Turbina eoliană este verticală și eficientă. Generator eolian cu axa verticala de rotatie Schema si proiectarea generatoarelor eoliene verticale rotative

Problemele independenței energetice tulbură mintea nu numai a șefilor de state și întreprinderi, ci și a cetățenilor, proprietari de case particulare. Odată cu creșterea monopolului și a tarifelor de către producătorii de energie electrică, oamenii caută surse alternative eficiente de energie. Una dintre aceste surse este generatorul eolian.

Elementele principale ale sistemului eolian

Există multe modele, opțiuni de la diferiți producători, dar după cum arată experiența practică, acestea nu sunt întotdeauna accesibile și accesibile pentru o gamă largă de consumatori. Dacă aveți informații, anumite cunoștințe de inginerie electrică și abilități practice, este posibil să faceți un generator eolian cu propriile mâini.

Principiul de funcționare și elementele principale

Munca unui generator eolian de casă nu diferă de modelele industriale, principiile de funcționare sunt aceleași. Energia eoliană este transformată în energie mecanică prin rotirea rotorului generatorului, care generează electricitate.

Principalele elemente structurale (fig. de mai sus):

elice cu pale;
un arbore de rotație prin care cuplul este transmis rotorului generatorului;
generator;
proiectarea de fixare a generatorului la locul de instalare;
dacă este necesar, pentru a crește viteza de rotație a rotorului, între arborele elicei și arborele generatorului poate fi instalată o cutie de viteze sau o transmisie prin curea;
pentru a converti curentul alternativ al generatorului într-un curent continuu, se folosește un convertor, o punte de diodă redresoare, curentul din care este furnizat pentru reîncărcarea bateriei;
baterie, de la care electricitatea este furnizată prin invertor la sarcină;
Invertorul convertește tensiunea bateriei DC de 12V sau 24V în AC 220V.

Design-urile elicelor, generatoarelor, cutiilor de viteze și altor elemente pot diferi, au diverse caracteristici, dispozitive suplimentare, dar componentele enumerate sunt întotdeauna prezente în centrul sistemului.

Alegerea și realizarea propriilor mâini

De proiecta Există două tipuri de axe care rotesc rotorul generatorului:

generatoare cu o axă orizontală de rotație;

Generator cu axe orizontale

generatoare cu axă verticală de rotație.

Generator eolian rotativ cu axă verticală de rotație

Axe orizontale de rotație

Fiecare design are propriile sale avantaje și dezavantaje. Cea mai comună opțiune este cu o axă orizontală. Aceste modele au o eficiență ridicată de conversie a energiei vântului în mișcări de rotație ale axei, dar există anumite dificultăți în calcularea și realizarea palelor cu propriile mâini. Forma plată obișnuită a lamei, care a fost folosită pe vintage mori de vânt, este ineficient.

Pentru a utiliza energia eoliană maximă atunci când axa se rotește, palele trebuie să aibă formă de aripă. La avioane, forma aripii, datorită forței vântului în contra, asigură fluxuri de ridicare. În cazul în cauză, forțele acestor fluxuri vor fi direcționate către rotația arborelui generatorului. Elicele pot fi cu două, trei și o cantitate mare lame, cel mai adesea există modele cu trei lame. Acest lucru este suficient pentru a asigura viteza de rotație necesară.

Generatoarele eoliene cu o axă orizontală de rotație trebuie să fie întoarse constant de către planul elicei în fața fluxului de vânt care se apropie. Acest lucru necesită aplicare unitate de coadă tip paletă, care, sub influența vântului, ca o pânză, desfășoară întreaga structură cu o elice spre vântul în față.

Axele verticale de rotație

Principalul dezavantaj al acestei opțiuni este eficiența scăzută, dar aceasta este compensată de un design mai simplu care nu necesită fabricare. elemente suplimentare pentru a întoarce palele spre vânt. Dispunerea verticală a axei și a palelor vă permite să utilizați energia eoliană pentru a vă roti din orice direcție, acest design este mai ușor de realizat cu propriile mâini. Rotirea arborelui este mai stabilă, fără sărituri bruște de viteză.

Viteza medie anuală a vântului în Rusia nu este aceeași. Cel mai conditii favorabile pentru funcționarea turbinelor eoliene - 6-10 m/s. Sunt puține astfel de zone, predomină în principal vânturi de 4-6 m/s. Pentru a crește viteza de rotație, este necesar să folosiți cutii de viteze și să luați în considerare înălțimea, roza vântului în zona în care este instalat generatorul.

Un exemplu de fabricație a unui generator eolian

Se are în vedere o variantă cu axă verticală de rotație.

Turbină eoliană DIY

Cea mai ușoară opțiune pentru producția de lame este utilizarea unui butoi metalic de 50-200 de litri. În funcție de numărul de lame necesare, țeava este tăiată cu o polizor de sus în jos în 4 sau 3 părți egale.

Lame verticale dintr-un butoi metalic

Puteți utiliza pur și simplu foi de fier galvanizat pentru acoperiș, care sunt ușor de tăiat în forma dorită cu propriile mâini, folosind foarfece metalice.

Lame verticale din tablă

În viitor, lamele sunt montate pe partea superioară a axei de rotație. Baza pentru fixarea lor poate fi discuri din lemn din placaj cu șase straturi.

Este mai fiabil să folosiți un cadru metalic dintr-un profil dreptunghiular, la care lamele sunt prinse cu șuruburi.

Un exemplu de amplasare a lamelor verticale

Un exemplu de atașare a lamelor pe platformă

Cadrul sau discurile sunt atașate rigid de axa de rotație, axa însăși este introdusă în cuplaje cu rulmenți care sunt instalați în siguranță în cadrul turnului sau al acoperișului clădirii pe care se află generatorul.

