Neste artigo veremos em detalhes como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos. Afinal, é difícil imaginar a vida de uma pessoa moderna sem eletricidade. E mesmo pequenas interrupções no fornecimento de electricidade tornam-se por vezes num “momento paralisante” para a vida normal em casa própria. E tais problemas, temos que admitir, para algumas aldeias suburbanas ou assentamentos V áreas rurais- infelizmente, não é incomum. Isso significa que você precisa se proteger de alguma forma de problemas e adquirir uma fonte reserva de energia. E se levarmos em conta também as tarifas em constante crescimento, então ter uma fonte própria, e mesmo uma que funcione praticamente “de graça”, torna-se o sonho de muitos proprietários de casas.

Uma das áreas de desenvolvimento da “energia livre” em nosso tempo é o uso da energia eólica. Muitos provavelmente já viram imagens impressionantes de enormes turbinas eólicas usadas com sucesso em alguns países europeus - em alguns lugares, a parcela de energia gerada pelo vento já atinge várias dezenas de por cento do volume total. Então surge a tentação - não deveria tentar fazer um gerador eólico com minhas próprias mãos para ganhar independência da rede elétrica de uma vez por todas?

A pergunta é razoável, mas você deve esfriar imediatamente o ardor do “sonhador”. Para criar uma instalação produtiva e verdadeiramente de alta qualidade para geração de eletricidade, é necessário um conhecimento considerável em mecânica e engenharia elétrica. Você precisa estar muito artesão experiente um pau para toda obra – haverá toda uma série de operações altamente complexas que exigem um design preciso e uma abordagem qualificada para execução. Pela totalidade destas razões, como se pode avaliar pelas discussões nos fóruns, muitos “candidatos” ou não receberam o resultado esperado ou abandonaram completamente o projeto planeado.

Portanto, este artigo fornecerá uma visão geral mostrando problemas comuns e orientações para sua solução no processo de criação de geradores eólicos. Será possível avaliar aproximadamente a escala do trabalho e pesar com sobriedade suas capacidades – se vale a pena assumir a responsabilidade.

O que é um gerador eólico? Estrutura geral do sistema

Existem várias formas de obter energia elétrica - através da exposição a um fluxo de fótons (luz, por exemplo, painéis solares), devido a certos reações químicas(amplamente utilizado em baterias), devido às diferenças de temperatura. Mas a conversão de energia cinética em energia elétrica é atualmente a mais utilizada. Essa transformação ocorre em dispositivos especiais, chamados geradores.

O princípio de funcionamento de um gerador que converte energia cinética em energia elétrica foi descoberto e descrito no século XIX por Faraday.

O princípio do gerador elétrico mais simples

Está no fato de que se um quadro condutor for colocado em um campo magnético variável, nele será induzida uma força eletromotriz que, quando o circuito for fechado, levará ao aparecimento de uma corrente elétrica. E uma mudança no fluxo magnético pode ser alcançada girando este quadro em um campo magnético, ou criando imãs permanentes, ou aparecendo nos enrolamentos de excitação. Quando a posição da estrutura muda, a magnitude do fluxo magnético que a atravessa muda. E quanto maior a taxa de variação, maiores serão os indicadores do CEM induzido. Assim, quanto mais revoluções são transmitidas ao rotor (a parte rotativa do gerador), maior será a tensão que pode ser alcançada na saída.

O diagrama é, obviamente, mostrado com grandes simplificações, apenas para esclarecer o princípio.

A transmissão da rotação ao rotor do gerador pode ser realizada de diferentes maneiras. E uma das maneiras de encontrar uma fonte gratuita de energia que coloque em movimento a parte cinemática do dispositivo é “capturar” a força do vento. Ou seja, aproximadamente da mesma forma que os criadores de moinhos de vento conseguiram fazê-lo.

Assim, o projeto de um gerador eólico implica a presença de um dispositivo gerador e de um mecanismo de transmissão do movimento rotacional ao estator, ou seja, um moinho de vento. Além do mais, pré-requisito torna-se uma estrutura que fornece instalação confiável sistema, uma vez que muitas vezes tem que ser colocado a uma altura considerável para que obstáculos naturais ou artificiais não interfiram na plena “captação do vento”. Em alguns casos, também é utilizada uma transmissão cinemática, projetada para aumentar o número de rotações do rotor.

Um exemplo de transmissão overdrive de um moinho de vento para um gerador

Mas isto não é tudo. A presença e a velocidade do vento são na maioria das vezes valores extremamente variáveis. E tornar o consumo da energia gerada dependente dos “caprichos do clima” não é razoável. Portanto, um gerador eólico geralmente funciona em conjunto com um sistema de armazenamento de energia.

A corrente gerada é retificada, estabilizada e, por meio de um dispositivo controlador especial, vai diretamente para consumo posterior, ou é redirecionada para carregar os incluídos no circuito baterias poderosas. A partir das baterias, por meio de um inversor que converte corrente contínua em corrente alternada na tensão e frequência exigidas, a energia é fornecida aos pontos de consumo. As baterias tornam-se uma espécie de elo tampão: se a carga atual for menor que a potência atual (muito dependente da força do vento) do gerador, ou se nenhum dispositivo consumidor estiver conectado por algum tempo, as baterias serão carregadas. Se a carga for superior à potência gerada, as baterias estão descarregadas.

Um ponto interessante é que é justamente essa característica de uma usina eólica que permite planejar a potência do próprio gerador, não com base em indicadores de pico de carga (o inversor será o grande responsável por isso), mas com base na energia prevista. consumo durante um determinado período (por exemplo, um mês).

Claro, esquemas mais simples podem ser usados ​​na vida cotidiana. Por exemplo, uma turbina eólica serve simplesmente para algum equipamento de iluminação de baixa tensão, etc.

Prós e contras das usinas eólicas

Como exemplo, vejamos primeiro o projeto mais simples de um gerador eólico, que até um estudante do ensino médio pode montar. A aplicação prática de tal “usina” não é particularmente ampla, mas apenas para expandir sua compreensão e adquirir algumas habilidades - por que não?

O design de toda a unidade é composto por elementos principais e auxiliares.

Para a lista dos principais elementosinclui:

• gerador;
• mastro;
• hélice.

PARA elementos auxiliares Este “avanço tecnológico” inclui:

1. Baterias, que por sua vez consistem em baterias.
2. Inversor(também pode ser chamado de controlador).
3. Os elementos auxiliares também incluem um interruptor automático fonte de energia.

Dispositivo:

1. Mastro, hélice e gerador. Seu propósito é claro para todos: há uma hélice em um mastro enorme, o vento a põe em movimento, ela gira, gerando energia. Essa energia resultante é então enviada para um gerador, que por sua vez transforma energia eólica simples em eletricidade.
2. Controlador. A função do controlador é converter corrente alternada em corrente contínua para que possa ser armazenada em baterias.
3. Inversor. Funciona no modo reverso em relação ao controlador. Na saída corrente direta das baterias, o inversor transfere para a alternada, adequada para trabalhar com eletrodomésticos.
4. Bateria. Seu propósito é claro para todos - acumula a energia recebida e realiza o trabalho de receptor.
5. Interruptor automático de alimentação garante o fornecimento contínuo de eletricidade alternando entre fontes. Por exemplo, se não houver vento e a sua turbina eólica não puder fornecer a quantidade de energia necessária, a chave será convertida para uma usina a diesel.

Em que você deve prestar atenção?

1. Ao escolher um gerador eólico para uso doméstico, é preciso ficar atento ao fator de aproveitamento do vento e, claro, o mais importante é a potência. Em boas opções de geradores eólicos para uso doméstico, o coeficiente chega a 45%, o que é muito produtivo. A potência dos eletrodomésticos vai de 300 W a 10 kW (o segundo indicador é suficiente para garantir que todos os eletrodomésticos da sua casa funcionem).
2. Muito aspecto importante Na hora de escolher um moinho de vento para sua casa, o fator mais importante é a velocidade. Nas versões padrão varia de 5 a 7 unidades. Por exemplo, se você escolheu um moinho de vento com unidade de velocidade “5”, isso significa que com um vento de 10 metros por segundo, sua hélice girará a uma velocidade 5 vezes mais rápida, ou seja, 50 metros por segundo.

São criados geradores eólicos padrão com eixo de rotação horizontal e orientados verticalmente; Ao escolher um segundo dispositivo, você não precisa se concentrar na direção do vento, porém, eles são mais difíceis de fabricar, instalar e operar, por isso não são muito populares.

De que depende a eficiência do trabalho:

1. Projetos de uma unidade específica. Depende muito disso, pois cada moinho tem suas próprias características de montagem, então cada um deles terá desempenho diferente. Depende muito do tamanho do moinho de vento e da leveza de suas pás. O próprio gerador (o coração de toda a estrutura) também desempenha um papel importante.
2. Condições climáticas da área onde o aerogerador está instalado. Como afirmado anteriormente, não faz sentido instalar isso em uma área sem vento. Se você instalá-lo em condições de vento fraco, não obterá nenhum benefício com isso.

