Prinsip operasi umum

Bagian kerja utama generator angin adalah bilah-bilahnya yang diputar oleh angin. Tergantung pada letak sumbu rotasinya, generator angin dibagi menjadi horizontal dan vertikal:

• Turbin angin horizontal paling luas. Bilahnya memiliki desain yang mirip dengan baling-baling pesawat: pada perkiraan pertama, bilahnya adalah pelat yang cenderung relatif terhadap bidang rotasi, yang mengubah sebagian beban dari tekanan angin menjadi rotasi. Fitur penting generator angin horizontal adalah kebutuhan untuk memastikan putaran rakitan sudu sesuai dengan arah angin, karena efisiensi maksimum dipastikan ketika arah angin tegak lurus terhadap bidang rotasi.
• Pisau generator angin vertikal mempunyai bentuk cembung-cekung. Karena perampingan sisi cembung lebih besar daripada sisi cekung, generator angin seperti itu selalu berputar ke satu arah, terlepas dari arah angin, sehingga tidak diperlukan. mekanisme putar tidak seperti turbin angin horizontal. Pada saat yang sama, karena fakta bahwa pada waktu tertentu pekerjaan yang berguna hanya melakukan sebagian bilahnya, dan sisanya hanya melawan rotasi, Efisiensi turbin angin vertikal jauh lebih rendah dibandingkan horizontal: jika untuk generator angin horizontal tiga bilah angkanya mencapai 45%, maka untuk generator angin vertikal tidak melebihi 25%.

Karena kecepatan angin rata-rata di Rusia rendah, kincir angin besar pun sering kali berputar cukup lambat. Untuk memastikan pasokan daya yang cukup, itu harus dihubungkan ke generator melalui gearbox step-up, sabuk atau roda gigi. Pada kincir angin horizontal, rakitan generator bilah-gearbox dipasang pada kepala yang berputar, yang memungkinkannya mengikuti arah angin. Penting untuk diingat bahwa kepala yang berputar harus memiliki pembatas yang mencegahnya melakukan putaran penuh, karena jika tidak, kabel dari generator akan putus (pilihan untuk menggunakan ring kontak yang memungkinkan kepala berputar bebas lebih baik. rumit). Untuk menjamin putaran, generator angin dilengkapi dengan baling-baling kerja yang diarahkan sepanjang sumbu putaran.

Bahan yang paling umum untuk membuat pisau adalah pipa PVC berdiameter besar, potong memanjang. Mereka terpaku sampai ke tepinya piring logam, dilas ke hub rakitan bilah. Gambar bilah jenis ini paling banyak didistribusikan di Internet.

Video tersebut menceritakan tentang generator angin yang dibuat sendiri

Perhitungan generator angin berbilah

Karena kita telah mengetahui bahwa generator angin horizontal jauh lebih efisien, kami akan mempertimbangkan perhitungan desainnya.

Energi angin dapat ditentukan dengan rumus
P=0,6*S*V³, dimana S adalah luas lingkaran yang dibatasi oleh ujung-ujung bilah baling-baling (sweeping area), dinyatakan dalam meter persegi, dan V adalah perkiraan kecepatan angin dalam meter per detik. Anda juga perlu memperhitungkan efisiensi kincir angin itu sendiri, yaitu untuk tiga bilah skema horisontal akan rata-rata 40%, serta efisiensi genset, yang pada puncak karakteristik kecepatan arus adalah 80% untuk generator dengan eksitasi dari magnet permanen dan 60% untuk generator dengan belitan eksitasi. Rata-rata, 20% daya lainnya akan dikonsumsi oleh gearbox step-up (pengganda). Jadi, perhitungan akhir jari-jari kincir angin (yaitu, panjang bilahnya) untuk daya generator tertentu pada magnet permanen terlihat seperti itu:
R=√(P/(0,483*V³))

Contoh: Mari kita ambil daya yang dibutuhkan pembangkit listrik tenaga angin menjadi 500 W, dan kecepatan rata-rata angin - 2 m/s. Kemudian, menurut rumus kami, kami harus menggunakan bilah yang panjangnya minimal 11 meter. Seperti yang Anda lihat, bahkan daya sekecil itu pun memerlukan pembuatan generator angin berukuran sangat besar. Untuk bangunan yang kurang lebih rasional dalam pembuatannya sendiri, dengan panjang sudu tidak lebih dari satu setengah meter, generator angin hanya mampu menghasilkan daya 80-90 watt meski dalam kondisi angin kencang.

Daya tidak cukup? Faktanya, semuanya agak berbeda, karena sebenarnya beban generator angin ditenagai oleh baterai, sedangkan kincir angin hanya mengisi dayanya sesuai kemampuan terbaiknya. Akibatnya, kekuatan turbin angin menentukan frekuensi pasokan energinya.

Kami akan mengirimkan materi kepada Anda melalui email

DI DALAM dunia modern Semua uang lebih harus memberi untuk utilitas publik, yang daftarnya meliputi penyediaan tenaga listrik. Oleh karena itu, pemilik rumah pribadi semakin memikirkan cara membuat generator angin 220V dengan tangan mereka sendiri, yang dapat menyediakan listrik tanpa gangguan ke seluruh rumah.

