Montaż domowego generatora wiatrowego: opcje projektowe od użytkowników FORUMHOUSE. Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami Domowy potężny wiatrak

Alternatywna energia Dziś rozwija się w bardzo szybkim tempie. Na przykład generator wiatrowy o osi pionowej nie jest już nowością. W najbliższej przyszłości źródła odnawialne mogą w znaczący sposób zastąpić standardowe elektrownie. Mają wiele zalet. Na przykład wykonanie pionowego generatora wiatrowego własnymi rękami nie jest trudne; nie jest to bardzo drogie. Ponadto do jego produkcji można wykorzystać dostępne materiały. Jeśli chodzi o instalację takiego urządzenia, powinieneś już pomyśleć o tym, gdzie go zainstalować. Być może w twoim przypadku instalacja konstrukcji nie będzie praktyczna.

Jaki jest produkt?

Prezentowana konstrukcja jest specjalnym generatorem służącym do wytwarzania energii elektrycznej poprzez poruszające się prądy powietrza (wiatr). Przez wygląd urządzenie przypomina zwykły młyn z ostrzami i wysokim masztem, u podstawy którego znajduje się sam generator. Naturalnie takie urządzenie musi być nie tylko odpowiednio zaprojektowane, ale także odpowiednio wyposażone.

Ruch „skrzydeł” zapewnia wiatr, więc źródło energii jest odnawialne. Im wyższy maszt, tym stabilniejsza i wyższa będzie produkcja energii. Oczywiście do wyprodukowania takiego urządzenia potrzebne będą określone materiały i urządzenia do konwersji prądu przemiennego na prąd stały. Dowiesz się później, jak własnoręcznie wykonać pionowy generator wiatrowy. Najważniejsze to być cierpliwym i chętnym do pracy.

Obszary zastosowania projektu

Zasadniczo taka jednostka jest instalowana podczas budowy elektrowni. Czasami jednak oszczędni właściciele używają go w domu. Z urządzenia tego można korzystać zarówno w mieście, jak i na wsi. Aby zbudować całą elektrownię, potrzebny będzie dość duży obszar i wiele turbin wiatrowych.

Wytworzona w ten sposób energia może być dostarczana na potrzeby odbiorców prywatnych lub przemysłu. Oczywiście w tym drugim przypadku należy wziąć pod uwagę ekonomiczną wykonalność wykorzystania takiego źródła energii elektrycznej.

Zalety urządzenia

Zanim zrobisz pionowy generator wiatrowy własnymi rękami, zdecydowanie musisz poznać jego zalety. Wśród nich są następujące:

Mały koszty operacyjne, łatwość instalacji i konserwacji. Możesz to wszystko zrobić sam. Nie będziesz potrzebować do tego dużo czasu ani pieniędzy.

Możesz zaprojektować pionowy generator wiatrowy własnymi rękami.

Szybki montaż. Najważniejsze jest to, że urządzenie jest mocno zamocowane, aby siła wiatru go nie złamała.

Bezpieczeństwo dla środowisko zewnętrzne, gdyż wytwarzaniu takiej energii nie towarzyszą szkodliwe emisje i nie wymaga unieszkodliwiania materiałów odpadowych. Dodatkowo źródło jest odnawialne, więc nie musisz się martwić o wyczerpanie zasobów.

Możliwość zastosowania jest wystarczająca duże obszary zajmowane przez taką elektrownię do uprawy produktów rolnych.

Oszczędzanie pieniędzy. Po pierwsze, koszt takiej energii nie jest zależny od kursu dolara czy cen rynkowych standardowego paliwa. Po drugie, nie trzeba wydobywać i przetwarzać surowców. Po trzecie, konstrukcja jest instalowana w pobliżu konsumenta, więc nie ma dodatkowych kosztów transportu energii elektrycznej. Ponadto wiatru nie trzeba kupować w innych krajach, co może zawyżać cenę.

Wady urządzenia

Przed wykonaniem generatora wiatrowego należy również wziąć pod uwagę wszystkie wady towarzyszące jego użytkowaniu:

Znaczny koszt projektu, który został wyprodukowany na skalę przemysłową. Tę wadę można łatwo wyeliminować, ponieważ z dostępnych materiałów można zbudować maszt i lemiesze. Oczywiście jakość wyniku w obu przypadkach może być inna. Dlatego warto zdecydować, czy można samodzielnie zaprojektować urządzenie.

Niskie rozpowszechnienie produktów, co powoduje wiele spekulacji na temat ich działania i skuteczności.

Konstrukcja wytwarza wystarczająco dużo hałasu wysoki poziom hałasu, a także mogą mieć wpływ na jakość transmisji sygnałów telewizyjnych lub radiowych. Wiele zależy od odległości wiatraka od domu.

Wiatr jest niestabilnym źródłem energii, ponieważ pogoda może być spokojna. W takim przypadku generator będzie po prostu bezużyteczny.

Jedyny negatywny wpływ dla środowiska jest to, że ptaki mogą zostać pochwycone przez ostrza i umrzeć.

W niektórych przypadkach podczas instalowania turbiny wiatrowej ucierpi estetyczny wygląd krajobrazu, choć dla minimalistów nie jest to problemem.

Instalacja elektrowni będzie wymagała znacznej powierzchni.

Klasyfikacja jednostek

Zanim zrobisz generator wiatrowy, powinieneś zrozumieć, jak to jest. Możesz wybrać następujące typy projekty:

1. Z cylindrycznymi ostrzami. Taka jednostka ma wysoki moment obrotowy, chociaż ma dość duży rozmiar. Wadą urządzenia jest niezbyt dobra wydajność. Ponadto takie urządzenie jest dość ciężkie.

2. Pionowo-osiowy. Mają dużą liczbę ostrzy, które są umieszczone pionowo do powierzchni ziemi, a jednocześnie są równoległe do masztu. Takie urządzenia są produktywne i wydajne, ale są dość drogie.

3. Helikoidalny obrotowy generator wiatrowy. Jego osobliwością jest kształt ostrzy: są zakrzywione ukośnie. Dzięki temu obracają się równomiernie. Wadą tej instalacji jest jej wysoki koszt, a także duży hałas. Bardzo trudno jest samodzielnie zbudować łopaty pionowego generatora wiatrowego tego typu, ponieważ wymaga to specjalnego sprzętu.

4. Wieloostrzowe. Są dość wydajne w wytwarzaniu energii, ale są drogie. Mają dwa rzędy ostrzy i imponujące rozmiary.

Generator wiatrowy, którego zdjęcie widać w artykule, jest dość dobry producent energię, jeśli wybierzesz odpowiedni projekt.

Czy jest możliwość samodzielnego wykonania urządzenia?

Oczywiście wielu rzemieślników jest zainteresowanych tym, czy możliwe jest zbudowanie takiej konstrukcji własnymi rękami. Oczywiście, że możesz. Najpierw musisz zdecydować o rodzaju produktu, a także narzędziach, których będziesz używać i odpowiednich materiałach.

Należy zauważyć, że możesz złożyć domowy pionowy generator wiatrowy z tego, co masz pod ręką. Na przykład stara butla z gazem lub metalowa beczka. Masz również możliwość wykorzystania starych blachy stalowe lub nawet tkaninę. Wszystko zależy od tego, jakie urządzenie chcesz zbudować.

Jakie materiały są potrzebne do pracy?

Zanim więc zrobisz wiatrak własnymi rękami, zastanówmy się, z czego go zbudujesz. Będziesz potrzebować następujących materiałów:

1. Arkusze sklejki (jej grubość zależy od wysokości konstrukcji, a także od liczby ostrzy i może wynosić 0,5-1 cm). Z tego materiału najczęściej wykonywana jest część instalacji, która będzie się obracać.

2. Cienka blacha stalowa, duraluminium, elastyczny plastik (można również zastosować włókno szklane i tkaninę, ale ta druga opcja będzie najmniej niezawodna).

3. Trwały metalowy pręt, którego średnica musi wynosić co najmniej 10 mm. Jego wysokość wynosi około 60-70 cm. Pręt ten będzie podstawą gramofonu.

4. Elementy mocujące (nakrętki, śruby, nity).

5. Drewniane klocki lub metalowe narożniki do mocowania konstrukcji w pozycji pionowej.

Zasadniczo jest to główna lista materiałów potrzebnych do pracy. Podczas wykonywania akcji mogą być potrzebne inne przygotowania.

Wymagane narzędzia

Zanim zrobisz wiatrak własnymi rękami, powinieneś zebrać to, czego będziesz używać. Na pewno będziesz potrzebować tych narzędzi:

Wiertarka elektryczna i wiertarki do niej.

Nożyczki metalowe.

Wyrzynarka elektryczna z brzeszczotami do drewna i stali.

Klucze lub nitownica.

Łopata i inne narzędzia do prac ziemnych (jeśli konstrukcja będzie przymocowana do podłoża).

Linijka, ołówek, kompas.

Ponadto potrzebujesz obwodu generatora wiatrowego, ale nie jest trudno go znaleźć. Możesz nawet zrobić to sam, ale będzie to wymagało pewnych obliczeń.

Cechy produkcji ostrzy

Gdy obwód generatora wiatrowego będzie gotowy, możesz rozpocząć jego produkcję. Najpierw zacznijmy produkować część obrotową. Łopaty pionowego generatora wiatrowego wykonane są ze sklejki. Przed ich wycięciem spróbuj narysować szablon kartonowy. Aby to zrobić, użyj ołówka, linijki i kompasu. Długość ostrza generatora wiatrowego wynosi 19 cm, a szerokość na krawędzi 9 cm. Będziesz musiał wyciąć 6 części, które następnie zostaną połączone parami. Kształt ostrzy jest w kształcie kropli.

Do cięcia przedmiotu użyj wyrzynarki. Cięcie powinno być schludne i równe. Aby połączyć części i uformować skrzydła, będziesz potrzebować drewniane deski, długość 53 cm.

Łopatki generatora pionowego muszą być ustawione pod kątem. Zwykle jest to 9 stopni do środka gramofonu. Oczywiście wskaźnik ten można dostosować po całkowitym ukończeniu konstrukcji. Następnie należy złożyć łopatki i przymocować je do listew łączących. W tym przypadku jako łączniki stosuje się wkręty samogwintujące. Musisz jednocześnie wywiercić otwór przez części i pręt. Jeśli to konieczne, możesz użyć kleju. Ponadto paski nie powinny wystawać poza krawędzie części. Staraj się je jak najbardziej wyrównać. Od tego będzie zależeć jakość projektu.