Instalação

Instalar uma turbina eólica é um procedimento muito complexo. Em primeiro lugar, você deve comprar hipotecas para a fundação e peças de fixação. Em seguida, você deve colocar uma base de concreto que irá segurar sua unidade. Ao lançar a fundação, é necessário instalar imediatamente os elementos de fixação adquiridos anteriormente. Depois que a fundação for lançada, ela deverá repousar por 21 dias antes de instalar o mastro.

Em seguida vem um trabalho mais difícil. Você não pode fazer isso sozinho; você precisa de pessoal especialmente treinado e equipamento pesado ( guindaste Necessariamente). Montar um gerador eólico para uma casa levará pelo menos um dia inteiro.

Todos os trabalhos relacionados com a montagem e instalação de equipamentos (incluindo ligação à rede, ligação de toda a cablagem, montagem de toda a unidade, etc.) devem ser realizados exclusivamente por trabalhadores qualificados.

A atividade amadora neste assunto complexo não é incentivada. A instalação de todos os equipamentos é realizada em sala seca com temperatura de 10 a 30 graus Celsius. Os trabalhadores especiais que montaram e instalaram os equipamentos deverão fornecer um pacote de serviços segundo o qual serão obrigados a reparar o gerador eólico durante a operação.

Vantagens de usar um gerador eólico em casa:

1. A vantagem mais importante é a eletricidade gratuita. Depois de pagar por todo o equipamento e instalação desta unidade, você não precisará mais pagar pela eletricidade. Agora você ainda está trabalhando nisso sozinho.
2. É muito comum que ocorram interrupções no fornecimento de energia em épocas difíceis do ano. Isso geralmente acontece devido a uma linha quebrada ou a alguns problemas. Ao instalar um gerador eólico em sua casa, seus aparelhos elétricos não serão mais afetados pelas intempéries. Em condições climáticas difíceis, o moinho de vento funcionará ainda mais rápido que o normal.
3. Estas unidades são seguras para ambiente e praticamente não faz barulho durante a operação. Esta é uma opção energética muito melhor do que aquela que destrói o ecossistema do planeta.
4. A turbina eólica é muito boa em compreensão técnica. Afinal, ele pode funcionar em combinação com diversas fontes de energia, por exemplo: uma usina a diesel, painéis solares e assim por diante. Isto é conveniente se alguma fonte de eletricidade não puder fornecer energia à sua casa em plena capacidade.

Desvantagens dos geradores eólicos:

1. A primeira desvantagem significativa é, obviamente, a dependência das condições meteorológicas. O moinho de vento não funcionará onde as correntes de vento forem fracas. É razoável instalá-lo apenas na costa marítima e em locais onde haja maior vento. Ao instalar um gerador eólico em casa, numa zona onde os fluxos de vento estão abaixo da média, nunca conseguirá que este tipo de produção de electricidade seja o principal.
2. O preço também não é muito bacana. Esse prazer é muito, muito caro. Na melhor das hipóteses, esta unidade será capaz de se pagar depois de apenas 10 anos. O gerador em si, o mastro e o moinho eólico representam apenas 30% do custo de toda a estrutura, o restante fica com as baterias e o inversor. Além disso, as baterias em si hoje não são duráveis ​​e você terá que substituí-las com frequência, o que também afetará seu bolso.
3. A segurança deste produtor de energia alternativa não é das mais avançadas. Se as lâminas estiverem muito desgastadas, elas podem simplesmente se soltar e causar danos significativos à propriedade ou, pior ainda, à vida humana.

Vídeo de instalação do gerador eólico:

Como a legislação se relaciona com a instalação de um gerador eólico em seu local?

1. De acordo com a lei de todos os países ex-URSS , a legislação energética não certifica turbinas eólicas, portanto, ao instalar uma turbina eólica em seu local, você não precisa obter nenhum certificado de órgãos governamentais.
2. Se o seu moinho de vento tiver até 75 kW, então é equivalente a eletrodomésticos, ou seja, como um gerador a diesel ou a gasolina.
3. Se a sua unidade não exceder uma altura de 30 metros e uma potência de 75 kW, então ao instalá-lo não serão necessários quaisquer documentos relativos ao poder legislativo.
4. Todo o design do gerador eólico é ecologicamente correto e para a saúde humana, por isso nenhum fanático ambiental vos apresentará as suas exigências.

Vídeo de instalação do gerador DIY:

Qual gerador escolher para uma usina eólica doméstica?

Do carro

1. Vantagens: não é caro, muito fácil de encontrar, já totalmente montado.
2. Imperfeições: o funcionamento requer uma alta velocidade de rotação, o que requer a instalação de polias adicionais. Improdutivo.

Preço: Depende do modelo e marca do carro.

1. Vantagens: o custo de todo o pacote não é alto, produtividade bastante boa, relativamente gerador de carro, com montagem adequada é possível obter grande potência, uma montagem muito forte e indestrutível.
2. Imperfeições: uma tarefa muito difícil para uma pessoa não treinada, requer processamento em torno.

Preço: Depende das peças que você comprou e da potência nominal desejada.

CA, assíncrono

1. Vantagens: custo baixo, muito fácil de encontrar e comprar, fácil de converter em moinho eólico, produtividade muito boa em baixas velocidades.
2. Imperfeições: a potência máxima é limitada, pois a unidade possui resistência interna em altas velocidades das pás, o gerador não produz energia suficiente para ser instalado em um moinho de vento, deve ser processado em torno;

Preço: pode ser encontrado a partir de mil rublos.

Corrente direta

1. Vantagens: design simples e claro, já montado e pronto para uso, funciona muito bem em baixas velocidades.
2. Imperfeições: É muito difícil encontrar geradores com a potência necessária, pois unidades pequenas não produzem a potência necessária, muito lascivo.

Preço: começa em 7 mil rublos.

Com ímãs permanentes

1. Vantagens: Eficiência muito alta, você pode obter muita potência, a estrutura é forte e estável.
2. Imperfeições: Se você mesmo fizer isso, é um projeto muito complexo e requer processamento em torno.

Preço: para um design de 500 W, oscila em torno de 14 a 15 mil rublos.

Baixa velocidade

1. Vantagens: Fácil de usar, baixo custo, funciona bem em baixas velocidades.
2. Imperfeições: Não funcionará em alta velocidade, potência fraca.

Preço: Cerca de 10 mil rublos.

Assíncrono

1. Vantagens: Não é caro, é fácil de encontrar, não é difícil de converter em um moinho de vento, funciona muito bem em baixas velocidades.
2. Imperfeições: A resistência interna limita a potência, baixa eficiência em altas velocidades.

Preço: Existe uma variedade muito grande deste produto, o preço oscila em torno de 5 mil rublos, até quinhentos mil, a faixa de preço é baseada na potência.

Os fósseis que dão energia à humanidade acabarão em breve, precisamos procurar uma saída. Uma dessas saídas é um gerador eólico. É caro projetar e instalar, mas ao instalá-lo agora você estará garantindo um futuro melhor para seus filhos.

O vento é uma fonte limpa de energia barata e bastante fácil de obter. Em nossa opinião, todos têm o direito de escolher onde obter eletricidade. Para isso, nada mais prático e eficaz do que construir um gerador eólico com as próprias mãos a partir de sucata.

Esquema geral gerador de energia eólica

Montagem de gerador eólico

A maioria das ferramentas e materiais mencionados neste manual podem ser adquiridos em uma loja de ferragens. Também recomendamos fortemente que você procure os seguintes componentes em um revendedor de segunda mão ou em um ferro-velho local.

A questão da segurança é da maior prioridade para nós. Sua vida é muito mais valiosa do que uma fonte barata de eletricidade, portanto siga todas as regras de segurança associadas à construção de um moinho de vento. Peças de rotação rápida, descargas elétricas e condições climáticas adversas podem tornar uma turbina eólica bastante perigosa.

O design deste gerador eólico para uso doméstico é simples e eficaz, além de ser rápido e fácil de montar. Você pode usar a energia eólica sem quaisquer restrições.

Componentes do gerador eólico

Esta instrução utiliza um motor elétrico DC de uma esteira (fonte de alimentação 260V, 5A), com uma manga roscada de 15 cm acoplada a ele. A uma velocidade de vento de cerca de 48 km/h, a corrente de saída atinge 7 A. Esta é uma pequena. , unidade simples e barata com a qual você pode começar a aproveitar a energia eólica.

Você pode usar qualquer outro motor DC que produza pelo menos 1 V a 25 RPM e possa operar a mais de 10 amperes. Se necessário, você pode alterar a lista de componentes necessários (por exemplo, encontrar uma bucha separada do motor - uma lâmina de serra circular com adaptador de eixo de 1,6 cm funcionará para essa finalidade).

