Características de la producción de un aerogenerador con eje de rotación vertical. Generador eólico casero, turbina eólica. Generador eólico de bricolaje con eje de rotación vertical. Generador eólico de bricolaje con rotor vertical.

Utilizar la energía eólica para generar electricidad no es una idea nueva. Hay regiones donde este método de extracción se considera el más rentable y prioritario; naturalmente, los vientos soplan constantemente en estos lugares. Un ejemplo sorprendente es Dinamarca, donde la energía eólica representa el 25% de toda la electricidad consumida en el país.

Hoy le diremos qué es un generador eólico vertical, cuáles son sus principales características, ventajas y desventajas, y también compartiremos información sobre cómo ensamblar dicho dispositivo con sus propias manos, utilizando solo los materiales disponibles.

Las ventajas de un aerogenerador vertical son bastante importantes:

• La característica principal de este dispositivo es que la dirección del viento no tiene ninguna importancia para él.
• Se instala a una altura bastante baja, lo que no requiere equipo especial para su mantenimiento y el proceso en sí es seguro.
• Los aerogeneradores verticales tienen un solo eje de rotación sin mecanismos de transmisión, lo que significa que su funcionamiento será mucho más fiable que sus homólogos horizontales.
• Estos dispositivos tienen un sólido nivel de eficiencia debido a la forma del rotor y las palas.

¡Consejo! Los modelos pequeños para uso doméstico funcionan con una ráfaga de viento muy débil, de 1,5 metros por segundo, lo que aumenta aún más la eficiencia de la instalación.

• El generador no emite ningún sonido, por lo que no interferirá con la vida de las personas que lo rodean. Además, el dispositivo no afecta de ninguna manera al medio ambiente y no genera emisiones a la atmósfera.
• El dispositivo funcionará durante muchos años y solo requerirá una inspección periódica de los componentes mecánicos principales (es especialmente importante controlar el estado de los cojinetes). Reparar el dispositivo también es bastante sencillo.

Cómo funciona un aerogenerador y cómo se conecta a la red

El funcionamiento de un sincrofasotrón... disculpe, un generador eólico, se basa en el principio de levitación magnética. Su esencia radica en el hecho de que durante la rotación se generan fuerzas de elevación e impulso, por lo que el rotor comienza a girar, más la fuerza de frenado real.

Como resultado de la rotación del rotor, se forma un campo magnético que induce una fuerza electromagnética en el devanado del inducido del generador, lo que genera una corriente.

• El diseño es completamente mecánico y autónomo, por lo que no requiere intervención humana en su funcionamiento. Naturalmente, el propio generador está equipado con dispositivos adicionales, gracias a los cuales la energía resultante se hace apta para su uso en redes domésticas.

• Bajo ninguna circunstancia debe conectar aparatos eléctricos directamente a los terminales del generador, ya que este dispositivo producirá corriente de diferentes intensidades y frecuencias en diferentes modos de funcionamiento.
• Después del propio generador, se incluye un controlador en el circuito, que controla (perdón por la tautología) el nivel de carga de la batería. La foto de arriba muestra este tipo de dispositivo. Como ves, en la carcasa hay 4 terminales a los que se conectan las salidas del propio generador, la batería y el balastro.
• ¿Qué es el lastre? Creemos que mucha gente es consciente de que es muy recomendable no recargar las baterías, de lo contrario el electrolito empezará a hervir, se creará presión en el interior y el dispositivo puede fallar en medio de espectaculares fuegos artificiales. Por lo tanto, tan pronto como el voltaje de la batería aumenta a 14-15 voltios, lo que indica que está completamente cargada, la energía se detiene.
• La batería está desconectada, no hay ningún otro lugar al que ir la energía, bueno, digamos que no hay nadie en casa, ningún aparato consume electricidad, afuera hay buen viento y el generador sigue girando intensamente. ¿Lo que sucederá?

