La oss lage en vindgenerator med egne hender

Ofte har eiere av private hus en idé å implementere reservekraftsystemer... Den enkleste og rimeligste måten er selvfølgelig en bensin- eller dieselgenerator, men mange retter blikket mot mer komplekse måter å konvertere den såkalte frie energien (solstråling, energi fra rennende vann eller vind) til elektrisitet.

Hver av disse metodene har sine egne fordeler og ulemper. Hvis alt ved bruk av vannstrøm (mini-vannkraftverk) er klart - det er bare tilgjengelig i umiddelbar nærhet av en ganske hurtigstrømmende elv, så kan sollys eller vind brukes nesten overalt. Begge disse metodene vil ha en felles ulempe - hvis en vannturbin kan jobbe døgnet rundt, er et solbatteri eller en vindgenerator bare effektiv en stund, noe som gjør det nødvendig å inkludere batterier i strukturen til et hjemmenett.

Siden forholdene i Russland (korte dagslys mesteparten av året, hyppig nedbør) gjør bruk av solcellepaneler ineffektive til deres nåværende pris og effektivitet, det mest lønnsomme er utformingen av en vindgenerator... Vurder dets driftsprinsipp og mulige designalternativer.

Siden ingen hjemmelaget enhet er som en annen, er dette
artikkelen er ikke en trinnvis instruksjon, og en beskrivelse av de grunnleggende prinsippene for utforming av en vindturbin.

Generelt arbeidsprinsipp

Vindgeneratorens viktigste arbeidsdel er bladene som roteres av vinden. Avhengig av plasseringen av rotasjonsaksen er vindturbiner delt inn i horisontale og vertikale:

• Horisontale vindturbiner mest utbredt. Bladene deres har et design som ligner på en flypropell: i den første tilnærmingen er dette plater som er skrått i forhold til rotasjonsplanet, som omdanner en del av lasten fra vindtrykk til rotasjon. Et viktig trekk ved en horisontal vindgenerator er behovet for å sikre rotasjonen av knivenheten i samsvar med vindretningen, siden maksimal effektivitet er sikret når vindretningen er vinkelrett på rotasjonsplanet.
• Kniver vertikal vindturbin har en konveks-konkav form. Siden strømlinjeformingen på den konvekse siden er større enn den konkave siden, roterer en slik vindturbin alltid i en retning, uavhengig av vindretningen, noe som gjør svingmekanismen unødvendig, i motsetning til horisontale vindturbiner. På samme tid, på grunn av det faktum at bare en del av bladene til enhver tid utfører nyttig arbeid, og resten motsetter seg bare rotasjon, Effektiviteten til en vertikal vindmølle er mye lavere enn for en horisontal vindmølle: Hvis dette tallet for en trebladet horisontal vindgenerator når 45%, vil det for en vertikal ikke overstige 25%.

Siden den gjennomsnittlige vindhastigheten i Russland ikke er høy, vil til og med en stor vindturbin rotere ganske sakte det meste av tiden. For å sikre tilstrekkelig kraft, må strømforsyningen kobles til generatoren gjennom en trinnvis reduksjon, belte eller gir. I en horisontal vindmølle er bladreduksjonsgeneratorenheten montert på et svingbart hode som gjør at de kan følge vindretningen. Det er viktig å ta i betraktning at dreiehodet må ha en begrenser som forhindrer at den gjør en hel sving, da ellers vil ledningene fra generatoren bli kuttet av (alternativet ved å bruke kontaktskiver som lar hodet rotere fritt er mer komplisert).For å sikre rotasjon, suppleres vindgeneratoren med en værvinge som arbeider rettet langs rotasjonsaksen.

Det vanligste bladmaterialet er PVC-rør med stor diameter kuttet i lengderetningen. Langs kanten er metallplater naglet til dem, sveiset til kniven på knivenheten. Tegninger av denne typen kniver er de mest utbredte på Internett.

Videoen forteller om en egenprodusert vindgenerator

DIY vindmøller for hjemmet: en oversikt over design

Som du allerede forsto, er den aller første delen som oppfatter vindenergi vindhjulet. Ikke en eneste vindmølleordning for huset kan klare seg uten den.

Den kan utføres:

• med en vertikal rotasjonsakse;
• eller vannrett.

Vertikal vindturbin

Jeg vil med et bilde vise en av konstruksjonene som er enkle å produsere, laget av et vanlig stålfat.

En slik vertikal vindgenerator, laget for hånd, og til og med plassert over selve bakken, omgitt av bygninger og planter, vil ikke kunne utvikle normal hastighet for å generere nok strøm til å drive et privat hus.

