Faisons un générateur de vent de nos propres mains

Souvent, les propriétaires de maisons privées ont une idée à mettre en œuvre systèmes d'alimentation de secours... Le moyen le plus simple et le plus abordable est, bien sûr, un générateur à essence ou diesel, mais beaucoup de gens se tournent vers des moyens plus complexes de convertir l'énergie dite gratuite (rayonnement solaire, énergie de l'eau courante ou du vent) en électricité.

Chacune de ces méthodes a ses propres avantages et inconvénients. Si, avec l'utilisation du débit d'eau (mini-centrale hydroélectrique), tout est clair - il n'est disponible qu'à proximité immédiate d'une rivière à débit assez rapide, alors la lumière du soleil ou le vent peuvent être utilisés presque partout. Ces deux méthodes auront un inconvénient commun: si une turbine à eau peut fonctionner 24 heures sur 24, une batterie solaire ou une éolienne n'est efficace que pendant un certain temps, ce qui rend nécessaire d'inclure des batteries dans la structure d'un réseau électrique domestique.

Étant donné que les conditions en Russie (courtes heures de clarté la plupart de l'année, précipitations fréquentes) rendent l'utilisation de panneaux solaires inefficace à leur coût et efficacité actuels, le plus rentable est la conception d'une éolienne... Considérez son principe de fonctionnement et les options de conception possibles.

Puisqu'aucun appareil fait maison n'est comme un autre, ce
l'article n'est pas une instruction étape par étape, et une description des principes de base de la conception d'une éolienne.

Principe de fonctionnement général

Le corps de travail principal de l'éolienne sont les pales, qui sont tournées par le vent. En fonction de l'emplacement de l'axe de rotation, les éoliennes sont divisées en horizontale et verticale:

• Éoliennes horizontales le plus répandu. Leurs pales ont une conception similaire à une hélice d'avion: en première approximation, ce sont des plaques inclinées par rapport au plan de rotation, qui transforment une partie de la charge de la pression du vent en rotation. Une caractéristique importante d'un générateur de vent horizontal est la nécessité d'assurer la rotation de l'ensemble de pales conformément à la direction du vent, car l'efficacité maximale est assurée lorsque la direction du vent est perpendiculaire au plan de rotation.
• Lames éolienne verticale ont une forme convexe-concave. La rationalisation du côté convexe étant supérieure au côté concave, une telle éolienne tourne toujours dans un sens, quelle que soit la direction du vent, ce qui rend le mécanisme de rotation inutile, contrairement aux éoliennes horizontales. Dans le même temps, du fait qu'à un moment donné, seule une partie des lames effectue un travail utile et le reste ne s'oppose qu'à la rotation, L'efficacité d'une éolienne verticale est bien inférieure à celle d'une éolienne horizontale: si pour une éolienne horizontale à trois pales, ce chiffre atteint 45%, alors pour une éolienne verticale, il ne dépassera pas 25%.

Étant donné que la vitesse moyenne du vent en Russie n'est pas élevée, même une grande éolienne tournera plutôt lentement la plupart du temps. Pour assurer une puissance suffisante, l'alimentation électrique doit être connectée au générateur via un réducteur élévateur, une courroie ou un engrenage. Dans une éolienne horizontale, le groupe pales-réducteur-générateur est monté sur une tête pivotante, ce qui leur permet de suivre la direction du vent. Il est important de prendre en compte que la tête pivotante doit avoir un limiteur qui l'empêche de faire un tour complet, sinon le câblage du générateur sera coupé (l'option utilisant des rondelles de contact qui permettent à la tête de tourner librement est plus compliqué).Pour assurer la rotation, l'éolienne est complétée par une girouette de travail dirigée selon l'axe de rotation.

Le matériau de lame le plus courant est les tuyaux en PVC de grand diamètre coupés dans le sens de la longueur. Le long du bord, des plaques métalliques leur sont rivetées, soudées au moyeu de la lame. Les dessins de ce type de lames sont les plus répandus sur Internet.

La vidéo raconte l'histoire d'une éolienne fabriquée par soi-même

Moulins à vent bricolage pour la maison: un aperçu des conceptions

Comme vous l'avez déjà compris, la toute première partie qui perçoit l'énergie éolienne est la roue éolienne. Pas un seul projet d'éoliennes pour la maison ne peut s'en passer.

Il peut être exécuté:

• avec un axe de rotation vertical;
• ou horizontal.

Éolienne verticale

Je montrerai avec une photo l'une des structures faciles à fabriquer, fabriquées à partir d'un tonneau d'acier ordinaire.

Un tel générateur éolien vertical, fabriqué à la main, et même situé au-dessus du sol, entouré de bâtiments et d'usines, ne pourra pas développer une vitesse normale pour générer suffisamment d'électricité pour alimenter une maison privée.

