Kako napraviti generator vjetra vlastitim rukama: uređaj, princip rada + najbolji domaći proizvodi

Teško je ne primijetiti kako se stabilnost opskrbe električnom energijom prigradskih objekata razlikuje od opskrbe gradskih zgrada i poduzeća električnom energijom. Priznajte da ste se kao vlasnik privatne kuće ili vikendice više puta susreli s prekidima, povezanim neugodnostima i oštećenjem opreme.

Navedene negativne situacije, zajedno s posljedicama, više neće komplicirati živote ljubitelja prirodnih prostora. Štoviše, uz minimalne radne i financijske troškove. Da biste to učinili, samo trebate napraviti generator energije vjetra, koji smo detaljno opisali u članku.

Detaljno smo opisali mogućnosti izrade sustava koji je koristan u kućanstvu i eliminira energetsku ovisnost. Prema našem savjetu, neiskusni domaći majstor može izgraditi generator vjetra vlastitim rukama. Ovaj praktični uređaj značajno će smanjiti vaše dnevne troškove.

Zakonitost ugradnje vjetrogeneratora

Alternativni izvori energije san su svakog ljetnog stanovnika ili vlasnika kuće čija se parcela nalazi daleko od središnjih mreža.Međutim, kada dobijemo račune za struju potrošenu u gradskom stanu i pogledamo povećane tarife, shvaćamo da nam vjetrogenerator stvoren za domaće potrebe ne bi naštetio.

Nakon čitanja ovog članka, možda ćete ostvariti svoj san.

Vjetrogenerator je izvrsno rješenje za opskrbu seoskog imanja električnom energijom. Štoviše, u nekim je slučajevima njegovo instaliranje jedino moguće rješenje.

Kako ne bismo gubili novac, trud i vrijeme, odlučimo: postoje li vanjske okolnosti koje će nam stvarati prepreke tijekom rada vjetrogeneratora?

Dovoljno je osigurati struju za ljetnu kućicu ili malu vikendicu male vjetroelektrane, čija snaga neće prelaziti 1 kW. Takvi uređaji u Rusiji izjednačeni su s kućanskim proizvodima. Za njihovu ugradnju nisu potrebni certifikati, dozvole niti bilo kakva dodatna odobrenja.

Kako bi se utvrdila isplativost ugradnje vjetrogeneratora, potrebno je saznati koliki je vjetroenergetski potencijal određenog područja (kliknite za povećanje)

Ne oporezuje se proizvodnja električne energije koja se troši za podmirenje vlastitih potreba kućanstva. Dakle, vjetrenjača male snage može se sigurno instalirati, koristiti je za proizvodnju besplatne električne energije, bez plaćanja poreza državi.

Međutim, za svaki slučaj, trebali biste se raspitati postoje li lokalni propisi u vezi s pojedinačnim napajanjem koji bi mogli stvoriti prepreke u instalaciji i radu ovog uređaja.

Vjetrogeneratori, koji mogu zadovoljiti većinu potreba prosječne farme, ne mogu izazvati nikakve pritužbe čak ni kod susjeda

Vaši susjedi mogu imati potraživanja ako dožive neugodnosti uzrokovane radom vjetrenjače. Ne zaboravite da naša prava završavaju tamo gdje počinju prava drugih ljudi.

Stoga, prilikom kupnje ili izrade vlastite generator vjetra za kuću Morate obratiti ozbiljnu pozornost na sljedeće parametre:

• Visina jarbola. Prilikom sastavljanja generatora vjetra morate uzeti u obzir ograničenja visine pojedinačnih zgrada koja postoje u nizu zemalja svijeta, kao i lokaciju vlastite stranice. Imajte na umu da su građevine više od 15 metara zabranjene u blizini mostova, zračnih luka i tunela.
• Buka iz mjenjača i noževa. Parametri generirane buke mogu se odrediti pomoću posebnog uređaja, a potom se rezultati mjerenja mogu dokumentirati. Važno je da ne prelaze utvrđene standarde buke.
• Smetnje u eteru. U idealnom slučaju, kada se stvara vjetrenjača, treba osigurati zaštitu od TV smetnji tamo gdje vaš uređaj može uzrokovati takve probleme.
• Zahtjevi za usluge zaštite okoliša. Ova organizacija može vas spriječiti u upravljanju instalacijom samo ako ona ometa migraciju ptica selica. Ali ovo je malo vjerojatno.

