اصل کار کلی

بدنه اصلی مولد باد پره هایی هستند که توسط باد می چرخند. بسته به موقعیت محور چرخش، توربین های بادی به دو دسته افقی و عمودی تقسیم می شوند:

• توربین های بادی افقیگسترده ترین پره های آنها طراحی شبیه به پروانه هواپیما دارند: در اولین تقریب، این صفحات شیب دار نسبت به صفحه چرخش هستند که بخشی از بار را از فشار باد به چرخش تبدیل می کنند. یکی از ویژگی های مهم یک مولد باد افقی، نیاز به اطمینان از چرخش مجموعه تیغه مطابق با جهت باد است، زیرا حداکثر بازده زمانی تضمین می شود که جهت باد عمود بر صفحه چرخش باشد.
• تیغه ها توربین بادی عمودیشکل محدب - مقعر دارند. از آنجایی که جریان ضلع محدب بیشتر از سمت مقعر است، چنین توربین بادی بدون توجه به جهت باد همیشه در یک جهت می چرخد، که بر خلاف توربین های بادی افقی، مکانیسم نوسان را غیر ضروری می کند. در عین حال با توجه به اینکه در هر زمان فقط بخشی از تیغه ها کار مفیدی انجام می دهند و بقیه فقط با چرخش مخالف هستند. راندمان آسیاب بادی عمودی بسیار کمتر از آسیاب بادی افقی است: اگر برای یک مولد باد افقی سه پره این رقم به 45٪ برسد، برای یک ژنراتور عمودی از 25٪ تجاوز نمی کند.

از آنجایی که میانگین سرعت باد در روسیه زیاد نیست، حتی یک توربین بادی بزرگ در بیشتر مواقع به آرامی می چرخد. برای اطمینان از توان کافی، منبع تغذیه باید از طریق یک کاهنده سرعت، تسمه یا چرخ دنده به ژنراتور متصل شود. در یک آسیاب بادی افقی، واحد تیغه کاهنده-ژنراتور بر روی یک سر چرخان نصب شده است که آنها را قادر می سازد جهت باد را دنبال کنند. توجه به این نکته مهم است که سر چرخان باید دارای یک محدود کننده باشد که از چرخش کامل آن جلوگیری کند، زیرا در غیر این صورت سیم کشی ژنراتور قطع می شود (گزینه استفاده از واشرهای تماسی که اجازه می دهد سر آزادانه بچرخد، بیشتر است. بغرنج). برای اطمینان از چرخش، مولد باد با یک پره هوای کار که در امتداد محور چرخش هدایت می شود تکمیل می شود.

متداول ترین مواد تیغه، لوله های پی وی سی با قطر بزرگ است که از طول بریده می شوند. در امتداد لبه، صفحات فلزی به آنها میخکوب شده و به توپی مجموعه تیغه جوش داده شده است. نقاشی های این نوع تیغه ها در اینترنت رایج ترین هستند.

این ویدیو در مورد یک ژنراتور بادی خود ساخته می گوید

محاسبه توربین بادی پره ای

از آنجایی که قبلاً متوجه شده ایم که یک مولد باد افقی بسیار کارآمدتر است ، محاسبه طراحی آن را در نظر خواهیم گرفت.

انرژی باد را می توان با فرمول تعیین کرد
P = 0.6 * S * V³، که در آن S مساحت دایره توصیف شده توسط نوک پره های روتور (مساحت پرتاب) است که بر حسب متر مربع بیان می شود، و V سرعت باد طراحی شده بر حسب متر در ثانیه است. شما همچنین باید راندمان خود آسیاب بادی را نیز در نظر بگیرید که برای یک مدار افقی سه پره به طور متوسط ​​40٪ خواهد بود و همچنین راندمان مجموعه ژنراتور که در اوج مشخصه سرعت جریان 80٪ است. برای یک ژنراتور با تحریک آهنربای دائمی و 60٪ برای یک ژنراتور با یک سیم پیچ تحریک. به طور متوسط، 20 درصد دیگر از قدرت توسط دنده افزایش (ضریب ساز) مصرف می شود. بنابراین، محاسبه نهایی شعاع توربین بادی (یعنی طول پره آن) برای یک توان معین از ژنراتور آهنربای دائمی به صورت زیر است:
R = √ (P / (0.483 * V³))

مثال: بیایید قدرت مورد نیاز مزرعه بادی را 500 وات و میانگین سرعت باد 2 متر بر ثانیه فرض کنیم. سپس طبق فرمول خود باید از تیغه هایی با طول حداقل 11 متر استفاده کنیم. همانطور که می بینید، حتی چنین قدرت کوچکی نیاز به ایجاد یک مولد باد با ابعاد عظیم دارد. برای سازه های کم و بیش منطقی با طول تیغه بیش از یک و نیم متر در شرایط ساخت خود به خود، ژنراتور بادی قادر خواهد بود حتی در بادهای شدید تنها 80-90 وات توان تولید کند.

قدرت کافی نیست؟ در واقع، همه چیز تا حدودی متفاوت است، زیرا در واقع بار ژنراتور بادی توسط باتری ها تغذیه می شود، توربین بادی فقط آنها را تا حد امکان شارژ می کند. در نتیجه، قدرت یک توربین بادی فرکانس تامین انرژی را تعیین می کند.

ما مطالب را از طریق ایمیل برای شما ارسال خواهیم کرد

در دنیای مدرن، پول بیشتری باید برای آب و برق پرداخت شود که شامل تامین برق می شود. بنابراین، صاحبان خانه های خصوصی به طور فزاینده ای به این فکر می کنند که چگونه یک ژنراتور باد 220 ولتی را با دست خود بسازند، که می تواند برق بی وقفه کل خانه را تامین کند.

