Kendi ellerimizle rüzgar jeneratörü yapalım

Genellikle özel ev sahiplerinin uygulamak için bir fikri vardır yedek güç sistemleri... En basit ve en uygun fiyatlı yöntem elbette bir benzinli veya dizel jeneratördür, ancak birçok insan gözlerini sözde serbest enerjiyi (güneş radyasyonu, akan su veya rüzgar enerjisi) elektriğe dönüştürmenin daha karmaşık yollarına çevirir.

Bu yöntemlerin her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları vardır. Su akışının kullanılmasıyla (mini hidroelektrik santrali) her şey netse - yalnızca oldukça hızlı akan bir nehrin hemen yakınında mevcutsa, güneş ışığı veya rüzgar hemen hemen her yerde kullanılabilir. Bu yöntemlerin her ikisinin de ortak bir dezavantajı olacaktır - eğer bir su türbini 24 saat çalışabiliyorsa, o zaman bir güneş pili veya rüzgar jeneratörü yalnızca bir süre etkilidir, bu da pillerin bir ev elektrik şebekesinin yapısına dahil edilmesini gerekli kılar.

Rusya'daki koşullar (yılın büyük bölümünde gün ışığında kısa saatler, sık yağış) güneş panellerinin kullanımını mevcut maliyet ve verimliliklerinde etkisiz hale getirdiğinden, en karlı olanı bir rüzgar jeneratörünün tasarımıdır... Çalışma prensibini ve olası tasarım seçeneklerini göz önünde bulundurun.

Hiçbir ev yapımı cihaz diğerine benzemediğinden, bu
makale adım adım talimat değildirve bir rüzgar türbini tasarımının temel ilkelerinin bir açıklaması.

Genel çalışma prensibi

Rüzgar jeneratörünün ana çalışma gövdesi, rüzgar tarafından döndürülen kanatlardır. Dönme ekseninin konumuna bağlı olarak rüzgar türbinleri yatay ve dikey olarak ikiye ayrılır:

• Yatay rüzgar türbinleri en yaygın. Kanatları bir uçak pervanesine benzer bir tasarıma sahiptir: ilk yaklaşımda bunlar, yükün bir kısmını rüzgar basıncından dönüşe dönüştüren dönme düzlemine göre eğimli plakalardır. Yatay bir rüzgar jeneratörünün önemli bir özelliği, rüzgarın yönü dönme düzlemine dik olduğunda maksimum verimlilik sağlandığından, kanat tertibatının rüzgarın yönüne göre dönmesini sağlama ihtiyacıdır.
• Bıçaklar dikey rüzgar türbini dışbükey içbükey bir şekle sahip. Dışbükey tarafın akış çizgisi içbükey taraftan daha büyük olduğundan, böyle bir rüzgar türbini, yatay rüzgar türbinlerinin aksine, dönüş mekanizmasını gereksiz kılan rüzgarın yönüne bakılmaksızın her zaman bir yönde döner. Aynı zamanda, herhangi bir zamanda, bıçakların sadece bir kısmının faydalı işler yapması ve geri kalanın sadece rotasyona karşı çıkması nedeniyle, Dikey bir yel değirmeninin verimliliği, yatay olandan çok daha düşüktür.: Üç kanatlı bir yatay rüzgar jeneratörü için bu rakam% 45'e ulaşırsa, dikey olan için% 25'i geçmeyecektir.

Rusya'daki ortalama rüzgar hızı yüksek olmadığından, büyük bir rüzgar türbini bile çoğu zaman oldukça yavaş dönecektir. Yeterli gücü sağlamak için, güç kaynağı bir yükseltici redüktör, kayış veya dişli vasıtasıyla jeneratöre bağlanmalıdır. Yatay bir yel değirmeninde, kanat-düşürücü-jeneratör ünitesi, rüzgarın yönünü takip etmelerini sağlayan bir döner kafa üzerine monte edilmiştir. Döner başlığın tam dönüş yapmasını engelleyen bir sınırlayıcıya sahip olması gerektiğini hesaba katmak önemlidir, çünkü aksi takdirde jeneratörden gelen kablolar kesilecektir (kafanın serbestçe dönmesine izin veren kontak rondelaları kullanma seçeneği daha fazladır. karmaşık).Dönmeyi sağlamak için rüzgar jeneratörü, dönme ekseni boyunca yönlendirilmiş çalışan bir rüzgar gülü ile desteklenir.

En yaygın bıçak malzemesi uzunlamasına kesilmiş büyük çaplı PVC borulardır. Kenar boyunca metal plakalar onlara perçinlenir, bıçak tertibatının göbeğine kaynaklanır. Bu tür bıçakların çizimleri internette en yaygın olanıdır.

Video, kendi kendine yapılan bir rüzgar jeneratöründen bahsediyor

Ev için DIY yel değirmenleri: tasarımlara genel bakış

Zaten anladığınız gibi, rüzgar enerjisini algılayan ilk kısım rüzgar çarkıdır. Ev için tek bir yel değirmeni planı onsuz yapamaz.

Yürütülebilir:

• dikey bir dönme ekseni ile;
• veya yatay.

Dikey rüzgar türbini

Sıradan bir çelik varilden yapılmış, yapımı kolay yapılardan birini bir fotoğrafla göstereceğim.

Elle yapılan ve hatta yerin üzerinde bulunan, binalar ve bitkilerle çevrili böyle bir dikey rüzgar jeneratörü, özel bir eve güç sağlamak için yeterli elektrik üretmek için normal hız geliştiremeyecektir.

