В тази статия ще разгледаме подробно как да направите вятърен генератор със собствените си ръце. В крайна сметка е трудно да си представим живота на съвременния човек без електричество. И дори малките прекъсвания в доставката на електроенергия понякога се превръщат в „парализиращ момент“ за нормален живот собствен дом. И такива проблеми, трябва да признаем, за някои крайградски села или селища V селски райони- уви, не е необичайно. Това означава, че трябва по някакъв начин да се предпазите от неприятности и да придобиете резервен източник на енергия. И ако вземем предвид постоянно растящите тарифи, тогава наличието на собствен източник и дори такъв, който работи практически „безплатно“, се превръща в съкровената мечта на много собственици на жилища.

Една от областите на развитие на „безплатната енергия“ в наше време е използването на вятърна енергия. Мнозина вероятно са виждали впечатляващи снимки на огромни вятърни турбини, успешно използвани в някои европейски страни - на някои места делът на енергията, генерирана от вятъра, вече достига няколко десетки процента от общия обем. Така възниква изкушението - не трябва ли да се опитам да направя вятърен генератор със собствените си ръце, за да спечеля веднъж завинаги независимост от електрическата мрежа?

Въпросът е разумен, но трябва незабавно да охладите пламът на „мечтателя“. За да създадете наистина висококачествена, продуктивна инсталация за производство на електроенергия, са необходими значителни познания по механика и електротехника. Трябва да сте много опитен майстормайстор на всички занаяти – ще има цяла поредица от изключително сложни операции, които изискват прецизен дизайн и квалифициран подход за изпълнение. Поради съвкупността от тези причини, както може да се съди от дискусиите във форумите, доста „кандидати“ или не са получили очаквания резултат, или напълно са се отказали от планирания проект.

Ето защо тази статия ще даде прегледна снимка, показваща общи проблемии насоки за тяхното решаване в процеса на създаване на вятърни генератори. Ще бъде възможно грубо да оцените мащаба на работата и трезво да претеглите възможностите си - дали си струва да поемете себе си.

Какво е вятърен генератор? Обща структура на системата

Има няколко начина за получаване на електрическа енергия - поради излагане на поток от фотони (светлина, например слънчеви панели), поради определени химична реакция(широко използвани в батерии), поради температурни разлики. Но в момента най-широко се използва преобразуването на кинетичната енергия в електрическа. Тази трансформация се извършва в специални устройства, които се наричат ​​генератори.

Принципът на работа на генератор, който преобразува кинетичната енергия в електрическа, е открит и описан още през 19 век от Фарадей.

Принципът на най-простия електрически генератор

Той се крие във факта, че ако проводяща рамка бъде поставена в променящо се магнитно поле, тогава в нея ще се индуцира електродвижеща сила, която при затваряне на веригата ще доведе до появата на електрически ток. И промяна в магнитния поток може да бъде постигната чрез завъртане на тази рамка в магнитно поле или създадено постоянни магнити, или се появяват във възбудителните намотки. Когато позицията на рамката се промени, големината на магнитния поток, преминаващ през нея, се променя. И колкото по-висока е скоростта на промяна, толкова по-големи са показателите на индуцираното ЕМП. По този начин, колкото повече обороти се предават на ротора (въртящата се част на генератора), толкова по-голямо напрежение може да се постигне на изхода.

Диаграмата, разбира се, е показана с големи опростения, само за да се изясни принципът.

Предаването на въртене към ротора на генератора може да се извърши по различни начини. И един от начините да се намери безплатен източник на енергия, който да задвижи кинематичната част на устройството, е да се „улови” силата на вятъра. Тоест приблизително по същия начин, както създателите на вятърни мелници някога са успели да го направят.

По този начин дизайнът на вятърен генератор предполага наличието на генераторно устройство и механизъм за предаване на въртеливо движение към статора, тоест вятърна мелница. Освен това, предпоставкасе превръща в структура, която осигурява надежден монтажсистема, тъй като често трябва да се постави на значителна височина, така че естествени или изкуствени препятствия да не пречат на пълното „улавяне на вятъра“. В някои случаи се използва и кинематична трансмисия, предназначена да увеличи броя на оборотите на ротора.

Един пример за предаване с повишена скорост от вятърна мелница към генератор

Но това не е всичко. Наличието и скоростта на вятъра най-често са изключително променливи величини. И да се прави потреблението на генерираната енергия в зависимост от „капризите на времето“ е неразумно. Следователно вятърният генератор обикновено работи заедно със система за съхранение на енергия.

Генерираният ток се изправя, стабилизира и чрез специално управляващо устройство или отива директно за по-нататъшно потребление, или се пренасочва за зареждане на включените във веригата мощни батерии. От батериите чрез инвертор, който преобразува постоянен ток в променлив ток с необходимото напрежение и честота, се подава захранване към точките на потребление. Батериите се превръщат в един вид буферна връзка: ако текущото натоварване е по-малко от текущата (силно зависима от силата на вятъра) мощност на генератора или ако изобщо не са свързани консуматорски устройства за известно време, тогава батериите се зареждат. Ако натоварването стане по-високо от генерираната мощност, батериите се разреждат.

Интересен момент е, че именно тази функция на вятърна електроцентрала ви позволява да планирате мощността на самия генератор, не въз основа на индикаторите за пиково натоварване (инверторът ще бъде до голяма степен отговорен за това), а въз основа на прогнозираната енергия консумация за определен период (например месец).

Разбира се, по-прости схеми могат да се използват в ежедневието. Например вятърна турбина просто обслужва някакво осветително оборудване с ниско напрежение и т.н.

Плюсове и минуси на вятърни електроцентрали

Като пример, нека първо да разгледаме най-простия дизайн на вятърен генератор, който дори ученик от средното училище може да сглоби. Практическото приложение на такава „електроцентрала“ не е особено широко, но само за да разширите разбирането си и да придобиете някои умения - защо не?

Дизайнът на целия блок се състои от основни и спомагателни елементи.

Към списъка с основните елементивключва:

• генератор;
• мачта;
• витло.

ДА СЕ спомагателни елементиТози „технологичен пробив“ включва:

1. Батерии, които от своя страна се състоят от батерии.
2. Инвертор(може да се нарече и контролер).
3. Спомагателните елементи включват и автоматичен превключвателзахранване.

Устройство:

1. Мачта, витло и генератор.Целта им е ясна за всички: има витло на огромна мачта, вятърът го задвижва, то се върти, генерирайки енергия. Тази получена енергия след това се изпраща към генератор, който от своя страна генерира проста вятърна енергия в електричество.
2. Контролер.Задачата на контролера е да преобразува променливия ток в постоянен, така че да може да се съхранява в батериите.
3. Инвертор.Работи в обратен режим спрямо контролера. На излизане постоянен токот батерии, инверторът го прехвърля на променлив, който е подходящ за работа с домакински електрически уреди.
4. Батерия.Неговото предназначение е ясно за всички - акумулира получената енергия и изпълнява работата на приемник.
5. Автоматичен превключвател на захранванетоосигурява непрекъсната доставка на електроенергия чрез превключване между източниците. Например, ако няма вятър и вашата вятърна турбина не може да осигури необходимото количество енергия, тогава превключвателят ще бъде преобразуван в дизелова електроцентрала.

На какво трябва да обърнете внимание?

1. При избора на вятърен генератор за домашна употреба, трябва да обърнете внимание на коефициента на използване на вятъра и, разбира се, най-важното е мощността. При добри варианти за вятърни генератори за дома коефициентът достига до 45%, което е много продуктивно. Мощността на домакинските уреди започва от 300 W до 10 kW (вторият индикатор е достатъчен, за да сте сигурни, че всички електрически уреди във вашия дом работят).
2. Много важен аспектКогато избирате вятърна мелница за вашия дом, най-важният фактор е нейната скорост.В стандартните версии варира от 5 до 7 единици. Например, ако сте избрали вятърна мелница със скоростна единица „5“, това означава, че при вятър от 10 метра в секунда вашето витло ще се върти със скорост 5 пъти по-бърза, тоест 50 метра в секунда.

Създадени са както стандартни вятърни генератори с хоризонтална ос на въртене, така и вертикално ориентирани; техният винт представлява не вертикално, а хоризонтално работно колело. Когато избирате второ устройство, не е необходимо да се фокусирате върху посоката на вятъра, но те са по-трудни за производство, инсталиране и работа, така че не са много популярни.

