Ricarica del vento per il telefono. Centrale eolica nel paese

Un semplice mulino a vento da 750 watt per una casa di campagna è un'ottima aggiunta alla rete elettrica del sito.

Come unica fonte di energia potrebbe non essere sufficiente, ma come fonte di riserva in caso di interruzione di corrente è semplicemente un’ottima alternativa a un generatore diesel. Oltretutto, mini mulino a vento 750 watt consente di ridurre significativamente i costi energetici e garantire un'alimentazione elettrica affidabile al sito. La semplicità di installazione e l'eleganza del design ci permettono di considerare questo dispositivo come una decorazione del sito.

Caratteristiche tecniche del generatore eolico:

Indice	Senso
Potenza a 10 m/s	900 Watt
Potenza a 9 m/s	825 Watt
Potenza a 5 m/s	100 Watt
Toccante	2,5 m/sec
Campo di funzionamento	3-25 m/sec
Materiale della lama	Fibra di vetro rinforzata con rivestimento protettivo 3M
Diametro del rotore	2,7 metri
Peso del generatore eolico	65 chilogrammi
Cuscinetti sull'albero	NSK, Giappone
Portamento verticale	raccolta di corrente
Supporti per alberi	"tubo per tubo"
Tutta la vita	25 anni o più
Garanzia	1 anno

Configurazione e prezzo del set completo:

Incluso anche:

3 lame rinforzate in fibra di vetro;

Generatore di corrente;

Lama di coda e trave;

Carenatura sul naso;

Elementi di fissaggio per lame;

Elementi di fissaggio per il montaggio di un generatore eolico su un palo (89 mm) con cuscinetto scorrevole.

Un impianto eolico (WPP) è un dispositivo mediante il quale l'energia cinetica generata dai flussi eolici viene convertita in energia meccanica e, facendo ruotare il rotore, viene successivamente convertita in energia elettrica.

Per quale scopo viene utilizzata la turbina eolica?

Le turbine eoliche sono prodotte specificatamente per l'uso domestico da parte dei proprietari di case di campagna, cottage e altri edifici privati ​​dove è richiesto un basso consumo di elettricità entro 220 V e 50 Hz. Un generatore eolico da 750 Watt 24 Volt non è adatto come principale e unica fonte di energia elettrica. Tuttavia, sarà indispensabile come alimentazione di riserva in caso di interruzione di corrente, essendo un'ottima alternativa a un generatore di tipo diesel. Con l'aiuto di un generatore eolico da 750 watt, esiste un'eccellente opportunità per ridurre significativamente i costi del consumo di elettricità, garantendo allo stesso tempo un'alimentazione elettrica di alta qualità, affidabile e costante a qualsiasi area suburbana.

Principali caratteristiche delle turbine eoliche

Le caratteristiche principali di questo dispositivo includono:

• tre lame in fibra di vetro rinforzata, che include un rivestimento 3M per proteggerlo dal rapido invecchiamento e dal gelo;
• peso (parte della coda con pale) pari a 65 chilogrammi;
• potenza alla velocità del vento:

5 metri al secondo – 100 watt,

9 metri al secondo - 825 watt

10 metri al secondo 900 watt;

• l'inizio della rotazione (le pale si allontanano) con una velocità del vento di 2,5 metri al secondo;
• la generazione del vento varia da tre a venticinque metri al secondo. A una velocità superiore a 20 metri al secondo viene attivata la frenata protettiva;
• Il periodo di garanzia è di 12 mesi con una durata totale di almeno 25 anni.

Installazione di turbine eoliche

Questo mini mulino a vento si installa sull'albero utilizzando l'opzione “un tubo nell'altro” (tenendo conto del fatto che il diametro esterno dell'albero sotto la flangia è di 89 millimetri). L'eleganza di questo design, unita alla facilità di installazione, consente di considerare una turbina eolica come una decorazione per qualsiasi sito. In questo caso non è necessario ottenere l'autorizzazione per l'installazione e il successivo utilizzo dell'installazione.

Applicazione delle turbine eoliche

Un tale dispositivo eolico è completamente innocuo. Non interferisce con il funzionamento degli apparecchi elettrici né crea radiazioni negative né per gli animali né per le persone che vivono nelle vicinanze. Durante i primi due anni, questo mini mulino a vento (ad eccezione del controllo costante dei cavi di tensione) non necessita di particolare manutenzione.

Durante il funzionamento dovresti:

• monitorare le batterie. In caso di perdita di capacità (una volta entro un anno e mezzo o tre anni), vengono sostituiti;
• pulire e lubrificare i cuscinetti e le parti rotanti del dispositivo;
• almeno una volta ogni tre anni ritoccare le parti metalliche danneggiate e rimuovere i conseguenti depositi di ruggine.

Il vento è energia gratuita! Quindi usiamolo per scopi personali. Se la creazione di un parco eolico su scala industriale è molto costosa, perché oltre al generatore è necessario effettuare una serie di studi e calcoli, lo Stato non sostiene tali costi e per qualche motivo gli investitori nei paesi dell'ex Unione Sovietica non sono di particolare interesse. Quindi privatamente puoi realizzare un mini-mulino a vento per le tue esigenze. Vale la pena capire che il progetto di convertire la tua casa all'energia alternativa è un'impresa molto costosa.

Come già accennato: è necessario effettuare osservazioni e calcoli a lungo termine per selezionare il rapporto ottimale tra le dimensioni della ruota eolica e del generatore, adatto al clima, alla rosa dei venti e alla velocità media annua del vento.

L'efficienza di una centrale eolica all'interno di una regione può differire in modo significativo, ciò è dovuto al fatto che il movimento del vento dipende non solo dalla zona climatica, ma anche dal terreno.

Tuttavia, puoi scoprire cos'è l'energia eolica a un costo minimo assemblando un'installazione economica per alimentare un carico a bassa potenza, come uno smartphone, lampadine o una radio. Con l'approccio giusto, puoi fornire elettricità a una piccola casa o cottage estivo.

