Il prezzo dell'elettricità è in costante aumento. Per sentirti a tuo agio fuori città nella calda estate e in una gelida giornata invernale, devi spendere un sacco di soldi o cercare fonti di energia alternative. La Russia è un paese enorme con vaste aree pianeggianti. Sebbene nella maggior parte delle nostre regioni prevalgano venti lenti, correnti d'aria forti e violente soffiano sull'area scarsamente popolata. Pertanto, la presenza di un generatore eolico nella fattoria del proprietario di immobili suburbani è spesso giustificata. Il modello appropriato viene scelto in base all'area di applicazione e allo scopo effettivo di utilizzo.

Turbina eolica n. 1 - design di tipo rotativo

Puoi realizzare un semplice mulino a vento rotante con le tue mani. Certo, è improbabile che sia in grado di fornire elettricità a un grande cottage, ma è del tutto possibile fornire elettricità a una modesta casetta da giardino. Può essere utilizzato per fornire luce la sera annessi, illuminare viali del giardino e territorio adiacente.

Quindi, o quasi, sembra un generatore eolico rotativo fai-da-te. Come puoi vedere, non c'è nulla di super complicato nella progettazione di questa attrezzatura.

Preparazione di parti e materiali di consumo

Per assemblare un generatore eolico, la cui potenza non supererà 1,5 kW, avremo bisogno di:

• generatore da auto 12 V;
• batteria ad acido o gel 12 V;
• convertitore 12V - 220V a 700 W - 1500 W;
• grande contenitore in alluminio o di acciaio inossidabile: un secchio o una padella capiente;
• relè di carica della batteria per autoveicoli e spia di controllo della carica;
• interruttore semiermetico a "pulsante" per 12 V;
• voltmetro da qualsiasi dispositivo di misurazione non necessario, puoi automobile;
• bulloni con rondelle e dadi;
• fili con una sezione trasversale di 2,5 mm 2 e 4 mm 2;
• due morsetti con cui il generatore sarà fissato all'albero.

Per completare il lavoro avremo bisogno di forbici di metallo o una smerigliatrice, un metro a nastro, un pennarello o una matita da costruzione, un cacciavite, chiavi, un trapano, un trapano, tronchesi.

Avanzamento del lavoro di progettazione

Faremo un rotore e rifaremo la puleggia dell'alternatore. Per iniziare, abbiamo bisogno di un contenitore di metallo di forma cilindrica. Molto spesso, una pentola o un secchio sono adattati per questi scopi. Prendi un metro a nastro e un pennarello o una matita da costruzione e dividi il contenitore in quattro parti uguali. Se tagliamo il metallo con le forbici, per inserirle devi prima fare dei buchi. Puoi anche usare una smerigliatrice se il secchio non è di latta verniciata o di acciaio zincato. In questi casi, il metallo si surriscalderà inevitabilmente. Taglia le lame senza tagliarle fino in fondo.

Per non sbagliare con le dimensioni delle lame che tagliamo nella vasca, è necessario fare delle misure attente e ricalcolare accuratamente il tutto.

Nella parte inferiore e nella puleggia segniamo e foriamo i bulloni. In questa fase, è importante prendersi il proprio tempo e disporre i fori simmetricamente per evitare squilibri durante la rotazione. Le lame devono essere piegate, ma non troppo. Quando eseguiamo questa parte del lavoro, prendiamo in considerazione il senso di rotazione del generatore. Di solito ruota in senso orario. A seconda dell'angolo della curva, aumenta l'area di influenza dei flussi del vento e, quindi, la velocità di rotazione.

Questa è un'altra opzione per le lame. In questo caso, ogni parte esiste separatamente e non come parte del contenitore da cui è stata tagliata.

Poiché ciascuna delle pale del mulino a vento esiste separatamente, è necessario avvitarle ciascuna. Il vantaggio di questo design è la sua maggiore manutenibilità

La benna con le lame finite deve essere fissata alla puleggia mediante bulloni. Installiamo il generatore sull'albero usando i morsetti, quindi colleghiamo i fili e assembliamo il circuito. È meglio riscrivere in anticipo il diagramma, i colori dei fili e i contrassegni dei contatti. Anche i cavi devono essere fissati sull'albero.

Per collegare la batteria, utilizziamo fili da 4 mm 2, la cui lunghezza non deve essere superiore a 1 metro. Colleghiamo il carico (elettrodomestici e illuminazione) utilizzando fili con una sezione trasversale di 2,5 mm 2. Non dimenticare di mettere il convertitore (inverter). Si collega alla rete ai contatti 7.8 con un filo da 4 mm 2.

Il design della turbina eolica è costituito da un resistore (1), un avvolgimento di avviamento del generatore (2), un rotore del generatore (3), un regolatore di tensione (4), un relè di corrente inversa (5), un amperometro (6), una batteria (7), un fusibile (8) , interruttore (9)

Vantaggi e svantaggi di un tale modello

Se tutto è fatto correttamente, questo generatore eolico funzionerà senza crearti problemi. Con una batteria da 75A e con un convertitore da 1000 W, può alimentare illuminazione stradale, allarme antifurto, dispositivi di videosorveglianza, ecc.

Lo schema dell'installazione mostra chiaramente come l'energia eolica viene convertita in elettricità e come viene utilizzata per lo scopo previsto.

I vantaggi di un tale modello sono evidenti: è un prodotto molto economico, facile da riparare, non richiede condizioni speciali per il suo funzionamento, funziona in modo affidabile e non viola il tuo comfort acustico. Gli svantaggi includono una bassa produttività e una forte dipendenza da forti raffiche di vento: le pale possono essere strappate dalle correnti d'aria.

Mulino a vento n. 2 - design assiale con magneti

Fino a poco tempo, in Russia non venivano realizzati mulini a vento assiali con statori privi di ferro su magneti al neodimio a causa dell'inaccessibilità di questi ultimi. Ma ora sono nel nostro paese e sono più economici dell'originale. Pertanto, i nostri artigiani hanno iniziato a produrre turbine eoliche di questo tipo.

Nel tempo, quando le capacità di un generatore eolico rotativo non forniranno più tutte le esigenze dell'economia, è possibile realizzare un modello assiale su magneti al neodimio

Cosa deve essere preparato?

Per la base del generatore assiale, è necessario prendere il mozzo dall'auto con i dischi dei freni. Se questa parte era in funzione, deve essere smontata, i cuscinetti controllati e lubrificati, la ruggine rimossa. Il generatore finito sarà verniciato.

Per pulire qualitativamente il mozzo dalla ruggine, utilizzare una spazzola metallica che può essere montata su un trapano elettrico. L'hub sarà di nuovo fantastico

Distribuzione e fissaggio di magneti

Dobbiamo attaccare i magneti sui dischi del rotore. In questo caso vengono utilizzati 20 magneti con una dimensione di 25x8 mm. Se decidi di realizzare un numero di poli diverso, usa la regola: in un generatore monofase devono esserci tanti poli quanti sono i magneti e in un generatore trifase il rapporto di 4/3 o 2/ Devono essere rispettati i 3 poli alle bobine. I magneti devono essere posizionati alternando i poli. Per assicurarti che la loro posizione sia corretta, usa un modello con i settori stampati su carta o sul disco stesso. I magneti sono posizionati correttamente. Prima di aggiustarli resina epossidica, è necessario realizzare lati di plastilina in modo che la massa adesiva possa indurirsi e non il vetro sul tavolo o sul pavimento

Per fissare i magneti, è necessario utilizzare una colla forte, dopodiché la forza di adesione viene ulteriormente migliorata con resina epossidica. È pieno di magneti. Per evitare che la resina si diffonda, puoi realizzare bordi di plastilina o semplicemente avvolgere il disco con del nastro adesivo.

Generatori trifase e monofase

Uno statore monofase è peggio di uno trifase, perché vibra quando è caricato. Ciò è dovuto alla differenza di ampiezza della corrente, che si verifica a causa del suo ritorno non costante per un momento nel tempo. Il modello trifase non soffre di questo svantaggio. La potenza in esso contenuta è sempre costante, perché le fasi si compensano a vicenda: se la corrente scende in una, aumenta nell'altra.

