Как да си направим контролер за вятърна турбина със собствените си ръце: устройството, принцип на действие, монтажна схема

Кой е най-ефективният вятърен турбинен генератор

Хоризонтален

Вертикален

Този тип оборудване е най-популярно, тъй като оста на въртене на турбината е успоредна на земята. Такива вятърни турбини често се наричат вятърни мелници, при които въртенето на лопатките се извършва срещу потока на вятъра. Конструкцията на оборудването включва система за автоматично завъртане на главата. Това е необходимо, за да се намери потокът на вятъра. Необходимо е също така устройство за завъртане на лопатките, така че дори малки сили да могат да се използват за генериране на електроенергия. Използването на такова оборудване е по-удачно в промишлените предприятия, отколкото в домакинствата. На практика те се използват по-често за вятърни електроцентрали.

Този тип устройства са по-малко ефективни на практика. Въртенето на лопатките на турбината е успоредно на земята, независимо от силата на вятъра и неговия вектор. Посоката на потока също не играе роля, при всяко въздействие въртящите се елементи се въртят срещу него. В резултат на това вятърната турбина губи част от мощността си, което намалява енергийната ефективност на оборудването като цяло. Но от гледна точка на монтажа и поддръжката устройствата с вертикално разположени остриета са по-подходящи за домашна употреба. Това се дължи на факта, че редукторът и генераторът са монтирани на земята. Недостатъците на това оборудване са скъпият монтаж и сериозните разходи за поддръжка. За инсталирането на генератора е необходимо достатъчно пространство. Затова използването на вертикални модули е по-практично в по-малките частни домакинства.

Две остриета	Три лопатки	Многоострие
Този тип устройства се характеризират с два въртящи се елемента. Този вариант днес е почти неефективен, но е доста разпространен поради своята надеждност.	Това е най-разпространеният тип. Машините с три ножа се използват не само в селското стопанство и промишлеността, но и в частните домакинства. Този тип оборудване е широко разпространено поради своята надеждност и ефективност.	Последните могат да имат 50 или повече въртящи се елемента. За да се генерира необходимото количество електроенергия, не е необходимо самото въртене на лопатките, а извеждането им при необходимия брой обороти. Наличието на всеки допълнителен въртящ се елемент увеличава параметъра на общото съпротивление на ветровото колело. Това ще затрудни постигането на необходимия брой обороти. Въртележките, оборудвани с няколко лопатки, започват да се въртят, когато силата на вятъра е слаба. Но използването им е по-уместно, когато самото въртене играе роля, например когато трябва да се изпомпва вода. Машините с няколко лопатки не се използват, ако трябва да се генерира ефективно голямо количество енергия. За работата им е необходим редуктор. Това не само увеличава сложността на цялостния модул, но и го прави по-малко здрав в сравнение с модул с две или три лопатки.

С твърди остриета

ветроходни агрегати

Цената на тези агрегати е по-висока поради високите производствени разходи на въртящите се части. Но в сравнение с машините с платна, генераторите с твърди лопатки са по-надеждни и имат по-дълъг експлоатационен живот. Тъй като въздухът съдържа прах и пясък, въртящите се елементи са подложени на голямо натоварване. Ако оборудването работи при стабилни условия, е необходимо антикорозионното фолио, което се нанася върху краищата на лопатките, да се сменя всяка година. В противен случай шарнирният елемент ще започне да губи експлоатационните си качества с течение на времето.

Този тип остриета се произвеждат по-лесно и са по-евтини от металните или от стъклопласт. Но икономията на производство може да доведе до значителни разходи в бъдеще. При диаметър от три метра скоростта на върховете на остриетата може да достигне 500 км/ч, когато скоростта на оборудването е около 600 в минута. Това е сериозно натоварване дори за твърдите части. Практиката показва, че въртящите се елементи на ветроходното оборудване трябва да се сменят често, особено ако силата на вятъра е голяма.

Според вида на роторния механизъм всички устройства могат да бъдат разделени на няколко типа:

• ортогонални единици на Дариер;
• единици с роторен блок Savonius;
• устройства с вертикална ос на устройството;
• оборудване с роторен механизъм от хеликоидален тип.

