Kako napraviti vjetrenjaču vlastitim rukama

Posljednjih godina tema zelene energije postala je izuzetno popularna. Neki čak predviđaju da će takva energetika u skoroj budućnosti potpuno zamijeniti ugljen, plin i nuklearne elektrane. Energija vjetra jedno je od područja zelene energije. Generatori koji vjetrovnu energiju pretvaraju u električnu energiju nisu samo industrijski, kao dio vjetroelektrana, već su i mali, koji služe privatnom sektoru.

Čak možete napraviti i generator vjetra vlastitim rukama - o tome se radi ovaj materijal..

Što je generator

U širokom smislu, generator je uređaj koji proizvodi bilo koji proizvod ili pretvara jednu vrstu energije u drugu. To mogu biti, na primjer, generator pare (proizvodi paru), generator kisika, kvantni generator (izvor elektromagnetskog zračenja).No, u okviru ove teme zanimaju nas električni generatori. Ovaj se naziv odnosi na uređaje koji pretvaraju različite vrste neelektrične energije u električnu energiju..

Vrste generatora

Električni generatori su klasificirani kao:

• elektromehanički - mehanički rad pretvaraju u električnu energiju-
• termoelektričan - pretvaraju toplinsku energiju u električnu energiju-
• fotonaponski (fotoćelije, solarni paneli) - pretvara svjetlost u električnu energiju-
• magnetohydrodynamic (MHD generatori) - električna energija nastaje iz energije plazme koja se kreće kroz magnetsko polje-
• kemijski - pretvaraju energiju kemijskih reakcija u električnu energiju.

Osim toga, elektromehanički generatori klasificirani su prema tipu motora. Postoje sljedeće vrste:

• turbine generatore pokreće parna turbina;
• hidrogeneratori koriste hidrauličku turbinu kao motor;
• dizelaši ili benzinski generatori izrađeni su na osnovi dizelskih ili benzinskih motora;
• vjetroelektrani pretvaraju energiju zračnih masa u električnu energiju pomoću vjetrenjača.

Vjetrenjače

Zaustavimo se na vjetroturbinama (oni se nazivaju i vjetroturbinama). Najjednostavnija vjetroturbina male snage obično se sastoji od jarbola, koji je obično ojačan žicama na kojima je ugrađena vjetroturbina..

Ova vjetroturbina se zavrti vijakom koji pokreće rotor električnog generatora. Osim generatora, uređaj uključuje i bateriju s regulatorom naboja i pretvaračem spojenim na napajanje.

Shema rada ovog uređaja je prilično jednostavna: pod djelovanjem vjetra vijak se rotira, okreće rotor, električni generator stvara izmjeničnu električnu struju, koju kontroler naboja pretvara u istosmjernu struju.Ova struja puni bateriju. Izravna struja iz baterije pretvarača pretvara u izmjeničnu struju, čiji parametri odgovaraju parametrima mreže.

Industrijski uređaji montirani su na kule. Dodatno su opremljeni rotacijskim mehanizmom, anemometrom (uređaj za mjerenje brzine i smjera vjetra), uređajem za promjenu kuta vrtnje lopatica, kočnim sustavom, energetskim ormarom s upravljačkim krugovima, sustavom za gašenje požara i zaštitom od groma, sustavom za prijenos podataka o radu instalacije itd..

Vrste vjetroagregata

Prema položaju rotacije osi u odnosu na zemljinu površinu, vjetroturbine su podijeljene na vertikalne i vodoravne. Najjednostavniji vertikalni model je s rovorom Savonius.

Ima dva ili više noža, koji su šuplji polucilindri (cilindri izrezani na pola okomito).Savonius rotor Postoje različite konfiguracije i dizajni ovih noževa: simetrično fiksirani, međusobno se preklapaju, s aerodinamičkim profilom.

Prednost rotora Savonius je jednostavnost i pouzdanost dizajna, osim toga, njegov rad ne ovisi o smjeru vjetra, nedostatak je niska učinkovitost (ne više od 15%).

Drugi vertikalni dizajn je rotor Darrieus. Oštrice su krila od krila. Mogu biti lučni, u obliku slova H, spiralnog oblika. Mogu biti dva ili više noža.Prednosti rotora Darrieus Prednosti takvog generatora vjetra su:

• njegova visoka učinkovitost,
• smanjena buka u radu,
• relativno jednostavan dizajn.

Među nedostacima se ističu:

• veliko opterećenje jarbola (zbog učinka Magnus);
• nedostatak matematičkog modela za rad ovog rotora, što ga otežava poboljšanju;
• brzo trošenje zbog centrifugalnih opterećenja.

Druga vrsta vertikalne instalacije je spiralni rotor. Opremljen je noževima koji su upleteni duž osi ležaja.Vijačni rotor To osigurava trajnost i visoku učinkovitost. Nedostatak su visoki troškovi zbog složenosti izrade.

Vjetroturbina s više lopatica je izvedba s dva reda vertikalnih lopatica - vanjskim i unutarnjim. Ovaj dizajn pruža najveću učinkovitost, ali ima visoku cijenu..

Horizontalni modeli se razlikuju:

• broj lopatica (jednostruki i s velikim brojem);
• materijal od kojeg su izrađene lopatice (kruto ili fleksibilno jedro);
• promjenjivi ili fiksni nagib lopatica.

U strukturnom smislu svi su slični. Općenito, vjetroelektrane ovog tipa karakterizira visoka učinkovitost, ali im je potrebno stalno prilagođavanje smjera vjetra, što se rješava korištenjem lopatice vjetra u dizajnu ili automatskim postavljanjem instalacije pomoću rotacijskog mehanizma prema očitavanjima senzora.