Następnie łopaty generatora wiatrowego i wszystkie drewniane części należy owinąć metalem. Jest to konieczne, aby drewno nie uległo zniszczeniu pod wpływem czynników zewnętrznych (deszcz, śnieg). Do zabezpieczenia metalu można użyć nitów lub śrub.

Teraz możesz złożyć generator osi pionowej.

Cechy produkcji i montażu całej konstrukcji

Zacznijmy mocować skrzydła do osi środkowej (pręt stalowy). W tym celu stosuje się koła wycięte ze sklejki. Aby poprawnie je narysować, użyj kątomierza. Średnica tych okręgów wynosi 20 cm przy grubości krążka 1 cm. W ich środku należy wykonać otwór, w który można wkręcić pręt.

Następnie gotowe skrzydła należy przymocować do osi. Aby to zrobić, przykręć 2 nakrętki po obu stronach pręta w odległości 6 cm od krawędzi. Następnie nakłada się na niego koła, a także przykręca nakrętką. Dyski muszą być odpowiednio mocno zamocowane. Jeśli chodzi o skrzydełka, nie powinny być one dokręcone zbyt luźno, ale muszą mieć możliwość obracania się. Oczywiście na tym etapie montażu musisz ustawić prawidłowy kąt obrót ostrzy.

Zasadniczo domowy pionowy generator wiatrowy jest prawie gotowy. Wystarczy zrobić stojak na ramę, na którym będzie on zamontowany i swobodnie się obracał. Aby to zrobić, możesz wziąć metalowe narożniki o wymaganej wysokości. Naturalnie można również użyć drewnianych belek. Należy pamiętać, że siła wiatru może być duża, dlatego należy starać się zapewnić maksymalną stabilność ramy. Przed podłączeniem wszystkich pozostałych urządzeń należy sprawdzić wiatrak i dokonać niezbędnych regulacji.

Należy pamiętać, że nachylenie wirnika może być dynamiczne lub statyczne. W pierwszym przypadku zakres prędkości roboczych jest większy. Będzie jednak musiał być wyposażony w ostrza o specjalnym kształcie. Jest to dość kosztowne i skomplikowane technologicznie. Przy statycznym skoku wirnika masz tylko jedną określoną prędkość. Wiatrak nie może już obracać się szybciej. Chociaż w tym przypadku niezawodność urządzenia jest wyższa, a częstotliwość awarii jest zmniejszona.

Ponadto podczas obracania wiatraka należy zadbać o wyważenie konstrukcji. W ten sposób można zachować jego integralność. Ponadto wiatr może być bardzo silny, a prędkość będzie musiała zostać zmniejszona. W tym celu stosuje się specjalny regulator odśrodkowy. Spowalnia prędkość ostrzy, jeśli przekracza ona dozwolony limit. Jeśli wiatr jest słaby, wydajność urządzenia można zwiększyć za pomocą mechanizmu łańcuchowego.

Pionowy generator wiatrowy, którego cena wynosi około 200-300 dolarów lub więcej, można wykonać niezależnie. Aby wygenerować prąd, możesz podłączyć zwykłe urządzenie samochodowe do wiatraka. mały generator To wystarczy, aby zapewnić oświetlenie w domu, podłączyć ładowarki, zasilić laptopa lub inne drobne urządzenia. Ponadto potrzebny będzie również konwerter, który zamieni prąd stały na prąd przemienny. Niezbędny jest także stabilizator napięcia, który sprawi, że ministacja będzie bezpieczna w obsłudze.

To wszystko cechy budowy domowej instalacji do wytwarzania energii elektrycznej w wyniku ruchu wiatru. Powodzenia!

Jak zrobić pionowy generator wiatrowy

Generatory wiatrowe dzielimy ze względu na sposób ułożenia osi obrotowej (wirnika) na pionowe i poziome. W poprzednim artykule przyjrzeliśmy się konstrukcji generatora wiatrowego z poziomym wirnikiem, teraz porozmawiajmy o generatorze wiatrowym z pionowym wirnikiem.

Przede wszystkim przyjrzyjmy się zaletom i wadom wiatraka pionowego.

Niski poziom hałasu - wiatr, koło praktycznie nie hałasuje i nie przeszkadza, nie słychać charakterystycznego świstu śmigła.

Prostota konstrukcji - wykonanie takiego generatora wiatrowego i jego instalacja nie będzie szczególnie trudne.

Niezawodna konstrukcja - wszystkie komponenty są kompaktowe i łatwe w utrzymaniu.

Główną wadą konstrukcji generatora wiatrowego z wirnikiem pionowym jest jego mała prędkość; taka turbina wiatrowa musi być instalowana w obszarze, w którym przeważa prędkość wiatru większa niż 4 m/s.

Praktycznie nie ma ochrony przed huraganowymi wiatrami - jeśli w poziomym wiatraku podczas huraganu składany ogon włącza się automatycznie i obraca koło wiatrowe, to w takiej konstrukcji trzeba ręcznie zablokować wirnik lub, opcjonalnie, zamknąć styki na wyjściu cewek.

Jak zrobić pionowy generator wiatrowy.

Przede wszystkim, jeśli zdecydujesz się na wiatrak o osi pionowej, musisz zdecydować się na generator.

Ponieważ pionowy generator wiatrowy ma małą prędkość, będziesz potrzebować generatora zdolnego do ładowania akumulatora przy wystarczająco niskich prędkościach.

Generator samochodowy nie do końca nadaje się do tego projektu, ponieważ wytwarza prąd ładowania przy prędkościach przekraczających 1000 obr./min. W przypadku generatora samochodowego należy użyć koła pasowego o przełożeniu 4–5 i zmodyfikować sam generator.

Bardziej praktyczne jest użycie generatora osiowego jako generatora, możesz go wykonać samodzielnie; proces produkcyjny opisano w tym artykule.

Schemat generatora osiowego dla generatora wiatrowego.

Produkcja koła wiatrowego do wiatraka pionowego.

Koło wiatrowe (turbina) składa się z dwóch podpór, górnej i dolnej, oraz łopat.

Koło wiatrowe wykonane jest z blachy aluminiowej lub stali nierdzewnej, można je również wyciąć z cienkościennej beczki. Wysokość koła wiatrowego musi wynosić co najmniej 1 metr.

W tym kole wiatrowym kąt zgięcia łopatek wyznacza prędkość obrotową wirnika; im większe wygięcie, tym większa prędkość obrotowa.

Koło wiatrowe jest przykręcone bezpośrednio do koła pasowego generatora.

Schemat podłączenia generatora wiatrowego.

Generator jest podłączony do sterownika, który z kolei jest podłączony do akumulatora. Bardziej praktyczne jest wykorzystanie akumulatora samochodowego jako urządzenia magazynującego energię. Ponieważ urządzenia gospodarstwa domowego zasilane są prądem przemiennym, będziemy potrzebować falownika, który przekształci napięcie 12 V prądu stałego na napięcie 220 V prądu przemiennego.

Wiatrak pionowy zrób to sam (5 kW)

Działalność zarówno pojedynczych ludzi, jak i całej dzisiejszej ludzkości jest praktycznie niemożliwa bez elektryczności. Niestety, szybko rosnące zużycie ropy i gazu, węgla i torfu prowadzi do zmniejszania się zasobów tych zasobów na planecie. Co można zrobić, skoro Ziemianie wciąż to wszystko mają? Według wniosków ekspertów to właśnie rozwój kompleksów energetycznych może rozwiązać problemy światowych kryzysów gospodarczych i finansowych. Dlatego najpilniejsze staje się poszukiwanie i wykorzystanie bezpaliwowych źródeł energii.

Odnawialne, ekologiczne, „green9raquo;

Być może nie warto przypominać, że wszystko, co nowe, jest dobrze zapomniane. Już dawno temu ludzie nauczyli się wykorzystywać siłę przepływu rzek i prędkość wiatru do pozyskiwania energii mechanicznej. Słońce podgrzewa naszą wodę i porusza naszymi samochodami, mocami statki kosmiczne. Już w średniowieczu koła instalowane w korytach strumieni i małych rzek dostarczały wodę na pola. Jeden wiatrak mógł dostarczać mąkę do kilku okolicznych wiosek.

W tej chwili interesuje nas proste pytanie: jak zapewnić swojemu domowi tanie światło i ciepło, jak zrobić wiatrak własnymi rękami? Moc 5 kW lub trochę mniejsza, najważniejsze jest to, że możesz zasilić swój dom prądem do obsługi urządzeń elektrycznych.

Co ciekawe, na świecie istnieje klasyfikacja budynków według poziomu efektywności wykorzystania zasobów:

konwencjonalny, zbudowany przed 1980-1995;
przy niskim i bardzo niskim zużyciu energii - do 45-90 kWh na 1 kW/m;
pasywny i nieulotny, pobierając prąd ze źródeł odnawialnych (na przykład instalując obrotowy generator wiatrowy (5 kW) własnymi rękami lub systemem panele słoneczne, ten problem można rozwiązać);
energooszczędne budynki, które wytwarzają więcej energii elektrycznej, niż potrzebują, zarabiają, przekazując ją innym odbiorcom za pośrednictwem sieci.

Okazuje się, że własne, domowe ministacje, instalowane na dachach i podwórkach, mogą ostatecznie stać się swoistą konkurencją dla dużych dostawców energii. A rządy różnych krajów zachęcają na wszelkie możliwe sposoby do tworzenia i aktywnego wykorzystania alternatywnych źródeł energii.

Jak określić rentowność własnej elektrowni

Naukowcy udowodnili, że rezerwy mocy wiatrów są znacznie większe niż wszystkie zgromadzone przez stulecia rezerwy paliw. Wśród sposobów pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych szczególne miejsce zajmują wiatraki, gdyż ich produkcja jest prostsza niż tworzenie paneli fotowoltaicznych. W rzeczywistości możesz zmontować generator wiatrowy o mocy 5 kW własnymi rękami, mając niezbędne elementy, w tym magnesy, drut miedziany, sklejkę i metal na ostrza.

Eksperci twierdzą, że projekt może stać się produktywny, a zatem nie tylko opłacalny poprawna forma, ale także wbudowane właściwe miejsce. Oznacza to, że należy wziąć pod uwagę obecność, stałość, a nawet prędkość przepływów powietrza w każdym indywidualnym przypadku, a nawet w określonym regionie. Jeśli w okolicy okresowo panują spokojne, spokojne i bezwietrzne dni, zainstalowanie masztu z generatorem nie przyniesie żadnych korzyści.

