje ne trzati se.

Video: Lenz vjetroturbina

Šezdesetih godina u SSSR -u E.S.Biryukov patentirao je APU s vrtuljkom s 46% KIEV -a. Nešto kasnije, V. Blinov postigao je 58% dizajna na istom principu KIEV -a, ali nema podataka o njegovim testovima. Sveobuhvatna ispitivanja oružanih snaga Birjukova izvršilo je osoblje časopisa Inventor i Rationalizer. Dvokatni rotor promjera 0,75 m i visine 2 m sa svježim vjetrom koji se okreće punom snagom asinkroni generator 1,2 kW i izdržao 30 m / s bez lomova. Biryukovljevi APU crteži prikazani su na Sl.

  1. pocinčani krovni rotor;
  2. samoporavnavajući dvoredni kuglični ležaj;
  3. kabeli - 5 mm čelični kabel;
  4. osovina osovine - čelična cijev s debljinom stijenke 1,5-2,5 mm;
  5. aerodinamičke poluge za kontrolu brzine;
  6. noževi regulatora brzine - šperploča ili plastični lim 3-4 mm;
  7. šipke regulatora brzine;
  8. opterećenje regulatora brzine, njegova težina određuje brzinu;
  9. pogonska remenica - kotač bicikla bez gume s cijevi;
  10. potisni ležaj - potisni ležaj;
  11. pogonski remenica - standardni remenica generatora;
  12. generator.

Biryukov je za svoj APU dobio nekoliko potvrda o autorskim pravima. Prvo, primijetite rez rotora. Kad ubrzava, radi poput zrakoplova, stvarajući veliki početni trenutak. Kako centrifuga napreduje, u vanjskim džepovima lopatica stvara se vrtložni jastuk. S gledišta vjetra, lopatice postaju profilirane, a rotor se pretvara u ortogonalni velike brzine, pri čemu se virtualni profil mijenja prema snazi ​​vjetra.

Drugo, profilirani kanal između lopatica u rasponu radnih brzina djeluje kao središnje tijelo. Ako vjetar raste, tada se u njemu stvara i vrtložni jastuk koji se proteže izvan rotora. Pojavljuje se ista vrtložna čahura kao oko APU -a s lopaticama vodilicama. Energija za njegovo stvaranje uzima se iz vjetra, a više nije dovoljna za slom vjetrenjače.

Treće, regulator brzine dizajniran je prvenstveno za turbinu. On održava njezin promet optimalnim sa stajališta KIJEVA. Optimalna brzina generatora osigurana je odabirom prijenosnog omjera mehanike.

Napomena: nakon objavljivanja u IR za 1965., Oružane snage Ukrajine, Biryukova je potonula u zaborav. Autor nije dobio odgovor od nadležnih. Sudbina mnogih sovjetskih izuma. Kažu da su neki Japanci postali milijarderi, redovito čitajući sovjetske popularne tehničke časopise i patentirajući sve što zaslužuje pozornost.

Oštrice

Kao što je gore rečeno, horizontalna vjetroturbina s rotorom s lopaticama najbolja je u klasicima. No, prvo, potreban mu je stabilan vjetar barem srednje jačine. Drugo, konstrukcija za DIYer -a puna je zamki, zbog čega često plod dugotrajnog rada, u najboljem slučaju, osvjetljava WC, hodnik ili trijem, ili se čak pokazalo da se može samo isplesti.

Prema dijagramima na Sl. pogledajmo pobliže; pozicije:

  • Sl. O:
  1. lopatice rotora;
  2. generator;
  3. krevet generatora;
  4. zaštitna vjetrokaz (orkanska lopata);
  5. kolektor struje;
  6. šasija;
  7. okretni čvor;
  8. radni vjetrokaz;
  9. jarbol;
  10. stezaljka za kabele.
  • Sl. B, pogled odozgo:
  1. zaštitni vjetrokaz;
  2. radni vjetrokaz;
  3. regulator napetosti opruge zaštitne lopatice.
  • Sl. G, klizni prsten:
  1. kolektor s kontinuiranim sabirnicama od bakrenog prstena;
  2. bakreno-grafitne četke s oprugom.

Bilješka: zaštita od uragana za vodoravnu lopaticu promjera više od 1 m je apsolutno neophodna, jer nije sposoban stvoriti vrtložnu čahuru oko sebe. S manjim dimenzijama, propilenske lopatice mogu postići izdržljivost rotora do 30 m / s.

Pa gdje su kamen spoticanja?

Oštrice

Očekujte da ćete na osovini generatora postići snagu veću od 150-200 W na lopaticama bilo koje veličine, izrezanim s debelih stijenki plastična cijev, kako se često savjetuje - nade beznadnog diletanta. Lopatica izrađena od cijevi (osim ako nije toliko debela da se jednostavno koristi kao slijepa) imat će segmentirani profil, tj. njegov vrh, ili oboje, bit će kružni lukovi.

Profili segmenata prikladni su za nekomprimirajući medij, poput hidroglisera ili lopatica propelera. Za plinove potrebna je oštrica promjenjivog profila i koraka, na primjer, vidi sl .; raspon-2 m. To će biti složen i dugotrajan proizvod koji zahtijeva mukotrpan izračun potpuno naoružan teorijom, puhanje u cijev i opsežna ispitivanja.

Generator

Kad se rotor postavi izravno na osovinu, standardni ležaj uskoro će se slomiti - ne događa se isto opterećenje na svim lopaticama u vjetroturbinama. Trebate međuvratilo s posebnim potpornim ležajem i mehaničkim prijenosom s njega na generator. Za velike vjetroturbine uzima se dvoredni ležaj koji se sam namješta; v najbolji modeli- troslojna, Sl. D na Sl. iznad. To omogućuje da se vratilo rotora ne samo lagano savija, već i lagano pomiče sa strane na stranu ili gore -dolje.

Bilješka: bilo je potrebno oko 30 godina za razvoj potisnog ležaja za EuroWind APU.

Nožnica za hitne slučajeve

Princip njegovog rada prikazan je na Sl. C. Vjetar, pojačavajući se, pritišće lopatu, opruga se rasteže, rotor se uvija, okretaji mu padaju i na kraju postaje paralelan s strujanjem. Čini se da je sve u redu, ali na papiru je bilo glatko ...

Za vjetrovitog dana pokušajte držati poklopac za kuhanje ili veliki lonac za ručku paralelno s vjetrom. Samo pažljivo - vrckavi komad željeza može udariti u lice na takav način da trlja nos, siječe usnu ili čak izbija oko.

Ravni vjetar javlja se samo u teoretskim proračunima i, s dovoljnom točnošću za vježbu, u vjetrenim tunelima. U stvarnosti, orkanske vjetrogeneratore s orkanskom lopatom lome više nego potpuno bespomoćne. Bolje je ipak promijeniti iskrivljene oštrice nego sve ponoviti. V. industrijska postrojenja- druga stvar. Tamo se visina lopatica, svaka pojedinačno, prati i prilagođava automatizacijom pod kontrolom ugrađenog računala. Napravljeni su od teških kompozita, a ne od vodovodnih cijevi.

Strujni kolektor

Ovo je web mjesto koje se redovito servisira. Svaki inženjer energije zna da je kolektor s četkama potrebno očistiti, podmazati i regulirati. A jarbol je napravljen od vodovodne cijevi. Nećete ući, jednom mjesečno ili dva morat ćete cijelu vjetrenjaču baciti na tlo, a zatim je ponovno podići. Koliko će trajati od takve "prevencije"?

Video: lopatica vjetrogeneratora + solarna ploča za napajanje ljetnikovca

Mini i mikro

No, s smanjenjem veličine lopatice, poteškoće padaju uz kvadrat promjera kotača. Već je moguće samostalno proizvesti APU s vodoravnom oštricom za snagu do 100 W. Optimalno bi bilo 6 oštrica. S više lopatica promjer rotora za istu snagu bit će manji, ali bit će ih teško čvrsto pričvrstiti na glavčinu. Rotori s manje od 6 lopatica mogu se zanemariti: za 2 oštrice od 100 W potreban je rotor od 6,34 m, a za 4 lopatice iste snage potrebno je 4,5 m. Za 6 lopatica, odnos snage i promjera izražen je kako slijedi :

  • 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.