توربین بادی صنعتی

تمام توربین های بادی از یک پره، یک روتور توربین، یک ژنراتور، یک محور ژنراتور، یک اینورتر و یک باتری تشکیل شده است. همه مدل ها را می توان به طور مشروط به انواع صنعتی و خانگی تقسیم کرد، در حالی که اصل عملکرد آنها یکسان خواهد بود.

روتور با چرخش یک جریان متناوب با سه فاز ایجاد می کند که از طریق کنترلر به باتری می رود و سپس در اینورتر به یک جریان ثابت برای تامین وسایل برقی تبدیل می شود.

چرخش تیغه ها به دلیل عمل فیزیکی با کمک ضربه یا نیروی بالابر رخ می دهد که در نتیجه چرخ طیار و همچنین تحت تأثیر نیروی ترمز وارد عمل می شود. در این فرآیند، فلایویل شروع به چرخش می کند و روتور یک میدان مغناطیسی در قسمت ثابت ژنراتور ایجاد می کند و پس از آن جریان دوباره تولید می شود.

به طور کلی مولدهای بادی به دو دسته عمودی و افقی تقسیم می شوند. که مربوط به محل محور چرخش است.

گزینه عمودی

هنگام برنامه ریزی برای ایجاد یک آسیاب بادی 220 ولت با دستان خود، اول از همه، دقیقاً به گزینه های عمودی فکر کنید. از جمله آنها عبارتند از:

• روتور ساوونیوس ساده ترین، که در سال 1924 ظاهر شد. این بر اساس دو نیم سیلندر در یک محور عمودی است. از معایب آن می توان به استفاده کم از انرژی باد اشاره کرد.

• با روتور Darrieus. در سال 1931 ظاهر شد ، ارتقاء به دلیل تفاوت در مقاومت قوز آیرودینامیکی و جیب نوار رخ می دهد ، بنابراین معایب آن شامل گشتاور کم و همچنین نیاز به نصب تعداد فرد تیغه است.

• تیغه ها به شکل چرخشی هستند که باعث کاهش بار تحمل و افزایش عمر مفید می شود. عیب آن قیمت بالا است.

یک نسخه خانگی ارزانتر خواهد بود اگر به آن فکر کنید و آن را به درستی نصب کنید.

مقاله مرتبط:

UZO: چیست؟آیا تا به حال مخفف RCD را شنیده اید؟ با خواندن بررسی تا انتها متوجه خواهید شد که چیست. به طور خلاصه، من می خواهم اضافه کنم که این دستگاه قادر است از مسکن و تمام ساکنان آن در برابر حوادث اضطراری مرتبط با برق محافظت کند.

مدل های افقی

مدل های افقی بر اساس تعداد تیغه ها تقسیم می شوند. راندمان آنها بالاتر است، اما نیاز به نصب یک بادگیر برای جستجوی مداوم جهت باد وجود دارد. همه مدل ها دارای سرعت چرخش بالایی هستند، به جای تیغه ها، وزنه تعادلی نصب شده است که بر مقاومت هوا تأثیر می گذارد.

مدل های چند تیغه ای می توانند تا 50 تیغه با اینرسی بالا داشته باشند. می توان از آنها برای راه اندازی پمپ های آب استفاده کرد.

چگونه یک ژنراتور باد با دست خود برای 220 ولت بسازیم

برای ارائه یک خانه خصوصی با جریان ثابت برق با سرعت متوسط ​​باد 4 متر بر ثانیه، کافی است:

• 0.15-0.2 کیلو وات که به نیازهای اساسی می رسد.
• 1-5 کیلو وات برای تجهیزات الکتریکی؛
• 20 کیلو وات برای کل خانه با گرمایش.

باید در نظر داشت که باد همیشه نمی وزد، بنابراین باید با دست خود یک توربین بادی برای خانه خود با یک باتری با کنترل کننده شارژ و همچنین یک اینورتر که دستگاه ها به آن متصل هستند تهیه کنید.

برای هر مدل از یک توربین بادی خانگی، به عناصر اساسی نیاز دارید:

• روتور - بخشی که از باد می چرخد.
• تیغه ها ، معمولاً از چوب یا فلز سبک سوار می شوند.
• یک ژنراتور که نیروی باد را به برق تبدیل می کند.
• دمی که به تعیین جهت جریان هوا کمک می کند (برای نسخه افقی)؛
• حیاط افقی برای نگه داشتن ژنراتور، دم و توربین؛
• همخوانی داشتن؛
• سیم اتصال و محافظ

داشبورد شامل یک باتری، یک کنترلر و یک اینورتر خواهد بود. دو گزینه برای نحوه ساخت یک ژنراتور باد با دستان خود در نظر بگیرید.

مقاله مرتبط:

با مشکل قطعی برق که در چشمک زدن چراغ ها نمایان می شود آشنا هستید. در این مقاله، ما در مورد چگونگی انتخاب یک تنظیم کننده ولتاژ مناسب برای 220 ولت برای خانه خود صحبت خواهیم کرد تا یک بار برای همیشه این مشکل را فراموش کنید؟

ویژگی های مونتاژ یک ژنراتور باد از ماشین لباسشویی با دستان خود

نحوه ساخت یک ژنراتور بادی 220 ولتی را با دستان خود با استفاده از یک موتور قدیمی در نظر بگیرید.