Instalarea axului cu palete pe turn

Reprezentare vizuală a instalării unei axe verticale de rotație pe acoperișul unei clădiri

Turbină cu pale verticale.
Platformă de stabilizare a osiilor cu rulment pe două rânduri de bile.
Întindere cablu din oțel Ø 5mm.
axa verticala, țeavă de oțelØ 40-50mm, grosimea peretelui nu mai puțin de 2mm.
Maneta de control al vitezei.
Lamele regulatorului aerodinamic sunt din placaj sau plastic de 3-4 mm grosime.
Tije care reglează viteza de rotație, numărul de rotații.
O greutate a cărei greutate determină viteza de rotație.
Scripete cu axă verticală pentru transmisie prin curea, jantă de bicicletă utilizată pe scară largă de pe roată, fără tub și anvelopă.

Rulment suport.
Scripete pe axa rotorului generatorului.

La capătul inferior al axei este atașat un scripete pentru o transmisie prin curea sau un angrenaj pentru o cutie de viteze, acest lucru este necesar pentru a crește viteza de rotație a rotorului. Practica arată că la o viteză a vântului de 5 m / s, rotația arborelui cu palete orizontale din butoi nu va depăși 100 rpm. La o viteză a vântului de 8-10 m/s, rotația ajunge până la 200 m/s. Acest lucru este foarte puțin pentru ca generatorul să producă puterea necesară pentru a încărca bateria.

Raportul de reducere 1:10 vă permite să atingeți viteza necesară.

Instalarea scripetelor curelei

Generator de viteză mică

Pentru a converti energia mecanică de rotație în electricitate, cea mai ușoară cale este utilizarea generatoarelor auto. Dar generatoare convenționale mașini pentru morile de vânt nu sunt recomandate din cauza prezenței periilor în designul lor. Periile de grafit elimina curentul indus pe rotor, in timpul functionarii sunt sterse si necesita inlocuire. În plus, astfel de generatoare sunt de mare viteză, sunt necesare 2000 sau mai multe rotații pentru a genera o tensiune de 14 V cu un curent de până la 50 A.

Generatoare mai eficiente pentru morile de vânt de la tractoare și autobuze Г.964.3701 cu excitație de înfășurare magnetică. Nu au perii, lucrează la viteze mai mici. Generatorul G288A.3701 are trei faze, utilizate pentru alimentarea cu energie Vehiculîmpreună cu bateria. Are performanță bună pentru utilizare în sisteme de turbine eoliene:

generează o tensiune de 28 V;
redresorul incorporat furnizeaza curent continuu de pana la 47 A;
putere de ieșire de până la 1,3 kW;
pe La ralanti rotatie 1200 rpm;
cu o sarcină de curent de 30A, este necesar 2100 rpm.

Generatorul are dimensiuni și greutate adecvate:

greutate totala 10 kg;
diametru 174 mm;
lungime 230 mm.

Generator cu MAZ - 24V

Generatoarele de acest tip sunt utilizate în vehiculele KAMAZ, Ural, KRAZ, MAZ cu motoare din uzina Yaroslavl YaMZ 236, 238, 841, 842 și ZMZ 73. Pentru a economisi bani, puteți cumpăra un generator uzat la punctele de dezmembrare. Pentru a genera mai multă putere la viteze mici, puteți face un generator cu propriile mâini pe magneți de neodim, dar aceasta este o problemă separată și necesită o descriere mai detaliată.

Secvența de asamblare

În primul rând, pe acoperișul clădirii este montată o structură de montare a unui turn sau generator. Axa verticală este atașată la bucșe cu rulmenți, lamele sunt instalate.

După instalarea axei cu lame, pe partea inferioară se fixează un scripete pentru transmisie prin curea.
La nivelul scripetelui osiei, la o platformă special pregătită, se atașează un generator cu un scripete pentru o curea pe arborele rotorului. Scripeții alternatorului și axele paletelor trebuie instalate la același nivel.

Diametrul scripetelui pe ax ar trebui să fie de aproximativ 10 ori diametru mai mare scripete pe arborele generatorului. Pe baza condițiilor în care viteza vântului calculată este de aproximativ 10 m / s, va oferi o viteză de rotație a axei de până la 200 rpm.

Formula folosită este:

Wr = Wos x Dosd, unde

Wr este viteza de rotație a scripetei generatorului;
Dos este diametrul scripetelui pe axa verticală;
d este diametrul scripetelui de pe arborele rotorului generatorului;
Wos este viteza de rotație a scripetei cu axa verticală.

Wr \u003d 200 rpm x 500mm / 50 mm \u003d 2000 rpm - viteză de rotație suficientă pentru ca generatorul de tipul selectat să producă puterea necesară.

Cureaua este tensionată; pentru aceasta, ar trebui să existe fante în platforma de montare a generatorului, ca pe un suport de mașină.
Firele de ieșire ale generatorului sunt conectate la bornele bateriei.

Aceste generatoare au redresoare încorporate, ieșirea este curent continuu, astfel încât firul roșu pozitiv este atașat la borna „+”, iar firul negativ este atașat la borna „minus”.

Intrarea invertorului 24V/220V este conectată la baterie, tot cu polaritate.
Ieșirea invertorului este conectată la circuitul de sarcină.

Video. Generator eolian cu propriile mâini.

Având materialele necesare, abilități practice de lăcătuș, folosind generatoare de automobile gata făcute cu excitație de înfășurare magnetică, este ușor să instalați un generator eolian cu propriile mâini. Pentru fabricarea unui generator de putere mai mare pe magneți de neodim, vor fi necesare cunoștințe mai aprofundate în inginerie electrică și abilități în asamblarea echipamentelor electrice. Acesta este unul dintre cele mai multe moduri simple asamblați un generator eolian cu propriile mâini.

