Kuidas oma kätega minituulikut teha?

Elektrienergia saamiseks ei vaja tuuleturbiin kütust ega päikeseenergiat. See funktsioon paneb paljud inimesed mõtlema, kuidas tuuleturbiini oma kätega ehitada, sest valmisseadmete ostmine ja paigaldamine pole odav.

Tuulegeneraatori tööpõhimõte ja tüübid

Isetehtud tuuleturbiini saab teha ainult selle seadmest aru saades. Selle seadme prototüübiks on vana tuuleveski. Kui õhurõhk voolab selle tiibadele, hakkas liikuma võll, mis edastas pöördemomendi veski seadmetele.

Sama tuuleenergia kasutamise põhimõtet rootori pööramiseks kasutatakse tuuleturbiinides elektri tootmiseks:

1. Labade liikumine tuule toimel paneb käigukastiga primaarvõlli pöörlema. Pöördemoment edastatakse generaatori sekundaarvõllile (rootorile), mis on varustatud 12 magnetiga. Selle pöörlemise tulemusena tekib staatorirõngas vahelduvvool.
2. Selline elekter ei saa akusid laadida ilma spetsiaalse seadme - kontrolleri (alaldi)ta.Seade muudab vahelduvvoolu alalisvooluks, võimaldades seda koguda nii, et kodumasinad saaksid häireteta töötada. Kontroller täidab veel ühte funktsiooni: lõpetab õigel ajal aku laadimise ning tuuliku tekitatud üleliigne energia kandub üle seadmetele, mis seda suures koguses tarbivad (näiteks kodukütte küttekehadele)
3. 220 V toitepinge tagamiseks toidetakse vool inverteri akudest ja seejärel jõuab see juba energiatarbimise punktidesse.

Tagamaks, et labad oleksid alati parimas asendis tuulega suhtlemiseks, on tiivaseadmetele paigaldatud saba, mis võimaldab propelleri tuule poole pöörata. Tuuleturbiinide tehasemudelitel on piduriseadmed või lisaahelad saba kokku voltimiseks või labade liigutamiseks ebasoodsate ilmastikutingimuste korral tuule eest.

Tuuleturbiine on mitut tüüpi, klassifitseerides need labade arvu ja materjali või propelleri sammu järgi. Kuid põhijaotus põhineb telje või primaarse võlli asukohal:

1. Horisontaalne tüüp hõlmab võlli asukohta paralleelselt maapinnaga. Selliseid generaatoreid nimetatakse tiibadega generaatoriteks.
2. Vertikaalsete tuuleturbiinide telg asub horisondiga risti ja tasapinnad on paigutatud selle ümber. Vertikaalseid generaatoreid võib nimetada ortogonaalseteks või karussellgeneraatoriteks.

Sõltumata pöörlemistelje asukohast jääb seadme tööpõhimõte samaks.

Tuuleturbiinide mudelitel võib olla 2, 3 või enama labaga propeller või tuuleratas. Arvatakse, et mitme labaga seadmed on võimelised väikese tuulega voolu tekitama, samas kui 2-3 tiivaga propellerid vajavad suuremat õhuvoolu. Mudeli valikul tuleb arvestada olulise reegliga, et iga tera tekitab vastupanu tuulevoolule ja vähendab pöörlemiskiirust, mistõttu on mitme labaga ratast keeruline töökiirusele keerata.

Tuuleturbiinide sortide hulgas on purjetamine ja jäigad. Need nimetused tähistavad materjali, millest tiivad on valmistatud. Isemonteerimisel on purjetüüp lihtsam ja ökonoomsem, kuid plastmaterjalist (riidest, kile jne) valmistatud labad ei ole vastupidavad ja kulumiskindlad.

Vertikaalne versioon

Vertikaalset tüüpi tuuleturbiini valmistamine on lihtsam kui horisontaalset. Disain ei vaja labaseadet, mis on paigutatud madalale kõrgusele (kuni 2 m). Vertikaalset VEU-d (tuuleturbiini) kasutavate inimeste ülevaated annavad tunnistust pöörlemisel tekkivast ebaolulisest mürast ja seadmete töösõlmede teenindamise mugavusest. Generaator asub konstruktsiooni allosas ja hooldust saab teostada ilma, et peaks töötama kõrgelt või langetama masti maapinnale.

Telje ülemises otsas on laager, mis toimib ka mastina. See osa on praktiliselt hooldusvaba ja võib ilma remondita kesta mitu aastat.

Vastupidiselt labadega tuulikule ei vaja vertikaaltuulikud kõrget masti. Need töötavad tuule suunast sõltumatult, mis lihtsustab liikuva osa disaini. Kompaktse tuuleturbiini labade jaoks võib kasutada suure läbimõõduga PVC-toru (näiteks kanalisatsioonitoru) ja võimsama tuuliku jaoks sobivat õhukest tsingitud terast. Need materjalid on kättesaadavad igale kodumeistrile ja suhteliselt odavad.

