Dar visai neseniai vėjo generatoriai buvo laikomi retenybe, tačiau šiandien ši sritis sparčiai vystosi, daugelis yra įgiję patirties kurdami vėjo jėgaines elektrai gaminti. Tokie įrenginiai gali būti naudojami įvairiose srityse – vandens tiekimui, privačių namų elektrifikavimui, žemės ūkio agregatų (pavyzdžiui, trupintuvų) eksploatavimui ar vandens šildymui namų šildymui.
Pramoniniai modeliai turi daug privalumų, išskyrus kainą. Todėl šiandien išsiaiškinsime, kaip savo rankomis pasigaminti vėjo generatorių ir kokių medžiagų/įrankių tam prireiks.
Vėjo generatoriaus konstrukcijos ypatybės ir mechanika
Vėjo generatoriaus veikimo principas – kinetinę energiją paversti elektros energija. Įrenginį sudaro daugybė sistemos elementų, kurių kiekvienas turi savo funkciją. Pabandykime tai išsiaiškinti.
Atkreipkite dėmesį! Vėjo generatoriai gali būti rotaciniai (vertikalūs) arba klasikiniai (horizontalūs). Pastarieji pasižymi didesniu efektyvumu, todėl gaminami dažniau nei kiti.
Verta paminėti, kad vertikalūs vėjo malūnai turi būti pasukti į vėją, nes jie tiesiog negali veikti su šoniniu srautu. Horizontalūs generatoriai turi ir kitų privalumų. Susipažinkime su jais.
- Turbinos sukamieji įtaisai„gaudys“ vėją, nepaisant to, iš kurios pusės jis pūs. Tai itin patogu esant nestabiliam/kintamam vėjui regione.
- Horizontalų vėjo malūną pastatyti daug lengviau nei horizontalų.
- Konstrukcija gali būti tiesiai ant žemės, tačiau su sąlyga, kad ten yra pakankamai vėjo.
Kalbant apie trūkumus, horizontalus vėjo generatorius turi tik vieną - gana žemą efektyvumą.
Būsimo vėjo generatoriaus galios apskaičiavimas
Pirmiausia turėtumėte išsiaiškinti, kokią galią turi turėti vėjo generatorius, su kokiomis funkcijomis ir apkrovomis jis susidurs. Paprastai alternatyvūs elektros energijos šaltiniai naudojami kaip pagalbiniai šaltiniai, tai yra, skirti padėti pagrindiniam maitinimo šaltiniui. Todėl, jei sistemos galia yra net 500 vatų ar daugiau, tai jau yra gana gerai.
Atkreipkite dėmesį! Šildymui privatus namas, turint vidutinį dydį, jums reikės maždaug dviejų ar trijų kilovatų.
Tuo pačiu metu galutinė vėjo generatoriaus galia priklauso nuo kitų veiksnių, įskaitant:
- vėjo greitis;
- ašmenų skaičius.
Norėdami sužinoti tinkamą santykį horizontalaus tipo įrenginiams, rekomenduojame susipažinti su toliau pateikta lentele. Jame esantys skaičiai sankryžoje yra reikiamos galios (nurodomos vatais).
Lentelė. Horizontaliųjų vėjo generatorių reikalingos galios skaičiavimas.
| 1m | 3 | 8 | 15 | 27 | 42 | 63 | 90 | 122 | 143 |
| 2 m | 13 | 31 | 63 | 107 | 168 | 250 | 357 | 490 | 650 |
| 3 m | 30 | 71 | 137 | 236 | 376 | 564 | 804 | 1102 | 1467 |
| 4m | 53 | 128 | 245 | 423 | 672 | 1000 | 1423 | 1960 | 2600 |
| 5 m | 83 | 166 | 383 | 662 | 1050 | 1570 | 2233 | 3063 | 4076 |
| 6m | 120 | 283 | 551 | 953 | 1513 | 2258 | 3215 | 4410 | 5866 |
| 7 m | 162 | 384 | 750 | 1300 | 2060 | 3070 | 4310 | 6000 | 8000 |
| 8m | 212 | 502 | 980 | 1693 | 2689 | 4014 | 5715 | 7840 | 10435 |
| 9m | 268 | 653 | 1240 | 2140 | 3403 | 5080 | 7230 | 9923 | 13207 |
Pavyzdžiui, jei jūsų regione vėjo greitis vyrauja nuo 5 iki 8 metrų per sekundę, o reikalinga vėjo generatoriaus galia yra 1,5-2 kilovatai, tai konstrukcijos skersmuo turėtų būti maždaug 6 metrai ar daugiau.
Kokie turėtų būti peiliai?
Ašmenų forma gali būti:
- buriavimas;
- sparnuotas
Kalbant apie burių tipo ašmenis, jie yra plokšti, todėl mažiau efektyvūs. Jie neatsižvelgia į aerodinamiką, bet sukasi tik veikiami vėjo srauto slėgio. Dėl to ne daugiau kaip 10 procentų visos energijos paverčiama elektros energija. Tačiau sparnų mentėms vidinių ir išorinių paviršių plotai skiriasi. Taip pat verta paminėti, kad tokie peiliai turi būti išdėstyti 7–10 laipsnių kampu vėjo atžvilgiu.
Dabar keli žodžiai apie medžiagą, iš kurios turėtų būti peiliai. Senoviniams vėjo malūnams buvo naudojami mediniai karkasai, sudaryti iš stulpų ir sąramų. Ant tokių rėmų buvo ištempti specialūs „sparnai“ iš audinio. Jei audinys susidėvėjo, jis buvo tiesiog pakeistas nauju. Nors yra ir alternatyvus variantas – šiems tikslams naudoti tankias medžiagas (pavyzdžiui, brezentą).
Nors peiliukus galite pasidaryti savo rankomis iš modernesnių medžiagų.
- Jei sraigtas yra mažas, tada supjaustyti polivinilchlorido vamzdžiai gali būti naudojami kaip mentės.
- Taip pat galite naudoti lengvuosius metalus (pavyzdžiui, duraliuminį).
- Jei planuojate naudoti "bures", jas galima iškirpti iš faneros.
- Galiausiai dideliam įrenginiui peiliai gali būti pagaminti iš lentų (net jei jie yra sunkūs, nesvarbu, jie tiesiog turi subalansuoti vienas kitą).
Atkreipkite dėmesį! Jei regione vyrauja gūsingi vėjai, geriau teikti pirmenybę sunkiems peiliams – tai užtikrins stabilesnį visos sistemos veikimą.
Kalbant apie vamzdžių skersmenį, jis turėtų atitikti 1/5 viso jų ilgio. Kiekvienas iš šių vamzdžių išilgai supjaustomas į keturias dalis, o prie pagrindo reikia iškirpti stačiakampį, kurio matmenys yra 5x5 (čia bus tvirtinimo detalės), o po to padaryti įstrižą pjūvį, kurio dėka kiekvienas peilis susiaurės. pagrindą. Nuplėštam kraštui apdoroti naudojamas švitrinis popierius.
Vertikalaus vėjo generatoriaus gaminimas namuose
Dabar išsiaiškinkime, kaip iš tikrųjų savo rankomis pasidaryti vėjo generatorių. Procedūra susideda iš kelių etapų, susipažinkime su kiekvieno iš jų ypatumais.
Pirmas etapas. Ruošiame įrankius ir medžiagas
Nėra jokių reikalavimų dėl turbinos dydžio – kuo ji didesnė, tuo geriau pačiai sistemai. O šiame straipsnyje pateiktame pavyzdyje turbinos skersmuo yra 60 centimetrų.
Norėdami patys pasidaryti vertikalią turbiną, iš anksto pasiruoškite:
- 60 centimetrų skersmens vamzdis iš nerūdijančio plieno;
- varžtai, veržlės ir kiti tvirtinimo elementai;
- pora plastikinių diskų, kurių skersmuo 60 centimetrų (svarbu, kad plastikas būtų patvarus);
- stebulė iš automobilio bazei;
- kampai, su kuriais bus tvirtinami peiliukai (po šešis vienetus kiekvienam elementui; tai yra iš viso 36 kopijos).
Be to, iš anksto pasirūpinkite šiais įrankiais:
- raktai;
- dėlionės;
- kaukė;
- apsauginės pirštinės;
- bulgarų;
- atsuktuvas;
- elektrinis grąžtas.
Geležėms subalansuoti galima naudoti magnetus arba mažas metalines plokšteles. Jei disbalansas nedidelis, galite tiesiog išgręžti skyles atitinkamose vietose.
Antras etapas. Nubraižo piešinį
Čia tikrai neapsieisite be piešinio. Galite naudoti žemiau pateiktą arba sukurti savo.
Trečias etapas. Vertikalaus vėjo malūno gamyba
1 veiksmas. Pirmiausia paimkite metalinį vamzdį ir perpjaukite jį išilgai, kad gautumėte šešis tokio paties dydžio peiliukus.
2 veiksmas. Iš plastiko iškirpkite porą identiškų 60 centimetrų skersmens apskritimų. Jie tarnaus kaip atramos apatinei ir viršutinei turbinos dalims.
