Zasilanie domów wiejskich, wiejskich lub wiosek wiejskich jest często niestabilne. Linie są zużyte, przerwy spowodowane wypadkami lub przerwane przewody zdarzają się znacznie częściej, niż byśmy tego chcieli. Naprawa uszkodzeń nie zajmuje dużo czasu, ale małe luki powodują wiele niedogodności. Rozwiązaniem problemu mogłaby być instalacja zdolna do dostarczania energii do głównych urządzeń pobierających energię.
Mini generator wiatrowy DIY
Wielkość generatora wiatrowego niekoniecznie musi zadziwiać wyobraźnią swoją wielkością. Mała instalacja wykonana z małych, improwizowanych części lub urządzeń może również generować prąd. Może służyć jako pomoc dydaktyczna dla dzieci, źródło światła w sytuacjach awaryjnych, ładowarka do telefonu komórkowego itp.
Koszty zmniejszają się dziesięciokrotnie, a wydajność jest taka sama, jak zakładano w momencie tworzenia projektu. Minigenerator wiatrowy może służyć jako model próbny do przetestowania technologii i zdobycia doświadczenia w tworzeniu tego typu urządzeń. Do produkcji można użyć różnych uszkodzonych lub przestarzałych urządzeń.
Używamy starej lodówki komputerowej
Dla produkcja wiatraków potrzebujesz dużej chłodnicy, to zawodzi najwyższe wyniki i łatwy w użyciu. Przede wszystkim musisz go zdemontować. Naklejka jest usuwana, wtyczka i pierścień ustalający są usuwane. Następnie chłodnicę można łatwo zdemontować wzdłuż osi obrotu na dwie połowy w przybliżeniu równej wielkości.
Jednym z nich jest wirnik, którego łopaty trzeba będzie wymienić na większe. Aby to zrobić, stare ostrza są ostrożnie odłamywane lub odcinane, a nowe są wykonane z plastikowej butelki, około 4 razy dłuższej niż poprzednie. Najwygodniej jest wykonać trzy części, będą one miały wystarczającą powierzchnię bazową do mocnego sklejenia.
Stojan ma cztery uzwojenia. Można je pozostawić nienaruszone lub zmienić liczbę zwojów. Bierze się cieńszy drut i owija wszystko po kolei i w różnych kierunkach. Cewki są odpowiednio podłączone.
Następnie musisz zrobić prostownik, który będzie wymagał czterech diod. Łączy się je parami szeregowo, a następnie równolegle. Przewody są podłączone, urządzenie jest gotowe. Aby zainstalować go na wietrze, będziesz potrzebować stojaka lub małego masztu, który najłatwiej wykonać z kawałka metalowej rurki. Aby wiatrak był skierowany pod wiatr, potrzebny będzie stabilizator ogona, taki jak ogon samolotu.
Aby sprawdzić funkcjonalność, dołączono tester lub latarkę LED.
Urządzenie do ładowania akumulatora samochodowego
Mały generator wiatrowy, który może naładować akumulator samochodowy, to bardzo praktyczne i potrzebne urządzenie. Należy podać napięcie nieprzekraczające wartości znamionowej akumulatora (zwykle 12 V), w przeciwnym razie istnieje ryzyko przeładowania i zagotowania akumulatora.
Jako generator będziesz potrzebować domowe urządzenie odpowiednią moc lub gotowe silnik asynchroniczny, ciągnik lub generator samochodowy zdolny do wytworzenia napięcia ładowania. Aby zabezpieczyć się przed przeładowaniem, będziesz potrzebować kontrolera opartego na samochodowym regulatorze-przekaźniku, który wyłączy ładowanie, gdy napięcie będzie zbyt wysokie.
Kempingowy generator wiatrowy
Mieć wiatrak kempingowy, pozwalający uzyskać maksymalny komfort przebywania na łonie natury, wygodny i użyteczny dla każdego miłośnika podróży. Wymagania dla takiego wiatraka są oczywiste:
- ścisłość
- Możliwość szybkiego montażu lub demontażu do transportu
- moc dostarczająca energię elektryczną do niezbędnych urządzeń
Będziesz musiał zrobić wirnik z odłączanymi łopatkami i generator, który wytworzy wystarczającą moc. Najlepszą opcją jest typ poziomy, z ostrzami na śrubach. Generator najlepiej jest zaadaptować z samochodu, wymaga niewielkiej modernizacji (przewinięcia cewek) i zamontowania magnesów na wirniku (do wzbudzenia uzwojeń służą magnesy neodymowe).
W naturze wystarczy zamontować urządzenie na pniu drzewa lub innym odpowiednim wsporniku i skierować je pod wiatr. Aby uzyskać zwartość, nie można wykonać urządzenia do obracania się wokół osi pionowej i ręcznie regulować położenie.
Wiatrak z silnika krokowego z drukarki
Silniki krokowe są w stanie dostarczyć napięcie 12 woltów lub więcej, ale ich natężenie prądu jest niskie. Konstrukcja nie pozwala na wzmocnienie ich uzwojeń, dlatego używa się ich w niezmienionym stanie. Na wale montowane są łopatki o odpowiedniej wielkości, wykonane z polipropylenowych rur kanalizacyjnych. Będziesz musiał złożyć prosty prostownik. Konwencjonalne silniki krokowe teoretycznie są w stanie naładować baterię telefonu komórkowego w ciągu kilku dni, ale w praktyce jest to bardzo trudne do osiągnięcia, można je wykorzystać do oświetlenia za pomocą latarek LED.