Il ne pourra effectuer que quelques tâches uniques pour les équipements de faible puissance. De plus, la faible vitesse de rotation de son rotor nécessitera l'utilisation obligatoire d'un engrenage élévateur, et il s'agit de pertes d'énergie supplémentaires.

Ces modèles étaient populaires au début du siècle dernier sur les bateaux à vapeur. Une roue à eau, située avec ses pales dans le sens du mouvement du navire, assurait son mouvement.

C'est maintenant une rareté qui a perdu de sa pertinence. Dans l'aviation, une telle conception non seulement n'a pas pris racine, mais n'a même pas été envisagée.

Rotor Onipko

Parmi les conceptions à basse vitesse des éoliennes, le rotor Onipko est maintenant massivement distribué via Internet. Les annonceurs montrent qu'il tourne même dans des vents très légers.

Cependant, pour une raison quelconque, j'ai également une attitude critique à l'égard de ce développement, bien qu'il ne soit pas si difficile de le répéter de mes propres mains. Je n'ai pas trouvé d'avis enthousiastes parmi les acheteurs, ni de calculs scientifiques sur la faisabilité économique de son utilisation.

Si l'un des lecteurs peut me dissuader dans cette opinion, je vous serais reconnaissant.

Éolienne horizontale

Dès le début, les moteurs d'avion ont commencé à utiliser une hélice qui propulse l'air le long du corps de l'avion. Sa forme et sa conception sont choisies de manière à utiliser le composant réactif en plus de la force de pression active.

Tout générateur éolien horizontal, fabriqué industriellement ou à la main, fonctionne selon ce principe. Je montre un exemple de construction artisanale avec une photo.

Selon le principe de l'utilisation de l'énergie éolienne, il s'agit d'une conception plus efficace, et en termes d'exécution pour assurer les problèmes domestiques d'approvisionnement en électricité, elle est de faible puissance.

Un petit moteur électrique, dont le rotor fait tourner l'éolienne, ne peut, même avec une pression et une force du vent optimales, générer qu'une faible puissance en tant que générateur. Vous pouvez y connecter une ampoule LED faible.

Pensez par vous-même si vous devez assembler une telle girouette rétroéclairée ou non. Une telle conception ne permettra pas de faire face à d'autres tâches. Bien qu'il puisse toujours être utilisé pour effrayer les taupes dans la région. Ils n'aiment vraiment pas les bruits accompagnés de la rotation des pièces métalliques.

Afin d'utiliser pleinement l'électricité reçue du vent, la roue de l'éolienne doit avoir les dimensions correspondant à la consommation électrique. Comptez sur un diamètre d'environ 5 mètres.

Lors de sa création, vous serez confronté à une difficulté technique: vous devez équilibrer avec précision les grandes pièces. Le centre de gravité doit toujours être au milieu de l'axe de rotation.

Cela minimisera le faux-rond et le balancement d'une structure à haute altitude. Cependant, un tel équilibre n'est pas facile.

Comment installer une éolienne: une disposition de mât fiable pour un montage en hauteur

Le poids de la roue pour la production normale d'énergie électrique est tout à fait convenable. Il ne peut pas être installé sur un simple support.

Vous devrez créer une fondation en béton solide pour le mât métallique et les boulons d'ancrage des haubans. Sinon, l'ensemble de la structure, assemblé avec beaucoup de difficulté, peut s'effondrer à tout moment inopportun.

Un support pour une éolienne surélevée peut être réalisé:

1. sous la forme d'un mât préfabriqué assemblé à partir de sections avec entretoises;
2. ou un support tubulaire effilé.

Les deux schémas nécessiteront un renforcement contre le retournement en créant plusieurs niveaux de haubans à partir des câbles, qui sont nécessaires pour maintenir le mât en cas de fortes rafales de vent. Ils devront être solidement fixés aux bouchons et aux ancrages.

De mauvaise expérience personnelle: lors de l'utilisation de la télévision analogique, j'avais une antenne Spider-line avec un diamètre de cerceau de 2 m. Il était situé à une hauteur de 8 mètres, il était fixé sur un poteau en bois avec deux niveaux de haubans. De fortes rafales de vent la balançaient si bien que la crémaillère s'effondra.

Heureusement, la télévision numérique moderne nécessite des antennes beaucoup plus petites. Ils ne sont pas seulement faciles à faire de vos propres mains, mais pas si difficiles à fixer.

Comment faire un mât pour un moulin à vent

Faites immédiatement attention à créer une conception solide et sans problème. Sinon, il suffit de répéter la triste expérience des employés de YantarEnergo, qui ont eu un accident lors d'une tempête: un mât de plusieurs tonnes s'est effondré et des fragments de pales se sont dispersés dans tout le quartier.

Le dispositif du mât nécessitera de calculer la quantité de matériaux nécessaires pour créer une structure à partir d'un angle en acier de différentes sections. La forme et les dimensions sont sélectionnées en fonction des conditions locales.