In una disputa tra le opzioni monofase e trifase, quest'ultima esce vincitrice, perché le vibrazioni aggiuntive non prolungano la vita dell'apparecchiatura e irritano l'orecchio.

Di conseguenza, la potenza di un modello trifase è del 50% superiore a quella di un modello monofase. Un altro vantaggio dell'assenza di vibrazioni non necessarie è il comfort acustico quando si lavora sotto carico: il generatore non ronza durante il suo funzionamento. Inoltre, le vibrazioni mettono sempre fuori servizio il generatore eolico prima della scadenza della sua vita utile.

Processo di avvolgimento della bobina

Qualsiasi specialista ti dirà che prima di avvolgere le bobine, devi fare un calcolo accurato. E qualsiasi praticante farà tutto intuitivamente. Il nostro generatore non sarà troppo veloce. Vogliamo che la batteria da 12 volt inizi a caricarsi a 100-150 giri / min. Con tali dati iniziali numero totale i giri in tutte le bobine dovrebbero essere 1000-1200 pezzi. Resta da dividere questa cifra per il numero di bobine e scoprire quanti giri ci saranno in ciascuna.

Per rendere il generatore eolico più potente alle basse velocità, è necessario aumentare il numero di poli. In questo caso, la frequenza delle oscillazioni di corrente nelle bobine aumenterà. Per le bobine di avvolgimento, è meglio utilizzare un filo spesso. Ciò ridurrà la resistenza, il che significa che la corrente aumenterà. Va notato che ad alta tensione, la corrente può essere "mangiata" dalla resistenza dell'avvolgimento. Una semplice macchina fatta in casa ti aiuterà ad avvolgere bobine di alta qualità in modo rapido e preciso.

Lo statore è contrassegnato, le bobine sono deposte al loro posto. Per il loro fissaggio viene utilizzata resina epossidica, il cui deflusso è nuovamente contrastato da paraurti di plastilina.

A causa del numero e dello spessore dei magneti posti sui dischi, le prestazioni dei generatori possono variare considerevolmente. Per scoprire quale potenza aspettarsi di conseguenza, puoi avvolgere una bobina e farla scorrere nel generatore. Per determinare la potenza futura, dovresti misurare la tensione a determinate velocità senza carico.

Ad esempio, a 200 rpm, si ottengono 30 volt con una resistenza di 3 ohm. Sottraiamo da 30 volt la tensione della batteria di 12 volt e dividiamo i 18 volt risultanti per 3 ohm. Il risultato è 6 ampere. Questo è il volume che andrà alla batteria. Anche se in pratica, ovviamente, risulta meno a causa delle perdite nel ponte a diodi e nei fili.

Molto spesso, le bobine sono arrotondate, ma è meglio allungarle leggermente. Allo stesso tempo, c'è più rame nel settore e le spire delle bobine sono più dritte. Il diametro del foro interno della bobina dovrebbe corrispondere alle dimensioni del magnete o essere leggermente più grande di esso.

Vengono eseguiti test preliminari dell'apparecchiatura risultante, che ne confermano le eccellenti prestazioni. Nel tempo, questo modello può essere migliorato.

Quando si realizza lo statore, tenere presente che il suo spessore deve corrispondere allo spessore dei magneti. Se il numero di giri nelle bobine viene aumentato e lo statore è più spesso, lo spazio tra i dischi aumenterà e il flusso magnetico diminuirà. Di conseguenza, può essere generata la stessa tensione, ma meno corrente a causa della maggiore resistenza delle bobine.

Il compensato è usato come forma per lo statore, ma puoi contrassegnare i settori per le bobine su carta e creare bordi dalla plastilina. La robustezza del prodotto aumenterà la fibra di vetro posta sul fondo dello stampo e sopra le bobine. La resina epossidica non deve aderire allo stampo. Per fare questo, è lubrificato con cera o vaselina. Per lo stesso scopo, puoi usare una pellicola o un nastro. Le bobine sono fissate l'una all'altra immobile, le estremità delle fasi vengono messe in evidenza. Quindi tutti e sei i fili sono collegati da un triangolo o da una stella.

Il gruppo del generatore viene testato utilizzando la rotazione della mano. La tensione risultante è di 40 volt, mentre l'intensità della corrente è di circa 10 ampere.

Fase finale - albero ed elica

L'altezza effettiva dell'albero finito era di 6 metri, ma sarebbe stato meglio farlo 10-12 metri. La base per questo deve essere concreta. È necessario effettuare un tale fissaggio in modo che il tubo possa essere sollevato e abbassato utilizzando un argano manuale. Sul parte superiore tubo fissato con una vite.

Il tubo in PVC è un materiale affidabile e abbastanza leggero, con il quale è possibile realizzare un'elica di mulino a vento con una curva predeterminata

Per fare una vite tubi di pvc, il cui diametro è di 160 mm. Da esso deve essere tagliata una vite a sei lame di due metri. Ha senso sperimentare la forma delle pale per aumentare la coppia ai bassi regimi. Da un forte vento, la vite deve essere rimossa. Questa funzione viene eseguita utilizzando una coda pieghevole. L'energia generata viene immagazzinata nelle batterie.

Spesso i proprietari di case private hanno un'idea dell'implementazione sistemi di alimentazione di riserva. Il più semplice e modo conveniente- è, ovviamente, benzina o generatore diesel, tuttavia, molte persone rivolgono la loro attenzione a qualcosa di più modi difficili trasformazione della cosiddetta energia libera (radiazione solare, energia acqua corrente o vento) in elettricità.

Ognuno di questi metodi ha i suoi vantaggi e svantaggi. Se tutto è chiaro con l'uso del flusso d'acqua (mini-centrale idroelettrica) - questo è disponibile solo nelle immediate vicinanze di un fiume a scorrimento abbastanza veloce, allora luce del sole o il vento può essere utilizzato quasi ovunque. Entrambi questi metodi avranno uno svantaggio comune: se una turbina ad acqua può funzionare 24 ore su 24, un generatore eolico è efficace solo per un po', il che rende necessario includere le batterie nella struttura della rete elettrica domestica.

Dal momento che le condizioni in Russia (brevi ore di luce per la maggior parte dell'anno, precipitazioni frequenti) fanno uso di pannelli solari inefficienti al loro costo ed efficienza attuali, il design diventa il più redditizio generatore eolico . Considera il suo principio di funzionamento e opzioni possibili disegni.

Dal momento che nessuno dispositivo fatto in casa non come questo l'articolo non lo è istruzioni passo passo , e la descrizione fondamentali progettazione di turbine eoliche.

Principio generale di funzionamento

Il principale corpo di lavoro del generatore eolico sono le pale, che ruotano il vento. A seconda della posizione dell'asse di rotazione, le turbine eoliche sono divise in orizzontali e verticali:

• Turbine eoliche orizzontali il più diffuso. Le loro pale hanno un design simile all'elica di un aereo: in prima approssimazione, si tratta di piastre inclinate rispetto al piano di rotazione, che convertono parte del carico dalla pressione del vento in rotazione. Una caratteristica importante turbina eolica orizzontale è la necessità di garantire la rotazione del gruppo pala secondo la direzione del vento, poiché massima efficienza fornito quando la direzione del vento è perpendicolare al piano di rotazione.
• lame generatore eolico verticale hanno una forma convesso-concava. Poiché lo snellimento del lato convesso è maggiore del lato concavo, un tale generatore eolico ruota sempre nella stessa direzione, indipendentemente dalla direzione del vento, il che lo rende superfluo meccanismo rotante a differenza dei mulini a vento orizzontali. Tuttavia, a causa del fatto che in qualsiasi momento lavoro utile esegue solo una parte delle lame, e il resto si oppone solo alla rotazione, L'efficienza di un mulino a vento verticale è molto inferiore a quella di uno orizzontale.: se per un generatore eolico orizzontale a tre pale questa cifra raggiunge il 45%, per un generatore eolico verticale non supererà il 25%.

