Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami: naprava, princip delovanja + najboljši domači izdelki

Težko je ne opaziti, kako se stabilnost oskrbe primestnih objektov z električno energijo razlikuje od oskrbe mestnih zgradb in podjetij z električno energijo. Priznajte, da ste se kot lastnik zasebne hiše ali koče že večkrat srečali z motnjami, s tem povezanimi nevšečnostmi in poškodbami opreme.

Naštete negativne situacije, skupaj s posledicami, ljubiteljem naravnih prostorov ne bodo več otežile življenja. Poleg tega z minimalnimi stroški dela in finančnimi stroški. Če želite to narediti, morate samo izdelati generator vetrne energije, ki ga podrobno opisujemo v članku.

Podrobno smo opisali možnosti izdelave sistema, ki je uporaben v gospodinjstvu in odpravlja energijsko odvisnost. Po našem nasvetu lahko neizkušeni domači mojster zgradi vetrni generator z lastnimi rokami. Ta praktična naprava vam bo pomagala bistveno zmanjšati dnevne stroške.

Zakonitost namestitve vetrnega generatorja

Alternativni viri energije so sanje vsakega poletnega prebivalca ali lastnika stanovanja, katerega parcela se nahaja daleč od centralnih omrežij.Ko pa prejmemo račune za električno energijo, porabljeno v mestnem stanovanju, in pogledamo povišane tarife, ugotovimo, da nam vetrni generator, ustvarjen za domače potrebe, ne bi škodil.

Po branju tega članka boste morda uresničili svoje sanje.

Vetrni generator je odlična rešitev za oskrbo podeželske posesti z električno energijo. Poleg tega je v nekaterih primerih namestitev edina možna rešitev.

Da ne bi zapravljali denarja, truda in časa, se odločimo: ali obstajajo kakšne zunanje okoliščine, ki nam bodo pri delovanju vetrnega generatorja povzročale ovire?

Za zagotovitev električne energije za poletno hišo ali majhno kočo je dovolj mala vetrna elektrarna, katerih moč ne bo presegla 1 kW. Takšne naprave v Rusiji so izenačene z gospodinjskimi izdelki. Njihova namestitev ne zahteva certifikatov, dovoljenj ali kakršnih koli dodatnih soglasij.

Da bi ugotovili izvedljivost postavitve vetrnega generatorja, je potrebno ugotoviti potencial vetrne energije določenega območja (kliknite za povečavo)

Proizvodnja električne energije, ki se porabi za zadovoljevanje lastnih potreb v gospodinjstvu, ni obdavčena. Zato lahko varno postavite vetrnico majhne moči in z njo proizvajate brezplačno elektriko, ne da bi morali plačati davke državi.

Vendar se za vsak slučaj pozanimajte, ali obstajajo kakšni lokalni predpisi glede posameznega napajanja, ki bi lahko povzročili ovire pri namestitvi in ​​delovanju te naprave.

Vetrni generatorji, ki lahko zadovoljijo večino potreb povprečne kmetije, se ne morejo pritoževati niti pri sosedih.

Vaši sosedje imajo lahko reklamacije, če bodo imeli nevšečnosti zaradi delovanja vetrnice. Ne pozabite, da se naše pravice končajo tam, kjer se začnejo pravice drugih ljudi.

Zato pri nakupu ali izdelavi lastnega vetrni generator za dom Morate biti resno pozorni na naslednje parametre:

• Višina jambora. Pri sestavljanju vetrnega generatorja morate upoštevati omejitve glede višine posameznih zgradb, ki obstajajo v številnih državah po svetu, pa tudi lokacijo vašega mesta. Upoštevajte, da so objekti, višji od 15 metrov, prepovedani v bližini mostov, letališč in predorov.
• Hrup iz menjalnika in rezil. Parametre ustvarjenega hrupa je mogoče določiti s posebno napravo, nato pa rezultate meritev dokumentirati. Pomembno je, da ne presegajo uveljavljenih standardov hrupa.
• Motnje v etru. V idealnem primeru je treba pri ustvarjanju vetrnice zagotoviti zaščito pred TV motnjami, kjer lahko vaša naprava povzroči takšne težave.
• Zahtevki za okoljske storitve. Ta organizacija vam lahko prepreči delovanje naprave le, če ovira selitev ptic selivk. Ampak to je malo verjetno.