Astfel de dispozitive au unele avantaje față de dispozitivele eoliene cu axă orizontală. Nu au noduri de orientare către vânt, ceea ce simplifică proiectarea și reduce sarcinile giroscopice. Dezvoltat un numar mare de diverse turbine eoliene cu o axă verticală de rotație (Fig. 6.1),
Orez. 6.1. cu axă verticală de rotaţie: în care
pentru a crea un cuplu se folosesc fortele de rezistenta si forta de ridicare a lamelor de lucru.
Este vorba despre dispozitive cu elemente de placă, în formă de bol sau turbină, precum și rotoare Savonius cu palete în formă de S.
Generatoarele eoliene de acest tip au un moment inițial mare, dar viteză și putere mai mici în comparație cu rotorul francez, care a propus acest design în 1920. Acest rotor a fost dezvoltat intens din 1970 de specialiști din multe țări. În prezent, poate fi considerat ca fiind principalul competitor al turbinelor eoliene de tip inel.
Rotorul de design Darrieus se referă la un generator eolian cu o axă de rotație verticală, folosind forța de ridicare care apare pe palele curbe având un profil de aripă în secțiune transversală. Dezavantajul său este un mic moment inițial, avantajul este viteza mare și, prin urmare, o putere specifică relativ mare, raportată la masa sa. Pentru a elimina principalul dezavantaj și pentru a crește momentul inițial, rotorul Darrieus este combinat cu tipuri variate demaroare, de exemplu cu un rotor Savonius.

1- ; 2 - Rotor cu palete multiple Savonius; 3 - rotor cu plăci; 4 - rotor cupă: 5 - rotor Darrieus în formă de Ø; 6 - rotor Darrieus în formă de Δ; 7 - rotor cu palete drepte în formă de aripă (Giromill) 8 - cu pale lamelare curbate; 9 - rotoare Darrieus Ø si Savonius; 10 — Rotor cu fante Savonius; 11- rotor folosind efectul Magnus; 12 - rotor cu planoare de rulment; 13 - cu dispozitiv reflex; 15 - cu teava Venturi; 16 - din
dispozitiv vortex.
Un alt tip de rotor cu axă verticală folosește efectul Magnus; astfel de rotoare cu cilindri rotativi includ desene de Madaras și Flettscher. Când un flux de vânt intră într-un cilindru rotativ, în conformitate cu efectul Magnus, o forță acționează perpendicular pe direcția fluxului.Aceste dispozitive sunt capabile să propulseze nave sau vehicule terestre. Distribuția forțelor este prezentată în fig. 6.2 și 6.3.

În unele cazuri, generatorul eolian îmbunătățește puterea de ieșire în prezența unui deflector de ghidare (vezi Fig. 6.1) și a unui ejector sub forma unui tub Venturi (vezi Fig. 6.1: 15).
De asemenea stiut turbine eoliene cu rotor de rotație axială verticală situat pe o conductă (sau turn), în interiorul căreia se generează vârtejuri ascendente (vezi Fig. 6.1: 14). În același timp, un astfel de turn asigură încălzirea aerului prin utilizare directă radiatie solara sau arderea combustibilului cu dilatarea ulterioară a aerului, rezultând efectul unei turbine cu gaz, care, împreună cu un generator eolian, este instalată la ieșirea din turn. Pentru a îmbunătăți eficiența cu astfel de turnuri și turbine eoliene care funcționează folosind liftul în fluxul vântului, acesta din urmă ar trebui să fie, dacă este posibil, de mare putere: de la 1000 la 20000 kW.
În același timp, dimensiunile turbinelor eoliene sunt limitate de solicitările apărute în proiectarea suporturilor, palelor și altor elemente încărcate.
De aceea turbine eoliene ar trebui să aibă cât mai puțină masă posibil, și portanță ca forță motrice pentru a avea viteză mai mare la valori mari ale factorului de utilizare a energiei eoliene.

Beneficiile morilor de vânt cu axă verticală

care dau vânturi mai puternice și mai stabile, pot fi implementate prin amplasarea de turbine eoliene pe teritoriul litoral al lacurilor de acumulare sau în apele de coastă. Turbinele eoliene de tip turn concepute pentru formarea și utilizarea vârtejurilor în scopul creșterii vitezei de curgere și a gradientului de presiune în zona turbinei eoliene pot fi utilizate după studierea legilor vitezelor în timpul formării vârtejului.

Scheme structurale ale turbinelor eoliene cu axa verticală de rotație

Datorită direcției perpendiculare a vântului pe turbinele eoliene cu axă orizontală de rotație a fost necesară utilizarea unui sistem de orientare și relativ moduri dificile preluare de putere. Acest lucru le-a redus și a complicat proiectarea turbinelor eoliene.
Turbină eoliană cu axă verticală datorita geometriei lor se afla intr-o pozitie arbitrara in orice directie a vantului. În plus, o astfel de schemă permite, datorită prelungirii arborelui, amplasarea cutiei de viteze cu generatorul la baza turnului (Fig. 6.5).

orez. 6.5. Schema structurală a unei turbine eoliene cu axă verticală de rotație de tip Darrieus: 1- demaror (rotor
Savonius); 2 - arbore; 3; 4 - dispozitiv de franare; 5 - lucrând pentru a obține; b - vergeturi; 7 - cadru; Convertor de tensiune K; 9 - baterie

Cel mai comun tip de turbine eoliene vertical-axiale este rotorul Darrieus.

