Jak zrobić generator wiatrowy zrób to sam

Wiatr jest darmową energią! Wykorzystajmy go więc do celów osobistych. Jeśli utworzenie farmy wiatrowej na skalę przemysłową jest bardzo kosztowne, ponieważ oprócz generatora konieczne są liczne badania i obliczenia, państwo nie ponosi takich kosztów, a dla inwestorów w krajach byłego ZSRR z jakiegoś powodu nie powoduje to dużego zainteresowania. Prywatnie możesz zrobić mini wiatrak na własne potrzeby. Należy rozumieć, że projekt konwersji domu na alternatywne źródła energii jest bardzo kosztownym przedsięwzięciem.

Jak już powiedziano: musisz dokonać długich obserwacji i obliczeń, aby znaleźć optymalny stosunek rozmiarów koła i generatora wiatru, który jest odpowiedni dla twojego klimatu, róży wiatru i średniej rocznej prędkości wiatru.

Wydajność instalacji wiatrowej w jednym regionie może się znacznie różnić, wynika to z faktu, że ruch wiatru zależy nie tylko od strefy klimatycznej, ale także od terenu.

Możesz jednak dowiedzieć się, jaka energia wiatrowa jest po niskich kosztach, montując budżetową instalację do zasilania obciążeń o niskiej mocy, takich jak smartfon, żarówki lub radio. Przy odpowiednim podejściu możesz dostarczyć prąd do małego domu lub domku letniskowego.

Spójrzmy, jak możesz wykonać prostą instalację wiatrową własnymi rękami.

Wiatraki o niskiej mocy z improwizowanych środków

Chłodnica komputerowa to bezszczotkowy silnik, który w swojej oryginalnej formie nie stanowi wartości praktycznej.

Należy go przewinąć, ponieważ w oryginale uzwojenia są niepoprawnie połączone. Cewki uzwojenia na przemian:

1. Zgodnie z ruchem wskazówek zegara;

2. Przeciwnie do ruchu wskazówek zegara;

3. Zgodnie z ruchem wskazówek zegara;

4. Przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Musisz połączyć sąsiednie cewki szeregowo, a jeszcze lepiej jest nawijać jeden kawałek drutu przechodzącego z jednego rowka do drugiego. W takim przypadku wybierz dowolną grubość drutu, lepiej będzie, jeśli nawijesz jak najwięcej zwojów, a jest to możliwe, gdy używasz najmniej cienkiego drutu.

Napięcie wyjściowe z takiego generatora będzie zmienne, a jego wartość będzie zależeć od prędkości (prędkości wiatru), zainstaluj mostek diodowy z diod Schottky'ego, aby wyprostować go do stałej, zwykłe diody zrobią, ale będzie gorzej, ponieważ spadnie na nich napięcie od 1 do 2 woltów.

Dygresja liryczna, trochę teorii

Pamiętaj, że wielkość pola elektromagnetycznego wynosi:

E = BLV,

gdzie L jest długością przewodu umieszczonego w polu magnetycznym; V jest prędkością obrotową pola magnetycznego;

Podczas aktualizacji generatora możesz wpływać tylko na długość przewodnika, to znaczy liczbę zwojów każdej z cewek. Liczba zwojów określa napięcie wyjściowe, a grubość drutu określa maksymalne obciążenie prądem.

W praktyce nie można wpływać na prędkość wiatru. Jednak istnieje również wyjście z tej sytuacji, ponieważ po zapoznaniu się z typową prędkością wiatru w twoim regionie, możesz zaprojektować wirnik odpowiedni do obrotów w instalacji wiatrowej, a także przekładnię lub napęd pasowy, aby zapewnić wystarczającą liczbę obrotów, aby wygenerować potrzebne napięcie.