Ko sami ustvarjate in nameščate napravo, se naučite teh točk in pri nakupu končnega izdelka bodite pozorni na parametre, ki so v njegovem potnem listu. Bolje je, da se zaščitite vnaprej, kot da se pozneje razburjate.

Načelo delovanja vetrne turbine

Vetrni generator ali vetrna elektrarna (WPP) je naprava, ki se uporablja za pretvarjanje kinetične energije toka vetra v mehansko energijo. Nastala mehanska energija vrti rotor in se pretvori v električno obliko, ki jo potrebujemo.

Načelo delovanja in naprava kinetična vetrnica so podrobno opisani v članku, ki ga priporočamo v branje.

Vetrna turbina vključuje:

• lopatice, ki tvorijo propeler,
• vrtljivi rotor turbine,
• os generatorja in sam generator,
• inverter, ki pretvarja izmenični tok v enosmerni, ki se uporablja za polnjenje baterij,
• baterijo.

Bistvo vetrnih turbin je preprosto. Med vrtenjem rotorja nastaja trifazni izmenični tok, ki nato prehaja skozi krmilnik in polni enosmerno baterijo. Inverter nato pretvori tok, tako da se lahko porabi za napajanje luči, radia, televizorja, mikrovalovne pečice itd.

Podrobna zasnova vetrnega generatorja z vodoravno osjo vrtenja vam omogoča, da si jasno predstavljate, kateri elementi prispevajo k pretvorbi kinetične energije v mehansko in nato v električno

Na splošno je načelo delovanja vetrnega generatorja katere koli vrste in konstrukcije naslednje: med postopkom vrtenja se na lopatice pojavijo tri vrste učinkov sile: zaviranje, impulz in dviganje.

Ta diagram delovanja vetrne turbine vam omogoča, da razumete, kaj se zgodi z električno energijo, proizvedeno z delovanjem vetrnega generatorja: del se kopiči, drugi pa se porabi

Zadnji dve sili premagata zavorno silo in poženeta vztrajnik.Na mirujočem delu generatorja rotor tvori magnetno polje, tako da po žicah teče električni tok.

Razvrstitev vrst generatorjev energije

Obstaja več kriterijev, po katerih razvrščamo vetrne elektrarne. Kako izbrati najboljšo napravo za podeželsko lastnino, je podrobno opisano v enem od najbolj priljubljeni članki na naši spletni strani.

Torej se vetrnice razlikujejo po:

• število lopatic v propelerju;
• materiali za izdelavo rezil;
• lokacijo osi vrtenja glede na površino zemlje;
• naklon vijaka.

Obstajajo modeli z enim, dvema, tremi rezili in več rezili.

Izdelki z velikim številom rezil se začnejo vrteti tudi pri rahlem vetru. Običajno se uporabljajo pri delu, kjer je sam proces vrtenja pomembnejši od pridobivanja električne energije. Na primer, za pridobivanje vode iz globokih vodnjakov.

Izkazalo se je, da so lopatice vetrnih generatorjev lahko izdelane ne samo iz trdih materialov, ampak tudi iz cenovno dostopne tkanine

Lopatice so lahko jadrne ali toge. Jadralni izdelki so veliko cenejši od togih, ki so izdelani iz kovine ali steklenih vlaken. Vendar jih je treba zelo pogosto popravljati: so krhki.

Glede na lokacijo osi vrtenja glede na zemeljsko površino obstajajo vertikalne vetrne turbine in horizontalni modeli. In v tem primeru ima vsaka sorta svoje prednosti: navpične se bolj občutljivo odzovejo na vsak pih vetra, vodoravne pa so močnejše.

Vetrne generatorje delimo glede na značilnosti stopenj na modele s fiksnim in spremenljivim korakom. Spremenljivi korak vam omogoča znatno povečanje hitrosti vrtenja, vendar ima ta namestitev zapleteno in masivno zasnovo. Vetrne elektrarne s fiksnim korakom so enostavnejše in zanesljivejše.

