Větrné turbíny (větrné mlýny, větrné turbíny) jsou dnes považovány za jeden z nejlevnějších zdrojů alternativní elektřiny. Jsou méně běžné než solární panely. Elektrická energie vyrobená solárními články je však mnohonásobně dražší. To znamená, že větrný mlýn v osobní domácnosti může být velmi účinným a užitečným zdrojem dodatečné elektrické energie. Zejména se může stát ziskovým, pokud si nekoupíte tovární instalaci, ale vyrobíte si ji sami z generátoru automobilu. Domácí větrný generátor vyjde mnohem levněji než tovární zařízení.
Zařízení větrného generátoru
Existuje velké množství odrůd větrných generátorů a výkresů pro jejich vytvoření. Ale navzdory rozmanitosti typů mají všechny návrhy ve své struktuře následující integrální součásti:
- elektrický generátor;
- rotor s lopatkami;
- baterie;
- stěžeň (někdy s a bez strií);
- měnič elektrické energie (střídač);
- elektronická jednotka (regulátor nabíjení);
- vedení, které vede elektřinu.
Kromě toho je nutné předem promyslet řídicí a distribuční systém elektrické energie, nastínit instalační schéma.
Pokyny pro vytváření
Trénink
Než začnete musíte se rozhodnout, jaký druh zařízení chcete vyrobit, protože se praktikuje několik typů větrných generátorů, například rotační, axiální (axiální) na magnetech a tak dále.
Existují 2 možnosti umístění nápravy:
- horizontální – nejběžnější, účinnost tohoto typu je dvakrát vyšší;
- vertikálně – Montuje se dole, protože má velkou hmotnost. Protože vítr dole je dvakrát slabší, výkon zařízení se sníží asi 8krát. Z výhod – nízká hladina hluku a snadné použití.
Bez ohledu na návrhový model, k vytvoření domácího větrného generátoru, musíte připravit:
- automobilový generátor;
- voltmetr;
- relé nabíjení baterie;
- regulátor napětí pro střídavý elektrický proud;
- materiál pro vytváření čepelí;
- baterie (helium nebo kyselina);
- krabice pro uzavření elektroinstalace;
- nádoba (nekorozivní pánev nebo hliníkové vědro);
- spínač pro 12 V;
- elektrický 3-žilový kabel (průřez nejméně 2,5 mm2);
- staré vodovodní potrubí (nejméně 15 mm v průměru, 7 metrů dlouhé);
- kontrolka nabíjení;
- 4 šrouby s podložkami a maticemi;
- železné svorky pro upevnění.
Spolu s tím musíte mít specializované nástroje pro práci:
- bruska s kotouči;
- značku;
- šroubovák;
- elektrická vrtačka s vrtáky;
- nůžky na kov;
- sada klíčů;
- plynové klíče různých čísel;
- kleštiny;
- ruleta.
Rotor
Při vytváření větrné elektrárny je třeba vzít v úvahu, že rotor jakéhokoli automobilového generátoru, dokonce i z VAZ, má elektromagnetické budicí vinutí. Pokud vše děláte svépomocí, lze jeho návrh usnadnit. Je nutné odstranit kolektor, převinout statorové vinutí, což umožní přeměnit zařízení na nízkootáčkové. Je žádoucí předělat železný rotor.
Na ose rotoru je nutně obrobena hliníková tryska, která není ovlivněna magnetickým polem. Na něj je umístěn specializovaný obvaz vyrobený z kovové trubky.
To by mělo být provedeno s malým úsilím. Na povrch obvazu se vytvoří značky a pomocí superlepidla se umístí obdélníky magnetů z neodymu. Jsou přilepeny k jednotce s mírným zkosením, které zabraňuje přilepení, při dodržení střídání pólů. Mezi tyto prvky se nalije epoxid, což umožňuje vyrovnat povrch.
Taková větrná turbína vyrobí dostatek elektřiny pouze při 6000 otáčkách za minutu. Aby byl produktivní i při 600 otáčkách za minutu, je třeba zvýšit vinutí statoru 5krát. Paralelně by se měla zmenšit část samotného pohonu.
Lopatky této větrné turbíny musí být velké. Pro snížení magnetického pole je vhodné vytřídit statorové desky, vyrovnat je a poté je namontovat zpět.
Větrné kolo
Lopatky jsou pravděpodobně nejdůležitější částí větrné turbíny. Provoz ostatních jednotek instalace přímo závisí na jejich konstrukci.. Vyrábějí se z různých materiálů, někdy i z kanalizační polypropylenové trubky.
Trubkové lopatky se snadno vyrábějí, jsou levné a nepodléhají vlhkosti.
Výrobní sekvence systému čepelí je následující.
- Je nutné vypočítat délku čepele. Průměr trubky by měl být 1/5 celkové metráže. Například, pokud je čepel rovna metru, bude stačit trubka o průměru 20 centimetrů.
- Trubku rozřízneme přímočarou pilou po délce na 4 segmenty.
- Z jednoho segmentu vyrobíme křídlo, které bude sloužit jako model pro vyříznutí zbývajících lopatek.
- Otřepy na koncích zpracujeme abrazivem.
- Čepele fixujeme na hliníkový disk s navařenými pásy pro fixaci.
- Poté na tento disk připevníme elektrický generátor.
Po dokončení montáže pádlového systému je vyžadováno vyvážení. Je upevněn na stativu ve vodorovné poloze. Akce se koná uvnitř před větrem. Pokud je vyvážení správné, kolo by mělo stát. Když se čepele samy otáčí, je třeba je nabrousit, aby se celá konstrukce vyrovnala.
Teprve po úspěšném dokončení této operace je nutné přistoupit k testování přesnosti otáčení lopatek, musí se otáčet ve stejné rovině, aniž by došlo k narušení rovnováhy. Je povolena odchylka 2 mm.
2listá vrtule pro elektrický generátor bez přestavby
Celkově vzato, pokud je na elektrický generátor instalována vysokorychlostní 2listá vrtule o průměru 1-1,2 metru, pak jsou takové otáčky volně dosahovány při rychlosti větru 7-8 m / s. Tudíž, je možné vyrobit větrný generátor bez změny elektrického generátoru, bude fungovat pouze při rychlosti větru 7 m / s.
Výroba stožárů
Vhodné pro výrobu stožáru vodovodní potrubí o průměru nejméně 15 centimetrů, dlouhý asi 7 metrů. Pokud jsou ve vzdálenosti do 30 metrů od místa zamýšlené instalace konstrukce, provedou se úpravy výšky zařízení směrem nahoru.
Pro produktivní provoz větrné turbíny je lopatka zvednuta nad bariéru alespoň o 1 metr.
Základna stožáru a kolíky pro upevnění kotevních drátů jsou vylity betonem. Svorky se šrouby jsou přivařeny ke kolíkům. Pro natažení se používá 6 mm pozinkovaný kabel.
shromáždění
Pro sestavení větrné turbíny je nutné vyrobit rotační osu. Lze jej vytvořit z ložisek a 15 cm trubkového kolena s maticemi a závity. Trubku je nutné naplnit epoxidem v tělese ložiska a nalít na kus plastové trubky o průměru 50 milimetrů. Výsledkem je pohybující se náprava.
Pořadí instalace větrné turbíny:
- z profilu 50 × 25 milimetrů vyrobte 60centimetrový nosník;
- upevněte jej na nosník elektrického generátoru;
- opravit ocas;
- vytvořte otvory pro upevnění rotační osy;
- instalovat nože;
- upevněte hotový větrný mlýn na stožár;
- připojte malou baterii;
- připojte multimetr.
Větrná turbína je nainstalována a připravena k provozu. Tato větrná turbína snadno zaručí LED osvětlení, provoz televizního přijímače s notebookem a další drobnosti za slabého větru. To je ale pouze za slabého počasí. Při silném větru se výrazně zvyšuje produkce elektřiny.
Tipy pro servis
Větrný mlýn, jako každý mechanismus, vyžaduje technickou kontrolu a údržbu.
- Sběrač proudu vyžaduje zvláštní pozornost. Kartáče elektrocentrály se čistí, promazávají a seřizují jednou za 2 měsíce.
- Při prvních příznacích poruchy lopatky (vibrace a nevyváženost kola) je větrný mlýn spuštěn na zem a opraven.
- Jednou za 3 roky jsou ocelové prvky natřeny antikorozním nátěrem.
- Neustále kontrolujte upevnění a napnutí kabelů.
Po dokončení instalace můžete zařízení připojit a používat elektřinu.
Jak vyrobit větrný generátor z automobilového generátoru, viz níže.
Takzvané „větrné“ generátory jsou běžně označovány jako zdroje alternativní energie, o kterých se v posledních letech hodně diskutuje. Ve srovnání například se solárními bateriemi je elektřina vyrobená s jejich pomocí pro uživatele celkem levná (asi 3x levnější než přeměna solární energie). Jak vypadá domácí větrný mlýn z automobilového generátoru, můžete vidět na obrázku níže.
Převodovka větrného mlýna založená na autogenerátoru
Takový domácí generátor je vhodný pouze pro obyvatele regionů, kde jsou přirozené podmínky pro neustálý pohyb vzdušných hmot, což zajišťuje jeho dostatečnou účinnost.
Výběr správného designu
Před montáží větrného generátoru vlastníma rukama z automobilového generátoru je vhodné seznámit se se známými konstrukcemi těchto zařízení, které se liší umístěním pracovní osy (horizontální nebo vertikální). Doma se obvykle dává přednost horizontální variantě, která poskytuje dvojnásobnou účinnost (při stejných celkových nákladech).
Vodorovně umístěný generátor pro větrný mlýn je zobrazen na fotografii níže v textu.
Při porovnávání horizontálních a vertikálních verzí větrných generátorů si zaslouží zvláštní pozornost následující body::
- Vertikálně namontovaný mechanismus, vzhledem k velké hmotnosti generátorové jednotky, může být instalován pouze v nízké výšce, kde je výrazně snížena rychlost větru a výrobní výkon;
- Na druhé straně je hlučnost takových instalací znatelně nižší než u horizontálních, což je třeba vzít v úvahu, když se má vyrábět podomácku vyrobený větrný generátor;
- A konečně, vertikálně umístěný model nebude vyžadovat samostatnou jednotku pro orientaci větru, což poněkud zjednoduší jeho design;
- Ke všemu výše uvedenému dodáváme, že motor v tomto provedení má nízký rozběhový moment a je nenáročný na údržbu.
Další informace. V případě použití speciálních vodítek, které zajišťují plynulé nastavení výšky pohonné jednotky, se může její výkon výrazně zvýšit.
Poškození od poryvů větru je přitom prakticky eliminováno zavedením ochranných prvků do konstrukce, v důsledku čehož se to ukazuje jako trochu komplikované, ale přesto cenově výhodné. Všechny tyto výhody vertikálního modelu jsou pádnými argumenty ve prospěch jeho volby.
Vlastnosti designu čepele
Pokud jde o konstrukční vlastnosti lopatek budoucího generátoru, je třeba poznamenat, že by neměly být příliš dlouhé a jejich celkový počet obvykle nepřesahuje tři. Tato volba je vysvětlena skutečností, že hmotnost rotujících prvků v tomto případě bude menší a riziko jejich zničení se výrazně sníží.
Dávejte pozor! V řadě průmyslových provedení se používají dlouhé a poměrně těžké lopatky, ale zároveň jejich konstrukce umožňuje měnit úhel sklonu roviny otáčení.
Takové zařízení pohyblivého mechanismu umožňuje měnit rychlost při současném snížení hladiny hluku.
Přibližné náklady na nejlevnější příklad průmyslové větrné turbíny s výkonem do 1 kW jsou asi 50 tisíc rublů. a více. Pro většinu uživatelů se tato částka ukazuje jako absolutně nedostupná. To vysvětluje touhu mnoha z nich zkusit vyrobit větrnou turbínu vlastními silami s využitím možností starého, ale stále fungujícího samogenerátoru.
Větrný mlýn z autogenerátoru
Většina motoristů mezi náhradními díly v garáži má vždy náhradní generátor nebo generátor odstraněný ze starého auta, které ještě nebylo použito k určenému účelu. Jeho přítomnost v osobní domácnosti je vynikajícím důvodem pro sestavení větrného generátoru z automobilového generátoru.
V současné době má síť mnoho informací o konstrukci takových jednotek, což vám umožňuje vybrat si vhodný model pro montáž doma (jeden z těchto vzorků je na fotografii níže).
Samostatně věnujeme pozornost skutečnosti, že starý mechanismus z auta může být dokonce vadný. To není tak důležité, protože bude stále vyžadovat důkladné přepracování a některé díly lze použít jako náhradní díly.
Důležité! Hlavní podmínkou pro účelnost sestavení takového modelu je přítomnost silného větru v oblasti.
Tento požadavek je vysvětlen skutečností, že automobilový generátor patří k vysokorychlostnímu zařízení a při slabém větru není vždy možné dosáhnout požadované rychlosti.
Příslušenství
Chcete-li sestavit větrný mlýn vlastníma rukama, budete kromě starého generátoru potřebovat celou sadu dalších součástí a dílů, jejichž seznam je uveden níže:
- Provozuschopná a dobře nabitá baterie;
- Sada propojovacích vodičů;
- Regulátor plus měnič měniče, společně tvoří napájecí obvod z větrného generátoru (obrázek níže ukazuje kompletní sadu elektrárny).
Včetně schématu větrné turbíny
Je z něj vidět, že takový design, i když je vlastní výroby, bude stát pořád hodně. K tomu je třeba dodat, že během jeho provozu bude nutné pravidelně vyměňovat bateriové zařízení (baterii).
Navíc pro vybuzení vinutí rotoru budete potřebovat další elektronickou desku a také sadu odnímatelných kartáčů se sběračem.
Nezávislá výroba
Při zvažování, jak takové zařízení zjednodušit, se doporučuje vyměnit rotor za kartáče a komutátor jednodušší konstrukce na bázi permanentních magnetů upevněných na rotující sestavě generátoru.
Při takové změně bude navíc nutné převinout statorová vinutí, aby se mírně snížila rychlost měniče energie. Všechny výše uvedené podrobnosti jsou jasně viditelné na obrázku níže.
Změna rotoru a statoru
Postup pro přestavbu rotoru lze představit následovně:
- Nejprve se na hliníkovou nemagnetickou trysku přepracovaného rotoru nainstaluje kus trubky, který se na ni nasadí s přesahem;
- Po označení na základně obvazu se na lepidlo Moment nalepí několik obdélníkových neodymových magnetů (se střídavými protilehlými póly);
- Mezi úlomky se nalije epoxidová pryskyřice a po vytvrdnutí se povrch pečlivě vyleští.
Při použití „nativního“ statoru auta je pro výrobu dostatečného množství elektřiny nutné, aby se rotor točil dost vysokou frekvencí (cca 6000 ot./min.). Aby se toto číslo snížilo alespoň na 600 otáček za minutu, bude nutné převinout vinutí statoru a zvýšit počet otáček v něm asi pětkrát.
Současně bude potřeba mírně zmenšit průřez navinutého drátu.
Dávejte pozor! Mezi relativní nevýhody generátorů využívajících vysoce výkonné magnety patří lepivý efekt, který ztěžuje počáteční spuštění zařízení.
Pro snížení následků tohoto efektu jsou k základně přilepeny střídavé magnetické fragmenty s mírným zkosením. Kromě toho, aby se snížilo parazitní působení, odborníci doporučují vytřídit statorové desky a zcela je rozebrat pomocí vhodného nástroje.
Po demontáži se jednotlivé prvky sady desek vyrovnají na malé kovadlině nebo podložce svěráku pomocí gumové paličky. K sestavení statoru budete potřebovat speciální vybavení, které vám umožní utáhnout je pomocí malých svorek.
Uspořádání větrného kola
Jako lopatky větrného mlýna je nejvýhodnější použít duralovou trubku, jejíž průměr je alespoň pětina předpokládané délky. Například vezměte metrovou trubku o průměru 20 cm, která se pak podél podélných čar rozřeže na čtyři stejné pásy.
Z každého výsledného polotovaru je vyrobeno jedno křídlo a první z nich lze použít jako šablonu pro výrobu zbývajících tří. Hrany výsledných polotovarů jsou zaobleny pilníkem a poté pečlivě vyleštěny do ideálního stavu.
Kotouče jsou upevněny na starém disku, vyjmutém z kotoučové pily, která dosloužila, před odbroušením všech stávajících zubů a vyvrtáním montážních otvorů. Čepele vyrobené podle šablony musí mít tvar, který je vybrán experimentálně (po řadě experimentů pro dosažení maximálního výkonu).
Na závěr přehledu poznamenáváme, že pouze uživatelé, kteří mají určité zkušenosti s prováděním příslušných prací, mohou sestavit pracovní mechanismus, který poskytuje požadovanou efektivitu výroby. V tomto případě bude dobře vyrobený větrný generátor schopen poskytnout spotřebiteli elektřinu až do 1 kW.
