Činnosť jednotlivcov aj celého dnešného ľudstva je bez elektriny takmer nemožná. Bohužiaľ, rýchlo rastúca spotreba ropy a plynu, uhlia a rašeliny vedie k zníženiu zásob týchto zdrojov na planéte. Čo sa dá robiť, kým pozemšťania toto všetko ešte majú? Práve rozvoj energetických komplexov môže podľa záverov odborníkov vyriešiť problémy svetových ekonomických a finančných kríz. Najrelevantnejšie sú preto hľadanie a využívanie zdrojov energie bez paliva.
Obnoviteľné, udržateľné, zelené
Možno nemá cenu pripomínať, že všetko nové je dobre zabudnuté staré. Ľudia sa naučili využívať silu prúdu rieky a rýchlosť vetra na získavanie mechanickej energie na veľmi dlhú dobu. Slnko nám ohrieva vodu a hýbe autami, napája vesmírne lode. Kolesá, inštalované v korytách potokov a riečok, dodávali vodu na polia už v stredoveku. Jeden veterný mlyn by mohol poskytnúť múku niekoľkým okolitým obciam.
Momentálne nás zaujíma jednoduchá otázka: ako zabezpečiťváš dom s lacným svetlom a teplom, ako si vyrobiť veterný mlyn vlastnými rukami? Výkon 5 kW alebo o niečo menej, hlavná vec je, že môžete zásobovať svoj domov prúdom na prevádzku elektrických spotrebičov.
Je zaujímavé, že na svete existuje klasifikácia budov podľa úrovne efektívnosti zdrojov:
- konvenčné, vyrobené pred rokmi 1980-1995;
- s nízkou a ultranízkou spotrebou energie – až 45-90 kWh na 1 kV/m;
- pasívny a energeticky nezávislý, prijímajúci prúd z obnoviteľných zdrojov (tento problém môžete vyriešiť napríklad inštaláciou rotačného veterného generátora (5 kW) vlastnými rukami alebo systémom solárnych panelov);
- energeticky aktívne budovy, ktoré vyrábajú viac elektriny, ako potrebujú, získavajú peniaze tým, že ich dávajú cez sieť iným spotrebiteľom.
Ukazuje sa, že vlastné domáce ministanice inštalované na strechách a dvoroch môžu nakoniec konkurovať veľkým dodávateľom elektriny. A vlády rôznych krajín všetkými možnými spôsobmi podporujú vytváranie a aktívne využívanie alternatívnych zdrojov energie.
Ako určiť ziskovosť vlastnej elektrárne
Výskumníci dokázali, že rezervná kapacita vetrov je oveľa väčšia ako všetky nahromadené stáročné zásoby paliva. Medzi spôsobmi získavania energie z obnoviteľných zdrojov majú veterné mlyny osobitné miesto, pretože ich výroba je jednoduchšia ako výroba solárnych panelov. V skutočnosti môže byť veterný generátor s výkonom 5 kW zostavený vlastnými rukami, ktoré majú potrebnékomponenty vrátane magnetov, medeného drôtu, preglejky a kovu čepele.
Znalci hovoria, že štruktúra nielen správnej formy, ale aj postavená na správnom mieste sa môže stať produktívnou, a teda aj ziskovou. To znamená, že je potrebné vziať do úvahy prítomnosť, stálosť a rovnomernú rýchlosť prúdenia vzduchu v každom jednotlivom prípade a dokonca aj v určitom regióne. Ak je oblasť pravidelne pokojná, pokojné a pokojné dni, inštalácia stožiara s generátorom neprinesie žiadne výhody.
Skôr ako začnete vyrábať veterný mlyn vlastnými rukami (5 kW), musíte zvážiť jeho model a vzhľad. Od slabého dizajnu nečakajte veľký energetický výkon. A naopak, keď v krajine potrebujete napájať len pár žiaroviek, nemá zmysel stavať obrovský veterný mlyn vlastnými rukami. 5 kW je dostatočný výkon na zabezpečenie elektrickej energie pre takmer celý osvetľovací systém a domáce spotrebiče. Bude stály vietor - bude svetlo.
Ako vyrobiť veternú turbínu vlastnými rukami: postupnosť akcií
Na mieste zvolenom pre vysoký stožiar je samotný veterný mlyn spevnený generátorom, ktorý je k nemu pripojený. Vygenerovaná energia prechádza vodičmi do požadovanej miestnosti. Predpokladá sa, že čím vyššia je konštrukcia stožiara, čím väčší je priemer veterného kolesa a čím silnejší je prúd vzduchu, tým vyššia je účinnosť celého zariadenia. V skutočnosti nie je všetko úplne takto:
- napríklad silný hurikán môže ľahko zlomiť čepele;
- niektoré modely je možné nainštalovať na strechu konvenčnéhodoma;
- Správna turbína sa ľahko štartuje a funguje dobre aj pri veľmi slabom vetre.
Hlavné typy veterných mlynov
Klasické sú konštrukcie s horizontálnou osou otáčania rotora. Zvyčajne majú 2-3 čepele a sú inštalované vo veľkej výške od zeme. Najväčšia účinnosť takejto inštalácie sa prejavuje pri prúdení vzduchu konštantného smeru a jeho rýchlosti 10 m/s. Významnou nevýhodou tejto lopatkovej konštrukcie je porucha rotácie lopatiek pri často sa meniacom, nárazovom smere vetra. To vedie buď k neproduktívnej práci alebo k zničeniu celej inštalácie. Na spustenie takéhoto generátora po zastavení je potrebné vynútené počiatočné roztočenie lopatiek. Navyše pri aktívnej rotácii čepele vydávajú špecifické zvuky, ktoré sú pre ľudské ucho nepríjemné.
Vertikálny veterný generátor ("Whirlwind" 5 kW alebo iný) má iné umiestnenie rotora. Turbíny v tvare H alebo suda zachytávajú vietor z akéhokoľvek smeru. Tieto konštrukcie sú menšie, bežia aj pri najslabších prúdoch vzduchu (pri 1,5-3 m/s), nevyžadujú vysoké stožiare, dajú sa použiť aj v mestských oblastiach. Navyše, veterné turbíny zostavené vlastnými rukami (5 kW - to je skutočné) dosahujú svoj menovitý výkon pri vetre 3-4 m/s.
Plachty nie sú na lodiach, ale na súši
Jeden z najhorúcejších trendov súčasnej veternej energiebolo vytvorenie horizontálneho generátora s mäkkými lopatkami. Hlavným rozdielom je materiál výroby a samotný tvar: veterné mlyny typu „urob si sám“(5 kW, typ plachty) majú 4-6 trojuholníkových lopatiek tkaniny. Navyše na rozdiel od tradičných štruktúr sa ich prierez zväčšuje v smere od stredu k okraju. Táto funkcia umožňuje nielen „zachytiť“slabý vietor, ale aj zabrániť stratám počas prúdenia vzduchu hurikánu.
Nasledovné ukazovatele možno nazvať výhodami plachetníc:
- vysoký výkon s pomalou rotáciou;
- orientácia a prispôsobenie sa akémukoľvek vetru;
- vysoká lopatka a nízka zotrvačnosť;
- nie je potrebné nútené otáčanie kolesa;
- úplne tiché otáčanie aj pri vysokých rýchlostiach;
- nedostatok vibrácií a rušení zvukom;
- relatívny lacný dizajn.
Veterné mlyny urobte sami
5 kW potrebnej elektriny je možné získať niekoľkými spôsobmi:
- postavte najjednoduchšiu rotačnú konštrukciu;
- na zostavenie komplexu niekoľkých za sebou idúcich kolies umiestnených na rovnakej osi;
- Použite neodymovú konštrukciu nápravy.