Inne możliwe opcje
Dla produkcja mini generatora wiatrowego Możesz użyć dowolnych silników elektrycznych ze sprzętu AGD. Możesz dostosować silnik z mechanizmu napędu taśmowego, ze starej kuchenki mikrofalowej (wentylator) i różnych opcji konstrukcji szczotek. Wszystkie mają małą moc i nie będą w stanie zapewnić żadnych poważnych urządzeń, ale jako modele próbne tworzone wspólnie z dziećmi i dające doświadczenie i zrozumienie procesu, wszystkie te opcje są całkiem odpowiednie.
W oparciu o zdobytą wiedzę i umiejętności można stworzyć bardziej produktywny generator wiatrowy, który będzie w stanie zaspokoić potrzeby prywatnego domu i przenieść go w tryb autonomicznego zasilania.
Wiatr to darmowa energia! Wykorzystajmy go więc do celów osobistych. Jeżeli utworzenie farmy wiatrowej na skalę przemysłową jest bardzo kosztowne, ponieważ oprócz generatora konieczne jest przeprowadzenie szeregu badań i obliczeń, państwo nie ponosi takich kosztów i z jakiegoś powodu inwestorzy w krajach byłego ZSRR nie są szczególnie interesujące. Wtedy prywatnie można wykonać mini wiatrak na własne potrzeby. Warto zrozumieć, że projekt konwersji domu na energię alternatywną jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym.
Jak już wspomniano: należy przeprowadzić długoterminowe obserwacje i obliczenia, aby wybrać optymalny stosunek wielkości koła wiatrowego do generatora, odpowiedni dla Twojego klimatu, róży wiatrów i średniej rocznej prędkości wiatru.
Sprawność elektrowni wiatrowej w obrębie jednego regionu może znacznie się różnić, wynika to z faktu, że ruch wiatru zależy nie tylko od strefy klimatycznej, ale także od ukształtowania terenu.
Możesz jednak dowiedzieć się, jaka energia wiatrowa jest przy minimalnych kosztach, montując budżetową instalację do zasilania obciążenia o małej mocy, takiego jak smartfon, żarówki lub radio. Przy odpowiednim podejściu możesz dostarczyć prąd do małego domu lub domku letniskowego.
Przyjrzyjmy się, jak własnoręcznie wykonać prostą instalację wiatrowo-elektryczną.
Wiatraki małej mocy wykonane z improwizowanych środków
Chłodnica komputerowa to silnik bezszczotkowy, który w swojej pierwotnej postaci nie ma żadnej wartości praktycznej.
Należy go przewinąć, ponieważ w oryginale uzwojenia są podłączone nieprawidłowo. Nawiń cewki jedna po drugiej:
Zgodnie ze wskazówkami zegara;
Przeciwnie do ruchu wskazówek zegara;
Zgodnie ze wskazówkami zegara;
Przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.
Sąsiednie cewki należy połączyć szeregowo lub jeszcze lepiej nawinąć jednym kawałkiem drutu przechodzącym z jednego rowka na drugi. W takim przypadku grubość drutu należy wybrać dowolnie, lepiej będzie, jeśli nawiniesz jak najwięcej zwojów, a jest to możliwe przy użyciu najcieńszego drutu.
Napięcie wyjściowe z takiego generatora będzie zmienne, a jego wartość będzie zależała od prędkości (prędkości wiatru), zainstaluj mostek diodowy z diod Schottky'ego, aby go wyprostować na stałe, wystarczą zwykłe diody, ale będzie gorzej, bo napięcie na nich spadnie z 1 do 2 woltów.
Dygresja liryczna, trochę teorii
Pamiętaj, że wielkość pola elektromagnetycznego jest równa:
gdzie L jest długością przewodnika umieszczonego w polu magnetycznym; V - prędkość obrotowa pole magnetyczne;
Modernizując generator, możesz wpływać jedynie na długość przewodu, to znaczy liczbę zwojów każdej cewki. Liczba zwojów określa napięcie wyjściowe, a grubość drutu określa maksymalne obciążenie prądowe.
W praktyce nie ma możliwości wpływania na prędkość wiatru. Jednak i z tej sytuacji jest wyjście: po ustaleniu typowej prędkości wiatru dla Twojego obszaru możesz zaprojektować śmigło odpowiednie do prędkości instalacji wiatrowo-elektrycznej oraz przekładnię lub napęd pasowy zapewniający wystarczającą prędkość, aby wygenerować wymagane napięcie.
WAŻNY: Szybciej nie znaczy lepiej!!! Jeżeli prędkość obrotowa generatora wiatrowego będzie zbyt duża, skróci się jego żywotność, pogorszą się właściwości smarne tulei lub łożysk wirnika, nastąpi zakleszczenie, a najprawdopodobniej nastąpi uszkodzenie izolacji uzwojeń w układzie pojawi się generator
Generator składa się z:
Zwiększenie mocy generatora z chłodnicy komputerowej
Po pierwsze, im więcej łopatek i średnicy koła, tym lepiej, więc przyjrzyj się bliżej chłodnicom 120 mm.
