Gerador eólico caseiro e seus análogos industriais

Teoria, prática, o modelo atual de um gerador eólico e seus análogos industriais com descrição e preço.

Para quem costuma viajar e parar por dias e noites na natureza, provavelmente me ocorreu que seria bom ter uma fonte de recarga para uma bateria de carro e baterias de outros dispositivos móveis: laptops, telefones, navegadores GPS, luzes etc.

Além disso, com uma fonte de energia suficientemente potente de até 12 V, você pode usar um conversor de voltagem 12 220 para obter um soquete de 220 V. completo. Isso aumentará ainda mais o nível de conforto com o qual todos os cidadãos estão acostumados e aumentará o número de dispositivos usados ​​em seu nível normal.

Você pode obter esse nível de conforto com painéis solares, geradores eólicos e hidrogeneradores. Com um nível de potência de até 1000 W, esses dispositivos podem ser compactos o suficiente, mesmo para transportar por uma pessoa; se falamos de veículos, você pode levar fontes de energia mais poderosas.

Por onde começar?

Se você tem a habilidade de trabalhar com ferramentas simples, como um “moedor”, uma furadeira elétrica, uma máquina de solda, ferro de solda, chave de fenda, então não será difícil montar um moinho de vento caseiro. Mas lembre-se de que, como em qualquer negócio, a habilidade vem com a experiência. Uma coisa é montar um layout existente e um moinho de vento completamente diferente, projetado para qualquer vento, com estabilização de tensão e proteção contra sobrecargas.

Agora vamos falar mais detalhadamente sobre como montar um simples moinho de vento e o que é necessário para isso. Deve-se dizer que existem moinhos de vento do tipo horizontal e vertical, ou seja, com o plano de rotação do rotor no plano vertical e horizontal.

Os moinhos de vento historicamente mais utilizados, com rotores localizados verticalmente (moinhos de vento). Isso é um tanto estranho, se você se lembrar que a horizontal tem várias vantagens óbvias. Por exemplo, eles são de todas as perspectivas, ou seja, o vento de ambos os lados girará seu rotor. Eles precisam apenas de um rolamento.

Os moinhos de vento “verticais” precisam do mesmo dispositivo rotativo, cauda para rastrear o vento e girá-lo. Além disso, eles precisam de um rolamento adicional para girar o rotor de trabalho e outra dobradiça para proteger contra ventos muito fortes.

Coração de um moinho de vento.

No início, durante a construção de um moinho de vento, é necessário determinar gerador elétrico. Este é o coração do seu dispositivo. A primeira coisa que vem à mente é gerador de carro. Mas devemos levar em conta algumas nuances.

Em primeiro lugar, os geradores de automóveis requerem tensão de excitação, ou seja, requer um fio adicional para conectar e uma bateria adicional para funcionar, o que não é muito conveniente.

Em segundo lugar, os geradores de automóveis exigem uma alta velocidade de rotação para uma operação eficiente (mais de 1000 rpm), o que complica o acionamento.

Em terceiro lugar, eles são bastante pesados, o que complica o design do mastro.

Com base no exposto, como gerador de trabalho, geralmente escolha motores DC. Se você girar esse motor pelo eixo de trabalho, a tensão aparecerá em seus terminais.

Motores elétricos comprovados em computadores antigos de meados do século passado. Nesses dispositivos, eles giravam unidades de unidades e unidades de fita. Esses motores podem ser encontrados no mercado de rádio Mitino, em Moscou, ou em outro mercado de pulgas.

O modelo atual.

O motor específico usado tinha os seguintes parâmetros: U = 48 V, I = 15A, N = 1200 rpm. O rotor de uma turbina eólica gira a uma frequência de cerca de 500 rpm e, com o aumento da frequência, não é a tensão que aumenta, mas a corrente de operação.

Para otimizar a operação do dispositivo, o rotor de trabalho não está montado no eixo do motor, mas é usada uma caixa de engrenagens.A caixa de velocidades pode ser de corrente ou correia. A corrente é muito mais confiável e a correia é mais fácil de fabricar.

Cadeia aplicada. Como passeio, você pode usar a "mecânica" da bicicleta antiga e os tubos da estrutura. No rotor existe um asterisco Z = 48, no gerador Z = 10, a conexão é feita por uma corrente de bicicleta.

O gerador é preso com parafusos, mas você pode usar um pedaço de tubo de plástico inserindo o gerador nele e prendendo-o com grampos de parafuso para automóveis. É melhor encher os locais de fixação de parafusos e grampos com cola de borracha "Momento".

As nuances da fabricação de um rotor.

