Nabíjení telefonu větrem. Větrná elektrárna v zemi

12.01.2024

Jednoduchý 750wattový větrný mlýn pro venkovský dům je vynikajícím doplňkem k elektrické síti lokality.

Jako jediný zdroj energie to možná nestačí, ale pro záložní zdroj v případě výpadku proudu je to prostě výborná alternativa k dieselagregátu. Kromě, mini větrný mlýn 750 watt umožňuje výrazně snížit náklady na energii a zajistit spolehlivé napájení místa. Jednoduchost instalace a elegance designu nám umožňují považovat toto zařízení za ozdobu místa.

Technické vlastnosti větrného generátoru:

Index	Význam
Výkon při 10 m/s	900 wattů
Výkon při 9 m/s	825 Watt
Výkon při 5 m/s	100 Wattů
Dojemný	2,5 m/s
Provozní rozsah	3-25 m/s
Materiál čepele	Zesílené sklolaminát s ochranným povlakem 3M
Průměr rotoru	2,7 m
Hmotnost větrného generátoru	65 kg
Ložiska na hřídeli	NSK, Japonsko
Vertikální ložisko	sběr proudu
Držáky na stožár	"potrubí do potrubí"
Život	25 let a více
Záruka	1 rok

Konfigurace a cena kompletní sady:

Zahrnuto také:

3 zesílené čepele ze skelných vláken;

Generátor elektřiny;

Ocasní čepel a nosník;

Kapota na nose;

Upevňovací prvky pro čepele;

Spojovací materiál pro montáž větrného generátoru na stožár (89 mm) s kluzným ložiskem.

Větrná elektrárna (WPP) je zařízení, kterým se kinetická energie generovaná prouděním větru přeměňuje na mechanickou energii a otáčením rotoru se následně přeměňuje na elektrickou.

K jakému účelu se používá větrná turbína?

Větrné turbíny jsou vyráběny speciálně pro použití pro domácí účely majiteli venkovských domů, chat a jiných soukromých budov, kde je vyžadována nízká spotřeba elektrické energie do 220 V a 50 Hz. Větrný generátor 750 W 24 V není vhodný jako hlavní a jediný zdroj elektrické energie. Bude však nepostradatelný jako záložní zdroj v případě výpadku proudu a je výbornou alternativou k dieselovému generátoru. Pomocí větrného generátoru o výkonu 750 wattů je vynikající příležitost výrazně snížit náklady na spotřebu elektřiny a zároveň zajistit kvalitní, spolehlivé a stálé napájení jakékoli příměstské oblasti.

Hlavní charakteristiky větrných turbín

Mezi hlavní vlastnosti tohoto zařízení patří:

tři čepele vyrobené z vyztuženého skelného vlákna, které obsahuje 3M povlak chránící před rychlým stárnutím a námrazou;
hmotnost (ocasní část s lopatkami) 65 kilogramů;
výkon při rychlosti větru:

5 metrů za sekundu – 100 wattů,

9 metrů za sekundu - 825 wattů

10 metrů za sekundu 900 wattů;

začátek rotace (lopatky se vzdalují) při rychlosti větru 2,5 metru za sekundu;
Generace větru se pohybuje od tří do dvaceti pěti metrů za sekundu. Při rychlosti vyšší než 20 metrů za sekundu se aktivuje ochranné brzdění;
Záruční doba je 12 měsíců s celkovou životností minimálně 25 let.

Instalace větrné turbíny

Tento mini větrný mlýn na stožár se instaluje pomocí možnosti „jedna trubka do druhé“ (vzhledem k tomu, že vnější průměr stožáru pod přírubou je 89 milimetrů). Elegance tohoto designu ve spojení se snadnou instalací umožňuje považovat takovou větrnou turbínu za ozdobu jakéhokoli místa. V tomto případě nepotřebujete získat povolení k instalaci a následnému použití instalace.

Aplikace větrných turbín

Takové větrné elektrické zařízení je zcela neškodné. Neruší provoz elektrických spotřebičů a nevytváří negativní záření ani pro zvířata, ani pro lidi žijící v blízkosti. Během prvních dvou let tento mini větrník (kromě neustálé kontroly napínacích lanek) nevyžaduje zvláštní údržbu.

Během provozu byste měli:

monitorovací baterie. V případě ztráty kapacity (jednou během jednoho a půl až tří let) jsou nahrazeny;
vyčistit a namazat ložiska a rotující části zařízení;
minimálně jednou za tři roky opravte poškozené kovové plochy a odstraňte vzniklé usazeniny rzi.

Vítr je bezplatná energie! Využijme to tedy pro osobní účely. Pokud je vytvoření větrné elektrárny v průmyslovém měřítku velmi nákladné, protože kromě generátoru je nutné provést řadu studií a výpočtů, stát takové náklady nenese a z nějakého důvodu investoři v zemích bývalého SSSR nejsou zvláštního zájmu. Pak si soukromě můžete vyrobit mini-větrný mlýn pro vlastní potřebu. Stojí za to pochopit, že projekt přeměny vašeho domova na alternativní energii je velmi nákladný podnik.

Jak již bylo zmíněno: musíte provádět dlouhodobá pozorování a výpočty, abyste vybrali optimální poměr velikostí větrného kola a generátoru, vhodný pro vaše klima, větrnou růžice a průměrnou roční rychlost větru.

Účinnost větrné elektrárny v rámci jednoho regionu se může výrazně lišit, je to dáno tím, že pohyb větru závisí nejen na klimatickém pásmu, ale také na terénu.

Co je však větrná energie s minimálními náklady, můžete zjistit sestavením rozpočtové instalace pro napájení nízkoenergetické zátěže, jako je smartphone, žárovky nebo rádio. Se správným přístupem můžete poskytnout elektřinu malému domu nebo letní chatě.

