Zatiaľ čo inžinieri a technológovia veľkých korporácií vyvíjajú projekty na využitie alternatívnych zdrojov energie v priemysle, domáci majstri hľadajú spôsoby, ako ju využiť v domácnosti. Okrem toho je prechod na neštandardné generátory energie určený nielen túžbou ušetriť na elektrine. V chatových a chatových osadách nie sú prerušenia dodávky elektriny nezvyčajné a v niektorých regiónoch neexistujú žiadne centrálne zásobovacie siete. Pre majiteľov odľahlých súkromných pozemkov a tých, ktorí jednoducho chcú poskytnúť svojej domácnosti nezávislý zdroj energie, je navrhnutá myšlienka vyrobiť si podomácky vyrobený veterný generátor v rôznych variáciách.
Hlavný dizajn veterného mlyna
Výroba generátora poháňaného vetrom je doma jednoduchá. Stačí zobrať pracovnú časť vrtule alebo lopatkovú skupinu, pripojiť ju k motoru pomocou elektrického meniča a premyslieť systém skladovania energie. Potom zostáva len zorganizovať technické podmienky pre vytvorené dieloinfraštruktúry. Problémom je, že pri viac či menej významných objemoch výroby by mal dizajn pozostávať z plnohodnotných pracovných predmetov. Najprv sa vypočíta os kolesa, jej smer a montážne materiály. Napríklad vertikálne domáce veterné turbíny vyrobené vlastnými rukami sa vyrábajú z kovových plátov spracovaných špeciálnym spôsobom na obrábacích strojoch alebo ručnými nástrojmi. Nesprávna geometria čepele môže viesť k strate ťahu v dôsledku obrátenia toku. Tento dizajn bude fungovať proti veterným prúdom.
Horizontálne inštalácie zase nie sú také náročné na usporiadanie funkčných orgánov. Budú tiež potrebovať čepele určitej konfigurácie, ale so zjednodušeným tvarom.
Okrem pracovnej mechanickej časti je súčasťou konštrukcie veterného mlyna už spomínaný motor. Bude musieť zabezpečiť transformáciu a akumuláciu energie. Domáci veterný generátor pre domácnosť je spravidla vyrobený z motorov z domácich spotrebičov, ale môžu existovať aj iné možnosti. Osobitná pozornosť sa venuje nosnej konštrukcii. Tvorí ho masívny rám na kovovej báze, ochranné puzdro, rámová základňa na pripevnenie pomocných jednotiek, stojan a ďalšie komponenty.
Špecifikácie
Bez predbežného výpočtu kapacít nemá zmysel začať s ďalším vývojom veterného generátora. Spôsob použitia inštalácie v konečnom dôsledku závisí od množstva premenenej energie. A opäť výkondizajn je určený rozmermi pracovného orgánu a konfiguráciou jeho technického dizajnu. Priemerné parametre domácej veternej turbíny možno znázorniť takto:
- Priemer obežného kolesa 200 cm
- Počet segmentov pádla – 6.
- Napätie pre generátor je 24W.
- Aktuálny – približne 250 A.
- Výkon generátora – rozsah od 0,2 do 3 kW.
- Rýchlosť vetra až 12 m/s.
- Kapacita batérie – 500 Ah
Montáž čepelí kolies
Ako už bolo uvedené, pri konštrukcii zložitej konštrukcie vertikálneho veterného mlyna sa bez plechu nezaobídete. Môže sa použiť eloxovaný hliník, ale oceľové segmenty sú lepšie z hľadiska pevnostných charakteristík, aj keď budú vyžadovať opracovanie. V každom prípade iba tvrdý kov umožní zostaviť spoľahlivé lopatky na stavbu vertikálneho domáceho veterného generátora. Veterné koleso pre horizontálnu konštrukciu si môžete vyrobiť aj vlastnými rukami pomocou polotovarov z polyvinylchloridu (PVC). Plast je pri spracovaní tvárnejší, necitlivý na vplyvy prostredia a svetla. Jeho nevýhody spočívajú v mechanickej flexibilite, preto by ste sa mali najprv zamerať na tuhé zliatiny PVC.
Konštrukčne vhodné polotovary možno nájsť v tlakových rúrach alebo odkvapových segmentoch. V prípade plastu sa oplatí zamerať na hrúbku steny 5 mm, dĺžku cca 100 cm a priemer do 15 cm. Na vytvarovanie segmentu je vhodné použiťhotovú šablónu, nakreslite z nej kontúry a pomocou priamočiarej pílky alebo pílky na kov urobte výrez. Vyvažovanie domácich lopatiek pre veternú turbínu sa vykonáva brúsením a jemnozrnným brúsením povrchov. Všetky rohy a hrany sú starostlivo zaoblené do jedného tvaru.
