Как да си направим вятърен генератор от автомобилен генератор

На какво трябва да обърна внимание?

Когато избирате вятърен генератор за домашна употреба, трябва да обърнете внимание на коефициента на използване на вятъра и, разбира се, най-важното нещо е капацитетът. При добрите версии на вятърни турбини за домашна употреба коефициентът достига до 45 %, което е много продуктивно.

Мощността на домашните уреди започва от 300 W до 10 kW (втората цифра е достатъчна за всички електрически уреди в дома ви).

Много важен аспект при избора на вятърна турбина за вашия дом е нейната скорост. В стандартните версии тя варира от 5 до 7 единици. Например, ако изберете вятърна турбина с единица скорост "5", това означава, че при вятър от 10 метра в секунда витлото ви ще се върти с 5 пъти по-голяма скорост, т.е. 50 метра в секунда.

Създават се както стандартни вятърни турбини с хоризонтална ос на въртене, така и вертикално ориентирани, като витлото им е хоризонтално, а не вертикално. При избора на второто устройство не е необходимо да се ръководите от посоката на вятъра, но производството, инсталирането и експлоатацията им са по-сложни, поради което не са много популярни.

На от какво зависи ефективността работа:

1. Конструкцията на конкретното устройство. От това зависи много, тъй като всяка вятърна турбина има свои собствени особености при сглобяването, така че ефективността на всяка от тях ще бъде различна. Много зависи от размера на самата вятърна турбина и от лекотата на лопатките. Немалка роля играе и генераторът (сърцето на цялата конструкция).
2. Метеорологични условия в района, в който е инсталирана вятърната турбина. Както беше споменато по-рано, няма никакъв смисъл да инсталирате устройството на терен, който не е ветровит. Ако го инсталирате в условия на слаб вятър, няма да имате никаква полза от него.

За домашните вятърни турбини за дома

Особен интерес към вятърната енергия има на ниво домакинства. Това е разбираемо, ако с ъгълчето на окото си погледнете следващата сметка за енергия. Така че всякакви занаятчии се активизират, възползвайки се от всички възможности за евтино получаване на електроенергия.

Една от тези възможности, съвсем реална, е тясно свързана с вятърна турбина от автомобилен генератор. Вече готовото устройство - генератор за автомобил - е достатъчно само да се оборудва с подходящо изработени лопатки, за да може да отнема определена стойност на електрическата енергия от клемите на генератора.

Той обаче работи ефективно само при ветровито време.

Пример от практиката за използване на вятърни генератори в домакинствата. Успешно разработен и доста ефективен практически дизайн на вятърна турбина. Монтирано е витло с три лопатки, което е рядкост за домакинските машини.

Използването на почти всеки автомобилен генератор е приемливо за изграждането на вятърна турбина. Обикновено обаче това е мощен модел, който може да подава високи токове. В този случай конструкцията на генераторите от камиони, големи пътнически автобуси, трактори и др. е в своя пик.

Освен генератора, вятърната турбина се нуждае и от редица други компоненти:

• витло с две или три лопатки;
• автомобилен акумулатор;
• електрически кабел;
• мачта, опорни елементи, крепежни елементи.

Конструкцията на витлото с две или три лопатки се счита за най-оптималната за класически вятърен генератор. Но домашният проект често е далеч от инженерната класика. Затова в повечето случаи за домашен дизайн се опитвайте да вземете готови витла.

Работно колело на вентилатор на лек автомобил, което се използва като витло за домашна вятърна турбина. Лекотата и голямата ефективна площ за военновъздушните сили позволяват използването на такива варианти

Такова може да бъде например работно колело от външно тяло на сплит климатична система или от вентилатор на същия автомобил. Но когато има желание да се следва традицията на строителството на вятърни турбини, е необходимо да се изгради витлова вятърна турбина от началото до края със собствените си ръце.

Преди да вземете решение за сглобяване и инсталиране на вятърен генератор, си струва да оцените климатичните данни на мястото и да изчислите възвръщаемостта на инвестицията. Значителна помощ в това ще предостави информация много интересна статия, ние ви препоръчваме да прочетете.

На какво трябва да обърна внимание?

Когато избирате вятърен генератор за домашна употреба, трябва да обърнете внимание на коефициента на използване на вятъра и, разбира се, най-важното нещо е мощността. При добрите версии на вятърни турбини за дома коефициентът достига 45%, което е много продуктивно.

Мощността на домашните устройства варира от 300W до 10kW (втората цифра е достатъчна, за да се поддържат в действие всички електрически уреди в дома ви).