Poiché la velocità media del vento in Russia è bassa, anche un grande mulino a vento ruoterà abbastanza lentamente per la maggior parte del tempo. Per garantire un'alimentazione sufficiente, deve essere collegato al generatore tramite un riduttore, una cinghia o un ingranaggio. In un mulino a vento orizzontale, il gruppo pala-ingranaggio-generatore è montato su una testa girevole che consente loro di seguire la direzione del vento. È importante considerare che la testa girevole deve avere un limitatore che le impedisca di compiere un giro completo, altrimenti il ​​cablaggio dal generatore verrà interrotto (più complicata è l'opzione che utilizza rondelle di contatto che consentono alla testa di ruotare liberamente) . Per garantire la rotazione, il generatore eolico è integrato da una banderuola funzionante diretta lungo l'asse di rotazione.

Il materiale lama più comune è tubo in PVC. grande diametro tagliare longitudinalmente. Lungo il bordo, le piastre di metallo sono rivettate, saldate al mozzo del gruppo lama. I disegni di questo tipo di lame sono i più diffusi su Internet.

Il video racconta di un generatore eolico realizzato a mano

Calcolo di un generatore eolico a pale

Poiché abbiamo già scoperto che un generatore eolico orizzontale è molto più efficiente, considereremo il calcolo del suo progetto.

L'energia eolica può essere determinata dalla formula
P=0,6*S*V³, dove S è l'area del cerchio descritta dalle estremità delle pale dell'elica (area di spazzamento), espressa in metri quadrati e V è la velocità del vento stimata in metri al secondo. Devi anche tenere conto dell'efficienza del mulino a vento stesso, che per un tre pale schema orizzontale sarà in media del 40%, così come l'efficienza del gruppo elettrogeno, che al picco della caratteristica di velocità della corrente è dell'80% per un generatore con eccitazione da magneti permanenti e del 60% per un generatore con un avvolgimento di eccitazione. In media, un altro 20% della potenza sarà consumato da un cambio step-up (moltiplicatore). Pertanto, il calcolo finale del raggio del mulino a vento (cioè la lunghezza della sua pala) per una data potenza del generatore a magneti permanenti sembra così:
R=√(P/(0,483*V³))

Esempio: Prendiamo la potenza richiesta dell'impianto eolico di 500 W e la velocità media del vento di 2 m/s. Quindi, secondo la nostra formula, dovremo utilizzare lame con una lunghezza di almeno 11 metri. Come puoi vedere, anche una potenza così piccola richiederà la realizzazione di un generatore eolico di dimensioni colossali. Per costruzioni più o meno razionali con una lunghezza della pala non superiore al metro e mezzo, il generatore eolico sarà in grado di produrre solo 80-90 watt di potenza anche con vento forte.

Potenza insufficiente? In effetti, tutto è in qualche modo diverso, poiché in effetti il ​​carico del generatore eolico è alimentato da batterie, il mulino a vento le carica solo al meglio delle sue capacità. Pertanto, la potenza della turbina eolica determina la frequenza con cui sarà in grado di fornire energia.

Su Internet, puoi trovare spesso articoli sotto titoli accattivanti come "Generatore eolico per il riscaldamento domestico". Infatti, come si può già capire dai calcoli di cui sopra, mantenere costantemente un consumo di diversi kilowattora riscaldamento elettrico solo una rete di più di una dozzina di installazioni fatte in casa può.

Ti offriamo di guardare un'altra storia su un generatore eolico e sulla sua fabbricazione a casa

Selezione del generatore

L'opzione più logica per un gruppo elettrogeno per un mulino a vento fatto in casa sembra essere un generatore per auto. Questa soluzione facilita il montaggio dell'impianto, in quanto il generatore dispone già di entrambi i punti di fissaggio e di una puleggia per un moltiplicatore di cinghia. Non è difficile acquistare sia il generatore stesso che i pezzi di ricambio per esso. Inoltre, il relè-regolatore integrato consente di collegarlo direttamente a una batteria da 12 volt e ad essa, a sua volta, un inverter per la conversione corrente continua in tensione alternata 220V.

Ma, come accennato in precedenza, l'efficienza dei generatori con un avvolgimento di eccitazione è piuttosto bassa, il che è molto sensibile per una potenza già bassa generatore eolico. Il secondo svantaggio è che con una batteria scarica, il generatore dell'auto non sarà in grado di eccitarsi.

In una serie di modelli fatti in casa, puoi trovare generatori di trattori G-700 e G-1000. La loro efficienza non c'è più, una differenza utile è solo la magnetizzazione del rotore, che permette di eccitare il generatore anche senza batteria, e un prezzo contenuto.

Alcuni autori, quando costruiscono turbine eoliche, utilizzano la proprietà di reversibilità dei motori elettrici del collettore: ruotando forzatamente il loro rotore, è possibile rimuovere la corrente continua da esso. Lo statore dei motori di questo tipo è costituito o da magneti permanenti, che è più preferibile per i nostri scopi, oppure ha un avvolgimento. Per utilizzare il motore in modalità generatore, è collegato al relè-regolatore dell'auto per fornire la giusta tensione. Prendi in considerazione la possibilità di collegare un relè-regolatore usando l'esempio di un nodo del classico VAZ (è conveniente perché non è combinato in un blocco con un nodo pennello):

1. Collegare una delle spazzole del motore all'alloggiamento: questo sarà il polo negativo del generatore. Collegati qui in modo sicuro. custodia in metallo relè-regolatore e il terminale "-" della batteria.
2. Collegare il terminale 67 del relè ad uno dei terminali dell'avvolgimento dello statore, il secondo temporaneamente all'alloggiamento.
3. Collegare il terminale 15 tramite un interruttore al polo positivo della batteria (in questo caso la corrente di eccitazione verrà applicata all'avvolgimento). Dare al rotore la rotazione nella stessa direzione fornita dalla vite della turbina eolica e collegare un voltmetro tra la spazzola libera e l'alloggiamento. Se si rileva un potenziale negativo sulla spazzola, scambiare i collegamenti dello statore con il relè-regolatore e massa.

La caratteristica principale del collegamento di un generatore CC alla batteria è la necessità di separarli con un diodo a semiconduttore, che impedisce alla batteria di scaricarsi sull'avvolgimento del rotore quando il generatore si ferma. Nei moderni generatori automobilistici, questa funzione è svolta da una trifase ponte a diodi e possiamo anche usarlo collegando le sue fasi in parallelo per ridurre la caduta di tensione ai suoi capi.

La massima potenza può essere rimossa dal generatore, il cui rotore è costituito da magneti al neodimio. Sono comuni i progetti basati su un mozzo di automobile con un disco del freno, lungo il cui bordo sono fissati potenti magneti. Ad una distanza minima da loro c'è uno statore con un avvolgimento monofase o trifase.

Un tale generatore fa bene a molti: è già eccitato alle basse velocità, anche con batteria scarica, e non necessita di manutenzione del gruppo spazzole. Ma allo stesso tempo, la sua tensione di uscita non può essere regolata, poiché dipende solo dalla velocità di rotazione. con un generatore di magneti al neodimio sarà necessario collegarlo a un inverter aggiuntivo per garantire che la batteria sia carica ampia gamma velocità del vento. Inoltre, questo dispositivo è spesso chiamato controller di carica della batteria.

Ce ne sono diversi varie opzioni implementazione del controller, a seconda della decisione specifica del progetto del generatore. Poiché tali prodotti fatti in casa hanno un'ampia gamma di parametri, il diagramma sopra deve essere considerato come un'illustrazione del principio generale del dispositivo di controllo e non come una soluzione obbligatoria.

Come puoi vedere, questo circuito è progettato per essere utilizzato come generatore di motori a collettore. Se hai usato AC, aggiungi un ponte di diodi alla sua uscita.

