Kako narediti mini vetrno turbino z lastnimi rokami?

Za pridobivanje električne energije vetrna turbina ne potrebuje goriva ali sončne energije. Zaradi te funkcije mnogi ljudje razmišljajo o tem, kako zgraditi vetrno turbino z lastnimi rokami, saj nakup in namestitev že pripravljene opreme ni poceni.

Načelo delovanja in vrste vetrnih generatorjev

Samostojno izdelano vetrno turbino je mogoče izdelati le z razumevanjem njene naprave. Prototip te enote je stara vetrnica. Ko pritisk zraka steče na njegova krila, se je začela premikati gred, ki je prenašala navor na opremo mlina.

Isti princip uporabe vetrne energije za vrtenje rotorja se uporablja v vetrnih turbinah za proizvodnjo električne energije:

1. Gibanje lopatic zaradi vetra povzroči vrtenje primarne gredi z menjalnikom. Navor se prenaša na sekundarno gred (rotor) generatorja, ki je opremljena z 12 magneti. Zaradi njegovega vrtenja se v statorskem obroču ustvari izmenični tok.
2. Tovrstna elektrika ne more polniti baterij brez posebne naprave - krmilnika (usmernika).Naprava pretvarja izmenični tok v enosmerni in omogoča njegovo akumulacijo, da lahko gospodinjski aparati delujejo nemoteno. Krmilnik opravlja še eno funkcijo: pravočasno preneha polniti baterijo in odvečno energijo, ki jo ustvari vetrna turbina, prenese na enote, ki je porabijo veliko (na primer na grelne elemente za ogrevanje doma)
3. Za zagotovitev napajalne napetosti 220 V se tok napaja iz baterij v pretvorniku, nato pa že pride do točk porabe energije.

Da bi zagotovili, da so lopatice vedno v najboljšem položaju za interakcijo z vetrom, je na krilnih napravah nameščen rep, ki vam omogoča obračanje propelerja proti vetru. Tovarniški modeli vetrnih turbin imajo zavorne naprave ali dodatne tokokroge za zgibanje repa ali za odmik lopatic stran od vetra v slabem vremenu.

Obstaja več vrst vetrnih turbin, ki jih razvrščamo po številu in materialu lopatic ali koraku propelerja. Toda glavna delitev temelji na lokaciji osi ali primarne gredi:

1. Horizontalni tip vključuje lokacijo gredi vzporedno s površino tal. Takšni generatorji se imenujejo krilati generatorji.
2. Vertikalne vetrne turbine imajo os pravokotno na obzorje, ravnine pa so razporejene okoli nje. Vertikalne generatorje lahko imenujemo ortogonalni ali vrtiljačni generatorji.

Ne glede na lokacijo vrtilne osi ostaja načelo delovanja enote enako.

Modeli vetrnih turbin imajo lahko propeler ali vetrno kolo z 2, 3 ali več lopaticami. Menijo, da so naprave z več kraki sposobne ustvarjati tok pri majhnem vetru, medtem ko propelerji z 2-3 krili potrebujejo večji pretok zraka. Pri izbiri modela je treba upoštevati pomembno pravilo, da vsaka lopatica ustvarja upor proti toku vetra in zmanjšuje hitrost vrtenja, zato je kolo z več lopaticami težko zavrteti do delovne hitrosti.

Med sortami vetrnih turbin so jadralne in toge. Ta imena označujejo material, iz katerega so izdelana krila. Pri samomontaži bo tip jadra lažji in bolj ekonomičen, vendar rezila iz plastičnega materiala (tkanina, film itd.) Niso trpežna in odporna proti obrabi.

Navpična različica

Izdelava vetrne turbine navpičnega tipa je lažja od vodoravne. Zasnova ne zahteva lopatice, nameščene na nizki višini (do 2 m). Pregledi tistih, ki uporabljajo navpične VEU (vetrne turbine), pričajo o nepomembnem hrupu pri vrtenju in priročnosti servisiranja delovnih enot enot. Generator je nameščen na dnu konstrukcije in vzdrževanje je mogoče izvajati, ne da bi morali delati z višine ali spuščati jambor na tla.

Na zgornjem koncu osi je ležaj, ki služi tudi kot drog. Ta del praktično ne potrebuje vzdrževanja in lahko zdrži več let brez popravila.

V nasprotju z vetrnimi turbinami z lopaticami vertikalne vetrne turbine ne potrebujejo visokega droga. Delujejo neodvisno od smeri vetra, kar poenostavlja zasnovo gibljivega dela. Za lopatice kompaktne vetrne turbine lahko uporabite PVC cev velikega premera (kot je kanalizacijska cev), za močnejšo vetrno turbino pa je primerno tanko pocinkano jeklo. Ti materiali so na voljo vsakemu domačemu mojstru in relativno poceni.

Zasnovo vetrnega kolesa lahko izberete neodvisno med številnimi razpoložljivimi možnostmi:

• Dornierjev dizajn z 2 ravnima reziloma;
• sistem Savonius s 4 polcilindričnimi krili;
• pravokotna večkraka vetrna turbina z 2 vrstama ravnin;
• helikoidne vetrne turbine z ukrivljenim profilom lopatic.

Vse vertikalne vetrne turbine uporabljajo princip agregata Savonius. Doma so lahko rezila izdelana iz jeklenih ali plastičnih sodov, prerezanih po dolžini na pol.Posebnost zasnove je, da učinkovitost enote doseže največ pri hitrosti lopatic, ki je dvakrat manjša od hitrosti vetra. Zato ni vredno poskušati povečati hitrosti vertikalne vetrne turbine.

Horizontalni modeli

Za razliko od vertikalnih generatorjev imajo domače vetrne turbine s propelerjem večji izkoristek, ko se poveča hitrost lopatic. Toda številni in ozki elementi propelerja ne prispevajo k najboljšemu delu: pri močnem vetru nimajo časa za odvijanje gredi zaradi zračne blazine, ki nastane pred propelerjem.

Večkrake vetrne turbine za dom z lastnimi rokami je bolje narediti na območjih z ne preveč močnimi vetrovi. Če moč vetra v regiji pogosto presega 10-15 m na sekundo, je smiselno zgraditi vetrno turbino z 2-3 lopaticami. Oba tipa lahko začneta delovati pri hitrosti zračnega toka približno 2-3 m na sekundo.

Vodoravni model zahteva namestitev visokega jambora (6-12 m). Da bi se izognili višinskim delom med vzdrževanjem, ljudski obrtniki v dno jambora vgradijo preprost zložljivi mehanizem - os. Za strukturno stabilnost pri močni obremenitvi vetra so potrebni nosilci za kable, ki držijo jambor v pokončnem položaju.

Gonodela z generatorjem in propelerjem mora biti nameščena na ležaju in opremljena z vremensko loputo, tako da propeler vedno zavzema ugoden položaj glede na veter. Kabli, po katerih bo potekal tok, morajo biti razporejeni tako, da se med vrtenjem gondole ne zvijajo, motijo ​​njo in se ne trgajo. Zato se prenašajo znotraj cevastega jambora.

Kako narediti generator vetrne turbine za 220 voltov?

Delo na ustvarjanju vetrne turbine bi morali začeti z določitvijo potrebne zmogljivosti enote:

• za osvetlitev več prostorov je dovolj, da imate generator z zmogljivostjo manj kot 1 kW; zagotovil bo napajanje za žarnice z žarilno nitko ali varčne žarnice, poleg tega pa lahko priključite prenosni računalnik ali TV;
• domači vetrni generator z zmogljivostjo 5 kW bo zagotovil električno energijo za gospodinjske aparate (hladilnik, pralni stroj, štedilnik itd.);
• za popolno pretvorbo hiše na avtonomno oskrbo z električno energijo potrebujete močan generator z zmogljivostjo več kot 20 kW.

Generator lahko izdelate sami ali prilagodite ustrezno enoto, odstranjeno iz starega avtomobila. Na ta način lahko zagotovite trenutno proizvodnjo do 2-3 kW. Če želite narediti močnejšo vetrno turbino z lastnimi rokami na 220V, morate natančno izračunati število tuljav in zavojev žice, velikost in število magnetov na rotorju ter parametre kril lopatic.

Preprost dizajn

Za najpreprostejšo zasnovo z zmogljivostjo približno 1-1,5 kW boste potrebovali:

• avtomobilski alternator (12 V);
• kislinska baterija (12 V);
• Stikalo za vklop/izklop (12 V);
• pretvornik toka 700-1500 V in 12-220 V;
• kovinska velika zmogljivost;
• vijaki, podložke, matice;
• sponke za pritrditev alternatorja (2 kom.).

V jermenici avtomobilskega alternatorja morate narediti simetrične luknje za vijake. Obseg posode razdelite na 4 enake dele. Izrežite vesla:

• Na strani posode označite pravokotnike glede na razdelilne oznake kroga;
• Poiščite navpično središče vsakega elementa;
• na zgornjem in spodnjem delu posode označite neprekinjene robove širine 3-5 cm;
• izrežite kovino med posameznimi pravokotniki do linije platišč;
• naredite reze vzdolž zgornje in spodnje meje oznak, tako da sredina pravokotnika ostane nedotaknjena in povezana s platišči;
• razgrnite vsako rezilo glede na osrednjo os;
• določite sredino okroglega dna, označite mesta za luknje za vijake glede na njihovo lokacijo na jermenici generatorja.