3 veiksmas. Viršutinėje atramoje galite iškirpti nedidelę skylę (apie 30 centimetrų skersmens), todėl konstrukcija bus šiek tiek lengvesnė.
4 veiksmas. Išilgai automobilio stebulės skylių pažymėkite panašias skylutes apatinėje plastikinėje atramoje, reikalingas tvirtinimams. Norėdami padaryti skyles, naudokite grąžtą.
5 veiksmas. Pažymėkite ašmenų vietą pagal šabloną (turėtumėte gauti porą trikampių, kurie, atrodo, sudaro žvaigždę). Pažymėkite kampų tvirtinimo vietas. Ant abiejų atramų viskas turi būti vienoda.
6 veiksmas. Apkarpykite peiliukus. Galite pjaustyti juos kelis vienu metu naudodami trintuvą.
7 veiksmas Pažymėkite tvirtinimo vietas ant ašmenų ir kampų. Padarykite visas šias skyles.
8 veiksmas Prijunkite peilius prie pagrindų naudodami kampus, varžtus ir veržles.
Atkreipkite dėmesį! Prietaiso galia labai priklauso nuo peiliukų ilgio, tačiau jei pastarieji yra dideli, juos subalansuoti bus daug sunkiau. Be to, veikiant stipriam vėjui, konstrukcija gali atsilaisvinti.
Ketvirtas etapas. Gaminame generatorių
Šiuo atveju generatorius turi būti savaime sužadinamas ir visada ant nuolatinių magnetų. Jei paimsite įprastą generatorių iš automobilio, tada įtampos apvija čia veikia iš akumuliatoriaus, kitaip tariant, jei nėra įtampos, sužadinimo nebus. Vadinasi, jei kartu su akumuliatoriumi naudojate paprastą generatorių, o vėjas gana silpnas ilgą laiką, akumuliatorius greitai tiesiog išsikraus, o vėliau, sugrįžus vėjui, vėjo generatorius nebeužsives su savo rankas.
Taip pat galima sukurti sistemą naudojant neodimio magnetus. Toks prietaisas gamins nuo 1,5 kilovato (jei vėjas silpnas) iki 3,5 kilovato (jei pučia stiprus vėjas). Žingsnis po žingsnio tokio generatoriaus kūrimo instrukcijos yra tokios.
1 veiksmas. Padarykite porą metalinių blynų, kurių kiekvienas būtų apie 50 centimetrų ilgio.
2 veiksmas. Naudodami superklijus, prie blynų per visą perimetrą priklijuokite 2,5x5,0,12 centimetrų neodimio magnetus (po dvylika gabalėlių kiekvienam).
3 veiksmas. Padėkite blynus vienas priešais kitą, prisimindami poliškumą.
4 veiksmas. Tarp jų įdėkite naminį statorių (iš vielos padarykite 9 rites, kurių skerspjūvis yra 0,3 centimetro, kiekvienas su 70 apsisukimų). Prijunkite ritinius su žvaigždute (kaip parodyta paveikslėlyje) ir užpildykite juos polimerine derva. Šiuo atveju svarbu, kad ritės būtų suvyniotos viena kryptimi, naudodami spalvotą izoliaciją galite pažymėti apvijos pabaigą / pradžią - taip bus patogiau.
5 veiksmas. Statoriaus storis turi būti apie 2 centimetrus. Apvija turi išeiti per varžtus ir veržles. Atstumas tarp rotoriaus ir statoriaus turi būti 2 milimetrai.
Magnetai trauks gana stipriai, o sklandžiam sujungimui reikia juose padaryti skylutes ir nupjauti sriegius smeigėms. Nedelsdami sulygiuokite rotorius, tada mygtukais nuleiskite viršutinį ant apatinio. Tada galite pašalinti laikinus kaiščius.
Atkreipkite dėmesį! Aukščiau aprašytas generatorius gali būti naudojamas ne tik vertikaliems, bet ir horizontaliems vėjo malūnams.
Penktas etapas. Surenkame visą konstrukciją
Pirmiausia ant stiebo sumontuokite specialų laikiklį, per kurį bus tvirtinamas statorius (kuris, savo ruožtu, gali turėti tris arba šešis peiliukus). Naudodami tas pačias veržles pritvirtinkite stebulę virš laikiklio. Prisukite ant keturių smeigių, esančių stebulėje, paruoštas generatorius. Po to prijunkite statorių prie laikiklio, kuris tvirtai pritvirtintas prie stiebo. Pritvirtinkite turbiną prie antrosios rotoriaus plokštės. Prijunkite statoriaus laidus prie įtampos reguliatoriaus naudodami gnybtus.
Šeštas etapas. Sumontuojame įrenginį, kuris vėją gali paversti elektra
Norėdami įdiegti visą vėjo generatorių savo rankomis, turite atlikti toliau nurodytus veiksmus kaip nuoseklias instrukcijas.
1 veiksmas.Į žemę įbetonuokite patikimą ir patvarų pagrindą.
2 veiksmas. Pila ten betono skiedinys, pridėkite smeiges, būtinas masyviam vyriui pritvirtinti (visa tai nesunkiai galima padaryti rankomis).
3 veiksmas. Kai betonas visiškai sukietėja, uždėkite vyrį ant smeigių ir pritvirtinkite veržlėmis.
4 veiksmas.Įstatykite stiebą į judančią vyrio dalį.
5 veiksmas. Pritvirtinkite 3 arba 4 vaikinus prie stiebo viršaus (galite naudoti flanšą arba suvirinimą). Jums taip pat reikės plieninio kabelio.
6 veiksmas. Pakelkite stiebą ant vyrio naudodami vieną iš paruoštų trosų (galite patraukti automobiliu).
7 veiksmas Viso stiebo vertikalumas yra griežtai fiksuotas vairo laidais.
Kur galima įrengti tokį vėjo generatorių?
Kaip teisingai pasirenkate diegimo vietą vėjo generatorius, jo veikimo efektyvumas labai priklauso. Vieta turi būti tokia, kad sistemos mentės gautų kuo daugiau vėjo. Aikštelė turi būti atvira ir paaukštinta (pavyzdžiui, namo stogas, bet kuo toliau nuo medžių ir kitų pastatų). Paprastai to priežastis yra ne tik trukdžiai, bet ir įrenginio veikimo metu skleidžiamas triukšmas, kuris gali nepatikti kaimynams ar patiems savininkams.
Norėdami išsamiau suprasti problemą, rekomenduojame žiūrėti toliau pateiktą teminį vaizdo įrašą.
Vaizdo įrašas - kaip pasidaryti vėjo generatorių naudojant buitinį ventiliatorių
Rotorinis (horizontalus) vėjo generatorius
Toks prietaisas gali susidoroti su elektros energijos tiekimu mažam namui ar keliems ūkiniams pastatams. Maksimali vėjo generatoriaus galia neviršys 1,5 kilovato.
Darbui pasiruoškite:
- 12 vatų automobilio generatorius;
- relė, akumuliatoriaus indikatoriaus lemputė;
- pati baterija yra 12 vatų;
- srovės keitiklis;
- didelė keptuvė arba kibiras iš duraliuminio arba nerūdijančio plieno;
- spaustuvų pora generatoriaus tvirtinimui prie stiebo;
- jungiklis;
- viela, 0,4 ir 0,25 centimetro;
- varžtai, veržlės, poveržlės;
- voltmetras.
Įrankiai, kurių jums reikės, yra tokie patys kaip ir ankstesniu atveju. Pirmiausia paimkite keptuvę (arba kibirą) ir, naudodami žymeklį bei matavimo juostą, padalinkite į keturias lygias dalis. Iškirpkite peiliukus, bet nenupjaukite iki galo (kaip parodyta paveikslėlyje).
Apatinėje dalyje padarykite skylutes varžtams, tada sulenkite ašmenis, bet ne per daug. Atsižvelkite į tai, kaip generatorius suksis (pagal laikrodžio rodyklę arba prieš laikrodžio rodyklę).
Tada prijunkite keptuvę su paruoštomis mentėmis prie skriemulio ir pritvirtinkite varžtais. Sumontuokite generatorių ant stiebo, pritvirtinkite iš anksto (tam naudokite pridedamus spaustukus), tada prijunkite visus laidus ir surinkite grandinę. Perrašykite visą grandinę, pritvirtinkite laidus ant atramos.
Norėdami prijungti akumuliatorių, naudokite 4 mm kabelį, kurio ilgis ne didesnis kaip 1 metras. Norėdami prijungti apkrovą, naudokite mažesnio skerspjūvio kabelį. Taip pat įdiekite keitiklį. Žemiau yra apytikslė diagrama jungtys.
Kaip matote, visiškai įmanoma sukurti vėjo generatorių savo rankomis. Dizainas gali būti dviejų tipų, tačiau jei turite įgūdžių ir reikiamo uolumo, galite susidoroti su darbu net vienas. Tai viskas, sėkmės!
