Hur man gör en vindgenerator med egna händer

Under de senaste åren har ämnet grön energi blivit extremt populär. Vissa förutspår även att sådan energi inom en snar framtid helt kommer att ersätta kol, gas, kärnkraftverk. Ett av områdena med grön energi är vindkraft. Generatorer som omvandlar vindenergi till el, är inte bara industriella, som en del av vindkraftparkerna, men också små, som betjänar en privat bondgård.

Du kan till och med göra en vindgenerator med egna händer - det här materialet är tillägnad det.

Vad är en generator

I en bred mening är en generator en enhet som producerar någon slags produkt eller omvandlar en slags energi till en annan. Detta kan exempelvis vara en ånggenerator (producerar ånga), en syregenerator, en kvantgenerator (en källa för elektromagnetisk strålning). Men inom ramen för detta ämne är vi intresserade av elgeneratorer. Detta namn avser enheter som omvandlar olika typer av icke-elektrisk energi till el.

Typer av generatorer

Elgeneratorer klassificeras som:

• elektromekaniska - de omvandlar mekaniskt arbete till el
• termoeletricheskie - omvandla termisk energi till el
• solceller (fotovoltaiska celler, solpaneler) - omvandla ljus till el;
• MHD (MHD-generatorer) - el genereras från plasmaenergi som rör sig genom ett magnetfält;
• kemisk - omvandla energi från kemiska reaktioner till el.

Dessutom klassificeras elektromekaniska generatorer efter typ av motor. Det finns följande typer av dem:

• turbingeneratorer drivs av en ångturbin;
• hydrogeneratorer använder en hydraulisk turbin som motor;
• dieselgeneratorer eller bensingeneratorer tillverkas på grundval av diesel- eller bensinmotorer;
• Vindgeneratorer omvandlar energi från luftmassorna till el med en vindkraftverk.

Vindkraftverk

Mer detaljer om vindkraftverk (de kallas också vindkraftverk). Den enklaste vindkraften med låg effekt består vanligtvis av en mast som förstärkts av sträckmärken som vindturbinen är installerad på.

Denna vindkraftverk är avlindad med en skruv som driver elektrorns rotor. Enheten, förutom den elektriska generatorn, innehåller också ett batteri med laddningsreglage och en inverter ansluten till elnätet.

Vet du det? Vid 2016 var den totala kapaciteten hos alla vindkraftanläggningar i världen 432 GW. Således har vindenergi överträffat kärnkraften vid makten.

Funktionsschemat för denna anordning är ganska enkelt: under vindens verkan roterar skruven, roterar rotorn, den elektriska generatorn producerar en alternerande elektrisk ström, som omvandlas av laddningsregulatorn till likström. Denna ström laddar batteriet. Den likström som kommer från batteriet omvandlas av omriktaren till växelström, vars parametrar motsvarar parametrarna i elnätet.

Industriella anordningar är monterade på torn. De är dessutom utrustade med en roterande mekanism, en anemometer (en anordning för mätning av vindhastighet och riktning), en anordning för ändring av rotationsvinkeln hos knivarna, ett bromssystem, ett strömskåp med styrkretsar, brandsläckningssystem och blixtskydd, ett system för överföring av data vid installationsarbetet etc.

Typer av vindkraftverk

Rotationsaxelns placering i förhållande till jordens vindkraftverk är indelad i vertikal och horisontell. Den enklaste vertikala modellen är ett Savonius-rotorfäste..

Den har två eller flera blad, som är ihåliga halvcylindrar (cylindrarna skärs halva vertikalt). Savonius-rotor Det finns olika alternativ för utformningen och utformningen av dessa blad: symmetriskt fixerad, inställning av kanterna av varandra med en aerodynamisk profil.

Fördelen med Savonius-rotorn är enkelheten och tillförlitligheten hos konstruktionen, dess drift beror inte heller på vindriktningen, nackdelen är låg effektivitet (högst 15%).