Viene alimentata la tensione dal generatore attraverso l'unità di controllo, composta da un voltmetro e un amperometro ingresso di due regolatori di commutazione. La batteria viene caricata dal blocco 2, mentre il compito del blocco 1 è quello di proteggere il generatore dalla fuga con vento forte e basso consumo di corrente da parte del carico: quando la tensione supera la soglia impostata dal potenziometro motore R3, il blocco 1 inizia a tensione di alimentazione alla potente resistenza di carico, indicata dall'accensione del LED2.

Carichi che non richiedono un'accurata stabilizzazione della tensione (ad esempio lampade a incandescenza a bassa tensione), collegato bypassando lo stabilizzatore all'uscita del diodo D2.

Calcolo del moltiplicatore

Il gruppo elettrogeno ha una caratteristica di velocità corrente inclinata: all'aumentare della velocità del rotore, aumenta la potenza massima erogata da esso. Pertanto, al fine di fornire la massima efficienza generatore eolico a bassa velocità, abbiamo bisogno di un moltiplicatore con un fattore di incremento elevato.

Per design fatto in casa più soluzione ottimaleè un moltiplicatore a nastro: è facile da realizzare e richiede un minimo di lavoro a macchina. Il coefficiente di aumento della velocità per esso sarà uguale al rapporto tra il diametro della puleggia motrice associata all'asse della vite e il diametro della puleggia condotta del generatore. Se necessario, il rapporto di trasmissione sarà facilmente regolato sostituendo una delle pulegge.

Quando si progetta un moltiplicatore, è necessario tenere conto sia della velocità media del gruppo lame che della caratteristica di velocità corrente del generatore. Se utilizziamo un generatore di auto seriale, può essere facilmente trovato su Internet, con progetti fatti in casa, molto probabilmente dovremo passare per tentativi ed errori.

Ad esempio, prendi il comune generatore di trattore, di cui si è già parlato sopra.

Prendendo la potenza stimata della nostra turbina eolica a 90 watt, troviamo un punto sul grafico corrispondente all'uscita del generatore a questa potenza. Con una tensione nominale di 14 V, abbiamo bisogno di un'uscita di corrente di almeno 6,5 A - secondo il programma, ciò avverrà a una velocità appena superiore a 1000 giri / min. Lascia che l'elica del nostro design venga ruotata dal vento ad una velocità di 60 giri/min (vento di media intensità). Ciò significa che abbiamo bisogno di un rapporto di almeno venti volte i diametri delle pulegge: per una puleggia del generatore da 70 mm, la puleggia del mulino a vento dovrà avere un diametro di quasi un metro e mezzo, il che è inaccettabile. Ciò suggerisce inequivocabilmente quanto sia bassa l'efficienza delle turbine eoliche di questo tipo: senza un complesso cambio multistadio, che di per sé comporterà grandi perdite di potenza, è quasi impossibile portare un generatore per auto in modalità operativa.

Per confronto, diamo un'occhiata alle caratteristiche dei generatori utilizzati nelle turbine eoliche. produzione industriale. Ad esempio, il generatore a magneti permanenti GVU1000, che è simile nel design al disco del freno dell'auto fatto in casa descritto sopra, produce una potenza di 1 kilowatt a soli 200 giri/min. Dall'altro lato, rovescioè il suo peso significativo (34 kg) e il prezzo (quasi 70 mila rubli).

Albero

Non solo garantisce il funzionamento sicuro del mulino a vento (il punto più basso del cerchio descritto dalle pale non deve trovarsi a meno di 2 metri dal suolo), ma consente anche di sfruttare nel modo più efficiente l'energia eolica, il flusso di che vicino al suolo diventa più turbolento.

Una grande altezza porta a una bassa rigidità dell'albero del generatore eolico e rende abbastanza difficile il suo calcolo della forza non solo per un maestro dilettante, ma anche per un ingegnere. Possiamo solo elencare i punti principali:

• Posizionare l'albero il più lontano possibile dalla casa e dagli alberi che oscurano il flusso d'aria. Inoltre, con vento forte, l'aerogeneratore potrebbe cadere sull'edificio o essere danneggiato dagli alberi;
• Il design ottimale dell'albero è traliccio saldato traforato come le torri di alimentazione, ma è difficile e costoso da produrre. Il più semplice ma sufficiente opzione efficace- si tratta di più tubi paralleli con un diametro di 80-100 mm, saldati con giunture corte tra loro e cementati a una profondità di almeno un metro nel terreno. È altamente auspicabile rafforzare una struttura a tubo singolo con prolunghe dei cavi, anch'esse fissate a supporti gettati nel calcestruzzo.
• Per semplificare la manutenzione del mulino a vento, il suo albero può essere un punto di rottura: in questo caso, quando si allenta la linea di tesa che va in direzione della rottura, l'albero può essere inclinato a terra.

Una storia su una turbina eolica molto semplice da un ventilatore domestico

Apparecchiature elettriche aggiuntive

Come accennato in precedenza, parte integrante di un parco eolico è una batteria che assume il potere dei consumatori. quando lo si sceglie, è necessario ricordare che maggiore è la sua capacità, più a lungo sarà in grado di mantenere la tensione nella rete, ma allo stesso tempo impiegherà più tempo per caricarsi. Il tempo di funzionamento approssimativo può essere definito come il tempo durante il quale si esaurisce metà della capacità della batteria (dopo di che la caduta di tensione sarà già evidente, inoltre la scarica profonda riduce la durata delle batterie al piombo).

Esempio: Quindi, una batteria con una capacità di 65 Ah può fornire condizionalmente 30-35 amperora di energia al carico. È tanto o poco? Una tipica lampadina da 60 watt richiederà, data la presenza di un inverter che converte 12 V CC in 220 V CA e ha una propria efficienza entro il 70%, una corrente di 7 ampere è poco più di quattro ore di funzionamento. Per ripristinare l'energia sprecata, il nostro mulino a vento con una potenza nominale di 90 watt, anche in caso migliore, con vento forte e costante, dureranno almeno cinque ore. Come puoi vedere, quando utilizzi una turbina eolica esclusivamente come elettricità nella tua casa, sarà disponibile solo per poche ore al giorno.

Il secondo nodo del sistema di alimentazione è l'inverter. Nel nostro caso si possono utilizzare sia auto già pronte che estratte da un gruppo di continuità. In ogni caso è importante non sovraccaricarlo di assorbimento di corrente, dato che la sua reale potenza di funzionamento è 1,2-1,5 volte inferiore alla potenza massima indicata.

Come puoi vedere, l'attrattiva dell'utilizzo dell'energia gratuita ha numerosi limiti e persino l'unico efficace corsia centrale La versione russa - un generatore eolico - non è in grado di fornire autonomia a lungo termine.

Ma allo stesso tempo, questa idea non è male sia come fonte di alimentazione di emergenza che, soprattutto, come compito di progettazione: il piacere di creare una turbina eolica con le proprie mani può superare la sua potenza di diverse volte.

Contenuto:

Le masse d'aria hanno riserve inesauribili di energia che l'umanità utilizzava nei tempi antichi. Fondamentalmente, la forza del vento assicurava il movimento delle navi a vela e il lavoro mulini a vento. Dopo l'invenzione motori a vapore questa specie l'energia ha perso la sua rilevanza.

Solo in condizioni moderne l'energia eolica è tornata ad essere richiesta come forza motrice applicato ai generatori elettrici. Non sono ancora ampiamente utilizzati in scala industriale ma stanno diventando sempre più popolari nel settore privato. A volte è semplicemente impossibile collegarsi alla linea elettrica. In tali situazioni, molti proprietari progettano e producono un generatore eolico per una casa privata con le proprie mani con materiali improvvisati. In futuro, saranno utilizzati come fonti di elettricità principali o ausiliarie.