Najbolje će biti računati na snagu od 10-20 vata. Prvo, plastična oštrica raspona većeg od 0,8 m neće izdržati vjetar veći od 20 m / s bez dodatnih mjera zaštite. Drugo, s rasponom oštrice do istih 0,8 m, linearna brzina njegovih krajeva neće premašiti brzinu vjetra više od tri puta, a zahtjevi za profiliranje s uvijanjem smanjuju se za redove veličine; ovdje "korito" sa segmentnim profilom iz cijevi, poz. B na Sl. A 10-20 W će napajati tablet, napuniti pametni telefon ili upaliti kućno svjetlo.

Zatim odaberite generator. Kineski motor je savršen - glavčina kotača za električne bicikle, poz. 1 na sl. Njegova snaga kao motora je 200-300 W, ali u generatorskom načinu rada dat će oko 100 W. No, hoće li nam to odgovarati u smislu prometa?

Indeks brzine z za 6 lopatica je 3. Formula za izračunavanje brzine rotacije pod opterećenjem je N = v / l * z * 60, gdje je N brzina rotacije, 1 / min, v je brzina vjetra, a l je opseg rotora. S rasponom noža od 0,8 m i vjetrom od 5 m / s dobivamo 72 o / min; pri 20 m / s - 288 o / min. Kotač bicikla okreće se približno istom brzinom, pa ćemo ukloniti naših 10-20 vata iz generatora sposobnog dati 100. Rotor možete postaviti izravno na osovinu.

No, tada se javlja sljedeći problem: mi smo, potrošivši puno rada i novca, barem za motor, dobili ... igračku! Što je 10-20, pa, 50 vati? I ne možete napraviti vjetrenjaču s lopaticama sposobnu napajati barem televizor kod kuće. Je li moguće kupiti gotov mini generator vjetra i hoće li koštati manje? Što je više moguće, pa čak i jeftinije, vidjeti poz. 4 i 5. Osim toga, bit će i mobilna. Stavite ga na panj - i upotrijebite ga.

Druga je mogućnost ako koračni motor leži negdje sa starog 5 ili 8-inčnog pogona ili s pogona papira ili nosača neupotrebljivog tintnog ili matričnog pisača. Može raditi kao generator, a lakše je pričvrstiti rotor vrtuljka iz limenki (poz. 6) nego sastaviti strukturu poput one prikazane na poz. 3.

Općenito, zaključak o "oštricama" je nedvosmislen: domaći-vjerojatnije kako bi se dotjerali do mile volje, ali ne i za stvarnu dugoročnu proizvodnju energije.

Video: najjednostavniji generator vjetra za osvjetljavanje ljetnikovca

Jedrilice

Generator vjetra za jedrenje poznat je već duže vrijeme, ali mekane ploče njegovih lopatica (vidi sliku) počele su se izrađivati ​​pojavom sintetičkih tkanina i filmova otpornih na habanje. Vjetrenjače s više lopatica s krutim jedrima široko su rasprostranjene diljem svijeta kao pogon automatskih pumpi za vodu male snage, ali njihovi su tehnički podaci niži čak i od podataka vrtuljaka.

Međutim, čini se da se meko jedro poput krila vjetrenjače nije pokazalo tako jednostavnim. Ne radi se o otporu vjetra (proizvođači ne ograničavaju najveću dopuštenu brzinu vjetra): jedrilice već znaju da je vjetar gotovo nemoguće slomiti jedra bermuda. Umjesto toga, plahta će se istrgnuti, ili će se jarbol slomiti, ili će cijelo plovilo "preokrenuti". Radi se o energiji.

Nažalost, ne mogu se pronaći precizni podaci o ispitivanju. Prema recenzijama korisnika, bilo je moguće sastaviti "sintetičke" ovisnosti za ugradnju vjetroturbine-4.380 / 220.50 proizvedene u Taganrogu s promjerom kotača od 5 m, težinom glave vjetra od 160 kg i brzinom vrtnje do 40 o / min; prikazani su na Sl.

Naravno, ne mogu postojati jamstva za 100% pouzdanost, ali čak i tako je jasno da ovdje nema ni traga ravnomehanističkom modelu. Ni na koji način 5-metarski kotač pri ravnom vjetru od 3 m / s ne može dati oko 1 kW, pri 7 m / s po snazi ​​doseći visoravan, a zatim ga zadržati do jake oluje. Proizvođači, inače, izjavljuju da se nominalne 4 kW mogu dobiti pri 3 m / s, ali ako ih instaliraju njihove snage prema rezultatima lokalnih aeroloških studija.

Ne postoji ni kvantitativna teorija; objašnjenja programera su nejasna. Međutim, budući da ljudi kupuju vjetroagregate u Taganrogu, a oni rade, ostaje pretpostaviti da deklarirana stožasta cirkulacija i pogonski učinak nisu fikcija. U svakom slučaju, oni su mogući.

Potom se, pokazalo se, PRIJE rotora, prema zakonu očuvanja zamaha, trebao pojaviti i stožasti vrtlog, ali se širi i polako. I takav lijevak će tjerati vjetar do rotora, njegova učinkovita površina će se pokazati više pometenom, a KIEV - preko jedinice.

Svjetlo na ovo pitanje moglo bi se rasvijetliti terenskim mjerenjima polja tlaka ispred rotora, barem pomoću kućnog aneroida. Ako se ispostavi da je viši nego sa strane na stranu, tada doista jedrilice rade poput bube.

Domaći generator

Iz gore rečenog jasno je da je za graditelje kuća bolje uzeti vertikale ili jedrilice. No oboje je vrlo sporo, a prijenos na generator velike brzine nepotreban je posao, nepotrebni troškovi i gubici. Možete li sami napraviti učinkovit električni generator male brzine?

Da, možete, s magnetima od legure niobija, tzv. super magneti. Proces proizvodnje glavnih dijelova prikazan je na Sl. Zavojnice-svaki od 55 zavoja bakrene žice od 1 mm u izolaciji emajla visoke čvrstoće otporne na toplinu, FEMM, PETV itd. Visina namota je 9 mm.

Obratite pozornost na žljebove u polovicama rotora. Moraju se postaviti tako da se magneti (oni su zalijepljeni u magnetski krug epoksidom ili akrilom) nakon montaže spoje sa suprotnim polovima. "Palačinke" (magnetska jezgra) moraju biti izrađene od mekog magnetskog feromagneta; uobičajeni konstrukcijski čelik će učiniti. Debljina "palačinki" je najmanje 6 mm.

Općenito, bolje je kupiti magnete s aksijalnom rupom i zategnuti ih vijcima; super magneti privlače se strašnom snagom. Iz istog razloga, na osovinu između "palačinki" stavlja se cilindrični odstojnik visine 12 mm.

Namoti koji čine statorske sekcije povezani su prema shemama također prikazanim na Sl. Lemljeni krajevi ne smiju se rastezati, već trebaju stvarati petlje, u protivnom epoksid, koji će biti preplavljen statorom, otvrdnuvši, može prekinuti žice.

Stator se ulijeva u kalup do debljine 10 mm. Nema potrebe za centriranjem i balansiranjem, stator se ne okreće. Razmak između rotora i statora je 1 mm sa svake strane. Stator u kućištu generatora mora biti čvrsto pričvršćen ne samo protiv osnog pomaka, već i protiv okretanja; jako magnetsko polje sa strujom u opterećenju povući će ga za sobom.

Video: DIY generator vjetroagregata

Izlaz

I što imamo na kraju? Interes za "oštrice" prije se objašnjava njihovim spektakularnim izgled od stvarnih performansi u domaćem dizajnu i pri maloj snazi. Samoupravljeni APU s rotirajućim izbornikom pružit će "stanje pripravnosti" za punjenje akumulatora automobila ili napajanje male kuće.

No s jedrilicom APU vrijedi eksperimentirati s majstorima s kreativnim nizom, osobito u mini verziji, s kotačem promjera 1-2 m. Ako su pretpostavke programera točne, tada će se pomoću gore opisanog kineskog motora-generatora moći ukloniti svih njegovih 200-300 vata.

