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As massas de ar possuem reservas inesgotáveis ​​​​de energia, que a humanidade utiliza desde os tempos antigos. Basicamente, a força do vento garantia a movimentação dos navios à vela e o funcionamento dos moinhos de vento. Depois da invenção motores a vapor esse tipo a energia perdeu sua relevância.

Somente em condições modernas energia eólica voltou a ser procurado como força motriz aplicada a geradores elétricos. Ainda não são amplamente utilizados à escala industrial, mas estão a tornar-se cada vez mais populares no sector privado. Às vezes é simplesmente impossível conectar-se a uma linha de energia. Em tais situações, muitos proprietários projetam e fabricam com as próprias mãos um gerador eólico para uma residência particular a partir de materiais improvisados. Posteriormente, são utilizados como fontes principais ou auxiliares de eletricidade.

Teoria do moinho de vento ideal

Esta teoria foi desenvolvida em diferentes épocas por cientistas e especialistas da área de mecânica. Foi desenvolvido pela primeira vez por V.P. Vetchinkin em 1914, e a teoria do ideal hélice. Nestes estudos, o coeficiente de utilização da energia eólica de uma turbina eólica ideal foi derivado pela primeira vez.

O trabalho nesta área foi continuado por N.E. Zhukovsky, que derivou o valor máximo deste coeficiente igual a 0,593. Nos trabalhos posteriores de outro professor - Sabinin G.Kh. o valor do coeficiente ajustado foi de 0,687.

De acordo com as teorias desenvolvidas, uma roda eólica ideal deve ter os seguintes parâmetros:

• O eixo de rotação da roda deve ser paralelo à velocidade do vento.
• O número de lâminas é infinitamente grande, com largura muito pequena.
• Valor zero do arrasto do perfil das asas na presença de circulação constante ao longo das pás.
• Toda a superfície varrida do moinho de vento tem uma velocidade perdida constante do fluxo de ar na roda.
• Perseguir velocidade angular ao infinito.

Seleção de turbina eólica

Ao escolher um modelo de gerador eólico para uma residência particular, você deve considerar potência necessária, garantindo o funcionamento dos dispositivos e equipamentos levando em consideração o horário e frequência de ligação. É determinado pela medição mensal do consumo de energia elétrica. Além disso, o valor da potência pode ser determinado de acordo com características técnicas consumidores.

Deve-se também levar em consideração o fato de que todos os aparelhos elétricos são alimentados não diretamente pelo gerador eólico, mas por um inversor e um conjunto de baterias. Assim, um gerador de 1 kW é capaz de garantir o funcionamento normal das baterias que alimentam um inversor de quatro quilowatts. Como resultado, eletrodomésticos com potência semelhante recebem eletricidade integralmente. Grande importância tem a seleção certa de baterias. Atenção especial Você deve prestar atenção a parâmetros como corrente de carga.

Ao escolher um projeto de turbina eólica, os seguintes fatores são levados em consideração:

• A direção de rotação da roda eólica é vertical ou horizontal.
• O formato das pás do ventilador pode ser em forma de vela, com superfície reta ou curva. Em alguns casos, são utilizadas opções combinadas.
• Material para lâminas e tecnologia para sua fabricação.
• Colocação das pás do ventilador com diferentes inclinações em relação ao fluxo de ar que passa.
• O número de pás incluídas no ventilador.
• A potência necessária transferida da turbina eólica para o gerador.

Além disso, é necessário levar em consideração a velocidade média anual do vento para uma área específica, conforme especificado pelo serviço meteorológico. Não há necessidade de especificar a direção do vento, uma vez que os projetos modernos de geradores eólicos giram independentemente na outra direção.

Para a maioria das regiões da Federação Russa, a opção mais ideal seria uma orientação horizontal do eixo de rotação, a superfície das pás é curva e côncava, em torno da qual o fluxo de ar flui em um ângulo agudo. A quantidade de energia retirada do vento é afetada pela área da pá. Para uma casa comum Uma área de 1,25 m2 é suficiente.

A velocidade de um moinho de vento depende do número de pás. Os geradores eólicos com uma pá giram mais rápido. Nesses projetos, um contrapeso é usado para balanceamento. Deve-se também ter em conta que a baixas velocidades do vento, inferiores a 3 m/s, as turbinas eólicas tornam-se incapazes de absorver energia. Para que a unidade perceba ventos fracos, a área de suas pás deve ser aumentada para pelo menos 2 m 2.

Cálculo do gerador eólico

Antes de escolher um gerador eólico, é necessário determinar a velocidade e direção do vento mais típicas no local da instalação proposta. Deve-se lembrar que a rotação das pás começa com uma velocidade mínima do vento de 2 m/s. A eficiência máxima pode ser alcançada quando este indicador atinge um valor de 9 a 12 m/s. Ou seja, para fornecer eletricidade a uma pequena Casa de férias, você precisará de um gerador com potência mínima de 1 kW/h e velocidade do vento de pelo menos 8 m/s.

A velocidade do vento e o diâmetro da hélice têm impacto direto na potência produzida por uma turbina eólica. Calcule com precisão características de desempenho um ou outro modelo é possível usando as seguintes fórmulas:

1. Os cálculos de acordo com a área de rotação são realizados da seguinte forma: P = 0,6 x S x V 3, onde S é a área perpendicular à direção do vento (m 2), V é a velocidade do vento (m/s), P é a potência do grupo gerador (kW).
2. Para calcular a instalação elétrica com base no diâmetro do parafuso, utiliza-se a fórmula: P = D 2 x V 3 /7000, em que D é o diâmetro do parafuso (m), V é a velocidade do vento (m/s ), P é a potência do gerador (kW).
3. Para cálculos mais complexos, a densidade do fluxo de ar é levada em consideração. Para isso, existe uma fórmula: P = ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, onde ξ é o coeficiente de aproveitamento da energia eólica (uma quantidade incomensurável), π = 3,14, R - raio do rotor (m), V - velocidade do fluxo de ar (m/s), ρ - densidade do ar (kg/m 3), η ed - eficiência da caixa de engrenagens (%), η gen - eficiência do gerador (%).