Generator angin industri

Semua turbin angin terdiri dari sudu, rotor turbin, generator, poros generator, inverter dan baterai. Semua model secara kasar dapat dibagi menjadi industri dan rumah tangga, tetapi prinsip pengoperasiannya akan sama.

Berputar, rotor menciptakan arus bolak-balik dengan tiga fase, yang melewati pengontrol ke baterai, dan kemudian, di inverter, diubah menjadi arus stabil untuk disuplai ke peralatan listrik.

Perputaran sudu terjadi karena dampak fisik menggunakan impuls atau gaya angkat, yang mengakibatkan roda gila bekerja, serta di bawah pengaruh gaya pengereman. Dalam prosesnya, roda gila mulai berputar, dan rotor menciptakan medan magnet pada bagian tetap generator, setelah itu arus dihasilkan kembali.

Secara umum generator angin dibedakan menjadi vertikal dan horizontal. Yang ada hubungannya dengan letak sumbu rotasi.

Opsi vertikal

Saat berencana membuat kincir angin 220V dengan tangan Anda sendiri, pikirkan dulu pilihan vertikal. Diantaranya adalah:

• Rotor Savonius. Yang paling sederhana, muncul pada tahun 1924. Hal ini didasarkan pada dua setengah silinder pada sumbu vertikal. Kerugiannya termasuk rendahnya penggunaan energi angin.

• Dengan rotor Daria. Muncul pada tahun 1931, putaran terjadi karena perbedaan hambatan antara punuk aerodinamis dan kantong pita, sehingga kerugiannya antara lain torsi yang rendah, serta kebutuhan untuk memasang bilah dalam jumlah ganjil.

• Bilahnya memiliki bentuk bengkok, sehingga mengurangi beban pada bantalan dan meningkatkan masa pakai. Kerugiannya adalah harganya yang mahal.

Pilihan buatan sendiri Akan lebih murah jika dipikirkan dan dipasang dengan benar.

Artikel terkait:

RCD: apa itu? Pernahkah Anda mendengar singkatan RCD? Anda akan mengetahui apa itu dengan membaca review sampai akhir. Secara singkat saya ingin menambahkan bahwa perangkat ini mampu melindungi perumahan dan seluruh penghuninya dari situasi darurat terkait listrik.

Model horisontal

Model horizontal dibagi berdasarkan jumlah bilah. Mereka memiliki efisiensi yang lebih tinggi, tetapi ada kebutuhan untuk memasang penunjuk arah angin untuk terus mencari arah angin. Semua model memiliki kecepatan putaran yang tinggi; alih-alih bilah, dipasang penyeimbang, yang memengaruhi hambatan udara.

Model multi-bilah dapat memiliki hingga 50 bilah dengan inersia tinggi. Mereka dapat digunakan untuk mengoperasikan pompa air.

Cara membuat generator angin 220V dengan tangan Anda sendiri

Untuk menyediakan aliran listrik yang konstan pada rumah pribadi dengan kecepatan angin rata-rata 4 m/s, cukup dengan:

• 0,15-0,2 kW yang digunakan untuk kebutuhan dasar;
• 1-5 kW untuk peralatan listrik;
• 20 kW untuk seluruh rumah dengan pemanas.

Perlu diingat bahwa angin tidak selalu bertiup, jadi Anda harus menyediakan kincir angin untuk rumah Anda dengan baterai dengan pengontrol muatan, serta inverter yang menghubungkan perangkat tersebut.

Untuk model kincir angin buatan sendiri apa pun, Anda memerlukan elemen dasar berikut:

• rotor - bagian yang berputar karena angin;
• bilahnya, biasanya dipasang dari kayu atau logam ringan;
• generator yang akan mengubah tenaga angin menjadi listrik;
• ekor yang membantu menentukan arah aliran udara (untuk versi horizontal);
• halaman horizontal untuk menampung generator, ekor dan turbin;
• cocok;
• menghubungkan kawat dan pelindung.

Perisai akan mencakup baterai, pengontrol, dan inverter. Mari kita lihat dua opsi cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri.

Artikel terkait:

Anda pasti sudah familiar dengan masalah pemadaman listrik, yang dimanifestasikan dalam bola lampu yang berkedip-kedip. Dalam artikel ini kita akan berbicara tentang bagaimana memilih penstabil tegangan 220V yang tepat untuk rumah Anda agar dapat melupakan masalah ini untuk selamanya?

Fitur merakit generator angin dari mesin cuci dengan tangan Anda sendiri

Mari kita lihat cara membuat generator angin 220V dengan tangan kita sendiri menggunakan mesin model lama.

