Medan ingenjörer och teknologer från stora företag utvecklar projekt för användning av alternativa energikällor inom industrin, hittar hemhantverkare sätt att använda den i hushållet. Dessutom bestäms övergången till icke-standardiserade energigeneratorer inte bara av önskan att spara på el. I dacha och stugbosättningar är avbrott i leveransen av el inte ovanliga, och i vissa regioner finns det inga centrala försörjningsnät alls. För ägare av avlägsna privata fastigheter och de som helt enkelt vill förse sitt hushåll med en oberoende energikälla, föreslås idén om att tillverka en hemmagjord vindgenerator i olika varianter.
Huvuddesign av en väderkvarn
Hem är det enkelt att tillverka en vinddriven generator. Det räcker att ta den fungerande delen av propellern eller bladgruppen, ansluta den till motorn med en elektrisk omvandlare och tänka över energilagringssystemet. Sedan återstår bara att organisera de tekniska förutsättningarna för det skapade arbetetinfrastruktur. Problemet är att för mer eller mindre betydande produktionsvolymer bör designen bestå av fullskaliga arbetsobjekt. Först och främst beräknas hjulaxeln, dess riktning och monteringsmaterial. Till exempel är gör-det-själv vertikala hemgjorda vindkraftverk gjorda av metallplattor som bearbetas på ett speciellt sätt på verktygsmaskiner eller med handverktyg. Felaktig bladgeometri kan resultera i förlust av dragkraft på grund av omkastning av flödet. Denna design kommer att fungera mot vindströmmar.
I sin tur är horisontella installationer inte så krävande för arrangemanget av funktionella organ. De kommer också att behöva blad av en viss konfiguration, men med en förenklad form.
Förutom den fungerande mekaniska delen inkluderar konstruktionen av väderkvarnen den redan nämnda motorn. Det kommer att behöva tillhandahålla omvandling och ackumulering av energi. Som regel är en hemmagjord vindgenerator för hemmet gjord av motorer från hushållsapparater, men det kan finnas andra alternativ. Särskild uppmärksamhet ägnas åt den bärande strukturen. Den kommer att bildas av en massiv metallbaserad ram, ett skyddande fodral, en rambas för att fästa hjälpenheter, ett ställ och andra komponenter.
Specifications
Utan en preliminär beräkning av kapaciteten är det ingen mening att påbörja vidareutvecklingen av en vindgenerator. Hur installationen används beror i slutändan på mängden energi som omvandlas. Och återigen, prestandadesign bestäms av dimensionerna på arbetskroppen och konfigurationen av dess tekniska design. De genomsnittliga parametrarna för ett hemmagjorda vindturbiner kan representeras enligt följande:
- Impellerdiameter 200 cm
- Antal paddelsegment – 6.
- Spänningen för generatorn är 24W.
- Nuvarande - cirka 250 A.
- Generatoreffekt – sträcker sig från 0,2 till 3 kW.
- Vindhastighet upp till 12 m/s.
- Batterikapacitet - 500 Ah
Montering av hjulbladen
Som redan nämnts, i konstruktionen av en komplex struktur av en vertikal väderkvarn, kan man inte klara sig utan en metallplåt. Anodiserad aluminium kan användas, men stålsegment är bättre för hållfasthetsegenskaper, även om de kommer att kräva bearbetning. I alla fall kommer endast hårdmetall att göra det möjligt att montera pålitliga blad för konstruktion av en vertikal hemmagjord vindgenerator. Du kan också göra ett vindhjul för en horisontell struktur med dina egna händer med hjälp av polyvinylklorid (PVC) ämnen. Plast är mer formbar vid bearbetning, okänslig för miljöpåverkan och ljus. Dess nackdelar vilar på mekanisk flexibilitet, så du bör initi alt fokusera på styva PVC-legeringar.
Strukturmässigt lämpliga ämnen kan hittas i tryckrör eller rännsegment. När det gäller plast är det värt att fokusera på en väggtjocklek på 5 mm, en längd på ca 100 cm och en diameter på upp till 15 cm. För att bilda ett segment är det lämpligt att användaen färdig mall, rita konturer från den och gör en utskärning med en sticksåg eller en metallsåg. Balansering av hemmagjorda blad för ett vindturbin utförs genom slipning och finkornig slipning av ytor. Alla hörn och kanter är noggrant avrundade till en enda form.