La teoria di un mulino a vento ideale

Questa teoria è stata sviluppata in tempo diverso scienziati e specialisti nel campo della meccanica. È stato sviluppato per la prima volta da V.P. Vetchinkin nel 1914 e la teoria di un'elica ideale fu usata come base. In questi studi è stato inizialmente derivato il fattore di utilizzo dell'energia eolica da parte di un mulino a vento ideale.

Il lavoro in questo settore è stato continuato da N.E. Zhukovsky, che ha derivato il valore massimo dato coefficiente, pari a 0,593. Nelle ultime opere di un altro professore - Sabinin G.Kh. il valore corretto del coefficiente era 0,687.

Secondo le teorie sviluppate, una ruota del vento ideale dovrebbe avere i seguenti parametri:

• L'asse di rotazione della ruota deve essere parallelo alla velocità del flusso del vento.
• Il numero di lame è infinitamente grande, con una larghezza molto ridotta.
• Resistenza a profilo zero delle ali in presenza di circolazione costante lungo le pale.
• L'intera superficie spazzata del mulino a vento ha una velocità persa costante. flusso d'aria sulla ruota.
• La tendenza della velocità angolare all'infinito.

Selezione turbina eolica

Quando si sceglie un modello di turbina eolica, bisogna tenerne conto potenza richiesta, che garantisce il funzionamento di strumenti e apparecchiature, tenendo conto del programma e della frequenza di accensione. È determinato dalla misurazione mensile dell'elettricità consumata. Inoltre, il valore di potenza può essere determinato in base a specifiche tecniche consumatori.

Va inoltre tenuto conto del fatto che l'alimentazione di tutti gli apparecchi elettrici non viene effettuata direttamente dal generatore eolico, ma dall'inverter e da un set di batterie. Pertanto, un generatore con una potenza di 1 kW è in grado di garantire il normale funzionamento delle batterie che alimentano l'inverter da quattro kilowatt. Di conseguenza, Elettrodomestici di pari capacità sono forniti di energia elettrica per intero. Grande importanza Esso ha giusta scelta batterie. Attenzione speciale dovrebbe prestare attenzione a parametri come la corrente di carica.

Quando si sceglie il progetto di una turbina eolica, vengono presi in considerazione i seguenti fattori:

• Il senso di rotazione della ruota del vento è verticale o orizzontale.
• La forma delle pale per il ventaglio può essere a forma di vela, con superficie dritta o curva. In alcuni casi vengono utilizzate opzioni combinate.
• Materiale per lame e tecnologia di loro fabbricazione.
• Posizionamento di pale del ventilatore con pendenze diverse rispetto al flusso d'aria in transito.
• Il numero di pale incluse nella ventola.
• La potenza richiesta trasferita dalla turbina eolica al generatore.

Inoltre, è necessario tenere conto della velocità media annua del vento per una determinata area, specificata nel servizio meteorologico. Non è necessario specificare la direzione del vento, poiché design moderni i generatori eolici girano indipendentemente nell'altra direzione.

Per la maggior parte delle aree Federazione Russa più L'opzione migliore ci sarà un orientamento orizzontale dell'asse di rotazione, la superficie delle pale è curva concava, sotto la quale scorre il flusso d'aria angolo acuto. La quantità di potenza sottratta al vento è influenzata dall'area della pala. Per casa ordinaria un'area di ​​1,25 m 2 è abbastanza.

La velocità di un mulino a vento dipende dal numero di pale. Le turbine eoliche con una pala ruotano più velocemente. In tali progetti, viene utilizzato un contrappeso per il bilanciamento. Va inoltre tenuto conto del fatto che a basse velocità del vento, inferiori a 3 m/s, le turbine eoliche diventano incapaci di assorbire energia. Affinché l'unità percepisca un vento debole, l'area delle sue pale deve essere aumentata di almeno 2 m 2.

Calcolo di un generatore eolico

Prima di scegliere un generatore eolico, è necessario determinare la velocità e la direzione del vento più caratteristiche nel luogo di installazione prevista. Si ricorda che la rotazione delle pale inizia ad una velocità minima del vento di 2 m/s. La massima efficienza può essere raggiunta quando questo indicatore raggiunge un valore compreso tra 9 e 12 m / s. Cioè, per fornire elettricità a una piccola casa di campagna, avrai bisogno di un generatore con una potenza minima di 1 kW / he vento con una velocità di almeno 8 m / s.

La velocità del vento e il diametro dell'elica hanno un impatto diretto sulla potenza generata da una turbina eolica. Calcola con precisione caratteristiche di performance l'uno o l'altro modello è possibile utilizzando le seguenti formule:

1. I calcoli in base all'area di rotazione vengono eseguiti come segue: P = 0,6 x S x V 3, dove S è l'area perpendicolare alla direzione del vento (m 2), V è la velocità del vento (m / s ), P è la potenza del gruppo elettrogeno ( kW).
2. Per calcolare l'installazione elettrica in base al diametro della vite, viene utilizzata la formula: P \u003d D 2 x V 3 / 7000, in cui D è il diametro della vite (m), V è la velocità del vento (m / s), P è la potenza del generatore (kW).
3. Calcoli più complessi tengono conto della densità del flusso d'aria. A tal fine, esiste una formula: P \u003d ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η red x η gene, dove ξ è il coefficiente di utilizzo dell'energia eolica (un valore incommensurabile), π = 3,14 , R - raggio del rotore (m), V - velocità del flusso d'aria (m / s), ρ - densità dell'aria (kg / m 3), η ed - efficienza del riduttore (%), η gene - efficienza del generatore (%).

Pertanto, l'elettricità prodotta dal generatore eolico aumenta quantitativamente in un rapporto cubico con l'aumentare della velocità del flusso del vento. Ad esempio, con un aumento della velocità del vento di 2 volte, l'uscita del rotore energia cinetica aumenterà di 8 volte.

Quando si sceglie un luogo per l'installazione di una turbina eolica, è necessario privilegiare le aree senza grandi edifici e alberi alti che creano una barriera al vento. Distanza minima dagli edifici residenziali è da 25 a 30 metri, altrimenti il ​​rumore durante il funzionamento creerà disagi e disagi. Il rotore della turbina eolica deve essere posizionato ad un'altezza superiore agli edifici più vicini di almeno 3-5 m.

Se non è previsto il collegamento di una casa di campagna a una rete comune, in questo caso è possibile utilizzare le opzioni sistemi combinati. Il funzionamento della turbina eolica sarà molto più efficiente se utilizzata in combinazione con un generatore diesel o una batteria solare.

Come realizzare un generatore eolico con le tue mani

Indipendentemente dal tipo e dal design della turbina eolica, ogni dispositivo è dotato di elementi simili come base. Tutti i modelli hanno generatori, lame fatte di vari materiali, ascensori che forniscono il livello di installazione desiderato, nonché batterie aggiuntive e un sistema controllo elettronico. Le più semplici da produrre sono le unità di tipo rotativo o le strutture assiali che utilizzano magneti.

Opzione 1. Progettazione rotativa del generatore eolico.

Il design di un generatore eolico rotativo utilizza due, quattro o più pale. Tali turbine eoliche non sono in grado di fornire completamente elettricità alle grandi dimensioni case di campagna. Sono utilizzati principalmente come fonte ausiliaria di elettricità.

Dipende da potenza nominale mulini a vento, sono selezionati materiali necessari e accessori:

• Alternatore per auto da 12 volt e batteria per auto.
• Conversione del regolatore di tensione corrente alternata da 12 a 220 Volt.
• capacità con grandi formati. Un secchio in alluminio o una pentola in acciaio inossidabile funzionano meglio.
• Come caricabatterie, puoi utilizzare il relè rimosso dall'auto.
• Avrai bisogno di un interruttore da 12 V, una lampada di carica con un controller, bulloni con dadi e rondelle e fascette metalliche con guarnizioni gommate.
• Un cavo a tre fili con una sezione minima di 2,5 mm 2 e un voltmetro convenzionale prelevato da qualsiasi dispositivo di misura.

