Come creare un generatore eolico fai-da-te

Il vento è energia gratuita! Quindi usiamolo per scopi personali. Se la creazione di un parco eolico su scala industriale è molto costosa, perché oltre al generatore sono necessari numerosi studi e calcoli, lo stato non sostiene tali costi e, per qualche motivo, per gli investitori nei paesi dell'ex Unione Sovietica ciò non causa molto interesse. In privato, puoi realizzare un mini-mulino a vento per le tue esigenze. Vale la pena capire che il progetto di convertire la tua casa in energia alternativa è un'impresa molto costosa.

Come già detto: è necessario effettuare lunghe osservazioni e calcoli per trovare il rapporto ottimale tra le dimensioni della ruota del vento e del generatore adatto al clima, alla rosa dei venti e alla velocità media annuale del vento.

L'efficienza di un impianto eolico all'interno di una regione può variare in modo significativo, ciò è dovuto al fatto che il movimento del vento dipende non solo dalla zona climatica, ma anche dal terreno.

Tuttavia, puoi scoprire quale energia eolica è a basso costo assemblando un'installazione economica per alimentare un carico a bassa potenza, come uno smartphone, lampadine o una radio. Con l'approccio corretto, è possibile fornire elettricità a una piccola casa o un cottage estivo.

Diamo un'occhiata a come puoi realizzare una semplice installazione di energia eolica con le tue mani.

Mulini a vento a bassa potenza da mezzi improvvisati

Un dispositivo di raffreddamento del computer è un motore privo di elettroni, che nella sua forma originale non rappresenta un valore pratico.

Deve essere riavvolto, poiché nell'originale gli avvolgimenti sono collegati in modo inappropriato. Bobine di avvolgimento alternate:

1. In senso orario;

2. in senso antiorario;

3. In senso orario;

4. In senso antiorario.

È necessario collegare bobine adiacenti in serie ed è ancora meglio avvolgere un pezzo di filo che passa da una scanalatura all'altra. In questo caso, selezionare lo spessore del filo in modo arbitrario, sarà meglio se si avvolgono il maggior numero possibile di giri, e questo è possibile quando si utilizza il filo meno sottile.

La tensione di uscita da un tale generatore sarà variabile e il suo valore dipenderà dalla velocità (velocità del vento), installare un ponte a diodi da diodi Schottky per raddrizzarlo a un diodo costante, ordinario, ma sarà peggio, perché la tensione da 1 a 2 volt cadrà su di essi.

Digressione lirica, un po 'di teoria

Ricorda che la grandezza dell'EMF è:

E = BLV,

dove L è la lunghezza del conduttore collocato in un campo magnetico; V è la velocità di rotazione del campo magnetico;

Quando si aggiorna il generatore, è possibile solo influenzare la lunghezza del conduttore, ovvero il numero di giri di ciascuna bobina. Il numero di giri determina la tensione di uscita e lo spessore del filo determina il carico di corrente massimo.

In pratica, è impossibile influenzare la velocità del vento. Tuttavia, c'è anche una via d'uscita da questa situazione, è possibile, dopo aver appreso la tipica velocità del vento per la propria zona, progettare un rotore adatto alle rivoluzioni per un'installazione di energia eolica, nonché un cambio o una trasmissione a cinghia, per garantire giri sufficienti per generare la tensione necessaria.

IMPORTANTE: Più veloce non significa meglio !!! Se la velocità di rotazione del generatore eolico è troppo elevata, la sua durata sarà ridotta, le proprietà lubrificanti delle boccole del rotore o dei cuscinetti si deterioreranno e si incepperà e molto probabilmente si verificherà la rottura dell'isolamento dell'avvolgimento nel generatore.

Il generatore è composto da:

Aumentiamo la potenza del generatore da un dispositivo di raffreddamento del computer

In primo luogo, maggiore è il numero di pale e il diametro della ruota, meglio è, quindi guarda i radiatori da 120 mm.

In secondo luogo, abbiamo già detto che la tensione dipende anche dal campo magnetico, il fatto è che i generatori industriali ad alta potenza hanno avvolgimenti di campo e quelli a bassa potenza hanno potenti magneti. Nel dispositivo di raffreddamento, i magneti sono estremamente deboli e non consentono di ottenere buoni risultati dal generatore, e lo spazio tra il rotore e lo statore è molto grande - circa 1 mm, e questo è con i magneti già deboli.

La soluzione a questo problema è cambiare radicalmente il design del generatore. Piuttosto, è necessaria solo una girante da un dispositivo di raffreddamento; come generatore stesso, utilizziamo un motore da una stampante o altri elettrodomestici. I più comuni motori a spazzole con eccitazione a magneti permanenti.

Di conseguenza, sarà simile a questo.