Podívejme se, jak si můžete vyrobit jednoduchou větrnou elektrickou instalaci vlastníma rukama.

Nízkoenergetické větrné mlýny vyrobené z improvizovaných prostředků

Počítačový chladič je bezkomutátorový motor, který ve své původní podobě nemá žádnou praktickou hodnotu.

Je potřeba to převinout, protože v originále jsou vinutí zapojena nevhodně. Naviňte cívky jednu po druhé:

Ve směru hodinových ručiček;

Proti směru hodinových ručiček;

Ve směru hodinových ručiček;

Proti směru hodinových ručiček.

Sousední cívky je třeba zapojit do série, nebo ještě lépe navinout tak, aby se jeden kus drátu pohyboval z jedné drážky do druhé. V tomto případě volte tloušťku drátu libovolně, bude lepší, když namotáte co nejvíce závitů, a to je možné při použití nejtenčího drátu.

Výstupní napětí z takového generátoru bude proměnlivé a jeho hodnota bude záviset na rychlosti (rychlosti větru), nainstalujte diodový můstek ze Schottkyho diod pro jeho usměrnění na konstantní, běžné diody postačí, ale bude to horší, protože napětí na nich klesne z 1 na 2 volty.

Lyrická odbočka, trocha teorie

Pamatujte, že velikost EMF se rovná:

kde L je délka vodiče umístěného v magnetickém poli; V je rychlost otáčení magnetického pole;

Při modernizaci generátoru můžete ovlivnit pouze délku vodiče, tedy počet závitů každé cívky. Počet závitů určuje výstupní napětí a tloušťka drátu určuje maximální proudové zatížení.

V praxi je nemožné ovlivnit rychlost větru. I z této situace však existuje východisko, po zjištění typické rychlosti větru pro vaši oblast můžete navrhnout vrtuli vhodnou pro rychlost větroelektrické instalace, stejně jako převodovku nebo řemenový pohon pro zajištění dostatečné otáčky pro vytvoření požadovaného napětí.

DŮLEŽITÉ: Rychlejší neznamená lepší!!! Pokud je rychlost otáčení větrného generátoru příliš vysoká, zkrátí se jeho životnost, zhorší se mazací vlastnosti pouzder rotoru nebo ložisek, dojde k zablokování a s největší pravděpodobností k porušení izolace vinutí ve vinutí. vznikne generátor

Generátor se skládá z:

Zvýšení výkonu generátoru z chladiče počítače

Za prvé, čím více lopatek a průměr kola, tím lépe, takže se blíže podívejte na 120mm chladiče.

Za druhé, už jsme si řekli, že napětí závisí také na magnetickém poli, faktem je, že průmyslové generátory s vysokým výkonem mají budicí vinutí a nízkovýkonové silné magnety. Magnety v chladiči jsou extrémně slabé a neumožňují dosažení dobrých výsledků z generátoru a mezera mezi rotorem a statorem je velmi velká - asi 1 mm, a to u již slabých magnetů.

Řešením tohoto problému je radikální změna konstrukce generátoru. Přesněji řečeno, chladič bude potřebovat pouze oběžné kolo, jako samotný generátor můžeme použít motor z tiskárny nebo jiného domácího spotřebiče. Nejběžnější kartáčované motory jsou buzeny permanentními magnety.

Ve výsledku to bude vypadat takto.

Výkon takového generátoru stačí k napájení LED diod a rádiového přijímače. Na dobití telefonu nebude stačit, telefon zobrazí proces nabíjení, ale proud bude extrémně malý, do 100 ampér, při větru 5-10 metrů za sekundu.

Krokové motory jako větrný generátor

Krokové motory se velmi často vyskytují v počítačích a domácích spotřebičích, v různých přehrávačích, disketových mechanikách (zajímavé jsou staré 5,25” modely), tiskárnách (zejména jehličkových), skenerech atd.

Tyto motory mohou bez úprav fungovat jako generátor, skládají se z rotoru s permanentními magnety a statoru s vinutím, typické schéma zapojení pro krokový motor v generátorovém režimu je na obrázku.

Obvod obsahuje 5voltový lineární stabilizátor typu L7805, který vám umožní k takovému větrníku bezpečně připojit mobilní telefony pro jejich nabíjení.

Na obrázku je generátor vyrobený z krokového motoru s nainstalovanými lopatkami.

Motor má v konkrétním případě 4 výstupní vodiče, schéma tomu odpovídá. Motor s takovými rozměry v režimu generátoru produkuje přibližně 2 W při slabém větru (rychlost větru asi 3 m/s) a 5 m/s při silném větru (až 10 m/s).

Mimochodem, zde je podobný obvod se zenerovou diodou namísto L7805. Umožňuje nabíjet Li-ion baterie.

Zdokonalení domácího větrného mlýna

Aby generátor fungoval efektivněji, musíte pro něj vyrobit vodicí stopku a pohyblivě ji upevnit na stožár. Když se pak změní směr větru, změní se i směr větrného generátoru. Pak nastává další problém - kabel vedoucí od generátoru ke spotřebiteli se bude kroutit kolem stožáru. Chcete-li to vyřešit, musíte poskytnout pohyblivý kontakt. Na Ebay a Aliexpress se prodává hotové řešení.

Spodní tři dráty jsou nehybné a klesají a horní svazek drátů je pohyblivý, uvnitř je instalován posuvný kontakt nebo kartáčový mechanismus. Pokud nemáte možnost koupit, buďte chytří a inspirujte se rozhodnutím designérů vozu Zhiguli, konkrétně implementací pohyblivého kontaktu pro signální tlačítko na volantu, a udělejte něco podobného. Nebo použijte kontaktní podložku z rychlovarné konvice.

Spojením konektorů získáte pohyblivý kontakt.