Kada sami kreirate i instalirate uređaj, naučite ove točke, a kada kupujete gotov proizvod, obratite pozornost na parametre koji su u njegovoj putovnici. Bolje se zaštititi unaprijed nego biti uzrujani kasnije.

Princip rada vjetroturbine

Vjetrogenerator ili vjetroelektrana (WPP) je uređaj koji se koristi za pretvaranje kinetičke energije strujanja vjetra u mehaničku energiju. Rezultirajuća mehanička energija okreće rotor i pretvara se u električni oblik koji nam je potreban.

Princip rada i uređaj kinetička vjetrenjača su detaljno opisani u članku, koji preporučujemo čitanje.

Vjetroturbina uključuje:

• lopatice koje čine propeler,
• rotirajući rotor turbine,
• osovina generatora i sam generator,
• pretvarač koji izmjeničnu struju pretvara u istosmjernu, a služi za punjenje baterija,
• baterija.

Suština vjetroturbina je jednostavna. Dok se rotor vrti, stvara se trofazna izmjenična struja koja zatim prolazi kroz regulator i puni istosmjernu bateriju. Inverter zatim pretvara struju tako da se može koristiti za napajanje svjetla, radija, TV-a, mikrovalnih pećnica i tako dalje.

Detaljan dizajn generatora vjetra s vodoravnom osi rotacije omogućuje vam da jasno zamislite koji elementi doprinose pretvorbi kinetičke energije u mehaničku, a zatim u električnu

Općenito, princip rada vjetrogeneratora bilo koje vrste i dizajna je sljedeći: tijekom procesa rotacije na lopaticama se pojavljuju tri vrste učinaka sile: kočenje, impuls i podizanje.

Ovaj dijagram rada vjetroturbine omogućuje vam da shvatite što se događa s električnom energijom proizvedenom radom vjetrogeneratora: dio se akumulira, a drugi se troši

Posljednje dvije sile pobjeđuju silu kočenja i pokreću zamašnjak.Na nepokretnom dijelu generatora rotor stvara magnetsko polje tako da električna struja teče kroz žice.

Podjela vrsta generatora energije

Postoji nekoliko kriterija po kojima se vjetroelektrane klasificiraju. Kako odabrati najbolji uređaj za seosko imanje detaljno je opisano u jednom od najpopularnijih članaka na našoj web stranici.

Dakle, vjetrenjače se razlikuju po:

• broj lopatica u propeleru;
• materijali za proizvodnju oštrica;
• položaj osi rotacije u odnosu na površinu zemlje;
• značajka nagiba vijka.

Postoje modeli s jednom, dvije, tri oštrice i više oštrica.

Proizvodi s velikim brojem lopatica počinju se okretati čak i pri laganom vjetru. Obično se koriste u poslovima gdje je sam proces rotacije važniji od proizvodnje električne energije. Na primjer, za vađenje vode iz dubokih bunara.

Ispada da se lopatice generatora vjetra mogu izraditi ne samo od tvrdih materijala, već i od pristupačne tkanine

Lopatice mogu biti jedrene ili krute. Proizvodi za jedrenje mnogo su jeftiniji od krutih, koji su izrađeni od metala ili stakloplastike. Ali moraju se vrlo često popravljati: krhki su.

Što se tiče položaja osi rotacije u odnosu na zemljinu površinu, postoje vertikalne vjetroturbine i horizontalni modeli. I u ovom slučaju, svaka sorta ima svoje prednosti: vertikalne reagiraju osjetljivije na svaki dah vjetra, ali horizontalne su snažnije.

Vjetrogeneratori se prema karakteristikama koraka dijele na modele s fiksnim i promjenjivim korakom. Promjenjivi korak omogućuje značajno povećanje brzine rotacije, ali ova instalacija ima složen i masivan dizajn. Vjetroturbine s fiksnim korakom su jednostavnije i pouzdanije.