Ferramentas de montagem de gerador eólico

Furar
- Brocas (5,5 mm, 6,5 mm, 7,5 mm)
- quebra-cabeça
- Chave de gás
- Chave de fenda de cabeça chata
- Chave de boca ajustável
- Torno e/ou braçadeira
- Ferramenta para descascar cabos
- Roleta
- Marcador
- Bússola
- Transferidor
- Torneira para cortar roscas 1/4"x20
- Assistente

Materiais para montagem de um gerador eólico

Tira de rolamento:
- Tubo quadrado 25x25 mm (comprimento 92 cm)
- Flange de mascaramento para tubo de 50 mm
- tubo de 50 mm (comprimento 15 cm)
- Parafusos auto-roscantes 19 mm (3 unid.)

Nota: se você tiver a oportunidade de usar máquina de solda, em seguida, solde um pedaço de tubo de 50 mm e 15 cm de comprimento a um tubo quadrado, sem usar flange, tubo ou parafusos auto-roscantes.

Motor:
Motor DC de uma esteira (fonte de alimentação 260V, 5A) com uma bucha roscada de 15 cm acoplada a ela
Ponte de diodo (30 – 50 A)
Parafusos do motor 8x19 mm (2 unid.)
Um pedaço de tubo de PVC de 7,5 cm (comprimento 28 cm)

Haste:
Pedaço quadrado de lata 30x30cm
Parafusos auto-roscantes 19 mm (2 unid.)

Lâminas:
Um pedaço de tubo de PVC com 20 cm de comprimento e 60 cm (se for resistente a radiação ultravioleta, você não precisa pintar)
Parafusos 6x20 mm (6 unid.)
Arruelas 6 mm (9 unid.)
Folhas de papel A4 (3 unid.)
Escocês

Montagem de gerador eólico

Cortando as lâminas - teremos três conjuntos de lâminas (nove no total) e uma fina tira de resíduos.

Coloque nosso tubo de PVC de 60 cm de comprimento em uma superfície plana junto com um pedaço de tubo quadrado (qualquer outro objeto longo o suficiente com borda reta pode ser usado). Pressione-os firmemente e desenhe uma linha no tubo de PVC onde eles se tocam em todo o seu comprimento. Vamos chamar essa linha de A.

Faça marcas em cada extremidade da linha A, de 1 a 1,5 cm da borda do tubo.

Cole três folhas de papel A4 para formar um pedaço de papel longo e reto. Você tem que enrolá-lo no cano, aplicando um por um nas marcas que acabou de fazer. Certifique-se de que o lado curto do pedaço de papel se encaixe firme e uniformemente na linha A e que o lado longo se sobreponha uniformemente onde se sobrepõe. De cada extremidade do tubo, desenhe uma linha ao longo da borda do papel. Vamos chamar uma dessas linhas de B, a outra - C.

Segure o tubo de forma que a extremidade do tubo mais próxima da linha B fique voltada para cima. Comece onde as linhas A e B se cruzam e faça marcas na linha B a cada 145 mm, movendo-se para a esquerda da linha A. A última peça deve ter cerca de 115 mm de comprimento.

Vire o tubo de cabeça para baixo com a extremidade mais próxima da linha C. Comece no ponto onde as linhas A e C se cruzam e marque também a linha C a cada 145 mm, mas vá para a direita da linha A.

Usando um tubo quadrado, conecte os pontos correspondentes nas extremidades opostas do tubo de PVC com linhas.

Corte o tubo longitudinalmente ao longo dessas linhas usando um quebra-cabeças, de modo que você obtenha quatro tiras de 145 mm de largura e uma de cerca de 115 mm de largura.

Disponha todas as tiras superfície interior canos para baixo.

Faça marcas em cada tira ao longo do lado estreito em uma das extremidades, recuando 115 mm da borda esquerda.

Repita o mesmo na outra extremidade, recuando 30 mm da borda esquerda.

Conecte esses pontos com linhas que cruzam diagonalmente as tiras do tubo cortado. Corte o plástico nessas linhas usando um quebra-cabeças.

Coloque as lâminas resultantes com a superfície interna do tubo voltada para baixo.

Faça uma marca em cada um ao longo da linha de corte diagonal a uma distância de 7,5 cm da extremidade larga da lâmina.

Faça outra marca na extremidade larga de cada lâmina, a 2,5 cm da borda longa e reta.

Conecte esses pontos com uma linha e corte o canto resultante ao longo dela. Isto evitará que as pás sejam torcidas por ventos laterais.

Processamento de pás de turbinas eólicas

Você deve lixar as lâminas para obter o perfil desejado. Isso melhorará sua eficiência e também os tornará mais silenciosos. A borda principal deve ser arredondada e a borda final pontiaguda. Para reduzir o ruído, quaisquer cantos vivos devem ser arredondados.

Corte de haste

O tamanho da cauda não é crítico. Você precisa de um pedaço de material leve medindo 30x30 cm, de preferência metal (estanho). Você pode dar qualquer formato à haste, o principal critério é a sua rigidez.

Fazer furos em um tubo quadrado - use uma broca de 7,5 mm.

Coloque o motor na extremidade frontal do tubo quadrado com a bucha estendendo-se além da borda do tubo e os orifícios dos parafusos de montagem voltados para baixo. Marque a posição dos furos no tubo e perfure o tubo nos locais marcados.

Furos no flange de mascaramento– este ponto será descrito a seguir, na seção de instalação destas instruções, pois esses furos determinam o equilíbrio da estrutura.

Fazendo furos nas lâminas- use uma broca de 6,5 mm.
Marque dois furos na extremidade larga de cada uma das três lâminas ao longo da borda reta (traseira). O primeiro furo deve estar a 9,5 mm da borda reta e a 13 mm da borda inferior da lâmina. O segundo está a uma distância de 9,5 mm da borda reta e 32 mm da borda inferior da lâmina.

Faça esses seis furos.

Perfuração e rosqueamento na bucha– use uma broca de 5,5 mm e um macho de 1/4".

O motor da esteira vem com uma bucha fixada nele. Para removê-lo, trave firmemente o eixo que sai da bucha com um alicate e gire a bucha no sentido horário. Ele desenrosca no sentido horário, e é por isso que as lâminas giram no sentido anti-horário.

Faça um modelo para a manga em um pedaço de papel usando um compasso e um transferidor.

Marque três furos, cada um a 6 cm do centro do círculo e equidistantes entre si.

Coloque este modelo na manga e faça furos piloto no papel nos locais marcados.

Faça esses furos com uma broca de 5,5 mm.

Toque neles com uma torneira de 1/4"x20.

Aparafuse as lâminas à bucha com parafusos de 1/4" x 20 mm. Neste momento, os furos externos próximos aos limites da bucha ainda não foram perfurados.

Meça a distância entre as bordas retas das pontas de cada lâmina. Ajuste-os para que fiquem igualmente espaçados. Marque e bata em cada furo na bucha através de cada lâmina.

Faça marcas em cada lâmina e bucha para não confundir onde cada uma delas será fixada em uma fase posterior da montagem.

Desparafuse as lâminas do cubo e perfure e bata nesses três orifícios externos.

Fabricação de capa protetora para motor.

Em nosso pedaço de tubo de PVC com 7,5 cm de diâmetro, desenhe duas linhas paralelas ao longo de seu comprimento, a uma distância de 2 cm uma da outra. Corte o tubo ao longo destas linhas.

Corte uma extremidade do tubo em um ângulo de 45°.

Coloque um alicate de bico fino no orifício criado e inspecione o tubo através dele.

Certifique-se de que os orifícios dos parafusos do motor estejam centralizados no meio da fenda do tubo de PVC e coloque o motor no tubo. É muito mais fácil fazer isso com um assistente.

Instalação

Coloque o motor no tubo quadrado e aparafuse-o com parafusos 8x19mm.

Coloque o diodo em um tubo quadrado atrás do motor a uma distância de 5 cm dele. Aparafuse-o ao tubo com um parafuso auto-roscante.

Conecte o fio preto que sai do motor ao contato de entrada “positivo” do diodo (está marcado como AC no lado “positivo”).

Conecte o fio vermelho que sai do motor ao contato de entrada “negativo” do diodo (está marcado como AC no lado “menos”).

Posicione a haste de forma que a extremidade do tubo quadrado oposto àquele onde o motor está colocado passe pelo centro da haste. Pressione a ponta contra o tubo usando uma braçadeira ou torno.

Aparafuse a haste ao tubo usando dois parafusos auto-roscantes.

Coloque todas as lâminas no cubo de forma que todos os orifícios fiquem alinhados. Usando parafusos e arruelas 6x20mm, aparafuse as lâminas ao cubo. Para os três furos circulares internos (mais próximos do eixo do cubo), use duas arruelas, uma de cada lado da lâmina. Para os outros três, use um de cada vez (do lado da lâmina mais próximo da cabeça do parafuso). Puxe com força.

