Comment fabriquer une éolienne à faire soi-même

Le vent est de l'énergie gratuite! Alors utilisons-le à des fins personnelles. Si la création d'un parc éolien à l'échelle industrielle est très coûteuse, car en plus du générateur, un certain nombre d'études et de calculs sont nécessaires, l'État n'encourt pas de tels coûts, et pour les investisseurs dans les pays de l'ex-URSS cela, pour une raison quelconque, ne suscite pas beaucoup d'intérêt. En privé, vous pouvez faire un mini-moulin à vent pour vos propres besoins. Il faut comprendre que le projet de conversion de votre maison aux énergies alternatives est une entreprise très coûteuse.

Comme déjà dit: vous devez effectuer de longues observations et calculs afin de trouver le rapport optimal des tailles de l'éolienne et du générateur qui convient à votre climat, la rose des vents et la vitesse moyenne annuelle du vent.

L'efficacité d'une installation éolienne dans une même région peut varier considérablement, ceci est dû au fait que le mouvement du vent dépend non seulement de la zone climatique, mais aussi du terrain.

Cependant, vous pouvez découvrir ce qu'est l'énergie éolienne à faible coût en assemblant une installation économique pour alimenter une charge à faible puissance, comme un smartphone, des ampoules ou une radio. Avec la bonne approche, vous pouvez fournir de l'électricité à une petite maison ou à un chalet d'été.

Voyons comment vous pouvez faire une installation éolienne simple de vos propres mains.

Moulins à vent de faible puissance issus de moyens improvisés

Un refroidisseur d'ordinateur est un moteur sans balais qui, dans sa forme originale, ne représente pas une valeur pratique.

Il doit être rembobiné, car dans l'original, les enroulements sont connectés de manière inappropriée. Bobines d'enroulement alternativement:

1. Dans le sens horaire;

2. Dans le sens antihoraire;

3. Dans le sens horaire;

4. Dans le sens antihoraire.

Vous devez connecter des bobines adjacentes en série, et il est encore mieux d'enrouler un morceau de fil passant d'une rainure à l'autre. Dans ce cas, sélectionnez arbitrairement l'épaisseur du fil, il sera préférable que vous enrouliez autant de tours que possible, et cela est possible lorsque vous utilisez le fil le moins fin.

La tension de sortie d'un tel générateur sera variable et sa valeur dépendra de la vitesse (vitesse du vent), installez un pont de diodes à partir des diodes Schottky pour le redresser à une constante, des diodes ordinaires feront l'affaire, mais ce sera pire, car une tension de 1 à 2 volts tombera sur eux.

Digression lyrique, un peu de théorie

Rappelez-vous que l'amplitude de la FEM est:

E = BLV,

où L est la longueur du conducteur placé dans un champ magnétique; V est la vitesse de rotation du champ magnétique;

Lors de la mise à niveau du générateur, vous ne pouvez affecter que la longueur du conducteur, c'est-à-dire le nombre de tours de chacune des bobines. Le nombre de tours détermine la tension de sortie et l'épaisseur du fil détermine la charge de courant maximale.

En pratique, il est impossible d'influencer la vitesse du vent. Cependant, il existe également un moyen de sortir de cette situation, après avoir appris la vitesse du vent typique de votre région, vous pouvez concevoir un rotor adapté aux révolutions pour une installation éolienne, ainsi qu'une boîte de vitesses ou un entraînement par courroie, pour assurer des révolutions suffisantes pour générer la tension dont vous avez besoin.

IMPORTANT: Plus rapide ne signifie pas mieux !!! Si la vitesse de rotation de l'éolienne est trop élevée, sa durée de vie sera réduite, les propriétés de lubrification des coussinets ou des roulements du rotor se détérioreront et il se bloquera et la rupture de l'isolation de l'enroulement dans l'éolienne se produira très probablement.

Le générateur se compose de:

Nous augmentons la puissance du générateur d'un refroidisseur d'ordinateur

Tout d'abord, plus il y a de lames et le diamètre de la roue, mieux c'est, alors regardez les refroidisseurs de 120 mm.

Deuxièmement, nous avons déjà dit que la tension dépend du champ magnétique, le fait est que les générateurs industriels haute puissance ont des enroulements de champ, et ceux de faible puissance ont des aimants puissants. Dans le refroidisseur, les aimants sont extrêmement faibles et ne permettent pas d'obtenir de bons résultats du générateur, et l'écart entre le rotor et le stator est très grand - environ 1 mm, et c'est avec les aimants déjà faibles.

La solution à ce problème est de changer radicalement la conception du générateur. Au contraire, seule une turbine est requise d'un refroidisseur; en tant que générateur lui-même, nous utilisons un moteur provenant d'une imprimante ou de tout autre appareil électroménager. Les moteurs à balais les plus courants avec excitation à aimant permanent.

En conséquence, cela ressemblera à ceci.

La puissance d'un tel générateur suffit à alimenter les LED, la radio. Il ne suffira pas de recharger le téléphone, le téléphone affichera le processus de charge, mais le courant sera extrêmement faible, jusqu'à 100 ampères, avec un vent de 5 à 10 mètres par seconde.

Moteur pas à pas comme éolienne

Un moteur pas à pas est très courant dans les ordinateurs et les appareils électroménagers, dans divers lecteurs, les lecteurs de disquette (les anciens modèles de 5,25 pouces sont intéressants), les imprimantes (en particulier celles à matrice), les scanners, etc.

Ces moteurs sans modifications peuvent fonctionner comme un générateur, ils sont un rotor à aimants permanents et un stator avec des enroulements, un schéma de connexion typique d'un moteur pas à pas en mode générateur est illustré sur la figure.

Un stabilisateur linéaire de 5 volts, type L7805, est installé dans le circuit, ce qui vous permettra de connecter en toute sécurité des téléphones portables à un tel moulin à vent pour les charger.

Sur la photo, un générateur d'un moteur pas à pas avec des pales montées.

Le moteur dans un cas particulier avec 4 fils de sortie, le circuit, respectivement, en dessous. Un moteur avec de telles dimensions en mode générateur produit environ 2 W par vent léger (la vitesse du vent est d'environ 3 m / s) et 5 m / s par vent fort (jusqu'à 10 m / s).

À propos, voici un circuit similaire avec une diode Zener, au lieu du L7805. Vous permet de charger des batteries Li-ion.

Amélioration d'un moulin à vent fait maison

Pour que le générateur fonctionne plus efficacement, vous devez en faire une tige de guidage et le fixer sur le mât de manière mobile. Ensuite, lorsque la direction du vent change, la direction de l'éolienne change. Le problème suivant se pose alors: le câble allant du générateur au consommateur sera tordu autour du mât. Pour résoudre ce problème, vous devez fournir un contact mobile. Une solution prête à l'emploi est vendue sur Ebay et Aliexpress.

Les trois fils inférieurs - immobiles, descendants et le faisceau supérieur de fils - sont mobiles, un contact coulissant ou un mécanisme de brosse est installé à l'intérieur. Si vous n'avez pas la possibilité d'acheter, soyez intelligent et, inspiré par la décision des concepteurs de la voiture Lada, à savoir la mise en place du contact mobile du bouton de signal sur le volant et faites quelque chose de similaire. Ou utilisez le coussin de la bouilloire électrique.

En connectant les connecteurs, vous obtenez un contact mobile.

Générateur de vent puissant à partir de moyens improvisés.

Pour obtenir plus de puissance, vous pouvez utiliser deux options:

1. Un générateur à partir d'un tournevis (10-50 W);

2. Éolienne d'une génératrice de voiture.

À partir d'un tournevis, vous n'avez besoin que d'un moteur, l'option est similaire à la précédente, vous pouvez utiliser des pales de ventilateur comme vis, cela augmentera la puissance totale de votre installation.

Voici un exemple de mise en œuvre d'un tel projet:

Faites attention à la façon dont le changement de vitesse est mis en œuvre ici - l'arbre de l'éolienne est situé dans le tuyau, un engrenage est situé à son extrémité, qui transmet la rotation au plus petit engrenage fixé à l'arbre du moteur. Une augmentation du régime moteur se produit également dans les éoliennes industrielles. Les boîtes de vitesses sont utilisées partout.

Cependant, dans un environnement artisanal, la fabrication d'une boîte de vitesses devient un gros problème.Vous pouvez retirer la boîte de vitesses de l'outil électrique, il est nécessaire d'y abaisser les révolutions élevées sur l'arbre du moteur du commutateur aux révolutions normales du mandrin sur la perceuse, ou le disque du broyeur:

Un réducteur planétaire est installé dans la perceuse;

• Un renvoi d'angle est installé dans le broyeur (il deviendra utile pour l'installation de certaines installations et réduira la charge de la queue de l'éolienne);

• Équipement d'une perceuse à main.

Cette version d'une éolienne maison peut déjà charger des batteries de 12 V, cependant, un convertisseur est nécessaire pour générer le courant et la tension de charge. Cette tâche peut être simplifiée en utilisant un générateur de voiture.

Éolienne de générateur de voiture

Le générateur automobile se compose d'un stator avec un enroulement triphasé et d'un rotor avec un balai et une bobine d'excitation. Un tel générateur est connecté à la charge via un pont de diodes assemblé selon le circuit Larionov, il est généralement situé sur le capot arrière du générateur. Voir ici pour plus de détails: Comment fonctionne et fonctionne le générateur de voiture

L'avantage d'un tel générateur est la possibilité de l'utiliser pour charger des batteries de voiture, en principe, il est conçu pour cela. Les générateurs automatiques ont un relais de régulation de tension intégré, ce qui élimine le besoin d'acheter des stabilisateurs ou des convertisseurs supplémentaires.

Cependant, les automobilistes savent qu'au ralenti faible, entre 500 et 1 000 tr / min, la puissance d'un tel générateur est faible et ne fournit pas le courant approprié pour charger la batterie. Cela conduit à la nécessité de se connecter à la roue éolienne via une boîte de vitesses ou une transmission par courroie.

Vous pouvez ajuster le nombre de tours à une vitesse de vent normale pour vos latitudes en sélectionnant un rapport de vitesse ou en utilisant une roue éolienne correctement conçue.

Conseils utiles

La conception de mât la plus pratique pour une éolienne est peut-être celle illustrée sur la photo. Un tel mât est tendu sur des câbles fixés sur des supports dans le sol, ce qui assure la stabilité.

Important: La hauteur du mât doit être aussi grande que possible, environ 10 mètres. À des altitudes plus élevées, le vent est plus fort car il n'y a pas d'obstacles sous forme de structures au sol, de collines et d'arbres. N'installez en aucun cas une éolienne sur le toit de votre maison. Les vibrations résonnantes des structures de fixation peuvent provoquer la destruction de ses parois.

Faites attention à la fiabilité du mât porteur, car la conception du moulin à vent sur la base d'un tel générateur est nettement plus lourde et est déjà une solution assez sérieuse qui peut fournir une alimentation électrique autonome du chalet avec un ensemble minimum d'appareils électriques. Les appareils fonctionnant sur 220 volts peuvent être alimentés par un onduleur 12-220 V. La version la plus courante d'un tel onduleur est alimentation sans coupure pour pc.

Il est préférable d'utiliser des générateurs diesel, incl. camions, car ils sont conçus pour fonctionner à basse vitesse. En moyenne, le moteur diesel d'un gros camion fonctionne dans la plage de vitesse de 300 à 3500 tr / min.

Les générateurs modernes produisent 12 ou 24 volts, et un courant de 100 ampères est depuis longtemps normal. Après de simples calculs, vous pouvez déterminer qu'un tel générateur vous donnera jusqu'à 1 kW de puissance autant que possible, et un générateur de Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, qui est déjà un chiffre assez décent.

Que devrait être une éolienne pour une éolienne maison?

J'ai mentionné dans le texte que la roue éolienne devrait être grande et avec de nombreuses pales, en fait, ce n'est pas le cas. Cette affirmation était vraie pour les micro-générateurs qui ne prétendent pas être des machines électriques sérieuses, mais plutôt des copies pour la familiarisation et les loisirs.

En fait, concevoir, calculer et créer une éolienne est une tâche très difficile.L'énergie éolienne sera utilisée de manière plus rationnelle si elle est exécutée de façon très précise et si le profil «aviation» est parfaitement affiché, alors qu'elle doit être installée avec un angle minimum par rapport au plan de rotation de la roue.

La puissance réelle des éoliennes de même diamètre et de nombre de pales différent est la même, la différence ne concerne que la vitesse de rotation. Moins il y a d'ailes, plus il y a de tours par minute, avec le même vent et le même diamètre. Si vous voulez atteindre une vitesse maximale, vous devez monter les ailes aussi précisément que possible avec un angle minimum par rapport au plan de leur rotation.

Consultez le tableau d'un livre de 1956, «Homemade Wind Farm», éd. DOSAAF Moscou. Il montre la relation entre le diamètre de la roue, la puissance et le régime.

À la maison, ces calculs théoriques ne servent à rien, les amateurs fabriquent des éoliennes à partir de moyens improvisés, ce qui suit:

• Contreplaqué

• Feuilles métalliques;

• Tuyaux d'égout en plastique.

De vos propres mains, vous pouvez assembler une éolienne à 2 ou 4 palettes à grande vitesse à partir de tuyaux d'égout, sauf que vous avez besoin d'une scie à métaux ou de tout autre outil de coupe. L'utilisation de ces tuyaux est due à leur forme, après découpe, ils ont une forme concave, ce qui assure une grande réactivité aux flux d'air.

Après la coupe, ils sont fixés avec des BOULONS sur un flan en métal, textolite ou contreplaqué. Si vous allez le fabriquer à partir de contreplaqué - il est préférable de coller et de tordre plusieurs couches de contreplaqué avec des vis des deux côtés, alors vous pouvez obtenir une rigidité.

Voici l'idée d'une roue solide à deux pales pour un générateur de moteur pas à pas.

Conclusions

Vous pouvez faire une installation éolienne à partir de petites puissances - unités de watts, pour alimenter des lampes LED individuelles, des balises et de petits équipements, à de bonnes valeurs de puissance en unités de kilowatts, accumuler de l'énergie dans la batterie, l'utiliser dans sa forme d'origine ou convertir jusqu'à 220 volts. Le coût d'un tel projet dépendra de vos besoins, l'élément le plus cher est peut-être le mât et les batteries, il peut être de l'ordre de 300 à 500 dollars.