Много важен аспект при избора на вятърна турбина за вашия дом е нейната скорост. В стандартните версии тя варира от 5 до 7 единици. Например, ако изберете вятърна турбина с единица производителност "5", това означава, че при вятър от 10 метра в секунда витлото ви ще се върти със скорост 5 пъти по-висока, т.е. 50 метра в секунда.

Предлагат се както стандартни вятърни турбини с хоризонтална ос на въртене, така и вертикално ориентирани; тяхното витло не е вертикално, а хоризонтално. При избора на второто устройство не е необходимо да се ръководите от посоката на вятъра, но производството, монтажът и експлоатацията им са по-сложни, поради което не са много популярни.

От какво зависи ефективността на работата:

1. Дизайнът на дадена единица. От това зависи много, тъй като всяка вятърна турбина има свои собствени особености в сглобката, така че производителността на всяка от тях ще се различава. Много зависи от размера на самата вятърна турбина и от лекотата на лопатките. Немалка роля играе и генераторът (сърцето на цялата конструкция).
2. Метеорологични условия в района, в който е инсталирана вятърната турбина. Както беше споменато по-рано, няма никакъв смисъл да инсталирате устройството на терен, който не е ветровит. Монтирането му в условия на слаб вятър няма да ви донесе нищо добро.

Домашен вятърен генератор: предимства и недостатъци

Инсталирането на вятърна турбина може да се наложи, ако имотът ви не е свързан с електрическата мрежа, има постоянни прекъсвания в електропреносната мрежа или искате да спестите пари от сметките за електроенергия. Вятърната турбина може да бъде закупена или да си я направите сами.

Самостоятелно направената 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;
• Идеално пригоден за вашите нужди и условия на работа, тъй като капацитетът на устройството ще изчислите сами, 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.

Принцип на работа

Когато подемната сила започне да действа, роторът на генератора започва да се върти. Тази сила се поражда, когато лопатките започнат да се носят по течението на вятъра. При тези обстоятелства генераторът започва да произвежда променливи и нестабилни токови потоци, които се коригират в контролера.

Този ток се използва за зареждане на батериите. Второто устройство, свързано към батериите, е инвертор, който преобразува постоянното напрежение на батериите в променливо еднофазно или трифазно напрежение, което се използва от потребителя.

Вятърният генератор обикновено работи с контролера и инвертора, но може да се използва и по други начини:

1. Автоматична работа с батерия.
2. Автоматична работа с батерия и слънчев панел.
3. Автоматична работа с батерия и резервен генератор на дизелово гориво.
4. Вятърна турбина, която работи паралелно с мрежата.

Ползите от вятърната енергия със сигурност са добри. Вятърната енергия е в изобилие, безвредна за околната среда, напълно безопасна и надеждна като източник за производство на електроенергия.

Компонентите, без които една вятърна турбина не може:

• основа за фондация;
• електрическа кутия;
• кула;
• стълби;
• въртящи се машини;
• гондола;
• електрически генератор;
• анемометър;
• спирачна система;
• предаване;
• остриета;
• система за промяна на ъгъла на атака на лопатките;

Необходими инструменти:

• Електрическа бормашина със свредла (5,5 - 7,5 мм);
• гаечен ключ и регулируем гаечен ключ;
• прободен трион с трион за метал;
• отвертка;
• рулетка;
• транспортир;
• компаси;
• маркер;
• ¼ ×20 блок за подслушване;

Процесът на преобразуване на автомобилен генератор във вятърна турбина

Тъй като цената на търговските вятърни турбини е висока, най-добре е да си ги направите сами. За тази цел е полезен автомобилният алтернатор, който може да се намери в почти всеки автомобил. Дори и повредено устройство може да се използва, тъй като някои от частите му все още работят.

Изработване на добра вятърна турбина от автомобил генератор със собствените си ръце, е необходимо да се преобразува правилно такова устройство. В противен случай тя няма да осигури необходимите революции и ще бъде неефективна. За да се получи вятърна турбина, е необходимо да се закупят или намерят някои допълнителни устройства:

• контролер;
• инвертор;
• БАТЕРИЯ.

Като се има предвид конструкцията на вятърна турбина, направена в домашни условия, е ясно, че тя няма да е евтина. Не трябва да се забравя, че по време на експлоатацията му е необходимо периодично да се сменят батериите.

Работни условия на вятърен генератор

Вятърният генератор е устройство, което преобразува енергията на вятъра в електричество. Съществуват 2 вида вятърни електроцентрали:

• където роторът е разположен хоризонтално;
• Когато роторът е разположен вертикално.