Zanim zaczniesz robić wiatrak własnymi rękami (5 kW), musisz pomyśleć o jego modelu i typie. Nie należy oczekiwać dużej wydajności energetycznej od słabej konstrukcji. I odwrotnie, gdy w daczy wystarczy zasilić tylko kilka żarówek, nie ma sensu budować wielkiego wiatraka własnymi rękami. 5 kW – moc wystarczająca do zasilania niemal całej instalacji oświetleniowej i urządzeń gospodarstwa domowego. Jeśli będzie stały wiatr, będzie światło.

Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami: sekwencja działań

W miejscu wybranym na wysoki maszt wzmocniony zostaje sam wiatrak z zamontowanym do niego generatorem. Wytworzona energia przekazywana jest przewodami do żądanego pomieszczenia. Uważa się, że im wyższa konstrukcja masztu, tym większa średnica koła wiatrowego i im silniejszy przepływ powietrza, tym wyższa sprawność całego urządzenia. W rzeczywistości wszystko nie jest do końca takie:

na przykład silny huragan może łatwo złamać ostrza;
niektóre modele można zainstalować na dachu zwykłego domu;
odpowiednio dobrana turbina uruchamia się łatwo i pracuje doskonale nawet przy bardzo małych prędkościach wiatru.

Główne typy turbin wiatrowych

Konstrukcje z poziomą osią obrotu wirnika uważane są za klasyczne. Zwykle mają 2-3 ostrza i są instalowane na dużej wysokości nad ziemią. Największą efektywność takiej instalacji charakteryzuje się przepływem powietrza o stałym kierunku i prędkością 10 m/s. Istotną wadą tej konstrukcji łopat jest brak możliwości obracania się łopatek przy często zmieniającym się, porywistym kierunku wiatru. Prowadzi to albo do bezproduktywnej pracy, albo do zniszczenia całej instalacji. Aby uruchomić taki generator po zatrzymaniu, konieczny jest wymuszony początkowy obrót łopatek. Dodatkowo, gdy łopatki aktywnie się obracają, wytwarzają specyficzne dźwięki, nieprzyjemne dla ludzkiego ucha.

Pionowy generator wiatrowy („Volchok9raquo; 5 kW lub inny) ma inne umiejscowienie wirnika. Turbiny w kształcie litery H lub beczki wychwytują wiatr z dowolnego kierunku. Konstrukcje te są mniejsze, startują już przy najsłabszych prądach powietrza (1,5-3 m/s), nie wymagają wysokich masztów i mogą być stosowane nawet w środowisku miejskim. Dodatkowo wiatraki samomontażowe (5 kW - to fakt) osiągają moc znamionową przy prędkości wiatru 3-4 m/s.

Żagle nie są na statkach, ale na lądzie

Jednym z popularnych obecnie trendów w energetyce wiatrowej jest tworzenie poziomego generatora z miękkimi łopatkami. Główną różnicą jest zarówno materiał, z którego wykonano, jak i sam kształt: wiatraki typu „zrób to sam” (5 kW, typ żagla) mają 4-6 trójkątnych łopatek z tkaniny. Ponadto, w odróżnieniu od tradycyjnych konstrukcji, ich przekrój zwiększa się w kierunku od środka do obwodu. Ta funkcja pozwala nie tylko „złapać9raquo; słaby wiatr, ale także aby uniknąć strat w przepływie powietrza podczas huraganu.

Zalety żaglówek obejmują następujące wskaźniki:

duża moc przy wolnych obrotach;
niezależna orientacja i dostosowanie do każdego wiatru;
wysoki wiatrowskaz i niska bezwładność;
nie ma potrzeby zmuszania koła do obracania się;
całkowicie cichy obrót nawet przy dużych prędkościach;
brak wibracji i zakłóceń dźwiękowych;
względna taniość konstrukcji.

Wiatraki DIY

Potrzebne 5 kW energii elektrycznej można pozyskać na kilka sposobów:

zbudować prostą konstrukcję wirnika;
zmontować zespół kilku kół żaglowych umieszczonych kolejno na tej samej osi;
zastosować konstrukcję osi z magnesami neodymowymi.

Należy pamiętać, że moc koła wiatrowego jest proporcjonalna do iloczynu wartości sześciennej prędkości wiatru i powierzchni omiatanej przez turbinę. Jak więc zrobić generator wiatrowy o mocy 5 kW? Instrukcje poniżej.

Jako podstawę możesz wziąć piastę samochodową i tarcze hamulcowe. 32 magnesy (25 na 8 mm) są umieszczone równolegle w okręgu na przyszłych tarczach wirnika (ruchomej części generatora), po 16 sztuk na tarczę, a plusy muszą występować na przemian z minusami. Przeciwne magnesy muszą mieć różne wartości biegunów. Po zaznaczeniu i ułożeniu wszystko na okręgu jest wypełniane żywicą epoksydową.

Bębny drut miedziany znajduje się na stojanie. Ich liczba powinna być mniejsza niż liczba magnesów, czyli 12. Najpierw wszystkie przewody są wyjmowane i łączone ze sobą w gwiazdę lub trójkąt, a następnie są również wypełniane klej epoksydowy. Przed wylaniem zaleca się włożenie kawałków plasteliny do zwojów. Po stwardnieniu i usunięciu żywicy pozostaną otwory potrzebne do wentylacji i chłodzenia stojana.

Jak to wszystko działa

Tarcze wirnika obracające się względem stojana tworzą pole magnetyczne, a w cewkach powstaje prąd elektryczny. A wiatrak, połączony systemem kół pasowych, jest potrzebny, aby poruszać tymi częściami konstrukcji roboczej. Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami? Niektórzy ludzie rozpoczynają budowę własnej elektrowni od montażu generatora. Inne - od stworzenia obrotowej części ostrza.

Wał wiatraka sprzęgnięty jest ślizgowo z jedną z tarcz wirnika. Dolny, drugi dysk z magnesami osadzony jest na mocnym łożysku. Stojan znajduje się pośrodku. Wszystkie części są przymocowane do koła ze sklejki za pomocą długich śrub i zabezpieczone nakrętkami. Pomiędzy wszystkimi „naleśnikami” koniecznie wyjdź minimalne prześwity do swobodnego obrotu tarcz wirnika. Rezultatem jest generator 3-fazowy.

„Beczka9raquo;

Pozostaje tylko zbudować wiatraki. Możesz wykonać konstrukcję obrotową o mocy 5 kW własnymi rękami z 3 kółek sklejki i arkusza najcieńszego i najlżejszego duraluminium. Metalowe prostokątne skrzydła mocowane są do sklejki za pomocą śrub i kątowników. Najpierw w każdej płaszczyźnie okręgu, w który wkładane są arkusze, wycinane są rowki prowadzące w kształcie fali. Powstały dwupokładowy wirnik ma 4 faliste łopaty przymocowane do siebie pod kątem prostym. Oznacza to, że pomiędzy każdymi dwoma naleśnikami ze sklejki przymocowanymi do piast znajdują się 2 duraluminiowe ostrza zakrzywione w kształcie fali.

Konstrukcja ta jest zamontowana centralnie na stalowym sworzniu, który przekaże moment obrotowy na generator. Własnoręcznie wykonane wiatraki (5 kW) tej konstrukcji ważą około 16-18 kg, mają wysokość 160-170 cm i średnicę podstawy 80-90 cm.

Rzeczy do rozważenia

Wiatrak-„barrel9raquo; można zamontować nawet na dachu budynku, chociaż wystarczy wieża o wysokości 3-4 metrów. Należy jednak koniecznie chronić obudowę generatora przed naturalnymi opadami atmosferycznymi. Zaleca się także zainstalowanie akumulatorowego urządzenia magazynującego energię.

Aby uzyskać prąd przemienny ze stałego prądu trójfazowego, w obwodzie musi znajdować się również konwerter.

Jak zrobić pionowy generator wiatrowy własnymi rękami

W ostatnim czasie miłośnicy odnawialnych źródeł energii preferują pionowe konstrukcje turbin wiatrowych. Poziome odchodzą do historii. Chodzi nie tylko o to, że łatwiej jest własnoręcznie wykonać pionowy generator wiatrowy niż poziomy. Głównym motywem tego wyboru jest wydajność i niezawodność.

Zalety pionowej turbiny wiatrowej

1. Konstrukcja pionowa Wiatrak lepiej łapie wiatr: nie ma potrzeby określania, skąd wieje i ustawiania łopatek zgodnie z przepływem powietrza. 2. Instalacja takiego sprzętu nie wymaga wysokiej lokalizacji, co oznacza, że pionowy wiatrak własnymi rękami będzie łatwiejszy w utrzymaniu. 3. Konstrukcja zawiera mniej ruchomych części, co zwiększa jej niezawodność. 4. Optymalny profil łopat zwiększa wydajność turbiny wiatrowej. 5. Generator wielobiegunowy używany do wytwarzania energii elektrycznej jest mniej hałaśliwy.

Powiemy Ci, jak wykonać części i zmontować pionowy generator wiatrowy własnymi rękami.

Algorytm wykonania turbiny własnymi rękami

1. Podpory (górne i dolne) ostrzy to dwa koncentryczne okręgi tej samej wielkości. Wykonane są z tworzywa ABS - wycinane wyrzynarką. W jednym z nich wykonany jest otwór o średnicy 300 mm (będzie to górny).

2. Dolny wspornik powinien opierać się na piaście, która może być piastą samochodową. Aby połączyć części, należy zaznaczyć i wywiercić 4 otwory. 3. Montując pionowy generator wiatrowy własnymi rękami, zwróć szczególną uwagę na mocowanie ostrzy. Aby prawidłowo ustawić ostrza, potrzebny jest szablon. Na dolnym wsporniku narysujemy sześcioramienną gwiazdę (Gwiazdę Dawida), której rogi będą znajdować się na krawędzi koła. Rzutujemy rysunek na górny wspornik. Ostrza wykonane są z cienkiego blacha w postaci paska o długości 1160 mm, którego szerokość jest nieco większa niż bok promienia gwiazdy.

4. Łopatki zabezpieczamy dwoma narożnikami u góry i u dołu i należy je wygiąć tak, aby utworzyło się ćwierćokręgu. Umieszcza się je jeden za drugim wzdłuż okręgu, umieszczając je na krawędziach promieni.