WAŻNE: Szybciej nie znaczy lepiej !!! Jeśli prędkość obrotowa generatora wiatrowego jest zbyt wysoka, jego żywotność zostanie zmniejszona, właściwości smarne tulei wirnika lub łożysk ulegną pogorszeniu, i zakleszczy się, a najprawdopodobniej nastąpi uszkodzenie izolacji uzwojenia w generatorze.

Generator składa się z:

Zwiększamy moc generatora z chłodnicy komputera

Po pierwsze, im więcej łopatek i średnica koła, tym lepiej, więc spójrz na chłodnice 120 mm.

Po drugie, powiedzieliśmy już, że napięcie zależy również od pola magnetycznego, faktem jest, że przemysłowe generatory dużej mocy mają uzwojenia pola, a generatory małej mocy mają silne magnesy. W chłodnicy magnesy są bardzo słabe i nie pozwalają na uzyskanie dobrych wyników z generatora, a szczelina między wirnikiem a stojanem jest bardzo duża - około 1 mm, i to z już i tak słabymi magnesami.

Rozwiązaniem tego problemu jest radykalna zmiana konstrukcji generatora. Zamiast chłodnicy wymagany jest tylko wirnik; jako sam generator używamy silnika z drukarki lub innych urządzeń gospodarstwa domowego. Najczęstsze silniki szczotkowe ze wzbudzeniem magnesem stałym.

W rezultacie będzie to wyglądać tak.

Moc takiego generatora wystarcza do zasilania diod LED, radia. Nie wystarczy naładować telefonu, telefon wyświetli proces ładowania, ale prąd będzie bardzo mały, do 100 amperów, przy wietrze 5-10 metrów na sekundę.

Silnik krokowy jako generator wiatru

Silnik krokowy jest bardzo powszechny w komputerach i sprzęcie AGD, w różnych odtwarzaczach, napędach dyskietek (ciekawe są stare modele 5,25 ”), drukarkach (zwłaszcza matrycowych), skanerach itp.

Silniki te bez zmian mogą działać jako generator, są wirnikiem z magnesami trwałymi i stojanem z uzwojeniami, typowy schemat połączeń silnika krokowego w trybie generatora pokazano na rysunku.

W obwodzie zainstalowano stabilizator liniowy 5 V typu L7805, który pozwoli bezpiecznie podłączyć telefony komórkowe do takiego wiatraka, aby je naładować.

Na zdjęciu generator z silnika krokowego z zamontowanymi ostrzami.

Silnik w szczególnym przypadku z 4 przewodami wyjściowymi, odpowiednio obwód pod nim. Silnik o takich wymiarach w trybie generatora wytwarza około 2 W przy słabym wietrze (prędkość wiatru około 3 m / s) i 5 m / s przy silnym wietrze (do 10 m / s).

Nawiasem mówiąc, tutaj jest podobny obwód z diodą Zenera, zamiast L7805. Umożliwia ładowanie akumulatorów litowo-jonowych.

Ulepszenie domowego wiatraka

Aby generator działał wydajniej, musisz uczynić z niego trzon prowadzący i zamocować go ruchomo na maszcie. Następnie, gdy zmienia się kierunek wiatru, zmienia się kierunek generatora wiatru. Pojawia się następujący problem - kabel prowadzący od generatora do odbiorcy zostanie skręcony wokół masztu. Aby rozwiązać ten problem, musisz zapewnić ruchomy kontakt. Gotowe rozwiązanie jest sprzedawane na Ebay i Aliexpress.

Trzy dolne przewody - nieruchome, opadające i górna wiązka przewodów - są ruchome, w środku jest zainstalowany przesuwny kontakt lub mechanizm szczotkowy. Jeśli nie masz możliwości zakupu, bądź mądry i zainspirowany decyzją projektantów samochodu Lada, a mianowicie realizacją ruchomego kontaktu przycisku sygnału na kierownicy i zrób coś podobnego. Lub użyj podkładki z czajnika elektrycznego.

Po podłączeniu złączy uzyskuje się ruchomy kontakt.