Nästa, 6 bladelement bör installeras på basen av vindhjulet, i vilka generatorn sedan kommer att integreras. Fästning utförs genom en metallhylsa med en diameter på 20 cm och en tjocklek av 1 cm. Med hjälp av inverter ömtålig svetsning bör landningslister av stål 30 cm långa och 1,2 cm breda svetsas fast i hylsan. Hål ska tillhandahållas i dem för att fixera bladen.
Cykelmotorgenerator
Frågan om att välja en genereringsanläggning är kanske den viktigaste, så flera alternativ kommer att övervägas. Den mest praktiska och bekväma enheten ur installationssynpunkt är en elektrisk cykelmotor, som kan köpas för i genomsnitt 7-10 tusen rubel. Det blir en modell med spänningsegenskaper upp till 250 V och en rotationshastighet på cirka 200 rpm. Därefter ansluts vindhjulskopplingen och den hemmagjorda generatorn. Vindgeneratorn kan fästas på kroppen med bultar, genom att välja hål för att fästa ekrarna. Resultatet ska bli en kompakt, relativt lätt, men inte den mest produktiva installationen för att generera el. Därför är det värt att överväga kraftfullare alternativ.
Design med bilgenerator
När det gäller helheten av arbetskvaliteter, kommer en sådan installationoptimal kraftenhet, och om möjligt rekommenderas att använda traktor- och laststartare. Den största svårigheten kommer att vara att linda enheten med neodymmagneter. De ska limmas på rotorskivorna. Optim alt passande magnetiska element av formatet 25x8 mm i mängden 20 st. I det här fallet bör polerna vara strikt alternerade, annars kommer startmotorn att vara värdelös i designen.
Det är också värt att överge runda magneter till förmån för rektangulära. Faktum är att en hemmagjord vindgenerator från en bilgenerator måste jämnt fördela elektromagnetiska vågor, och runda element kommer inte att kunna stödja denna funktion i rätt utsträckning. Längs de yttre och inre konturerna av magneternas placering är sidornas linjer också organiserade. De kan vara gjorda av plasticine fixerad med epoxilim. Men för större tillförlitlighet är det värt att fylla hela startmotorn med sammandragande harts.
Asynkronmotorapplikation
För enkelhetens skull när du utför installationsarbeten kan du ta ett asynkront kraftverk och, efter en enkel ändring, kombinera det med den mekaniskt arbetande delen av väderkvarnen. Huvuddelen av förfiningen kommer att vara associerad med rotorns spår på en svarv. Efterbehandling görs enligt tjockleken på de magnetiska elementen. Bearbetningsproblemet beror på det faktum att utformningen av asynkronmotorer inte tillhandahåller speciella hylsor för att sätta in magneter, så spåren borras oberoende.
Som med valet av rektangulär elektromagnetiskelement, bildandet av insatser i huset görs för rätt riktning av fältet till startmotorn. Efter teknisk förfining och införandet av arbetsutrustning är det möjligt att fylla strukturen med epoxiharts. Utgången bör vara en hemmagjord vindgenerator på 2 kW eller mer - prestandan kommer att bero på märkeffekten och formatet på de magneter som används. Förresten, var inte rädd för att behandlingsområdet med limkomposition kommer att sjunka spänningen lite. Det är inte av grundläggande betydelse för väderkvarnens prestanda, men det kan mycket väl höja strömstyrkan.
Att använda en hemmagjord magnetgenerator
För underhåll av små batterier kan du begränsa dig till att installera en startmotor av egen tillverkning. Det kommer att ha många nackdelar jämfört med fabriksenheter, men för lågenergikonsumenter kommer ett sådant system att räcka. Det viktigaste steget i tillverkningen är att göra korrekt beräkning av lindningens varv. Deras antal i en hemmagjord vindgenerator med magneter kommer att bero på antalet spolar. I genomsnitt tillhandahålls den totala effekten av 1000-1200 rpm.
Om du använder en större tråd för lindning, kommer motståndet att minska, och strömstyrkan, tvärtom, ökar. Men i alla fall behöver du en maskin för att skapa spolar med en lindning. Processen är rutinmässig och lång, så mekanisering är oumbärlig. Lindningsenheten kan vara manuell på basis av en arbetsbänk. Det räcker att organisera en roterande utrustning på en metallstång och ta till denspole med koppartråd. Själva spolen kommer att vara rund. Mer betydelsefull är frågan om dess längd, eftersom en långsträckt design ger rakare svängar med en stor förbrukning av koppar på sektorn. Separata sektorer för korrekt fördelning av lindningen över området kan initi alt markeras på papper, varefter samma plasticinebarriärer kan användas på spolämnet.
För att öka styrkan på en hemmagjord vindgenerator med egna händer, rekommenderas att man applicerar glasfiber på botten av formen. För att förhindra att det fastnar på ytan är det lämpligt att behandla baksidan med vax eller vaselin. I startsystemet monteras spolgruppen utan direkta kontakter. Varje element måste vara säkert fixerat, och fasernas ändar förs ut med flerskiktsisolering. Flera trådar kan kombineras till en form - en stjärna eller en triangel.
Installera generatorn på ramen
Den sammansatta kraftenheten måste vara konstruerad för vissa elektriska belastningar, men glöm inte mekanisk påverkan från tredje part. För att strukturen ska stå emot dynamiskt och statiskt tryck måste generatoraxeln vara säkert fixerad i ramen. För att göra detta, använd en metallram som är lämplig för en hemmagjord vindgenerator i form och storlek. I extrema fall kan dämpningsmaterial användas för att klämma fast enheten i höljet. För tunga ramar är också oönskade. Det bästa alternativet är en aluminiumram 1-2 cm tjock.
Hög vindskydd
BI norm alt läge arbetar väderkvarnen och genererar stabil ström vid en vindhastighet på cirka 10 m/s. Att överskrida denna indikator kommer att vara skadligt både för den bärande strukturen och för den elektriska fyllningen av utrustningen. Därför är installationen skyddad av ett sidovingesystem. Till exempel skyddas hemgjorda vertikala vindturbiner från orkaner med hjälp av paneler som ger fjäderkraft. I denna design kommer generatorn att arbeta i flödesriktningen med svansen, det vill säga systemets funktion är begränsad till mekaniken, men utan överdriven belastning från luftströmmar.
Vindturbinmast
Den centrala och huvudlagerkomponenten i installationen, på vilken hela komplexets mekaniska tillförlitlighet beror på. Profilhörn, rör och stolpar kan användas som denna stav. Ett metallrör med en diameter på 10 cm är mer praktiskt och lättare att installera. När det gäller längden måste man komma ihåg att den optimala positionen för generatorn över marken är 4-5 m. Industrianläggningar är också monterade kl. en högre höjd, men för en pålitlig installation med sådana parametrar krävs ytterligare utrustning. I det här fallet, enligt principen om skruvpålar, är det möjligt att installera en hemmagjord vindgenerator på ett rör med ett djup av 1-1,5 m ner i marken. När du väljer en positionspunkt måste det beaktas att det inte ska finnas några störningar på samma nivå inom en radie av 30 m. I extrema fall måste du höja arbetsstrukturen 1 m över barriären.
Du kan också i förväg beräkna enheterna för nedstigning och uppstigning. Du kan fortfarande inte klara dig utan underhåll, och stativet på en vanlig stege är inte den mest pålitliga lösningen. Dessutom rekommenderar designers att man installerar säkerhetsvajer med 5 m indrag längs mastens höjd. De är förankrade i marken med ankare inom en radie som är halva höjden av stolpen.
Slutsats
Generatoraggregat som drivs av naturliga energikällor används fortfarande inte i stor utsträckning på grund av de höga kostnaderna för basutrustning och avsevärda underhållskostnader. I det här fallet kan den dyraste vara en hemmagjord vindgenerator från en asynkronmotor, vilket kommer att kräva en kraftfull kraftbas och regelbunden teknisk support. Å andra sidan har den också den högsta produktiviteten (effektivitet på cirka 80%), vilket gör det möjligt att få tillbaka kostnaderna för installation och relaterade material. Hur mycket energi räcker det från ett batteri kopplat till en sådan generator? Som praxis visar låter minimienergitröskeln för ett system med en avkastning på 2-3 kW dig täcka behoven hos klimatsystem, hushållsgrupper av belysningsanordningar, kylutrustning, etc.