Diamo un'occhiata a come realizzare una semplice installazione eolica con le tue mani.

Mulini a vento a bassa potenza realizzati con mezzi improvvisati

Un dispositivo di raffreddamento del computer è un motore senza spazzole, che nella sua forma originale non ha alcun valore pratico.

È necessario riavvolgerlo, poiché nell'originale gli avvolgimenti sono collegati in modo inappropriato. Avvolgi le bobine una per una:

Senso orario;

Antiorario;

Senso orario;

Antiorario.

Le bobine adiacenti devono essere collegate in serie o, meglio ancora, avvolte con un pezzo di filo che si sposta da una scanalatura all'altra. In questo caso, scegliete arbitrariamente lo spessore del filo; sarà meglio avvolgere quante più spire possibili, e questo è possibile utilizzando il filo più sottile.

La tensione di uscita da un tale generatore sarà variabile e il suo valore dipenderà dalla velocità (velocità del vento), installa un ponte a diodi di diodi Schottky per rettificarlo a costante, andranno bene i diodi ordinari, ma sarà peggio, perché la tensione ai loro capi scenderà da 1 a 2 volt.

Digressione lirica, una piccola teoria

Ricorda che l'entità dell'EMF è pari a:

dove L è la lunghezza del conduttore posto in un campo magnetico; V è la velocità di rotazione del campo magnetico;

Quando si aggiorna un generatore, è possibile influenzare solo la lunghezza del conduttore, ovvero il numero di spire di ciascuna bobina. Il numero di giri determina la tensione di uscita e lo spessore del filo determina il carico di corrente massimo.

In pratica è impossibile influenzare la velocità del vento. Esiste però anche una via d'uscita da questa situazione: dopo aver individuato la velocità del vento tipica della vostra zona, potete progettare un'elica adatta alla velocità di un impianto eolico, nonché un riduttore o una trasmissione a cinghia per garantire una sufficiente velocità per generare la tensione richiesta.

IMPORTANTE: Più veloce non significa migliore!!! Se la velocità di rotazione del generatore eolico è troppo elevata, la sua durata si ridurrà, le proprietà di lubrificazione delle boccole o dei cuscinetti del rotore si deterioreranno e si incepperà e, molto probabilmente, si romperà l'isolamento degli avvolgimenti nel generatore eolico. si verificherà il generatore

Il generatore è composto da:

Aumentare la potenza del generatore da un dispositivo di raffreddamento del computer

Innanzitutto, maggiore è il numero delle pale e del diametro delle ruote, meglio è, quindi dai un'occhiata più da vicino ai radiatori da 120 mm.

In secondo luogo, abbiamo già detto che la tensione dipende anche dal campo magnetico, il fatto è che i generatori industriali ad alta potenza hanno avvolgimenti di eccitazione e quelli a bassa potenza hanno potenti magneti. I magneti nel dispositivo di raffreddamento sono estremamente deboli e non consentono di ottenere buoni risultati dal generatore, e lo spazio tra il rotore e lo statore è molto grande - circa 1 mm, e questo con magneti già deboli.

La soluzione a questo problema è cambiare radicalmente il design del generatore. Più precisamente, il frigorifero avrà bisogno solo di una girante, come il generatore stesso, possiamo utilizzare il motore di una stampante o qualsiasi altro elettrodomestico. I motori a spazzole più comuni sono eccitati da magneti permanenti.

Di conseguenza sarà simile a questo.

La potenza di un tale generatore è sufficiente per alimentare i LED e un ricevitore radio. Non basterà ricaricare il telefono, il telefono visualizzerà il processo di ricarica, ma la corrente sarà estremamente ridotta, fino a 100 Ampere, con un vento di 5-10 metri al secondo.

Motori passo-passo come generatore eolico

I motori passo-passo si trovano molto spesso nei computer e negli elettrodomestici, in lettori vari, lettori floppy (interessanti i vecchi modelli da 5,25”), stampanti (soprattutto quelle a matrice di punti), scanner, ecc.

Questi motori possono funzionare come generatore senza modifiche; sono costituiti da un rotore con magneti permanenti e uno statore con avvolgimenti; in figura è mostrato uno schema tipico di collegamento per un motore passo-passo in modalità generatore.

Il circuito contiene uno stabilizzatore lineare da 5 volt, tipo L7805, che consentirà di collegare in sicurezza i telefoni cellulari a un mulino a vento per caricarli.

La foto mostra un generatore costituito da un motore passo-passo con pale installate.

Il motore in un caso specifico ha 4 fili di uscita, lo schema è di conseguenza. Un motore di tali dimensioni in modalità generatore produce circa 2 W con vento debole (velocità del vento circa 3 m/s) e 5 m/s con vento forte (fino a 10 m/s).

A proposito, ecco un circuito simile con un diodo zener invece dell'L7805. Consente di caricare le batterie agli ioni di litio.

Perfezionamento di un mulino a vento fatto in casa

Affinché il generatore funzioni in modo più efficiente, è necessario creare un gambo di guida e fissarlo in modo mobile sull'albero. Quindi, quando la direzione del vento cambia, cambierà la direzione del generatore eolico. Quindi sorge il problema successivo: il cavo che va dal generatore al consumatore si attorciglierà attorno all'albero. Per risolvere questo problema, è necessario fornire un contatto in movimento. Una soluzione già pronta viene venduta su Ebay e Aliexpress.

I tre fili inferiori sono fissi e scendono, mentre il fascio di fili superiore è mobile, all'interno è installato un contatto scorrevole o un meccanismo a spazzola. Se non hai l'opportunità di acquistare, sii intelligente e, ispirato dalla decisione dei progettisti dell'auto Zhiguli, ovvero l'implementazione di un contatto mobile per il pulsante del segnale sul volante, fai qualcosa di simile. Oppure usa il pad di contatto di un bollitore elettrico.

Collegando i connettori si ottiene un contatto mobile.