Potężny generator wiatru z improwizowanych środków.

Aby uzyskać więcej mocy, możesz użyć dwóch opcji:

1. Generator ze śrubokręta (10–50 W);

2. Generator wiatrowy z generatora samochodowego.

Wkrętak wymaga tylko silnika, opcja jest podobna do poprzedniej, można użyć łopatek wentylatora jako śruby, co zwiększy całkowitą moc instalacji.

Oto przykład realizacji takiego projektu:

Zwróć uwagę na to, jak odbywa się tutaj zmiana biegów - wał generatora wiatrowego znajduje się w rurze, koło zębate znajduje się na jego końcu, który przekazuje obrót na mniejszy bieg przymocowany do wału silnika. Wzrost prędkości silnika występuje również w przemysłowych turbinach wiatrowych. Skrzynie biegów są używane wszędzie.

Jednak w środowisku domowym produkcja skrzyni biegów staje się dużym problemem.Możesz usunąć skrzynię biegów z elektronarzędzia, tam jest ona potrzebna, aby obniżyć wysokie obroty na wale silnika komutatora do normalnych obrotów uchwytu na wiertarce lub tarczy szlifierki:

Przekładnia planetarna jest zainstalowana w siewniku;

• Przekładnia kątowa jest zainstalowana w szlifierce (stanie się przydatna do instalacji niektórych instalacji i zmniejszy obciążenie od ogona turbiny wiatrowej);

• Sprzęt z wiertarki ręcznej.

Ta wersja domowego generatora wiatrowego może już ładować akumulatory 12 V, jednak do wygenerowania prądu i napięcia ładowania potrzebny jest przetwornik. To zadanie można uprościć za pomocą generatora samochodowego.

Generator wiatrowy z generatora samochodowego

Generator samochodowy składa się ze stojana z trójfazowym uzwojeniem oraz wirnika z zespołem szczotkowym i cewki wzbudzającej. Taki generator jest podłączony do obciążenia za pomocą mostka diodowego zmontowanego zgodnie z obwodem Larionowa, zwykle znajduje się na tylnej pokrywie generatora. Zobacz tutaj po więcej szczegółów: Jak działa generator samochodowy

Zaletą takiego generatora jest możliwość użycia go do ładowania akumulatorów samochodowych, co do zasady jest do tego przeznaczony. Autogeneratory mają wbudowany przekaźnik regulujący napięcie, co eliminuje potrzebę zakupu dodatkowych stabilizatorów lub konwerterów.

Jednak kierowcy wiedzą, że przy niskich prędkościach jałowych, około 500-1000 rpm, moc takiego generatora jest niewielka i nie zapewnia odpowiedniego prądu do naładowania akumulatora. Prowadzi to do konieczności połączenia z kołem wiatrowym poprzez przekładnię lub napęd pasowy.

Możesz dostosować liczbę obrotów przy normalnej prędkości wiatru dla swoich szerokości geograficznych, wybierając przełożenie przekładni lub używając odpowiednio zaprojektowanego koła wiatrowego.

Przydatne wskazówki

Być może najbardziej dogodną konstrukcją masztu dla turbiny wiatrowej jest ta pokazana na zdjęciu. Taki maszt jest rozciągany na kablach zamocowanych na uchwytach w ziemi, co zapewnia stabilność.

Ważne: Wysokość masztu powinna być tak duża, jak to możliwe, około 10 metrów. Na wyższych wysokościach wiatr jest silniejszy, ponieważ nie ma przeszkód w postaci struktur naziemnych, wzgórz i drzew. W żadnym wypadku nie instaluj generatora wiatrowego na dachu domu. Drgania rezonansowe konstrukcji mocujących mogą powodować zniszczenie ich ścian.