Tabel 1. Petunjuk rinci untuk generator angin dari mesin cuci dengan foto

Apa yang harus dilakukan	Contoh foto
Anda sebaiknya membeli magnet neodymium yang dipasang di ceruk pada rotor mesin. Takiknya sendiri dibuat mesin bubut, Untuk penempatan yang benar gunakan diagramnya.
Magnet harus direkatkan dengan lem super ke dalam ceruk yang sudah disiapkan. Kemudian, mereka harus dibungkus dengan kertas, dan sisa ruangan harus diisi dengan epoksi.
Selanjutnya kita siapkan gardannya, yang paling baik dipesan dari turner. Di dalam struktur berongga harus ada ruang untuk kabel dan lubang untuk masuknya. Kami memasang dudukan dari batang besi. Untuk itu kami menggunakan penggiling, yang dengannya kami memotong dua tabung (Anda memasang generator ke sana), dan mengelasnya di ujung yang lain.
Mari beralih ke bilahnya, yang bisa dibuat dari pipa berukuran 16 cm saluran pembuangan eksternal. Dalam hal ini, gunakan gergaji ukir.
Yang tersisa hanyalah merakit generator angin, mengamankan semua elemennya. Pertama, kami memasang generator, bilah, rotor, dan ekor ke rel penyangga. Jangan lupa tutup genset dengan casing.
Pembangkit listrik harus diamankan menggunakan mekanisme engsel, dan tiang harus dipasang pada dasar beton dengan 4 baut.
Rutekan kabel ke panel distribusi.
Hubungkan semua elemen dan lakukan pengujian kinerja.

Untuk memudahkan memahami keseluruhan rangkaian tindakan saat merakit pembangkit listrik tenaga angin dengan tangan Anda sendiri dari yang lama, tonton videonya:

Fitur merakit generator angin vertikal dari generator mobil dengan tangan Anda sendiri

Ketika orang “buatan sendiri” memikirkan cara membuat generator angin 220V dengan tangan mereka sendiri, mereka paling sering menggunakan generator mobil sebagai bahan dasarnya. Merakitnya tidak sulit, tetapi untuk pekerjaan Anda memerlukan:

• generator 12V dari mobil;
• baterai;
• konverter dari 12 hingga 220 W dengan daya 1,2 kW;
• tong atau ember aluminium atau baja untuk bilah;
• lampu peringatan mobil;
• mengalihkan;
• voltmeter;
• kabel tembaga dengan penampang lebih dari 2 mm;
• penjepit untuk mengencangkan.

Untuk merakit generator angin vertikal dengan tangan Anda sendiri, Anda memerlukan pita pengukur dan pensil, satu set kunci, bor listrik dan penggiling, serta gunting logam. Petunjuk instalasi terperinci diberikan di bawah ini.

Tabel 2. Perakitan generator angin vertikal dari generator mobil

Tindakan	Gambar
Wadah logam yang telah disiapkan harus diberi tanda dan dipotong menjadi 4 bagian yang sama, tetapi hal ini tidak boleh dilakukan seluruhnya. Bor lubang untuk baut di setiap bagian, yang harus simetris.
Bilah yang tidak terpotong seluruhnya akan sedikit bengkok; kecepatan putaran secara langsung bergantung pada proses ini, jadi tentukan terlebih dahulu ke arah mana peralatan harus diputar.
Hal ini diperlukan untuk mengencangkan bilah ke katrol, dan memasang generator pada tiang menggunakan klem, dan juga merakit kabel sesuai dengan diagram yang telah disiapkan.
Hal utama adalah menghubungkan dengan benar kabel yang menghubungkan baterai di panel, serta konverter.

Untuk memudahkan Anda bernavigasi, tonton video cara merakit generator angin dari generator mobil dengan tangan Anda sendiri.

Angin, sebagai sumber energi yang tiada habisnya, kini semakin meluas. Sumber ini sangat populer energi alternatif digunakan di daerah terpencil (misalnya, Taiga), di stasiun kutub. Selain itu, generator angin rumah tangga semakin banyak diproduksi oleh penduduk pinggiran kota. Jenis kincir angin apa saja yang ada dan cara merakit alat untuk mengubah energi angin dengan tangan Anda sendiri - baca di bawah.

Pembangkit listrik tenaga angin adalah kemampuan menghasilkan listrik dari energi angin. Generator angin pada dasarnya adalah pembangkit tenaga surya: angin terbentuk karena pemanasan permukaan bumi yang tidak merata oleh matahari, perputaran planet dan topografinya. Generator menggunakan pergerakan massa udara dan mengubahnya menjadi listrik melalui energi mekanik.

Rata-rata, satu turbin angin berkekuatan 20 kW dapat menyediakan listrik untuk satu desa kecil.

Berdasarkan prinsip pembangkitan tenaga angin, seluruh pembangkit listrik juga dapat dibangun perangkat mandiri untuk menyediakan listrik ke daerah tertentu dan bahkan rumah. Saat ini, 45% dari seluruh energi dihasilkan menggunakan generator angin. Pembangkit listrik tenaga angin terbesar berlokasi di Jerman, dan setiap tahun menghasilkan hingga 7 juta kW energi per jam. Oleh karena itu, semakin banyak pemilik rumah pedesaan di daerah dan desa terpencil mereka berpikir untuk menggunakan energi angin untuk keperluan rumah tangga. Pada saat yang sama, kincir angin dapat digunakan sebagai kincir tunggal atau.

