Como fazer um gerador eólico de bricolage

O vento é energia livre! Então, vamos usá-lo para fins pessoais. Se a criação de um parque eólico em escala industrial é muito cara, porque, além do gerador, são necessários vários estudos e cálculos, o Estado não incorre em tais custos e, para investidores nos países da ex-URSS, isso, por algum motivo, não causa muito interesse. Em particular, você pode fazer um mini-moinho de vento para suas próprias necessidades. Vale a pena entender que o projeto de converter sua casa em energia alternativa é um empreendimento muito caro.

Como já foi dito: é necessário fazer longas observações e cálculos para encontrar a proporção ideal entre os tamanhos da roda e do gerador de vento adequados ao seu clima, rosa dos ventos e velocidade média anual do vento.

A eficiência de uma instalação de energia eólica dentro de uma região pode variar significativamente, devido ao fato de o movimento do vento depender não apenas da zona climática, mas também do terreno.

No entanto, você pode descobrir o que é energia eólica a baixo custo montando uma instalação econômica para alimentar uma carga de baixa energia, como um smartphone, lâmpadas ou rádio. Com a abordagem adequada, você pode fornecer eletricidade para uma casa pequena ou uma casa de verão.

Vejamos como você pode fazer uma instalação simples de energia eólica com suas próprias mãos.

Moinhos de vento de baixa potência a partir de meios improvisados

Um refrigerador de computador é um motor sem escova que, na sua forma original, não representa um valor prático.

Ele precisa ser rebobinado, pois no original os enrolamentos são conectados inadequadamente. Bobinas de enrolamento alternadamente:

1. No sentido horário;

2. Anti-horário;

3. No sentido horário;

4. No sentido anti-horário.

Você precisa conectar bobinas adjacentes em série, e é ainda melhor enrolar um pedaço de fio que passa de uma ranhura para outra. Nesse caso, selecione a espessura do fio arbitrariamente; será melhor se você enrolar tantas voltas quanto possível, e isso é possível ao usar o fio menos fino.

A tensão de saída de um gerador desse tipo será variável e seu valor dependerá da velocidade (velocidade do vento); instale uma ponte de diodos dos diodos Schottky para endireitá-la a uma constante; diodos comuns funcionarão, mas será pior, porque tensão de 1 a 2 volts cairá sobre eles.

Digressão lírica, um pouco de teoria

Lembre-se de que a magnitude do campo eletromagnético é:

E = BLV,

onde L é o comprimento do condutor colocado em um campo magnético; V é a velocidade de rotação do campo magnético;

Ao atualizar o gerador, você pode afetar apenas o comprimento do condutor, ou seja, o número de voltas de cada uma das bobinas. O número de voltas determina a tensão de saída e a espessura do fio determina a carga máxima de corrente.

Na prática, é impossível influenciar a velocidade do vento. No entanto, também há uma maneira de sair dessa situação, tendo aprendido a velocidade típica do vento para sua área, você pode projetar um rotor adequado para rotações para uma instalação de energia eólica, bem como uma caixa de engrenagens ou acionamento por correia, para garantir rotações suficientes para gerar a voltagem necessária.

IMPORTANTE: Mais rápido não significa melhor !!! Se a velocidade de rotação do gerador eólico for muito alta, sua vida útil será reduzida, as propriedades de lubrificação das buchas ou mancais do rotor se deteriorarão e ele ficará atolado, e provavelmente ocorrerá a quebra do isolamento do enrolamento no gerador.

O gerador consiste em:

Aumentamos a potência do gerador de um refrigerador de computador

Em primeiro lugar, quanto mais lâminas e diâmetro da roda, melhor, então observe os resfriadores de 120 mm.

Em segundo lugar, já dissemos que a tensão depende do campo magnético, o fato é que os geradores industriais de alta potência possuem enrolamentos de campo e os de baixa potência possuem ímãs fortes. No resfriador, os ímãs são extremamente fracos e não permitem obter bons resultados do gerador, e o espaço entre o rotor e o estator é muito grande - cerca de 1 mm, e isso ocorre com os ímãs já fracos.

A solução para esse problema é alterar radicalmente o design do gerador. Em vez disso, apenas um impulsor é necessário em um refrigerador; como gerador em si, usamos um motor de uma impressora ou de qualquer outro aparelho doméstico. Os motores de escova mais comuns com excitação por ímã permanente.

Como resultado, ficará assim.

