Hogyan készítsünk egy "csináld magad" szélgenerátort?

A szél szabad energia! Tehát használjuk személyes célokra. Ha egy szélerőműpark létrehozása ipari méretekben nagyon költséges, mivel a generátor mellett számos tanulmányra és számításra is szükség van, az állam nem jár ilyen költségekkel, és a volt Szovjetunió országainak befektetői számára ez valamilyen okból nem okoz nagy érdeklődést. Magántulajdonban készíthet mini szélturbinát saját igényeihez. Érdemes megérteni, hogy otthona alternatív energiává történő átalakításának projektje nagyon drága vállalkozás.

Mint már említettük: hosszabb megfigyeléseket és számításokat kell végeznie annak érdekében, hogy megtalálja a szélkerék és generátor méretének az éghajlati viszonyokhoz, a szélrózsahoz és az éves szélsebességhez optimális arányát.

A szélenergia-berendezések hatékonysága egy régióban jelentősen eltérhet, ennek oka az, hogy a szél mozgása nemcsak az éghajlati zónától, hanem a tereptől is függ.

Megtudhatja azonban, hogy mekkora a szélenergia, olcsóbb energiaterhelés - például okostelefon, izzólámpák vagy rádió - összeállításával összeállít egy költségkeret-telepítést. A megfelelő megközelítés mellett kis házhoz vagy nyaralóhoz áramot biztosíthat.

Nézzük meg, hogyan lehet saját kezűleg elkészíteni egy egyszerű szélenergia-telepítést.

Kis teljesítményű szélmalmok improvizált eszközökből

A számítógép-hűtő egy kefe nélküli motor, amely eredeti formájában nem képviseli a gyakorlati értéket.

Fel kell tekercselni, mivel az eredetiben a tekercsek nem megfelelően vannak összekapcsolva. Tekercselési tekercsek felváltva:

1. óramutató járásával megegyező irányban;

2. az óramutató járásával ellentétes;

3. óramutató járásával megegyező irányban;

4. Járásával ellentétes irányba.

Csatlakoznia kell a szomszédos tekercseket sorba, és még jobb, ha az egyik huzaldarabot egy másik horonyba hajtja. Ebben az esetben tetszőlegesen válassza ki a huzal vastagságát, jobb, ha a lehető legtöbb fordulatot tekercseli, és ez lehetséges a legkevésbé vékony huzal használatakor.

Az ilyen generátorok kimeneti feszültsége változó lesz, és az értéke a sebességtől (szélsebességtől) függ, telepítsen egy dióthidat a Schottky diódákból, hogy állandóra állítsa, a szokásos diódák ezt megteszik, de ez még rosszabb lesz, mert 1 és 2 V feszültség esik rájuk.

Lírai eltérés, egy kicsit az elmélet

Ne feledje, hogy az EMF nagysága:

E = BLV,

ahol L a mágneses mezőbe helyezett vezető hossza; V a mágneses mező forgási sebessége;

A generátor korszerűsítésekor csak a vezető hosszát befolyásolhatja, vagyis az egyes tekercsek fordulatszámát. A fordulatok száma határozza meg a kimeneti feszültséget, a huzalvastagság pedig a maximális áramterhelést.

A gyakorlatban lehetetlen befolyásolni a szélsebességet. Ennek a helyzetnek azonban van kiútja is, miután megtudta az Ön körzetére jellemző szélsebességet, megtervezheti a szélerőmű telepítéséhez fordulatra alkalmas forgórészt, valamint a sebességváltót vagy az övhajtást, hogy biztosítsa a szükséges fordulatokat a szükséges feszültség előállításához.

FONTOS: A gyorsabb nem azt jelenti, hogy jobb !!! Ha a szélgenerátor forgási sebessége túl magas, csökken az élettartama, a rotor perselyek vagy csapágyak kenési tulajdonságai romlanak, elakadni fognak, és a generátor tekercs szigetelésének lebomlása valószínűleg bekövetkezik.

