Energi tak habis-habisnya yang dibawa oleh massa udara selalu menarik perhatian orang. Kakek buyut kita belajar bagaimana memanfaatkan angin ke layar dan roda kincir angin, setelah itu selama dua abad ia mengalir tanpa tujuan melintasi hamparan Bumi yang tak terbatas.

Hari ini, pekerjaan yang berguna telah ditemukan untuknya lagi. Generator angin untuk rumah pribadi dari kategori inovasi teknis menjadi faktor nyata dalam kehidupan kita.

Mari kita lihat lebih dekat ladang angin, evaluasi kondisi penggunaannya yang hemat biaya dan pertimbangkan varietas yang ada. Pengrajin rumah akan menerima informasi artikel kami untuk refleksi tentang topik perakitan sendiri kincir angin dan perangkat yang diperlukan untuk operasi yang efektif.

Apa itu generator angin?

Prinsip pengoperasian kincir angin rumah tangga sederhana: aliran udara memutar bilah rotor yang dipasang pada poros generator dan menciptakan arus bolak-balik pada belitannya. Listrik yang dihasilkan disimpan dalam baterai dan digunakan sesuai kebutuhan peralatan rumah tangga. Tentu saja, ini adalah skema yang disederhanakan untuk pengoperasian kincir angin rumah. Secara praktis, dilengkapi dengan perangkat yang mengubah listrik.

Tepat di belakang generator dalam rantai energi adalah pengontrol. Ini mengubah arus bolak-balik tiga fase menjadi arus searah dan mengarahkannya untuk mengisi baterai. Sebagian besar peralatan rumah tangga tidak dapat bekerja secara "permanen", sehingga perangkat lain ditempatkan di belakang baterai - inverter. Ini melakukan operasi sebaliknya: mengubah arus searah menjadi tegangan bolak-balik rumah tangga 220 volt. Jelas bahwa transformasi ini tidak berlalu tanpa jejak dan mengambil bagian yang cukup baik (15-20%) dari energi awal.

Jika kincir angin dipasangkan dengan baterai surya atau generator listrik lain (bensin, solar), maka rangkaian dilengkapi dengan pemutus arus otomatis (ATS). Ketika sumber arus utama dimatikan, itu mengaktifkan cadangan.

Untuk memperoleh daya yang maksimal, pembangkit angin harus ditempatkan di sepanjang aliran angin. Dalam sistem sederhana, prinsip baling-baling cuaca diterapkan. Untuk melakukan ini, bilah vertikal dipasang di ujung generator yang berlawanan, memutarnya ke arah angin.

Pada instalasi yang lebih bertenaga, terdapat motor listrik putar yang dikendalikan oleh sensor arah.

Jenis utama turbin angin dan fitur-fiturnya

Ada dua jenis generator angin:

1. Dengan susunan horizontal sebuah rotor.
2. Dengan rotor vertikal.

Jenis pertama adalah yang paling umum. Ini ditandai dengan efisiensi tinggi (40-50%), tetapi memiliki tingkat kebisingan dan getaran yang meningkat. Selain itu, pemasangannya membutuhkan ruang kosong yang besar (100 meter) atau tiang yang tinggi (dari 6 meter).

Generator dengan rotor vertikal kurang hemat energi (efisiensi hampir 3 kali lebih rendah daripada yang horizontal).

Keuntungan mereka termasuk instalasi sederhana dan desain yang andal. Tingkat kebisingan yang rendah memungkinkan Anda memasang generator vertikal di atap rumah dan bahkan di permukaan tanah. Instalasi ini tidak takut pada lapisan es dan badai. Mereka diluncurkan dari angin lemah (dari 1,0-2,0 m / s) sedangkan kincir angin horizontal membutuhkan aliran udara dengan kekuatan sedang (3,5 m / s ke atas). Menurut bentuk impeller (rotor), turbin angin vertikal sangat beragam.

Roda putar kincir angin vertikal

Karena kecepatan rotor yang rendah (hingga 200 rpm), sumber daya mekanis dari instalasi semacam itu secara signifikan melebihi kinerja generator angin horizontal.

Bagaimana cara menghitung dan memilih generator angin?

Angin bukanlah gas alam yang dipompa melalui pipa, juga bukan tenaga listrik yang mengalir tanpa henti melalui kabel ke rumah kita. Dia berubah-ubah dan berubah-ubah. Hari ini badai merobek atap dan menghancurkan pohon, dan besok digantikan oleh ketenangan total. Oleh karena itu, sebelum membeli atau membuat sendiri kincir angin, Anda perlu menilai potensi energi udara di daerah Anda. Untuk melakukan ini, tentukan gaya angin tahunan rata-rata. Nilai ini dapat ditemukan di Internet berdasarkan permintaan.

Setelah menerima tabel seperti itu, kami menemukan area tempat tinggal kami dan melihat intensitas warnanya, membandingkannya dengan skala peringkat. Jika kecepatan angin rata-rata tahunan kurang dari 4,0 meter per detik, maka tidak ada gunanya memasang turbin angin. Itu tidak akan memberikan jumlah energi yang dibutuhkan.

Jika kekuatan angin cukup untuk memasang kincir angin, maka Anda dapat melanjutkan ke langkah berikutnya: memilih daya generator.

Jika kita berbicara tentang catu daya otonom di rumah, maka konsumsi statistik rata-rata listrik oleh 1 keluarga diperhitungkan. Itu berkisar antara 100 hingga 300 kWh per bulan. Di daerah dengan potensi angin tahunan yang rendah (5-8 m/dtk), listrik sebesar itu dapat dihasilkan oleh turbin angin 2-3 kW. Harus diperhitungkan bahwa di musim dingin kecepatan angin rata-rata lebih tinggi, sehingga produksi energi selama periode ini akan lebih besar daripada di musim panas.

Pilihan generator angin. Perkiraan harga

Harga untuk turbin angin domestik vertikal dengan kapasitas 1,5-2,0 kW berada dalam kisaran 90 hingga 110 ribu rubel. Paket dengan harga ini hanya mencakup generator dengan bilah, tanpa tiang dan peralatan tambahan (pengontrol, inverter, kabel, baterai). Pembangkit listrik lengkap, bersama dengan instalasi, akan menelan biaya 40-60% lebih banyak.

Biaya turbin angin yang lebih kuat (3-5 kW) berkisar antara 350 hingga 450 ribu rubel (dengan peralatan tambahan dan pekerjaan pemasangan).

Kincir angin dengan tangan Anda sendiri. Penghematan yang menyenangkan atau nyata?

Katakanlah segera bahwa tidak mudah untuk membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri yang lengkap dan efisien. Perhitungan yang tepat dari roda angin, mekanisme transmisi, pemilihan generator yang sesuai dalam hal daya dan kecepatan adalah masalah yang terpisah. Kami hanya akan memberikan rekomendasi singkat tentang tahapan utama dari proses ini.

Generator

Alternator otomotif dan motor listrik dari mesin cuci penggerak langsung tidak cocok untuk tujuan ini. Mereka mampu menghasilkan energi dari roda angin, tetapi akan diabaikan. Untuk operasi yang efisien, autogenerator membutuhkan kecepatan yang sangat tinggi yang tidak dapat dikembangkan oleh kincir angin.

Mesin cuci motor memiliki masalah yang berbeda. Ada magnet ferit, dan untuk generator angin, yang lebih produktif diperlukan - neodymium. Proses perakitan sendiri dan penggulungan belitan pembawa arus membutuhkan kesabaran dan akurasi yang tinggi.

Kekuatan perangkat do-it-yourself, sebagai suatu peraturan, tidak melebihi 100-200 watt.

Belakangan ini, velg motor untuk sepeda dan skuter sedang populer di kalangan masyarakat rumahan. Dari sudut pandang energi angin, ini adalah generator neodymium yang kuat, sangat cocok untuk bekerja dengan roda angin vertikal dan mengisi baterai. Hingga 1 kW energi angin dapat dikeluarkan dari generator semacam itu.

Roda motor - generator siap pakai untuk ladang angin buatan sendiri

Baut

Baling-baling layar dan putar adalah yang paling mudah dibuat. Yang pertama terdiri dari tabung melengkung ringan yang dipasang di pelat tengah. Pisau yang terbuat dari kain tahan lama ditarik ke setiap tabung. Angin besar dari baling-baling membutuhkan pengikatan berengsel dari bilah sehingga selama badai mereka terlipat dan tidak berubah bentuk.

Desain putar dari roda angin digunakan untuk generator vertikal. Mudah dibuat dan dapat diandalkan dalam pengoperasiannya.

Turbin angin buatan sendiri dengan sumbu rotasi horizontal ditenagai oleh baling-baling. Pengrajin rumah merakitnya dari pipa PVC dengan diameter 160-250 mm. Baling-baling dipasang pada pelat baja bundar dengan lubang pemasangan untuk poros generator.

Aktivitas individu dan seluruh umat manusia saat ini praktis tidak mungkin tanpa listrik. Sayangnya, konsumsi minyak dan gas, batu bara, dan gambut yang meningkat pesat menyebabkan penurunan cadangan sumber daya ini di planet ini. Apa yang bisa dilakukan selama penduduk bumi masih memiliki semua ini? Menurut kesimpulan para ahli, pengembangan kompleks energilah yang dapat menyelesaikan masalah krisis ekonomi dan keuangan dunia. Oleh karena itu, yang paling relevan adalah pencarian dan penggunaan sumber energi bebas bahan bakar.

Terbarukan, ekologis, hijau

Mungkin tidak perlu diingatkan bahwa segala sesuatu yang baru adalah yang lama terlupakan. Orang telah belajar menggunakan kekuatan aliran sungai dan kecepatan angin untuk mendapatkan energi mekanik untuk waktu yang sangat lama. Matahari memanaskan air untuk kita dan menggerakkan mobil, memberi makan pesawat ruang angkasa. Roda, dipasang di dasar sungai dan sungai kecil, memasok air ke ladang sejak Abad Pertengahan. Satu bisa memberikan tepung ke beberapa desa sekitarnya.

Saat ini, kami tertarik dengan pertanyaan sederhana: bagaimana memberi rumah Anda cahaya dan panas yang murah, bagaimana membuat kincir angin dengan tangan Anda sendiri? Daya 5 kW atau sedikit kurang, yang utama adalah Anda dapat memasok rumah Anda dengan arus untuk pengoperasian peralatan listrik.