Assim, a eletricidade produzida pelo gerador eólico aumenta quantitativamente em uma proporção cúbica com o aumento da velocidade do fluxo do vento. Por exemplo, quando a velocidade do vento aumenta 2 vezes, a geração de energia cinética pelo rotor aumentará 8 vezes.

Na hora de escolher o local para instalação de um gerador eólico, é necessário dar preferência a áreas sem grandes construções e árvores altas que criem barreira ao vento. A distância mínima de edifícios residenciais é de 25 a 30 metros, caso contrário o ruído durante as obras criará transtornos e desconforto. O rotor do moinho de vento deve estar localizado a uma altura superior aos edifícios mais próximos em pelo menos 3-5 m.

Se não pretende ligar a sua casa de campo à rede geral, neste caso pode utilizar as opções de sistemas combinados. A operação de uma turbina eólica será muito mais eficiente quando utilizada em conjunto com um gerador a diesel ou bateria solar.

Como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos

Independentemente do tipo e design do gerador eólico, cada dispositivo é equipado com elementos semelhantes como base. Todos os modelos possuem geradores, pás feitas de vários materiais, elevadores que fornecem o nível de instalação desejado, bem como baterias e sistema adicionais controle eletrônico. As mais simples de fabricar são unidades do tipo rotor ou estruturas axiais que utilizam ímãs.

Opção 1. Projeto de gerador eólico de rotor.

Um projeto de gerador eólico rotativo usa duas, quatro ou mais pás. Esses geradores eólicos não são capazes de abastecer totalmente grandes casas de campo com eletricidade. Eles são usados ​​principalmente como fonte auxiliar de eletricidade.

Dependendo da potência estimada do moinho de vento, eles são selecionados materiais necessários e componentes:

• Gerador de carro de 12 volts e bateria de carro.
• Conversão do regulador de tensão corrente alternada de 12 a 220 volts.
• Recipiente de grande capacidade. Um balde de alumínio ou uma panela de aço inoxidável funcionam melhor.
• Você pode usar um relé removido do carro como carregador.
• Você precisará de um interruptor de 12 V, uma lâmpada de carga com controlador, parafusos com porcas e arruelas, além de braçadeiras de metal com juntas emborrachadas.
• Um cabo de três núcleos com seção transversal mínima de 2,5 mm 2 e um voltímetro convencional removido de qualquer dispositivo de medição.

Em primeiro lugar, o rotor é preparado a partir de um recipiente de metal existente - uma panela ou balde. É marcado em quatro partes iguais, são feitos furos nas extremidades das linhas para facilitar a divisão em partes componentes. Em seguida, o recipiente é cortado com uma tesoura de metal ou um amolador. As pás do rotor são cortadas dos espaços em branco resultantes. Todas as medidas devem ser cuidadosamente verificadas quanto ao dimensionamento adequado, caso contrário o design não funcionará corretamente.

A seguir, é determinado o lado de rotação da polia do gerador. Normalmente ele gira no sentido horário, mas é melhor verificar isso. Depois disso, a parte do rotor é conectada ao gerador. Para evitar desequilíbrio no movimento do rotor, os furos de montagem em ambas as estruturas devem estar localizados simetricamente.

Para aumentar a velocidade de rotação, as bordas das lâminas devem estar ligeiramente dobradas. Com o aumento do ângulo de curvatura, os fluxos de ar serão percebidos de forma mais eficaz instalação rotativa. Não apenas os elementos do recipiente cortado são usados ​​​​como lâminas, mas também peças individuais conectadas a uma peça metálica em forma de círculo.

Após a fixação do contêiner ao gerador, toda a estrutura resultante deve ser instalada inteiramente no mastro por meio de pinças metálicas. Em seguida, a fiação é instalada e montada. Cada contato deve ser conectado em seu próprio conector. Uma vez conectada, a fiação é fixada ao mastro com arame.

Após a conclusão da montagem, o inversor, a bateria e a carga estão conectados. A bateria é conectada com um cabo com seção transversal de 3 mm 2; para todas as outras conexões, uma seção transversal de 2 mm 2 é suficiente; Depois disso, o gerador eólico pode ser operado.

Opção 2. Projeto axial de um gerador eólico usando ímãs.

Os moinhos de vento axiais para uso doméstico são uma estrutura em que um dos principais elementos são os ímãs de neodímio. Em termos de desempenho, estão significativamente à frente das unidades rotativas convencionais.

O rotor é o elemento principal de todo o projeto do gerador eólico. Para sua fabricação, um cubo de roda de carro completo com discos de freio é o mais adequado. A peça que está em uso deve ser preparada - limpa de sujeira e ferrugem e lubrificada os rolamentos.

Em seguida, você precisa distribuir e proteger corretamente os ímãs. No total serão necessárias 20 peças, medindo 25 x 8 mm. O campo magnético neles está localizado ao longo do comprimento. Os ímãs pares serão pólos; eles estão localizados ao longo de todo o plano do disco, alternando-se em um. Então os prós e os contras são determinados. Um ímã toca alternadamente outros ímãs no disco. Se eles se atraem, então o pólo é positivo.

Com o aumento do número de postes, é necessário observar certas regras. Nos geradores monofásicos, o número de pólos coincide com o número de ímãs. Os geradores trifásicos mantêm uma relação de 4/3 entre ímãs e pólos e uma relação de 2/3 entre pólos e bobinas. Os ímãs são instalados perpendicularmente à circunferência do disco. Um modelo de papel é usado para distribuí-los uniformemente. Os ímãs são primeiro fixados com cola forte e depois fixados com resina epóxi.