Turinys:Oro masės turi neišsenkamas energijos atsargas, kurias žmonija naudojo nuo seniausių laikų. Iš esmės vėjo jėga užtikrino laivų judėjimą po burėmis ir vėjo malūnų veikimą. Po garo mašinų išradimo ši energijos rūšis prarado savo aktualumą.
Tik į šiuolaikinėmis sąlygomis vėjo energija vėl tapo paklausa kaip a varomoji jėga taikoma elektros generatoriams. Jos dar negavo plačiai paplitęs pramoniniu mastu, tačiau tampa vis populiaresni privačiame sektoriuje. Kartais tiesiog neįmanoma prisijungti prie elektros linijos. Tokiose situacijose daugelis savininkų suprojektuoja ir gamina vėjo generatorių privačiam namui savo rankomis iš laužo medžiagų. Vėliau jie naudojami kaip pagrindiniai arba pagalbiniai elektros energijos šaltiniai.
Ideali vėjo malūno teorija
Šią teoriją skirtingais laikais sukūrė mokslininkai ir mechanikos srities specialistai. Pirmą kartą jį sukūrė V.P. Vetchinkin 1914 m., ir buvo remiamasi idealaus sraigto teorija. Šiuose tyrimuose pirmą kartą buvo išvestas idealios vėjo turbinos vėjo energijos panaudojimo koeficientas.
Darbus šioje srityje tęsė N.E. Žukovskis, kuris išvedė didžiausią šio koeficiento reikšmę, lygią 0,593. Vėlesniuose kito profesoriaus darbuose - Sabinin G.Kh. pakoreguota koeficiento reikšmė buvo 0,687.
Remiantis sukurtomis teorijomis, idealus vėjo ratas turėtų turėti šiuos parametrus:
- Rato sukimosi ašis turi būti lygiagreti vėjo srauto greičiui.
- Ašmenų skaičius yra be galo didelis, jų plotis labai mažas.
- Nulinė sparno profilio pasipriešinimo vertė esant nuolatinei cirkuliacijai išilgai ašmenų.
- Visame nušluotame vėjo malūno paviršiuje ant rato nuolat prarandamas oro srauto greitis.
- Persekiojimas kampinis greitis iki begalybės.
Vėjo turbinos pasirinkimas
Renkantis vėjo generatoriaus modelį privačiam namui, turėtumėte apsvarstyti reikalingos galios, užtikrinantis prietaisų ir įrangos veikimą atsižvelgiant į įjungimo grafiką ir dažnumą. Jis nustatomas kas mėnesį skaičiuojant elektros suvartojimą. Be to, galios vertė gali būti nustatyta pagal techninės charakteristikos vartotojų.
Reikėtų atsižvelgti ir į tai, kad visi elektros prietaisai maitinami ne tiesiai iš vėjo generatoriaus, o iš inverterio ir baterijų komplekto. Taigi 1 kW generatorius gali užtikrinti normalų keturių kilovatų keitiklio maitinimo elementų veikimą. Dėl to panašios galios buitiniai prietaisai aprūpinami visa elektra. Teisingas baterijų pasirinkimas yra labai svarbus. Ypatingas dėmesys Turėtumėte atkreipti dėmesį į tokius parametrus kaip įkrovimo srovė.
Renkantis vėjo turbinos konstrukciją, atsižvelgiama į šiuos veiksnius:
- Vėjo rato sukimosi kryptis yra vertikali arba horizontali.
- Ventiliatoriaus mentės gali būti burės formos, tiesiu arba lenktu paviršiumi. Kai kuriais atvejais naudojamos kombinuotos parinktys.
- Medžiaga peiliams ir jų gamybos technologija.
- Skirtingo nuolydžio, palyginti su pratekančio oro srautu, ventiliatoriaus menčių išdėstymas.
- Į ventiliatorių įtrauktų menčių skaičius.
- Reikiama galia iš vėjo turbinos perduodama generatoriui.
Be to, būtina atsižvelgti į orų tarnyboje nurodytą vidutinį metinį vėjo greitį konkrečioje vietovėje. Vėjo krypties nurodyti nereikia, nes modernūs dizainai vėjo generatoriai savarankiškai sukasi kita kryptimi.
Daugumoje Rusijos Federacijos sričių – daugiausia geriausias variantas bus horizontali sukimosi ašies orientacija, menčių paviršius bus lenktas ir įgaubtas, aplink kurį smailiu kampu teka oro srautas. Vėjo paimamos galios kiekiui įtakos turi ašmenų plotas. Už eilinis namas Pakanka 1,25 m2 ploto.
Vėjo malūno greitis priklauso nuo menčių skaičiaus. Vėjo generatoriai su viena ašmenimis sukasi greičiausiai. Tokiose konstrukcijose balansavimui naudojamas atsvaras. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad esant mažam vėjo greičiui, mažesniam nei 3 m/s, vėjo jėgainės tampa nepajėgios sugerti energijos. Kad įrenginys suvoktų silpną vėją, jo menčių plotas turi būti padidintas bent iki 2 m 2.
Vėjo generatoriaus skaičiavimas
Prieš renkantis vėjo generatorių, būtina nustatyti vėjo greitį ir kryptį, kuri yra būdingiausia siūlomo įrengimo vietoje. Reikėtų prisiminti, kad menčių sukimasis prasideda nuo minimalaus 2 m/s vėjo greičio. Maksimalus efektyvumas gali būti pasiektas, kai šis indikatorius pasiekia vertę nuo 9 iki 12 m/s. Tai yra, norint aprūpinti elektra nedidelį kaimo namą, jums reikės generatoriaus, kurio minimali galia 1 kW/h, o vėjo greitis ne mažesnis kaip 8 m/s.
Vėjo greitis ir sraigto skersmuo turi tiesioginės įtakos vėjo turbinos gaminamai galiai. Galima tiksliai apskaičiuoti konkretaus modelio veikimo charakteristikas naudojant šias formules:
- Skaičiavimai pagal sukimosi plotą atliekami taip: P = 0,6 x S x V 3, kur S - plotas, statmenas vėjo krypčiai (m 2), V - vėjo greitis (m/s), P yra generatoriaus galia ( kW).
- Elektros instaliacijai apskaičiuoti pagal varžto skersmenį naudojama formulė: P = D 2 x V 3 /7000, kurioje D yra varžto skersmuo (m), V - vėjo greitis (m/s). ), P yra generatoriaus galia (kW).
- Atliekant sudėtingesnius skaičiavimus, atsižvelgiama į oro srauto tankį. Šiems tikslams yra formulė: P = ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, kur ξ yra vėjo energijos naudojimo koeficientas (neišmatuojamas dydis), π = 3,14, R - rotoriaus spindulys (m), V - oro srauto greitis (m/s), ρ - oro tankis (kg/m 3), η ed - pavarų dėžės naudingumo koeficientas (%), η gen - generatoriaus naudingumo koeficientas (%).
Taigi vėjo generatoriaus gaminama elektros energija kiekybiškai didėja kubiniu santykiu, didėjant vėjo srauto greičiui. Pavyzdžiui, vėjo greičiui padidėjus 2 kartus, rotoriaus generuojama kinetinė energija padidės 8 kartus.
Renkantis vietą vėjo generatoriaus įrengimui, pirmenybę reikia teikti vietovėms, kuriose nėra didelių pastatų ir aukštų medžių, kurie sukuria kliūtį vėjui. Minimalus atstumas nuo gyvenamųjų pastatų yra nuo 25 iki 30 metrų, kitaip triukšmas darbo metu sukels nepatogumų ir diskomforto. Vėjo malūno rotorius turi būti bent 3-5 m aukštyje, viršijančiame artimiausius pastatus.
Jei neplanuojate savo kaimo namo prijungti prie bendro tinklo, tokiu atveju galite naudoti parinktis kombinuotos sistemos. Vėjo turbinos darbas bus daug efektyvesnis, kai bus naudojamas kartu su dyzeliniu generatoriumi arba saulės baterija.
Kaip savo rankomis pasidaryti vėjo generatorių
Nepriklausomai nuo vėjo generatoriaus tipo ir konstrukcijos, kiekviename įrenginyje yra panašūs elementai. Visuose modeliuose yra generatoriai, peiliukai pagaminti iš įvairios medžiagos, liftų tiekimas reikalingas lygis instaliacijos, taip pat papildomos baterijos ir elektroninė valdymo sistema. Paprasčiausiai gaminami rotoriaus tipo blokai arba ašinės konstrukcijos, naudojant magnetus.
1 variantas. Rotorinio vėjo generatoriaus konstrukcija.
Sukamajame vėjo generatoriaus konstrukcijoje naudojamos dvi, keturios ar daugiau menčių. Tokie vėjo generatoriai nepajėgūs pilnai aprūpinti elektra didelių kaimo namų. Jie pirmiausia naudojami kaip pagalbinis elektros energijos šaltinis.
Atsižvelgiant į numatomą vėjo malūno galią, jie parenkami reikalingos medžiagos ir komponentai:
- 12 voltų automobilio generatorius ir automobilio akumuliatorius.