Andrej je rekao:

Hvala vam na besplatnom savjetovanju ... A cijene "od tvrtki" nisu baš skupe i mislim da će obrtnici iz provincija moći izraditi generatore slične vašim. A Li-po baterije možete naručiti iz Kine, pretvarači u Čeljabinsku čine vrlo dobar sinus). I jedra, lopatice ili rotori - to je još jedan razlog za bijeg misli naših zgodnih Rusa.

Ivan je rekao:

pitanje:
Za vjetroagregate s okomitom osi (položaj 1) i verziju "Lenz" moguće je dodati dodatni detalj - rotor, koji je izložen vjetru, i zatvara beskorisnu stranu od njega (ide prema vjetru) . To jest, vjetar neće usporiti oštricu, već ovaj "ekran". Postavljanje na vjetar s "repom" smještenim iza same vjetrenjače ispod i iznad lopatica (grebena). Pročitao sam članak i rodila se ideja.

Klikom na gumb "Dodaj komentar" pristajem na web mjesto.

Mnogi vlasnici ladanjske kuće htio bi koristiti alternativne izvore energije. Stanovnici gradskih stanova imaju slično mišljenje zbog stalnog povećanja cijene električne energije. Ako želite, možete sastaviti jednostavan generator vjetra i instalirati ga na svoju web lokaciju.

Pravna pitanja ugradnje vjetroturbine

Prije početka rada na stvaranju vjetrogeneratora vlastitim rukama, trebali biste razumjeti zakonitost korištenja ove jedinice. Za opskrbu ljetne kućice električnom energijom sasvim je dovoljno koristiti instalacije čiji kapacitet ne prelazi 1 kW. Na teritoriju Rusije smatraju se kućanstvima, a za njihovu uporabu nije potrebna dozvola ili certifikat.

Također, država ne predviđa dodatne poreze na proizvodnju energije za potrebe kućanstva. Zbog toga možete sigurno sakupljati vjetroturbine vlastitim rukama za svoj dom i koristiti besplatnu električnu energiju. Međutim, vrijedi dodatno konzultirati lokalna vlast nadležnim tijelima za prisutnost bilo kakvih zakonskih propisa po ovom pitanju.

Osim toga, ne treba isključiti mogućnost pritužbi susjeda ako počnu osjećati neugodnosti pri korištenju ove jedinice. Odlučivši sastaviti generator vjetra vlastitim rukama, trebali biste obratiti pozornost na nekoliko njegovih parametara:

Osim toga, zahtjevi ekoloških službi mogu nastati ako vjetroturbina ometa migraciju ptica. Međutim, takva je situacija krajnje nevjerojatna.

Princip rada

Generator vjetra je uređaj koji pretvara kinetičku energiju vjetra u mehaničku energiju s njegovom naknadnom pretvorbom u električnu energiju. To se događa zbog rotacije rotora generatora. Jedinica se sastoji od sljedećih elemenata:

  • Oštrice.
  • Rotor turbine.
  • Generator s pomičnom osovinom.
  • Pretvarač za pretvaranje izmjeničnog u istosmjerni.
  • Punjive baterije.

Na lopatice djeluju tri sile, od kojih dvije, podizanjem i impulsom, svladavaju treću (kočenje) i pokreću zamašnjak. Rotacijsko kretanje prenosi se na rotor generatora, a kada se okreće, u statoru se stvara magnetsko polje. Kao rezultat toga, pojavljuje se izmjenična struja, koja se zatim posebnim upravljačem pretvara u istosmjernu i puni bateriju.

Vrste generatora vjetra

Električne instalacije ovog tipa obično se klasificiraju prema nekoliko parametara. Ovdje se jednim od glavnih može smatrati broj lopatica, budući da one s više lopatica počinju raditi čak i pri slabom vjetru. Odlučivši vlastitim rukama sastaviti generator vjetra za svoj dom, zapamtite da lopatice mogu biti jedrene ili krute. Najlakši način je napraviti proizvode prve vrste, ali oni nisu jako izdržljivi i zahtijevaju česte popravke.

Vjetroturbine se razlikuju i po položaju osi rotacije - vodoravnoj i okomitoj. Svaka od ovih vrsta ima i prednosti i nedostatke. Ako su vertikalni uređaji osjetljiviji, onda su vodoravni velike snage. Posljednji znak klasifikacije vjetroagregata je fiksni ili promjenjivi korak. Kod kuće je lakše sastaviti jedinicu prve vrste.

Rotacijska instalacija

Prilično je jednostavno sastaviti takvu vjetroelektranu vlastitim rukama. Istodobno će njegov kapacitet biti dovoljan da podmiri sve potrebe za električnom energijom u vrtnom prostoru.

Pripremna faza

Vlasnici seoskih kuća mogu se sigurno usredotočiti na instalacije snage oko 1,5 kW. Najjednostavniji uređaj bit će jedinica s okomitom osi rotacije. Za njegovu izradu trebat će vam sljedeći dijelovi i materijali:

Osim toga, trebat će vam vijci s maticama, mjerni alat, brusilica ili škare za metal i bušilica.

Upute za proizvodnju

Temelj buduće jedinice bit će cilindrični spremnik, na primjer, bačva ili kanta. Na njega je potrebno nanijeti oznake, podijeliti spremnik na četiri jednaka dijela. Nakon toga, trebali biste rezati metal (ne potpuno) kako biste dobili oštrice. U remenici i na dnu spremnika izbušene su rupe koje moraju biti postavljene strogo simetrično kako ne bi došlo do neravnoteže tijekom rada.

Nakon toga se lopatice savijaju uzimajući u obzir smjer rotacije generatora koji se koristi, najčešće u smjeru kazaljke na satu. Također treba zapamtiti da kut savijanja lopatica utječe na brzinu propelera. Nakon pričvršćivanja lopatica na remenicu, generator se pomoću stezaljki montira na jarbol.

Glavni dio posla na tome je dovršen, a preostaje samo sastaviti električni krug. Da biste olakšali ovaj zadatak, vrijedi skicirati dijagram ožičenja pri postavljanju generatora na jarbol. Za spajanje baterije upotrijebite komad žice od 1 metra presjeka 4 mm 2. Zauzvrat, za spajanje jedinice na mrežu, vrijedi koristiti vodič od 2,5 mm 2. Pretvarač je također povezan s većom žicom.

Ako su svi radovi izvedeni u skladu s uputama, tada će vjetroturbina dobro raditi, a problemi ne bi trebali nastati tijekom njezina rada. Istodobno, prednosti rotacijske instalacije mnogo su veće od nedostataka. Potonji uključuju samo prilično visoku osjetljivost na snažne udare vjetra.

Aksijalna jedinica

Budući da je tržište zasićeno neodimijskim magnetima, cijena ovih proizvoda značajno je pala. Zbog toga je na njihovoj osnovi moguće sastaviti učinkovitu vjetroturbinu. Temelj aksijalnog generatora bit će glavčina s kočnim diskovima iz stroja. Prije početka rada mora se očistiti, provjeriti i podmazati te obojiti.

Ugradnja magneta

Ukupno će vam trebati oko 20 magneta dimenzija 20x8 mm. Po želji se može koristiti više ovih proizvoda. Međutim, u takvoj situaciji potrebno je poštivati ​​dva pravila:

  • Ako je generator jednofazni, tada broj magneta mora odgovarati broju polova.
  • Za trofazni uređaj omjer polova i zavojnica trebao bi biti 2/3 odnosno 4/3.

Magneti se jednostavno lijepe na diskove rotora, ali bi im se u isto vrijeme trebali izmjenjivati ​​polovi. Da biste učinili sve kako treba, najprije trebate napraviti predložak tablice za varanje. Prednost treba dati pravokutnim magnetima, jer tijekom rada stvaraju magnetsko polje po cijeloj duljini. Također treba napomenuti da suprotni magneti moraju imati različite polove.

Odabir vrste generatora

Kada uspoređujete jednofazni i trofazni uređaj, drugi izgleda bolje. Jedan od glavnih nedostataka jednofaznog generatora su vibracije koje se javljaju tijekom rada. Razlog njihovog pojavljivanja leži u razlici u amplitudama struje, budući da joj je povratak neravnomjeran. Zahvaljujući faznoj kompenzaciji u trofaznom modelu održava se konstantna snaga.