Se compararmos geradores monofásicos e trifásicos, o desempenho dos primeiros será um pouco pior em relação aos segundos. Isto se deve às flutuações de alta amplitude na rede devido à saída de corrente instável. Portanto, a vibração ocorre em dispositivos monofásicos. Em projetos trifásicos, esta desvantagem é compensada pelas cargas de corrente de uma fase para outra. Devido a isso, a rede garante sempre um valor de potência constante. Devido à vibração, a vida útil dos sistemas monofásicos é significativamente inferior à dos sistemas trifásicos. Além disso, os modelos trifásicos não apresentam ruído durante a operação.

A altura do mastro é de aproximadamente 6 a 12 m. É instalado no centro da fôrma e preenchido com concreto. Em seguida, a estrutura acabada é instalada no mastro, no qual o parafuso é fixado. O próprio mastro é protegido por cabos.

Pás de turbina eólica

A eficiência das usinas eólicas depende em grande parte do projeto das pás. Em primeiro lugar, este é o seu número e tamanho, bem como o material com que serão feitas as pás do gerador eólico.

Fatores que influenciam o design da lâmina:

• Mesmo o vento mais fraco pode colocar as longas pás em movimento. No entanto, muito comprimento pode fazer com que a roda eólica gire mais lentamente.
• Aumentar o número total de pás torna a roda eólica mais responsiva. Ou seja, quanto mais lâminas, melhor começa a rotação. Contudo, a potência e a velocidade serão reduzidas, tornando tal dispositivo inadequado para gerar eletricidade.
• O diâmetro e a velocidade de rotação da roda eólica afetam o nível de ruído gerado pelo dispositivo.

O número de lâminas deve ser combinado com o local de instalação de toda a estrutura. Na maioria condições ideais Pás adequadamente selecionadas podem garantir a produção máxima de um gerador eólico.

Em primeiro lugar, você precisa determinar antecipadamente a potência e a funcionalidade necessárias do dispositivo. Para fabricar adequadamente um gerador eólico, é necessário estudar possíveis projetos, bem como as condições climáticas em que ele será operado.

Além da potência total, recomenda-se determinar o valor da potência de saída, também conhecida como carga de pico. Ela representa total dispositivos e equipamentos que serão ligados simultaneamente ao funcionamento do gerador eólico. Caso seja necessário aumentar este valor, recomenda-se a utilização de vários inversores ao mesmo tempo.

Gerador eólico DIY 24V - 2500 watts

O vento é energia livre! Então, vamos usá-lo para fins pessoais. Se a criação de um parque eólico em escala industrial é muito cara, porque além do gerador é necessário fazer uma série de estudos e cálculos, o estado não arca com tais custos, e os investidores nos países ex-URSS- por alguma razão isso não causa muito interesse. Então, de forma privada, você pode fazer um mini-moinho de vento para suas próprias necessidades. Vale a pena entender que o projeto de converter sua casa em energia alternativa é um empreendimento muito caro.

Como já mencionado: você precisa fazer observações e cálculos de longo prazo para selecionar a proporção ideal entre os tamanhos da roda eólica e do gerador, adequada ao seu clima, rosa dos ventos e velocidade média anual do vento.

A eficiência de uma usina eólica dentro de uma região pode diferir significativamente, isso se deve ao fato de que o movimento do vento depende não apenas da zona climática, mas também do terreno.

No entanto, você pode descobrir o que é a energia eólica custos mínimos tendo coletado instalação orçamentária para alimentar cargas de baixa potência, como smartphones, lâmpadas ou rádios. Com a abordagem certa, você pode fornecer eletricidade casa pequena ou casa de veraneio.

Vejamos como você pode fazer uma instalação eólica simples com suas próprias mãos.

Moinhos eólicos de baixa potência feitos com meios improvisados

Um cooler de computador é um motor sem escovas, que em sua forma original não tem valor prático.

Precisa ser rebobinado, pois no original os enrolamentos estão conectados de forma inadequada. Enrole as bobinas uma por uma:

Sentido horário;

Sentido anti-horário;

Sentido horário;

Sentido anti-horário.

As bobinas adjacentes precisam ser conectadas em série ou, melhor ainda, enroladas com um pedaço de fio movendo-se de uma ranhura para outra. Neste caso, selecione arbitrariamente a espessura do fio; será melhor enrolar o máximo de voltas possível, e isso é possível usando o fio mais fino.

A tensão de saída de tal gerador será variável, e seu valor dependerá da velocidade (velocidade do vento), instale uma ponte de diodos de diodos Schottky para retificá-la para constante, diodos comuns servirão, mas será pior, porque a tensão entre eles cairá de 1 para 2 volts.

Digressão lírica, um pouco de teoria

Lembre-se de que a magnitude do EMF é igual a:

onde L é o comprimento do condutor colocado em um campo magnético; V - velocidade de rotação campo magnético;

Ao atualizar um gerador, você só pode influenciar o comprimento do condutor, ou seja, o número de voltas de cada bobina. O número de voltas determina a tensão de saída e a espessura do fio determina a carga máxima de corrente.

Na prática, é impossível influenciar a velocidade do vento. No entanto, também há uma saída para esta situação; depois de descobrir a velocidade típica do vento para a sua área, você pode projetar uma hélice adequada à velocidade de uma instalação eólica-elétrica, bem como uma caixa de engrenagens ou acionamento por correia para garantir o suficiente. velocidade para gerar a tensão necessária.

IMPORTANTE: Mais rápido não significa melhor!!! Se a velocidade de rotação do gerador eólico for muito alta, sua vida útil será reduzida, as propriedades de lubrificação das buchas ou rolamentos do rotor se deteriorarão e ele irá emperrar e, muito provavelmente, uma quebra do isolamento dos enrolamentos no gerador ocorrerá

O gerador consiste em:

Aumentando a potência do gerador de um cooler de computador

Em primeiro lugar, quanto mais lâminas e diâmetro da roda, melhor, então dê uma olhada mais de perto nos coolers de 120 mm.

Em segundo lugar, já dissemos que a tensão também depende do campo magnético, o fato é que os geradores industriais de alta potência possuem enrolamentos de excitação, enquanto os de baixa potência possuem enrolamentos de excitação. ímãs fortes. Os ímãs do cooler são extremamente fracos e não permitem bons resultados do gerador, e a distância entre o rotor e o estator é muito grande - cerca de 1 mm, e isso ocorre com ímãs já fracos.