Han vil være i stand til å utføre bare noen enkeltoppgaver for utstyr med lite strøm. Videre vil rotorens lave rotasjonshastighet kreve obligatorisk bruk av et trinnvis gir, og dette er ytterligere energitap.

Slike design var populære i begynnelsen av forrige århundre på dampskip. Et vannhjul, som ligger med bladene langs fartøyets bevegelsesretning, sørget for bevegelse.

Nå er det en sjeldenhet som har mistet relevansen. I luftfart slo et slikt design ikke bare rot, men ble ikke engang vurdert.

Rotor Onipko

Av de lavhastighetsdesignene til vindhjul distribueres Onipko-rotoren nå massivt via Internett. Annonsører viser at den snurrer selv i veldig lette vinder.

Av en eller annen grunn har jeg imidlertid også en kritisk holdning til denne utviklingen, selv om det ikke er så vanskelig å gjenta det med egne hender. Jeg fant ikke entusiastiske anmeldelser blant kjøpere, så vel som vitenskapelige beregninger av den økonomiske gjennomførbarheten av bruken.

Hvis noen av leserne kan fraråde meg denne oppfatningen, vil jeg være takknemlig.

Horisontal vindturbin

Helt fra begynnelsen begynte flymotorer å bruke en propell som driver luft langs flyhuset. Dens form og design er valgt slik at den reaktive komponenten brukes i tillegg til den aktive trykkraften.

Enhver horisontal vindgenerator, som er produsert industrielt eller for hånd, fungerer i henhold til dette prinsippet. Jeg viser et eksempel på en hjemmelaget konstruksjon med et fotografi.

I henhold til prinsippet om å bruke vindenergi, er det en mer effektiv design, og når det gjelder design for å sikre husholdningsproblemer med strømforsyning, er det lite strøm.

En liten elektrisk motor, hvis rotor spinner en vindturbin, kan, selv ved optimalt trykk og vindstyrke, bare generere lav effekt som en generator. Du kan koble en svak LED-pære til den.

Tenk selv om du trenger å montere en slik bakgrunnsbelyst værblad eller ikke. Et slikt design vil ikke takle andre oppgaver. Selv om det fortsatt kan brukes til å skremme bort føflekker i området. De liker ikke lyder ledsaget av rotasjon av metalldeler.

For å utnytte strømmen som mottas fra vinden fullt ut, må vindgeneratorens løpehjul ha dimensjonene som tilsvarer strømforbruket. Stol på en diameter på ca 5 meter.

Når du lager den, vil du møte tekniske problemer: du må balansere de store delene nøyaktig. Massesenteret må alltid være midtpunktet for rotasjonsaksen.

Dette vil minimere lagerløp og svinging av en høyhøydestruktur. Å balansere som dette er imidlertid ikke lett.

Slik installerer du en vindturbin: et pålitelig mastoppsett for montering i høyden

Vekten av løpehjulet for normal produksjon av elektrisk energi er ganske anstendig. Den kan ikke installeres på et enkelt stativ.

Du må lage et solid betongfundament for metallmasten og fyrankerboltene. Ellers kan hele strukturen, montert med store vanskeligheter, kollapse når som helst upassende.

Et stativ for en vindturbin løftet til en høyde kan lages:

1. i form av en prefabrikkert mast montert fra seksjoner med seler;
2. eller en konisk rørstøtte.

Begge ordningene vil kreve forsterkning fra velte ved å lage flere nivåer av fyrledninger fra kablene, som er nødvendige for å holde masten i tilfelle kraftige vindkast. De må festes sikkert til propper og ankre.

Fra personlig dårlig erfaring: mens jeg brukte analog TV, hadde jeg en Spider-line antenne med en bøyle diameter på 2m. Den lå i en høyde på 8 meter, den ble festet på en trestolpe med to nivåer av gutter. Tunge vindkast svingte henne slik at stativet kollapset.

Heldigvis krever moderne digital-TV mye mindre antenner. De er ikke bare enkle å gjøre med egne hender, men er heller ikke så vanskelige å feste.

Hvordan lage en mast til en vindmølle

Vær umiddelbart oppmerksom på å skape et solid, problemfritt design. Ellers er det bare å gjenta den triste opplevelsen til YantarEnergo-ansatte, som hadde en ulykke under en storm: en multitonnemast kollapset og fragmenter fra bladene spredt over hele distriktet.

Enhet av masten vil kreve å beregne mengden materialer som kreves for å lage en struktur fra en stålvinkel av forskjellige seksjoner. Form og dimensjoner velges i henhold til lokale forhold.