От какво зависи ефективността на работата:

1. Проекти на конкретна единица.Много зависи от това, тъй като всяка вятърна мелница има свои собствени характеристики на сглобяване, така че всяка от тях ще се различава по отношение на производителността. Много зависи от размера на самата вятърна мелница и лекотата на нейните перки. Самият генератор (сърцето на цялата конструкция) също играе важна роля.
2. Метеорологичните условия на района, където е инсталирана вятърната турбина.Както беше посочено по-рано, няма смисъл да инсталирате това нещо в неветровита зона. Ако го инсталирате при слаб вятър, няма да получите никаква полза от него.

Инсталация

Инсталирането на вятърна турбина е много сложна процедура. На първо място, трябва да закупите ипотеки за основата и закрепващите части. След това трябва да излеете бетонна основа, която ще държи вашето устройство. Когато изливате основата, трябва незабавно да инсталирате предварително закупените крепежни елементи. След като основата е излята, тя трябва да престои 21 дни, преди да се монтира мачтата.

Следва по-трудна работа. Не можете да го направите сами; имате нужда от специално обучен персонал и тежко оборудване ( кранЗадължително). Сглобяването на един вятърен генератор за дома ще отнеме поне цял ден.

Цялата работа, свързана с монтажа и инсталирането на оборудване (това включва свързване към мрежата, свързване на всички кабели, сглобяване на целия модул и т.н.), трябва да се извършва изключително от квалифицирани работници.

Аматьорската дейност в тази сложна материя не се насърчава. Монтажът на цялото оборудване се извършва в сухо помещение с температура от 10 до 30 градуса по Целзий. Специални работници, които са сглобили и инсталирали оборудването, трябва да осигурят пакет от услуги, според които ще трябва да ремонтират вятърния генератор по време на работа.

Предимства на използването на вятърен генератор у дома:

1. Най-важното предимство е безплатното електричество. След като заплатите цялото оборудване и инсталацията на този уред, вече няма да трябва да плащате за електричество. Сега вие все още работите върху това.
2. Много често срещано явление е прекъсването на електрозахранването в трудни периоди от годината.Това често се случва поради прекъсната линия или проблеми с. Инсталирайки ветрогенератор във вашия дом, вашите електрически уреди вече няма да се влияят от времето. При трудни метеорологични условия вятърната мелница ще работи дори по-бързо от нормалното.
3. Тези единици са безопасни за заобикаляща среда и практически не издава шум по време на работа. Това е много по-добър енергиен вариант от този, който разрушава екосистемата на планетата.
4. Вятърната турбина е много добра в техническото разбиране.В крайна сметка той може да работи в комбинация с няколко източника на енергия, например: дизелова електроцентрала, слънчеви панели и т.н. Това е удобно, ако някой източник на електроенергия не може да снабди дома ви с енергия при пълен капацитет.

Недостатъци на вятърните генератори:

1. Първият съществен недостатък е, разбира се, зависимостта от метеорологичните условия.Вятърната мелница няма да работи там, където вятърните течения са слаби. Разумно е да се инсталира само на морския бряг и на места, където има повишена ветровитост. Инсталирайки вятърен генератор у дома, в район, където вятърните потоци са под средните, никога няма да постигнете, че този тип производство на електроенергия е основното.
2. Цената също не е много приятна.Такова удоволствие е много, много скъпо. В най-добрия случай това устройство ще може да се изплати само след 10 години. Самият генератор, мачтата и вятърната мелница са само 30 процента от цената на цялата конструкция, останалото се поема от батериите и инвертора. Освен това самите батерии днес не са издръжливи и ще трябва да ги сменяте много често, което също ще удари силно джоба ви.
3. Сигурността на този производител на алтернативна енергия не е от най-високите нива.Ако остриетата са силно износени, те могат просто да се отделят и да причинят значителни щети на имущество или, още по-лошо, човешки живот.

Видео за инсталиране на вятърен генератор:

Как се отнася законодателството към инсталирането на вятърен генератор на вашия сайт?

1. Според законите на всички страни бившия СССР , енергийното законодателство не сертифицира вятърни турбини, така че когато инсталирате вятърна турбина на вашия сайт, не е необходимо да вземате сертификати от държавни агенции.
2. Ако вашата вятърна мелница е до 75 kW, тогава той е еквивалентен на домакински електрически уреди, тоест като дизелов или бензинов генератор.
3. Ако вашето устройство не надвишава височина от 30 метраи мощност 75 kW, тогава при инсталирането му няма да имате нужда от никакви документи, свързани със законодателните органи.
4. Цялата конструкция на вятърния генератор е екологичнаи за човешкото здраве, така че никакви екологични фанатици няма да ви представят исканията си.

Направи си сам видео за инсталиране на генератор:

Кой генератор да избера за домашна вятърна електроцентрала?

От колата

1. Предимства: не е скъп, много лесен за намиране, вече е напълно сглобен.
2. недостатъци: работата изисква висока скорост на въртене, което изисква инсталирането на допълнителни ролки. Непродуктивни.

Цена: Зависи от модела и марката на автомобила.

1. Предимства: цената на целия пакет не е висока, сравнително добра производителност автомобилен генератор, при правилно сглобяване е възможно да се получи голяма мощност, много здрав и неразрушим монтаж.
2. недостатъци: много трудно начинание за необучен човек изисква обработка на струг.

Цена: Зависи от частите, които сте закупили, и номиналната желана мощност.

AC, асинхронен

1. Предимства: не е висока цена, много лесно се намира и купува, не е трудно да се преобразува във вятърна мелница, много добра производителност при ниски скорости.
2. недостатъци: максималната мощност е ограничена, тъй като устройството има високо вътрешно съпротивление, генераторът не произвежда достатъчно електричество, за да се монтира на струг;

Цена: може да се намери от хиляда рубли.

Постоянен ток

1. Предимства: прост и ясен дизайн, вече сглобен и готов за употреба, работи доста добре при ниски скорости.
2. недостатъци: Много е трудно да се намерят генератори с необходимата мощност, защото малките агрегати не произвеждат необходимата мощност, много похотливи.

Цена: започва от 7 хиляди рубли.

С постоянни магнити

1. Предимства: Много висока ефективност, можете да получите много мощност, структурата е здрава и стабилна.
2. недостатъци: Ако го направите сами, това е много сложен проект и изисква обработка на струг.

Цена: за дизайн от 500 W варира около 14 - 15 хиляди рубли.

Ниска скорост

1. Предимства: Лесен за използване, ниска цена, работи добре при ниски скорости.
2. недостатъци: Няма да работи с висока скорост, слаба мощност.

Цена: Около 10 хиляди рубли.

Асинхронен

1. Предимства: Не е скъпо, лесно се намира, не е трудно да се преобразува във вятърна мелница, работи чудесно при ниски скорости.
2. недостатъци: Вътрешното съпротивление ограничава мощността, ниска ефективност при високи скорости.

Цена: Има много голям асортимент от този продукт, цената варира около 5 хиляди рубли, до петстотин хиляди, ценовият диапазон се основава на мощността.

Вкаменелостите, които дават енергия на човечеството, скоро ще свършат, трябва да потърсим изход. Един от тези изходи е вятърен генератор. Той е скъп за проектиране и инсталиране, но като го инсталирате сега, вие осигурявате по-светло бъдеще за вашите деца.

Вятърът е чист източник на евтина енергия, който е доста лесен за получаване. Според нас всеки има право да избира откъде да получава ток. За тези цели няма нищо по-практично и ефективно от изграждането на вятърен генератор със собствените си ръце от скрап материали.

Обща схемавятърен генератор

Монтаж на вятърен генератор

Повечето от инструментите и материалите, споменати в това ръководство, могат да бъдат закупени в магазин за хардуер. Също така силно препоръчваме да потърсите следните компоненти при търговец на употребявани продукти или местно сметище.

Въпросът за безопасността е от най-висок приоритет за нас. Вашият живот е много по-ценен от евтин източник на електроенергия, така че спазвайте всички правила за безопасност, свързани с изграждането на вятърна мелница. Бързо въртящите се части, електрическите разряди и тежките метеорологични условия могат да направят една вятърна турбина доста опасна.

Дизайнът на този ветрогенератор за дома е прост и ефективен и се сглобява бързо и лесно. Можете да използвате вятърна енергия без никакви ограничения.

Компоненти за вятърни генератори

Тази инструкция използва DC електродвигател от бягаща пътека (захранване 260V, 5A), с 15 cm резбова втулка, прикрепена към него. При скорост на вятъра от около 48 km/h, изходният ток достига 7 A. Това е малко , проста и евтина единица, с която можете да започнете да използвате вятърна енергия.

Можете да използвате всеки друг DC двигател, който произвежда поне 1 V при 25 RPM и може да работи при повече от 10 ампера. Ако е необходимо, можете да промените списъка с необходимите компоненти (например, намерете отделна втулка от двигателя - за тази цел ще работи циркулярен трион с адаптер за вал 1,6 cm).