Il est composé de trois ou quatre montants. Chacun d'eux est monté sur une butée par le bas. Au sommet du mât, une plate-forme est créée pour l'installation de l'éolienne.

La longueur des coins étant limitée, le mât est assemblé à partir de plusieurs sections. La rigidité de la fixation générale est donnée par des nervures latérales fixées à travers les entretoises.

Les éléments métalliques intégrés sont un élément obligatoire de la fondation. Ils seront utilisés pour fixer les pièces. Nous devrons nous occuper de la soudure et des boulons de connexion.

Ne négligez pas les haubans supplémentaires.

Comment faire un support à partir de tuyaux

Une structure télescopique constituée de tuyaux en acier du profil correspondant est plus facile à assembler, mais elle doit être calculée plus soigneusement pour sa résistance. Le moment de flexion créé par une forte pointe dans un vent orageux ne doit pas dépasser une valeur critique.

Dans le même temps, des difficultés surgiront avec la maintenance préventive, l'inspection et la réparation de la centrale aérienne assemblée. Si vous pouvez monter à une hauteur le long du mât comme une échelle, alors il est problématique de le faire à travers un tuyau. Et travailler à l'étage est très dangereux.

Par conséquent, il est immédiatement nécessaire de réfléchir à l'option d'abaisser l'équipement au sol en toute sécurité et à un moyen abordable de le soulever. Cela vous permet d'exécuter l'un des deux schémas avec:

1. Axe pivotant sur le support principal.
2. Un levier de poussée au bas de la jambe de force.

Dans le premier cas, une fondation solide est créée pour l'installation du support principal. Une structure tubulaire soudée avec une éolienne et un système de palan à chaîne sur câbles en acier est fixée à son axe de rotation.

Un contrepoids est situé au bas du tuyau pour faciliter le levage et l'abaissement avec un treuil manuel.

Les câbles de sécurité de la ceinture de sécurité ne sont pas représentés sur l'image.Ils pendent simplement de leurs supports jusqu'au sol lors de la montée et de la descente du mât, et sont attachés à des piquets en béton stationnaires pour un fonctionnement continu.

Le schéma d'installation et d'abaissement de l'éolienne selon la deuxième option est illustré ci-dessous.

Le mât et un bras de poussée de contrepoids, renforcé par un raidisseur, situé à angle droit avec lui, sont tournés dans le sens vertical par un treuil avec un système de palan à chaîne.

L'axe de rotation de la structure créée est en haut de l'angle droit et est fixé dans les guides encastrés dans la fondation. Lors de la montée ou de la descente du mât, les haubans sont retirés des ancrages fixes au sol. Ils peuvent être utilisés comme corde de sécurité.

Éolienne: dispositif et principe de fonctionnement du circuit électrique en mots simples

Les parcs éoliens industriels sont conçus de manière à pouvoir fournir immédiatement de l'électricité au réseau aux consommateurs. Vous ne pouvez pas faire cela de vos propres mains.

Lors du choix d'un générateur qui fera tourner la roue éolienne, le principe de réversibilité des machines électriques est utilisé. Un couple est appliqué au moteur électrique et les enroulements du stator sont excités.

Cependant, l'idée de faire tourner le rotor d'un moteur électrique asynchrone triphasé en tant que générateur pour obtenir un courant électrique avec une tension de 220/380 volts est réalisée à partir de moteurs à combustion interne, à pression d'eau, mais pas de vent.

La conception générale du générateur avec le rotor deviendra lourde, sinon il ne sera pas possible d'assurer des vitesses d'arbre élevées.

Pour les petites capacités, vous pouvez:

• utiliser un générateur de voiture qui produit 12/24 volts;
• appliquer une roue de moteur à partir d'un vélo électrique;
• pour assembler une structure d'aimants en néodyme avec des bobines de fil de cuivre.

Vous pouvez également prendre une éolienne vendue en Chine comme base. Mais il doit procéder immédiatement à un audit: faire attention à la qualité de l'installation des enroulements, à l'état des roulements, à la résistance des pales, à l'équilibrage global du rotor.

Nous devrons être attentifs au fait que la valeur de la tension de sortie du générateur variera considérablement en fonction de la vitesse du vent. Par conséquent, les batteries sont utilisées comme lien intermédiaire.

Leur charge doit être attribuée au contrôleur.

Les appareils ménagers d'un réseau de 220 volts doivent être alimentés en courant alternatif à partir d'un convertisseur spécial - un onduleur. Le schéma le plus simple d'un parc éolien domestique est le suivant.

Cela peut être grandement simplifié car l'électronique numérique grand public: ordinateurs, téléviseurs, téléphones fonctionnent en courant continu à partir d'alimentations 12 volts.

S'ils sont exclus du travail et que l'équipement numérique est alimenté directement à partir de batteries, la perte d'énergie électrique sera réduite en annulant la double conversion dans l'onduleur et les unités.