Generator angin: prinsip operasi, jenis perangkat

Kebanyakan turbin angin terdiri dari menara baja - tiang, di atasnya dipasang tiga bilah. Generator angin rumah tangga modern berkekuatan 5 kW dengan magnitudo kedua dapat dengan mudah menghasilkan listrik hingga 5000 W. Ini cukup untuk menyediakan listrik ke bangunan tempat tinggal atau pondok. Generator aksial menghasilkan hingga 500 W/jam. Generator angin paling kuat di dunia - 8 MW.

Turbin angin modern mungkin memiliki:

• Sumbu rotasi horizontal;
• Sumbu rotasi vertikal.

Kincir angin horizontal mempunyai sumbu yang berputar sejajar dengan tanah (seperti kincir angin biasa). Turbin angin vertikal dapat memiliki bilah dan rotor yang bergerak sejajar dengan tanah.

Pipa hemat energi tidak tergantikan. Mereka memungkinkan Anda menghemat energi dan anggaran Anda. Informasi lengkap di artikel kami:

Rotor dapat bervariasi dalam bentuk dan ukuran, dan dibagi menjadi:

• Perangkat Savonius (rotor dibuat dalam bentuk setengah silinder);
• Rotor Ugrinsky (rotor tipe semi-silinder yang ditingkatkan);
• Rotor Daria (bisa berbentuk heliks, melengkung atau berbentuk H);
• Generator angin berbilah banyak (digunakan pada turbin angin tipe putar);
• Rotor helicoid (memiliki rotor kerucut).

Seringkali generator angin vertikal berbentuk gasing berputar (contohnya adalah generator angin putar Genghis Khan). Perangkat paling efektif di grupnya dianggap sebagai desain tipe atas multi-bilah.

Generator angin buatan sendiri: kelebihan dan kekurangan

Memasang turbin angin mungkin diperlukan jika tidak ada listrik yang disuplai ke lokasi Anda, selalu ada gangguan pada jaringan transmisi listrik, atau Anda ingin menghemat tagihan listrik. Kincir angin bisa dibeli, atau Anda bisa membuatnya sendiri.

Generator angin buatan sendiri memiliki keunggulan sebagai berikut:

• Ini memungkinkan Anda menghemat uang untuk pembelian perangkat pabrik, karena produksi paling sering dilakukan dari suku cadang bekas;
• Sangat cocok dengan kebutuhan dan kondisi pengoperasian Anda, karena Anda menghitung sendiri daya perangkat, dengan mempertimbangkan kepadatan dan kekuatan angin di wilayah Anda;
• Lebih selaras dengan dekorasi rumah dan desain lansekap, karena penampilan kincir angin hanya bergantung pada imajinasi dan keterampilan Anda.

Untuk kekurangannya perangkat buatan sendiri Hal ini dapat dikaitkan dengan tidak dapat diandalkan dan rapuhnya: sering kali mesin buatan sendiri dibuat dari mesin tua dari peralatan rumah tangga dan mobil, sehingga cepat rusak. Pada saat yang sama, agar turbin angin efektif, perlu menghitung daya perangkat dengan benar.

Cara membuat kincir angin dengan tangan Anda sendiri

Untuk membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri, Anda harus tahu persis bagian mana yang ada dalam desainnya dan apa tanggung jawabnya. Dengan cara ini Anda bisa memahami cara mengganti beberapa bagian yang sulit ditemukan di rumah.

Setiap turbin angin dalam desainnya memiliki:

• Bilah yang berputar;
• Generator listrik yang menghasilkan arus bolak-balik;
• Pengontrol adalah perangkat yang mengubah energi mekanik dari sudu menjadi arus;
• Inverter adalah perangkat yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik;
• Baterai isi ulang;
• Tiang kapal.

Kincir angin kecil sederhana dapat dibuat dengan menggunakan kipas angin rumah tangga sebagai dasarnya. Beberapa pengrajin mengadaptasi kincir angin lama menjadi kincir angin mini pendingin komputer. Benar, kekuatan peniup angin seperti itu tidak akan melebihi 100 W. Ketika generator angin dengan daya 5 kW diperlukan untuk memberi daya pada rumah-rumah kecil dan menengah, dan untuk fasilitas komersial – 10 kW.

Generator listrik do-it-yourself: menghitung kekuatan perangkat

Pembuatan kincir angin apa pun untuk penggunaan pribadi dimulai dengan tahap persiapan– perhitungan daya perangkat. Jadi, misalnya untuk mengoperasikan pemanas air, Anda perlu memasang kincir angin yang tingginya minimal 5-6 meter. Pada saat yang sama, tidak mungkin hanya menggunakan energi angin untuk pemanasan: kecepatan angin cukup berubah-ubah. Namun Anda bisa menggunakan angin sebagai sumber tambahan yang akan menghemat uang.

Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan berbagai rumus yang disajikan di Internet. Paling solusi sederhana akan menggunakan kalkulator yang menghitung sendiri kekuatan angin. Dalam hal ini, Anda hanya perlu memasukkan nilai yang diperlukan ke dalam program. Paling sering ini adalah: wilayah di mana angin bertiup, kepadatan dan kecepatan angin.

Anda dapat mengetahui kecepatan rata-rata massa udara di wilayah Anda dengan menghubungi layanan cuaca.

Selain itu, untuk pekerjaan Anda akan membutuhkannya Diagram listrik kincir angin, gambar desain detail yang dapat digambar pada selembar kertas biasa atau divisualisasikan menggunakan program komputer untuk pemodelan 3D.

Generator mana yang harus dipilih untuk kincir angin

Kincir angin domestik harus memiliki tingkat kebisingan yang rendah. Oleh karena itu, sebaiknya menggunakan mesin berkecepatan rendah (low-speed) sebagai pembangkit turbin angin. Mesin seperti itu mampu menghasilkan 350 hingga 700 putaran per menit. Selain itu, motor berkecepatan rendah dapat digunakan bahkan pada kincir angin berbilah tunggal. Selain itu, generator berkecepatan rendah dapat dibuat dari motor stepper.

Untuk meningkatkan kecepatan kincir angin, Anda dapat menggunakan pengganda: ini akan mempercepat putaran bilah sebanyak 5-10 kali lipat.

Motor cakram dengan magnet neodymium sangat populer. Magnet, dalam hal ini, bisa jadi ukuran yang berbeda dan, karenanya, kekuasaan. Pembuatan generator semacam itu cukup sederhana, namun biayanya cukup tinggi.

Untuk menghidupkan baling-baling, Anda dapat menggunakan generator sepeda pedal.

Banyak orang membuat genset berdaya rendah dari genset gas, genset mobil atau traktor, atau aki dari obeng. Perlu diingat bahwa pada desain dengan generator dari traktor dan generator mobil, perlu dipasang gearbox yang mengurangi kecepatan.

Generator angin do-it-yourself untuk 220 V

Untuk merakit penangkap angin kita membutuhkan: generator 12 volt, baterai, konverter dari 12 v ke 220 v, voltmeter, kabel tembaga, pengencang (klem, baut, mur).

Pembuatan kincir angin apa pun melibatkan langkah-langkah berikut:

1. Pembuatan pisau. Bilah generator angin vertikal dapat dibuat dari tong. Anda dapat memotong bagian-bagiannya menggunakan penggiling. Baling-baling untuk kincir angin kecil dapat dibuat dari Pipa PVC dengan penampang 160 mm.
2. Membuat tiang. Tinggi tiang harus minimal 6 meter. Pada saat yang sama, untuk mencegah gaya puntir merobek tiang, tiang harus diamankan dengan 4 kabel pria. Setiap tali pengikat harus dililitkan pada batang kayu, yang harus dikubur jauh di dalam tanah.
3. Pemasangan magnet neodymium. Magnet direkatkan ke piringan rotor. Lebih baik memilih magnet persegi panjang, Medan magnet di mana mereka terkonsentrasi di seluruh permukaan.
4. Kumparan generator berliku. Gulungan dilakukan dengan benang tembaga dengan diameter minimal dua mm. Pada saat yang sama, tidak boleh lebih dari 1.200 gelendong.
5. Memperbaiki bilah ke pipa menggunakan mur.

Jika Anda memiliki baterai yang kuat dan inverter, perangkat yang dihasilkan akan mampu menghasilkan listrik dalam jumlah yang cukup untuk digunakan peralatan Rumah Tangga(misalnya kulkas dan TV). Generator seperti itu sangat cocok untuk menjaga pengoperasian sistem penerangan, pemanas, dan ventilasi rumah pedesaan kecil atau rumah kaca.

Turbin angin DIY 5 kW (video)

Turbin angin aman, perangkat modern, yang memungkinkan Anda mengubah energi angin menjadi listrik yang diperlukan untuk pengoperasian peralatan rumah tangga, sistem pemanas, pasokan air, dan ventilasi. Setelah beberapa perhitungan kecil, Anda dapat membuat generator angin tanpa bantuan profesional. Hal di atas dapat membantu dalam hal ini instruksi rinci, gambar dan rekomendasi untuk memilih komponen!

Contoh turbin angin (foto)

Massa udara memiliki cadangan energi yang tidak ada habisnya, yang telah digunakan umat manusia sejak zaman kuno. Pada dasarnya, kekuatan angin menjamin pergerakan kapal di bawah layar dan pengoperasian kincir angin. Setelah penemuan mesin uap tipe ini energi telah kehilangan relevansinya.

Hanya dalam kondisi modern energi angin kembali diminati sebagai tenaga penggerak yang diterapkan pada generator listrik. Mereka belum tersebar luas skala industri, namun menjadi semakin populer di sektor swasta. Terkadang tidak mungkin menyambung ke saluran listrik. Dalam situasi seperti itu, banyak pemilik merancang dan memproduksi generator angin untuk rumah pribadi dengan tangan mereka sendiri dari bahan bekas. Selanjutnya digunakan sebagai sumber listrik utama atau tambahan.