Osim toga, učinkovitost jednofaznog uređaja je oko 50% manja. Prednosti trofaznog generatora tu ne prestaju. Budući da se tijekom rada ne javljaju vibracije, pokazatelji buke cijele vjetroturbine bit će znatno niži. Istodobno, ne zaboravite na povećanje vijeka trajanja ako je izbor pao na model trofaznog generatora.

Izrada zavojnica

U vjetroturbini koja se stvara proces punjenja baterije trebao bi započeti pri brzini rotora od 100-150 o / min. Dakle, ukupni broj zavoja na svim zavojnicama je u rasponu 1000-1200. Ako se te brojke podijele s brojem upotrijebljenih zavojnica, tada možete izračunati broj zavoja na svakom od njih.

Treba zapamtiti da se povećanjem broja polova snaga cijele instalacije može povećati pri radu pri malim brzinama. Na karakteristike domaćeg generatora ne utječe samo broj magneta, već i njihova debljina. Ukupna snaga generatora može se izračunati empirijski. Da biste to učinili, nakon izrade jedne zavojnice, treba je pomicati u uređaju i izmjeriti napon pri određenom broju okretaja bez opterećenja.

Daljnji izračuni su vrlo jednostavni. Može se pretpostaviti da je s otporom od 3 ohma pri 150 o / min, izlaz bio 27 V. Ako od ove vrijednosti oduzmete nominalni napon baterije (u ovom slučaju 12 V), dobit ćete 15 volti. Za određivanje jakosti struje, dobiveni rezultat (15 V) mora se podijeliti s otporom zavojnice (3 ohma), što daje 5 ampera. Zavojnice moraju biti nepomično pričvršćene zajedno, a krajevi faza izvedenih prema van povezani su trokutom ili zvijezdom. Nakon sastavljanja generatora potrebno ga je provjeriti radi li.

Završna faza montaže

Prosječna visina jarbola trebala bi biti između 6 i 12 metara, a podnožje treba betonirati. Vjetroturbina je postavljena na vrh jarbola i radi pojednostavljenja radovi na obnovi vrijedno je osigurati mehanizam za njegovo podizanje i spuštanje, koji će se pokrenuti pomoću ručnog vitla.

Za izradu propelera savršena je PVC cijev promjera 160 mm. Odabir oblika lopatica provodi se empirijski, a glavni zadatak u ovoj fazi je povećanje okretnog momenta pri radu pri malim brzinama. Za zaštitu propelera od jakih udara vjetra potrebno ga je opremiti preklopnim repom.

Svaki od razmatranih modela vjetroagregata ima određene prednosti i nedostatke. Mogu biti prilično učinkoviti u različitim regijama, ali najbolji će se rezultati postići u područjima s čestim i jakim vjetrom.

Teško je ne primijetiti kako se stabilnost opskrbe električnom energijom prigradskih objekata razlikuje od opskrbe gradskih zgrada i poduzeća električnom energijom. Priznajte da ste se kao vlasnik privatne kuće ili ljetnikovca više puta suočavali s prekidima, neugodnostima i oštećenjima opreme povezane s njima.

Navedene negativne situacije, zajedno s posljedicama, prestat će komplicirati život ljubiteljima prirodnih prostora. Štoviše, uz minimalni rad i financijski troškovi... Da biste to učinili, samo trebate napraviti generator energije vjetra, o čemu detaljno govorimo u članku.


Cijena električne energije stalno raste i, naravno, svaki vlasnik pokušava optimizirati troškove plaćanja za nju. Ovdje su sva sredstva dobra-od uštede sredstava, opreme s niskim indeksom potrošnje energije, štednih svjetiljki, pa do uporabe višetarifnih brojila električne energije. Ipak, izgledi za dobivanje električne energije ne od države, već od prirode uvijek će ostati primamljivi. Jedan od najučinkovitijih takvih uređaja ostaje generator vjetra, koji se na Zapadu koristi jednako, ako ne i šire, od klasičnih termoelektrana ili nuklearnih elektrana.

Cijena i učinkovitost generatora

Naravno, najpraktičnije rješenje za proizvodnju električne energije iz energije vjetra bit će snažan uređaj sposoban generirati potrebnu količinu energije za opskrbu potrošača u cijeloj kući. Vjetroagregati za 220V mogu biti različitih kapaciteta i razmotrit ćemo načela njihove proizvodnje mogući uređaj od onoga što svaki revni vlasnik može imati pri ruci.

No, prvo je vrijedno provesti barem preliminarni izračun vjetrogeneratora i njegove isplativosti. Na primjer, kućanski aparat snage 800 kW Ruska skupština koštat će tisuću i pol američkih dolara po kilovatu. Skup. Kineski proizvodi koji se ne razlikuju po pouzdanosti i točnosti ocjena rezultirat će s 900 USD po 1 kW. Također skupo. Imajte na umu da je ovo samo sam generator, bez periferne opreme. Ovo je za privatnog trgovca zapravo nedostižna cijena pa ćemo pokušati iskoristiti sve što nam je pri ruci i napraviti vlastiti autonomni sustav.

Kako odrediti snagu vjetrenjače

Izračunavanje snage vjetrogeneratora složen je i dugotrajan proces koji se može primijeniti na određeni generator izvora. Najjednostavnija opcija je koristiti dinamo iz traktora ili automobila. Takav uređaj zapravo ne zahtijeva nikakve izmjene i može se koristiti u sustavu napajanja "kakav jest". Naravno, možete dugo pričati o uređajima s neodimijskim magnetima, samo, na primjer, u selu Arkhipovka, Orlovska regija, nikada ih nije bilo niti će ih biti, a ima i puno istrošenih traktora.

Okomite ili rotacijske vjetroturbine?

Okomiti generatori oštrica jedan su od najpopularnijih u svijetu, međutim za njihovu je konstrukciju potrebno točno izračunati oštricu, njezin oblik i veličinu. Kao što pokazuje iskustvo stvaranja takvih uređaja od strane entuzijasta, najučinkovitiji generatori lopatica su s podesivim kutom rotacije noža. Prosječne dimenzije svake od šest oštrica su 650x120 mm, a najučinkovitiji kut rotacije oko svoje osi je oko 12 stupnjeva, iako se u svakom pojedinom slučaju mogu izvesti pokusi.

Rotacijska vjetrenjača za kuću izrađena je s vodoravnom osi generatora, na koju je ugrađen rotor. Može se izvesti prema nekoliko shema, koje su predstavljene u nastavku. Najjednostavnija opcija je napraviti rotor od cilindričnog spremnika. Moglo bi biti kao plastična bačva, plinska boca je ipak lonac. Spremnik treba podijeliti u četiri segmenta, od kojih je svaki pričvršćen na glavčinu. Glavčina je montirana na metalni trupčiji je približni crtež prikazan na slici.

Dijelovi i potrošni materijal, električni dijagram

Vjetroturbina male snage za dom može se sastaviti sa skromnim setom rabljenih uređaja i dijelova:

automobilska baterija, što je svježiji i što je veći kapacitet, to bolje,

pretvarač za 300-700 W,

relej za punjenje automobila ili traktora (ovisno o naponu generatora),

upravljački uređaj (voltmetar),

Za povezivanje uređaja s mrežom električna mreža koriste se žice s presjekom od najmanje 4 mm². Gotova instalacija povezana je prema dijagramu prikazanom na fotografiji putem osigurača 8, koji se otvara prekidačem 9 radi održavanja i popravka. Vrijednost otpornika 1 odabire se empirijski, a ampermetar 5 može se po želji instalirati na izlaz pretvarača 5. Također, radi praktičnosti korištenja strukture, za podešavanje napona može se koristiti promjenjivi otpornik 4. Detaljniji dijagram pretvarača prikazan je u nastavku.

Na taj način se vjetroturbina može sastaviti kako bi zadovoljila minimalne potrebe za električnom energijom. Pametno koristite i proizvodite energiju, sretno svima!

Uradi sam vjetroturbine 220V
Učinite sami vjetroturbine 220V Cijena električne energije stalno raste i, naravno, svaki vlasnik pokušava optimizirati troškove plaćanja za nju. Ovdje su sva sredstva dobra - od


Generator vjetra ili, među običnim ljudima, vjetroturbina jednostavan je uređaj koji svom vlasniku omogućuje znatne uštede zbog proizvodnje besplatne električne energije. Takva instalacija san je svakog vlasnika parcele odsječene od centraliziranih mreža ili ljetnog stanovnika koji je nezadovoljan novoprimljenim računom za potrošnju električne energije.

Shvativši dizajn vjetrogeneratora, princip njegova rada, proučivši crteže, možete samostalno izraditi i instalirati vjetroagregat, pružajući vašem domu neograničenu alternativnu energiju.

Sažetak članka:

Je li legalno koristiti vjetar?

Stvaranje vlastite, iako kompaktne, ali elektrane ozbiljna je stvar pa je logično da se nehotično postavlja pitanje: je li njihova upotreba legalna? Da, ako snaga instalacije pokrenute od vjetra ne prelazi 1 kW, što je sasvim dovoljno da prosječnu seosku kuću opskrbi električnom strujom.

Činjenica je da se upravo s ovim pokazateljem napajanja uređaj smatra kućanstvom i ne zahtijeva obveznu registraciju, certifikaciju, odobrenje, registraciju i, štoviše, ne podliježe nikakvom porezu.

Međutim, prije nego što napravite generator vjetra za svoj dom, bolje je zaštititi se i uzeti u obzir nekoliko točaka:

  • Postoje li posebna ograničenja za uporabu alternativnih izvora energije u regiji prebivališta?
  • Kolika je dopuštena visina jarbola na terenu?
  • Hoće li buka iz mjenjača i noževa premašiti utvrđene standarde?
  • Treba li postojati zaštita od zračnih smetnji?
  • Hoće li jarbol ometati migraciju ptica ili uzrokovati druge ekološke probleme?

Ako unaprijed razmislite o svim nijansama, ni porez, ni službe za zaštitu okoliša, niti susjedi neće moći podnijeti zahtjeve i spriječiti primanje besplatne električne energije.

Kako radi vjetroturbina?

Na fotografiji su gotove domaće vjetroturbine predstavljene duguljastim metalnim konstrukcijama na tri ili četiri nosača, s lopaticama koje se kreću od vjetra. Kao rezultat toga, kinetička energija primljena strujanjem vjetra pretvara se u mehaničku energiju, koja zauzvrat pokreće rotor i postaje električna struja.

Ovaj je proces rezultat dobro uhodanog rada nekoliko obveznih sastavnih elemenata vjetroelektrane (WPP):

  • Propeler s dvije ili više lopatica,
  • Rotor turbine,
  • Reduktor,
  • Kontroler,
  • Os električnog generatora i generator,
  • Pretvarač,
  • Baterija.

Također je potrebno osigurati kočionu jedinicu, gondolu, jarbol, vjetrokaz, osovinu male i velike brzine. Uređaj također određuje princip rada vjetrogeneratora: rotirajući rotor proizvodi trofaznu izmjeničnu struju koja prolazi kroz sustav regulatora i puni istosmjernu bateriju.

Završni amper pretvarač pretvara i usmjerava kroz spojeno ožičenje do izlaznih točaka: utičnice, rasvjeta, Kućanski aparati i električni aparati.

Kako to učiniti sami?

Najpouzdanijim i jednostavnijim dizajnom smatra se rotacijska vjetroturbina, koja je instalacija s okomitom osi rotacije. Gotov domaći generator ovog tipa u stanju je u potpunosti osigurati potrošnju energije vikendice, uključujući opremu stambenih prostorija, gospodarskih zgrada i uličnu rasvjetu (iako ne previše svijetlu).

Za izradu vjetroturbine potrebni su vam strukturni detalji, potrošni materijal i alata. Prvi korak je pronaći odgovarajuće komponente vjetrenjače, od kojih se mnoge mogu pronaći među starim zalihama:

  • Generator iz automobila snage oko 12 V,
  • Punjiva baterija od 12 V,
  • Polu-hermetički prekidač,
  • Izumitelj,
  • Auto relej koji se koristi za punjenje baterije.

Trebat će vam i potrošni materijal:

  • Pričvršćivači (vijci, matice, izolacijska traka),
  • Čelični ili aluminijski spremnik,
  • Ožičenje presjeka 4 m² mm (dva metra) i 2,5 četvornih metara. mm (jedan metar),
  • Jarbol, stativ i drugi elementi za poboljšanje stabilnosti,
  • Čvrsto uže.

Preporučljivo je vlastitim rukama pronaći, proučiti i ispisati crteže vjetrogeneratora. Trebat će vam i alati, uključujući brusilicu, mjerač, kliješta, bušilicu, oštar nož, električnu bušilicu, odvijače (križ, minus, indikator) i ključeve.

Nakon što ste pripremili sve što vam je potrebno, možete započeti sastavljanje, usredotočujući se na upute korak po korak govoreći kako napraviti generator vjetra vlastitim rukama:

  • Izrežite oštrice iste veličine iz metalnog spremnika, ostavljajući netaknutu metalnu traku nekoliko centimetara u podnožju.
  • Bušilicom napravite simetrične rupe za postojeće vijke na dnu baze spremnika i remenice alternatora.
  • Savijte oštrice unatrag.
  • Oštrice pričvrstite na remenicu.
  • Instalirajte i učvrstite generator na jarbol stezaljkama ili užetom, odstupajući od vrha desetak centimetara.
  • Uspostavite ožičenje (za spajanje baterije dovoljna je jezgra dugačka metar presjeka 4 četvorna milimetra, za opterećenje s rasvjetom i električnim aparatima - 2,5 četvornih metara).
  • Označite dijagram ožičenja, boju i kodiranje slova za buduće popravke.
  • Postavite odašiljač s četvrtinom žice.
  • Ako je potrebno, ukrasite strukturu vjetrokazom i obojite.
  • Učvrstite žice omatanjem instalacijskog jarbola.

Vjetrogeneratori vlastitim rukama za 220 Volti prilika su za pružanje ljetne kućice odn Kuća za odmor besplatnu struju što je prije moguće. Čak i početnik može postaviti takvu instalaciju, a većina dijelova za izgradnju već dugo miruje u garaži.

Mrežni pomoćnik kućnog majstora
Kako koristiti vjetar u vlastite svrhe i kako generator vjetra radi vlastitim rukama. Kako funkcionira moderna vjetrenjača i kako je sami izraditi. Fotografije najboljih i najjednostavnijih modela.



Načelo rada vjetroelektrane za kućanstvo je jednostavno: strujanje zraka rotira lopatice rotora postavljene na vratilu generatora i stvara izmjeničnu struju u njegovim namotima.

Neiscrpna energija koju zračne mase nose sa sobom oduvijek je privlačila pažnju ljudi. Naši su pradjedovi naučili uprezati vjetar u jedra i kotače vjetrenjača, nakon čega je dva stoljeća besciljno jurio ogromnim prostranstvima Zemlje.

Danas mu je opet pronađen koristan posao. Generator vjetra za privatnu kuću iz kategorije tehničkih inovacija postaje pravi faktor u našem životu.

Pogledajmo pobliže vjetroelektrane, procijenimo uvjete za njihovu isplativu uporabu i razmotrimo postojeće sorte. Domaći obrtnici dobit će informacije za razmišljanje o temi u našem članku. samostalna montaža vjetroturbina i za nju potrebni uređaji učinkovit rad.

Što je vjetroturbina?

Načelo rada vjetroelektrane za kućanstvo je jednostavno: strujanje zraka rotira lopatice rotora postavljene na osovini generatora i stvara izmjeničnu struju u njegovim namotima. Dobivena električna energija pohranjuje se u baterije i po potrebi troši kućanskim aparatima. Naravno, ovo je pojednostavljeni dijagram rada kućne vjetroturbine. U praktičnom smislu nadopunjuju ga uređaji koji pretvaraju električnu energiju.

Neposredno iza generatora u energetskom lancu nalazi se regulator. Pretvara trofaznu izmjeničnu struju u istosmjernu i usmjerava je za punjenje baterija. Većina Kućanski aparati ne može raditi iz "konstante", stoga je iza baterija postavljen drugi uređaj - pretvarač.

Izvodi suprotnu operaciju: preobražava D.C. u kućanstvu izmjenični napon od 220 volti.

Jasno je da te transformacije ne prolaze bez ostavljanja traga i uzimaju prilično pristojan dio početne energije (15-20%).