Par conséquent, je recommande de créer des prises 12 volts séparées, en les alimentant directement à partir des batteries.

Au sein du circuit électrique, le même équilibre de puissance devra être maintenu que dans la structure mécanique. Chaque charge connectée doit être conforme aux caractéristiques énergétiques de la source amont.

Les appareils électroménagers de 220 volts ne doivent pas surcharger l'onduleur. Sinon, il se déconnectera de la protection intégrée et s'il échoue, il brûlera simplement. Les batteries, les contacts d'alimentation du contrôleur et le générateur lui-même fonctionnent selon le même principe.

La protection par un disjoncteur pour une éolienne domestique doit être réalisée sans faute.

Pour ce faire, il doit être correctement sélectionné strictement selon les recommandations scientifiques, vérifié et ajusté.

Il est impossible de prévoir une surcharge accidentelle, et plus encore l'apparition d'un courant de court-circuit. Par conséquent, ce module est nécessairement installé comme protection principale.

Le schéma de câblage des batteries, de l'onduleur et du contrôleur pour une éolienne n'est pratiquement pas différent de celui utilisé dans les centrales solaires avec panneaux lumineux.

Par conséquent, une conclusion raisonnable se suggère immédiatement: assembler une centrale électrique domestique combinée, alimentée à la fois par l'énergie éolienne et solaire. Ces deux sources se complètent bien et les coûts d'assemblage de stations uniques sont considérablement réduits.

Il existe de nombreuses chaînes sur YouTube dédiées aux éoliennes pour la maison. J'ai aimé le travail du propriétaire "Solar Panels". Je pense qu'il est assez objectif en présentant ce sujet. Par conséquent, je recommande de regarder de plus près.

Les batteries d'éoliennes: un autre problème pour le propriétaire

L'une des tâches coûteuses d'une centrale éolienne ou solaire est le problème du stockage de l'énergie électrique, qui n'est résolu que par les batteries. Ils devront être achetés et mis à jour, et le coût est assez élevé.

Pour les sélectionner, vous devez connaître les caractéristiques de performance: tension et capacité. Habituellement, des batteries composites d'une batterie 12 V sont utilisées, et le nombre d'ampères-heures dans chaque cas spécifique doit être déterminé de manière empirique, en fonction de la puissance des consommateurs, de leur durée de fonctionnement.

Vous devrez choisir des batteries pour une éolienne parmi une gamme assez large. Je me limiterai non pas à un examen complet, mais uniquement à quatre types populaires de batteries à acide:

1. véhicules à moteur conventionnels à démarreur;
2. Type AGM;
3. gel;
4. blindé.

Les vendeurs ne recommandent pas d'acheter des batteries de démarrage pour les parcs éoliens car elles sont conçues pour fonctionner dans des conditions de fonctionnement critiques des véhicules:

• lorsqu'ils sont stockés au froid, ils doivent résister aux énormes courants de démarrage qui se créent lorsqu'un moteur froid tourne;
• en conduisant, ils sont exposés aux vibrations et aux tremblements;
• la recharge s'effectue en mode tampon à partir du générateur lorsque la voiture se déplace avec des régimes moteur différents.

Où:

• les batteries en bon état, nécessitant un niveau d'électrolyte périodique et un appoint d'eau distillée, sont conçues pour résister à 100 cycles de décharge / charge;
• non entretenu - ils ont une conception plus complexe et le nombre de cycles est de 200.

Cependant, la batterie de l'éolienne lorsqu'elle fonctionne à l'intérieur de la maison:

• généralement placé dans un sous-sol, où la température, qui est maintenue à + 5 ÷ + 10 degrés toute l'année, est optimale;
• non exposé aux secousses et aux vibrations, installé en permanence à l'état stationnaire;
• ne recevez pas de charges extrêmes lors du démarrage et lorsque les appareils ménagers sont allumés via l'onduleur, ils fonctionnent en mode doux;
• sont chargés à partir du générateur avec de petits courants, qui ont un effet bénéfique sur le mode de désulfatation des plaques.

Tout cela est les conditions les plus favorables pour leur fonctionnement. Par conséquent, je suggère de prendre note de cette option pour ceux qui ne sont pas trop paresseux pour surveiller périodiquement la tension sur les banques et surveiller le niveau d'électrolyte qu'elles contiennent.

Batteries AGM conception plus complexe. Ils ont les mêmes plaques, mais les nattes de verre sont imprégnées d'acide, qui fonctionnent simultanément comme une couche diélectrique. Leur cycle décharge / charge est de 250 ÷ 400. La surcharge est dangereuse.

Batteries Golem sont également créés par une conception sans entretien avec un corps scellé et un électrolyte épaissi à un état de gel. Ils n'aiment pas beaucoup se recharger, mais ils sont plus résistants aux décharges profondes. Le nombre de cycles de calcul est de 350.