جدول 1. دستورالعمل های دقیق برای یک ژنراتور باد از یک ماشین لباسشویی با یک عکس

چه باید انجام شود	نمونه عکس
شما باید آهنرباهای نئودیمیومی بخرید که در فرورفتگی روی روتور موتور نصب شده اند. خود بریدگی ها روی ماشین تراش ساخته می شوند، برای قرار دادن صحیح از نمودار استفاده کنید.
باید آهن رباها را با چسب فوق العاده روی شیارهای آماده شده بچسبانید. سپس باید آنها را در کاغذ پیچید و بقیه فضا را با اپوکسی پر کرد.
در مرحله بعد یک محور آماده می کنیم که بهتر است آن را به ترانتور سفارش دهید. در داخل سازه توخالی باید فضایی برای کابل و دهانه ای برای ورود آن وجود داشته باشد. نگهدارنده از یک میله آهنی نصب شده است. برای آن از آسیاب استفاده می کنیم که با آن دو لوله را قطع می کنیم (ژنراتور را روی آنها ثابت می کنیم) و در انتهای دیگر جوش می دهیم.
به تیغه هایی می رویم که از لوله 16 سانتی متری برای فاضلاب خارجی ساخته می شود. در این مورد از اره مویی استفاده کنید.
مونتاژ ژنراتور باد باقی مانده است و تمام عناصر را ایمن می کند. برای شروع، ژنراتور، تیغه ها، روتور و دم را به ریل حامل متصل می کنیم. به یاد داشته باشید که ژنراتور را با یک کفن بپوشانید.
نیروگاه باید با مکانیزم محوری محکم شود و دکل در یک پایه بتنی با 4 پیچ نصب می شود.
سیم را به سمت تابلو هدایت کنید.
همه عناصر را به هم متصل کنید و عملکرد را آزمایش کنید.

برای سهولت درک کل توالی اقدامات هنگام مونتاژ مزرعه بادی با دستان خود از مزرعه قدیمی، ویدیو را تماشا کنید:

ویژگی های مونتاژ یک ژنراتور باد عمودی از یک ژنراتور ماشین با دستان خود

هنگامی که افراد "خانگی" به نحوه ساخت ژنراتورهای بادی 220 ولتی با دست خود فکر می کنند، اغلب از ژنراتورهای خودرو به عنوان پایه استفاده می کنند. مونتاژ آن دشوار نیست، اما برای کار به موارد زیر نیاز خواهید داشت:

• ژنراتور 12 ولت از ماشین؛
• باتری؛
• مبدل از 12 به 220 وات با قدرت 1.2 کیلو وات؛
• بشکه یا سطل آلومینیومی یا فولادی برای تیغه ها؛
• لامپ کنترل از ماشین؛
• تعویض؛
• ولت متر؛
• سیم های مسی با سطح مقطع بیش از 2 میلی متر؛
• گیره برای بستن

برای مونتاژ یک ژنراتور باد عمودی با دستان خود، به اندازه گیری نوار و مداد، مجموعه ای از کلیدها، مته برقی و آسیاب و همچنین قیچی فلزی نیاز دارید. دستورالعمل نصب دقیق در زیر آورده شده است.

جدول 2. مونتاژ یک توربین بادی عمودی از یک ژنراتور خودرو

عمل	تصویر
ظرف فلزی آماده شده باید علامت گذاری شده و به 4 قسمت مساوی بریده شود، فقط این کار نباید به طور کامل انجام شود. در هر قسمت سوراخ هایی برای پیچ ها دریل کنید که باید متقارن باشند.
تیغه های کاملاً برش نخورده اندکی خم شده اند، سرعت چرخش مستقیماً به این فرآیند بستگی دارد، بنابراین از قبل تصمیم بگیرید که تجهیزات باید در کدام جهت بچرخند.
باید تیغه ها را روی قرقره ثابت کرد و ژنراتور را با گیره روی دکل نصب کرد و طبق نمودار تهیه شده سیم کشی را نیز جمع کرد.
نکته اصلی این است که سیم هایی را که باتری به آن ها در سپر وصل شده است و همچنین مبدل را به درستی وصل کنید.

برای سهولت در پیمایش، ویدیویی را در مورد گزینه مونتاژ ژنراتور باد از ژنراتور خودرو با دستان خود تماشا کنید.

باد، به عنوان منبع بی پایان انرژی، در حال گسترش است. این منبع انرژی جایگزین به ویژه در مناطق دور افتاده (به عنوان مثال، تایگا)، در ایستگاه های قطبی محبوب است. علاوه بر این، مولدهای بادی خانگی بیشتر و بیشتر توسط ساکنان کشور ساخته می شوند. چه نوع توربین های بادی وجود دارد و چگونه می توان دستگاهی برای تبدیل انرژی باد با دستان خود مونتاژ کرد - در زیر بخوانید.

نیروی باد توانایی تولید برق از انرژی باد است. مولد باد در واقع یک ژنراتور خورشیدی است: بادها به دلیل گرم شدن ناهموار سطح زمین توسط خورشید، چرخش سیاره و تسکین آن شکل می گیرند. ژنراتورها از حرکت توده های هوا استفاده می کنند و آن را از طریق انرژی مکانیکی به الکتریسیته تبدیل می کنند.

به طور متوسط، یک توربین بادی 20 کیلوواتی می تواند برق یک روستای کوچک را تامین کند.

بر اساس اصل تولید باد، هم می‌توان یک نیروگاه کامل ساخت و هم می‌توان دستگاه‌های مستقلی را برای تأمین برق برای مناطق و حتی خانه‌ها ساخت. امروزه 45 درصد کل انرژی توسط مولدهای بادی تولید می شود. بزرگترین مزرعه بادی در آلمان واقع شده است و هر ساله 7 میلیون کیلووات ساعت انرژی در ساعت تولید می کند. بنابراین، بیشتر و بیشتر صاحبان خانه های روستایی در مناطق و روستاهای دور به فکر استفاده از انرژی باد برای مصارف خانگی هستند. در عین حال می توان از توربین های بادی به صورت تک یا.