Po drugie, powiedzieliśmy już, że napięcie zależy również od pola magnetycznego, faktem jest, że generatory przemysłowe dużej mocy mają uzwojenia wzbudzenia, a generatory małej mocy mają silne magnesy. Magnesy w chłodnicy są wyjątkowo słabe i nie pozwalają dobre wyniki z generatora, a szczelina między wirnikiem a stojanem jest bardzo duża - około 1 mm, i to przy już słabych magnesach.
Rozwiązaniem tego problemu jest radykalna zmiana konstrukcji generatora. Dokładniej, do chłodnicy potrzebny będzie jedynie wirnik, jako sam generator możemy wykorzystać silnik z drukarki lub dowolnego innego sprzętu AGD. Najpopularniejsze silniki szczotkowe są wzbudzane przez magnesy trwałe.
W efekcie będzie to wyglądać tak.
Moc takiego generatora wystarcza do zasilania diod LED i odbiornika radiowego. Naładowanie telefonu nie wystarczy, telefon wyświetli proces ładowania, ale prąd będzie bardzo mały, do 100 amperów, przy wietrze o prędkości 5-10 metrów na sekundę.
Silniki krokowe jako generator wiatrowy
Silnik krokowy bardzo często spotykany w sprzęcie komputerowym i AGD, w różnych odtwarzaczach, stacjach dyskietek (ciekawe są stare modele 5,25”), drukarkach (szczególnie igłowych), skanerach itp.
Silniki te mogą bez przeróbek pracować jako generator, składają się z wirnika z magnesami trwałymi i stojana z uzwojeniami; typowy schemat podłączenia silnika krokowego w trybie generatora pokazano na rysunku.
W obwodzie znajduje się 5-woltowy stabilizator liniowy typu L7805, który pozwoli bezpiecznie podłączyć telefony komórkowe do takiego wiatraka w celu ich naładowania.
Na zdjęciu generator wykonany z silnika krokowego z zamontowanymi łopatkami.
Silnik w konkretnym przypadku ma 4 przewody wyjściowe, schemat jest dla niego odpowiedni. Silnik o takich gabarytach w trybie generatora wytwarza około 2 W przy słabym wietrze (prędkość wiatru około 3 m/s) i 5 m/s przy silnym wietrze (do 10 m/s).
Nawiasem mówiąc, tutaj jest podobny obwód z diodą Zenera zamiast L7805. Umożliwia ładowanie akumulatorów litowo-jonowych.
Udoskonalenie domowego wiatraka
Aby generator działał wydajniej, należy wykonać dla niego trzpień prowadzący i zamocować go ruchomo na maszcie. Następnie, gdy zmieni się kierunek wiatru, zmieni się kierunek generatora wiatrowego. Wtedy pojawia się kolejny problem - kabel prowadzący od generatora do konsumenta owinie się wokół masztu. Aby rozwiązać ten problem, musisz zapewnić ruchomy kontakt. Gotowe rozwiązanie sprzedawane jest na Ebayu i Aliexpress.
Dolne trzy przewody są nieruchome i schodzą w dół, a górna wiązka przewodów jest ruchoma, wewnątrz zamontowany jest styk ślizgowy lub mechanizm szczotkowy. Jeśli nie masz możliwości zakupu, bądź mądry i zainspirowany decyzją projektantów samochodu Zhiguli, a mianowicie wdrożeniem ruchomego styku przycisku sygnału na kierownicy, i zrób coś podobnego. Lub użyj podkładki kontaktowej z czajnika elektrycznego.
Łącząc złącza uzyskujemy ruchomy styk.
Potężny generator wiatrowy wykonany z improwizowanych środków.
Aby uzyskać większą moc, możesz skorzystać z dwóch opcji:
1. Generator ze śrubokręta (10-50 W);
Jedyne, czego potrzebujesz od śrubokręta, to silnik, opcja jest podobna do poprzedniej, możesz użyć łopatek wentylatora jako śruby, zwiększy to ostateczną moc Twojej instalacji.
Oto przykład takiego projektu:
Zwróćcie uwagę na sposób realizacji nadbiegu przekładni - wał generatora wiatrowego umieszczony jest w rurze, na jego końcu znajduje się przekładnia przekazująca obroty na mniejsze koło zębate zamontowane na wale silnika. Wzrost prędkości obrotowej silnika występuje także w przemysłowych elektrowniach wiatrowych. Skrzynie biegów są używane wszędzie.
Jednak w domowych warunkach wykonanie skrzyni biegów staje się dużym problemem. Skrzynię biegów można wyjąć z elektronarzędzia, jest ona tam potrzebna do obniżenia wysokie obroty na wale silnika komutatorowego przy normalnej prędkości obrotowej uchwytu wiertarki lub tarczy szlifierki kątowej:
Wiertarka posiada przekładnię planetarną;
Szlifierka kątowa wyposażona jest w przekładnię kątową (przyda się przy montażu niektórych instalacji i zmniejszy obciążenie ogona turbiny wiatrowej);
Skrzynia biegów z wiertarki ręcznej.
Ta wersja domowego generatora wiatrowego może już ładować akumulatory 12 V, ale do wygenerowania prądu i napięcia ładowania potrzebny jest konwerter. Zadanie to można uprościć wykorzystując generator samochodowy.
Zaletą takiego generatora jest możliwość wykorzystania go do ładowania akumulatory samochodowe w zasadzie do tego właśnie jest przeznaczony. Autogeneratory posiadają wbudowany przekaźnik regulatora napięcia, co eliminuje konieczność zakupu dodatkowych stabilizatorów czy przetwornic.