Un potente generatore eolico realizzato con mezzi improvvisati.

Per ottenere più potenza puoi utilizzare due opzioni:

1. Generatore da un cacciavite (10-50 W);

L'unica cosa di cui hai bisogno da un cacciavite è un motore, l'opzione è simile alla precedente, puoi usare le pale del ventilatore come una vite, questo aumenterà la potenza finale della tua installazione.

Ecco un esempio di tale progetto:

Presta attenzione a come viene implementato qui l'overdrive dell'ingranaggio: l'albero del generatore eolico si trova in un tubo, alla sua estremità c'è un ingranaggio che trasmette la rotazione a un ingranaggio più piccolo montato sull'albero del motore. Un aumento della velocità del motore si verifica anche negli impianti eolici industriali. I riduttori sono utilizzati ovunque.

Tuttavia, in condizioni fatte in casa, realizzare un cambio diventa un grosso problema. È possibile rimuovere il cambio dall'utensile elettrico, è necessario ridurre l'alta velocità sull'albero del motore del commutatore alla velocità normale del mandrino su un trapano o del disco della smerigliatrice:

Il trapano è dotato di riduttore epicicloidale;

La smerigliatrice angolare è dotata di rinvio angolare (sarà utile per l'installazione di alcuni impianti e ridurrà il carico sulla coda della turbina eolica);

Cambio da un trapano a mano.

Questa versione di un generatore eolico fatto in casa può già caricare batterie da 12 V, ma è necessario un convertitore per generare corrente e tensione di carica. Questo compito può essere semplificato utilizzando un generatore per auto.

Il vantaggio di un tale generatore è la possibilità di utilizzarlo per caricare le batterie delle auto, in linea di principio è per questo che è progettato. Gli autogeneratori dispongono di un relè regolatore di tensione integrato, che elimina la necessità di acquistare stabilizzatori o convertitori aggiuntivi.

Tuttavia, gli appassionati di auto sanno che a regimi minimi, circa 500-1000 giri/min, la potenza di un tale generatore è bassa e non fornisce la corrente necessaria per caricare la batteria. Ciò porta alla necessità di collegarsi alla ruota eolica tramite un cambio o una trasmissione a cinghia.

Puoi regolare il numero di giri a velocità del vento normali per le tue latitudini selezionando il rapporto di trasmissione o utilizzando una ruota eolica adeguatamente progettata.

Consigli utili

Forse il design più conveniente per ripetere un albero per una turbina eolica è mostrato nell'immagine. Tale albero è teso su cavi fissati ai supporti nel terreno, il che garantisce stabilità.

Importante: L'altezza dell'albero dovrebbe essere la più alta possibile, circa 10 metri. Ad altitudini più elevate, il vento è più forte perché non ci sono ostacoli sotto forma di strutture del terreno, colline e alberi. Non installare in nessun caso un generatore eolico sul tetto di casa. Le vibrazioni risonanti delle strutture di fissaggio possono causare la distruzione delle sue pareti.

Prenditi cura dell'affidabilità dell'albero di supporto, perché il progetto di un mulino a vento basato su un tale generatore diventa significativamente più pesante ed è già una soluzione piuttosto seria in grado di fornire alimentazione autonoma a una dacia con un set minimo di elettrodomestici. I dispositivi che funzionano a 220 Volt possono essere alimentati da un inverter da 12-220 V. La versione più comune di tale inverter è.

È meglio usare generatori diesel, incl. camion, perché sono progettati per funzionare a basse velocità. In media, il motore diesel di un camion di grandi dimensioni funziona tra 300 e 3.500 giri al minuto.

I generatori moderni producono 12 o 24 Volt e una corrente di 100 A è diventata da tempo normale. Dopo aver effettuato semplici calcoli, puoi determinare che un tale generatore ti fornirà un massimo di 1 kW di potenza e un generatore di Lada (12 V 40-60 A) 350-500 W, che è già un bel figura decente.

Come dovrebbe essere una ruota eolica per una turbina eolica fatta in casa?

Ho accennato nel testo che la ruota eolica dovrebbe essere grande e con un gran numero di pale, in realtà non è così. Questa affermazione valeva per quei microgeneratori che non pretendono di essere macchine elettriche serie, ma piuttosto esemplari di riferimento e di svago.

In effetti, progettare, calcolare e creare una ruota eolica è un compito molto difficile. L'energia eolica verrà utilizzata in modo più razionale se eseguita in modo molto accurato e se il profilo "aereo" è progettato idealmente e dovrebbe essere installato con un angolo minimo rispetto al piano di rotazione della ruota.

La potenza effettiva delle ruote eoliche con lo stesso diametro e diverso numero di pale è la stessa, l'unica differenza sta nella loro velocità di rotazione. Meno ali ci sono, più giri al minuto, a parità di vento e diametro. Se vuoi raggiungere la massima velocità, devi montare le ali nel modo più accurato possibile con un angolo minimo rispetto al piano di rotazione.

Guarda la tabella tratta dal libro “Homemade Wind Power Plant” del 1956 ed. DOSAAF Mosca. Mostra la relazione tra diametro della ruota, potenza e numero di giri.

A casa, questi calcoli teorici sono di scarsa utilità; i dilettanti realizzano ruote eoliche con mezzi improvvisati, utilizzando:

• Lamiere;

  Tubi fognari in plastica.

Puoi assemblare una ruota eolica ad alta velocità a 2-4 pale con le tue mani dai tubi fognari, oltre a loro avrai bisogno di un seghetto o di qualsiasi altro utensile da taglio. L'utilizzo di questi tubi è determinato dalla loro forma; dopo il taglio presentano una forma concava, che garantisce un'elevata reattività ai flussi d'aria.

Dopo il taglio, vengono fissati con BULLONI a un pezzo grezzo di metallo, textolite o compensato. Se lo realizzerai in compensato, è meglio incollare nuovamente e avvitare insieme diversi strati di compensato su entrambi i lati con le viti, quindi sarai in grado di ottenere la rigidità.

Ecco un'idea per una girante solida a due pale per un generatore con motore passo-passo.

conclusioni

È possibile realizzare un impianto eolico che va da basse potenze - unità di Watt, per alimentare singole lampade a LED, fari e piccole apparecchiature, a buoni valori di potenza in unità di kilowatt, accumulare energia in una batteria, usarla in nella sua forma originale o convertirlo fino a 220 Volt. Il costo di un progetto del genere dipenderà dalle tue esigenze; ​​forse l’elemento più costoso è l’albero e le batterie, che possono variare da $ 300-500.

Alla dacia si verificano spesso interruzioni di corrente, poiché molti residenti estivi accendono molti tipi di apparecchiature elettriche (pompe, stufe elettriche, ecc.). E succede che nella zona della dacia non esiste alcuna rete elettrica ed è molto costosa installarla. Di solito in questi casi un generatore di gas viene in soccorso, ma un generatore di gas non è del tutto adatto quando è necessaria poca e costante elettricità, ad esempio per accendere la TV, la radio o caricare un telefono cellulare. Un altro svantaggio critico di un generatore di gas per me è il rumore, la benzina costosa e la manutenzione.

I pannelli solari sono una buona alternativa per caricare la batteria, ma il loro prezzo te li fa dimenticare. E per la maggior parte funzionano solo d'estate, e in inverno e con tempo nuvoloso ne ottieni poco.

In generale, ho trovato una soluzione nella progettazione di piccoli e semplici generatori eolici. Non li ho mai fotografati, la foto qui sotto è solo uno dei miei lavori. Per i miei mulini a vento realizzo generatori assiali a bassa potenza, il vantaggio di questi generatori è che possono essere assemblati “sul ginocchio” senza l'utilizzo di macchine o raccordi precisi. Devi solo usare una smerigliatrice per ritagliare due dischi per i magneti. Avvolgi le bobine di rame e riempile con resina epossidica, quindi assembla la base-mozzo in modo che il tutto ruoti. Tutto è semplice e può essere fatto da qualsiasi rifiuto domestico, quindi è praticamente gratuito. Compro solo magneti al neodimio, ma risparmio anche su quelli.

Penso che tu abbia già sentito molto parlare di generatori eolici assiali poiché sei interessato a questo argomento, quindi non scriverò in dettaglio sul principio di funzionamento dei generatori di questo tipo, soprattutto perché funzionano anche con grossolani errori di progettazione. Ogni volta ricevo disegni diversi e dipendono dal materiale disponibile al momento. Di solito in tali generatori il numero di poli nel rapporto tra magneti e bobine è 2/3 o 4/3 per trifase, o 1/1 per monofase. Ma lo faccio a modo mio, in pratica ho scoperto che non ha senso realizzare generatori trifase di questo tipo. Di solito, con un rapporto di 2/3 in un generatore con statore in ferro, l'aderenza è ridotta, ma nello statore di un generatore assiale non c'è ferro e non c'è nulla che possa aderire, ecco perché realizzo generatori monofase. Ma il mio rapporto polare non è uguale al numero di bobine. Avvolgo 9 bobine e ci sono 8 magneti sul disco e sembra che non ci siano perdite nel generatore.

Ecco uno dei miei generatori eolici che funziona ancora oggi. Realizzo piccoli generatori eolici ad alta velocità in base alle dimensioni dei magneti e la dimensione dei magneti determina il mio magro budget, quindi non spendo più di 1000 rubli per un set. Per me è più facile spendere poco a poco che costruire subito una struttura seria con grandi investimenti.

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È molto più semplice costruire un piccolo generatore eolico che uno grande, poiché qualsiasi tubo sottile o anche un bastoncino di legno funzionerà come albero. Realizzo anche lame con ciò che ho a portata di mano (tubi in PVC, stagno, legno). Ogni generatore eolico carica la propria batteria. Anche le mie batterie sono di seconda mano, non si spreca nulla e se può essere utile, allora è utile. Non utilizzo i controller e non sono necessari, poiché i generatori eolici sono deboli e caricano completamente la batteria in un paio di giorni se l'energia non viene prelevata dalle batterie. Nel mio caso, ciascun generatore eolico + batteria è responsabile di alcune parti dell'alimentazione. Un mulino a vento illumina il cortile di notte, il secondo è responsabile dell'illuminazione della casa, il terzo è della TV, il quarto ricarica la batteria dell'auto e il quinto aiuta quando necessario.

La potenza di ciascun generatore eolico è in media di 10-20 watt/h, a volte con vento forte raggiunge i 50-80 watt/h, ma solitamente non molto.

Assemblare un generatore eolico portatile con i materiali disponibili.

Questo dispositivo molto utile può esserti utile durante le escursioni, la caccia o la pesca. Ti permette di ricaricare la batteria del tuo cellulare, lettore o torcia. Inoltre, questo modello di generatore eolico è abbastanza leggero e compatto, il che lo rende estremamente mobile e indispensabile quando si viaggia.

Un insieme di materiali utili per sviluppare il nostro generatore eolico portatile:
1) Motore passo-passo (l'autore lo ha utilizzato da un vecchio scanner)
2) Diodi raddrizzatori (per implementare l'idea erano necessari 8 diodi 1N4007)
3) Condensatore 1000 uF
4) LM7805 (questo è uno stabilizzatore, noto anche come regolatore di tensione)
5) Tubo ordinario in PVC
6) Una certa quantità di parti in plastica (una descrizione più dettagliata sarà in fase di creazione del generatore eolico)
7) Saranno necessarie anche piastre in alluminio o altro metallo (preferibilmente più leggere).

In realtà, cominciamo con il motore passo-passo. L'autore ne ha preso uno da un normale vecchio scanner, che aveva già servito al suo scopo e, in linea di principio, non gli era necessario. Infatti potete vederlo nella foto qui sotto. Eccolo: un motore passo-passo a quattro fasi.

A proposito, un'unità simile può essere ottenuta non solo da un vecchio scanner, ma anche, ad esempio, da un'unità disco magnetico. Quindi, se hai un'unità disco non necessaria in giro, non è necessario cercare uno scanner.

Dopo aver effettivamente ricevuto i componenti necessari dall'elenco dei materiali indicati nell'articolo, è possibile iniziare in sicurezza l'assemblaggio a grandezza naturale del raddrizzatore. Come già accennato, avremo bisogno di otto diodi, cioè due per ogni passo del motore.

Stabilizziamo la tensione di uscita utilizzando un condensatore con una capacità di almeno 1000 μF e uno stabilizzatore di tensione LM7805.

Il generatore realizzato è in grado di produrre facilmente tensione da cinque volt e anche di più. Ma nell'ambito di questo particolare progetto, poiché lo scopo sarà quello di caricare un telefono cellulare e altri dispositivi, anche cinque volt saranno sufficienti.

Il prossimo passo è raccogliere le lame. Cattureranno l'energia dell'aria per il nostro generatore.

Quando tagli le lame, fai attenzione, cerca di renderle il più lisce e aerodinamiche possibile. Dopotutto, più sono leggeri e fluidi, più facile sarà catturare il vento della forza richiesta in modo che il nostro generatore produca la tensione richiesta.

Dopo aver realizzato le lame, puoi iniziare ad assemblare completamente il dispositivo. Fissiamo le pale in un tubo in PVC, dall'altro lato mettiamo una piastra per l'equilibrio e la coordinazione dell'elica nel vento. In realtà, collegando il mulino a vento al generatore, otteniamo un dispositivo finito.

È il momento di testarlo in azione. Di seguito è riportata una fotografia del generatore eolico assemblato in funzione.

È difficile non notare come la stabilità della fornitura di elettricità alle strutture suburbane differisca dalla fornitura di elettricità agli edifici urbani e alle imprese. Ammetti che tu, come proprietario di una casa o di un cottage privato, hai riscontrato più di una volta interruzioni, disagi associati e danni alle apparecchiature.

Le situazioni negative elencate, insieme alle conseguenze, non complicheranno più la vita degli amanti degli spazi naturali. Inoltre, con costi finanziari e di manodopera minimi. Per fare questo, devi solo realizzare un generatore eolico, che descriviamo in dettaglio nell'articolo.

Abbiamo descritto in dettaglio le opzioni per realizzare un sistema che sia utile in casa ed elimini la dipendenza energetica. Secondo il nostro consiglio, un artigiano domestico inesperto può costruire un generatore eolico con le proprie mani. Questo pratico dispositivo ti aiuterà a ridurre significativamente le tue spese quotidiane.

Le fonti energetiche alternative sono il sogno di ogni residente estivo o proprietario di una casa il cui terreno si trova lontano dalle reti centrali. Tuttavia, quando riceviamo le bollette dell’elettricità consumata in un appartamento in città e guardiamo le tariffe aumentate, ci rendiamo conto che un generatore eolico creato per il fabbisogno domestico non ci farebbe male.

Dopo aver letto questo articolo, forse realizzerai il tuo sogno.

Un generatore eolico è un'ottima soluzione per fornire elettricità a una proprietà in campagna. Inoltre, in alcuni casi, installarlo è l’unica soluzione possibile.

Per non sprecare denaro, fatica e tempo, decidiamo: ci sono circostanze esterne che ci creeranno ostacoli durante il funzionamento del generatore eolico?

Per fornire elettricità a una casa estiva o a un piccolo cottage, è sufficiente la cui potenza non supererà 1 kW. Tali dispositivi in ​​Russia sono equiparati ai prodotti per la casa. La loro installazione non richiede certificati, permessi o eventuali approvazioni aggiuntive.

Il principio di funzionamento di una turbina eolica

Un generatore eolico o impianto eolico (WPP) è un dispositivo utilizzato per convertire l'energia cinetica del flusso eolico in energia meccanica. L'energia meccanica risultante fa ruotare il rotore e viene convertita nella forma elettrica di cui abbiamo bisogno.

Il principio di funzionamento e il dispositivo sono descritti in dettaglio nell'articolo, che ti consigliamo di leggere.

La turbina eolica comprende:

• pale che formano un'elica,
• rotore girante della turbina,
• l'asse del generatore e il generatore stesso,
• un inverter che converte la corrente alternata in corrente continua, che viene utilizzata per caricare le batterie,
• batteria.

L'essenza delle turbine eoliche è semplice. Mentre il rotore ruota, viene generata corrente alternata trifase, che poi passa attraverso il controller e carica la batteria CC. L'inverter converte quindi la corrente in modo che possa essere consumata per alimentare luci, radio, TV, microonde e così via.

La progettazione dettagliata di un generatore eolico con asse di rotazione orizzontale consente di immaginare chiaramente quali elementi contribuiscono alla conversione dell'energia cinetica in meccanica e quindi in elettrica

In generale, il principio di funzionamento di un generatore eolico di qualsiasi tipo e modello è il seguente: durante il processo di rotazione, sulle pale si verificano tre tipi di effetti di forza: frenatura, impulso e sollevamento.

Questo schema del funzionamento di una turbina eolica permette di capire cosa succede all'elettricità prodotta dal funzionamento del generatore eolico: una parte viene accumulata e l'altra viene consumata

Le ultime due forze superano la forza frenante e mettono in movimento il volano. Sulla parte stazionaria del generatore, il rotore forma un campo magnetico in modo che la corrente elettrica scorra attraverso i fili.

Galleria di immagini

Classificazione dei tipi di generatori di energia

Esistono diversi criteri in base ai quali vengono classificati gli impianti eolici. Come scegliere la migliore opzione di dispositivo per una proprietà in campagna è descritto in dettaglio in uno dei nostri siti web.

Quindi, i mulini a vento differiscono in:

• numero di pale dell'elica;
• materiali per la fabbricazione delle lame;
• la posizione dell'asse di rotazione rispetto alla superficie terrestre;
• caratteristica del passo della vite.

Esistono modelli a una, due, tre lame e multilame.

I prodotti con un gran numero di pale iniziano a ruotare anche con vento leggero. Di solito vengono utilizzati nei lavori in cui il processo di rotazione stesso è più importante della generazione di elettricità. Ad esempio, per estrarre l'acqua da pozzi profondi.

Si scopre che le pale del generatore eolico possono essere realizzate non solo con materiali duri, ma anche con tessuti economici

Le pale possono essere a vela o rigide. I prodotti per la vela sono molto più economici di quelli rigidi, realizzati in metallo o fibra di vetro. Ma vanno riparate molto spesso: sono fragili.

Per quanto riguarda la posizione dell'asse di rotazione rispetto alla superficie terrestre, si distinguono anche i modelli orizzontali. E in questo caso ogni varietà ha i suoi vantaggi: quelle verticali reagiscono in modo più sensibile ad ogni soffio di vento, ma quelle orizzontali sono più potenti.

I generatori eolici si dividono in base alle caratteristiche del passo in modelli a passo fisso e variabile. Il passo variabile consente di aumentare notevolmente la velocità di rotazione, ma questa installazione ha un design complesso e massiccio. Le turbine eoliche a passo fisso sono più semplici e affidabili.

Galleria di immagini

Installazione eolica del tipo a rotore

Scopriamo come realizzare con le tue mani un semplice mulino a vento con un asse di rotazione verticale del tipo a rotore. Un modello del genere può facilmente soddisfare il fabbisogno elettrico di una casetta da giardino, di vari annessi e anche di notte illuminare l'area locale e i percorsi del giardino.

Le pale di questa installazione a rotore con asse di rotazione verticale sono chiaramente costituite da elementi tagliati da una canna metallica

Il nostro obiettivo è produrre una turbina eolica con una potenza massima di 1,5 kW.

Per fare ciò avremo bisogno dei seguenti elementi e materiali:

• generatore per auto 12 V;
• Batteria al gel o acido da 12 V;
• interruttore semiermetico del tipo “a pulsante” per 12 V;
• convertitore 700 W – 1500 W e 12V – 220V;
• un secchio, una pentola di grande capacità o altro contenitore capiente in acciaio inossidabile o alluminio;
• Relè spia carica auto o carica batteria;
• voltmetro per auto (puoi usarne uno qualsiasi);
• bulloni con dadi e rondelle;
• fili con una sezione trasversale di 4 mm quadrati e 2,5 mm quadrati;
• due fascette per il fissaggio del generatore all'albero.

Nel processo di completamento del lavoro, avremo bisogno di una smerigliatrice o di forbici metalliche, una matita o un pennarello da costruzione, un metro a nastro, un tronchese, un trapano, un trapano, chiavi e un cacciavite.

Puoi anche assemblare tu stesso un controller per un sistema che genera elettricità. L'articolo ti introdurrà alle regole e agli schemi di produzione, i cui contenuti ti consigliamo di familiarizzare.

Fase iniziale della produzione dell'installazione

Iniziamo a realizzare un mulino a vento fatto in casa prendendo un grande contenitore cilindrico di metallo. Di solito per questo scopo viene utilizzata acqua bollente, un secchio o una padella. Questa sarà la base per le nostre future turbine eoliche.

Usando un metro a nastro e una matita da costruzione (pennarello), applica i segni: dividi il nostro contenitore in quattro parti uguali.

Quando si eseguono tagli secondo le istruzioni contenute nel testo, non tagliare in nessun caso il metallo fino in fondo.

Il metallo dovrà essere tagliato. Per questo puoi usare una smerigliatrice. Non viene utilizzato per tagliare contenitori in acciaio zincato o lamiera verniciata, perché questo tipo di metallo si surriscalda sicuramente. In questi casi è meglio usare le forbici. Tagliamo le lame, ma non le tagliamo completamente.

Contemporaneamente al proseguimento dei lavori sul serbatoio, rimodelleremo la puleggia del generatore. Sul fondo della vasca e nella puleggia è necessario segnare e praticare i fori per i bulloni. Il lavoro in questa fase deve essere trattato con la massima cura: tutti i fori devono essere posizionati simmetricamente in modo che non si verifichino squilibri durante la rotazione dell'installazione.

Ecco come appaiono le pale di un altro design con un asse di rotazione verticale. Ciascuna lama è prodotta separatamente e poi montata in un dispositivo comune

Pieghiamo le lame in modo che non sporgano troppo. Quando eseguiamo questa parte del lavoro, dobbiamo tenere conto della direzione in cui ruoterà il generatore.

Di solito la direzione della sua rotazione è oraria. L'angolo di piegatura delle pale influisce sull'area di influenza dei flussi d'aria e sulla velocità di rotazione dell'elica.

Ora è necessario collegare un secchio con lame predisposte per il lavoro alla puleggia. Installiamo il generatore sull'albero, fissandolo con morsetti. Non resta che collegare i fili e assemblare il circuito. Preparati a scrivere lo schema elettrico, i colori dei fili e la marcatura dei pin. Ne avrai sicuramente bisogno in seguito. Fissiamo i fili sull'albero del dispositivo.

Per collegare la batteria è necessario utilizzare cavi con una sezione di 4 mm². È sufficiente prendere un segmento di 1 metro di lunghezza. È abbastanza.

E per collegare un carico alla rete, che comprende, ad esempio, dispositivi di illuminazione e elettrici, sono sufficienti cavi con una sezione di 2,5 mm². Installare l'inverter (convertitore). Per questo avrai bisogno anche di un filo da 4 mm².

Vantaggi e svantaggi del modello di mulino a vento rotante

Se hai fatto tutto con attenzione e coerenza, questo generatore eolico funzionerà con successo. In questo caso, non sorgeranno problemi durante il suo funzionamento.

Se utilizzi un convertitore da 1000 W e una batteria da 75 A, questa installazione fornirà elettricità per i dispositivi di videosorveglianza, gli allarmi di sicurezza e persino l'illuminazione stradale.

I vantaggi di questo modello sono:

• economico;
• gli elementi possono essere facilmente sostituiti con nuovi o riparati;
• non sono richieste condizioni particolari per il funzionamento;
• affidabile nel funzionamento;
• garantisce un comfort acustico completo.

Ci sono anche degli svantaggi, ma non troppi: le prestazioni di questo dispositivo non sono molto elevate e dipende notevolmente dalle improvvise raffiche di vento. Le correnti d'aria possono semplicemente distruggere un'elica improvvisata.

Per selezionare con precisione il modello del generatore eolico della potenza richiesta prima di iniziare il lavoro, si consiglia di utilizzare le formule riportate nell'articolo consigliato.

Assemblaggio di una turbina eolica assiale su magneti al neodimio

Poiché i magneti al neodimio sono apparsi in Russia relativamente di recente, i generatori eolici assiali con statori privi di ferro hanno iniziato a essere realizzati non molto tempo fa.

La comparsa dei magneti ha causato un'impennata della domanda, ma gradualmente il mercato si è saturato e il costo di questo prodotto ha iniziato a diminuire. Si mise a disposizione degli artigiani, che lo adattarono subito alle loro diverse esigenze.

La turbina eolica assiale su magneti al neodimio con asse di rotazione orizzontale è un progetto più complesso che richiede non solo abilità, ma anche una certa conoscenza

Se hai un mozzo di una vecchia macchina con dischi freno, lo prenderemo come base per il futuro generatore assiale.

Si presume che questa parte non sia nuova, ma sia già stata utilizzata. In questo caso è necessario smontarlo, controllare e lubrificare i cuscinetti, pulire accuratamente i depositi sedimentari e tutta la ruggine. Non dimenticare di dipingere il generatore finito.

Il mozzo con dischi freno, di norma, viene consegnato agli artigiani come uno dei componenti di una vecchia auto rottamata e quindi necessita di un'accurata pulizia

Distribuzione e fissaggio dei magneti

I magneti al neodimio devono essere incollati sui dischi del rotore. Per il nostro lavoro prenderemo 20 magneti 25x8mm.

Naturalmente, è possibile utilizzare un numero diverso di poli, ma è necessario osservare le seguenti regole: il numero di magneti e poli in un generatore monofase deve corrispondere, ma se parliamo di un modello trifase, allora il rapporto il numero di poli rispetto alle bobine dovrebbe essere 2/3 o 4/3.

Quando si posizionano i magneti, i poli si alternano. È importante non commettere errori. Se non sei sicuro di posizionare correttamente gli elementi, crea un modello di suggerimento o applica i settori direttamente al disco stesso.

Se puoi scegliere, acquista magneti rettangolari anziché rotondi. Nei modelli rettangolari, il campo magnetico è concentrato su tutta la lunghezza e in quelli rotondi al centro.

I magneti opposti devono avere poli diversi. Non confonderai nulla se usi un pennarello per contrassegnarli con segni meno o più. Per determinare i poli, prendi i magneti e avvicinali l'uno all'altro.

Se le superfici si attraggono, metti un segno più, se si respingono, contrassegnale con dei segni meno. Quando si posizionano i magneti sui dischi, alternare i poli.

I magneti sono installati rispettando la regola dei poli alternati, i lati in plastilina sono posizionati lungo il perimetro esterno ed interno: il prodotto è pronto per essere riempito con resina epossidica

Per fissare saldamente il magnete, è necessario utilizzare una colla di alta qualità e quanto più forte possibile.

Per migliorare l'affidabilità del fissaggio, è possibile utilizzare la resina epossidica. Va diluito come indicato nelle istruzioni e riempito con esso sul disco. La resina dovrebbe coprire l'intero disco, ma non fuoriuscire. Puoi evitare la possibilità di gocciolamento avvolgendo il disco con nastro adesivo o realizzando barriere temporanee di plastilina costituite da una striscia di polimero attorno al suo perimetro.

Generatori monofase e trifase

Se confrontiamo gli statori monofase e trifase, questi ultimi saranno migliori. Un generatore monofase vibra quando viene caricato. La causa della vibrazione è la differenza nell'ampiezza della corrente, che si verifica a causa della sua uscita incoerente alla volta.

Il modello trifase non presenta questo svantaggio. È caratterizzato da una potenza costante dovuta a fasi che si compensano tra loro: quando la corrente aumenta in una, diminuisce nell'altra.

Secondo i risultati dei test, la resa del modello trifase è quasi il 50% maggiore di quella del modello monofase. Un altro vantaggio di questo modello è che, in assenza di vibrazioni inutili, il comfort acustico aumenta quando il dispositivo funziona sotto carico.

Cioè, un generatore trifase praticamente non ronza durante il suo funzionamento. Quando le vibrazioni si riducono, la durata del dispositivo aumenta logicamente.

Nella lotta tra dispositivi trifase e monofase, la trifase vince invariabilmente, perché non ronza così tanto durante il funzionamento e dura più a lungo della monofase

Regole per avvolgere una bobina

Se chiedi ad uno specialista, ti dirà che prima di avvolgere le bobine è necessario eseguire un calcolo accurato. Un praticante in questa materia farà affidamento sulla sua intuizione.

Abbiamo scelto un generatore non molto veloce. La nostra procedura di ricarica per una batteria da dodici volt dovrebbe iniziare a 100-150 giri al minuto. Tali dati iniziali richiedono che il numero totale di spire di tutte le bobine sia di 1000-1200 pezzi. Dobbiamo solo dividere questa cifra tra tutte le bobine e determinare quanti giri ci saranno su ciascuna.

Un mulino a vento a bassa velocità può essere più potente se aumenta il numero di poli. La frequenza delle oscillazioni di corrente nelle bobine aumenterà. Se si utilizza un filo di sezione trasversale maggiore per avvolgere le bobine, la resistenza diminuirà e la corrente aumenterà. Non perdere di vista il fatto che una tensione più elevata può "consumare" corrente a causa della resistenza dell'avvolgimento.

Il processo di avvolgimento può essere reso più semplice ed efficiente se si utilizza una macchina speciale per questo scopo.

Non è affatto necessario eseguire un processo di routine come l'avvolgimento manuale delle bobine. Un po' di ingegnosità e un'ottima macchina in grado di affrontare facilmente l'avvolgimento ci sono già

Le caratteristiche prestazionali dei generatori fatti in casa sono fortemente influenzate dallo spessore e dal numero di magneti posizionati sui dischi. La potenza totale totale può essere calcolata avvolgendo una bobina e poi facendola girare in un generatore. La potenza futura del generatore viene determinata misurando la tensione a velocità specifiche senza carico.

Facciamo un esempio. Con una resistenza di 3 ohm e 200 giri al minuto escono 30 volt. Se sottrai 12 volt di tensione della batteria da questo risultato, ottieni 18 volt. Dividi questo risultato per 3 ohm e ottieni 6 ampere. Il volume è di 6 ampere e andrà alla batteria. Naturalmente nel calcolo non abbiamo tenuto conto delle perdite sui fili e sul ponte a diodi: il risultato effettivo sarà inferiore a quello calcolato.

Di solito le bobine sono rotonde. Ma se le allunghi un po', otterrai più rame nel settore e le curve saranno più dritte. Se confronti la dimensione del magnete e il diametro del foro interno delle bobine, dovrebbero corrispondere tra loro oppure la dimensione del magnete potrebbe essere leggermente più piccola.

Le bobine già pronte dovrebbero corrispondere in termini di dimensioni ai magneti: dovrebbero essere leggermente più grandi dei magneti o di dimensioni uguali a loro

Lo spessore dello statore che realizziamo deve essere correttamente rapportato allo spessore dei magneti. Se lo statore viene ingrandito aumentando il numero di spire delle bobine, lo spazio interdisco aumenterà e il flusso magnetico diminuirà. Il risultato potrebbe essere questo: viene generata la stessa tensione, ma a causa della maggiore resistenza delle bobine riceveremo meno corrente.

Il compensato viene utilizzato per realizzare lo stampo dello statore. Tuttavia, i settori per le bobine possono essere contrassegnati su carta utilizzando la plastilina come bordi.

Se si posiziona il tessuto in fibra di vetro sopra le bobine nella parte inferiore dello stampo, la resistenza del prodotto aumenterà. Prima di applicare la resina epossidica, è necessario lubrificare lo stampo con vaselina o cera, quindi la resina non si attaccherà allo stampo. Alcune persone usano nastro adesivo o pellicola invece del lubrificante.

Le bobine sono fissate l'una all'altra. In questo caso vengono evidenziate le estremità delle fasi. I sei fili tirati fuori dovrebbero essere collegati a stella o triangolo. Ruotando manualmente il generatore assemblato, viene testato. Se la tensione è 40 V, la corrente sarà di circa 10 ampere.

Assemblaggio finale del dispositivo

La lunghezza dell'albero finito dovrebbe essere di circa 6-12 metri. Con tali parametri, la sua base deve essere concretizzata. Il mulino a vento stesso verrà fissato in cima all'albero.

Per poterlo raggiungere in caso di guasto è necessario prevedere un apposito supporto alla base dell'albero, che permetterà di sollevare e abbassare il tubo tramite un argano a mano.

L'albero con attaccato un generatore eolico si alza in alto, ma l'artigiano prudente ha realizzato un dispositivo speciale che consente di abbassare la struttura a terra se necessario

Per realizzare una vite è possibile utilizzare un tubo in PVC con un diametro di 160 mm. Verrà utilizzato per tagliare dalla sua superficie un'elica di due metri composta da sei pale. È meglio sviluppare personalmente la forma delle lame sperimentalmente. L'obiettivo è aumentare la coppia ai bassi regimi.

L'elica deve essere protetta dal vento eccessivo. Per risolvere questo problema, utilizzare una coda pieghevole. L'energia generata viene immagazzinata nelle batterie.

Abbiamo fornito ai nostri lettori due opzioni per i generatori eolici da 220 V autocostruiti, che godono di maggiore attenzione non solo da parte dei proprietari di case di campagna, ma anche dei normali residenti estivi.

Entrambi i modelli di turbine eoliche sono efficaci a modo loro. Questi dispositivi possono dimostrare risultati particolarmente buoni nelle aree steppiche con venti frequenti e forti. Sono sufficientemente efficienti da essere utilizzati nell'organizzazione e nella fornitura di elettricità. E non sono così difficili da costruire con le tue mani.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Questo video mostra un esempio di una turbina eolica con asse di rotazione orizzontale. L'autore del dispositivo spiega in dettaglio le sfumature del design di un'installazione fai-da-te, attira l'attenzione del pubblico sugli errori che possono essere commessi nel processo di realizzazione di un generatore eolico da solo e fornisce consigli pratici.

Tieni presente che raggiungere il dispositivo, sollevato ad un'altezza decente, non è così semplice. La reinstallazione di una turbina eolica di questo tipo sarà molto probabilmente problematica. Pertanto, il design pieghevole dell'albero in questo caso non sarà affatto superfluo.

Questo video mostra un mulino a vento rotante con un asse di rotazione verticale. Questa installazione è posizionata in basso, realizzata in modo originale ed è molto sensibile: anche un leggero vento mette in movimento le pale del dispositivo.

Se vivi in ​​una zona dove i venti non sono considerati un fenomeno raro, utilizzare questa particolare fonte di energia alternativa potrebbe essere la soluzione più efficace per te. Gli esempi sopra riportati di mulini a vento fatti da sé dimostrano che realizzarli con le proprie mani non è così difficile. L’energia eolica è una risorsa rinnovabile e accessibile al pubblico che può e deve essere utilizzata.

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