Vyvinuli sme konštrukciu veterného generátora so zvislou osou rotácie. Nižšie je uvedený podrobný sprievodca o jeho výrobe, pozorne si prečítajte, ktorý si môžete sami vyrobiť vertikálny veterný generátor.
Generátor vetra sa ukázal byť celkom spoľahlivý, s nízkymi nákladmi na údržbu, lacný a ľahko vyrobiteľný. Nasledujúci zoznam podrobností nie je potrebné dodržiavať, môžete vykonať niektoré svoje vlastné opravy, niečo vylepšiť, použiť vlastné, pretože nie všade nájdete presne to, čo je na zozname. Snažili sme sa používať lacné a kvalitné diely.
Použité materiály a vybavenie:
| názov | množstvo | Poznámka |
| Zoznam použitých dielov a materiálov pre rotor: | ||
| Predrezaný plech | 1 | Rezané z ocele s hrúbkou 1/4 "pomocou vodnej trysky, lasera a iného rezania |
| Náboj z auta (Náboj) | 1 | Musí obsahovať 4 otvory, priemer asi 4 palce |
| 2 "x 1" x 1/2 "neodýmový magnet | 26 | Veľmi krehké, je lepšie si objednať navyše |
| 1/2 "-13tpi x 3" vlásenka | 1 | TPI - počet vlákien na palec |
| 1/2 "matica | 16 | |
| 1/2 "podložka | 16 | |
| 1/2 "Grover | 16 | |
| 1/2 ".- 13tpi matica | 16 | |
| 1 "podložka | 4 | Aby sa vydržala medzera medzi rotormi |
| Zoznam použitých dielov a materiálov pre turbínu: | ||
| Pozinkované potrubie 3 "x 60" | 6 | |
| ABS plast 3/8 "(1,2 x 1,2 m) | 1 | |
| Magnety na vyvažovanie | V prípade potreby | Pokiaľ nie sú čepele vyvážené, magnety sa pripevnia k vyváženiu |
| 1/4 "skrutka | 48 | |
| 1/4 "podložka | 48 | |
| 1/4 "Grover | 48 | |
| 1/4 "matica | 48 | |
| 2 "x 5/8" rohy | 24 | |
| 1 "rohy | 12 (voliteľné) | V prípade, že čepele nezachovávajú svoj tvar, pridajte ich. zákruty |
| skrutky, matice, podložky a drážky do rohu 1 " | 12 (voliteľné) | |
| Zoznam použitých dielov a materiálov pre stator: | ||
| Tvrdidlo Epoxy | 2 l | |
| 1/4 "nehrdzavejúca skrutka | 3 | |
| 1/4 "nerezová podložka | 3 | |
| 1/4 "matica z nehrdzavejúcej ocele | 3 | |
| 1/4 "prstencový hrot | 3 | Na e-mail pripojenie |
| 1/2 "-13tpi x 3" vlásenka z nehrdzavejúcej ocele | 1 | Nehrdzavejúca oceľ oceľ nie je feromagnet, takže rotor nebude „brzdiť“ |
| 1/2 "matica | 6 | |
| laminát | V prípade potreby | |
| 0,51 mm smalt. drôt | 24AWG | |
| Zoznam použitých dielov a materiálov na inštaláciu: | ||
| 1/4 "x 3/4" skrutka | 6 | |
| Príruba 1-1 / 4 " | 1 | |
| 1-1 / 4 "pozinkovaná rúra L-18" | 1 | |
| Náradie a vybavenie: | ||
| 1/2 "-13tpi x 36" vlásenka | 2 | Používa sa na zdvíhanie |
| 1/2 "skrutka | 8 | |
| anemometer | V prípade potreby | |
| 1 "hliníkový plech | 1 | Na výrobu dištančných prvkov v prípade potreby |
| Zelená farba | 1 | Na maľovanie plastových držiakov. Farba nie je zásadná |
| Modrá farba gule. | 1 | Na maľovanie rotora a ďalších častí. Farba nie je zásadná |
| multimeter | 1 | |
| Spájka a spájka | 1 | |
| vŕtačka | 1 | |
| pílka na kov | 1 | |
| jadro | 1 | |
| maskovať | 1 | |
| Ochranné okuliare | 1 | |
| rukavice | 1 | |
Veterné generátory so zvislou osou rotácie nie sú také účinné ako ich horizontálne náprotivky, ale vertikálne veterné generátory sú v mieste ich inštalácie menej náročné.
Výroba turbín
1. Spojovací prvok - určený na pripojenie rotora k lopatkám veterného generátora.
2. Usporiadanie čepelí - dva prichádzajúce rovnostranné trojuholníky. Podľa tohto výkresu bude potom ľahšie usporiadať uhly pripojenia čepelí.
Ak si nie ste niečím istí, šablóny z kartónu pomôžu vyhnúť sa chybám a ďalším úpravám.
Postupnosť krokov pri výrobe turbíny:
- Výroba spodnej a hornej podpery (základne) nožov. Označte a pomocou priamočiary pílky vyrežte kruh z plastu ABS. Potom ho zakrúžkujte a vystrihnite druhú podperu. Mali by ste získať dva úplne identické kruhy.
- V strede jednej podpery vyrežte otvor s priemerom 30 cm, čo bude horná podpera čepelí.
- Vyberte náboj (náboj z auta) a označte a vyvŕtajte štyri otvory na spodnej podpere, aby ste náboj upevnili.
- Vytvorte šablónu pre umiestnenie čepelí (obr. Hore) a na spodnej podpere označte upevňovacie body rohov, ktoré spojia podperu a čepele.
- Zložte čepele v stohu, pevne ich zviažte a orežte na požadovanú dĺžku. V tomto dizajne sú čepele dlhé 116 cm. Čím dlhšie sú čepele, tým viac energie vetra získavajú, ale na zadnej strane je nestabilita pri silnom vetre.
- Vyznačte čepele na upevnenie rohov. Zaskrutkujte a potom do nich vyvŕtajte otvory.
- Pomocou šablóny rozloženia čepelí zobrazenej na obrázku vyššie pripevnite čepele k držiaku pomocou rohov.
Výroba rotorov
Postupnosť krokov pri výrobe rotora:
- Položte obe základne rotora na seba, zarovnajte otvory a na stranách urobte malú značku so spisom alebo značkou. V budúcnosti to pomôže správne ich orientovať voči sebe navzájom.
- Vytvorte dva papierové vzory umiestnenia magnetov a prilepte ich na základne.
- Polaritu všetkých magnetov označte značkou. Ako „tester polarity“ môžete použiť malý magnet zabalený v handre alebo elektrickej páske. Pri prechode cez veľký magnet bude jasne viditeľné, či je odrazený alebo priťahovaný.
- kuchár epoxidová živica (pridanie tužidla). A rovnomerne ju aplikujte pod magnet.
- Opatrne priveďte magnet k okraju základne rotora a posuňte ho do svojej polohy. Ak je magnet namontovaný na hornej časti rotora, potom ho môže silný magnet magnetizovať prudko a môže sa zlomiť. A nikdy si nelepte prsty ani iné časti tela medzi dva magnety alebo magnet a železo. Neodymové magnety sú veľmi silné!
- Pokračujte v prilepovaní magnetov k rotoru (nezabudnite na mazanie epoxidom), striedaním pólov. Ak sa magnety pohybujú pod vplyvom magnetickej sily, použite kúsok dreva a zaistite ho medzi nimi.
- Po dokončení jedného rotora pokračujte druhým. Pomocou predtým nastavenej značky umiestnite magnety presne oproti prvému rotoru, ale do inej polarity.
- Rotory od seba oddeľte (aby neboli zmagnetizované, inak ich neskôr neodstránite).
Výroba statora je veľmi časovo náročný proces. Môžete si samozrejme kúpiť hotový stator (skúste ich nájsť u nás) alebo generátor, ale nie skutočnosť, že sú vhodné pre konkrétny veterný mlyn so svojimi vlastnými individuálnymi vlastnosťami
Stator veterného generátora je elektrický komponent pozostávajúci z 9 cievok. Cievka statora je zobrazená na fotografii vyššie. Cievky sú rozdelené do 3 skupín, 3 cievky v každej skupine. Každá cievka je navinutá vodičom 24AWG (0,51 mm) a obsahuje 320 závitov. Viac zákrut, ale tenší drôt poskytne vyššie napätie, ale menej prúdu. Preto je možné meniť parametre cievok v závislosti od toho, aké napätie potrebujete na výstupe veterného generátora. Nasledujúca tabuľka vám pomôže určiť:
320 otáčok, 0,51 mm (24AWG) \u003d 100 V pri 120 ot./min.
160 otáčok, 0,0508 mm (16AWG) \u003d 48 V pri 140 ot./min.
60 otáčok, 0,0571 mm (15AWG) \u003d 24 V pri 120 ot / min.
Ručné navíjanie cievok je nudná a náročná úloha. Preto by som vám na uľahčenie procesu navíjania rád navrhol jednoduché zariadenie - navíjačku. Navyše je jeho konštrukcia pomerne jednoduchá a môže byť vyrobená z improvizovaných materiálov.