Düşük güçlü ekipman için yalnızca bazı tek görevleri yerine getirebilecek. Dahası, rotorunun düşük dönme hızı, bir yükseltici dişlinin zorunlu kullanımını gerektirecektir ve bu, ek enerji kayıplarıdır.

Bu tür tasarımlar, geçen yüzyılın başında buharlı gemilerde popülerdi. Bıçakları teknenin hareket yönü boyunca yerleştirilmiş bir su çarkı hareketini sağlamıştır.

Şimdi alaka düzeyini yitirmiş bir nadirliktir. Havacılıkta böyle bir tasarım sadece kök salmakla kalmadı, hatta dikkate alınmadı bile.

Rotor Onipko

Düşük hızlı rüzgar çarkı tasarımlarından Onipko rotoru artık büyük ölçüde İnternet üzerinden dağıtılmaktadır. Reklamcılar, çok hafif rüzgarlarda bile döndüğünü gösteriyor.

Ancak, kendi ellerimle tekrarlamak o kadar zor olmasa da, nedense bu gelişime karşı eleştirel bir tavrım var. Alıcılar arasında coşkulu incelemelerin yanı sıra kullanımının ekonomik fizibilitesine ilişkin bilimsel hesaplamalar bulamadım.

Okurlardan herhangi biri beni bu görüşte caydırabilirse minnettar olurum.

Yatay rüzgar türbini

En başından beri, uçak motorları, havayı uçak gövdesi boyunca ilerleten bir pervane kullanmaya başladı. Aktif basınç kuvvetine ek olarak reaktif bileşeni kullanacak şekilde şekli ve tasarımı seçilmiştir.

Endüstriyel olarak veya elle yapılan herhangi bir yatay rüzgar jeneratörü bu prensibe göre çalışır. Fotoğraflı bir ev yapımı yapı örneği gösteriyorum.

Rüzgar enerjisi kullanma prensibine göre daha verimli bir tasarım olup, hane halkı elektrik temini sorunlarını sağlamak için tasarım açısından düşük güçtür.

Rotoru rüzgar türbinini döndüren küçük bir elektrik motoru, optimum basınç ve rüzgar gücünde bile, bir jeneratör olarak yalnızca düşük güç üretebilir. Zayıf bir LED ampulü ona bağlayabilirsiniz.

Böyle arkadan aydınlatmalı bir rüzgar gülü kurmanız gerekip gerekmediğini kendiniz düşünün. Böyle bir tasarım diğer görevlerle baş etmeyecektir. Yine de bölgedeki benleri korkutmak için kullanılabilir. Metal parçaların dönüşünün eşlik ettiği gürültülerden gerçekten hoşlanmazlar.

Rüzgârdan alınan elektriğin tam olarak kullanılabilmesi için rüzgar jeneratörünün pervanesinin güç tüketimine karşılık gelen boyutlarda olması gerekir. Yaklaşık 5 metrelik bir çapa güvenin.

Bunu oluştururken teknik bir zorlukla karşılaşacaksınız: büyük parçaları doğru bir şekilde dengelemeniz gerekiyor. Kütle merkezi her zaman dönme ekseninin orta noktasında olmalıdır.

Bu, yüksek rakımlı bir yapının yatak salgısını ve sallanmasını en aza indirecektir. Ancak böyle dengelemek kolay değil.

Rüzgar türbini nasıl kurulur: yükseklikte montaj için güvenilir bir direk düzeni

Normal elektrik enerjisi üretimi için pervanenin ağırlığı oldukça iyidir. Basit bir standa kurulamaz.

Metal direk ve gergi ankraj cıvataları için sağlam bir beton temel oluşturmanız gerekecektir. Aksi takdirde, büyük zorluklarla bir araya getirilen tüm yapı, uygun olmayan herhangi bir anda çökebilir.

Yüksekliğe yükseltilmiş bir rüzgar türbini için bir stand yapılabilir:

1. parantezli bölümlerden monte edilmiş prefabrik bir direk şeklinde;
2. veya konik boru biçimli bir destek.

Her iki şema da, şiddetli rüzgâr rüzgarları durumunda direği tutmak için gerekli olan kablolardan birkaç katman tel teli oluşturarak devrilmeye karşı takviye gerektirecektir. Stoperlere ve ankrajlara güvenli bir şekilde tutturulmaları gerekecektir.

Kişisel talihsiz deneyimlerimden: Analog televizyonu kullanırken, 2m çember çapına sahip Örümcek hatlı anten benim için çalıştı. 8 metre yüksekliğe yerleştirildi, iki seviyeli erkekle ahşap bir direğe sabitlendi. Şiddetli rüzgar onu salladı, böylece raf çöktü.

Neyse ki, modern dijital televizyon çok daha küçük antenler gerektirir. Sadece kendi ellerinizle yapmak kolay değil, aynı zamanda sabitlemek de o kadar zor değil.

Yel değirmeni için direk nasıl yapılır

Sağlam, sorunsuz bir tasarım oluşturmaya hemen dikkat edin. Aksi takdirde, bir fırtına sırasında kaza geçiren YantarEnergo çalışanlarının üzücü deneyimini tekrarlayın: çok tonlu bir direk çöktü ve tüm alana dağılmış bıçakların döküntüleri.

Direğin cihazı, çeşitli kesitlerden çelik bir açıdan bir yapı oluşturmak için gereken malzeme miktarını hesaplamayı gerektirecektir. Yerel koşullara göre şekil ve boyutlar seçilir.