Fixe firmemente o eixo do motor (que passou pelo furo da bucha) com um alicate e, com a bucha colocada, gire-o no sentido anti-horário até que esteja completamente parafusado.

Usando uma chave de gás, aparafuse firmemente o tubo de 50 mm ao flange de máscara.

Prenda o tubo em um torno de modo que o flange fique posicionado horizontalmente acima das garras do torno.

Posição Tubo quadrado, transportando o motor e a haste, no flange e alcançando uma posição perfeitamente equilibrada.
Uma vez equilibrado, faça marcas no tubo quadrado através dos furos do flange.

Faça esses dois furos usando uma broca de 5,5 mm. Pode ser necessário torcer a cauda e a bucha para fazer isso, para que não interfiram em você.

Aparafuse o tubo quadrado de suporte ao flange com dois parafusos auto-roscantes.

Um gerador eólico de um gerador automotivo é uma boa alternativa a um dispositivo de fábrica, que custa de várias dezenas a várias centenas de milhares de rublos. Para a montagem você precisará construir pás, um mastro e alterar um pouco o design do autogerador.

Sobre moinhos de vento caseiros para casa

Um interesse particular pela energia eólica manifesta-se a nível doméstico. Isso é compreensível se você olhar a próxima conta de energia consumida. É por isso vários tipos os artesãos estão se tornando mais ativos, aproveitando todas as oportunidades para obter eletricidade de forma barata.

Uma dessas possibilidades, bastante real, está intimamente relacionada a um moinho de vento a partir de um gerador automotivo. Um dispositivo pronto - um gerador automotivo - só precisa ser equipado com pás feitas corretamente para poder retirar algum valor de energia elétrica dos terminais do gerador.

É verdade que só funcionará de forma eficaz se houver vento.

Exemplo de uma aplicação doméstica geradores eólicos. Um projeto prático de moinho de vento bem desenvolvido e bastante eficaz. Uma hélice de três pás está instalada, o que é raro em eletrodomésticos

O uso de praticamente qualquer gerador automotivo é aceitável para a construção de um moinho de vento. Mas geralmente tentam escolher um modelo potente para o trabalho, capaz de fornecer altas correntes. Aqui, o projeto de geradores de caminhões, grandes ônibus de passageiros, tratores, etc. está no auge da popularidade.

Além do gerador, para fabricar um moinho de vento serão necessários vários componentes:

• hélice de duas ou três pás;
• bateria de carro;
• cabo eletrico;
• mastro, elementos de suporte, fixadores.

O projeto da hélice com duas ou três pás é considerado o mais ideal para um gerador eólico clássico. Mas um projeto doméstico muitas vezes está longe de ser um clássico da engenharia. Portanto, na maioria das vezes eles tentam selecionar parafusos prontos para a estrutura da casa.

Um impulsor de um ventilador de carro que será usado como hélice para uma turbina eólica doméstica. Leve e grande área efetiva Para força do ar permitir o uso de tais opções

Este, por exemplo, poderia ser o impulsor do unidade externa sistema de ar condicionado split ou de ventilador do mesmo carro. Mas quando você quiser seguir as tradições de construção de geradores eólicos, terá que construir a hélice do moinho de vento do início ao fim com suas próprias mãos.

Antes de decidir pela montagem e instalação de um gerador eólico, vale avaliar os dados climáticos do local e calcular o payback. As informações contidas neste artigo muito interessante, que recomendamos que você leia, fornecerão uma ajuda significativa nesse sentido.

Projeto de gerador eólico

Existe uma grande variedade de tipos de geradores eólicos e desenhos para sua fabricação. Mas qualquer projeto inclui os seguintes elementos obrigatórios:

• gerador;
• lâminas;
• bateria de armazenamento;
• mastro;
• a unidade eletrônica.

Com algumas habilidades, você pode fazer um gerador eólico com suas próprias mãos

Além disso, é necessário pensar com antecedência no sistema de controle e distribuição de energia elétrica e traçar um diagrama de instalação.

Vantagens e desvantagens de usar um gerador automotivo

Usar um gerador automotivo como elemento de uma usina eólica oferece vantagens significativas:

• Existe um gerador pronto que pode ser utilizado sem intervenção ou com alguma modificação.
• Um gerador automotivo produz uma tensão estável, o que é importante para moinhos de vento com sua velocidade de rotação em constante mudança.
• É utilizado equipamento padrão acessível e que não requer intervenção no projeto.
• Os alternadores de automóveis estão amplamente disponíveis, tornando-os reparáveis ​​e fáceis de substituir, se necessário.

Junto com as vantagens, também existem algumas desvantagens:

• Um gerador automotivo requer alta velocidade de rotação, o que requer o uso de uma caixa de câmbio elevadora ou alterações no design do dispositivo.
• O recurso de um gerador automotivo é limitado a aproximadamente 4.000 horas de operação (em média). Mesmo um novo gerador não durará um ano operação contínua e exigirá reparos.
• O sistema de excitação de alguns geradores exige a aplicação de tensão na bobina, o que os obriga a alterar o projeto e instalar ímãs permanentes.

Apesar das deficiências existentes, um gerador automotivo é considerado A melhor opção, possível com a criação independente de uma usina eólica.

Nós fazemos uma roda de vento

As pás são talvez a parte mais importante de um gerador eólico. O funcionamento dos demais componentes do dispositivo dependerá do projeto. Eles são feitos de materiais diferentes. Mesmo de um cano de esgoto de plástico. As lâminas para tubos são fáceis de fabricar, baratas e não são suscetíveis à umidade. O procedimento para fabricar uma roda eólica é o seguinte:

1. É necessário calcular o comprimento da lâmina. O diâmetro do tubo deve ser igual a 1/5 da metragem total. Por exemplo, se a lâmina tiver um metro de comprimento, um tubo com diâmetro de 20 cm servirá.
2. Usando um quebra-cabeças, corte o tubo longitudinalmente em 4 pedaços.
3. De uma parte fazemos uma asa, que servirá de modelo para o corte das lâminas subsequentes.
4. Alisamos rebarbas nas bordas com abrasivo.
5. As lâminas são fixadas em um disco de alumínio com tiras soldadas para fixação.
6. A seguir, o gerador é aparafusado a este disco.

Lâminas para roda eólica

Após a montagem, a roda eólica precisa de balanceamento. Ele é montado horizontalmente em um tripé. A operação é realizada em sala fechada ao vento. Se o balanceamento for realizado corretamente, a roda não deverá se mover. Se as lâminas girarem sozinhas, elas precisam ser afiadas até que toda a estrutura esteja equilibrada.

Somente após a conclusão bem-sucedida deste procedimento você deve verificar a precisão da rotação das lâminas, elas devem girar no mesmo plano sem distorção; Por favor, permita um erro de 2 mm.

Diagrama de montagem do gerador

Fazendo um mastro

Um antigo é adequado para fazer um mastro. cano de água com diâmetro de pelo menos 15 cm, comprimento de cerca de 7 m. Se houver edifícios a menos de 30 m do local de instalação pretendido, a altura da estrutura é ajustada para cima. Para uma operação eficiente da turbina eólica, a pá é elevada acima do obstáculo em pelo menos 1 m.

A base do mastro e os pinos de fixação dos cabos de sustentação são concretados. Grampos com parafusos são soldados às estacas. Para cabos de sustentação, é utilizado cabo galvanizado de 6 mm.

Conselho. O mastro montado tem um peso considerável, com instalação manual você precisará de um contrapeso de um tubo com carga.

Refazendo um gerador movido a energia nuclear

Para fazer um gerador eólico, um gerador de qualquer carro é adequado. Seus designs são semelhantes entre si, e a modificação se resume a rebobinar o fio do estator e fazer um rotor com ímãs de neodímio. Furos são feitos nos pólos do rotor para fixar os ímãs. Instale-os em pólos alternados. O rotor é embrulhado em papel e os vazios entre os ímãs são preenchidos com resina epóxi.

Gerador de carro

Da mesma forma, você pode refazer um motor a partir de um antigo. máquina de lavar. Somente os ímãs, neste caso, são colados em ângulo para evitar que grudem.

O novo enrolamento é rebobinado ao longo da bobina até o dente do estator. Você pode fazer um enrolamento aleatório, dependendo de com quem você se sente confortável. Quanto maior o número de voltas, mais eficiente será o gerador. As bobinas são enroladas em uma direção de acordo com um circuito trifásico.

Vale a pena testar o gerador finalizado e medir os dados. Se a 300 rpm o gerador produzir cerca de 30 volts, este é um bom resultado.

Gerador para um moinho de vento a partir de um gerador automotivo

Assembléia final

A estrutura do gerador é soldada a partir de um tubo perfilado. A cauda é feita de chapa galvanizada. O eixo rotativo é um tubo com dois rolamentos. O gerador é fixado ao mastro de forma que a distância da pá ao mastro seja de no mínimo 25 cm. Por questões de segurança, vale a pena escolher um dia calmo para a montagem final e instalação do mastro. Quando expostas a ventos fortes, as pás podem entortar e quebrar contra o mastro.