Teori kincir angin yang ideal

Teori ini dikembangkan pada waktu yang berbeda oleh para ilmuwan dan spesialis di bidang mekanika. Ini pertama kali dikembangkan oleh V.P. Vetchinkin pada tahun 1914, dan teori baling-baling ideal digunakan sebagai dasar. Dalam studi ini, koefisien pemanfaatan energi angin dari turbin angin ideal diturunkan untuk pertama kalinya.

Pekerjaan di bidang ini dilanjutkan oleh N.E. Zhukovsky, yang memperoleh nilai maksimum koefisien ini sebesar 0,593. Dalam karya selanjutnya dari profesor lain - Sabinin G.Kh. nilai koefisien yang disesuaikan sebesar 0,687.

Sesuai dengan teori yang dikembangkan, kincir angin yang ideal harus memiliki parameter sebagai berikut:

• Sumbu putaran roda harus sejajar dengan kecepatan aliran angin.
• Jumlah bilahnya sangat banyak, dengan lebar yang sangat kecil.
• Nilai nol dari gaya hambat profil sayap dengan adanya sirkulasi konstan di sepanjang bilah.
• Seluruh permukaan kincir angin yang tersapu memiliki kecepatan aliran udara yang hilang secara konstan pada roda.
• Pengejaran kecepatan sudut hingga tak terbatas.

Pemilihan turbin angin

Saat memilih model generator angin untuk rumah pribadi, Anda harus mempertimbangkannya kekuatan yang dibutuhkan, memastikan pengoperasian perangkat dan perlengkapan dengan mempertimbangkan jadwal dan frekuensi penyalaan. Hal ini ditentukan oleh pengukuran konsumsi listrik bulanan. Selain itu, nilai daya dapat ditentukan sesuai dengan karakteristik teknis konsumen.

Kita juga harus mempertimbangkan fakta bahwa semua peralatan listrik tidak diberi daya langsung dari generator angin, tetapi dari inverter dan satu set baterai. Dengan demikian, generator 1 kW mampu memastikan berfungsinya baterai secara normal yang memberi daya pada inverter empat kilowatt. Alhasil, peralatan rumah tangga dengan daya serupa mendapat pasokan listrik penuh. Sangat penting pilihan tepat baterai Perhatian khusus Anda harus memperhatikan parameter seperti arus pengisian.

Saat memilih desain turbin angin, faktor-faktor berikut diperhitungkan:

• Arah putaran kincir angin ada yang vertikal atau horizontal.
• Bentuk bilah kipas bisa berbentuk layar, dengan permukaan lurus atau melengkung. Dalam beberapa kasus, opsi gabungan digunakan.
• Bahan untuk bilah dan teknologi pembuatannya.
• Penempatan bilah kipas dengan kemiringan yang berbeda-beda terhadap aliran udara yang lewat.
• Jumlah bilah yang termasuk dalam kipas angin.
• Daya yang dibutuhkan ditransfer dari turbin angin ke generator.

Selain itu, perlu memperhitungkan kecepatan angin tahunan rata-rata untuk wilayah tertentu, seperti yang ditentukan dalam layanan cuaca. Tidak perlu menentukan arah angin, karena desain generator angin modern berputar sendiri ke arah lain.

Untuk sebagian besar wilayah Federasi Rusia pilihan yang paling optimal adalah orientasi horizontal sumbu rotasi, permukaan bilah melengkung dan cekung, sehingga aliran udara mengalir pada sudut yang tajam. Besarnya tenaga yang diambil dari angin dipengaruhi oleh luas bilahnya. Untuk sebuah rumah biasa Luas 1,25 m2 sudah cukup memadai.

Kecepatan kincir angin bergantung pada jumlah bilahnya. Generator angin dengan satu bilah berputar paling cepat. Dalam desain seperti itu, penyeimbang digunakan untuk menyeimbangkan. Perlu juga diingat bahwa pada kecepatan angin rendah, di bawah 3 m/s, turbin angin menjadi tidak mampu menyerap energi. Agar unit dapat merasakan angin lemah, luas bilahnya harus ditingkatkan menjadi minimal 2 m 2.

Perhitungan generator angin

Sebelum memilih generator angin, perlu ditentukan kecepatan dan arah angin yang paling khas di lokasi rencana pemasangan. Perlu diingat bahwa putaran sudu dimulai pada kecepatan angin minimal 2 m/s. Efisiensi maksimum dapat dicapai ketika indikator ini mencapai nilai 9 hingga 12 m/s. Artinya, untuk menyediakan listrik bagi kalangan kecil Rumah liburan, Anda memerlukan generator dengan daya minimal 1 kW/jam dan kecepatan angin minimal 8 m/s.