Jednak miłośnicy samochodów wiedzą, że na niskim poziomie prędkość biegu jałowego, około 500-1000 obr/min, moc takiego generatora jest mała i nie zapewnia odpowiedniego prądu do ładowania akumulatora. Wiąże się to z koniecznością połączenia z kołem wiatrowym poprzez przekładnię lub napęd pasowy.
Za pomocą tego wyboru możesz dostosować liczbę obrotów przy prędkości wiatru normalnej dla Twojej szerokości geograficznej przełożenie lub za pomocą odpowiednio zaprojektowanego koła wiatrowego.
Przydatne porady
Być może najwygodniejszy projekt powtórzenia masztu dla wiatraka pokazano na zdjęciu. Taki maszt napinany jest na kablach przymocowanych do uchwytów w ziemi, co zapewnia stabilność.
Ważny: Wysokość masztu powinna być jak najwyższa, około 10 metrów. Na większych wysokościach wiatr jest silniejszy, gdyż nie ma dla niego przeszkód w postaci konstrukcji naziemnych, wzniesień i drzew. Pod żadnym pozorem nie instaluj generatora wiatrowego na dachu domu. Drgania rezonansowe konstrukcji mocujących mogą spowodować zniszczenie jej ścian.
Zadbaj o niezawodność masztu nośnego, ponieważ konstrukcja wiatraka opartego na takim generatorze staje się znacznie cięższa i jest już dość poważnym rozwiązaniem, które może zapewnić autonomiczne zasilanie daczy przy minimalnym zestawie urządzeń elektrycznych. Urządzenia pracujące na napięciu 220 V można zasilać z falownika 12-220 V. Najbardziej popularną wersją takiego falownika jest.
Lepiej jest używać generatorów diesla, m.in. samochody ciężarowe, ponieważ są przeznaczone do pracy niskie obroty. Przeciętny silnik wysokoprężny duża ciężarówka pracuje w zakresie prędkości obrotowych od 300 do 3500 obr./min.
Nowoczesne generatory wytwarzają napięcie 12 lub 24 woltów, a prąd o natężeniu 100 amperów od dawna stał się normą. Po wykonaniu prostych obliczeń można stwierdzić, że taki generator da maksymalnie do 1 kW mocy, a generator z Łady (12 V 40-60 A) 350-500 W, co już jest całkiem niezłe przyzwoita figura.
Jakie powinno być koło wiatrowe do domowej turbiny wiatrowej?
Wspomniałem w tekście, że koło wiatrowe powinno być duże i mieć dużą liczbę łopatek, w rzeczywistości tak nie jest. To stwierdzenie było prawdziwe w przypadku tych mikrogeneratorów, które nie udają poważnych maszyn elektrycznych, ale raczej okazy służące do celów referencyjnych i rekreacyjnych.
W rzeczywistości zaprojektowanie, obliczenie i wykonanie koła wiatrowego jest bardzo trudnym zadaniem. Energia wiatru będzie wykorzystywana bardziej racjonalnie, jeśli zostanie wykonana bardzo precyzyjnie, a profil „lotniczy” będzie idealnie zaprojektowany i powinien być zamontowany pod minimalnym kątem do płaszczyzny obrotu koła.
Rzeczywista moc kół wiatrowych o tej samej średnicy i różnej liczbie łopatek jest taka sama, jedyną różnicą jest prędkość ich obrotu. Im mniej skrzydeł, tym więcej obrotów na minutę, przy tym samym wietrze i średnicy. Jeśli zamierzasz osiągnąć maksymalną prędkość, musisz zamontować skrzydła tak dokładnie, jak to możliwe, pod minimalnym kątem do płaszczyzny ich obrotu.
Spójrzcie na tabelę z książki „Domowa Elektrownia Wiatrowa” z 1956 roku wyd. DOSAAF Moskwa. Pokazuje zależność pomiędzy średnicą koła, mocą i obrotami.
W domu te teoretyczne obliczenia są mało przydatne, amatorzy wykonują koła wiatrowe z improwizowanych środków, używając:
Arkusze metalowe;
Plastikowe rury kanalizacyjne.
Szybkie koło wiatrowe z 2-4 ostrzami możesz zamontować własnymi rękami z rur kanalizacyjnych, oprócz nich potrzebujesz piły do metalu lub innego narzędzia tnącego. O zastosowaniu tych rur decyduje ich kształt, po docięciu mają one kształt wklęsły, co zapewnia dużą czułość na przepływ powietrza.
Po przycięciu mocuje się je ŚRUBAMI do wykroju metalowego, tekstolitowego lub sklejkowego. Jeśli masz zamiar zrobić ją ze sklejki, lepiej skleić i skręcić kilka warstw sklejki z obu stron za pomocą wkrętów, wtedy będziesz w stanie uzyskać sztywność.
Oto pomysł na dwułopatkowy wirnik stały do generatora silnika krokowego.
wnioski
Można wykonać instalację wiatrowo-elektryczną o zakresie od małych mocy – jednostek watowych, do zasilania pojedynczych lamp LED, sygnalizatorów i drobnego sprzętu, po dobre wartości mocy w jednostkach kilowatów, gromadzić energię w akumulatorze, wykorzystywać ją w do pierwotnej postaci lub przekonwertuj je na napięcie 220 woltów. Koszt takiego projektu będzie zależny od Twoich potrzeb, być może najdroższym elementem jest maszt i akumulatory, które mogą wahać się w granicach 300-500 dolarów.