Vjetroelektrična instalacija rotorskog tipa

Smislimo kako vlastitim rukama napraviti jednostavnu vjetrenjaču s okomitom osi rotacije tipa rotora. Takav model može lako zadovoljiti potrebe za električnom energijom vrtne kuće, raznih gospodarskih zgrada, a također osvijetliti lokalno područje i vrtne staze noću.

Lopatice ove instalacije tipa rotora s okomitom osi rotacije jasno su izrađene od elemenata izrezanih iz metalne bačve

Cilj nam je proizvesti vjetroturbinu maksimalne snage 1,5 kW.

Da bismo to učinili, trebat će nam sljedeći elementi i materijali:

• 12 V automobilski generator;
• 12 V gel ili kiselinska baterija;
• poluhermetički prekidač vrste "gumb" za 12 V;
• pretvarač 700 W – 1500 W i 12V – 220V;
• kanta, tava velikog kapaciteta ili drugi veliki spremnik od nehrđajućeg čelika ili aluminija;
• relej svjetiljke upozorenja za punjenje automobila ili baterije;
• voltmetar za automobil (možete koristiti bilo koji);
• vijci s maticama i podlošcima;
• žice s presjekom od 4 kvadratna mm i 2,5 četvornih mm;
• dvije stezaljke za pričvršćivanje generatora na jarbol.

U procesu dovršetka rada trebat će nam brusilica ili metalne škare, građevinska olovka ili marker, mjerna traka, rezači žice, bušilica, bušilica, ključevi i odvijač.

Također možete sami sastaviti regulator za sustav koji proizvodi električnu energiju. S pravilima i shemama proizvodnje regulator vjetroturbine će vas upoznati s člankom s čijim vam sadržajem savjetujemo da se upoznate.

Početna faza proizvodnje instalacije

Počinjemo s izradom domaće vjetrenjače uzimajući veliki cilindrični metalni spremnik. Obično se u tu svrhu koristi stara kipuća voda, kanta ili tava. To će biti osnova za naše buduće vjetroturbine.

Pomoću mjerne trake i građevinske olovke (markera) nanesite oznake: podijelite naš spremnik na četiri jednaka dijela.

Prilikom rezanja u skladu s uputama sadržanim u tekstu, ni pod kojim okolnostima nemojte rezati metal do kraja.

Metal će se morati rezati. Za to možete koristiti mlin. Ne koristi se za rezanje posuda od pocinčanog čelika ili bojanog lima, jer će se takva vrsta metala sigurno pregrijati. Za takve slučajeve bolje je koristiti škare. Izrežemo oštrice, ali ih ne rezati do kraja.

Opcije, dijagrami i preporuke za izradu različitih modela lopatice za vjetrogenerator naći ćete u našem preporučenom članku.

Paralelno s nastavkom radova na tenku izvršit će se pregradnja remenice generatora. Na dnu bivše posude i na remenici morate označiti i izbušiti rupe za vijke. Rad u ovoj fazi mora se tretirati s najvećom pažnjom: sve rupe moraju biti smještene simetrično kako ne bi došlo do neravnoteže tijekom rotacije instalacije.

Ovako izgledaju lopatice drugog dizajna s okomitom osi rotacije. Svaka oštrica se proizvodi zasebno, a zatim montira u zajednički uređaj

Savijamo oštrice tako da ne strše previše. Kada izvodimo ovaj dio posla, svakako vodimo računa u kojem smjeru će se generator okretati.

Obično je smjer njegove rotacije u smjeru kazaljke na satu. Kut savijanja lopatica utječe na područje utjecaja protoka zraka i brzinu rotacije propelera.

Sada morate na remenicu pričvrstiti kantu s noževima pripremljenim za rad. Generator postavljamo na jarbol, pričvršćujući ga stezaljkama. Ostaje samo spojiti žice i sastaviti krug. Budite spremni zapisati dijagram ožičenja, boje žica i oznake igala. Sigurno će vam trebati kasnije. Fiksiramo žice na jarbol uređaja.

Ovaj crtež sadrži detaljne preporuke za sastavljanje opće strukture i opći prikaz uređaja koji je već sastavljen i spreman za upotrebu.

Za spajanje baterije trebate koristiti žice s presjekom od 4 mm². Dovoljno je uzeti segment duljine 1 metar. To je dovoljno.