Китайска електронна алтернатива

Изработването на контролер за вятърна турбина със собствените си ръце е въпрос на престиж. Но с оглед на бързината на развитие на електронните технологии, често смисълът на самосглобяването губи своята актуалност. Освен това повечето от предложените схеми вече са остарели.

Доста приличен, предназначен за 600-ватова вятърна турбина, контролер за зареждане в китайска версия. Можете да поръчате това устройство от Китай и да го получите по пощата за около месец и половина.

Висококачественият корпус на контролера, подходящ за всякакви атмосферни условия, е с размери 100 x 90 mm и е оборудван с мощен радиатор. Корпусът е проектиран в съответствие с клас на защита IP67. Външният температурен диапазон е между -35ºC и +75ºC. Корпусът осигурява светлинна индикация за състоянието на вятърната турбина.

Въпросът е какъв е смисълът да губите време и усилия за сглобяване на прост дизайн със собствените си ръце, ако има реална възможност да си купите нещо подобно и технически сериозно? Е, ако този модел не е достатъчен, китайците имат някои много "готини" модели. Така сред новите попълнения е модел с мощност 2 kW при работно напрежение 96 V.

Китайски продукт от списъка с новопостъпили продукти. Той осигурява контрол на зареждането на батерията, като работи в тандем с вятърен генератор с мощност 2 kW. Приема входно напрежение до 96 волта

Вярно е, че цената на този контролер вече е пет пъти по-скъпа от предишната разработка. Но отново, ако сравните разходите за производство на нещо подобно със собствените си ръце, покупката изглежда рационално решение.

Единственото нещо, което обърква китайските продукти - те са склонни да спрат да работят неочаквано в най-неподходящите случаи. Ето защо закупеното устройство често трябва да бъде подобрено - със собствените ви ръце, разбира се. Но това е много по-лесно и просто, отколкото да направите контролер за зареждане на вятърна турбина със собствените си ръце от нулата.

Как да свържа контролера към вятърна турбина?

Контролерът е първото устройство, към което се подава напрежението, генерирано от генератора. Контролерът се свързва чрез специални клеми. Генераторът е свързан към входа, а изходните клеми са свързани с батериите.

Съществуват много схеми, които могат да се направят сами, само с няколко прости части. Такива схеми могат лесно да се реализират дори от хора с основно образование, те са надеждни и не изискват много усилия. Ако си направите собствена вятърна турбина, тези схеми осигуряват пълна функционалност и липсата на допълнителни функции не е съществен недостатък. Колкото по-малко са елементите във веригата, толкова по-надеждна е тя и по-малко склонна към повреда или срив, така че този вариант е най-удачен.

Свързване на вятърна турбина с акумулаторна батерия

Акумулаторната батерия е свързана с генератора чрез изправител - диоден мост. Батериите се нуждаят от постоянен ток, но генераторът на вятърна турбина произвежда променлив ток, който е много нестабилен по амплитуда. Изправителят променя променливия ток, като го превръща в постоянен.

Ако генераторът е трифазен, трябва да използвате трифазен токоизправител, на което трябва да се обърне специално внимание.

Обикновено батериите не са нови и е възможно да заврат. Поради това е силно препоръчително да се използва поне прост контролер, направен от регулатор на напрежение. Тя ще изключи зареждането навреме и ще поддържа батериите в добро състояние. Във всеки случай не бива да пестите от оборудване и да намалявате състава на комплекта, тъй като от него зависи пълноценното функциониране на цялата вятърна турбина.

Свързване на еднофазна вятърна турбина към трифазен контролер

Еднофазен генератор може да бъде свързан към трифазен контролер или на една фаза, или паралелно на трите. Смята се, че е по-правилно да се използва една фаза, т.е. вятърната турбина се свързва към две клеми - клема за притискане и една фазова клема. Това ще гарантира, че напрежението се обработва правилно и се доставя до уредите за потребление.

Като цяло използването на такива разнородни устройства не е препоръчително. Освен това объркването с вариантите на свързване може да създаде значителна заплаха за целостта на оборудването, което е недопустимо. При сглобяването на комплект е важно да се определи неговият състав и видът на съседните устройства, за да се избегне използването на различни устройства в един пакет. Само на обучени хора, които са експерти в областта на електротехниката, трябва да бъде позволено да правят рискови връзки, въпреки че те самите категорично не биха препоръчали подобни действия.