Wykonujemy rotor

1. Podstawy pod rotor o średnicy 400 mm wycinamy ze sklejki o grubości 10 mm. Trwałe magnesy neodymowe o dużej indukcyjności mocowane są wzdłuż zewnętrznego promienia za pomocą gwoździ w płynie lub kleju epoksydowego. Ułożone są podobnie jak cyfry na tarczy zegarka (dokładnie 12 sztuk), z zachowaniem biegunowości (zaleca się je zaznaczyć). Aby magnesy nie przesuwały się z miejsca, mocuje się je tymczasowo za pomocą przekładek wykonanych z drewnianych klinów.

2. Drugi wirnik jest wykonany podobnie i symetrycznie do pierwszego. Różnica polega na polaryzacji magnesów - powinna być przeciwna.

Jak złożyć stojan

Stojan jest złożony z 9 cewek. Powinny istnieć trzy grupy cewek połączonych szeregowo (po 3 sztuki w grupie): koniec poprzedniej łączy się z początkiem następnej (układ gwiazdy). Cewki rozmieszczone są symetrycznie na wierzchołkach trzech trójkątów wpisanych w okrąg. Nawijanie w toku drut miedzianyŚrednica 0,51 mm (typ 24 AWG). Wymaganych jest 320 obrotów. Umożliwi to uzyskanie na wyjściu generatora napięcia 100 V przy 120 obr./min. turbiny. Możesz własnoręcznie wykonać pionowy generator wiatrowy o różnych parametrach napięcia wyjściowego i prądu, zmniejszając/zwiększając liczbę zwojów i średnicę drutu uzwojenia stojana. Zwoje cewek są nawinięte w ten sam sposób. Należy obserwować kierunek nawijania oraz zaznaczyć jego początek i koniec. Na zewnętrzny zwój nakłada się klej epoksydowy, a w czterech miejscach nawija się taśmę izolacyjną, aby zapobiec jej odwijaniu.

Zasady i niuanse łączenia cewek

Końce cewek należy oczyścić z izolacji lakierowej. Połączenia wykonuje się poprzez lutowanie. Tak przygotowane cewki umieszcza się na kartce papieru, na której nanoszony jest schemat ich umiejscowienia (zgodnie z położeniem magnesów trwałych wirnika). Zabezpiecz je taśmą. Wszystkie wolne pola papieru (z wyjątkiem środków zwojów) uszczelnia się włóknem szklanym, zalewając żywicą epoksydową z utwardzaczem. Zaciski uzwojenia muszą znajdować się na zewnątrz lub wewnątrz stojana. Aby przymocować wspornik, w stojanie wykonuje się otwory.

Końcowy montaż i instalacja

Na jednej osi (od góry do dołu) montowane są następujące elementy: niższe wsparciełopatki, dysk z magnesem trwałym (górna podstawa wirnika), stojan, dolna podstawa wirnika i piasta. Wszystkie elementy mocowane są do wspornika za pomocą kołków. Dla dobrego kontaktu stosujemy śruby ze stali nierdzewnej. Po sfinalizowaniu pozostałych szczegółów otrzymujemy gotowe urządzenie. Pionowy wiatrak własnymi rękami należy zainstalować na otwartej przestrzeni, gdzie siła wiatru jest największa. Wskazane jest, aby w pobliżu nie było wysokich konstrukcji. Wtedy generator wiatrowy będzie sprawnie wytwarzał prąd, co pozwoli zaoszczędzić pieniądze.

Generatory wiatrowe z pionową osią obrotu

W tym dziale znajdują się różne konstrukcje generatorów wiatrowych z pionową osią obrotu, wykonane przez wentylatory tego typu generatorów wiatrowych. Istnieje wiele typów i odmian pionowych generatorów wiatrowych. Pierwotniaki Savonius lub proste beczki, i bardziej zaawansowane rotory Daria, które są bardziej obrotowe, ale tutaj każdy typ ma swoje zalety i wady.

Wirnik Onipka

Opis wirnika Onipko. Co to jest? Kolejny projekt do znalezienia inwestorów czy jest to naprawdę efektywny generator wiatrowy

Pionowy generator wiatrowy

Pionowy generator wiatrowy o nietypowej konstrukcji

Ciekawa konstrukcja generatora wiatrowego, którego generator wykonany jest z silnika asynchronicznego, ale generator składa się z trzech stojanów i potrójnego wirnika. W nietypowy sposób obraca się także dwułopatkowy rotor z łopatkami z poliwęglanu.

Wiatrak wykonany z beczek ze składanymi ostrzami

Generator wiatrowy wykonany z beczek cynowych. Generator składa się z silnika asynchronicznego o mocy 2,2 kW, którego wirnik jest wykonany z magnesów neodymowych. Napęd do generatora napędzany jest paskiem. Łopaty wiatraka składają się pod wpływem ciężarków odśrodkowych, chociaż na wietrze otwierają się i zamykają, gdy poruszają się pod wiatr.

Generator wiatrowy z koła silnikowego

Kilka zdjęć małego pionowego generatora wiatrowego. Jako generator wykorzystano silnik kołowy ze skutera, moment obrotowy przenoszony był na generator za pomocą łańcucha, w proporcji około 1:2,5. Wymiary rotora to 1*1,6 metra, wysokość masztu to 9 metrów. Przy przeciętnym wietrze wiatrak ten wytwarza do 3 A i 17 V, aby naładować baterię alkaliczną.

Generator wiatrowy do poboru wody

Konstrukcja tego generatora wiatrowego, który stał się już legendarny w rozległości RuNet, napędza domową pompę i pompuje wodę z jeziora. Początkowo wiatrak miał ładować akumulator, jednak zbyt małe prędkości zniweczyły wszelkie próby wytworzenia prądu.

Pionowy generator wiatrowy, wirnik Ugrinsky'ego

Domowy generator wiatrowy z pionową osią obrotu i rozmiarem wirnika 0,75 * 1,6 m. Konstrukcja łopatek zgodnie z rysunkami wirnika Ugrinsky'ego to ulepszony Savonius, w rzeczywistości KIJÓW tego projektu jest wyższy. Konstrukcja wykonana jest z dwóch bloków ustawionych pod kątem 90 stopni, materiał to sklejka i aluminium. Generator dla tego wiatraka jest typu osiowego wykorzystującego magnesy trwałe.

Moc turbiny wiatrowej wynosi około 50 watów przy wietrze 7-8 m/s.

Domowy generator wiatrowy typu Savonius

Domowy pionowy generator wiatrowy o wielkości wirnika 1,8 * 1 m. Jako generator, przerobiony generator samochodowy.

Moc turbiny wiatrowej wynosi 60 watów przy wietrze 10 m/s, czyli niewiele, ale generator wymaga poprawy.

Pionowy generator wiatrowy DIY

Pionowy generator wiatrowy zrób to sam Energia alternatywna rozwija się dziś w bardzo szybkim tempie. Na przykład generator wiatrowy o osi pionowej nie jest już nowością. W

Jedną z najtańszych opcji wykorzystania odnawialnych źródeł energii jest wykorzystanie energii wiatru. Aby dowiedzieć się, jak wykonać obliczenia, samodzielnie złożyć i zainstalować wiatrak, przeczytaj ten artykuł.

Klasyfikacja generatorów wiatrowych

Instalacje są klasyfikowane w oparciu o następujące kryteria dotyczące turbin wiatrowych:

położenie osi obrotu;
liczba ostrzy;
materiał elementu;
skok śmigła.

Turbiny wiatrowe z reguły mają projekt z poziomą i pionową osią obrotu.

Wersja z osią poziomą - konstrukcja śmigła z jedną, dwiema, trzema lub większą liczbą łopatek. Jest to najczęstsza konstrukcja elektrowni powietrznych ze względu na wysoką sprawność.

Wersja z osią pionową - konstrukcje ortogonalne i karuzelowe na przykładzie wirników Darrieusa i Savoniusa. Należy doprecyzować dwie ostatnie koncepcje, gdyż obie mają pewne znaczenie w projektowaniu generatorów wiatrowych.

Wirnik Darrieusa to ortogonalna konstrukcja turbiny wiatrowej, w której łopaty aerodynamiczne (dwie lub więcej) są rozmieszczone symetrycznie względem siebie w określonej odległości i zamontowane na promieniowych belkach. Wystarczająco trudna opcja turbina wiatrowa wymagająca starannego aerodynamicznego projektu łopat.

Wirnik Savonius to turbina wiatrowa o konstrukcji karuzelowej, w której dwie półcylindryczne łopaty są umieszczone jedna na drugiej, tworząc ogólnie sinusoidalny kształt. Współczynnik przydatna akcja konstrukcji jest niewielka (ok. 15%), ale można ją prawie podwoić, jeśli łopaty zostaną ustawione w kierunku fali nie poziomo, ale pionowo i zostanie zastosowana konstrukcja wielopoziomowa z przesunięciem kątowym każdej pary łopatek względem pozostałych pary.

Zalety i wady turbin wiatrowych

Zalety tych urządzeń są oczywiste, szczególnie w odniesieniu do domowych warunków pracy. Użytkownicy turbin wiatrowych faktycznie mają możliwość wygenerowania darmowej energii elektrycznej, nie licząc niewielkich kosztów budowy i utrzymania. Jednak wady elektrowni wiatrowych są również oczywiste.

Zatem, aby instalacja mogła pracować wydajnie, muszą zostać spełnione warunki stabilności przepływów wiatru. Człowiek nie jest w stanie stworzyć takich warunków. Jest to wyłącznie przywilej natury. Kolejnym mankamentem technicznym jest niska jakość wytwarzanej energii elektrycznej, co powoduje konieczność uzupełniania systemu o drogie moduły elektryczne (powielacze, ładowarki, akumulatory, przetwornice, stabilizatory).

Być może zalety i wady pod względem cech każdej modyfikacji turbin wiatrowych bilansują się na poziomie zerowym. Jeżeli modyfikacje poziomo-osiowe charakteryzują się dużą wartością sprawności, to dla stabilnej pracy wymagają zastosowania regulatorów kierunku przepływu wiatru i urządzeń zabezpieczających przed wiatrami huraganowymi. Modyfikacje w osi pionowej mają niską wydajność, ale działają stabilnie bez mechanizmu śledzenia kierunku wiatru. Jednocześnie takie turbiny wiatrowe wyróżniają się niskim poziomem hałasu, eliminują efekt „rozprzestrzeniania się” przy silnym wietrze i są dość zwarte.