În ea, cuplul este creat de o forță de ridicare care apare pe două sau trei suprafețe subțiri de rulment curbate cu profil aerodinamic. Forța de ridicare este maximă în momentul în care lama traversează fluxul de aer care se apropie cu viteză mare. Rotorul Darrieus nu se poate roti singur, prin urmare, pentru a-l porni, se folosește de obicei un generator care funcționează în modul motor sau un demaror, numit rotor Savonius. Această roată este, de asemenea, antrenată de forța de rezistență.
Lamele sale sunt realizate din foi subțiri dreptunghiulare curbate, sunt simple și ieftine. Cuplul va fi creat datorită rezistenței diferite oferite de fluxul de aer al palelor concave și curbate ale rotorului. Datorita umpluturii geometrice mari, aceasta roata de vant are un cuplu mare si este folosita pentru pomparea apei.

Au fost dezvoltate un număr semnificativ de scheme de turbine eoliene cu axă verticală de rotație.

Conform unui număr de caracteristici de proiectare, unele dintre ele sunt chiar mai preferabile decât instalațiile cu elice, în special pentru funcționarea în regiuni cu potențial eolian ridicat. De exemplu, foarte promițător diagrame generatoare eoliene, prezentată în fig. 6.6 - 6.11.

Orez. 6.6. Giruta electrică eoliană la roțile planetare Fig. 6.7. Unitate opțională de montare (vedere generală)

Orez. 6.8. Schema cinematică a dispozitivului de rotire a palelor unei turbine eoliene cu axă verticală

Unitatea generatoare de vânt conține un arbore vertical -1, o roată eoliană instalată pe ea cu lame rotative - 2 și traverse orizontale de rulment -3, un generator al dispozitivului de întoarcere, inclusiv
împingere - 2. Dispozitivul de rotire este echipat cu mecanisme manivelă, biela 6 a fiecăreia dintre ele fiind conectată cu celelalte capete ale tijelor 4 și 5 ale fiecărei perechi cu ajutorul pârghiilor 7 și balamalelor. Când se execută o roată de vânt cu o giruetă 8, dispozitivul de întoarcere are un angrenaj planetar, ale cărui roți planetare 9 sunt conectate la manivelele a 10 mecanisme, iar roata centrală 11 este conectată la o giruetă 8. La efectuarea unei roată de vânt cu o montură diferită pentru giruetă 8, dispozitivul este echipat cu o treaptă diferenţială, constând din două roţi centrale coaxiale 12, respectiv 13, cu angrenaje exterioare şi interioare şi roţi planetare 14 cuplate cu acestea, iar angrenajul central 11 din angrenajul extern este conectat la manivelele 10 ale mecanismelor, iar roțile planetare 14 - cu
giroueta 8.

Un generator eolian sau, la oamenii obișnuiți, o moară de vânt este un dispozitiv simplu care oferă proprietarului său economii considerabile datorită generării. electricitate gratuită. O astfel de instalație este visul oricărui proprietar al unui teren deconectat de la rețelele centralizate sau al unui rezident de vară care este nemulțumit de o chitanță nou primită pentru consumul de energie electrică.

După ce ați înțeles designul generatorului eolian, principiul funcționării acestuia, după ce ați studiat desenele, puteți realiza și instala în mod independent o moară de vânt, oferind casei dumneavoastră energie alternativă nelimitată.

Este legal să folosiți vântul?

Crearea propriei centrale, deși compacte, dar este un lucru serios, așa că este logic să se ridice involuntar întrebarea: este legală utilizarea lor? Da, dacă puterea unității lansate de vânt nu depășește 1 kW, ceea ce este suficient pentru a asigura soc electric casă de țară medie.

Cert este că tocmai cu acest indicator de putere dispozitivul este considerat de uz casnic și nu necesită înregistrare obligatorie, certificare, aprobare, înregistrare și, în plus, nu este supus niciunei taxe.

Cu toate acestea, înainte de a face o turbină eoliană pentru casa dvs., este mai bine să vă protejați și să țineți cont de câteva puncte:

Regiunea dvs. are restricții speciale privind utilizarea surse alternative energie?
Care este înălțimea admisă a catargului pe sol?
Va depăși zgomotul de la cutia de viteze și lamele standardelor stabilite?
Este posibil să se asigure protecție împotriva interferențelor radio generate?
Va interfera catargul cu migrarea păsărilor sau va cauza alte probleme de mediu?

Dacă vă gândiți în avans la toate nuanțele, atunci nici taxa, nici serviciile de mediu, nici vecinii nu vor putea face pretenții și nu vor putea împiedica primirea de energie electrică gratuită.

Cum funcționează o moară de vânt?

În fotografie, turbinele eoliene de casă finisate sunt reprezentate de structuri metalice alungite pe trei sau patru suporturi, cu palete care se deplasează din vânt. Ca urmare, energia cinetică primită de fluxul vântului este transformată în energie mecanică, care la rândul său pornește rotorul și devine curent electric.

Acest proces este rezultatul muncii bine stabilite a mai multor componente obligatorii ale unei centrale eoliene (WPP):

O elice cu două sau mai multe pale;
rotorul turbinei;
Reductor;
Controlor;
Axa generator electric și generator;
invertor;
Baterie.

De asemenea, este necesar să se prevadă un bloc de frână, gondolă, catarg, giruetă, arbore de viteză mică și mare. Dispozitivul determină și principiul de funcționare al generatorului eolian: un rotor rotativ produce un curent alternativ trifazat care trece prin sistemul de control și încarcă bateria de curent continuu.

Amperii finali sunt convertiți de invertor și trimiși prin cablurile conectate la punctele de ieșire: prize, iluminat, aparate electrocasnice și aparate electrice.

Cum să o faci singur?