Правната страна на въпроса

Собственоръчно изработеният вятърен генератор за къща не подлежи на забрани, а производството и използването му не подлежат на административни или наказателни санкции. Ако мощността на вятърния генератор не надвишава 5 kW, той е домакински уред и не се нуждае от одобрение от местната енергийна компания. Освен това не е необходимо да се плащат данъци, ако не реализирате печалба от продажбата на електроенергия. Освен това домашно направената вятърна турбина, дори и с такава мощност, изисква сложни инженерни решения: лесно е да се направи такава по текст. Поради това капацитетът на домашно направена вятърна турбина рядко надвишава 2 kW. Всъщност тази мощност обикновено е достатъчна за захранване на частна къща (разбира се, ако нямате бойлер и мощен климатик).

В този случай става дума за федерално законодателство. Ето защо, преди да решите да направите вятърна турбина със собствените си ръце, си струва да проверите наличието (липсата) на предметни и общински разпоредби, които могат да наложат някои ограничения и забрани. Например, ако къщата ви се намира в специално защитена природна зона, използването на вятърна енергия (която е природен ресурс) може да изисква допълнителни разрешения.

Проблеми със закона могат да възникнат, ако има проблемни съседи. Вятърните турбини за къщи са част от отделни сгради, така че за тях също важат определени ограничения:

• Височината на мачтата (дори ако вятърната турбина е без лопатки) не може да надхвърля нормите във вашия район. Освен това е възможно да се прилагат ограничения, свързани с местоположението на вашия парцел. Например, над вас може да има трасе за кацане до най-близкото летище. Възможно е в непосредствена близост до вашия парцел да има електропровод. Ако падне, конструкцията може да повреди стълбове или проводници. Общата граница за нормално ветрово натоварване е 15 метра височина (някои самоделни вятърни турбини се издигат до 30 метра). Ако мачтата и корпусът на устройството са с голямо напречно сечение, може да получите оплаквания от съседи, чиито имоти са засенчени. Ясно е, че подобни жалби обикновено се подават "от злоба", но има и правно основание.
• Шум от остриетата. Основният източник на проблеми със съседите. Когато работи класическа хоризонтална конструкция, вятърната турбина излъчва инфразвук. Това не е просто неприятен шум, а след като достигне определено ниво, вълновата вибрация на въздуха оказва неблагоприятно въздействие върху човешкото тяло и домашните любимци. Самоделният вятърен генератор обикновено не е "шедьовър" на техниката и сам по себе си може да вдига много шум. Силно препоръчително е устройството ви да бъде официално тествано от контролен орган (напр. Санитарно-епидемиологичната станция) и да получите писмен доклад, в който да се посочва, че предписаните гранични стойности на шума не са превишени.
• Електромагнитни емисии. Всеки електрически уред излъчва електромагнитни смущения. Вземете например вятърната турбина от автомобилен генератор. За да се намалят смущенията на автомобилния приемник, в автомобила се инсталират кондензаторни филтри. Не забравяйте да вземете под внимание този момент, когато разработвате проекта си.

  Искове могат да бъдат предявени не само от съседи, които ще имат проблеми с приемането на телевизионни и радиосигнали. Ако наблизо има промишлени или военни приемни центрове, не е излишно нивото на смущенията да се провери от електронно устройство за контрол на смущенията.

• Екология. Звучи парадоксално: ако използвате екологично чиста машина, какъв би могъл да бъде проблемът? Витло, разположено на височина 15 метра или повече, може да представлява пречка за миграцията на птиците. Въртящите се остриета са невидими за птиците и те лесно се удрят в тях.

Със собствените си ръце

Закупуването на готови вятърни генератори е недостъпно за повечето потребители. Освен това желанието за създаване на различни механизми и устройства е вкоренено в хората и ако има възниква спешна нужда, решението на проблема е недвусмислена. Помислете как да си направите вятърен генератор със собствените си ръце.

Най-простият вятърен генератор за осветление на вилата

Най-простите конструкции се използват за осветяване на района или за захранване на водна помпа. Обикновено в процеса участват устройства за потребление, които не се страхуват от пренапреженията на захранването. Вятърната мелница върти генератора, който е директно свързан към консуматорите, без междинен комплект за стабилизиране на напрежението.