Para utilizar baterias para alimentar equipamentos que operam em rede de 220 V, será necessário instalar um inversor de conversão de tensão. A capacidade da bateria é selecionada individualmente para o gerador eólico. Este indicador depende da velocidade do vento na área, da potência dos equipamentos conectados e da frequência de seu uso.

Dispositivo gerador eólico

Para evitar que a bateria seja danificada por sobrecarga, você precisará de um controlador de tensão. Você mesmo pode fazer se tiver conhecimento suficiente em eletrônica ou comprar um já pronto. Existem muitos controladores disponíveis para venda para mecanismos alternativos de produção de energia.

Conselho. Para evitar que a lâmina quebre com ventos fortes, instale um dispositivo simples - um cata-vento de proteção.

Hélice de duas pás para gerador sem modificação

Em princípio, se você instalar uma hélice de duas pás de alta velocidade com um diâmetro de 1 a 1,2 metros no gerador, essas velocidades poderão ser facilmente alcançadas com vento de 7 a 8 m/s. Isso significa que você pode fazer um moinho de vento sem modificar o gerador, só que ele funcionará com ventos de 7 m/s. Abaixo está uma captura de tela com dados para uma hélice de duas pás. Como você pode ver, a velocidade dessa hélice com vento de 8 m/s é 1339 rpm.

Como a velocidade da hélice aumenta linearmente dependendo da velocidade do vento, então (1339:8*7=1171 rpm) a 7m/s a bateria começará a carregar. A 8 m/s, a potência esperada, novamente de acordo com o cálculo, deve ser (14:1200*1339=15,6 volts) (15,6-13=2,6:0,4=6,5 amperes*13=84,5 watts). A potência útil da hélice, a julgar pela captura de tela, é de 100 watts, portanto ela puxará livremente o gerador e, quando subcarregada, deverá produzir ainda mais revoluções do que o indicado. Como resultado, 84,5 watts devem vir do gerador a 8 m/s, mas a bobina de excitação consome cerca de 30-40 watts, o que significa que apenas 40-50 watts de energia irão para a bateria. Muito pouco, é claro, já que um gerador convertido em ímãs e rebobinado no mesmo vento a 500-600 rpm produzirá três vezes mais potência.

Com um vento de 10 m/s, a velocidade será (1339:8*10=1673 rpm), a tensão em marcha lenta (14:1200*1673=19,5 volts) e sob carga da bateria (19,5-13=6,5: 0,4=16,2 amperes *13=210 watts). O resultado são 210 watts de potência menos 40 watts por bobina, deixando 170 watts de potência útil. A 12 m/s será aproximadamente 2.008 rpm, tensão sem carga de 23,4 volts, corrente de 26 amperes, menos 3 amperes para excitação e, em seguida, 23 amperes de corrente de carga da bateria, potência de 300 watts.

Se você fizer o parafuso com um diâmetro menor, a velocidade aumentará ainda mais, mas o parafuso não puxará o gerador quando atingir o limite de carga da bateria. eu contei diferentes variantes No momento em que este artigo foi escrito, uma hélice de duas pás revelou-se a mais ideal para um gerador sem modificação.

Em princípio, se contarmos com ventos de 7 m/s e superiores, então tal gerador eólico funcionará bem e produzirá 300 watts a 12 m/s. Ao mesmo tempo, o custo do moinho de vento será muito pequeno, essencialmente apenas o preço do gerador, e a hélice e o resto podem ser feitos com o que estiver disponível. Somente o parafuso deve ser feito conforme cálculos.

Um gerador devidamente convertido começa a carregar a 4 m/s, a 5 m/s a corrente de carga já é de 2 amperes e, como o rotor é magnético, toda a corrente vai para a bateria. A 7 m/s a corrente de carga é de 4 a 5 amperes e a 10 m/s já é de 8 a 10 amperes. Acontece que somente com um vento forte de 10-12 m/s um gerador sem modificação pode ser comparável a um convertido, mas não dará nada com um vento inferior a 8 m/s.

Autoexcitação de um gerador automotivo

Para que o gerador se autoexcite sem bateria, é necessário colocar alguns pequenos ímãs no rotor. Se a bobina de excitação for alimentada por bateria, ela irá constantemente, independentemente de o gerador eólico gerar energia ou não, consumir seus 3 amperes e carregar a bateria. Para evitar que isso aconteça, é necessário instalar um diodo de bloqueio para que a corrente flua apenas para a bateria e não volte.

A bobina de excitação pode ser alimentada pelo próprio gerador, menos pela carcaça e mais pelo parafuso positivo. E você precisa colocar alguns pequenos ímãs nos dentes do rotor para autoexcitação. Para fazer isso, você pode fazer furos com uma broca e colocar pequenos ímãs de neodímio na cola. Se não houver ímãs de neodímio, você pode inserir ímãs de ferrite comuns de alto-falantes, se forem pequenos, furá-los e inseri-los ou colocá-los entre as garras e preenchê-los com resina epóxi;

Você também pode usar o chamado tablet, ou seja, um relé-regulador como o de um carro, que desligará a excitação se a tensão da bateria atingir 14,2 volts, para não sobrecarregar. Abaixo está um diagrama da autoexcitação do gerador. Em geral, o próprio gerador é excitado porque o rotor possui magnetização residual, mas isso acontece em altas velocidades, é melhor adicionar ímãs para maior confiabilidade; O circuito inclui um relé regulador, mas pode ser excluído. É necessário um diodo de desacoplamento para que a bateria não descarregue, pois sem o diodo a corrente fluirá para o enrolamento de campo (rotor).

Como o gerador eólico será muito pequeno com uma hélice de apenas 1 metro de diâmetro, nenhuma proteção contra ventos fortes é necessária e nada acontecerá com ele se houver um mastro forte e uma hélice forte.

Existem geradores de 28 volts, mas se forem usados ​​para carregar uma bateria de 12 volts, as rotações necessárias serão a metade, cerca de 600 rpm. Mas como a tensão não será de 28 volts, mas de 14, a bobina de excitação fornecerá apenas metade da potência e a tensão do gerador será menor, então nada resultará disso. Você pode, é claro, tentar colocar um rotor de 12 volts em um gerador cujo estator está enrolado em 28 volts, então deve ser melhor e o carregamento começará mais cedo, mas então você precisará de dois geradores idênticos para substituir o rotor, ou procure por um rotor ou estator separado.

Análise de erros de projeto

Montagem de gerador eólico em condições de vida com suas próprias mãos não é, obviamente, uma questão infalível. Mesmo nos projetos de turbinas eólicas industriais, os engenheiros cometem erros. Mas aprendem com os erros, como evidenciado por estruturas familiares bem estabelecidas.

Assim, entre os erros no projeto de geradores eólicos domésticos, muitas vezes aparece um detalhe como a ausência de um módulo de frenagem no projeto do gerador. A versão padrão de tais dispositivos (automotivo ou trator) não fornece tal peça. Isso significa que o gerador precisa ser modificado.

Porém, nem todo “designer” quer lidar com esse assunto delicado. Muitas pessoas ignoram esse detalhe, esperando por “talvez”. Como resultado, com ventos fortes, a hélice gira incrivelmente altas velocidades. Os rolamentos do gerador não suportam e quebram os assentos das tampas de alumínio. O rotor fica preso.

Gerador eólico destruído devido a falhas de projeto. Erros no projeto e instalação de tais estruturas levam a consequências graves.

A mesma questão diz respeito ao defeito associado à falta de limitador de rotação do cata-vento. Muitas vezes esse componente é simplesmente esquecido de ser instalado e lembrado apenas quando as correntes do vento começam a girar o “galo” em torno de seu eixo, como o pião do programa “O quê? Onde? Quando?". O resultado é desastroso.

O dano mínimo é a torção e rompimento do cabo elétrico e, em casos graves, a destruição de toda a estrutura.

Outro erro notável de montagem foi o cálculo incorreto do ponto do centro de gravidade na base do cata-vento. Neste caso, o dispositivo poderá funcionar normalmente por algum tempo. Mas com o tempo, forma-se um desalinhamento no conjunto do rolamento, a liberdade de rotação é limitada e a eficiência da estrutura em termos de produção de energia diminui drasticamente.

Freqüentemente, eles tentam alimentar diretamente a bateria com a corrente recebida do gerador. Muito em breve eles começam a se perguntar por que a bateria não mantém a carga ou descobrem uma quebra de 2 a 3 latas.

Este é um erro banal e natural, pois em qualquer caso a bateria deve ser carregada sob condições de determinadas correntes e tensões. Aqui precisamos do controle desse processo.

Manutenção do dispositivo

Para fazer o moinho de vento funcionar longos anos e sem interrupção, é necessário realizar monitoramentos técnicos e manutenções periódicas.