Инструменти за монтаж на вятърни генератори

Пробивна машина
- Свредла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм)
- Мозайката
- Газов ключ
- Плоска отвертка
- Регулируем гаечен ключ
- Менгеме и/или скоба
- Инструмент за оголване на кабели
- Рулетка
- Маркер
- Компас
- Транспортир
- Метчик за нарязване на резби 1/4"x20
- Помощник

Материали за сглобяване на вятърен генератор

Носеща лента:
- Квадратна тръба 25х25 мм (дължина 92 см)
- Маскиращ фланец за тръба 50 мм
- 50 mm тръба (дължина 15 cm)
- Самонарезни винтове 19 мм (3 бр.)

Забележка: ако имате възможност да ползвате машина за заваряване, след това заварете парче тръба от 50 мм с дължина 15 см към квадратна тръба, без да използвате фланец, тръба или самонарезни винтове.

Двигател:
DC мотор от бягаща пътека (захранване 260V, 5A) със закрепена към него втулка с резба 15 cm
Диоден мост (30 – 50 A)
Болтове за двигател 8х19 мм (2 бр.)
Парче PVC тръба 7,5 см (дължина 28 см)

дръжка:
Квадратно парче тенекия 30х30 см
Самонарезни винтове 19 мм (2 бр.)

Остриета:
Парче PVC тръба с дължина 20 см и дължина 60 см (ако е устойчива на ултравиолетова радиация, не е нужно да го рисуваш)
Болтове 6х20 мм (6 бр.)
Шайби 6 мм (9 бр.)
Листове хартия А4 (3 бр.)
скоч

Монтаж на вятърен генератор

Изрязване на остриетата - в крайна сметка ще имаме три комплекта остриета (общо девет) и тънка ивица отпадъци.

Поставете нашата PVC тръба с дължина 60 cm върху равна повърхност заедно с парче квадратна тръба (може да се използва всеки друг достатъчно дълъг предмет с прав ръб). Притиснете ги плътно една към друга и начертайте линия върху PVC тръбата, където се допират по цялата й дължина. Нека наречем тази линия А.

Направете маркировки във всеки край на линия А, на 1-1,5 см от ръба на тръбата.

Залепете три листа хартия A4 заедно, така че да образуват дълъг прав лист хартия. Трябва да го увиете около тръбата, като го нанесете един по един върху маркировките, които току-що сте направили върху нея. Уверете се, че късата страна на листа хартия приляга плътно и равномерно към линия А и че дългата страна се припокрива равномерно там, където се припокрива. От всеки край на тръбата начертайте линия по ръба на хартията. Нека наречем една от тези линии B, другата - C.

Дръжте тръбата така, че краят на тръбата, който е най-близо до линия B, да е обърнат нагоре. Започнете там, където линии A и B се пресичат и направете маркировки на линия B на всеки 145 mm, движейки се вляво от линия A. Последното парче трябва да е дълго около 115 mm.

Обърнете тръбата с главата надолу с края, който е най-близо до линия C. Започнете от точката, където линиите A и C се пресичат, и също маркирайте линия C на всеки 145 mm, но се преместете вдясно от линия A.

С помощта на квадратна тръба свържете съответните точки в противоположните краища на PVC тръбата с линии.

Нарежете тръбата по тези линии с помощта на прободен трион, така че да получите четири ленти с ширина 145 mm и една с ширина около 115 mm.

Поставете всички ленти вътрешна повърхносттръби надолу.

Направете маркировки върху всяка лента по тясната страна в единия край, като отстъпите 115 mm от левия ръб.

Повторете същото от другия край, като отстъпите 30 мм от левия ръб.

Свържете тези точки с линии, пресичащи диагонално лентите на отрязаната тръба. Изрежете пластмасата по тези линии с помощта на мозайката.

Поставете получените остриета с вътрешната повърхност на тръбата надолу.

Направете маркировка върху всеки по диагоналната линия на рязане на разстояние 7,5 см от широкия край на острието.

Направете друга маркировка на широкия край на всяко острие, на 1 инч от дългия прав ръб.

Свържете тези точки с линия и изрежете получения ъгъл по нея. Това ще предотврати усукване на лопатките от странични ветрове.

Обработка на лопатки на вятърни турбини

Трябва да шлайфате остриетата, за да постигнете желания профил. Това ще подобри тяхната ефективност и ще ги направи по-тихи. Водещият ръб трябва да е заоблен, а задният ръб трябва да е заострен. За да намалите шума, всички остри ъгли трябва да бъдат заоблени.

Нарязване на джолан

Размерът на опашката не е критичен. Имате нужда от парче лек материал с размери 30x30 см, за предпочитане метал (калай). Можете да придадете на стеблото всякаква форма, основният критерий е неговата твърдост.

Пробиване на отвори в квадратна тръба - използвайте свредло 7,5 мм.

Поставете двигателя върху предния край на квадратната тръба с втулката, която се простира отвъд ръба на тръбата, а отворите на монтажните болтове са обърнати надолу. Маркирайте позицията на дупките на тръбата и пробийте тръбата на маркираните места.

Отвори в маскиращия фланец– тази точка ще бъде описана по-долу, в секцията за монтаж на тези инструкции, тъй като тези отвори определят баланса на конструкцията.

Пробиване на дупки в остриетата- използвайте свредло 6,5 мм.
Маркирайте два отвора в широкия край на всяко от трите остриета по техния прав (заден) ръб. Първият отвор трябва да е на 9,5 mm от правия ръб и на 13 mm от долния ръб на острието. Вторият е на разстояние 9,5 мм от правия ръб и 32 мм от долния ръб на острието.

Пробийте тези шест дупки.

Пробиване и нарязване на отвори във втулката– използвайте свредло 5,5 mm и метчик 1/4".

Моторът на бягащата пътека се доставя с втулка, прикрепена към него. За да го отстраните, заключете здраво вала, стърчащ от втулката, с клещи и завъртете втулката по посока на часовниковата стрелка. Той се развива по посока на часовниковата стрелка, поради което остриетата се въртят обратно на часовниковата стрелка.

Направете шаблон за ръкава върху лист хартия с помощта на компас и транспортир.

Маркирайте три дупки, всяка на 6 см от центъра на кръга и на еднакво разстояние една от друга.

Поставете този шаблон върху ръкава и пробийте пилотни дупки през хартията на маркираните места.

Пробийте тези отвори със свредло 5,5 mm.

Чукнете ги с кран 1/4"x20.

Завийте остриетата към втулката с болтове 1/4" x 20 mm. В този момент външните отвори в близост до границите на втулката все още не са пробити.

Измерете разстоянието между правите ръбове на върховете на всяко острие. Регулирайте ги така, че да са на еднакво разстояние. Маркирайте и почукайте всеки отвор на втулката през всяко острие.

Направете маркировки върху всяко острие и втулка, така че да не объркате мястото, където е закрепено всяко от тях на по-късен етап от сглобяването.

Развийте лопатките от главината и пробийте и почукайте тези три външни отвора.

Изработка на предпазен маншон за двигателя.

На нашето парче PVC тръба с диаметър 7,5 cm начертайте две успоредни линии по дължината й на разстояние 2 cm една от друга. Нарежете тръбата по тези линии.

Отрежете единия край на тръбата под ъгъл от 45°.

Поставете клещи с игла в създадения отвор и проверете тръбата през него.

Уверете се, че отворите за болтове на двигателя са центрирани в средата на слота в PVC тръбата и поставете двигателя в тръбата. Много по-лесно е да направите това с асистент.

Инсталация

Поставете двигателя върху квадратната тръба и го завийте към нея с помощта на болтове 8x19 mm.

Поставете диода върху квадратна тръба зад двигателя на разстояние 5 см от него. Завийте го към тръбата с помощта на самонарезен винт.

Свържете черния проводник, излизащ от двигателя, към „положителния“ входящ контакт на диода (маркиран е AC от страната „плюс“).

Свържете червения проводник, излизащ от двигателя, към „отрицателния“ входящ контакт на диода (маркиран е AC от страната „минус“).

Разположете стеблото така, че краят на квадратната тръба срещу този, върху който е поставен двигателят, да минава през центъра на стеблото. Натиснете опашката към тръбата с помощта на скоба или менгеме.

Завийте стеблото към тръбата с помощта на два самонарезни винта.

Поставете всички остриета върху главината, така че всички дупки да са подредени. С помощта на 6x20 mm болтове и шайби завийте лопатките към главината. За трите отвора във вътрешния кръг (най-близо до оста на главината) използвайте две шайби, по една от всяка страна на острието. За останалите три използвайте един по един (от страната на острието, която е най-близо до главата на болта). Дръпни здраво.