Cel mai fiabil și simplu design este considerat a fi o turbină eoliană rotativă, care este o instalație cu o axă de rotație verticală. Gata generator de casă de acest tip este capabil să asigure pe deplin consumul de energie al daciei, inclusiv dotarea locuinței, anexe și lumini de strada(deși nu prea luminos).

Dacă obțineți un invertor cu indicatoare de 100 de volți și o baterie de 75 de amperi, atunci moara de vânt va fi mult mai puternică și mai productivă: va fi suficientă energie electrică atât pentru supraveghere video, cât și pentru o alarmă.

Pentru a face un generator eolian, veți avea nevoie de detalii de design, Consumabileși unelte. Primul pas este să găsești potrivit elemente constitutive mori de vânt, dintre care multe pot fi găsite printre stocurile vechi:

Generator de la o mașină cu o putere de aproximativ 12 V;
Baterie reîncărcabilă pentru 12 V;
Comutator semiermetic cu buton;
Inventar;
Releu auto folosit pentru a încărca bateria.

Veți avea nevoie și de consumabile:

Elemente de fixare (șuruburi, piulițe, bandă izolatoare);
Recipient din oțel sau aluminiu;
Cablaj cu o secțiune transversală de 4 metri pătrați. mm (doi metri) și 2,5 mp. mm (un metru);
Catarg, trepied și alte elemente pentru a spori stabilitatea;
Funie puternica.

Este recomandabil să găsiți, să studiați și să imprimați desene ale turbinelor eoliene cu propriile mâini. Veți avea nevoie, de asemenea, de unelte, inclusiv o râșniță, un metru, un clește, un burghiu, un cuțit ascuțit, un burghiu electric, șurubelnițe (Phillips, minus, indicator) și chei.

După ce ați pregătit tot ce aveți nevoie, puteți începe asamblarea, concentrându-vă asupra instrucțiuni pas cu pas spuneți cum să faceți un generator eolian cu propriile mâini:

Din recipient metalic tăiați lamele de aceeași dimensiune, lăsând la bază o fâșie de metal neatinsă de câțiva centimetri.
Faceți găuri simetric cu un burghiu pentru șuruburile existente în partea inferioară a bazei rezervorului și a scripetei generatorului.
Îndoiți lamele.
Fixați pe scripetele lamei.
Instalați și fixați generatorul pe catarg cu cleme sau o frânghie, făcând un pas înapoi de sus aproximativ zece centimetri.
Stabiliți cablarea (pentru conectarea bateriei, este suficient un miez lung de un metru cu o secțiune transversală de 4 mp, pentru încărcarea cu aparate de iluminat și electrice - 2,5 mp).
Marcați schema de conectare, marcajul cu culoarea și literele pentru reparații viitoare.
Instalați transmițătorul cu un sfert de fir.
Dacă este necesar, decorați structura cu o giruetă și vopsea.
Asigurați firele prin înfășurarea catargului de instalare.

Generatoarele eoliene de 220 de volți sunt o oportunitate de a oferi o casă de vară sau Casă de vacanță electricitate gratuită în cât mai repede posibil. Chiar și un începător poate configura o astfel de instalație, iar majoritatea detaliilor pentru structură au rămas de mult timp inactiv în garaj.

Fotografie DIY cu turbine eoliene

Poate că nici un rezident de vară nu se va certa cu faptul că astăzi este necesar să existe un fel de sursă alternativă de energie electrică, deoarece lumina poate fi stinsă în orice moment. Turbinele eoliene de casă au câștigat o mare popularitate ca sursă de energie gratuită astăzi. Pe piață sunt oferite o varietate de modele de astfel de dispozitive, iar pe internet puteți vedea diagrame, desene și videoclipuri care vă permit să le asamblați singur.

Este demn de remarcat faptul că generator eolian de casă va fi foarte util chiar și cu puterea sa scăzută. Simplul fapt că în mijlocul întunericului, cabana va fi iluminată și va fi posibil să vă uitați la televizor fără probleme sau să vă încărcați dispozitiv mobil, asigurați împotriva necazurilor și ridicați prestigiul în fața vecinilor.

Trei mici secrete

Primul secret este la ce înălțime va fi instalat generatorul eolian de casă. Este clar că este mai ușor să-l montezi la o înălțime de câțiva metri față de sol, dar atunci nu va avea prea mult sens din el. Trebuie avut în vedere faptul că, cu cât generatorul eolian este mai înalt, cu atât vântul este mai puternic, cu atât palele sale se învârt mai repede și cu atât poți obține mai multă energie dintr-o centrală electrică de tip „do-it-yourself”.

Al doilea secret este alegerea bateriei. Pe Internet, este sfătuit să nu fii inteligent și să instalezi o baterie de mașină. Da, este mai ușor și, la prima vedere, mai ieftin. Dar, trebuie să știți că bateriile auto trebuie instalate într-o zonă bine ventilată, necesită întreținere, iar durata lor de viață nu depășește 3 ani. Ar fi mai bine să cumpărați o baterie specială. Deși costă mai mult, se va justifica.

Al treilea secret este ce generator eolian este mai potrivit pentru a-ți face propriile mâini - orizontal sau vertical? Fiecare opțiune are propriile sale avantaje și dezavantaje. Vom lua în considerare turbinele eoliene de tip vertical, al căror principiu de funcționare este prezentat în Fig. 2.

În primul rând, despre dezavantaje: o turbină eoliană verticală are o eficiență scăzută în comparație cu modele orizontale, este nevoie de mai multe materiale pentru a-l asambla, ceea ce, în consecință, duce la o creștere a costului structurii. Pe de altă parte, pot funcționa cu vânturi mai slabe decât omologii lor orizontali, ceea ce compensează eficiența lor scăzută. Nu trebuie ridicate prea sus și sunt mai ușor și mai ieftin de asamblat și instalat, ceea ce anulează diferența de costuri cu materialele.