Vet du det? Väderkvarnar uppträdde omkring 200 f.Kr. e. i Persien (Iran). De brukade göra mjöl från korn. I Europa uppträdde sådana kvarn bara under XIII-talet.

En annan vertikal design är Darierrotorn. Dess blad är vingar med en aerodynamisk profil. De kan vara bågformade, H-formade, spiral. Bladen kan vara två eller flera. Rotor Daria Fördelarna med en sådan vindgenerator är:

• dess höga effektivitet,
• minskat ljud på jobbet,
• relativt enkel design.

Av de nackdelar som noteras:

• stor mastbelastning (på grund av Magnus-effekten);
• bristen på en matematisk modell av arbetet med denna rotor, vilket komplicerar dess förbättring;
• snabbt slitage på grund av centrifugalbelastningar.

En annan typ av vertikal installation är en helicoidrotor.. Den är utrustad med blad som vrids längs lageraxeln. Helicoid rotor Detta garanterar hållbarhet och hög effektivitet. Nackdelen är den höga kostnaden på grund av tillverkningens komplexitet.

En väderkvarn med flera blad är en struktur med två rader vertikala blad - externt och internt. Denna design ger störst effektivitet, men har en hög kostnad.

Horisontella modeller skiljer sig åt:

• Antalet blad (enkelblad och med stort antal);
• materialet från vilket bladen tillverkas (rigid eller flexibel segling);
• variabel eller fast bladhöjd.

Strukturellt är de alla lika. I allmänhet utmärks vindkraftverk av denna typ med hög effektivitet, men de behöver konstant justering av vindriktningen, som löses genom att använda en svansväder i konstruktionen eller automatisk positionering av installationen med hjälp av en rotationsmekanism enligt sensoravläsningarna.

Vindgenerator DIY

Valet av vindgeneratormodeller på marknaden är det bredaste, enheter av olika konstruktioner och olika kapaciteter är tillgängliga. Men en enkel installation kan göras självständigt.

Vi rekommenderar att du läser om hur man bygger en simbassäng, badkar, källare och veranda samt hur man gör en brazier, pergola, lusthus, torr ström, vattenfall och betongväg med egna händer.

Sök efter lämpliga material

Som en generator rekommenderas att man tar en trefas permanent magnet, till exempel en traktor. Men du kan göra det från en elektrisk motor, vilket kommer att diskuteras mer detaljerat nedan. Frågan om valet av blad är viktigt. Om vindturbinen är av vertikal typ används vanligtvis variationer av Savonius-rotorn. Traktorgenerator För tillverkning av blad är en cylindrisk formad behållare, till exempel gammal kokning, ganska lämplig. Men som nämnts ovan har vindkraftverk av denna typ låg effektivitet, och det är osannolikt att det kommer att bli möjligt att tillverka blad av mer komplex form för en vertikal vindkraftverk. I hemmagjorda produkter används vanligtvis fyra halvcylindriska blad.

När det gäller vindkraftverk av den horisontella typen är en enkelbladskonstruktion optimal för en lågkraftanläggning, men för all sin uppenbara enkelhet är det extremt svårt att tillverka ett balanserat blad på hantverksmässigt sätt, och utan det kommer vindturbinen ofta att misslyckas.

Det är viktigt! Du bör inte vara involverad i ett stort antal blad, för när de fungerar kan de bilda en så kallad "luftkåpa", för vilken luften kommer att gå runt väderkvarnen och inte passera genom den. För hemlagade anordningar av den horisontella typen anses tre blad av vinge typ optimalt.

• I horisontella väderkvarnar kan du använda två typer av blad: segling och vinge. Segling är väldigt enkelt, det är bara breda banor som ser ut som vindkraftverkens blad. Nackdelen med sådana element är mycket låg effektivitet. I detta avseende, mycket mer lovande vingeblad. Hemma är de vanligtvis gjorda av 160 mm PVC-rör enligt mönstret.