A generátor a következőkből áll:

Növeljük a generátor teljesítményét egy számítógépes hűtőből

Először: minél több lapátot és a kerék átmérőjét, annál jobb, tehát nézd meg a 120 mm-es hűtőket.

Másodszor, már mondtuk, hogy a feszültség a mágneses tértől függ, az a tény, hogy az ipari nagy teljesítményű generátoroknak tekercselése van, az alacsony teljesítményű generátoroknak pedig erős mágnesek vannak. A hűtőben a mágnesek rendkívül gyengék és nem teszik lehetővé a generátor jó eredményeinek elérését, és a rotor és az állórész közötti távolság nagyon nagy - kb. 1 mm, és ez a már gyenge mágnesekkel történik.

Ennek a problémának a megoldása az, hogy radikálisan megváltoztatja a generátor tervét. Inkább egy járókerékre van szükség a hűtőből, maga generátorként nyomtatóból vagy bármely más háztartási készülékből származó motort használunk. A leggyakoribb kefe motorok állandó mágneses gerjesztéssel.

Ennek eredményeként így néz ki.

Egy ilyen generátor teljesítménye elegendő a LED-ek, a rádió táplálásához. Nem elegendő a telefon újratöltése, a telefon megmutatja a töltési folyamatot, de az áram rendkívül kicsi, akár 100 Amperes, másodpercenként 5-10 méter szélben.

Léptetőmotor mint szélgenerátor

A léptetőmotor nagyon gyakori a számítógépes és háztartási készülékekben, különféle lejátszókban, hajlékonylemez-meghajtókban (a régi 5,25 ”-es modellek érdekesek), nyomtatókban (különösen a mátrix modellekben), szkennerekben stb.

Ezek a változtatások nélküli motorok generátorként működhetnek, állandó mágnesekkel ellátott rotorok és tekercsekkel ellátott állórészek, a generátor üzemmódban lévõ lépcsõmotor tipikus csatlakoztatási diagramját az ábra mutatja.

Az áramkörbe egy 5 voltos L7805 típusú stabilizátor van beépítve, amely lehetővé teszi a mobiltelefonok biztonságos csatlakoztatását egy ilyen szélmalomhoz, hogy feltölthessék őket.

A képen egy léptetőmotor generátora felszerelt pengékkel.

A motor adott esetben 4 kimeneti vezetékkel, az áramkör, illetve alatta. Az ilyen méretű motorok generátor üzemmódban körülbelül 2 W-ot hoznak gyenge szélben (a szélsebesség körülbelül 3 m / s) és 5 m / s-t erős szélben (10 m / s-ig).

Egyébként itt van egy hasonló áramkör egy Zener diódával, az L7805 helyett. Lehetővé teszi a Li-ion akkumulátorok feltöltését.

Házi készítésű szélmalom fejlesztése

Ahhoz, hogy a generátor hatékonyabban működjön, elő kell készítenie egy vezetőszárat és mozgathatóan rögzítenie az árbocon. Ezután, amikor a szél iránya megváltozik, a szélgenerátor iránya megváltozik. Ezután a következő probléma merül fel - a generátortól a fogyasztóig vezető kábel az árboc körül lesz csavart. Ennek megoldásához mozgatható kapcsolatot kell létrehozni. Kész megoldást kínálnak az Ebay és az Aliexpress.

Az alsó három vezeték - mozdulatlanul lefelé, és a felső vezetékköteg - mozgatható, csúszó érintkező vagy kefe-mechanizmus van beépítve a belsejébe. Ha nincs lehetősége vásárolni, légy okos, és a Lada autó tervezőinek döntése ihlette, nevezetesen a kormányon lévő jelzőgomb mozgatható érintkezőjének megvalósítását, és tegyen valami hasonlót. Vagy használja az elektromos vízforraló padját.