Sangat menarik bahwa di dunia ada klasifikasi bangunan menurut tingkat efisiensi sumber daya:

• konvensional, dibangun sebelum 1980-1995;
• dengan konsumsi energi rendah dan sangat rendah - hingga 45-90 kWh per 1 kV/m;
• pasif dan tidak mudah menguap, menerima arus dari sumber terbarukan (misalnya, dengan memasang generator angin putar (5 kW) dengan tangan Anda sendiri atau sistem panel surya, Anda dapat menyelesaikan masalah ini);
• bangunan aktif energi yang menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang mereka butuhkan, menerima uang dengan mendistribusikannya melalui jaringan ke konsumen lain.

Ternyata stasiun mini rumah kita sendiri yang dipasang di atap dan di pekarangan akhirnya dapat bersaing dengan pemasok listrik besar. Dan pemerintah dari berbagai negara dengan segala cara yang memungkinkan mendorong penciptaan dan penggunaan aktif

Bagaimana menentukan profitabilitas pembangkit listrik Anda sendiri

Para peneliti telah membuktikan bahwa kapasitas cadangan angin jauh lebih besar daripada semua akumulasi cadangan bahan bakar berusia berabad-abad. Di antara cara untuk mendapatkan energi dari sumber terbarukan, kincir angin memiliki tempat khusus, karena pembuatannya lebih sederhana daripada pembuatan panel surya. Bahkan, generator angin 5 kW dapat dirakit dengan tangan Anda sendiri, memiliki komponen yang diperlukan, termasuk magnet, kawat tembaga, kayu lapis, dan logam untuk bilahnya.

Penikmat berpendapat bahwa tidak hanya struktur dengan bentuk yang benar, tetapi juga dibangun di tempat yang tepat dapat menjadi produktif dan, karenanya, menguntungkan. Ini berarti bahwa perlu untuk memperhitungkan keberadaan, keteguhan dan bahkan kecepatan aliran udara di setiap kasus individu dan bahkan di wilayah tertentu. Jika hari-hari tenang, tenang dan tenang datang secara berkala di daerah itu, pemasangan tiang dengan generator tidak akan membawa manfaat apa pun.

Sebelum Anda mulai membuat kincir angin dengan tangan Anda sendiri (5 kW), Anda perlu mempertimbangkan model dan penampilannya. Jangan mengharapkan keluaran energi yang besar dari desain yang lemah. Sebaliknya, ketika Anda hanya perlu menyalakan beberapa bola lampu di negara ini, tidak masuk akal untuk membangun kincir angin besar dengan tangan Anda sendiri. 5 kW adalah daya yang cukup untuk menyediakan listrik ke hampir seluruh sistem penerangan dan peralatan rumah tangga. Akan ada angin konstan - akan ada cahaya.

Cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri: urutan tindakan

Di tempat yang dipilih untuk tiang tinggi, kincir angin itu sendiri diperkuat dengan generator yang terpasang padanya. Energi yang dihasilkan melewati kabel ke ruangan yang diinginkan. Dipercaya bahwa semakin tinggi desain tiang, semakin besar diameter roda angin dan semakin kuat aliran udara, semakin tinggi efisiensi seluruh perangkat. Faktanya, semuanya tidak seperti ini:

• misalnya, badai yang kuat dapat dengan mudah mematahkan bilahnya;
• beberapa model dapat dipasang di atap rumah biasa;
• Turbin yang dipilih dengan benar dapat dihidupkan dengan mudah dan bekerja dengan baik bahkan dalam kecepatan angin yang sangat rendah.

Jenis utama kincir angin

Desain dengan sumbu rotasi horizontal rotor dianggap klasik. Biasanya mereka memiliki 2-3 bilah dan dipasang pada ketinggian yang sangat tinggi dari tanah. Efisiensi terbesar dari instalasi semacam itu dimanifestasikan pada arah konstan dan kecepatannya 10 m/s. Kerugian yang signifikan dari desain bilah ini adalah kegagalan rotasi bilah dengan sering berubah, terburu-buru.Hal ini menyebabkan pekerjaan yang tidak produktif atau penghancuran seluruh instalasi. Untuk memulai generator seperti itu setelah berhenti, putaran awal yang dipaksakan dari bilah diperlukan. Selain itu, dengan rotasi aktif, bilah mengeluarkan suara tertentu yang tidak enak didengar telinga manusia.

Generator angin vertikal ("Volchok" 5 kW atau lainnya) memiliki penempatan rotor yang berbeda. Turbin berbentuk H atau berbentuk tong menangkap angin dari segala arah. Desain ini lebih kecil, berjalan bahkan pada aliran udara terlemah (pada 1,5-3 m/s), tidak memerlukan tiang tinggi, dapat digunakan bahkan di lingkungan perkotaan. Selain itu, kincir angin rakitan do-it-yourself (5 kW - ini nyata) mencapai daya pengenalnya dengan angin 3-4 m / s.

Layar bukan di kapal, tapi di darat

Salah satu tren paling populer dalam energi angin saat ini adalah pembuatan generator horizontal dengan bilah lunak. Perbedaan utama adalah bahan pembuatan dan bentuknya: kincir angin do-it-yourself (5 kW, tipe layar) memiliki 4-6 bilah kain segitiga. Selain itu, tidak seperti struktur tradisional, penampangnya meningkat ke arah dari pusat ke pinggiran. Fitur ini memungkinkan tidak hanya untuk "menangkap" angin yang lemah, tetapi juga untuk menghindari kerugian selama aliran udara badai.

Keuntungan perahu layar meliputi indikator berikut:

• daya tinggi pada putaran lambat;
• orientasi diri dan penyesuaian terhadap angin apa pun;
• baling-baling tinggi dan inersia rendah;
• tidak perlu memutar paksa roda;
• rotasi yang benar-benar senyap bahkan pada kecepatan tinggi;
• tidak adanya getaran dan gangguan suara;
• relatif murahnya konstruksi.

Kincir angin DIY

5 kW listrik yang dibutuhkan dapat diperoleh dengan beberapa cara:

• membangun struktur putar sederhana;
• merakit kompleks beberapa berturut-turut terletak pada sumbu yang sama dari roda layar;
• menggunakan konstruksi aksial dengan magnet neodymium.

Penting untuk diingat bahwa kekuatan kincir angin sebanding dengan produk dari nilai kubik kecepatan angin dan luas sapuan turbin. Lantas, bagaimana cara membuat generator angin 5 kW? Petunjuk di bawah ini.

Sebagai dasar, Anda dapat mengambil hub mobil dan rem cakram. 32 magnet (25 kali 8 mm) ditempatkan secara paralel dalam lingkaran pada cakram masa depan dari rotor (bagian yang bergerak dari generator) untuk setiap cakram, 16 buah, apalagi, plus harus bergantian dengan minus. Magnet yang berlawanan harus memiliki nilai kutub yang berbeda. Setelah penandaan dan penempatan, semua yang ada di lingkaran dituangkan dengan epoksi.

Gulungan kawat tembaga ditempatkan pada stator. Jumlahnya harus kurang dari jumlah magnet, yaitu 12. Pertama, semua kabel dicabut dan dihubungkan satu sama lain dengan bintang atau segitiga, kemudian diisi juga dengan lem epoksi. Disarankan untuk memasukkan potongan plastisin ke dalam gulungan sebelum dituang. Setelah resin mengeras dan dihilangkan, akan tetap ada lubang yang diperlukan untuk ventilasi dan pendinginan stator.

Bagaimana semuanya bekerja?

Disk rotor, berputar relatif terhadap stator, membentuk medan magnet, dan arus listrik muncul di kumparan. Dan kincir angin, yang dihubungkan melalui sistem katrol, diperlukan untuk menggerakkan bagian-bagian dari struktur kerja ini. Bagaimana cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri? Beberapa mulai membangun pembangkit listrik sendiri dengan merakit generator. Lainnya - dari pembuatan bagian berputar berbilah.

Poros dari kincir angin digabungkan dengan sambungan geser ke salah satu piringan rotor. Disk kedua yang lebih rendah dengan magnet ditempatkan pada bantalan yang kuat. Stator terletak di tengah. Semua bagian diikat ke lingkaran kayu lapis dengan baut panjang dan dipasang dengan mur. Di antara semua "pancake" pastikan untuk meninggalkan celah minimal untuk rotasi bebas dari cakram rotor. Hasilnya adalah generator 3 fasa.

"Barel"

Masih membuat kincir angin. Dengan tangan Anda sendiri, struktur berputar 5 kW dapat dibuat dari 3 lingkaran kayu lapis dan selembar duralumin tertipis dan teringan. Sayap persegi panjang logam melekat pada kayu lapis dengan baut dan sudut. Sebelumnya, alur pemandu berbentuk gelombang dilubangi di setiap bidang lingkaran, di mana lembaran dimasukkan. Rotor dua lantai yang dihasilkan memiliki 4 bilah bergelombang yang saling menempel pada sudut siku-siku. Artinya, di antara masing-masing dua hub yang diikat dengan pancake kayu lapis, ada 2 bilah duralumin yang melengkung dalam bentuk gelombang.

Desain ini dipasang di tengah pada stud baja, yang akan mengirimkan torsi ke generator. Kincir angin buatan sendiri (5 kW) dari desain ini memiliki berat sekitar 16-18 kg dengan tinggi 160-170 cm dan diameter dasar 80-90 cm.

Apa yang Harus Dipertimbangkan

Kincir angin-"barel" dapat dipasang bahkan di atap gedung, meskipun menara setinggi 3-4 meter sudah cukup. Namun, sangat penting untuk melindungi rumah generator dari curah hujan alami. Disarankan juga untuk memasang baterai penyimpan energi.

Untuk memperoleh arus bolak-balik dari arus searah 3-fase, konverter juga harus disertakan dalam rangkaian.

Dengan jumlah hari berangin yang cukup di wilayah tersebut, kincir angin yang dirakit sendiri (5 kW) dapat memberikan arus tidak hanya ke TV dan bola lampu, tetapi juga ke sistem pengawasan video, AC, lemari es, dan peralatan listrik lainnya.

