Infrastruktura

Kako napraviti generator vjetra vlastitim rukama

Posljednjih godina tema zelene energije postala je izuzetno popularna. Neki čak predviđaju da će takva energija u bliskoj budućnosti potpuno zameniti ugalj, gas, nuklearne elektrane. Jedna od oblasti zelene energije je energija vjetra. Generatori koji pretvaraju energiju vjetra u električnu energiju, nisu samo industrijski, kao dio vjetroelektrana, već i mali, služeći privatnoj farmi.

Možete čak napraviti vlastiti generator vjetra - ovaj mu je materijal posvećen.

Šta je generator

U širem smislu, generator je uređaj koji proizvodi neku vrstu proizvoda ili pretvara jednu vrstu energije u drugu. To može biti, na primjer, generator pare (proizvodi paru), generator kisika, kvantni generator (izvor elektromagnetnog zračenja). Ali u okviru ove teme zainteresovani smo za električne generatore. Ovo ime se odnosi na uređaje koji pretvaraju različite vrste neelektrične energije u električnu energiju.

Vrste generatora

Generatori električne energije su klasificirani kao:

  • elektromehanički - pretvaraju mehanički rad u električnu energiju;
  • termoelektrični - pretvoriti toplinsku energiju u električnu energiju;
  • fotoelektrični (fotonaponske ćelije, solarni paneli) - pretvaranje svjetlosti u električnu energiju;
  • magnetohydrodynamic (MHD-generatori) - električna energija se generiše iz energije plazme koja se kreće kroz magnetno polje;
  • hemijska - pretvoriti energiju kemijskih reakcija u električnu energiju.

Osim toga, elektromehanički generatori se klasificiraju prema vrsti motora. Postoje sledeći tipovi:

  • turbinske generatore pokreće parna turbina;
  • hidrogeneratori koriste hidrauličnu turbinu kao motor;
  • dizel generatori ili benzinski generatori se proizvode na bazi dizel ili benzinskih motora;
  • vetrogeneratori pretvaraju energiju vazduha u električnu energiju pomoću vetrogeneratora.

Vjetroturbine

Više detalja o vjetroagregatima (nazivaju se i vjetroturbine). Najjednostavnija turbina na vetar male snage obično se sastoji od jarbola, po pravilu ojačanog strijama, na kojima je ugrađena turbina na vetar.

Ova vjetroturbina se odmotava vijkom koji pokreće rotor električnog generatora. Uređaj, pored električnog generatora, uključuje i bateriju sa regulatorom punjenja i pretvarač koji je priključen na električnu mrežu.

Da li znate? Do 2016. godine ukupni kapacitet svih vjetroelektrana u svijetu bio je 432 GW. Tako je energija vjetra nadmašila nuklearnu energiju na snazi.

Shema rada ovog uređaja je prilično jednostavna: pod djelovanjem vjetra, vijak se okreće, odmotavajući rotor, električni generator proizvodi izmjeničnu električnu struju, koju kontroler punjenja pretvara u istosmjernu struju. Ova struja puni bateriju. Istosmjerna struja koja dolazi iz akumulatora pretvara se u izmjeničnu struju, čiji parametri odgovaraju parametrima električne mreže.

Industrijski uređaji se montiraju na tornjeve. Dodatno su opremljeni rotirajućim mehanizmom, anemometrom (uređaj za mjerenje brzine i smjera vjetra), uređajem za promjenu kuta rotacije lopatica, kočnim sustavom, energetskim ormarom s upravljačkim krugovima, sustavima za gašenje požara i zaštitom od munje, sustavom za prijenos podataka o radu instalacije, itd.

Vrste vetrogeneratora

Položaj osi rotacije u odnosu na površinske vjetroturbine zemlje podijeljen je na vertikalne i horizontalne. Najjednostavniji vertikalni model je Savoniusov rotorski nosač..

Ima dva ili više noževa, koji su šuplji polu-cilindri (cilindri se prepolovljuju vertikalno). Savonius rotor Postoje različite opcije za raspored i dizajn ovih noževa: simetrično fiksirani, podešavajući ivice jedan drugog, sa aerodinamičnim profilom.

Prednost Savonius rotora je jednostavnost i pouzdanost konstrukcije, štaviše, njegov rad ne zavisi od pravca vetra, a mana je niska efikasnost (ne više od 15%).