A solução para este problema é mudar radicalmente o design do gerador. Mais precisamente, o cooler exigirá apenas um impulsor, pois o próprio gerador pode ser usado como motor de impressora ou qualquer outro eletrodoméstico. Os motores escovados mais comuns são excitados por ímãs permanentes.

Como resultado, ficará assim.

A potência desse gerador é suficiente para alimentar LEDs e um receptor de rádio. Não será suficiente recarregar o telefone; o telefone exibirá o processo de carregamento, mas a corrente será extremamente pequena, de até 100 Amperes, com vento de 5 a 10 metros por segundo.

Motores de passo como gerador eólico

O motor de passo é muito comum em computadores e electrodomésticos, em vários players, unidades de disquete (modelos antigos de 5,25” são interessantes), impressoras (especialmente as matriciais), scanners, etc.

Esses motores podem operar como gerador sem modificações; são um rotor com; imãs permanentes, e um estator com enrolamentos, diagrama típico conexões motor de passo no modo gerador é mostrado na figura.

O circuito contém um estabilizador linear de 5 Volts, tipo L7805, que permitirá conectar sem medo Celulares a tal moinho de vento para carregá-los.

A foto mostra um gerador feito a partir de um motor de passo com pás instaladas.

O motor em um caso específico possui 4 fios de saída, o diagrama é adequado para isso. Um motor com tais dimensões em modo gerador produz aproximadamente 2 W em ventos fracos (velocidade do vento de cerca de 3 m/s) e 5 m/s em ventos fortes (até 10 m/s).

A propósito, aqui está um circuito semelhante com diodo zener, em vez do L7805. Permite carregar baterias de íons de lítio.

Finalização moinho de vento caseiro

Para que o gerador funcione com mais eficiência, é necessário fazer dele uma haste guia e fixá-lo de forma móvel no mastro. Então, quando a direção do vento mudar, a direção do gerador eólico mudará. Então surge o próximo problema - o cabo que vai do gerador ao consumidor se enrolará no mastro. Para resolver isso, você precisa fornecer um contato móvel. Uma solução pronta é vendida no Ebay e no Aliexpress.

Os três fios inferiores são estacionários e descem, e o feixe de fios superior é móvel, um contato deslizante ou mecanismo de escova é instalado em seu interior; Se não tiver oportunidade de comprar, seja esperto e, inspire-se na decisão dos designers do automóvel Zhiguli, nomeadamente a implementação de um contacto móvel para o botão de sinalização no volante, e faça algo semelhante. Ou use o contato de uma chaleira elétrica.

Ao conectar os conectores, você obtém um contato móvel.

Um poderoso gerador eólico feito de meios improvisados.

Para obter mais potência você pode usar duas opções:

1. Gerador de chave de fenda (10-50 W);

A única coisa que você precisa de uma chave de fenda é um motor, a opção é semelhante à anterior, você pode usar as pás do ventilador como parafuso, isso aumentará a potência final da sua instalação.

Aqui está um exemplo de tal projeto:

Preste atenção em como um overdrive de engrenagem é implementado aqui - o eixo do gerador eólico está localizado em um tubo, em sua extremidade há uma engrenagem que transmite a rotação para uma engrenagem menor montada no eixo do motor. Um aumento na velocidade do motor também ocorre em usinas eólicas industriais. As caixas de câmbio são usadas em todos os lugares.

Porém, em condições caseiras, fazer uma caixa de câmbio torna-se um grande problema. Você pode remover a caixa de engrenagens da ferramenta elétrica, ela é necessária para reduzir a alta velocidade no eixo do motor do comutador para a velocidade normal do mandril em uma furadeira ou do disco triturador:

A furadeira possui caixa de engrenagens planetárias;

A rebarbadora está equipada com uma caixa de engrenagens angular (será útil para a instalação de algumas instalações e reduzirá a carga na cauda da turbina eólica);

Caixa de engrenagens de uma furadeira manual.

Esta versão de gerador eólico caseiro já pode carregar baterias de 12 V, mas é necessário um conversor para gerar a corrente e a tensão de carga. Esta tarefa pode ser simplificada usando um gerador automotivo.

A vantagem de tal gerador é a capacidade de usá-lo para carregar baterias de automóveis, em princípio, é para isso que ele foi projetado; Os autogeradores possuem um relé regulador de tensão integrado, o que elimina a necessidade de compra de estabilizadores ou conversores adicionais.

No entanto, os entusiastas de automóveis sabem que em baixa velocidade ociosa, aproximadamente 500-1000 RPM, a potência desse gerador é baixa e não fornece a corrente adequada para carregar a bateria. Isso leva à necessidade de conexão à roda eólica por meio de uma caixa de engrenagens ou acionamento por correia.

Você pode ajustar o número de rotações em velocidades normais do vento para suas latitudes selecionando a relação de transmissão ou usando uma roda eólica adequadamente projetada.

Dicas úteis

Talvez o design mais conveniente para repetir o mastro de um moinho de vento seja mostrado na figura. Esse mastro é esticado sobre cabos presos a suportes no solo, o que garante estabilidade.

Importante: A altura do mastro deve ser a mais alta possível, aproximadamente 10 metros. Em altitudes mais elevadas, o vento é mais forte porque não existem obstáculos na forma de estruturas terrestres, colinas e árvores. Não instale um gerador eólico no telhado de sua casa em hipótese alguma. As vibrações ressonantes das estruturas de fixação podem causar a destruição de suas paredes.

Cuide da confiabilidade do mastro de suporte, pois o projeto de um moinho de vento baseado em tal gerador torna-se significativamente mais pesado e já é uma solução bastante séria que pode fornecer energia autônoma a uma dacha com um conjunto mínimo aparelhos elétricos. Dispositivos que operam em 220 Volts podem ser alimentados por um inversor de 12-220 V. A versão mais comum desse inversor é.