Sulit untuk tidak memperhatikan bagaimana stabilitas pasokan listrik ke fasilitas pinggiran kota berbeda dari penyediaan bangunan kota dan perusahaan dengan listrik. Akui bahwa Anda, sebagai pemilik rumah atau pondok pribadi, telah berulang kali mengalami gangguan, ketidaknyamanan, dan kerusakan pada peralatan yang terkait dengannya.

Situasi negatif yang tercantum, bersama dengan konsekuensinya, tidak akan lagi mempersulit kehidupan pecinta ruang alam. Dan dengan biaya tenaga kerja dan keuangan yang minimal. Untuk melakukan ini, Anda hanya perlu membuat generator tenaga angin, yang kami jelaskan secara rinci di artikel.

Kami telah menjelaskan secara rinci opsi untuk membuat sistem yang berguna dalam ekonomi, menghilangkan ketergantungan energi. Menurut saran kami, pengrajin rumah yang tidak berpengalaman akan dapat membuat generator angin dengan tangannya sendiri. Perangkat praktis akan membantu mengurangi pengeluaran harian secara signifikan.

Sumber energi alternatif adalah impian setiap penghuni musim panas atau pemilik rumah yang lokasinya jauh dari jaringan pusat. Namun, ketika kami menerima tagihan listrik yang dikonsumsi di apartemen kota, dan melihat tarif yang meningkat, kami menyadari bahwa generator angin yang dibuat untuk kebutuhan domestik tidak akan merugikan kami.

Setelah membaca artikel ini, mungkin Anda akan mewujudkan impian Anda.

Sebuah generator angin adalah solusi yang sangat baik untuk menyediakan fasilitas pinggiran kota dengan listrik. Selain itu, dalam beberapa kasus, pemasangannya adalah satu-satunya jalan keluar yang mungkin.

Agar tidak membuang-buang uang, tenaga dan waktu, mari kita putuskan: apakah ada keadaan eksternal yang akan menjadi hambatan bagi kita dalam proses pengoperasian kincir angin?

Untuk menyediakan listrik ke rumah musim panas atau pondok kecil, sudah cukup, yang kekuatannya tidak akan melebihi 1 kW. Perangkat semacam itu di Rusia disamakan dengan produk rumah tangga. Pemasangannya tidak memerlukan sertifikat, izin, atau persetujuan tambahan apa pun.

Rusia memiliki posisi ganda terkait sumber energi angin. Di satu sisi, karena luasnya total wilayah dan banyaknya daerah datar, angin pada umumnya banyak dan sebagian besar merata. Di sisi lain, angin kita sebagian besar berpotensi rendah, lambat, lihat gbr. Yang ketiga, di daerah berpenduduk jarang, angin bertiup kencang. Berdasarkan ini, tugas memulai generator angin di pertanian cukup relevan. Tetapi, untuk memutuskan apakah akan membeli perangkat yang cukup mahal, atau membuatnya sendiri, Anda perlu memikirkan dengan cermat jenis mana (dan ada banyak sekali) untuk tujuan apa yang harus dipilih.

Konsep dasar

1. KIEV - faktor pemanfaatan energi angin. Jika model angin datar mekanistik digunakan untuk perhitungan (lihat di bawah), itu sama dengan efisiensi rotor pembangkit listrik tenaga angin (APU).
2. Efisiensi - efisiensi ujung-ke-ujung APU, dari angin yang datang ke terminal generator listrik, atau jumlah air yang dipompa ke dalam tangki.
3. Kecepatan angin operasi minimum (MPS) adalah kecepatan di mana kincir angin mulai memberikan arus ke beban.
4. Kecepatan angin maksimum yang diizinkan (MPS) adalah kecepatannya saat pembangkitan energi berhenti: otomatisasi mematikan generator, atau menempatkan rotor di baling-baling cuaca, atau melipatnya dan menyembunyikannya, atau rotor berhenti sendiri, atau APU runtuh begitu saja.
5. Mulai kecepatan angin (SV) - pada kecepatan ini, rotor dapat berputar tanpa beban, berputar dan memasuki mode operasi, setelah itu generator dapat dihidupkan.
6. Kecepatan awal negatif (OSS) - ini berarti bahwa APU (atau turbin angin - pembangkit listrik tenaga angin, atau WEA, unit tenaga angin) memerlukan putaran wajib dari sumber energi eksternal untuk memulai pada kecepatan angin apa pun.
7. Momen awal (awal) - kemampuan rotor, yang secara paksa memperlambat aliran udara, untuk menciptakan torsi pada poros.
8. Turbin angin (VD) - bagian dari APU dari rotor ke poros generator atau pompa, atau konsumen energi lainnya.
9. Rotary wind generator - APU, di mana energi angin diubah menjadi torsi pada power take-off shaft dengan memutar rotor di aliran udara.
10. Rentang kecepatan operasi rotor adalah perbedaan antara MDS dan MRS saat beroperasi pada beban pengenal.
11. Kincir angin berkecepatan lambat - di dalamnya kecepatan linier bagian-bagian rotor dalam aliran tidak secara signifikan melebihi kecepatan angin atau di bawahnya. Kepala dinamis aliran secara langsung diubah menjadi dorong blade.
12. Kincir angin berkecepatan tinggi - kecepatan linier bilah secara signifikan (hingga 20 kali atau lebih) lebih tinggi dari kecepatan angin, dan rotor membentuk sirkulasi udaranya sendiri. Siklus mengubah energi aliran menjadi dorong adalah kompleks.

Catatan:

1. APU kecepatan rendah, sebagai aturan, memiliki KIEV lebih rendah daripada kecepatan tinggi, tetapi memiliki torsi awal yang cukup untuk memutar generator tanpa memutuskan beban dan nol TCO, mis. benar-benar self-starting dan berlaku dalam angin paling ringan.
2. Kelambatan dan kecepatan adalah konsep yang relatif. Kincir angin rumah tangga pada 300 rpm dapat menjadi APU berkecepatan rendah, dan kuat dari jenis EuroWind, dari mana bidang ladang angin, ladang angin (lihat Gambar.) direkrut dan yang rotornya menghasilkan sekitar 10 rpm, berkecepatan tinggi, karena. dengan diameter seperti itu, kecepatan linier bilah dan aerodinamisnya di sebagian besar bentang cukup "pesawat", lihat di bawah.

Genset apa yang dibutuhkan?

Generator listrik untuk kincir angin domestik harus menghasilkan listrik dalam berbagai kecepatan rotasi dan memiliki kemampuan untuk memulai sendiri tanpa otomatisasi dan sumber daya eksternal. Dalam hal menggunakan APU dengan OSS (kincir angin dengan spin-up), yang biasanya memiliki KIEV dan efisiensi tinggi, itu juga harus dapat dibalik, mis. dapat bekerja sebagai mesin. Pada daya hingga 5 kW, kondisi ini dipenuhi oleh mesin listrik dengan magnet permanen berbasis niobium (supermagnet); pada magnet baja atau ferit, Anda dapat mengandalkan tidak lebih dari 0,5-0,7 kW.

Catatan: alternator asinkron atau alternator kolektor dengan stator non-magnet sama sekali tidak cocok. Dengan penurunan kekuatan angin, mereka akan "keluar" jauh sebelum kecepatannya turun ke MRS, dan kemudian mereka tidak akan memulai sendiri.

"Jantung" APU yang luar biasa dengan kekuatan 0,3 hingga 1-2 kW diperoleh dari alternator dengan penyearah bawaan; kebanyakan dari mereka sekarang. Pertama, mereka menjaga tegangan output 11,6-14,7 V dalam rentang kecepatan yang cukup lebar tanpa stabilisator elektronik eksternal. Kedua, gerbang silikon terbuka ketika tegangan pada belitan mencapai sekitar 1,4 V, dan sebelum itu generator "tidak melihat" beban. Untuk melakukan ini, generator harus sudah tidak diputar dengan baik.

Dalam kebanyakan kasus, osilator dapat dihubungkan secara langsung, tanpa penggerak roda gigi atau sabuk, ke poros HP berkecepatan tinggi dengan memilih kecepatan dengan memilih jumlah bilah, lihat di bawah. "Pejalan cepat" memiliki torsi awal yang kecil atau nol, tetapi rotor akan memiliki cukup waktu untuk berputar tanpa memutuskan beban sebelum katup terbuka dan generator memberikan arus.

Pilihan dalam angin

Sebelum memutuskan generator angin mana yang akan dibuat, mari kita putuskan aerologi lokal. dalam warna abu-abu kehijauan(tanpa angin) area peta angin, setidaknya beberapa pengertian hanya akan berasal dari turbin angin yang berlayar(dan kita akan membicarakannya nanti). Jika Anda membutuhkan catu daya yang konstan, Anda harus menambahkan booster (penyearah dengan penstabil tegangan), pengisi daya, baterai yang kuat, inverter 12/24/36/48 VDC hingga 220/380 VAC 50 Hz. Ekonomi seperti itu akan menelan biaya tidak kurang dari $ 20.000, dan kecil kemungkinannya untuk menghilangkan daya jangka panjang lebih dari 3-4 kW. Secara umum, dengan keinginan yang tak terhindarkan untuk energi alternatif, lebih baik mencari sumber lain.

Di tempat kuning-hijau, sedikit berangin, jika Anda membutuhkan listrik hingga 2-3 kW, Anda dapat menggunakan generator angin vertikal berkecepatan rendah sendiri. Mereka telah dikembangkan tak terhitung banyaknya, dan ada desain yang, dalam hal KIEV dan efisiensi, hampir tidak kalah dengan "pisau" buatan industri.

Jika Anda akan membeli turbin angin untuk rumah Anda, maka lebih baik fokus pada kincir angin dengan rotor layar. Ada banyak perselisihan, dan secara teori belum semuanya jelas, tetapi mereka berhasil. Di Federasi Rusia, "perahu layar" diproduksi di Taganrog dengan kapasitas 1-100 kW.

Di daerah merah, berangin, pilihan tergantung pada daya yang dibutuhkan. Dalam kisaran 0,5-1,5 kW, "vertikal" buatan sendiri dibenarkan; 1,5-5 kW - membeli "perahu layar". "Vertikal" juga dapat dibeli, tetapi harganya lebih mahal daripada APU skema horizontal. Dan, akhirnya, jika Anda membutuhkan kincir angin dengan kekuatan 5 kW atau lebih, maka Anda harus memilih antara "pisau" atau "perahu layar" yang dibeli secara horizontal.