Най-често се използват генератори от първия тип. Те имат висок коефициент на полезно действие (до 50%). Основните им недостатъци са:

• високи нива на шум и вибрации;
• инсталирането им изисква голямо свободно пространство (до 100 м) или височина на мачтата от шест метра или повече.

Ефективността на вятърна турбина с вертикален ротор е три пъти по-ниска от тази на хоризонталния.

Схема на вертикалния вятърен генератор със собствените си ръце

Работата на вятърния генератор се състои от 5 основни етапа:

• Когато ветровите лопатки на ветрогенератора се повлияят от вятъра, те започват да се въртят.
• В резултат на това електрическият генератор и роторът започват да работят.
• Произведената енергия се предава на преобразувателя за зареждане и след това на автомобилната батерия.
• След това енергията се подава към инверторите и се преобразува от 12 (24) волта в 220 (380) волта.
• След това захранването се подава към електрическата мрежа.

Изборът на дизайн

Роторната турбина на вятърния генератор се състои от две, понякога четири лопатки. Тази конструкция е проста поради факта, че се използват импровизирани материали. Разбира се, една двуетажна къща не може да се захранва от такава вятърна турбина.

Подходящ е за осветяване на стопански постройки, фенери и за захранване на малки уреди. Такива генератори ще работят дълго време и няма да предизвикат никакви проблеми. Ниските първоначални разходи за производство и ремонт са предимство. По отношение на нивото на шума този дизайн принадлежи към нискошумните.

Аксиалните вятърни генератори се изработват с помощта на неодимови магнити. Основният конструктивен елемент е главината на колелото на автомобила заедно със спирачните дискове. Тъй като през последните години магнитите поевтиняха, тази конструкция също може да бъде класифицирана като евтина. Той се различава от ротационния тип по това, че генерира повече електроенергия.

Схеми и чертежи

Генераторът като устройство генерира променлив ток, който трябва да се преобразува в постоянен и да се доведе до необходимата стойност на напрежението. Ако един мотор-генератор произвежда например 40 волта, това едва ли ще бъде подходяща стойност за повечето потребителски електронни устройства, които консумират 5 или 12 волта постоянен ток или 127/220 волта променлив ток.

Изпитаната схема на цялата инсталация се състои от токоизправител, контролер, батерия и инвертор. Като буфер за съхранение на енергия се използва автомобилен акумулатор с капацитет 55-300 Ah. Работното му напрежение е от 10,9 до 14,4 V при циклично зареждане (пълен цикъл на зареждане и разреждане) и от 12,6 до 13,65 V при буферно зареждане (партидно, измервано, когато е необходимо да се зареди частично разредена батерия).

Контролерът преобразува например същите 40 волта в 15 волта. Неговата ефективност варира между 80-95 % - без да се отчитат загубите в токоизправителя.

Трифазният алтернатор е най-ефективен - мощността му е с 50% по-висока от тази на еднофазен алтернатор и не вибрира при работа (вибрациите разхлабват конструкцията, което я прави краткотрайна).

Намотките в намотката на всяка фаза се редуват една с друга и са свързани последователно - както и полюсите на магнитите, разположени от едната страна на намотките.

Съвременните домакински уреди и електроника могат да работят с напрежение от 110 волта (американски домакински стандарт) до 250 волта - не се препоръчва захранването на уредите и устройствата от електрическата мрежа с повече напрежение. Всички преобразуватели са импулсни, така че загубата на топлина е много по-малка в сравнение с линейните преобразуватели.

Видове генератори

Преди да решите как да направите вятърен генератор със собствените си ръце, разгледайте характеристиките на дизайна:

В зависимост от местоположението на генератора устройството може да бъде хоризонтално или вертикално.