É melhor usar geradores a diesel, incl. caminhões, porque são projetados para operar em baixas velocidades. Em média, o motor diesel de um caminhão grande opera entre 300 e 3.500 rpm.

Os geradores modernos produzem 12 ou 24 Volts, e uma corrente de 100 Amps já se tornou normal. Depois de realizar cálculos simples, você pode determinar que tal gerador lhe dará no máximo 1 kW de potência, e um gerador de um Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, que já é um belo figura decente.

Como deveria ser uma roda eólica para uma turbina eólica caseira?

Mencionei no texto que a roda eólica deveria ser grande e com grande número de pás, na verdade não é o caso. Esta afirmação era verdadeira para aqueles microgeradores que não pretendem ser sérios máquinas elétricas, mas sim cópias para referência e lazer.

Na verdade, projetar, calcular e criar uma roda eólica é uma tarefa muito tarefa difícil. A energia eólica será utilizada de forma mais racional se for feita com muita precisão e o perfil de “aviação” for idealmente desenhado, devendo ser instalado com um ângulo mínimo em relação ao plano de rotação da roda.

A potência real das rodas eólicas com o mesmo diâmetro e diferentes números de pás é a mesma, a única diferença está na velocidade de rotação. Quanto menos asas, mais revoluções por minuto, com o mesmo vento e diâmetro. Se você pretende atingir a velocidade máxima, deve montar as asas com a maior precisão possível e com um ângulo mínimo em relação ao plano de rotação.

Confira a tabela do livro “Usina Eólica Caseira”, de 1956, ed. DOSAAF Moscou. Mostra a relação entre diâmetro da roda, potência e rpm.

Em casa, esses cálculos teóricos são de pouca utilidade para os amadores fazerem rodas eólicas a partir de meios improvisados, utilizando:

• Chapas metálicas;

  Canos de esgoto de plástico.

Você pode montar uma roda eólica de alta velocidade com 2 a 4 pás com suas próprias mãos a partir de canos de esgoto, além deles você precisa de uma serra ou qualquer outro ferramenta de corte. A utilização destes tubos é determinada pela sua forma após o corte, possuem formato côncavo, o que garante alta capacidade de resposta aos fluxos de ar.

Após o corte, eles são fixados com PARAFUSOS a uma placa de metal, textolite ou compensado. Se for fazer de compensado, é melhor colar novamente e aparafusar várias camadas de compensado em ambos os lados com parafusos, assim você conseguirá rigidez.

Aqui está uma ideia para um impulsor sólido de duas pás para um gerador de motor de passo.

conclusões

Você pode fazer uma instalação eólica-elétrica que vai desde baixa potência - unidades de Watt, para alimentar lâmpadas LED individuais, beacons e pequenos equipamentos, até bons valores de potência em unidades de quilowatts, acumular energia em uma bateria, utilizá-la em sua forma original ou converta-o para 220 Volts. O custo de tal projeto dependerá de suas necessidades; talvez o elemento mais caro seja o mastro e as baterias, que podem variar de US$ 300-500.

» Gerador eólico caseiro simples faça você mesmo

energia alternativa, obtido através de " moinho de vento"é uma ideia tentadora que conquistou um grande número de potenciais consumidores de eletricidade. Bem, eletricistas de vários calibres tentando fazer um gerador eólico com as próprias mãos podem ser entendidos. A energia barata (quase gratuita) sempre valeu o seu peso em ouro. Enquanto isso, instalar até mesmo o gerador eólico doméstico mais simples oferece uma oportunidade real de obter eletricidade gratuita. Mas como fazer um gerador eólico doméstico com as próprias mãos? Como fazer um sistema de energia eólica funcionar? Vamos tentar desvendar o mistério com a ajuda da experiência de eletricistas experientes.

O tema fabricação e instalação de geradores eólicos caseiros está amplamente representado na Internet. Porém, a maior parte do material é uma descrição banal dos princípios de obtenção de energia elétrica.

A metodologia teórica para construção (instalação) de geradores eólicos é conhecida há muito tempo e bastante compreensível. Mas a situação prática no sector doméstico é uma questão que está longe de ser totalmente divulgada.

Na maioria das vezes, é recomendado escolher geradores automotivos ou motores assíncronos corrente alternada, complementada com ímãs de neodímio.

Procedimento de retrabalho motor elétrico assíncrono corrente alternada para um gerador para um moinho de vento. Envolve fazer um “revestimento” do rotor com ímãs de neodímio. Um processo extremamente complexo e de longo prazo

No entanto, ambas as opções requerem modificações significativas, muitas vezes complexas, caras e demoradas.

É muito mais simples e fácil em todos os aspectos instalar motores elétricos, semelhantes aos que eram produzidos antes e agora são produzidos pela Ametek (exemplo) e outros.

Os motores são adequados para instalação de gerador eólico doméstico corrente direta tensão 30 - 100 volts. No modo gerador, você pode obter deles aproximadamente 50% da tensão operacional declarada.

Ressalta-se: quando operando em modo geração, os motores elétricos CC devem ser girados até uma velocidade superior à nominal.

Além disso, cada motor individual de uma dúzia de cópias idênticas pode apresentar características completamente diferentes.

Motor DC para gerador eólico doméstico. A melhor opção entre os produtos fabricados pela Ametek. Motores elétricos semelhantes produzidos por outras empresas também são adequados

Não é difícil verificar a eficiência de qualquer motor semelhante. Basta conectar uma lâmpada incandescente comum de carro de 12 volts aos terminais elétricos e girar o eixo do motor manualmente. Se o desempenho técnico do motor elétrico for bom, a lâmpada acenderá com certeza.

Gerador eólico em kit de construção de casa

• hélice de três lâminas,
• sistema de cata-vento,
• mastro metálico,
• controlador de carga da bateria.

É aconselhável, mas não necessário, seguir a sequência de produção de todas as peças restantes do gerador eólico. Consistência é a ordem necessária em qualquer negócio para alcançar resultados. Obviamente: kits prontos auxiliam significativamente na construção de uma máquina de energia:

Fazendo pás de hélice

Parece bastante fácil e simples fabricar pás de hélice de gerador a partir de cano de plástico com diâmetro de 150-200 mm.

