Kako napraviti mini generator vjetra vlastitim rukama?

Vjetrenjača ne treba gorivo ili solarnu energiju za proizvodnju električne energije. Ova značajka tjera mnoge ljude da razmišljaju o tome kako izgraditi vjetroturbinu vlastitim rukama, jer je kupnja i ugradnja gotove opreme skupa.

Princip rada i vrste vjetrogeneratora

Sami možete napraviti vjetrenjaču samo uz razumijevanje njenog uređaja. Prototip ove jedinice je stara vjetrenjača. Pritiskom strujanja zraka na njezina krila došlo je do pokretanja osovine koja je prenijela zakretni moment na opremu mlina.

U vjetroturbinama za proizvodnju električne energije primjenjuje se isti princip korištenja energije vjetra za rotaciju rotora:

1. Kretanje lopatica kada su izložene vjetru uzrokuje rotaciju ulaznog vratila s mjenjačem. Zakretni moment se prenosi na sekundarnu osovinu (rotor) generatora, opremljenu s 12 magneta.Kao rezultat njegove rotacije, u prstenu statora nastaje izmjenična struja.
2. Ova vrsta struje ne može puniti baterije bez posebnog uređaja – kontrolera (ispravljača). Uređaj pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, omogućujući pohranjivanje kako bi kućanski aparati mogli raditi bez prekida. Regulator također obavlja još jednu funkciju: na vrijeme prestaje puniti bateriju, a višak energije koju stvara vjetrenjača prenosi se na jedinice koje troše veliku količinu (na primjer, na grijaće elemente za grijanje kuće)
3. Da bi se osigurao napon od 220 V, struja se iz baterija dovodi do pretvarača, a zatim ide do mjesta potrošnje električne energije.

Kako bi se osiguralo da su lopatice uvijek u najboljem položaju za interakciju s vjetrom, na uređaje rotora je ugrađen rep koji vam omogućuje okretanje propelera prema vjetru. Tvornički modeli vjetrenjača imaju uređaje za kočenje ili dodatne krugove za preklapanje repa ili uklanjanje lopatica od vjetra u nepovoljnim vremenskim uvjetima.

Postoji nekoliko tipova vjetroagregata, klasificirajući ih prema broju i materijalu lopatica ili nagibu propelera. Ali glavna se podjela događa prema mjestu osi ili ulaznog vratila:

1. Horizontalni tip podrazumijeva položaj osovine paralelno s tlom. Takvi generatori nazivaju se lopatnim generatorima.
2. U vertikalnim vjetrenjačama os je smještena okomito na horizont, a ravnine su smještene oko nje. Vertikalni generatori se mogu nazvati ortogonalnim ili vrtuljkom.

Bez obzira na mjesto osi rotacije, princip rada jedinice ostaje isti.

Modeli vjetrenjača mogu imati propeler ili vjetrobran od 2, 3 ili više lopatica.Vjeruje se da su uređaji s više lopatica sposobni generirati struju u malom vjetru, a propeleri s 2-3 krila zahtijevaju veći protok zraka. Prilikom odabira modela potrebno je voditi računa o važnom pravilu da svaka oštrica stvara otpor strujanju vjetra i smanjuje brzinu vrtnje, pa je kotač s više lopatica prilično teško zavrtiti do radne brzine.

Među vrstama vjetrenjača postoje jedrenje i krute. Ovi nazivi se odnose na materijal od kojeg su krila izrađena. Sa samostalnom montažom, tip jedra će biti jednostavniji i ekonomičniji, ali oštrice od plastičnog materijala (tkanina, folije itd.) nisu izdržljive i otporne na habanje.

Vertikalna opcija

Lakše je napraviti vjetrogenerator vertikalnog tipa nego horizontalni. Dizajn ne zahtijeva uređaj za lopatice, nalazi se na maloj visini (do 2 m). Recenzije onih koji koriste vertikalne vjetroturbine (vjetroelektrane) ukazuju na laganu buku tijekom rotacije i jednostavnost održavanja radnih jedinica jedinica. Generator se nalazi na dnu konstrukcije i održavanje se može obavljati bez potrebe za radom na visini ili spuštanjem jarbola na tlo.

Na gornjem kraju osi postavljen je ležaj, koji istovremeno djeluje kao jarbol. Ovaj dio praktički ne zahtijeva održavanje i može služiti nekoliko godina bez popravka.

Za razliku od vjetrenjače s lopaticama, vertikalne vjetroturbine ne zahtijevaju ugradnju visokog jarbola. Oni rade bez obzira na smjer vjetra, što pojednostavljuje dizajn pokretnog dijela.Za lopatice kompaktne vjetroturbine možete koristiti PVC cijev velikog promjera (na primjer, kanalizacijsku cijev), a za snažniju vjetroturbinu prikladan je tanki pocinčani čelik. Ovi materijali dostupni su svakom kućnom majstoru i relativno su jeftini.