Un factor important este faptul că un generator eolian vertical este mai fiabil în caz de rafale bruște de vânt și uragane, deoarece stabilitatea acestuia crește odată cu creșterea vitezei de rotație. In afara de asta, structuri verticale practic silențios, ceea ce vă permite să le instalați oriunde, până la acoperișul unei clădiri rezidențiale. Toate cele de mai sus duc la faptul că aceste unități au o cerere din ce în ce mai mare și sunt produse în diferite modificări, în raport cu puterea necesară și vânturile predominante în anumite regiuni, care, apropo, pot fi găsite în videoclipul de mai jos.

Cel mai simplu design

Nu este dificil să asamblați un generator eolian vertical de putere redusă cu propriile mâini, fără a exagera, materiale reziduale: mare sticlă de plastic sau conserve, ax de otel si motor electric vechi. Este suficient să tăiați un borcan sau o sticlă în jumătate și să fixați aceste jumătăți pe axa de rotație asociată cu generatorul (Fig. 3). Este ușor să faci o astfel de moară de vânt verticală pliabilă și să o iei cu tine într-o excursie de pescuit sau de camping, unde nu numai că va ilumina locul unde să dormi, dar îți va permite și să-ți reîncarci telefonul sau alt dispozitiv mobil.

Centrala proprie pentru resedinta de vara

Dar fabricarea mai multor va trebui să înceapă cu achiziționarea unei găleți și aceasta nu este o păcăleală. Da, pentru început, trebuie să cumpărați o găleată galvanizată obișnuită. Asta, desigur, în cazul în care o astfel de găleată cu scurgeri nu stătea pe undeva în hambar. Îl marchem în patru părți și facem tăieturi cu foarfece pentru metal, așa cum se arată în Fig. 4.

Găleata este atașată la partea inferioară a scripetei generatorului. Ar trebui fixat cu patru șuruburi, așezându-le strict simetric și la aceeași distanță de axa de rotație, ceea ce va evita dezechilibrul.

Deci, aproape totul este gata, rămâne să efectuați următorii pași:

Îndoiți metalul pe fante pentru a obține lamele. Dacă cel mai des predomină un vânt puternic, este suficient să îndoiți ușor părțile laterale. Dacă vântul este slab, îl poți îndoi mai tare. În orice caz, cantitatea de îndoire poate fi ajustată ulterior;
conectați toate aparate necesare(cu excepția generatorului) așa cum se arată în Fig. 5;
Fixați generatorul cu firele care vin din el pe catarg;
Asigurați un catarg;
Conectați firele care vin de la generator la controler.

Toate. Un generator eolian realizat manual este gata de funcționare.

Schema de conexiuni

Să aruncăm o privire mai atentă schema de conexiuni. Este clar că vântul se poate opri în orice moment. Prin urmare, turbinele eoliene nu sunt conectate direct la aparatele de uz casnic, ci mai întâi încarcă bateriile din acestea, pentru a asigura siguranța cărora, se folosește un regulator de încărcare. Mai mult, având în vedere că bateriile furnizează curent continuu de joasă tensiune, în timp ce aproape toate aparatele de uz casnic consumă curent alternativ de 220 de volți, se instalează un convertor de tensiune sau, așa cum se mai spune, un invertor și numai atunci sunt conectați toți consumatorii.

Pentru ca generatorul eolian să asigure funcționarea unui computer personal, televizor, alarmă și mai multe lămpi de economisire a energiei, este suficient să instalați o baterie cu o capacitate de 75 amperi / oră, un convertor de tensiune (invertor) cu o putere. de 1,0 kW, plus un generator de putere adecvată. Ce altceva ai nevoie când te relaxezi la țară?

Rezumând

Un generator eolian vertical, care poate fi realizat conform instructiunilor de mai sus, poate functiona in vanturi destul de slabe si indiferent de directia acestuia. Designul său este simplificat datorită faptului că nu are o giruetă care întoarce elicea unui generator eolian orizontal în sensul vântului.

Principalul dezavantaj al turbinelor eoliene cu axă verticală este eficiența scăzută, dar aceasta este răscumpărată de o serie de alte avantaje:

Viteză și ușurință de asamblare;
Absența vibrațiilor ultrasonice tipice pentru generatoarele eoliene orizontale;
Nesolicitant la întreținere;
Funcționare suficient de silențioasă, permițându-vă să instalați o moară de vânt verticală aproape oriunde.

Desigur, este posibil ca o moară de vânt făcută de sine să nu poată rezista la un vânt excesiv de puternic, care va putea sparge găleata. Dar aceasta nu este o problemă, trebuie doar să cumpărați unul nou sau să îl salvați pe cel vechi care și-a slujit timpul undeva în hambar.

În videoclipul de mai jos puteți vedea cum se alimentează electrocasnicele în țară. Adevărat, generatorul eolian de aici nu este făcut dintr-o găleată, ci și cu propriile mâini.

ÎN În ultima vreme există o creștere rapidă a popularității surselor alternative de energie. Utilizarea vântului este una dintre cele mai populare domenii din sectorul energetic, așa că mulți oameni se gândesc să cumpere un generator eolian vertical pentru locuința lor. Meșterii încearcă să construiască o astfel de instalație cu propriile mâini, ceea ce este destul de realist.

Informații generale

Sarcina unei mori de vânt verticale moderne este de a transforma forța vântului în energie electrica. Primele prototipuri ale unei astfel de invenții au apărut cu mult timp în urmă, dar în acele vremuri oamenii nu le acordau atât de multă importanță ca acum. Cu privire la instalatii moderne, atunci ele se caracterizează printr-o mulțime de avantaje și asigură o alimentare stabilă cu energie electrică, care este suficient pentru nevoile casnice. În unele țări europene, ponderea resurselor energetice consumate generate de parcuri eoliene este de 25%. Danemarca se numără printre ei.