Catatan: banyak produsen, terutama tingkat kedua, menawarkan kit suku cadang dari mana Anda dapat merakit generator angin dengan daya hingga 10 kW sendiri. Set seperti itu akan menelan biaya 20-50% lebih murah daripada yang sudah jadi dengan instalasi. Namun sebelum membeli, Anda perlu mempelajari dengan cermat aerologi dari lokasi pemasangan yang dituju, kemudian memilih jenis dan model yang sesuai dengan spesifikasinya.

Tentang keamanan

Bagian dari turbin angin untuk keperluan rumah tangga yang beroperasi dapat memiliki kecepatan linier melebihi 120 atau bahkan 150 m/s, dan sepotong bahan padat dengan berat 20 g, terbang dengan kecepatan 100 m/s, dengan "berhasil" memukul, membunuh seorang pria sehat di tempat. Sebuah pelat baja atau plastik keras setebal 2 mm, bergerak dengan kecepatan 20 m/s, memotongnya menjadi dua.

Selain itu, sebagian besar kincir angin di atas 100 watt cukup berisik. Banyak yang menghasilkan fluktuasi tekanan udara frekuensi ultra-rendah (kurang dari 16 Hz) - infrasonik. Infrasonik tidak terdengar, tetapi merugikan kesehatan, dan menyebar sangat jauh.

Catatan: di akhir 80-an, ada skandal di Amerika Serikat - ladang angin terbesar di negara itu pada waktu itu harus ditutup. Orang-orang India dari reservasi, 200 km dari bidang APU-nya, membuktikan di pengadilan bahwa gangguan kesehatan yang meningkat tajam pada mereka setelah pengoperasian ladang angin disebabkan oleh infrasoniknya.

Untuk alasan di atas, pemasangan APU diperbolehkan pada jarak minimal 5 ketinggiannya dari bangunan tempat tinggal terdekat. Di pekarangan rumah tangga pribadi, dimungkinkan untuk memasang kincir angin produksi industri, bersertifikat yang sesuai. Secara umum tidak mungkin memasang APU di atap - selama operasinya, bahkan untuk yang berdaya rendah, beban mekanis bolak-balik muncul yang dapat menyebabkan resonansi struktur bangunan dan kehancurannya.

Catatan: ketinggian APU adalah titik tertinggi dari piringan yang disapu (untuk rotor berbilah) atau angka geometris (untuk APU vertikal dengan rotor pada kutub). Jika tiang APU atau sumbu rotor menonjol lebih tinggi, ketinggiannya dihitung sesuai dengan bagian atasnya - bagian atasnya.

Angin, aerodinamis, KIEV

Generator angin buatan sendiri mematuhi hukum alam yang sama dengan yang dibuat pabrik yang dihitung dengan komputer. Dan do-it-yourselfer perlu memahami dasar-dasar pekerjaannya dengan sangat baik - paling sering ia tidak memiliki bahan ultra-modern dan peralatan teknologi yang mahal. Aerodinamika APU sangat sulit ...

Angin dan KIEV

Untuk menghitung APU pabrik serial, yang disebut. model angin mekanistik datar. Hal ini didasarkan pada asumsi berikut:

• Kecepatan dan arah angin konstan di dalam permukaan efektif rotor.
• Udara adalah media yang terus menerus.
• Permukaan efektif rotor sama dengan luas sapuan.
• Energi aliran udara murni kinetik.

Dalam kondisi seperti itu, energi maksimum satu unit volume udara dihitung menurut rumus sekolah, dengan asumsi kerapatan udara dalam kondisi normal adalah 1,29 kg * cu. m Pada kecepatan angin 10 m / s, satu kubus udara membawa 65 J, dan dari satu persegi permukaan efektif rotor, dimungkinkan, pada efisiensi 100% dari seluruh APU, untuk menghilangkan 650 W. Ini adalah pendekatan yang sangat sederhana - semua orang tahu bahwa angin tidak rata sempurna. Tapi ini harus dilakukan untuk memastikan pengulangan produk - hal yang umum dalam teknologi.

Model datar tidak boleh diabaikan, model ini memberikan energi angin minimum yang jelas. Tetapi udara, pertama, dapat dimampatkan, dan kedua, sangat cair (viskositas dinamis hanya 17,2 Pa * s). Ini berarti bahwa aliran dapat mengalir di sekitar area sapuan, mengurangi permukaan efektif dan KIEV, yang paling sering diamati. Tetapi pada prinsipnya, situasi sebaliknya juga dimungkinkan: angin berbondong-bondong ke rotor dan luas permukaan efektif kemudian ternyata lebih besar daripada yang tersapu, dan KIEV lebih besar dari 1 relatif terhadap itu untuk angin datar. .

Mari kita beri dua contoh. Yang pertama adalah kapal pesiar kesenangan, agak berat, kapal pesiar tidak hanya bisa melawan angin, tetapi juga lebih cepat darinya. Angin berarti eksternal; angin semu masih harus lebih cepat, jika tidak bagaimana akan menarik kapal?

Yang kedua adalah klasik sejarah penerbangan. Pada pengujian MIG-19, ternyata pencegat, yang satu ton lebih berat dari pesawat tempur garis depan, berakselerasi lebih cepat. Dengan mesin yang sama di badan pesawat yang sama.

Para ahli teori tidak tahu harus berpikir apa, dan sangat meragukan hukum kekekalan energi. Ujung-ujungnya ternyata titik kerucut fairing radar menonjol dari saluran masuk udara. Dari ujung kakinya ke cangkangnya, segel udara muncul, seolah-olah menyapunya dari samping ke kompresor mesin. Sejak itu, gelombang kejut telah menjadi mapan dalam teori sebagai berguna, dan kinerja penerbangan yang fantastis dari pesawat modern tidak sedikit karena penggunaan yang terampil.

Aerodinamika

Perkembangan aerodinamika biasanya dibagi menjadi dua era - sebelum N. G. Zhukovsky dan sesudahnya. Laporannya "On attached vortices" tertanggal 15 November 1905 menandai dimulainya era baru dalam penerbangan.

Sebelum Zhukovsky, mereka terbang dengan layar datar: diyakini bahwa partikel-partikel dari aliran yang datang memberikan semua momentum mereka ke tepi depan sayap. Ini memungkinkan untuk segera menyingkirkan kuantitas vektor - momentum sudut - yang menghasilkan matematika yang marah dan paling sering non-analitis, pergi ke hubungan energi murni skalar yang jauh lebih nyaman, dan akhirnya mendapatkan medan tekanan yang dihitung pada bidang pembawa, kurang lebih mirip dengan yang sekarang.

Pendekatan mekanistik semacam itu memungkinkan untuk membuat perangkat yang setidaknya dapat terbang ke udara dan terbang dari satu tempat ke tempat lain, tanpa harus jatuh ke tanah di suatu tempat di sepanjang jalan. Tetapi keinginan untuk meningkatkan kecepatan, daya dukung, dan kualitas penerbangan lainnya semakin mengungkapkan ketidaksempurnaan teori aerodinamis asli.

Ide Zhukovsky adalah sebagai berikut: udara melewati jalur yang berbeda di sepanjang permukaan atas dan bawah sayap. Dari kondisi kontinuitas sedang (gelembung vakum tidak terbentuk di udara dengan sendirinya), maka kecepatan aliran atas dan aliran bawah yang turun dari trailing edge harus berbeda. Karena viskositas udara yang kecil namun terbatas, pusaran harus terbentuk di sana karena perbedaan kecepatan.

Pusaran berputar, dan hukum kekekalan momentum, yang tidak dapat diubah seperti hukum kekekalan energi, juga berlaku untuk besaran vektor, yaitu harus memperhatikan arah pergerakan. Oleh karena itu, segera, pada trailing edge, pusaran yang berputar berlawanan dengan torsi yang sama akan terbentuk. Untuk apa? Karena energi yang dihasilkan oleh mesin.

Untuk praktik penerbangan, ini berarti sebuah revolusi: dengan memilih profil sayap yang sesuai, dimungkinkan untuk meluncurkan pusaran yang terpasang di sekitar sayap dalam bentuk sirkulasi , meningkatkan daya angkatnya. Artinya, dengan menghabiskan sebagian, dan untuk kecepatan tinggi dan beban sayap - sebagian besar, dari tenaga mesin, Anda dapat membuat aliran udara di sekitar perangkat, yang memungkinkan Anda mencapai kualitas penerbangan yang lebih baik.

Ini membuat penerbangan menjadi penerbangan, dan bukan bagian dari aeronautika: sekarang pesawat dapat menciptakan lingkungan yang diperlukan untuk penerbangannya dan tidak lagi menjadi mainan arus udara. Yang Anda butuhkan hanyalah mesin yang lebih bertenaga, dan semakin bertenaga ...

Sekali lagi KIEV

Tapi kincir angin tidak memiliki motor. Dia, sebaliknya, harus mengambil energi dari angin dan memberikannya kepada konsumen. Dan ini dia - dia menarik kakinya, ekornya tersangkut. Mereka membiarkan terlalu sedikit energi angin ke dalam sirkulasi rotor itu sendiri - itu akan menjadi lemah, daya dorong bilah akan kecil, dan KIEV dan daya akan rendah. Mari kita beri banyak untuk sirkulasi - rotor akan berputar seperti orang gila saat idle dalam angin sepoi-sepoi, tetapi konsumen kembali mendapatkan sedikit: mereka memberi sedikit beban, rotor melambat, angin meniup sirkulasi, dan rotor berhenti.

Hukum kekekalan energi memberikan "rata-rata emas" tepat di tengah: kami memberikan 50% energi ke beban, dan untuk 50% sisanya kami memutar aliran ke optimal. Praktik menegaskan asumsi: jika efisiensi baling-baling penarik yang baik adalah 75-80%, maka KIEV dari rotor berbilah yang juga dihitung dan ditiup dengan cermat di terowongan angin mencapai 38-40%, mis. hingga setengah dari apa yang dapat dicapai dengan kelebihan energi.