Batteries d'armure font partie des développements les plus modernes. Leurs électrodes sont protégées par des polymères des attaques acides. Plage de cycle de fonctionnement: 900 ÷ 1500.

Ces quatre types de batteries diffèrent considérablement en termes de prix et de conditions de fonctionnement. Si vous tenez compte des recommandations des vendeurs, vous devrez débourser une somme d'argent assez décente.

Cependant, je vous recommande de commencer par écouter les conseils utiles que le même propriétaire de Solar Batteries donne dans sa vidéo "Comment choisir des batteries pour un parc éolien et une station solaire".

Il a sa propre opinion opposée sur cette question. La façon dont vous le traitez est votre propre affaire. Cependant, pour connaître les informations provenant de sources opposées et en choisir l'option la plus appropriée: la solution optimale pour une personne réfléchie.

Calcul d'une éolienne à aubes

Puisque nous avons déjà découvert qu'une éolienne horizontale est beaucoup plus efficace, nous considérerons le calcul de sa conception.

L'énergie éolienne peut être déterminée par la formule P = 0,6 * S * V³, où S est l'aire du cercle décrite par les extrémités des pales du rotor (aire de projection), exprimée en mètres carrés, et V est la vitesse du vent calculée en mètres par seconde. Vous devez également prendre en compte l'efficacité de l'éolienne elle-même, qui pour un circuit horizontal à trois pales sera en moyenne de 40%, ainsi que l'efficacité du groupe électrogène, qui au sommet de la caractéristique de vitesse du courant est de 80%. pour un générateur à excitation à aimant permanent et 60% pour un générateur à enroulement d'excitation. En moyenne, 20% supplémentaires de la puissance seront consommés par l'engrenage élévateur (multiplicateur). Ainsi, le calcul final du rayon de l'éolienne (c'est-à-dire la longueur de sa pale) pour une puissance donnée du générateur à aimant permanent ressemble à ceci: R = √ (P / (0,483 * V³))

Exemple: Supposons que la puissance requise du parc éolien soit de 500 W et que la vitesse moyenne du vent soit de 2 m / s. Ensuite, selon notre formule, nous devrons utiliser des lames d'une longueur d'au moins 11 mètres. Comme vous pouvez le voir, même une si petite puissance nécessitera la création d'une éolienne aux dimensions colossales. Pour des structures plus ou moins rationnelles avec une longueur de pale ne dépassant pas un mètre et demi dans les conditions de fabrication à faire soi-même, l'éolienne ne pourra produire que 80 à 90 watts de puissance même par vent fort.

Pas assez de puissance? En fait, tout est quelque peu différent, car en fait la charge de l'éolienne est alimentée par les batteries, l'éolienne ne les charge qu'au mieux de ses capacités. Par conséquent, la puissance d'une éolienne détermine la fréquence à laquelle elle peut fournir de l'énergie.

Sélection du générateur

L'option la plus logique pour un groupe électrogène pour une éolienne maison semble être un générateur de voiture. Cette solution facilite le montage de l'unité, puisque le générateur possède déjà les deux points de montage et une poulie pour le multiplicateur de courroie. Il n'est pas difficile d'acheter à la fois le générateur lui-même et ses pièces de rechange. De plus, le relais-régulateur intégré vous permet de le connecter directement à une batterie d'accumulateurs de 12 volts et, à son tour, à un onduleur pour convertir le courant continu en tension alternative 220V.

Mais, comme mentionné ci-dessus, le rendement des générateurs à enroulement d'excitation est assez faible, ce qui est très sensible pour une éolienne déjà de faible puissance. Le deuxième inconvénient est que lorsque la batterie est déchargée, le générateur de voiture ne peut pas être excité.

Dans un certain nombre de conceptions faites maison, vous pouvez trouver les générateurs de tracteur G-700 et G-1000. Leur efficacité n'est plus, la seule différence utile est l'aimantation du rotor, qui permet d'exciter le générateur même sans batterie, et le petit prix.

Lors de la construction de générateurs éoliens, certains auteurs utilisent la propriété de réversibilité des moteurs électriques collecteurs - en faisant tourner leur rotor de force, le courant continu peut en être retiré. Le stator de ce type de moteurs se compose soit d'aimants permanents, ce qui est plus préférable pour nos besoins, soit d'un enroulement. Pour utiliser le moteur en mode générateur, il se connecte au régulateur de relais du véhicule pour fournir la tension correcte.Considérez la connexion d'un relais-régulateur en utilisant l'exemple d'un nœud des classiques VAZ (c'est pratique car il n'est pas combiné en un seul bloc avec un assemblage de balais):

1. Connectez l'un des balais du moteur au corps - ce sera le pôle négatif du générateur. Ici, connectez solidement le boîtier métallique du relais-régulateur et la borne «-» de la batterie.
2. Connectez la borne 67 du relais à l'une des bornes de l'enroulement du stator, la seconde temporairement au boîtier.
3. Connectez la borne 15 à travers le commutateur au pôle positif de la batterie (cela fournira le courant de champ à l'enroulement). Faites tourner le rotor dans le même sens que la vis de l'éolienne et connectez un voltmètre entre la brosse libre et le boîtier. Si un potentiel négatif est trouvé sur la brosse, permutez les connexions du stator avec le relais-régulateur et la masse.

