Докато инженери и технолози от големи корпорации разработват проекти за използване на алтернативни източници на енергия в индустрията, домашните майстори намират начини да го използват в домакинството. Освен това преходът към нестандартни генератори на енергия се определя не само от желанието за спестяване на електроенергия. В дачи и вилни селища прекъсванията в доставката на електроенергия не са необичайни, а в някои региони изобщо няма централни мрежи за доставка. За собствениците на отдалечени частни имоти и тези, които просто искат да осигурят на домакинството си независим източник на енергия, се предлага идеята за производство на домашен вятърен генератор в различни вариации..
Основен проект на вятърна мелница
У дома, правенето на вятърен генератор е лесно. Достатъчно е да вземете работната част на витлото или групата с лопатки, да го свържете към двигателя с електрически преобразувател и да помислите върху системата за съхранение на енергия. След това остава само да се организират техническите условия за създадената работаинфраструктура. Проблемът е, че за повече или по-малко значителни обеми на производство дизайнът трябва да се състои от пълномащабни работни елементи. На първо място се изчисляват оста на колелото, неговата посока и монтажни материали. Например вертикалните домашни вятърни турбини, направени сами, са направени от метални плочи, обработени по специален начин върху машинни инструменти или с ръчни инструменти. Неправилната геометрия на лопатката може да доведе до загуба на тяга поради обръщане на потока. Този дизайн ще работи срещу вятърни течения.
От своя страна хоризонталните инсталации не са толкова взискателни към подреждането на функционалните органи. Те също ще се нуждаят от остриета с определена конфигурация, но с опростена форма.
Освен работещата механична част, дизайнът на вятърната мелница включва вече споменатия двигател. Той ще трябва да осигури трансформацията и натрупването на енергия. Като правило, домашен вятърен генератор за дома е направен от двигатели от домакински уреди, но може да има и други опции. Специално внимание се обръща на носещата конструкция. Той ще бъде оформен от масивна метална рамка, защитен калъф, рамкова основа за закрепване на помощни възли, багажник и други компоненти.
Спецификации
Без предварително изчисление на мощностите, няма смисъл да започваме по-нататъшно развитие на вятърен генератор. Начинът, по който се използва инсталацията, в крайна сметка зависи от количеството преобразувана енергия. И отново изпълнениедизайнът се определя от размерите на работния орган и конфигурацията на неговия технически проект. Средните параметри на домашна вятърна турбина могат да бъдат представени по следния начин:
- Диаметър на работното колело 200 см
- Брой сегменти на греблото – 6.
- Напрежението за генератора е 24W.
- Ток - около 250 A.
- Мощност на генератора - диапазон от 0,2 до 3 kW.
- Скорост на вятъра до 12 m/s.
- Капацитет на батерията - 500 Ah
Сглобяване на лопатките на колелата
Както вече беше отбелязано, при изграждането на сложна конструкция на вертикална вятърна мелница не може да се направи без метален лист. Може да се използва анодизиран алуминий, но стоманените сегменти са по-добри за якостни характеристики, въпреки че ще изискват механична обработка. Във всеки случай само твърдият метал ще направи възможно сглобяването на надеждни остриета за изграждането на вертикален домашен вятърен генератор. Можете също да направите вятърно колело за хоризонтална конструкция със собствените си ръце, като използвате заготовки от поливинилхлорид (PVC). Пластмасата е по-гъвкава при обработка, нечувствителна към влиянията на околната среда и светлината. Недостатъците му се основават на механичната гъвкавост, така че първоначално трябва да се съсредоточите върху твърдите PVC сплави.
Структурно подходящи заготовки могат да бъдат намерени в тръби под налягане или сегменти на улуци. В случай на пластмаса си струва да се съсредоточите върху дебелина на стената от 5 мм, дължина около 100 см и диаметър до 15 см. За да оформите сегмент, е препоръчително да използватеготов шаблон, нарисувайте контури от него и направете изрез с помощта на прободен трион или метален трион. Балансирането на домашни остриета за вятърна турбина се извършва чрез шлайфане и фино шлайфане на повърхности. Всички ъгли и ръбове са внимателно заоблени до една форма.