Prima di tutto, il rotore viene preparato da un contenitore metallico esistente: una pentola o un secchio. È diviso in quattro parti uguali, alle estremità delle linee sono praticati dei fori per facilitare la separazione nelle parti componenti. Quindi il contenitore viene tagliato con le forbici per metallo o una smerigliatrice. Le pale del rotore vengono tagliate dagli spazi vuoti risultanti. Tutte le misurazioni devono essere attentamente controllate per la conformità dimensionale, altrimenti il ​​​​design non funzionerà correttamente.

Successivamente, viene determinato il lato di rotazione della puleggia del generatore. Di norma, ruota in senso orario, ma è meglio verificarlo. Successivamente, la parte del rotore viene collegata al generatore. Per evitare squilibri nel movimento del rotore, i fori di montaggio in entrambi i modelli devono essere simmetrici.

Per aumentare la velocità di rotazione, i bordi delle lame devono essere leggermente piegati. All'aumentare dell'angolo di curvatura, i flussi d'aria saranno percepiti in modo più efficace dall'unità rotante. Come lame, vengono utilizzati non solo elementi di un contenitore tagliato, ma anche singole parti collegate a uno sbozzato di metallo a forma di cerchio.

Dopo aver collegato il serbatoio al generatore, l'intera struttura risultante deve essere completamente installata sull'albero fascette metalliche. Quindi il cablaggio viene montato e assemblato. Ogni pin deve essere collegato al proprio connettore. Dopo il collegamento, il cablaggio viene fissato all'albero con un filo.

Al termine del montaggio, l'inverter, la batteria e il carico sono collegati. La batteria è collegata con un cavo con una sezione di 3 mm 2, per tutti gli altri collegamenti è sufficiente una sezione di 2 mm 2. Successivamente, il generatore eolico può essere azionato.

Opzione 2. Costruzione assiale di un generatore eolico mediante magneti.

I mulini a vento assiali per la casa sono un design, uno dei cui elementi principali sono i magneti al neodimio. In termini di prestazioni, sono significativamente più avanti delle unità rotative convenzionali.

Il rotore è l'elemento principale dell'intero design della turbina eolica. Per la sua fabbricazione, l'hub è più adatto ruota dell'auto completo di dischi freno. La parte che era in funzione dovrebbe essere preparata: pulita da sporco e ruggine, cuscinetti lubrificati.

Successivamente, è necessario distribuire e fissare correttamente i magneti. In totale, avrai bisogno di 20 pezzi, di dimensioni 25 x 8 mm. Il campo magnetico in essi si trova lungo la lunghezza. Anche i magneti saranno poli, si trovano sull'intero piano del disco, alternati in uno. Poi si determinano i pro ei contro. Un magnete tocca alternativamente gli altri magneti sul disco. Se si attraggono, il polo è positivo.

Con un numero maggiore di poli, è necessario rispettare alcune regole. Nei generatori monofase, il numero di poli è uguale al numero di magneti. I generatori trifase hanno un rapporto di 4/3 tra magneti e poli e un rapporto di 2/3 tra poli e bobine. L'installazione dei magneti avviene perpendicolarmente alla circonferenza del disco. Per il loro distribuzione uniforme viene utilizzato il modello di carta. Innanzitutto, i magneti vengono fissati con una colla forte, quindi infine fissati con resina epossidica.

Se confrontiamo i generatori monofase e trifase, le prestazioni del primo saranno leggermente peggiori rispetto al secondo. Ciò è dovuto alle fluttuazioni di ampiezza elevata nella rete dovute all'uscita di corrente instabile. Pertanto, nel dispositivi monofase si verifica la vibrazione. Nei progetti trifase, questo svantaggio è compensato dai carichi di corrente da una fase all'altra. Per questo motivo, la rete fornisce sempre valore costante potenza. A causa delle vibrazioni, la vita utile dei sistemi monofase è notevolmente inferiore a quella dei sistemi trifase. Inoltre, i modelli trifase non presentano rumori durante il funzionamento.

L'altezza dell'albero è di circa 6-12 M. È installato al centro della cassaforma e versato con calcestruzzo. Quindi viene installato sull'albero costruzione finita a cui è fissata la vite. L'albero stesso è fissato con cavi.

Pale eoliche

L'efficienza degli impianti eolici dipende in gran parte dal design delle pale. Innanzitutto questo è il loro numero e dimensione, nonché il materiale con cui saranno realizzate le pale per la turbina eolica.

Fattori che influenzano il design della lama:

• Anche il vento più debole può mettere in moto le lunghe pale. Tuttavia, una lunghezza eccessiva può rallentare la velocità della ruota del vento.
• L'aumento del numero totale di pale rende la ruota del vento più reattiva. Cioè, più lame, migliore è l'inizio della rotazione. Tuttavia, la potenza e la velocità diminuiranno, rendendo un tale dispositivo inadatto alla generazione di energia.
• Il diametro e la velocità di rotazione della ruota del vento influiscono sul livello di rumore generato dal dispositivo.

Il numero di lame deve essere combinato con il sito di installazione dell'intera struttura. Nel massimo condizioni ottimali Pale opportunamente selezionate sono in grado di garantire la massima efficienza del generatore eolico.

Prima di tutto, è necessario determinare in anticipo la potenza e la funzionalità richieste del dispositivo. Per produrre correttamente un generatore eolico, devi studiare possibili disegni, così come condizioni climatiche in cui verrà utilizzato.

Oltre alla potenza totale, si consiglia di determinare il valore della potenza di uscita, nota anche come carico di picco. Lei rappresenta totale dispositivi e apparecchiature che verranno accesi contemporaneamente al funzionamento del generatore eolico. Se è necessario aumentare questa cifra, si consiglia di utilizzare più inverter contemporaneamente.

Generatore eolico fai-da-te 24v - 2500 watt

I prezzi dell'elettricità sono in costante aumento. Per rendere la tua vita confortevole sia nella calda estate che nel gelido inverno, dovresti spendere molti soldi per l'elettricità o cercare fonte alternativa energia. I paesi sviluppati hanno usato a lungo energia solare, acqua e vento. Questa è una fonte naturale di nutrimento per la quale non devi pagare. Un modo abbastanza popolare per ottenere energia è un mulino a vento che utilizza il vento per generare elettricità: un generatore eolico.

Bella la Russia grande Paese con zone pianeggianti. Nonostante il fatto che in molti luoghi ci siano venti prevalentemente lenti, ci sono regioni fortemente colpite da potenti correnti d'aria. Allora perché non sfruttare questo vantaggio nell'economia? Tutto ciò che serve è tempo e denaro per fare generatore eolico fatto in casa. Il mulino a vento si ripagherà completamente in pochi mesi. Prenderemo in considerazione 2 tipi di turbine eoliche che puoi fare con le tue mani.

Generatore eolico rotativo

Per cominciare, considereremo come realizzare un design semplice di un generatore rotativo. È più facile iniziare con uno semplice e capirai il principio del lavoro. Questo tipo di generatore eolico è adatto ai proprietari di un piccolo serra. Non funzionerà utilizzare il mulino a vento realizzato per un grande cottage, a causa della bassa potenza del generatore eolico.

Ma il mulino a vento è facile da maneggiare per fornire luce ai locali di servizio la sera, per illuminare sentiero del giardino portico, ecc. Diamo un'occhiata più da vicino a come realizzare un tale generatore eolico con le tue mani.

Vantaggi e svantaggi di un generatore eolico rotativo

Quando il generatore eolico è fatto correttamente, funzionerà senza errori. Con una batteria da 75A e un buon inverter da 1000 W, il mulino a vento fornirà facilmente luce alla strada, al sito della casa, alimenterà l'allarme di sicurezza, la videosorveglianza, ecc.

I generatori eolici di questo tipo presentano i seguenti vantaggi:

• facilità di installazione;
• a basso costo;
• redditività;
• suscettibilità alla riparazione;
• non esigente riguardo alle condizioni operative;
• affidabilità e silenziosità.