Napravite vlastiti generator vjetra

Izbor modela vjetroelektrana na tržištu je najširi, dostupni su uređaji raznih izvedbi i različitih snaga. Ali jednostavnu instalaciju možete izvršiti sami.

Potražite odgovarajuće materijale

Kao generator preporučuje se trofazni trajni magnet, na primjer, traktor. Ali možete ga izraditi iz elektromotora, o čemu će detaljnije biti govora u nastavku. Pitanje izbora lopatica je važno. Ako je vjetroturbina vertikalnog tipa, obično se rabe varijacije Savonius rotora..Traktorski generator Za izradu lopatica, pogodan je, na primjer, cilindrični spremnik, staro kuhanje. Ali, kao što je već spomenuto, vjetroelektrani ove vrste imaju malu učinkovitost, a malo je vjerojatno da će biti moguće napraviti oštrice složenijeg oblika za vertikalnu vjetrenjaču. Za domaće proizvode obično se koriste četiri polucilindrična oštrica..

Što se tiče horizontalnih vjetroagregata, dizajn s jednom lopaticom je optimalan za instalaciju male snage, međutim, uz svu svoju prividnu jednostavnost, bit će izuzetno teško napraviti izbalansiranu oštricu na zanatski način, a bez toga vjetrenjača često neće uspjeti.

• U horizontalnim vjetroturbinama mogu se koristiti dvije vrste lopatica: jedro i krilo. Jedrilice su vrlo jednostavne, samo su široke trake, izvana nalik lopaticama vjetrenjača. Nedostatak takvih elemenata je njihova vrlo niska učinkovitost. U tom su pogledu lopatice mnogo perspektivnije. Kod kuće se obično izrađuju od 160 mm PVC cijevi prema uzorku..

Možete koristiti i aluminij, ali to će koštati znatno više. Osim toga, proizvod od PVC cijevi u početku ima zavoj, što mu daje dodatna aerodinamička svojstva..Noževi od PVC cijevi Duljina noževa odabrana je prema sljedećem principu: što je jača izlazna snaga vjetrenjače, to su duže - što ih je više, to su kraće. Na primjer, za vjetrenjaču s tri noža 10 W, optimalna duljina je 1,6 metara, a za četveronožno - 1,4 m.

Ako je snaga 20 W, tada će se indikator promijeniti na 2,3 m za tro-nožni i 2 m za četveronožni.

Glavne faze proizvodnje

Ispod je primjer samostalne proizvodnje horizontalne instalacije s tri oštrice s izmjenom indukcijskog motora iz perilice rublja u generator.

Promjena motora

Jedna od ključnih točaka u stvaranju generatora vjetra vlastitim rukama je pretvaranje elektromotora u električni generator. Za izmjenu se koristi elektromotor iz stare perilice rublja sovjetske izrade.

1. Rotor se uklanja s motora i na njemu se obrađuje široki utor.
2. Duž cijelog utora pravokutni neodim magneti (dimenzije 19x10x1 mm) zalijepljeni su u parovima, po jedan magnet sa svakog ruba utora nasuprot drugom, ne vodeći računa o njihovoj polarnosti. Zalijepljene magnete možete popraviti epoksidom.
3. Elektromotor je sastavljen.
4. Punjači za mobilne telefone 5V i 1A koriste se za prikupljanje uređaja koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu struju (ne možete koristiti uređaj na mikro krugu, samo tranzistoru).
5. Napajanje je rastavljeno.
6. Spojeni USB i utikač.
7. Ploče tri pripremljena napajanja se serijski međusobno povezuju i sastavljaju kao jedinstveni sklop.
8. Ulaz sklopljenog sklopa od 220 V spojen je na generator, a izlaz na regulator za punjenje baterije.

Video: kako preraditi motor za vjetrenjačuZa povećanje amperaže možete koristiti nekoliko sklopova paralelno povezanih.

Stvaranje tijela i lopatica

Sljedeća faza u proizvodnji vjetroagregata je montaža baze na kojoj su ugrađeni elementi generatora vjetra.

1. Podnožje je zavareno od čeličnih cijevi u obliku konstrukcije, od kojih je jedan kraj dvokopan, ojačan poprečnim elementima, a drugi je jednostruki za pričvršćivanje repa uređaja.
2. Na bifurciranom kraju izbušene su 4 rupe za ugradnju električnog generatora.
3. Rotacijski dio montiran je na osnovu ležaja.
4. Na ležaj je pričvršćena prirubnica s otvorima za ugradnju.
5. Rep je izrađen od metalnog lima.
6. Struktura se čisti i oslikava.
7. Rep je obojen.
8. Zaštitni poklopac je napravljen i obojen od tankog metalnog lima.
9. Nakon što se obojeni elementi osuše, na dnu je instaliran električni generator, pričvršćeni su kućište i rep.
10. Lopatice su pričvršćene na rotor iz sustava hlađenja motora traktora.
11. Distanci su zavareni na lopatice (u ovom slučaju, noževi su metalni).

Kao što možete vidjeti, sastaviti vjetrenjaču vlastitim rukama nije tako jednostavno. To zahtijeva određene vještine i znanja iz područja elektrotehnike i elektronike. Ali za ljude s takvim znanjem, ovaj je zadatak prilično sposoban. Pored toga, domaća vjetrenjača koštat će znatno manje od kupljenog dizajna..