La principale caractéristique de la connexion d'un générateur CC à une batterie est la nécessité de les séparer avec une diode semi-conductrice, ce qui empêche la batterie de se décharger sur l'enroulement du rotor lorsque le générateur s'arrête. Dans les générateurs automobiles modernes, cette fonction est assurée par un pont de diodes triphasé, et nous pouvons également l'utiliser en connectant ses phases en parallèle pour réduire la chute de tension à travers celui-ci.

La plus grande puissance peut être retirée du générateur, dont le rotor est constitué d'aimants en néodyme. Les constructions basées sur un moyeu automobile avec un disque de frein sont répandues, le long du bord desquelles sont fixés de puissants aimants. Un stator avec un enroulement monophasé ou triphasé est situé à une distance minimale d'eux.

Éolienne de conception axiale avec aimants

Au cœur d'un tel moulin à vent 220v se trouve un moyeu de voiture de tourisme avec des disques de frein. Si la pièce n'est pas neuve, démontez-la, vérifiez et lubrifiez les roulements et nettoyez toute trace de rouille.

Distribution et fixation des aimants

Vous devez d'abord coller les aimants sur le disque du rotor. Dans ce cas, les aimants utilisés ne sont pas des aimants en néodyme ordinaires, mais spéciaux. Ils sont beaucoup plus puissants. Vous aurez besoin de 20 aimants dont la taille est de 25 sur 8 mm. Les aimants sont placés dans des pôles alternés. Pour un placement correct, créez un modèle comme indiqué sur la photo ci-dessous.

Conseils! Si possible, utilisez des aimants rectangulaires plutôt que ronds pour l'éolienne. Leur champ magnétique n'est pas concentré au centre, mais sur la longueur.

Utilisez de la colle silicate pour fixer les aimants sur le disque. Et pour plus de solidité à la fin, vous pouvez remplir les aimants d'époxy. Pour éviter les fuites de résine, faites des bordures de pâte à modeler ou collez le disque.

Noter! Afin de ne pas confondre l'emplacement du pôle de l'aimant, vous pouvez les marquer avec "+" ou "-". Pour le déterminer, amenez un aimant à un autre. Les surfaces magnétiques attirées ont un «+». Si l'aimant est repoussé, il a un pôle «-».

Générateur triphasé et monophasé pour éolienne

Si nous les comparons, un appareil à une phase est pire, car sous charge, il vibre en raison de la différence d'amplitude du courant. Et cela semble dû à l'inconstance du courant. Cet effet est absent dans les produits triphasés. Leur pouvoir est toujours le même. Le fait est qu'une phase compense l'autre et vice versa, si le courant disparaît dans une phase, il augmentera dans l'autre.

Quel est le résultat final? Et le fait que les générateurs triphasés ont 50% de puissance en plus que les générateurs monophasés. De plus, l'absence de vibrations, qui peuvent gêner et affecter le confort, est encourageante. Sous forte charge, le stator ne bourdonnera pas. Si le bruit ne vous dérange pas et que vous décidez d'utiliser un générateur monophasé, soyez prêt au fait que les vibrations affecteront négativement le fonctionnement de l'éolienne. Sa durée de vie sera plus courte.

Nous enroulons les bobines

L'éolienne ne peut pas être appelée très rapidement. Il est nécessaire de tout faire pour que la batterie 12 V soit infectée de 100 à 140 tr / min.Avec de telles données initiales, le nombre total de tours dans les bobines doit être égal à 1000-1200. Mais comment savoir combien de tours y a-t-il par bobine? C'est simple: ce chiffre est divisé par le nombre de bobines.

Si vous voulez que l'éolienne délivre plus de puissance à bas régime, vous devez fabriquer plus de pôles. Dans ce cas, la fréquence de l'oscillation du courant dans la bobine augmentera. Pour réduire la résistance et augmenter la résistance au courant, nous vous recommandons d'enrouler un fil épais autour des bobines. Tenez compte du fait qu'avec une tension élevée, la résistance de l'enroulement peut «manger» le courant.

Notez que le nombre et l'épaisseur des aimants attachés aux disques déterminent les paramètres de fonctionnement du générateur. Pour connaître la puissance qu'un générateur éolien peut fournir, enroulez une bobine et faites tourner le générateur. Mesurez la tension à quelques tr / min sans charge. Par exemple, pour 200 tr / min, vous avez un courant de 30 V avec une résistance de 3 ohms. Soustrayez 12 V (tension de la batterie) de ces 30 V. Divisez maintenant le nombre obtenu par 3 ohms. Cela ressemble à ceci:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

En conséquence, il s'est avéré 6 R. Ils iront à la batterie. Il est clair qu'en pratique ce sera un peu moins en raison des pertes dans les fils.