A za spajanje tereta na mrežu, koja uključuje, na primjer, rasvjetu i električne uređaje, dovoljne su žice s presjekom od 2,5 mm². Ugradite pretvarač (pretvarač). Za ovo će vam također trebati žica od 4 mm².

Prednosti i nedostaci modela rotacijske vjetrenjače

Ako ste sve učinili pažljivo i dosljedno, onda će ovaj generator vjetra uspješno raditi. U tom slučaju neće nastati problemi tijekom njegovog rada.

Ako koristite pretvarač od 1000 W i bateriju od 75 A, ova instalacija će osigurati struju za uređaje za video nadzor, sigurnosne alarme, pa čak i uličnu rasvjetu.

Prednosti ovog modela su:

• ekonomičan;
• elementi se lako mogu zamijeniti novima ili popraviti;
• nisu potrebni posebni uvjeti za rad;
• pouzdan u radu;
• pruža potpunu akustičnu udobnost.

Postoje i nedostaci, ali ne previše: izvedba ovog uređaja nije jako visoka i ima značajnu ovisnost o iznenadnim udarima vjetra. Zračne struje mogu jednostavno poremetiti improvizirani propeler.

Kako bismo točno odabrali model vjetrogeneratora potrebne snage prije početka rada, savjetujemo napraviti izračun prema formulama danim u preporučenom članku.

Montaža aksijalne vjetroturbine na neodimijskim magnetima

Budući da su se neodimijski magneti pojavili u Rusiji relativno nedavno, aksijalni generatori vjetra sa statorima bez željeza počeli su se izrađivati ​​ne tako davno.

Pojava magneta izazvala je nalet potražnje, ali postupno je tržište postalo zasićeno, a cijena ovog proizvoda počela je padati. Postao je dostupan obrtnicima koji su ga odmah prilagodili svojim potrebama.

Aksijalna vjetroturbina na neodimijskim magnetima s vodoravnom osi rotacije je složeniji dizajn koji zahtijeva ne samo vještinu, već i određeno znanje

Ako imate glavčinu iz starog automobila s kočionim diskovima, tada ćemo ga uzeti kao osnovu za budući aksijalni generator.

Pretpostavlja se da ovaj dio nije nov, već je već korišten. U tom slučaju potrebno ga je rastaviti, provjeriti i podmazati ležajeve, temeljito očistiti naslage i hrđu. Ne zaboravite slikati gotov generator.

Glavčina s kočionim diskovima, u pravilu, ide majstorima kao jedan od dijelova starog automobila koji je rashodovan, pa ga je stoga potrebno temeljito očistiti

Distribucija i osiguranje magneta

Neodimijski magneti moraju biti zalijepljeni na diskove rotora. Za naš rad uzet ćemo 20 magneta 25x8mm.

Naravno, možete koristiti različiti broj polova, ali morate se pridržavati sljedećih pravila: broj magneta i polova u jednofaznom generatoru mora odgovarati, ali ako govorimo o trofaznom modelu, tada je omjer polova prema zavojnicama treba biti 2/3 ili 4/3.

Kod postavljanja magneta polovi se izmjenjuju. Važno je ne pogriješiti. Ako niste sigurni da ćete pravilno postaviti elemente, napravite predložak savjeta ili primijenite sektore izravno na sam disk.

Ako imate izbora, kupite pravokutne umjesto okruglih magneta. U pravokutnim modelima magnetsko polje je koncentrirano duž cijele duljine, au okruglim - u središtu.

Suprotni magneti moraju imati različite polove. Ništa nećete pobrkati ako ih flomasterom označite znakom minus ili plus. Da biste odredili polove, uzmite magnete i približite ih jedan drugome.

Ako se površine privlače, označite ih plusom, ako se odbijaju, označite ih minusima. Prilikom postavljanja magneta na diskove, mijenjajte polove.

Magneti su postavljeni u skladu s pravilom izmjenične politike, stranice od plastelina nalaze se duž vanjskog i unutarnjeg perimetra: proizvod je spreman za punjenje epoksidnom smolom

Za sigurno pričvršćivanje magneta potrebno je koristiti što kvalitetnije i što jače ljepilo.