A csatlakozók csatlakoztatásával mozgatható érintkezőt kap.

Erőteljes szélgenerátor improvizált eszközökből.

Ahhoz, hogy több energiát kapjon, két lehetőséget használhat:

1. Generátor csavarhúzóból (10-50 W);

2. Szélgenerátor egy autógenerátorból.

Csavarhúzóból csak motorra van szüksége, az opció hasonló az előzőhöz, csavarként ventilátorpengeket is használhat, ez növeli a telepítés teljes teljesítményét.

Íme egy példa egy ilyen projekt megvalósítására:

Vigyázzon arra, hogyan történik a sebességváltás itt - a szélgenerátor tengelye a csőben helyezkedik el, a fogaskerék a végén van, amely továbbítja a forgást a motor tengelyéhez rögzített kisebb sebességfokozathoz. A motor fordulatszáma növekszik az ipari szélturbinákban is. A sebességváltókat mindenhol használják.

Ugyanakkor otthoni környezetben a sebességváltó gyártása nagy problémát jelent.A sebességváltót eltávolíthatja az elektromos kéziszerszámból, ehhez szükség van arra, hogy a komutátor motor tengelyén a nagy fordulatokat a fúrón lévő fúrótokmány vagy a darálótárcsa normál fordulatszámához csökkentsék:

A fúróba bolygókerekes váltó van felszerelve;

• A darálóba szöghajtómű van felszerelve (ez hasznos lesz egyes létesítmények telepítésénél, és csökkenti a szélturbina farkának terhelését);

• Hajtómű kézi fúróból.

A házi készítésű szélerőműveknek ez a verziója már 12 V-os akkumulátorokat képes feltölteni, azonban átalakítóra van szükség a töltőáram és a feszültség előállításához. Ezt a feladatot egy autógenerátor segítségével lehet egyszerűsíteni.

Szélgenerátor az autógenerátorból

A gépjárműgenerátor áll egy állórészből egy háromfázisú tekerccsel, egy forgórészből egy kefeegységgel és egy gerjesztőtekercsel. Egy ilyen generátort a Larionov-áramkör szerint összeállított dióda-híd segítségével a teherhöz kapcsolják, általában a generátor hátlapján helyezkednek el. További részletek itt: Hogyan működik az autógenerátor?

Egy ilyen generátor előnye, hogy felhasználhatja az autóakkumulátorok töltésére, elvben erre tervezték. Az automatikus generátorok beépített feszültségszabályozó relével rendelkeznek, amely kiküszöböli a további stabilizátorok vagy átalakítók vásárlásának szükségességét.

Az autósok azonban tudják, hogy alacsony alapjáraton, körülbelül 500-1000 fordulat / perc, egy ilyen generátor teljesítménye kicsi, és nem biztosítja a megfelelő áramot az akkumulátor töltéséhez. Ez ahhoz vezet, hogy a sebességváltón vagy az övmeghajtón keresztül csatlakozni kell a szélkerékhez.

A fordulatszámot a szélességi szélességéhez tartozó normál szélsebességgel beállíthatja az áttételi arány kiválasztásával vagy a megfelelően megtervezett szélkerék használatával.

Hasznos tippek

A szélturbina talán a legmegfelelőbb árboc-kialakítása a képen látható. Egy ilyen árbocot a talajban lévő tartókra rögzített kábelekre nyújtunk, ez biztosítja a stabilitást.

Fontos: Az oszlop magasságának a lehető legnagyobbnak kell lennie, kb. 10 méter. Magasabb tengerszint feletti magasságban a szél erősebb, mivel nincs akadály a talajszerkezetek, hegyek és fák formájában. Semmilyen esetben ne szereljen szélgenerátort a ház tetejére. A rögzítőszerkezetek rezonáns rezgései okozhatják annak falát.