Kemodernan

Saat ini, aerodinamika, yang dipersenjatai dengan matematika dan komputer modern, semakin menjauh dari model penyederhanaan yang tak terhindarkan ke deskripsi akurat tentang perilaku benda nyata dalam aliran nyata. Dan di sini, selain garis umum - kekuatan, kekuatan, dan sekali lagi kekuatan! – jalan samping ditemukan, tetapi menjanjikan hanya dengan jumlah energi yang masuk ke sistem terbatas.

Penerbang alternatif terkenal Paul McCready menciptakan pesawat kembali di tahun 80-an, dengan dua motor dari gergaji mesin 16 hp. menunjukkan 360 km / jam. Selain itu, sasisnya adalah sepeda roda tiga yang tidak dapat ditarik, dan rodanya tanpa fairing. Tak satu pun dari kendaraan McCready yang masuk jalur dan menjalankan tugas tempur, tetapi dua - satu dengan mesin piston dan baling-baling, dan jet lainnya - untuk pertama kalinya dalam sejarah mengelilingi dunia tanpa mendarat di satu pompa bensin.

Layar yang memunculkan sayap asli juga dipengaruhi secara signifikan oleh perkembangan teori. Aerodinamika "langsung" memungkinkan yacht dengan kecepatan angin 8 knot. berdiri di atas hidrofoil (lihat gbr.); untuk membubarkan hulk seperti itu ke kecepatan yang diinginkan dengan baling-baling, diperlukan mesin setidaknya 100 hp. Katamaran balap dengan angin yang sama melaju dengan kecepatan sekitar 30 knot. (55 km/jam).

Ada juga temuan yang sama sekali tidak sepele. Penggemar olahraga paling langka dan paling ekstrem - lompat dasar - mengenakan setelan sayap khusus, setelan sayap, terbang tanpa motor, bermanuver dengan kecepatan lebih dari 200 km / jam (gbr. kanan), dan kemudian mendarat dengan mulus di pra- tempat yang dipilih. Di dongeng mana orang terbang sendiri?

Banyak misteri alam juga telah terpecahkan; khususnya, penerbangan kumbang. Menurut aerodinamika klasik, ia tidak mampu terbang. Sama seperti nenek moyang "siluman" F-117 dengan sayapnya yang berbentuk berlian, ia juga tidak bisa terbang ke udara. Dan MIG-29 dan Su-27, yang bisa terbang lebih dulu untuk beberapa waktu, tidak cocok dengan ide apa pun.

Dan mengapa, kemudian, ketika berurusan dengan turbin angin, bukan kesenangan dan bukan alat untuk penghancuran jenis mereka sendiri, tetapi sumber sumber daya vital, sangat penting untuk menari dari teori aliran lemah dengan modelnya angin datar? Apakah benar-benar tidak ada cara untuk melangkah lebih jauh?

Apa yang diharapkan dari klasik?

Namun, klasik tidak boleh ditinggalkan dalam hal apa pun. Ini memberikan fondasi tanpa bersandar di mana seseorang tidak dapat naik lebih tinggi. Sama seperti teori himpunan tidak membatalkan tabel perkalian, dan kromodinamika kuantum tidak akan membuat apel terbang dari pohon.

Jadi, apa yang bisa Anda harapkan dari pendekatan klasik? Mari kita lihat gambarnya. Kiri - jenis rotor; mereka digambarkan secara kondisional. 1 - korsel vertikal, 2 - ortogonal vertikal (turbin angin); 2-5 - rotor berbilah dengan jumlah bilah yang berbeda dengan profil yang dioptimalkan.

Di sebelah kanan sumbu horizontal adalah kecepatan relatif rotor, yaitu rasio kecepatan linier sudu terhadap kecepatan angin. Vertikal ke atas - KIEV. Dan turun - lagi, torsi relatif. Torsi tunggal (100%) dianggap sebagai torsi yang menghasilkan deselerasi paksa rotor dalam aliran dengan 100% KIEV, yaitu. ketika semua energi aliran diubah menjadi gaya rotasi.

Pendekatan ini memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan yang jauh jangkauannya. Misalnya, jumlah bilah harus dipilih tidak hanya dan tidak terlalu banyak sesuai dengan kecepatan putaran yang diinginkan: bilah 3 dan 4 langsung kehilangan banyak KIEV dan torsi dibandingkan dengan bilah 2 dan 6 yang bekerja dengan baik dalam kisaran kecepatan yang hampir sama. Dan secara lahiriah serupa korsel dan ortogonal memiliki sifat yang berbeda secara fundamental.

Secara umum, preferensi harus diberikan pada rotor berbilah, kecuali dalam kasus di mana sangat murah, sederhana, self-starting bebas perawatan tanpa otomatisasi diperlukan, dan tidak mungkin untuk memanjat tiang.

Catatan: kita akan berbicara tentang rotor berlayar secara khusus - mereka tampaknya tidak cocok dengan klasik.

Garis vertikal

APU dengan sumbu rotasi vertikal memiliki keunggulan yang tidak dapat disangkal untuk kehidupan sehari-hari: node mereka yang memerlukan perawatan terkonsentrasi di bagian bawah dan tidak perlu mengangkatnya. Masih ada, dan bahkan tidak selalu, bantalan dorong yang menyelaraskan diri, tetapi kuat dan tahan lama. Karena itu, ketika merancang generator angin sederhana, pemilihan opsi harus dimulai dengan vertikal. Jenis utama mereka ditunjukkan pada gambar.

matahari

Di posisi pertama - yang paling sederhana, paling sering disebut rotor Savonius. Faktanya, itu ditemukan pada tahun 1924 di Uni Soviet oleh Ya. A. dan A. A. Voronin, dan industrialis Finlandia Sigurd Savonius tanpa malu-malu menyesuaikan penemuan itu, mengabaikan sertifikat hak cipta Soviet, dan mulai produksi massal. Tetapi pengenalan penemuan dalam nasib sangat berarti, jadi kami, agar tidak membangkitkan masa lalu dan tidak mengganggu abu orang mati, kami akan menyebut kincir angin ini sebagai rotor Voronin-Savonius, atau singkatnya, Matahari .

VS untuk do-it-yourselfer baik untuk semua orang, kecuali untuk KIEV "lokomotif" dalam 10-18%. Namun, di Uni Soviet banyak pekerjaan telah dilakukan, dan ada perkembangan. Di bawah ini kami akan mempertimbangkan desain yang ditingkatkan, tidak jauh lebih rumit, tetapi menurut KIEV, itu memberi peluang pada bilah.

Catatan: BC dua bilah tidak berputar, tetapi tersentak; 4-blade hanya sedikit lebih halus, tetapi kehilangan banyak di KIEV. Untuk meningkatkan 4-"palung" paling sering tersebar di dua lantai - sepasang bilah di bawah, dan sepasang lainnya, diputar 90 derajat secara horizontal, di atasnya. KIEV dipertahankan, dan beban lateral pada mekanik melemah, tetapi beban lentur sedikit meningkat, dan dengan angin lebih dari 25 m/s, APU semacam itu memiliki poros, mis. tanpa bantalan yang diregangkan oleh orang-orang di atas rotor, "mematahkan menara".

Daria

Yang berikutnya adalah rotor Daria; KIEV - hingga 20%. Bahkan lebih sederhana: bilahnya terbuat dari pita elastis sederhana tanpa profil apa pun. Teori rotor Darrieus belum berkembang dengan baik. Jelas bahwa ia mulai mengendur karena perbedaan ketahanan aerodinamis punuk dan saku sabuk, dan kemudian menjadi seperti yang berkecepatan tinggi, membentuk sirkulasinya sendiri.

Momen rotasi kecil, dan pada posisi awal rotor paralel dan tegak lurus terhadap angin, tidak ada sama sekali, oleh karena itu, promosi diri hanya dimungkinkan dengan jumlah bilah ganjil (sayap?). beban dari generator harus diputuskan selama masa promosi.

Rotor Darrieus memiliki dua kualitas buruk lagi. Pertama, selama rotasi, vektor dorong bilah menggambarkan revolusi lengkap relatif terhadap fokus aerodinamisnya, dan tidak mulus, tetapi tersentak-sentak. Oleh karena itu, rotor Darrieus dengan cepat merusak mekanismenya bahkan dengan angin datar.

Kedua, Daria tidak hanya membuat keributan, tetapi juga teriakan dan jeritan, sampai-sampai kasetnya robek. Ini karena getarannya. Dan semakin banyak bilah, semakin kuat raungannya. Jadi, kalau Darya dibuat berbilah dua, terbuat dari bahan penyerap suara (karbon, mylar) yang mahal dan berkekuatan tinggi, dan sebuah pesawat kecil digunakan untuk berputar di tengah tiang-tiang.

ortogonal

Di pos. 3 - rotor vertikal ortogonal dengan bilah yang diprofilkan. Ortogonal karena sayap mencuat secara vertikal. Transisi dari BC ke ortogonal diilustrasikan pada Gambar. kiri.

Sudut pemasangan bilah relatif terhadap garis singgung lingkaran, menyentuh fokus aerodinamis sayap, dapat positif (pada gambar) atau negatif, sesuai dengan kekuatan angin. Kadang-kadang bilah dibuat berputar dan penunjuk cuaca ditempatkan di atasnya, secara otomatis memegang "alfa", tetapi struktur seperti itu sering pecah.

Badan pusat (biru pada gambar) memungkinkan untuk meningkatkan KIEV hingga hampir 50%. Dalam ortogonal tiga bilah, ia harus memiliki bentuk segitiga di bagian dengan sisi sedikit cembung dan sudut membulat, dan dengan yang lebih besar jumlah bilah, silinder sederhana sudah cukup. Tetapi teori untuk ortogonal memberikan jumlah bilah yang optimal dengan jelas: harus ada tepat 3 bilah.

Orthogonal mengacu pada kincir angin berkecepatan tinggi dengan OSS, mis. tentu membutuhkan promosi selama commissioning dan setelah tenang. Menurut skema ortogonal, APU bebas perawatan serial dengan daya hingga 20 kW diproduksi.

Helikoid

Rotor helikoid, atau rotor Gorlov (pos. 4) - sejenis ortogonal yang memberikan rotasi seragam; ortogonal dengan sayap lurus "air mata" hanya sedikit lebih lemah dari pesawat berbilah dua. Pembengkokan bilah di sepanjang helikoid menghindari hilangnya KIEV karena kelengkungannya. Meskipun bilah melengkung menolak bagian dari aliran tanpa menggunakannya, itu juga menyapu bagian ke zona kecepatan linier tertinggi, mengkompensasi kerugian. Helicoids digunakan lebih jarang daripada kincir angin lainnya, karena. karena kerumitan pembuatannya, mereka ternyata lebih mahal daripada rekan-rekan dengan kualitas yang sama.

Barel-barel

Untuk 5 pos. – Rotor tipe BC dikelilingi oleh baling-baling pemandu; skemanya ditunjukkan pada gambar. di kanan. Jarang ditemukan dalam desain industri, tk. pembebasan lahan yang mahal tidak mengimbangi peningkatan kapasitas, dan konsumsi material serta kompleksitas produksi tinggi. Tetapi do-it-yourselfer yang takut bekerja bukan lagi master, tetapi konsumen, dan jika tidak lebih dari 0,5-1,5 kW diperlukan, maka baginya "barrel-barrel" adalah berita gembira:

• Rotor jenis ini benar-benar aman, senyap, tidak menimbulkan getaran dan dapat dipasang di mana saja, bahkan di taman bermain.
• Tekuk "palung" galvanis dan las rangka pipa - pekerjaan itu tidak masuk akal.
• Rotasi benar-benar seragam, suku cadang mekanis dapat diambil dari yang termurah atau dari tempat sampah.
• Tidak takut badai - angin yang terlalu kencang tidak bisa mendorong ke "laras"; kepompong pusaran yang ramping muncul di sekitarnya (kita masih akan menemukan efek ini).
• Dan yang paling penting, karena permukaan "ambil" beberapa kali lebih besar daripada permukaan rotor di dalamnya, KIEV juga bisa menjadi superunit, dan torsi pada 3 m / s pada "barel" berdiameter tiga meter sedemikian rupa sehingga generator 1 kW dengan beban maksimum, seperti yang dikatakan lebih baik tidak berkedut.

Video: Generator angin Lenz

Pada tahun 60-an di Uni Soviet, E. S. Biryukov mematenkan APU korsel dengan KIEV 46%. Beberapa saat kemudian, V. Blinov mencapai 58% dari desain dengan prinsip yang sama dengan KIEV, tetapi tidak ada data tentang pengujiannya. Dan tes skala penuh Angkatan Bersenjata Biryukov dilakukan oleh staf majalah Inventor dan Rationalizer. Sebuah rotor dua lantai dengan diameter 0,75 m dan tinggi 2 m, dengan angin segar, memutar generator asinkron 1,2 kW dengan daya penuh dan bertahan 30 m/s tanpa kerusakan. Gambar APU Biryukov ditunjukkan pada gambar.

1. rotor atap galvanis;
2. bantalan bola baris ganda menyelaraskan diri;
3. selubung - kabel baja 5 mm;
4. poros gandar - pipa baja dengan ketebalan dinding 1,5-2,5 mm;
5. tuas kontrol kecepatan aerodinamis;
6. bilah kontrol kecepatan - kayu lapis 3-4 mm atau plastik lembaran;
7. batang kendali kecepatan;
8. beban pengontrol kecepatan, beratnya menentukan kecepatan;
9. drive pulley - roda sepeda tanpa ban dengan ruang;
10. bantalan dorong - bantalan dorong;
11. katrol yang digerakkan - katrol generator biasa;
12. generator.

Biryukov menerima beberapa sertifikat hak cipta untuk APU-nya. Pertama, perhatikan bagian rotor. Saat berakselerasi, ia bekerja seperti matahari, menciptakan torsi awal yang besar. Saat berputar, bantalan pusaran dibuat di kantong luar bilah. Dari sudut pandang angin, bilah menjadi berprofil dan rotor berubah menjadi ortogonal berkecepatan tinggi, dengan profil virtual berubah sesuai dengan kekuatan angin.

Kedua, saluran yang diprofilkan di antara bilah dalam rentang kecepatan operasi berfungsi sebagai bodi pusat. Jika angin meningkat, maka bantalan pusaran juga dibuat di dalamnya, yang melampaui rotor. Ada kepompong pusaran yang sama seperti di sekitar APU dengan baling-baling pemandu. Energi untuk penciptaannya diambil dari angin, dan tidak lagi cukup untuk memecahkan kincir angin.

Ketiga, pengontrol kecepatan dirancang terutama untuk turbin. Dia menjaga kecepatannya tetap optimal dari sudut pandang KIEV. Dan frekuensi rotasi generator yang optimal disediakan oleh pilihan rasio roda gigi mekanik.

Catatan: setelah publikasi di IR untuk tahun 1965, Angkatan Bersenjata Biryukov menghilang hingga terlupakan. Penulis tidak menunggu tanggapan dari pihak berwenang. Nasib banyak penemuan Soviet. Mereka mengatakan bahwa beberapa orang Jepang menjadi miliarder dengan secara teratur membaca majalah teknis populer Soviet dan mematenkan segala sesuatu yang patut diperhatikan.

Lopatniki

Seperti yang Anda katakan, menurut klasik, turbin angin horizontal dengan rotor berbilah adalah yang terbaik. Tapi, pertama-tama, dia membutuhkan angin yang stabil, setidaknya dengan kekuatan sedang. Kedua, desain untuk do-it-yourselfer penuh dengan banyak jebakan, itulah sebabnya buah kerja keras yang lama sering menerangi toilet, lorong atau teras paling baik, atau bahkan ternyata hanya bisa bersantai sendiri.

Menurut diagram pada Gambar. pertimbangkan lebih detail; posisi:

• Ara. TETAPI:

1. bilah rotor;
2. generator;
3. bingkai generator;
4. baling-baling cuaca pelindung (badai sekop);
5. kolektor saat ini;
6. casis;
7. simpul putar;
8. baling-baling cuaca yang berfungsi;
9. tiang kapal;
10. penjepit untuk selubung.

• Ara. B, tampilan atas:

1. baling-baling cuaca pelindung;
2. baling-baling cuaca yang berfungsi;
3. pengatur tegangan pegas baling-baling angin pelindung.

• Ara. G, kolektor saat ini:

1. kolektor dengan ban cincin tembaga kontinu;
2. sikat tembaga-grafit pegas.

Catatan: perlindungan badai untuk bilah horizontal dengan diameter lebih dari 1 m mutlak diperlukan, karena. dia tidak mampu menciptakan pusaran kepompong di sekitar dirinya. Dengan ukuran yang lebih kecil dimungkinkan untuk mencapai daya tahan rotor hingga 30 m/s dengan bilah propilena.

Jadi, di mana kita menunggu "tersandung"?

pisau

Berharap untuk mencapai daya pada poros generator lebih dari 150-200 W pada bilah dengan rentang apa pun, memotong pipa plastik berdinding tebal, seperti yang sering disarankan, adalah harapan seorang amatir yang putus asa. Bilah dari pipa (kecuali sangat tebal sehingga digunakan hanya sebagai blanko) akan memiliki profil segmental, mis. puncaknya, atau kedua permukaan akan menjadi busur lingkaran.

Profil segmen cocok untuk media yang tidak dapat dimampatkan, seperti hidrofoil atau bilah baling-baling. Untuk gas, diperlukan bilah profil dan pitch variabel, misalnya, lihat Gambar; span - 2 m Ini akan menjadi produk yang kompleks dan memakan waktu yang membutuhkan perhitungan telaten dalam teori penuh, meniup di pipa dan uji lapangan.

Generator

Ketika rotor dipasang langsung pada porosnya, bantalan standar akan segera putus - tidak ada beban yang sama pada semua bilah di kincir angin. Kami membutuhkan poros perantara dengan bantalan pendukung khusus dan transmisi mekanis darinya ke generator. Untuk kincir angin besar, bantalan baris ganda yang menyelaraskan diri diambil; dalam model terbaik - tiga tingkat, Gambar. D dalam gambar. di atas. Hal ini memungkinkan poros rotor untuk tidak hanya menekuk sedikit, tetapi juga bergerak sedikit dari sisi ke sisi atau ke atas dan ke bawah.

Catatan: Butuh waktu sekitar 30 tahun untuk mengembangkan bantalan pendukung untuk APU tipe EuroWind.

baling-baling cuaca darurat

Prinsip operasinya ditunjukkan pada Gambar. B. Angin, semakin kencang, menekan sekop, pegas meregang, rotor melengkung, kecepatannya turun dan pada akhirnya menjadi sejajar dengan aliran. Semuanya tampak baik-baik saja, tetapi - itu mulus di atas kertas ...

Pada hari yang berangin, coba pegang tutup air matang atau panci besar dengan pegangan sejajar dengan angin. Berhati-hatilah - potongan besi yang gelisah dapat mengenai fisiognomi sehingga mematahkan hidung, memotong bibir, dan bahkan membuat mata terbelalak.

Angin datar hanya terjadi dalam perhitungan teoretis dan, dengan akurasi yang cukup untuk praktik, di terowongan angin. Pada kenyataannya, badai kincir angin dengan sekop badai mendistorsi lebih dari yang benar-benar tak berdaya. Tetap saja, lebih baik mengganti bilah yang melengkung daripada mengulangi semuanya lagi. Dalam pengaturan industri, ini adalah cerita yang berbeda. Di sana, ketinggian bilah, untuk masing-masing individu, memantau dan mengatur otomatisasi di bawah kendali komputer terpasang. Dan mereka terbuat dari komposit tugas berat, bukan dari pipa air.

kolektor saat ini

Ini adalah node yang dilayani secara teratur. Setiap insinyur listrik tahu bahwa kolektor dengan sikat perlu dibersihkan, dilumasi, disesuaikan. Dan tiangnya dari pipa air. Anda tidak akan naik, sekali atau dua bulan Anda harus membuang seluruh kincir angin ke tanah dan kemudian mengangkatnya lagi. Berapa lama dia akan bertahan dari "pencegahan" seperti itu?