- Įtampos reguliatorius, konvertuojantis kintamąją srovę nuo 12 iki 220 voltų.
- Talpa su dideli dydžiai. Geriausiai tinka aliuminio kibiras arba nerūdijančio plieno keptuvė.
- Kaip įkroviklį galite naudoti iš automobilio išimtą relę.
- Jums reikės 12 V jungiklio, įkrovimo lempos su valdikliu, varžtų su veržlėmis ir poveržlėmis, taip pat metalinių spaustukų su guminėmis tarpinėmis.
- Trijų gyslų kabelis, kurio minimalus skerspjūvis yra 2,5 mm 2, ir įprastas voltmetras, pašalintas iš bet kurio matavimo prietaiso.
Visų pirma, rotorius ruošiamas iš esamos metalinės talpos – keptuvės ar kibiro. Jis pažymėtas į keturias lygias dalis, linijų galuose padarytos skylės, kad būtų lengviau padalinti į sudedamąsias dalis. Tada konteineris supjaustomas metalinėmis žirklėmis arba šlifuokliu. Iš gautų ruošinių išpjaunamos rotoriaus mentės. Visi matavimai turi būti atidžiai patikrinti, ar jie yra tinkamo dydžio, kitaip dizainas neveiks tinkamai.
Toliau nustatoma generatoriaus skriemulio sukimosi pusė. Paprastai jis sukasi pagal laikrodžio rodyklę, bet geriausia tai patikrinti. Po to rotoriaus dalis prijungiama prie generatoriaus. Kad būtų išvengta rotoriaus judėjimo disbalanso, tvirtinimo angos abiejose konstrukcijose turi būti išdėstytos simetriškai.
Norint padidinti sukimosi greitį, ašmenų kraštai turi būti šiek tiek sulenkti. Didėjant lenkimo kampui, rotoriaus blokas efektyviau sugers oro srautus. Kaip peiliai naudojami ne tik išpjauto konteinerio elementai, bet ir atskiros dalys, sujungtos su apskritimo formos metaliniu ruošiniu.
Pritvirtinus konteinerį prie generatoriaus, visa gauta konstrukcija turi būti visiškai sumontuota ant stiebo naudojant metalinius spaustukus. Tada instaliuojami ir surenkami laidai. Kiekvienas kontaktas turi būti prijungtas prie savo jungties. Prijungus, laidai pritvirtinami prie stiebo viela.
Baigus surinkimą, keitiklis, akumuliatorius ir apkrova yra prijungti. Akumuliatorius jungiamas 3 mm 2 skerspjūvio kabeliu visoms kitoms jungtims pakanka 2 mm 2 skerspjūvio. Po to vėjo generatorius gali būti naudojamas.
2 variantas. Ašinis dizainas vėjo generatorius naudojant magnetus.
Ašiniai vėjo malūnai namams yra dizainas, kurio vienas pagrindinių elementų yra neodimio magnetai. Pagal savo našumą jie gerokai lenkia įprastus rotacinius įrenginius.
Rotorius yra pagrindinis viso vėjo generatoriaus konstrukcijos elementas. Jo gamybai geriausiai tinka automobilio rato stebulė su stabdžių diskais. Naudotą dalį reikia paruošti – išvalyti nuo nešvarumų ir rūdžių, sutepti guolius.
Tada turite teisingai paskirstyti ir pritvirtinti magnetus. Iš viso jums reikės 20 vienetų, kurių matmenys 25 x 8 mm. Magnetinis laukas juose yra išilgai. Lyginiai magnetai bus poliai, jie yra išilgai visos disko plokštumos, pakaitomis per vieną. Tada nustatomi pliusai ir minusai. Vienas magnetas pakaitomis liečia kitus disko magnetus. Jei jie traukia, tada polius yra teigiamas.
Padidėjus stulpų skaičiui, reikia laikytis tam tikrų taisyklių. Vienfaziuose generatoriuose polių skaičius sutampa su magnetų skaičiumi. Trifaziai generatoriai palaiko 4/3 santykį tarp magnetų ir polių ir 2/3 santykį tarp polių ir ritių. Magnetai montuojami statmenai disko perimetrui. Norint juos tolygiai paskirstyti, naudojamas popierinis šablonas. Magnetai pirmiausia tvirtinami stipriais klijais, o galiausiai tvirtinami epoksidine derva.
Jei palyginsime vienfazius ir trifazius generatorius, tada pasirodymas pirmasis bus šiek tiek blogesnis, palyginti su antruoju. Taip yra dėl didelių amplitudės svyravimų tinkle dėl nestabilios srovės išvesties. Todėl vienfaziuose įrenginiuose atsiranda vibracija. Trifazėse konstrukcijose šį trūkumą kompensuoja srovės apkrovos iš vienos fazės į kitą. Dėl šios priežasties tinklas visada užtikrina pastovią galios vertę. Dėl vibracijos vienfazių sistemų tarnavimo laikas yra žymiai mažesnis nei trifazių sistemų. Be to, trifaziai modeliai veikimo metu neturi triukšmo.
Stiebo aukštis yra apie 6-12 m. Jis montuojamas klojinio centre ir užpildomas betonu. Tada gatava konstrukcija montuojama ant stiebo, ant kurio pritvirtinamas varžtas. Pats stiebas tvirtinamas kabeliais.
Vėjo turbinos mentės
Vėjo jėgainių efektyvumas labai priklauso nuo menčių konstrukcijos. Visų pirma, tai yra jų skaičius ir dydis, taip pat medžiaga, iš kurios bus gaminamos vėjo generatoriaus mentės.
Veiksniai, turintys įtakos ašmenų dizainui:
- Netgi silpniausias vėjas gali pajudinti ilgas ašmenis. Tačiau dėl per didelio ilgio vėjo ratas gali suktis lėčiau.
- Padidinus bendrą menčių skaičių, vėjo ratas tampa jautresnis. Tai reiškia, kad kuo daugiau ašmenų, tuo geriau prasideda sukimasis. Tačiau galia ir greitis sumažės, todėl toks įrenginys netinkamas elektrai gaminti.
- Vėjo rato skersmuo ir sukimosi greitis turi įtakos įrenginio keliamam triukšmo lygiui.
Ašmenų skaičius turi būti derinamas su visos konstrukcijos montavimo vieta. Daugumoje optimalias sąlygas Tinkamai parinktos mentės gali užtikrinti didžiausią vėjo generatoriaus našumą.
Visų pirma, turite iš anksto nustatyti reikiamą įrenginio galią ir funkcionalumą. Norėdami tinkamai pagaminti vėjo generatorių, turite išstudijuoti galimus dizainus, taip pat klimato sąlygos kurioje jis bus naudojamas.
Be bendros galios, rekomenduojama nustatyti išėjimo galios vertę, dar vadinamą didžiausia apkrova. Tai rodo bendrą prietaisų ir įrangos skaičių, kurie bus įjungti tuo pačiu metu, kai veikia vėjo generatorius. Jei reikia padidinti šį skaičių, rekomenduojama vienu metu naudoti kelis keitiklius.
DIY vėjo generatorius 24V - 2500 vatų
Šiuolaikinėje realybėje kiekvienas namo savininkas puikiai žino, kad nuolat brangsta komunalinės paslaugos – tai taip pat taikoma elektros energijai. Todėl sukurti patogiomis sąlygomis laimei, gyvenant priemiesčio būsto statybose tiek vasarą, tiek žiemą teks arba mokėti už energijos tiekimo paslaugas, arba rasti alternatyvų išeitį iš susidariusios situacijos natūralių šaltinių energijos yra nemokamos.
Kaip savo rankomis pasidaryti vėjo generatorių - žingsnis po žingsnio vadovas
Mūsų valstybės teritorija – daugiausia lygumos. Nepaisant to, kad miestuose vėjo prieigą blokuoja aukštybiniai pastatai, už miesto siaučia stiprios oro srovės. Todėl vėjo generatoriaus gaminimas patiems yra vienintelis teisingas sprendimas aprūpinti kaimo namą elektra. Tačiau pirmiausia turite išsiaiškinti, kuris modelis tinka savarankiškam gamybai.
Rotary
Sukamasis vėjo malūnas yra paprastas konvertavimo įtaisas, kurį lengva padaryti savo rankomis. Natūralu, kad toks gaminys negalės tiekti elektros kaimo dvarui, bet už kaimo namas tiks gerai. Tai leis apšviesti ne tik gyvenamuosius pastatus, bet ir ūkinius pastatus bei net takus sode. Norėdami savarankiškai surinkti įrenginį, kurio galia iki 1500 vatų, turite pasiruošti eksploatacinės medžiagos ir komponentai iš šio sąrašo:
Natūralu, kad reikia turėti minimalų įrankių rinkinį: žirklės metalui pjauti, kampinis šlifuoklis, matavimo juosta, pieštukas, rinkinys veržliarakčiai ir atsuktuvai, gręžtuvas su grąžtais ir replėmis.
Žingsnis po žingsnio veiksmai
Surinkimas prasideda nuo rotoriaus gamybos ir skriemulio pakeitimo, kuriam atliekama tam tikra darbų seka.
Akumuliatoriui prijungti naudojami 4 mm skerspjūvio laidai, kurių ilgis ne didesnis kaip 100 cm. Vartotojai jungiami 2 mm skerspjūvio laidais. Pagal gnybtų kontaktų schemą svarbu į atvirą grandinę įtraukti 220 V nuolatinės į kintamosios srovės įtampos keitiklį.
Dizaino privalumai ir trūkumai
Jei visos manipuliacijos bus padarytos teisingai, prietaisas tarnaus gana ilgai. Naudodami pakankamai galingą akumuliatorių ir tinkamą keitiklį iki 1,5 kW, galite tiekti maitinimą gatvių ir patalpų apšvietimui, šaldytuvui ir televizoriui. Padaryti tokį vėjo malūną yra labai paprasta ir ekonomiška. Šį gaminį lengva taisyti ir nepretenzingas naudoti. Jis yra labai patikimas eksploatacijos požiūriu ir nekelia triukšmo, erzindamas namo gyventojus. Tačiau rotacinis vėjo malūnas turi mažą efektyvumą ir jo veikimas priklauso nuo vėjo buvimo.
Neodimio nuolatinių magnetų pagrindu sukurta ašinė konstrukcija su begeležiu statoriumi mūsų valstybės teritorijoje pasirodė ne taip seniai, nes nebuvo komponentų. Tačiau šiandien galingi magnetai nėra neįprasti, o jų kaina gerokai sumažėjo, palyginti su prieš keletą metų.
Tokio generatoriaus pagrindas yra stebulė su stabdžių diskais iš lengvojo automobilio. Jei tai ne nauja dalis, patartina ją kapitališkai remontuoti ir pakeisti tepalus bei guolius.
Neodimio magnetų išdėstymas ir montavimas
Darbas prasideda nuo magnetų klijavimo ant rotoriaus disko. Tam naudojama 20 magnetų. ir matmenys 2,5 x 0,8 cm Norėdami pakeisti stulpų skaičių, turite laikytis šių taisyklių:
- vienfazis generatorius reiškia magnetų skaičių, atitinkantį polių skaičių;
- trifazio įrenginio atveju išlaikomas atitinkamai 2/3 polių ir ritinių santykis;
- Magnetai turėtų būti išdėstyti su kintamaisiais poliais, kad būtų supaprastintas jų paskirstymas, geriau naudoti paruoštą šabloną, pagamintą iš kartono.
Jei įmanoma, patartina naudoti magnetus stačiakampio formos, nes apvaliuose analoguose magnetinių laukų koncentracija atsiranda centre, o ne visame paviršiuje. Svarbu užtikrinti, kad vienas prieš kitą esantys magnetai turėtų priešingus polius. Norint nustatyti polius, magnetai priartinami vienas prie kito, o traukiančios pusės yra teigiamos, todėl atstumiančios pusės yra neigiamos.
Magnetams pritvirtinti naudojamas specialus. klijų kompozicija, po to, siekiant padidinti stiprumą, atliekamas armavimas epoksidine derva. Šiuo tikslu juo užpildomi magnetiniai elementai. Kad derva neišplistų, šonai gaminami naudojant įprastą plastiliną.
Trifazis ir vienfazis tipo blokas
Vienfaziai statoriai savo parametrais yra prastesni nei trifazių analogų, nes didėjant apkrovai didėja vibracija. Taip yra dėl srovės amplitudės skirtumo, atsirandančio dėl jos išėjimo kintamumo per tam tikrą laikotarpį. Savo ruožtu trifaziame analoge tokios problemos nėra. Tai leido padidinti grąžą trifazis generatorius beveik 50%, palyginti su vienfaziu modeliu. Be to, dėl to, kad nėra papildomos vibracijos, prietaiso veikimo metu nesusidaro pašalinis triukšmas.
Apvijos ritės
Kiekvienas elektrikas žino, kad prieš pradedant vynioti ritę, svarbu preliminarūs skaičiavimai. Naminis vėjo generatorius esant 220 V - prietaisas, veikiantis mažu greičiu. Būtina užtikrinti, kad akumuliatoriaus įkrovimas prasidėtų nuo 100 aps./min.
Remiantis šiais parametrais, apvyniojant visas rites, reikės ne daugiau kaip 1200 apsisukimų. Norėdami nustatyti vienos ritės posūkius, turite tiesiog padalyti bendrus rodiklius iš atskirų elementų skaičiaus.
Norint padidinti mažo greičio vėjo malūno galią, didinamas stulpų skaičius. Tokiu atveju padidės srovės dažnis ritėse. Ričių apvija turi būti stora variniai laidai. Tai sumažins pasipriešinimą ir padidins srovę. Svarbu atsižvelgti į tai, kad smarkiai padidėjus įtampai, srovę galima visiškai panaudoti apvijų varžai. Norėdami supaprastinti apviją, galite naudoti specialią mašiną.
Priklausomai nuo prie diskų pritvirtintų magnetų skaičiaus ir storio, keičiasi įrenginio veikimo charakteristikos. Norint sužinoti, kokie galios rodikliai galiausiai bus gauti, pakanka apvynioti vieną elementą ir pasukti jį įrenginyje. Norint nustatyti galios charakteristikas, įtampa matuojama tam tikru greičiu.
Dažnai ritė daroma apvali, tačiau patartina ją šiek tiek pailginti. Tokiu atveju kiekviename sektoriuje bus daugiau vario, o posūkių išdėstymas tampa tankesnis. Ritės vidinės angos skersmuo turi būti lygus magneto matmenims. Gaminant statorių, svarbu atsižvelgti į tai, kad jo storis turi būti lygus magnetų parametrams.
Paprastai fanera naudojama kaip statoriaus ruošinys, tačiau visiškai įmanoma padaryti žymes ant popieriaus lapo, piešiant sektorius ritėms, o kraštams naudoti įprastą plastiliną. Norint suteikti gaminiui tvirtumo, naudojamas stiklo pluoštas, esantis formos apačioje, ant ritinių viršaus. Svarbu, kad epoksidinė derva nepriliptų prie pelėsio. Norėdami tai padaryti, jis yra padengtas vašku iš viršaus. Ritės yra tvirtai pritvirtintos viena prie kitos, o fazių galai iškeliami. Po to visi laidai sujungiami pagal žvaigždės arba trikampio modelį. Norėdami išbandyti gatavą įrenginį, jis pasukamas rankiniu būdu.
Paprastai galutinis stiebo aukštis yra 6 metrai, tačiau esant galimybei, geriau jį padvigubinti. Dėl šios priežasties jo tvirtinimui naudojamas betoninis pagrindas. Tvirtinimas turi būti toks, kad vamzdį būtų galima lengvai pakelti ir nuleisti naudojant gervę. Viršutiniame vamzdžio gale pritvirtinamas varžtas.
Sraigtui pagaminti reikia PVC vamzdžio, kurio skerspjūvis turi būti 16 cm Iš vamzdžio išpjaunamas dviejų metrų ilgio varžtas su šešiais ašmenimis. Eksperimentiškai nustatoma optimali ašmenų forma, kuri leidžia padidinti sukimo momentą esant minimaliam greičiui. Propeleriui atitraukti nuo stiprių vėjo gūsių naudojama sulankstoma uodega. Pagaminta elektros energija kaupiama baterijose.
Vaizdo įrašas: naminis vėjo generatorius
Apsvarstęs turimus vėjo generatorių variantus, kiekvienas būsto savininkas galės apsispręsti dėl savo tikslams tinkamo įrenginio. Kiekvienas iš jų turi savo teigiamų aspektų, ir neigiamas savybes. Ypač vėjo jėgainės efektyvumą galite pajusti už miesto ribų, kur nuolat juda oro masės.
Vienas iš labiausiai prieinamų atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo variantų yra vėjo energijos naudojimas. Norėdami sužinoti, kaip atlikti skaičiavimus, patys surinkti ir sumontuoti vėjo malūną, perskaitykite šį straipsnį.
Vėjo generatorių klasifikacija
Įrenginiai klasifikuojami pagal šiuos vėjo turbinų kriterijus:
- sukimosi ašies vieta;
- ašmenų skaičius;
- elemento medžiaga;
- propelerio žingsnis.
Vėjo turbinos, kaip taisyklė, turi dizainas su horizontalia ir vertikalia sukimosi ašimis.
Versija su horizontalia ašimi - sraigto konstrukcija su viena, dviem, trimis ar daugiau menčių. Tai yra labiausiai paplitusi oro elektrinių konstrukcija dėl didelio efektyvumo.
Versija su vertikalia ašimi – statmenos ir karuselės konstrukcijos, naudojant Darrieus ir Savonius rotorių pavyzdį. Paskutinės dvi sąvokos turėtų būti paaiškintos, nes abi turi tam tikrą reikšmę vėjo generatorių konstrukcijoje.
Darrieus rotorius yra statmenos vėjo turbinos konstrukcijos, kai aerodinaminės mentės (dvi ar daugiau) yra išdėstytos simetriškai viena nuo kitos tam tikru atstumu ir sumontuotos ant radialinių sijų. Užteks sunkus variantas vėjo turbina, kuriai reikia kruopštaus aerodinaminio menčių dizaino.
Savonius rotorius yra karuselės tipo vėjo turbinos konstrukcija, kurioje dvi pusiau cilindrinės mentės yra išdėstytos viena prieš kitą ir sudaro iš esmės sinusoidinę formą. Konstrukcijų efektyvumas yra mažas (apie 15%), tačiau gali būti beveik dvigubai didesnis, jei mentės yra išdėstytos bangos kryptimi ne horizontaliai, o vertikaliai ir naudojamas kelių pakopų dizainas su kiekvienos poros kampiniu poslinkiu. ašmenys, palyginti su kitomis poromis.
Vėjo turbinų privalumai ir trūkumai
Šių prietaisų pranašumai yra akivaizdūs, ypač atsižvelgiant į buitines eksploatavimo sąlygas. Vėjo turbinų naudotojai iš tikrųjų turi galimybę nemokamai pasigaminti elektros energijos, neskaitant nedidelių statybos ir priežiūros išlaidų. Tačiau akivaizdūs ir vėjo jėgainių trūkumai.
Taigi, norint pasiekti efektyvus darbasįrengimo, turi būti įvykdytos vėjo srautų stabilumo sąlygos. Žmogus negali sukurti tokių sąlygų. Tai grynai gamtos prerogatyva. Kitas techninis trūkumas – žema pagaminamos elektros kokybė, dėl kurios sistemą reikia papildyti brangiais elektros moduliais (daugintuvais, įkrovikliai, akumuliatoriai, keitikliai, stabilizatoriai).
Privalumai ir trūkumai, atsižvelgiant į kiekvienos vėjo turbinų modifikacijos savybes, galbūt yra lygūs nuliui. Jei horizontalios ašinės modifikacijos skiriasi didelė vertė efektyvumas, tada stabiliam darbui jiems reikia naudoti vėjo srauto krypties valdiklius ir uraganinio vėjo apsaugos įtaisus. Vertikalios ašies modifikacijos pasižymi mažu efektyvumu, tačiau veikia stabiliai be vėjo krypties sekimo mechanizmo. Tuo pačiu metu tokios vėjo jėgainės pasižymi žemu triukšmo lygiu, pašalina „sklidimo“ efektą esant stipriam vėjui ir yra gana kompaktiškos.
Naminiai vėjo generatoriai
„Vėjo malūno“ gamyba savo rankomis- problema visiškai išsprendžiama. Be to, konstruktyvus ir racionalus požiūris į verslą padės sumažinti neišvengiamas finansines išlaidas. Visų pirma, verta nubrėžti projektą, jį atlikti būtini skaičiavimai balansavimas ir galia. Šie veiksmai bus ne tik užstatas sėkminga statyba vėjo jėgainės, bet ir visos perkamos įrangos vientisumo išlaikymo garantija.
Pradėti rekomenduojama nuo kelių dešimčių vatų galios mikro vėjo malūnėlio. Ateityje įgyta patirtis padės sukurti galingesnį dizainą. Kurdami namų vėjo generatorių, neturėtumėte sutelkti dėmesio į aukštos kokybės elektros energijos (220 V, 50 Hz) gavimą, nes ši parinktis pareikalaus didelių finansinių investicijų. Tikslingiau apsiriboti iš pradžių gautos elektros energijos naudojimu, kurią galima sėkmingai panaudoti nekonvertuojant kitiems tikslams, pavyzdžiui, palaikyti šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemas, pastatytas ant elektrinių šildytuvų (TEH) – tokiems įrenginiams nereikia stabili įtampa ir dažnis. Tai leidžia kurti paprasta diagrama, veikiantis tiesiai iš generatoriaus.
Greičiausiai niekas nesiginčys, kad šildymas ir karšto vandens tiekimas namuose yra prastesnės svarbos buitine technika ir apšvietimo prietaisai, kuriems dažnai linkę įrengti namų vėjo malūnėlius. Vėjo jėgainių statyba yra būtent siekiant aprūpinti namą šiluma ir karštas vanduo- Tai minimalios išlaidos ir dizaino paprastumas.
Apibendrintas namų vėjo turbinos dizainas
Struktūriškai namų projektas iš esmės atkartoja pramoninį įrenginį. Tiesa, buitiniai sprendimai dažnai remiasi vertikalios ašies vėjo jėgainėmis ir yra aprūpinti žemos įtampos nuolatinės srovės generatoriais. Buitinių vėjo jėgainių modulių, veikiančių aukštos kokybės elektra (220 V, 50 Hz), sudėtis:
- vėjo turbina;
- vėjo orientavimo įtaisas;
- animatorius;
- Nuolatinės srovės generatorius (12 V, 24 V);
- akumuliatoriaus įkrovimo modulis;
- įkraunamos baterijos (ličio jonų, ličio polimerų, švino rūgšties);
- Nuolatinės srovės įtampos keitiklis 12 V (24 V) į kintamosios srovės įtampą 220 V.
Vėjo generatorius PIC 8-6/2.5
Kaip tai veikia? Tiesiog. Vėjas apverčia vėjo turbiną. Sukimo momentas per daugiklį perduodamas nuolatinės srovės generatoriaus velenui. Energija, gaunama iš generatoriaus išėjimo, kaupiama baterijose per įkrovimo modulį. Iš akumuliatoriaus gnybtų pastovi 12 V (24 V, 48 V) įtampa tiekiama į keitiklį, kur ji transformuojama į įtampą, tinkančią maitinti buitinius elektros tinklus.
Apie generatorius namų vėjo malūnams
Dauguma buitines konstrukcijas Vėjo turbinos dažniausiai projektuojamos naudojant mažo greičio nuolatinės srovės elektros variklius. Tai paprasčiausias generatoriaus variantas, kuriam nereikia modernizavimo. Optimaliai – elektros varikliai su nuolatiniai magnetai, skirtas maždaug 60-100 voltų maitinimo įtampai. Yra naudojimo praktika automobilių generatoriai, tačiau šiuo atveju reikia įvesti daugiklį, nes savaiminiai generatoriai gamina reikiamą įtampą tik dideliu (1800-2500) greičiu. Vienas iš galimų variantų yra kintamosios srovės asinchroninio variklio rekonstrukcija, tačiau tai taip pat gana sudėtinga, reikalaujanti tikslių skaičiavimų, sukimo ir neodimio magnetų įrengimo rotoriaus srityje. Yra galimybė trifaziam asinchroniniam varikliui su tos pačios talpos kondensatorių prijungimu tarp fazių. Galiausiai yra galimybė savo rankomis pasigaminti generatorių nuo nulio. Šiuo klausimu yra daug nurodymų.
Vertikalios ašies naminis „vėjo malūnas“
Savonius rotoriaus pagrindu galima pastatyti gana efektyvų ir, svarbiausia, nebrangų vėjo generatorių. Čia kaip pavyzdys nagrinėjamas mikroenergijos įrenginys, kurio galia neviršija 20 W. Tačiau šio prietaiso visiškai pakanka, pavyzdžiui, kai kuriems tiekti elektros energiją buitine technika veikia nuo 12 voltų.
Dalių rinkinys:
- Aliuminio lakštas 1,5-2 mm storio.
- Plastikinis vamzdis: skersmuo 125 mm, ilgis 3000 mm.
- Aliuminio vamzdis: skersmuo 32 mm, ilgis 500 mm.
- Nuolatinės srovės variklis (potencialų generatorius), 30-60V, 360-450 aps./min, pavyzdžiui, elektros variklio modelis PIK8-6/2.5.
- Įtampos valdiklis.
- Baterija.
Savonius rotoriaus gamyba
Iš aliuminio lakšto išpjaunami trys „blynai“, kurių skersmuo 285 mm. Kiekvieno iš jų centre išgręžiamos skylės aliuminio vamzdis 32 mm. Pasirodo, kažkas panašaus į kompaktinius diskus. Iš plastikinis vamzdis du 150 mm ilgio gabalai supjaustomi ir perpjaunami per pusę išilgai. Rezultatas yra keturi pusapvaliai 125x150 mm peiliai. Visi trys aliuminio kompaktiniai diskai dedami ant 32 mm vamzdžio ir tvirtinami 320, 170, 20 mm atstumu nuo viršutinio taško griežtai horizontaliai, sudarydami dvi pakopas. Ašmenys įterpiami tarp diskų, po du vienoje pakopoje, ir griežtai pritvirtinami vienas prie kito, sudarydami sinusoidę. Šiuo atveju viršutinės pakopos mentės paslenkamos 90 laipsnių kampu, palyginti su apatinės pakopos geležtėmis. Rezultatas – keturių menčių Savonius rotorius. Norėdami tvirtinti elementus, galite naudoti kniedes, savisriegius varžtus, kampus ar kitus būdus.
Prijungimas prie variklio ir montavimas ant stiebo
Nuolatinės srovės variklių su aukščiau nurodytais parametrais veleno skersmuo paprastai yra ne didesnis kaip 10-12 mm. Norint prijungti variklio veleną prie vėjo turbinos vamzdžio, į apatinę vamzdžio dalį įspaudžiama reikiamo vidinio skersmens žalvarinė įvorė. Per vamzdžio sienelę ir įvorę išgręžiama skylė, nupjaunamas sriegis fiksavimo varžtui įsukti. Tada vėjo turbinos vamzdis uždedamas ant generatoriaus veleno, po kurio jungtis tvirtai pritvirtinama fiksavimo varžtu.
Likusi plastikinio vamzdžio dalis (2800 mm) yra vėjo jėgainės stiebas. Generatoriaus mazgas su Savonius ratu montuojamas stiebo viršuje – jis tiesiog įkišamas į vamzdį, kol sustos. Metalinis disko dangtelis, sumontuotas variklio priekyje, kurio skersmuo yra šiek tiek didesnis nei stiebo skersmuo, naudojamas kaip stabdys. Dangtelio periferijoje išgręžiamos skylės, skirtos tvirtinti laidus. Kadangi elektros variklio korpuso skersmuo yra mažesnis už vidinį vamzdžio skersmenį, generatoriaus išlygiavimui centre naudojami tarpikliai arba atramos. Kabelis iš generatoriaus įvedamas į vamzdžio vidų ir išvedamas pro langą apačioje. Montuojant būtina atsižvelgti į generatoriaus apsaugą nuo drėgmės naudojant sandarinimo tarpiklius. Vėlgi, siekiant apsisaugoti nuo kritulių, virš vėjo turbinos vamzdžio sujungimo su generatoriaus velenu galima sumontuoti skėčio dangtelį.
Visa konstrukcija sumontuota atviroje, gerai vėdinamoje vietoje. Po stiebu iškasama 0,5 metro gylio duobė, apatinė vamzdžio dalis nuleidžiama į angą, konstrukcija išlyginama guolio laidais, po to skylė užpilama betonu.
Įtampos valdiklis (paprastas įkroviklis)
Pagamintas vėjo generatorius, kaip taisyklė, negali pagaminti 12 voltų dėl mažo sukimosi greičio. Maksimalus vėjo jėgainės sukimosi greitis, kai vėjo greitis 6-8 m/sek. pasiekia 200-250 aps./min vertę. Išėjime galima gauti apie 5-7 voltų įtampą. Norint įkrauti akumuliatorių, reikalinga 13,5–15 voltų įtampa. Išeitis yra naudoti paprastą impulsų įtampos keitiklį, surinktą, pavyzdžiui, remiantis įtampos reguliatoriumi LM2577ADJ. Tiekiant 5 voltų nuolatinę srovę į keitiklio įvestį, išėjimas yra 12-15 voltų, kurių visiškai pakanka įkrauti automobilio akumuliatorių.
Paruoštas įtampos keitiklis, pagrįstas LM2577
Šį mikro vėjo generatorių tikrai galima patobulinti. Padidinkite turbinos galią, pakeiskite stiebo medžiagą ir aukštį, pridėkite nuolatinės srovės į kintamosios srovės keitiklį ir kt.
Horizontalios ašies vėjo jėgainė
Dalių rinkinys:
- Plastikinis vamzdis, kurio skersmuo 150 mm, aliuminio lakštas 1,5-2,5 mm storio, medinis blokas 80x40 1 m ilgio, vandentiekis: flanšas - 3, kampas - 2, trišakis - 1.
- Nuolatinės srovės elektros variklis (generatorius) 30-60 V, 300-470 aps./min.
- Ratas skriemulys 130-150 mm skersmens varikliui (aliuminis, žalvaris, tekstolitas ir kt.).
- Plieniniai vamzdžiai kurių skersmuo yra atitinkamai 25 mm ir 32 mm, o ilgis - 35 mm ir 3000 mm.
- Akumuliatorių įkrovimo modulis.
- Baterijos.
- Įtampos keitiklis 12 V - 120 V (220 V).
Horizontalios ašies „vėjo malūno“ gamyba
Vėjo turbinos menčių gamybai reikalingas plastikinis vamzdis. Tokio vamzdžio atkarpa, kurios ilgis yra 600 mm, išilgai supjaustoma į keturis vienodus segmentus. Vėjo malūnui reikia trijų ašmenų, kurios pagaminamos iš gautų segmentų, pjaunant dalį medžiagos įstrižai per visą ilgį, bet ne tiksliai nuo kampo iki kampo, o nuo apatinio kampo iki viršutinio kampo, su nedideliu įdubimu nuo pastarojo. . Apdorojant apatinę segmentų dalį, kiekviename iš trijų segmentų susidaro tvirtinimo žiedlapis. Norėdami tai padaryti, išilgai vieno krašto išpjaunamas maždaug 50x50 mm dydžio kvadratas, o likusi dalis naudojama kaip tvirtinimo žiedlapis.
Vėjo turbinos mentės pritvirtinamos prie rato skriemulio naudojant varžtinės jungtys. Skriemulys montuojamas tiesiai ant nuolatinės srovės elektros variklio – generatoriaus veleno. Kaip vėjo jėgainės važiuoklė naudojamas paprastas medinis blokas, kurio skerspjūvis 80x40 mm medinis blokas. Kitame juostos gale sumontuota „uodega“, pagaminta iš aliuminio lakšto. Juostos apačioje, pritvirtinta metalinis vamzdis 25 mm, skirtas veikti kaip besisukantis mechanizmo velenas. Kaip stiebas naudojamas trijų metrų 32 mm metalinis vamzdis. Viršutinė stiebo dalis yra besisukančio mechanizmo įvorė, į kurią įkišamas vėjo jėgainės vamzdis. Stiebo atrama pagaminta iš storos faneros lakšto. Ant šios atramos, 600 mm skersmens disko pavidalo, iš santechnikos dalių surenkama konstrukcija, kurios dėka stiebą galima lengvai pakelti arba nuleisti, sumontuoti ar išmontuoti. Vaikinai naudojami stiebo tvirtinimui.
Visa vėjo jėgainių elektronika montuojama į atskirą modulį, kurio sąsaja numato akumuliatorių ir vartotojų apkrovų prijungimą. Modulis apima akumuliatoriaus įkrovimo valdiklį ir įtampos keitiklį. Tokius įrenginius galima surinkti savarankiškai, jei turite atitinkamą patirtį, arba įsigyti rinkoje. Parduodama daug skirtingi sprendimai, leidžiantis gauti norimas įtampų ir srovių išvesties vertes.
Kombinuotos vėjo turbinos
Kombinuotos vėjo turbinos yra rimtas pasirinkimas namų energijos moduliui. Tiesą sakant, derinys apima vėjo generatoriaus, saulės baterijos, dyzelino ar benzino elektrinės sujungimą į vieną sistemą. Galite derinti visais įmanomais būdais, atsižvelgdami į savo galimybes ir poreikius. Žinoma, kai yra „trys viename“ parinktis, tai yra pats efektyviausias ir patikimiausias sprendimas.
Be to, vėjo turbinų derinys apima vėjo jėgainių, kurios vienu metu apima dvi skirtingas modifikacijas, kūrimą. Pavyzdžiui, kai Savonius rotorius ir tradicinė trijų ašmenų mašina dirba vienoje kombinacijoje. Pirmoji turbina veikia esant mažam vėjo greičiui, o antroji – tik nominaliam. Taip išsaugomas įrenginio efektyvumas, pašalinami nepagrįsti energijos nuostoliai, o asinchroninių generatorių atveju – kompensuojamos reaktyviosios srovės.
Kombinuotos sistemos yra techniškai sudėtingos ir brangios namų praktikos galimybės.
Vėjo elektrinės galios skaičiavimas
Norėdami apskaičiuoti horizontalios ašies vėjo generatoriaus galią, galite naudoti standartinę formulę:
- N = p S V3 / 2
- N- montavimo galia, W
- p- oro tankis (1,2 kg/m3)
- S— išpūstas plotas, m2
- V— vėjo srauto greitis, m/sek
Pavyzdžiui, įrenginio, kurio menčių ilgis yra 1 metras, esant 7 m/sek vėjo greičiui, galia bus:
- N= 1,2 1 343 / 2 = 205,8 W
Apytikslis „Savonius“ rotoriaus pagrindu sukurtos vėjo turbinos galios apskaičiavimas gali būti apskaičiuojamas naudojant formulę:
- N = p R H V3
- N- montavimo galia, W
- R— sparnuotės spindulys, m
- V— vėjo greitis, m/sek
Pavyzdžiui, projektuojant vėjo jėgainę su Savonius rotoriumi, minima tekste, galios vertė esant 7 m/sek vėjo greičiui. bus:
- N= 1,2 · 0,142 · 0,3 · 343 = 17,5 W
Neišsenkama energija, kurią oro masės nešiojasi su savimi, visada traukė žmonių dėmesį. Mūsų proseneliai išmoko pajungti vėją į vėjo malūnų bures ir ratus, po kurių jis du šimtmečius be tikslo veržėsi per didžiules Žemės platybes.
Šiandien vėl jį radau jam naudingo darbo. Vėjo generatorius privačiam namui iš techninės naujovės tampa tikru veiksniu mūsų kasdieniame gyvenime.
Pažvelkime į vėjo jėgaines iš arčiau, įvertinkime jų pelningo naudojimo sąlygas ir pasvarstykime esamų veislių. Mūsų straipsnyje namų meistrai gaus informacijos apie tai, kaip susimontuoti vėjo malūną ir įrenginius, reikalingus efektyviam jo veikimui.
Kas yra vėjo generatorius?
Buitinės vėjo jėgainės veikimo principas paprastas: oro srautas suka ant generatoriaus veleno sumontuotas rotoriaus mentes ir jos apvijose sukuria kintamąją srovę. Pagaminta elektros energija kaupiama baterijose ir pagal poreikį naudojama buitinei technikai. Žinoma, tai yra supaprastinta namų vėjo malūno veikimo schema. Praktiškai jį papildo įrenginiai, konvertuojantys elektrą.
Iš karto už generatoriaus energijos grandinėje yra valdiklis. Trifazę kintamąją srovę paverčia nuolatine srove ir nukreipia ją į akumuliatorių įkrovimą. Dauguma buitinės technikos negali veikti pastovia galia, todėl už baterijų yra sumontuotas kitas įrenginys – inverteris. Jis atlieka atvirkštinį veiksmą: paverčia nuolatinę srovę į buitinę kintamąją srovę, kurios įtampa yra 220 voltų. Akivaizdu, kad šios transformacijos nepraeina nepalikdamos pėdsakų ir atima visai neblogą pradinės energijos dalį (15-20%).
Jei vėjo malūnas yra suporuotas su saulės baterija arba kitu elektros generatoriumi (benzinu, dyzelinu), tada grandinė papildoma automatinis jungiklis(AVR). Išjungus pagrindinį srovės šaltinį, jis įjungia atsarginį.
Norėdami gauti maksimali galia Vėjo generatorius turi būti palei vėjo srautą. IN paprastos sistemosĮgyvendinamas vėtrungės principas. Norėdami tai padaryti, prie priešingo generatoriaus galo pritvirtinkite vertikalią ašmenis, pasukdami jį vėjo link.
Galingesnėse instaliacijose yra besisukantis elektros variklis, valdomas krypties jutikliu.
Pagrindiniai vėjo generatorių tipai ir jų savybės
Yra dviejų tipų vėjo generatoriai:
- Su horizontaliu rotoriumi.
- Su vertikaliu rotoriumi.
Pirmasis tipas yra labiausiai paplitęs. Jis pasižymi dideliu efektyvumu (40-50%), tačiau turi padidintą triukšmo ir vibracijos lygį. Be to, jo įrengimui reikia didelės laisvos vietos (100 metrų) arba aukšto stiebo (nuo 6 metrų).
Generatoriai su vertikaliu rotoriu yra mažiau energetiškai efektyvūs (našumas beveik 3 kartus mažesnis nei horizontalių).
Jų pranašumai yra paprastas montavimas ir patikimas dizainas. Mažas triukšmas leidžia montuoti vertikalius generatorius ant namų stogų ir net žemės lygyje. Šie įrenginiai nebijo apledėjimo ir uraganų. Jie paleidžiami nuo silpno vėjo (nuo 1,0-2,0 m/s), o horizontaliam vėjo malūnui reikalingas vidutinio stiprumo oro srautas (3,5 m/s ir didesnis). Vertikalūs vėjo generatoriai yra labai įvairios sparnuotės (rotoriaus) formos.
Vertikalių vėjo turbinų rotoriniai ratai
Dėl mažo rotoriaus greičio (iki 200 aps./min.) tokių įrenginių mechaninis tarnavimo laikas gerokai viršija horizontalių vėjo generatorių.
Kaip apskaičiuoti ir pasirinkti vėjo generatorių?
Vėjas nėra gamtines dujas, pumpuojamas vamzdžiais, o ne elektra, nenutrūkstamai tiekiamas laidais į mūsų namus. Jis kaprizingas ir nepastovus. Šiandien uraganas drasko stogus ir laužo medžius, o rytoj užleidžia vietą visiškam ramumui. Todėl prieš perkant ar savarankiška gamyba vėjo turbina, turite įvertinti oro energijos potencialą jūsų vietovėje. Tam reikia nustatyti vidutinę metinę vėjo jėgą. Šią vertę galima rasti internete pagal užklausą.
Gavę tokią lentelę, surandame savo gyvenamosios vietos plotą ir žiūrime į jo spalvos intensyvumą, lygindami su vertinimo skale. Jei vidutinis metinis vėjo greitis nesiekia 4,0 metro per sekundę, tai nėra prasmės įrengti vėjo malūną. Tai nesuteiks reikiamo energijos kiekio.
Jei vėjo stiprumo pakanka vėjo jėgainei įrengti, galite pereiti prie kito žingsnio: generatoriaus galios parinkimas.
Jei kalbame apie autonominį energijos tiekimą namuose, tai atsižvelgiama į vidutinį statistinį 1 šeimos elektros suvartojimą. Jis svyruoja nuo 100 iki 300 kWh per mėnesį. Mažo metinio vėjo potencialo (5-8 m/sek.) regionuose tokį elektros kiekį gali pagaminti 2-3 kW galios vėjo jėgainė. Reikia atsižvelgti į tai, kad žiemą vidutinis vėjo greitis yra didesnis, todėl energijos gamyba šiuo laikotarpiu bus didesnė nei vasarą.
Vėjo generatoriaus pasirinkimas. Apytikslės kainos
Vertikalių buitinių vėjo generatorių, kurių galia 1,5–2,0 kW, kainos svyruoja nuo 90 iki 110 tūkstančių rublių. Į komplektaciją už šią kainą įeina tik generatorius su mentėmis, be stiebo ir papildomos įrangos (valdiklis, inverteris, laidas, akumuliatoriai). Sukomplektuota elektrinė su įrengimu kainuos 40–60 % daugiau.
Galingesnių vėjo turbinų (3-5 kW) kaina svyruoja nuo 350 iki 450 tūkstančių rublių (nuo papildoma įranga ir montavimo darbai).
DIY vėjo malūnas. Pramogos ar tikras sutaupymas?
Iš karto pasakykime, kad pagaminti vėjo generatorių savo rankomis, kuris būtų pilnas ir efektyvus, nėra lengva. Tinkamas vėjo rato apskaičiavimas, transmisijos mechanizmas, galiai ir greičiui tinkamo generatoriaus parinkimas – atskira tema. Pateiksime tik trumpas rekomendacijas dėl pagrindinių šio proceso etapų.
Generatorius
Automobilių generatoriai ir elektros varikliai iš skalbimo mašinos su tiesiogine pavara netinka šiam tikslui. Jie gali generuoti energiją iš vėjo rato, tačiau tai bus nereikšminga. Kad savaiminiai generatoriai veiktų efektyviai, jiems reikia labai didelių greičių, kurių vėjo malūnas negali sukurti.
Skalbimo mašinų varikliai turi dar vieną problemą. Ten yra ferito magnetų, bet vėjo generatoriui reikia efektyvesnių – neodimio. Srovių apvijų savaiminio montavimo ir apvijos procesas reikalauja kantrybės ir didelio tikslumo.
Jūsų pačių surinkto prietaiso galia, kaip taisyklė, neviršija 100-200 vatų.
Pastaruoju metu tarp „pasidaryk pats“ išpopuliarėjo dviračių ir motorolerių ratai. Vėjo energijos požiūriu tai yra galingi neodimio generatoriai, kurie optimaliai tinka darbui su vertikaliais vėjo ratais ir krauti baterijas. Iš tokio generatoriaus galite išgauti iki 1 kW vėjo energijos.
Variklio ratas - paruoštas generatorius savadarbei vėjo jėgainei
Varžtas
Lengviausia gaminti burinius ir rotorinius sraigtus. Pirmasis susideda iš lengvų lenktų vamzdžių, sumontuotų ant centrinės plokštės. Ant kiekvieno vamzdelio užtraukiami peiliukai iš patvaraus audinio. Dėl didelio sraigto vėjo reikia vyriais pritvirtinti mentes, kad uragano metu jos susilankstytų ir nesideformuotų.
Sukamojo vėjo rato konstrukcija naudojama vertikaliems generatoriams. Jį lengva gaminti ir patikimas veikimas.
Naminiai vėjo generatoriai su horizontalia sukimosi ašimi varomi sraigtu. Namų meistrai jį renka iš PVC vamzdžiai skersmuo 160-250 mm. Ašmenys sumontuoti ant apvalios plieninės plokštės su montavimo anga generatoriaus velenui.