Da biste povećali pouzdanost fiksacije, možete koristiti epoksidnu smolu. Treba ga razrijediti kako je navedeno u uputama i njime napuniti disk. Smola bi trebala prekriti cijeli disk, ali ne smije otjecati s njega. Mogućnost kapanja možete spriječiti ako omotate disk trakom ili napravite privremene barijere od plastelina od polimerne trake po njegovom obodu.

Jednofazni i trofazni generatori

Ako usporedimo jednofazne i trofazne statore, potonji će biti bolji. Jednofazni generator vibrira kada je opterećen. Uzrok vibracija je razlika u amplitudi struje, koja nastaje zbog njenog nekonzistentnog izlaza u isto vrijeme.

Trofazni model nema takav nedostatak. Karakterizira ga konstantna snaga zahvaljujući fazama koje se međusobno kompenziraju: kada struja raste u jednoj, smanjuje se u drugoj.

Prema rezultatima ispitivanja, učinak trofaznog modela je gotovo 50% veći od učinka monofaznog modela. Još jedna prednost ovog modela je da se u nedostatku nepotrebnih vibracija povećava akustična udobnost kada uređaj radi pod opterećenjem.

Odnosno, trofazni generator praktički ne zuji tijekom rada. Kada se vibracije smanje, životni vijek uređaja se logično povećava.

U borbi između trofaznih i monofaznih uređaja, trofazni uvijek pobjeđuje, jer ne zuji toliko tijekom rada i traje duže od monofaznih.

Pravila za namatanje koluta

Ako pitate stručnjaka, on će reći da prije namatanja zavojnica morate pažljivo izračunati. Praktičar u ovom pitanju će se osloniti na svoju intuiciju.

Odabrali smo generator koji nije baš brz. Naš postupak punjenja za bateriju od dvanaest volti trebao bi započeti pri 100-150 okretaja u minuti. Takvi početni podaci zahtijevaju da ukupni broj zavoja svih zavojnica bude 1000-1200 komada. Moramo samo podijeliti ovu brojku između svih zavojnica i odrediti koliko će zavoja biti na svakoj.

Vjetrenjača pri malim brzinama može biti snažnija ako se poveća broj polova. Frekvencija strujnih oscilacija u zavojnicama će se povećati. Ako koristite žicu većeg presjeka za namatanje zavojnica, otpor će se smanjiti, a struja će se povećati. Nemojte izgubiti iz vida činjenicu da veći napon može "pojesti" struju zbog otpora namota.

Postupak namotavanja može biti lakši i učinkovitiji ako za tu svrhu koristite poseban stroj.

Uopće nije potrebno obavljati takav rutinski postupak kao što je ručno namatanje zavojnica. Malo domišljatosti i izvrstan stroj koji se lako nosi s navijanjem već je tu

Na karakteristike rada domaćih generatora uvelike utječu debljina i broj magneta koji se nalaze na diskovima. Ukupna ukupna snaga može se izračunati namotavanjem jedne zavojnice i potom vrtnjom u generatoru. Buduća snaga generatora određuje se mjerenjem napona pri određenim brzinama bez opterećenja.

Navedimo primjer. S otporom od 3 ohma i 200 okretaja u minuti izlazi 30 volti.Ako od ovog rezultata oduzmete 12 volti napona baterije, dobit ćete 18 volti. Ovaj rezultat podijelite s 3 ohma i dobijete 6 ampera. Volumen je 6 ampera i ide na bateriju. Naravno, u izračunu nismo uzeli u obzir gubitke u žicama i na diodnom mostu: stvarni rezultat bit će manji od izračunatog.

Obično su zavojnice izrađene okrugle. No, ako ih malo razvučete, dobit ćete više bakra u sektoru i zavoji će biti ravniji. Ako usporedite veličinu magneta i promjer unutarnje rupe zavojnica, tada bi se trebali podudarati ili bi veličina magneta mogla biti nešto manja.