Den er laget av tre eller fire stolper. Hver av dem er montert på et stopp nedenfra. Øverst på masten opprettes en plattform for installasjon av vindturbinen.

Siden lengden på hjørnene er begrenset, monteres masten fra flere seksjoner. Stivheten til den generelle feste er gitt av laterale ribber festet gjennom selene.

Innebygde metallelementer er et obligatorisk element i fundamentet. De vil bli brukt til å feste deler. Vi må ta oss av sveise- og koblingsboltene.

Ikke forsøm flere fyrlinjer.

Hvordan lage en støtte fra rør

En teleskopisk struktur laget av stålrør med tilsvarende profil er lettere å montere, men den bør beregnes mer nøyaktig for styrke. Bøyemomentet skapt av den tunge toppen i stormvind skal ikke overstige den kritiske verdien.

Samtidig vil det oppstå vanskeligheter med forebyggende vedlikehold, inspeksjon og reparasjon av det monterte luftkraftverket. Hvis du kan klatre til en høyde langs masten som en stige, er det problematisk å gjøre dette gjennom et rør. Og å jobbe ovenpå er veldig farlig.

Derfor er det umiddelbart nødvendig å tenke over muligheten for å senke utstyret på en trygg måte og en rimelig måte å heve det på. Dette lar deg utføre en av to ordninger med:

1. Svingaksel på hovedstøtten.
2. En skyvehåndtak på bunnen av støttebenet.

I det første tilfellet opprettes et solid fundament for installasjon av hovedstøtten. En sveiset rørkonstruksjon med en vindmølle og et kjettingheiseanlegg på stålkabler er festet til rotasjonsaksen.

En motvekt er plassert i bunnen av røret for å lette løfting og senking med håndvinsj.

Sikkerhetskabler for fyrbelte er ikke vist på bildet.De henger rett og slett fra festene ned til bakken når de løfter og senker masten, og er festet til stasjonære betongpinner for kontinuerlig drift.

Skjemaet for installasjon og senking av vindmøllen i henhold til det andre alternativet er vist nedenfor.

Masten og en motvektstøtearm, forsterket med en avstivning, plassert i rett vinkel mot den, blir dreid i vertikal retning av en vinsj med et kjettingheiseanlegg.

Rotasjonsaksen til den skapte strukturen er i toppen av den rette vinkelen og er festet i føringene innebygd i fundamentet. Når du hever eller senker masten, blir fyrtauene fjernet fra de stasjonære forankringene på bakken. De kan brukes som sikkerhetstau.

Vindgenerator: enhet og driftsprinsipp for den elektriske kretsen med enkle ord

Industrielle vindparker er utformet på en slik måte at de umiddelbart kan levere strøm til nettet til forbrukerne. Du kan ikke gjøre dette med egne hender.

Når du velger en generator som skal spinne vindhjulet, brukes prinsippet om elektriske maskiners reversibilitet. Det tilføres et dreiemoment på den elektriske motoren, og statorviklingene blir begeistret.

Imidlertid er ideen om å snurre rotoren til en trefaset asynkron elektrisk motor som en generator for å oppnå en elektrisk strøm med en spenning på 220/380 volt, realisert fra forbrenningsmotorer, vanntrykk, men ikke vind.

Generell utforming av generatoren med rotoren vil bli tung, ellers vil det ikke være mulig å sikre høye akselhastigheter.

For små kapasiteter kan du:

• bruk en bilgenerator som produserer 12/24 volt;
• bruke et motorhjul fra en elektrisk sykkel;
• å montere en struktur av neodymmagneter med spoler av kobbertråd.

Du kan også ta en vindturbin som selges i Kina som grunnlag. Men han må umiddelbart utføre en revisjon: ta hensyn til kvaliteten på installasjonen av viklingene, tilstanden til lagrene, styrken på bladene og den totale balanseringen av rotoren.

Vi må innstille oss på at verdien av generatorens utgangsspenning vil variere sterkt avhengig av vindhastigheten. Derfor brukes batterier som en mellomledd.

Ladingen må tilordnes kontrolleren.

Husholdningsapparater i et 220 volt nettverk må drives av vekselstrøm fra en spesiell omformer - en inverter. Det enkleste diagrammet for et vindmøllepark er som følger.

Det kan forenkles sterkt fordi forbrukerens digitale elektronikk: datamaskiner, fjernsyn, telefoner fungerer på likestrøm fra 12 volt strømforsyninger.

Hvis de er ekskludert fra arbeid, og det digitale utstyret får strøm direkte fra batterier, vil tapet av elektrisk energi reduseres ved å avbryte dobbeltkonvertering i omformeren og enhetene.