Vigyázzon a hordozó árboc megbízhatóságára, mivel a szélmalom tervezése egy ilyen generátor alapján lényegesen nehezebb, és ez már egy nagyon komoly megoldás, amely a ház önellátását biztosítja minimális elektromos készülékekkel. A 220 V feszültséggel működő készülékek táplálhatók 12–220 V frekvenciaváltóval. Az ilyen frekvenciaváltó leggyakoribb változata szünetmentes tápegység a számítógéphez.

Sokkal jobb dízelgenerátorokat használni, beleértve teherautók, mert alacsony sebességgel tervezték őket. Egy nagy teherautó dízelmotorja átlagosan 300-3500 fordulat / perc sebességtartományban működik.

A modern generátorok 12 vagy 24 voltos feszültséget termelnek, és 100 amper áram hosszú ideje normális volt. Egyszerű számítások után meghatározhatja, hogy egy ilyen generátor amennyire csak lehetséges - akár 1 kW energiát fog biztosítani, és egy Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W teljesítményű generátort, amely már elég jó érték.

Milyen legyen egy szélkerék egy házi készítésű szélturbina számára?

A szövegben megemlítettem, hogy a szélkeréknek nagynak kell lennie és sok pengével kell rendelkeznie, valójában nem így van. Ez az állítás igaz azokra a mikrogenerátorokra, amelyek nem állítják, hogy komoly elektromos gépek, hanem inkább a megismerés és a szabadidő céljából készült másolatok.

Valójában a szélkerék megtervezése, kiszámítása és létrehozása nagyon nehéz feladat.A szélenergia racionálisabban kerül felhasználásra, ha azt nagyon pontosan hajtják végre, és a „repülési” profil tökéletesen megjelenik, miközben azt a kerék forgási síkjához minimális szögben kell telepíteni.

Az azonos átmérőjű és különböző számú pengével rendelkező szélkerekek valós teljesítménye azonos, különbség csak a forgás sebességében van. Minél kevesebb a szárny - annál több fordulat percenként, azonos szél és átmérővel. Ha maximális sebességet akar elérni, akkor a szárnyokat a lehető legpontosabban kell felszerelnie, minimális szöggel a forgás síkjához képest.

Nézze meg a táblázatot egy 1956-os könyvből, „Házi szélfarm”, ed. DOSAAF Moszkva. Megmutatja a kerék átmérője, teljesítménye és fordulatszáma közötti összefüggést.

Otthon ezek az elméleti számítások kevés hasznot hoznak, a szerelmesek improvizált eszközökből készítik a szélkereket, az alábbiak szerint:

• Rétegelt;

• Fémlemezek;

• Műanyag csatornacsövek.

Saját kezével összeállíthat egy nagy sebességű 2-4 lapátos szélkereket a csatornacsövekből, kivéve, ha fűrészfogóra vagy bármilyen más vágószerszámra van szüksége. Ezeket a csöveket alakjuknak köszönhetően használják, a vágás után konkáv alakúak, ami biztosítja a légáramok nagy reakcióképességét.

Vágás után RÖGZÍTVE egy fém-, textolit- vagy rétegelt lemezre. Ha rétegelt lemezből készül - jobb, ha több rétegű rétegelt anyagot ragaszt és csavar csavarokkal mindkét oldalra, akkor elérheti a merevséget.

Itt van egy ötlapú szilárd járókerék ötvözete a léptetőmotoros generátor számára.

megállapítások

Szélenergia-telepítést végezhet kis teljesítményű - watt-egységekből - egyedi LED-lámpák, jelzőfények és kis berendezések tápellátására, a jó teljesítményértékekre kilowatt-egységekben, energiát halmozhat az akkumulátorra, felhasználhatja eredeti formájában, vagy akár 220 V-os átalakításra képes. Egy ilyen projekt költsége az Ön igényeitől függ, talán a legdrágább elem az árboc és az elemek, 300-500 dollár tartományban lehet.