Ohyby všetkých cievok by mali byť navinuté rovnako, v rovnakom smere a mali by ste venovať pozornosť alebo značku na začiatku a na konci cievky. Aby sa zabránilo rozvinutiu cievok, sú obalené elektrickou páskou a potiahnuté epoxidom.
Svietidlo je vyrobené z dvoch kusov preglejky, zakrivenej vlásenky, kúsky PVC rúrky a klincov. Pred ohnutím čapu ho zahrejte horákom.
Malý kúsok rúrky medzi doskami poskytuje vopred stanovenú hrúbku a štyri klince poskytujú požadovanú veľkosť cievky.
Môžete prísť s vlastným dizajnom navíjača, alebo ho už máte pripravené.
Po navinutí všetkých cievok sa musí skontrolovať ich totožnosť. To je možné dosiahnuť pomocou stupníc a tiež musíte zmerať odpor cievok multimetrom.
Nepripájajte domácich spotrebiteľov priamo z veterného generátora! Pri manipulácii s elektrinou dodržiavajte aj bezpečnostné opatrenia!
Proces pripojenia cievky:
- Konce každej cievky nabrúste na pokožku.
- Pripojte cievky tak, ako je to znázornené na obrázku vyššie. Mali by ste mať 3 skupiny, 3 cievky v každej skupine. Pri tejto schéme pripojenia sa získa trojfázový striedavý prúd. Spájkujte konce cievok alebo použite svorky.
- Vyberte jednu z nasledujúcich konfigurácií:
A. Konfigurácia “ hviezdaAk chcete získať veľké výstupné napätie, pripojte závery X, Y a Z medzi sebou.
B. Konfigurácia trojuholníka. Ak chcete získať veľký prúd, pripojte X k B, Y k C, Z k A.
C. Aby ste mohli v budúcnosti zmeniť konfiguráciu, zostavte všetkých šesť vodičov a vytiahnite ich. - Na veľký list papiera nakreslite schému umiestnenia a pripojenia cievok. Všetky cievky by mali byť rovnomerne rozmiestnené a mali by sa zhodovať s umiestnením magnetov rotora.
- Pripevnite kotúče páskou k papieru. Pripravte epoxidovú živicu s tvrdidlom na naplnenie statora.
- Na nanášanie epoxidu na sklolaminát použite štetec. V prípade potreby pridajte malé kúsky laminátu. Nenapĺňajte stred cievok, aby ste sa uistili, že sú počas prevádzky dostatočne chladené. Pokúste sa zabrániť tvorbe bublín. Účelom tejto operácie je pripevniť cievky na ich miesto a vyrovnať stator, ktorý bude umiestnený medzi dvoma rotormi. Stator nebude nabitou jednotkou a nebude sa otáčať.
Aby sme to objasnili, zvážte celý postup na obrázkoch:
Hotové cievky sa umiestnia na voskový papier s nakresleným rozložením. Tri malé krúžky v rohoch na fotografii vyššie sú umiestnenie otvorov na pripevnenie držiaka statora. Prstenec v strede zabraňuje vstupu epoxidu do stredového kruhu.
Cievky sú upevnené na svojom mieste. Sklolaminát v malých kúskoch je umiestnený okolo zvitkov. Nálezy cievok je možné priviesť dovnútra alebo von zo statora. Nezabudnite ponechať dostatočnú rezervu na dĺžke elektród. Nezabudnite znova skontrolovať všetky pripojenia a zazvoniť multimeter.
Stator je takmer pripravený. Do statora sa vyvŕtajú otvory na pripevnenie konzoly. Pri hľadaní vŕtaných otvorov sa nedostajte do svoriek cievok. Po dokončení operácie odrežte prebytočné sklolaminát a ak je to potrebné, povrch statora obrúste brúsnym papierom.
Konzola statora
Potrubie na pripevnenie osi náboja bolo narezané na požadovanú veľkosť. V nej boli vyvŕtané diery a odrezané vlákno. V budúcnosti sa do nich zaskrutkujú skrutky, ktoré držia os.
Obrázok hore zobrazuje konzolu, na ktorú bude namontovaný stator, umiestnený medzi dvoma rotormi.
Na fotografii hore je vidlica s orechmi a puzdrom. Štyri z týchto čapov poskytujú potrebnú vôľu medzi rotormi. Namiesto rukávu môžete použiť väčšie matice alebo sami podložky z hliníka vyrezať.
Generátor. Finálna montáž
Malé objasnenie: malá vzduchová medzera medzi zväzkom rotor-stator-rotor (ktorý je špecifikovaný kolíkom s puzdrom) poskytuje vyšší výkon, ale riziko poškodenia statora alebo rotora, keď je os naklonená, čo sa môže vyskytnúť pri silnom vetre.
Ľavý obrázok nižšie zobrazuje rotor so 4 čapmi na zaistenie vôle a dve hliníkové platne (ktoré sa odstránia neskôr).
Na pravom obrázku je stator zmontovaný a natretý zelenou farbou, namontovaný na mieste.
Postup zostavenia:
1. Vyvŕtajte 4 otvory v hornej doske rotora a do nich odrezajte závrtné závity. To je potrebné na hladké spustenie rotora na miesto. Zatlačte 4 svorníky do predtým prilepených hliníkových platní a namontujte horný rotor na svorníky.
Rotory budú navzájom priťahované veľmi veľkou silou, a preto je potrebné také zariadenie. Okamžite zarovnajte rotory voči sebe podľa predtým nastavených značiek na koncoch.
2-4. Otočte čapy striedavo pomocou kľúča a rovnomerne spustite rotor.
5. Po tom, čo rotor spočíva na objímke (zaistite voľný priestor), odskrutkujte čapy a vyberte hliníkové platne.
6. Nainštalujte náboj (náboj) a priskrutkujte ho.
Generátor je pripravený!
Po inštalácii kolíkov (1) a príruby (2) by mal váš generátor vyzerať asi takto (pozri obrázok vyššie)
Elektrický kontakt zaisťujú skrutky z nehrdzavejúcej ocele. Na drôty je vhodné použiť krúžkové oká.
Na upevnenie spojenia sa používajú krycie matice a podložky. dosky a podporné čepele generátora. Generátor vetra je teda kompletne zmontovaný a pripravený na testy.
Pre začiatočníkov je najlepšie otáčať veterný mlyn ručne a zmerať parametre. Ak sú všetky tri výstupné svorky skratované dohromady, musí sa veterný mlyn otáčať veľmi pevne. To sa dá použiť na zastavenie generátora vetra z dôvodu údržby alebo z bezpečnostných dôvodov.
Veterný generátor sa môže použiť nielen na dodávku elektriny do domu. Napríklad tento príklad je vyrobený tak, že stator produkuje veľké napätie, ktoré sa potom používa na zahrievanie.
Vyššie uvedený generátor generuje 3-fázové napätie s odlišnou frekvenciou (v závislosti od sily vetra), a napríklad v Rusku sa používa jednofázová sieť 220 - 230 V, s pevnou sieťovou frekvenciou 50 Hz. To neznamená, že tento generátor nie je vhodný na napájanie domácich spotrebičov. Striedavý prúd z tohto generátora je možné previesť na jednosmerný prúd s pevným napätím. Jednosmerný prúd sa už dá použiť na napájanie príslušenstva, na ohrev vody, nabíjanie batérií a môže sa dodať na konverziu jednosmerného prúdu na striedavý prúd. Toto už však presahuje rámec tohto článku.
Na obrázku vyššie je jednoduchý obvod usmerňovača mostíka pozostávajúci zo 6 diód. Konvertuje striedavý prúd na jednosmerný prúd.
Umiestnenie veterného generátora
Tu opísaný generátor vetra je namontovaný na 4 metre stope na okraji hory. Prírubová rúra, ktorá je namontovaná na spodnej časti generátora, umožňuje ľahkú a rýchlu inštaláciu veterného generátora - stačí len pripevniť 4 skrutky. Aj keď kvôli spoľahlivosti je lepšie zvárať.
Horizontálne veterné generátory sa zvyčajne „milujú“, keď vietor fúka z jedného smeru, na rozdiel od vertikálnych veterných mlynov, kde sa môžu kvôli poveternostným lopatkám otáčať a nestarajú sa o smer vetra. pretože Pretože je tento veterný mlyn inštalovaný na brehu útesu, vytvára vietor turbulentné toky z rôznych smerov, čo nie je pre tento návrh príliš účinné.
Ďalším faktorom, ktorý treba zohľadniť pri výbere umiestnenia, je veterná energia. Archív údajov o sile vetra pre vašu oblasť nájdete na internete, hoci bude veľmi približný všetko záleží na konkrétnom mieste.
Anemometer (zariadenie na meranie sily vetra) tiež pomôže pri výbere umiestnenia inštalácie veterného generátora.
Trochu o mechanike veterného generátora
Ako viete, vietor vzniká v dôsledku teplotného rozdielu povrchu zeme. Keď vietor otáča turbínami generátora vetra, vytvára tri sily: zdvíhacie, brzdiace a impulzívne. Zdvíhanie sa zvyčajne vyskytuje nad vypuklým povrchom a je dôsledkom rozdielu tlaku. Brzdná sila vetra sa vyskytuje za lopatkami generátora vetra, je nežiaduca a spomaľuje veterný mlyn. Impulzná sila vzniká v dôsledku zakriveného tvaru lopatiek. Keď molekuly vzduchu tlačia čepele zozadu, nemajú kam ísť a zhromažďujú sa za nimi. Výsledkom je, že tlačia čepele v smere vetra. Čím viac zdvíhacích a impulzívnych síl a menšiu brzdnú silu, tým rýchlejšie sa čepele otáčajú. Rotor sa preto otáča, čo vytvára na statore magnetické pole. Výsledkom je generovanie elektrickej energie.
Kto je vertikál? Kto je proti?
Keby sme boli na stretnutí odborníkov, ktorí tvrdia, ktoré veterné mlyny sú výhodnejšie priblížiť vidiecky dom alebo chalupa - veterné generátory so zvislou osou rotácie alebo horizontálne, potom by sa objavila taká atmosféra, ktorá by rozdávala výhody a nevýhody týchto typov veterných turbín. Po prvé, výhody zvislého veterného mlyna:
- takmer ticho s najsilnejšími nárazmi vetra;
- poskytuje optimálnu účinnosť pre všetky veterné hmly;
- zachytáva akýkoľvek smer pohybu vzduchu;
- nenáročný;
- nedostatok zberacích kefiek nevyžaduje ich výmenu;
- štartuje s minimálnym vánkom do 1 m / s;
- vo svojej konštrukcii sa kvôli vznášaniu osi používa iba jedno ložisko;
- dá sa umiestniť blízko domu alebo na strechu;
- nevyžaduje na prevádzku ďalšie zariadenia;
- úplne neškodné pre vtáky, včely, životné prostredie;
- nebojte sa mokrých snehových zrážok a námrazy.
A tí, ktorí uprednostňujú horizontálne veterné mlyny, zaznamenávajú jeden z mála, ale významných nedostatkov vertikálov:
- v porovnaní s horizontálnymi čiarami efektívne nevyužívajú veternú energiu;
- viac materiálu sa vynakladá na ich montáž;
- citeľný cenový rozdiel smerom k nadhodnoteniu.
Ich oponenti sa nevzdávajú: generátory vetra so zvislou osou rotácie, namietajú, sú nenáročné na nárazy vetra v akomkoľvek smere (podobné víru), čo umožňuje ich inštaláciu na miestach s malými priestormi. Okrem toho sú ľahostajné voči deštruktívnym hurikánom, pretože so zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania sa stabilita osi s obežným kolesom zvyšuje. Výhodou vertikálnych oproti tradičným horizontálnym veterným turbínam je, že sa dajú použiť kdekoľvek: na strechách domov, na nástupištiach, vežiach, kabínach tajga, vagónoch.
Aj keď, bez ohľadu na to, ako argumentujete o výhodách a nevýhodách konkrétnej inštalácie, prevažujú argumenty praxe. Umožňujú vyhodnotiť výhody a nevýhody akejkoľvek veternej turbíny v konkrétnych pracovných podmienkach.
Áno, horizontálny veterný mlyn je lacnejší, ale vertikálny nebude vyžadovať veľa peňazí počas inštalácie a inštalácie. Áno, horizontálny veterný generátor má vyššiu účinnosť, ale rotačný veterný generátor nevyžaduje zdvíhanie do vyššej výšky, čo zjednodušuje jeho prevádzku. Áno, horizontálny veterný mlyn vyžaduje menej materiálu na obežné koleso, ale jeho náprotivok je odolnejší voči vetrom hurikánu.
Ako sa hovorí, kto je kde a ja som v sporiteľni. Pre koho a najviac pre vertikálne veterné mlyny. Okrem toho každý rok vynálezcovia vylepšia túto inštaláciu a čoskoro sa stanú jedným z požadovaných vodcov.
Vietor je pre peniaze!
Stop! Neboli ste omylom omylom v zmysle názvu? Nevymieňajte si slová? - Môžete sa opýtať drahého čitateľa. Nie, pokiaľ ide o to, ako generátor rotačného vetra triumfálne obchádza našu planétu, s istotou sa koná pod slnkom, takáto veta je celkom prijateľná.
Na preukázanie tohto tvrdenia je možné uviesť jeden z tisícov možností. Vezmite si podobného intelektuála dizajnéra Alexandra Sergeyevicha Abramova. V rozľahlosti Ruska je to on, kto vlastní myšlienku výhodného použitia generátora rotačného vetra. Pretože s hlavnou výhodou tejto inštalácie je práca s najmenším úderom vzduchu v akomkoľvek smere, je taký veterný generátor dokonale vhodný pre slabé ruské vetry.
Kto bude tvrdiť, že je výhodnejšie mať citlivejšiu veternú turbínu vo vašom dome ako tú, ktorá súhlasí s tým, že bude pracovať iba s dosť silným vetrom. A kde môžete nájsť také rozsiahle územia Ruska?
Bol to Abramov, ktorý po prvýkrát v Rusku mal nápad prejsť na výrobu, ako aj na zavedenie takýchto veterných generátorov. Čo je pre túto myšlienku najcennejšie - s neustálym nedostatkom materiálov na stavbu veternej turbíny a so slávnym vynálezom ruského ľudu - také nastavenie môže urobiť aj ten najnepríjemnejší vidiecky roľník. Neveríte?
Takýto veterný generátor môže byť ľahko skonštruovaný z najviac improvizovaných materiálov ležiacich doslova pod vašimi nohami: z veľkých 3 litrov plastové fľaše, z plechovky, preglejky alebo textilu, oceľovej osi, odpadového elektromotora. Schéma jednoduchej vertikálnej veternej turbíny z plechovky (pozri obr.).
Stačí fľašu rozrezať na polovicu, pripevniť ju konkávnymi stranami v opačných smeroch a v strede vytvoriť os otáčania, ktorá by mala byť spojená s generátorom. All. Veterný mlyn je pripravený na použitie. Môžete sa vydať na túry. Rozsvieti vašu taigu, stanový tábor, nabije batériu telefónu, notebooku.
Tu je potrebné povedať pár slov o samotnom Abramove. Alexander Sergeevich je najstarším prívržencom remeselného remesla, ani jediný deň sa nezastupuje bez technickej tvorivosti. V jeho mozgu a potom na papieri sa objavilo stále viac a viac nových modelov motorov, ktoré pracujú kvôli nemysliteľným, pre povrchný pohľad, zdrojom energie. Až do svojich posledných dní (a žil 96 rokov) sa Alexander Sergejevič zaujímal o rotačné veterné generátory, s ktorými predpovedal veľkú budúcnosť. Vynálezca bol hlboko presvedčený, že peniaze sa dajú stále získavať z vetra. Navyše je to ľahké.
Je známe zanedbávanie dizajnérov na rotačné veterné generátory. Údajne neefektívne využívajú veternú energiu v porovnaní s horizontálnymi veternými mlynami. Alexander Sergeevich Abramov nevadil svojim súperom. Len mlčky urobil, otestoval niekoľko modelov vlastného návrhu vertikálnych veterných generátorov. Všetky jeho návrhy preukázali bezchybnú účinnosť pri akomkoľvek tlaku vzduchu, od ľahkého fúkania po vetry hurikánu. Toto je hlavný rozdiel medzi nimi a ich horizontálnymi partnermi. Je zbytočné triasť vzduchom spory, výkriky, je lepšie to urobiť. Šou.
Tu je ďalší dobrý príklad samočinný generátor vetra so zvislou osou pri rýchlosti vetra menšej ako 1 m / s. Toto video ukazuje experimentálnu vzorku vertikálneho veterného mlynu, ktorý sa začne otáčať pri veľmi malom pohybe vzduchu. Dokonca aj vetvy stromov sú nehybné a veterný mlyn pomaly otáča krídlami, čo poteší oko vynálezcu.
Na záver je potrebné dodať, že rotačné generátory vetra nie sú iba tiché, schopné pracovať v každom vetre. Dnes sa vyrábajú s dvoma a tromi stupňami rotorov v závislosti od kapacity zariadenia a prevládajúcich vetrov v oblasti.
Čiastky, ktoré musíte platiť za verejné služby, rastú každý rok. To platí najmä o elektrine. Ale nie každý vie, že ho môžete doslova dostať z riedkeho vzduchu alebo skôr pomocou veternej energie.
Vďaka tomu sa nazývajú veterné generátory. Nákup takéhoto zariadenia bude stáť veľa. Môžete však ušetriť vytvorením vertikálnej veternej turbíny vlastnými rukami.
Na rozdiel od iných metód výroby energie majú veterné mlyny mnoho výhod, napríklad:
- šetrnosť k životnému prostrediu
- práca bez paliva
- úspora energie
- ľahká údržba
- použitie nevyčerpateľného zdroja energie
Okrem toho dobrý veterný mlyn z domu urobí autonómny bod na výrobu elektrickej energie.
Prakticky neexistujú žiadne nevýhody veterných generátorov, majú však menšie nevýhody:
- vysoké náklady na inštaláciu (výrobné modely)
- hluk
- prebytočná energia vyžaduje ďalšie batérie
- variabilita výkonu
Posledná nevýhoda je najvýznamnejšia, dá sa však eliminovať doplnením inštalácie o batérie. Účinok veterných generátorov navyše úplne závisí od premenlivosti poveternostných podmienok.
Ako vidíte, veterný generátor má viac výhod, čo naznačuje ziskovosť jeho použitia.
Kto z toho má úžitok?
Existuje veľa typov veterných generátorov a ešte viac poddruhov. Ktoré zariadenie by malo byť nainštalované na jednom alebo druhom, závisí od nasledujúcich faktorov:
- rýchlosť vetra na zemi
- priradenie zariadenia
- odhadované náklady
Pred inštaláciou veterného mlyna priamo je potrebné zvážiť niekoľkokrát: náklady sa vyplatia. Najprv by ste mali určiť rýchlosť a smer vetra v oblasti určenej na inštaláciu.
Tieto informácie môžete získať dvoma spôsobmi: sami alebo sa obráťte na miestnu meteorologickú službu. Prvá možnosť bude vyžadovať prenosnú stanicu, ktorú si môžete prenajať alebo kúpiť.
Navyše, nezávislé merania presnosti, úplná štúdia si však bude vyžadovať najmenej jeden rok. Údaje získané v meteorologickej službe budú mať približné hodnoty, ale nebudú vyžadovať ďalšie náklady a čas.
Na inštaláciu veterného mlyna by mal byť ukazovateľ rýchlosti vetra pre daný rok najmenej 4,5 m / s-5 m / s.
Pri hodnotách asi 4 až 5 m / s bude energia generovaná priemerným generátorom energie 250 kWh za mesiac. To je dosť na zabezpečenie elektriny pre dom pre 3-4 osoby s vykurovaním a horúcou. Veterná turbína môže generovať až 3 000 kW-hodín ročne. Náklady na inštaláciu takého veterného generátora sú približne 180 tisíc rubľov.
Vytvorenie vlastnej inštalácie je omnoho lacnejšie. Zároveň stojí za zváženie neustále zvyšovanie taríf za elektrinu. Takto môže byť veterný generátor dobrým alternatívnym zdrojom elektrickej energie.
Kam inštalovať
Výber miesta na inštaláciu veterného mlyna je jedným z najdôležitejších krokov. Najlepším riešením by bol voľný vyvýšený bod. Je dôležité, aby sa generátor vetra nenachádzal pod úrovňou najbližších budov, čo bude brániť toku vetra.
Najvhodnejšie miesta na inštaláciu veterných generátorov: stepi, brehy rybníkov, púšte a kopce. V takýchto oblastiach často fúka silný a stály vietor.
V prostredí s viacerými jednotkami alebo v mestách môže byť generátor umiestnený na streche. Tento postup by sa mal dohodnúť s príslušnými orgánmi. Aby sa zabezpečilo, že vibrácie veterného mlyna nepoškodzujú strechu, stojí za to preskúmať jej konštrukciu.
Aby sa zabránilo hluku z generátora, mal by byť inštalovaný vo vzdialenosti 15 - 25 m od obytných budov.
Jedným z hlavných parametrov veterného mlyna je umiestnenie rotačného mechanizmu (hriadeľa) vzhľadom na zemský povrch. Na tomto základe sú zariadenia rozdelené na horizontálne a vertikálne.
Prvá práca na princípe veterného mlyna: mechanizmus sa otáča pri hľadaní vetra a čepele sa pohybujú od najmenšieho prúdu vzduchu.
Tento typ zariadenia vyrába veľké množstvo elektrina, ktorá bude veľa pre súkromný dom.
Veterné turbíny so zvislou osou rotácie budú ideálnym riešením na dodávku elektriny do malej oblasti alebo do súkromnej výroby.
Takéto zariadenie má okrem toho tieto výhody:
- bez ohľadu na smer vetra
- nie sú ovplyvnené poveternostnými podmienkami
- funguje aj pri nízkych rýchlostiach
- plocha lopatiek je dvakrát väčšia ako plocha horizontálnych veterných mlynov
Nevýhodou je aj vertikálny veterný generátor: nízka účinnosť a vysoká hladina hluku. Tieto nevýhody sú však nevýznamné v porovnaní so všeobecnou užitočnosťou zariadenia.
Horizontálny veterný mlyn sa dá nainštalovať priamo na strechu a vertikálny by sa mal udržiavať v určitej vzdialenosti.
Ako premeniť vietor na teplo
Dokonca aj z nízkoenergetického veterného mlyna môžete získať teplo pre celý dom. Jedným z najjednoduchších spôsobov je prirodzený cirkulačný vykurovací systém.
Inštaláciou vertikálnej veternej turbíny s vlastnými rukami na vykurovanie môžete ušetriť slušné množstvo. Okrem toho, keď používate systém prirodzeného obehu spolu s veterným generátorom, nemusíte utrácať peniaze za čerpadlo.
Vykurovací okruh obsahuje:
- bojler
- Vodivá priama rúra (na prívod horúcej vody)
- radiátory
- Spätné potrubie (pre prívod chladenej vody späť)
Kotol je inštalovaný pod úrovňou celého systému. Je to potrebné na zabezpečenie prirodzeného toku vody do nej.
Pomocou priameho a spätného potrubia sú radiátory zapojené do série, s hornou a dolnou časťou kotla. Voda, ktorá sa v nej zohreje, sa vytlačí a striedavo sa dostane do radiátorov.
Takýto systém výrazne ušetrí na vykurovaní domu. Okrem toho upraví teplotu v miestnosti.
Časti generátora vetra
Ak chcete skonštruovať aj najjednoduchší vertikálny veterný mlyn vlastnými rukami (220 V), musíte si kúpiť hlavné komponenty:
- rotujúca časť generátora
- čepele
- stožiar - môže mať iný tvar (statív, pyramída)
- na ňom sú umiestnené cievky s medeným drôtom
- batérie
- menič - prevádza jednosmerný prúd na striedavý prúd
- ovládač - navrhnutý na „brzdenie“ generátora, keď jeho výkon prekročí nastavenú hodnotu
Na výrobu čepelí je najlepšie použiť plechový plast. Ostatné materiály podliehajú vážnym deformáciám a poškodeniu. Čím je plocha navrhovanej časti väčšia, tým by plast mal byť hustejší.
Pri výbere materiálu je dôležité sa uistiť, že ide o vysoko kvalitné PVC, inak budete musieť znova utrácať peniaze za nové komponenty a robiť zložité výpočty.
Vytvorenie vlastného veterného mlyna teda nebude vyžadovať drahé alebo zriedkavé časti.
Vertikálny veterný mlyn verzus horizontálny
Aby sme pochopili, ktorý dizajn veterného mlyna funguje efektívnejšie, je potrebné podrobnejšie zvážiť vlastnosti každej z nich. Horizontálny generátor má nasledujúce výhody:
- účinný v akomkoľvek smere prúdenia vzduchu
- zaberá oveľa menej miesta ako vertikálne
- pracuje pri vysokých rýchlostiach aj pri nízkych rýchlostiach vetra
- má jednoduchý dizajn
- žiadny hluk
Okrem toho sú veterné generátory horizontálneho typu vyrobené z ľahkých materiálov a možno ich dokonca nainštalovať na stĺpik lampy. Keď sú umiestnené pozdĺž cesty, tieto štruktúry fungujú aj v pokojnom počasí.
Životnosť oboch typov veterných generátorov je približne rovnaká. Správna starostlivosť a služby im umožňujú efektívne pracovať až 25 rokov. V horizontálnych veterných mlynoch pripadá hlavné zaťaženie na náboj a zostavu ložísk. Vertikálne výrobky zažívajú väčší tlak na čepele.
Najväčší rozdiel medzi týmito typmi veterných mlynov je ich cena. Vlastníci horizontálnych nákladov na tieto konštrukcie sú oveľa drahšie.
Takýto veterný mlyn sa najlepšie používa v oblastiach so zvýšenou turbulenciou a častými zmenami v smere vetra. Vertikálne sú vhodnejšie pre otvorené terény s konštantnou rýchlosťou vetra nad 4,5 m / s.
Na základe porovnávacích výsledkov si veľa letných obyvateľov vyberá vertikálny typ veterného generátora.
Príprava častí vertikálneho veterného mlyna
Čepele sú vyrobené z rôznych materiálov. Hlavnou podmienkou je, že by mali byť ľahké.
väčšina jednoduchá možnosť bude výroba nožov z PVC rúrky.
Sú menej vystavení slnečnému žiareniu a sú dosť odolné.
Pre vertikálny veterný mlyn sa vytvoria 4 časti z PVC a 2 časti z cínu. Tieto sú rezané vo forme polkruhov a sú namontované na oboch stranách potrubia.
Čepele sú namontované na ráme v kruhu. Polomer otáčania lopatiek bude rovný 690 mm. Výška každej čepele je 700 mm.
Pri montáži rotora sú potrebné tieto časti:
- 6 neodymových magnetov a 2 ferity
- disky s priemerom 230 mm (2 kusy)
Neodymové magnety by sa mali umiestňovať na jeden disk, pričom by sa malo pri inštalácii striedať striedanie polarity. Medzi nimi je potrebný uhol 60 stupňov s priemerom 165 mm. Feritové magnety by mali byť pripevnené k 2. disku rovnakým spôsobom. Potom musia naliať lepidlo.
Aby ste mohli začať vyrábať stator, musíte navinúť 9 cievok po 60 závitoch. Zvyčajne sa na tento účel používa medený drôt s priemerom 1 mm. Potom sa cievky navzájom spájkujú nasledovne:
- štart 1 sa pripája na koniec 4
- 4 - od 7
Druhá fáza je zostavená presne rovnakým spôsobom, spájkovanie nastáva iba z druhej cievky, a preto je tretia fáza opitá 3 cievkami. Z preglejky musíte vytvoriť špeciálny formulár. V ňom sa položí kus laminátu a potom sa zvitky.
Posledným krokom je vyplnenie štruktúry lepidlom. Po dni je stator pripravený na prevádzku.
Teraz, keď sú hotové všetky časti generátora, je potrebné ich iba pripojiť:
- V hornej časti budú následne prítomné cvočky. Pre nich musíte urobiť diery (4 kusy). Sú navrhnuté na plynulé „pristátie“ rotora na svojom mieste.
- Otvory sa vyrábajú aj v statore - pre konzolu.
- Spodný rotor na ňom leží (magnety hore).
- Potom sa položí stator.
- Na druhý rotor sú umiestnené magnety. Detaily sú navzájom spojené maticami.
Konštrukcia vertikálneho generátora si tiež vyžaduje podrobné zváženie. Medzi jeho hlavné nevýhody patrí nízka účinnosť a väčší počet častí v porovnaní s horizontálnymi. Na druhej strane takýto produkt môže efektívne fungovať aj pri slabom vetre.
Horizontálny generátor je spoľahlivejší, pretože je schopný odolať silným nárazom vetra. Nehlučná povaha tohto typu stavby je tiež jednou z jej najdôležitejších výhod. Horizontálny veterný mlyn môžete nainštalovať aj na strechu bytového domu.
Zostavenie hlavných detailov veterného mlyna teda nie je také ťažké.
Dizajn veterného generátora
Generátor vetra je koleso s pripevnenými lopatkami, prevodovka (prevádza a prenáša krútiaci moment), batéria a menič.
Montáž dizajnu produktu je nasledovná:
- Príprava trojbodového vystuženého základu.
- Stožiar je vyrobený z odolných rúr (môžete mať vodovodné potrubia). Musí niesť rotor nad podkrovím.
- Zaskrutkovanie generátora k hotovému stožiaru.
- Spojenie rámu s lopatkami s generátorom.
- Upevnenie stožiara k základu a jeho dodatočné upevnenie napnutím.
Zber elektrickej siete sa tiež uskutočňuje v určitom poradí.
Veterný mlyn musí produkovať trojfázový striedavý prúd, ktorý sa pomocou usmerňovacieho mostíka prevádza na jednosmerný prúd. Na reguláciu úrovne nabitia sa používa štandardné automobilové relé. K batérii je pripojený menič, ktorý vyrába 220 V str.
Takto sa získajú nasledujúce výsledky hotového veterného mlyna pri rôznych rýchlostiach vetra:
- 5 m / s - 15 W
- 10,4 m / s - 45 W
- 15,4 m / s - 75 W
- 18 m / s - 163 W
Existuje niekoľko spôsobov, ako zvýšiť energetický výkon generátora. Napríklad, ak zvýšite výšku stožiaru na 26 metrov, priemerná ročná rýchlosť vetra stúpne na 30%. V tomto prípade sa elektrina vyrába 1,5-krát viac. Toto je zabezpečené elimináciou vplyvu budov a stromov na rýchlosť prúdenia vzduchu.
Aby veterný mlyn pracoval efektívne, je potrebné vopred vypočítať jeho konštrukčné charakteristiky.
Starostlivosť o veterné mlyny
Ako pravidelná údržba konštrukcie sa vykonávajú tieto postupy:
- mazanie pohyblivých častí (najmenej 2-krát ročne)
- uťahovacie skrutky a elektrické spojenia
- kontrolné mechanizmy na hrdzu a uvoľnené strie
- kontrola zlomenia čepele
Najčastejším poškodením veterného mlyna je oddelenie čepele. V zime sa na nich objaví ľadová kôra. Časté čistenie predlžuje životnosť konštrukcie.
Časti sú lakované podľa potreby. Raz ročne musíte konštrukciu úplne skontrolovať, či nie je poškodená.
Domáce veterné mlyny sa veľmi líšia v hodnotách výkonu od továrenských výrobkov. Je to z dôvodu nepresných výpočtov. Horizontálna veterná turbína s teoretickým výkonom 101 wattov bude produkovať iba 90 a vertikálna turbína s 69 wattami produkuje asi 60.
Aby nedošlo k sklamaniu z nízkych cien domáceho dizajnu, oplatí sa urobiť ho s dizajnovými parametrami 2-krát vyššími, ako je potrebné.
Zostava vertikálnej veternej turbíny je teda pomerne jednoduchá možnosť na dodávku elektriny pre obytný dom. Je to kvôli jednoduchosti montážnej štruktúry, nízkym nákladom na projekt a vysokej účinnosti zariadenia. Okrem toho si vyžaduje minimálnu údržbu a neustále vyrába elektrinu. O tom, ako si vyrobiť veterný mlyn sami, predstavené vo videu:
Vyvinuli sme konštrukciu veterného generátora so zvislou osou rotácie. Nižšie je uvedený podrobný návod na jeho výrobu, ktorý si pozorne prečítate, ktorý z nich si môžete sami vytvoriť zvislý veterný generátor.
Generátor vetra sa ukázal byť celkom spoľahlivý, s nízkymi nákladmi na údržbu, lacný a ľahko vyrobiteľný. Nasledujúci zoznam podrobností nie je potrebné dodržiavať, môžete vykonať niektoré svoje vlastné opravy, niečo vylepšiť, použiť vlastné, pretože nie všade nájdete presne to, čo je na zozname. Snažili sme sa používať lacné a kvalitné diely.
Použité materiály a vybavenie:
| názov | množstvo | Poznámka |
| Zoznam použitých dielov a materiálov pre rotor: | ||
| Predrezaný plech | 1 | Rezané z ocele s hrúbkou 1/4 "pomocou vodnej trysky, lasera a iného rezania |
| Náboj z auta (Náboj) | 1 | Musí obsahovať 4 otvory, priemer asi 4 palce |
| 2 "x 1" x 1/2 "neodýmový magnet | 26 | Veľmi krehké, je lepšie si objednať navyše |
| 1/2 "-13tpi x 3" vlásenka | 1 | TPI - počet vlákien na palec |
| 1/2 "matica | 16 | |
| 1/2 "podložka | 16 | |
| 1/2 "Grover | 16 | |
| 1/2 ".- 13tpi matica | 16 | |
| 1 "podložka | 4 | Aby sa vydržala medzera medzi rotormi |
| Zoznam použitých dielov a materiálov pre turbínu: | ||
| Pozinkované potrubie 3 "x 60" | 6 | |
| ABS plast 3/8 "(1,2 x 1,2 m) | 1 | |
| Magnety na vyvažovanie | V prípade potreby | Pokiaľ nie sú čepele vyvážené, magnety sa pripevnia k vyváženiu |
| 1/4 "skrutka | 48 | |
| 1/4 "podložka | 48 | |
| 1/4 "Grover | 48 | |
| 1/4 "matica | 48 | |
| 2 "x 5/8" rohy | 24 | |
| 1 "rohy | 12 (voliteľné) | V prípade, že čepele nezachovávajú svoj tvar, pridajte ich. zákruty |
| skrutky, matice, podložky a drážky do rohu 1 " | 12 (voliteľné) | |
| Zoznam použitých dielov a materiálov pre stator: | ||
| Tvrdidlo Epoxy | 2 l | |
| 1/4 "nehrdzavejúca skrutka | 3 | |
| 1/4 "nerezová podložka | 3 | |
| 1/4 "matica z nehrdzavejúcej ocele | 3 | |
| 1/4 "prstencový hrot | 3 | Na e-mail pripojenie |
| 1/2 "-13tpi x 3" vlásenka z nehrdzavejúcej ocele | 1 | Nehrdzavejúca oceľ oceľ nie je feromagnet, takže rotor nebude „brzdiť“ |
| 1/2 "matica | 6 | |
| laminát | V prípade potreby | |
| 0,51 mm smalt. drôt | 24AWG | |
| Zoznam použitých dielov a materiálov na inštaláciu: | ||
| 1/4 "x 3/4" skrutka | 6 | |
| Príruba 1-1 / 4 " | 1 | |
| 1-1 / 4 "pozinkovaná rúra L-18" | 1 | |
| Náradie a vybavenie: | ||
| 1/2 "-13tpi x 36" vlásenka | 2 | Používa sa na zdvíhanie |
| 1/2 "skrutka | 8 | |
| anemometer | V prípade potreby | |
| 1 "hliníkový plech | 1 | Na výrobu dištančných prvkov v prípade potreby |
| Zelená farba | 1 | Na maľovanie plastových držiakov. Farba nie je zásadná |
| Modrá farba gule. | 1 | Na maľovanie rotora a ďalších častí. Farba nie je zásadná |
| multimeter | 1 | |
| Spájka a spájka | 1 | |
| vŕtačka | 1 | |
| pílka na kov | 1 | |
| jadro | 1 | |
| maskovať | 1 | |
| Ochranné okuliare | 1 | |
| rukavice | 1 | |
Veterné generátory so zvislou osou rotácie nie sú také účinné ako ich horizontálne náprotivky, ale vertikálne veterné generátory sú v mieste ich inštalácie menej náročné.
Výroba turbín
1. Spojovací prvok - určený na pripojenie rotora k lopatkám veterného generátora.
2. Usporiadanie čepelí - dva prichádzajúce rovnostranné trojuholníky. Podľa tohto výkresu bude potom ľahšie usporiadať uhly pripojenia čepelí.
Ak si nie ste niečím istí, šablóny z kartónu pomôžu vyhnúť sa chybám a ďalším úpravám.
Postupnosť krokov pri výrobe turbíny:
- Výroba spodnej a hornej podpery (základne) nožov. Označte a pomocou priamočiary pílky vyrežte kruh z plastu ABS. Potom ho zakrúžkujte a vystrihnite druhú podperu. Mali by ste získať dva úplne identické kruhy.
- V strede jednej podpery vyrežte otvor s priemerom 30 cm, čo bude horná podpera čepelí.
- Vyberte náboj (náboj z auta) a označte a vyvŕtajte štyri otvory na spodnej podpere, aby ste náboj upevnili.
- Vytvorte šablónu pre umiestnenie čepelí (obr. Hore) a na spodnej podpere označte upevňovacie body rohov, ktoré spojia podperu a čepele.
- Zložte čepele v stohu, pevne ich zviažte a orežte na požadovanú dĺžku. V tomto dizajne sú čepele dlhé 116 cm. Čím dlhšie sú čepele, tým viac energie vetra získavajú, ale na zadnej strane je nestabilita pri silnom vetre.
- Vyznačte čepele na upevnenie rohov. Zaskrutkujte a potom do nich vyvŕtajte otvory.
- Pomocou šablóny rozloženia čepelí zobrazenej na obrázku vyššie pripevnite čepele k držiaku pomocou rohov.
Výroba rotorov
Postupnosť krokov pri výrobe rotora:
- Položte obe základne rotora na seba, zarovnajte otvory a na stranách urobte malú značku so spisom alebo značkou. V budúcnosti to pomôže správne ich orientovať voči sebe navzájom.
- Vytvorte dva papierové vzory umiestnenia magnetov a prilepte ich na základne.
- Polaritu všetkých magnetov označte značkou. Ako „tester polarity“ môžete použiť malý magnet zabalený v handre alebo elektrickej páske. Pri prechode cez veľký magnet bude jasne viditeľné, či je odrazený alebo priťahovaný.
- Pripravte epoxidovú živicu (pridajte do nej tvrdidlo). A rovnomerne ju aplikujte pod magnet.
- Opatrne priveďte magnet k okraju základne rotora a posuňte ho do svojej polohy. Ak je magnet namontovaný na hornej časti rotora, potom ho môže silný magnet magnetizovať prudko a môže sa zlomiť. A nikdy si nelepte prsty ani iné časti tela medzi dva magnety alebo magnet a železo. Neodymové magnety sú veľmi silné!
- Pokračujte v prilepovaní magnetov k rotoru (nezabudnite na mazanie epoxidom), striedaním pólov. Ak sa magnety pohybujú pod vplyvom magnetickej sily, použite kúsok dreva a zaistite ho medzi nimi.
- Po dokončení jedného rotora pokračujte druhým. Pomocou predtým nastavenej značky umiestnite magnety presne oproti prvému rotoru, ale do inej polarity.
- Rotory od seba oddeľte (aby neboli zmagnetizované, inak ich neskôr neodstránite).
Výroba statora je veľmi časovo náročný proces. Môžete si samozrejme kúpiť hotový stator (skúste ich nájsť u nás) alebo generátor, ale nie skutočnosť, že sú vhodné pre konkrétny veterný mlyn so svojimi vlastnými individuálnymi vlastnosťami
Stator veterného generátora je elektrický komponent pozostávajúci z 9 cievok. Cievka statora je zobrazená na fotografii vyššie. Cievky sú rozdelené do 3 skupín, 3 cievky v každej skupine. Každá cievka je navinutá vodičom 24AWG (0,51 mm) a obsahuje 320 závitov. Viac zákrut, ale tenší drôt poskytne vyššie napätie, ale menej prúdu. Preto je možné meniť parametre cievok v závislosti od toho, aké napätie potrebujete na výstupe veterného generátora. Nasledujúca tabuľka vám pomôže určiť:
320 otáčok, 0,51 mm (24AWG) \u003d 100 V pri 120 ot./min.
160 otáčok, 0,0508 mm (16AWG) \u003d 48 V pri 140 ot./min.
60 otáčok, 0,0571 mm (15AWG) \u003d 24 V pri 120 ot / min.
Ručné navíjanie cievok je nudná a náročná úloha. Preto by som vám na uľahčenie procesu navíjania rád navrhol jednoduché zariadenie - navíjačku. Navyše je jeho konštrukcia pomerne jednoduchá a môže byť vyrobená z improvizovaných materiálov.
Ohyby všetkých cievok by mali byť navinuté rovnako, v rovnakom smere a mali by ste venovať pozornosť alebo značku na začiatku a na konci cievky. Aby sa zabránilo rozvinutiu cievok, sú obalené elektrickou páskou a potiahnuté epoxidom.
Svietidlo je vyrobené z dvoch kusov preglejky, zakrivenej vlásenky, kúsky PVC rúrky a klincov. Pred ohnutím čapu ho zahrejte horákom.
Malý kúsok rúrky medzi doskami poskytuje vopred stanovenú hrúbku a štyri klince poskytujú požadovanú veľkosť cievky.
Môžete prísť s vlastným dizajnom navíjača, alebo ho už máte pripravené.
Po navinutí všetkých cievok sa musí skontrolovať ich totožnosť. To je možné dosiahnuť pomocou stupníc a tiež musíte zmerať odpor cievok multimetrom.
Nepripájajte domácich spotrebiteľov priamo z veterného generátora! Pri manipulácii s elektrinou dodržiavajte aj bezpečnostné opatrenia!
Proces pripojenia cievky:
- Konce každej cievky nabrúste na pokožku.
- Pripojte cievky tak, ako je to znázornené na obrázku vyššie. Mali by ste mať 3 skupiny, 3 cievky v každej skupine. Pri tejto schéme pripojenia sa získa trojfázový striedavý prúd. Spájkujte konce cievok alebo použite svorky.
- Vyberte jednu z nasledujúcich konfigurácií:
A. Konfigurácia “ hviezdaAby sa dosiahlo veľké výstupné napätie, spojte svorky X, Y a Z navzájom.
B. Konfigurácia trojuholníka. Ak chcete získať veľký prúd, pripojte X k B, Y k C, Z k A.
C. Aby ste mohli v budúcnosti zmeniť konfiguráciu, zostavte všetkých šesť vodičov a vytiahnite ich. - Na veľký list papiera nakreslite schému umiestnenia a pripojenia cievok. Všetky cievky by mali byť rovnomerne rozmiestnené a mali by sa zhodovať s umiestnením magnetov rotora.
- Pripevnite kotúče páskou k papieru. Pripravte epoxidovú živicu s tvrdidlom na naplnenie statora.
- Na nanášanie epoxidu na sklolaminát použite štetec. V prípade potreby pridajte malé kúsky laminátu. Nenapĺňajte stred cievok, aby ste sa uistili, že sú počas prevádzky dostatočne chladené. Pokúste sa zabrániť tvorbe bublín. Účelom tejto operácie je pripevniť cievky na ich miesto a vyrovnať stator, ktorý bude umiestnený medzi dvoma rotormi. Stator nebude nabitou jednotkou a nebude sa otáčať.
Aby sme to objasnili, zvážte celý postup na obrázkoch:
Hotové cievky sa umiestnia na voskový papier s nakresleným rozložením. Tri malé krúžky v rohoch na fotografii vyššie sú umiestnenie otvorov na pripevnenie držiaka statora. Prstenec v strede zabraňuje vstupu epoxidu do stredového kruhu.
Cievky sú upevnené na svojom mieste. Sklolaminát v malých kúskoch je umiestnený okolo zvitkov. Nálezy cievok je možné priviesť dovnútra alebo von zo statora. Nezabudnite ponechať dostatočnú rezervu na dĺžke elektród. Nezabudnite znova skontrolovať všetky pripojenia a zazvoniť multimeter.
Stator je takmer pripravený. Do statora sa vyvŕtajú otvory na pripevnenie konzoly. Pri hľadaní vŕtaných otvorov sa nedostajte do svoriek cievok. Po dokončení operácie odrežte prebytočné sklolaminát a ak je to potrebné, povrch statora obrúste brúsnym papierom.
Konzola statora
Potrubie na pripevnenie osi náboja bolo narezané na požadovanú veľkosť. V nej boli vyvŕtané diery a odrezané vlákno. V budúcnosti sa do nich zaskrutkujú skrutky, ktoré držia os.
Obrázok hore zobrazuje konzolu, na ktorú bude namontovaný stator, umiestnený medzi dvoma rotormi.
Na fotografii hore je vidlica s orechmi a puzdrom. Štyri z týchto čapov poskytujú potrebnú vôľu medzi rotormi. Namiesto rukávu môžete použiť väčšie matice alebo sami podložky z hliníka vyrezať.
Generátor. Finálna montáž
Malé objasnenie: malá vzduchová medzera medzi zväzkom rotor-stator-rotor (ktorý je špecifikovaný kolíkom s puzdrom) poskytuje vyšší výkon, ale riziko poškodenia statora alebo rotora, keď je os naklonená, čo sa môže vyskytnúť pri silnom vetre.
Ľavý obrázok nižšie zobrazuje rotor so 4 čapmi na zaistenie vôle a dve hliníkové platne (ktoré sa odstránia neskôr).
Na pravom obrázku je stator zmontovaný a natretý zelenou farbou, namontovaný na mieste.
Postup zostavenia:
1. Vyvŕtajte 4 otvory v hornej doske rotora a do nich odrežte závrtné závity. To je potrebné na hladké spustenie rotora na miesto. Zatlačte 4 svorníky do predtým prilepených hliníkových platní a namontujte horný rotor na svorníky.
Rotory budú navzájom priťahované veľmi veľkou silou, a preto je potrebné také zariadenie. Okamžite zarovnajte rotory voči sebe podľa predtým nastavených značiek na koncoch.
2-4. Otočte čapy striedavo pomocou kľúča a rovnomerne spustite rotor.
5. Po tom, čo rotor spočíva na objímke (zaistite voľný priestor), odskrutkujte čapy a vyberte hliníkové platne.
6. Nainštalujte náboj (náboj) a priskrutkujte ho.
Generátor je pripravený!
Po inštalácii kolíkov (1) a príruby (2) by mal váš generátor vyzerať asi takto (pozri obrázok vyššie)
Elektrický kontakt zaisťujú skrutky z nehrdzavejúcej ocele. Na drôty je vhodné použiť krúžkové oká.
Na upevnenie spojenia sa používajú krycie matice a podložky. dosky a podporné čepele generátora. Generátor vetra je teda kompletne zmontovaný a pripravený na testy.
Pre začiatočníkov je najlepšie otáčať veterný mlyn ručne a zmerať parametre. Ak sú všetky tri výstupné svorky skratované dohromady, musí sa veterný mlyn otáčať veľmi pevne. To sa dá použiť na zastavenie generátora vetra z dôvodu údržby alebo z bezpečnostných dôvodov.
Veterný generátor sa môže použiť nielen na dodávku elektriny do domu. Napríklad tento príklad je vyrobený tak, že stator produkuje veľké napätie, ktoré sa potom používa na zahrievanie.
Vyššie uvedený generátor generuje 3-fázové napätie s odlišnou frekvenciou (v závislosti od sily vetra), a napríklad v Rusku sa používa jednofázová sieť 220 - 230 V, s pevnou sieťovou frekvenciou 50 Hz. To neznamená, že tento generátor nie je vhodný na napájanie domácich spotrebičov. Striedavý prúd z daného generátora je možné previesť na jednosmerný prúd s pevným napätím. Jednosmerný prúd sa už dá použiť na napájanie svietidiel, ohrev vody, nabíjanie batérií a môže sa dodať prevodník na premenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd. Toto už však presahuje rámec tohto článku.
Na obrázku vyššie je jednoduchý obvod usmerňovača mostíka pozostávajúci zo 6 diód. Konvertuje striedavý prúd na jednosmerný prúd.
Umiestnenie veterného generátora
Tu opísaný generátor vetra je namontovaný na 4 metre stope na okraji hory. Prírubová rúra, ktorá je namontovaná na spodnej časti generátora, umožňuje ľahkú a rýchlu inštaláciu veterného generátora - stačí len pripevniť 4 skrutky. Aj keď kvôli spoľahlivosti je lepšie zvárať.
Horizontálne veterné generátory sa zvyčajne „milujú“, keď vietor fúka z jedného smeru, na rozdiel od vertikálnych veterných mlynov, kde sa môžu kvôli poveternostným lopatkám otáčať a nestarajú sa o smer vetra. pretože Pretože je tento veterný mlyn inštalovaný na brehu útesu, vytvára vietor turbulentné toky z rôznych smerov, čo nie je pre tento návrh príliš účinné.
Ďalším faktorom, ktorý treba zohľadniť pri výbere umiestnenia, je veterná energia. Archív údajov o sile vetra pre vašu oblasť nájdete na internete, hoci bude veľmi približný všetko záleží na konkrétnom mieste.
Anemometer (zariadenie na meranie sily vetra) tiež pomôže pri výbere umiestnenia inštalácie veterného generátora.
Trochu o mechanike veterného generátora
Ako viete, vietor vzniká v dôsledku teplotného rozdielu povrchu zeme. Keď vietor otáča turbínami generátora vetra, vytvára tri sily: zdvíhacie, brzdiace a impulzívne. Zdvíhanie sa zvyčajne vyskytuje nad vypuklým povrchom a je dôsledkom rozdielu tlaku. Brzdná sila vetra sa vyskytuje za lopatkami generátora vetra, je nežiaduca a spomaľuje veterný mlyn. Impulzná sila vzniká v dôsledku zakriveného tvaru lopatiek. Keď molekuly vzduchu tlačia čepele zozadu, nemajú kam ísť a zhromažďujú sa za nimi. Výsledkom je, že tlačia čepele v smere vetra. Čím viac zdvíhacích a impulzívnych síl a menšiu brzdnú silu, tým rýchlejšie sa čepele otáčajú. Rotor sa preto otáča, čo vytvára na statore magnetické pole. Výsledkom je generovanie elektrickej energie.
Stiahnite si usporiadanie magnetov.
Otázky energetickej nezávislosti sa netýkajú iba vodcov štátov, podnikov, ale aj jednotlivých občanov, majiteľov súkromných domov. S nárastom monopolu a sadzieb zo strany výrobcov elektrickej energie ľudia hľadajú efektívne alternatívne zdroje energie. Jedným z týchto zdrojov je veterný generátor.
Kľúčové prvky systému veterného generátora
Existuje mnoho modelov, možností od rôznych výrobcov, ale ako ukazujú praktické skúsenosti, nie sú vždy dostupné a dostupné pre široké spektrum spotrebiteľov. S dostupnosťou informácií, istými znalosťami elektrotechniky a praktickými zručnosťami je k dispozícii veterný generátor, ktorý to urobí sám.
Princíp práce a základné prvky
Práca domáceho veterného generátora sa nelíši od priemyselných modelov, princípy pôsobenia sú stanovené rovnako. Veterná energia sa premieňa na mechanickú energiu otáčaním rotora generátora, ktorý vyrába elektrinu.
Hlavné konštrukčné prvky (obr. Vyššie):
- vrtuľa s lopatkami;
- rotačný hriadeľ, cez ktorý sa krútiaci moment prenáša na rotor generátora;
- generátor;
- konštrukcia montáže generátora v mieste inštalácie;
- ak je to potrebné, na zvýšenie rýchlosti otáčania rotora sa medzi hriadeľ s vrtuľou a hriadeľ generátora môže nainštalovať prevodovka alebo remeňový pohon;
- na premenu striedavého prúdu alternátora na priamy sa používa prevodník, usmerňovací diódový mostík, z ktorého prúd nabíja batériu;
- nabíjateľná batéria, z ktorej sa energia dodáva cez menič do záťaže;
- menič prevádza jednosmerný prúd batérie s napätím 12 V alebo 24 V na striedavý prúd s napätím 220 V.
Konštrukcia vrtúľ, generátorov, prevodoviek a iných prvkov sa môže líšiť, mať rôzne vlastnosti, ďalšie zariadenia, ale uvedené komponenty sú vždy v jadre systému.
Výber a výroba domácich majstrov
Podľa návrhu existujú dva typy osí otáčajúcich rotor generátora:
- generátory s horizontálnou osou rotácie;
Generátor horizontálnej osi
- generátory so zvislou osou rotácie.
Rotačný veterný generátor so zvislou osou rotácie
Horizontálna os otáčania
Každý dizajn má svoje výhody a nevýhody. Najbežnejšou možnosťou je vodorovná os. Tieto modely majú vysokú účinnosť premeny veternej energie na pohyby rotačnej osi, ale existujú určité ťažkosti pri výpočte a výrobe lopatiek vlastnými rukami. Obvyklý plochý tvar čepele, ktorý sa používal v starých veterných mlynoch, je neúčinný.
Aby bolo možné pri otáčaní osi využiť maximálnu energiu vetra, musia mať čepele pterygoidový tvar. Tvar krídla na letúnoch v dôsledku čelného vetra poskytuje zdvihové toky. V tomto prípade budú sily týchto prúdov smerované k otáčaniu hriadeľa generátora. Vrtule môžu byť s dvoma, tromi a veľkým počtom lopatiek, najčastejšie sú konštrukcie s tromi lopatkami. To je dosť na zabezpečenie potrebnej rýchlosti otáčania.
Generátory vetra s horizontálnou osou rotácie sa musia neustále otáčať rovinou vrtule pred predbiehajúci prúd vetra. Na tento účel je potrebné použiť chvostovú jednotku lopatkového typu, ktorá pod vplyvom vetra ako plachta rozvíja celú konštrukciu pomocou vrtule na čelný vietor.
Vertikálna os otáčania
Hlavnou nevýhodou tejto možnosti je nízka účinnosť, ale je to kompenzované jednoduchšou konštrukciou, ktorá nevyžaduje výrobu ďalších prvkov na otáčanie lopatiek proti vetru. Vertikálne usporiadanie osi a lopatiek umožňuje použitie veternej energie na rotáciu z ľubovoľného smeru, tento návrh sa ľahšie robí vlastnými rukami. Rotácia hriadeľa je stabilnejšia bez náhlych skokov v rýchlosti.
Priemerné ročné rýchlosti vetra v Rusku nie sú rovnaké. Najpriaznivejšie podmienky pre prevádzku veterných generátorov sú 6-10 m / s. Existuje len málo takýchto oblastí, prevažujú hlavne vetry 4 až 6 m / s. Na zvýšenie rýchlosti otáčania je potrebné používať prevodovky a zohľadniť výšku a veternú ružicu v mieste inštalácie generátora.
Príklad výroby veterného generátora
Uvažuje sa o variante so zvislou osou rotácie.
Veterná turbína pre domácich majstrov
Najjednoduchšou možnosťou výroby nožov je použitie kovový sud 50-200 litrov V závislosti od počtu potrebných čepelí je valec rezaný brúskou zhora nadol v 4 alebo 3 rovnakých častiach.
Vertikálne čepele z kovovej hlavne
Môžete jednoducho použiť plechy z pozinkovanej strešnej liatiny, ktoré sa dajú ľahko rezať požadovaným tvarom vlastnými rukami, pomocou nožníc na kov.
Vertikálne čepele z plechu
Ďalej sú čepele namontované na hornej časti osi otáčania. Základom ich upevnenia môžu byť drevené disky vyrobené zo šesťvrstvovej preglejky.
Je bezpečnejšie použiť kovový rám z pravouhlého profilu, ku ktorému sú čepele priskrutkované.
Príklad umiestnenia vertikálnych čepelí
Príklad pripevnenia čepelí k plošine
Rám alebo disky sú pevne namontované na osi otáčania, samotná os je vložená do spojok s ložiskami, ktoré sú bezpečne namontované v ráme veže alebo strechy budovy, na ktorej je umiestnený generátor.
Montáž osi s lopatkami na vežu
Vizuálne znázornenie inštalácie vertikálnej osi rotácie na streche budovy
- Turbína so zvislými lopatkami.
- Plošina na stabilizáciu osi s dvojradovým guľôčkovým ložiskom.
- Predlžovanie oceľových káblov Ø 5mm.
- Zvislá os, oceľová rúra Ø 40 - 50 mm, hrúbka steny najmenej 2 mm.
- Páka regulátora rýchlosti.
- Čepele aerodynamického regulátora sú vyrobené z preglejky alebo plastu s hrúbkou 3 až 4 mm.
- Trakcia, ktorá riadi rýchlosť otáčania, počet otáčok.
- Zaťaženie, ktorého hmotnosť určuje rýchlosť otáčania.
- Kladka s vertikálnou osou pre prevod pásu, ráfik bicykla z kolesa sa bežne používa bez kamery a pneumatiky.
- Ložisko vankúša.
- Kladka na osi rotora generátora.
Na spodnom konci osi je namontovaná remenica pre remeňový pohon alebo ozubené kolesá pre prevodovku, čo je potrebné na zvýšenie rýchlosti rotora. Prax ukazuje, že pri rýchlosti vetra 5 m / s nebude rotácia hriadeľa s horizontálnymi lopatkami z valca vyššia ako 100 r / m. Pri rýchlosti vetra 8 - 10 m / s dosahuje rotácia až 200 m / s. To je veľmi malé, aby generátor poskytol potrebný výkon na nabíjanie batérie.
Prevodový pomer 1:10 vám umožňuje dosiahnuť požadovanú rýchlosť.
Inštalácia remeníc
Nízkorychlostný generátor
Najjednoduchší spôsob, ako premeniť mechanickú rotačnú energiu na elektrickú energiu, je použitie automobilových generátorov. Bežné generátory z automobilov pre veterné turbíny sa však neodporúčajú z dôvodu prítomnosti kefiek v ich konštrukcii. Grafitové kefy odstraňujú prúd indukovaný rotorom, počas prevádzky sa vymažú a vyžadujú výmenu. Okrem toho sú také generátory vysokorýchlostné, na generovanie napätia 14 V s prúdom do 50 A, je potrebných 2000 alebo viac otáčok.
Účinnejšie generátory pre veterné turbíny z traktorov a autobusov G.964.3701 s magnetickým budením vinutí. Nemajú kefy, pracujú pri nízkych rýchlostiach. Generátor G288A.3701 má tri fázy, používa sa na pohon vozidiel v spojení s batériou. Má dobré vlastnosti na použitie v systémoch veterných generátorov:
- vytvára napätie 28 V;
- vstavaný usmerňovač poskytuje jednosmerný prúd až 47 A;
- výstupný výkon až 1,3 kW;
- voľnobežná rotácia 1200 ot./min .;
- pri súčasnom zaťažení 30 A sa vyžaduje 2100 ot./min.
Generátor má vhodné rozmery a hmotnosť:
- celková hmotnosť 10 kg;
- priemer 174 mm;
- dĺžka 230 mm.
Generátor od MAZ - 24V
Generátory tohto typu sa používajú vo vozidlách KAMAZ, Ural, KRAZ, MAZ s motormi yaroslavlského závodu YaMZ 236, 238, 841, 842 a ZMZ 73. Za účelom šetrenia peňazí si môžete kúpiť použitý generátor na demontážnych miestach. Ak chcete vyrobiť viac energie pri nízkych rýchlostiach, môžete si vyrobiť samoobslužný generátor s nódovými magnetmi, je to však samostatný problém a vyžaduje sa podrobnejší popis.
Zostavte postupnosť
- V prvom rade je na strechu budovy namontovaná konštrukcia veže alebo generátora. Zvislá os je namontovaná v puzdrách s ložiskami, čepele sú namontované.
- Po inštalácii osi s lopatkami na spodnej strane je pripevnená remenica pre remeňový pohon.
- Na úrovni osovej remenice na špeciálne pripravenú plošinu je na hriadeľ rotora namontovaný generátor s remenicou. Kladky generátora a os s lopatkami musia byť namontované na rovnakej úrovni.
Priemer remenice na osi by mal byť približne 10-násobok priemeru remenice na hriadeli generátora. Za predpokladu, že predpokladaná rýchlosť vetra je približne 10 m / s, bude to dať rýchlosť rotácie osi až do 200 r / m.
Vzorec sa používa:
Wr \u003d Wos x Dosd, kde
- Wr je rýchlosť otáčania kladky generátora;
- Dos - priemer kladky na vertikálnej osi;
- d je priemer remenice na hriadeli rotora generátora;
- Wos - rýchlosť otáčania remenice vertikálnej osi.
Wr \u003d 200 ot./min. 500 mm / 50 mm \u003d 2 000 ot./min - dostatočná rýchlosť otáčania pre vybraný typ generátora na výrobu požadovaného výkonu.
- Pás je na tento účel vytiahnutý, montážna plošina generátora musí mať drážky, ako na držiaku vozidla.
- Výstupné vodiče generátora sú pripojené na svorky batérie.
Tieto generátory majú zabudované usmerňovače, výstupom je jednosmerný prúd, takže kladný červený vodič je pripojený k terminálu „+“ a záporný vodič k terminálu „mínus“.
- Vstup meniča 24 V / 220 V je pripojený k batérii, pričom sa dodržiava polarita.
- Výstup meniča je pripojený k obvodu záťažou.
Video. DIY veterný generátor.
Majúce potrebné materiály, praktické zručnosti zámočníka, použitie generátorov automobilov s magnetickým buzením vinutia, generátor vetra sa ľahko inštaluje vlastnými rukami. Na výrobu generátora s väčším výkonom na niódeových magnetoch sa budú vyžadovať hlbšie znalosti v elektrotechnike a montážnych schopnostiach elektrických zariadení. Toto je jeden z najviac jednoduchými spôsobmi zostavte veterný generátor vlastnými rukami