Ako vjetrenjača je uparena s solarna baterija ili drugi generator električne energije (benzin, dizel), tada se krug nadopunjuje automatskim prekidačem (ATS). Kad je glavno napajanje isključeno, aktivira rezervno napajanje.

Za najveću snagu, generator vjetra mora biti postavljen uz struju vjetra. U jednostavnim sustavima primjenjuje se princip vjetrometine.

Za to je okomita oštrica pričvršćena na suprotnom kraju generatora, što ga okreće prema vjetru.

U snažnijim instalacijama postoji rotacijski elektromotor kojim upravlja senzor smjera.

Glavni tipovi vjetroturbina i njihove značajke

Postoje dvije vrste vjetroturbina:

  1. S vodoravnim rotorom.
  2. S okomitim rotorom.

Prva vrsta je najčešća. Karakterizira ga visoka učinkovitost (40-50%), ali ima povećanu razinu buke i vibracija. Osim toga, njegova instalacija zahtijeva veliki slobodni prostor (100 metara) ili visoki jarbol (od 6 metara).

Generatori s okomitim rotorom manje su energetski učinkoviti (učinkovitost je gotovo 3 puta niža od one vodoravnih).

Njihove prednosti uključuju jednostavnu ugradnju i pouzdanost konstrukcije. Niska razina buke omogućuje postavljanje vertikalnih generatora na krovove, pa čak i u razini tla. Ove se instalacije ne boje poledice i uragana.

Pokreću se sa slabim vjetrom (od 1,0-2,0 m / s), dok horizontalna vjetroturbina treba strujanje zraka srednje jačine (3,5 m / s i više). U obliku rotora (rotora), okomiti vjetrogeneratori vrlo su raznoliki.

Zbog male brzine rotora (do 200 o / min), mehanički vijek trajanja takvih instalacija znatno premašuje performanse horizontalnih vjetrogeneratora.

Kako izračunati i odabrati generator vjetra?

Vjetar nije prirodni plin koji se pumpa cijevima, niti električna energija koja neprekidno teče žicama do našeg doma. On je hirovit i prevrtljiv. Danas orkan ruši krovove i lomi drveće, a sutra ustupa mjesto potpunoj smirenosti.

Stoga, prije kupnje ili vlastite proizvodnje vjetroturbina mora procijeniti potencijal energije zraka u vašem području. Da biste to učinili, trebali biste odrediti prosječnu godišnju snagu vjetra. Ta se vrijednost može pronaći na Internetu na zahtjev.

Nakon što smo primili takvu tablicu, nalazimo područje našeg prebivališta i gledamo intenzitet njegove boje, uspoređujući je sa skalom ocjenjivanja. Ako se pokaže da je prosječna godišnja brzina vjetra manja od 4,0 metara u sekundi, nema smisla instalirati vjetroagregat. Neće osigurati potrebnu količinu energije.

Ako je snaga vjetra dovoljna za ugradnju vjetroelektrane, možete prijeći na sljedeći korak: odabir snage generatora.

Ako govorimo o autonomnom napajanju kod kuće, tada se uzima u obzir prosječna potrošnja električne energije od strane 1 obitelji. Ona se kreće od 100 do 300 kWh mjesečno. U regijama s niskim godišnjim potencijalom vjetra (5-8 m / s) takvu količinu električne energije može proizvesti vjetroturbina od 2-3 kW.

Treba imati na umu da je s moja prosječna brzina vjetra je veća, stoga će proizvodnja energije u tom razdoblju biti veća nego ljeti.

Vjetrenjača DIY. Zabava ili prava ušteda?

Recimo odmah da nije jednostavno napraviti vjetrogenerator vlastitim rukama punim i učinkovitim. Kompetentan izračun kotača vjetra, prijenosnog mehanizma, odabir generatora prikladnog za snagu i brzinu je zasebna tema. Dat ćemo samo kratke preporuke o glavnim fazama ovog procesa.

Generator

Automobilski agregati i elektromotori iz strojeva za pranje rublja s izravnim pogonom nisu prikladni za tu svrhu. Oni su sposobni stvarati energiju iz kotača vjetra, ali to će biti zanemarivo. Za učinkovit rad autogeneratorima su potrebne vrlo velike brzine koje vjetroturbine ne mogu razviti.

Motori perilica imaju drugačiji problem. Tamo postoje feritni magneti, a za generator vjetra potrebni su produktivniji - niodimij. Obradi ih samostalno sklapanje a namotavanje živih namota zahtijeva strpljenje i visoku preciznost.

Snaga samo-sastavljenog uređaja u pravilu ne prelazi 100-200 vata.

Nedavno su moto-kotači za bicikle i skutere postali popularni među graditeljima doma.

Sa stajališta energije vjetra, ovo su snažni neodimijski generatori koji su optimalno prilagođeni za rad s okomitim kotačima vjetra i punjenjem baterija. Iz takvog se generatora može ukloniti do 1 kW energije vjetra.

Vijak

Najlakše je napraviti propelere za jedra i rotore. Prvi se sastoji od laganih zakrivljenih cijevi pričvršćenih na središnju ploču. Oštrice izrađene od izdržljive tkanine navlače se na svaku cijev. Velika vjetrometina elise zahtijeva pričvršćivanje lopatica pomoću šarki, tako da se tijekom uragana presavijaju i ne deformiraju.

Dizajn rotora vjetarnog kotača koristi se za okomite generatore. Jednostavan je za proizvodnju i pouzdan u radu.

Vjetroturbine za dom: vrste, izrada vlastitim rukama
Načelo rada vjetroelektrane za kućanstvo je jednostavno: strujanje zraka rotira lopatice rotora postavljene na osovini generatora i stvara promjenjivu vrijednost u njegovim namotima.

Vjetroturbina izrađena od automobilski generator, može pomoći u situaciji u kojoj ne postoji mogućnost spajanja na dalekovod u privatnoj kući. Ili će poslužiti kao pomoćni izvor alternativne energije. Takav uređaj može se napraviti vlastitim rukama od otpadnog materijala, koristeći rad narodnih obrtnika. Fotografije i video zapisi pokazat će proces stvaranja domaće vjetroturbine.

Postoji velika raznolikost vrsta vjetroturbina i crteža za njihovu izradu. No svaki dizajn uključuje sljedeće potrebne elemente:

  • generator;
  • oštrice;
  • baterija za skladištenje;
  • jarbol;
  • elektronička jedinica.

Uz neke vještine, možete napraviti generator vjetra vlastitim rukama.

Osim toga, potrebno je unaprijed razmisliti o sustavu upravljanja i distribucije električne energije, nacrtati dijagram instalacije.

Kotač vjetra

Lopatice su možda najvažniji dio vjetroturbine. Rad preostalih jedinica uređaja ovisit će o dizajnu. Izrađene su od različitih materijala... Čak i od plastične kanalizacijske cijevi. Oštrice iz cijevi jednostavne su za proizvodnju, jeftine su i na njih ne utječe vlaga. Postupak proizvodnje vjetroagregata je sljedeći:

  1. Mora se izračunati duljina oštrice. Promjer cijevi trebao bi biti jednak 1/5 ukupnog materijala. Na primjer, ako je oštrica duga metar, tada će biti dovoljna cijev promjera 20 cm.
  2. Cijevi smo ubodnom pilom prerezali po dužini na 4 dijela.
  3. Od jednog dijela izrađujemo krilo koje će poslužiti kao predložak za izrezivanje sljedećih oštrica.
  4. Zagladite oštrice na rubovima abrazivom.
  5. Oštrice su pričvršćene na aluminijski disk sa zavarenim trakama.
  6. Zatim je na ovaj disk pričvršćen generator.

Noževi kotača

Nakon montaže, kotač vjetra treba uravnotežiti. Fiksira se vodoravno na stativ. Operacija se izvodi u zatvorenoj prostoriji od vjetra. U slučaju ispravnog balansiranja, kotač se ne smije pomicati. Ako se noževi sami okreću, potrebno ih je naoštriti dok se cijela struktura ne uravnoteži.

Tek nakon uspješnog završetka ovog postupka, trebate prijeći na provjeru točnosti rotacije noževa, oni bi se trebali rotirati u istoj ravnini bez iskrivljenja. Dopuštena je pogreška od 2 mm.