La potenza di un tale generatore è sufficiente per alimentare i LED, la radio. Non sarà sufficiente ricaricare il telefono, il telefono visualizzerà il processo di ricarica, ma la corrente sarà estremamente piccola, fino a 100 Ampere, con un vento di 5-10 metri al secondo.

Motore passo-passo come generatore eolico

Un motore passo-passo è molto comune nei computer e negli elettrodomestici, in vari lettori, unità floppy (i vecchi modelli da 5,25 "sono interessanti), stampanti (specialmente quelle a matrice), scanner, ecc.

Questi motori senza alterazioni possono funzionare come un generatore, sono un rotore con magneti permanenti e uno statore con avvolgimenti, nella figura è mostrato uno schema di collegamento tipico di un motore passo-passo in modalità generatore.

Uno stabilizzatore lineare a 5 Volt, tipo L7805, è installato nel circuito, che ti permetterà di collegare in sicurezza i telefoni cellulari a un tale mulino a vento per caricarli.

Nella foto, un generatore da un motore passo-passo con pale montate.

Il motore in un caso particolare con 4 fili di uscita, il circuito, rispettivamente, sotto di esso. Un motore con tali dimensioni in modalità generatore produce circa 2 W con vento debole (velocità del vento di circa 3 m / s) e 5 m / s con vento forte (fino a 10 m / s).

A proposito, qui c'è un circuito simile con un diodo zener, invece dell'L7805. Consente di caricare batterie agli ioni di litio.

Miglioramento di un mulino a vento fatto in casa

Affinché il generatore funzioni in modo più efficiente, è necessario renderlo un gambo di guida e fissarlo sull'albero in modo mobile. Quindi, quando cambia la direzione del vento, cambierà la direzione del generatore eolico. Quindi sorge il seguente problema: il cavo che va dal generatore al consumatore verrà attorcigliato attorno all'albero. Per risolvere questo è necessario fornire un contatto mobile. Una soluzione pronta viene venduta su Ebay e Aliexpress.

I tre fili inferiori - immobili, scendono e il fascio superiore di fili - è mobile, all'interno è installato un contatto scorrevole o un meccanismo a spazzola. Se non hai la possibilità di acquistare, sii intelligente e, ispirato alla decisione dei progettisti dell'auto Lada, vale a dire l'implementazione del contatto mobile del pulsante di segnale sul volante e fai qualcosa di simile. Oppure usa il pad del bollitore elettrico.

Collegando i connettori, si ottiene un contatto mobile.

Potente generatore eolico da mezzi improvvisati.

Per ottenere più potenza, puoi utilizzare due opzioni:

1. Un generatore da un cacciavite (10-50 W);

2. Generatore eolico da un generatore di auto.

È necessario solo un motore da un cacciavite, l'opzione è simile alla precedente, è possibile utilizzare le pale del ventilatore come vite, questo aumenterà la potenza totale dell'installazione.

Ecco un esempio dell'attuazione di tale progetto:

Prestare attenzione a come viene implementato il cambio marce qui: l'albero del generatore eolico si trova nel tubo, un ingranaggio si trova alla sua estremità, che trasmette la rotazione alla marcia più piccola fissata all'albero del motore. Un aumento della velocità del motore si verifica anche nelle turbine eoliche industriali. I cambi sono usati ovunque.

Tuttavia, in un ambiente fatto in casa, la produzione di un cambio diventa un grosso problema.È possibile rimuovere il cambio dall'utensile elettrico, è necessario lì per abbassare le alte rivoluzioni sull'albero del motore del commutatore alle normali rivoluzioni del mandrino sul trapano o sul disco della smerigliatrice:

Un trapano planetario è installato nel trapano;

• Nella smerigliatrice è installato un ingranaggio angolare (sarà utile per l'installazione di alcune installazioni e ridurrà il carico dalla coda della turbina eolica);

• Ingranaggio da un trapano a mano.

Questa versione di un generatore eolico fatto in casa può già caricare batterie da 12 V, tuttavia è necessario un convertitore per generare corrente e tensione di carica. Questa attività può essere semplificata utilizzando un generatore di auto.

Generatore eolico dal generatore auto

Il generatore automobilistico è costituito da uno statore con un avvolgimento trifase e un rotore con un gruppo spazzole e una bobina di eccitazione. Un tale generatore è collegato al carico tramite un ponte a diodi assemblato secondo il circuito Larionov, di solito si trova sul retro del generatore. Vedi qui per maggiori dettagli: Come funziona e funziona il generatore di auto

Il vantaggio di un tale generatore è la capacità di usarlo per caricare le batterie dell'auto, in linea di principio, è progettato per questo. Gli autogeneratori hanno un relè di regolazione della tensione incorporato, che elimina la necessità di acquistare stabilizzatori o convertitori aggiuntivi.