Закрепете сигурно вала на двигателя (който премина през отвора във втулката) с клещи и с включена втулка я завъртете обратно на часовниковата стрелка, докато се завинти напълно.

С помощта на газов ключ завийте плътно 50 mm тръба към маскиращия фланец.

Затегнете тръбата в менгеме, така че фланецът да е разположен хоризонтално над челюстите на менгемето.

Позиция квадратна тръба, носейки двигателя и стеблото, на фланеца и постигане на идеално балансирана позиция.
След като се балансира, направете маркировки върху квадратната тръба през отворите във фланеца.

Пробийте тези два отвора със свредло 5,5 mm. Може да се наложи да завъртите опашката и втулката, за да направите това, така че да не ви пречат.

Завийте носещата квадратна тръба към фланеца с два самонарезни винта.

Вятърен генератор от автомобилен генератор е добра алтернатива на фабрично устройство, което струва от няколко десетки до няколкостотин хиляди рубли. За сглобяване ще трябва да изградите лопатки, мачта и леко да промените дизайна на автогенератора.

За домашните вятърни мелници за дома

Особен интерес към вятърната енергия се проявява на битово ниво. Това е разбираемо, ако погледнете поредната сметка за консумирана енергия. Ето защо различни видовезанаятчиите стават все по-активни, използвайки всички възможности за получаване на електричество евтино.

Една от тези възможности, съвсем реална, е тясно свързана с вятърна мелница от автомобилен генератор. Готово устройство - автомобилен генератор - просто трябва да бъде оборудвано с правилно изработени ножове, за да може да отнеме някаква стойност електрическа енергия от клемите на генератора.

Вярно е, че ще работи ефективно само ако има ветровито време.

Пример от местно приложение вятърни генератори. Добре разработен и доста ефективен практичен дизайн на вятърна мелница. Монтира се витло с три лопатки, което е рядкост за домакински устройства

Използването на почти всеки автомобилен генератор е приемливо за изграждането на вятърна мелница. Но обикновено се опитват да изберат мощен модел за работа, способен да доставя големи токове. Тук дизайнът на генератори от камиони, големи пътнически автобуси, трактори и др. е на върха на популярността.

В допълнение към генератора, за производството на вятърна мелница ще ви трябват редица компоненти:

• витло с две или три лопатки;
• автомобилен акумулатор;
• електрически кабел;
• мачта, опорни елементи, крепежни елементи.

Дизайнът на витлото с две или три лопатки се счита за най-оптимален за класически вятърен генератор. Но домакинският проект често е далеч от инженерната класика. Ето защо най-често се опитват да изберат готови винтове за домашна конструкция.

Работно колело от автомобилен вентилатор, което ще се използва като витло за домашна вятърна турбина. Лек и голям ефективна площЗа въздушни силипозволяват използването на такива опции

Това например може да е работното колело от външна единицасплит климатична система или от вентилатор на същия автомобил. Но когато искате да следвате традициите за конструиране на вятърни генератори, ще трябва да изградите перката на вятърната мелница от началото до края със собствените си ръце.

Преди да решите да сглобите и инсталирате вятърен генератор, струва си да оцените климатичните данни на обекта и да изчислите възвръщаемостта. Информацията в тази много интересна статия, която ви препоръчваме да прочетете, ще ви помогне значително в това отношение.

Дизайн на вятърен генератор

Има огромно разнообразие от видове вятърни генератори и чертежи за тяхното производство. Но всеки дизайн включва следните задължителни елементи:

• генератор;
• остриета;
• акумулаторна батерия;
• мачта;
• електронният блок.

С някои умения можете да направите вятърен генератор със собствените си ръце

Освен това е необходимо предварително да се обмисли системата за контрол и разпределение на електроенергия и да се изготви инсталационна схема.

Предимства и недостатъци при използването на автомобилен генератор

Използването на автомобилен генератор като елемент на вятърна електроцентрала осигурява значителни предимства:

• Има готов генератор, който може да се използва без намеса или с някаква модификация.
• Автомобилният генератор произвежда стабилно напрежение, което е важно за вятърните мелници с постоянно променящата се скорост на въртене.
• Използва се стандартно оборудване, което е достъпно и не изисква намеса в дизайна.
• Автомобилните алтернатори са широко достъпни, което ги прави поправими и лесни за смяна, ако е необходимо.

Наред с предимствата има и някои недостатъци:

• Автомобилният генератор изисква висока скорост на въртене, което изисква използването на скоростна кутия или промени в дизайна на устройството.
• Ресурсът на автомобилен генератор е ограничен до приблизително 4000 часа работа (средно). Дори нов генератор няма да изкара една година непрекъсната работаи ще изисква ремонт.
• Системата за възбуждане на някои генератори изисква подаване на напрежение към бобината, което ги принуждава да променят дизайна и да инсталират постоянни магнити.

Въпреки съществуващите недостатъци се разглежда автомобилен генератор най-добрият вариант, възможно с независимото създаване на вятърна електроцентрала.

Правим вятърно колело

Лопатките са може би най-важната част от вятърния генератор. Работата на останалите компоненти на устройството ще зависи от дизайна. Изработени са от различни материали. Дори от пластмасова канализационна тръба. Остриетата за тръби са лесни за производство, евтини и не са податливи на влага. Процедурата за производство на вятърно колело е следната:

1. Необходимо е да се изчисли дължината на острието. Диаметърът на тръбата трябва да бъде равен на 1/5 от общия метър. Например, ако острието е дълго един метър, тогава тръба с диаметър 20 см ще направи.
2. С помощта на мозайката разрежете тръбата по дължина на 4 части.
3. От една част правим крило, което ще служи като шаблон за изрязване на следващите остриета.
4. Изглаждаме неравностите по ръбовете с абразив.
5. Остриетата са фиксирани към алуминиев диск със заварени ленти за закрепване.
6. След това генераторът се завинтва към този диск.

Лопатки за вятърно колело

След сглобяването вятърното колело се нуждае от балансиране. Монтира се хоризонтално на статив. Операцията се извършва в стая, затворена от вятър.Ако балансирането е извършено правилно, колелото не трябва да се движи. Ако остриетата се въртят сами, тогава те трябва да бъдат заточени, докато цялата конструкция бъде балансирана.

Само след успешно завършване на тази процедура трябва да преминете към проверка на точността на въртене на лопатките, те трябва да се въртят в една и съща равнина без изкривяване. Моля, позволете грешка от 2 mm.

Монтажна схема на генератора

Изработка на мачта

Един стар е подходящ за направа на мачта. водопроводна тръбас диаметър най-малко 15 см, дължина около 7 м. Ако има сгради в рамките на 30 м от предвиденото място за монтаж, тогава височината на конструкцията се регулира нагоре. За ефективна работа на вятърната турбина перката се повдига над препятствието с поне 1 m.

Бетонират се основата на мачтата и колчетата за закрепване на въжетата. Към коловете са заварени скоби с болтове. За разтегателни проводници се използва поцинкован 6 мм кабел.

съвет. Сглобената мачта има значително тегло, с ръчен монтажще ви трябва противотежест от тръба с товар.

Преработка на ядрен генератор

За да направите генератор на вятърна мелница, е подходящ генератор от всяка кола. Техните дизайни са сходни един с друг, а модификацията се свежда до пренавиване на статорния проводник и създаване на ротор с неодимови магнити. В полюсите на ротора се пробиват отвори за фиксиране на магнитите. Инсталирайте ги с редуващи се полюси. Роторът е опакован в хартия, а кухините между магнитите са запълнени с епоксидна смола.

Автомобилен генератор

По същия начин можете да преправите двигател от стар. пералня. Само магнитите в този случай са залепени под ъгъл, за да се избегне залепването.

Новата намотка се пренавива по протежение на макарата върху зъба на статора. Можете да направите произволно навиване, в зависимост от това с кого ви е удобно. Колкото по-голям е броят на завъртанията, толкова по-ефективен ще бъде генераторът.Бобините са навити в една посока според трифазна верига.

Завършеният генератор си струва да се тества и да се измерват данните. Ако при 300 оборота генераторът дава около 30 волта, това е добър резултат.

Генератор за вятърна мелница от автомобилен генератор

Окончателно сглобяване

Рамката на генератора е заварена от профилна тръба. Опашката е изработена от поцинкована ламарина. Въртящата се ос е тръба с два лагера. Генераторът е прикрепен към мачтата по такъв начин, че разстоянието от острието до мачтата е най-малко 25 см. От съображения за безопасност си струва да изберете спокоен ден за окончателното сглобяване и монтаж на мачтата. Когато са изложени на силни ветрове, лопатките могат да се огънат и счупят срещу мачтата.

За да използвате батерии за захранване на оборудване, което работи в мрежа от 220 V, ще трябва да инсталирате инвертор за преобразуване на напрежение. Капацитетът на батерията се избира индивидуално за вятърния генератор. Този индикатор зависи от скоростта на вятъра в района, мощността на свързаното оборудване и честотата на неговото използване.

Ветрогенераторно устройство

За да предотвратите повреда на батерията от презареждане, ще ви е необходим контролер на напрежението. Можете да го направите сами, ако имате достатъчно познания по електроника, или да си купите готов. В продажба има много контролери за алтернативни механизми за производство на енергия.

съвет. За да предотвратите счупването на острието при силен вятър, инсталирайте просто устройство - защитна ветропоказател.

Перка двулопатна за генератор без модификация

По принцип, ако инсталирате на генератора високоскоростен витло с две лопатки с диаметър 1-1,2 метра, тогава такива скорости лесно могат да бъдат постигнати при вятър от 7-8 m / s. Това означава, че можете да направите вятърна мелница, без да модифицирате генератора, само че ще работи при ветрове от 7 m/s. По-долу има екранна снимка с данни за витло с две лопатки. Както можете да видите, скоростта на такова витло при вятър от 8 m/s е 1339 rpm.

Тъй като скоростта на витлото нараства линейно в зависимост от скоростта на вятъра, тогава (1339:8*7=1171 об/мин) при 7m/s батерията ще започне да се зарежда. При 8 m/s очакваната мощност, пак според изчислението, трябва да е (14:1200*1339=15,6 волта) (15,6-13=2,6:0,4=6,5 ампера*13=84,5 вата). Полезната мощност на витлото, съдейки по екранната снимка, е 100 вата, така че той свободно ще издърпа генератора и при недостатъчно натоварване трябва да произвежда дори повече обороти от посочените. В резултат на това 84,5 вата трябва да идват от генератора при 8 m/s, но възбуждащата намотка консумира около 30-40 вата, което означава, че само 40-50 вата енергия ще отиде в батерията. Много малко, разбира се, тъй като генератор, превърнат в магнити и пренавит в същия вятър при 500-600 оборота в минута, ще произведе три пъти повече мощност.

При вятър от 10 m/s скоростта ще бъде (1339:8*10=1673 rpm), напрежението на празен ход (14:1200*1673=19,5 волта) и при натоварване на батерията (19,5-13=6,5: 0,4=16,2 ампера *13=210 вата). Резултатът е 210 вата мощност минус 40 вата на бобина, оставяйки 170 вата полезна мощност. При 12 m/s ще бъде приблизително 2008 rpm, напрежение на празен ход 23,4 волта, ток 26 ампера, минус 3 ампера за възбуждане и след това 23 ампера ток за зареждане на батерията, мощност 300 вата.

Ако направите винта с по-малък диаметър, скоростта ще се увеличи допълнително, но тогава винтът няма да издърпа генератора, когато достигне прага на зареждане на батерията. Преброих различни вариантиПо време на писането на тази статия витлото с две лопатки се оказа най-оптималното за генератор без модификация.

По принцип, ако разчитате на ветрове от 7 m/s и повече, тогава такъв вятърен генератор ще работи добре и ще произведе 300 вата при 12 m/s. В същото време цената на вятърната мелница ще бъде много малка, по същество само цената на генератора, а перката и останалото могат да бъдат направени от това, което е налично. Само винтът трябва да бъде направен според изчисленията.

Правилно преобразувания генератор започва да зарежда при 4 m/s, при 5 m/s токът на зареждане вече е 2 ампера и тъй като роторът е на магнити, целият ток отива към батерията. При 7 m/s зарядният ток е 4-5 ампера, а при 10 m/s вече е 8-10 ампера. Оказва се, че само при силен вятър 10-12 m/s генератор без модификация може да бъде съпоставим с преработен, но няма да даде нищо при вятър под 8 m/s.

Самовъзбуждане на автомобилен генератор

За да може генераторът да се самовъзбужда без батерия, трябва да поставите няколко малки магнита в ротора. Ако възбудителната намотка се захранва от батерия, тогава тя постоянно, независимо дали вятърният генератор генерира енергия или не, ще консумира своите 3 ампера и ще зарежда батерията. За да предотвратите това, трябва да инсталирате блокиращ диод, така че токът да тече само в батерията и да не се връща обратно.

Възбуждащата намотка може да се захранва от самия генератор, минус от корпуса и плюс от положителния болт. И трябва да поставите няколко малки магнита в зъбите на ротора за самовъзбуждане. За да направите това, можете да пробиете дупки със свредло и да поставите малки неодимови магнити върху лепилото. Ако няма неодимови магнити, тогава можете да поставите обикновени феритни магнити от високоговорителите; ако са малки, след това ги пробийте и ги поставете или ги поставете между ноктите и ги напълнете с епоксидна смола.

Можете да използвате и така наречената таблетка, тоест реле-регулатор като в колата, което ще изключи възбуждането, ако напрежението на батерията достигне 14,2 волта, за да не се презареди. По-долу има диаграма на самовъзбуждането на генератора. По принцип самият генератор се възбужда, защото роторът има остатъчна намагнитност, но това се случва при високи скорости, по-добре е да добавите магнити за надеждност. Веригата включва релеен регулатор, но може да бъде изключен. Необходим е разделителен диод, за да не се разреди батерията, защото без диода токът ще тече в намотката на възбуждането (ротора).

Тъй като вятърният генератор ще бъде много малък с витло с диаметър само 1 метър, не е необходима защита от силни ветрове и нищо няма да му се случи, ако има здрава мачта и здрава витла.

Има 28-волтови генератори, но ако се използват за зареждане на 12-волтова батерия, тогава необходимите обороти са наполовина по-малко, около 600 оборота в минута. Но тъй като напрежението няма да бъде 28 волта, а 14, възбуждащата намотка ще осигури само половината мощност и напрежението на генератора ще бъде по-малко, така че нищо няма да излезе от него. Можете, разбира се, да опитате да поставите 12-волтов ротор в генератор, чийто статор е навит на 28 волта, тогава трябва да е по-добре и зареждането ще започне по-рано, но тогава имате нужда от два еднакви генератора, за да замените ротора, или потърсете отделен ротор или статор.

Анализ на грешки в дизайна

Монтаж на вятърен генератор в условия на животсъс собствените си ръце, разбира се, не е безпогрешен въпрос. Дори при проектирането на индустриални вятърни турбини инженерите допускат грешки. Но те се учат от грешките, както се вижда от добре установените домакински структури.

Така че сред грешките при проектирането на битови вятърни генератори често се появява такъв детайл като липсата на спирачен модул в дизайна на генератора. Стандартната версия на такива устройства (автомобилни или тракторни) не предоставя такава част. Това означава, че генераторът трябва да бъде модифициран.

Въпреки това, не всеки „дизайнер“ иска да се занимава с този деликатен въпрос. Много хора пренебрегват тази подробност, надявайки се на „може би“. В резултат на това при силен вятър перката се върти невероятно високи скорости. Лагерите на генератора не издържат и чупят леглата на алуминиевите капаци. Роторът се заклинва.

Унищожен ветрогенератор поради грешки в дизайна. Грешките при проектирането и монтажа на такива конструкции водят до сериозни последици.

Същият проблем се отнася до дефекта, свързан с липсата на ограничител на въртенето на ветропоказателя. Често този компонент просто се забравя да бъде инсталиран и се помни само когато вятърните течения започнат да въртят „петела“ около оста му, като въртящия се връх в програмата „Какво? Където? Кога?". Резултатът е пагубен.

Минималните щети са прегъване и скъсване на електрическия кабел, а в тежки случаи и разрушаване на цялата конструкция.

Друга забележителна грешка при монтажа беше неправилното изчисляване на точката на центъра на тежестта в основата на ветропоказателя. В този случай устройството може да функционира нормално известно време. Но с течение на времето върху лагерния възел се образува несъосност, свободата на въртене е ограничена и ефективността на конструкцията по отношение на изхода на енергия рязко намалява.

Често те се опитват директно да захранват батерията с тока, получен от генератора. Много скоро започват да се чудят защо батерията не държи заряд или откриват повреда на 2-3 кутии.

Това е банална и естествена грешка, тъй като във всеки случай батерията трябва да се зарежда при условия на определени токове и напрежения. Тук се нуждаем от контрол на този процес.

Поддръжка на устройството

За да работи вятърната мелница дълги годинии без прекъсване, е необходимо да се извършва периодичен технически мониторинг и поддръжка.