1. O coletor de corrente precisa ser limpo, lubrificado e ajustado uma vez a cada 2 meses.
2. Repare as lâminas se ocorrer vibração e desequilíbrio durante a rotação.
3. Pintar com tinta anticorrosiva a cada 3 anos elementos metálicos.
4. Verifique e ajuste as fixações do mastro e o cabo.

A eficiência do dispositivo é afetada pela área onde o gerador eólico está instalado (terrenos baldios, presença de ventos). Mas em qualquer caso, ter esta fonte de energia, independente da fonte de alimentação estacionária, nunca será supérfluo.

Vídeo

A Internet está começando a transbordar com artigos elogiosos de autores que oferecem a todos a oportunidade de usar a energia eólica natural para obter eletricidade gratuita.

Proponho considerar esta questão do ponto de vista prático, para avaliar o efeito econômico antes de começar a criar com as próprias mãos um gerador eólico para uma casa particular ou mesmo adquirir um modelo de fábrica.

Vamos falar das dificuldades que você terá que enfrentar: elas precisam ser previstas e superadas. O tema é complexo. É necessário avaliar as características aerodinâmicas e mecânicas e fazer cálculos elétricos.

Geradores eólicos industriais: um modelo

Não é nenhum segredo que energia alternativa realmente permite que você obtenha eletricidade literalmente do vento. Nos países europeus, os geradores eólicos industriais ocupam vastas áreas e operam de forma autónoma para benefício das pessoas.

Eles são enormes, localizados em áreas varridas pelo vento, elevando-se acima de árvores e objetos locais.

E as turbinas eólicas são instaladas distantes umas das outras. Portanto, quebras acidentais e danos a um não podem causar danos às estruturas vizinhas.

Tomaremos esses princípios de criação de geradores eólicos como base para o desenvolvimento. dispositivos caseiros. Eles são criados de acordo com desenvolvimentos científicos,
foram testados há muito tempo e funcionam de forma eficaz.

Comecemos por analisar as características da área onde pretendemos construir uma central eólica.

Como determinar a velocidade do vento: há pressão suficiente para um moinho de vento doméstico?

Discutiremos o assunto com base fatos científicos e erros já cometidos por muitos proprietários de casas particulares

A parte teórica do projeto: o que procurar na hora de escolher um design

O valor médio anual do vento para qualquer área da Rússia ou de outro país pode ser encontrado no mapa do vento. Esses dados estão amplamente disponíveis.

Se considerarmos todo o território, então não temos tantos locais para aproveitamento favorável da energia eólica com velocidade igual ou superior a 5 m/s como na Europa.

Explico esta situação dizendo que ar quente A Corrente do Golfo, subindo da água aquecida, corre imediatamente para áreas frias. Quanto maior a diferença de temperatura, maior será sua velocidade.

Depois de viajar vários milhares de quilómetros pela Europa, a sua força enfraquece. A maior diferença de temperatura na primavera e no outono causa tempestades e furacões.
É importante para nós entendermos como determinar corretamente a velocidade do vento em nossa área.

Tomemos como base o valor de 5 m/s e calculemos a potência do fluxo de vento para o gerador axial localizado horizontalmente mais comum.

Levemos em consideração que suas lâminas cobrem a área de um círculo S (m2) com diâmetro D (m). O vento passa por ele com velocidade V (m/s).

A energia eólica Рв é calculada pela fórmula:

ρ é a densidade da massa de ar (kg/m3)

Se tomarmos valores médios, por exemplo, área de 3 metros quadrados e densidade
ar 1,25 kg/m3, então um vento soprando a uma velocidade de 5 m/seg pode criar uma potência ligeiramente inferior a 2 quilowatts.

Agora nossa tarefa é determinar que parte dela pode ser convertida em energia elétrica útil. Aproximadamente, pode ser estimado em uma porcentagem de 30 a 40%. O design e as características tecnológicas da roda eólica simplesmente não permitirão que você aproveite mais efetivamente.

Uma definição mais precisa é encontrada por uma fórmula que leva em consideração:

• coeficiente ε, que determina a parcela da energia eólica utilizada pelo projeto da turbina eólica. Valor máximo, criado por estruturas de alta velocidade, é de 40-50%;
• Eficiência da caixa de velocidades -∙máximo cerca de 90%;
• Eficiência do gerador ≈85%.

Os valores de todos esses coeficientes modelos diferentes Os geradores de turbinas eólicas são muito diferentes uns dos outros. Dei valores para produtos industriais. Para os trabalhadores caseiros, serão significativamente menores.

Se substituirmos todos esses números, mesmo no projeto de fábrica de um gerador eólico, feito de acordo com desenhos precisos e em máquinas industriais, podemos obter menos de 700 watts de energia elétrica a uma velocidade de 5 m/s e uma pá de rotor área de 3 metros quadrados.

Só podemos adivinhar que parte um moinho de vento caseiro pode suportar.

Os fabricantes globais de geradores eólicos indicam que para gerar 3 kW de eletricidade, e este é o valor ideal para uma casa particular, é necessário:

• remova cerca de 5,1 kW da roda eólica;
• possuem diâmetro de rotor de 4,5 metros;
• coloque o moinho de vento a uma altura de 12 metros;
• use velocidade do vento de 10 m/seg.

A roda deve começar a girar o gerador a 2 m/seg. Só neste caso podemos falar do retorno financeiro de toda a estrutura e do uso eficiente da energia eólica.

Se a velocidade diminuir para pelo menos 7 m/s, a energia do gerador eólico cairá 50%. Agora olhe atentamente para o mapa dos ventos russos novamente...

No entanto, nem tudo é ruim. Cálculos teóricos podem ser testados na prática. Para o nosso caso, a venda oferece inúmeros designs de instrumentos de medição - anemômetros.

Eles não são caros, possuem funções adicionais para medir temperatura e indicar a hora atual. Eles podem ser encomendados na China.

Esse anemômetro permite avaliar de forma realista a força do vento em sua área, a fim de analisar as opções operacionais para uma futura usina eólica (WPP). E há pelo menos 2 deles:

1. satisfação parcial das necessidades de eletricidade;
2. transição completa para energia alternativa.

Erro oculto - vento fraco: o que os vendedores estão calando

Primeira dificuldade

Preste atenção à altura da roda eólica em relação ao solo. Pense por que todas as turbinas eólicas industriais estão localizadas a 25 metros ou mais.

Afinal, isso complica significativamente sua instalação, operação, manutenção e reparo. É necessário usar equipamentos caros de alta altitude e criar plataformas duráveis ​​​​para sua colocação.

E a resposta é simples: a 25 metros de altitude, a velocidade do vento é muito maior do que no solo. Todas as tabelas e diretórios com mapas de vento são criados principalmente para instalações industriais, elevado para a zona de 50-70m.

Se você montar seu gerador eólico caseiro a 10 metros, o vento soprará mais fraco do que o indicado no diretório. E a grandes alturas sem especial meios técnicos colocar um moinho de vento é muito problemático.

O funcionamento de uma roda eólica é causado não tanto pela velocidade de movimento da massa de ar, mas por sua pressão nas pás da roda. E também depende do peso e da densidade da atmosfera.

Os trabalhadores da energia alternativa há muito que consideram a proporção que determina que duplicar a pressão do vento aumenta em oito vezes a energia gerada por um gerador eólico.

Como a zona de turbulência afeta

A operação de uma turbina eólica localizada em alta altitude, pode ser significativamente complicado por uma zona de turbulência, que depende não apenas do terreno e da forma da colina, mas também da velocidade de movimento das massas de ar.

Proteção contra raios de gerador eólico

Um impulsor em funcionamento esfrega constantemente o ar, acumulando eletricidade estática, assim como a fuselagem de qualquer aeronave durante o vôo. Os projetistas de aeronaves resolvem esse problema com sucesso de várias maneiras.

Os geradores eólicos industriais também estão equipados com proteção eficaz contra raios, cujas descargas podem ocorrer a qualquer momento durante uma tempestade.

A maioria dos proprietários de casas particulares nem pensa neste problema, mas em vão. Na melhor das hipóteses, você pode encontrá-lo em proprietários individuais, o que claramente não é suficiente.

Tendo erguido uma estrutura de ferro acima do telhado de sua casa, que também gera tensão elétrica, eles já criaram um excelente pára-raios. Atrairá de forma confiável enormes correntes de descargas atmosféricas.

Se você não fornecer uma maneira eficaz de drená-los através do edifício até o potencial da terra, você terá que desafiar constantemente o destino e se expor a perigos inesperados.

Como mentem os fabricantes de turbinas eólicas

Os testes finais dos modelos de fábrica são realizados em túnel de vento com fluxo laminar ideal com estrutura direcional uniforme e alta densidade.

Nas condições reais de uma casa privada, tais condições simplesmente não existem. São mais adequados para a movimentação de massas de ar próximas a instalações industriais localizadas em grandes altitudes.