Turbinele eoliene verticale sunt superioare celor clasice în unii parametri. tipuri orizontale, care se datorează designului specific și principiului de funcționare. Ele, spre deosebire de modelele cu axă orizontală, practic nu au noduri și mecanisme care sunt ghidate de fluxul vântului. Datorită acestei caracteristici, orice sarcini hidroscopice sunt reduse semnificativ, iar structura își asumă o poziție arbitrară, indiferent de direcția fluxului vântului. În același timp, astfel de mori de vânt au mai multe execuție simplă, care vă permite să le construiți acasă.

Printre soiurile cheie de instalații cu o axă verticală de rotație se numără:

design ortogonal;
mecanism Darier;
mecanism Savonius;
moara de vant cu design elicoid.

Principalele avantaje

Principalul avantaj al unei mori de vânt verticală este capacitatea sa de a funcționa la altitudine joasă, oferind un nivel ridicat de eficiență. Și deși generatorul eolian orizontal este mai productiv, cel vertical nu trebuie să folosească mecanisme complexe sau echipamente scumpe în timpul întreținerii sistemului, în timp ce designul are fiabilitate ridicată și o durată de viață lungă.

Datorită profilului special al palelor și formei specifice a rotorului, unitatea oferă cei mai buni indicatori de performanță care nu se modifică în funcție de mișcarea vântului. Modelele compacte de uz casnic sunt echipate cu trei (sau mai multe) elemente rotative care pot capta instantaneu o rafală de vânt și pot începe procesul de transformare a acesteia în energie electrică. Acestea funcționează cu o forță a vântului de 1,5 m/s, ceea ce le crește semnificativ eficiența și eficiența.

În timpul funcționării, instalația nu produce zgomot sau sunet caracteristic morilor de vânt mari, ceea ce este considerat un plus incontestabil. Nici ea nu aruncă Substanțe dăunătoareîn atmosferă, nu are nevoie întreținere frecventăși continuă să furnizeze energie de calitate pentru o perioadă lungă de timp. Dacă faci o listă de avantaje turbine eoliene verticale, atunci va consta din următoarele elemente:

Ecologia maximă.
Abilitatea de a lucra fără combustibil suplimentar.
Rentabilitatea.
Fără întreținere complicată și frecventă.
Lucrați pe baza unei energii inepuizabile.

Dacă moara de vânt este proiectată corect, atunci poate transforma o clădire privată într-o instalație autonomă pentru producerea de energie electrică, devenind o sursă suplimentară de venit. Cu toate acestea, pe lângă avantajele unor astfel de unități, există și dezavantaje:

Cost ridicat. Modelele de fabrică de la mărci străine sunt destul de scumpe, dar turbinele eoliene cu axă verticală fabricate în Rusia sunt destul de accesibile.
Nivel de zgomot decent. Un astfel de minus este prezent în morile de vânt industriale mari, deoarece dezvoltările interne sunt aproape tăcute.
Putere instabilă.

Ultima caracteristică a morilor de vânt este considerată cea mai semnificativă, dar experții scapă de ea instalând mai multe baterii. De asemenea, este important de menționat că performanța unui parc eolian poate fi afectată de condițiile meteorologice, care sunt adesea imprevizibile. Avantajele unui astfel de generator de energie sunt mult mai mari decât dezavantajele, așa că problema instalării lui într-o casă privată devine din ce în ce mai relevantă.

Principiul de funcționare și clasificare

Funcționarea unei mori de vânt verticală se bazează pe principiul levitației magnetice. Când turbinele se rotesc, sunt generate forțe de impuls și de ridicare, precum și forța de frânare reală. Datorită primelor două lame ale instalației încep să se miște, ceea ce determină activarea rotorului și duce la crearea camp magnetic. Sistemul funcționează autonom și nu necesită participarea proprietarului.

În ciuda principiu general funcționează, dispozitivele de captare a vântului pot diferi în ceea ce privește designul lor. Și deși acest lucru practic nu afectează eficiența și productivitatea, ajută la găsirea cea mai buna varianta pentru sarcini specifice într-o anumită zonă.

Dacă vorbim despre sisteme ortogonale, atunci acestea sunt construite pe baza unei axe puternice de rotație verticală și a mai multor lame care sunt situate la distanță de baza centrală. Sistemul nu necesită instalarea de unități de ghidare suplimentare și funcționează complet în orice vânt. Dispunerea verticală a arborelui principal permite instalarea motorului la nivelul solului, iar acest lucru simplifică foarte mult operarea ulterioară sau lucrările de reparații.

Singurul punct slab al generatoarelor ortogonale sunt nodurile de referință. Nu au o durată de viață foarte lungă, ceea ce se explică prin necesitatea de a lucra sub sarcini mari furnizate de rotor. Pentru a preveni deteriorarea rapidă a sistemului, piesele de susținere trebuie întreținute la timp, înlocuind elementele defecte cu altele noi.

Printre dezavantajele dispozitivelor de acest tip se distinge greutatea impresionantă a lamelor, precum și un indicator de eficiență mai scăzut în comparație cu dispozitivele cu ax orizontal. Dar pentru uz casnic, astfel de turbine eoliene sunt suficiente. Își fac treaba în cel mai bun mod posibil.