Video: generator angin berbilah + panel surya untuk catu daya ke dacha

Mini dan mikro

Tetapi seiring dengan berkurangnya ukuran bilah, kesulitannya berkurang seiring dengan kuadrat diameter roda. Sudah dimungkinkan untuk membuat APU berbilah horizontal sendiri untuk daya hingga 100 W. 6-blade akan optimal. Dengan lebih banyak bilah, diameter rotor, yang dirancang untuk daya yang sama, akan lebih kecil, tetapi akan sulit untuk memasangnya dengan kuat pada hub. Rotor dengan kurang dari 6 bilah dapat diabaikan: 2 bilah 100 W membutuhkan rotor dengan diameter 6,34 m, dan 4 bilah dengan daya yang sama - 4,5 m. Untuk hubungan diameter daya 6 bilah dinyatakan sebagai berikut:

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Akan optimal untuk mengandalkan daya 10-20 watt. Pertama, pisau plastik dengan rentang lebih dari 0,8 m tidak akan menahan angin lebih dari 20 m/s tanpa tindakan perlindungan tambahan. Kedua, dengan rentang bilah hingga 0,8 m yang sama, kecepatan linier ujungnya tidak akan melebihi kecepatan angin lebih dari tiga kali, dan persyaratan untuk pembuatan profil dengan puntiran dikurangi berdasarkan urutan besarnya; di sini "palung" dengan profil tersegmentasi dari pipa sudah akan bekerja dengan cukup memuaskan, pos. B dalam gambar. Dan 10-20 W akan memberikan daya ke tablet, mengisi ulang ponsel cerdas, atau menyalakan bola lampu pembantu rumah tangga.

Selanjutnya, pilih generator. Motor Cina sempurna - hub roda untuk sepeda listrik, pos. 1 dalam gambar. Kekuatannya sebagai motor adalah 200-300 watt, tetapi dalam mode generator akan menghasilkan sekitar 100 watt. Tapi apakah itu cocok untuk kita dalam hal omset?

Faktor kecepatan z untuk 6 sudu adalah 3. Rumus untuk menghitung kecepatan putaran di bawah beban adalah N = v / l * z * 60, di mana N adalah kecepatan putaran, 1 / menit, v adalah kecepatan angin, dan l adalah keliling rotor. Dengan rentang sudu 0,8 m dan angin 5 m/s, diperoleh 72 rpm; pada 20 m/s - 288 rpm. Sebuah roda sepeda juga berputar dengan kecepatan yang hampir sama, jadi kita akan mengeluarkan 10-20 watt dari generator yang dapat menghasilkan 100 watt. Anda dapat menempatkan rotor langsung pada porosnya.

Tapi di sini muncul masalah berikut: setelah menghabiskan banyak pekerjaan dan uang, setidaknya untuk sebuah motor, kami mendapat ... mainan! Apa 10-20, baik, 50 watt? Dan kincir angin berbilah yang dapat menyalakan setidaknya satu set TV tidak dapat dibuat di rumah. Apakah mungkin untuk membeli generator angin mini yang sudah jadi, dan bukankah lebih murah? Masih mungkin, dan bahkan lebih murah, lihat pos. 4 dan 5. Selain itu, juga akan mobile. Letakkan di atas tunggul - dan gunakan.

Pilihan kedua adalah jika di suatu tempat motor stepper tergeletak di sekitar drive 5 atau 8 inci lama, atau dari drive kertas atau kereta printer inkjet atau dot matrix yang tidak dapat digunakan. Ini dapat bekerja sebagai generator, dan memasang rotor korsel dari kaleng (pos 6) ke sana lebih mudah daripada merakit struktur seperti yang ditunjukkan pada pos. 3.

Secara umum, menurut "pisau", kesimpulannya tidak ambigu: buatan sendiri - lebih tepatnya untuk memuaskan hati seseorang, tetapi tidak untuk efisiensi energi jangka panjang yang nyata.

Video: generator angin paling sederhana untuk penerangan dacha

perahu layar

Generator angin berlayar telah dikenal sejak lama, tetapi panel lunak bilahnya (lihat Gambar.) mulai dibuat dengan munculnya kain dan film sintetis tahan aus berkekuatan tinggi. Kincir angin multi-bilah dengan layar kaku didistribusikan secara luas di seluruh dunia sebagai penggerak untuk pompa air otomatis berdaya rendah, tetapi data teknisnya bahkan lebih rendah daripada komidi putar.

Namun, layar lembut seperti sayap kincir angin, tampaknya, tidak sesederhana itu. Ini bukan masalah hambatan angin (produsen tidak membatasi kecepatan angin maksimum yang diizinkan): kapal layar yachtsmen sudah tahu bahwa hampir tidak mungkin angin memecahkan panel layar Bermuda. Sebaliknya, lembaran itu akan robek, atau tiang kapal akan pecah, atau seluruh kapal akan membuat "belokan yang berlebihan". Ini tentang energi.

Sayangnya, data pengujian yang tepat tidak dapat ditemukan. Berdasarkan umpan balik pengguna, dimungkinkan untuk mengkompilasi dependensi "sintetis" untuk turbin angin buatan Taganrog VEU-4.380/220.50 dengan diameter roda angin 5 m, berat kepala angin 160 kg dan kecepatan putaran hingga 40 1/menit; mereka ditunjukkan pada Gambar.

Tentu saja, tidak ada jaminan untuk keandalan 100%, tetapi meskipun demikian jelas bahwa tidak ada bau model mekanistik datar di sini. Tidak mungkin roda 5 meter dalam angin datar 3 m / s menghasilkan sekitar 1 kW, pada 7 m / s mencapai kekuatan dataran tinggi dan kemudian mempertahankannya sampai badai hebat. Omong-omong, pabrikan menyatakan bahwa nominal 4 kW dapat diperoleh pada 3 m / s, tetapi ketika dipasang oleh mereka sesuai dengan hasil studi aerologi lokal.

Teori kuantitatif juga tidak ditemukan; Penjelasan pengembang tidak dapat dipahami. Namun, karena orang membeli kincir angin Taganrog dan berfungsi, masih dianggap bahwa sirkulasi kerucut dan efek propulsi yang dinyatakan bukanlah fiksi. Bagaimanapun, mereka mungkin.

Kemudian, ternyata, SEBELUM rotor, menurut hukum kekekalan momentum, pusaran kerucut juga harus muncul, tetapi meluas dan lambat. Dan corong seperti itu akan mengarahkan angin ke rotor, permukaan efektifnya akan menjadi lebih tersapu, dan KIEV akan lebih dari satu kesatuan.

Pengukuran medan medan tekanan di depan rotor, setidaknya dengan aneroid rumah tangga, dapat menjelaskan pertanyaan ini. Jika ternyata lebih tinggi daripada dari samping ke samping, maka, memang, APU berlayar bekerja seperti lalat kumbang.

Generator buatan sendiri

Dari uraian di atas, jelas bahwa lebih baik bagi mereka yang melakukan sendiri untuk mengambil vertikal atau perahu layar. Tetapi keduanya sangat lambat, dan transfer ke generator berkecepatan tinggi membutuhkan kerja ekstra, biaya tambahan, dan kerugian. Apakah mungkin membuat sendiri generator listrik berkecepatan rendah yang efisien?

Ya, Anda bisa, pada magnet paduan niobium, yang disebut. supermagnet. Proses pembuatan bagian utama ditunjukkan pada Gambar. Gulungan - masing-masing 55 putaran kawat tembaga 1 mm dalam insulasi enamel kekuatan tinggi tahan panas, PEMM, PETV, dll. Ketinggian gulungan adalah 9 mm.

Perhatikan alur pasak di bagian rotor. Mereka harus diatur sedemikian rupa sehingga magnet (mereka direkatkan ke sirkuit magnetik dengan epoksi atau akrilik) setelah perakitan bertemu dengan kutub yang berlawanan. "Pancake" (sirkuit magnetik) harus terbuat dari feromagnet yang lembut secara magnetis; baja struktural normal akan dilakukan. Ketebalan "pancake" setidaknya 6 mm.

Sebenarnya lebih baik membeli magnet dengan lubang gandar dan mengencangkannya dengan sekrup; supermagnet tertarik dengan kekuatan yang mengerikan. Untuk alasan yang sama, spacer silinder setinggi 12 mm diletakkan di poros di antara "pancake".

Gulungan yang membentuk bagian stator dihubungkan sesuai dengan skema yang juga ditunjukkan pada gambar. Ujung yang disolder tidak boleh diregangkan, tetapi harus membentuk loop, jika tidak, epoksi, yang akan diisi dengan stator, dapat merusak kabel saat mengeras.

Stator dicetak dalam cetakan dengan ketebalan 10 mm. Tidak perlu memusatkan dan menyeimbangkan, stator tidak berputar. Celah antara rotor dan stator adalah 1 mm di setiap sisi. Stator di rumah generator harus dipasang dengan aman tidak hanya dari perpindahan sepanjang sumbu, tetapi juga dari putaran; medan magnet yang kuat dengan arus dalam beban akan menariknya.

Video: generator kincir angin do-it-yourself

Kesimpulan

Dan apa yang kita miliki pada akhirnya? Ketertarikan pada "pisau" lebih dijelaskan oleh penampilannya yang spektakuler daripada kinerja sebenarnya dalam kinerja buatan sendiri dan dengan daya rendah. APU korsel buatan sendiri akan memberikan daya "siaga" untuk mengisi daya baterai mobil atau memberi daya pada rumah kecil.

Tetapi dengan APU berlayar, master dengan nada kreatif harus bereksperimen, terutama dalam versi mini, dengan roda berdiameter 1-2 m. Jika asumsi pengembang benar, maka dimungkinkan untuk menghapus semua 200-300 wattnya dari ini menggunakan mesin generator Cina yang dijelaskan di atas.

Andrey berkata:

Terima kasih atas konsultasi gratis Anda ... Dan harga "dari perusahaan" tidak terlalu mahal, dan saya pikir pengrajin dari pedalaman akan dapat membuat generator seperti milik Anda. Dan baterai Li-po dapat dipesan dari Cina, inverter di Chelyabinsk sangat bagus (dengan sinus yang halus) Dan layar, bilah atau rotor adalah alasan lain untuk terbangnya pikiran orang-orang Rusia kami yang praktis.