Výkonný větrný generátor vyrobený z improvizovaných prostředků.

Chcete-li získat větší výkon, můžete použít dvě možnosti:

1. Generátor ze šroubováku (10-50 W);

Jediné, co od šroubováku potřebujete, je motor, možnost je podobná jako u předchozí, jako šroub můžete použít lopatky ventilátoru, tím se zvýší konečný výkon vaší instalace.

Zde je příklad takového projektu:

Věnujte pozornost tomu, jak je zde realizován rychloběh - hřídel větrného generátoru je umístěna v potrubí, na jejím konci je ozubené kolo, které přenáší rotaci na menší ozubené kolo namontované na hřídeli motoru. Ke zvýšení otáček motoru dochází i v průmyslových větrných elektrárnách. Převodovky se používají všude.

V domácích podmínkách se však výroba převodovky stává velkým problémem. Převodovku můžete vyjmout z elektrického nářadí, tam je potřeba snížit vysoké otáčky na hřídeli komutátorového motoru na normální otáčky sklíčidla na vrtačce nebo brusném kotouči:

Vrtačka má planetovou převodovku;

Úhlová bruska je vybavena úhlovou převodovkou (bude užitečná pro instalaci některých instalací a sníží zatížení ocasu větrné turbíny);

Převodovka z ruční vrtačky.

Tato verze domácího větrného generátoru již dokáže nabíjet 12V baterie, ale pro generování nabíjecího proudu a napětí je potřeba převodník. Tento úkol lze zjednodušit použitím autogenerátoru.

Výhodou takového generátoru je možnost jeho využití k nabíjení autobaterií, v zásadě je k tomu určen. Autogenerátory mají vestavěné relé regulátoru napětí, což eliminuje nutnost dokupovat stabilizátory nebo měniče.

Milovníci automobilů však vědí, že při nízkých volnoběžných otáčkách, přibližně 500-1000 ot / min, je výkon takového generátoru nízký a neposkytuje potřebný proud pro nabíjení baterie. To vede k nutnosti připojení k větrnému kolu přes převodovku nebo řemenový pohon.

Počet otáček při běžných rychlostech větru pro vaše zeměpisné šířky můžete upravit výběrem převodového poměru nebo použitím správně navrženého větrného kola.

Užitečné tipy

Snad nejvýhodnější provedení pro opakování stožáru pro větrný mlýn je znázorněno na obrázku. Takový stožár je natažen na kabelech připevněných k držákům v zemi, což zajišťuje stabilitu.

Důležité: Výška stožáru by měla být co nejvyšší, přibližně 10 metrů. Ve vyšších nadmořských výškách je vítr silnější, protože mu nestojí žádné překážky v podobě pozemních staveb, kopců a stromů. V žádném případě neinstalujte větrný generátor na střechu vašeho domu. Rezonanční vibrace upevňovacích konstrukcí mohou způsobit destrukci jeho stěn.

Postarejte se o spolehlivost nosného stožáru, protože konstrukce větrného mlýna založeného na takovém generátoru je výrazně těžší a je již poměrně vážným řešením, které může poskytnout autonomní napájení dacha s minimální sadou elektrických spotřebičů. Zařízení, která pracují na 220 V, mohou být napájena z měniče 12-220 V. Nejběžnější verze takového měniče je.

Je lepší používat dieselagregáty vč. nákladních vozidel, protože jsou konstruovány pro provoz při nízkých rychlostech. Dieselový motor velkého nákladního automobilu pracuje v průměru mezi 300 a 3 500 otáčkami za minutu.

Moderní generátory produkují 12 nebo 24 voltů a proud 100 ampérů je již dlouho normální. Po provedení jednoduchých výpočtů můžete určit, že takový generátor vám poskytne maximálně 1 kW výkonu a generátor z Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, což je již pěkný slušná postava.

Jaké by mělo být větrné kolo pro domácí větrnou turbínu?

V textu jsem zmínil, že větrné kolo by mělo být velké a s velkým počtem lopatek, ve skutečnosti tomu tak není. Toto tvrzení platilo pro ty mikrogenerátory, které nepředstírají, že jsou vážnými elektrickými stroji, ale spíše vzorky pro referenci a volný čas.

Ve skutečnosti je návrh, výpočet a vytvoření větrného kola velmi obtížný úkol. Větrná energie bude využívána racionálněji, pokud bude provedena velmi přesně a „letecký“ profil bude ideálně navržen a měl by být instalován s minimálním úhlem k rovině otáčení kola.

Reálná síla větrných kol se stejným průměrem a různým počtem lopatek je stejná, rozdíl je pouze v rychlosti jejich otáčení. Čím méně křídel, tím více otáček za minutu, při stejném větru a průměru. Pokud chcete dosáhnout maximální rychlosti, musíte křídla namontovat co nejpřesněji s minimálním úhlem k rovině jejich rotace.

Podívejte se na tabulku z knihy z roku 1956 „Homemade Wind Power Plant“ ed. DOSAAF Moskva. Ukazuje vztah mezi průměrem kola, výkonem a otáčkami.

Doma jsou tyto teoretické výpočty málo užitečné; amatéři vyrábějí větrná kola z improvizovaných prostředků pomocí:

Kovové plechy;

Plastové kanalizační potrubí.

Vysokorychlostní 2-4-listé větrné kolo si můžete sestavit vlastníma rukama z kanalizačních trubek, kromě nich potřebujete pilu na železo nebo jakýkoli jiný řezný nástroj. Použití těchto trubek je dáno jejich tvarem, po řezání mají konkávní tvar, který zajišťuje vysokou citlivost na proudění vzduchu.

Po oříznutí se pomocí ŠROUBŮ zajistí na kovový, textolitový nebo překližkový polotovar. Pokud ho budete vyrábět z překližky, je lepší přelepit a sešroubovat několik vrstev překližky na obou stranách šrouby, pak dosáhnete tuhosti.