• Класически дизайн - оста на въртене е успоредна на земята, а равнината на лопатките - перпендикулярна. Тази схема включва свободно въртене около вертикалната ос за позициониране "по посока на вятъра".За да се гарантира, че равнината на въртене винаги заема ефективно положение, перпендикулярно на посоката на вятъра, е необходима опашна плоскост, която работи на принципа на ветрилото. Принципът на действие е прост: вятърът променя посоката си, действайки върху опашната плоскост, като оста на въртене на генератора винаги е разположена по посока на въздушния поток. Единствената трудност е свързването на захранващите кабели. Ако корпусът на генератора направи няколко оборота около вертикалната ос, проводниците ще се навият на мачтата и ще се скъсат. Затова е необходимо да се монтира ограничител. Той не позволява пълно завъртане, а кара корпуса да виси в мъртвия център.Промишлените модели имат електронно устройство за проследяване на посоката и завъртат корпуса с помощта на вграден електрически двигател.Проблемът може да бъде решен чрез използване на цилиндрично витло, което поема въздушния поток както през, така и по оста на въртене. Ефективността обаче зависи от ъгъла на атака. Колкото повече вятърът се отклонява от ъгъла 90°, толкова по-ниска е ефективността. Но такъв дизайн е трудно да се направи със собствените ви ръце, поради сложността на аеродинамиката на витлото.
• Най-добрият вариант са вертикалните генератори (т.е. оста на въртене на вала е перпендикулярна на земята). При това разположение на аеродинамичния двигател изобщо не зависите от посоката на вятъра. Въртенето е еднакво ефективно и зависи само от силата на въздушния поток.Формата на лопатките може да бъде много различна, има място за инженерна мисъл. Съществуват много интересни аеродинамични проекти, разработени от научни институции. А чертежите на повечето от тях са свободно достъпни. Роторните витла имат неоспоримо предимство: вертикалният генератор е фиксиран статично, което опростява електрическото свързване. Не е необходимо да се монтират ограничители на въртенето, както при хоризонталните схеми.

Според напрежението, което трябва да се генерира

• Вятърните генератори, направени със собствените им ръце за 220 волта, не изискват допълнителни преобразуватели на величината на напрежението и са проекти за директно приложение. Работата им обаче зависи от силата на вятъра. На изхода е необходим минимум стабилизатор, който да действа като регулатор за различните скорости на вала. Ако няма вятър, системата просто не работи.Предимствата са неоспорими: като правило се използва мощен електрически двигател, на който може да се монтира витло, като се прикрепи директно към вала на ротора. Преработките са с минимални разходи за труд, такива двигатели вече имат удобен постамент, остава само да се направи опорна платформа.Електрически двигатели могат да се намерят с минимални финансови разходи: от всяка изведена от експлоатация електрическа инсталация. Например индустриален вентилатор. Подходящи са и двигателите на домакински уреди като перални машини и прахосмукачки.
• Например вятърните турбини са проектирани за 12 волта (по-рядко за 24 волта). Най-популярният дизайн е вятърен генератор със собствени ръце от генератор за кола. Той е демонтиран от автомобила донор в комплект с преобразувател на напрежение. Не е необходимо препроектиране на веригата: на изхода получаваме или 14 волта (в автомобила при това напрежение акумулаторът се зарежда), или необходимите за захранване на вашата система 12 волта. Наличието на ремъчна шайба позволява конструирането на ремъчно задвижване с необходимото съотношение на скоростта. Аналогът може да бъде изваден и от автомобил донор.При желание перките се закрепват директно към вала.Такива вятърни генератори могат да се използват както за директна връзка с потребителя, така и в режим на автомобил, възпроизвеждайки системата за зареждане в комплект с батерия. Ако за захранването са необходими 12 волта, захранването се взема директно от клемите на акумулатора. За получаване на 220 волта се използва преобразувател. Подходящ вариант е непрекъсваемото захранване.Системата работи по следния начин: ако потребяваната мощност е по-ниска от тази, която може да осигури генераторът, батериите се зареждат. Ако прагът е надвишен, се генерира енергия от батериите.

Поддръжка на устройството

За да може произведената вятърна турбина да работи дълги години и без прекъсвания, трябва да се извършва периодична поддръжка и проверка.

1. Почиствайте, смазвайте и регулирайте приплъзващия пръстен на всеки 2 месеца.
2. Поправете остриетата, ако по време на въртене се появят вибрации и дисбаланс.
3. На всеки 3 години боядисвайте металните части с антикорозионна боя.
4. Проверявайте и регулирайте приставките и въжетата на мачтата.

Върху ефективността на устройството оказва влияние мястото, където е монтиран вятърният генератор (свободна земя, наличие на вятър). Но при всички случаи наличието на този източник на енергия, независим от стационарното електроснабдяване, никога не е излишно.

Поддръжка на устройството

За да може произведената вятърна турбина да работи дълги години и без прекъсване, е необходимо да се извършва периодична поддръжка и проверка.

1. Почиствайте, смазвайте и регулирайте токовия колектор на всеки 2 месеца.
2. Поправете остриетата, ако по време на въртене се появят вибрации и дисбаланс.
3. На всеки 3 години боядисвайте металните части с антикорозионна боя.
4. Проверете и регулирайте закрепването на мачтата и кабела.

Ефективността на устройството се влияе от терена, на който е монтиран вятърният генератор (свободна земя, наличие на ветрове). Но при всички случаи наличието на този източник на енергия, независим от фиксираното електрозахранване, никога няма да бъде излишно.

Възможности за производство

В дългата история на алтернативната енергия са създадени електрически генератори с различни конструкции. Те могат да бъдат направени от собствените ни ръце. Повечето хора смятат, че това е трудно, тъй като изисква определени познания, различни скъпи материали и т.н. В този случай генераторите ще бъдат с много ниска производителност поради много грешни изчисления. Именно тези мисли карат хората да се откажат от идеята да направят вятърна турбина със собствените си ръце. Но всички твърдения са абсолютно погрешни и ние ще го покажем сега.
Занаятчиите най-често изграждат ветрогенератори по два метода:

1. От центъра;
2. От център; От център; От център; От център; От център; От център; От център.

Нека разгледаме тези възможности по-подробно.

Избор на дизайн

Съществуват много конструкции, като в тази статия ще бъдат разгледани два типа: конструкция тип ротор и конструкция тип аксиален магнит.

Ротационният вятърен турбогенератор се състои от две, а понякога и от четири лопатки. Тази конструкция е проста поради факта, че се използват импровизирани материали. Разбира се, не е възможно да се осигури двуетажна къща с такъв вятърен генератор.

Те са подходящи за осветяване на стопански постройки, фенери и за захранване на малки домакински уреди. Такива генератори ще служат дълго време и няма да създават проблеми. Ниските първоначални разходи за производство и ремонт са предимство. По отношение на нивото на шума този дизайн принадлежи към нискошумните.

Осевата конструкция на генераторите на вятърни турбини е изработена с неодимови магнити. Основният конструктивен елемент е главината на колелото на автомобила заедно със спирачните дискове. Тъй като напоследък магнитите са по-евтини, този дизайн може да бъде класифициран като бюджетен. Той се различава от ротационния тип по това, че генерира повече електроенергия.

Използване на стар компютърен охладител

За направата на вятърна мелница ви е необходим голям хладилник, който дава най-добри резултати и с който се работи лесно. На първо място трябва да го разглобите. Отстранява се стикерът, свалят се тапата и фиксиращият пръстен. След това охладителят лесно се разглобява по оста на въртене на две приблизително еднакви по размер половини.

Единият е роторът, а лопатките ще трябва да бъдат заменени с по-големи. За целта старите остриета внимателно се огъват или отрязват, а новите, около 4 пъти по-дълги от предишните, се изработват от пластмасова бутилка. Най-удобно е да направите три парчета, те ще имат достатъчно площ за основа, за да бъдат залепени здраво на място.

Статорът има четири намотки. Те могат да бъдат оставени непокътнати или броят на намотките да бъде променен. Взема се по-тънък проводник и се навива на всички намотки една по една в различни посоки. Намотките се свързват по съответния начин.

След това е необходимо да се направи токоизправител, за който са необходими четири диода. Те се свързват по двойки последователно, а след това паралелно. Проводниците са свързани и устройството е готово. За да го монтирате на вятъра, ще ви е необходима стойка или малка мачта, която най-лесно може да се направи от парче метална тръба. За да може вятърната мелница да се задвижва самостоятелно от вятъра, е необходим стабилизатор на опашката, подобен на опашката на самолет.

За проверка на работата може да се приложи тестер или LED фенерче.

Тест на генератора

Можете да тествате вятърния генератор на струг. При 125 оборота в минута напрежението трябва да е 15,5 V, а при 630 оборота в минута - 85,7 V.

При натоварване с нихромов проводник при 630 об/мин стойността на напрежението ще бъде 31,2 V, а нивото на тока - 13,5 A.

За създаването на вятърна турбина е препоръчително да се използва автогенератор с възможно най-голяма мощност. Може да се използва генератор от камион или трактор, както и акумулатор и реле.

Препоръчително е вятърната турбина да се монтира на възвишение или на места, където няма гъсто застрояване, което да пречи на вятърните течения.

Заключение и полезно видео по темата

Дори една обикновена електрическа отвертка може да се превърне във вятърна турбина, ако знаете основите на вятърния генератор.

Интересът към вятърните турбини не намалява. Напротив, тази възможност за производство на електрическа енергия все повече се разглежда от собствениците на имоти в страната.

Очевидно е, че ако се комбинират няколко вида енергия - вятърна, слънчева, водноелектрическа или ядрена - тази комбинация може да има икономически ефект. Рискът потребителят да остане без електричество е сведен до нула.

Искате ли да говорим за как построихте своя собствена вятърна турбина за електрозахранването на вашия ваканционен дом? Искате да споделите полезна информация, която не е спомената в статията? Моля, напишете коментар в полето по-долу, споделете своя опит, технически подробности и снимки по темата на статията.