Para o projeto descrito de um gerador eólico doméstico, foram feitas três pás (recortadas). Material: tubo sanitário de 152mm. O comprimento de cada lâmina é de 610 mm.

Pás para hélice de gerador eólico doméstico. Os elementos da hélice são feitos de tubos de encanamento comuns, amplamente utilizados em habitação e serviços comunitários.

O tubo de encanamento é inicialmente cortado no comprimento certo com uma pequena margem para processamento. Em seguida, a peça cortada é cortada longitudinalmente linha central em quatro partes idênticas.

Cada peça é cortada de acordo com um modelo simples de uma pá de hélice em funcionamento. Todas as arestas cortadas devem ser cuidadosamente limpas e polidas para melhor aerodinâmica.

Os elementos da hélice de um gerador eólico – pás de plástico – são montados em uma polia montada a partir de dois discos separados. A polia é montada no eixo do motor e apertada com um parafuso.

A parte do cubo onde estão montadas as lâminas tem um diâmetro de 127 mm. A outra parte é a engrenagem, com diâmetro de 85 mm. Ambas as peças do cubo não foram fabricadas especialmente.

As pás da hélice de um moinho de vento doméstico presas ao cubo. Um parafuso simples montado a partir de peças de sucata e pronto para instalação em um gerador eólico doméstico

O disco e a engrenagem de metal foram encontrados em lixo técnico antigo. Mas o disco não tinha furo para o eixo e a engrenagem tinha um diâmetro pequeno. Ao combinar essas peças em um único todo, foi possível resolver o problema da relação entre massa e diâmetro.

Depois de fixar as pás, resta cobrir a extremidade do cubo com uma carenagem de plástico (novamente para aerodinâmica).

Base de palhetas do gerador eólico

Ordinário bloco de madeira(de preferência feito de madeira dura) com 600 mm de comprimento é adequado para uma base de cata-vento. Um motor elétrico é preso a uma extremidade da barra com grampos e uma “cauda” é montada na outra.

O cata-vento faz parte da instalação, onde são colocados o motor e a cauda do moinho de vento. O motor é adicionalmente preso com grampos, a cauda com barras suspensas

A cauda é feita de chapa de alumínio - é uma peça retangular recortada, que é simplesmente instalada entre os blocos de montagem e fixada com parafusos.

Para melhorar as propriedades de durabilidade, recomenda-se tratar adicionalmente o bloco de madeira com impregnação e envernizá-lo.

No plano inferior da viga, a uma distância de 190 mm da extremidade traseira da viga, é fixada uma saída tubular através do flange de suporte para ligação ao mastro.

O sistema de cata-vento de um moinho de vento doméstico (sua parte inferior), feito de peças simples e acessíveis. Todo proprietário de casa terá esses detalhes.

Não muito longe do ponto de fixação do flange, é feito um furo d = 10-12 mm na parede do tubo para que o cabo seja conduzido através do tubo do gerador eólico até o dispositivo de armazenamento de energia.

Base e mastro articulado

Enquanto a parte do cata-vento do gerador eólico doméstico está pronta, é hora de produzir o mastro de suporte. Instalação doméstica Basta elevá-lo a uma altura de 5 a 7 metros. O tubo metálico d=50 mm (d externo=57 mm) cabe perfeitamente sob o mastro deste projeto de gerador eólico para uso doméstico.

Placa de suporte embaixo parte inferior O mastro de um moinho de vento doméstico é feito de compensado grosso (20 mm). O diâmetro da panqueca é de 650 mm. Ao longo das bordas da panqueca de compensado, 4 furos d = 12 mm foram perfurados uniformemente em círculo e com recuo de 25-30 mm.

As partes inferior e superior que caberão entre o mastro. À esquerda está uma plataforma de suporte com mecanismo articulado para levantar/baixar o gerador eólico instalado na superfície

Esses furos destinam-se à montagem temporária (ou permanente) de pinos no solo. Para garantir a resistência da instalação, a parte inferior do compensado pode ser reforçada com chapa de aço.

Uma estrutura montada a partir de flanges de encanamento metálico, tubos, ângulos e um acoplamento em T é fixada na superfície da placa de suporte.

Entre os cantos e o acoplamento em T, a junta roscada não é totalmente feita. Isso é feito especificamente para criar um efeito de dobradiça. Assim, a subida ou descida do gerador eólico pode ser realizada sem dificuldade a qualquer momento.

O suporte sob o mastro do moinho de vento está equipado com quatro furos para fixação adicional com pinos ao solo. É aproximadamente assim que fica o estado do elemento de suporte quando o mastro é instalado e elevado

O acoplamento em T é conectado por uma curva central a um pedaço de tubo, na parte inferior do qual está instalado um limitador para o tubo do mastro. O tubo do mastro é colocado sobre uma peça tubular de menor diâmetro até parar no batente.

Conecta-se aproximadamente da mesma maneira parte do topo mastros de turbinas eólicas e sistema de cata-ventos. Mas ali, como limitador, os rolamentos são instalados dentro do tubo do mastro.

A fixação do mastro com cabos de sustentação é feita como padrão com grampos comuns, fáceis de fazer com as próprias mãos em chapa de metal

Assim, para montar todo o sistema de mastro, basta conectar as partes inferior e superior ao tubo do mastro, sem nenhuma fixação. Em seguida, graças ao dispositivo articulado, levante o gerador eólico e fixe o mastro com cabos de sustentação.

A conveniência do sistema de dobradiças é óbvia. Por exemplo, em caso de mau tempo, um gerador eólico pode ser rapidamente “colocado” no solo, salvando-o da destruição, e com a mesma rapidez instalado em sua posição de trabalho.

Gerador eólico doméstico e circuito controlador

É obrigatório monitorar as tensões e correntes retiradas do gerador de uma usina eólica residencial e fornecidas às baterias. Caso contrário, a bateria irá falhar rapidamente.