Gotove zavojnice trebaju odgovarati veličini magneta: trebale bi biti malo veće od magneta ili jednake veličine s njima

Debljina statora koju izrađujemo mora biti pravilno povezana s debljinom magneta. Ako se stator poveća povećanjem broja zavoja u zavojnicama, prostor među diskovima će se povećati, a magnetski tok će se smanjiti. Rezultat može biti sljedeći: generira se isti napon, ali zbog povećanog otpora zavojnica dobit ćemo manju struju.

Šperploča se koristi za izradu kalupa statora. Međutim, sektori za zavojnice mogu se označiti na papiru koristeći plastelin kao granice.

Ako stavite tkaninu od stakloplastike na zavojnice na dnu kalupa, snaga proizvoda će se povećati. Prije nanošenja epoksidne smole potrebno je podmazati kalup vazelinom ili voskom, tada se smola neće lijepiti za kalup. Neki ljudi koriste traku ili film umjesto lubrikanta.

Zavojnice su pričvršćene jedna na drugu. U ovom slučaju, krajevi faza se izvlače. Šest izvedenih žica treba spojiti u zvijezdu ili trokut. Ručnim okretanjem sastavljenog generatora vrši se ispitivanje.Ako je napon 40 V, tada će struja biti približno 10 ampera.

Završna montaža uređaja

Duljina gotovog jarbola trebala bi biti približno 6-12 metara. S takvim parametrima, njegova baza mora biti betonirana. Sama vjetrenjača će biti pričvršćena na vrh jarbola.

Kako bi se do nje moglo doći u slučaju kvara, potrebno je predvidjeti poseban nosač u podnožju jarbola, koji će omogućiti podizanje i spuštanje cijevi pomoću ručnog vitla.

Jarbol na koji je pričvršćen vjetrogenerator visoko se uzdiže, no razboriti je majstor izradio posebnu napravu koja omogućuje da se konstrukcija po potrebi spusti na tlo

Za izradu vijka možete koristiti PVC cijev promjera 160 mm. Njime će se s površine izrezati dvometarski propeler koji se sastoji od šest lopatica. Bolje je sami eksperimentalno razviti oblik lopatica. Cilj je povećati moment pri niskom broju okretaja.

Propeler treba zaštititi od prejakog vjetra. Da biste riješili ovaj problem, koristite preklopni rep. Generirana energija pohranjuje se u baterije.

Našim smo čitateljima pružili dvije opcije za vlastite izrade vjetrogeneratora od 220 V, koji uživaju povećanu pozornost ne samo vlasnika seoskih imanja, već i običnih ljetnih stanovnika.

Oba modela vjetroturbina učinkovita su na svoj način. Ovi uređaji mogu pokazati posebno dobre rezultate u stepskim područjima s čestim i jakim vjetrovima. Dovoljno su učinkoviti da se mogu koristiti u organizaciji alternativno grijanje doma te u opskrbi električnom energijom. I nije ih tako teško izgraditi vlastitim rukama.

Zaključci i koristan video na tu temu

Ovaj video prikazuje primjer vjetroturbine s vodoravnom osi rotacije. Autor uređaja detaljno objašnjava nijanse dizajna instalacije "uradi sam", skreće pozornost publike na pogreške koje se mogu učiniti u procesu izrade vjetrogeneratora i daje praktične savjete.

Imajte na umu da doći do uređaja, podignutog na pristojnu visinu, nije tako lako. Ponovna instalacija takve vjetroturbine najvjerojatnije će biti problematična. Stoga sklopivi dizajn jarbola u ovom slučaju uopće neće biti suvišan.

Ovaj video prikazuje rotirajuću vjetrenjaču s okomitom osi rotacije. Ova instalacija je smještena nisko, napravljena na originalan način i vrlo je osjetljiva: čak i blagi vjetar pokreće lopatice uređaja.

Ako živite u području gdje se vjetrovi ne smatraju rijetkom pojavom, korištenje ovog izvora alternativne energije moglo bi biti najučinkovitije za vas. Gore navedeni primjeri vlastitih vjetrenjača dokazuju da ih nije tako teško napraviti vlastitim rukama. Energija vjetra je javno dostupan i obnovljiv resurs koji se može i treba koristiti.

Pozivamo posjetitelje stranice zainteresirane za temu članka da izraze svoje mišljenje u komentarima i postavljaju pitanja koja su se pojavila tijekom čitanja materijala.