1. Токоотводът трябва да се почиства, смазва и регулира веднъж на 2 месеца.
2. Поправете остриетата, ако възникнат вибрации и дисбаланс по време на въртене.
3. Боядисвайте с антикорозионна боя на всеки 3 години метални елементи.
4. Проверете и регулирайте закрепването на мачтата и кабела.

Ефективността на устройството се влияе от района, в който е инсталиран вятърният генератор (пустоши, наличие на ветрове). Но във всеки случай наличието на този източник на енергия, независимо от стационарното захранване, никога няма да бъде излишно.

Видео

Интернет започва да се пука по шевовете от хвалебствени статии от автори, предлагащи на всеки възможността да използва естествената вятърна енергия за получаване на безплатно електричество.

Предлагам да разгледаме този въпрос от практическа гледна точка, за да оценим икономическия ефект, преди да започнете да създавате вятърен генератор за частен дом със собствените си ръце или дори да закупите фабричен модел.

Нека поговорим за трудностите, с които ще трябва да се сблъскате: те трябва да бъдат предвидени и преодолени. Темата е сложна. Необходимо е да се оценят аеродинамичните и механичните характеристики и да се направят електрически изчисления.

Промишлени вятърни генератори: пример за подражание

Не е тайна, че алтернативна енергиянаистина ви позволява да получавате електричество буквално от вятъра. В европейските страни индустриалните вятърни генератори заемат огромни площи и работят автономно в полза на хората.

Те са с огромни размери, разположени в брулени от вятъра райони, извисяващи се над дървета и местни предмети.

И вятърните турбини са инсталирани на разстояние една от друга. Следователно случайните повреди и повреди на един не могат да причинят вреда на съседните структури.

Ние ще вземем тези принципи за създаване на вятърни генератори като основа за развитие. домашни устройства. Създадени са според научни разработки,
са тествани дълго време и работят ефективно.

Нека започнем с анализ на характеристиките на района, където планираме да създадем вятърна електроцентрала.

Как да определите скоростта на вятъра: има ли достатъчно налягане за домакинска вятърна мелница?

Ще обсъдим въпроса въз основа на научни фактии грешки, които вече са направени от много собственици на частни къщи

Теоретичната част на проекта: какво да търсите при избора на дизайн

Средната годишна стойност на вятъра за всяка област на Русия или друга страна може да се намери на картата на вятъра. Тези данни са широко достъпни.

Ако разглеждаме цялата територия, тогава нямаме толкова места за благоприятно използване на вятърна енергия със скорост от 5 м/сек и повече, колкото в Европа.

Обяснявам тази ситуация с това топъл въздухГълфстрийм, издигащ се от нагрятата вода, веднага се втурва в студените зони. Колкото по-голяма е температурната разлика, толкова по-голяма е скоростта му.

След като измине няколко хиляди километра над Европа, силата му отслабва. Най-голямата температурна разлика през пролетта и есента причинява бури и урагани.
За нас е важно да разберем как да определим правилно скоростта на вятъра в нашия район.

Да вземем за основа стойността от 5 m/sec и да изчислим мощността на вятърния поток за най-често срещания хоризонтално разположен аксиален генератор.

Нека вземем предвид, че неговите остриета покриват площта на кръг S (m2) с диаметър D (m). Вятърът преминава през него със скорост V (m/sec).

Вятърната енергия Рв се изчислява по формулата:

ρ е плътността на въздушната маса (kg/m3)

Ако вземем средни стойности, например площ от 3 квадратни метра и плътност
въздух 1,25 kg/m3, тогава вятър, духащ със скорост 5 m/sec, може да създаде мощност малко по-малка от 2 киловата.

Сега нашата задача е да определим каква част от него може да се преобразува в полезна електрическа енергия. Грубо може да се оцени с процент от 30÷40%. Дизайнът и технологичните характеристики на вятърното колело просто няма да ви позволят ефективно да вземете повече.

По-точно определение се намира чрез формула, която взема предвид:

• коефициент ε, който определя дела на вятърната енергия, използвана от конструкцията на вятърната турбина. Максимална стойност, създаден от високоскоростни структури, е 40-50%;
• Ефективност на скоростната кутия -∙максимум около 90%;
• Ефективност на генератора ≈85%.

Стойностите на всички тези коефициенти различни моделиГенераторите на вятърни турбини са много различни един от друг. Дадох стойности за индустриални продукти. За домашните работници те ще бъдат значително по-ниски.

Ако заместим всички тези цифри, тогава дори за фабричния дизайн на вятърен генератор, направен по прецизни чертежи и на промишлени машини, можем да получим по-малко от 700 вата електрическа енергия при скорост 5 m/sec и роторна лопатка площ от 3 квадратни метра.

Човек може само да гадае каква част от него може да вземе домашна вятърна мелница.

Световните производители на вятърни генератори посочват, че за да се генерират 3 kW електроенергия, а това е оптималната стойност за частен дом, е необходимо:

• отстранете около 5,1 kW от вятърното колело;
• имат диаметър на ротора 4,5 метра;
• поставете вятърната мелница на височина 12 метра;
• използвайте скорост на вятъра от 10 м/сек.

Колелото трябва да започне да върти генератора с 2 м/сек. Само в този случай можем да говорим за изплащането на цялата конструкция и ефективното използване на вятърната енергия.

Ако скоростта намалее до поне 7 м/сек, тогава енергията на вятърния генератор ще спадне с 50%. Сега погледнете отново внимателно картата на руските ветрове...

Не всичко обаче е лошо. Теоретичните изчисления могат да бъдат тествани на практика. За нашия случай продажбата предлага множество дизайни на измервателни уреди - анемометри.

Те не са скъпи, имат допълнителни функции за измерване на температурата и показване на текущото време. Те могат да бъдат поръчани в Китай.

Такъв анемометър ви позволява да оцените реалистично силата на вятъра във вашия район, за да анализирате възможностите за работа на бъдеща вятърна електроцентрала (ВЕЦ). И има поне 2 от тях:

1. частично задоволяване на нуждите от електроенергия;
2. пълен преход към алтернативна енергия.

Скрита грешка - слаб вятър: какво премълчават продавачите

Първа трудност

Обърнете внимание на височината на вятърното колело спрямо земята. Помислете защо всички промишлени вятърни турбини са разположени на 25 метра или повече.

В крайна сметка това значително усложнява тяхното инсталиране, експлоатация, поддръжка и ремонт. Необходимо е да се използва скъпо оборудване за висока надморска височина и да се създадат трайни платформи за поставянето му.

И отговорът е прост: на надморска височина от 25 метра скоростта на вятъра е много по-висока, отколкото при земята. Всички таблици и директории с карти на вятъра са създадени предимно за индустриални инсталации, повдигнати до зоната на 50-70м.

Ако монтирате своя домашен вятърен генераторна 10 метра, тогава вятърът ще духа по-слаб от посочения в указателя. И до големи височини без особено технически средствапоставянето на вятърна мелница е много проблематично.

Работата на вятърното колело се дължи не толкова на скоростта на движение на въздушната маса, колкото на нейния натиск върху лопатките на колелото. И това също зависи от теглото и плътността на атмосферата.

Работниците в областта на алтернативната енергия отдавна са взели предвид съотношението, което определя, че удвояването на налягането на вятъра увеличава мощността, генерирана от вятърен генератор, осем пъти.

Как влияе зоната на турбулентност

Работата на вятърна турбина, разположена на голяма надморска височина, може значително да се усложни от зона на турбулентност, която зависи не само от терена и формата на хълма, но и от скоростта на движение на въздушните маси.

Мълниезащита на вятърен генератор

Работещото работно колело постоянно се търка във въздуха, натрупвайки статично електричество, точно както фюзелажа на всеки самолет по време на полет. Дизайнерите на самолети успешно решават този проблем по различни начини.

Индустриалните вятърни генератори също са оборудвани с ефективна мълниезащита, изхвърлянето на която може да възникне по всяко време на гръмотевична буря.

Повечето собственици на частни къщи дори не мислят за този проблем, но напразно. В най-добрия случай можете да го намерите в отделни собственици, което очевидно не е достатъчно.

Издигнали над покрива на дома си желязна конструкция, която генерира и електрическо напрежение, те вече са създали отличен гръмоотвод. Той надеждно ще привлече огромни потоци от атмосферни разряди.

Ако не осигурите ефективен начин да ги дренирате покрай сградата до потенциала на земята, ще трябва постоянно да изкушавате съдбата и да се излагате на неочаквана опасност.

Как лъжат производителите на вятърни турбини

Финалните тестове на фабричните модели се провеждат в аеродинамичен тунел с идеален ламинарен поток с еднаква насочена структура и висока плътност.