Üç veya dört dikmeden yapılmıştır. Her biri aşağıdan bir durdurucuya monte edilmiştir. Direğin tepesinde rüzgar türbini kurmak için bir platform oluşturulmuştur.

Köşelerin uzunluğu sınırlı olduğundan, direk birkaç bölümden monte edilir. Genel sabitlemenin sertliği, destekler aracılığıyla tutturulan yanal nervürlerle verilir.

Gömülü metal elemanlar, vakfın zorunlu bir unsurudur. Parçaları sabitlemek için kullanılacaklar. Kaynak ve bağlantı cıvatalarını halletmemiz gerekecek.

Ek erkek hatlarını ihmal etmeyin.

Borulardan nasıl destek yapılır

Karşılık gelen profilin çelik borularından yapılmış teleskopik bir yapının montajı daha kolaydır, ancak mukavemet için daha dikkatli hesaplanmalıdır. Fırtınalı bir rüzgarda ağır bir ucun yarattığı eğilme momenti kritik bir değeri aşmamalıdır.

Aynı zamanda montajı yapılan hava santralinin önleyici bakımı, muayenesi ve onarımı ile ilgili zorluklar ortaya çıkacaktır. Direk boyunca bir merdiven gibi bir yüksekliğe tırmanabiliyorsanız, bunu bir borudan yapmak sorunludur. Üst katta çalışmak çok tehlikeli.

Bu nedenle, ekipmanı güvenli bir şekilde yere indirme seçeneği ve onu yükseltmenin uygun bir yolu üzerinde hemen düşünmek gerekir. Bu, aşağıdakilerle iki şemadan birini gerçekleştirmenize olanak tanır:

1. Ana destek üzerinde döner aks.
2. Destek ayağının altında bir itme kolu.

İlk durumda, ana desteğin montajı için sağlam bir temel oluşturulur. Yel değirmeni ve çelik halatlar üzerinde zincirli vinç sistemi olan kaynaklı bir boru yapısı dönme eksenine tutturulmuştur.

Bir el vinci ile kaldırma ve indirme işlemini kolaylaştırmak için borunun altına bir karşı ağırlık yerleştirilmiştir.

Gergi kemeri emniyet kabloları resimde gösterilmemiştir.Direkleri yükseltirken ve alçaltırken basitçe montajlarından zemine asılırlar ve sürekli çalışma için sabit beton kazıklara tutturulurlar.

Yel değirmenini ikinci seçeneğe göre kurma ve indirme şeması aşağıda gösterilmiştir.

Dik açıyla yerleştirilmiş bir takviye ile güçlendirilmiş direk ve karşı ağırlık itme kolu, zincirli vinç sistemli bir vinç tarafından dikey yönde döndürülür.

Oluşturulan yapının dönme ekseni, dik açının üst kısmındadır ve temele gömülü kılavuzlara sabitlenmiştir. Direği kaldırırken veya indirirken, gergi halatlar zemindeki sabit ankrajlardan çıkarılır. Emniyet halatı olarak kullanılabilirler.

Rüzgar jeneratörü: basit bir deyişle elektrik devresinin cihazı ve çalışma prensibi

Endüstriyel rüzgar çiftlikleri, tüketicilere şebekeye anında elektrik sağlayabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bunu kendi ellerinle yapamazsın.

Rüzgar çarkını döndürecek bir jeneratör seçerken elektrikli makinelerin tersinirlik prensibi kullanılır. Elektrik motoruna bir tork uygulanır ve stator sargıları uyarılır.

Bununla birlikte, 220/380 volt gerilimli bir elektrik akımı elde etmek için üç fazlı asenkron elektrik motorunun rotorunu bir jeneratör olarak döndürme fikri, içten yanmalı motorlardan su basıncından, ancak rüzgardan gerçekleşmemiştir.

Jeneratörün rotorlu genel tasarımı ağırlaşacaktır, aksi takdirde yüksek şaft hızları sağlamak mümkün olmayacaktır.

Küçük kapasiteler için şunları yapabilirsiniz:

• 12/24 volt üreten bir araba jeneratörü kullanın;
• elektrikli bir bisikletten bir motor tekerleği uygulayın;
• bir neodim mıknatıs yapısını bakır tel bobinleriyle birleştirmek.

Çin'de satılan bir rüzgar türbinini de temel alabilirsiniz. Ancak derhal bir denetim yapması gerekiyor: Sargıların montajının kalitesine, yatakların durumuna, kanatların gücüne ve rotorun genel dengelemesine dikkat edin.

Jeneratör çıkış voltajının değerinin rüzgar hızına bağlı olarak büyük ölçüde değişeceği gerçeğini ayarlamamız gerekecek. Bu nedenle piller ara bağlantı olarak kullanılır.

Şarjları denetleyiciye atanmalıdır.

220 voltluk bir ağın ev aletleri, özel bir dönüştürücü - bir invertörden gelen alternatif akımla çalıştırılmalıdır. Bir ev tipi rüzgar çiftliğinin en basit diyagramı aşağıdaki gibidir.

Tüketici dijital elektroniği: bilgisayarlar, televizyonlar, telefonlar 12 voltluk güç kaynaklarından gelen doğru akımla çalıştığı için büyük ölçüde basitleştirilebilir.

İşten çıkarılırlarsa ve dijital ekipman doğrudan akülerden çalıştırılırsa, inverter ve ünitelerdeki çift dönüşümü iptal ederek elektrik enerjisi kaybı azaltılacaktır.

Bu nedenle, doğrudan pillerden güç sağlayan ayrı 12 voltluk prizler yapmanızı öneririm.

Elektrik devresi içinde, mekanik yapıda olduğu gibi aynı güç dengesinin korunması gerekecektir. Bağlanan her yük, yukarı akış kaynağının enerji özelliklerine uygun olmalıdır.

220 voltluk ev aletleri inverteri aşırı yüklememelidir. Aksi takdirde, yerleşik korumadan bağlantısı kesilir ve başarısız olursa, basitçe yanar. Kontrolörün pilleri, güç kontakları ve jeneratörün kendisi aynı prensibe göre çalışır.

Bir ev tipi rüzgar türbini için bir devre kesici ile koruma, hatasız olarak gerçekleştirilmelidir.

Bunu yapmak için, kesinlikle bilimsel önerilere göre doğru bir şekilde seçilmeli, kontrol edilmeli ve ayarlanmalıdır.

Yanlışlıkla aşırı yüklenmeyi ve hatta kısa devre akımının ortaya çıkmasını öngörmek imkansızdır. Bu nedenle, bu modül mutlaka ana koruma olarak kurulur.

Bir rüzgar jeneratörü için piller, invertör ve kontrolör için bağlantı şeması, pratik olarak ışık panelli güneş enerjisi santrallerinde kullanılanlardan farklı değildir.

Bu nedenle, makul bir sonuç hemen kendini gösteriyor: Aynı anda rüzgar ve güneş enerjisiyle çalışan birleşik bir ev elektrik santrali kurmak. Bu iki kaynak birbirini iyi tamamlar ve tekli istasyonların montaj maliyetleri önemli ölçüde azalır.

YouTube'da ev için rüzgar türbinlerine adanmış birçok kanal var. "Güneş Panelleri" sahibinin çalışmalarını beğendim. Bu konuyu sunarken oldukça objektif olduğunu düşünüyorum. Bu nedenle daha yakından bakmanızı tavsiye ederim.

Rüzgar türbini pilleri: ev sahibi için başka bir sorun

Bir rüzgar veya güneş enerjisi santralinin maliyetli görevlerinden biri, sadece pillerle çözülen elektrik enerjisinin depolanması sorunudur. Satın alınmaları ve güncellenmeleri gerekecek ve maliyeti oldukça yüksek.

Bunları seçmek için performans özelliklerini bilmeniz gerekir: voltaj ve kapasite. Genellikle, 12 V pilden kompozit piller kullanılır ve her bir özel durumdaki amper-saat sayısı, tüketicilerin gücü ve çalışma sürelerine bağlı olarak ampirik olarak belirlenmelidir.

Oldukça geniş bir yelpazeden bir rüzgar jeneratörü için pil seçmeniz gerekecek. Kendimi tam bir incelemeyle değil, yalnızca dört popüler asit pil türü ile sınırlayacağım:

1. geleneksel marş motorlu araçlar;
2. AGM türü;
3. jel;
4. zırhlı.

Satıcılar, kritik araç çalışma koşullarında çalışmak üzere tasarlandıkları için rüzgar çiftlikleri için marş aküleri satın almalarını önermemektedir:

• soğukta depolandıklarında, soğuk bir motor dönerken oluşan devasa marş akımlarına dayanmaları gerekir;
• sürüş sırasında titreşime ve sarsılmaya maruz kalırlar;
• Yeniden şarj, araç farklı motor hızlarında hareket ederken jeneratörden bir tampon modunda gerçekleşir.

Neredeyse:

• Periyodik elektrolit seviyesi ve damıtılmış su takviyesi gerektiren servisli piller, 100 deşarj / şarj döngüsüne dayanacak şekilde tasarlanmıştır;
• servis verilmedi - daha karmaşık bir tasarıma sahipler ve döngü sayısı 200'dür.

Bununla birlikte, evin içinde çalışırken rüzgar türbini pili:

• genellikle yıl boyunca + 5 ÷ + 10 derece arasında tutulan sıcaklığın optimal olduğu bir bodrum katına yerleştirilir;
• sabit bir durumda kalıcı olarak monte edilmiş, sarsıntı ve titreşimlere maruz kalmaz;
• başlatma sırasında aşırı yükler almazlar ve ev aletleri inverter üzerinden açıldığında, nazik bir modda çalışırlar;
• jeneratörden, plakaların kükürt giderme modu üzerinde faydalı bir etkiye sahip olan küçük akımlarla yüklenir.

Bütün bunlar operasyonları için en uygun koşullardır. Bu nedenle, bankalardaki voltajı periyodik olarak izlemek ve içlerindeki elektrolit seviyesini izlemek için çok tembel olmayanlar için bu seçeneği not almanızı öneririm.

AGM aküleri tasarımda daha karmaşık. Aynı plakalara sahipler, ancak aynı anda bir dielektrik katman olarak çalışan cam paspaslar asitle emprenye edildi. Deşarj / şarj döngüleri 250 ÷ 400'dür. Aşırı şarj tehlikelidir.

Golem pilleri ayrıca, kapalı bir gövdeye ve jel haline kalınlaştırılmış bir elektrolite sahip bakım gerektirmeyen bir tasarımla oluşturulur. Şarjı pek sevmezler ancak derin deşarja daha dayanıklıdırlar. Hesaplama döngülerinin sayısı 350'dir.

Zırh pilleri en modern gelişmeler arasındadır. Elektrot pedleri, polimerler tarafından asit saldırılarından korunur. Çalışma döngüsü aralığı: 900 ÷ 1500.

Bu dört tip pilin tümü, fiyat ve çalışma koşulları açısından önemli ölçüde farklılık gösterir. Satıcıların tavsiyelerini dikkate alırsanız, oldukça makul miktarda para yatırmanız gerekecektir.

Ancak, öncelikle Solar Pillerin aynı sahibinin "Rüzgar çiftliği ve güneş istasyonu için piller nasıl seçilir" videosunda verdiği faydalı ipuçlarını dinlemenizi tavsiye ederim.

Bu konuda kendi karşıt görüşü var. Ona nasıl davrandığın kendi işin. Bununla birlikte, zıt kaynaklardan bilgi edinmek ve ondan en uygun seçeneği seçmek: düşünen bir kişi için en uygun çözüm.

Kanatlı bir rüzgar türbininin hesaplanması

Yatay bir rüzgar türbininin çok daha verimli olduğunu zaten öğrendiğimiz için, tasarımının hesaplamasını ele alacağız.

Rüzgar enerjisi formülle belirlenebilir P = 0.6 * S * V³, burada S, rotor kanatlarının uçları (fırlatma alanı) ile tanımlanan daire alanıdır, metrekare olarak ifade edilir ve V, saniyede metre cinsinden hesaplanan rüzgar hızıdır. Ayrıca, üç kanatlı bir yatay devre için ortalama% 40 olacak yel değirmeninin kendisinin verimliliğini ve mevcut hız karakteristiğinin zirvesinde% 80 olan jeneratör setinin verimliliğini de hesaba katmanız gerekir. kalıcı mıknatıs uyarımlı bir jeneratör için ve uyarma sargılı bir jeneratör için% 60. Ortalama olarak, gücün diğer% 20'si, yükseltici dişli (çarpan) tarafından tüketilecektir. Bu nedenle, kalıcı mıknatıs jeneratörünün belirli bir gücü için rüzgar türbininin yarıçapının (yani kanadının uzunluğunun) nihai hesaplaması şu şekildedir: R = √ (P / (0,483 * V³))

Misal: Rüzgar çiftliğinin gerekli gücünün 500 W ve ortalama rüzgar hızının 2 m / s olduğunu varsayalım. Daha sonra formülümüze göre en az 11 metre uzunluğunda bıçak kullanmak zorunda kalacağız. Gördüğünüz gibi, bu kadar küçük bir güç bile muazzam boyutlarda bir rüzgar jeneratörünün yaratılmasını gerektirecektir. Kendin yap üretim koşullarında kanat uzunluğu bir buçuk metreden fazla olmayan az çok rasyonel yapılar için, rüzgar jeneratörü güçlü rüzgarlarda bile yalnızca 80-90 watt güç üretebilecek.

Yeterli güç yok mu? Aslında, her şey biraz farklıdır, çünkü rüzgar jeneratörünün yükü aslında bataryalardan beslenir, rüzgar türbini onları sadece kapasitesinin en iyi şekilde şarj eder. Sonuç olarak, bir rüzgar türbininin gücü, enerji sağlayabileceği frekansı belirler.

Jeneratör seçimi

Ev yapımı bir rüzgar türbini için bir jeneratör seti için en mantıklı seçenek bir araba jeneratörü gibi görünüyor. Jeneratörde halihazırda hem montaj noktaları hem de kayış çoğaltıcısı için bir kasnak bulunduğundan, bu çözüm ünitenin montajını kolaylaştırır. Hem jeneratörün kendisini hem de yedek parçalarını satın almak zor değil. Ek olarak, yerleşik röle regülatörü, onu doğrudan 12 voltluk bir akümülatörüne ve sırayla doğru akımı 220V alternatif gerilime dönüştürmek için bir invertöre bağlamanıza izin verir.

Ancak, yukarıda belirtildiği gibi, uyarma sargılı jeneratörlerin verimliliği oldukça düşüktür ve bu, halihazırda düşük güçlü bir rüzgar jeneratörü için çok hassastır. İkinci dezavantaj, akü boşaldığında araba jeneratörünün uyarılamamasıdır.

Bir dizi ev yapımı tasarımda G-700 ve G-1000 traktör jeneratörlerini bulabilirsiniz. Verimlilikleri artık yok, faydalı bir fark, yalnızca jeneratörü bir akü olmadan ve düşük bir fiyatla harekete geçirmeyi mümkün kılan rotorun manyetizasyonudur.

Rüzgar jeneratörleri inşa ederken, bazı yazarlar kollektör elektrik motorlarının tersinirlik özelliğini kullanırlar - rotorlarını zorla döndürerek, doğru akım ondan çıkarılabilir. Bu tip motorların statoru ya bizim amaçlarımız için daha çok tercih edilen kalıcı mıknatıslardan oluşur ya da bir sargıya sahiptir. Motoru jeneratör modunda kullanmak için aracın röle regülatörüne bağlanarak istenilen voltajı sağlar.VAZ klasiklerinden bir düğüm örneğini kullanarak röle regülatörünün bağlantısını düşünün (bu, bir fırça tertibatıyla tek bir blokta birleştirilmediği için uygundur):

1. Motor fırçalarından birini gövdeye bağlayın - bu, jeneratörün eksi kutbu olacaktır. Burada, röle regülatörünün metal kasasını ve pilin “-” terminalini sağlam bir şekilde bağlayın.
2. Rölenin 67 nolu terminalini stator sargısının terminallerinden birine, ikincisi geçici olarak kasaya bağlayın.
3. Terminal 15'i anahtar aracılığıyla pilin pozitif kutbuna bağlayın (bu, sargıya alan akımını sağlayacaktır). Rotor dönüşünü rüzgar türbini vidasının sağlayacağı yönde verin ve serbest fırça ile mahfaza arasına bir voltmetre bağlayın. Fırçada negatif bir potansiyel bulunursa, statorun bağlantılarını röle-regülatör ve toprakla değiştirin.

Bir DC jeneratörünü bir aküye bağlamanın ana özelliği, bunları yarı iletken bir diyotla ayırma ihtiyacıdır; bu, jeneratör durduğunda akünün rotor sargısına deşarj olmasını önler. Modern araba jeneratörlerinde, bu işlev üç fazlı bir diyot köprüsü tarafından gerçekleştirilir ve ayrıca fazlarını paralel olarak bağlayarak voltaj düşüşünü azaltmak için kullanabiliriz.

En büyük güç, rotoru neodim mıknatıslardan oluşan jeneratörden çıkarılabilir. Fren diskli bir otomobil göbeğine dayanan yapılar, kenarı boyunca güçlü mıknatısların sabitlendiği yaygındır. Tek fazlı veya üç fazlı sargılı bir stator, onlardan minimum mesafede bulunur.

Mıknatıslı eksenel tasarımlı rüzgar türbini

Böyle bir 220v yel değirmeninin kalbinde, fren diskleri olan bir binek otomobil göbeği bulunur. Parça yeni değilse sökün, yatakları kontrol edip yağlayın ve pası temizleyin.

Mıknatısları dağıtmak ve sabitlemek

Öncelikle mıknatısları rotor diskine yapıştırmanız gerekir. Bu durumda, kullanılan mıknatıslar sıradan değil, özel neodim mıknatıslardır. Çok daha güçlüler. Boyutu 25 x 8 mm olan 20 mıknatısa ihtiyacınız olacak. Mıknatıslar dönüşümlü kutuplara yerleştirilir. Doğru yerleştirme için aşağıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi bir şablon hazırlayın.

Tavsiye! Mümkünse rüzgar jeneratörü için yuvarlak mıknatıs yerine dikdörtgen kullanın. Manyetik alanları merkezde değil, uzunluk boyunca yoğunlaşmıştır.

Mıknatısları diske sabitlemek için silikat yapıştırıcı kullanın. Ve sonunda güç için mıknatısları epoksi ile doldurabilirsiniz. Reçine sızıntısını önlemek için, hamuru bordürler yapın veya diski bantlayın.

Not! Mıknatısın kutbunun nerede olduğunu karıştırmamak için bunları "+" veya "-" ile işaretleyebilirsiniz. Bunu belirlemek için - bir mıknatısı diğerine getirin. Çekilmiş mıknatıs yüzeylerinde "+" bulunur. Mıknatıs itilirse, "-" kutbu vardır.

Rüzgar türbini için üç fazlı ve tek fazlı jeneratör

Bunları karşılaştırırsak, tek fazlı bir cihaz daha kötüdür, çünkü yük altında akımın genliğindeki farktan dolayı titreşir. Ve akımın tutarsızlığı nedeniyle ortaya çıkıyor. Üç fazlı ürünlerde bu etki yoktur. Güçleri her zaman aynıdır. Mesele şu ki, bir faz diğerini telafi eder ve bunun tersi, eğer akım bir fazda kaybolursa, diğerinde artacaktır.

Sonuç nedir? Ve üç fazlı jeneratörlerin tek fazlı olanlardan% 50 daha fazla çıktıya sahip olması. Ek olarak, rahatsız edici ve konforu etkileyebilecek titreşim yokluğu cesaret vericidir. Ağır yük altında stator uğultu yapmaz. Gürültü sizi rahatsız etmiyorsa ve tek fazlı bir jeneratör kullanmaya karar verirseniz, titreşimin rüzgar jeneratörünün çalışmasını olumsuz etkileyeceğine hazırlıklı olun. Hizmet ömrü kısalacaktır.

Bobinleri sarıyoruz

Rüzgar jeneratörü çok hızlı aranamaz. 12 V akünün 100-140 rpm'den etkilenmesi için her şeyin yapılması gerekir.Bu tür ilk verilerle, bobinlerdeki toplam dönüş sayısı 1000-1200'e eşit olmalıdır. Ama bobin başına kaç dönüş olduğunu nasıl anlarsınız? Çok basit: bu rakam bobin sayısına bölünür.

Rüzgar türbininin düşük devirde daha fazla güç vermesini istiyorsanız, daha fazla kutup yapmanız gerekir. Bu durumda bobindeki akım salınımının frekansı artacaktır. Direnci azaltmak ve akım direncini artırmak için bobinlerin etrafına kalın tel sarmanızı öneririz. Güçlü bir voltajla, sargı direncinin akımı "yiyebileceğini" göz önünde bulundurun.

Disklere takılı mıknatısların sayısı ve kalınlığının jeneratörün çalışma parametrelerini belirlediğine dikkat edin. Bir rüzgar jeneratörünün ne kadar güç üretebileceğini bulmak için bir bobin sarın ve jeneratörü çevirin. Yüksüz rpm'de voltajı ölçün. Örneğin, 200 rpm için 3 ohm'luk bir dirençle 30 V'luk bir akım elde ettiniz. Bu 30 V'tan 12 V (akü voltajı) çıkarın. Şimdi aldığınız sayıyı 3 ohm'a bölün. Şuna benziyor:

30 – 12 = 18;

18 : 3 = 6.

Sonuç olarak, 6 A çıktı. Aküye gidecekler. Pratikte tellerdeki kayıplardan dolayı biraz daha az olacağı açıktır.

Bobinleri uzatmak daha iyidir. O zaman sektördeki bakır daha fazla çıkacak ve dönüşler düz olacak. Bobin içindeki deliğin çapı, mıknatısların boyutuna eşit veya biraz daha büyük olmalıdır.

Not! Stator kalınlığı, mıknatısların kalınlığı ile aynı olmalıdır.

Stator kalıbı kontrplak olabilir. Ancak bobinler için sektörler, bir hamuru bordür yapılarak kağıt üzerine de yerleştirilebilir. Bobinler hareket etmeyecek şekilde sabitlenmeli ve fazların uçları çıkarılmalıdır. Tüm kabloları bir yıldız veya delta ile bağlayın. Rüzgar jeneratörünü elle döndürerek test etmeye devam ediyor.

Rüzgar türbini için bir vida ve bir direk yapıyoruz

Jeneratör için direk yüksek, 8 ila 12 m arasında olmalı, taban betonlanmalıdır. Boruyu, vinç tarafından kolayca kaldırılıp indirilebilecek şekilde monte etmek daha iyidir. Rüzgar türbini vidası borunun üstüne takılacaktır.

Ø160 mm plastik borudan yapabilirsiniz. 2 m uzunluğunda altı bıçaklı bir vida kesin.

Pervaneyi kuvvetli bir rüzgardan uzak tutmak için katlanan bir kuyruk yapın. Sonuç olarak, rüzgar jeneratörünün ürettiği tüm enerji bataryada birikebilir.

İşte bu, mıknatıslarla rüzgar jeneratörü yapmayı biliyorsunuz. Artık böyle bir rüzgar jeneratörü tarafından üretilen elektriği kullanarak paranızdan tasarruf edebilirsiniz. Tüm çabalarınız ödüllendirilecek.

Çarpan hesaplama

Jeneratör seti eğimli bir akım-hız karakteristiğine sahiptir: rotor hızındaki artışla, kendisine iletilen maksimum güç artar. Bu nedenle, düşük hızlı bir rüzgar türbininin en yüksek verimliliğini sağlamak için, yüksek artış katsayısına sahip bir çarpana ihtiyacımız var.

Ev yapımı bir tasarım için en uygun çözüm bir kayış çoğaltıcıdır: Üretimi kolaydır ve minimum makine işi gerektirir. Devirlerdeki artışın oranı, pervanenin eksenine bağlanan tahrik kasnağının çapının, jeneratörün tahrik edilen kasnağının çapına oranına eşit olacaktır. Gerekirse, kasnaklardan biri değiştirilerek dişli oranı kolayca ayarlanabilir.

Çarpanı tasarlarken, hem bıçak ünitesinin ortalama hızını hem de jeneratörün mevcut hız karakteristiğini hesaba katmak gerekir. Bir seri araç jeneratörü kullanırsak, internette kolayca bulunabilir, ancak ev yapımı tasarımlarla büyük olasılıkla deneme yanılma sürecinden geçmemiz gerekecek.

Örneğin, yukarıda daha önce bahsedilen ortak bir traktör jeneratörünü ele alalım.

Rüzgar türbinimizin hesaplanan gücünü 90 watt olarak alarak, grafikte jeneratörün bu güce çıktısına karşılık gelen bir nokta buluyoruz.14 V nominal voltajda, en az 6,5 A akım çıkışına ihtiyacımız var - grafiğe göre, bu 1000 rpm'nin biraz üzerinde bir hızda gerçekleşecek. Tasarladığımız pervanenin rüzgarla birlikte 60 rpm hızında (orta rüzgar) dönmesine izin verin. Bu, kasnakların çaplarının en az yirmi kat oranına ihtiyacımız olduğu anlamına gelir - 70 mm'lik bir jeneratör kasnağı için, yel değirmeni kasnağının neredeyse bir buçuk metrelik bir çapa sahip olması gerekecek ki bu kabul edilemez. Bu, bu tip rüzgar jeneratörlerinin verimliliğinin ne kadar düşük olduğuna kesin olarak işaret ediyor - kendi içinde büyük güç kayıplarına yol açacak karmaşık bir çok kademeli şanzıman olmadan, bir araba jeneratörünü çalışma moduna getirmek neredeyse imkansız.

Tasarım ve detay seçimi

Bir araba jeneratöründen DIY rüzgar jeneratörü

Bir rüzgar jeneratörü setinin tasarımını seçerken, bölgenin karakteristik iklim koşullarından hareket edilmelidir. Bu nedenle, düşük rüzgar aktivitesi olan alanlar için, yelken tipi kanatlarla donatılmış rüzgar türbini jeneratörleri en uygunudur (görünümü aşağıdaki şekilde gösterilmiştir).

Yelken tipi rüzgar türbini

Kuvvetli rüzgar yüklerinin olduğu bölgelerde, bir ev için ev yapımı bir rüzgar jeneratörü çoğunlukla dikey olarak yerleştirilmiş sınırlı güçte bir cihaz şeklinde yapılır.

Dikey dönüş eksenine sahip rüzgar türbinlerinin üretimi yatay muadillerine göre biraz daha pahalı olmasına rağmen, güçlü rüzgar yüklerine daha iyi dayanabilirler. Üretimleri için, doğaçlama yöntemlerden toplanan ev yapımı bıçaklar kullanılabilir (bazı ustalar, bunları bir namludan ayrı metal parçalara kesecek şekilde uyarladılar).

Daha fazla rüzgara hazır satın almak ve bunları bir yazıcıdan dönüştürülmüş bir motor olarak kullanılabilen bir jeneratöre uyarlamak daha uygundur. Her durumda, çalışmaya başlamadan önce, prefabrik ünitenin ayrıntılı bir diyagramını göstermesi gereken gelecekteki jeneratörün bir taslağı hazırlanmalıdır.

Ek Bilgiler. Satın alınan bıçakları seçerken, sözde "yelkenli teknelerin" en ucuz olduğu gerçeğinden hareket edilmelidir.

Temel olarak, dikey bir rüzgar jeneratörü yapmanın en kolay yolu.

Olası tasarımların açıklamasını tamamlamak için, gelecekteki cihazın bir otomobil marş motorundan veya ömrünü doldurmuş herhangi bir otomatik jeneratörden yapılabileceğini ekliyoruz. Kendin yap elektrik jeneratörleri yapmak için önerilen seçeneklerin her birini daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Direk

Rüzgar türbininin monte edildiği direk - bu en önemli düğümlerinden biridir.
Sadece yel değirmeninin güvenli çalışmasını sağlamakla kalmaz (kanatlar tarafından tanımlanan dairenin alt noktası yere 2 metreden daha yakın olmamalıdır), aynı zamanda rüzgar enerjisini olabildiğince verimli bir şekilde kullanmasına izin verir. yere yakın daha çalkantılı hale geliyor.

Yüksek bir yükseklik, rüzgar türbini direğinin düşük bir sertliğine yol açar ve mukavemet hesaplamasını sadece amatör bir zanaatkar için değil, aynı zamanda bir mühendis için de oldukça zorlaştırır. Yalnızca ana noktaları listeleyebilirsiniz:

• Direği yerleştirin mümkün olduğunca evden ve hava akımını gölgeleyen ağaçlardan. Ayrıca kuvvetli rüzgar durumunda rüzgar jeneratörü binanın üzerine düşebilir veya ağaçlardan zarar görebilir;
• Optimal bir direk tasarımı delikli kaynaklı makas güç nakil kulelerine benzer, ancak üretimi zor ve pahalıdır. En basit, ancak oldukça etkili seçenek, 80-100 mm çapında, birbirine kısa dikişlerle kaynaklanmış ve zeminde en az bir metre derinliğe kadar betonlanmış birkaç paralel borudur. Bir borunun yapısının, betona dökülen desteklere de tutturulmuş kablo bağları ile güçlendirilmesi oldukça arzu edilir.
• Yel değirmeninin bakımını basitleştirmek için, direği bir dönüm noktası haline getirilebilir: bu durumda, kırılma yönünde giden gerdirme hattı zayıfladığında, direk yere doğru eğilebilir.

Bir ev fanından çok basit bir rüzgar jeneratörü hakkında bir hikaye

Ek elektrik ekipmanı

Yukarıda belirtildiği gibi, bir rüzgar çiftliğinin ayrılmaz bir parçası, tüketicilerin gücünü ele geçiren bir bataryadır. onu seçerken, kapasitesi ne kadar büyük olursa, ağdaki voltajı o kadar uzun süre koruyabileceğini, ancak aynı zamanda şarj etmenin daha uzun süreceğini hatırlamanız gerekir. Yaklaşık çalışma süresi, pil kapasitesinin yarısının tükendiği süre olarak tanımlanabilir (bundan sonra voltaj düşüşü zaten farkedilir hale gelir, ayrıca derin deşarj kurşun-asit pillerin ömrünü kısaltır).

Misal: Böylece, 65 A * h kapasiteli bir akü, şartlı olarak yüke 30-35 Amp-saat enerji verebilecektir. Çok mu az mı? Geleneksel bir 60 watt aydınlatma lambası, 12 V DC'yi 220 V AC'ye dönüştüren ve% 70 içinde kendi verimliliğine sahip bir invertörün varlığını hesaba katarak, 7 amperlik bir akımın dört saatten biraz daha fazla çalışmasını gerektirecektir. . 90 watt nominal güce sahip yel değirmenimizin, en iyi durumda bile, sürekli kuvvetli bir rüzgarla, boşa harcanan enerjiyi geri kazanması en az beş saat sürecektir. Gördüğünüz gibi, bir rüzgar türbini yalnızca otonom bir enerji kaynağı olarak kullanıldığında, evinizdeki elektrik yalnızca günde birkaç saat mevcut olacaktır.

Güç kaynağı sisteminin ikinci düğümü, inverterdir. Bizim durumumuzda, hem hazır bir otomobil hem de kesintisiz bir güç kaynağından çıkarılan bir otomobil kullanabilirsiniz. Her durumda, gerçek çalışma gücünün belirtilen maksimum güçten 1,2-1,5 kat daha az olduğu göz önüne alındığında, akım tüketimi ile aşırı yüklenmemesi önemlidir.

Gördüğünüz gibi, ücretsiz enerji kullanmanın çekiciliği çok sayıda kısıtlamaya dayanıyor ve Rusya'nın merkezindeki tek etkili seçenek - bir rüzgar jeneratörü - uzun vadeli özerklik sağlayamıyor.

Ancak aynı zamanda, bu fikir hem acil durum güç kaynağı kaynağı olarak hem de özellikle tasarım görevi olarak fena değil - kendi ellerinizle bir rüzgar türbini yaratmanın keyfi gücünü önemli ölçüde aşabilir.