Вятърна турбина със собствените си ръце от автомобилен генератор

Генераторът от автомобил е най-добрият вариант за изграждане на домашна вятърна турбина. Нуждае се от минимална реконструкция, главно от пренавиване на намотката с по-тънка тел и повече навивки. Модификацията е минимална, а полученият ефект ви позволява да използвате вятърната турбина за захранване на дома си. Необходим е достатъчно бърз и мощен ротор, който да може да върти устройства с високо съпротивление.

Вятърен генератор от перална машина

Моторът на пералната машина често се използва за направата на генератор. Най-добрият вариант е на ротора да се монтират силни неодимови магнити, които да възбуждат намотките. За целта пробийте в ротора отвор с диаметър, равен на размера на магнитите.

След това те се монтират в гнезда с променлива полярност и се запълват с епоксидна смола. Готовият генератор е монтиран на подложка, въртяща се около вертикална ос, а на вала е монтирано работно колело с обтекател. В задната част към подложката е прикрепен стабилизатор за опашката, който осигурява насочване на устройството.

Китайска електронна алтернатива

Изработването на контролер за вятърен генератор със собствените си ръце е въпрос на престиж. Но с оглед на бързината на развитие на електронните технологии, често смисълът на самосглобяването губи своята актуалност. Освен това повечето от предложените схеми вече са остарели.

По-евтино е да закупите готов продукт, професионално сглобен с високо качество от съвременни електронни компоненти. Например, можете да закупите подходящо устройство на разумна цена от Aliexpress.

Доста приличен, предназначен за 600-ватова вятърна турбина, контролерът за зареждане е произведен в Китай. Можете да поръчате такова устройство от Китай и да го получите чрез пощенската служба за около месец и половина.

Висококачественият универсален корпус на контролера е с размери 100 mm x 90 mm и има мощен радиатор за охлаждане. Конструкцията на корпуса отговаря на клас на защита IP67. Външният температурен диапазон е от -35ºC до +75ºC. Корпусът е оборудван със светлинна индикация за състоянието на вятърната турбина.

Въпросът е какъв е смисълът да губите време и усилия, за да сглобите прост дизайн със собствените си ръце, ако има реална възможност да си купите нещо подобно и технически сериозно? Е, ако този модел не е достатъчен, китайците имат някои много "готини" модели. Така сред новите попълнения е модел с мощност 2 kW при работно напрежение 96 V.

Китайски продукт от списъка с новопостъпили продукти. Той осигурява контрол на зареждането на батерията, като работи в тандем с вятърен генератор с мощност 2 kW. Приема входно напрежение до 96 волта

Вярно е, че цената на този контролер вече е пет пъти по-скъпа от предишната разработка. Но отново, ако сравните разходите за производство на нещо подобно със собствените си ръце, покупката изглежда рационално решение.

Единственият проблем с китайските продукти е, че те са склонни да спират да работят неочаквано в най-неподходящите случаи. Поради това закупеното устройство често трябва да се регулира - разбира се, със собствените ви ръце. Но това е много по-лесно и просто, отколкото да направите контролер за зареждане на вятърна турбина със собствените си ръце от нулата.

Основни компоненти

Както беше посочено, вятърният генератор може да се направи в домашни условия. Необходимо е да се подготвят определени възли за надеждното му функциониране. Те включват:

1. Остриета. Те могат да бъдат изработени от различни материали.
2. Генератор. Можете да го построите сами или да закупите готов.
3. Област на опашката. Той се използва за движение на лопатките във векторна посока, като осигурява максимална ефективност.
4. Множител. Увеличава скоростта на ротора.
5. Мачта на скобата. Служи като фиксиращ елемент за всички горепосочени сглобки.
6. Опъване на въжета. Необходими са за закрепване на конструкцията като цяло и за защита от повреди, причинени от вятъра.
7. Батерия, инвертор и контролер за зареждане. Помага за преобразуването, стабилизирането и съхранението на енергията.

Начинаещите трябва да обмислят проста схема на ротационна вятърна турбина.