В реалните условия на частен дом такива условия просто не съществуват. Те са по-подходящи за движение на въздушни маси в близост до промишлени инсталации, разположени на голяма надморска височина.

За домашни вятърни генератори, монтирани дори на 10 метра, турбулентните условия и слабите ветрове могат значително да ограничат въртенето на ротора.

Теренът влияе върху плътността на мощността. Например, непосредствено под хълм тя рязко намалява, а на върха му има идеални условияпоради компресия на аеродинамичните характеристики и повишено налягане.

Помощни сгради, градински дървета, огради и съседни сгради също ще окажат влияние.

Направи си сам вятърни мелници за дома: преглед на дизайни

Както вече разбрахте, първата част, която получава вятърна енергия, е вятърното колело. Нито една схема на вятърна мелница за дома не може без него.

Може да се направи:

• с вертикална ос на въртене;
• или хоризонтално.

Вертикален вятърен генератор

Ще ви покажа снимка на една от лесните за производство конструкции, направени от обикновен стоманен варел.

Като този вертикален вятърен генератор, направени със собствените си ръце и дори разположени над земята, заобиколени от сгради и растения, няма да могат да развият нормална скорост, за да генерират достатъчно електричество за захранване на частен дом.

Той ще може да изпълнява само някои отделни задачи за оборудване с ниска мощност. Освен това ниската скорост на въртене на неговия ротор ще изисква задължително използване на скоростна кутия, което означава допълнителни загуби на енергия.

Такива дизайни бяха популярни в началото на миналия век на параходи. Водното колело с лопатки, разположени по посока на движението на съда, осигуряваше неговото движение.

Сега това е рядкост, която е загубила своята актуалност. В авиацията такъв дизайн не само не се вкорени, но дори не беше обмислян.

Сред конструкциите на вятърни колела с ниска скорост, роторът Onipko вече се разпространява широко чрез Интернет. Рекламодателите показват, че се върти дори при много слаб вятър.

По някаква причина обаче имам критично отношение към това развитие, въпреки че повторението със собствените си ръце не е толкова трудно. Не намерих възторжени отзиви сред купувачите, нито намерих научни изчисления за икономическата осъществимост на използването му.

Ако някой от читателите може да ме разубеди от това мнение, ще съм му благодарен.

От самото начало двигателите на самолетите започнаха да използват витло, което задвижва въздушния поток по тялото на самолета. Неговата форма и дизайн са подбрани така, че да се използват в допълнение към активна силакомпонент, реагиращ на налягането.

На този принцип работи всеки хоризонтален вятърен генератор, който се прави. индустриалноили със собствените си ръце. Пример домашен дизайнПоказвам със снимка.

Въз основа на принципа на използване на вятърна енергия, това е по-ефективен дизайн и по отношение на неговия дизайн е с ниска мощност за осигуряване на битови проблеми с доставката на електроенергия.

Малък електрически двигател, чийто ротор върти вятърна мелница, може дори при оптимално налягане и сила на вятъра да работи само като генератор. Можете да свържете слаба LED крушка към него.

Помислете сами дали трябва да сглобите такава ветропоказател с осветление или не. Този дизайн няма да се справи с други задачи. Въпреки че все още може да се използва за изплашване на бенките на сайта. Те наистина не харесват шумове, придружени от въртене на метални части.

За да се използва пълноценно електроенергията, генерирана от вятъра, Работно колелоВятърният генератор трябва да има размери, съответстващи на консумацията на енергия. Разчитайте на приблизително пет метра в диаметър.

Когато го създавате, ще срещнете техническа трудност: ще трябва да балансирате точно големи части. Центърът на масата винаги трябва да е в средата на оста на въртене.

Това ще сведе до минимум биенето и люлеенето на лагера на конструкцията, разположена на голяма надморска височина. Този балансиращ акт обаче не е толкова лесен за постигане.

Как да инсталирате вятърен генератор: надеждна мачтова схема за монтаж на височина

Теглото на работното колело за нормално производство на електрическа енергия е доста прилично. Не може да се монтира на обикновена стойка.

Ще бъде необходимо да се създаде траен бетонна основапод металната мачта и анкерни болтове. В противен случай цялата конструкция, сглобена с голяма трудност, може да се срути във всеки неподходящ момент.

Може да се направи стойка за вятърен генератор, повдигната на височина:

1. под формата на сглобяема мачта, сглобена от секции с скоби;
2. или конична тръбна опора.

И двете схеми ще изискват укрепване срещу преобръщане чрез създаване на няколко нива от опънати въжета, които са необходими за задържане на мачтата при силни пориви на вятъра. Те ще трябва да бъдат здраво закрепени към ограничители и котви.

От личен неуспешен опит: при използване на аналогова телевизия антената „Паяжина“ с диаметър на обръча 2 m работи. Той беше разположен на височина 8 метра и беше закрепен на дървен стълб с две нива на опънати телове. Силните пориви на вятъра го разклатиха толкова много, че стойката се разпадна.

Съвременната цифрова телевизия, за щастие, изисква използването на много по-малки антени. Те не само не са толкова трудни за закрепване.

Как да си направим мачта за вятърна мелница

Незабавно обърнете внимание на създаването на трайна, безпроблемна структура. В противен случай просто повторете тъжния опит на работниците на YantarEnergo, които претърпяха инцидент по време на буря: многотонна мачта се срути и фрагменти от лопатките се разпръснаха из района.

Конструкцията на мачтата ще изисква изчисляване на количеството материали, необходими за създаването на конструкцията стоманен ъгълразлични раздели. Формата и размерите се избират според местните условия.

Изработена е от три или четири вертикални стълба. Всеки от тях е монтиран на ограничител отдолу. В горната част на мачтата е създадена платформа за инсталиране на вятърна турбина.

Тъй като дължината на ъглите е ограничена, мачтата се сглобява от няколко секции. Твърдостта на цялостното закрепване се осигурява от странични ребра, закрепени чрез скоби.

Задължителен елемент от основата са вградените метални елементи. Те ще се използват за закрепване на части. Ще трябва да се погрижите за заваряването и свързващите болтове.

Не пренебрегвайте допълнителните скоби.

Как да направите опора за тръба

Телескопичен дизайн, изработен от стоманени тръбиПо-лесно е да се сглоби съответен профил, но трябва да бъде по-внимателно изчислен за здравина. Моментът на огъване, създаден от тежкия връх по време на бурен вятър, не трябва да надвишава критична стойност.

В този случай ще възникнат трудности с превантивната поддръжка, проверката и ремонта на сглобената въздушна електроцентрала. Ако можете да се изкачите на височина с помощта на мачта като стълба, е проблематично да направите това с помощта на тръба. А работата на върха е много опасна.

Следователно е необходимо незабавно да се обмисли възможността за безопасно спускане на оборудването на земята и достъпен начинвъзходът му. Това ви позволява да направите една от двете схеми с:

1. Ротационна ос на основната опора.
2. Лостът за натиск в долната част на опорния стълб.

В първия случай се създава солидна основа за инсталиране на основната опора. Към оста на въртене е закрепена заварена тръбна конструкция с вятърна мелница и система от макари върху стоманени въжета.

В долната част на тръбата има противотежест, която улеснява работата по повдигане и спускане с ръчна лебедка.

На снимката не се виждат предпазните кабели на мъжките колани. Те просто висят от своите опори надолу към земята, докато мачтата се повдига и спуска, и са прикрепени към постоянни бетонни колове за постоянна работа.

Схемата за инсталиране и спускане на вятърната мелница според втория вариант е показана по-долу.

Мачтата и лостът за натиск с противотежест, разположени под прав ъгъл към нея, подсилени с ребро за твърдост, се завъртат във вертикална посока от лебедка със система от макари.

Оста на въртене на създадената конструкция е разположена на върха на правия ъгъл и е фиксирана в водачи, вградени в основата. При повдигане или спускане на мачтата притегателните въжета се отстраняват от стационарните закрепвания на земята. Те могат да се използват като предпазни въжета.

Вятърен генератор: устройство и принцип на работа на електрическата верига с прости думи

Промишлените вятърни паркове са проектирани да могат незабавно да доставят електрическа енергия към мрежата за потребителите. Не можете да направите това със собствените си ръце.

При избора на генератор, който ще върти вятърно колело, се използва принципът на реверсивността електрически машини. Към електродвигателя се прилага въртящ момент и намотките на статора се възбуждат.

Но идеята за въртене на ротора на трифазен асинхронен електродвигател като генератор за производство на електрически ток от 220/380 волта се реализира от двигатели с вътрешно горене, водно налягане, но не и вятър.

Цялостният дизайн на генератора с ротора ще има голяма тежест, в противен случай няма да е възможно да се осигурят високи скорости на вала.