Dijagram montaže generatora

Jarbol

Za izradu jarbola prikladan je stari cijev za vodu promjera najmanje 15 cm, duljine oko 7 m. Ako postoje zgrade unutar 30 m od predloženog mjesta ugradnje, tada se visina konstrukcije prilagođava prema gore. Za učinkovit rad vjetroturbine, lopatica je podignuta iznad prepreke za najmanje 1 m.

Podnožje jarbola i klinovi za učvršćivanje užadi su betonirani. Stezaljke s vijcima zavarene su na kolce. Za strije se koristi pocinčani kabel od 6 mm.

Savjet. Sastavljeni jarbol ima znatnu težinu; za ručnu ugradnju trebat će vam protuutež s cijevi s opterećenjem.

Promjena generatora

Za proizvodnju generatora vjetroagregata prikladan je generator iz bilo kojeg automobila. Njihov dizajn je sličan, a izmjena se svodi na premotavanje statorske žice i izradu rotora na neodimijskim magnetima. U stupovima rotora izbušene su rupe za učvršćivanje magneta. Ugradite ih izmjenjivim polovima. Rotor je omotan papirom, a praznine između magneta ispunjene su epoksidom.


Automobilski generator

Na isti način možete preraditi motor iz stare perilice rublja. Samo su magneti u ovom slučaju zalijepljeni pod kutom kako bi se izbjeglo lijepljenje.

Novi namot je namotan uz zavojnicu na zub statora. Možete napraviti labavi navoj, prikladan je kao i bilo tko. Što je broj zavoja veći, generator će biti učinkovitiji. Zavojnice su namotane u jednom smjeru u trofaznoj shemi.

Gotov generator vrijedi isprobati i izmjeriti podatke. Ako pri 300 o / min generator proizvodi oko 30 volti, to je dobar rezultat.


Generator za vjetroturbinu iz automobilskog generatora

Završna montaža

Okvir generatora zavaren je od oblikovane cijevi. Rep je izrađen od pocinčanog lima. Okretno vratilo je cijev s dva ležaja. Generator je pričvršćen na jarbol na način da udaljenost od oštrice do jarbola bude najmanje 25 cm. Iz sigurnosnih razloga vrijedi izabrati miran dan za konačnu montažu i ugradnju jarbola. Oštrice se pod utjecajem jakog vjetra mogu saviti i slomiti na jarbolu.

Da biste koristili baterije za napajanje opreme koja radi iz mreže od 220 V, morat ćete instalirati pretvarač napona. Kapacitet baterije se bira pojedinačno za generator vjetra. Ovaj pokazatelj ovisi o brzini vjetra na tlu, snazi ​​povezane opreme i učestalosti njezine uporabe.


Uređaj za generiranje vjetra

Kako biste spriječili oštećenje baterije prekomjernim punjenjem, trebat će vam regulator napona. Možete ga sami izraditi ako imate dovoljno znanja o elektronici, ili možete kupiti već gotovu. Na tržištu postoji mnogo kontrolera za mehanizme alternativne energije.

Savjet. Kako se oštrica ne bi slomila pri jakom vjetru, ugrađen je jednostavan uređaj - zaštitna vjetrokaz.

Održavanje vjetroturbina

Generator vjetra, kao i svaki drugi uređaj, treba tehničku kontrolu i održavanje. Za nesmetan rad vjetrenjače povremeno se izvode sljedeći radovi.


Shema generatora vjetra
  1. Trenutni kolektor zahtijeva najveću pozornost. Četke generatora trebaju čišćenje, podmazivanje i podešavanje održavanja svaka dva mjeseca.
  2. Na prve znakove kvara noža (podrhtavanje i neravnoteža kotača), generator vjetra se spušta na tlo i popravlja.
  3. Jednom svake tri godine metalni dijelovi premazuju se antikorozivnom bojom.
  4. Redovito se provjeravaju učvršćenja i napetost kabela.

Sada kada je instalacija dovršena, možete spojiti uređaje i koristiti električnu energiju. Barem dok je vjetrovito.

Generator vjetroagregata sam: video

Čitavo vrijeme svog razvoja čovječanstvo je učinilo, beznačajnim i kolosalnim, doslovnu promjenu kognitivne i objektivne stvarnosti i percepcije otkrića na temelju najšireg spektra postojećih zakona na planeti Zemlji. Svi su oni, na ovaj ili onaj način, bili uvjetovani određenim čimbenicima i bili su plod potreba i potrebe za poboljšanjem, stvaranjem, promjenom, prilagođavanjem sebi. Na temelju toga danas su doslovno došli do zaključka da postoje strogo individualne potrebe u korištenju već modernih i učinkovitih uređaja i mehanizama koji vam omogućuju da izvučete maksimum iz svega što vas okružuje. Radit će se o takvom uređaju kao što je vjetroturbina (u narodu - puhač vjetra, puhač vjetra), kao i o tome kako ga ipak napraviti vlastitim rukama, trošeći minimalno energije i novca, a dobivajući maksimum proizlaziti.

Što je generator vjetra

Poznata računalna igra Minecraft, gdje se vjetrogeneratori otkrivaju u svim svojim kvalitetama, može biti izvrstan primjer za prezentaciju vjetrogeneratora i njegovog djelovanja. Prosječni mini-generator postavljen je na određeni način.


Svi vjetrogeneratori u svojoj se osnovi razlikuju u sljedeće glavne vrste:

  1. Jedan od najčešćih su rotacijski (okomiti) generatori vjetra koji rade na temelju okomitog aksijalnog zakretanja, a izvode se pomoću rotora i lopatica.
  2. Generatori vjetra lopatica horizontalni su mehanizam aksijalne rotacije koji se izvodi uz pomoć takozvanog kotača i u pravilu ima propeler u svom sustavu.
  3. Rjeđe možete naići i na generatore vjetrova s ​​bubnjem, koji su u biti podvrsta rotacijskih i rade na istim principima, ali u vodoravnoj ravnini.

Naravno, prve slike koje padaju na pamet kad se pojavi slika vjetrogeneratora su rotirajuće lopatice, propeler, rep, turbina ili, kako se još naziva, vjetroturbina, takozvani rotor.

Ključna karika u svim aktivnostima je generator, jarbol, baterije, pretvarač spojen na električnu mrežu, multiplikator (po potrebi mjenjač) i vjetrokaz.

Kako vlastitim rukama napraviti vjetrenjaču

Okomite vjetroturbine najučinkovitije su i najjednostavnije za proizvodnju i rad, što ih čini prilično raširenim, bilo da se radi o spiralnom ili ravnom mehanizmu.

Od velike je važnosti i svrha stvaranja vjetrogeneratora i područje na kojem će se instalirati, od čega treba nadograđivati ​​pri planiranju.

Postoje osnovne točke koje zahtijevaju obveznu pozornost pri stvaranju vjetrogeneratora. Prvo što treba utvrditi je, naravno, motor svakog napretka, srce cijelog sustava - generator koji možete kupiti ili sami izraditi, što u biti zahtijeva određenu vještinu i vještinu , uz odgovarajuću želju, možete se nositi s početnikom ... Ovisno o vašem cilju, želite ozbiljan uređaj za 10kW, 5kW (5kW) ili manje snažan na 12V, ili manju i jednostavniju vjetroturbinu za bicikle koja se koristi kao električna instalacija na balkonu stana.

Vizir može biti opremljen gotovo svim generatorima:

  • Bilo da se radi o dobro poznatom ruralnom traktorskom generatoru;
  • Detalji sa starog računala ili glavnog računala;
  • Ili se možda radi o tihom motoru automobila;
  • Element motora perilice rublja, bitne su samo njegove performanse.

Zatim se odlučujemo za lopatice - one vrlo rotirajuće predmete koji nalikuju oštricama mlina. Oštrice mogu biti izrađene i od velikog broja materijala, od kojih najperspektivniji i najčešći su, na primjer, šperploča, plastika, ponekad kositar (rubovi cijevi, na primjer), PVC materijal itd. Prilikom proizvodnje treba uzeti u obzir sve značajne čimbenike - i utjecaj centrifugalne sile i veličinu lopatica, strujanje vjetra na tlu i druge. Najracionalnije je stvoriti lik nalik lopatici, zbog povećane učinkovitosti, utjecajem na raspodjelu strujanja vjetra.