ژنراتور باد: اصل کار، انواع دستگاه ها

بیشتر توربین های بادی یک برج فولادی هستند - یک دکل که در بالای آن سه پره ثابت است. یک گیره مدرن خانگی برای 5 کیلووات قدر دوم می تواند به راحتی تا 5000 وات برق تولید کند. این برای تامین برق یک ساختمان مسکونی یا یک اقامتگاه تابستانی کاملاً کافی است. ژنراتور محوری حداکثر 500 وات در ساعت را ارائه می دهد. قوی ترین ژنراتور باد در جهان - 8 مگاوات.

یک توربین بادی مدرن می تواند:

• محور افقی چرخش؛
• محور عمودی چرخش.

ویزور افقی دارای محوری است که به موازات زمین می چرخد ​​(مانند آسیاب معمولی). توربین های بادی عمودی می توانند هم پره ها و هم روتورهایی داشته باشند که به موازات زمین حرکت می کنند.

لوله های صرفه جویی در انرژی به سادگی غیر قابل تعویض هستند. آنها به شما اجازه می دهند هم در مصرف انرژی و هم در بودجه خود صرفه جویی کنید. جزئیات کامل در مقاله ما:

روتورها می توانند از نظر شکل و اندازه متفاوت باشند و به دو دسته تقسیم می شوند:

• دستگاه های Savonius (روتورها به شکل نیم سیلندر ساخته می شوند).
• روتورهای Ugrinsky (روتورهای بهبود یافته از نوع نیمه سیلندری)؛
• روتورهای Darrieus (می توانند مارپیچ، خمیده و H شکل باشند).
• توربین های بادی چند پره (مورد استفاده در توربین های بادی نوع چرخ فلک)؛
• روتورهای حلزونی (دارای روتور مخروطی هستند).

توربین های بادی عمودی اغلب گردابی شکل هستند (مثال آن توربین بادی دوار "چنگیز خان" است). موثرترین دستگاه گروه خود را طراحی چند تیغه ای از نوع بالا می دانند.

توربین بادی خانگی: مزایا و معایب

نصب توربین بادی ممکن است در صورتی ضروری باشد که برق به سایت شما تامین نشود، وقفه های مداوم در شبکه انتقال برق وجود داشته باشد یا بخواهید در قبوض برق صرفه جویی کنید. می توان توربین بادی را خریداری کرد یا خودتان آن را بسازید.

یک مولد باد خانگی دارای مزایای زیر است:

• این به شما امکان می دهد در خرید یک دستگاه کارخانه در هزینه خود صرفه جویی کنید ، زیرا ساخت اغلب از قطعات ضایعات انجام می شود.
• ایده آل برای نیازها و شرایط عملیاتی شما، زیرا قدرت دستگاه را خودتان با در نظر گرفتن تراکم و قدرت باد در منطقه خود محاسبه می کنید.
• هماهنگی بهتر با طراحی خانه و طراحی منظره، زیرا ظاهر آسیاب بادی فقط به تخیل و مهارت شما بستگی دارد.

معایب دستگاه های خانگی شامل غیرقابل اعتماد بودن و شکنندگی آنها است: اغلب محصولات خانگی از موتورهای قدیمی از لوازم خانگی و اتومبیل ساخته می شوند، بنابراین به سرعت از بین می روند. در عین حال برای کارآمدی توربین بادی لازم است توان دستگاه به درستی محاسبه شود.

چگونه با دستان خود آسیاب بادی بسازید

برای ساختن یک ژنراتور بادی با دستان خود، باید دقیقاً بدانید که چه جزئیاتی در طراحی آن وجود دارد و مسئولیت آنها چیست. بنابراین درک نحوه جایگزینی برخی از جزئیاتی که یافتن آنها در خانه دشوار است امکان پذیر خواهد بود.

هر توربین بادی در طراحی خود دارای موارد زیر است:

• تیغه هایی که می چرخند؛
• ژنراتور تولید کننده جریان متناوب؛
• کنترلر - دستگاهی که انرژی مکانیکی را از تیغه ها به جریان تبدیل می کند.
• اینورتر وسیله ای است که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کند.
• باطری های قابل شارژ؛
• دکل.

یک آسیاب بادی کوچک ساده را می توان با استفاده از یک فن خانگی به عنوان پایه ساخت. برخی از صنعتگران یک خنک کننده کامپیوتر قدیمی را برای یک توربین بادی کوچک تطبیق می دهند. درست است، قدرت چنین دمنده باد از 100 وات تجاوز نمی کند. هنگامی که برای منبع تغذیه خانه های کوچک و متوسط ​​به یک ژنراتور بادی با قدرت 5 کیلو وات و برای اشیاء تجاری - 10 کیلو وات نیاز دارید.

ژنراتور برق DIY: محاسبه توان دستگاه

ساخت هر توربین بادی برای استفاده خصوصی با مرحله مقدماتی - محاسبه قدرت دستگاه آغاز می شود. بنابراین، به عنوان مثال، برای عملیات گرمایش آب، نصب یک توربین بادی با ارتفاع حداقل 5-6 متر ضروری خواهد بود. در عین حال، استفاده از انرژی باد برای گرمایش غیرممکن است: سرعت باد کاملاً متغیر است. اما به عنوان یک منبع اضافی که باعث صرفه جویی در هزینه می شود، می توانید از باد استفاده کنید.

برای این کار می توانید از فرمول های متعددی که در شبکه ارائه شده است استفاده کنید. ساده ترین راه حل استفاده از ماشین حسابی است که نیروی باد را به تنهایی محاسبه می کند. در این حالت فقط باید مقادیر مورد نظر را وارد برنامه کنید. اغلب این موارد عبارتند از: ناحیه ای که باد در آن می وزد، تراکم و سرعت باد.

با تماس با سازمان هواشناسی می توانید از میانگین سرعت توده های هوا در منطقه خود مطلع شوید.

علاوه بر این، برای کار، به یک نمودار الکتریکی از توربین بادی، نقشه های ساختمانی دقیق نیاز دارید که می توان آن را روی یک ورق کاغذ معمولی ترسیم کرد یا با استفاده از یک برنامه کامپیوتری برای مدل سازی سه بعدی تجسم کرد.

نحوه انتخاب ژنراتور برای آسیاب بادی

آسیاب های بادی خانگی باید ساکت باشند. بنابراین بهتر است از یک موتور کم سرعت (کم سرعت) به عنوان ژنراتور توربین های بادی استفاده شود. چنین موتوری قادر است از 350 تا 700 دور در دقیقه کار کند. علاوه بر این، موتور کم سرعت را می توان حتی بر روی یک توربین بادی تک پره نیز استفاده کرد. همچنین، یک ژنراتور کم سرعت را می توان از یک موتور پله ای ساخت.

برای افزایش سرعت آسیاب بادی، می توانید از یک ضرب کننده استفاده کنید: چرخش تیغه ها را 5-10 برابر افزایش می دهد.

موتورهای دیسکی با آهنربای نئودیمیوم از محبوبیت خاصی برخوردار هستند. در همان زمان، آهنرباها می توانند اندازه های مختلف و بر این اساس قدرت داشته باشند. چنین ژنراتوری بسیار ساده ساخته شده است، اما هزینه آن بسیار بالا است.

برای راه اندازی پروانه می توانید از ژنراتور دوچرخه پدالی استفاده کنید.

بسیاری از مردم یک ژنراتور کم مصرف را از یک ژنراتور گاز، یک ژنراتور ماشین یا تراکتور، یک باتری از یک پیچ گوشتی می سازند. در این مورد، باید در نظر داشت که گیربکسی که سرعت را کاهش می دهد، باید روی سازه ای با ژنراتور از تراکتور و اتوژنراتور نصب شود.

توربین های بادی DIY برای 220 ولت

برای مونتاژ اسکوپ ما نیاز داریم: یک ژنراتور 12 ولت، باتری، مبدل 12 ولت به 220 ولت، یک ولت متر، سیم های مسی، بست ها (گیره ها، پیچ ها، مهره ها).

ساخت هر توربین بادی وجود مراحل زیر را در نظر می گیرد:

1. ساخت تیغه. پره های یک توربین بادی عمودی را می توان از یک بشکه ساخت. می توانید قطعات را با استفاده از آسیاب برش دهید. پیچ یک توربین بادی کوچک را می توان از یک لوله PVC با مقطع 160 میلی متر ساخت.
2. ساخت دکل. ارتفاع دکل باید حداقل 6 متر باشد. در عین حال برای اینکه نیروی پیچش دکل را کند نکند باید آن را با 4 بادبند محکم کرد. با این حال، هر کشش باید به دور یک چوب پیچیده شود، که باید در عمق زمین دفن شود.
3. نصب آهنرباهای نئودیمیم. آهنرباها به دیسک روتور چسبانده می شوند. بهتر است آهنرباهای مستطیلی را انتخاب کنید، که در آن میدان های مغناطیسی در کل سطح متمرکز هستند.
4. سیم پیچ سیم پیچ ژنراتور. سیم پیچی با نخ مسی با قطر حداقل دو میلی متر انجام می شود. در عین حال نباید بیش از 1200 اسکله وجود داشته باشد.
5. فیکس کردن تیغه ها به لوله با مهره.

در صورت وجود باتری های قدرتمند و یک اینورتر، دستگاه حاصل می تواند چنین مقدار برق تولید کند که برای استفاده از لوازم خانگی (به عنوان مثال، یخچال و تلویزیون) کافی خواهد بود. چنین ژنراتوری برای حفظ عملکرد سیستم های روشنایی، گرمایش و تهویه یک خانه کوچک کشور، گلخانه عالی است.

توربین های بادی DIY 5 کیلووات (فیلم)

توربین بادی وسیله ای ایمن و مدرن است که به شما امکان می دهد انرژی باد را به برق تبدیل کنید که برای عملکرد لوازم خانگی، سیستم های گرمایش، تامین آب و تهویه لازم است. با کمی محاسبه می توانید بدون کمک حرفه ای یک توربین بادی بسازید. دستورالعمل های دقیق ارائه شده در بالا، تصاویر و توصیه هایی در مورد انتخاب اجزا می توانند به این امر کمک کنند!

نمونه هایی از توربین های بادی (عکس)

توده های هوا دارای ذخایر پایان ناپذیر انرژی هستند که بشر در دوران باستان از آن استفاده می کرد. اساساً نیروی باد حرکت کشتی های زیر بادبان و کار آسیاب های بادی را فراهم می کرد. پس از اختراع موتورهای بخار، این نوع انرژی اهمیت خود را از دست داده است.