Ci sono diversi svantaggi di un generatore eolico:

• basse prestazioni del generatore eolico;
• completa dipendenza del mulino a vento dal vento;
• le lame possono interrompere il flusso d'aria.

Preparazione dei materiali per la turbina eolica

Il primo passo è raccogliere tutti i materiali di consumo e le parti per il mulino a vento. Il generatore eolico che hai realizzato produrrà una potenza non superiore a 1,5 kW. Per fare un aggregato devi avere:

1. Alternatore per auto a 12 V.
2. Elio o batteria ad acido a 12 V.
3. Convertitore speciale da 12V a 220V e da 700W a 1500W.
4. Un grande contenitore in acciaio inox o alluminio: un secchio o una padella.
5. Voltmetro semplice.
6. Bulloni, rondelle e dadi.
7. Relè per la ricarica della batteria dall'auto e spia di carica.
8. Fili con sezione diversa(2,5 mm2 e 4 mm2).
9. Morsetti che fissano il generatore eolico.
10. Interruttore "pulsante" semiermetico, 12 V.

Inoltre, fai scorta di questi strumenti:

• smerigliatrice o forbici per metallo;
• metro A nastro;
• matita o pennarello da costruzione;
• cacciavite, trapano, tronchese e trapano.

Lavori di progettazione di generatori eolici

L'opera consiste nella fabbricazione del rotore e nell'alterazione della puleggia del generatore. I passaggi sono:

1. Prepara un secchio o una pentola.
2. Usando un metro a nastro e un pennarello, fai un segno dividendo il contenitore in 4 parti identiche.
3. Ora devi tagliare le lame.

Nota! Lavorando con le forbici per metallo, è necessario praticare un foro sotto di esse. Se il secchio non è fatto di latta verniciata o acciaio zincato, puoi usare una smerigliatrice.

1. Dal fondo del secchio e nella puleggia, segna il punto in cui saranno i fori. I bulloni sono avvitati in essi. Prenditi il ​​​​tuo tempo, fai tutto senza intoppi, poiché durante la rotazione potrebbe verificarsi uno squilibrio. Quindi fai dei buchi.
2. Ora piega le lame. Ricorda solo di prendere in considerazione la direzione in cui gira il generatore.
3. L'angolo di curvatura della pala influisce sull'area che il vento incontrerà. Ciò influisce direttamente sulla velocità e la velocità del mulino a vento.
4. Usando i bulloni, fissa la benna alla puleggia.
5. Installa la tua turbina eolica sull'albero, fissandola con dei morsetti.
6. Resta da collegare i fili e assemblare il circuito.
7. Fissare i fili sull'albero in modo che non pendano.

Per collegare la batteria, prendere cavi con una sezione di 4 mm 2. La dimensione consigliata non è superiore a 1 M. E grazie ai cavi da 2,5 mm 2, collega la luce e gli elettrodomestici. Non dimenticare di installare un inverter (convertitore). Collegare il dispositivo alla rete ai contatti n. 7 e n. 8 mostrati nello schema seguente. Utilizzare fili da 4 mm 2 .

Ecco fatto, ora la tua turbina eolica è pronta per partire. Non può che rallegrarsi che sia fatto a mano.

Generatore eolico magnetico assiale

Al centro di un simile mulino a vento da 220 V c'è un hub di un'autovettura con dischi dei freni. Se la parte non è nuova, smontarla, controllare e lubrificare i cuscinetti e pulire la ruggine.

Distribuire e fissare i magneti

Per prima cosa devi attaccare i magneti sul disco del rotore. In questo caso, i magneti utilizzati non sono normali magneti al neodimio. Sono molto più potenti. Avrai bisogno di 20 magneti, la cui dimensione è 25 x 8 mm. I magneti sono posizionati con poli alternati. Per posizione corretta crea un modello come mostrato nella foto qui sotto.

Consigli! Se possibile, utilizzare magneti non rotondi per il generatore eolico, ma rettangolari. Il loro campo magnetico è concentrato non al centro, ma lungo la lunghezza.

Per attaccare i magneti a un disco, utilizzare colla ai silicati. E per forza alla fine, puoi riempire i magneti con resina epossidica. Per evitare che la resina fuoriesca, crea dei bordi di plastilina o avvolgi il disco con del nastro adesivo.

Nota! Per non confondere dove il magnete ha quale polo, puoi contrassegnarli con "+" o "-". Per determinarlo, porta un magnete all'altro. Le superfici del magnete che vengono attratte hanno un "+". Se il magnete viene respinto, ha un polo "-".

Generatore trifase e monofase per aerogeneratore

Se li confrontiamo, un dispositivo monofase è peggio, perché sotto carico vibra a causa della differenza di ampiezza della corrente. E sembra a causa dell'incoerenza della corrente. Nei prodotti trifase questo effetto è assente. Il loro potere è sempre lo stesso. Il fatto è che una fase compensa l'altra e viceversa, se la corrente scompare in una fase, nell'altra aumenterà.

Qual'è il risultato? E il fatto che i generatori trifase abbiano un rendimento del 50% in più rispetto a quelli monofase. Inoltre, è gradita l'assenza di vibrazioni, che possono irritare e compromettere il comfort. Quando si lavora sotto carico pesante, lo statore non ronza. Se il rumore non ti infastidisce e decidi di utilizzare un generatore monofase, preparati al fatto che le vibrazioni influiranno negativamente sul funzionamento del generatore eolico. La sua durata sarà più breve.

Avvolgiamo le bobine

È impossibile chiamare un generatore eolico ad altissima velocità. È necessario fare tutto in modo che la batteria da 12 V venga infettata da 100-140 giri / min. Con questi dati iniziali, il numero totale di spire nelle bobine dovrebbe essere 1000-1200. Ma come fai a sapere quanti giri per bobina? È semplice: questa cifra è divisa per il numero di bobine.

Se vuoi che il generatore eolico produca più potenza alle basse velocità, devi realizzare più pali. In questo caso, la frequenza dell'oscillazione di corrente nella bobina aumenterà. Per ridurre la resistenza e aumentare la resistenza di corrente, si consiglia di avvolgere un filo spesso attorno alle bobine. Tieni presente che con una forte tensione, la resistenza dell'avvolgimento può "mangiare" la corrente.

Si noti che il numero e lo spessore dei magneti fissati ai dischi determinano i parametri di funzionamento del generatore. Per scoprire quanta energia può produrre un generatore eolico, avvolgi una bobina e fai girare il generatore. Misurare la tensione ad alcuni giri/min senza carico. Ad esempio, per 200 rpm hai una corrente di 30 V con una resistenza di 3 ohm. Sottrarre da questi 30V 12V (tensione batteria). Ora dividi il numero che ottieni per 3 ohm. Tutto assomiglia a questo:

Di conseguenza, si è rivelato 6 A. Sono loro che andranno alla batteria. È chiaro che in pratica sarà leggermente inferiore a causa delle perdite nei fili.

Le bobine funzionano meglio forma allungata. Poi il rame nel settore uscirà di più, e le curve saranno dritte. Il diametro del foro all'interno della bobina deve essere uguale o leggermente superiore alla dimensione dei magneti.

Nota! Lo spessore dello statore deve essere uguale allo spessore dei magneti.

La forma per lo statore può essere compensato. Ma i settori per bobine possono essere posizionati anche su carta realizzando un bordo di plastilina. Le bobine devono essere fissate in modo che non si muovano e portino fuori le estremità delle fasi. Collega tutti i fili con una stella o un delta. Resta da testare il generatore eolico ruotandolo a mano.

Produciamo una vite e un albero per un generatore eolico

L'albero per il verogeneratore deve essere alto, da 8 a 12 m La base deve essere cementata. È meglio effettuare il fissaggio in modo che il tubo possa essere facilmente sollevato e abbassato con un argano. Una vite di turbina eolica sarà fissata al tubo dall'alto.

Puoi farcela da Tubo di plasticaØ160 mm. Da esso tagliare una vite con sei lame, lunga 2 m.

