Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama

V posledních letech se téma zelené energie stala velmi populární. Někteří dokonce předpovídají, že taková energie v blízké budoucnosti zcela nahradí uhlí, plyn, jaderné elektrárny. Jednou z oblastí zelené energie je větrná energie. Generátory, které přeměňují větrnou energii na elektřinu, jsou nejen průmyslové, ale jsou součástí větrných elektráren, ale také malé, sloužící soukromému hospodářství.

Větrný generátor můžete dokonce vyrobit vlastními silami - tento materiál je mu věnován.

Co je generátor

Generátor je v širokém smyslu zařízení, které produkuje nějaký druh produktu nebo přeměňuje jeden druh energie na jinou. To může být například parní generátor (vyrábí páru), generátor kyslíku, kvantový generátor (zdroj elektromagnetického záření). V rámci tohoto tématu se ale zajímáme o elektrické generátory. Tento název se týká zařízení, která převádějí různé druhy neelektrické energie na elektřinu.

Typy generátorů

Generátory elektřiny jsou klasifikovány jako:

• elektromechanické - přeměňují mechanické práce na elektřinu;
• termoelektrické - přeměnit tepelnou energii na elektřinu;
• fotoelektrické (fotovoltaické články, solární panely) - přemění světlo na elektřinu;
• magnetohydrodynamicky (MHD-generátory) - elektřina je generována z plazmatické energie pohybující se přes magnetické pole;
• chemická - přeměnit energii chemických reakcí na elektřinu.

Kromě toho jsou elektromechanické generátory klasifikovány podle typu motoru. Existují tyto typy:

• turbogenerátory jsou poháněny parní turbínou;
• hydrogenerátory používají jako motor hydraulickou turbínu;
• dieselové generátory nebo benzínové generátory jsou vyráběny na bázi dieselových nebo benzínových motorů;
• větrné generátory přeměňují energii vzdušných hmot na elektřinu pomocí větrné turbíny.

Větrné turbíny

Více podrobností o větrných turbínách (nazývají se také větrné turbíny). Nejjednodušší nízkoenergetická větrná turbína obvykle sestává ze stožáru, zpravidla zesíleného strie, na kterém je instalována větrná turbína.

Tato větrná turbína se odvíjí pomocí šroubu pohánějícího rotor elektrického generátoru. Zařízení kromě elektrického generátoru obsahuje také baterii s regulátorem nabíjení a měnič připojený k síti.

Víš? Do roku 2016 byla celková kapacita všech větrných elektráren na světě 432 GW. Větrná energie tak předčila jadernou energii v moci.

Schéma činnosti tohoto zařízení je poměrně jednoduché: při působení větru se šroub otáčí, odvíjí rotor, elektrický generátor vyrábí střídavý elektrický proud, který regulátor náboje převádí na stejnosměrný proud. Tento proud nabíjí baterii. Stejnosměrný proud přicházející z baterie je měničem přeměněn na střídavý proud, jehož parametry odpovídají parametrům elektrické sítě.

Průmyslová zařízení jsou namontována na věžích. Kromě toho jsou vybaveny otočným mechanismem, anemometrem (zařízení pro měření rychlosti a směru větru), zařízením pro změnu úhlu otáčení lopatek, brzdovým systémem, výkonovou skříní s ovládacími okruhy, hasicími systémy a ochranou před bleskem, systémem pro přenos dat o instalaci atd.

Typy větrných generátorů

Umístění osy otáčení vzhledem k zemským povrchovým větrným turbínám je rozděleno na vertikální a horizontální. Nejjednodušším vertikálním modelem je držák rotoru Savonius..

Má dvě nebo více čepelek, které jsou dutými poloválci (válce jsou rozřezány na polovinu vertikálně). Savonius rotor Existují různé možnosti pro uspořádání a design těchto lopatek: symetricky fixované, nastavení okrajů navzájem, s aerodynamickým profilem.

Výhodou rotoru Savonius je jednoduchost a spolehlivost konstrukce, navíc jeho provoz nezávisí na směru větru, nevýhodou je nízká účinnost (ne více než 15%).