След това на основата на вятърното колело трябва да се монтират 6 елемента с лопатки, в които след това ще бъде интегриран генераторът. Закрепването се извършва през метална втулка с диаметър 20 см и дебелина 1 см. Чрез инверторно деликатно заваряване към втулката трябва да се заварят стоманени ленти за кацане с дължина 30 см и ширина 1,2 см. Трябва да се осигурят отвори в ги за фиксиране на остриетата.
Генератор на велосипеден мотор
Въпросът с избора на електроцентрала е може би най-важният, така че ще бъдат разгледани няколко варианта. Най-практичната и удобна единица от гледна точка на монтажа е електрически мотор за велосипед, който може да бъде закупен средно за 7-10 хиляди рубли. Това ще бъде модел с характеристики на напрежение до 250 V и скорост на въртене около 200 rpm. След това съединителят на вятърното колело и самоделният генератор са свързани. Ветрогенераторът може да се фиксира към тялото с болтове, като се избират отворите за закрепване на спиците. Резултатът трябва да бъде компактна, относително лека, но не най-продуктивната инсталация за генериране на електроенергия. Затова си струва да обмислите по-мощни алтернативи.
Дизайн с автомобилен алтернатор
По отношение на съвкупността от работни качества, такава инсталация щеоптимален захранващ агрегат и ако е възможно, се препоръчва използването на трактори и карго стартери. Основната трудност ще бъде при навиването на устройството с неодимови магнити. Те трябва да бъдат залепени към дисковете на ротора. Оптимално пасват магнитни елементи с формат 25х8 мм в количество 20 бр. В този случай полюсите трябва да се редуват стриктно, в противен случай стартерът ще бъде безполезен в дизайна.
Заслужава си също да изоставите кръглите магнити в полза на правоъгълните. Факт е, че домашен вятърен генератор от автомобилен генератор ще трябва да разпределя равномерно електромагнитните вълни, а елементите с кръгла форма няма да могат да поддържат тази функция в правилната степен. По външните и вътрешните контури на разположението на магнитите са организирани и линиите на страните. Могат да бъдат направени от пластилин, фиксиран с епоксидно лепило. Въпреки това, за по-голяма надеждност, струва си да напълните целия стартер със стягаща смола.
Приложение на асинхронен двигател
За удобство при извършване на монтажни работи можете да вземете асинхронна електроцентрала и след проста промяна да я комбинирате с механичната работна част на вятърната мелница. Основната част от усъвършенстването ще бъде свързана с жлеба на ротора на струг. Завършването се извършва според дебелината на магнитните елементи. Проблемът с обработката се дължи на факта, че дизайнът на асинхронните двигатели не предвижда специални втулки за поставяне на магнити, така че каналите се пробиват независимо.
Както при избора на правоъгълен електромагнителементи, образуването на вложки в корпуса се извършва за правилната посока на полето към стартера. След техническо усъвършенстване и въвеждане на работно оборудване е възможно конструкцията да се запълни с епоксидна смола. Изходът трябва да бъде домашен вятърен генератор от 2 kW или повече - производителността ще зависи от номиналната мощност и формата на използваните магнити. Между другото, не се страхувайте, че полето на третиране с лепилен състав ще спадне малко напрежението. Това не е от основно значение за работата на вятърната мелница, но може да повиши силата на тока.
Използване на домашен магнитен генератор
За поддръжка на малки батерии можете да се ограничите до инсталиране на стартер на собствено производство. Той ще има много недостатъци в сравнение с фабричните устройства, но за консуматори с ниска мощност такава система ще бъде достатъчна. Най-важната стъпка в производството е да се направи правилното изчисляване на завоите на намотката. Техният брой в домашен вятърен генератор с магнити ще зависи от броя на намотките. Средно общата мощност се осигурява от 1000-1200 об/мин.