A energia desse gerador é suficiente para alimentar os LEDs, o rádio. Não será suficiente recarregar o telefone, o telefone exibirá o processo de carregamento, mas a corrente será extremamente pequena, de até 100 Amperes, com um vento de 5 a 10 metros por segundo.

Motor de passo como gerador de vento

Um motor de passo é muito comum em computadores e eletrodomésticos, em vários players, unidades de disquete (modelos antigos de 5,25 ”são interessantes), impressoras (especialmente as matriciais), scanners, etc.

Esses motores sem alterações podem funcionar como gerador, são um rotor com ímãs permanentes e um estator com enrolamentos, um diagrama de conexão típico de um motor de passo no modo gerador é mostrado na figura.

Um estabilizador linear de 5 Volts, tipo L7805, está instalado no circuito, o que permitirá conectar com segurança telefones celulares a um moinho de vento para carregá-los.

Na foto, um gerador de um motor de passo com lâminas montadas.

O motor em um caso particular com 4 fios de saída, o circuito, respectivamente, sob ele. Um motor com essas dimensões no modo gerador produz cerca de 2 W em ventos fracos (a velocidade do vento é de cerca de 3 m / s) e 5 m / s em ventos fortes (até 10 m / s).

A propósito, aqui está um circuito semelhante com um diodo zener, em vez do L7805. Permite carregar baterias de íon de lítio.

Melhoria de um moinho de vento caseiro

Para que o gerador funcione de forma mais eficiente, é necessário torná-lo uma haste guia e fixá-lo no mastro de maneira móvel. Então, quando a direção do vento mudar, a direção do gerador de vento mudará. Em seguida, surge o seguinte problema - o cabo que vai do gerador ao consumidor será torcido ao redor do mastro. Para resolver isso, é necessário fornecer um contato móvel. Uma solução pronta está sendo vendida no Ebay e Aliexpress.

Os três fios inferiores - imóveis, descem e o feixe superior de fios - é móvel, um contato deslizante ou um mecanismo de escova é instalado no interior. Se você não tem a oportunidade de comprar, seja inteligente e, inspirado na decisão dos projetistas do carro Lada, ou seja, na implementação do contato móvel do botão de sinal no volante e faça algo semelhante. Ou use a almofada da chaleira elétrica.

Ao conectar os conectores, você obtém um contato móvel.

Gerador de vento poderoso de meios improvisados.

Para obter mais energia, você pode usar duas opções:

1. Um gerador de uma chave de fenda (10-50 W);

2. Gerador eólico de um gerador de carro.

De uma chave de fenda, você só precisa de um motor, a opção é semelhante à anterior, você pode usar as pás do ventilador como um parafuso, isso aumentará a potência total da sua instalação.

Aqui está um exemplo da implementação de um projeto:

Preste atenção em como a mudança de marchas é implementada aqui - o eixo do gerador eólico está localizado no tubo, uma engrenagem está localizada em sua extremidade, que transmite rotação para a engrenagem menor fixada no eixo do motor. Um aumento na velocidade do motor também ocorre em turbinas eólicas industriais. Caixas de engrenagens são usadas em todos os lugares.

No entanto, em um ambiente caseiro, a fabricação de uma caixa de engrenagens se torna um grande problema.Você pode remover a caixa de engrenagens da ferramenta elétrica, é necessário reduzir as altas rotações no eixo do motor do comutador para as rotações normais do mandril na broca ou do disco do moedor:

Uma caixa de engrenagens planetária é instalada na broca;

• Uma engrenagem angular é instalada no moedor (será útil para a instalação de algumas instalações e reduzirá a carga da cauda da turbina eólica);

• Engrenagem de uma broca de mão.

Esta versão de um gerador eólico caseiro já pode carregar baterias de 12 V, no entanto, é necessário um conversor para gerar corrente e tensão de carregamento. Essa tarefa pode ser simplificada usando um gerador de carro.

Gerador de vento do gerador do carro

O gerador de automóvel consiste em um estator com um enrolamento trifásico e um rotor com um conjunto de escova e uma bobina de excitação. Esse gerador é conectado à carga através de uma ponte de diodos montada de acordo com o circuito de Larionov, geralmente localizado na contracapa do gerador. Veja aqui para mais detalhes: Como o gerador de automóveis funciona e funciona

A vantagem de um gerador desse tipo é a capacidade de usá-lo para carregar baterias de carros; em princípio, ele foi projetado para isso. Os geradores automáticos possuem um relé regulador de tensão, o que elimina a necessidade de comprar estabilizadores ou conversores adicionais.