Dizajn vjetrobranskog kotača može se odabrati neovisno od mnogih dostupnih opcija:

• Dornier dizajn s 2 ravne oštrice;
• Savonius sustav s 4 polucilindrična krila;
• ortogonalna vjetrenjača s više lopatica s 2 reda ravnina;
• helikoidne vjetroturbine sa zakrivljenim profilima lopatica.

Sve vertikalne vjetrenjače koriste princip Savonius agregata. Kod kuće, oštrice mogu biti izrađene od čeličnih ili plastičnih bačvi, prepolovljene po dužini. Značajka dizajna je da učinkovitost jedinice doseže maksimum pri brzini oštrice 2 puta manjoj od brzine vjetra. Stoga ne biste trebali pokušavati povećati brzinu za vertikalnu vjetroturbinu.

Horizontalni modeli

Za razliku od vertikalnih generatora, domaće vjetroturbine s propelerom imaju veću učinkovitost s povećanjem brzine lopatica. No brojni i uski elementi vijka ne pridonose boljem radu: s jakim pritiskom vjetra nemaju vremena za okretanje osovine zbog zračnog jastuka formiranog ispred vijka.

Učinite sami vjetroturbine s više lopatica za dom najbolje je napraviti u područjima s ne previše jakim vjetrovima. Ako snaga vjetra u regiji često prelazi 10-15 m u sekundi, ima smisla izgraditi vjetrenjaču s 2-3 lopatice. Obje vrste mogu početi raditi pri brzini strujanja zraka od oko 2-3 m u sekundi.

Horizontalni model zahtijeva ugradnju visokog jarbola (6-12 m).Kako bi izbjegli rad na velikoj nadmorskoj visini tijekom održavanja, majstori ugrađuju najjednostavniji sklopivi mehanizam - os - u podnožje jarbola. Za stabilnost konstrukcije s jakim opterećenjem vjetrom, potrebni su nosači s kabelima koji drže stalak u okomitom položaju.

Gondola s generatorom i propelerom mora biti postavljena na ležaj i opremljena perjem lopatice tako da propeler uvijek zauzima povoljan položaj u odnosu na vjetar. Kabeli koji vode struju trebaju biti postavljeni tako da se ne uvrću kada se gondola okreće, ometaju ili lome. Stoga se izvode unutar cjevastog jarbola.

Kako napraviti vjetrogenerator od 220V?

Rad na stvaranju vjetroturbine trebao bi započeti određivanjem potrebne snage jedinice:

• za osvjetljavanje nekoliko prostorija dovoljno je imati generator snage manje od 1 kW; dat će napajanje žaruljama sa žarnom niti ili štednim žaruljama, a osim toga bit će moguće uključiti prijenosno računalo ili TV na mrežu;
• domaći vjetrogenerator snage 5 kW osigurat će električnu energiju kućanskim aparatima (hladnjak, perilica rublja, štednjak itd.);
• kako biste kuću u potpunosti prebacili na autonomnu opskrbu električnom energijom, potreban vam je snažan generator kapaciteta više od 20 kW.

Generator možete izraditi sami ili prilagoditi odgovarajući sklop koji je skinut sa starog automobila. Na taj način moguće je osigurati proizvodnju struje do 2-3 kW. Da biste napravili snažniji vjetrogenerator od 220 V, morat ćete točno izračunati broj zavojnica i zavoja žice, veličinu i broj magneta na rotoru i parametre krila lopatice.

Jednostavan dizajn

Za najjednostavniji dizajn snage oko 1-1,5 kW trebat će vam:

• generator automobila (12 V);
• kiselinska baterija (12 V);
• prekidač (12 V);
• strujni pretvarač 700-1500 V i 12-220 V;
• metal velikog kapaciteta;
• vijci, podloške, matice;
• stezaljke za pričvršćivanje generatora (2 kom.).

U remenici automobilskog generatora morate napraviti simetrične rupe za vijke. Podijelite opseg posude na 4 jednaka dijela. Rezane oštrice:

• na strani spremnika označite pravokutnike prema oznakama za podjelu kruga;
• pronađite okomitu sredinu svakog elementa;
• označite vrh i dno spremnika čvrstim rubovima širine 3-5 cm;
• izrežite metal između pojedinačnih pravokutnika do linije naplataka;
• napravite rezove duž gornje i donje granice oznake tako da sredina pravokutnika ostane netaknuta i povezana s rubovima;
• rasporedite svaku oštricu u odnosu na središnju os;
• odredite središte okruglog dna, označite mjesta rupa za vijke u skladu s njihovim položajem na remenici generatora.