Разновидности и модификации на вертикални вятърни турбини

Ортогоналният вятърен генератор е оборудван с няколко лопатки, разположени на определено разстояние, успоредно на оста на въртене. Тези вятърни турбини са известни и като ротор на Дарие. Тези устройства са се доказали като най-ефективни и функционални.

Въртенето на лопатките се осигурява от криловидната им форма, която създава необходимата подемна сила. Въпреки това нормалната работа на агрегата изисква значителни усилия и поради това производителността на генератора може да се увеличи чрез монтиране на допълнителни статични прегради. Недостатъците са прекомерният шум, високите динамични натоварвания (вибрации), които често водят до преждевременно износване на лагерите и повреда на лагерите.

Съществуват вятърни турбини с ротор Savonius, които са най-подходящи за домашни приложения. Вятърното колело се състои от няколко полуцилиндъра, които се въртят непрекъснато около оста си. Въртенето е винаги в една и съща посока и не зависи от посоката на вятъра.

Недостатъкът на този тип инсталация е, че вятърът разнася конструкцията наоколо. Това създава напрежение в оста и лагерът на ротора се поврежда. Освен това въртенето не може да започне от само себе си, ако вятърната турбина има само две или три лопатки. Поради тази причина се препоръчва два ротора да се закрепят на оста под ъгъл 90 градуса един спрямо друг.

Вертикалната многолопастна вятърна турбина е един от най-функционалните агрегати в тази гама. Той постига висока ефективност с елементи с ниско натоварване.

Вътрешната структура се състои от допълнителни статични лопатки, разположени в един ред. Те компресират въздушния поток и регулират посоката му, като по този начин увеличават ефективността на ротора. За основен недостатък се смята високата цена поради големия брой части и елементи.

Вятърни турбини за дома със собствените си ръце, механиката на генератора на вятърна турбина

Същността работата на вятърния генератор е трансформацията на кинетичната вятърна енергия в електрическа. Всеки елемент на системата изпълнява своята функция:

Вятърното колело, лопатките. Те улавят движението на въздушните маси, въртят се и задвижват вала.
Към вала може да се монтира генератор или да се използва ъглова предавателна кутия, която предава движението надолу към кардана. С помощта на скоростна кутия можете да постигнете по-високи обороти (множител).
Генератор - преобразува енергията на въртене в електрическа енергия. Ако генераторът произвежда стабилен ток, той се свързва към акумулаторите. Ако не, между тях се монтира регулатор на напрежението.
Батериите може и да не присъстват в системата, но те са по-стабилни - използват ветровитите часове, за да се презаредят, и използват натрупания потенциал, когато вятърът утихне.
Инвертор - служи за преобразуване на напрежението в желаната стойност, напр. 220 V. Необходим е за удобство, тъй като повечето уреди са проектирани за това напрежение. Но предназначението на една вятърна турбина може да бъде различно, така че не всяка схема включва инвертор.
Анемоскопът е устройство, което се използва за вятърни турбини с голяма мощност. Той събира данни за скоростта и посоката на вятъра. Почти никога не се среща в домашно изработени дизайни

Обикновено се изработва малък ветропоказател и шарнирен механизъм.
Мачтата - или опората - на която ще бъде закрепено витлото.
На височина има по-голям шанс да се появи постоянен и силен вятър, затова е важно да се обърне внимание на мачтата, която трябва да издържа на натоварванията.

Вятърните турбини могат да бъдат хоризонтални (с класическо витло) и вертикални (ротор). Хоризонталните агрегати са с най-висока ефективност, поради което те най-често се използват при самостоятелно строителство.

Генератор от вертикален тип

Но тези вятърни турбини трябва да са обърнати към вятъра, тъй като при страничен поток те спират да работят. Самостоятелно направената ротационна вятърна турбина също има своите предимства.

Дизайнът на вертикалните системи може да варира значително, но те имат някои общи характеристики.

• Вертикално разположените турбини улавят вятъра, независимо откъде духа (хоризонталните модели трябва да бъдат оборудвани с направляваща релса), което е много полезно, ако вятърът в даден район не е стабилен, променлив.
• Такава конструкция може да се постави директно на земята (разбира се, ако има достатъчно вятър).
• Инсталацията е по-лесна за изпълнение, отколкото хоризонталната.

Единственият недостатък е сравнително ниската ефективност.

Какво ще е необходимо?

Най-разпространеният вариант е да се използва двигател на пералня за домашен генератор. Ако не разполагате със стара "пералня", можете да намерите такъв двигател в магазините за боклук на пазара за хардуер, в най-близкия сервизен център за домакински уреди или в специализирани магазини. Не е проблем да се поръча такъв двигател от Китай.

Както новите, така и употребяваните двигатели ще издържат дълго време. 200-ватовият двигател може лесно да се превърне в киловат или повече.

Материали

За да сглобите генератора, освен двигателя ще ви трябват:

• неодимови магнити с размери 20, 10 и 5 мм (общо 32);
• токоизправителни диоди или диоден мост с десетки ампери ток (спазвайте правилото за два пъти по-голям резерв на мощност);
• епоксидно лепило;
• студено заваряване;
• шкурка;
• Олово от страната на консервна кутия.

Магнитите се поръчват онлайн от Китай.

Инструменти

Следните инструменти ще ускорят производствения процес:

• струг;
• ножици;
• отвертка с накрайник;
• клещи.

Принцип на работа

Контролерите, използвани във вятърните турбини, са сложни технически устройства, които изпълняват следните функции:

1. Контролира зареждането на акумулаторните батерии (батерии), които са акумулатор на генерираната електрическа енергия.
2. Преобразува променливия електрически ток, генериран от вятърната турбина, в постоянен ток, който е работният ток за батериите.
3. Той управлява въртенето на лопатките на вятърната турбина.
4. Извършва пренасочване на генерирания електрически ток в зависимост от заряда на батерията и количеството генерирана енергия.

Работа на контролерите, които осигуряват вятърни турбини в автоматичен режим, в зависимост от конструкцията им и мощността на вятърната турбина, е следната:

1.За вятърни турбини с висока мощност.

• Към вятърната турбина се монтира баласт, който е част от контролера. За тази цел могат да се използват електрически нагревателни елементи или други електрически резистори със значително съпротивление.
• По време на работа на вятърната турбина, когато напрежението на акумулатора достигне 14-15,0 волта, контролерът го изключва от захранващата линия и прехвърля електрическата енергия, генерирана от турбината, към баластния резистор.

2.За вятърни турбини с ниска мощност.

Когато зареждането на батерията приключи и стойностите на напрежението достигнат максималните възможни стойности, контролерът спира въртенето на лопатките на вятърната турбина. Това става чрез късо съединение на фазите на вятърния генератор, което води до спиране и прекратяване на въртенето на машината.

Основа на домашен вятърен генератор

Темата за изработването и инсталирането на домашни вятърни генератори е много широко представена в интернет. По-голямата част от материала обаче представлява тривиално описание на принципите на получаване на електроенергия от природни източници.

Теоретичната методология на вятърните генератори (инсталации) е отдавна известна и е съвсем ясна. Но как стоят нещата на практика във вътрешния сектор, е въпрос, който далеч не е напълно изяснен.

Най-често като източник на енергия за домашно направените вятърни турбини се препоръчва да се изберат автомобилни генератори или асинхронни променливотокови двигатели, допълнени с неодимови магнити.

Процедура за преобразуване на асинхронен променливотоков двигател в генератор за вятърна турбина. Тя се състои в изработването на "покритие" на ротора от неодимови магнити. Изключително сложен и отнемащ време процес

И двата варианта обаче изискват значително преразглеждане, което често е сложно, скъпо, отнема много време и разходи.

Много по-просто и по-лесно във всяко отношение е да се монтират електрически двигатели, като например тези, които се произвеждаха преди, а сега се произвеждат от Ametek (пример) и други.

За домашна вятърна турбина са подходящи постояннотокови двигатели с напрежение от 30 до 100 волта. В генераторен режим от тях е възможно да се получи около 50% от посоченото работно напрежение.

Трябва да се отбележи, че когато работят в режим на генериране, двигателите за постоянен ток трябва да се развъртят до скорост над номиналната.

Въпреки това всеки отделен двигател от десетина идентични модела може да показва напълно различни характеристики.

Следователно оптималният избор на електродвигател за домашна вятърна турбина е логичен при следните показатели:

1. Параметър за високо работно напрежение.
2. Параметър за ниски обороти.
3. Висока стойност на работния ток.

Например двигател, произведен от Ametek, с работно напрежение 36 V и ъглова скорост 325 об/мин, изглежда подходящ за монтаж.

Именно този двигател се използва при проектирането на вятърна турбина - инсталация, която е описана по-долу като пример за домашна вятърна турбина.

Двигател за постоянен ток за домашна вятърна турбина. Оптималният избор сред продуктите, произведени от Ametek. Подобни електродвигатели от други производители също са подходящи

Ефективността на всеки подобен двигател може лесно да се провери. Достатъчно е да свържете обикновена 12-волтова автомобилна лампа с нажежаема жичка към електрическите проводници и да завъртите вала на двигателя с ръка. Ако двигателят е с добра спецификация, лампата със сигурност ще светне.

Избор на материал

Лопатките на вятърните турбини могат да бъдат изработени от всеки повече или по-малко подходящ материал, напр:

PVC тръба

Това е вероятно най-лесният материал за изработване на остриетата. PVC тръби можете да намерите във всеки строителен магазин. Трябва да се изберат тръби, които са предназначени за канализационни или газови тръби под налягане. В противен случай въздушният поток при силен вятър може да повреди лопатките и да ги удари в мачтата на генератора.

Лопатките на вятърната турбина са подложени на силно натоварване от центробежната сила и колкото по-дълги са лопатките, толкова по-силно е натоварването.

Ръбът на перката на двулопатково колело на домашна вятърна турбина се върти със стотици метри в секунда - скоростта на куршум, изстрелян от пистолет. Тази скорост може да доведе до спукване на PVC тръби. Това е особено опасно, тъй като летящите парчета тръба могат да убият или сериозно да наранят хора.

Решението може да се намери чрез максимално скъсяване на лопатките и увеличаване на техния брой. Ветровото колело с няколко лопатки се балансира по-лесно и издава по-малко шум

Важен фактор е дебелината на стените на тръбата. Например за вятърно колело с шест лопатки от PVC тръба с диаметър два метра дебелината им не трябва да е по-малка от 4 милиметра. За изчисляване на конструкцията на остриетата майсторът може да използва готови таблици и шаблони.

Домашните майстори могат да използват готови таблици и шаблони, за да изчислят дизайна на остриетата.

Шаблонът трябва да бъде изработен от хартия, прикрепен към тръбата и обходен. Това трябва да се направи толкова пъти, колкото е броят на лопатките на вятърната турбина. Използвайте прободен трион, за да разрежете тръбата по маркировката - остриетата са почти готови. Ръбовете на тръбите са шлифовани, а ъглите и краищата са заоблени, така че вятърната турбина да изглежда добре и да издава по-малко шум.

Необходимо е да се изработи стоманен диск с шест ленти, който ще служи като конструкция, свързваща лопатките и закрепваща колелото към турбината.

Размерите и формата на свързващата конструкция трябва да са подходящи за вида на генератора и постоянния ток, които ще се използват във вятърния парк. Стоманата трябва да се избере толкова дебела, че да не се деформира от въздействието на вятъра.

Алуминий

В сравнение с остриетата за PVC тръби, алуминиевите са по-устойчиви на огъване и счупване. Недостатъкът е голямото им тегло, което изисква мерки за осигуряване на стабилността на цялата конструкция. Освен това колелото трябва да се балансира възможно най-внимателно.

Разгледайте особеностите при изработването на алуминиеви лопатки за ветрогенератор с шест лопатки.

Трябва да се направи шаблон от шперплат. Вече върху шаблона от лист алуминий се изрязват заготовки от шест остриета. Бъдещата лопатка се навива в жлеба с дълбочина 10 милиметра, като оста на завиване трябва да образува ъгъл от 10 градуса с оста на дяла на детайла. Тази манипулация ще даде на лопатките приемливи аеродинамични параметри. От вътрешната страна на острието е прикрепена втулка с резба.

Свързващият механизъм на вятърно колело с алуминиеви лопатки, за разлика от колело с лопатки от PVC тръби, има не ленти, а шпилки на диска, които представляват парчета стоманен прът с резба, съответстваща на резбата на втулките.

Изработен от фибростъкло

Остриетата, изработени от сглобени стъклени влакна, специфични за стъклената тъкан, са най-безупречни, като се имат предвид техните аеродинамични параметри, здравина и тегло. Тези остриета са най-трудни за изработване, тъй като трябва да знаете как да обработвате дървото и стъклената тъкан.

Ще се опитаме да изработим лопатки от фибростъкло за колело с диаметър два метра.

Най-трудната част е изработването на матрицата от дърво. Той се изработва от квадратен дървен материал с помощта на шаблон и служи като шаблон за острието. След като завършите матрицата, можете да започнете изработката на остриетата, които се състоят от две части.

Матрицата трябва да се обработи с восък, едната ѝ страна да се покрие с епоксидна смола и върху нея да се постави платът от стъклени влакна. Нанесете отново епоксидната смола и отново слой стъклопласт. Броят на слоевете може да бъде три или четири.

След това дръжте пласта точно върху матрицата за около 24 часа, докато изсъхне напълно. Ето, че една част от острието е готова. Същата последователност се следва и от другата страна на матрицата.

Готовите части на остриетата трябва да се слепят с помощта на епоксидна смола. Вътре може да се постави дървена тапа и да се закрепи с лепило, за да се фиксират лопатките към главината на колелото. В тапата трябва да се постави втулка с резба. Съединението ще се превърне в главина по същия начин, както в предишните примери.

Тънкости при прилагането на вятърни турбини

Понастоящем вятърните турбини се използват в различни сектори на икономиката. Промишлени модели с различен капацитет се използват от петролни и газови компании, телекомуникационни компании, сондажни и проучвателни станции, производствени съоръжения и правителствени агенции.

Вятърната турбина може да се използва като допълнителен източник на енергия в болници и други институции, за да се осигури непрекъснато електрозахранване при извънредни ситуации.

Особено внимание заслужава използването на вятърни турбини за бързо възстановяване на нарушеното електроснабдяване при бедствия и природни катаклизми. За тази цел вятърните турбини често се използват от звената на Министерството на извънредните ситуации

Домашните вятърни турбини са подходящи за осветление и отопление във вилни селища и частни домове, както и за битови нужди във фермите.

Има някои моменти, които трябва да се вземат предвид:

• Устройствата с мощност до 1 kW могат да осигурят достатъчно електроенергия само на ветровити места. Обикновено генерираната от тях енергия е достатъчна само за захранване на LED осветление и малки електронни устройства.
• За да се осигури цялото количество електроенергия за ваканционен дом, е необходим вятърен турбинен генератор с мощност над 1 kW. Това е достатъчно за захранване на осветление, компютър и телевизор, но не е достатъчно за захранване на модерен хладилник, който работи 24 часа в денонощието.
• За захранването на една вила е необходима вятърна турбина с мощност 3-5 kW, но дори и тя не е достатъчна за отопление на къщи. За да се използва такава функция, е необходим мощен вариант с мощност от 10 kW.

При избора на модел трябва да се има предвид, че посочената върху устройството мощност се постига само при максимална скорост на вятъра. Например 300V устройство ще произведе определеното количество енергия само при скорост на въздуха от 10-12 m/s.

На тези, които желаят да построят собствен ветрогенератор със собствените си ръце, предлагаме следната статия, която предоставя подробна полезна информация.

Какво представлява контролерът за зареждане?

Функцията за контрол на стойността на заряда се изпълнява от баластния контролер. Това е електронно устройство, което изключва батерията, когато напрежението се повиши, или разтоварва излишната енергия към консуматор, например нагревател, лампа или друго просто и невзискателно устройство, което не изисква много промени в захранването. Когато зарядът намалее, контролерът превключва батерията в режим на зареждане, като помага за попълване на запасите от енергия.

Първите проекти на контролери бяха прости и позволяваха само спиране на вала. Впоследствие функциите на устройството са преразгледани и излишната енергия е използвана по-рационално. А когато вятърните турбини започнаха да се използват като основен източник на енергия за ваканционни къщи или частни домове, проблемът как да се използва излишната енергия изчезна, тъй като в днешно време във всяка къща винаги има нещо, което може да се включи.