Para geradores eólicos caseiros montados mesmo a 10 metros, condições turbulentas e ventos fracos podem limitar bastante a rotação do rotor.

O terreno afeta a densidade de potência. Por exemplo, diretamente abaixo de uma colina, ela diminui acentuadamente e no topo há condições ideais devido à compressão das características aerodinâmicas e aumento da pressão.

Edifícios utilitários, árvores de jardim, cercas e edifícios vizinhos também terão impacto.

Moinhos de vento faça você mesmo para casa: revisão de projetos

Como você já entendeu, a primeira parte que recebe energia eólica é a roda eólica. Nem um único projeto de moinho de vento para uma casa pode prescindir dele.

Pode ser feito:

• com eixo de rotação vertical;
• ou horizontais.

Gerador eólico vertical

Vou mostrar a vocês a fotografia de uma das estruturas fáceis de fabricar, feita a partir de um barril de aço comum.

Assim gerador eólico vertical, feito com as próprias mãos, e mesmo localizado acima do solo, rodeado de prédios e plantas, não conseguirá desenvolver velocidade normal para gerar eletricidade suficiente para abastecer uma casa particular.

Será capaz de executar apenas algumas tarefas únicas para equipamentos de baixo consumo de energia. Além disso, a baixa velocidade de rotação do seu rotor exigirá o uso obrigatório de uma caixa de engrenagens elevadora, o que significa perdas adicionais de energia.

Esses designs eram populares no início do século passado em navios a vapor. A roda d'água, com suas pás localizadas no sentido de movimento da embarcação, garantia seu movimento.

Agora é uma raridade que perdeu relevância. Na aviação, tal projeto não só não se enraizou, como nem foi considerado.

Entre os projetos de rodas eólicas de baixa velocidade, o rotor Onipko está agora sendo amplamente distribuído pela Internet. Os anunciantes mostram-no girando mesmo com ventos muito fracos.

No entanto, por alguma razão, também tenho uma atitude crítica em relação a este desenvolvimento, embora repeti-lo com as próprias mãos não seja tão difícil. Não encontrei ótimas críticas entre os compradores, nem cálculos científicos sobre a viabilidade econômica de seu uso.

Se algum dos leitores puder me dissuadir dessa opinião, ficarei grato.

Desde o início, os motores das aeronaves começaram a usar uma hélice que impulsiona o fluxo de ar ao longo do corpo da aeronave. Sua forma e design são escolhidos para serem utilizados além de força ativa componente reativo à pressão.

Qualquer gerador eólico horizontal fabricado funciona com base neste princípio. industrialmente ou com suas próprias mãos. Exemplo projeto caseiro Eu mostro com uma foto.

Partindo do princípio da utilização da energia eólica, trata-se de um projeto mais eficiente e, em termos de seu desenho, de baixo consumo de energia para garantir as questões domésticas de fornecimento de energia elétrica.

Um pequeno motor elétrico, cujo rotor gira um moinho de vento, pode, mesmo com pressão e força do vento ideais, funcionar apenas como gerador. Você pode conectar uma lâmpada LED fraca a ele.

Pense por si mesmo se precisa montar um cata-vento com iluminação ou não. Este design não irá lidar com outras tarefas. Embora ainda possa ser usado para espantar toupeiras no local. Eles realmente não gostam de ruídos acompanhados de rotação de peças metálicas.

Para aproveitar ao máximo a eletricidade gerada a partir do vento, Roda de trabalho O gerador eólico deve ter dimensões correspondentes ao consumo de energia. Conte com aproximadamente cinco metros de diâmetro.

Ao criá-lo, você encontrará uma dificuldade técnica: terá que equilibrar com precisão peças grandes. O centro de massa deve estar sempre no ponto médio do eixo de rotação.

Isso minimizará a batida do rolamento e o balanço da estrutura localizada em grandes altitudes. No entanto, este equilíbrio não é tão fácil de alcançar.

Como instalar um gerador eólico: um diagrama de mastro confiável para montagem em altura

O peso do impulsor para a produção normal de energia elétrica é bastante decente. Não pode ser instalado em um suporte simples.

Será necessário criar um durável Fundação de concreto sob o mastro de metal e os parafusos de ancoragem. Caso contrário, toda a estrutura, montada com grande dificuldade, poderá desabar a qualquer momento inoportuno.

Um suporte para um gerador eólico elevado a uma altura pode ser feito:

1. em forma de mastro pré-fabricado montado a partir de seções com travas;
2. ou suporte tubular cônico.

Ambos os esquemas exigirão reforço contra emborcamento, criando várias camadas de cabos de sustentação, que são necessários para segurar o mastro em fortes rajadas de vento. Eles deverão ser fixados com segurança a rolhas e âncoras.

Por experiência pessoal malsucedida: ao usar televisão analógica, a antena “Teia de Aranha” com diâmetro de aro de 2 m funcionou. Ele estava localizado a uma altura de 8 metros e era fixado em um poste de madeira com dois níveis de cabos de sustentação. Fortes rajadas de vento balançaram tanto que a arquibancada desmoronou.

Felizmente, a televisão digital moderna requer o uso de antenas muito menores. Além de não serem tão difíceis de anexar.

Como fazer um mastro para um moinho de vento

Preste atenção imediatamente à criação de uma estrutura durável e sem problemas. Caso contrário, basta repetir a triste experiência dos trabalhadores da YantarEnergo, que sofreram um acidente durante uma tempestade: um mastro de várias toneladas desabou e fragmentos das pás se espalharam pela área.

A construção do mastro exigirá o cálculo da quantidade de materiais necessários para criar a estrutura a partir ângulo de aço seções diferentes. A forma e as dimensões são selecionadas de acordo com as condições locais.

É composto por três ou quatro postes verticais. Cada um deles é montado em um batente por baixo. No topo do mastro é criada uma plataforma para instalação de uma turbina eólica.

Como o comprimento dos cantos é limitado, o mastro é montado em várias seções. A rigidez da fixação geral é proporcionada por nervuras laterais fixadas por meio de cintas.

Um elemento obrigatório da fundação são os elementos metálicos embutidos. Eles serão usados ​​para fixar peças. Você terá que cuidar da soldagem e conexão dos parafusos.

Não negligencie aparelhos adicionais.

Como fazer um suporte para tubo

Design telescópico feito de canos de açoÉ mais fácil montar um perfil correspondente, mas sua resistência deve ser calculada com mais cuidado. O momento fletor criado pelo topo pesado durante um vento tempestuoso não deve exceder um valor crítico.

Neste caso, surgirão dificuldades com a manutenção preventiva, inspeção e reparo da usina aérea montada. Se você pode subir a uma altura usando um mastro como uma escada, é problemático fazer isso usando um cano. E trabalhar no topo é muito perigoso.

Portanto, é imediatamente necessário considerar a opção de baixar o equipamento com segurança até o solo e maneira acessível sua ascensão. Isso permite que você execute um dos dois esquemas com:

1. Eixo rotativo no suporte principal.
2. A alavanca de impulso na parte inferior do poste de suporte.

No primeiro caso, é criada uma base sólida para a instalação do suporte principal. Uma estrutura de tubo soldado com um moinho de vento e um sistema de polias em cabos de aço é fixada ao seu eixo de rotação.

Existe um contrapeso localizado na parte inferior do tubo, que facilita o trabalho de elevação e abaixamento por meio de guincho manual.

A imagem não mostra os cabos de segurança dos cintos de sustentação. Eles simplesmente ficam pendurados em seus suportes até o chão enquanto o mastro é levantado e abaixado, e são fixados em estacas de concreto permanentes para operação permanente.

O diagrama de instalação e abaixamento do moinho de vento de acordo com a segunda opção é mostrado abaixo.

O mastro e uma alavanca de impulso com contrapeso perpendicular a ele, reforçado com uma nervura de reforço, são girados no sentido vertical por um guincho com sistema de polias.

O eixo de rotação da estrutura criada está localizado no ápice do ângulo reto e é fixado em guias embutidas na fundação. Ao levantar ou abaixar o mastro, os cabos de sustentação são removidos das fixações fixas no solo. Eles podem ser usados ​​como linhas de segurança.

Gerador eólico: dispositivo e princípio de funcionamento do circuito elétrico em palavras simples

Os parques eólicos industriais são projetados para serem capazes de fornecer energia elétrica imediatamente à rede para os consumidores. Você não pode fazer isso com suas próprias mãos.

Ao escolher um gerador que irá girar uma roda eólica, é utilizado o princípio da reversibilidade máquinas elétricas. O torque é aplicado ao motor elétrico e os enrolamentos do estator são excitados.

Porém, a ideia de girar o rotor de um motor elétrico assíncrono trifásico como gerador para produzir uma corrente elétrica de 220/380 volts é realizada a partir de motores de combustão interna, da pressão da água, mas não do vento.