Je dôležité si zapamätať, že sila veterného kolesa je úmerná súčinu kubickej hodnoty rýchlosti vetra a zmietanej plochy turbíny. Ako teda vyrobiť veterný generátor s výkonom 5 kW? Nasledujte pokyny.
Môžete si vziať za základnáboj auta a brzdové kotúče. 32 magnetov (25 x 8 mm) je umiestnených paralelne v kruhu na budúcich diskoch rotora (pohyblivá časť generátora) pre každý disk, 16 kusov, plusy sa navyše nevyhnutne striedajú s mínusmi. Protiľahlé magnety musia mať rôzne hodnoty pólov. Po označení a umiestnení je všetko na kruhu vyplnené epoxidom.
Cievky medeného drôtu sú umiestnené na statore. Ich počet by mal byť menší ako počet magnetov, to znamená 12. Najprv sa všetky drôty vytiahnu a navzájom spoja hviezdou alebo trojuholníkom, potom sa tiež naplnia epoxidovým lepidlom. Pred nalievaním sa odporúča vložiť kúsky plastelíny do cievok. Po vytvrdnutí a odstránení živice zostanú otvory potrebné na vetranie a chladenie statora.
Ako to všetko funguje
Rotorové disky, ktoré sa otáčajú vzhľadom na stator, vytvárajú magnetické pole a v cievkach sa objavuje elektrický prúd. A veterný mlyn spojený pomocou systému kladiek je potrebný na pohyb týchto častí pracovnej konštrukcie. Ako vyrobiť veterný generátor vlastnými rukami? Niektorí začnú stavať vlastnú elektráreň zostavením generátora. Ostatné - od vytvorenia lopatkovej rotačnej časti.
Hriadeľ z veterného mlyna je spojený posuvným kĺbom s jedným z kotúčov rotora. Spodný, druhý kotúč s magnetmi je uložený na silnom ložisku. Stator je umiestnený v strede. Všetky časti sú pripevnené k preglejkovému kruhu dlhými skrutkami a upevnené maticami. Medzi všetkými "palacinkami" nezabudnite nechať minimummedzery pre voľné otáčanie kotúčov rotora. Výsledkom je 3-fázový generátor.
Barrel
Zostáva vyrábať veterné mlyny. Vlastnými rukami sa dá vyrobiť 5 kW otočná konštrukcia z 3 kruhov preglejky a plátu najtenšieho a najľahšieho duralu. Kovové obdĺžnikové krídla sú pripevnené k preglejke pomocou skrutiek a rohov. V každej rovine kruhu sú predbežne vyhĺbené vodiace drážky v tvare vlny, do ktorých sa vkladajú listy. Výsledný dvojposchodový rotor má 4 zvlnené lopatky pripevnené k sebe v pravom uhle. To znamená, že medzi dvoma nábojmi upevnenými preglejkovými plackami sú 2 duralové čepele v tvare vlny.
Tento dizajn je namontovaný v strede na oceľovom kolíku, ktorý prenáša krútiaci moment na generátor. Veterné mlyny pre domácich majstrov (5 kW) tohto dizajnu vážia približne 16-18 kg s výškou 160-170 cm a priemerom základne 80-90 cm.
Čo treba zvážiť
Veterný mlyn-"sud" môže byť inštalovaný dokonca aj na streche budovy, hoci veža vysoká 3-4 metre je celkom dosť. Je však nevyhnutné chrániť kryt generátora pred prirodzenými zrážkami. Odporúča sa tiež nainštalovať batériu.
Na získanie striedavého prúdu z 3-fázového jednosmerného prúdu musí byť v obvode zahrnutý aj menič.
Pri dostatočnom počte veterných dní v regióne dokáže vlastnoručne zmontovaný veterný mlyn (5 kW) dodať prúd nielen televízoru a žiarovkám, ale aj kamerovému systému, klimatizácii, chladničke a iné elektrické zariadenia.