Tuuleratta konstruktsiooni saab valida paljude saadaolevate valikute hulgast sõltumatult:

• Dornieri disain 2 lameda teraga;
• Savonius süsteem 4 poolsilindrilise tiivaga;
• ortogonaalne mitme labaga tuuleturbiin, millel on 2 rida tasapindu;
• kumera labaprofiiliga helikoidtuulikud.

Kõik vertikaalsed tuuleturbiinid kasutavad Savoniuse agregaadi põhimõtet. Kodus saab terad valmistada terasest või plastikust tünnidest, mis on pikuti pooleks lõigatud.Disaini eripära on see, et seadme efektiivsus saavutab maksimumi, kui labade kiirus on kaks korda väiksem kui tuule kiirus. Seetõttu ei tasu üritada vertikaaltuuliku kiirust tõsta.

Horisontaalsed mudelid

Erinevalt vertikaalsetest generaatoritest on omatehtud propelleriga tuuleturbiinidel suurem kasutegur, kui labade kiirust suurendada. Kuid propelleri arvukad ja kitsad elemendid ei aita kaasa parimale tööle: tugeva tuulepea korral pole neil aega sõukruvi ette moodustunud õhkpadja tõttu võlli lahti kerida.

Oma kätega kodu jaoks mõeldud mitme labaga tuuleturbiine on parem teha piirkondades, kus tuuled ei ole liiga tugevad. Kui tuule tugevus piirkonnas ületab sageli 10-15 m sekundis, on mõttekas ehitada 2-3 labaga tuulik. Mõlemad tüübid on võimelised töötama õhuvoolu kiirusel umbes 2-3 m sekundis.

Horisontaalne mudel eeldab kõrge masti (6-12 m) paigaldamist. Hoolduse ajal kõrgtööde vältimiseks paigaldavad rahvameistrid masti alusesse lihtsa voltimismehhanismi - telje. Konstruktsiooni stabiilsuse tagamiseks tugeva tuulekoormuse korral on vaja kaablitugesid, mis hoiavad masti püstises asendis.

Gondell koos generaatori ja propelleriga peab olema paigaldatud laagrile ja varustatud tuuleliibiga, et sõukruvi oleks alati tuule suhtes soodsas asendis. Voolu kandvad kaablid tuleks paigutada nii, et need ei väänduks gondli pöörlemisel, ei segaks seda ega rebeneks. Seetõttu kantakse neid torukujulise masti sees.

Kuidas teha tuuliku generaatorit 220 volti jaoks?

Tööd tuuleturbiini loomisega peaksite alustama seadme vajaliku võimsuse määramisega:

• mitme ruumi valgustamiseks piisab generaatorist, mille võimsus on alla 1 kW; see annab toidet hõõglampidele või säästulampidele ning lisaks saate ühendada sülearvuti või teleriga;
• omatehtud tuulegeneraator võimsusega 5 kW annab elektrit kodumasinatele (külmik, pesumasin, pliit jne);
• maja täielikuks tõlkimiseks autonoomsele elektrivarustusele on vaja võimsat generaatorit, mille võimsus on üle 20 kW.

Generaator saab ise valmistada või kohandada vanalt autolt eemaldatud sobivat seadet. Sel viisil saate pakkuda voolu võimsust kuni 2-3 kW. Võimsama tuuleturbiini valmistamiseks oma kätega 220 V pingel peate tegema täpsed arvutused traadi mähiste ja keerdude arvu, rootori magnetite suuruse ja arvu ning labade tiibade parameetrite kohta.

Lihtne disain

Lihtsaima konstruktsiooni jaoks, mille võimsus on umbes 1-1,5 kW, vajate:

• auto generaator (12 V);
• happeaku (12 V);
• Sisse-välja lüliti (12 V);
• voolumuundur 700-1500 V ja 12-220 V;
• metallist suur võimsus;
• poldid, seibid, mutrid;
• klambrid generaatori paigaldamiseks (2 tk.).

Auto generaatori rihmarattasse peate poltide jaoks tegema sümmeetrilised augud. Jagage anuma ümbermõõt 4 võrdseks osaks. Lõika labad välja:

• Laeva küljel märgi ristkülikud vastavalt ringi jaotusmärkidele;
• Leidke iga elemendi vertikaalne keskpunkt;
• märkige välja anuma üla- ja alaosa pidevad veljed laiusega 3-5 cm;
• lõigake metall üksikute ristkülikute vahel velgede jooneni;
• teha lõiked mööda märgistuse ülemist ja alumist piiri, nii et ristküliku keskosa jääks puutumatuks ja oleks ühendatud velgedega;
• voldi iga tera kesktelje suhtes lahti;
• määrake ümara põhja keskpunkt, märkige poltide aukude kohad vastavalt nende asukohale generaatori rihmarattal.

