Как да си направим вятърен генератор със собствените си ръце

Разновидности на електрогенераторите

Обикновено домашният генератор е направен на базата на индукционен двигател, магнитен, парен и на дърва.

Вариант #1 - асинхронен генератор

Устройството ще може да произвежда напрежение от 220-380 V в зависимост от мощността на избрания двигател.

За да сглобите такъв генератор, трябва просто да задействате асинхронен двигател, като свържете кондензатори към намотките.

Асинхронният двигател-генератор се самосинхронизира, като намотките на ротора работят с постоянно магнитно поле.

Двигателят е оборудван с трифазна или еднофазна роторна намотка, кабелен уплътнител, устройство за късо съединение, четки, сензор за управление.

Ако роторът е с клетка тип "катерица", намотките се захранват от остатъчната сила на намагнитване.

Вариант #2 - устройство с магнити

За магнитен алтернатор са подходящи колектор, стъпков (синхронен безчетков) двигател и други.

Намотка с голям брой полюси увеличава ефективността. В сравнение с конвенционалната схема (при която ефективността е 0,86) 48-полната намотка прави генератора по-мощен.

По време на сглобяването магнитите се прикрепят към въртящия се вал и се поставят в правоъгълна намотка. Последното създава електростатично поле, докато магнитите се въртят.

Вариант #3 е парогенераторът

Парогенераторът използва пещ с воден кръг. Устройството се задвижва от топлинната енергия на парата и лопатките на турбината.

За да построите сами парогенератор, се нуждаете от пещ с водно охлаждане (охлаждане).

Това е затворена система с масивен, немобилен агрегат, който изисква управление и охлаждащ кръг за превръщане на парата във вода.

Вариант #4 - устройство, работещо с дърва

Генераторите на дърва използват котли, включително котли за къмпинг. Елементите на Пелтие се закрепват към стените на пещите, а конструкцията се поставя в радиаторен корпус.

Принципът на работа на генератора е следният: когато повърхността на проводниковите плочи се нагрява от едната страна, другата страна се охлажда.

Всеки вид готварска печка може да се използва, за да си направите сами генератор на дърва. Генераторът работи с помощта на елементи на Пелтие, които нагряват и охлаждат проводниковите пластини.

В полюсите на плочите се генерира електрически ток. Най-голямата разлика между температурите на плочите осигурява на генератора максимална мощност.

Устройството е по-работоспособно при отрицателни температури.

Домашен вятърен генератор: предимства и недостатъци

Инсталирането на вятърна турбина може да се наложи, ако парцелът ви не е свързан с електричество, има постоянни прекъсвания в електропреносната мрежа или искате да спестите пари от сметките за електроенергия. Можете да си купите вятърна турбина или да си я направите сами.

Домашната вятърна турбина има следните предимства:

• Това ви позволява да спестите пари за закупуване на фабрично устройство, тъй като производството често се извършва от импровизирани части;
• Той е идеално пригоден за вашите нужди и условия на работа, тъй като капацитетът на устройството се изчислява самостоятелно, като се има предвид плътността и силата на вятъра във вашия район;
• Тя е в по-добра хармония с дизайна на къщата и ландшафтния дизайн, тъй като външният вид на вятърната турбина зависи само от вашето въображение и умения.

Недостатъците на самоделните устройства включват тяхната ненадеждност и кратък живот: често самоделните устройства се правят от стари двигатели от домакински уреди и автомобили, така че бързо се повреждат. В същото време, за да бъде ефективна една вятърна турбина, е необходимо правилно да се изчисли мощността на устройството.

Предимства на домашния генератор

Много по-ниските разходи за енергия не са единственото предимство на използването на вятърна турбина. Има редица предимства, които определят избора на магьосника:

1. Налични са голям брой видеоуроци с подробно описание на всяка стъпка. Снимки и схеми на вятърен генератор могат да се използват като модели за работа.
2. Достъпни материали за изработване на генератор (стар метален резервоар, комплекти инструменти, батерии могат да се намерят в домакинството на всеки старателен собственик). Качественият вятърен генератор може да бъде направен със собствените му ръце от генератор за кола.
3. Днес съществуват редица модели, чийто принцип на работа се различава значително един от друг.
4. Малките постройки в парцела не нарушават разпоредбите на правната рамка, но в същото време могат да осигуряват енергия за повечето домакински уреди в къщата, градината, домашната зона.

От гледна точка на самостоятелното изграждане, вятърните турбини са по-лесни за построяване, отколкото моделите, базирани на вода.

Снимков пример за изграждане на вятърна турбина стъпка по стъпка

Ето един пример за изграждане на 24-волтова вятърна турбина на базата на автомобилен алтернатор. Апаратът започва да работи стабилно при сила на вятъра 5 m/sec. При средно ветровито време с пориви от 15 м/сек устройството подава от 8 до 11 А, а в дни със силен вятър ефективността се увеличава. Изходната мощност е не повече от 300 вата.