Stworzenie generatora wiatrowego niekoniecznie oznacza wytworzenie dużego i wydajnego kompleksu zdolnego do dostarczenia energii elektrycznej całemu domowi lub grupie odbiorców. Można wykonać taki, który jest w istocie działającym modelem poważnej instalacji. Celem takiego wydarzenia może być:
- Wprowadzenie do podstaw energetyki wiatrowej.
- Wspólne zajęcia edukacyjne z dziećmi.
- Próbka eksperymentalna przed budową dużej instalacji.
Stworzenie takiego wiatraka nie będzie wymagało użycia dużej liczby materiałów ani narzędzi, można to zrobić za pomocą improwizowanych środków. Nie można liczyć na wygenerowanie znacznych ilości energii, ale może ona wystarczyć do zasilenia małej lampki LED. Głównym problemem występującym podczas tworzenia jest generator. Trudno jest go stworzyć samodzielnie, ponieważ wymiary urządzenia są niewielkie. Najłatwiejszy w użyciu jest , który pozwala na użycie go w trybie generatora.
Domowy wiatrak oparty na silniku krokowym
Najczęściej kiedy produkcja generatorów wiatrowych małej mocy stosowane są silniki krokowe. Osobliwością ich konstrukcji jest obecność kilku uzwojeń. Zazwyczaj, w zależności od wielkości i przeznaczenia, silniki wykonywane są z 2, 4 lub 8 uzwojeniami (fazami). Po przyłożeniu do nich napięcia wał obraca się odpowiednio pod pewnym kątem (krokiem).
Zaletą silników krokowych jest ich zdolność do wytwarzania wystarczająco dużego prądu przy niskich prędkościach obrotowych. Możesz zainstalować wirnik na generatorze z silnika krokowego bez żadnych urządzeń pośrednich - przekładni, skrzyń biegów itp. Energia elektryczna będzie generowana z taką samą wydajnością, jak w urządzeniach innych konstrukcji wykorzystujących nadbiegi.
Różnica w prędkościach jest dość znacząca - aby uzyskać ten sam wynik, na przykład na silniku komutatorowym, wymagana będzie prędkość obrotowa 10 lub 15 razy większa.
Uważa się, że za pomocą generatora z silnikiem krokowym można ładować akumulatory lub akumulatory telefony komórkowe, ale w praktyce pozytywne wyniki obserwuje się niezwykle rzadko. Zasadniczo uzyskuje się źródła zasilania dla małych lamp.
Wady silników krokowych obejmują znaczną siłę potrzebną do rozpoczęcia obrotu. Ta okoliczność zmniejsza czułość całego systemu, co można nieco skorygować, zwiększając powierzchnię i rozpiętość ostrzy.
Takie silniki można znaleźć w starych stacjach dyskietek, skanerach czy drukarkach. Alternatywnie możesz kupić nowy silnik, jeśli jest w magazynie żądane urządzenie nie okaże się. Aby uzyskać większy efekt, należy wybierać większe silniki, które są w stanie wytworzyć napięcie wystarczająco duże, aby je jakoś wykorzystać.
Generator wiatrowy wykonany z części drukarki
Jeden z odpowiednie opcje- zastosowanie silnika krokowego z drukarki. Można go usunąć z uszkodzonego starego urządzenia, każda drukarka ma co najmniej dwa takie silniki. Alternatywnie możesz kupić nowy, który nie był używany. Jest w stanie wygenerować około 3 watów mocy nawet przy słabym wietrze, typowym dla większości regionów Rosji. Napięcie, które można osiągnąć, wynosi 12 V lub więcej, co pozwala uznać urządzenie za ładowarkę akumulatorów.
Silnik krokowy wytwarza napięcie przemienne. Użytkownik musi go najpierw wyprostować. Będziesz musiał stworzyć prostownik diodowy, który będzie wymagał 2 diod na każdą cewkę. Diodę LED można podłączyć bezpośrednio do zacisków cewki, jeśli prędkość obrotowa jest wystarczająca, to wystarczy.
Najłatwiejszy sposób montażu wirnika wirnika odbywa się bezpośrednio na wale silnika. Aby to zrobić, konieczne jest wykonanie części środkowej, która będzie ściśle przylegać do wału. Aby wzmocnić mocowanie wirnika, należy wywiercić otwór i wyciąć w nim gwint. Następnie wkręcona zostanie w nią śruba blokująca.
Do produkcji ostrzy zwykle stosuje się polipropylenowe rury kanalizacyjne lub inne odpowiednie materiały. Głównym warunkiem jest niska waga i wystarczająca wytrzymałość, ponieważ ostrza czasami zyskują całkiem przyzwoitą prędkość. Użycie niepewnych materiałów może spowodować niepożądaną sytuację, w której wirnik rozpadnie się podczas pracy.
Ostrza
Zwykle wykonuje się 2 ostrza, ale można wykonać ich więcej. Trzeba o tym pamiętać duża powierzchnia łopat zwiększa KIJÓW wiatraka, ale równolegle wzrasta obciążenie czołowe wirnika przenoszone na wał silnika. Nie zaleca się również wykonywania małych ostrzy, ponieważ nie będą one w stanie pokonać zakleszczenia wału podczas rozpoczynania obrotu.
Aby móc obracać wiatrak wokół osi pionowej, musisz wykonać specjalną jednostkę. Trudność polega na tym, że należy upewnić się, że kabel wychodzący z generatora nie porusza się. Ponieważ urządzenie ma raczej cel dekoracyjny, zwykle podchodzą do problemu w prostszy sposób - instalują odbiornik bezpośrednio na korpusie generatora, eliminując obecność długiego kabla. W przeciwnym razie trzeba będzie zainstalować system przypominający zbieracz szczotek, co jest nieracjonalne i czasochłonne.
Maszt
Zmontowany wiatrak należy zamontować na wysokości co najmniej 3 metrów. Wiatry przepływające w pobliżu powierzchni ziemi mają niestabilny kierunek spowodowany turbulencjami. Podniesienie go do określonej wysokości pomoże uzyskać bardziej równomierne przepływy. Dla samodzielny montaż stabilizator ogonowy jest instalowany na wietrze wzdłuż osi obrotu, pełniąc rolę wiatrowskazu. Wykonany jest z dowolnego kawałka plastiku, płyty aluminiowej lub innego dostępnego materiału.
Co roku ludzie szukają alternatywnych źródeł. Domowa elektrownia ze starej generator samochodowy Przyda się w odległych obszarach, gdzie nie ma połączenia z siecią ogólną. Będzie mogła swobodnie ładować akumulatory, a także zapewni działanie kilku urządzeń AGD i oświetlenia. Ty decydujesz, gdzie wykorzystasz wytworzoną energię, a także odbierzesz ją samodzielnie lub kupisz od producentów, których na rynku jest mnóstwo. W tym artykule pomożemy Ci dowiedzieć się, jak złożyć generator wiatrowy własnymi rękami z materiałów, które zawsze ma każdy właściciel.
Rozważmy zasadę działania elektrowni wiatrowej. Pod szybkim przepływem wiatru aktywowany jest wirnik i śmigła, po czym wał główny zaczyna się poruszać, obracając skrzynię biegów, a następnie następuje wytwarzanie. Na wyjściu otrzymujemy prąd. Dlatego im wyższa prędkość obrotowa mechanizmu, tym większa wydajność. W związku z tym, lokalizując konstrukcje, należy wziąć pod uwagę ukształtowanie terenu, rzeźbę terenu i znać obszary terytoriów, na których prędkość wiru jest duża.
Instrukcja montażu z generatora samochodowego
Aby to zrobić, musisz wcześniej przygotować wszystkie elementy. Najważniejszym elementem jest generator. Najlepiej jechać traktorem lub autobusem, można wygenerować znacznie więcej energii. Jeśli jednak nie jest to możliwe, bardziej prawdopodobne jest, że poradzi sobie ze słabszymi jednostkami. Do złożenia urządzenia potrzebne będą:
woltomierz
przekaźnik ładowanie baterii
stal do produkcji ostrzy
Akumulator 12 V
pudełko z drutu
4 śruby z nakrętkami i podkładkami
zaciski do mocowania
Montaż urządzenia dla domu 220V
Gdy wszystko, czego potrzebujesz, będzie gotowe, przystąp do montażu. Każda opcja może zawierać dodatkowe szczegóły, ale są one wyraźnie określone bezpośrednio w instrukcji.
Przede wszystkim zmontuj koło wiatrowe - główny element konstrukcyjny, ponieważ to właśnie ta część przekształci energię wiatru w energię mechaniczną. Najlepiej, jeśli ma 4 ostrza. Pamiętaj, że im mniejsza ich liczba, tym więcej wibracji mechanicznych i tym trudniej będzie je wyważyć. Wykonane są z blachy stalowej lub żelaznej beczki. Nie powinny mieć kształtu takiego, jaki widziałeś w starych młynach, ale raczej przypominać typ skrzydeł. Mają znacznie niższy opór aerodynamiczny i wyższą wydajność. Po wycięciu za pomocą szlifierki wiatraka z łopatami o średnicy 1,2-1,8 metra należy go wraz z wirnikiem przymocować do osi generatora poprzez wywiercenie otworów i połączenie śrubami.
Montaż obwodu elektrycznego
Zabezpieczamy przewody i podłączamy je bezpośrednio do akumulatora i przetwornicy napięcia. Podczas montażu musisz użyć wszystkiego, czego nauczono Cię na szkolnych lekcjach fizyki schemat elektryczny. Zanim zaczniesz projektować, zastanów się, jakich kW potrzebujesz. Należy zauważyć, że bez późniejszych przeróbek i przewijania stojan w ogóle nie jest odpowiedni, prędkość robocza wynosi 1,2 tys.-6 tys. obr./min, a to nie wystarczy do wytworzenia energii. Z tego powodu konieczne jest pozbycie się cewki wzbudzenia. Aby zwiększyć poziom napięcia, przewiń stojan cienkim drutem. Z reguły uzyskana moc przy 10 m/s będzie wynosić 150-300 watów. Po złożeniu wirnik będzie się dobrze namagnesował, jakby był do niego podłączony prąd.
Obrotowy domowe generatory wiatrowe Są bardzo niezawodne w działaniu i korzystne ekonomicznie, jedyną ich wadą jest strach przed silnymi podmuchami wiatru. Zasada działania jest prosta – wir przechodzący przez łopatki powoduje obrót mechanizmu. W procesie tych intensywnych obrotów powstaje energia, napięcie, którego potrzebujesz. Taka elektrownia to bardzo skuteczny sposób na zaopatrzenie małego domu w prąd, oczywiście jej moc nie wystarczy do wypompowania wody ze studni, ale można za jej pomocą oglądać telewizję lub włączać światło we wszystkich pomieszczeniach pomoc.
Od domowego fana
Sam wentylator może nie działać, ale potrzeba tylko kilku części - stojaka i samej śrubki. Do projektu potrzebny będzie mały silnik krokowy zlutowany z mostkiem diodowym tak, aby wytwarzał stałe napięcie, butelka szamponu, plastikowa fajka wodna o długości około 50 cm, wtyczka do niej i pokrywka z plastikowego wiadra.
Tuleja wykonywana jest maszynowo i mocowana w złączu od skrzydeł zdemontowanego wentylatora. Do tej tulei zostanie podłączony generator. Po zapięciu musisz zacząć tworzyć ciało. Odetnij dno butelki szamponu za pomocą maszyny lub ręcznie. Podczas cięcia należy również pozostawić otwór o numerze 10, aby włożyć w niego oś obrobioną z pręta aluminiowego. Przymocuj go do butelki za pomocą śruby i nakrętki. Po przylutowaniu wszystkich przewodów w korpusie butelki wykonuje się kolejny otwór, w którym wyprowadzane są te same przewody. Rozciągamy je i zabezpieczamy w butelce na górze generatora. Muszą pasować kształtem, a korpus butelki musi solidnie ukrywać wszystkie jej części.
Trzonek do naszego urządzenia
Aby w przyszłości łapał wiatry z różnych kierunków, należy zamontować trzonek za pomocą przygotowanej wcześniej rurki. Część ogonową mocuje się za pomocą nakręcanej nasadki szamponu. Robią w nim także dziurę i po założeniu zatyczki na jeden koniec rurki, przeciągają ją i mocują do głównego korpusu butelki. Z drugiej strony rurkę przecina się piłą do metalu, a skrzydełko trzonka wycina się nożyczkami z pokrywy plastikowego wiadra, powinno mieć okrągły kształt. Wystarczy, że odetniesz krawędzie wiadra mocujące je do głównego pojemnika.
Mocujemy go do tylnego panelu stojaka Wyjście USB i złóż wszystkie otrzymane części w jedną. Dzięki wbudowanemu portowi USB możesz podłączyć radio lub naładować telefon. Nie ma oczywiście tak dużej mocy jak domowy wentylator, ale nadal potrafi zapewnić oświetlenie z jednej żarówki.
DIY generator wiatrowy z silnika krokowego
Urządzenie z silnikiem krokowym wytwarza około 3 W nawet przy niskiej prędkości obrotowej. Napięcie może wzrosnąć powyżej 12 V, co pozwala na naładowanie małego akumulatora. Jako generator możesz użyć silnika krokowego z drukarki. W tym trybie wytwarza silnik krokowy prąd przemienny i można go łatwo przekształcić na stały za pomocą kilku mostków diodowych i kondensatorów. Możesz sam złożyć obwód. Stabilizator instaluje się za mostkami, dzięki czemu uzyskujemy stałe napięcie wyjściowe. Aby monitorować napięcie wizualne, możesz zainstalować diodę LED. Aby zmniejszyć stratę 220 V, do jej prostowania stosuje się diody Schottky'ego.
Łopatki zostaną wykonane z rury PCV. Półfabrykat jest rysowany na rurze, a następnie wycinany za pomocą tarczy tnącej. Rozstaw śrub powinien wynosić około 50 cm, a szerokość 10 cm Należy obrobić tuleję z kołnierzem na wymiar wału silnika. Montuje się go na wale silnika i zabezpiecza śrubami, plastikowe „śruby” przykręca się bezpośrednio do kołnierzy. Przeprowadź także wyważanie - z końców skrzydeł odcina się kawałki plastiku, a kąt nachylenia zmienia się poprzez ogrzewanie i zginanie. Kawałek rury wkłada się do samego urządzenia, do którego jest również przykręcony. Jeśli chodzi o tablicę elektryczną, lepiej umieścić ją na dole i podłączyć do niej zasilanie. Z silnika krokowego wychodzi aż 6 przewodów, które odpowiadają dwóm cewkom. Będą wymagały pierścieni ślizgowych do przenoszenia prądu z ruchomej części. Po połączeniu wszystkich części przystępujemy do testowania konstrukcji, która zacznie się obracać z prędkością 1 m/s.
Wiatrak wykonany z koła silnikowego i magnesów
Nie wszyscy wiedzą, że generator wiatrowy z koła silnikowego można w krótkim czasie zmontować własnymi rękami, najważniejsze jest wcześniejsze zaopatrzenie się w niezbędne materiały. Najlepiej nadaje się do tego rotor Savonius, można go kupić w postaci gotowej lub wykonać samodzielnie. Składa się z dwóch półcylindrycznych łopatek i zakładki, z której uzyskuje się osie obrotu wirnika. Sam wybierz materiał na swój produkt: drewno, włókno szklane lub rurę PCV, która jest najprostsza i najlepsza opcja. Wykonujemy miejsce do łączenia części, w którym należy wykonać otwory do mocowania zgodnie z liczbą ostrzy. Aby urządzenie wytrzymało każdą pogodę, wymagany będzie stalowy mechanizm obrotowy.
Wykonane z magnesów ferrytowych
Magnetyczny generator wiatru będzie trudny do opanowania dla niedoświadczonych rzemieślników, ale nadal możesz spróbować. Zatem powinny być cztery bieguny, każdy zawierający dwa magnesy ferrytowe. Zostaną one pokryte metalowymi okładzinami o grubości nieco mniejszej niż milimetr, aby zapewnić bardziej równomierny przepływ. Powinno być 6 cewek głównych, owiniętych grubym drutem i powinny być umieszczone w każdym magnesie, zajmując przestrzeń odpowiadającą długości pola. Obwody uzwojenia można przymocować do piasty ze szlifierki, pośrodku której zainstalowana jest wstępnie obrobiona śruba.
Przepływ zasilania energią regulowany jest wysokością zamocowania stojana nad wirnikiem, im jest on wyższy, tym mniejsze jest sklejanie i w związku z tym moc maleje. W przypadku wiatraka należy przyspawać stojak podporowy i przymocować 4 duże ostrza do tarczy stojana, które można wyciąć ze starej metalowej beczki lub pokrywy z plastikowego wiadra. Przy średniej prędkości obrotowej wytwarza do około 20 watów.
Projekt wiatraka wykorzystujący magnesy neodymowe
Jeśli chcesz dowiedzieć się o stworzeniu, musisz wykonać podstawę piasty samochodowej z tarczami hamulcowymi; ten wybór jest w pełni uzasadniony, ponieważ jest mocny, niezawodny i dobrze wyważony. Po oczyszczeniu piasty z farby i brudu przystąp do układania magnesów neodymowych. Będziesz potrzebował 20 z nich na dysku, rozmiar powinien wynosić 25 x 8 milimetrów.
Magnesy należy rozmieścić uwzględniając naprzemienność biegunów, przed sklejeniem lepiej stworzyć papierowy szablon lub narysować linie dzielące dysk na sektory, aby nie pomylić biegunów. Bardzo ważne jest, aby stojąc naprzeciwko siebie, miały różne bieguny, czyli się przyciągały. Przyklej je super klejem. Podnieś krawędzie krążków i owiń taśmą lub sklej plastelinę pośrodku, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się. Aby produkt działał z maksymalną wydajnością, cewki stojana muszą zostać poprawnie obliczone. Wzrost liczby biegunów prowadzi do wzrostu częstotliwości prądu w cewkach, dzięki czemu urządzenie wytwarza większą moc nawet przy niskiej częstotliwości obrotowej. Cewki nawinięte są grubszymi drutami w celu zmniejszenia występujących w nich oporów.
Gdy główna część jest już gotowa, wykonuje się ostrza jak w poprzednim przypadku i mocuje do masztu, który można wykonać ze zwykłej plastikowej rury o średnicy 160 mm. Przecież nasz generator, działający na zasadzie lewitacji magnetycznej, o średnicy półtora metra i sześciu skrzydłach, przy prędkości 8 m/s, jest w stanie dostarczyć aż 300 W.
Cena rozczarowania lub drogi wiatrowskaz
Obecnie istnieje wiele opcji wykonania urządzenia do przetwarzania energii wiatrowej, każda metoda jest skuteczna na swój sposób. Jeśli znasz metodę produkcji sprzętu wytwarzającego energię, nie będzie miało znaczenia, na jakiej podstawie jest on wykonany, najważniejsze jest to, że spełnia zamierzony obwód i wytwarza dobrą moc na wyjściu.
Silnik krokowy to nie tylko silnik napędzający różne urządzenia (drukarka, skaner itp.), ale także dobry generator! Główną zaletą takiego generatora jest to, że nie wymaga dużych prędkości. Innymi słowy, nawet przy niskich prędkościach silnik krokowy wytwarza całkiem sporo energii. Oznacza to, że zwykły generator rowerowy wymaga początkowych obrotów, aż latarka zacznie świecić jasnym światłem. Wada ta znika przy zastosowaniu silnika krokowego.
Z kolei silnik krokowy ma również szereg wad. Najważniejszym z nich jest duże przyklejanie magnetyczne.
W każdym razie. Najpierw musimy znaleźć silnik krokowy. Tutaj sprawdza się zasada: im większy silnik, tym lepiej.
Zacznijmy od największego. Wyrwałem go z plotera do druku, taka duża drukarka. Silnik wygląda na dość duży.
Zanim pokażę Ci schemat stabilizacji i mocy, chcę pokazać sposób mocowania go do roweru.
Oto kolejna opcja z mniejszym silnikiem.
Myślę, że każdy z Was podczas budowy wybierze dla siebie najbardziej odpowiednią opcję.
Cóż, teraz czas porozmawiać o latarniach i obwodach mocy. Naturalnie wszystkie światła są diodami LED.
Obwód prostowniczy jest konwencjonalny: blok diod prostowniczych, para kondensatorów o dużej pojemności i stabilizator napięcia.
Zwykle z silnika krokowego wychodzą 4 przewody odpowiadające dwóm cewkom. Dlatego na rysunku znajdują się dwa bloki prostownika.