Modele cu rotor Darrieus și Savonius

Dispozitivele bazate pe rotorul Darrieus sunt echipate cu o axa verticala de rotatie si doua sau trei sisteme de lame plate care nu au un profil aerodinamic caracteristic si sunt amplasate la baza si in varf. Principiul de funcționare al instalației se bazează pe puterea sau direcția vântului. Avantajele unei astfel de mori de vânt includ:

Viteza maxima de rotatie.
Posibilitatea de a monta sistemul de antrenare direct pe sol.
Ușurință de inspecție și întreținere.

Modelele cu două palete interacționează cu vântul doar cu rafale puternice. Dacă fluxul vântului nu este suficient de intens sau uniform, ele rămân nemișcate. Printre deficiențele morilor de vânt cu un generator Daria se disting vulnerabilitatea la sarcini dinamice și un indicator de eficiență relativ scăzut.

Cu privire la dispozitive eoliene, echipate cu rotor Savonius, au palete semicilindrice si asigura un cuplu mare chiar si in cazul vantului insuficient de puternic. Puterea maximă a generatoarelor eoliene de acest tip ajunge la 5 kW, așa că practic nu sunt utilizate ca independente stație de lucru. În schimb, instrumentele au început să fie folosite ca instrument pentru overclockarea modelelor rotative Darrieus. Din cauza unor deficiențe semnificative, producția în masă a unor astfel de echipamente este considerată nejustificată.

Alte tipuri

Morile de vânt echipate cu un rotor cu palete multiple reprezintă o actualizare calitativă a modelelor clasice ortogonale. Munca lor se bazează pe un complex rotativ de mai multe lame așezate pe două rânduri. Nivelul exterior este static și acționează ca un mecanism de ghidare, captând fluxul vântului și comprimându-l. Datorită acestei tehnologii, viteza efectivă a vântului crește semnificativ.

Al doilea nivel este format din elemente mobile care percep fluxul de aer de la lamele exterioare la un anumit unghi. Această configurație face dispozitivul extrem de productiv și îi crește semnificativ eficiența. Dar sistemele cu un rotor cu palete multiple nu sunt ieftine, așa că consumatorii medii se opresc la mai simplu și solutii disponibile. Cu toate acestea, experții în energie spun că această instalație demonstrează cea mai buna eficienta din clasa sa și poate funcționa chiar și cu un flux ușor de vânt.

De asemenea, pe piață sunt răspândite turbine eoliene elicoide, care sunt o versiune îmbunătățită a dispozitivelor ortogonale. În aceste dispozitive, lamele sunt răsucite într-un arc, ceea ce asigură o captare eficientă a fluxului vântului și o rotație stabilă. Aplicație tehnologie avansata rotația reduce sarcina dinamică asupra principalelor elemente de lucru, ceea ce are un efect pozitiv asupra duratei de viață a instalației.

Dispozitivele cu rotor elicoid au fiabilitate maximă și sunt capabile să facă față sarcinilor grele. Dar în timpul funcționării, pot produce zgomot și unde sonore suplimentare.

Din păcate, acest tip de mori de vânt nu a câștigat o mare popularitate din cauza costului ridicat. Acest lucru se explică prin faptul că producția de dispozitive elicoide este un proces foarte laborios și îndelungat, care implică utilizarea unei tehnologii complexe.

Dispozitive cu axă verticală

În ceea ce privește generatoarele cu axă verticală, acestea diferă de tipurile anterioare în locația sistemului de lame. Într-o configurație verticală, seamănă cu o aripă de avion cu o axă paralelă cu arborele vertical. Prin propriile lor caracteristici de proiectare invenția este ușor asemănătoare cu rotorul Darrieus, dar are o mulțime de avantaje și caracteristici unice.

Acest generator funcționează mult mai rapid decât alte modele, astfel încât eficiența sa este vizibil mai mare. Într-o perioadă scurtă de timp, instalația produce resursa energetică necesară și răspunde nevoilor consumatorilor în ceea ce privește consumul de energie.

De asemenea, avantajele sistemului includ fiabilitate și durabilitate maximă, capacitatea de a face față sarcinilor impresionante și ieftinitatea relativă. Datorită acestor caracteristici, generatoarele cu axă verticală sunt foarte populare și sunt lideri de piață.

Fabricare bricolaj

Chiar și cele mai multe modele simple turbinele eoliene sunt destul de scumpe, așa că nu toată lumea își poate permite să cumpere un astfel de dispozitiv. Din această cauză, meșteri și inventatori talentați au început să creeze mecanisme productive cu propriile mâini.

Nu este dificil să faci un generator eolian cu axă verticală. Pentru a face acest lucru, trebuie să găsiți accesorii potrivite, să faceți desene și să urmați instrucțiunile. Cu rafale minime de vânt, o astfel de moară de vânt va începe să funcționeze, încântându-și proprietarii cu energie electrică accesibilă și de înaltă calitate. Pentru a crea un viitor generator, trebuie să vă pregătiți:

rotor - unitate mobilă;
sistem cu vâsle;
catarg de osie;
stator;
baterii;
invertor;
controlor.

La auto-fabricare lame, se recomandă utilizarea plasticului ușor, care are o elasticitate bună. Restul materiilor prime se tem de tot felul de influențe și se deformează rapid, așa că este mai bine să ne oprim asupra structurilor din plastic.

Înainte de a continua cu producția, trebuie luat în considerare faptul că un astfel de dispozitiv nu este suficient de puternic și este semnificativ inferior modelelor din fabrică în ceea ce privește performanța. Pentru a nu fi dezamăgit de un design de casă, este mai bine să îl faceți de 2 ori mai puternic în avans decât este menționat în instrucțiuni.

Fără îndoială, generatorul eolian este una dintre cele mai utile invenții ale secolului nostru. Și nu este necesar să fii oligarh pentru a dobândi un astfel de sistem, pentru că cu un efort minim îl poți realiza singur.