За малки мощности можете:

• използвайте автомобилен генератор, който произвежда 12/24 волта;
• използвайте двигател на колело от електрически велосипед;
• събирам
  конструкция на неодимови магнити с намотки от медна тел.

За основа можете да използвате и вятърна мелница, продавана в Китай. Но той трябва незабавно да извърши одит: обърнете внимание на качеството на монтаж на намотките, състоянието на лагерите, здравината на лопатките и цялостното балансиране на ротора.

Трябва да сте подготвени за факта, че генераторът ще варира значително в зависимост от скоростта на вятъра. Следователно батериите се използват като междинна връзка.

Те трябва да бъдат заредени от контролера.

Домакинските уреди в мрежа от 220 волта изискват специален преобразувател - инвертор. Най-простата схемаУ дома вятърна фермаима следната форма.

Може да бъде значително опростено, тъй като потребителската цифрова електроника: компютри, телевизори, телефони работят с DC 12 волтови захранвания.

Ако те бъдат изключени от работа и цифровото оборудване се захранва директно от батерии, тогава загубите на електрическа енергия ще бъдат намалени чрез елиминиране на двойното преобразуване в инвертора и модулите.

Вътре в електрическата верига ще трябва да поддържате същия баланс на мощността, както в механичния дизайн. Всеки свързан товар трябва да отговаря на енергийните характеристики на източника нагоре по веригата.

Домакинските уреди от 220 волта не трябва да претоварват инвертора. В противен случай той ще бъде изключен от вградената защита и ако не работи, просто ще изгори. Те работят на същия принцип презареждащи се батерии, захранващи контакти на контролера и самия генератор.

защита прекъсвачдомашна вятърна инсталация трябва да се извършва безпроблемно.

За да направите това, той трябва да бъде проверен и коригиран.

Случайно претоварване, още по-малко появата на ток на късо съединение, не може да бъде предвидено. Следователно този модул трябва да бъде инсталиран като основна защита.

Схемата за свързване на батерии, инвертор и контролер за вятърен генератор практически не се различава от тази, използвана в слънчеви станции със светлинни панели.

Следователно веднага се налага разумно заключение: да се сглоби комбинирана домашна електроцентрала, захранвана от вятърна и слънчева енергия едновременно. Тези два източника заедно се допълват добре и разходите за сглобяване на отделни станции са значително намалени.

В YouTube има много канали, посветени на вятърни генератори за дома. Хареса ми работата на собственика " Слънчеви панели" Смятам, че той е доста обективен, когато поднася тази тема. Затова ви препоръчвам да погледнете по-отблизо.

Батерии за вятърен генератор: друг проблем за собственика на дома

Една от скъпите задачи на вятърна или слънчева електроцентрала е въпросът за съхранение на електрическа енергия, който може да бъде решен само с батерии. Те ще трябва да бъдат закупени и актуализирани, а цената е доста висока.

За да ги изберете, трябва да знаете работните характеристики: напрежение и капацитет. Обикновено се използват композитни батерии от 12 V батерии, като броят на амперчасовете във всеки конкретен случай трябва да се определя експериментално, въз основа на мощността на потребителите и тяхното време на работа.

Ще трябва да изберете батерии за вятърен генератор от доста широка гама. Ще се огранича не до пълен преглед, а само до четири
популярни видове киселинни батерии:

1. обикновен автомобилен стартер;
2. тип AGM;
3. гел;
4. бронирани.

• когато се съхраняват в студено време, те трябва да издържат на огромните стартови токове, които се създават при въртене на студен двигател;
• подложени са на вибрации и треперене по време на шофиране;
• презареждането става в буферен режим от генератора
  при шофиране на автомобил с различни обороти на двигателя.

при което:

• обслужваните батерии, изискващи периодични нива на електролита и доливане с дестилирана вода, са проектирани да издържат 100 цикъла на разреждане/зареждане;
• не е обслужван - има още сложен дизайни броят на циклите е 200.

Въпреки това батерията на вятърния генератор, когато се използва вътре в къщата:

• обикновено се поставят в сутерена, където целогодишно поддържаната температура от +5÷+10 градуса е оптимална;
• не подлежи на удари и вибрации, неподвижен
  инсталиран в неподвижно състояние;
• не получават екстремни натоварвания по време на стартиране на стартера и при включване на домакински уреди през инвертора те работят в нежен режим;
• се зареждат от генератора с малки токове, които влияят благоприятно на десулфатния режим на плочите.

Всичко това е най изгодни условияза тяхната експлоатация. Затова предлагам да вземете под внимание тази опция за тези, които не са твърде мързеливи, за да следят периодично напрежението на банките и да следят нивото
електролит в тях.

По-сложен дизайн. Те имат еднакви плочи, но стъклените рогозки са импрегнирани с киселина, която едновременно действа като диелектричен слой. Цикълът им на разряд/заряд е 250÷400. Презареждането е опасно.

Помощни батериисъщо са създадени от дизайн без нужда от поддръжка със запечатан корпус и електролит, сгъстен до състояние на гел. Те наистина не обичат презареждането, но са по-устойчиви на дълбоко разреждане. Броят на изчислителните цикли е 350.

Отнася се за най съвременни разработки. Техните електродни пластини са защитени с полимери от киселинна атака. Диапазон на работни цикли: 900÷1500.

Всички тези четири вида батерии се различават значително по цена и условия на работа. Ако вземете предвид препоръките на продавачите, ще трябва да отделите доста прилична сума пари.

Той има собствено, противоположно мнение по този въпрос. Как се отнасяш с него си е твоя работа. Въпреки това, да знаете информация от противоположни източници и да изберете най-много подходящ вариант: оптималното решение за мислещ човек.

Как да изчислим икономическия ефект: цената на вятърен генератор

Един от маркетингови ходовепродавачите са ценови листи,
показващи изчисления на спестяванията на клиентите, създадени чрез закупуване на техните продукти. Трябва ли да им вярваме?

Предлагам ви самостоятелно да оцените икономическите ползи от инсталирането на вятърна електроцентрала на вашия сайт. За да направите това, ще трябва да вземете предвид минималния разход на пари за:

1. изграждане на основа за мачтата, която ще изисква много бетон и метална армировка;
2. създаване на висока опора за монтаж
   вятърни колела в зоната на благоприятно налягане на вятъра. Това ще включва не само
   метални ъгли, тръби и крепежни елементи със заваряване, но и разходите за цялата инсталация;
3. покупна цена на готов вятърен генератор или
   приготвяне у дома;
4. закупуване на инвертор, контролер, батерии, защитни модули, кабели и проводници. Моля, имайте предвид, че след 10-12 години комплектът батерии ще трябва да се смени няколко пъти;
5. оперативни разходи за превантивна поддръжка и ремонти;
6. решаване на редица организационни въпроси.

Практиката за използване на вятърни паркове показва, че те не работят тихо, а постоянните вибрации и шум на вятърния генератор дразнят близките съседи. Понякога ще трябва да решавате проблеми чрез съда.

В допълнение, птиците понякога попадат в зоната на въртящото се колело: пластмасовите остриета се счупват, металните остриета се огъват. Необходима е надеждна защита и резервен комплект резервни части.

Можете дори да предположите, че в продължение на 10 години всичко ще работи надеждно и ефективно, въпреки че обясних за скоростта на вятъра доста подробно в самото
началото на статията.

Когато изчислите всички тези разходи (с коригиране на някои непредвидени разходи), изчислете цената на 1 киловат електроенергия, която плащате на измервателния уред сега.

Умножете го по броя на киловатите, за които създавате вятърна станция, например по 3. След това остава да определите периода от време за сравнение.

Да вземем за основа времето, през което предварително планирате да възстановите разходите си, например 15 години работа. Плащането от 3 kW на час трябва да се умножи по този период, изразен в часове, и да се сравни с разходите за създаване и експлоатация на вятърен парк за същия период.

Оценката е много приблизителна, цените варират, но калкулацията за моя случай показа, че е по-лесно да плащаш ток на държавата. Разходите ще бъдат 4 пъти по-ниски.

Вярвам, че можете да създадете вятърен генератор за частна къща със собствените си ръце. Има много примери за неговата работа. Необходимо е обаче внимателно да се помисли за осъществимостта на използването му и да се обосноват икономическите ползи.

Без точно предварителна калкулацияпарите за създаването му могат буквално да бъдат пропилени и няма да донесат никаква полза на собственика. Ако съм грешал в прогнозите си, моля, поправете ме в коментарите.

Моля, имайте предвид, че вашият опит е от интерес не само за мен, но и за голям брой други хора. Ще им бъде от полза също.