Ако използвате по-голям проводник за навиване, тогава съпротивлението ще намалее, а силата на тока, напротив, ще се увеличи. Но във всеки случай ще ви е необходима машина за създаване на намотки с намотка. Процесът е рутинен и дълъг, така че механизацията е незаменима. Устройството за навиване може да бъде ръчно на базата на работна маса. Достатъчно е да организирате въртящо се оборудване върху метален прът и да го доведете до негонамотка с медна тел. Самата намотка ще бъде кръгла. По-важен е въпросът за неговата дължина, тъй като удължената конструкция ще осигури по-прави завои с голяма консумация на мед в сектора. Отделни сектори за правилното разпределение на намотката върху площта могат да бъдат първоначално маркирани върху хартия, след което същите пластилинови прегради могат да се използват върху заготовката на бобината.
За да увеличите силата на домашно приготвен вятърен генератор със собствените си ръце, се препоръчва да нанесете фибростъкло на дъното на матрицата. За да предотвратите залепването му към повърхността, препоръчително е задната страна да се третира с восък или вазелин. В стартовата система групата на бобините е сглобена без директни контакти. Всеки елемент трябва да бъде здраво фиксиран, а краищата на фазите се извеждат с многослойна изолация. Няколко проводника могат да бъдат комбинирани в една форма - звезда или триъгълник.
Инсталиране на генератора на рамката
Сглобеният захранващ блок трябва да е проектиран за определени електрически натоварвания, но не забравяйте за механичното въздействие на трети страни. За да може конструкцията да издържи на динамично и статично налягане, валът на генератора трябва да бъде здраво фиксиран в рамката. За да направите това, използвайте метална рамка, подходяща за домашен вятърен генератор по форма и размер. В екстремни случаи могат да се използват амортисьори за захващане на уреда в корпуса. Твърде тежките рамки също са нежелателни. Най-добрият вариант е алуминиева рамка с дебелина 1-2 см.
Висока защита от вятър
BВ нормален режим вятърната мелница работи и генерира стабилен ток при скорост на вятъра около 10 m/s. Превишаването на този показател ще бъде вредно както за носещата конструкция, така и за електрическото пълнене на оборудването. Следователно инсталацията е защитена от система от странични лопатки. Например, самоделните вертикални вятърни турбини са защитени от урагани с помощта на панели, които осигуряват пружинна сила. При този дизайн генераторът ще работи в посоката на потока с опашката, тоест функцията на системата е ограничена до механиката, но без прекомерни натоварвания от въздушни течения.
Мачта на вятърна турбина
Централен и основен носещ компонент на инсталацията, от който зависи механичната надеждност на целия комплекс. Като този прът могат да се използват профилни ъгли, тръби и стълбове. По-практична и по-лесна за монтаж е метална тръба с диаметър 10 см. Що се отнася до дължината, трябва да се има предвид, че оптималното разположение на генератора над земята е 4-5 м. Промишлени инсталации също се монтират на по-голяма височина, но за надежден монтаж с такива параметри е необходимо допълнително оборудване. В този случай, според принципа на винтовите пилоти, е възможно да се монтира домашен вятърен генератор на тръба с дълбочина 1-1,5 м в земята. При избора на точка на позиция трябва да се вземе предвид че не трябва да има смущения на същото ниво в радиус от 30 m. В екстремни случаи ще трябва да повдигнете работната конструкция на 1 м над бариерата.
Можете също да изчислите предварително устройствата за спускане и изкачване. Все още не можете без поддръжка, а стойката на обикновена стълба не е най-надеждното решение. В допълнение, дизайнерите препоръчват инсталиране на предпазни въжета с 5 m вдлъбнатини по височината на мачтата. Те са закотвени към земята с котви в радиус, който е половината от височината на стълба.
Заключение
Генераторни комплекти, захранвани от естествени енергийни източници, все още не се използват широко поради високата цена на основното оборудване и значителните разходи за поддръжка. В този случай най-скъпият може да бъде домашен вятърен генератор от асинхронен двигател, който ще изисква мощна енергийна база и редовна техническа поддръжка. От друга страна, той има и най-висока производителност (ефективност от около 80%), което ще позволи да се възстановят разходите за монтаж и свързани материали. Колко енергия е достатъчна от батерия, свързана към такъв генератор? Както показва практиката, минималният енергиен праг на система с възвръщаемост от 2-3 kW ви позволява да покриете нуждите от климатични системи, домакински групи от осветителни устройства, хладилно оборудване и др.
