Как да направите вятър генератор със собствените си ръце

През последните години темата за зелената енергия стана изключително популярна. Някои дори прогнозират, че в близко бъдеще този вид енергия напълно ще замести въглищата, газа и атомните електроцентрали. Вятърната енергия е една от областите на зелената енергия. Генераторите, които превръщат вятърната енергия в електрическа енергия, са не само промишлени, като част от вятърните централи, но и малки, обслужващи частния сектор.

Можете дори да направите ветрогенератор със собствените си ръце - за това става въпрос за този материал..

Какво е генератор

В широк смисъл генераторът е устройство, което произвежда всякакви продукти или преобразува един вид енергия в друг. Това може да бъде например парогенератор (произвежда пара), кислороден генератор, квантов генератор (източник на електромагнитно излъчване).Но в рамките на тази тема се интересуваме от електрически генератори. Това име се отнася до устройства, които преобразуват различни видове неелектрическа енергия в електричество..

Типове генератори

Електрическите генератори се класифицират като:

• електромеханична - те превръщат механичната работа в електричество-
• термоелектрически - превръща топлинната енергия в електричество-
• фотоволтаична (фотоклетки, соларни панели) - преобразува светлината в електричество-
• магнитно (MHD генератори) - електричеството се генерира от плазмена енергия, движеща се през магнитно поле-
• химически - преобразуват енергията на химичните реакции в електричество.

В допълнение, електромеханичните генератори са класифицирани по тип на двигателя. Има следните видове:

• турбинните генератори се задвижват от парна турбина;
• хидрогенераторите използват хидравлична турбина като двигател;
• дизелови генератори или бензинови генератори се правят на базата на дизелови или бензинови двигатели;
• ветрогенераторите преобразуват енергията на въздушните маси в електричество с помощта на вятърна турбина.

Вятърни турбини

Нека да се спрем на вятърните турбини (те също се наричат ​​вятърни турбини). Най-простата вятърна турбина с малка мощност обикновено се състои от мачта, обикновено подсилена с проводници, върху която е инсталирана вятърната турбина.

Тази вятърна турбина се завърта от винт, който задвижва ротора на електрически генератор. Устройството, освен електрически генератор, включва и батерия с контролер за заряд и инвертор, свързан към електрическата мрежа.

Схемата на работа на това устройство е доста проста: под действието на вятъра винтът се върти, върти ротора, електрическият генератор произвежда променлив електрически ток, който се преобразува от контролера на заряда в постоянен ток.Този ток зарежда батерията. Директният ток от батерията се преобразува от инвертора в променлив ток, чиито параметри съответстват на параметрите на мрежата.

Индустриалните устройства са монтирани на кули. Те са допълнително оборудвани с въртящ механизъм, анемометър (устройство за измерване на скоростта и посоката на вятъра), устройство за промяна на ъгъла на въртене на лопатките, спирачна система, захранващ шкаф с управляващи вериги, пожарогасителни и мълниезащитни системи, система за предаване на данни за работата на инсталацията и др..

Видове вятърни турбини

Според местоположението на оста на въртене спрямо земната повърхност, вятърните турбини се разделят на вертикални и хоризонтални. Най-простият вертикален модел е с ротор Savonius.

Той има две или повече остриета, които са кухи полуцилиндри (цилиндри, нарязани наполовина вертикално).Роторът Savonius Съществуват различни конфигурации и дизайни на тези остриета: симетрично фиксирани, припокриващи се помежду си, с аеродинамичен профил.

Предимството на ротора Savonius е простотата и надеждността на дизайна, в допълнение, работата му не зависи от посоката на вятъра, недостатъкът е ниската ефективност (не повече от 15%).

Друг вертикален дизайн е роторът Darrieus. Остриетата му са крила на крилото. Те могат да бъдат дъговидни, Н-образни, спираловидни. Може да има две или повече остриета.Предимствата на такъв ветрогенератор са:

• неговата висока ефективност,
• намален шум при работа,
• сравнително прост дизайн.

Сред недостатъците се отбелязват:

• голямо натоварване на мачтата (поради ефекта Магнус);
• липсата на математически модел за работата на този ротор, което затруднява подобряването му;
• бързо износване поради центробежни натоварвания.

Друг вид вертикална инсталация е спираловидният ротор. Снабден е с остриета, които са усукани по оста на лагера.Спирален ротор Това гарантира дълготрайност и висока ефективност. Недостатъкът е високата цена поради сложността на производството.

Многовестовият тип вятърна турбина е дизайн с два реда вертикални остриета - външни и вътрешни. Този дизайн осигурява най-висока ефективност, но има висока цена..

Хоризонталните модели се различават:

• броят на остриетата (едноостриеви и с голям брой);
• материалът, от който са изработени остриетата (твърдо или гъвкаво платно);
• променлива или неподвижна стъпка на остриетата.

В структурно отношение всички те са сходни. По принцип ветрогенераторите от този тип се характеризират с висока ефективност, но те се нуждаят от постоянно регулиране на посоката на вятъра, което се решава чрез използване на ветроустройство в проекта или чрез автоматично позициониране на инсталацията с помощта на въртящ се механизъм според показанията на сензора.

Направи си генератор на вятъра

Изборът на модели ветрогенератори на пазара е най-широк, налични са устройства с различен дизайн и различни мощности. Но простата инсталация може да направите сами.

Търсете подходящи материали

Като генератор се препоръчва да вземете трифазен постоянен магнит, например, трактор. Но можете да го направите от електромотор, който ще бъде разгледан по-подробно по-долу. Въпросът за избора на остриетата е важен. Ако вятърната турбина е от вертикален тип, обикновено се използват вариации на ротора Savonius..Трактор генератор За производството на остриета е доста подходящ цилиндричен контейнер, например стар цирей. Но, както беше споменато по-горе, вятърните генератори от този тип имат ниска ефективност и е малко вероятно да се направят остриета с по-сложна форма за вертикална вятърна турбина. В домашните продукти обикновено се използват четири полуцилиндрични остриета..

Що се отнася до хоризонталните вятърни турбини, дизайнът с едно острие е оптимален за инсталация с ниска мощност, но при цялата си привидна простота ще бъде изключително трудно да се направи балансирано острие по занаятчийски начин и без това вятърната турбина често ще се провали.

• В хоризонталните вятърни турбини могат да се използват два вида остриета: платно и лопатка. Платниците са много прости, те са просто широки ленти, наподобяващи външно остриетата на вятърните мелници. Недостатъкът на такива елементи е тяхната много ниска ефективност. В това отношение лопатките са много по-обещаващи. В домашни условия те обикновено се изработват от 160 мм PVC тръби според модел..

Можете също да използвате алуминий, но това ще струва значително повече. В допълнение, продуктът от PVC тръба първоначално има завой, което му придава допълнителни аеродинамични свойства..Остриета за PVC тръби Дължината на остриетата се избира според следния принцип: колкото по-мощна е изходната мощност на вятърната мелница, толкова по-дълги са те - колкото повече са, толкова по-къси са. Например, за ветроенергия с три лопатки 10 W, оптималната дължина е 1,6 метра, за четириострата - 1,4 m.

Ако мощността е 20 W, тогава индикаторът ще се промени на 2,3 m за три-ножните и 2 m за четири-ножните.

Основните етапи на производство

По-долу е даден пример за самостоятелно производство на хоризонтална инсталация с три лопатки с промяна на индукционен двигател от пералня в генератор.

Промяна на двигателя

Един от ключовите моменти при създаването на ветрогенератор със собствените си ръце е превръщането на електродвигател в електрически генератор. За изменението се използва електрически мотор от стара перална машина, произведена от съветски произход.

1. Роторът се отстранява от двигателя и върху него се обработва широк жлеб.
2. По цялата дължина на жлеба правоъгълните неодимови магнити (размери 19x10x1 mm) са залепени по двойки, по един магнит от всеки ръб на канала един срещу друг, без да се отчита полярността им. Можете да фиксирате залепени магнити с епоксид.
3. Електродвигателят е сглобен.
4. 5 V и 1 Зарядни устройства за мобилни телефони се използват за събиране на устройството, което преобразува променлив ток в постоянен ток (устройството на микросхема не може да се използва, само транзистор).
5. Захранването е разглобено.
6. Припоен USB и щепсел.
7. Платките на трите подготвени захранващи блока са свързани последователно и се сглобяват като единствен монтаж.
8. Входът на сглобения 220 V монтаж е свързан към генератора, изходът към контролера за зареждане на батерията.

Видео: как да преработите двигател за генератор на вятърЗа да увеличите тока, можете да използвате няколко сглобки, свързани паралелно.

Създаване на тялото и остриетата

Следващият етап в производството на вятърна турбина е сглобяването на основата, върху която са монтирани елементите на вятърния генератор.

1. Основата е заварена от стоманени тръби под формата на конструкция, единият край на който е раздвоен, подсилен с напречни елементи, а другият е единичен за закрепване на опашката на устройството.
2. На раздвоения край са пробити 4 отвора за монтаж на електрически генератор.
3. Въртящата се част е монтирана на основата на лагера.
4. Към лагера е прикрепен фланец с монтажни отвори.
5. Опашката е изработена от метален лист.
6. Структурата се почиства и боядисва.
7. Опашката е боядисана.
8. Изработена е защитна облицовка на кожуха и боядисана от тънък метален лист.
9. След изсъхване на боядисаните елементи, на основата е инсталиран електрически генератор, прикрепеният корпус и опашка са закрепени.
10. Лопатките са прикрепени към работното колело от системата за охлаждане на двигателя на трактора.
11. Дистанционите са заварени към остриетата (в този случай остриетата са метални).

Както можете да видите, сглобяването на вятърна турбина със собствените си ръце не е толкова лесно. Това изисква определени умения и знания в областта на електрическата и електронната техника. Но за хората с такива знания тази задача е доста способна. В допълнение, домашната вятърна турбина ще струва значително по-малко от закупения дизайн..