A razão é óbvia: instabilidade do ciclo de carregamento e violações dos parâmetros de carregamento. Ou devem ser utilizados, por exemplo, aqueles que não têm medo de ciclos caóticos, altas tensões e correntes.

As funções de controle são obtidas através da montagem e incorporação de um simples circuito eletronico. As turbinas eólicas domésticas são geralmente equipadas com circuitos relativamente simples.

Diagrama esquemático controlador de carga de bateria para uma usina eólica, cuja montagem é descrita nesta publicação. Componentes eletrônicos mínimos e alta confiabilidade

O objetivo principal dos circuitos é controlar o relé que comuta as saídas do gerador eólico para a bateria ou para a carga de lastro. A comutação é realizada dependendo do nível de tensão atual nos terminais da bateria.

O circuito controlador, tradicional para turbinas eólicas domésticas, foi utilizado neste caso. A placa eletrônica contém um pequeno número de componentes eletrônicos. Você pode simplesmente soldar o circuito em casa.

O princípio de design garante que as baterias sejam carregadas até que o limite de tensão terminal seja atingido. O relé então muda a linha para o reator instalado. O relé deve ser levado com um grupo de contato sob correntes altas, pelo menos 40-60A.

A configuração do circuito envolve ajustar os trimmers para definir as tensões correspondentes dos pontos de controle “A” e “B”. Os valores ótimos de tensão nesses pontos são: para “A” - 7,25 volts; para “B” - 5,9 volts.

Se o circuito estiver configurado com tais parâmetros, a bateria será desconectada quando a tensão terminal atingir 14,5 V e reconectada à linha do gerador eólico quando a tensão terminal atingir 11,8 V.

Diagrama elétrico estrutural de um moinho de vento doméstico: A1...A3 - bateria; B1 - ventilador; F1 - filtro de suavização; L1...L3 - lâmpadas incandescentes (reator); D1...D3 - diodos potentes

O circuito do gerador eólico fornece controle do ventilador “3” (pode ser utilizado para ventilação dos gases da bateria) e da carga alternativa “4” através de transistores de potência da série IRF.

O estado das saídas é indicado por LEDs vermelhos e verdes. É possível instalar o controle manual do estado do controlador através dos botões “1” e “2”.

Recursos de conexão do sistema

Concluindo esta publicação, uma coisa deve ser observada característica importante. (assumindo que a turbina já está em funcionamento) deve ser realizada na seguinte sequência:

1. Conecte os contatos da “Bateria” aos terminais da bateria.
2. Conecte os contatos do gerador eólico aos terminais do relé.

Se esta sequência não for seguida, há alto risco falha do controlador.

Instalação de gerador eólico de 4 kW - vídeo guia

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É difícil não notar como a estabilidade do fornecimento de eletricidade às instalações suburbanas difere do fornecimento de eletricidade aos edifícios urbanos e empresas. Admita que você, como proprietário de uma casa ou chalé particular, já encontrou mais de uma vez interrupções, inconvenientes associados e danos ao equipamento.

As situações negativas elencadas, juntamente com as consequências, não complicarão mais a vida dos amantes dos espaços naturais. Além disso, com custos trabalhistas e financeiros mínimos. Para isso, basta fazer um gerador de energia eólica, que descrevemos detalhadamente no artigo.

Descrevemos detalhadamente as opções para fabricar um sistema que seja útil no lar e elimine a dependência energética. De acordo com nosso conselho, uma pessoa inexperiente pode construir um gerador eólico com as próprias mãos. Mestre da casa. Este prático dispositivo ajudará a reduzir significativamente suas despesas diárias.

Fontes alternativas de energia são o sonho de qualquer veranista ou proprietário cujo terreno esteja longe das redes centrais. Porém, quando recebemos as contas da energia elétrica consumida em um apartamento na cidade e olhamos para o aumento das tarifas, percebemos que um gerador eólico projetado para necessidades domésticas, não nos machucaria.

Depois de ler este artigo, talvez você realize seu sonho.

Gerador de energia eólica - solução perfeita para fornecer eletricidade a uma instalação suburbana. Além disso, em alguns casos, instalá-lo é a única solução possível.

Para não desperdiçar dinheiro, esforço e tempo, vamos decidir: existem circunstâncias externas que nos criarão obstáculos durante o funcionamento do gerador eólico?

Para fornecer eletricidade a uma casa de veraneio ou pequena cabana, basta que a potência não ultrapasse 1 kW. Esses dispositivos na Rússia são equiparados a produtos domésticos. A sua instalação não requer certificados, licenças ou quaisquer aprovações adicionais.

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No mundo moderno tudo mais dinheiro tem que dar para utilidades públicas, cuja lista inclui o fornecimento de energia elétrica. Por isso, os proprietários de casas particulares estão cada vez mais pensando em como fazer com as próprias mãos um gerador eólico de 220 V, que possa fornecer eletricidade ininterrupta para toda a casa.

Gerador eólico industrial

Todas as turbinas eólicas consistem em uma pá, rotor de turbina, gerador, eixo gerador, inversor e bateria. Todos os modelos podem ser divididos em industriais e domésticos, mas seus princípios de operação serão os mesmos.

Girando, o rotor cria uma corrente alternada com três fases, que passa pelo controlador até a bateria e depois, no inversor, é convertida em corrente estável para alimentação de aparelhos elétricos.

A rotação das lâminas ocorre devido a impacto físico por meio de um impulso ou força de elevação, com a qual o volante entra em ação, bem como sob a influência de uma força de frenagem. Nesse processo, o volante começa a girar e o rotor cria um campo magnético na parte fixa do gerador, após o qual a corrente é reproduzida.

Em geral, os geradores eólicos são divididos em verticais e horizontais. O que tem a ver com a localização do eixo de rotação.

Opção vertical

Ao planejar criar um moinho de vento de 220 V com suas próprias mãos, pense primeiro em opções verticais. Entre eles estão:

• Rotor Savonius. O mais simples, que apareceu em 1924. É baseado em dois semicilindros em um eixo vertical. As desvantagens incluem o baixo uso de energia eólica.