Derfor anbefaler jeg å lage separate 12 volt-kontakter, som driver dem direkte fra batteriene.

Innenfor den elektriske kretsen må den samme kraftbalansen opprettholdes som i den mekaniske strukturen. Hver tilkoblet belastning må oppfylle energikarakteristikkene til oppstrøms kilden.

Husholdningsapparater på 220 volt skal ikke overbelaste omformeren. Ellers kobles den fra den innebygde beskyttelsen, og hvis den mislykkes, vil den rett og slett brenne ut. Batteriene, strømkontaktene til kontrolleren og selve generatoren fungerer etter samme prinsipp.

Beskyttelse av en strømbryter for en hjemmevindturbin må utføres uten feil.

For å gjøre dette må det velges riktig strengt i henhold til vitenskapelige anbefalinger, sjekkes og justeres.

Det er umulig å forutse en utilsiktet overbelastning, og enda mer utseendet til en kortslutningsstrøm. Derfor er denne modulen nødvendigvis installert som hovedbeskyttelse.

Koblingsskjemaet for batterier, en inverter og en kontroller for en vindgenerator er praktisk talt ikke forskjellig fra det som brukes i solkraftverk med lyspaneler.

Derfor antyder en rimelig konklusjon umiddelbart seg selv: å montere et kombinert hjemmekraftverk, drevet av vind- og solenergi på samme tid. Disse to kildene utfyller hverandre godt, og kostnadene ved å montere enkeltstasjoner reduseres betydelig.

Det er mange kanaler på YouTube dedikert til vindturbiner for hjemmet. Jeg likte arbeidet til eieren "Solar Panels". Jeg tror at han er ganske objektiv i å presentere dette emnet. Derfor anbefaler jeg å se nærmere på.

Vindturbinbatterier: et annet problem for huseieren

En av de kostbare oppgavene til et vind- eller solkraftverk er problemet med lagring av elektrisk energi, som bare løses med batterier. De må kjøpes og oppdateres, og kostnadene er ganske høye.

For å velge dem, må du kjenne ytelsesegenskapene: spenning og kapasitet. Vanligvis brukes komposittbatterier fra et 12 V-batteri, og antall ampere-timer i hvert enkelt tilfelle bør bestemmes empirisk, basert på forbrukernes styrke, driftstid.

Du må velge batterier for en vindgenerator fra et ganske bredt spekter. Jeg vil begrense meg til ikke en fullstendig gjennomgang, men bare til fire populære typer syrebatterier:

1. konvensjonelle startmotorer;
2. AGM-type;
3. gel;
4. pansret.

Selgere anbefaler ikke å kjøpe startbatterier til vindparker fordi de er designet for å fungere under kritiske kjøretøysforhold:

• når de lagres i kulde, må de tåle de enorme startstrømmene som oppstår når en kald motor spinner opp;
• under kjøring utsettes de for vibrasjoner og rystelser;
• lading skjer i buffermodus fra generatoren når bilen kjører med forskjellige motorhastigheter.

Hvor:

• vedlikeholdte batterier, som krever periodisk elektrolyttnivå og påfylling av destillert vann, er designet for å tåle 100 utladnings- / ladesykluser;
• ikke betjent - de har en mer kompleks design og antall sykluser er 200.

Imidlertid batteriet til vindgeneratoren når du opererer inne i huset:

• vanligvis plassert i en kjeller, der temperaturen, som opprettholdes på + 5 ÷ + 10 grader året rundt, er optimal;
• ikke utsatt for rystelser og vibrasjoner, permanent installert i stasjonær tilstand;
• ikke motta ekstreme belastninger under oppstart, og når husholdningsapparater slås på via omformeren, fungerer de i en skånsom modus;
• blir ladet fra generatoren med små strømmer, som har en gunstig effekt på platens avsvovlingsmodus.

Alt dette er de gunstigste forholdene for deres drift. Derfor foreslår jeg at du legger merke til dette alternativet for de som ikke er for late til periodisk å overvåke spenningen på bankene og overvåke elektrolyttnivået i dem.

AGM-batterier mer kompleks i design. De har de samme platene, men glassmatter er impregnert med syre, som fungerer samtidig som et dielektrisk lag. Deres utladnings- / ladningssyklus er 250 ÷ 400. Overlading er farlig.

Golem-batterier er også laget av et vedlikeholdsfritt design med en forseglet kropp og en elektrolytt fortykket til en geltilstand. De liker ikke lading veldig mye, men de er mer motstandsdyktige mot dyp utladning. Antall beregningssykluser er 350.