Kecepatan angin dan diameter baling-baling berdampak langsung terhadap daya yang dihasilkan turbin angin. Karakteristik kinerja model tertentu dapat dihitung secara akurat menggunakan rumus berikut:

1. Perhitungan sesuai luas putaran dilakukan sebagai berikut: P = 0,6 x S x V 3, dimana S adalah luas tegak lurus arah angin (m 2), V adalah kecepatan angin (m/s), P adalah daya genset (kW).
2. Untuk menghitung instalasi listrik berdasarkan diameter ulir digunakan rumus : P = D 2 x V 3 /7000, dimana D adalah diameter ulir (m), V adalah kecepatan angin (m/s ), P adalah daya generator (kW).
3. Untuk perhitungan yang lebih rumit, kepadatan aliran udara diperhitungkan. Untuk keperluan tersebut terdapat rumus: P = ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, dimana ξ adalah koefisien penggunaan energi angin (besarnya tidak terukur), π = 3,14, R - radius rotor (m), V - kecepatan aliran udara (m/s), ρ - kerapatan udara (kg/m 3), η ed - efisiensi gearbox (%), η gen - efisiensi generator (%).

Dengan demikian, listrik yang dihasilkan oleh generator angin meningkat secara kuantitatif dalam perbandingan kubik dengan meningkatnya kecepatan aliran angin. Misalnya, ketika kecepatan angin bertambah 2 kali lipat, maka pembangkitan energi kinetik oleh rotor akan meningkat 8 kali lipat.

Saat memilih lokasi pemasangan generator angin, perlu mengutamakan area tanpa bangunan besar dan pepohonan tinggi yang menjadi penghalang angin. Jarak minimum dari bangunan tempat tinggal adalah 25 hingga 30 meter, jika tidak, kebisingan selama bekerja akan menimbulkan ketidaknyamanan dan ketidaknyamanan. Rotor kincir angin harus ditempatkan pada ketinggian melebihi bangunan terdekat minimal 3-5 m.

Jika Anda tidak berencana untuk menghubungkan rumah pedesaan Anda ke jaringan umum, dalam hal ini Anda dapat menggunakan opsi sistem gabungan. Pengoperasian turbin angin akan jauh lebih efisien bila digunakan bersama dengan generator diesel atau baterai surya.

Cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri

Terlepas dari jenis dan desain generator angin, setiap perangkat dilengkapi dengan elemen serupa sebagai dasarnya. Semua model memiliki generator, bilah terbuat dari berbagai bahan, lift yang memberikan tingkat pemasangan yang diinginkan, serta baterai dan sistem tambahan kontrol elektronik. Pembuatan yang paling sederhana adalah unit tipe rotor atau struktur aksial yang menggunakan magnet.

Opsi 1. Desain generator angin rotor.

Desain generator angin putar menggunakan dua, empat atau lebih bilah. Generator angin seperti itu tidak mampu sepenuhnya menyediakan listrik dalam jumlah besar rumah pedesaan. Mereka digunakan terutama sebagai sumber listrik tambahan.

Tergantung pada perkiraan kekuatan kincir angin, mereka dipilih bahan yang diperlukan dan komponen:

• Genset mobil 12 volt dan aki mobil.
• Regulator tegangan yang mengubah arus bolak-balik dari 12 menjadi 220 volt.
• Wadah dengan ukuran besar. Ember aluminium atau panci baja tahan karat adalah pilihan terbaik.
• Anda dapat menggunakan relay yang dilepas dari mobil sebagai charger.
• Anda memerlukan sakelar 12 V, lampu pengisi daya dengan pengontrol, baut dengan mur dan ring, serta klem logam dengan gasket karet.
• Kabel tiga inti dengan penampang minimum 2,5 mm 2 dan voltmeter biasa dilepas dari alat pengukur apa pun.

Pertama-tama rotor dibuat dari yang sudah ada wadah logam- pot atau ember. Ditandai menjadi empat bagian yang sama, lubang dibuat di ujung garis untuk memudahkan pembagian menjadi bagian-bagian komponen. Kemudian wadah dipotong dengan gunting logam atau gerinda. Bilah rotor dipotong dari blanko yang dihasilkan. Semua pengukuran harus diperiksa dengan cermat untuk mendapatkan ukuran yang tepat, jika tidak, desain tidak akan berfungsi dengan baik.

Selanjutnya ditentukan sisi putaran puli generator. Biasanya berputar searah jarum jam, tetapi yang terbaik adalah memeriksanya. Setelah itu, bagian rotor dihubungkan dengan generator. Untuk menghindari ketidakseimbangan pergerakan rotor, lubang pemasangan pada kedua struktur harus ditempatkan secara simetris.

Untuk meningkatkan kecepatan putaran, tepi bilah harus sedikit ditekuk. Dengan bertambahnya sudut tekukan, aliran udara akan lebih efektif dirasakan instalasi putar. Sebagai bilahnya, tidak hanya elemen wadah yang dipotong yang digunakan, tetapi juga bagian-bagian individu yang dihubungkan ke blanko logam berbentuk lingkaran.