Víš? Větrné mlýny se objevily kolem roku 200 př.nl. e. v Persii (Írán). Byly použity k výrobě mouky z obilí. V Evropě se takové mlýny objevovaly pouze v XIII. Století.

Další vertikální design je rotor Darier. Jeho čepele jsou křídla s aerodynamickým profilem. Mohou být obloukovité, ve tvaru písmene H, spirály. Čepele mohou být dvě nebo více. Rotor Daria Výhody takového větrného generátoru jsou:

• jeho vysoká účinnost,
• snížení hluku při práci,
• relativně jednoduchý design.

Z uvedených nevýhod:

• velké zatížení stožáru (díky působení Magnus);
• nedostatek matematického modelu práce tohoto rotoru, což komplikuje jeho zlepšení;
• rychlé opotřebení v důsledku odstředivého zatížení.

Dalším typem vertikální instalace je šroubovitý rotor.. Je vybaven lopatkami, které jsou zkroucené podél osy ložiska. Helicoid rotor To zajišťuje trvanlivost a vysokou účinnost. Nevýhodou je vysoká cena díky složitosti výroby.

Větrný mlýn typu multi-blade je konstrukce se dvěma řadami vertikálních lopatek - vnější a vnitřní. Tento design dává nejvyšší efektivitu, ale má vysoké náklady.

Horizontální modely se liší:

• počet lopatek (jednodílný a velký počet);
• materiál, ze kterého jsou lopatky vyrobeny (tuhé nebo ohebné plachty);
• variabilní nebo pevná rozteč lopatek.

Strukturálně jsou všechny podobné. Větrné turbíny tohoto typu se obecně vyznačují vysokou účinností, ale vyžadují neustálé přizpůsobování směru větru, což je řešeno použitím kormidelního kormidla v konstrukci nebo automatickým umístěním zařízení pomocí rotačního mechanismu podle údajů snímače.

Větrný generátor DIY

Volba modelů větrných generátorů na trhu je nejširší, k dispozici jsou zařízení různých provedení a různé kapacity. Jednoduchou instalaci však lze provést nezávisle.

Doporučujeme přečíst si o tom, jak postavit bazén, koupel, sklep a verandu, stejně jako jak si vyrobit vlastní pánev, pergolu, altán, suchý potok, vodopád a betonovou cestu.

Vyhledejte vhodné materiály

Jako generátor se doporučuje odebírat třífázový permanentní magnet, například traktor. Ale můžete to udělat z elektromotoru, jak bude podrobněji popsáno níže. Důležitá je otázka výběru lopatek. Pokud je větrná turbína vertikálního typu, obvykle se používají variace rotoru Savonius. Generátor traktorů Pro výrobu lopatek je velmi vhodná válcová nádoba, například stará varná. Jak je však uvedeno výše, větrné turbíny tohoto typu mají nízkou účinnost a je nepravděpodobné, že by bylo možné vyrábět lopatky složitějšího tvaru pro vertikální větrný mlýn. U domácích výrobků se obvykle používají čtyři poloválcové lopatky.

Stejně jako u větrných turbín horizontálního typu je pro nízkoenergetickou instalaci optimální konstrukce s jednou lopatkou, nicméně pro všechny její zdánlivé jednoduchosti bude velmi obtížné vyrábět vyváženou čepel v řemeslném způsobu a bez ní bude větrná turbína často selhat.

Je to důležité! Neměli byste se zapojit do velkého počtu lopatek, protože když pracují, mohou tvořit tzv. "Vzduchový uzávěr", kvůli kterému vzduch projde kolem větrného mlýna a neprochází ním. U domácích přístrojů horizontálního typu se za optimální považují tři lopatky typu křídel.

• V horizontálních větrných mlýnech můžete použít dva typy lopatek: plachtění a křídlo. Plachtění je velmi jednoduché, jsou to jen široké pruhy, které vypadají jako lopatky větrných mlýnů. Nevýhodou těchto prvků je velmi nízká účinnost. V tomto ohledu jsou mnohem perspektivnější křídlové lopatky. Doma jsou obvykle vyrobeny z PVC trubky o průměru 160 mm podle vzoru.

Hliník může být také použit, ale bude mnohem dražší. Výrobek z PVC má zpočátku ohyb, což mu dodává další aerodynamické vlastnosti. Čepele z PVC trubky Délka čepelí je volena podle následujícího principu: čím silnější je výkon větrného mlýna, tím déle jsou; čím více jsou, tím kratší jsou. Například pro třílistou větrnou turbínu o výkonu 10 W je optimální délka 1,6 metru pro čtyřlistou větrnou turbínu - 1,4 m.

Pokud je výkon 20 W, indikátor se změní na 2,3 m pro třílistou a 2 m pro čtyřlistou.

Hlavní fáze výroby

Níže je uveden příklad vlastní výroby horizontální třílisté instalace se změnou asynchronního motorgenerátoru z pračky.

Přepracování motoru

Jedním z klíčových momentů vytvoření větrného generátoru s vlastními rukama je přeměna elektromotoru na elektrický generátor. Pro změnu se používá elektromotor ze staré pračky, která je stále v sovětské výrobě.

1. Rotor je vyjmut z motoru a prochází jím široká drážka.
2. Po celé délce drážky jsou neodymové magnety obdélníkového tvaru (rozměry 19x10x1 mm) lepeny ve dvojicích, jeden magnet na každém okraji drážky naproti sobě, bez ohledu na jejich polaritu. Fixované lepené magnety mohou být epoxidové.
3. Motor jede.
4. Nabíječky pro 5 V a 1 Mobilní telefony se používají ke shromažďování zařízení, které převádí střídavý proud na stejnosměrný proud (nelze použít zařízení na čipu, pouze tranzistor).
5. Napájecí zdroj je rozebrán.
6. Pájené USB a zástrčka.
7. Desky tří připravených napájecích zdrojů jsou zapojeny do série a sestaveny jako jedna montáž.
8. Vstup montované sestavy 220 V je připojen k generátoru, výstup je připojen k regulátoru nabíjení akumulátoru.

Video: jak předělat motor pro větrný generátor Pro zvýšení proudu můžete použít více paralelně zapojených sestav.

Každý majitel soukromého domu nebo příměstské oblasti bude užitečné se naučit: jak vyrobit dřevěný sud, žebřík ze dřeva, jak zahřívat dřevěnou podlahu, jak si vyrobit pohovku na paletách, houpací křeslo, postavit sklep v garáži, tandoor, krb s designem krajiny a holandskou troubu s vlastními rukama .

Tvorba trupu a lopatek

Dalším krokem při výrobě větrného mlýnu je montáž základny, na které jsou namontovány prvky větrného generátoru.

1. Základna je svařena z ocelových trubek ve formě konstrukce, jejíž jeden konec je rozdvojený, obohacený o příčné prvky, druhý je jednoduchý pro upevnění ocasu zařízení.
2. Na rozvětveném konci jsou vyvrtány 4 otvory pro montáž generátoru.
3. Namontovaný otočný díl založený na ložisku.
4. K ložisku je připevněna příruba s montážními otvory.
5. Ocas je vyroben z plechu.
6. Design je vyčištěn a natřen.
7. Ocas je zbarvený.
8. Ochranný kryt je vyroben a natřen z tenkého plechu.
9. Po vysušení natřených prvků je na základně instalován elektrický generátor, skříň a ocas jsou připevněny.
10. Čepele jsou namontovány na oběžném kole z chladicího systému traktoru.
11. Distanční vložky jsou přivařeny k nožům (v tomto případě kovové čepele).

Je to důležité! Výška stožáru větrného generátoru by měla být nejméně 6 metrů. Pod ním je betonován.

Jak vidíte, sestavení větrné turbíny vlastníma rukama není tak jednoduché. To vyžaduje určité dovednosti a znalosti v elektrotechnice a elektronice. Ale pro lidi s takovými znalostmi je tento úkol docela schopný. Kromě toho bude domácí větrné turbíny stát mnohem levnější než nákup design.