Zde je nápad na dvoulopatkové pevné oběžné kolo pro generátor krokového motoru.

závěry

Můžete vytvořit větrnou elektroinstalaci od nízkého výkonu – jednotky Wattů, pro napájení jednotlivých LED svítidel, majáků a malých zařízení až po dobré hodnoty výkonu v jednotkách kilowattů, akumulaci energie v baterii, její využití v jeho původní podobu nebo jej převést až na 220 voltů. Náklady na takový projekt budou záviset na vašich potřebách; možná nejdražším prvkem je stožár a baterie, které se mohou pohybovat od 300 do 500 USD.

Na chatě často dochází k výpadkům proudu, protože mnoho letních obyvatel zapíná spoustu všech druhů elektrických zařízení (čerpadla, elektrické sporáky atd.). A stává se, že v oblasti dacha není vůbec žádná elektrická síť a její instalace je velmi nákladná. Obvykle v takových případech přichází na pomoc plynový generátor, ale plynový generátor není zcela vhodný, když potřebujete stálou a malou elektřinu, například pro zapnutí televize, rádia nebo nabíjení mobilního telefonu. Další zásadní nevýhodou plynového generátoru je pro mě hlučnost, drahý benzín a údržba.

Solární panely jsou dobrou alternativou pro nabíjení baterie, ale jejich cena na ně dává zapomenout. A většinou fungují jen v létě a v zimě a za oblačného počasí z nich dostanete málo.

Obecně jsem našel řešení v návrhu malých a jednoduchých větrných generátorů. Nikdy jsem je nefotil, fotka níže je jen jedno z mých řemesel. Pro své větrníky vyrábím nízkopříkonové axiální generátory, výhodou těchto generátorů je, že se dají sestavit „na koleni“ bez použití jakýchkoli strojů a přesného pasování. Stačí pomocí brusky vyříznout dva kotouče pro magnety. Naviňte měděné cívky a naplňte je epoxidovou pryskyřicí a sestavte základní náboj tak, aby se celá věc točila. Vše je jednoduché a lze to udělat z jakéhokoli domácího odpadu, takže je to prakticky zdarma. Kupuji pouze neodymové magnety, ale i na nich šetřím.

Myslím, že jste už o axiálních větrných generátorech slyšeli hodně, protože vás toto téma zajímá, takže nebudu podrobně psát o principu fungování generátorů tohoto typu, zejména proto, že fungují i s hrubými konstrukčními chybami. Pokaždé dostanu jiné provedení a záleží na materiálu, který je momentálně k dispozici.Obvykle u takových generátorů je počet pólů v poměru magnetů k cívkám 2/3 nebo 4/3 pro třífázové nebo 1/1 pro jednofázové. Dělám to ale po svém, v praxi jsem zjistil, že třífázové generátory tohoto typu nemá smysl vyrábět. Obvykle s poměrem 2/3 u generátoru se železným statorem se lepení sníží, ale ve statoru axiálního generátoru není železo a není co lepit, proto vyrábím jednofázové generátory. Ale můj pólový poměr se nerovná počtu cívek. Namotám 9 cívek a na disku je 8 magnetů a zdá se, že v generátoru nejsou žádné ztráty.

Zde je jeden z mých větrných generátorů, který funguje dodnes. Vyrábím malé vysokorychlostní větrné generátory na základě velikosti magnetů a velikost magnetů určuje můj skromný rozpočet, takže za sadu neutratím více než 1000 rublů. Je pro mě snazší utrácet kousek po kousku, než okamžitě vybudovat seriózní strukturu s velkými investicemi.

Je mnohem snazší postavit malý větrný generátor než velký, protože jako stožár poslouží jakákoli tenká trubka nebo dokonce dřevěná tyč. Čepele vyrábím i z toho, co je po ruce (PVC trubky, cín, dřevo). Každý větrný generátor nabíjí vlastní baterii. Baterie mám také z druhé ruky, nic se neplýtvá a když to může být užitečné, tak se to hodí. Nepoužívám ovladače a nejsou potřeba, protože větrné generátory jsou slabé a plně nabijí baterii za pár dní, pokud z baterií neberete energii. V mém případě je každý větrný generátor + baterie zodpovědný za určité části napájení. Jeden větrný mlýn osvětluje v noci dvůr, druhý má na starosti osvětlení v domě, třetí je pro televizi, čtvrtý dobíjí autobaterii a pátý pomáhá, když je potřeba.

Výkon každého větrného generátoru je v průměru 10-20 watt/h, někdy při silném větru dosahuje 50-80 watt/h, ale většinou nic moc.

Sestavení přenosného větrného generátoru z dostupných materiálů.

Toto velmi užitečné zařízení se vám může hodit při turistice, lovu nebo rybaření. Umožňuje dobít baterii v mobilním telefonu, přehrávači nebo svítilně. Tento model větrného generátoru je také poměrně lehký a kompaktní, díky čemuž je extrémně mobilní a nepostradatelný při cestování.

Sada materiálů užitečných pro vývoj našeho přenosného větrného generátoru:
1) Krokový motor (autor ho použil ze starého skeneru)
2) Usměrňovací diody (k realizaci myšlenky bylo potřeba 8 diod 1N4007)
3) Kondenzátor 1000 uF
4) LM7805 (toto je stabilizátor, známý také jako regulátor napětí)
5) Obyčejná PVC trubka
6) Určité množství plastových dílů (podrobnější popis bude v procesu vytváření větrného generátoru)
7) Potřebné budou také desky z hliníku nebo jiného kovu (nejlépe lehčí).

Vlastně začněme s krokovým motorem. Autor vytáhl z obyčejného starého skeneru jeden, který už dosloužil a v zásadě ho nepotřeboval. Ve skutečnosti to můžete vidět na fotografii níže. Tady to je - čtyřfázový krokový motor.

Mimochodem, podobnou jednotku lze získat nejen ze starého skeneru, ale například i z magnetické diskové jednotky. Pokud se vám tedy povaluje nepotřebná disková jednotka, není třeba hledat skener.

Po skutečně obdržení potřebných součástí ze seznamu materiálů uvedených v článku můžete bezpečně zahájit montáž usměrňovače v plném rozsahu. Jak již bylo řečeno, budeme potřebovat osm diod, tedy dvě pro každý krok motoru.

Výstupní napětí stabilizujeme pomocí kondenzátoru o kapacitě minimálně 1000 μF a stabilizátoru napětí LM7805.

Vyrobený generátor je schopen snadno vyrábět napětí od pěti voltů a dokonce i více. Ale v rámci tohoto konkrétního projektu, protože účelem bude nabíjet mobilní telefon a další zařízení, je i pět voltů docela dost.

Dalším krokem je sběr nožů. Budou chytat vzduchovou energii pro náš generátor.

Při vyřezávání nožů buďte opatrní, snažte se, aby byly co nejhladší a nejefektivnější. Ostatně, čím lehčí a hladší budou, tím snazší bude zachytit vítr potřebné síly, aby náš generátor vyrobil potřebné napětí.

Po vyrobení nožů můžete začít kompletně sestavovat zařízení. Listy upevníme v PVC trubce, na druhou stranu dáme desku pro vyvážení a koordinaci vrtule ve větru. Vlastně připojením větrného mlýna ke generátoru získáme hotové zařízení.

Je čas to vyzkoušet v akci. Níže je fotografie sestaveného větrného generátoru v provozu.

Je těžké si nevšimnout, jak se stabilita dodávek elektřiny do příměstských zařízení liší od zásobování městských budov a podniků elektřinou. Přiznejte si, že jste se jako majitel privátu či chaty nejednou setkali s přerušením provozu, s tím spojenými nepříjemnostmi a poškozením zařízení.

Vyjmenované negativní situace spolu s důsledky již nebudou komplikovat život milovníkům přírodních prostor. Navíc s minimálními pracovními a finančními náklady. K tomu stačí vyrobit větrnou elektrárnu, kterou podrobně popisujeme v článku.

Podrobně jsme popsali možnosti výroby systému, který je užitečný v domácnosti a eliminuje energetickou závislost. Podle našich rad může nezkušený domácí řemeslník postavit větrný generátor vlastníma rukama. Toto praktické zařízení vám pomůže výrazně snížit vaše každodenní výdaje.

Alternativní zdroje energie jsou snem každého letního obyvatele nebo majitele domu, jehož pozemek se nachází daleko od centrálních sítí. Když však dostáváme účty za elektřinu spotřebovanou v městském bytě a podíváme se na zvýšené tarify, uvědomíme si, že větrný generátor vytvořený pro domácí potřeby by nám neublížil.

Po přečtení tohoto článku si možná splníte svůj sen.

Větrný generátor je vynikajícím řešením pro zásobování venkovského majetku elektřinou. Navíc v některých případech je jeho instalace jediným možným řešením.

Abychom neztráceli peníze, úsilí a čas, pojďme se rozhodnout: existují nějaké vnější okolnosti, které nám budou vytvářet překážky při provozu větrného generátoru?

K zajištění elektřiny pro letní dům nebo malou chatu stačí, jehož výkon nepřesáhne 1 kW. Taková zařízení v Rusku jsou přirovnávána k výrobkům pro domácnost. Jejich instalace nevyžaduje certifikáty, povolení ani žádná další schválení.

Princip činnosti větrné turbíny

Větrný generátor neboli větrná elektrárna (WPP) je zařízení, které slouží k přeměně kinetické energie proudění větru na mechanickou energii. Výsledná mechanická energie otáčí rotorem a přeměňuje se na elektrickou formu, kterou potřebujeme.

Princip činnosti a zařízení jsou podrobně popsány v článku, který doporučujeme přečíst.

Součástí větrné turbíny je:

listy tvořící vrtuli,
rotující rotor turbíny,
osa generátoru a samotný generátor,
invertor, který přeměňuje střídavý proud na stejnosměrný proud, který se používá k nabíjení baterií,
baterie.

Podstata větrných turbín je jednoduchá. Při otáčení rotoru vzniká třífázový střídavý proud, který pak prochází regulátorem a nabíjí stejnosměrný akumulátor. Invertor pak převádí proud tak, aby mohl být spotřebován pro napájení světel, rádií, televizorů, mikrovlnek a tak dále.

Detailní návrh větrného generátoru s horizontální osou otáčení vám umožní jasně si představit, které prvky přispívají k přeměně kinetické energie na mechanickou a poté na elektrickou.

Obecně platí, že princip fungování větrného generátoru jakéhokoli typu a konstrukce je následující: během procesu rotace dochází na lopatky ke třem typům silových účinků: brzdění, impuls a zvedání.

Tento diagram provozu větrné turbíny vám umožňuje pochopit, co se stane s elektřinou vyrobenou provozem větrného generátoru: část se akumuluje a druhá se spotřebovává.

Poslední dvě síly překonávají brzdnou sílu a uvádějí setrvačník do pohybu. Na stacionární části generátoru vytváří rotor magnetické pole, takže dráty protéká elektrický proud.

Galerie Obrázků

Klasifikace typů generátorů energie

Existuje několik kritérií, podle kterých jsou větrné elektrárny klasifikovány. Jak vybrat nejlepší možnost zařízení pro venkovskou nemovitost je podrobně popsáno na jedné z našich webových stránek.

Větrné mlýny se tedy liší v:

počet listů vrtule;
materiály na výrobu čepelí;
umístění osy rotace vzhledem k povrchu země;
vlastnost stoupání šroubu.

Existují modely s jednou, dvěma, třemi čepelemi a více čepelemi.

Výrobky s velkým počtem lopatek se začínají otáčet i při slabém větru. Obvykle se používají při práci, kde je samotný proces rotace důležitější než výroba elektřiny. Například k těžbě vody z hlubokých vrtů.

Ukazuje se, že lopatky větrných generátorů mohou být vyrobeny nejen z tvrdých materiálů, ale také z cenově dostupné tkaniny

Listy mohou být plachtové nebo tuhé. Plachetnice jsou mnohem levnější než pevné, které jsou vyrobeny z kovu nebo sklolaminátu. Musí se však velmi často opravovat: jsou křehké.

Pokud jde o umístění osy rotace vzhledem k zemskému povrchu, rozlišují se také horizontální modely. A v tomto případě má každá odrůda své výhody: vertikální reagují citlivěji na každý závan větru, ale horizontální jsou mohutnější.

Větrné generátory se dělí podle krokových charakteristik na modely s pevným a proměnným stoupáním. Proměnná rozteč umožňuje výrazně zvýšit rychlost otáčení, ale tato instalace má složitý a masivní design. Větrné turbíny s pevným stoupáním jsou jednodušší a spolehlivější.

Galerie Obrázků

Větrná elektrická instalace typu rotoru

Pojďme zjistit, jak vyrobit jednoduchý větrný mlýn se svislou osou otáčení typu rotoru vlastníma rukama. Takový model snadno pokryje potřeby elektřiny zahradního domku, různých přístavků a také v noci osvětlí místní oblast a zahradní cesty.

Lopatky této instalace rotorového typu se svislou osou otáčení jsou jednoznačně vyrobeny z prvků vyříznutých z kovového sudu

Naším cílem je vyrobit větrnou turbínu s maximálním výkonem 1,5 kW.

K tomu budeme potřebovat následující prvky a materiály:

12 V automobilový generátor;
12 V gelová nebo kyselá baterie;
polohermetický spínač typu „knoflík“ pro 12 V;
měnič 700 W – 1500 W a 12V – 220V;
vědro, velkokapacitní pánev nebo jiná prostorná nádoba z nerezové oceli nebo hliníku;
relé výstražné kontrolky nabíjení auta nebo baterie;
voltmetr automobilu (můžete použít jakýkoli);
šrouby s maticemi a podložkami;
dráty o průřezu 4 mm2 a 2,5 mm;
dvě svorky pro upevnění generátoru ke stožáru.

V procesu dokončení práce budeme potřebovat brusku nebo nůžky na kov, stavební tužku nebo značku, metr, řezačky drátu, vrtačku, vrtačku, klíče a šroubovák.

Ovladač pro systém, který vyrábí elektřinu, si můžete sestavit i sami. Článek vás seznámí s pravidly a výrobními schématy, s jejichž obsahem doporučujeme se seznámit.

Počáteční fáze výroby instalace

Domácí větrný mlýn začneme vyrábět tím, že vezmeme velkou válcovou kovovou nádobu. Obvykle se k tomuto účelu používá stará vroucí voda, kbelík nebo pánev. To bude základem pro naše budoucí větrné turbíny.

Pomocí metru a stavební tužky (značky) naneste značky: rozdělte naši nádobu na čtyři stejné části.

Při řezání v souladu s pokyny obsaženými v textu v žádném případě neprořízněte kov celý.

Kov bude muset být řezán. K tomu můžete použít mlýnek. Neslouží k řezání nádob z pozinkované oceli nebo lakovaného plechu, protože tento druh kovu se jistě přehřívá. Pro takové případy je lepší použít nůžky. Čepele vyřízneme, ale neprořízneme je celé.

Současně s pokračováním prací na nádrži předěláme kladku generátoru. Na dně bývalé pánve a v řemenici musíte označit a vyvrtat otvory pro šrouby. S prací v této fázi je třeba zacházet s maximální opatrností: všechny otvory musí být umístěny symetricky, aby při otáčení instalace nedošlo k nerovnováze.

Takto vypadají lopatky jiného provedení se svislou osou otáčení. Každá čepel se vyrábí samostatně a poté se montuje do společného zařízení

Čepele ohneme, aby příliš nevyčnívaly. Když provádíme tuto část práce, musíme vzít v úvahu, jakým směrem se bude generátor otáčet.

Obvykle je směr jeho otáčení ve směru hodinových ručiček. Úhel ohybu lopatek ovlivňuje oblast vlivu proudění vzduchu a rychlost otáčení vrtule.

Nyní je třeba ke kladce připevnit kbelík s noži připravenými pro práci. Nainstalujeme generátor na stožár a zajistíme jej svorkami. Zbývá pouze připojit vodiče a sestavit obvod. Buďte připraveni zapsat si schéma zapojení, barvy vodičů a označení kolíků. Později to jistě budete potřebovat. Vodiče upevňujeme na stožár zařízení.

Pro připojení baterie je třeba použít vodiče o průřezu 4 mm². Stačí vzít segment o délce 1 metr. To stačí.

A pro připojení zátěže k síti, která zahrnuje například osvětlení a elektrická zařízení, stačí vodiče o průřezu 2,5 mm². Nainstalujte měnič (konvertor). K tomu budete potřebovat také drát 4 mm².

Výhody a nevýhody modelu rotačního větrného mlýna

Pokud jste vše udělali pečlivě a důsledně, bude tento větrný generátor úspěšně fungovat. V tomto případě během jeho provozu nevzniknou žádné problémy.

Pokud použijete 1000W měnič a 75A baterii, tato instalace zajistí elektřinu pro video monitorovací zařízení, bezpečnostní alarmy a dokonce i pouliční osvětlení.

Výhody tohoto modelu jsou:

hospodárný;
prvky lze snadno vyměnit za nové nebo opravit;
pro provoz nejsou vyžadovány žádné zvláštní podmínky;
spolehlivý v provozu;
poskytuje kompletní akustický komfort.

Existují také nevýhody, ale ne příliš mnoho: výkon tohoto zařízení není příliš vysoký a má značnou závislost na náhlých poryvech větru. Proudy vzduchu mohou improvizovanou vrtuli jednoduše narušit.

Aby bylo možné před zahájením práce přesně vybrat model větrného generátoru požadovaného výkonu, doporučujeme použít vzorce uvedené v doporučeném článku.

Montáž axiální větrné turbíny na neodymové magnety

Vzhledem k tomu, že se neodymové magnety objevily v Rusku relativně nedávno, začaly se teprve nedávno vyrábět axiální větrné generátory se statory bez železa.

Vzhled magnetů způsobil prudký nárůst poptávky, ale postupně se trh nasytil a cena tohoto produktu začala klesat. Dostala se k dispozici řemeslníkům, kteří si ji ihned přizpůsobili svým různým potřebám.

Axiální větrná turbína na neodymových magnetech s horizontální osou otáčení je složitější konstrukce, která vyžaduje nejen zručnost, ale i určité znalosti

Pokud máte náboj ze starého auta s brzdovými kotouči, tak to vezmeme jako základ pro budoucí axiální generátor.

Předpokládá se, že tato část není nová, ale již byla použita. V tomto případě je nutné jej rozebrat, zkontrolovat a promazat ložiska, důkladně vyčistit usazeniny a veškerou rez. Hotový generátor nezapomeňte natřít barvou.

Náboj s brzdovými kotouči zpravidla jde k řemeslníkům jako jedna ze součástí starého auta, které bylo vyřazeno, a proto potřebuje důkladné čištění

Distribuce a zajištění magnetů

Neodymové magnety musí být nalepeny na rotorové disky. Pro naši práci si vezmeme 20 magnetů 25x8mm.

Samozřejmě můžete použít jiný počet pólů, ale je třeba dodržet následující pravidla: počet magnetů a pólů v jednofázovém generátoru se musí shodovat, ale pokud mluvíme o třífázovém modelu, pak poměr pólů k cívkám by měly být 2/3 nebo 4/3.

Při umístění magnetů se póly střídají. Důležité je neudělat chybu. Pokud si nejste jisti, že prvky umístíte správně, vytvořte si šablonu nápovědy nebo aplikujte sektory přímo na samotný disk.

Pokud máte na výběr, kupte si raději obdélníkové než kulaté magnety. U obdélníkových modelů je magnetické pole soustředěno po celé délce a v kulatých - ve středu.

Protilehlé magnety musí mít různé póly. Nic nespletete, když je fixem označíte znaménkem mínus nebo plus. Chcete-li určit póly, vezměte magnety a přibližte je k sobě.

Pokud povrchy přitahují, dejte na ně plus, pokud odpuzují, označte je mínusy. Při umísťování magnetů na disky střídejte póly.

Magnety jsou instalovány v souladu s pravidlem střídavých zásad, plastelínové strany jsou umístěny podél vnějšího a vnitřního obvodu: výrobek je připraven k plnění epoxidovou pryskyřicí

Pro bezpečné upevnění magnetu je potřeba použít kvalitní a co nejpevnější lepidlo.

Pro zvýšení spolehlivosti fixace můžete použít epoxidovou pryskyřici. Měl by být zředěn podle pokynů v návodu a naplněn jím na disku. Pryskyřice by měla pokrýt celý kotouč, ale neměla by z něj stékat. Možnost odkapávání zabráníte, pokud disk oblepíte páskou nebo po jeho obvodu vyrobíte dočasné plastelínové zábrany z polymerového proužku.

Jednofázové a třífázové generátory

Pokud porovnáme jednofázové a třífázové statory, bude lepší druhý. Jednofázový generátor při zatížení vibruje. Příčinou vibrací je rozdíl v amplitudě proudu, který vzniká v důsledku jeho nekonzistentního výstupu v čase.

Třífázový model takovou nevýhodu nemá. Vyznačuje se konstantním výkonem díky fázím, které se navzájem kompenzují: když se proud zvýší v jednom, v druhém se sníží.

Podle výsledků testování je výkon třífázového modelu téměř o 50 % vyšší než výkon jednofázového modelu. Další výhodou tohoto modelu je, že při absenci zbytečných vibrací se zvyšuje akustický komfort při provozu zařízení pod zátěží.

To znamená, že třífázový generátor během provozu prakticky nebručí. Při snížení vibrací se logicky zvyšuje životnost zařízení.

V boji mezi třífázovými a jednofázovými zařízeními vždy vítězí třífázové, protože během provozu tolik nehučí a vydrží déle než jednofázové

Pravidla pro navíjení cívky

Pokud se zeptáte specialisty, řekne, že před navíjením cívek je třeba provést pečlivý výpočet. Praktikant v této věci bude spoléhat na svou intuici.

Vybrali jsme generátor, který nebyl příliš rychlý. Naše nabíjecí procedura pro dvanáctivoltovou baterii by měla začít při 100-150 otáčkách za minutu. Taková počáteční data vyžadují, aby celkový počet závitů všech cívek byl 1000-1200 kusů. Musíme jen rozdělit toto číslo mezi všechny cívky a určit, kolik závitů bude na každé z nich.

Větrný mlýn při nízkých rychlostech může být výkonnější, pokud se zvýší počet pólů. Frekvence proudových oscilací v cívkách se zvýší. Pokud k navinutí cívek použijete drát s větším průřezem, odpor se sníží a proud se zvýší. Nezapomínejte na to, že vyšší napětí může díky odporu vinutí „sežrat“ proud.

Proces navíjení lze usnadnit a zefektivnit, pokud k tomuto účelu použijete speciální stroj.

Není vůbec nutné dělat tak rutinní proces, jako je ruční navíjení cívek. Trocha vynalézavosti a výborný stroj, který si hravě poradí s navíjením, už jsou tam

Výkonové charakteristiky podomácku vyrobených generátorů jsou značně ovlivněny tloušťkou a počtem magnetů, které jsou umístěny na discích. Celkový celkový výkon lze vypočítat navinutím jedné cívky a jejím následným roztočením v generátoru. Budoucí výkon generátoru je určen měřením napětí při konkrétních otáčkách bez zátěže.

Uveďme příklad. Při odporu 3 ohmy a 200 ot./min vychází 30 voltů. Pokud od tohoto výsledku odečtete 12 voltů napětí baterie, dostanete 18 voltů. Vydělte tento výsledek 3 ohmy a získáte 6 ampérů. Hlasitost je 6 ampér a půjde na baterii. Při výpočtu jsme samozřejmě nebrali v úvahu ztráty ve vodičích a na diodovém můstku: skutečný výsledek bude menší než vypočítaný.

Obvykle jsou cívky kulaté. Pokud je ale trochu roztáhnete, získáte v sektoru více mědi a zatáčky budou rovnější. Pokud porovnáte velikost magnetu a průměr vnitřního otvoru cívek, pak by se měly shodovat nebo může být velikost magnetu o něco menší.

Hotové cívky by měly odpovídat velikosti magnetů: měly by být o něco větší než magnety nebo by měly mít stejnou velikost

Tloušťka námi vyráběného statoru musí správně souviset s tloušťkou magnetů. Pokud se stator zvětší zvýšením počtu závitů v cívkách, zvětší se mezidiskový prostor a magnetický tok se sníží. Výsledek může být takový: generuje se stejné napětí, ale kvůli zvýšenému odporu cívek dostaneme méně proudu.

K výrobě formy statoru se používá překližka. Sektory pro svitky však lze označit na papíře pomocí plastelíny jako ohraničení.

Pokud umístíte tkaninu ze skleněných vláken na svitky ve spodní části formy, zvýší se pevnost produktu. Před nanesením epoxidové pryskyřice je potřeba formu namazat vazelínou nebo voskem, pryskyřice se pak na formu nelepí. Někteří lidé místo lubrikantu používají pásku nebo fólii.

Cívky jsou k sobě připevněny. V tomto případě jsou konce fází vyvedeny. Šest vyvedených vodičů by mělo být zapojeno do hvězdy nebo trojúhelníku. Ručním otáčením sestaveného generátoru se testuje. Pokud je napětí 40 V, pak bude proud přibližně 10 ampér.

Konečná montáž zařízení

Délka hotového stožáru by měla být přibližně 6-12 metrů. S takovými parametry musí být jeho základna betonována. Samotný větrný mlýn bude připevněn k vrcholu stožáru.

Aby bylo možné na něj dosáhnout v případě poruchy, je nutné zajistit speciální držák na patě stožáru, který umožní zvedání a spouštění potrubí pomocí ručního navijáku.

Stožár s větrným generátorem, který je k němu připojen, se tyčí vysoko, ale prozíravý řemeslník vyrobil speciální zařízení, které umožňuje v případě potřeby spustit konstrukci na zem

K výrobě šroubu můžete použít PVC trubku o průměru 160 mm. Z jeho povrchu poslouží k odříznutí dvoumetrové vrtule skládající se ze šesti listů. Tvar lopatek je lepší vyvinout sami experimentálně. Cílem je zvýšit točivý moment při nízkých otáčkách.

Vrtule by měla být chráněna před nadměrným větrem. Chcete-li tento problém vyřešit, použijte skládací ocas. Vyrobená energie se ukládá do baterií.

Našim čtenářům jsme poskytli dvě možnosti pro větrné generátory vlastní výroby 220 V, které se těší zvýšené pozornosti nejen majitelů venkovských nemovitostí, ale také běžných letních obyvatel.

Oba modely větrných turbín jsou svým způsobem efektivní. Tato zařízení mohou prokázat zvláště dobré výsledky ve stepních oblastech s častými a silnými větry. Jsou dostatečně účinné, aby je bylo možné použít při organizování a dodávkách elektřiny. A není tak těžké je postavit vlastníma rukama.

Závěry a užitečné video k tématu

Toto video ukazuje příklad větrné turbíny s horizontální osou otáčení. Autor zařízení podrobně vysvětluje nuance návrhu instalace pro kutily, upozorňuje publikum na chyby, které lze udělat v procesu výroby větrného generátoru sami, a poskytuje praktické rady.

Upozorňujeme, že dostat se k zařízení, zvednutému do slušné výšky, není tak snadné. Přeinstalace takové větrné turbíny bude s největší pravděpodobností problematická. Proto skládací konstrukce stožáru v tomto případě nebude vůbec nadbytečná.

Toto video ukazuje rotační větrný mlýn se svislou osou otáčení. Tato instalace je umístěna nízko, je vyrobena originálním způsobem a je vysoce citlivá: i mírný vítr uvede lopatky zařízení do pohybu.

Pokud žijete v oblasti, kde větry nejsou považovány za vzácný jev, může být pro vás použití tohoto konkrétního zdroje alternativní energie nejúčinnější. Výše uvedené příklady vlastnoručně vyrobených větrných mlýnů dokazují, že vyrobit je vlastníma rukama není tak obtížné. Větrná energie je veřejně přístupný a obnovitelný zdroj, který lze a měl by být využíván.

Vyzýváme návštěvníky stránek, kteří se zajímají o téma článku, aby vyjádřili své názory v komentářích a položili otázky, které vyvstaly při čtení materiálu.