Setelah wadah dipasang ke generator, seluruh struktur yang dihasilkan harus dipasang seluruhnya pada tiang menggunakan klem logam. Kemudian kabel dipasang dan dirakit. Setiap kontak harus dicolokkan ke konektornya sendiri. Setelah tersambung, kabel diamankan ke tiang dengan kawat.

Setelah perakitan selesai, inverter, baterai, dan beban dihubungkan. Baterai dihubungkan dengan kabel dengan penampang 3 mm 2; untuk semua sambungan lainnya, penampang 2 mm 2 sudah cukup. Setelah itu, generator angin dapat dioperasikan.

Pilihan 2. Desain aksial generator angin menggunakan magnet.

Kincir angin aksial untuk rumah adalah sebuah desain, salah satu elemen utamanya adalah magnet neodymium. Dalam hal kinerjanya, mereka jauh di depan unit putar konvensional.

Rotor merupakan elemen utama dari keseluruhan desain generator angin. Untuk pembuatannya, hub roda mobil lengkap dengan rem cakram paling cocok. Bagian yang sudah dipakai harus disiapkan - dibersihkan dari kotoran dan karat, serta dilumasi bantalannya.

Selanjutnya, Anda perlu mendistribusikan dan mengamankan magnet dengan benar. Total Anda membutuhkan 20 buah berukuran 25 x 8 mm. Medan magnet di dalamnya terletak sepanjang. Magnet bernomor genap akan menjadi kutub; magnet tersebut terletak di sepanjang bidang piringan, bergantian melalui satu kutub. Kemudian pro dan kontra ditentukan. Magnet yang satu secara bergantian menyentuh magnet lain pada piringan. Jika keduanya saling tarik menarik, maka kutubnya positif.

Dengan bertambahnya jumlah tiang, perlu dilakukan observasi aturan tertentu. Pada generator satu fasa, jumlah kutub sama dengan jumlah magnet. Generator tiga fasa mempertahankan rasio 4/3 antara magnet dan kutub, dan rasio 2/3 antara kutub dan kumparan. Magnet dipasang tegak lurus dengan keliling piringan. Templat kertas digunakan untuk mendistribusikannya secara merata. Magnet pertama-tama diamankan dengan lem yang kuat, dan akhirnya difiksasi dengan resin epoksi.

Jika kita membandingkan generator satu fasa dan tiga fasa, kinerja generator satu fasa akan sedikit lebih buruk dibandingkan dengan generator tiga fasa. Hal ini disebabkan fluktuasi amplitudo yang tinggi pada jaringan akibat keluaran arus yang tidak stabil. Oleh karena itu, getaran terjadi pada perangkat satu fase. Dalam desain tiga fasa, kelemahan ini dikompensasi oleh beban arus dari satu fasa ke fasa lainnya. Oleh karena itu, jaringan selalu memastikan nilai daya yang konstan. Karena getaran, masa pakai sistem satu fasa jauh lebih rendah dibandingkan sistem tiga fasa. Selain itu, model tiga fase tidak menimbulkan kebisingan selama pengoperasian.

Ketinggian tiang kurang lebih 6-12 m, dipasang di tengah bekisting dan diisi beton. Kemudian struktur yang sudah jadi dipasang pada tiang, tempat sekrup dipasang. Tiangnya sendiri diamankan menggunakan kabel.

Bilah turbin angin

Efisiensi pembangkit listrik tenaga angin sangat bergantung pada desain bilahnya. Pertama-tama, ini adalah jumlah dan ukurannya, serta bahan dari mana bilah generator angin akan dibuat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi desain bilah:

• Bahkan angin terlemah pun dapat menggerakkan bilah panjang itu. Namun, terlalu panjang dapat menyebabkan roda angin berputar lebih lambat.
• Menambah jumlah bilah membuat kincir angin lebih responsif. Artinya, semakin banyak bilah, semakin baik putarannya dimulai. Namun, daya dan kecepatannya akan berkurang, sehingga perangkat tersebut tidak cocok untuk menghasilkan listrik.
• Diameter dan kecepatan putaran kincir angin mempengaruhi tingkat kebisingan yang dihasilkan oleh alat tersebut.

Jumlah bilah harus disesuaikan dengan lokasi pemasangan seluruh struktur. Paling banyak kondisi optimal Bilah yang dipilih dengan benar dapat memastikan keluaran maksimal dari generator angin.

Pertama-tama, Anda perlu menentukan terlebih dahulu daya dan fungsionalitas perangkat yang diperlukan. Untuk membuat generator angin dengan benar, Anda perlu mempelajari kemungkinan desain, serta kondisi iklim di mana generator tersebut akan dioperasikan.

Selain daya total, disarankan untuk menentukan nilai daya keluaran yang disebut juga beban puncak. Dia mewakili total perangkat dan perlengkapan yang akan dihidupkan bersamaan dengan pengoperasian generator angin. Jika perlu menambah angka ini, disarankan untuk menggunakan beberapa inverter sekaligus.

Generator angin DIY 24V - 2500 watt