Ďalej by sa malo na základňu veterného kolesa nainštalovať 6 lopatkových prvkov, do ktorých bude potom integrovaný generátor. Upevnenie sa vykonáva cez kovovú objímku s priemerom 20 cm a hrúbkou 1 cm. Pomocou invertorového jemného zvárania by sa mali k objímke privariť oceľové pristávacie pásy s dĺžkou 30 cm a šírkou 1,2 cm. na upevnenie čepelí.
Cyklomotorgenerátor
Otázka výberu elektrárne je možno najdôležitejšia, takže zvážime niekoľko možností. Najpraktickejšou a najpohodlnejšou jednotkou z hľadiska inštalácie je motor elektrického bicykla, ktorý je možné zakúpiť v priemere za 7-10 tisíc rubľov. Pôjde o model s napäťovou charakteristikou do 250 V a rýchlosťou otáčania okolo 200 ot./min. Ďalej je pripojená spojka veterného kolesa a domáci generátor. Veterný generátor je možné pripevniť k telu pomocou skrutiek, pričom si vyberiete otvory na upevnenie lúčov. Výsledkom by mala byť kompaktná, relatívne ľahká, no nie najproduktívnejšia inštalácia na výrobu elektriny. Preto sa oplatí zvážiť výkonnejšie alternatívy.
Dizajn s automobilovým alternátorom
Pokiaľ ide o súhrn pracovných vlastností, takáto inštalácia budeoptimálna pohonná jednotka, a ak je to možné, odporúča sa použiť traktorové a nákladné štartéry. Hlavná ťažkosť bude pri navíjaní zariadenia neodýmovými magnetmi. Mali by byť prilepené k kotúčom rotora. Optimálne pasujú magnetické prvky formátu 25x8 mm v počte 20 ks. V tomto prípade by sa póly mali striktne striedať, inak bude štartér v dizajne zbytočný.
Oplatí sa tiež opustiť okrúhle magnety v prospech obdĺžnikových. Faktom je, že podomácky vyrobený veterný generátor z automobilového generátora bude musieť rovnomerne rozložiť elektromagnetické vlny a prvky okrúhleho tvaru nebudú schopné túto funkciu podporovať v správnej miere. Pozdĺž vonkajších a vnútorných obrysov umiestnenia magnetov sú tiež usporiadané línie strán. Môžu byť vyrobené z plastelíny upevnenej epoxidovým lepidlom. Pre väčšiu spoľahlivosť sa však oplatí naplniť celý štartér adstringentnou živicou.
Aplikácia asynchrónneho motora
Pre pohodlie pri vykonávaní inštalačných prác si môžete vziať asynchrónnu elektráreň a po jednoduchej úprave ju skombinovať s mechanickou pracovnou časťou veterného mlyna. Hlavná časť zdokonalenia bude spojená s drážkou rotora na sústruhu. Konečná úprava sa vykonáva podľa hrúbky magnetických prvkov. Problém so spracovaním je spôsobený skutočnosťou, že konštrukcia asynchrónnych motorov neposkytuje špeciálne objímky na vkladanie magnetov, takže drážky sú vyvŕtané nezávisle.
Rovnako ako pri výbere pravouhlého elektromagnetickéhoprvkov, tvorba vložiek v puzdre sa vykonáva pre správny smer poľa k štartéru. Po technickom zdokonalení a zavedení pracovného zariadenia je možné štruktúru vyplniť epoxidovou živicou. Výstupom by mal byť podomácky vyrobený veterný generátor s výkonom 2 kW alebo viac - výkon bude závisieť od menovitého výkonu a formátu použitých magnetov. Mimochodom, nebojte sa, že pole ošetrenia lepiacou kompozíciou trochu zníži napätie. Pre výkon veterného mlyna to nemá zásadný význam, ale môže zvýšiť súčasnú silu.
Používanie domáceho magnetického generátora
Pri údržbe malých batérií sa môžete obmedziť na inštaláciu štartéra vlastnej výroby. V porovnaní s továrenskými zariadeniami bude mať veľa nevýhod, ale pre spotrebiteľov s nízkou spotrebou energie bude takýto systém stačiť. Najdôležitejším krokom pri výrobe je urobiť správny výpočet závitov vinutia. Ich počet v domácom veternom generátore s magnetmi bude závisieť od počtu cievok. V priemere je celkový výkon poskytovaný 1000-1200 ot./min.