Domowe generatory wiatrowe

Wykonanie „wiatraka” własnymi rękami jest zadaniem całkowicie do rozwiązania. Ponadto konstruktywne i racjonalne podejście do biznesu pomoże zminimalizować nieuniknione wydatki finansowe. Przede wszystkim warto naszkicować projekt, przeprowadzić go niezbędne obliczenia równoważenie i moc. Działania te będą nie tylko kluczem do udanej budowy elektrowni wiatrowej, ale także kluczem do utrzymania integralności całego zakupionego sprzętu.

Najlepiej zacząć od zbudowania mikrowiatora o mocy kilkudziesięciu watów. W przyszłości zdobyte doświadczenie pomoże stworzyć potężniejszy projekt. Tworzenie domu generator wiatrowy, nie powinieneś koncentrować się na uzyskaniu wysokiej jakości energii elektrycznej (220 V, 50 Hz), ponieważ ta opcja będzie wymagała znacznych inwestycji finansowych. Rozsądniej jest ograniczyć się do wykorzystania pierwotnie pozyskanej energii elektrycznej, którą można z powodzeniem wykorzystać bez konwersji na inne cele, np. do wspomagania instalacji grzewczych i zaopatrzenia w ciepłą wodę zbudowanych na grzejnikach elektrycznych (TEH) – urządzenia takie nie wymagają stabilne napięcie i częstotliwość. Dzięki temu możliwe jest stworzenie prostego obwodu działającego bezpośrednio z generatora.

Najprawdopodobniej nikt nie będzie argumentował, że ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę w domu mają mniejsze znaczenie sprzęt AGD I oprawy oświetleniowe, do zasilania których często próbują instalować przydomowe wiatraki. Budowa turbin wiatrowych ma właśnie na celu zaopatrzenie domu w ciepło i tarapaty- minimalne koszty i prostota konstrukcji.

Uogólniony projekt domowej turbiny wiatrowej

Strukturalnie projekt domu w dużej mierze naśladuje instalację przemysłową. To prawda, że rozwiązania domowe często opierają się na turbinach wiatrowych o osi pionowej i są wyposażone w generatory prądu stałego niskiego napięcia. Skład modułów turbin wiatrowych przydomowych zasilanych energią elektryczną wysokiej jakości (220 V, 50 Hz):

turbina wiatrowa;
urządzenie do orientacji wiatru;
animator;
Generator prądu stałego (12 V, 24 V);
moduł ładowania akumulatora;
akumulatory (litowo-jonowe, litowo-polimerowe, kwasowo-ołowiowe);
przetwornik Napięcie stałe 12 V (24 V) Napięcie prądu przemiennego 220 V.

Generator wiatrowy PIC 8-6/2,5

Jak to działa? Tylko. Wiatr obraca turbinę wiatrową. Moment obrotowy przenoszony jest przez wzmacniacz na wał generatora prądu stałego. Energia odebrana na wyjściu generatora jest akumulowana w akumulatorach poprzez moduł ładujący. Z zacisków akumulatora do przetwornicy doprowadzane jest stałe napięcie 12 V (24 V, 48 V), gdzie zostaje ono przetworzone na napięcie odpowiednie do zasilania domowych sieci elektrycznych.

O generatorach do wiatraków domowych

Większość projektów krajowych turbin wiatrowych jest zwykle budowana przy użyciu silników prądu stałego o niskiej prędkości. Jest to najprostsza opcja generatora, która nie wymaga modernizacji. Optymalnie - silniki elektryczne z magnesami trwałymi, zaprojektowane na napięcie zasilania około 60-100 woltów. Istnieje praktyka używania generatory samochodowe, ale w tym przypadku wymagane jest wprowadzenie mnożnika, ponieważ generatory własne wytwarzają wymagane napięcie tylko przy wysokich (1800-2500) prędkościach. Jedną z możliwych opcji jest rekonstrukcja silnika asynchronicznego prądu przemiennego, ale jest ona również dość skomplikowana i wymaga precyzyjnych obliczeń, toczenia i montażu magnesów neodymowych w obszarze wirnika. Istnieje opcja trójfazowego silnika asynchronicznego z podłączeniem między fazami kondensatorów o tej samej pojemności. Wreszcie istnieje możliwość wykonania generatora od podstaw własnymi rękami. Istnieje wiele instrukcji na ten temat.

Domowy „wiatrak” o osi pionowej

W oparciu o wirnik Savonius można zbudować dość wydajny i co najważniejsze niedrogi generator wiatrowy. Tutaj jako przykład rozważa się instalację mikroenergetyczną, której moc nie przekracza 20 W. Jednak to urządzenie jest wystarczające, na przykład do dostarczania energii elektrycznej do niektórych urządzeń gospodarstwa domowego pracujących pod napięciem 12 woltów.

Zestaw części:

Blacha aluminiowa o grubości 1,5-2 mm.
Rura z tworzywa sztucznego: średnica 125 mm, długość 3000 mm.
Rura aluminiowa: średnica 32 mm, długość 500 mm.
Silnik prądu stałego (generator potencjału), 30-60V, 360-450 obr/min, np. silnik elektryczny model PIK8-6/2.5.
Kontroler napięcia.
Bateria.

Produkcja rotora Savonius

Z blachy aluminiowej wycięto trzy „naleśniki” o średnicy 285 mm. W środku każdego z nich wywiercone są otwory na rurę aluminiową o średnicy 32 mm. Okazuje się, że jest to coś podobnego do płyt CD. Z plastikowa rura dwa kawałki o długości 150 mm są cięte i przecinane wzdłuż na pół. Rezultatem są cztery półokrągłe ostrza 125x150 mm. Wszystkie trzy aluminiowe „CD” są umieszczane na rurze 32 mm i mocowane w odległości 320, 170, 20 mm od górnego punktu ściśle poziomo, tworząc dwa poziomy. Ostrza są wkładane pomiędzy dyski, po dwa na poziom, i mocowane ściśle jedno względem drugiego, tworząc sinusoidę. W tym przypadku ostrza górnego poziomu są przesunięte względem ostrzy dolnego poziomu pod kątem 90 stopni. Rezultatem jest czterołopatowy rotor Savonius. Do mocowania elementów można użyć nitów, wkrętów samogwintujących, narożników lub innych metod.

Podłączenie do silnika i instalacja na maszcie

Wał silników prądu stałego o powyższych parametrach ma zwykle średnicę nie większą niż 10-12 mm. W celu połączenia wału silnika z rurą turbiny wiatrowej w dolną część rury wciskana jest mosiężna tuleja o wymaganej średnicy wewnętrznej. W ściance rury i tulei wierci się otwór, a następnie wycina się gwint w celu wkręcenia śruby zabezpieczającej. Następnie rurę turbiny wiatrowej nakłada się na wał generatora, po czym połączenie mocuje się na sztywno za pomocą śruby zabezpieczającej.

Pozostała część plastikowej rury (2800 mm) to maszt turbiny wiatrowej. Zespół generatora z kołem Savonius montowany jest na szczycie masztu - wystarczy go wsunąć w rurę aż do oporu. Jako ogranicznik zastosowano metalową osłonę tarczy zamontowaną na przednim końcu silnika, o średnicy nieco większej niż średnica masztu. Na obwodzie pokrywy wywiercone są otwory do mocowania odciągów. Ponieważ średnica obudowy silnika elektrycznego jest mniejsza niż wewnętrzna średnica rury, stosuje się elementy dystansowe lub ograniczniki, aby ustawić generator w środku. Kabel z generatora prowadzony jest wewnątrz rury i wychodzi przez okienko na dole. Podczas montażu należy uwzględnić zabezpieczenie generatora przed wilgocią poprzez zastosowanie uszczelek. Ponownie, w celu ochrony przed opadami atmosferycznymi, nad połączeniem rury turbiny wiatrowej z wałem generatora można zamontować daszek od parasola.

Cała konstrukcja jest zainstalowana na otwartej, dobrze wentylowanej przestrzeni. Pod masztem wykopuje się otwór o głębokości 0,5 metra, do dołu opuszcza się dolną część rury, konstrukcję wyrównuje się odciągami, po czym otwór zalewa się betonem.

Kontroler napięcia (prosta ładowarka)

Wyprodukowany generator wiatrowy z reguły nie jest w stanie wytworzyć napięcia 12 woltów ze względu na niską prędkość obrotową. Maksymalna prędkość obrotowa turbiny wiatrowej przy prędkości wiatru 6-8 m/sek. osiąga wartość 200-250 obr./min. Na wyjściu można uzyskać napięcie około 5-7 woltów. Do ładowania akumulatora wymagane jest napięcie 13,5–15 woltów. Wyjściem jest zastosowanie prostego impulsowego przetwornika napięcia, zmontowanego np. w oparciu o regulator napięcia LM2577ADJ. Dostarczając napięcie prądu stałego 5 woltów na wejście konwertera, napięcie wyjściowe wynosi 12–15 woltów, co wystarcza do naładowania akumulatora samochodowego.

Gotowy konwerter napięcia oparty na LM2577

Ten generator mikrowiatru z pewnością można ulepszyć. Zwiększ moc turbiny, zmień materiał i wysokość masztu, dodaj przetwornicę DC-AC itp.

Elektrownia wiatrowa o osi poziomej

Zestaw części:

Rura z tworzywa sztucznego o średnicy 150 mm, blacha aluminiowa o grubości 1,5-2,5 mm, blok drewniany 80x40 o długości 1 m, instalacja wodno-kanalizacyjna: kołnierz - 3, kąt - 2, trójnik - 1.
Silnik elektryczny prądu stałego (generator) 30-60 V, 300-470 obr./min.
Koło pasowe do silnika o średnicy 130-150 mm (aluminium, mosiądz, tekstolit itp.).
Rury stalowe o średnicy odpowiednio 25 mm i 32 mm oraz długości 35 mm i 3000 mm.
Moduł ładowania akumulatorów.
Baterie.
Przetwornica napięcia 12 V - 120 V (220 V).

Produkcja „wiatraka” o osi poziomej

Do wykonania łopatek turbin wiatrowych potrzebna jest plastikowa rura. Odcinek takiej rury o długości 600 mm jest cięty wzdłuż na cztery identyczne segmenty. Wiatrak wymaga trzech łopat, które powstają z powstałych segmentów poprzez przecięcie części materiału po przekątnej na całej długości, ale nie dokładnie od rogu do rogu, ale od dolnego rogu do górnego rogu, z lekkim wcięciem od tego ostatniego . Obróbka dolnej części segmentów sprowadza się do utworzenia płatka mocującego na każdym z trzech segmentów. Aby to zrobić, wzdłuż jednej krawędzi wycina się kwadrat o wymiarach około 50 x 50 mm, a pozostała część służy jako płatek mocujący.

Łopaty turbiny wiatrowej mocowane są do koła pasowego za pomocą połączenia śrubowe. Koło pasowe montowane jest bezpośrednio na wale silnika elektrycznego prądu stałego - generatora. Jako podwozie turbiny wiatrowej stosuje się prosty drewniany klocek o przekroju 80x40 mm i długości 1 m. Generator jest montowany na jednym końcu drewnianego klocka. Na drugim końcu belki zamontowany jest „ogon” wykonany z blachy aluminiowej. W dolnej części bloku przymocowana jest metalowa rurka o średnicy 25 mm, która ma pełnić funkcję wału mechanizmu obrotowego. Jako maszt zastosowano trzymetrową metalową rurę o średnicy 32 mm. Górna część masztu to tuleja mechanizmu obrotowego, w którą wkładana jest rura turbiny wiatrowej. Podpora masztu wykonana jest z arkusza grubej sklejki. Na tym wsporniku w postaci dysku o średnicy 600 mm montowana jest konstrukcja z części hydraulicznych, dzięki której maszt można w łatwy sposób podnosić i opuszczać, a także montować lub demontować. Do zabezpieczenia masztu służą odciągi.

Cała elektronika turbiny wiatrowej jest zamontowana w oddzielnym module, którego interfejs umożliwia podłączenie akumulatorów i obciążeń konsumenckich. W skład modułu wchodzi kontroler ładowania akumulatora oraz przetwornica napięcia. Takie urządzenia można złożyć samodzielnie, jeśli masz odpowiednie doświadczenie, lub kupić na rynku. Na rynku dostępnych jest wiele różnych rozwiązań, które pozwalają na uzyskanie pożądanych napięć i prądów wyjściowych.

Połączone turbiny wiatrowe

Połączone turbiny wiatrowe są poważną opcją dla domowego modułu energetycznego. W rzeczywistości kombinacja polega na połączeniu generatora wiatrowego, baterii słonecznej, elektrowni na olej napędowy lub benzynę w jeden system. Można łączyć na wszystkie możliwe sposoby, w zależności od swoich możliwości i potrzeb. Naturalnie, gdy dostępna jest opcja „trzy w jednym”, jest to najbardziej skuteczne i niezawodne rozwiązanie.

Również łączenie turbin wiatrowych wiąże się z tworzeniem elektrowni wiatrowych, które obejmują jednocześnie dwie różne modyfikacje. Na przykład, gdy rotor Savonius i tradycyjna maszyna trójłopatkowa pracują w jednej kombinacji. Pierwsza turbina pracuje przy małych prędkościach wiatru, druga tylko przy nominalnych. Pozwala to zachować sprawność instalacji, wyeliminować nieuzasadnione straty energii, a w przypadku generatorów asynchronicznych kompensuje prądy bierne.

Systemy kombinowane są technicznie złożonymi i kosztownymi opcjami do praktyki domowej.

Obliczanie mocy elektrowni wiatrowej

Aby obliczyć moc poziomo-osiowego generatora wiatrowego, możesz skorzystać ze standardowego wzoru:

N = p S V3 / 2
N— moc instalacji, W
P- gęstość powietrza (1,2 kg/m3)
S— powierzchnia nadmuchu, m2
V— prędkość przepływu wiatru, m/s

Przykładowo moc instalacji o maksymalnej rozpiętości łopat 1 metr przy prędkości wiatru 7 m/s będzie wynosić:

N= 1,2 · 1 343 / 2 = 205,8 W

Przybliżone obliczenie mocy turbiny wiatrowej stworzonej w oparciu o wirnik Savonius można obliczyć korzystając ze wzoru:

N = p R H. V3
N— moc instalacji, W
R— promień wirnika, m
V— prędkość wiatru, m/sek

Przykładowo dla projektu elektrowni wiatrowej z wirnikiem Savonius o którym mowa w tekście, wartość mocy przy prędkości wiatru 7 m/sek. będzie:

N= 1,2 · 0,142 · 0,3 · 343 = 17,5 W

Często właściciele domów prywatnych mają pomysł na realizację systemy zasilania rezerwowego. Najprostszą i najbardziej dostępną metodą jest oczywiście generator, ale wiele osób zwraca uwagę na coś więcej złożone sposoby zamianę tzw. darmowej energii (promieniowania, energii płynącej wody czy wiatru) na.

Każda z tych metod ma swoje zalety i wady. Jeśli wszystko jest jasne przy użyciu strumienia wody (minielektrownia wodna) - jest to możliwe tylko w bezpośrednim sąsiedztwie dość szybko płynącej rzeki, to światło słoneczne lub wiatr można wykorzystać niemal wszędzie. Obydwa te sposoby będą miały też wspólną wadę – jeśli turbina wodna może pracować całą dobę, to bateria słoneczna lub generator wiatrowy działa tylko na chwilę, co powoduje konieczność włączenia akumulatorów w strukturę domowej sieci elektrycznej .

Ponieważ warunki panujące w Rosji (krótkie godziny dzienne przez większą część roku, częste opady) sprawiają, że wykorzystanie paneli słonecznych jest nieefektywne przy ich obecnych kosztach i wydajności, najbardziej opłacalny jest projekt generator wiatrowy . Rozważmy jego zasadę działania i możliwe opcje projekty.

Ponieważ żaden domowe urządzenie ten nie jest podobny do drugiego artykuł nie instrukcje krok po kroku , ale opis podstawowych zasad projektowania generatorów wiatrowych.

Ogólna zasada działania

Głównymi częściami roboczymi generatora wiatrowego są łopaty obracane przez wiatr. W zależności od położenia osi obrotu generatory wiatrowe dzielą się na poziome i pionowe:

Poziome generatory wiatrowe najbardziej rozpowszechniony. Ich łopaty mają konstrukcję podobną do śmigła samolotu: w pierwszym przybliżeniu są to płyty nachylone w stosunku do płaszczyzny obrotu, które przekształcają część obciążenia pochodzącego od ciśnienia wiatru na obrót. Ważną cechą poziomego generatora wiatrowego jest konieczność zapewnienia obrotu zespołu łopat zgodnie z kierunkiem wiatru, ponieważ maksymalną wydajność zapewnia się, gdy kierunek wiatru jest prostopadły do płaszczyzny obrotu.
Ostrza pionowy generator wiatrowy mają kształt wypukło-wklęsły. Ponieważ opływ strony wypukłej jest większy niż strony wklęsłej, taki generator wiatrowy zawsze obraca się w jednym kierunku, niezależnie od kierunku wiatru, co sprawia, że mechanizm obracający jest zbędny, w przeciwieństwie do poziomych turbin wiatrowych. Jednocześnie z uwagi na to, że w dowolnym momencie pożyteczna praca wykonuje tylko część łopatek, a reszta jedynie przeciwdziała obrotowi, Sprawność pionowej turbiny wiatrowej jest znacznie niższa niż poziomej: jeśli dla trójłopatowego poziomego generatora wiatrowego liczba ta osiągnie 45%, to dla pionowego nie przekroczy 25%.

Ponieważ średnia prędkość wiatru w Rosji jest nawet niska duży wiatrak W większości przypadków będzie się obracał dość powoli. Aby zapewnić wystarczające zasilanie, należy go podłączyć do generatora za pomocą przekładni podwyższającej, paska lub przekładni. W wiatraku poziomym zespół łopatka-przekładnia-generator jest zamontowany na obrotowej głowicy, co pozwala im podążać za kierunkiem wiatru. Należy wziąć pod uwagę, że głowica obrotowa musi posiadać ogranicznik uniemożliwiający wykonanie pełnego obrotu, gdyż w przeciwnym razie okablowanie od generatora zostanie przerwane (opcja zastosowania podkładek kontaktowych, które umożliwiają swobodne obracanie się głowicy, jest bardziej skomplikowany). Aby zapewnić obrót, generator wiatrowy jest uzupełniony łopatką roboczą skierowaną wzdłuż osi obrotu.

Najpopularniejszym materiałem na ostrza jest rura PVC o dużej średnicy, cięta wzdłużnie. Wzdłuż krawędzi są one nitowane metalowymi płytkami przyspawanymi do piasty zespołu ostrza. Rysunki tego rodzaju ostrzy są najszerzej rozpowszechniane w Internecie.

Film opowiada o generatorze wiatrowym wykonanym przez ciebie

Obliczanie łopatkowego generatora wiatrowego

Ponieważ dowiedzieliśmy się już, że poziomy generator wiatrowy jest znacznie wydajniejszy, rozważymy obliczenia jego konstrukcji.

Energię wiatru można określić za pomocą wzoru
P=0,6*S*V³, gdzie S jest polem koła opisanym przez końce łopatek śmigła (powierzchnia zamiatania), wyrażonym w metrów kwadratowych, a V to szacunkowa prędkość wiatru w metrach na sekundę. Trzeba także wziąć pod uwagę sprawność samego wiatraka, która dla trójłopatowej konstrukcji poziomej wyniesie średnio 40%, a także sprawność zespołu prądotwórczego, która w szczycie charakterystyki prędkości prądu wynosi 80% dla generatora ze wzbudzeniem z magnesów trwałych i 60% dla generatora z uzwojeniem wzbudzenia. Średnio kolejne 20% mocy będzie zużywane przez skrzynię biegów typu step-up (wzmacniacz). Zatem ostateczne obliczenie promienia wiatraka (czyli długości jego łopaty) dla danej mocy generatora z magnesami trwałymi wygląda następująco:
R=√(P/(0,483*V³))

Przykład: Przyjmijmy, że wymagana moc elektrowni wiatrowej wynosi 500 W, a średnia prędkość wiatru 2 m/s. Wtedy zgodnie z naszym wzorem będziemy musieli zastosować ostrza o długości co najmniej 11 metrów. Jak widać nawet tak mała moc będzie wymagała stworzenia generatora wiatrowego o kolosalnych wymiarach. W przypadku konstrukcji mniej lub bardziej racjonalnych pod względem tworzenia własnych, o długości ostrza nie większej niż półtora metra, generator wiatrowy będzie w stanie wytworzyć tylko 80-90 watów mocy nawet przy silnym wietrze.

Za mało mocy? W rzeczywistości wszystko jest nieco inne, ponieważ tak naprawdę obciążenie generatora wiatrowego zasilane jest z akumulatorów, podczas gdy wiatrak ładuje je tylko w miarę swoich możliwości. W konsekwencji moc turbiny wiatrowej determinuje częstotliwość, z jaką może ona dostarczać energię.

Moc domowego generatora wiatrowego wystarczy do ładowania akumulatorów różnych urządzeń, zapewnienia oświetlenia i ogólnie obsługi domowych urządzeń elektrycznych. Instalując generator wiatrowy, zaoszczędzisz na kosztach energii. W razie potrzeby dane urządzenie można zmontować własnymi rękami. Wystarczy określić podstawowe parametry generatora wiatrowego i zrobić wszystko zgodnie z instrukcją.

Konstrukcja generatora wiatrowego obejmuje kilka łopatek, które obracają się pod wpływem prądów wiatru. W wyniku tego uderzenia powstaje energia obrotowa. Wytworzona energia jest przekazywana przez wirnik do powielacza, który z kolei przekazuje ją do generatora elektrycznego.

Istnieją również konstrukcje generatorów wiatrowych bez powielaczy. Brak mnożnika pozwala znacznie zwiększyć wydajność instalacji.

Generatory wiatrowe można instalować pojedynczo lub w grupach połączonych w farmę wiatrową. Turbiny wiatrowe można także łączyć z generatorami diesla, co pozwoli zaoszczędzić paliwo i zapewni najbardziej efektywną pracę domowej instalacji elektrycznej.

Co musisz wiedzieć zanim przystąpisz do montażu generatora wiatrowego?

Zanim zaczniesz montować generator wiatrowy, musisz zdecydować o kilku podstawowych punktach.

Pierwszy krok. Wybierz odpowiedni typ projektu turbiny wiatrowej. Instalacja może być pionowa lub pozioma. W przypadku samodzielnego montażu lepiej wybrać modele pionowe, ponieważ są łatwiejsze w produkcji i wyważaniu.

Drugi krok. Określ odpowiednią moc. W tym momencie wszystko jest już indywidualne – skup się na własnych potrzebach. Aby uzyskać większą moc, należy zwiększyć średnicę i masę wirnika.

Zwiększanie tych charakterystyk będzie powodowało pewne trudności na etapie mocowania i wyważania koła generatora wiatrowego. Weź ten moment pod uwagę i obiektywnie oceń swoje możliwości. Jeśli jesteś początkujący, rozważ instalację kilku generatorów wiatrowych średniej mocy zamiast jednej bardzo wydajnej jednostki.

Trzeci krok. Zastanów się, czy jesteś w stanie samodzielnie wykonać wszystkie elementy generatora wiatrowego. Każdy szczegół musi być dokładnie obliczony i wykonany w pełnej zgodności z analogami fabrycznymi. Jeśli nie masz niezbędnych umiejętności, lepiej kupić gotowe elementy.

Czwarty krok.

Wybierz odpowiednie baterie. Akumulatory samochodowe lepiej odmówić, bo... są krótkotrwałe, wybuchowe i wymagają opieki i konserwacji. Więcej preferowana opcja

są akumulatorami szczelnymi. Kosztują kilka razy więcej, ale wytrzymują kilka razy dłużej i ogólnie mają lepszą wydajność.

Zwróć szczególną uwagę na dobór odpowiedniej ilości ostrzy. Najpopularniejsze są generatory wiatrowe z 2 i 3 łopatami. Jednak takie instalacje mają wiele wad.

Kiedy pracuje generator z 2 lub 3 łopatkami, powstają silne siły odśrodkowe i żyroskopowe. Pod wpływem wspomnianych sił znacznie wzrasta obciążenie głównych elementów generatora wiatrowego. Co więcej, w niektórych momentach siły działają w opozycji do siebie. Aby wyrównać przychodzące obciążenia i zachować integralność konstrukcji generatora wiatrowego, należy wykonać kompetentne obliczenia aerodynamiczne łopatek i wyprodukowanie ich dokładnie według obliczonych danych.

Nawet minimalne błędy kilkukrotnie zmniejszają wydajność instalacji i zwiększają prawdopodobieństwo wcześniejszej awarii generatora wiatrowego.

Należy pamiętać, że wraz ze wzrostem liczby łopat wzrasta poziom wibracji powstających podczas pracy generatora wiatrowego. Jednostki z dwoma ostrzami są trudniejsze do wyważenia, zwłaszcza dla niedoświadczonego użytkownika. W związku z tym wiatraki z dwiema łopatami będą emitować dużo hałasu i wibracji.

Daj swój wybór generatorowi wiatrowemu z 5-6 łopatami. Praktyka pokazuje, że takie modele są najbardziej optymalne do samodzielnej produkcji i użytku w domu.

Zaleca się wykonanie wkrętu o średnicy około 2 m. Prawie każdy poradzi sobie z montażem i wyważeniem. Kiedy już nabierzesz doświadczenia, możesz spróbować złożyć i zamontować koło z 12 ostrzami. Montaż takiego urządzenia będzie wymagał więcej wysiłku. Wzrośnie także zużycie materiałów i koszty czasu. Natomiast 12 łopat pozwoli na uzyskanie mocy na poziomie 450-500 W nawet przy słabym wietrze 6-8 m/s.

Należy pamiętać, że przy 12 ostrzach koło będzie dość wolne, co może prowadzić do różnych problemów. Na przykład będziesz musiał złożyć specjalną skrzynię biegów, która jest bardziej złożona i kosztowna w produkcji.

Zatem, najlepsza opcja dla początkującego domowa złota rączka to generator wiatrowy z kołem o średnicy 200 cm, wyposażony w 6 łopat średniej długości.

Elementy i narzędzia montażowe

Montaż wiatraka będzie wymagał wielu różnych komponentów i akcesoriów. Zbierz i kup wszystko, czego potrzebujesz, z wyprzedzeniem, aby nie martwić się o to w przyszłości.

W zależności od warunków konkretnej sytuacji lista niezbędnych narzędzi może się nieznacznie różnić. W tym momencie będziesz samodzielnie nawigować w postępie prac.

Przewodnik krok po kroku dotyczący montażu generatora wiatrowego

Montaż i instalacja domowego generatora wiatrowego odbywa się w kilku etapach.

Pierwszy etap.

Drugi etap. Przygotuj wirnik i koło pasowe. Koło pasowe jest kołem ciernym. Na obwodzie takiego koła znajduje się rowek lub obręcz. Wybierając średnicę wirnika, należy skupić się na średniej rocznej prędkości wiatru. Zatem przy średniej prędkości 6-8 m/s wirnik o średnicy 5 m będzie bardziej wydajny niż wirnik o średnicy 4 m.

Trzeci etap. Wykonaj łopaty przyszłego generatora wiatrowego. Aby to zrobić, weź beczkę i podziel ją na kilka równych części zgodnie z wybraną liczbą ostrzy. Oznacz ostrza markerem, a następnie wytnij elementy. Do cięcia idealnie nadaje się szlifierka, można też używać metalowych nożyczek.

Czwarty etap. Przymocuj dolną część beczki do koła pasowego generatora. Do mocowania użyj śrub. Następnie musisz zgiąć ostrza na lufie. Nie przesadzaj, w przeciwnym razie gotowa instalacja będzie niestabilna. Ustaw odpowiednią prędkość obrotową generatora wiatrowego zmieniając wygięcie łopatek.

Piąty etap.

Podłącz przewody do generatora i zmontuj je w obwód w dawce. Przymocuj generator do masztu. Podłącz przewody do generatora i masztu. Zmontuj generator w obwód. Podłącz także akumulator do obwodu. Należy pamiętać, że maksymalna dopuszczalna długość przewodu dla tej instalacji wynosi 100 cm. Podłączyć obciążenie za pomocą przewodów.

Montaż jednego generatora zajmuje średnio 3-6 godzin, w zależności od dostępnych umiejętności i ogólnej wydajności rzemieślnika.

Generator wiatrowy wymaga regularnej pielęgnacji i konserwacji. 2-3 tygodnie po zainstalowaniu nowego generatora potrzebujesz zdemontuj urządzenie i upewnij się, że istniejące mocowania są pewne
. Dla własnego bezpieczeństwa sprawdzaj mocowania tylko przy słabym wietrze. Nasmarować łożyska
przynajmniej raz na 6 miesięcy. Gdy pojawią się pierwsze oznaki niewyważenia koła, należy je natychmiast usunąć i wyeliminować wszelkie problemy. Najczęstszą oznaką braku równowagi jest nietypowe drżenie ostrzy. Sprawdzaj szczotki pantografu przynajmniej raz na 6 miesięcy . Co 2-6 lat farba elementy metalowe
instalacje. Regularne malowanie ochroni metal przed zniszczeniem na skutek korozji. Monitoruj stan generatora
. Regularnie sprawdzaj, czy generator nie przegrzewa się podczas pracy. Jeżeli powierzchnia urządzenia nagrzeje się tak bardzo, że trzymanie na niej ręki stanie się bardzo trudne, należy zanieść generator do warsztatu.. Wszelkie zanieczyszczenia należy jak najszybciej usunąć ze styków, ponieważ... znacznie zmniejszają wydajność instalacji. Należy zwracać uwagę na stan mechaniczny styków. Przegrzanie urządzenia, spalone uzwojenia i inne podobne wady - wszystko to należy natychmiast wyeliminować.

Zatem montaż generatora wiatrowego nie jest skomplikowany. Wystarczy przygotować wszystkie niezbędne elementy, zmontować instalację zgodnie z instrukcją i podłączyć gotowe urządzenie do sieci elektrycznej. Odpowiednio zmontowany generator wiatrowy dla Twojego domu stanie się niezawodnym źródłem darmowego prądu. Postępuj zgodnie z otrzymanymi instrukcjami, a wszystko się ułoży.

Powodzenia!

Wideo - Generatory wiatrowe zrób to sam dla domu

Wytwarzanie energii elektrycznej z wykorzystaniem wiatru staje się jednym z nich trendy w modzie ostatnie czasy. Domowy generator wiatrowy, należący do technicznych środków alternatywnej energii elektrycznej, zyskał zasłużoną popularność, ponieważ jego użytkowanie zapewnia właścicielowi szereg korzyści:

energia wiatrowa jest przyjaznym dla środowiska sposobem wytwarzania energii elektrycznej, nie wytwarzającym odpadów;
łatwy w użyciu dzięki swojemu wysoka niezawodność i niskie koszty eksploatacji;
można go zainstalować niezależnie przy minimalnych umiejętnościach w budownictwie i elektrotechnice;
z biegiem czasu jego atrakcyjność będzie jedynie rosła ze względu na nieunikniony wzrost stawek dostawców energii elektrycznej.

Konstrukcja i zasada działania

Każdy generator wiatrowy składa się z kilku standardowych powiększonych bloków. Jednostka koniecznie zawiera turbinę, która obraca się pod wpływem przepływu powietrza, bezpośrednio lub najczęściej poprzez przekładnię podwyższającą, przenosi wygenerowany moment obrotowy na wał generatora elektrycznego. Wirnik obraca się wewnątrz stojana opartego na magnesach neodymowych, w wyniku czego wytwarzana jest energia elektryczna.

Konstrukcję małego generatora wiatrowego pokazano na rysunku 1.

Ryż. 1. Projekt domowego generatora wiatrowego

Energia elektryczna wytwarzana przez generator wiatrowy trafia do pośredniego urządzenia magazynującego, którego funkcje przejmuje najczęściej akumulator. Prąd dostarczany z akumulatora zasila falownik, z którego wyjścia usuwane jest normalne napięcie przemienne 220 V o częstotliwości domowej.

Obecność baterii jest obowiązkowa, ponieważ pozwala na wygładzenie wahań mocy pobieranej z turbiny. Rolę w tym odgrywa fakt, że przydomowy generator wiatrowy pracuje stabilnie przy prędkościach wiatru 6 m/s i większych, podczas gdy średnioroczna wartość tego parametru w większości Rosji jest około półtora razy niższa.

Niezbędne przełączanie, regulacje i inne funkcje są realizowane przez jednostkę automatyki.

Odpowiedni poziom niezawodności działania osiąga się, jeśli w konstrukcji przewidziano rezerwy mocy wyjściowej (zwykle 10 - 20%).

Rodzaje turbin wiatrowych

Główną różnicą między generatorami wiatrowymi jest konstrukcja turbiny powietrznej, która może mieć inną konstrukcję. Zazwyczaj kompletny zestaw jednostek, w oparciu o orientację wału obrotowego turbiny, dzieli się na dwa główne typy: pionowy i poziomy.

Pionowy

Charakterystyczną cechą i główną zaletą pionowego agregatu wiatrowego jest brak rygorystycznych wymagań dotyczących wysokości jego montażu, co znacznie upraszcza wybór miejsca instalacji, proces instalacji i późniejszą konserwację części ruchomych mechanicznie. Turbina powietrzna należy do niskoobrotowej odmiany tej technologii i może być zaprojektowana jako

najprostszy klasyczny wirnik z co najmniej trzema łopatkami ustawionymi pionowo (przykład takiego urządzenia pokazano na rysunku 2);
wirnik dwurzędowy, obecność wewnętrznego rzędu regulowanych łopatek zapewnia mu zwiększoną wydajność)
Wirnik Darii;
Wirnik Savonius;
wirnik helikoidalny.

Bardziej złożony kształt trzech ostatnich typów turbin zapewnia im mniejsze zużycie materiału.

Rysunek 2. Obrotowa turbina powietrzna pionowego generatora wiatrowego

Charakteryzuje się minimalną liczbą ruchomych części; wydajność instalacji w niewielkim stopniu zależy od kierunku wiatru.

Poziomy

Generatory wiatrowe z poziomym wałem turbiny napędzane są przez śmigło. Śmigło może być dwu-, trzy- lub wielołopatowe. Łopatkom niektórych śmigieł czasami nadaje się dość skomplikowany kształt, aby nieznacznie zwiększyć wydajność instalacji. Przykład takiej jednostki pokazano na rysunku 3.

Ryż. 3. Poziomy wielołopatowy generator wiatrowy

Ze względu na dużą średnicę śmigła montuje się je najczęściej na stalowym maszcie rurowym lub kratowym na wysokości do kilkudziesięciu metrów. Przykłady takich masztów pokazano na rys. 4 i rys. 5. Wadą zwiększania wysokości montażu jest zmniejszenie turbulencji przepływu powietrza na skutek osłabienia oddziaływania gruntu tj. wzrost wydajności i generowanej mocy. Biorąc pod uwagę tę cechę, nie zaleca się stosowania turbin wiatrowych tej konstrukcji w wioskach wiejskich ze względu na silny efekt ekranowania sąsiednich budynków.

Rysunek 4. Maszt kratownicowy do montażu poziomego generatora wiatrowego

Ryż. 5. Zespół montażowy do masztu rurowego

Aby zapewnić równowagę momentu obrotowego, generator pokryty jest owiewką wału, która działa jak przeciwwaga dla śmigła. Dodatkowo wydłużona konstrukcja obudowy ułatwia jej orientację „wzdłuż przepływu”.

W porównaniu do urządzenia pionowego pozwala na usunięcie większej mocy. Ceną za to są trudności w wyborze miejsca instalacji, złożoność instalacji, bieżąca konserwacja, a także nieprzyjemność hałas akustyczny w pracy. Ponadto, ze względu na dużą wysokość konstrukcji, poziome generatory wiatrowe koniecznie wymagają ochrony odgromowej.

Małe generatory wiatrowe

Do małych lub domowych generatorów wiatrowych zalicza się zazwyczaj jednostki o mocy nie większej niż 5 kW. W sprzedaż detaliczna Dostępne są agregaty o różnych pojemnościach i wzorach produkcji krajowej i importowanej, co pozwala na dobór odpowiedniego urządzenia bez przepłacania.

Zazwyczaj jednostki dostarczane są w minimalnym zestawie, który:

włącza kontroler;
nie zawiera akumulatora buforowego;
zapewnia montaż urządzenia w miejscu instalacji, pod warunkiem braku lokalnych ograniczeń.

Projekt instalacji urządzeń typu poziomego, ze względu na ich złożoność techniczną, wymaga dokładnego rozważenia, może wymagać konsultacji ze specjalistą;

Koszt modeli o małej mocy zaczyna się od kilkudziesięciu tysięcy rubli i w dużym stopniu zależy od mocy wyjściowej.

Automatyka energetyki wiatrowej

Nowoczesne elektryczne turbiny wiatrowe wyposażone są w rozbudowany system automatyki, który:

znacznie poprawia wydajność;
zapewnia wyrównanie mocy wyjściowej;
sprawia, że praca jest bezpieczna.

Typowy zestaw automatyki składa się z:

ogranicznik prędkości koła wiatrowego przy dużych prędkościach wiatru;
ustawienie koła „z przepływem” (ważne przy poziomych turbinach wiatrowych);
zabezpieczenie przed zwarciem;
wyłączenie w przypadku awarii sprzętu, huraganowego wiatru lub przekroczenia progowego poziomu drgań.

Modele średniej i wysokiej klasy koniecznie obsługują zdalne sterowanie i diagnostykę. Niektóre z jednostek dodatkowo kontrolują kierunek i siłę przepływu powietrza, aby zmaksymalizować moc wyjściową, dobierając odpowiedni kąt montażu całego urządzenia i łopatek turbiny.

Układ hamulcowy

Układ hamulcowy zapobiega mechanicznemu zniszczeniu agregatu w przypadku zbyt dużej prędkości wiatru. Istotą tego systemu jest to, że automatyka zamyka obwody elektryczne układu magnetycznego generatora, co prowadzi do pojawienia się dużej siły hamowania.

Dodatkowo algorytm działania układu sterowania przewiduje całkowite wyłączenie turbiny powietrznej w czasie huraganowych wiatrów. Próg zatrzymania może być regulowany przez użytkownika; typowe ustawienia fabryczne tego parametru zakładają, że tryb zatrzymania jest aktywowany przy prędkości 80 km/h.

Producenci

Przemysł krajowy ustanowił produkcję seryjną szerokiej gamy domowych generatorów wiatrowych. Ich parametry przedstawiono w tabeli:

Model	Producent	Typ	Moc	Notatka
VG 0,25	Vetro Svet, Rosja	G	250 W	—
VEU-3(4)	SKB Iskra, Rosja	W	3 kW	Model z 4 ostrzami
Seria L	Energia wiatrowa, Rosja	W	0,8 – 10 kW	—
RKraft	Niemcy	G	0,5 – 5 kW	—
Generator wiatrowy M300	Chiny	W	100 – 270 W	Wirnik 6-łopatowy o średnicy 1 m, wadze 11 kg, nie posiada sterownika
Dom Kondora	Grupa EDS, Rosja	G	500 W	3-łopatkowy rotor z włókna szklanego Maksymalna prędkość wiatru 25 m/s Waga 56 kg

Uwaga: G – poziomo, V – pionowo

Plusy i minusy

Główną zaletą elektrowni wiatrowych jest ich autonomia.

Główny wady techniczne sprzęt tego typu uzależniony jest od pogody (oprócz siły wiatru, na którą wpływa także śnieg i deszcz) oraz stosunkowo małej mocy, której średnia wartość nie przekracza kilkuset watów. Wymagają obowiązkowego stosowania pośredniego akumulatora buforowego, który po kilku latach pracy wymaga wymiany.

W porównaniu z generatorami diesla ustępują im pod względem czasu pracy, ale nie wymagają dostarczania paliwa oraz wdrażania skomplikowanych i kosztownych środków bezpieczeństwo przeciwpożarowe jego przechowywanie.

Które na średnich szerokościach geograficznych faktycznie działają maksymalnie przez pięć miesięcy, są zauważalnie lepsze, ponieważ działają przez cały rok.

Przy istniejących taryfach za energię elektryczną nie dają one istotnej korzyści w postaci obniżki kosztów, ale nie okazują się nieopłacalne.

Producenci elektrowni wiatrowych przywiązują dużą wagę do ich wyglądu zewnętrznego. Zatem obecność tego urządzenia w strefie podmiejskiej nie tylko świadczy o „zaawansowaniu technicznym” jego właściciela, ale może również stać się ważnym elementem projektu i wyraźnym przejawem troski o środowisko.

Parametry estetyczne można ocenić na podstawie ryciny 6.

Ryż. 6. Poziomy generator wiatrowy Condor Home produkcji krajowej

Wniosek.

Elektrownie wiatrowe można uznać za pełnoprawne alternatywne źródło energii elektrycznej. Biorąc pod uwagę typowe warunki klimatyczne większości obszarów naszego kraju, zasadne jest łączenie małych generatorów wiatrowych w jeden system z bateria słoneczna I generator diesla. W takim przypadku mogą stać się skutecznym autonomicznym pomocniczym środkiem wytwarzania energii elektrycznej w wiejskim domu lub wiejskim domu.

Być może zainteresują Cię poniższe materiały