Il vaut mieux allonger les bobines. Ensuite, le cuivre du secteur sortira davantage et les virages seront droits. Le diamètre du trou à l'intérieur de la bobine doit être égal ou légèrement supérieur à la taille des aimants.

Noter! L'épaisseur du stator doit être la même que l'épaisseur des aimants.

Le moule pour le stator peut être en contreplaqué. Mais les secteurs pour les bobines peuvent également être placés sur du papier en réalisant une bordure en pâte à modeler. Les bobines doivent être fixées de manière à ne pas bouger et les extrémités des phases doivent être sorties. Connectez tous les fils avec une étoile ou un triangle. Il reste à tester l'éolienne en la faisant tourner à la main.

Nous fabriquons une vis et un mât pour une éolienne

Le mât du générateur doit être haut, de 8 à 12 m, la base doit être bétonnée. Il est préférable de monter le tuyau de manière à ce que le tuyau puisse être facilement soulevé et abaissé par le treuil. La vis de l'éolienne sera fixée au sommet du tuyau.

Vous pouvez le fabriquer à partir d'un tuyau en plastique Ø160 mm. Découpez une vis à six lames de 2 m de long.

Pour éloigner l'hélice d'une forte rafale de vent, faites une queue repliable. En conséquence, toute l'énergie générée par l'éolienne peut être accumulée dans la batterie.

Ca y est, vous savez fabriquer une éolienne avec des aimants. Vous pouvez désormais utiliser l'électricité produite par un tel générateur éolien, ce qui vous permet d'économiser votre argent. Tous vos efforts seront récompensés.

Calcul du multiplicateur

Le groupe électrogène a une caractéristique courant-vitesse inclinée: avec une augmentation de la vitesse du rotor, la puissance maximale qui lui est délivrée augmente. Par conséquent, afin d'assurer le plus haut rendement d'une éolienne à faible vitesse, nous avons besoin d'un multiplicateur avec un coefficient d'augmentation élevé.

Pour une conception artisanale, la solution la plus optimale est un multiplicateur de bande: il est facile à fabriquer et nécessite un minimum de travail mécanique. Le rapport de l'augmentation des tours sera égal au rapport du diamètre de la poulie motrice, lié à l'axe de la vis, au diamètre de la poulie menée du générateur. Si nécessaire, le rapport de démultiplication peut être facilement ajusté en remplaçant l'une des poulies.

Lors de la conception du multiplicateur, il est nécessaire de prendre en compte à la fois la vitesse moyenne de l'ensemble d'aubes et la caractéristique courant-vitesse du générateur. Si nous utilisons un générateur de voiture en série, il peut être facilement trouvé sur Internet, mais avec des conceptions faites maison, nous devrons très probablement passer par essais et erreurs.

Par exemple, prenons un générateur de tracteur commun, qui a déjà été mentionné ci-dessus.

En prenant la puissance calculée de notre éolienne à 90 watts, nous trouvons un point sur le graphique correspondant à la sortie du générateur à cette puissance.À une tension nominale de 14 V, nous avons besoin d'une sortie de courant d'au moins 6,5 A - selon le graphique, cela se produira à une vitesse légèrement supérieure à 1000 tr / min. Laisser l'hélice de notre conception tourner avec le vent à une vitesse de 60 tr / min (vent moyen). Cela signifie que nous avons besoin d'au moins un rapport de vingt fois les diamètres des poulies - pour une poulie de générateur de 70 mm, la poulie de l'éolienne devra avoir un diamètre de près d'un mètre et demi, ce qui est inacceptable. Cela indique sans équivoque à quel point le rendement des éoliennes de ce type est faible - sans une boîte de vitesses complexe à plusieurs étages, ce qui en soi entraînera de grandes pertes de puissance, il est presque impossible de mettre un générateur de voiture en mode de fonctionnement.

Choix du design et des détails

Générateur de vent de bricolage à partir d'un générateur de voiture

Lors du choix de la conception d'un groupe électrogène éolien, il convient de partir des conditions climatiques caractéristiques de la région. Ainsi, pour les zones à faible activité éolienne, les éoliennes équipées de pales de type voile sont optimales (son aspect est illustré dans la figure ci-dessous).

Éolienne à voile

Dans les régions à fortes charges de vent, un générateur éolien fait maison pour une maison est le plus souvent fabriqué sous la forme d'un appareil placé verticalement de puissance limitée.

Bien que les éoliennes à axe vertical de rotation soient un peu plus coûteuses à fabriquer que leurs homologues horizontales, elles sont mieux à même de résister à de fortes charges de vent. Pour leur fabrication, des lames artisanales collectées à partir de moyens improvisés peuvent être utilisées (certains artisans se sont adaptés pour les fabriquer à partir d'un tonneau découpé en fragments métalliques séparés).

Il est plus opportun d'acheter plus de vent tout prêt et de les adapter à un générateur, qui peut être utilisé comme moteur converti à partir d'une imprimante. Dans tous les cas, avant de commencer les travaux, un croquis du futur générateur doit être élaboré, qui doit montrer un schéma détaillé de l'unité préfabriquée.

Information additionnelle. Lors du choix des lames achetées, il faut partir du fait que les soi-disant «voiliers» sont considérés comme les moins chers.

Sur leur base, le moyen le plus simple de fabriquer un générateur de vent vertical.

Pour compléter la description des conceptions possibles, nous ajoutons que le futur dispositif peut être réalisé à partir d'un démarreur automobile ou de tout autogénérateur ayant servi sa vie. Examinons plus en détail chacune des options proposées pour fabriquer des générateurs électriques à faire soi-même.

Mât

Le mât sur lequel est montée l'éolienne - c'est l'un de ses nœuds les plus importants.
Il assure non seulement le fonctionnement sûr de l'éolienne (le point inférieur du cercle décrit par les pales ne doit pas être à moins de 2 mètres du sol), mais lui permet également d'utiliser l'énergie éolienne aussi efficacement que possible, le flux de qui devient plus turbulent près du sol.

Une hauteur élevée conduit à une faible rigidité du mât d'éolienne et rend son calcul de résistance assez difficile non seulement pour un amateur, mais aussi pour un ingénieur. Vous ne pouvez lister que les points principaux:

• Placer le mât aussi loin que possible de la maison et des arbres ombrageant le flux d'air. De plus, en cas de vent fort, l'éolienne peut tomber sur le bâtiment ou être endommagée par les arbres;
• Une conception optimale du mât signifie ferme soudée ajourée similaire aux tours de transmission de puissance, mais il est difficile et coûteux à fabriquer. L'option la plus simple, mais assez efficace, consiste en plusieurs tuyaux parallèles d'un diamètre de 80 à 100 mm, soudés avec des joints courts les uns aux autres et bétonnés à une profondeur d'au moins un mètre dans le sol. Il est hautement souhaitable de renforcer la structure d'un tuyau avec des serre-câbles, qui sont également fixés aux supports coulés dans le béton.
• Pour simplifier la maintenance de l'éolienne, son mât peut être réalisé comme un point de retournement: dans ce cas, lors de l'affaiblissement de l'entretoise allant dans le sens de la fracture, le mât peut être incliné vers le sol.

Une histoire sur une éolienne très simple d'un fan de la maison

Équipement électrique supplémentaire

Comme mentionné ci-dessus, une partie intégrante d'un parc éolien est une batterie qui prend en charge la puissance des consommateurs. Lorsque vous le choisissez, vous devez vous rappeler que plus sa capacité est grande, plus il sera en mesure de maintenir la tension dans le réseau, mais en même temps, il faudra plus de temps pour charger. La durée de fonctionnement approximative peut être définie comme le temps pendant lequel la moitié de la capacité de la batterie est épuisée (après cela, la chute de tension deviendra déjà perceptible, de plus, une décharge profonde réduit la durée de vie des batteries au plomb).

Exemple: Ainsi, une batterie d'une capacité de 65 A * h pourra conditionnellement fournir 30 à 35 ampères-heures d'énergie à la charge. Est-ce beaucoup ou peu? Une lampe d'éclairage classique de 60 watts nécessitera, compte tenu de la présence d'un onduleur qui convertit 12 V CC en 220 V CA et ayant son propre rendement à 70%, un courant de 7 ampères soit un peu plus de quatre heures de fonctionnement . Notre éolienne d'une puissance nominale de 90 watts, même dans le meilleur des cas, avec un vent fort constant, prendra au moins cinq heures pour récupérer l'énergie gaspillée. Comme vous pouvez le constater, lorsque vous utilisez une éolienne uniquement comme source d'énergie autonome, l'électricité de votre maison ne sera disponible que quelques heures par jour.

Le deuxième nœud du système d'alimentation est l'onduleur. Dans notre cas, vous pouvez utiliser à la fois une automobile prête à l'emploi et une autre extraite d'une alimentation sans coupure. Dans tous les cas, il est important de ne pas le surcharger de consommation de courant, étant donné que sa puissance de fonctionnement réelle est 1,2 à 1,5 fois inférieure à la puissance maximale indiquée.

Comme vous pouvez le constater, l'attrait de l'utilisation de l'énergie gratuite repose sur de nombreuses restrictions, et même la seule option efficace en Russie centrale - un générateur éolien - est incapable de fournir une autonomie à long terme.

Mais en même temps, cette idée n'est pas mauvaise à la fois en tant que source d'alimentation de secours et, en particulier, en tant que tâche de conception - le plaisir de créer une éolienne de vos propres mains peut considérablement dépasser sa puissance.