تنها در شرایط مدرن است که انرژی باد دوباره به عنوان یک نیروی محرکه برای ژنراتورهای الکتریکی مورد تقاضا قرار گرفت. آنها هنوز به طور گسترده در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار نگرفته اند، اما روز به روز در بخش خصوصی محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. گاهی اوقات اتصال به خط برق به سادگی غیرممکن است. در چنین شرایطی، بسیاری از صاحبان، یک ژنراتور باد را برای یک خانه خصوصی با دست خود از مواد ضایعات طراحی و تولید می کنند. در آینده از آنها به عنوان منابع اصلی یا کمکی برق استفاده می شود.

نظریه توربین بادی ایده آل

این نظریه در زمان های مختلف توسط دانشمندان و متخصصان رشته مکانیک ایجاد شد. این اولین بار توسط V.P. Vetchinkin در سال 1914، و نظریه پروانه ایده آل به عنوان پایه استفاده شد. در این مطالعات، نرخ بهره برداری از انرژی باد در یک توربین بادی ایده آل برای اولین بار استخراج شد.

کار در این زمینه توسط N.E ادامه یافت. ژوکوفسکی که حداکثر مقدار این ضریب را برابر با 0.593 استنباط کرد. در آثار بعدی استاد دیگری - سابینین G.Kh. مقدار به روز شده ضریب 0.687 بود.

مطابق با تئوری های توسعه یافته، یک چرخ باد ایده آل باید پارامترهای زیر را داشته باشد:

• محور چرخش چرخ باید موازی با سرعت جریان باد باشد.
• تعداد تیغه ها بی نهایت زیاد و با عرض بسیار کم است.
• مقدار صفر کشش پروفیل بالها در حضور گردش ثابت در امتداد تیغه ها.
• تمام سطح جاروب شده توربین بادی دارای یک سرعت هوای از دست رفته ثابت در چرخ است.
• آرزوی سرعت زاویه ای تا بی نهایت.

انتخاب توربین بادی

هنگام انتخاب یک مدل از ژنراتور باد برای یک خانه خصوصی، باید قدرت مورد نیاز را برای اطمینان از عملکرد دستگاه ها و تجهیزات، با در نظر گرفتن برنامه و فرکانس روشن شدن در نظر گرفت. با اندازه گیری ماهانه برق مصرفی تعیین می شود. علاوه بر این، مقدار توان را می توان مطابق با مشخصات فنی مصرف کنندگان تعیین کرد.

همچنین باید در نظر داشت که نیروی تمام لوازم الکتریکی نه به طور مستقیم از ژنراتور باد، بلکه از اینورتر و مجموعه ای از باتری ها انجام می شود. بنابراین، یک ژنراتور با ظرفیت 1 کیلو وات قادر است از عملکرد طبیعی باتری های تامین کننده اینورتر چهار کیلووات اطمینان حاصل کند. در نتیجه، لوازم خانگی با ظرفیت مشابه به طور کامل با برق تامین می شود. انتخاب صحیح باتری ها ضروری است. توجه ویژه ای باید به پارامترهایی مانند جریان شارژ شود.

هنگام انتخاب طراحی توربین بادی، عوامل زیر در نظر گرفته می شود:

• جهت چرخش چرخ باد عمودی یا افقی است.
• تیغه های فن می توانند بادبانی شکل، با سطح صاف یا منحنی باشند. در برخی موارد از گزینه های ترکیبی استفاده می شود.
• مواد برای تیغه ها و فناوری برای ساخت آنها.
• قرارگیری پره های فن با شیب متفاوت نسبت به جریان هوای عبوری.
• تعداد پره های موجود در فن.
• نیروی مورد نیاز از توربین بادی به ژنراتور منتقل می شود.

علاوه بر این، لازم است میانگین سرعت باد سالانه برای یک منطقه خاص که توسط سازمان هواشناسی مشخص شده است، در نظر گرفته شود. نیازی به توضیح جهت باد نیست، زیرا طرح های مدرن ژنراتورهای باد به طور مستقل در جهت دیگر می چرخند.

برای اکثر مناطق فدراسیون روسیه، بهینه ترین گزینه جهت گیری افقی محور چرخش است، سطح تیغه ها منحنی و مقعر است، که جریان هوا با زاویه حاد به اطراف جریان می یابد. مقدار نیروی گرفته شده از باد تحت تأثیر مساحت تیغه است. برای یک خانه معمولی، مساحت 1.25 متر مربع کاملاً کافی است.

تعداد دورهای توربین بادی به تعداد پره ها بستگی دارد. توربین های بادی با یک پره سریع ترین چرخش را دارند. در این گونه طرح ها از وزنه تعادل برای بالانس استفاده می شود. همچنین باید در نظر داشت که در سرعت باد کم، زیر 3 متر بر ثانیه، توربین های بادی قادر به گرفتن انرژی نیستند. برای اینکه واحد باد ضعیف را درک کند، مساحت تیغه های آن باید حداقل به 2 متر مربع افزایش یابد.

محاسبه توربین بادی

قبل از انتخاب یک ژنراتور باد، لازم است سرعت و جهت باد را که در محل نصب پیشنهادی مشخص است، تعیین کنید. لازم به یادآوری است که چرخش تیغه ها با حداقل سرعت باد 2 متر بر ثانیه شروع می شود. حداکثر بازده زمانی حاصل می شود که این شاخص به مقدار 9 تا 12 متر بر ثانیه برسد. یعنی برای تامین برق یک خانه کوچک روستایی، یک ژنراتور با حداقل قدرت 1 کیلووات در ساعت و سرعت باد حداقل 8 متر در ثانیه مورد نیاز است.

سرعت باد و قطر پروانه تأثیر مستقیمی بر توان تولید شده توسط یک توربین بادی دارد. محاسبه دقیق ویژگی های عملکرد یک مدل خاص با استفاده از فرمول های زیر امکان پذیر است:

1. محاسبات مطابق با منطقه چرخش به شرح زیر انجام می شود: P = 0.6 x S x V 3، که در آن S منطقه عمود بر جهت باد (m 2)، V سرعت باد (m / s) است. P توان مجموعه ژنراتور (کیلووات) است.
2. برای محاسبات یک تاسیسات الکتریکی با قطر پیچ، از فرمول استفاده می شود: P = D 2 x V 3/7000، که در آن D قطر پیچ (m) است، V سرعت باد (m / s) است. ، P توان ژنراتور (کیلو وات) است.
3. محاسبات پیچیده تر، چگالی جریان هوا را در نظر می گیرند. برای این اهداف، یک فرمول وجود دارد: P = ξ x π x R 2 x 0.5 x V 3 x ρ x η ed x η gen، که در آن ξ ضریب مصرف انرژی باد (مقدار غیر قابل اندازه گیری)، π = 3.14، R است. - شعاع روتور (m)، V - سرعت جریان هوا (m / s)، ρ - چگالی هوا (kg / m 3)، η قرمز - راندمان کاهنده (٪)، η ژن - راندمان ژنراتور (٪).

بنابراین، الکتریسیته تولید شده توسط مولد باد با افزایش سرعت باد به صورت کمی به نسبت مکعب افزایش می یابد. به عنوان مثال، اگر سرعت باد دو برابر شود، تولید انرژی جنبشی توسط روتور 8 برابر افزایش می یابد.

هنگام انتخاب مکانی برای نصب مولد باد، باید به مناطقی که ساختمان های بزرگ و درختان بلندی که مانعی در برابر باد ایجاد می کنند، اولویت داد. حداقل فاصله از ساختمان های مسکونی 25 تا 30 متر است در غیر این صورت سر و صدا در حین کار باعث ایجاد ناراحتی و ناراحتی می شود. روتور آسیاب بادی باید در ارتفاعی قرار گیرد که حداقل 3-5 متر از نزدیکترین ساختمانها بیشتر باشد.

اگر قصد ندارید خانه کشور را به یک شبکه مشترک متصل کنید، در این مورد، می توانید از گزینه های سیستم های ترکیبی استفاده کنید. عملکرد یک توربین بادی در صورت استفاده همراه با دیزل ژنراتور یا باتری خورشیدی بسیار کارآمدتر خواهد بود.

چگونه با دست خود یک ژنراتور باد بسازیم

صرف نظر از نوع و طراحی مولد باد، هر دستگاه به عنوان پایه مجهز به عناصر مشابه است. همه مدل ها مجهز به ژنراتور، تیغه در مواد مختلف، بالابر برای اطمینان از سطح مطلوب نصب، و همچنین باتری های اضافی و سیستم کنترل الکترونیکی هستند. واحدهای چرخشی یا ساختارهای محوری با استفاده از آهنربا ساده ترین ها برای ساخت در نظر گرفته می شوند.

گزینه 1. طراحی چرخشی توربین بادی.

در طراحی توربین بادی دوار از دو، چهار یا چند پره استفاده می شود. چنین ژنراتورهای بادی قادر به تامین برق کامل خانه های بزرگ کشور نیستند. آنها در درجه اول به عنوان منبع کمکی برق استفاده می شوند.

بسته به قدرت طراحی توربین بادی، مواد و اجزای لازم انتخاب می شوند:

• ژنراتور از ماشین 12 ولت و باتری ماشین.
• تنظیم کننده ولتاژ تبدیل جریان متناوب از 12 به 220 ولت.
• ظرف بزرگ. یک سطل آلومینیومی یا گلدان فولادی ضد زنگ بهترین عملکرد را دارد.
• رله ای که از خودرو جدا شده است می تواند به عنوان شارژر استفاده شود.
• شما به یک سوئیچ 12 ولت، یک لامپ شارژ با یک کنترلر، پیچ و مهره با مهره و واشر، و همچنین گیره های فلزی با واشرهای لاستیکی نیاز دارید.
• کابل سه هسته ای با حداقل سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع و یک ولت متر معمولی از هر دستگاه اندازه گیری جدا شده است.

اول از همه، روتور از یک ظرف فلزی موجود - یک قابلمه یا سطل تهیه می شود. به چهار قسمت مساوی مشخص شده است، سوراخ هایی در انتهای خطوط ایجاد می شود تا جداسازی آن به اجزای سازنده تسهیل شود. سپس ظرف را با قیچی فلزی یا آسیاب برش می دهیم. تیغه های روتور از قسمت های خالی حاصل بریده می شوند. تمام اندازه گیری ها باید به دقت از نظر انطباق با ابعاد بررسی شوند، در غیر این صورت ساختار به درستی کار نخواهد کرد.

در مرحله بعد، سمت چرخش قرقره ژنراتور مشخص می شود. به عنوان یک قاعده، در جهت عقربه های ساعت می چرخد، اما بهتر است این را بررسی کنید. پس از آن، قسمت روتور به ژنراتور متصل می شود. برای جلوگیری از عدم تعادل در حرکت روتور، سوراخ های نصب در هر دو سازه باید به طور متقارن قرار گیرند.

برای افزایش سرعت چرخش، لبه های تیغه ها باید کمی خم شوند. با افزایش زاویه خمش، جریان هوا به طور موثرتری توسط نصب چرخشی درک می شود. به عنوان تیغه، نه تنها از عناصر ظرف برش خورده استفاده می شود، بلکه از قطعات جداگانه متصل به قطعه کار فلزی به شکل دایره نیز استفاده می شود.