Prilikom postavljanja krila vrijedi odrediti smjer rotacije kotača vjetra kako bi se izvukli potrebni dijelovi aviona. Kako bi se osiguralo isto opterećenje na svim lopaticama, potrebno je izmjeriti njihove kutove rotacije.

Montaža konstrukcije sastoji se od pričvršćivanja remenice generatora i dna spremnika. Nakon toga se priprema podloga za ugradnju vjetrogeneratora (jarbol od debele cijevi visine oko 2 m). Generator je najlakše pričvrstiti na njega stezaljkama odgovarajućeg promjera. Za punjenje baterije, struja iz generatora mora se proći kroz ispravljač, a veza se mora izvršiti pomoću električnih krugova automobila.

Domaći generator za vjetroturbinu s lopaticama

Jedinica za horizontalni vjetrogenerator može se sastaviti od glavčina kotača iz automobila ili se može koristiti električni motor iz perilice rublja. Da biste radili, morat ćete kupiti magnete od neodima (legura niobija). Bolje je uzeti pravokutne elemente.

Njihov broj možete odrediti prema broju zavojnica, ako se koristi motor. Za trofazni generator, broj magneta trebao bi biti 2/3 od broja zavojnica, a za jednofazni generator trebao bi mu odgovarati. Majstori praktičari savjetuju da se odlučite za trofazni generator.

Kada koristite motor iz perilice rublja, magneti se moraju zalijepiti na rotor motora. Ako se koristi glavčina kotača, magneti se postavljaju na krug od čeličnog lima debljine oko 5 mm. Prilikom sastavljanja rotora slijedite pravila:

1. Udaljenost između magneta mora biti ista. Pravokutni elementi na glavčini imaju duge strane duž polumjera kruga, a na osovini motora - duž njegove uzdužne osi.
2. Prije rada morate odrediti i označiti polove magneta. Postavljaju se tako da suprotni elementi imaju različite polaritete. Prilikom postavljanja magneta izmjenjujte pozitivne i negativne polove susjednih dijelova.
3. Kako bi magneti čvrsto držali na površini rotora, preporuča se napuniti ih epoksidom.

Kada se osovina motora koristi kao rotor, dio se ugrađuje na svoje mjesto u namotu, a operativnost konstrukcije se provjerava primjenom voltmetarskih sondi na žičane vodove i rotiranjem osovine bušilicom.

Ako se koristi čvorište, zavojnice se namotaju neovisno od emajlirane bakrene žice s poprečnim presjekom od 1 mm.Svaka zavojnica treba se sastojati od 60 zavoja i imati visinu od 9 mm. Zavojnice treba montirati na ravni dio glavčine kotača.

Za trofazni generator spojite krajeve žica na sljedeći način:

• ostavite vanjski terminal 1 zavojnice slobodnim, a spojite unutarnji terminal s vanjskim po 4;
• spojite unutarnje ožičenje od 4 zavojnice s vanjskim na 7 i nastavite do kraja, povezujući dijelove namota svaka 2 komada; na potonjem treba ostati slobodni unutarnji kraj, koji se lako uvija s već ostavljenim izlazom ili drugačije označenim;
• ponovite postupak s 2 zavojnice, povezujući žice prema istom principu svaka 2 elementa;
• učinite isto s 3 zavojnice i preostalim nepovezanim.

Na kraju rada majstor će imati 6 zasebnih igala. Namot se mora napuniti epoksidom i osušiti.

Zatim, u ležaju glavčine, morate stegnuti osovinu, na koju ćete staviti prsten rotora s magnetima. Razmak između ravnina dijelova je 1-1,5 mm. Provjerite prisutnost struje na terminalima, sastavite vjetrenjaču i postavite je na jarbol.

Servis opreme

Tijekom rada vjetrenjače, jednom mjesečno, potrebno je obaviti opći pregled pričvrsnih elemenata, provjeriti električni sustav na neravnotežu napona, regulator je u ispravnom stanju, a kabeli su ravnomjerno zategnuti. Za nesmetani rad, jednom svaka 3-4 mjeseca, vrijedi pregledati priključke terminala akumulatora, provjeriti razinu elektrolita i ulja u mjenjaču generatora.

Godišnji pregled uključuje provjeru površina lopatica, utvrđivanje performansi ležajeva i njihovu zamjenu. Tijekom tih razdoblja, razina elektrolita se također nadopunjuje, ulje se dodaje u mjenjač. Godišnje održavanje uključuje provjeru operativnosti svih čvorova.

Slični članci: