Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami?

Vetrni generator za pridobivanje električne energije je nepogrešljiv vir električne energije tam, kjer ni veliko sončne svetlobe, v bližini ni rek in ni centraliziranih električnih omrežij.

Načelo delovanja vetrnega generatorja je pretvorba vetrne energije v električno energijo.

V sistemih, kjer je za proizvodnjo električne energije potrebna toplotna energija, uporabite:

• motor, ki deluje na plin, bencin ali dizelsko gorivo;
• sproščanje toplote iz plošč in blokov jedrskega reaktorja, katerih toplota se uporablja za pretvorbo vode v paro - v parni turbini;
• različne vrste goriv, ​​zgorevanih v termoelektrarnah, nadomeščanje toplote, toplota iz jedrskega reaktorja.

Ločeno izstopajo sončni paneli, kjer se kot začetna energija uporablja svetloba in ne toplota ali mehanska energija.

Toda nazaj k "mlinom na veter", katerih princip delovanja je naslednji. Sila vetra vrti propeler, ki poganja gred motor-generatorja. Skupaj z gredjo se sinhrono vrti rotor motorja, na katerem so nameščeni trajni magneti.Magnetno polje, ki poteka skozi navitje statorja, inducira v njem izmenični tok zaradi spremembe jakosti magnetnega pretoka, ki poteka skozi zavoje tuljav, iz katerih je navitje sestavljeno. Izmenična napetost se dovaja v elektronsko vezje, kjer se pretvori v enosmerno. Iz enosmernega toka delujejo številne naprave in naprave, ki ga potrebujejo.

Vsakdo lahko naredi generator za poletne koče ali kampiranje, ki ustvarja izmenični tok z napetostjo 220 V. Bolj kot so impresivne dimenzije strukture, večjo učinkovitost bo prejel določen uporabnik. Ni problem narediti generatorja, ki proizvede en ali več kilovatov električne energije na uro. Električna energija, pridobljena iz takšne instalacije, lahko napaja skoraj vse električne naprave v hiši, vključno z vrtno opremo.

Namestitev nejasno spominja na vremensko loputo s propelerjem, zaradi česar se ta zasnova obrne v smeri vetra. To je potrebno za čim večjo uporabo njegove moči, hitrosti.

Horizontalni propeler se vrti s steblom, ki se nahaja na zadnji strani ploščadi. Navpično steblo ni potrebno - njegove lopatice so razporejene tako, da se bo propeler sam zagnal s skoraj pol obrata, ne glede na to, na katero stran piha veter.

Da bi vetrna turbina delovala z največjim izkoristkom, je potrebna hitrost vrtenja 3000 vrt/min. Za generatorje, ki proizvajajo izmenični tok, ta frekvenca ustreza vrednosti 50 hertzov, kar je značilno za domače industrijske elektrarne. Ko odvijete motor-generator, ki tehta približno 10 kg, ni problem dobiti 2 kW vsako uro.

Glavni element vsakega modela vetrne elektrarne je motor-generator. Deluje kot motor - enosmerni ali izmenični tok vrti rotor (in z njim gred) instalacije. Možno je tudi obratno - kot generator.

Med motorji, ki se uporabljajo kot generatorji, so kolektorsko-krtačni, brezkrtačni asinhroni in koračni motorji. Te tri vrste motorjev so priljubljene pri amaterjih, ki sestavljajo vetrne turbine z lastnimi rokami.

V kolektorskem motorju se navitja rotorja (armature) nahajajo v stalnem magnetnem polju statorskih magnetov. Konstantna napetost, odstranjena iz sponk takega motorja, ko je njegova gred odvita z armaturo, se prenaša iz tokovnih kontaktov armature skozi ščetke. Same krtače so šibka točka takšnega motorja - hitro izrabijo svoj vir. Praviloma je tak generator pod stalno obremenitvijo, ko se armatura premika, ščetke iskrijo. Več dni neprekinjenega delovanja takšne naprave lahko popolnoma obrabi ščetke, zaradi česar bo potrebna zamenjava slednjih.

Najboljša možnost je brezkrtačni motor. V njem se rotor z magneti vrti v prostoru med navitji statorja. Navitja sama ostanejo nepremična, ne potrebujejo drsnih kontaktov.Zahvaljujoč tako preprosti rešitvi lahko namestitev deluje desetletja - pomembno je, da le enkrat na sezono ali vsakih šest mesecev namažete ležaje motorja, ki so odgovorni za popolno vrtenje rotorja brez zračnosti. Priljubljene rešitve, ki temeljijo na brezkrtačnem motorju – asinhronskem ali koračnem – so na voljo skoraj vsakemu domačemu mojstru.

Asinhroni motor se uporablja v električnih orodjih - na primer v brusilniku. Steper lahko najdemo v najrazličnejših napravah - od motornega kolesa kolesa do mehanskega pogona tiskalnika ali diskovnega pogona.

Motor s spremenljivo krtačo, ki se uporablja v luknjačih, brusilnikih, izvijačih, električnih vbodnih žagah in električnih skobeljnikih, je ločen. Njihova pomanjkljivost je, da je treba odstraniti krtače in utore rotorja za neodimove magnete. Posledično od obstoječih navitij ostane samo navitje statorja - navitje rotorja je popolnoma odstranjeno.

Vetrni generator, izdelan iz ventilatorja, bo zahteval obdelavo rotorja za neodimove magnete. Zasnova motorja gospodinjskega ventilatorja ni zasnovana za sprejem električnega toka z vrtenjem rotorja. Hladilnik računalnika (hladilnik čipov) spada pod isto spremembo - ventilator sistemske enote osebnega ali prenosnega računalnika.

Traktorski ali avtomobilski generator uporablja dodatno vzbujalno navitje, ki ga napaja avtomobilski akumulator. Da bi generator proizvedel na primer izmenični tok 135 amperov z napetostjo 15 voltov, navitje rotorja vzbujanja po vklopu vžiga porabi enosmerni tok 3 A z napetostjo 12,6- 14 V. Glavni vir energije za generator je še vedno ročična gred motorja z notranjim zgorevanjem na bencin, dizel ali metan/propan. Traktorski ali avtomobilski generator bo zahteval odstranitev vzbujalnega navitja in namesto tega namestitev neodimovih magnetov.

Najpogostejša možnost je uporaba motorja pralnega stroja za domači generator. Če starega "podložke" ni na voljo, lahko tak motor najdete pri trgovcih z odpadki na gospodinjskem trgu, v najbližjem servisu gospodinjskih aparatov ali v specializirani trgovini. Ni problem naročit takega motorja iz Kitajske.

Tako novi kot rabljeni bodo zdržali dolgo časa. Moč 200 vatov zlahka pretvorimo v kilovat ali več.

Za sestavljanje generatorja poleg motorja potrebujete:

• neodim magneti velikosti 20, 10 in 5 mm (skupaj 32);
• usmerniške diode ali diodni most s tokom več deset amperov (upoštevajte pravilo dvojne rezerve moči);
• epoksidno lepilo;
• hladno varjenje;
• brusni papir;
• kositra s strani pločevinke.

Magnete naročamo preko spleta iz Kitajske.

Naslednja orodja bodo pospešila proizvodni proces:

• stružnica;
• škarje;
• izvijač s šobami;
• klešče.

Generator kot naprava ustvarja izmenični tok, ki ga je treba pretvoriti v enosmerni tok, pripeljati do zahtevane napetosti. Če motor-generator oddaja, recimo, 40 voltov, potem to verjetno ne bo primerna vrednost za večino potrošniške elektronike, ki porabi 5 ali 12 voltov enosmernega toka ali 127/220 voltov izmeničnega toka.

Preizkušena s časom in milijoni uporabnikov shema celotne instalacije vključuje usmernik, krmilnik, baterijo in pretvornik. Avtomobilska baterija s kapaciteto 55-300 amper ur se uporablja kot medpomnilnik shranjene energije. Njegova delovna napetost je 10,9-14,4 V s cikličnim polnjenjem (polni cikel polnjenja-praznjenja) in 12,6-13,65 V s pufrom (porcijsko, dozirano, ko morate napolniti delno izpraznjeno baterijo).

Krmilnik pretvori na primer istih 40 voltov v 15. Njegova učinkovitost glede na volt-amper se giblje od 80-95% - brez upoštevanja izgub v usmerniku.

Trifazni generator ima največjo učinkovitost. - njegov povratek je za 50% večji kot pri enofaznem, med delovanjem ne vibrira (vibracije zrahljajo strukturo, zaradi česar je kratkotrajna).

Tuljave v navitju vsake od faz se izmenjujejo med seboj in so povezane zaporedno - kot poli magnetov, obrnjeni na eno stran proti tuljavam.

Sodobni gospodinjski aparati in elektronika lahko delujejo že od 110 voltov. (Ameriški standard za gospodinjska omrežja) do 250 - omrežnim aparatom in napravam ni priporočljivo dajati več. Vsi pretvorniki so impulzni, v primerjavi z linearnimi so njihove toplotne izgube veliko manjše.

Če želite spremeniti zasnovo asinhronega motorja, naredite naslednje.

1. Razstavite motor in odstranite rotor.
2. Odstranite plošče z armature rotorja. Zarežemo jih do globine 2 mm.
3. Naredite utore do 5 mm globoko - pod magneti.
4. Označite trak kositra za magnete. Enako se morajo umakniti drug od drugega - to bo preprečilo nepotrebno izgubo moči napeljave.
5. Pritrdite jih na ta trak pločevine s superlepilom. Trak pritrdite z magneti na sidro.
6. Prostor med magneti zapolnite s hladnim varjenjem ali epoksidom.
7. Odstranite robove in izbokline na rotorju z brusnim papirjem.
8. Preverite — in po potrebi zamenjajte — ležaje in vijake motorja.

Sestavite generator motorja. Naprava je pripravljena za nadaljnjo montažo. Za preverjanje naprave vpnite njeno gred v vpenjalno glavo vrtalnika ali izvijača in pospešite na 1000 vrt/min.

Pri manjši vrednosti je napaka v neenakomernem menjavanju magnetov na kateri koli točki kroga vrtenja armature.

Če želite sestaviti vetrno turbino, naredite naslednje.

1. Iz PVC cevi s premerom 11-16 cm izrežite enake kose, ki po dolžini ustrezajo bodočim rezilom.
2. Na vsakem segmentu narišite poljubno črto in odstopite od nje na obeh straneh za 22 mm. V skladu s tem bo širina enega rezila dosegla 44 mm. Enako dejanje ponovite za nasprotni konec segmenta.
3. Povežite skrajne točke naravnost na eno stran središčne črte.
4. Na drugi strani narišite obrise bodočega rezila.
5. Nastalo rezilo izrežite in njegov prosti konec zaokrožite z ostrenjem. Ponovite zgornje korake za ostala rezila.
6. Z adapterjem za pesto pritrdite rezila na pesto.Vijaki z maticami in vzmetnimi podložkami so primerni kot pritrdilni elementi. Širina posameznega rezila po celotni dolžini je od 44 do 88 mm.

To je dovolj, da veter s hitrostjo 3 m / s zavrti rotor. Nastala zasnova mora biti uravnotežena - pravilno uravnoteženje bo preprečilo nastanek mrtvih točk, ki upočasnjujejo generator, ko se propeler vrti.

Motor-generator z vgrajenim rotorjem se lahko namesti v zaščitni tulec, ki ga ščiti pred atmosferskimi padavinami. Če ostane suh v vsakem vremenu, zaščiten pred dežjem in snegom, bo generator zdržal več let. Za sestavljanje zaščitnega pokrova naredite naslednje:

1. v cevi s premerom 7,5 cm ali več izrežite vzdolžni utor širine 2 cm;
2. odrežite zadnji konec odrezane cevi pod kotom 45 stopinj;
3. v to cev postavite motor-generator s propelerjem in ga pritrdite nanjo.

Za prosto vrtenje motorja boste potrebovali vrtljivo kljuko s krogličnimi ležaji, podobno tisti v domačem ventilatorju. Lahko se vrti neomejeno v katero koli smer.

Da se kabel, s katerim se odvajajo tokovi, inducirani v navitju statorja, ne zvija ali zvija, mora biti povezava v tečaju drsna, vendar zagotavlja zanesljiv, stabilen električni stik motor-generatorja z nadaljnjimi funkcionalnimi enote vezja.

Uporaba stika s čopičem in grafitom je neupravičena - grafit ima električni upor, ki je za red velikosti višji od upora aluminija in jekla, moč namestitve pa bo opazno padla. Tečaj je nameščen na podlagi kosa profilne cevi. Po montaži preverijo, ali se nastali vrtljivi mehanizem oprijema, vrti ali trga kabel.

Z zagotovljenim drsnim stikom in prostim vrtenjem napeljave v smeri vetra je na dodatno zunanje ohišje motorja pritrjeno steblo, izdelano na primer iz plastične cevi za vodo in kosa plastične pločevine ali aluminija.

Kot nosilec se uporablja okrogla ali oblikovana cev, katere en konec je betoniran v tleh - najmanj meter. Da podpora sčasoma ne mežika od orkana, jo dopolnijo s tremi ali šestimi strijami, ki se v sredini zbližujejo pod istim kotom in so usmerjene v različne smeri.

Po končani montaži motor-generatorskega dela se po potrebi zraven motorja montira diodni usmernik. Izgube toka v žicah je mogoče znatno zmanjšati z uporabo povečevalnega transformatorja, nameščenega v bližini generatorskega agregata - kot pri vodih za prenos industrijske električne energije na velike razdalje.

Krmilnik polnjenja, baterija in pretvornik so vključeni v nadaljevanju diagrama. Vetrna turbina je v celoti sestavljena in pripravljena za uporabo.

Domača vetrnica za zasebno hišo ustvarja konstantno ali izmenično napetost več deset voltov, kar je povečana nevarnost za ljudi. Tokovodni kontakti in žice morajo biti zanesljivo izolirane – deževnica je zakisan medij, ki dobro prevaja električni tok.

Vetrna energija ni konstantna. Najboljša rešitev bi bil nizkohitrostni generator z desetinami magnetov in tuljav. Več kot je tuljav, debelejša mora biti žica za navijanje. Pretanek odsek zaradi skupnega upora več deset ohmov bo večkrat zmanjšal koristno moč generatorja. Za resno obremenitev - na primer iz električnega štedilnika ali pralnega stroja - pri 220 voltih bo potreben tok do 10 A.

Zasnova domačega generatorja - če se motor, predelan za proizvodnjo električne energije, ne uporablja - mora biti popolnoma enakomeren in simetričen. Pred montažo tuljav in magnetov je treba "gramofon" centrirati. Ni važno, kaj se uporablja - zastareli CD-ji ali doma narejena majhna kopija mlina na veter, že najmanjše neravnovesje je nesprejemljivo.

Poskusite doseči minimalen hrup - v idealnem primeru bi moral biti odsoten. Če se vam zaradi nenehnega škripanja in trkanja med vrtenjem očitajo vaši nenamazani ležaji, lahko taka reklamacija povzroči pravne težave, še posebej ponoči. Ostali razlogi, da vas razglasijo za lastnika vetrne elektrarne, so nepomembni - vetrne elektrarne so povsem legalne, saj lastnik te naprave z njo ne proizvaja električne energije v industrijskem obsegu, kot se to počne v Evropi in Ameriki.

Inštalacija ne sme biti previsoka - nad stebri, po katerih potekajo daljnovodi. V vsakem mestu, počitniški vasi ali podeželskem naselju obstaja omejitev glede višine objektov v gradnji.

S pravilnim in izjemno odgovornim pristopom k rešitvi problema z električno energijo s pomočjo vetrnega generatorja se bo potrošnik znebil izpadov, povezanih z izpadi električne energije. Vedno je bolje delati vnaprej – v okviru zakona – kot pa leta čakati na to, kar so oblasti obljubile.

Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami, glejte spodaj.