Rustningsbatterier er blant de mest moderne utviklingen. Elektrodeputene deres er beskyttet av polymerer mot syreangrep. Driftssyklusområde: 900 ÷ 1500.

Alle disse fire batteritypene skiller seg betydelig ut med hensyn til pris og driftsforhold. Hvis du tar hensyn til anbefalingene fra selgerne, må du punge ut en ganske anstendig sum penger.

Jeg anbefaler imidlertid at du først lytter til de nyttige tipsene som samme eier av Solar Batteries gir i sin video "Hvordan velge batterier til et vindpark og en solstasjon".

Han har sin egen motsatte mening om denne saken. Hvordan du behandler ham er din egen virksomhet. Imidlertid å kjenne informasjon fra motsatte kilder og velge det mest passende alternativet fra den: den optimale løsningen for en tenkende person.

Beregning av en vindturbin med blader

Siden vi allerede har funnet ut at en horisontal vindturbin er mye mer effektiv, vil vi vurdere beregningen av dens design.

Vindenergi kan bestemmes av formelen P = 0,6 * S * V³, hvor S er sirkelområdet som er beskrevet av rotorbladene (kastearealet), uttrykt i kvadratmeter, og V er den beregnede vindhastigheten i meter per sekund. Du må også ta hensyn til effektiviteten til selve vindmøllen, som for en trebladet horisontal krets vil være i gjennomsnitt 40%, samt effektiviteten til generatorsettet, som på toppen av strømhastighetskarakteristikken er 80% for en generator med permanent magnet eksitasjon og 60% for en generator med en magnetisering vikling. I gjennomsnitt vil ytterligere 20% av kraften forbrukes av oppstyret (multiplikator). Dermed ser den endelige beregningen av radiusen til vindturbinen (det vil si lengden på bladet) for en gitt kraft fra permanentmagnetgeneratoren slik ut: R = √ (P / (0,483 * V³))

Eksempel: La oss anta at den nødvendige kraften til vindparken er 500 W, og den gjennomsnittlige vindhastigheten er 2 m / s. Så, i henhold til vår formel, må vi bruke kniver med en lengde på minst 11 meter. Som du kan se, vil selv en så liten kraft kreve oppretting av en vindgenerator med kolossale dimensjoner. For mer eller mindre rasjonelle konstruksjoner med en bladlengde på ikke mer enn en og en halv meter under forholdene for gjør-det-selv-produksjon, vil vindgeneratoren bare kunne produsere 80-90 watt kraft, selv i sterk vind.

Ikke nok kraft? Faktisk er alt noe annerledes, siden lasten til vindgeneratoren faktisk blir matet av batteriene, lader vindturbinen dem bare etter beste evne. Derfor bestemmer kraften til en vindturbin frekvensen den kan levere energi med.

Generatorvalg

Det mest logiske alternativet for et generatoraggregat for en hjemmelaget vindturbin ser ut til å være en bilgenerator. Denne løsningen gjør det enkelt å montere settet, siden generatoren allerede har både festepunkter og remskive for beltemultiplikatoren. Det er ikke vanskelig å kjøpe både selve generatoren og reservedeler til den. I tillegg lar den innebygde reléregulatoren deg koble den direkte til et 12-volts lagringsbatteri, og til den i sin tur en omformer for å konvertere likestrøm til vekselspenning 220V.

Men, som nevnt ovenfor, er effektiviteten til generatorer med en magnetiseringsvikling ganske lav, noe som er veldig følsomt for en allerede laveffekt vindgenerator. Den andre ulempen er at når batteriet er utladet, kan ikke bilgeneratoren bli begeistret.

I en rekke hjemmelagde design finner du traktorgeneratorene G-700 og G-1000. Deres effektivitet er ikke mer, en nyttig forskjell er bare magnetiseringen av rotoren, noe som gjør det mulig å begeistre generatoren selv uten lagringsbatteri, og til en lav pris.

Når man bygger vindgeneratorer, bruker noen forfattere egenskapen til reversibilitet til samleelektriske motorer - ved å rotere rotoren med makt, kan likestrøm fjernes fra den. Statoren til denne typen motorer består enten av permanente magneter, som er mer å foretrekke for vårt formål, eller har en vikling. For å bruke motoren i generatormodus kobles den til kjøretøyets reléregulator for å gi riktig spenning.Tenk på tilkoblingen av en reléregulator ved hjelp av eksemplet på en node fra VAZ-klassikerne (det er praktisk fordi det ikke er kombinert i en blokk med en børsteenhet):

1. Koble en av motorbørstene til kroppen - dette vil være den negative polen til generatoren. Koble metallhylsen til reléregulatoren og batteriets “-” terminal her.
2. Koble reléets terminal 67 til en av terminalene på statorviklingen, den andre midlertidig til saken.
3. Koble terminal 15 gjennom bryteren til den positive polen på batteriet (dette vil forsyne feltstrømmen til viklingen). Gi rotoren rotasjon i samme retning som vindmølleskruen vil gi, og koble et voltmeter mellom den frie børsten og huset. Hvis det oppdages et negativt potensiale på børsten, bytter du ut statorens tilkoblinger med reléregulatoren og bakken.

Hovedfunksjonen ved å koble en DC-generator til et lagringsbatteri er behovet for å skille dem med en halvlederdiode, som forhindrer at batteriet tømmes på rotorviklingen når generatoren stopper. I moderne bilgeneratorer utføres denne funksjonen av en trefaset diodebro, og vi kan også bruke den ved å koble fasene parallelt for å redusere spenningsfallet over den.

Den største kraften kan fjernes fra generatoren, hvis rotor består av neodymmagneter. Konstruksjoner basert på et bilnav med bremseskive er utbredt, langs kanten av hvilke kraftige magneter er festet. En stator med enfaset eller trefaset vikling er plassert i minimum avstand fra dem.

Vindturbin med aksial design med magneter

I hjertet av en slik 220v vindmølle er et personbilnav med bremseskiver. Hvis delen ikke er ny, demonter den, sjekk og smør lagrene og rengjør rust.

Distribusjon og sikring av magneter

Først må du lime magneter på rotorplaten. I dette tilfellet er ikke magnetene vanlige, men spesielle neodymmagneter. De er mye kraftigere. Du trenger 20 magneter, hvis størrelse er 25 x 8 mm. Magnetene plasseres i vekslende stolper. For riktig plassering, lag en mal som vist på bildet nedenfor.

Råd! Hvis mulig, bruk rektangulære snarere enn runde magneter til vindgeneratoren. Magnetfeltet deres er ikke konsentrert i midten, men langs lengden.

Bruk silikatlim for å feste magneter til platen. Og for styrke på slutten, kan du fylle magneter med epoxy. For å unngå harpikslekkasje må du lage kantstein eller teip disken.

Merk! For ikke å forveksle hvor polen til magneten er, kan du merke dem med "+" eller "-". For å bestemme dette - ta en magnet til en annen. Magnetflater som tiltrekkes har "+". Hvis magneten blir frastøtt, har den en “-” pol.

Trefase- og enfasegenerator for vindturbin

Hvis vi sammenligner dem, er en enhet med en fase verre, fordi den under belastning vibrerer på grunn av forskjellen i strømens amplitude. Og det ser ut på grunn av uoverensstemmelsen i strømmen. Denne effekten er fraværende i trefaseprodukter. Kraften deres er alltid den samme. Saken er at den ene fasen kompenserer for den andre og omvendt, hvis strømmen forsvinner i en fase, vil den i den andre øke.

Hva er sluttresultatet? Og det faktum at trefasegeneratorer har 50% mer ytelse enn enfasede. I tillegg er fraværet av vibrasjon, som kan irritere og påvirke komforten, oppmuntrende. Under tung belastning vil ikke statoren nynne. Hvis støyen ikke plager deg, og du bestemmer deg for å bruke en enfasegenerator, må du være forberedt på at vibrasjon vil påvirke driften av vindgeneratoren negativt. Levetiden vil bli kortere.

Vi vikler spolene

Vindgeneratoren kan ikke kalles veldig raskt. Det er nødvendig å gjøre alt slik at 12 V-batteriet blir smittet fra 100–140 o / min.Med slike innledende data bør det totale antall svinger i spolene være lik 1000-1200. Men hvordan vet du hvor mange svinger det er per spole? Det er enkelt: denne figuren er delt på antall spoler.

Hvis du vil at vindturbinen skal levere mer kraft ved lave turtall, må du lage flere stolper. I dette tilfellet vil frekvensen av den aktuelle svingningen i spolen øke. For å redusere motstanden og øke strømmotstanden, anbefaler vi å trekke tykk ledning rundt spolene. Ta hensyn til det faktum at med en sterk spenning kan motstanden til viklingen "spise" strømmen.

Merk at antall og tykkelse på magneter som er festet til platene bestemmer driftsparametrene til generatoren. For å finne ut hvor mye kraft en vindgenerator kan levere, vind en spole og vri generatoren. Mål spenningen ved noen o / min uten belastning. For eksempel, for 200 rpm fikk du en strøm på 30 V med en motstand på 3 ohm. Trekk 12 V (batterispenning) fra disse 30 V. Del nå antallet du får med 3 ohm. Det ser slik ut:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Som et resultat viste det seg 6 A. De vil gå til batteriet. Det er klart at det i praksis vil være litt mindre på grunn av tapene i ledningene.

Det er bedre å gjøre spolene langstrakte. Da vil kobber i sektoren komme mer ut, og svingene blir rette. Diameteren på hullet inne i spolen skal være lik eller litt større enn magnetenes størrelse.

Merk! Tykkelsen på statoren må være den samme som magnetenes tykkelse.

Formen til statoren kan være kryssfiner. Men sektorene for spolene kan også plasseres på papir ved å lage en plasticine-kant. Spolene må festes slik at de ikke beveger seg, og endene på fasene må bringes ut. Koble alle ledninger til en stjerne eller delta. Det gjenstår å teste vindgeneratoren ved å rotere den for hånd.

Vi lager en skrue og en mast for en vindturbin

Masten til generatoren må være høy, fra 8 til 12 m. Basen må være støpt. Det er bedre å montere røret slik at røret enkelt kan løftes og senkes av vinsjen. Vindmølleskruen festes til toppen av røret.

Du kan lage den av Ø160 mm plastrør. Klipp ut en skrue med seks kniver, 2 m lange.

For å holde propellen borte fra et kraftig vindkast, lager en sammenleggbar hale. Som et resultat kan all energi som vindgeneratoren genererer lagres i batteriet.

Det er det, du vet hvordan du lager en vindgenerator med magneter. Nå kan du bruke strømmen som genereres av en slik vindgenerator, og spare penger. All din innsats vil bli belønnet.

Multiplikatorberegning

Generatorsettet har en skrått strømhastighetskarakteristikk: med en økning i rotorhastigheten øker den maksimale kraften som leveres til den. Derfor trenger vi en multiplikator med stor økningsfaktor for å sikre den høyeste effektiviteten til en langhastig vindturbin.

For en hjemmelaget design er den mest optimale løsningen en beltemultiplikator: den er enkel å produsere og krever et minimum av maskinarbeid. Forholdet mellom økningen i hastighet vil være lik forholdet mellom diameteren på drivhjulet som er koblet til skruens akse og diameteren på generatorens drivhjul. Om nødvendig kan girforholdet enkelt justeres ved å bytte ut en av remskivene.

Når du designer multiplikatoren, er det nødvendig å ta hensyn til både gjennomsnittshastigheten til knivenheten og generatorens strømhastighetskarakteristikk. Hvis vi bruker en seriell bilgenerator, kan den lett bli funnet på Internett, med hjemmelaget design, mest sannsynlig, må vi gjennomgå prøving og feiling.

La oss for eksempel ta en vanlig traktorgenerator, som allerede var nevnt ovenfor.

Tar vi den beregnede kraften til vindturbinen vår på 90 watt, finner vi et punkt på grafen som tilsvarer generatorens utgang til denne effekten.Ved en nominell spenning på 14 V trenger vi en strømutgang på minst 6,5 A - ifølge grafen vil dette skje med en hastighet litt over 1000 rpm. La propellen av vårt design rotere med vinden med en hastighet på 60 o / min (middels vind). Dette betyr at vi trenger minst et tyve ganger forholdet mellom remskivene - for en 70 mm generatorrulle må vindmøllehjulet ha en diameter på nesten en og en halv meter, noe som er uakseptabelt. Dette antyder utvetydig hvor lav effektiviteten til vindgeneratorer av denne typen er - uten en kompleks flertrinns girkasse, som i seg selv vil føre til store krafttap, er det nesten umulig å bringe en bilgenerator i driftsmodus.

Valg av design og detaljer

DIY vindgenerator fra en bilgenerator

Når du velger utformingen av en generatorvindturbin, bør du gå ut fra klimatiske forhold som er karakteristiske for området. Så for områder med lav vindaktivitet er vindturbinegeneratorer utstyrt med seilblader optimale (utseendet vises i figuren nedenfor).

Vindturbin av seiltypen

I regioner med sterk vindbelastning lages en hjemmelaget vindgenerator for et hjem oftest i form av en vertikalt plassert enhet med begrenset kraft.

Til tross for at vindturbiner med en vertikal rotasjonsakse er noe dyrere å produsere enn deres horisontale kolleger, er de bedre i stand til å tåle sterke vindbelastninger. Til fremstilling kan hjemmelagde kniver samlet fra improviserte midler brukes (noen håndverkere har tilpasset seg for å lage dem fra et fat kuttet i separate metallfragmenter).

Det er mer hensiktsmessig å kjøpe mer vindklar og tilpasse dem til en generator, som kan brukes som en konvertert motor fra en skriver. Uansett, før du starter arbeidet, bør det utarbeides en skisse av den fremtidige generatoren, som skal vise et detaljert diagram over den prefabrikkerte enheten.

Tilleggsinformasjon. Når du velger kjøpte kniver, bør man gå ut fra det faktum at de såkalte "seilbåtene" regnes som de billigste.

På deres basis, den enkleste måten å lage en vertikal vindgenerator på.

For å fullføre beskrivelsen av mulige design, legger vi til at den fremtidige enheten kan lages fra en bilstarter eller en hvilken som helst autogenerator som har tjent sitt liv. La oss vurdere hvert av de foreslåtte alternativene for å lage gjør-det-selv elektriske generatorer mer detaljert.

Mast

Masten som vindturbinen er montert på - dette er en av de viktigste nodene.
Det sørger ikke bare for sikker drift av vindmøllen (det nedre punktet av sirkelen som er beskrevet av bladene skal ikke være nærmere 2 meter til bakken), men lar den også bruke vindenergien så effektivt som mulig, strømmen av som blir mer turbulent nær bakken.

En høy høyde fører til en lav stivhet i vindturbinemasten og gjør styrkeberegningen ganske vanskelig ikke bare for en amatør, men også for en ingeniør. Du kan bare oppgi hovedpoengene:

• Plasser masten så langt som mulig fra huset og trær som skygger luftstrømmen. I tillegg, i tilfelle sterk vind, kan vindgeneratoren falle på bygningen eller bli skadet av trær.
• Optimal mastdesign betyr påsveiset fagverk ligner på kraftoverføringstårn, men det er vanskelig og dyrt å produsere. Det enkleste, men ganske effektive alternativet er flere parallelle rør med en diameter på 80-100 mm, sveiset med korte sømmer til hverandre og støpt til en dybde på minst en meter i bakken. Det er svært ønskelig å styrke strukturen til ett rør med kabelbånd, som også er festet til støttene som helles i betong.
• For å forenkle vedlikeholdet av vindmøllen, kan masten gjøres som et vendepunkt: i dette tilfellet, når masten svekkes i retning av bruddet, kan masten vippes til bakken.

En historie om en veldig enkel vindgenerator fra en hjemmevifte

Ekstra elektrisk utstyr

Som nevnt ovenfor er en integrert del av et vindpark et batteri som overtar forbrukernes kraft. når du velger det, må du huske at jo større kapasitet, jo lenger tid vil det være i stand til å opprettholde spenningen i nettverket, men samtidig vil det ta lengre tid å lade. Den omtrentlige driftstiden kan defineres som tiden halvparten av batterikapasiteten er utladet (etter dette vil spenningsfallet allerede bli merkbart, i tillegg reduserer dyputladning levetiden til blybatterier).

Eksempel: Så et batteri med en kapasitet på 65 A * h vil betinget kunne gi 30-35 Amp-timer energi til lasten. Er det mye eller lite? En konvensjonell 60-watts belysningslampe vil kreve, med tanke på tilstedeværelsen av en inverter som konverterer 12 V DC til 220 V AC og har sin egen effektivitet innen 70%, er en strøm på 7 ampere litt mer enn fire timers drift . Vindmøllen vår med en nominell effekt på 90 watt, selv i beste fall, med en konstant sterk vind, vil ta minst fem timer å gjenvinne den bortkastede energien. Når du bruker en vindturbin utelukkende som en autonom energikilde, vil elektrisitet i hjemmet bare være tilgjengelig i noen få timer om dagen.

Den andre noden til strømforsyningssystemet er omformeren. I vårt tilfelle kan du bruke både en ferdig bil og en hentet fra en avbruddsfri strømforsyning. I alle fall er det viktig å ikke overbelaste den med strømforbruk, gitt at den virkelige driftskraften er 1,2-1,5 ganger mindre enn den angitte maksimale effekten.

Som du ser, hviler attraktiviteten ved å bruke gratis energi på mange begrensninger, og til og med det eneste effektive alternativet i det sentrale Russland - en vindgenerator - er ikke i stand til å gi langsiktig autonomi.

Men samtidig er denne ideen ikke dårlig både som en kilde til nødstrømforsyning og spesielt som en designoppgave - gleden av å lage en vindturbin med egne hender kan overstige kraften betydelig.