Ivan berkata:

pertanyaan:
Untuk kincir angin dengan sumbu vertikal (posisi 1) dan versi "Lenz", dimungkinkan untuk menambahkan detail tambahan - baling-baling yang terkena angin dan menutupi sisi yang tidak berguna darinya (menuju angin). Artinya, angin tidak akan memperlambat bilah, tetapi "layar" ini. Pengaturan melawan angin dengan "ekor" yang terletak di belakang kincir angin itu sendiri di bawah dan di atas bilah (punggungan). Saya membaca artikel itu dan sebuah ide lahir.

Dengan mengklik tombol "Tambahkan komentar", saya setuju dengan situs tersebut.

Dalam kenyataan modern, setiap pemilik rumah sangat menyadari kenaikan biaya utilitas yang konstan - ini juga berlaku untuk energi listrik. Oleh karena itu, untuk menciptakan kondisi kehidupan yang nyaman dalam pembangunan perumahan di pinggiran kota, baik di musim panas dan musim dingin, Anda harus membayar untuk layanan pasokan energi, atau mencari jalan keluar alternatif dari situasi ini, karena sumber energi alami gratis.

Cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri - panduan langkah demi langkah

Wilayah negara kita sebagian besar adalah dataran. Terlepas dari kenyataan bahwa di kota-kota akses angin terhalang oleh gedung-gedung tinggi, arus udara yang kuat mengamuk di luar kota. Oleh karena itu, pembuatan generator angin secara independen adalah satu-satunya solusi yang tepat untuk menyediakan rumah pedesaan dengan listrik. Tetapi pertama-tama Anda perlu mencari tahu model mana yang cocok untuk produksi sendiri.

Rotary

Kincir angin putar adalah perangkat konversi sederhana yang mudah dilakukan dengan tangan Anda sendiri. Secara alami, produk seperti itu tidak akan dapat memasok listrik ke rumah pedesaan, tetapi akan sangat cocok untuk rumah pedesaan. Ini akan memungkinkan Anda untuk menerangi tidak hanya konstruksi perumahan, tetapi juga bangunan luar dan bahkan jalan setapak di taman. Untuk perakitan sendiri unit dengan daya hingga 1500 watt, Anda perlu menyiapkan bahan habis pakai dan komponen dari daftar berikut:

Secara alami, Anda perlu memiliki seperangkat alat minimum: gunting untuk memotong logam, penggiling, pita pengukur, pensil, satu set kunci pas dan obeng, bor dengan bor dan tang.

selangkah demi selangkah

Perakitan dimulai dengan pembuatan rotor dan perubahan katrol, di mana mereka mematuhi urutan pekerjaan tertentu.

Untuk menghubungkan baterai digunakan konduktor dengan penampang 4 mm dan panjang tidak lebih dari 100 cm, konsumen dihubungkan dengan konduktor dengan penampang 2 mm. Penting untuk menyertakan konverter DC-ke-AC 220V dalam pemutusan sirkuit sesuai dengan diagram kontak terminal.

Pro dan kontra desain

Jika semua manipulasi dilakukan, benar, maka perangkat akan bertahan cukup lama. Saat menggunakan baterai yang cukup kuat dan inverter yang sesuai hingga 1,5 kW, penerangan jalan dan dalam ruangan, lemari es dan TV dapat dinyalakan. Membuat kincir angin seperti itu sangat sederhana dan hemat biaya. Produk seperti itu mudah diperbaiki dan bersahaja dalam penggunaan. Sangat dapat diandalkan dalam hal pekerjaan dan tidak membuat kebisingan, mengganggu penghuni rumah. Namun, kincir angin putar memiliki produktivitas yang rendah, dan pengoperasiannya bergantung pada keberadaan angin.

Struktur aksial tanpa stator besi berdasarkan magnet permanen neodymium muncul di wilayah negara kita belum lama ini karena tidak tersedianya suku cadang. Tetapi hari ini, magnet yang kuat tidak jarang, dan biayanya telah turun secara signifikan dibandingkan beberapa tahun yang lalu.

Dasar dari generator semacam itu adalah hub dengan rem cakram dari mobil penumpang. Jika ini bukan bagian baru, maka disarankan untuk memilah dan mengganti pelumas dan bantalan.

Penempatan dan pemasangan magnet neodymium

Pekerjaan dimulai dengan menempelkan magnet ke piringan rotor. Untuk tujuan ini, magnet digunakan dalam jumlah 20 pcs. dan dimensi 2,5 x 0,8 cm. Untuk mengubah jumlah tiang, Anda harus mematuhi aturan berikut:

• generator fase tunggal menyiratkan jumlah magnet yang sesuai dengan jumlah kutub;
• dalam kasus perangkat tiga fase, rasio 2/3 kutub dan kumparan diamati, masing-masing;
• penempatan magnet harus dilakukan dengan kutub bolak-balik, untuk menyederhanakan distribusinya, lebih baik menggunakan templat yang sudah jadi yang terbuat dari karton.

Jika memungkinkan, disarankan untuk menggunakan magnet persegi panjang, karena dalam analog bulat medan magnet terkonsentrasi di tengah, dan tidak di seluruh permukaan. Penting untuk mengamati kondisi bahwa magnet yang saling berhadapan memiliki kutub yang berlawanan. Untuk menentukan kutub, magnet dibawa ke arah satu sama lain, dan sisi yang menarik adalah positif, oleh karena itu, sisi yang menolak adalah negatif.

Untuk memperbaiki magnet, perekat khusus digunakan, setelah itu, untuk meningkatkan kekuatan, mereka diperkuat dengan resin epoksi. Untuk tujuan ini, itu diisi dengan elemen magnetik. Untuk mencegah resin menyebar, sisi-sisinya dibuat menggunakan plastisin biasa.

Unit tipe tiga fase dan fase tunggal

Stator fase tunggal memiliki parameter yang lebih rendah daripada stator tiga fase, karena getaran meningkat dengan meningkatnya beban. Hal ini disebabkan oleh perbedaan amplitudo arus yang dihasilkan dari inkonsistensi keluarannya selama periode waktu tertentu. Pada gilirannya, dalam analog tiga fase, tidak ada masalah seperti itu. Ini memungkinkan untuk meningkatkan output generator tiga fase hampir 50% dibandingkan dengan model fase tunggal. Plus, karena tidak adanya getaran tambahan, kebisingan asing tidak dibuat selama pengoperasian perangkat.

Gulungan kumparan

Setiap ahli listrik menyadari bahwa sebelum mulai melilitkan koil, penting untuk melakukan perhitungan awal. Generator angin 220V buatan sendiri adalah perangkat yang beroperasi pada kecepatan rendah. Hal ini diperlukan untuk mencapai bahwa pengisian baterai dimulai dari 100 rpm.

Jika kita melanjutkan dari parameter seperti itu, maka tidak lebih dari 1200 putaran akan diperlukan untuk melilitkan semua gulungan. Untuk menentukan belokan untuk satu koil, Anda perlu melakukan pembagian sederhana dari total indikator dengan jumlah elemen individual.

Untuk meningkatkan kekuatan kincir angin berkecepatan rendah, jumlah kutub bertambah. Ini akan meningkatkan frekuensi arus dalam kumparan. Gulungan kumparan harus dilakukan dengan kabel tembaga tebal. Ini akan mengurangi nilai resistansi dan, akibatnya, meningkatkan kekuatan arus. Penting untuk mempertimbangkan bahwa dengan peningkatan tegangan yang tajam, arus dapat sepenuhnya dihabiskan untuk resistansi belitan. Untuk menyederhanakan belitan, Anda dapat menggunakan mesin khusus.

Sesuai dengan jumlah dan ketebalan magnet yang menempel pada piringan, karakteristik pengoperasian peralatan berubah. Untuk mengetahui indikator daya apa yang akan diperoleh pada akhirnya, cukup dengan memutar satu elemen dan menggulirnya di unit. Untuk menentukan karakteristik daya, tegangan diukur pada putaran tertentu.

Seringkali kumparan dibuat bulat, tetapi disarankan untuk sedikit meregangkannya. Dalam hal ini, akan ada lebih banyak tembaga di setiap sektor, dan pengaturan belokan menjadi lebih padat. Diameter lubang bagian dalam kumparan harus sama dengan dimensi magnet. Dalam pembuatan stator, penting untuk mempertimbangkan bahwa ketebalannya harus sama dengan parameter magnet.

Biasanya, kayu lapis digunakan sebagai blanko untuk stator, tetapi sangat mungkin untuk membuat tanda pada selembar kertas dengan menggambar sektor untuk gulungan, dan menggunakan plastisin biasa untuk trotoar. Untuk memberi kekuatan pada produk, digunakan fiberglass, yang terletak di bagian bawah cetakan di atas gulungan. Penting agar epoksi tidak menempel pada cetakan. Untuk melakukan ini, itu ditutupi dengan lilin di atasnya. Kumparan dipasang secara kaku satu sama lain, dan ujung fase dikeluarkan. Setelah itu, semua kabel dihubungkan sesuai dengan skema bintang atau delta. Untuk menguji perangkat yang sudah jadi, itu diputar secara manual.

Biasanya tinggi akhir tiang adalah 6 meter, tetapi jika memungkinkan lebih baik untuk meningkatkannya sebanyak 2 kali. Karena itu, dasar beton digunakan untuk pengikatannya. Pengikatan harus sedemikian rupa sehingga pipa dapat dengan mudah dinaikkan dan diturunkan dengan winch. Sekrup dipasang di ujung atas pipa.

Untuk membuat sekrup, Anda memerlukan pipa PVC, yang penampangnya harus 16 cm, Sekrup sepanjang dua meter dengan enam bilah dipotong dari pipa. Bentuk bilah yang optimal ditentukan secara eksperimental, yang memungkinkan Anda meningkatkan torsi pada kecepatan minimum. Untuk mengalihkan baling-baling dari hembusan angin kencang, digunakan ekor lipat. Listrik yang dihasilkan disimpan dalam baterai.

Video: generator angin buatan sendiri

Setelah mempertimbangkan opsi yang tersedia untuk turbin angin, setiap pemilik rumah akan dapat memutuskan perangkat yang sesuai untuk keperluannya. Masing-masing memiliki aspek positif dan kualitas negatifnya. Anda terutama dapat merasakan keefektifan kincir angin di luar kota, di mana ada pergerakan massa udara yang konstan.