Zadbaj o niezawodność masztu nośnego, ponieważ konstrukcja wiatraka na podstawie takiego generatora jest znacznie cięższa i jest już dość poważnym rozwiązaniem, które może zapewnić autonomiczne zasilanie domku przy minimalnym zestawie urządzeń elektrycznych. Urządzenia działające na napięciu 220 woltów mogą być zasilane z falownika 12–220 V. Najpopularniejszą wersją takiego falownika jest bezprzerwowy zasilacz do komputera.

Lepiej jest używać generatorów diesla, w tym ciężarówki, ponieważ są zaprojektowane do pracy przy niskich prędkościach. Średnio silnik wysokoprężny dużej ciężarówki pracuje w zakresie prędkości od 300 do 3500 obr / min.

Nowoczesne generatory wytwarzają 12 lub 24 wolty, a prąd 100 amperów był od dawna normalny. Po prostych obliczeniach możesz stwierdzić, że taki generator da ci maksymalnie 1 kW mocy, a generator Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, który jest już całkiem przyzwoitą liczbą.

Co powinno być kołem wiatrowym dla domowej turbiny wiatrowej?

Wspomniałem w tekście, że koło wiatrowe powinno być duże i mieć wiele łopat, w rzeczywistości tak nie jest. To stwierdzenie było prawdziwe dla tych mikro-generatorów, które nie twierdzą, że są poważnymi maszynami elektrycznymi, ale raczej kopiami do zapoznania się i wypoczynku.

W rzeczywistości projektowanie, obliczanie i tworzenie koła wiatrowego jest bardzo trudnym zadaniem.Energia wiatrowa zostanie wykorzystana bardziej racjonalnie, jeśli zostanie wykonana bardzo dokładnie, a profil „lotniczy” będzie doskonale wyświetlany, a musi być zainstalowany pod minimalnym kątem do płaszczyzny obrotu koła.

Rzeczywista moc kół wiatrowych o tej samej średnicy i różnej liczbie łopat jest taka sama, różnica polega tylko na prędkości ich obrotu. Im mniej skrzydeł - tym więcej obrotów na minutę, przy tym samym wietrze i średnicy. Jeśli zamierzasz osiągnąć maksymalną prędkość, musisz zamontować skrzydła tak dokładnie, jak to możliwe, pod minimalnym kątem do płaszczyzny ich obrotu.

Sprawdź tabelę z książki z 1956 r. „Homemade Wind Farm”, wyd. DOSAAF Moskwa. Pokazuje związek między średnicą koła, mocą i prędkością obrotową.

W domu te teoretyczne obliczenia nie mają większego zastosowania, miłośnicy robią koła wiatrowe z improwizowanych środków, co następuje:

• Sklejka

• Blachy metalowe;

• Rury kanalizacyjne z tworzyw sztucznych.

Własnymi rękami możesz zmontować szybkie koło wiatrowskazowe 2-4 z rur kanalizacyjnych, z wyjątkiem nich potrzebujesz piły do ​​metalu lub innego narzędzia tnącego. Zastosowanie tych rur wynika z ich kształtu, po przycięciu mają kształt wklęsły, co zapewnia wysoką reaktywność na przepływ powietrza.

Po przycięciu są one mocowane ŚRUBAMI na półfabrykacie metalowym, tekstolitowym lub sklejkowym. Jeśli zamierzasz zrobić go ze sklejki - lepiej jest przykleić i skręcić kilka warstw sklejki za pomocą śrub po obu stronach, możesz uzyskać sztywność.

Oto pomysł na dwa łopatkowe wirniki stałe do generatora silnika krokowego.

Wnioski

Możesz wykonać instalację wiatrową z małych mocy - jednostek watów, do zasilania pojedynczych lamp LED, sygnalizatorów i małego sprzętu, do dobrych wartości mocy w jednostkach kilowatów, gromadzenia energii w akumulatorze, wykorzystania go w pierwotnej postaci lub konwersji do 220 woltów. Koszt takiego projektu będzie zależeć od twoich potrzeb, być może najdroższym elementem jest maszt i baterie, może wynosić od 300-500 dolarów.