Da li znate? Vjetrenjače su se pojavile oko 200. godine pre nove ere. er u Persiji (Iran). Oni su korišćeni za pravljenje brašna od zrna. U Evropi se takve mlinice pojavljuju tek u XIII vijeku.

Drugi vertikalni dizajn je Darier rotor. Noževi su krila sa aerodinamičnim profilom. Mogu biti lučne, u obliku slova H, spirale. Noževi mogu biti dva ili više. Rotor Daria Prednosti ovakvog vetrogeneratora su:

  • njegova visoka efikasnost,
  • smanjena buka na poslu,
  • relativno jednostavan dizajn.

Od navedenih nedostataka:

  • veliko opterećenje jarbola (zbog Magnus efekta);
  • nedostatak matematičkog modela rada ovog rotora, što komplikuje njegovo poboljšanje;
  • brzo habanje usled centrifugalnih opterećenja.

Drugi tip vertikalne instalacije je helikoidni rotor.. Opremljen je lopaticama koje su uvijene duž osovine ležaja. Helicoid rotor Ovo osigurava trajnost i visoku efikasnost. Nedostatak je visoka cijena zbog složenosti proizvodnje.

Vjetrenjača sa više oštrica je struktura sa dva reda vertikalnih lopatica - spoljašnjih i unutrašnjih. Ovaj dizajn daje najveću efikasnost, ali ima visoku cijenu.

Horizontalni modeli se razlikuju:

  • broj lopatica (jednostruke i sa velikim brojem);
  • materijal iz kojeg su izrađene lopatice (kruto ili fleksibilno jedrenje);
  • varijabilni ili fiksni nagib noža.

Strukturno, svi su oni slični. Generalno, vjetroturbine ovog tipa odlikuju se visokom efikasnošću, ali im je potrebno stalno prilagođavanje smjeru vjetra, što se rješava korištenjem lopatice za vremenske uvjete u dizajnu ili automatskom pozicioniranju instalacije pomoću rotirajućeg mehanizma prema očitanjima senzora.

Generator vjetra DIY

Izbor modela vetrogeneratora na tržištu je najširi, na raspolaganju su uređaji različitih izvedbi i različiti kapaciteti. Ali jednostavna instalacija se može obaviti nezavisno.

Preporučujemo čitanje o tome kako izgraditi bazen, kupatilo, podrum i verandu, kao i kako se vlastitim rukama napraviti žeravica, pergola, sjenica, suhi potok, vodopad i staza od betona.

Potražite odgovarajuće materijale

Kao generator, preporučuje se uzimanje trofaznog stalnog magneta, npr. Traktora. Ali to možete napraviti od električnog motora, kao što će biti detaljnije objašnjeno u nastavku. Pitanje izbora lopatica je važno. Ako je turbina vjetra vertikalna, obično se koriste varijacije Savonius rotora. Generator traktora Za proizvodnju lopatica, sasvim je prikladan cilindrični spremnik, na primjer, staro vrenje. Ali, kao što je već spomenuto, vjetroturbine ovog tipa imaju nisku efikasnost, te je malo vjerovatno da će biti moguće izraditi lopatice složenijeg oblika za vertikalnu vjetrenjaču. U domaćim proizvodima obično se koriste četiri polukilindrična noža.

Što se tiče vetrogeneratora horizontalnog tipa, konstrukcija sa jednom oštricom je optimalna za instalaciju male snage, međutim, za svu svoju prividnu jednostavnost, biće izuzetno teško proizvesti balansiranu oštricu u rukotvorini, a bez nje, vjetroturbina će često propasti.

Važno je! Ne treba se uplitati u veliki broj noževa, jer kada rade mogu formirati tzv. "Vazdušnu kapu", zbog čega će se vazduh kretati oko vjetrenjače, a ne proći kroz nju. Za kućne uređaje horizontalnog tipa, tri lopatice tipa krila smatraju se optimalnim.

  • U horizontalnim vjetrenjačama možete koristiti dva tipa lopatica: jedrenje i krilo. Jedrenje je vrlo jednostavno, to su samo široke trake koje izgledaju kao lopatice vjetrenjača. Nedostatak takvih elemenata je vrlo niska efikasnost. U tom smislu, mnogo više obećavajuće krilce. Kod kuće se obično izrađuju od PVC cevi od 160 mm prema obrascu.

Može se koristiti i aluminijum, ali će biti mnogo skuplji. Osim toga, proizvod PVC cijevi u početku ima zavoj, što mu daje dodatna aerodinamička svojstva. Noževi PVC cevi Dužina lopatica se bira prema sledećem principu: što je snaga vetrenjače snažnija, to su duže; što ih je više, to su kraće. Na primjer, za vjetroagregate s tri lopatice na 10 W optimalna duljina je 1,6 metara, za vjetroagregat s četiri lopatice - 1,4 m.

Ako je snaga 20 W, indikator će se promeniti na 2,3 m za trokrake i 2 m za četvorostruku.

Glavne faze proizvodnje

U nastavku slijedi primjer samoproizvodnje horizontalne instalacije s tri oštrice s izmjenom asinhronog motornog generatora iz perilice.

Remont motora

Jedan od ključnih trenutaka stvaranja vetrogeneratora sopstvenim rukama je konverzija električnog motora u električni generator. Za preinake, koristi se elektromotor iz stare mašine za pranje još uvek sovjetske proizvodnje.

  1. Rotor je uklonjen iz motora i kroz njega je probijen širok žleb.
  2. Po cijeloj dužini utora, neodimijski magneti pravokutnog oblika (dimenzija 19x10x1 mm) se lijepe u parovima, jedan magnet na svakom rubu utora nasuprot drugome, bez uzimanja u obzir njihovog polariteta. Fiksni zalijepljeni magneti mogu biti epoksi.
  3. Motor ide.
  4. Punjači za 5 V i 1 A mobilni telefoni se koriste za prikupljanje uređaja koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu struju (ne možete koristiti uređaj na čipu, samo tranzistor).
  5. Napajanje je rastavljeno.
  6. Lemljeni USB i utikač.
  7. Ploče tri pripremljena izvora napajanja spojene su serijski i sastavljene kao jedan sklop.
  8. Ulaz montiranog sklopa od 220 V priključen je na generator, izlaz je priključen na regulator punjenja akumulatora.

Video: kako preoblikovati motor za generator vjetra Da biste povećali struju, možete koristiti više paralelno spojenih sklopova.

Svaki vlasnik privatne kuće ili prigradskog područja će biti od koristi da nauči: kako napraviti drvenu bačvu, stepenice od drveta, kako zagrijati drveni pod, kako napraviti kauč od paleta, stolicu za ljuljanje, izgraditi podrum u garaži, tandoor, kamin za pejzažni dizajn i holandsku pećnicu vlastitim rukama .

Stvaranje trupa i lopatica

Sledeći korak u proizvodnji vetrenjače je montaža baze na kojoj su montirani elementi vetrogeneratora.

  1. Podnožje je zavareno od čeličnih cijevi u obliku konstrukcije, čiji je jedan kraj račvast, ojačan poprečnim elementima, a drugi je jedinstven za pričvršćivanje repa uređaja.
  2. Na bifurisanom kraju se buše 4 rupe za montažu generatora.
  3. Montirani okretni dio na temelju ležaja.
  4. Na ležaj je pričvršćena prirubnica s montažnim rupama.
  5. Rep je napravljen od limova.
  6. Dizajn je očišćen i obojen.
  7. Rep je obojen.
  8. Zaštitni omotač je izrađen i obojen od tankog lima.
  9. Nakon sušenja oslikanih elemenata, na bazi se ugrađuje električni generator, pričvršćuju se kućište i rep.
  10. Noževi su montirani na rotor iz rashladnog sistema motora traktora.
  11. Distanceri su zavareni na noževe (u ovom slučaju, metalne oštrice).
Video: kako napraviti generator vjetra

Važno je! Visina jarbola vetrogeneratora treba da bude najmanje 6 metara. Pod njim se betonira temelj.

Kao što možete vidjeti, sklapanje vjetroturbina vlastitim rukama nije tako jednostavno. To zahtijeva određene vještine i znanja iz elektrotehnike i elektronike. Ali za ljude sa takvim znanjem, ovaj zadatak je sasvim sposoban. Osim toga, domaća vjetroturbina košta mnogo jeftinije od dizajna kupovine.

Pogledajte video: Wal Thornhill: Stars in an Electric Universe. u0094 NPAEU 2011 (Maj 2024).