É muito responsável abordar a fabricação do rotor. A eficiência do gerador depende muito da sua qualidade. O rotor após a fabricação deve ser cuidadosamente equilibrado. A vida útil de todo o dispositivo depende disso.

As lâminas são feitas de tubos de alumínio ou plástico de 2 mm com um diâmetro de 60 a 80 mm. É mais fácil fazer tubos, porque este material é mais macio e fácil de fornecer o perfil desejado. Pode ser necessário redimensionar experimentalmente as lâminas.

Lâminas grandes e largas trabalham com ventos muito fracos, mas não desenvolvem altas rotações devido ao alto arrasto aerodinâmico. Os pequenos giram rapidamente, mas com um vento suficientemente forte.

Meu moinho de vento possui um rotor com diâmetro de 2,5 metros, com vento fraco (5-8m / s) são utilizadas 6 pás. Com um vento forte, quatro pás são removidas, mesmo com duas pás, o moinho de vento fornece 4-6 A a uma voltagem de 14 V.

Você pode reduzir o tamanho do rotor para 1,6 e usar 2-3 lâminas constantemente. Se você pretende alterar o número de pás, dependendo da força do vento, o mastro deve ser feito com uma dobradiça na base para que possa ser baixado sem dobrar.

Como fazer um mastro?

O mastro é feito de várias seções de 2 a 2,5 metros de comprimento, de um tubo de aço de ¾ de polegada ou de um tubo de alumínio, mas com um diâmetro maior. Normalmente, são utilizadas de 3 a 4 seções, para facilitar a montagem e o transporte. Para evitar que seu mastro caia, você precisa usar um “calcanhar” na forma de um retângulo de metal de 30x30 cm e um sistema de três extensões com pinos de metal. Você pode usar um mastro pronto, por exemplo, usado para antenas da faixa de microondas. Também estão à venda mastros telescópicos profissionais muito confortáveis.

Forte proteção contra o vento.

Algumas palavras sobre proteção contra sobrecarga em ventos muito fortes. A opção mais simples é uma dobradiça adicional no mastro. Com a ajuda dessa dobradiça, um moinho de vento pode tombar, "levantando" o rotor para o céu, com um vento muito forte, ou você pode derrubá-lo usando uma corda amarrada à "cauda" do moinho de vento. A propósito, a cauda é feita de um cano ou canto com uma lâmina vertical presa no final, medindo aproximadamente 50x50 cm.O comprimento total da cauda é de aproximadamente 1,8 m.

Painel de controle

O painel de controle e carregamento da bateria contém, em sua forma mais simples, um voltímetro de 30 V; amperímetro a 30 A; ponte de díodos para 30 A 100 V; resistor de reator enrolado com um motor (reostato) a 50 W, resistência 5-10 Ohms. O resistor é finalizado removendo as últimas voltas.

Após o refinamento, se você mover o controle deslizante do resistor para sua posição extrema, seu circuito estará aberto. Esta é a sua condição de trabalho. O resistor é ligado em paralelo com o gerador antes da ponte de diodos, mas depois do amperímetro. É usado para parar o gerador de emergência (reduzir a velocidade do rotor).

Métodos elétricos de proteção e controle.

O resistor deve suportar uma corrente de 20 a 30 A por 30 segundos. Se a bateria já estiver totalmente carregada e não for necessário ativar cargas adicionais, podemos causar um curto-circuito no gerador com um resistor em alguns segundos. A corrente neste caso é 2-3 vezes menor que a corrente.

Depois de parar, "derrubamos" o gerador ou amarramos uma das pás no mastro. Nunca pare as pás do gerador com as mãos ou com objetos estranhos, pois isso sempre leva a ferimentos pessoais e danos ao equipamento.

Não limite a corrente de carga da bateria com um resistor, poisé provável que isso leve ao seu fracasso. Para limitar a corrente, use cargas adicionais, geralmente lâmpadas incandescentes. Para conectar o gerador e o sistema de controle, é utilizado um cabo convencional sem anéis deslizantes. Seção transversal do cabo 2x2,5 milímetros quadrados. O melhor material é borracha ou silicone.

Conversor de tensão 12-220 V.

Os dispositivos comprados são geralmente usados ​​como inversores de 12-220 V, mas são bastante caros (de 1.500 a 10.000 rublos). Para tais fins, você pode usar descomissionado escritório "ininterrupta" UPS 1000-UPS 5000. Após um ano de operação, suas baterias não "retêm" a carga. Esses dispositivos são descartados e descartados no lixo. Ao conectar uma bateria de carro ao no-break, você obtém um belo inversor gratuitamente.