No entanto, os motoristas sabem que em marcha lenta baixa, cerca de 500-1000 rpm, a energia de um gerador desse tipo é pequena e não fornece a corrente adequada para carregar a bateria. Isso leva à necessidade de se conectar à roda do vento através de uma caixa de velocidades ou acionamento por correia.

Você pode ajustar o número de rotações na velocidade normal do vento para suas latitudes, selecionando uma relação de marchas ou usando uma roda de vento projetada adequadamente.

Dicas úteis

Talvez o design do mastro mais conveniente para uma turbina eólica seja o mostrado na figura. Esse mastro é esticado em cabos fixados em suportes no solo, o que garante estabilidade.

Importante: A altura do mastro deve ser a maior possível, cerca de 10 metros. Em altitudes mais altas, o vento é mais forte, porque não há obstáculos na forma de estruturas do solo, colinas e árvores. Em nenhum caso, não instale um gerador de vento no telhado da sua casa. Vibrações ressonantes das estruturas de fixação podem causar a destruição de suas paredes.

Cuide da confiabilidade do mastro do transportador, porque o design do moinho de vento com base em um gerador desse tipo é significativamente mais pesado e já é uma solução bastante séria que pode fornecer à fonte de alimentação autônoma da casa de campo um conjunto mínimo de aparelhos elétricos. Os dispositivos que operam em 220 volts podem ser alimentados por um inversor de 12 a 220 V. A versão mais comum desse inversor é fonte de alimentação ininterrupta para pc.

É melhor usar geradores a diesel, incl. caminhões, porque são projetados para trabalhar em baixas velocidades. Em média, o motor diesel de um caminhão grande opera na faixa de velocidade de 300 a 3500 rpm.

Os geradores modernos produzem 12 ou 24 volts e uma corrente de 100 amperes é normal há muito tempo. Após cálculos simples, você pode determinar que esse gerador fornecerá até 1 kW de potência, tanto quanto possível, e um gerador da Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, que já é um número bastante decente.

O que deve ser uma roda de vento para uma turbina eólica caseira?

Mencionei no texto que a roda do vento deve ser grande e com muitas pás, na verdade não é assim. Essa afirmação era verdadeira para os microgeradores que não afirmam ser máquinas elétricas sérias, mas sim cópias para familiarização e lazer.

De fato, projetar, calcular e criar uma roda de vento é uma tarefa muito difícil.A energia eólica será usada de maneira mais racional se for executada com muita precisão e o perfil “aviação” for exibido perfeitamente, enquanto deve ser instalado com um ângulo mínimo em relação ao plano de rotação da roda.

A potência real das rodas de vento com o mesmo diâmetro e número de lâminas diferente é a mesma, a diferença está apenas na velocidade de rotação. Quanto menos asas - mais rotações por minuto, com o mesmo vento e diâmetro. Para atingir a velocidade máxima, você deve montar as asas com a maior precisão possível, com um ângulo mínimo em relação ao plano de rotação.

Confira a tabela de um livro de 1956, "Homemade Wind Farm", ed. DOSAAF Moscou. Ele mostra a relação entre diâmetro da roda, potência e rpm.

Em casa, esses cálculos teóricos pouco servem, os amantes fazem rodas de vento a partir de meios improvisados, como segue:

• Contraplacado

• Folhas de metal;

• Tubos de esgoto de plástico.

Com suas próprias mãos, você pode montar uma roda de vento de alta velocidade com 2-4 palhetas a partir de canos de esgoto, exceto por elas precisar de uma serra ou de qualquer outra ferramenta de corte. O uso desses tubos é devido à sua forma, após o corte eles têm uma forma côncava, o que garante alta capacidade de resposta aos fluxos de ar.

Após o corte, eles são fixados com PARAFUSOS em uma placa de metal, textolite ou compensado. Se você pretende fabricá-lo com madeira compensada - é melhor colar e torcer várias camadas de madeira compensada com parafusos nos dois lados, para obter rigidez.

Aqui está a idéia de um impulsor sólido de duas pás para um gerador de motor de passo.

Conclusões

Você pode fazer uma instalação de energia eólica a partir de pequenas potências - unidades de watts, para alimentar lâmpadas LED individuais, beacons e pequenos equipamentos, com bons valores de potência em unidades de quilowatts, acumular energia na bateria, usá-la em sua forma original ou converter até 220 volts. O custo desse projeto dependerá de suas necessidades, talvez o elemento mais caro seja o mastro e as baterias, podendo estar na faixa de US $ 300 a US $ 500.