Sljedeći korak je izrada uređaja za određivanje brzine i smjera vjetra - vjetrometine. To je nešto poput metalne zastave koja mijenja svoj položaj u skladu s strujama vjetra. Gotovo svaki relativno jak, ali lagani metalni sloj može se koristiti kao vjetrokaz.

Jarbol - u svojoj se ulozi može koristiti i širok raspon improviziranih sredstava, na primjer jaka vodovodna cijev. Sasvim je moguće da sami izradite domaću vjetrenjaču (domaće proizvode), kao što je već opisano, od maksimalno raspoloživih sredstava, a snaga vjetroagregata ovisi o upotrijebljenim materijalima i promišljenosti uporabe u posebnim uvjetima. Najjednostavniji predstavnik takvih uređaja sasvim je sposoban stvoriti električnu energiju za osvjetljavanje prostorije, uređaje za punjenje, a po želji čak i za podmirenje osnovnih potreba relativno male seoske kuće.

Izbor generatora za vjetroturbinu

Generator je najvažniji element cijele instalacije, bez kojeg je nemoguće stvoriti niti jedan volt električne energije. Sasvim je moguće samostalno izraditi generator male brzine od improviziranih sredstava, ali sve elemente treba odabrati za posebne namjene, jer ako govorimo o snažnoj instalaciji, ovdje su potrebni prilično ozbiljni detalji.


Generator uključuje:

  1. Rotor je pomični element u mehanizmu koji obavlja cirkulacijsku funkciju, a također i na kojem se nalazi uređaj koji prima energiju iz izvora (tijela).
  2. Stator je usko povezan element s rotorom, koji je nepomičan, sastavljen, ako govorimo o generatoru, od metalnih limova međusobno povezanih, a na koji je postavljen induktor (metalni namot).
  3. Neodimijski magneti s indukcijskom funkcijom.

Istodobno, za obavljanje funkcije generatora, ovisno o namjeni, možete koristiti gotovo sve operativne mehanizme, bili to ostaci motora traktora ili elektromotora iz pisača ili pokretača ventilatora.

Važno je kako se odabire bakrena električna žica.

Ako govorimo o izradi generatora od nule, ovdje su potrebni elementi. Glavčina je srednji dio kotača, metalna baza za budući motor. Neodimijski magneti u određeni iznos i veličine. Potrebni su vam metalni diskovi na koje će se pričvrstiti magneti, poliesterska smola ili drugi magnetski sloj koji se može učvrstiti i zalijepiti, debeli sloj papira, šperploča.

Uradi sam vjetroturbine za 220V

Sasvim je moguće da sami napravite vjetrogenerator od 220 volti, a ni to je daleko od granica mogućnosti, uz odgovarajuću želju i dostupnost potrebnih materijala.

Posebne značajke generatora s relativno značajnom snagom u odnosu na male s niskom snagom su:

  1. Naravno, snažnija elektrana zahtijeva pouzdanije, izdržljivije dijelove i komponente, kao i jači vjetar.
  2. Također, pri stvaranju i održavanju vjetrogeneratora kapaciteta dovoljnog za održavanje barem jednog velikog električnog aparata za kućanstvo, potreban element je baterija koja se koristi za pohranu viška energije na njoj.
  3. Treba imati na umu da je za više energije potreban ozbiljniji sustav upravljanja, koji zahtijeva integraciju upravljačke jedinice, uključujući stabilizatore napona u njihovom sustavu, u takve vjetroturbine.
  4. Za ozbiljnije i nekompaktne sustave potrebna je odgovarajuća stabilna instalacija.

Iz potonjeg proizlazi potreba za temeljem, barem u obliku malih pripremljenih i ispunjenih rupa kako bi se u njih ugradio model. Također, aksijalni generatori lišeni su svojstava lijepljenja ili, kako kažu, polazišta, zbog kojih se i najmanji vjetar može pomaknuti.oštrice takvog uređaja.

U ostatku, vjetroturbine 220 V (uključujući njihovu proizvodnju) praktički se ne razlikuju od drugih predstavnika i poštuju ih Opća pravila gore navedeno.

Najčešći generator vjetra čija je osnova aksijalni sustav vjetroagregata, temeljen na korištenju neodimijskih magneta u njemu, koji su svojom kvalitetom, trajnošću i dostupnošću osvojili svoje visoko mjesto na tržištu.

Faze izgradnje vjetroturbina za kuću vlastitim rukama

Ako govorimo o prigradskom području ljetnikovca ili vlastelinstva, ali treba shvatiti da što je veća potreba, veći su i troškovi. Pogotovo ako imamo na umu svrhu grijanja ili stalno održavanje svih kućanskih aparata, intenzitet rada i održavanje takvog uređaja, čak i ako je jedan od najisplativijih.


Vjetrenjača, kako je već gore opisano, može poslužiti kao glavni izvor električne energije, čak i za cijelu kuću.

Usporedimo li, primjerice, s bliskim analogima, solarni izvor je u mnogočemu lošiji od vjetroagregata, jer se sunce ne događa svaki dan, a električni generator je u ekonomskom i ekološkom smislu čak i gori od vjetrogeneratora.

Glavne komponente vjetrogeneratora za dom (do Naravno, govoreći o generatoru vjetra za dom, treba shvatiti da su potrebni svi osnovni elementi

  • Stator, rotor, induktor, koji su glavne komponente generatora;
  • Baterije za skladištenje energije;
  • Hvatač vjetra, kada su u pitanju područja sa slabim vjetrom.

Osim toga, u proizvodnji možete koristiti i načela izuma Oružanih snaga Sklyarova, Biryukova ili Tretyakova, što će značajno povećati racionalizam i prednosti korištenja sustava te, za udobnost, smanjiti učinke buke.

Upute: kako vlastitim rukama napraviti generator vjetra

Postupak izrade vjetrogeneratora kreativan je i kako će biti uređen ovisi samo o majstoru. Ne postoji univerzalna uputa jer je svaki dizajn kombinacija različitih dijelova i drugih čimbenika svakog pojedinog slučaja.

Sve se radi uz pomoć osnovnih alata - odvijača, čekića, brusilice i drugih.

Prvo što treba učiniti u proizvodnji vjetrogeneratora je odrediti cilj i napraviti osnovne proračune, crteže, odrediti mjesto itd. Zatim biste trebali sastaviti i popraviti noževe, rep na bateriju (spojiti na generator).

Glavni i najoptimalniji, testiran i detaljne upute za izradu vjetrogeneratora vlastitim rukama:

  1. Za izradu generatora od unaprijed pripremljenih dijelova - međusobno su pričvršćene 2 pripremljene metalne palačinke s neodimijskim magnetima, između kojih je umetnut stator s već dostupnim bakrenim namotom.
  2. Nosač (nosač) ugrađen je na jarbol (cijev), a iznad njega glavčina.
  3. Zatim bi na glavčinu trebao biti instaliran generator, nakon čega se stator mora spojiti na nosač.
  4. Na drugom dijelu je postavljena vjetroturbina.

Betonirajte i izgradite temelj konstrukcije kako biste je stabilizirali pri jakom vjetru, izračunavši glavne parametre, jer za značajnu instalaciju udaljenost koraka možda neće biti dovoljna.

Prednosti domaće vjetroturbine

U zaključku valja napomenuti da je domaći generator vjetra izvrstan, moderan i pristupačniji izvor energije svaki dan, koji se širi nevjerojatnom brzinom. Glavne prednosti vjetrogeneratora, koje se ne mogu pripisati električnim generatorima na bazi generatora plina, su visoka učinkovitost, dostupnost, učinkovitost, jednostavnost instalacije i rada, suvremenost, većina je niska razina buke, ekološki prihvatljiva.

Današnje vjetroturbine obećavaju i postaju sve učinkovitije i dobivaju zamah za proizvodnju električne energije, iako su relativno ekonomične i prilično pristupačne, čak i za izradu takvih uređaja vlastitim rukama.

Generator vjetra "uradi sam": 4 kW (video)

Domaće vjetroturbine izvrstan su način da naučite nešto novo, isprobate novi posao, a također napravite pristupačan i jednostavan način da kuću opskrbite električnom energijom u najjednostavnijim kućnim uvjetima.