• Com rotor Daria. Surgido em 1931, o giro ocorre devido à diferença de resistência entre a saliência aerodinâmica e o bolso da fita, portanto as desvantagens incluem o baixo torque, além da necessidade de montagem de um número ímpar de pás.

Variedade gerador de energia eólica Dária

• As lâminas possuem formato torcido, reduzindo a carga no rolamento e aumentando a vida útil. A desvantagem é o preço alto.

Uma opção caseira sairá mais barata se for bem pensada e instalada.

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RCD: o que é? Você já ouviu a abreviatura RCD? Você descobrirá o que é lendo a resenha até o final. Resumidamente, gostaria de acrescentar que este dispositivo é capaz de proteger a habitação e todos os seus habitantes de situações de emergência relacionadas com a electricidade.

Modelos horizontais

Os modelos horizontais são divididos pelo número de lâminas. Possuem maior eficiência, mas há necessidade de instalação de cata-vento para buscar constantemente a direção do vento. Todos os modelos possuem altas velocidades de rotação em vez de lâminas, é montado um contrapeso, o que afeta a resistência do ar.

Os modelos multi-lâminas podem ter até 50 lâminas com alta inércia. Eles podem ser usados ​​para operar bombas de água.

Como fazer um gerador eólico de 220 V com suas próprias mãos

Fornecer uma casa particular fluxo constante de eletricidade velocidade média um vento de 4 m/s é suficiente:

• 0,15-0,2 kW, que é usado para necessidades básicas;
• 1-5 kW para equipamentos elétricos;
• 20 kW para toda a casa com aquecimento.

Vale considerar que nem sempre o vento sopra, por isso você deve providenciar um moinho de vento DIY para sua casa com bateria com controlador de carga, além de um inversor ao qual os dispositivos estão conectados.

Para qualquer modelo de moinho de vento caseiro você precisará dos seguintes elementos básicos:

• rotor - a parte que gira com o vento;
• lâminas, geralmente montadas em madeira ou metal leve;
• um gerador que converterá energia eólica em eletricidade;
• cauda, ​​que ajuda a determinar a direção do fluxo de ar (para a versão horizontal);
• pátio horizontal para abrigar o gerador, cauda e turbina;
• corresponder;
• fio de conexão e blindagem.

A blindagem incluirá uma bateria, controlador e inversor. Vejamos duas opções de como construir um gerador eólico com suas próprias mãos.

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Características de montagem de um gerador eólico a partir de uma máquina de lavar com suas próprias mãos

Vejamos como fazer um gerador eólico de 220 V com suas próprias mãos usando um motor antigo.

Tabela 1. instruções detalhadas gerador eólico de máquina de lavar com foto

O que fazer	Exemplo de foto
Você deve comprar ímãs de neodímio montados em reentrâncias no rotor do motor. Os próprios entalhes são feitos em torno, Para posicionamento correto use o diagrama.
Os ímãs devem ser colados com supercola nas reentrâncias preparadas. Em seguida, devem ser embrulhados em papel e o restante do espaço preenchido com epóxi.
A seguir, preparamos o eixo, que é melhor encomendar a um torneiro. Dentro da estrutura oca deve haver espaço para o cabo e um orifício para sua entrada. Montamos o suporte a partir de uma barra de ferro. Para isso usamos uma trituradora, com a qual cortamos dois tubos (você prende o gerador neles) e os soldamos na outra extremidade.
Passemos às lâminas, que podem ser feitas a partir de um tubo de 16 cm para esgoto externo. EM nesse caso use um quebra-cabeças.
Resta montar o gerador eólico, fixando todos os elementos. Para começar, fixamos o gerador, as pás, o rotor e a cauda no trilho de suporte. Não se esqueça de cobrir o gerador com uma caixa.
A usina deve ser fixada usando um mecanismo de dobradiça e o mastro deve ser montado em base de concreto para 4 parafusos.
Passe o fio até o painel de distribuição.
Conecte todos os elementos e realize testes de desempenho.

Para facilitar a compreensão de toda a sequência de ações durante a montagem Parque eólico faça você mesmo de um antigo, assista ao vídeo:

Características de montagem de um gerador eólico vertical a partir de um gerador automotivo com suas próprias mãos

Quando as pessoas “caseiras” pensam em como fazer geradores eólicos de 220 V com as próprias mãos, na maioria das vezes usam geradores de automóveis como base. Não é difícil de montar, mas para funcionar você vai precisar de:

• Gerador de 12V do carro;
• bateria;
• conversor de 12 a 220 W com potência de 1,2 kW;
• barril ou balde de alumínio ou aço para lâminas;
• luz de advertência do carro;
• trocar;
• voltímetro;
• fios de cobre com seção transversal superior a 2 mm;
• braçadeira para fixação.

Para montar um gerador eólico vertical com as próprias mãos, você precisará de uma fita métrica e um lápis, um molho de chaves, uma furadeira elétrica e uma esmerilhadeira, além de uma tesoura de metal. Instruções detalhadas de instalação são fornecidas abaixo.

Tabela 2. Montagem de um gerador eólico vertical a partir de um gerador automotivo

Ação	Imagem
O recipiente de metal preparado deve ser marcado e cortado em 4 partes iguais, mas não deve ser feito completamente. Faça furos para parafusos em cada peça, que devem ser simétricos.
As lâminas que não são totalmente cortadas ficam levemente dobradas; a velocidade de rotação depende diretamente desse processo, portanto decida com antecedência em que direção o equipamento deve girar.
É necessário fixar as pás na polia, instalar o gerador no mastro por meio de pinças, e também montar a fiação conforme diagrama preparado.
O principal é conectar corretamente os fios aos quais está conectada a bateria no painel, assim como o conversor.

Para facilitar sua navegação, assista ao vídeo sobre como montar com as próprias mãos um gerador eólico a partir de um gerador automotivo.