پس از اتصال ظرف به ژنراتور، کل ساختار حاصل باید با استفاده از بست های فلزی به طور کامل روی دکل نصب شود. سپس سیم کشی نصب و مونتاژ می شود. هر پین باید به کانکتور خودش وصل شود. پس از اتصال، سیم کشی با سیم به دکل متصل می شود.

در پایان مونتاژ، اینورتر، باتری و بار متصل می شوند. باتری با یک کابل با سطح مقطع 3 میلی متر مربع وصل می شود، برای سایر اتصالات سطح مقطع 2 میلی متر مربع کافی است. سپس مولد باد می تواند راه اندازی شود.

گزینه 2. طراحی محوری یک مولد باد با استفاده از آهنربا.

آسیاب های بادی محوری برای خانه سازه ای هستند که یکی از عناصر اصلی آن آهنرباهای نئودیمیم است. از نظر عملکرد، آنها به طور قابل توجهی از واحدهای چرخشی معمولی جلوتر هستند.

روتور عنصر اصلی کل ساختار توربین بادی است. برای ساخت آن، توپی چرخ ماشین کامل با دیسک های ترمز بهترین گزینه است. بخشی که در حال کار است باید آماده شود - از خاک و زنگ زدگی تمیز شود، یاتاقان ها را روغن کاری کنید.

بعد، شما باید آهن رباها را به درستی توزیع و تعمیر کنید. در مجموع به 20 قطعه به ابعاد 25×8 میلی متر نیاز دارید. میدان مغناطیسی در آنها در امتداد طول قرار دارد. حتی آهنرباها نیز قطب خواهند بود، آنها در امتداد کل صفحه دیسک قرار دارند و از طریق یکی متناوب هستند. سپس جوانب مثبت و منفی مشخص می شود. یک آهنربا به طور متناوب سایر آهنرباهای روی دیسک را لمس می کند. اگر آنها جذب شوند، قطب مثبت است.

با افزایش تعداد قطب ها، قوانین خاصی باید رعایت شود. در ژنراتورهای تک فاز، تعداد قطب ها با تعداد آهنرباها برابر است. در ژنراتورهای سه فاز، نسبت 4/3 بین آهنرباها و قطب ها و نسبت 2/3 بین قطب ها و سیم پیچ ها رعایت می شود. آهنرباها عمود بر محیط دیسک نصب می شوند. برای توزیع یکنواخت آنها از یک الگوی کاغذی استفاده می شود. ابتدا آهنرباها را با چسب محکم و در نهایت با اپوکسی ثابت می کنند.

اگر ژنراتورهای تک فاز و سه فاز را با هم مقایسه کنیم، عملکرد اولی در مقایسه با دومی کمی بدتر خواهد بود. این به دلیل نوسانات دامنه زیاد در شبکه به دلیل خروجی جریان ناپایدار است. بنابراین لرزش در دستگاه های تک فاز رخ می دهد. در طرح های سه فاز این عیب با بارهای جاری از یک فاز به فاز دیگر جبران می شود. این تضمین می کند که یک مقدار توان ثابت همیشه در شبکه ارائه می شود. به دلیل ارتعاش، عمر مفید سیستم های تک فاز به طور قابل توجهی کمتر از سیستم های سه فاز است. علاوه بر این، مدل های سه فاز در حین کار هیچ صدایی ندارند.

ارتفاع دکل تقریباً 12-6 متر است که در مرکز قالب نصب شده و با بتن ریخته می شود. سپس یک سازه آماده روی دکل نصب می شود که پیچ روی آن وصل می شود. خود دکل با کابل بسته می شود.

پره های توربین بادی

کارایی توربین های بادی تا حد زیادی به طراحی پره ها بستگی دارد. اول از همه، این تعداد و اندازه آنها و همچنین موادی است که از آن تیغه های مولد باد ساخته می شود.

عوامل موثر بر طراحی تیغه:

• حتی سبک ترین باد نیز می تواند پره های بلند را به حرکت درآورد. با این حال، طول بیش از حد می تواند سرعت چرخش چرخ باد را کاهش دهد.
• افزایش تعداد کل تیغه ها باعث می شود چرخ باد بیشتر پاسخگو باشد. یعنی هر چه تعداد تیغه ها بیشتر باشد، چرخش بهتر شروع می شود. با این حال، قدرت و سرعت کاهش می یابد و چنین دستگاهی را برای تولید برق نامناسب می کند.
• قطر و سرعت چرخش چرخ باد بر سطح صدای تولید شده توسط دستگاه تأثیر می گذارد.

تعداد تیغه ها باید با محل نصب کل سازه سازگار باشد. در بهینه ترین شرایط، پره های به درستی انتخاب شده قادر به ارائه حداکثر خروجی توربین بادی هستند.

اول از همه، شما باید از قبل قدرت و عملکرد مورد نیاز دستگاه را تعیین کنید. برای ساخت صحیح یک ژنراتور بادی، باید طرح های احتمالی و همچنین شرایط آب و هوایی که در آن کار می کند را مطالعه کنید.

علاوه بر توان کل، توصیه می شود مقدار توان خروجی را نیز تعیین کنید که به آن بار پیک نیز می گویند. این نشان دهنده تعداد کل ابزارها و تجهیزاتی است که همزمان با عملکرد مولد باد روشن می شوند. در صورت نیاز به افزایش این شاخص، توصیه می شود از چندین اینورتر به طور همزمان استفاده کنید.

مولد باد DIY 24 ولت - 2500 وات