Tiibade lahti voltimisel tasub määrata tuuleratta pöörlemissuund, et tasapindadest soovitud osad välja tuua. Kõigi labade võrdse koormuse tagamiseks peaksite mõõtma nende lahtivoltimise nurki.

Konstruktsiooni kokkupanek on generaatori rihmaratta ja anuma põhja poltidega kokkupanek. Pärast seda valmistage ette alus tuulegeneraatori paigaldamiseks (umbes 2 m kõrguse paksu toru mast). Lihtsam on generaatorit selle külge kinnitada sobiva läbimõõduga klambritega. Aku laadimiseks tuleb generaatorist tulev vool juhtida läbi alaldi ning ühendus tuleb teha auto elektriskeeme kasutades.

Isetehtud generaator laba tuuleturbiini jaoks

Horisontaalse tuuliku generaatori agregaadi saab kokku panna auto rattarummudest või kasutada pesumasina elektrimootorit. Töötamiseks peate ostma neodüümist (nioobiumisulamist) valmistatud magnetid. Parem on võtta ristkülikukujulisi elemente.

Kui kasutatakse mootorit, saate nende arvu määrata mähiste arvu järgi. Kolmefaasilise generaatori puhul peaks magnetite arv olema 2/3 mähiste arvust ja ühefaasilise puhul - selle sobitamiseks. Meistrid soovitavad valida kolmefaasilise generaatori.

Pesumasinast mootorit kasutades tuleb mootori rootori külge liimida magnetid. Kui kasutatakse rattarummu, asetatakse magnetid umbes 5 mm paksusele lehtterasest ringile. Rootori kokkupanemisel järgitakse reegleid:

1. Magnetite vaheline kaugus peaks olema võrdne. Rummu ristkülikukujulised elemendid asetatakse nende pikkade külgedega ringi raadiusele ja mootori võllile - selle pikiteljele.
2. Enne tööd on vaja määrata ja märgistada magnetite poolused. Need on paigaldatud nii, et vastandlikud elemendid on erineva polaarsusega.Magnetite paigutamisel asetage külgnevatel osadel positiivsed ja negatiivsed poolused.
3. Magnetid on soovitatav täita epoksiidiga, et need püsiksid kindlalt rootori pinnal.

Kui kasutate mootori võlli rootorina, asetage osa oma kohale mähisesse ja kontrollige konstruktsiooni funktsionaalsust, asetades juhtmetele voltmeetri puuripulgad ja keerates võlli puuriga.

Rummu kasutamisel keritakse iseseisvalt emailitud vasktraadi poolid ristlõikega 1 mm. Iga mähis peab koosnema 60 pöördest ja olema 9 mm kõrge. Mähised tuleks kinnitada rattarummu lamedale osale.

Kolmefaasilise generaatori puhul ühendage juhtmeotsad järgmiselt:

• Jätke mähise välimine juhe 1 vabaks ja ühendage sisemine juhe 4 välimise juhtmega;
• ühendage mähise 4 sisemine juhe mähise 7 välimise juhtmega ja jätkake lõpuni, ühendades mähise osad iga 2 tk järel; viimasel peaks olema vaba sisemine ots, mida saab kergesti keerata juba vasakpoolse juhtmega või muul viisil märgistada;
• korrake protsessi 2 mähisega, ühendades juhtmed samal põhimõttel iga 2 tüki järel;
• tee sama 3. mähisega ja ülejäänud ühendamata.

Töö lõppedes jääb meistrile 6 eraldi juhet. Mähis tuleks täita epoksiidiga ja kuivatada.

Seejärel tuleb rummu laagrisse kinnitada võll, millele monteerida magnetitega rootorirõngas. Osade tasapindade vahe on 1-1,5 mm. Kontrollige voolu olemasolu juhtmetel, pange tuulik kokku ja paigaldage mastile.

Seadmete hooldus

Tuuliku käitamisel üks kord kuus tuleks läbi viia inventari üldine ülevaatus, kontrollida elektrisüsteemi pinge tasakaalustamatust, kontrolleri töökindlust ja kaablite pinge ühtlust. Sujuva töö tagamiseks kord 3-4 kuu jooksul, et kontrollida akuklemmide ühendusi, kontrollige elektrolüüdi ja õli taset generaatori käigukastis.

Iga-aastane ülevaatus sisaldab labade pindade kontrolli, laagrite funktsionaalsuse määramist ja nende vahetust. Sel ajal lisatakse ka elektrolüüditase ja käigukasti lisatakse õli. Iga-aastane hooldus hõlmab kõigi sõlmede toimivuse kontrollimist.

Seotud artiklid: