Fem un generador eòlic amb les nostres pròpies mans

Sovint els propietaris de cases particulars tenen una idea per implementar sistemes d'alimentació de còpia de seguretat... La forma més senzilla i assequible és, per descomptat, un generador de gasolina o dièsel, però molta gent es dirigeix ​​cap a formes més complexes de convertir l’anomenada energia lliure (radiació solar, energia de l’aigua que flueix o del vent) en electricitat.

Cadascun d'aquests mètodes té els seus propis avantatges i desavantatges. Si amb l’ús del flux d’aigua (mini-central hidroelèctrica) tot està clar: només està disponible a les rodalies d’un riu que flueix força ràpidament, la llum del sol o el vent es poden utilitzar gairebé a tot arreu. Aquests dos mètodes tindran un desavantatge comú: si una turbina d’aigua pot funcionar tot el dia, una bateria solar o un generador eòlic només són efectius durant un temps, cosa que fa que sigui necessari incloure bateries a l’estructura d’una xarxa elèctrica domèstica.

Atès que les condicions a Rússia (hores de llum curtes la major part de l'any, precipitacions freqüents) fan que l'ús de plaques solars sigui ineficaç pel seu cost i eficiència actuals, el més rendible és el disseny d’un generador eòlic... Tingueu en compte el principi de funcionament i les possibles opcions de disseny.

Com que cap dispositiu casolà no és com un altre, això
l'article no és una instrucció pas a pas, i una descripció dels principis bàsics del disseny d’un aerogenerador.

Principi general de funcionament

El principal cos de treball del generador de vent són les pales, que són girades pel vent. Segons la ubicació de l'eix de rotació, els aerogeneradors es divideixen en horitzontals i verticals:

• Aerogeneradors horitzontals més estesa. Les seves pales tenen un disseny similar a l'hèlix d'un avió: en la primera aproximació, es tracta de plaques inclinades en relació amb el pla de rotació, que converteixen part de la càrrega de la pressió del vent en rotació. Una característica important d’un generador de vent horitzontal és la necessitat d’assegurar la rotació del conjunt de la fulla d’acord amb la direcció del vent, ja que la màxima eficiència s’assegura quan la direcció del vent és perpendicular al pla de rotació.
• Fulles aerogenerador vertical tenen una forma convexa-còncava. Atès que la racionalització del costat convex és major que el costat còncau, aquest aerogenerador gira sempre en una direcció independentment de la direcció del vent, cosa que fa innecessari el mecanisme de gir, a diferència dels aerogeneradors horitzontals. Al mateix temps, a causa del fet que en un moment donat, només una part de les fulles realitza un treball útil i la resta només s’oposa a la rotació, L’eficiència d’un molí de vent vertical és molt inferior a la d’un horitzontal: si per a un generador de vent horitzontal de tres pales aquesta xifra arriba al 45%, aleshores per a un generador de vent horitzontal de tres fulles no superarà el 25%.

Com que la velocitat mitjana del vent a Rússia no és elevada, fins i tot un gran aerogenerador girarà lentament la major part del temps. Per proporcionar una energia suficient, la font d'alimentació ha de connectar-se al generador mitjançant un reductor incremental, una corretja o un engranatge. En un molí de vent horitzontal, la unitat generador-reductor de fulles està muntada sobre un cap giratori, que els permet seguir la direcció del vent. És important tenir en compte que el cap giratori ha de tenir un limitador que impedeixi fer un gir complet, ja que en cas contrari es tallarà el cablejat del generador (l'opció que fa servir rondelles de contacte que permeten girar lliurement el cap és més complicat).Per garantir la rotació, el generador de vent es complementa amb una veleta de treball dirigida al llarg de l’eix de rotació.

El material de la fulla més comú són els tubs de PVC de gran diàmetre tallats longitudinalment. Al llarg de la vora, s’hi reblan plaques metàl·liques soldades al centre del conjunt de la fulla. Els dibuixos d’aquest tipus de fulles són els més estesos a Internet.

El vídeo parla d’un generador eòlic de fabricació pròpia

Molins de vent per a la llar: una visió general dels dissenys

Com ja heu entès, la primera part que percep l'energia del vent és la roda del vent. Ni un sol molí de vent per a la casa pot prescindir-ne.

Es pot executar:

• amb un eix de rotació vertical;
• o horitzontal.

Aerogenerador vertical

Mostraré amb una foto una de les estructures fàcils de fabricar, feta amb un barril d’acer normal.

Aquest generador de vent vertical, fet a mà, i fins i tot situat sobre el mateix terreny, envoltat d’edificis i plantes, no podrà desenvolupar la velocitat normal per generar prou electricitat per alimentar una casa particular.

Només podrà realitzar algunes tasques individuals per a equips de baixa potència. A més, la baixa velocitat de rotació del seu rotor requerirà l'ús obligatori d'un engranatge de pujada, i això suposa pèrdues d'energia addicionals.

Aquests dissenys eren populars a principis del segle passat en vaixells de vapor. Una roda hidràulica, situada amb les seves fulles al llarg de la direcció de moviment del vaixell, assegurava el seu moviment.

Ara és una raresa que ha perdut la seva rellevància. En aviació, aquest disseny no només no va arrelar, sinó que ni tan sols es va plantejar.

Rotor Onipko

Dels dissenys de baixa velocitat de les rodes de vent, el rotor Onipko ara es distribueix massivament a través d’Internet. Els anunciants mostren que gira fins i tot amb vents molt suaus.

No obstant això, per alguna raó també tinc una actitud crítica davant d’aquest desenvolupament, tot i que no és tan difícil repetir-lo amb les meves pròpies mans. No vaig trobar ressenyes entusiastes entre els compradors, ni tampoc càlculs científics sobre la viabilitat econòmica del seu ús.

Si algun dels lectors em pot dissuadir en aquesta opinió, li agrairia.

Aerogenerador horitzontal

Des del principi, els motors d’avions van començar a utilitzar una hèlix que propulsés aire al llarg del cos de l’avió. La seva forma i disseny es trien per utilitzar el component reactiu a més de la força de pressió activa.

Qualsevol generador de vent horitzontal fabricat industrialment o artesanalment funciona segons aquest principi. Mostro un exemple de construcció casolana amb una fotografia.

Segons el principi d’utilitzar l’energia eòlica, és un disseny més eficient i, en termes de disseny per garantir els problemes domèstics de subministrament d’electricitat, és de baixa potència.

Un petit motor elèctric, el rotor del qual fa girar l’aerogenerador, pot generar, fins i tot a pressió i força del vent, només una potència baixa com a generador. Podeu connectar-hi una bombeta LED feble.

Penseu per vosaltres mateixos si heu de muntar una veleta retroiluminada o no. Aquest disseny no s'enfrontarà a altres tasques. Tot i que encara es pot utilitzar per espantar els lunars de la zona. Els desagraden molt els sorolls acompanyats de la rotació de peces metàl·liques.

Per utilitzar completament l’electricitat rebuda del vent, l’impulsor del generador eòlic ha de tenir les dimensions corresponents al consum d’energia. Compteu amb un diàmetre d’uns 5 metres.

En crear-lo, trobareu una dificultat tècnica: haureu d’equilibrar amb precisió les parts grans. El centre de massa ha d’estar sempre al punt mig de l’eix de rotació.

D’aquesta manera es minimitzarà l’escapament del rodament i el balanceig d’una estructura a gran altitud. Tot i això, fer un equilibri així no és fàcil.

Com instal·lar un aerogenerador: un disseny fiable del pal per muntar-lo a una alçada

El pes de l’impulsor per a la producció normal d’energia elèctrica és força decent. No es pot instal·lar en un suport senzill.

Haureu de crear una base sòlida de formigó per al cargol metàl·lic i els cargols d’ancoratge tipus. En cas contrari, tota l'estructura, reunida amb molta dificultat, pot col·lapsar-se en qualsevol moment inoportú.

Es pot fer un suport per a un aerogenerador elevat a una altura:

1. en forma de pal prefabricat muntat a partir de seccions amb tirants;
2. o un suport tubular cònic.

Tots dos esquemes requeriran un reforç per capgirament creant diversos nivells de cables tipus dels cables, que són necessaris per subjectar el pal en cas de fortes ratxes de vent. Hauran d’estar ben fixats a taps i ancoratges.

Per desafortunada experiència personal: mentre feia servir televisió analògica, l’antena Spider-line amb un diàmetre de cèrcol de 2 m funcionava per a mi. Estava situat a una alçada de 8 metres, estava fixat en un pal de fusta amb dos nivells de nois. Les fortes ratxes de vent la van sacsejar de manera que el bastidor es va esfondrar.

Afortunadament, la televisió digital moderna requereix antenes molt més petites. No només són fàcils de fer amb les vostres mans, sinó que no són tan difícils de subjectar.

Com fer un pal per a un molí de vent

Presteu atenció immediatament a crear un disseny sòlid i sense problemes. En cas contrari, simplement repetiu la trista experiència dels empleats de YantarEnergo, que van tenir un accident durant una tempesta: un pal de diverses tones es va esfondrar i els residus de les pales es van escampar per tota la zona.

El dispositiu del pal exigirà calcular la quantitat de materials necessaris per crear una estructura a partir d'un angle d'acer de diverses seccions. La forma i les dimensions es seleccionen segons les condicions locals.

Està format per tres o quatre muntants. Cadascun d’ells està muntat en una parada des de baix. Es crea una plataforma per instal·lar l’aerogenerador a la part superior del pal.

Com que la longitud de les cantonades és limitada, el pal es munta a partir de diverses seccions. La rigidesa de la subjecció general ve donada per costelles laterals subjectes a través de les mènsules.

Els elements metàl·lics incrustats són un element obligatori de la fonamentació. S'utilitzaran per subjectar peces. Haurem de fer-nos càrrec dels cargols de soldadura i connexió.

No us descuideu de línies addicionals.

Com fer un suport a partir de canonades

Una estructura telescòpica feta de canonades d’acer del perfil corresponent és més fàcil de muntar, però s’ha de calcular amb més cura la seva resistència. El moment de flexió creat per una punta forta en un vent tempestuós no ha de superar un valor crític.

Al mateix temps, sorgiran dificultats amb el manteniment preventiu, la inspecció i la reparació de la central d’aire muntada. Si podeu pujar a una alçada al llarg del pal com una escala, és difícil fer-ho per una canonada. I treballar a dalt és molt perillós.

Per tant, de seguida cal pensar en l’opció de baixar amb seguretat l’equip a terra i una manera assequible de pujar-lo. Això us permet realitzar un dels dos esquemes amb:

1. Eix giratori al suport principal.
2. Una palanca d’empenta a la part inferior de la cama de suport.

En el primer cas, es crea una base sòlida per a la instal·lació del suport principal. Al seu eix de rotació s’uneix una estructura de canonada soldada amb un molí de vent i un sistema d’elevació de cadenes sobre cables d’acer.

Es troba un contrapès a la part inferior de la canonada per facilitar l’elevació i la baixada amb un cabrestant manual.

Els cables de seguretat del cinturó tipus no es mostren a la imatge.Simplement pengen dels seus muntatges fins a terra quan pugen i baixen el pal i s’uneixen a estaques de formigó estacionàries per a un funcionament continu.

A continuació es mostra l’esquema per instal·lar i baixar el molí d’acord amb la segona opció.

El pal i un braç d’empenta contrapès, reforçats amb un reforçador, situat en angle recte respecte a ell, són girats en direcció vertical mitjançant un cabrestant amb un sistema d’elevació de cadena.

L'eix de rotació de l'estructura creada es troba a la part superior de l'angle recte i es fixa a les guies incrustades a la base. En aixecar o baixar el pal, es retiren les cordes dels ancoratges estacionaris a terra. Es poden utilitzar com a corda de seguretat.

Generador eòlic: dispositiu i principi de funcionament del circuit elèctric en paraules simples

Els parcs eòlics industrials estan dissenyats de manera que poden subministrar immediatament electricitat a la xarxa als consumidors. No es pot fer amb les seves pròpies mans.

A l’hora d’escollir un generador que farà girar la roda del vent, s’utilitza el principi de reversibilitat de les màquines elèctriques. S’aplica un parell al motor elèctric i els bobinatges de l’estator s’exciten.

Tot i això, la idea de fer girar el rotor d’un motor elèctric asíncron trifàsic com a generador per obtenir un corrent elèctric amb una tensió de 220/380 volts es realitza a partir de motors de combustió interna, a pressió de l’aigua, però no del vent.

El disseny general del generador amb el rotor es farà pesat, en cas contrari no serà possible garantir velocitats elevades de l’eix.

Per a petites capacitats, podeu:

• utilitzeu un generador de cotxes que produeixi 12/24 volts;
• aplicar una roda de motor des d’una bicicleta elèctrica;
• per muntar una estructura d’imants de neodimi amb bobines de filferro de coure.

També podeu prendre com a base un aerogenerador venut a la Xina. Però ha de realitzar immediatament una auditoria: parar atenció a la qualitat de la instal·lació dels bobinats, a l’estat dels coixinets, a la resistència de les pales i a l’equilibri general del rotor.

Haurem de sintonitzar el fet que el valor de la tensió de sortida del generador variarà molt segons la velocitat del vent. Per tant, les bateries s’utilitzen com a enllaç intermedi.

La seva càrrega s'ha d'assignar al controlador.

Els electrodomèstics d’una xarxa de 220 volts s’han d’alimentar mitjançant corrent altern d’un convertidor especial: un inversor. El diagrama més senzill d’un parc eòlic domèstic és el següent.

Es pot simplificar molt perquè l'electrònica digital de consum: ordinadors, televisors i telèfons funcionen amb corrent continu a partir de fonts d'alimentació de 12 volts.

Si s’exclouen del treball i els equips digitals s’alimenten directament de les bateries, la pèrdua d’energia elèctrica es reduirà cancel·lant la doble conversió al convertidor i a les unitats.

Per tant, recomano fer endolls separats de 12 volts, alimentant-los directament des de les bateries.

Dins del circuit elèctric, s’haurà de mantenir el mateix equilibri de potència que a l’estructura mecànica. Cada càrrega connectada ha de complir les característiques energètiques de la font de pujada.

Els electrodomèstics de 220 volts no haurien de sobrecarregar l’inversor. En cas contrari, es desconnectarà de la protecció integrada i, si falla, simplement es cremarà. Les bateries, els contactes de potència del controlador i el propi generador funcionen segons el mateix principi.

La protecció mitjançant un interruptor automàtic d’un aerogenerador domèstic s’ha de realitzar sense fallades.

Per fer-ho, s’ha de seleccionar correctament estrictament d’acord amb les recomanacions científiques, comprovar-lo i ajustar-lo.

És impossible preveure una sobrecàrrega accidental i més encara l’aparició d’un corrent de curtcircuit. Per tant, aquest mòdul s’instal·la necessàriament com a protecció principal.

El diagrama de cablejat de les bateries, l’inversor i el controlador d’un generador eòlic pràcticament no és diferent de l’utilitzat a les centrals solars amb panells de llum.

Per tant, es suggereix immediatament una conclusió raonable: muntar una central domèstica combinada, alimentada alhora per energia eòlica i solar. Aquestes dues fonts es complementen bé i es redueixen significativament els costos de muntatge d’estacions individuals.

A YouTube hi ha molts canals dedicats als aerogeneradors per a la llar. Em va agradar la feina del propietari "Solar Panels". Crec que és bastant objectiu a l’hora de presentar aquest tema. Per tant, recomano fer una ullada més de prop.

Les bateries dels aerogeneradors: un altre problema per al propietari de la casa

Una de les tasques costoses d’una central eòlica o solar és la d’emmagatzemar energia elèctrica, que només es resol amb bateries. S’hauran de comprar i actualitzar i el cost és força elevat.

Per seleccionar-los, heu de conèixer les característiques de rendiment: tensió i capacitat. Normalment s’utilitzen bateries compostes d’una bateria de 12 V i el nombre d’amperes-hora en cada cas concret s’ha de determinar empíricament, en funció de la potència dels consumidors, del seu temps de funcionament.

Haureu de triar bateries per a un generador eòlic d’una gamma bastant àmplia. No em limitaré a una revisió completa, sinó només a quatre tipus populars de bateries àcides:

1. vehicles de motor d’arrencada convencionals;
2. Tipus AGM;
3. gel;
4. blindat.

Els venedors no recomanen comprar bateries d’arrencada per a parcs eòlics, ja que estan dissenyades per funcionar en condicions de funcionament crítiques del vehicle:

• quan s’emmagatzemen al fred, han de suportar els enormes corrents d’arrencada que es creen quan un motor fred gira;
• mentre condueixen, estan exposats a vibracions i sacsejades;
• la recàrrega es fa en un mode tampó des del generador quan el cotxe es mou amb diferents velocitats del motor.

On:

• les bateries de manteniment, que requereixen un nivell periòdic d'electròlits i que s'aixeca aigua destil·lada, estan dissenyades per suportar 100 cicles de descàrrega / càrrega;
• no es fa servei; tenen un disseny més complex i el nombre de cicles és de 200.

No obstant això, la bateria del aerogenerador quan funciona a l'interior de la casa:

• generalment situat en un soterrani, on la temperatura, que es manté a + 5 ÷ + 10 graus durant tot l'any, és òptima;
• no exposat a sacsejades i vibracions, instal·lat permanentment en estat estacionari;
• no reben càrregues extremes durant l’arrencada i, quan s’encenen els electrodomèstics a través de l’inversor, funcionen de manera suau;
• es carreguen des del generador amb petits corrents, que tenen un efecte beneficiós sobre el mode de desulfatació de les plaques.

Tot això són les condicions més favorables per al seu funcionament. Per tant, suggereixo prendre nota d'aquesta opció per a aquells que no siguin massa mandrosos per controlar periòdicament la tensió als bancs i controlar el nivell d'electròlit en ells.

Bateries AGM de disseny més complex. Tenen les mateixes plaques, però les catifes de vidre estan impregnades d’àcid, que funcionen simultàniament com a capa dielèctrica. El seu cicle de descàrrega / càrrega és de 250 ÷ 400. La sobrecàrrega és perillosa.

Bateries Golem també es creen mitjançant un disseny sense manteniment amb un cos segellat i un electròlit engrossit fins a un estat de gel. No els agrada molt la recàrrega, però són més resistents a les descàrregues profundes. El nombre de cicles de càlcul és de 350.

Bateries blindades es troben entre els desenvolupaments més moderns. Els seus coixinets d'elèctrodes estan protegits per polímers contra l'atac àcid. Cicle de funcionament: 900 ÷ 1500.

Tots aquests quatre tipus de bateries difereixen significativament pel que fa al preu i a les condicions de funcionament. Si teniu en compte les recomanacions dels venedors, haureu de desemborsar una quantitat de diners força decent.

Tanmateix, us recomano que primer escolteu els consells útils que el mateix propietari de Solar Batteries dóna al seu vídeo "Com triar les bateries per a un parc eòlic i una estació solar".

Té la seva pròpia opinió contrària sobre aquest tema. Com el tractes és el teu propi negoci. Tot i això, conèixer informació de fonts oposades i triar l’opció més adequada: la solució òptima per a una persona que pensa.

Càlcul d’un aerogenerador de pales

Com que ja hem descobert que un aerogenerador horitzontal és molt més eficient, considerarem el càlcul del seu disseny.

L’energia eòlica es pot determinar mitjançant la fórmula P = 0,6 * S * V³, on S és l'àrea del cercle descrita per les puntes de les pales del rotor (àrea de llançament), expressada en metres quadrats, i V és la velocitat del vent calculada en metres per segon. També heu de tenir en compte l’eficiència del propi molí de vent, que per a un circuit horitzontal de tres pales tindrà una mitjana del 40%, així com l’eficiència del grup electrogen, que al pic de la característica de velocitat actual és del 80%. per a un generador amb excitació d’imants permanents i un 60% per a un generador amb bobina d’excitació. De mitjana, un altre 20% de la potència serà consumida per l’engranatge intensificador (multiplicador). Així, el càlcul final del radi de l’aerogenerador (és a dir, la longitud de la seva fulla) per a una potència determinada del generador d’imants permanents té aquest aspecte: R = √ (P / (0,483 * V³))

Exemple: Suposem que la potència necessària del parc eòlic és de 500 W i la velocitat mitjana del vent és de 2 m / s. Després, segons la nostra fórmula, haurem d’utilitzar fulles amb una longitud d’almenys 11 metres. Com podeu veure, fins i tot una potència tan petita requerirà la creació d’un generador eòlic de dimensions colossals. Per a estructures més o menys racionals amb una longitud de la fulla no superior a un metre i mig en les condicions de fabricació de bricolatge, el generador eòlic podrà produir només 80-90 watts de potència fins i tot en forts vents.

No hi ha prou potència? De fet, tot és una mica diferent, ja que, de fet, la càrrega del generador eòlic és alimentada per les bateries, l’aerogenerador només les carrega al màxim de les seves capacitats. En conseqüència, la potència d’un aerogenerador determina la freqüència amb què pot subministrar energia.

Selecció de generador

L'opció més lògica per a un grup electrogen per a un aerogenerador casolà sembla ser un generador de cotxes. Aquesta solució facilita el muntatge de la unitat, ja que el generador ja disposa tant de punts de muntatge com d’una politja per al multiplicador de corretja. No és difícil comprar tant el propi generador com les seves peces de recanvi. A més, el regulador de relés incorporat us permet connectar-lo directament a una bateria d’emmagatzematge de 12 volts i, al seu torn, a un inversor per convertir el corrent continu a un voltatge altern de 220 V.

Però, com s’ha esmentat anteriorment, l’eficiència dels generadors amb un bobinatge d’excitació és força baixa, la qual cosa és molt sensible per a un generador de vent ja de baixa potència. El segon desavantatge és que quan es descarrega la bateria, el generador del cotxe no es pot excitar.

En diversos dissenys fets a casa, podeu trobar els generadors de tractors G-700 i G-1000. La seva eficiència ja no és, una diferència útil només és la magnetització del rotor, cosa que permet excitar el generador fins i tot sense bateria d’emmagatzematge i a un preu baix.

Quan construeixen generadors eòlics, alguns autors utilitzen la propietat de la reversibilitat dels motors elèctrics de col·lecció: en girar amb força el seu rotor es pot eliminar el corrent continu. L'estator d'aquest tipus de motors està format per imants permanents, que és més preferible per als nostres propòsits, o té un bobinatge. Per utilitzar el motor en mode generador, es connecta al regulador de relés del vehicle per proporcionar la tensió desitjada.Penseu en la connexió del relé-regulador mitjançant l'exemple d'un node dels clàssics VAZ (és convenient perquè no es combina en un bloc amb un conjunt de pinzell):

1. Connecteu un dels raspalls del motor al cos: aquest serà el pol negatiu del generador. Aquí, connecteu de forma segura la caixa metàl·lica del regulador de relés i el terminal “-” de la bateria.
2. Connecteu el terminal 67 del relé a un dels terminals del bobinatge de l’estator, el segon temporalment a la caixa.
3. Connecteu el terminal 15 a través del commutador al pol positiu de la bateria (això subministrarà el corrent de camp al bobinatge). Doneu la rotació del rotor en la mateixa direcció que proporcionarà el cargol de l'aerogenerador i connecteu un voltímetre entre el raspall lliure i la carcassa. Si es troba un potencial negatiu al raspall, canvieu les connexions de l’estator amb el relé-regulador i la terra.

La característica principal de connectar un generador de corrent continu a una bateria és la necessitat de separar-los amb un díode semiconductor, que impedeix que la bateria es descarregui al bobinatge del rotor quan s’atura el generador. En els generadors moderns de vehicles, aquesta funció la realitza un pont de díodes trifàsics i també podem utilitzar-la connectant les seves fases en paral·lel per reduir la caiguda de tensió que hi travessa.

La potència més gran es pot eliminar del generador, el rotor del qual està format per imants de neodimi. Les construccions basades en un cub d’automòbil amb un disc de fre són generalitzades, al llarg de les quals es fixen imants potents. Un estator amb un bobinat monofàsic o trifàsic es troba a una distància mínima d’ells.

Aerogenerador de disseny axial amb imants

Al centre d’aquest molí de vent de 220 V hi ha un centre de turismes amb discos de fre. Si la peça no és nova, desmunteu-la, comproveu i lubriqueu els coixinets i netegeu l’òxid.

Distribució i fixació d’imants

Primer heu d’enganxar els imants al disc del rotor. En aquest cas, els imants utilitzats no són uns imants de neodimi normals, sinó especials. Són molt més poderosos. Necessitareu 20 imants, la mida dels quals és de 25 per 8 mm. Els imants es col·loquen en pols alterns. Per obtenir una ubicació correcta, feu una plantilla tal com es mostra a la foto següent.

Consells! Si és possible, utilitzeu imants rectangulars en lloc de rodons per al generador de vent. El seu camp magnètic es concentra no al centre, sinó al llarg de la longitud.

Feu servir cola de silicat per fixar els imants al disc. I per obtenir força al final, podeu omplir els imants d’epoxi. Per evitar fuites de resina, fes vorades de plastilina o fes cinta adhesiva amb el disc.

Nota! Per no confondre on es troba el pol de l'imant, podeu marcar-los amb "+" o "-". Per determinar-ho, porteu un imant a un altre. Les superfícies d’imants que s’atrauen tenen un “+”. Si l’imant es repel·leix, té un pol “-”.

Generador trifàsic i monofàsic per a aerogenerador

Si els comparem, aleshores un dispositiu amb una fase és pitjor, perquè sota càrrega vibra a causa de la diferència d’amplitud del corrent. I apareix a causa de la inconstància del corrent. Aquest efecte és absent en productes trifàsics. El seu poder sempre és el mateix. El cas és que una fase compensa l’altra i viceversa, si el corrent desapareix en una fase, augmentarà en l’altra.

Quin és el resultat final? I el fet que els generadors trifàsics tinguin un 50% més de sortida que els monofàsics. A més, l’absència de vibracions, que poden molestar i afectar la comoditat, és encoratjadora. Sota una càrrega intensa, l’estator no zumbarà. Si el soroll no us molesta i decidiu utilitzar un generador monofàsic, estigueu preparats pel fet que la vibració afectarà negativament el funcionament del generador eòlic. La seva vida útil serà menor.

Enrotllem les bobines

El generador eòlic no es pot anomenar molt ràpid. Cal fer-ho tot perquè la bateria de 12 V quedi infectada entre 100 i 140 rpm.Amb aquestes dades inicials, el nombre total de voltes a les bobines hauria de ser igual a 1000-1200. Però, com se sap quantes voltes hi ha per bobina? És senzill: aquesta xifra es divideix pel nombre de bobines.

Si voleu que l’aerogenerador doni més potència a baixes revolucions, haureu de fer més pols. En aquest cas, augmentarà la freqüència de l’oscil·lació actual a la bobina. Per reduir la resistència i augmentar la resistència del corrent, es recomana enrotllar filferro espès al voltant de les bobines. Tingueu en compte el fet que amb una forta tensió, la resistència del bobinatge pot "menjar" el corrent.

Tingueu en compte que el nombre i el gruix dels imants que s’adjunten als discs determinen els paràmetres de funcionament del generador. Per esbrinar quanta potència pot produir un generador de vent, enroleu una bobina i gireu-lo. Mesureu la tensió a algunes rpm sense càrrega. Per exemple, durant 200 rpm obteniu un corrent de 30 V amb una resistència de 3 ohms. Resteu 12 V (tensió de la bateria) d'aquests 30 V. Ara dividiu el nombre que obtingueu per 3 ohms. Es veu així:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Com a resultat, va resultar 6 A. Aniran a la bateria. És clar que a la pràctica serà una mica menor a causa de les pèrdues en els cables.

És millor fer les bobines allargades. Aleshores, el coure del sector sortirà més i els girs seran rectes. El diàmetre del forat a l'interior de la bobina ha de ser igual o lleugerament superior a la mida dels imants.

Nota! El gruix de l’estator ha de ser el mateix que el gruix dels imants.

El motlle de l’estator pot ser contraxapat. Però els sectors per a les bobines també es poden col·locar sobre paper fent una sanefa de plastilina. Cal fixar les bobines perquè no es moguin i treure els extrems de les fases. Connecteu tots els cables amb una estrella o un delta. Queda per provar el generador de vent girant-lo a mà.

Fem un cargol i un pal per a un aerogenerador

El pal per al generador ha de ser alt, de 8 a 12 m. La base ha de ser de formigó. És millor muntar la canonada de manera que la canonada pugui ser elevada i baixada fàcilment pel cabrestant. El cargol de l'aerogenerador estarà fixat a la part superior de la canonada.

El podeu fer a partir d’un tub de plàstic de Ø160 mm. Retalleu un cargol amb sis fulles de 2 m de llarg.

Per mantenir l'hèlix allunyada d'una forta ratxa de vent, feu una cua plegable. Com a resultat, tota l’energia que genera el generador de vent es pot acumular a la bateria.

Ja està, ja saps fer un generador de vent amb imants. Ara podeu utilitzar l’electricitat generada per aquest generador eòlic, estalviant diners. Tots els vostres esforços seran recompensats.

Càlcul multiplicador

El grup electrogen té una característica inclinada de velocitat de corrent: amb un augment de la velocitat del rotor, augmenta la potència màxima que se li subministra. Per tant, per tal d’assegurar la màxima eficiència d’un aerogenerador de baixa velocitat, necessitem un multiplicador amb un alt coeficient d’increment.

Per a un disseny casolà, la solució més òptima és un multiplicador de cinturó: és fàcil de fabricar i requereix un mínim de treball a màquina. La proporció de l’increment de revolucions serà igual a la proporció del diàmetre de la politja motriu connectada a l’eix de l’hèlix al diàmetre de la politja accionada del generador. Si cal, la relació de transmissió es pot ajustar fàcilment substituint una de les politges.

A l’hora de dissenyar el multiplicador, cal tenir en compte tant la velocitat mitjana de la unitat de fulla com la velocitat característica del generador. Si fem servir un generador de cotxes de sèrie, es pot trobar fàcilment a Internet, però amb dissenys casolans, és probable que haguem de passar proves i errors.

Per exemple, prenem un generador de tractor comú, que ja s’ha esmentat anteriorment.

Prenent la potència calculada del nostre aerogenerador a 90 watts, trobem un punt al gràfic corresponent a la sortida del generador a aquesta potència.A una tensió nominal de 14 V, necessitem una sortida de corrent d'almenys 6,5 A; segons la gràfica, això passarà a una velocitat lleugerament superior a 1000 rpm. Deixem que l’hèlix del nostre disseny giri amb el vent a una velocitat de 60 rpm (vent mitjà). Això significa que necessitem almenys una proporció de vint vegades més del diàmetre de les politges: per a una politja generadora de 70 mm, la politja del molí de vent haurà de tenir un diàmetre de gairebé un metre i mig, cosa que és inacceptable. Això insinua de manera inequívoca la baixa eficiència dels generadors eòlics d’aquest tipus: sense una complexa caixa d’engranatges de diverses etapes, que en si mateix comportarà grans pèrdues de potència, és gairebé impossible portar un generador de cotxes al mode de funcionament.

Elecció de disseny i detalls

Generador de vent DIY d'un generador de cotxes

A l’hora d’escollir el disseny d’un grup electrogenerador eòlic, s’ha de partir de les condicions climàtiques característiques de la zona. Per tant, per a zones amb poca activitat del vent, els generadors d’aerogeneradors equipats amb pales tipus vela són òptims (el seu aspecte es mostra a la figura següent).

Aerogenerador de vela

A les regions amb fortes càrregues de vent, el generador de vent casolà per a una llar es fa més sovint en forma de dispositiu col·locat verticalment de poca potència.

Tot i que els aerogeneradors amb un eix de rotació vertical són una mica més costosos de fabricar que els seus homòlegs horitzontals, són més capaços de suportar fortes càrregues de vent. Per a la seva fabricació es poden utilitzar fulles casolanes recollides de mitjans improvisats (alguns artesans s’han adaptat per fabricar-les a partir d’un barril tallat en fragments metàl·lics separats).

És més convenient comprar més productes eòlics ja fets i adaptar-los a un generador, que es pot utilitzar com a motor convertit des d’una impressora. En qualsevol cas, abans d’iniciar els treballs s’hauria d’elaborar un esbós del futur generador, que hauria de mostrar un esquema detallat de la unitat prefabricada.

Informació adicional. A l’hora d’escollir les pales comprades, s’ha de partir del fet que els anomenats “velers” es consideren els més barats.

Sobre la seva base, la forma més senzilla de fer un generador de vent vertical.

Per completar la descripció de possibles dissenys, afegim que el futur dispositiu es pot fabricar a partir d’un arrencador d’automòbils o de qualsevol autogenerador que hagi servit la seva vida. Considerem cadascuna de les opcions proposades per fabricar generadors elèctrics de bricolatge amb més detall.

Màstil

El pal on es munta l'aerogenerador - aquest és un dels seus nodes més importants.
No només garanteix el funcionament segur del molí de vent (el punt inferior del cercle descrit per les aspes no ha d’estar més a prop de 2 metres del terra), sinó que també permet utilitzar l’energia eòlica de la manera més eficaç possible, el flux de que es torna més turbulenta a prop del terra.

Una alçada elevada comporta una rigidesa baixa del pal del turbina eòlica i dificulta força el càlcul de la seva força no només per a un artesà aficionat, sinó també per a un enginyer. Només podeu enumerar els punts principals:

• Col·loqueu el pal el més lluny possible de la casa i dels arbres que ombreixen el flux d’aire. A més, en cas de fort vent, el generador de vent pot caure sobre l’edifici o ser danyat pels arbres;
• Un disseny òptim del pal és encavallada calada soldada similar a les torres de transmissió d'energia, però és difícil i costós de fabricar. L'opció més senzilla, però força eficaç, són diverses canonades paral·leles amb un diàmetre de 80-100 mm, soldades amb costures curtes entre elles i formigonades a una profunditat d'almenys un metre a terra. És molt desitjable reforçar l'estructura d'una canonada amb tirants, que també s'uneixen als suports abocats al formigó.
• Per simplificar el manteniment del molí de vent, es pot convertir el seu pal en un punt d'inflexió: en aquest cas, quan es debilita la línia d'estirament que va en la direcció de la fractura, es pot inclinar el pal cap a terra.

Una història sobre un generador de vent molt senzill d’un ventilador domèstic

Equip elèctric addicional

Com s’ha esmentat anteriorment, una part integral d’un parc eòlic és una bateria que pren el poder dels consumidors. a l’hora de triar-lo, cal recordar que, com més gran sigui la seva capacitat, més temps podrà mantenir la tensió a la xarxa, però al mateix temps trigarà més a carregar-se. El temps de funcionament aproximat es pot definir com el temps durant el qual s’esgota la meitat de la capacitat de la bateria (després d’això, la caiguda de tensió ja es notarà, a més, la descàrrega profunda redueix la vida de les bateries de plom-àcid).

Exemple: Així, doncs, una bateria amb una capacitat de 65 A * h serà capaç d’atorgar 30-35 Amp-hores d’energia a la càrrega. És molt o poc? Una làmpada d’il·luminació convencional de 60 watts requerirà, tenint en compte la presència d’un inversor que converteixi 12 V CC a 220 V CA i que tingui la seva pròpia eficiència dins del 70%, un corrent de 7 amperes és una mica més de quatre hores . El nostre molí de vent amb una potència nominal de 90 watts, fins i tot en el millor dels casos, amb un fort vent constant, trigarà almenys cinc hores a recuperar l’energia malgastada. Com podeu veure, quan utilitzeu un aerogenerador únicament com a font d’energia autònoma, l’electricitat a casa vostra només estarà disponible durant unes hores al dia.

El segon node del sistema d’alimentació és l’inversor. En el nostre cas, podeu utilitzar tant un automòbil ja fabricat com un extret d’una font d’alimentació ininterrompuda. En qualsevol cas, és important no sobrecarregar-lo amb el consum actual, ja que la seva potència de funcionament real és 1,2-1,5 vegades inferior a la potència màxima indicada.

Com podeu veure, l’atractiu de l’ús d’energia gratuïta depèn de nombroses restriccions, i fins i tot l’única opció eficient al centre de Rússia (un generador eòlic) és incapaç de proporcionar autonomia a llarg termini.

Però, al mateix temps, aquesta idea no és dolenta tant com a font d’alimentació d’emergència i, sobretot, com a tasca de disseny: el plaer de crear un aerogenerador amb les seves pròpies mans pot superar significativament la seva potència.