Ko raztegnete krila, je vredno določiti smer vrtenja vetrnega kolesa, da prikažete želene dele letal. Da bi zagotovili enako obremenitev vseh rezil, morate izmeriti kote njihovega odvijanja.

Sestavljanje konstrukcije je sestavljanje jermenice generatorja in dna posode. Po tem pripravite podlago za namestitev vetrnega generatorja (jambor iz debele cevi z višino približno 2 m). Generator je lažje pritrditi nanj s sponkami ustreznega premera. Za polnjenje akumulatorja mora biti tok iz alternatorja speljan skozi usmernik, povezava pa mora biti izvedena z uporabo električnih shem avtomobila.

Domači generator za vetrno turbino z lopaticami

Enoto za horizontalni generator vetrne turbine lahko sestavite iz pest koles iz avtomobila ali uporabite električni motor iz pralnega stroja. Za delo boste morali kupiti magnete iz neodija (niobijeve zlitine). Bolje je vzeti pravokotne elemente.

Njihovo število lahko določite s številom tuljav, če uporabljate motor. Pri trifaznem generatorju mora biti število magnetov 2/3 števila tuljav, pri enofaznem pa se mora ujemati. Strokovnjaki svetujejo, da se odločite za trifazni generator.

Pri uporabi motorja iz pralnega stroja je treba magnete prilepiti na rotor motorja. Če se uporablja pesto kolesa, se magneti namestijo na krog iz jeklene pločevine debeline približno 5 mm. Pri sestavljanju rotorja se upoštevajo pravila:

1. Razdalja med magneti mora biti enaka. Pravokotni elementi na pestu so nameščeni s svojimi dolgimi stranicami na polmerih kroga, na gredi motorja pa na njegovi vzdolžni osi.
2. Pred delom je potrebno določiti in označiti pole magnetov. Nameščeni so tako, da imajo nasprotni elementi različne polarnosti.Pri nameščanju magnetov menjajte pozitivni in negativni pol na sosednjih delih.
3. Priporočljivo je, da magnete napolnite z epoksidom, tako da se trdno držijo na površini rotorja.

Pri uporabi gredi motorja kot rotorja postavite del na svoje mesto v navitju in preverite funkcionalnost zasnove tako, da na vodnike namestite igle voltmetra in zavrtite gred z vrtalnikom.

Če se uporablja pesto, se tuljave emajlirane bakrene žice s presekom 1 mm navijejo neodvisno. Vsaka tuljava mora biti sestavljena iz 60 obratov in mora imeti višino 9 mm. Tuljave morajo biti pritrjene na ravni del pesta kolesa.

Pri trifaznem alternatorju povežite konca žice na naslednji način:

• Zunanji vodnik 1 tuljave pustite prost in povežite notranji vodnik 4 z zunanjim vodnikom;
• povežite notranji vod tuljave 4 z zunanjim vodnikom tuljave 7 in nadaljujte do konca, tako da na vsaka 2 kosa povežete dele navitja; zadnja naj ima prost notranji konec, ki ga je mogoče zlahka zviti z že levim svitom ali drugače označiti;
• postopek ponovite z 2 tuljavama, pri čemer na vsaka 2 kosa povežite žice po istem principu;
• enako storite s 3. tuljavo in preostalimi nepovezanimi.

Na koncu dela bo mojster imel 6 ločenih vodnikov. Navitje je treba napolniti z epoksidom in posušiti.

Nato je treba v ležaj pesta vpeti gred, na katero je treba namestiti obroč rotorja z magneti. Razdalja med ravninami delov je 1-1,5 mm. Preverite prisotnost toka na vodnikih, sestavite vetrno turbino in jo namestite na jambor.

Servisiranje opreme

Pri obratovanju vetrnice je treba enkrat mesečno opraviti splošen pregled napeljave, preveriti napetostni neravnovesje v električnem sistemu, uporabnost krmilnika in enakomernost napetosti kablov. Za nemoteno delovanje enkrat na 3-4 mesece preverite priključke akumulatorja, preverite nivo elektrolita in olja v menjalniku generatorja.

Letni pregled obsega kontrolo površin lamel, ugotavljanje funkcionalnosti ležajev in njihovo zamenjavo. V tem času se tudi dolije nivo elektrolita in v menjalnik dolije olje. Letno vzdrževanje vključuje preverjanje delovanja vseh sklopov.

Povezani članki: