Как да си направим вятър генератор

Вятърът е безплатна енергия! Затова нека го използваме за лични цели. Ако създаването на вятърна централа в индустриален мащаб е много скъпо, защото в допълнение към генератора са необходими редица проучвания и изчисления, държавата не прави такива разходи, а за инвеститорите в страните от бившия СССР това, по някаква причина, не предизвиква голям интерес. На частно можете да направите мини-вятърна турбина за вашите собствени нужди. Струва си да разберете, че проектът за преобразуване на вашия дом в алтернативна енергия е много скъпо начинание.

Както вече беше казано: трябва да направите продължителни наблюдения и изчисления, за да намерите оптималното съотношение на размерите на вятърното колело и генератора, което е подходящо за вашия климат, розата на вятъра и средната годишна скорост на вятъра.

Ефективността на ветроенергийната инсталация в рамките на един регион може да варира значително, това се дължи на факта, че движението на вятъра зависи не само от климатичната зона, но и от терена.

Можете обаче да разберете какво е вятърната енергия на ниска цена, като сглобите бюджетна инсталация, за да захранвате натоварване с ниска мощност, като смартфон, електрически крушки или радио. С правилния подход можете да осигурите електричество на малка къща или лятна вила.

Нека да разгледаме как можете да направите обикновена инсталация за вятърна енергия със собствените си ръце.

Вятърни мелници с ниска мощност от импровизирани средства

Компютърният охладител е безчетков мотор, който в оригиналния си вид не представлява практическа стойност.

Трябва да се пренавие, тъй като в оригинала намотките са свързани неподходящо. Навиване на рулони последователно:

1. посока на часовниковата стрелка;

2. обратна на часовниковата стрелка;

3. посока на часовниковата стрелка;

4. Обратно на часовниковата стрелка.

Необходимо е да свържете съседни намотки последователно и още по-добре е да навиете едно парче тел, преминаващо от един жлеб в друг. В този случай изберете произволно дебелината на жицата, ще бъде по-добре, ако навиете колкото се може повече завои и това е възможно, когато използвате най-малко тънката жица.

Изходното напрежение от такъв генератор ще бъде променливо, а стойността му ще зависи от скоростта (скоростта на вятъра), инсталирайте диоден мост от диодите на Шотки, за да го изправите до постоянно, обикновените диоди ще работят, но ще бъде по-лошо, защото напрежение от 1 до 2 волта ще падне върху тях.

Лирично отклонение, малко теория

Не забравяйте, че величината на ЕМП е:

E = BLV,

където L е дължината на проводника, поставен в магнитно поле; V е скоростта на въртене на магнитното поле;

Когато обновявате генератора, можете да повлияете само на дължината на проводника, тоест на броя на завоите на всяка от намотките. Броят на завоите определя изходното напрежение, а дебелината на проводника определя максималния токов товар.

На практика е невъзможно да се повлияе на скоростта на вятъра. Въпреки това, има и изход от тази ситуация, като научихте типичната за вашия район скорост на вятъра, можете да проектирате ротор, подходящ за обороти за инсталация за вятърна енергия, както и скоростна кутия или задвижване на ремъка, за да осигурите достатъчно обороти, за да генерирате напрежението, от което се нуждаете.

ВАЖНО: По-бързо не означава по-добро !!! Ако скоростта на въртене на вятърния генератор е твърде висока, животът му ще бъде намален, смазочните свойства на втулките или лагерите на ротора ще се влошат, и той ще се задържи, и най-вероятно ще се случи разрушаването на изолацията на намотката в генератора.

Генераторът се състои от:

Увеличаваме мощността на генератора от компютърен охладител

Първо, колкото повече остриета и диаметър на колелото, толкова по-добре, така че погледнете 120-мм охладителите.

Второ, вече казахме, че напрежението зависи от магнитното поле, факт е, че промишлените генератори с висока мощност имат полеви намотки, а нискомощните имат силни магнити. В охладителя магнитите са изключително слаби и не позволяват да се постигнат добри резултати от генератора, а пролуката между ротора и статора е много голяма - около 1 мм, и това е при вече слабите магнити.

Решението на този проблем е да промени радикално дизайна на генератора. По-скоро се изисква само колело от охладител, като самият генератор използваме мотор от принтер или всякакви други домакински уреди. Най-често срещаните двигатели с четка с възбуждане от постоянни магнити.

В резултат на това ще изглежда така.

Мощността на такъв генератор е достатъчна за захранване на светодиодите, радиото. Няма да е достатъчно за презареждане на телефона, телефонът ще покаже процеса на зареждане, но токът ще бъде изключително малък, до 100 ампера, с вятър 5-10 метра в секунда.

Стъпков двигател като генератор на вятъра

Стъпковият мотор е много често срещан в компютърните и битовите уреди, в различни плейъри, дискети (интересни са старите 5,25-инчови модели), принтери (особено матрични), скенери и др.

Тези двигатели без промени могат да работят като генератор, те са ротор с постоянни магнити и статор с намотки, типичната схема на свързване на стъпков двигател в режим на генератор е показана на фигурата.

Във веригата е инсталиран 5-волтов линеен стабилизатор, тип L7805, който ще ви позволи безопасно да свържете мобилни телефони към такава вятърна мелница, за да ги зареждате.

На снимката генератор от стъпков двигател с монтирани остриета.

Двигателят в конкретен случай с 4 изходни проводника, веригата, съответно, под него. Двигател с такива размери в генераторния режим произвежда около 2 W при леки ветрове (скоростта на вятъра е около 3 m / s) и 5 ​​m / s при силни ветрове (до 10 m / s).

Между другото, тук има подобна схема с ценеров диод, вместо L7805. Позволява ви да зареждате Li-ion батерии.

Подобряване на домашна вятърна мелница

За да може генераторът да работи по-ефективно, трябва да го направите направляващ хвостовик и да го фиксирате подвижно върху мачтата. След това, когато посоката на вятъра се промени, посоката на генератора на вятъра ще се промени. Тогава възниква следният проблем - кабелът, който преминава от генератора към потребителя, ще бъде усукан около мачтата. За да решите това, трябва да осигурите подвижен контакт. Готово решение се продава на Ebay и Aliexpress.

Долните три проводника - неподвижни, слизат надолу, а горният сноп от проводници - е подвижен, вътре е монтиран плъзгащ се контакт или механизъм с четка. Ако нямате възможност да купувате, бъдете интелигентни и вдъхновени от решението на дизайнерите на автомобила Lada, а именно осъществяването на подвижния контакт на сигналния бутон на волана и направете нещо подобно. Или използвайте подложката от електрическата кана.

Свързвайки конекторите, получавате подвижен контакт.

Мощен вятър генератор от импровизирани средства.

За да получите повече мощност, можете да използвате две опции:

1. Генератор от отвертка (10-50 W);

2. Вятър генератор от автомобилен генератор.

От отвертка ви трябва само мотор, опцията е подобна на предишната, можете да използвате лопатки на вентилатора като винт, това ще увеличи общата мощност на вашата инсталация.

Ето пример за изпълнението на такъв проект:

Обърнете внимание как се осъществява превключването на предавката тук - валът на генератора на вятъра е разположен в тръбата, в края му е разположено зъбно колело, което предава въртенето на по-малката предавка, фиксирана към вала на двигателя. Увеличение на скоростта на двигателя се наблюдава и в индустриалните вятърни турбини. Скоростни кутии се използват навсякъде.

В домашна среда обаче производството на скоростна кутия се превръща в голям проблем.Можете да извадите скоростната кутия от електроинструмента, тя е необходима там, за да свалите високите обороти на вала на комутаторния двигател до нормалните обороти на патронника на бормашината или диска на мелницата:

В тренировката е инсталирана планетна скоростна кутия;

• В шлифовъчната машина е инсталирана ъглова предавка (тя ще стане полезна за инсталирането на някои инсталации и ще намали натоварването от опашката на вятърната турбина);

• Скоба от ръчна тренировка.

Тази версия на домашен генератор за вятър вече може да зарежда 12 V батерии, обаче е необходим преобразувател за генериране на ток и напрежение на зареждане. Тази задача може да бъде опростена с помощта на автомобилен генератор.

Вятър генератор от автомобилен генератор

Автомобилният генератор се състои от статор с трифазна намотка и ротор с четъчен монтаж и възбуждаща бобина. Такъв генератор е свързан към товара чрез диоден мост, сглобен съгласно веригата на Ларионов, той обикновено се намира на задния капак на генератора. Вижте тук за повече подробности: Как работи и работи автомобилният генератор

Предимството на такъв генератор е възможността да го използва за зареждане на автомобилни акумулатори, по принцип той е предназначен за това. Автогенераторите имат вградено реле за регулиране на напрежението, което елиминира необходимостта от закупуване на допълнителни стабилизатори или преобразуватели.

Автомобилите обаче знаят, че при нисък празен ход, около 500-1000 об / мин, мощността на такъв генератор е малка и не осигурява подходящ ток за зареждане на батерията. Това води до необходимостта от свързване към вятърното колело чрез скоростна кутия или ремъчно задвижване.

Можете да регулирате броя на оборотите при нормална скорост на вятъра за вашите географски ширини, като изберете скоростно съотношение или използвате правилно проектирано колело на вятъра.

Полезни съвети

Може би най-удобният дизайн на мачтата за вятърна турбина е този, показан на снимката. Такава мачта е опъната върху кабели, фиксирани върху държачи в земята, което гарантира стабилност.

Важно е да се: Височината на мачтата трябва да бъде възможно най-голяма около 10 метра. На по-голяма надморска височина вятърът е по-силен, защото няма пречки под формата на наземни структури, хълмове и дървета. В никакъв случай не монтирайте ветрогенератор на покрива на къщата си. Резонансните вибрации на закрепващите конструкции могат да причинят разрушаване на стените му.

Погрижете се за надеждността на носещата мачта, защото дизайнът на вятърната мелница на базата на такъв генератор е значително по-тежък и вече е доста сериозно решение, което може да осигури автономно захранване на вилата с минимален набор от електрически уреди. Устройствата, които работят на 220 волта, могат да се захранват от инвертор 12-220 V. Най-разпространената версия на такъв инвертор е непрекъсваемо захранване за бр.

По-добре е да използвате дизелови генератори, вкл. камиони, тъй като те са проектирани да работят при ниски скорости. Средно дизеловият двигател на голям камион работи в диапазона на скоростта от 300 до 3500 об / мин.

Съвременните генератори произвеждат 12 или 24 волта, а ток от 100 ампера отдавна е нормален. След прости изчисления можете да определите, че такъв генератор ще ви даде максимално мощност до 1 кВт и генератор от Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, което вече е доста прилична цифра.

Какво трябва да бъде вятърното колело за домашна вятърна турбина?

Споменах в текста, че колелото на вятъра трябва да е голямо и с много остриета, всъщност това не е така. Това твърдение беше вярно за онези микрогенератори, които не твърдят, че са сериозни електрически машини, а по-скоро копия за запознаване и свободно време.

Всъщност проектирането, изчисляването и създаването на вятърно колело е много трудна задача.Енергията на вятъра ще се използва по-рационално, ако е изпълнена много точно и "авиационният" профил е перфектно показан, докато трябва да бъде монтиран с минимален ъгъл спрямо равнината на въртене на колелото.

Реалната сила на ветровите колела със същия диаметър и различен брой остриета е еднаква, разликата е само в скоростта на въртенето им. Колкото по-малко крила - толкова повече обороти в минута, със същия вятър и диаметър. Ако ще постигнете максимална скорост, трябва да монтирате крилата възможно най-точно с минимален ъгъл спрямо равнината на въртенето им.

Вижте таблицата от книга от 1956 г. „Домашна вятърна ферма“, изд. ДОСААФ Москва. Той показва връзката между диаметъра на колелото, мощността и оборотите в минута.

В къщи тези теоретични изчисления дават малка полза, любителите правят вятърни колела от импровизирани средства, следва следното:

• шперплат;

• Листове от метал;

• Пластмасови канализационни тръби.

Със собствените си ръце можете да сглобите високоскоростно 2-4 лопатено вятърно колело от канализационни тръби, с изключение на тях се нуждаете от ножовка или друг режещ инструмент. Използването на тези тръби се дължи на тяхната форма, след подрязването те имат вдлъбната форма, което осигурява висока отзивчивост на въздушните потоци.

След подрязване те се фиксират с BOLTS върху метална, текстолитова или шперплатна заготовка. Ако ще го направите от шперплат - по-добре е да залепите и усучете няколко слоя шперплат с винтове от двете страни, тогава можете да постигнете твърдост.

Ето идеята за две лопатки с твърдо работно колело за генератор на стъпков двигател.

данни

Можете да направите инсталация за вятърна енергия от малки мощности - единици ватове, да захранвате отделни LED лампи, маяци и малко оборудване, до добри стойности на мощността в единици киловати, да акумулирате енергия в батерията, да я използвате в оригиналния си вид или да преобразувате до 220 волта. Цената на такъв проект ще зависи от вашите нужди, може би най-скъпият елемент е мачтата и батериите, може да бъде в диапазона от 300-500 долара.