Vetrno-električna instalacija rotorskega tipa

Ugotovimo, kako narediti preprosto vetrnico z navpično osjo vrtenja tipa rotorja z lastnimi rokami. Takšen model lahko zlahka zadovolji potrebe po električni energiji vrtne hiše, različnih gospodarskih poslopij, ponoči pa tudi osvetljuje lokalno območje in vrtne poti.

Lopatice te naprave rotorskega tipa z navpično osjo vrtenja so jasno izdelane iz elementov, izrezanih iz kovinskega soda

Naš cilj je izdelava vetrne turbine z največjo močjo 1,5 kW.

Za to bomo potrebovali naslednje elemente in materiale:

• 12 V avtomobilski generator;
• 12 V gel ali kislinska baterija;
• polhermetično stikalo vrste "gumb" za 12 V;
• pretvornik 700 W – 1500 W in 12V – 220V;
• vedro, ponev z veliko prostornino ali drugo prostorno posodo iz nerjavečega jekla ali aluminija;
• rele opozorilne lučke za polnjenje avtomobila ali polnjenje baterije;
• avtomobilski voltmeter (lahko uporabite katerega koli);
• vijaki z maticami in podložkami;
• žice s presekom 4 kvadratnih mm in 2,5 kvadratnih mm;
• dve objemki za pritrditev generatorja na drog.

V procesu dokončanja dela bomo potrebovali brusilnik ali kovinske škarje, gradbeni svinčnik ali marker, merilni trak, rezila za žice, vrtalnik, vrtalnik, ključe in izvijač.

Krmilnik za sistem, ki proizvaja elektriko, lahko sestavite tudi sami. S pravili in shemami izdelave krmilnik vetrne turbine vas bo seznanil s člankom, katerega vsebino vam svetujemo, da se seznanite.

Začetna faza izdelave instalacije

Domačo vetrnico začnemo izdelovati tako, da vzamemo veliko cilindrično kovinsko posodo. Običajno se v ta namen uporablja stara vrela voda, vedro ali ponev. To bo osnova za naše bodoče vetrne turbine.

Z merilnim trakom in gradbenim svinčnikom (markerjem) nanesite oznake: našo posodo razdelite na štiri enake dele.

Ko režete v skladu z navodili v besedilu, v nobenem primeru ne prerežite kovine do konca.

Kovino bo treba rezati. Za to lahko uporabite mlinček. Ne uporablja se za rezanje posod iz pocinkanega jekla ali barvane pločevine, ker se ta vrsta kovine zagotovo pregreje. Za takšne primere je bolje uporabiti škarje. Rezila izrežemo, vendar jih ne prerežemo do konca.

Možnosti, diagrami in priporočila za izdelavo različnih modelov lopatice za vetrne generatorje boste našli v našem priporočenem članku.

Hkrati z nadaljevanjem del na rezervoarju bomo predelali jermenico generatorja. Na dnu prejšnje posode in v škripcu morate označiti in izvrtati luknje za vijake. Delo na tej stopnji je treba obravnavati zelo previdno: vse luknje morajo biti nameščene simetrično, tako da med vrtenjem namestitve ne pride do neravnovesja.

Tako izgledajo rezila druge zasnove z navpično osjo vrtenja. Vsako rezilo je izdelano ločeno in nato nameščeno v skupno napravo

Rezila upognemo, da ne štrlijo preveč. Ko izvajamo ta del dela, ne pozabimo upoštevati, v katero smer se bo generator vrtel.

Običajno je smer njegovega vrtenja v smeri urinega kazalca. Kot upogiba lopatic vpliva na območje vpliva zračnih tokov in hitrost vrtenja propelerja.

Zdaj morate na škripec pritrditi vedro z rezili, pripravljenimi za delo. Generator namestimo na jambor in ga pritrdimo s sponami. Ostaja le še povezovanje žic in sestavljanje vezja. Bodite pripravljeni zapisati shemo ožičenja, barve žic in oznake nožic. Kasneje ga boste zagotovo potrebovali. Žice pritrdimo na drog naprave.

Ta risba vsebuje podrobna priporočila za sestavljanje splošne strukture in splošen pogled na napravo, ki je že sestavljena in pripravljena za uporabo.

Za priključitev baterije morate uporabiti žice s presekom 4 mm². Dovolj je, da vzamete segment dolžine 1 metra. Dovolj je.

In za priključitev bremena na omrežje, ki vključuje na primer svetlobne in električne naprave, zadostujejo žice s prečnim prerezom 2,5 mm². Namestite pretvornik (pretvornik). Za to boste potrebovali tudi 4 mm² žico.

Prednosti in slabosti modela rotacijske vetrnice

Če ste vse naredili skrbno in dosledno, bo ta vetrni generator uspešno deloval. V tem primeru med njegovim delovanjem ne bo nobenih težav.

Če uporabljate pretvornik 1000 W in baterijo 75 A, bo ta instalacija zagotovila elektriko za videonadzorne naprave, varnostne alarme in celo ulično razsvetljavo.

Prednosti tega modela so:

• ekonomično;
• elemente je mogoče enostavno zamenjati z novimi ali popraviti;
• za delovanje niso potrebni posebni pogoji;
• zanesljiv v delovanju;
• zagotavlja popolno akustično udobje.

Obstajajo tudi slabosti, vendar ne preveč: zmogljivost te naprave ni zelo visoka in je močno odvisna od nenadnih sunkov vetra. Zračni tokovi lahko preprosto zmotijo ​​improvizirani propeler.

Za natančno izbiro modela vetrnega generatorja potrebne moči pred začetkom dela svetujemo naredi izračun po formulah, navedenih v priporočenem članku.

Montaža aksialne vetrne turbine na neodimovih magnetih

Ker so se neodimovi magneti v Rusiji pojavili razmeroma nedavno, so aksialni vetrni generatorji s statorji brez železa začeli izdelovati ne tako dolgo nazaj.

Pojav magnetov je povzročil naval povpraševanja, vendar je postopoma trg postal nasičen in stroški tega izdelka so začeli upadati. Postal je dostopen obrtnikom, ki so ga takoj prilagodili svojim različnim potrebam.

Aksialna vetrna turbina na neodimovih magnetih z vodoravno osjo vrtenja je bolj zapletena zasnova, ki zahteva ne le spretnosti, ampak tudi določeno znanje

Če imate pesto iz starega avtomobila z zavornimi diski, ga bomo vzeli kot osnovo za prihodnji aksialni generator.

Predvideva se, da ta del ni nov, ampak je bil že rabljen. V tem primeru ga je treba razstaviti, preveriti in podmazati ležaje, temeljito očistiti usedline in vso rjo. Ne pozabite pobarvati končnega generatorja.

Pesto z zavornimi koluti gre praviloma k mojstrom kot eden od sestavnih delov starega avtomobila, ki je bil odstranjen in zato potrebuje temeljito čiščenje

Distribucija in pritrditev magnetov

Na diske rotorja morajo biti prilepljeni neodimovi magneti. Za naše delo bomo vzeli 20 magnetov 25x8 mm.

Seveda lahko uporabite različno število polov, vendar je treba upoštevati naslednja pravila: število magnetov in polov v enofaznem generatorju se mora ujemati, če pa govorimo o trifaznem modelu, potem razmerje polov do tuljav mora biti 2/3 ali 4/3.

Pri postavitvi magnetov se poli izmenjujejo. Pomembno je, da ne naredite napake. Če niste prepričani, da boste elemente pravilno postavili, naredite predlogo za namige ali nanesite sektorje neposredno na sam disk.

Če imate izbiro, kupite pravokotne in ne okrogle magnete. V pravokotnih modelih je magnetno polje koncentrirano po celotni dolžini, v okroglih - v sredini.

Nasprotni magneti morajo imeti različne pole. Ničesar ne boste zamešali, če jih s flomastrom označite z minusom ali plusom. Za določitev polov vzemite magnete in jih približajte drug drugemu.

Če se površine privlačijo, jih označite s plusom, če se odbijajo, jih označite z minusom. Pri nameščanju magnetov na diske zamenjajte pole.

Magneti so nameščeni v skladu s pravilom izmenične politike, stranice iz plastelina so nameščene vzdolž zunanjega in notranjega oboda: izdelek je pripravljen za polnjenje z epoksi smolo.

Za varno pritrditev magneta morate uporabiti čim bolj kakovostno in močno lepilo.

Za večjo zanesljivost pritrditve lahko uporabite epoksi smolo. Treba ga je razredčiti, kot je navedeno v navodilih, in z njim napolniti disk. Smola mora pokriti celoten disk, vendar ne sme teči z njega. Možnost kapljanja lahko preprečite, če disk ovijete s trakom ali po njegovem obodu naredite začasne pregrade iz plastelina iz polimernega traku.

Enofazni in trifazni generatorji

Če primerjamo enofazne in trifazne statorje, bo slednji boljši. Enofazni generator vibrira ob obremenitvi. Vzrok za vibracije je razlika v amplitudi toka, ki nastane zaradi njegovega nekonsistentnega izhoda naenkrat.

Trifazni model nima takšne pomanjkljivosti. Zanj je značilna konstantna moč zaradi faz, ki se med seboj kompenzirajo: ko se tok v eni poveča, se v drugi zmanjša.

Glede na rezultate testiranja je moč trifaznega modela skoraj 50 % večja kot pri enofaznem modelu. Druga prednost tega modela je, da se ob odsotnosti nepotrebnih vibracij poveča akustično udobje, ko naprava deluje pod obremenitvijo.

To pomeni, da trifazni generator med delovanjem praktično ne brni. Ko se vibracije zmanjšajo, se življenjska doba naprave logično poveča.

V boju med trofaznimi in enofaznimi napravami vedno zmaga trifazna, saj med delovanjem ne brni toliko in zdrži dlje kot enofazna

Pravila za navijanje koluta

Če vprašate strokovnjaka, bo rekel, da morate pred navijanjem tuljav opraviti natančen izračun. Praktik se bo v tej zadevi zanašal na svojo intuicijo.

Izbrali smo generator, ki ni bil zelo hiter. Naš postopek polnjenja dvanajstvoltne baterije bi se moral začeti pri 100-150 obratih na minuto. Takšni začetni podatki zahtevajo, da je skupno število obratov vseh tuljav 1000-1200 kosov. To številko moramo samo razdeliti med vse tuljave in določiti, koliko ovojev bo na vsaki.

Vetrnica pri nizkih hitrostih je lahko močnejša, če se poveča število polov. Frekvenca tokovnih nihanj v tuljavah se bo povečala. Če za navijanje tuljav uporabite žico z večjim presekom, se upor zmanjša in tok poveča. Ne pozabite na dejstvo, da lahko višja napetost "požre" tok zaradi upora navitja.

Postopek navijanja je lahko lažji in učinkovitejši, če za ta namen uporabite poseben stroj.

Sploh ni potrebno izvajati tako rutinskega postopka, kot je ročno navijanje tuljav. Malo iznajdljivosti in odličen stroj, ki je z lahkoto kos navijanju, je že tu

Na značilnosti delovanja domačih generatorjev močno vplivata debelina in število magnetov, ki se nahajajo na diskih. Skupno skupno moč je mogoče izračunati tako, da navijete eno tuljavo in jo nato zavrtite v generatorju. Prihodnjo moč generatorja določimo z merjenjem napetosti pri določenih vrtljajih brez obremenitve.

Dajmo primer. Pri uporu 3 ohmov in 200 obratih na minuto pride 30 voltov.Če od tega rezultata odštejete 12 voltov napetosti baterije, dobite 18 voltov. Ta rezultat delite s 3 ohmi in dobite 6 amperov. Volumen je 6 amperov in bo šel na baterijo. Seveda pri izračunu nismo upoštevali izgub v žicah in na diodnem mostu: dejanski rezultat bo manjši od izračunanega.

Običajno so tuljave okrogle. Ampak, če jih malo raztegnete, boste dobili več bakra v sektorju in zavoji bodo bolj ravni. Če primerjate velikost magneta in premer notranje luknje tuljav, se morata ujemati ali pa je velikost magneta nekoliko manjša.

Pripravljene tuljave morajo po velikosti ustrezati magnetom: biti morajo nekoliko večje od magnetov ali enake velikosti.