O projeto geral do gerador com rotor terá muito peso, caso contrário não será possível garantir altas velocidades do eixo.

Para pequenas capacidades você pode:

• use um gerador automotivo que produza 12/24 volts;
• use um motor de roda de uma bicicleta elétrica;
• coletar
  construção de ímãs de neodímio com bobinas de fio de cobre.

Você também pode usar um moinho de vento vendido na China como base. Mas ele precisa fazer uma auditoria imediatamente: prestar atenção na qualidade da instalação dos enrolamentos, no estado dos mancais, na resistência das pás e no balanceamento geral do rotor.

Você terá que estar preparado para o fato de que o gerador irá variar muito dependendo da velocidade do vento. Portanto, as baterias são usadas como elo intermediário.

Eles devem ser cobrados pelo controlador.

Os eletrodomésticos em rede de 220 volts requerem um conversor especial - um inversor. O esquema mais simples lar Parque eólico tem o seguinte formato.

Pode ser significativamente simplificado porque os eletrônicos digitais de consumo: computadores, televisões e telefones operam com fontes de alimentação de 12 volts CC.

Se forem excluídos da operação e os equipamentos digitais forem alimentados diretamente por baterias, as perdas de energia elétrica serão reduzidas, eliminando a dupla conversão no inversor e nas unidades.

Dentro do circuito elétrico, você terá que manter o mesmo equilíbrio de potência do projeto mecânico. Cada carga conectada deve cumprir as características energéticas da fonte a montante.

Os eletrodomésticos de 220 volts não devem sobrecarregar o inversor. Caso contrário, ele será desconectado da proteção integrada e, em caso de mau funcionamento, simplesmente queimará. Eles funcionam com o mesmo princípio baterias recarregáveis, contatos de potência do controlador e do próprio gerador.

Proteção disjuntor a instalação eólica doméstica deve ser realizada sem falhas.

Para fazer isso, ele precisa ser verificado e ajustado.

Uma sobrecarga acidental, muito menos a ocorrência de uma corrente de curto-circuito, não pode ser prevista. Portanto, este módulo deve ser instalado como proteção principal.

O diagrama de conexão de baterias, inversor e controlador de um gerador eólico praticamente não difere daquele utilizado em estações solares com painéis de luz.

Portanto, uma conclusão razoável surge imediatamente: montar uma usina doméstica combinada alimentada por energia eólica e solar simultaneamente. Juntas, essas duas fontes se complementam bem e os custos de montagem de estações individuais são significativamente reduzidos.

Existem muitos canais no YouTube dedicados a geradores eólicos para uso doméstico. Gostei do trabalho do proprietário" Painéis solares" Acredito que ele seja bastante objetivo ao apresentar esse tema. Portanto, recomendo que você dê uma olhada mais de perto.

Baterias para gerador eólico: outro problema para o dono da casa

Uma das tarefas onerosas de uma usina eólica ou solar é a questão do armazenamento de energia elétrica, que só pode ser resolvida com baterias. Eles terão que ser adquiridos e atualizados, e o custo é bastante alto.

Para selecioná-los, é necessário conhecer as características de funcionamento: tensão e capacitância. Normalmente são utilizadas baterias compostas de baterias de 12 V, e o número de amperes-hora em cada caso específico deve ser determinado experimentalmente, com base na potência dos consumidores e no seu tempo de operação.

Você terá que escolher baterias para um gerador eólico em uma variedade bastante ampla. Limitar-me-ei não a uma revisão completa, mas apenas a quatro
tipos populares de baterias ácidas:

1. partida de carro comum;
2. Tipo AGM;
3. gel;
4. blindado.

• quando armazenados em climas frios, devem suportar as enormes correntes de partida criadas ao girar um motor frio;
• estão sujeitos a vibrações e tremores durante a condução;
• a recarga ocorre no modo buffer do gerador
  ao dirigir um carro em diferentes velocidades do motor.

Em que:

• baterias reparadas, que exigem níveis periódicos de eletrólito e reposição com água destilada, são projetadas para suportar 100 ciclos de descarga/carga;
• não atendido - tenha mais projeto complexo e o número de ciclos é 200.

Porém, a bateria do gerador eólico quando usada dentro de casa:

• geralmente colocado no porão, onde a temperatura, mantida durante todo o ano em +5÷+10 graus, é ótima;
• não sujeito a choques e vibrações, estacionário
  instalado em estado estacionário;
• não recebem cargas extremas durante a partida da partida e, ao ligar os eletrodomésticos através do inversor, operam de forma suave;
• são carregados do gerador com pequenas correntes, que têm um efeito benéfico no modo de dessulfatação das placas.

Tudo isso é o mais condições fávoraveis para seu funcionamento. Portanto, sugiro observar esta opção para quem não tem preguiça de monitorar periodicamente a tensão nos bancos e monitorar o nível
eletrólito neles.

Mais complexo em design. Possuem as mesmas placas, mas as esteiras de vidro são impregnadas com ácido, que atuam simultaneamente como camada dielétrica. Seu ciclo de descarga/carga é de 250÷400. A sobrecarga é perigosa.

Auxiliar baterias também são criados por um design livre de manutenção com um invólucro selado e um eletrólito espessado até o estado de gel. Eles realmente não gostam de sobrecarga, mas são mais resistentes a descargas profundas. O número de ciclos de cálculo é 350.

Refere-se ao mais desenvolvimentos modernos. Suas placas de eletrodo são protegidas por polímeros contra ataque ácido. Faixa de ciclos operacionais: 900÷1500.

Todos esses quatro tipos de baterias diferem significativamente em preço e condições operacionais. Se você levar em conta as recomendações dos vendedores, terá que desembolsar uma quantia bastante decente de dinheiro.

Ele tem sua própria opinião oposta sobre esse assunto. Como você o trata é problema seu. Contudo, conhecer informações de fontes opostas e escolher as mais opção adequada: a solução ideal para uma pessoa pensante.

Como calcular o efeito econômico: o preço de um gerador eólico

Um de movimentos de marketing vendedores são listas de preços,
mostrando cálculos de economia de clientes criados com a compra de seus produtos. Devemos acreditar neles?

Sugiro que você avalie de forma independente os benefícios econômicos da instalação de uma usina eólica em seu local. Para fazer isso, você precisará levar em consideração o gasto mínimo de dinheiro em:

1. construção de fundação para o mastro, que exigirá muito concreto e reforço metálico;
2. criando um suporte de alto nível para instalação
   rodas de vento na zona de pressão favorável do vento. Isto incluirá não só
   cantos metálicos, tubos e fixadores com soldagem, mas também os custos de toda a instalação;
3. preço de compra de um gerador eólico acabado ou
   fazendo em casa;
4. aquisição de inversor, controlador, baterias, módulos de proteção, cabos e fios. Observe que em 10-12 anos o conjunto de baterias terá que ser substituído várias vezes;
5. custos operacionais para manutenção preventiva e reparos;
6. resolver uma série de questões organizacionais.

A prática de utilização de parques eólicos tem mostrado que eles não operam silenciosamente e as constantes vibrações e ruídos do gerador eólico irritam os vizinhos próximos. Às vezes você terá que resolver problemas através do tribunal.

Além disso, às vezes os pássaros entram na área da roda giratória: as lâminas de plástico quebram, as lâminas de metal entortam. São necessárias proteção confiável e um conjunto de peças sobressalentes de backup.

Você pode até presumir que por 10 anos tudo funcionará de maneira confiável e eficiente, embora eu tenha explicado sobre a velocidade do vento com alguns detalhes no próprio
o início do artigo.

Ao calcular todos esses custos (ajustar para algumas despesas imprevistas), estime o preço de 1 quilowatt de eletricidade que você paga no medidor agora.

Multiplique-o pelo número de quilowatts para os quais você está criando uma estação eólica, por exemplo, por 3. A seguir, resta determinar o período de tempo para comparação.

Tomemos como base o tempo durante o qual você planeja preliminarmente a recuperação de seus custos, por exemplo, 15 anos de operação. O pagamento de 3 kW por hora deve ser multiplicado por este período, expresso em horas, e comparado com o custo de criação e operação de um parque eólico para o mesmo período.

A estimativa é bem aproximada, os preços oscilam, mas o cálculo do meu caso mostrou que é mais fácil pagar a luz ao estado. Os custos serão 4 vezes menores.

Acredito que você pode criar um gerador eólico para uma casa particular com suas próprias mãos. Existem muitos exemplos de seu trabalho. Contudo, é necessário pensar cuidadosamente na viabilidade da sua utilização e justificar os benefícios económicos.

Sem exato cálculo preliminar o dinheiro para sua criação pode ser literalmente desperdiçado e não trará nenhum benefício ao proprietário. Se eu estava errado em minhas previsões, corrija-me nos comentários.

Observe que sua experiência é de interesse não apenas para mim, mas também para um grande número de outras pessoas. Isso irá beneficiá-los também.