Почти цялата работа е свършена, остава да се свържат отделните компоненти на една полезна инсталация в дома:

Самостоятелно изградената инсталация развива 24 V, може да се използва за зареждане на батериите на мобилно оборудване и за захранване на осветителни линии с енергоспестяващи осветителни тела.

Параметри за изпитване, които трябва да се оценят преди инсталиране

Доброто качество е от съществено значение за успешното електроснабдяване на вашия дом или вила и следователно е инвестиция, която си заслужава за майстора.

Преди да се монтира генераторът, трябва да се оценят редица параметри, както от страна на самата инсталация, така и от страна на предвиденото място за монтаж.

Трябва да се направи анализ на състоянието на почвата и на околните сгради. В близост до вятърния генератор не трябва да има никакви устройства, които лесно могат да бъдат повредени от лопатките.

Зоната, в която се намира инсталацията, трябва да бъде защитена от деца и неканени гости. От страна на импровизирания вятърен генератор трябва да се оценят следните характеристики:

• Височината на мачтата (това е въпрос на законодателство).
• Размер на лопатките, тяхното разположение.
• Изходна мощност на устройството. Вятърните генератори могат да се използват дори за малък частен дом.
• Шум от работещата структура.
• Безопасност на въздушните честоти.

Техническото състояние на всички съставни части трябва да бъде оценено по отношение на целостта, безопасността и годността за експлоатация на всеки елемент. Оптималната работа може да се осъществи, като предварително се изготвят инструкции и блок-схема за това как да се вятърен генератор със собствените си ръце.

Как да си направим вятърен генератор със собствените си ръце

Закупуването на фабрично произведен вятърен генератор не винаги е най-доброто решение. Основната пречка е високата цена на промишлените вятърни турбини. Такова оборудване не може да бъде поставено на всяко място - за монтирането на мачтата се изисква специално разрешение, а е опасно оборудването да бъде оставено на необитаемо място. Алтернатива - да се направи вятърна турбина за частен дом със собствените си ръце. В много случаи това е приемливо, като се имат предвид минималните разходи и възможността за творчески подход.

Ротационната вятърна турбина е сравнително прост преобразувател. Тя няма да е достатъчна за пълното захранване с електроенергия на едно имение, но за малка вила е достатъчна самоделна вятърна турбина. Той ще може да осветява вилата, стопанските постройки, пътеките в парцела и т.н.

Диаграми на свързване

Автономно захранване на обекта (с батерии). Съоръжението се захранва единствено от вятърна електроцентрала.

Генератор на вятърна енергия (с акумулатори) и комутация с мрежата.
ATS позволява превключване на захранването на даден обект при липса на вятър и пълно разреждане на акумулаторите към мрежата. Същата схема може да се използва и обратно - вятърният генератор като резервен източник на енергия. В този случай ATS ви превключва към батериите на вятърната турбина, когато захранването от мрежата е прекъснато.

Вятърен генератор (с батерии) и резервен дизелов (бензинов) генератор. Ако няма вятър и батериите са изтощени, резервният генератор ще се включи автоматично.

Вятърен генератор (без батерии) и превключване към електрическата мрежа. Вместо батерии се използва обществената електрическа мрежа - цялото произведено електричество се подава към нея и се консумира от нея. Заплащате само разликата между произведената и потребената електроенергия. Тази схема на работа все още не е разрешена в Украйна и в много други страни.

Разнообразие

В зависимост от местоположението на генератора, това устройство може да бъде

Хоризонтална конфигурация. При този агрегат оста на въртене е успоредна на земята, а равнината на лопатките е перпендикулярна. Това позволява свободно въртене около вертикалната ос.
Принципът на действие на вертикалните генератори е да променят посоката на вятъра, който действа върху опашната плоскост, така че оста на въртене на генератора да се намира по вектора на въздушния поток.

Предупреждение! Проблем при използването на хоризонтални генератори е свързването на захранващите кабели, тъй като те могат да се увият около мачтата и да се скъсат. Този проблем обаче може да бъде решен и чрез инсталиране на ограничител.

Вертикален дизайн

При тази конструкция оста на въртене на вала е перпендикулярна на земята, което прави устройството независимо от посоката на вятъра. Предимството на този метод е, че чертежите са лесно достъпни в техническата литература. Самият генератор не се нуждае от ограничители на въртенето, както е при хоризонталните конструкции.

Ефективен ротационен генератор за частен дом: от какво може да се сглоби?

Този тип инсталация е предназначена за осигуряване на електричество за градинската вила, стопанските постройки и осветяване на територията през нощта. За построяването на ротационна вятърна турбина с максимална мощност от 1,5 kW са необходими няколко устройства:

• 12 V алтернатор;
• 12 V хелиева или киселинна батерия;
• полухерметичен превключвател за 12 V;
• 700 → 1500 W преобразувател и 12 → 220 V;
• Реле за управление на акумулатора на автомобила или на лампата за зареждане;
• волтметър;
• шлайфмашина или ножица за метал;
• тренировка.

Изисква се и в допълнение:

• контейнер от неръждаема стомана или алуминий с голяма вместимост;
• болтове с гайки и шайби;
• проводници със сечение 4 mm2 и 2,5 mm2;
• скоби за закрепване на генератора към мачтата;
• молив или маркер;
• рулетка, ножици за тел, свредло, гаечни ключове, отвертка.

Предимства и недостатъци на модела на ротора

Предимствата на модела на ротора на вятърния турбинен генератор са:

• ефективност на разходите;
• елементите са лесно заменяеми и могат лесно да бъдат ремонтирани в случай на счупване;
• няма специални условия за работа;
• надеждна работа;
• сравнително тиха работа.

Недостатъците също са налице:

• капацитетът на вятърната турбина не е много голям;
• Вятърният генератор е силно зависим от внезапни пориви на вятъра, които могат да доведат дори до откъсване на витлото.

Еднофазни и трифазни

• Еднофазните генератори предизвикват вибрации при натоварване поради разликите в амплитудата на тока.
• Трифазните генератори не излъчват вибрации, което от своя страна повишава акустичния комфорт. Това позволява на генератора да работи почти безшумно, а колкото по-малко са вибрациите, толкова по-дълго ще работи.

Както можете да видите, при сравняване на двата вида генератори, трифазният тип има най-добри характеристики.

Изработване на вятърна турбина със собствените си ръце

Лопатките за вятърната мелница

Вятърното колело е най-важният елемент в конструкцията на устройството. Той преобразува силата на вятъра в механична енергия. Следователно неговата структура определя избора на всички останали елементи.

Най-разпространените и ефективни видове перки са перката на платното и перката на крилото. За да се изработи първата, към оста трябва да се закрепи лист материал, разположен под ъгъл спрямо потока на вятъра. Въпреки това при въртене такава лопатка ще има значително аеродинамично съпротивление. Освен това тя ще се увеличава с увеличаване на ъгъла на атака, което намалява ефективността на работата им.

Вторият тип лопатки работи с по-висока ефективност - крилати лопатки. Те са подобни на самолетното крило, а разходите за сила на триене са сведени до минимум. Този тип вятърна турбина има висок коефициент на използване на вятърната енергия при ниска консумация на материали.

Остриетата могат да бъдат изработени от пластмаса или пластмасова тръба, тъй като те са по-продуктивни от дървото. Най-ефективната структура е вятърно колело с диаметър два метра и шест лопатки.

2. Генератор за вятърна турбина

Най-подходящият вариант за оборудване за производство на енергия от вятъра е индукционен преобразувател за променлив ток. Основните му предимства са ниската цена, лесното закупуване и широката наличност на модели, конвертируемостта и забележителните характеристики при ниска скорост.

Той може да бъде превърнат в генератор с постоянни магнити. Проучванията показват, че той може да работи при ниски скорости, но бързо губи ефективност при по-високи скорости.

3. Скоба за вятърната турбина

За да се закрепят лопатките към корпуса на генератора, е необходимо да се използва глава на вятърна мелница, която представлява стоманен диск с дебелина до 10 mm. Към него са заварени шест метални ленти с отвори за закрепване на остриетата. Самият диск е прикрепен към генериращия механизъм с помощта на болтове с гайки.

Тъй като генераторната уредба може да издържи на максимални натоварвания, включително жироскопични сили, тя трябва да бъде здраво закрепена. Генераторът се монтира на устройството от едната страна, като за целта валът трябва да се свърже с корпуса, който прилича на стоманен елемент с отвори с резба за завинтване на оста на генератора със същия диаметър.

За изработване на опорна рамка за ветрогенераторното оборудване, върху която ще се поставят всички останали елементи, трябва да се използва метална плоча с дебелина до 10 mm или парче греда със същите размери.

4. Оборотна единица на вятърната турбина

Механизмът за завъртане осигурява въртеливото движение на вятърния генератор около вертикалната му ос. По този начин устройството може да се завърти по посока на вятъра. По-добре е да се използват ролкови лагери, които поемат аксиалните натоварвания по-ефективно.

5. Токов колектор

Токоснемателят гарантира, че проводниците, идващи от генератора към вятърната турбина, не са прегънати или скъсани. В конструкцията му има втулка от изолационен материал, контакти и четки. Контактните възли на токоснемателя трябва да бъдат затворени, за да се осигури защита от атмосферни влияния.