Ak na navíjanie použijete väčší drôt, odpor sa zníži a prúdová sila sa naopak zvýši. Ale v každom prípade budete potrebovať stroj na vytváranie cievok s vinutím. Proces je rutinný a dlhý, takže mechanizácia je nevyhnutná. Navíjacia jednotka môže byť ručná na základe pracovného stola. Stačí usporiadať rotačné zariadenie na kovovej tyči a priviesť k nemucievka s medeným drôtom. Samotná cievka bude okrúhla. Dôležitejšia je otázka jeho dĺžky, keďže podlhovastý dizajn zabezpečí rovnejšie zákruty s veľkou spotrebou medi na sektore. Samostatné sektory pre správnu distribúciu vinutia po ploche môžu byť najskôr označené na papieri, potom môžu byť rovnaké plastelínové bariéry použité na polotovar cievky.
Aby ste zvýšili pevnosť domáceho veterného generátora vlastnými rukami, odporúča sa na spodok formy naniesť sklolaminát. Aby sa nelepilo na povrch, je vhodné zadnú stranu ošetriť voskom alebo vazelínou. V štartovacom systéme je skupina cievok zostavená bez priamych kontaktov. Každý prvok musí byť bezpečne pripevnený a konce fáz sú vyvedené viacvrstvovou izoláciou. Niekoľko drôtov je možné spojiť do jedného tvaru - hviezda alebo trojuholník.
Inštalácia generátora na rám
Zmontovaná pohonná jednotka musí byť navrhnutá pre určité elektrické zaťaženie, ale nezabudnite na mechanické nárazy tretích strán. Aby konštrukcia odolala dynamickému a statickému tlaku, hriadeľ generátora musí byť bezpečne upevnený v ráme. Na tento účel použite kovový rám vhodný pre domáci veterný generátor v tvare a veľkosti. V extrémnych prípadoch možno na upnutie jednotky do krytu použiť tlmiace materiály. Príliš ťažké rámy sú tiež nežiaduce. Najlepšou možnosťou je hliníkový rám s hrúbkou 1-2 cm.
Vysoká ochrana pred vetrom
BV normálnom režime veterný mlyn pracuje a generuje stabilný prúd pri rýchlosti vetra asi 10 m/s. Prekročenie tohto ukazovateľa bude škodlivé tak pre nosnú konštrukciu, ako aj pre elektrickú výplň zariadenia. Preto je inštalácia chránená systémom bočných lopatiek. Napríklad domáce vertikálne veterné turbíny sú chránené pred hurikánmi pomocou panelov, ktoré poskytujú silu pružiny. V tomto dizajne bude generátor pracovať v smere prúdenia s chvostom, to znamená, že funkcia systému je obmedzená na mechaniku, ale bez nadmerného zaťaženia prúdmi vzduchu.
Sťažeň veternej turbíny
Centrálny a hlavný nosný komponent inštalácie, od ktorého závisí mechanická spoľahlivosť celého komplexu. Ako túto tyč možno použiť profilové rohy, rúry a stĺpy. Kovová rúra s priemerom 10 cm je praktickejšia a jednoduchšia na inštaláciu Čo sa týka dĺžky, treba myslieť na to, že optimálna poloha generátora nad zemou je 4-5 m. Priemyselné závody sa montujú aj pri vyššia výška, ale pre spoľahlivú inštaláciu s takýmito parametrami je potrebné ďalšie vybavenie. V tomto prípade je podľa princípu skrutkových pilót možné inštalovať domáci veterný generátor na potrubie s hĺbkou 1-1,5 m do zeme Pri výbere bodu polohy je potrebné vziať do úvahy že by nemalo dochádzať k rušeniu na rovnakej úrovni v okruhu 30 m. V extrémnych prípadoch budete musieť zdvihnúť pracovnú konštrukciu 1 m nad bariéru.
Môžete si tiež vopred vypočítať zariadenia na zostup a výstup. Bez údržby sa stále nezaobídete a stojan na obyčajný rebrík nie je najspoľahlivejším riešením. Okrem toho projektanti odporúčajú inštalovať bezpečnostné kotevné lanká s 5 m zárezmi pozdĺž výšky stožiara. Sú ukotvené k zemi pomocou kotiev v okruhu, ktorý je polovicou výšky stĺpa.
Záver
Generátorové agregáty poháňané prírodnými zdrojmi energie sa stále veľmi nepoužívajú kvôli vysokým nákladom na základné vybavenie a značným nákladom na údržbu. V tomto prípade môže byť najdrahší domáci veterný generátor z asynchrónneho motora, ktorý si bude vyžadovať výkonnú výkonovú základňu a pravidelnú technickú podporu. Na druhej strane má aj najvyššiu produktivitu (účinnosť cca 80 %), čo umožní návratnosť nákladov na inštaláciu a súvisiace materiály. Koľko energie stačí z batérie pripojenej k takémuto generátoru? Ako ukazuje prax, minimálny energetický prah systému s návratnosťou 2-3 kW umožňuje pokryť potreby klimatických systémov, domácich skupín osvetľovacích zariadení, chladiacich zariadení atď.