Per allontanare l'elica da una forte raffica di vento, creare una coda pieghevole. Di conseguenza, tutta l'energia generata dal generatore eolico può essere immagazzinata nella batteria.

Questo è tutto, sai come realizzare una turbina eolica con i magneti. Ora puoi utilizzare l'elettricità generata da un tale generatore eolico, risparmiando denaro. Tutti i tuoi sforzi saranno premiati.

Conclusione

Da questo articolo hai imparato come realizzare un generatore eolico con le tue mani e non uno, ma due tipi. Sono queste turbine eoliche che sono amate e utilizzate per case di campagna proprietari. Come puoi vedere, ogni generatore eolico è buono in qualcosa di suo e non è difficile realizzarlo.

Se vivi in ​​una zona con venti forti, vedrai quanto sono diventate più basse le bollette elettriche grazie alla turbina eolica. Un simile mulino a vento in casa non sarà mai superfluo. Inoltre, ti suggeriamo di guardare un video su come realizzare un tale generatore eolico.

Realizziamo un parco eolico con le nostre mani nella nostra casa privata. Facciamo conoscenza con gli analoghi industriali già esistenti sul mercato e con le opere degli artigiani.

L'umanità durante il suo sviluppo non smette di cercare fonti di energia rinnovabile a basso costo che potrebbero risolvere molti problemi di approvvigionamento energetico. Una di queste fonti è l'energia eolica, per la cui conversione in energia elettrica sono stati sviluppati impianti eolici (WPP), o, come vengono più comunemente chiamati, impianti eolici.

Qualsiasi persona, in particolare coloro che hanno una casa privata o di campagna, vorrebbe avere il proprio generatore eolico che fornisca alloggi a prezzi accessibili energia elettrica. Un ostacolo a questo è l'alto costo dei progetti industriali delle turbine eoliche e, di conseguenza, anche lungo termine rimborso per un singolo proprietario di casa, rendendo il suo acquisto non redditizio. Una delle vie d'uscita può essere la fabbricazione di un parco eolico con le proprie mani, che consente non solo di ridurre il costo totale della sua acquisizione, ma anche di distribuire questi costi per un certo periodo, poiché il lavoro viene svolto per un periodo abbastanza tanto tempo.

Da fare Parco eolico, è necessario determinare se le condizioni meteorologiche consentono l'utilizzo dell'energia eolica come fonte permanente energia. Dopotutto, se il vento è raro per la tua zona, non vale la pena iniziare la costruzione di un parco eolico fatto in casa. Se tutto va bene con il vento, è opportuno conoscere le caratteristiche climatiche generali e, in particolare, la velocità del vento, con la sua distribuzione nel tempo. Conoscere la velocità del vento ti permetterà di scegliere e realizzare la progettazione di un parco eolico con le tue mani.

tipi

Il parco eolico fai-da-te è classificato in base alla posizione dell'asse di rotazione e sono presenti:

• con disposizione orizzontale;
• Con disposizione verticale.

Le installazioni ad asse orizzontale sono dette installazioni a elica e sono le più utilizzate per l'alto coefficiente azione utile. Lo svantaggio di queste installazioni è che sono di più struttura complessa, ostacolante opzioni fatte in casa produzione, la necessità di utilizzare un meccanismo per seguire la direzione del vento e una grande dipendenza del lavoro dalla velocità del vento: di norma, queste installazioni non funzionano a basse velocità.

Più semplici, senza pretese e poco dipendenti dalla velocità e dalla direzione del vento sono le installazioni con disposizione verticale dell'albero di lavoro - ortogonale al rotore Darrieus e giostra con il rotore Savonius. Il loro svantaggio è un'efficienza molto bassa, che è di circa il 15%.

Lo svantaggio di entrambi i tipi di parchi eolici fatti in casa è la bassa qualità dell'elettricità generata, che richiede opzioni costose per compensare questa qualità: dispositivi di stabilizzazione, batterie, convertitori elettrici. Nella sua forma pura, l'elettricità è adatta solo per l'uso in carichi domestici attivi: lampade a incandescenza e semplici dispositivi di riscaldamento. Per la nutrizione elettrodomestici elettricità di questa qualità non è adatta.

Elementi strutturali

Strutturalmente, indipendentemente dalla posizione dell'asse, un parco eolico fatto in casa dovrebbe essere costituito dai seguenti elementi:

• un dispositivo per orientare la turbina eolica nella direzione del vento;
• un riduttore o moltiplicatore per trasmettere la rotazione da una turbina eolica a un generatore;
• generatore di corrente continua;
• Caricabatterie;
• accumulatori per accumulatori di energia elettrica;
• inverter per convertire DC in AC.

Caratteristiche della scelta della sorgente corrente

Uno degli elementi complessi di un parco eolico è un generatore. Il più adatto per il fai da te è un motore a corrente continua con una tensione di esercizio di 60-100 volt. Questa opzione non richiede modifiche ed è in grado di funzionare con le apparecchiature di ricarica della batteria dell'auto.

L'uso di una sorgente di tensione per autoveicoli è ostacolato dal fatto che la sua velocità nominale è di circa 1800-2500 giri/min e questa velocità a connessione diretta nessun progetto di turbina eolica può fornire. In questo caso, nell'ambito dell'installazione, è necessario prevedere un riduttore o un intensificatore di design idoneo per aumentare la velocità di rotazione di dimensioni richieste. Molto probabilmente, questo parametro dovrà essere selezionato sperimentalmente.

Una possibile opzione sarebbe una ricostruzione motore asincrono utilizzando magneti al neodimio, ma questo metodo richiede calcoli complessi e lavori di tornitura, che spesso non sono accettabili lavoro fatto in casa. Esiste una variante con collegamento fase-fase agli avvolgimenti del motore dei condensatori, la cui capacità viene calcolata in base alla sua potenza.

Produzione

Dato che l'efficienza di una centrale elettrica ad asse orizzontale ha la prestazione migliore efficienza e la fornitura ininterrotta di elettricità dovrebbe essere assicurata immagazzinando energia nella batteria, è preferibile che la produzione fai-da-te sia esattamente questo tipo di turbina eolica, che considereremo in questo articolo.

Per realizzare una tale centrale elettrica con le tue mani, avrai bisogno del seguente strumento:

• saldatrice ad arco elettrico;
• set di chiavi inglesi;
• una serie di trapani per metallo;
• trapano elettrico;
• seghetto o smerigliatrice angolare con disco da taglio;
• bulloni di diametro 6 mm con dadi per il fissaggio delle lame alla puleggia e la lamiera di alluminio al tubo quadro.

Per realizzare un parco eolico con le tue mani, avrai bisogno dei seguenti materiali:

• tubo di plastica 150 mm, lunghezza 600 mm;
• foglio di alluminio con una dimensione di 300x300 mm e uno spessore di 2,0 - 2,5 mm;
• metallico tubo quadrato 80x40 mm e 1,0 m di lunghezza;
• tubo con un diametro di 25 mm e una lunghezza di 300 mm;
• tubo con un diametro di 32 mm e una lunghezza di 4000-6000 mm;
• un filo di rame abbastanza lungo da collegare un motore elettrico posto su un albero lungo 6 m e il carico che questa sorgente di corrente alimenterà;
• Motore a corrente continua 500 giri/min;
• puleggia per un motore con un diametro di 120-150 mm;
• batteria da 12 volt;
• relè di carica della batteria dell'auto;
• Inverter 12/220 Volt.

Il processo di produzione fai-da-te viene eseguito nel seguente ordine:

Inoltre, durante il funzionamento dell'installazione, potrebbe essere necessario modificare le dimensioni e la configurazione delle pale, il rapporto di trasmissione tra la turbina eolica e il generatore: ogni generatore eolico realizzato dalle proprie mani è individuale grazie all'uso di vari componenti e condizioni di formazione del vento. Inizialmente, un parco eolico è consigliato per produrre una piccola potenza, su cui elaborare le informazioni ricevute senza investire un gran numero di fondi.