Tuttavia, gli automobilisti sanno che a minimo basso, circa 500-1000 giri / min, la potenza di un tale generatore è piccola e non fornisce la corrente adeguata per caricare la batteria. Ciò comporta la necessità di collegarsi alla ruota del vento attraverso un cambio o una trasmissione a cinghia.

È possibile regolare il numero di giri a una velocità del vento normale per le latitudini selezionando un rapporto di trasmissione o utilizzando una ruota del vento progettata correttamente.

Consigli Utili

Forse il design dell'albero più conveniente per una turbina eolica è quello mostrato in figura. Tale albero è allungato su cavi fissati su supporti nel terreno, il che garantisce stabilità.

È importante: L'altezza dell'albero dovrebbe essere il più grande possibile circa 10 metri. Ad altitudini più elevate, il vento è più forte, perché non ci sono ostacoli sotto forma di strutture del terreno, colline e alberi. In nessun caso non installare un generatore eolico sul tetto della casa. Le vibrazioni risonanti delle strutture di fissaggio possono causare la distruzione delle sue pareti.

Prenditi cura dell'affidabilità del montante portante, perché la progettazione del mulino a vento sulla base di un tale generatore è significativamente più pesante ed è già una soluzione abbastanza seria che può fornire alimentazione autonoma al cottage con un set minimo di elettrodomestici. I dispositivi che funzionano a 220 volt possono essere alimentati da un inverter 12-220 V. La versione più comune di tale inverter è gruppo di continuità per pc.

È meglio usare generatori diesel, incl. camion, perché sono progettati per funzionare a basse velocità. In media, il motore diesel di un camion di grandi dimensioni funziona nella gamma di velocità da 300 a 3500 giri / min.

I generatori moderni producono 12 o 24 volt e una corrente di 100 ampere è stata a lungo normale. Dopo semplici calcoli, puoi determinare che un tale generatore ti darà fino a 1 kW di potenza il più possibile e un generatore da Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, che è già una cifra abbastanza decente.

Quale dovrebbe essere una ruota eolica per una turbina eolica fatta in casa?

Ho menzionato nel testo che la ruota del vento dovrebbe essere grande e con molte pale, in realtà non è così. Questa affermazione era vera per quei micro-generatori che non pretendono di essere macchine elettriche serie, ma piuttosto copie per familiarizzazione e svago.

In effetti, progettare, calcolare e creare una ruota del vento è un compito molto difficile.L'energia eolica verrà utilizzata in modo più razionale se viene eseguita in modo molto accurato e il profilo di "aviazione" è perfettamente visualizzato, mentre deve essere installato con un angolo minimo rispetto al piano di rotazione della ruota.

La vera potenza delle ruote del vento con lo stesso diametro e il diverso numero di pale è la stessa, la differenza sta solo nella velocità della loro rotazione. Meno ali ci sono, più giri al minuto, con lo stesso vento e diametro. Se vuoi raggiungere la massima velocità, devi montare le ali nel modo più preciso possibile con un angolo minimo rispetto al piano della loro rotazione.

Dai un'occhiata al tavolo di un libro del 1956, "Homemade Wind Farm", ed. DOSAAF Mosca. Mostra la relazione tra diametro della ruota, potenza e numero di giri.

A casa, questi calcoli teorici non servono molto, gli amanti costruiscono le ruote del vento con mezzi improvvisati, come segue:

• compensato;

• Fogli di metallo;

• Tubi per fognatura in plastica.

Con le tue mani, puoi assemblare una ruota del vento a 2-4 palette ad alta velocità dai tubi di fognatura, tranne per loro è necessario un seghetto o qualsiasi altro utensile da taglio. L'uso di questi tubi è dovuto alla loro forma, dopo il taglio hanno una forma concava, che garantisce un'elevata reattività ai flussi d'aria.

Dopo il taglio, vengono fissati con BULLONI su un bianco di metallo, textolite o compensato. Se hai intenzione di farlo dal compensato - è meglio incollare e torcere diversi strati di compensato con viti su entrambi i lati, quindi puoi ottenere la rigidità.

Ecco l'idea di una girante a due pale per un generatore di motori passo-passo.

risultati

È possibile effettuare un'installazione di energia eolica da piccole potenze - unità di watt, per alimentare singole lampade a LED, beacon e piccole apparecchiature, a buoni valori di potenza in unità di chilowatt, accumulare energia nella batteria, utilizzarla nella sua forma originale o convertire fino a 220 volt. Il costo di un tale progetto dipenderà dalle tue esigenze, forse l'elemento più costoso è l'albero e le batterie, può essere compreso tra 300 e 500 dollari.