Aluminium kan också användas, men det blir mycket dyrare. Dessutom har PVC-rörprodukten initialt en böjning, vilket ger ytterligare aerodynamiska egenskaper. Bladet av PVC-röret Bladens längd väljs enligt följande princip: Ju mer kraftfull effekten av väderkvarnen är desto längre är de. Ju mer där finns desto kortare är de. Till exempel för en trebladig vindturbin på 10 W är den optimala längden 1,6 meter, för en fyrbladig vindturbin - 1,4 m.

Om effekten är 20 W, ändras indikatorn till 2,3 m för trebladig och 2 m för fyrbladig.

De viktigaste stadierna av tillverkningen

Nedan är ett exempel på självtillverkning av en horisontell trebladsinstallation med ändring i en asynkronmotorgenerator från en tvättmaskin.

Motorövervakning

En av de viktigaste momenten att skapa en vindgenerator med egna händer är omvandlingen av elmotorn till en elgenerator. För förändring används en elmotor från en gammal tvättmaskin som fortfarande används av sovjetisk tillverkning.

1. Rotorn avlägsnas från motorn och ett brett spår genomträngs genom det.
2. Under hela spårets längd limes neodymmagneter i rektangulär form (dimensioner 19x10x1 mm) i par, en magnet vid varje kant av spåret motsatta varandra, utan att ta hänsyn till deras polaritet. Fixa limmade magneter kan vara epoxi.
3. Motorn går.
4. Laddare för 5 V och 1 A Mobiltelefoner används för att samla en enhet som omvandlar växelström till likström (du kan inte använda en enhet på ett chip, bara en transistor).
5. Strömförsörjningen är demonterad.
6. Lödd USB och plugg.
7. Styren i de tre beredda nätaggregaten är anslutna i serie och monterad som en enda enhet.
8. Inmatningen på den monterade enheten på 220 V är ansluten till generatorn, utgången är ansluten till batteriladdningsregulatorn.

Video: hur man återskapar en motor till en vindgenerator För att öka strömmen kan du använda flera enheter parallellt anslutna.

Varje ägare av ett privathus eller förortsområde kommer att vara användbart att lära sig: hur man gör ett träfat, stegladder av trä, hur man värmer trägolvet, hur man gör en soffa av pallar, gungstol, bygga en källare i garaget, en tandoor, en landskapsdesign öppen spis och en holländsk ugn med egna händer .

Skapande av skrov och blad

Nästa steg i tillverkningen av väderkvarn är sammansättningen av basen på vilken vindgeneratorens element är monterade.

1. Basen är svetsad av stålrör i form av en struktur, vars ena ände är förgrenad, befäst med tvärgående element, den andra är singel för fastsättning av anordningens svans.
2. Vid det bifurcerade änden borras 4 hål för montering av generatorn.
3. Monterad svängbar del på basis av lageret.
4. Flänsen med monteringshål är fäst på lageret.
5. Svansen är gjord av metallplåt.
6. Designen rengörs och målas.
7. Svansen är färgad.
8. Den skyddande höljets mässing är gjord och målad av ett tunn metallplåt.
9. Efter torkning av de målade elementen installeras en elgenerator på basen, höljet och svansen är fastsatta.
10. Bladen är monterade på pumphjulet från traktorns kylsystem.
11. Spacers är svetsade till knivarna (i detta fall metallblad).

Det är viktigt! Masten på en vindgenerator bör vara minst 6 meter. Stiftelsen är betonad under den.

Som du kan se är det inte så enkelt att montera en vindkraftverk med egna händer. Detta kräver viss kompetens och kunskap inom elteknik och elektronik. Men för människor med sådan kunskap är denna uppgift ganska kapabel. Dessutom kommer hemlagad vindkraftverk att kosta mycket billigare än köpdesignen.