Debelina statorja, ki ga izdelamo, mora biti pravilno povezana z debelino magnetov. Če stator povečamo s povečanjem števila ovojev v tuljavah, se bo prostor med diski povečal in magnetni tok zmanjšal. Rezultat se lahko izkaže za naslednje: generira se enaka napetost, vendar bomo zaradi povečanega upora tuljav prejeli manj toka.

Vezan les se uporablja za izdelavo kalupa statorja. Vendar pa lahko sektorje za tuljave označite na papirju s plastelinom kot robovi.

Če postavite tkanino iz steklenih vlaken na zvitke na dnu kalupa, se bo moč izdelka povečala. Pred nanosom epoksidne smole morate kalup namazati z vazelinom ali voskom, da se smola ne bo prijela na kalup. Nekateri namesto maziva uporabljajo trak ali film.

Tuljave so pritrjene ena na drugo. V tem primeru se konci faz izvlečejo. Šest izpeljanih žic mora biti povezanih v zvezdo ali trikotnik. Z ročnim vrtenjem sestavljenega generatorja se testira.Če je napetost 40 V, bo tok približno 10 amperov.

Končna montaža naprave

Dolžina končnega jambora mora biti približno 6-12 metrov. S takšnimi parametri mora biti njegova osnova betonirana. Sama vetrnica bo pritrjena na vrh jambora.

Da bi jo lahko dosegli v primeru okvare, je treba na dnu jambora predvideti poseben nosilec, ki bo omogočal dvigovanje in spuščanje cevi z ročnim vitlom.

Jambor s pritrjenim vetrnim generatorjem se dviga visoko, vendar je preudarni mojster izdelal posebno napravo, ki omogoča, da se konstrukcija po potrebi spusti na tla

Za izdelavo vijaka lahko uporabite PVC cev s premerom 160 mm. Z njim bodo z njegove površine odrezali dvometrski propeler, sestavljen iz šestih krakov. Bolje je, da sami eksperimentalno razvijete obliko rezil. Cilj je povečati navor pri nizkih vrtljajih.

Propeler je treba zaščititi pred premočnim vetrom. Za rešitev te težave uporabite zložljiv rep. Ustvarjena energija je shranjena v baterijah.

Našim bralcem smo ponudili dve možnosti za samoizdelane vetrne generatorje 220 V, ki uživajo večjo pozornost ne le lastnikov podeželskih nepremičnin, temveč tudi običajnih poletnih prebivalcev.

Oba modela vetrnih turbin sta učinkovita na svoj način. Te naprave lahko pokažejo še posebej dobre rezultate v stepskih območjih s pogostimi in močnimi vetrovi. So dovolj učinkoviti za uporabo v organizaciji alternativno ogrevanje doma in pri dobavi električne energije. In jih ni tako težko zgraditi z lastnimi rokami.

Zaključki in uporaben video na to temo

Ta video prikazuje primer vetrne turbine z vodoravno osjo vrtenja. Avtor naprave podrobno razloži nianse zasnove namestitve "naredi sam", opozori občinstvo na napake, ki jih lahko naredite pri sami izdelavi vetrnega generatorja, in daje praktične nasvete.

Upoštevajte, da priti do naprave, dvignjene na spodobno višino, ni tako enostavno. Ponovna namestitev takšne vetrne turbine bo najverjetneje problematična. Zato zložljiva zasnova jambora v tem primeru sploh ne bo odveč.

Ta video prikazuje rotacijsko vetrnico z navpično osjo vrtenja. Ta instalacija je nameščena nizko, izdelana na izviren način in je zelo občutljiva: že rahel veter požene lopatice naprave.

Če živite na območju, kjer vetrovi ne veljajo za redek pojav, je uporaba prav tega vira alternativne energije za vas morda najbolj učinkovita. Zgornji primeri samoizdelanih vetrnic dokazujejo, da jih narediti z lastnimi rokami ni tako težko. Vetrna energija je javno dostopen in obnovljiv vir, ki ga je mogoče in treba izkoristiti.

Vabimo obiskovalce spletnega mesta, ki jih zanima tema članka, da izrazijo svoje mnenje v komentarjih in postavijo vprašanja, ki so se pojavila med branjem gradiva.