• Si no hay carga en el aerogenerador, su rotación no experimentará ninguna resistencia. Las palas giran demasiado, lo que aumenta la carga de viento y genera ruidos desagradables. En determinadas situaciones, es posible que la estructura simplemente no aguante y, agitándole la mano, se vaya volando sin prometer regresar.
• El siguiente punto es que el voltaje en el generador sin carga con una rotación tan intensa puede alcanzar hasta 60-80 voltios, con un valor nominal de 12. Los transistores del controlador están diseñados en promedio para un voltaje de 40 V; como comprenderá, tal salto conducirá a su inmediata salida fuera de servicio.
• Para evitar que esto suceda, se utiliza un balastro: una carga de repuesto creada por una resistencia, lámparas o un elemento calefactor.

¡Consejo! Si utiliza elementos calefactores, no se desperdiciará energía; puede proporcionar un diseño en el que, por ejemplo, se calentará agua.

• El consumo de energía del balastro debe corresponder al máximo que puede producir el aerogenerador.
• Si el controlador que compró no tiene terminales para conectar una carga de lastre, entonces este dispositivo funcionará según un principio diferente. Tan pronto como la batería esté completamente cargada, el controlador cerrará las fases del generador eólico, lo que como resultado detendrá su rotación. El bloqueo permanecerá en su lugar hasta que el nivel de voltaje de la batería baje a 13,5 voltios, después de lo cual se repetirá el ciclo.
• Estos dispositivos se instalan únicamente en generadores de baja potencia.
• Se debe colocar un puente de diodos delante del controlador en el circuito, el dispositivo más simple de cuatro semiconductores, que rectificará la corriente entrante. Muchos dispositivos tienen un rectificador dentro de la carcasa, así que asegúrese de estudiar las instrucciones al realizar la conexión.

• Entonces, el siguiente en la cadena es la batería. En principio, cualquier de 12 voltios servirá, por lo que puedes acudir a una tienda de repuestos para automóviles a adquirir uno.
• Como comprenderás, el uso de aerogeneradores no significa que la energía eléctrica sea gratuita. Primero, considere el costo del dispositivo en sí y el equipo correspondiente; si no es un técnico de radio, definitivamente tendrá que gastar dinero. En segundo lugar, cualquier batería tiene una vida útil determinada: una media de 4 a 5 años en condiciones de uso intensivo.
• Una batería de buena capacidad le costará entre 5 y 10 mil rublos (precio de 2018). Es decir, incluso si elimina los costos de instalación y puesta en marcha del equipo, tendrá que pagar de 80 a 160 rublos por mes, sin contar los costos de posibles reparaciones del equipo.
• Además, la región en la que vives debe tener mucho viento para poder recuperar todos los costes. En general, depende de usted decidir sobre la conveniencia de dicha adquisición; solo le estamos presentando los hechos.

• Si planea alimentar electrodomésticos que funcionan con 220 voltios estándar desde un generador eólico, necesitará un inversor que convierta la corriente continua en corriente alterna.
• Entre el equipamiento adicional, me gustaría destacar el ATS (interruptor automático de alimentación). Este dispositivo cambiará automáticamente la energía cuando el generador eólico se apague de la red pública o fuente de energía de emergencia.

Tipos de aerogeneradores verticales

La apariencia y características de los aerogeneradores verticales dependen en gran medida de la estructura estructural de estos dispositivos. Veamos los principales.

Sistemas ortogonales

Las características técnicas de un aerogenerador vertical de tipo ortogonal implican una eficiencia no muy alta con grandes dimensiones, en comparación con los dispositivos de eje horizontal, sin embargo, la independencia de la dirección del viento lo convierte en una mayor prioridad.

• El diseño de estos generadores se basa en un eje de rotación central (vertical) y varias palas planas situadas paralelas a él.
• Todas las palas están alejadas del centro de rotación a una cierta distancia.
• Con esta disposición, el mecanismo de accionamiento se puede colocar a nivel del suelo, lo que facilita enormemente las actividades de mantenimiento y reparación.

El uso de la energía eólica para generar electricidad es una de las formas prometedoras de desarrollo de energías alternativas. Un generador eólico vertical es una dirección prometedora para el desarrollo de la industria, porque Tiene una serie de ventajas en comparación con sus homólogos horizontales.

Principio de funcionamiento

Un molino de viento vertical es un cilindro montado sobre una base. Gracias a su forma, funciona independientemente de la dirección del viento. Independientemente del tipo de aerogenerador vertical, éste está diseñado de tal forma que la presión del flujo de aire en uno de sus lados sea mayor que en el otro.

Gracias a esta diferencia de presión, el eje del generador gira y se genera electricidad. Debido a que la fuerza del viento se dirige a ambos lados del aerogenerador, la velocidad del viento inicial es ligeramente mayor que la de las turbinas eólicas horizontales, pero con la calidad adecuada de las piezas se produce la autopropulsión, es decir, un aumento significativo en la velocidad del generador incluso con un viento pequeño (desde 3,5 m/s).

¿Qué diseño es mejor?

Existen varios diseños fundamentalmente diferentes de aerogeneradores verticales, cada uno de ellos tiene sus propias ventajas y desventajas.

Molino de viento Savonius - aspas semicirculares

Rotor Savonius. El modelo de un molino de viento vertical de este tipo incluye dos o más palas hechas en forma de semicírculo. En este caso, la presión ejercida sobre la parte “abierta” del círculo supera significativamente a la ejercida en el lado opuesto. El diseño es bastante sencillo de fabricar, por lo que es el más popular entre los aerogeneradores verticales caseros. Defectos:

• Gran "viento". El impacto del viento inclina toda la estructura, generando tensiones en el eje y dañando el rodamiento sobre el que gira todo el rotor.
• El diseño no es capaz de comenzar a girar por sí solo si hay dos o tres palas, por lo que dos de estos rotores deben fijarse en el mismo eje, uno debajo del otro en un ángulo de 90°.

1. 

   Se instalan cribas estáticas adicionales en el rotor ortogonal para aumentar la productividad.

   Darrieus o rotor ortogonal. Existen muchas modificaciones de un generador eólico vertical de este tipo, pero el principio de funcionamiento permanece sin cambios. La rotación se produce debido a la forma de ala de la pala del generador. Cuando se expone al flujo de aire, se crea una fuerza de elevación, por lo que el eje gira. Defectos:

   • Eficiencia baja, incluso para los estándares de los generadores eólicos.
   • Para hacer girar completamente un generador de este tipo, la velocidad del viento debe ser de al menos 4 m/s. Al mismo tiempo, hasta que dicho rotor alcance su máxima velocidad de rotación, la carga no podrá conectarse al molino de viento: se detendrá.
   • Ruidoso. Si en otros modelos solo hacen ruido las piezas móviles (cojinetes), entonces un aerogenerador vertical de este tipo hace ruido con las palas. Mucho.
   • Debido a las vibraciones, los cojinetes y todos los elementos estructurales de soporte fallan rápidamente.

2. 

   El rotor helicoidal tiene un diseño complejo.

   Rotor helicoidal. Este aerogenerador vertical tiene una forma intrincada, pero en esencia es un aerogenerador ortogonal con un eje vertical, solo sus palas están giradas a lo largo del eje de carga, lo que aumenta significativamente la vida útil de toda la estructura, porque garantiza una carga uniforme sobre el soporte y el mástil desde todos los lados. Defectos:

   • Difícil de fabricar, de ahí el elevado coste de un molino de viento vertical.

3. 

   Aerogenerador multipala

   Generador eólico vertical multipala. Si consideramos solo muestras comerciales, este tipo de rotor es el más productivo y ejerce la menor carga sobre las partes portantes. Dentro de este molino de viento vertical hay una fila adicional de palas estáticas que dirigen el flujo de aire de tal manera que se maximiza la eficiencia del rotor. Defectos:

   • El alto coste del dispositivo se debe a la gran cantidad de piezas.

Ventajas del eje vertical.

Cualidades positivas de todos los aerogeneradores verticales:

1. No son dirigidos por el viento, funcionan en cualquier dirección.
2. A diferencia de los aerogeneradores de eje horizontal, este tiene un solo eje de rotación, por lo que tiene una vida útil más larga.
3. Es posible la instalación a baja altura, desde 1,5 m, según el modelo.
4. Todas las piezas móviles importantes están ubicadas en la parte inferior del generador, lo que facilita el mantenimiento.
   

   Importante. Si es necesario, el eje del rotor se aumenta hasta la longitud requerida para facilitar el acceso al estator, sin una pérdida significativa de eficiencia.

5. La capacidad de ensamblar un generador eólico que funcione con sus propias manos a partir de materiales de desecho.
6. Gracias a la capacidad de crear una estructura rígida con múltiples puntos de apoyo, los aerogeneradores verticales funcionan a velocidades máximas del viento más altas.
7. Mayor resistencia a los efectos dañinos del viento.
8. En estos molinos de viento es posible crear su propia circulación de aire, por lo que se forma un efecto de alta velocidad cuando la velocidad lineal de las palas es 20 o más veces mayor que la velocidad del viento.

Desventajas

1. Diseño engorroso. Los aerogeneradores verticales más ligeros pesan al menos 300 kg, incluido el soporte.
2. Baja eficiencia en comparación con horizontal.
3. Ruidoso. El molino de viento hace ruido con sus aspas durante su funcionamiento.

Video. Generador de viento helicoidal

El vídeo muestra claramente el funcionamiento de un molino de viento helicoidal montado sobre un mástil especial.

Estos dispositivos tienen algunas ventajas sobre los dispositivos generadores de viento con eje horizontal. No cuentan con componentes de orientación al viento, lo que simplifica el diseño y reduce las cargas giroscópicas. Se han desarrollado una gran cantidad de diferentes generadores eólicos con un eje de rotación vertical (Fig. 6.1),
Arroz. 6.1. con un eje de rotación vertical: en el que
Para crear par, se utilizan las fuerzas de resistencia y la fuerza de elevación de las cuchillas de trabajo.
Se trata de dispositivos con elementos de placa, cubeta o turbina, así como rotores Savonius con palas en forma de S.
Los generadores eólicos de este tipo tienen un gran par inicial, pero menor velocidad y potencia en comparación con el rotor del francés, que propuso este diseño en 1920”. Este rotor ha sido desarrollado intensamente desde 1970 por especialistas de muchos países. Actualmente, se le puede considerar como el principal competidor de los aerogeneradores de tipo anillo.
El rotor del diseño Daria hace referencia a un Generador Eólico con eje de rotación vertical, utilizando la fuerza de elevación que se produce en palas curvas que tienen un perfil de ala en sección transversal. Su desventaja es un momento inicial pequeño, la ventaja es la alta velocidad y, debido a esto, una potencia específica relativamente grande en relación con su masa. Para eliminar el principal inconveniente y aumentar el par inicial, el rotor Darrieus se combina con varios tipos de arrancadores, por ejemplo con un rotor Savonius.

1-; 2 — Rotor multipala Savonius; 3 — rotor de placas; 4 — rotor de copa: 5 — rotor Darrieus en forma de Ø 6 — rotor Darrieus en forma de Δ; 7 - rotor con palas rectas en forma de ala (Giromill) 8 - con palas laminares curvas; 9 — Rotores Darrieus Ø y Savonius; 10 — Rotor ranurado Savonius; 11- rotor que utiliza el efecto Magnus; 12 - rotor con veleros de soporte; 13 - con un dispositivo reflejo; 15 - con tubo Venturi; 16 - de
dispositivo de vórtice.
Otro tipo de rotor con eje de rotación vertical utiliza el efecto Magnus; Tales rotores con cilindros giratorios incluyen diseños de Madaras y Fletscher. Cuando una corriente de viento se acerca a un cilindro giratorio, de acuerdo con el efecto Magnus, actúa una fuerza perpendicular a la dirección de la corriente. Estos dispositivos son capaces de propulsar barcos o vehículos terrestres. La distribución de fuerzas se muestra en la Fig. 6.2 y 6.3.

En algunos casos, un generador eólico mejora la producción de energía en presencia de un deflector guía (ver Fig. 6.1) y un eyector en forma de tubo Venturi (ver Fig. 6.1: 15).
También conocido Generadores eólicos con rotor de rotación axial vertical., ubicado en una tubería (o torre), dentro de la cual se generan vórtices ascendentes (ver Fig. 6.1: 14). Al mismo tiempo, dicha torre permite calentar el aire utilizando directamente la radiación solar o quemando combustible con la posterior expansión del aire, como resultado de lo cual se crea el efecto de una turbina de gas que, junto con un generador eólico, Está instalado a la salida de la torre. Para aumentar la eficiencia de estas torres y turbinas eólicas que funcionan utilizando la fuerza de sustentación del flujo del viento, estas últimas deberían ser lo más potentes posible: de 1.000 a 20.000 kW.
Al mismo tiempo, las dimensiones de los aerogeneradores están limitadas por las tensiones que surgen en la estructura de los soportes, palas y otros elementos cargados.
Es por eso generadores eólicos Debe tener la menor masa posible, y fuerza de sustentación como fuerza motriz, para poder tener mayor velocidad a valores altos del factor de utilización de la energía eólica.

Ventajas de los aerogeneradores con eje de rotación vertical,

que producen vientos más fuertes y estables, se pueden lograr colocando generadores eólicos en el territorio costero de embalses o en aguas costeras. Las turbinas eólicas de tipo torre diseñadas para la formación y uso de vórtices con el fin de aumentar la velocidad del flujo y el gradiente de presión en el área del dispositivo generador de viento se pueden utilizar después de estudiar las leyes de las velocidades durante la formación de vórtices.

Esquemas de diseño de aerogeneradores con eje de rotación vertical.

Debido a la dirección perpendicular de la acción del viento sobre los aerogeneradores con eje de rotación horizontal, fue necesario utilizar un sistema de orientación y métodos relativamente complejos para extraer energía. Esto los redujo y complicó el diseño de los aerogeneradores.
Generador eólico con eje de rotación vertical. debido a su geometría, se encuentran en una posición arbitraria en cualquier dirección del viento. Además, este esquema permite, al alargar el eje, colocar la caja de cambios con el generador en la base de la torre (Fig. 6.5).

arroz. 6.5. Esquema estructural de un aerogenerador con eje de rotación vertical del tipo Darrieus: 1- arrancador (rotor
Savonio); 2 - eje; 3; 4 — dispositivo de frenado; 5 - trabajando para llegar allí; b - estrías; 7 - marco; convertidor de voltaje K; 9 - batería

Los tipos más comunes de ruedas eólicas de eje vertical incluyen el rotor Darrieus.

En él, el par se crea mediante la fuerza de elevación que surge sobre dos o tres superficies de apoyo delgadas y curvas que tienen un perfil aerodinámico. La fuerza de elevación es máxima en el momento en que la pala cruza el flujo de aire que se aproxima a alta velocidad. El rotor Darrieus no puede girar por sí solo, por lo que para arrancarlo se suele utilizar un generador que funciona en modo motor o un arrancador, llamado rotor Savonius. Esta rueda también es impulsada por la resistencia.
Sus aspas están hechas de finas láminas rectangulares curvadas y son sencillas y económicas. El par se crea debido a la diferente resistencia proporcionada al flujo de aire por las palas del rotor cóncavas y curvas. Debido al gran relleno geométrico, esta rueda de viento tiene un par elevado y se utiliza para bombear agua.

Se ha desarrollado un número importante de circuitos de generadores eólicos con eje de rotación vertical.

Por una serie de características de diseño, algunas de ellas son más preferibles incluso en comparación con las instalaciones de hélice, especialmente para su funcionamiento en regiones con alto potencial eólico. Por ejemplo, muy prometedor diagramas de generador de viento, mostrado en la Fig. 6.6 - 6.11.

Arroz. 6.6. Veleta eólica eléctrica para ruedas planetarias Fig. 6.7. Opción de montaje de la unidad (vista general)

Arroz. 6.8. Diagrama cinemático del dispositivo para girar las palas de un generador eólico con un eje vertical.

La unidad generadora de viento contiene un eje vertical -1, una rueda eólica montada en él con palas giratorias - 2 y vigas transversales de soporte horizontal - 3, un generador de un dispositivo giratorio, que incluye
varillas 2. El dispositivo giratorio está equipado con mecanismos de manivela, cuya biela 6 está conectada a los otros extremos de las varillas 4 y 5 de cada par mediante palancas 7 y bisagras. Al fabricar una rueda de viento con veleta 8, el dispositivo de rotación tiene un engranaje planetario, cuyas ruedas planetarias 9 están conectadas a las manivelas 10 de los mecanismos, y la undécima rueda central está conectada a una veleta 8. Al fabricar una rueda de viento con diferente fijación de la veleta 8, el dispositivo está equipado con un engranaje diferencial que consta de dos ruedas centrales coaxiales 12 y 13, respectivamente, con engranajes externo e interno y ruedas planetarias 14 engranadas con ellas, y la rueda central 11 de engranaje externo está conectado a las manivelas 10 de los mecanismos, y las ruedas planetarias 14 están conectadas a
veleta 8.

¿Quién está a favor de la vertical? ¿Quién está en contra?

Si estuviéramos en una reunión de especialistas discutiendo sobre qué turbinas eólicas serían más rentables de instalar cerca de una casa de campo o una aldea rural: generadores eólicos con un eje de rotación vertical u horizontal, entonces aparecería una atmósfera que revelaría las ventajas. y contras de este tipo de aerogeneradores. Primero, sobre las ventajas de un molino de viento vertical:

• casi silencioso ante las fuertes ráfagas de viento;
• proporciona una eficiencia óptima en cualquier condición de viento;
• capta cualquier dirección del movimiento del aire;
• no pretencioso;
• la ausencia de escobillas de recogida actuales no obliga a su sustitución;
• despega con una brisa mínima de hasta 1 m/seg;
• su diseño utiliza un solo cojinete debido a la levitación del eje;
• puede ubicarse cerca de la casa o en el techo;
• no requiere dispositivos adicionales para iniciarse;
• completamente inofensivo para los pájaros, las abejas y el medio ambiente;
• sin miedo a las nevadas húmedas y al hielo.

Y aquellos que prefieren los molinos de viento horizontales notan una de las pocas pero significativas desventajas de los molinos de viento verticales:

• no utilizar eficazmente la energía eólica en comparación con la horizontal;
• se gasta más material en su montaje;
• una diferencia notable en los precios hacia la sobreestimación.

Sus oponentes no se dan por vencidos: los generadores eólicos con un eje de rotación vertical, argumentan, no tienen pretensiones ante ráfagas de viento en cualquier dirección (tipo vórtice), lo que permite instalarlos en lugares con espacios reducidos. Además, son indiferentes a los huracanes destructivos, ya que al aumentar la velocidad de rotación aumenta la estabilidad del eje con el impulsor. Para colmo de ventajas de los aerogeneradores verticales sobre los tradicionales aerogeneradores horizontales, se pueden utilizar en cualquier lugar: en los tejados de las casas, en plataformas, torres, cabañas de taiga, remolques.

Aunque, por mucho que se discuta sobre los pros y los contras de tal o cual instalación, los argumentos de la práctica pesan más. Permiten evaluar las ventajas y desventajas de cualquier instalación de aerogenerador en condiciones específicas de funcionamiento.

Sí, un molino de viento horizontal es más barato, pero un molino de viento vertical no requerirá grandes cantidades de dinero durante la instalación e instalación. Sí, un aerogenerador horizontal tiene una mayor eficiencia, pero un aerogenerador rotativo no requiere elevación a mayor altura, lo que simplifica su funcionamiento. Sí, un molino de viento horizontal requiere menos material para el impulsor, pero su contraparte es más resistente a los vientos huracanados.

Como dicen, quién va a dónde y yo estoy en la caja de ahorros. Algunos son para qué, pero la mayoría son para aerogeneradores verticales. Además, cada año los inventores mejoran esta instalación y pronto se convertirá en una de las líderes en demanda.

Viento - ¡por dinero!

¡Detener! ¿No te equivocaste, por casualidad, en cuanto al título? ¿No deberían intercambiarse las palabras? – puedes preguntar, querido lector. No, cuando hablamos de cómo un aerogenerador rotativo marcha victorioso por nuestro planeta, ocupando con confianza su lugar bajo el sol, esa frase es bastante aceptable.

Para probar esta afirmación, se puede dar un ejemplo entre miles de opciones. Tomemos una creación similar del diseñador Alexander Sergeevich Abramov. En la inmensidad de Rusia, fue a él a quien se le ocurrió la idea del uso rentable de un generador eólico rotativo. Porque si bien la principal ventaja de esta instalación es trabajar con la más mínima bocanada de aire, en cualquier dirección, un aerogenerador de este tipo es perfectamente adecuado para los débiles vientos rusos.

¿Quién puede discutir el hecho de que es más rentable tener una turbina eólica más sensible cerca de casa que una que esté dispuesta a funcionar sólo con vientos bastante fuertes? ¿Dónde puedes encontrarlos en las vastas extensiones de Rusia?

Fue Abramov a quien, por primera vez en Rusia, se le ocurrió la idea de pasar a la producción, así como de introducir este tipo de generadores eólicos. Lo más valioso de esta idea es que, dada la eterna escasez de materiales para la construcción de una turbina eólica, y además el famoso invento del pueblo ruso, incluso el campesino más perezoso puede realizar tal instalación. ¿No me crees?

Un generador eólico de este tipo se puede construir fácilmente con los materiales más fácilmente disponibles que se encuentran literalmente debajo de sus pies: desde grandes botellas de plástico de 3 litros, desde una lata, madera contrachapada o PCB, un eje de acero, un motor eléctrico chatarra. Esquema de un motor eólico vertical simple hecho de una lata (ver figura).

Basta cortar la botella por la mitad, fijarla con sus lados cóncavos en direcciones opuestas y hacer un eje de rotación en el centro, que debe estar conectado al generador. Todo. El molino de viento está listo para funcionar. Puedes llevarlo de excursión. Iluminará su taiga o tienda de campaña, cargará la batería de su teléfono o computadora portátil.

Aquí es necesario decir algunas palabras sobre el propio Abramov. Alexander Sergeevich es el partidario más antiguo de la maestría, que no puede imaginarse ni un solo día sin creatividad técnica. En su cerebro, y luego en el papel, aparecieron cada vez más modelos nuevos de motores que funcionan con fuentes de energía impensables a simple vista. Hasta sus últimos días (vivió 96 años), Alexander Sergeevich se interesó por los generadores eólicos rotativos, a los que auguraba un gran futuro. El inventor estaba profundamente convencido de que se podía ganar dinero con la energía eólica. Además, es fácil.

Se sabe que los diseñadores desdeñan los generadores eólicos rotativos. Al parecer, en comparación con los molinos de viento horizontales, no son eficaces a la hora de aprovechar la energía eólica. Alexander Sergeevich Abramov no se opuso a sus oponentes. Simplemente lo hizo en silencio, probó varios modelos de su propio diseño de generadores eólicos verticales. Todos sus diseños han demostrado una eficiencia impecable bajo cualquier presión de flujo de aire, desde una ligera brisa hasta un viento huracanado. Esta principal diferencia entre ellos y sus homólogos horizontales lo dice todo. De nada sirve sacudir el aire con discusiones y gritos, es mejor hacerlo. Espectáculo.

Aquí tenemos otro claro ejemplo de un aerogenerador de arranque automático con eje vertical a una velocidad del viento inferior a 1 m/seg. Este vídeo muestra un ejemplo experimental de un molino de viento vertical que comienza a girar en condiciones de muy poco movimiento de aire. Incluso las ramas de los árboles están inmóviles y el molino de viento gira lentamente sus alas, agradando la vista del inventor.

En conclusión, hay que añadir que los aerogeneradores rotativos no sólo son silenciosos, sino que también pueden funcionar con cualquier viento. Hoy se fabrican con rotores de dos y tres pisos en relación a la potencia de la instalación y a los vientos dominantes en la zona.

Hemos desarrollado un diseño para un generador eólico con eje de rotación vertical. A continuación se muestra una guía detallada para su fabricación, después de leerla detenidamente, podrá fabricar usted mismo un generador eólico vertical.

El aerogenerador resultó ser bastante fiable, con bajos costes de mantenimiento, económico y fácil de fabricar. No es necesario seguir la lista de detalles que se presentan a continuación; puedes hacer algunos de tus propios ajustes, mejorar algo, usar algo propio, porque No en todas partes se puede encontrar exactamente lo que está en la lista. Intentamos utilizar piezas económicas y de alta calidad.

Materiales y equipos utilizados:

Los generadores eólicos con un eje de rotación vertical no son tan eficientes como sus homólogos horizontales, pero los generadores eólicos verticales son menos exigentes en cuanto a su ubicación de instalación.

Fabricación de turbinas

1. Elemento de conexión: diseñado para conectar el rotor a las palas del generador eólico.
2. La disposición de las palas es de dos triángulos equiláteros opuestos. Con este dibujo, será más fácil colocar los ángulos de montaje de las aspas.

Si no está seguro de algo, las plantillas de cartón le ayudarán a evitar errores y reelaboraciones posteriores.

La secuencia de acciones para fabricar una turbina:

1. Fabricación de los soportes (bases) inferior y superior de las palas. Marca y usa una sierra de calar para cortar un círculo de plástico ABS. Luego trázalo y recorta el segundo soporte. Deberías terminar con dos círculos absolutamente idénticos.
2. En el centro de uno de los soportes se corta un agujero de 30 cm de diámetro, que será el soporte superior de las palas.
3. Tome el buje (buje del automóvil) y marque y taladre cuatro orificios en el soporte inferior para montar el buje.
4. Haga una plantilla para la ubicación de las palas (Fig. arriba) y marque en el soporte inferior los puntos de fijación de las esquinas que conectarán el soporte y las palas.
5. Apila las hojas, átalas bien y córtalas a la longitud requerida. En este diseño, las palas tienen una longitud de 116 cm. Cuanto más largas son, más energía eólica reciben, pero la desventaja es la inestabilidad con vientos fuertes.
6. Marque las hojas para unir las esquinas. Perfora y luego perfora agujeros en ellos.
7. Usando la plantilla de ubicación de las hojas que se muestra en la imagen de arriba, fije las hojas al soporte usando las esquinas.

Fabricación de rotores

Secuencia de acciones para fabricar un rotor:

1. Coloque las dos bases del rotor una encima de la otra, alinee los agujeros y use una lima o marcador para hacer una pequeña marca en los lados. En el futuro, esto ayudará a orientarlos correctamente entre sí.
2. Haz dos plantillas de colocación de imanes de papel y pégalas a las bases.
3. Marque la polaridad de todos los imanes con un marcador. Como "probador de polaridad" puede utilizar un pequeño imán envuelto en un trapo o cinta aislante. Al pasarlo sobre un gran imán, se verá claramente si es repelido o atraído.
4. Prepare resina epoxi (agregándole endurecedor). Y aplíquelo uniformemente desde la parte inferior del imán.
5. Con mucho cuidado, lleva el imán al borde de la base del rotor y muévelo a tu posición. Si se instala un imán encima del rotor, la alta potencia del imán puede magnetizarlo bruscamente y romperlo. Y nunca ponga los dedos u otras partes del cuerpo entre dos imanes o entre un imán y una plancha. ¡Los imanes de neodimio son muy poderosos!
6. Continúe pegando los imanes al rotor (no olvide lubricarlos con epoxi), alternando sus polos. Si los imanes se mueven bajo la influencia de la fuerza magnética, utilice un trozo de madera y colóquelo entre ellos para mayor seguridad.
7. Una vez que un rotor esté terminado, pase al segundo. Usando la marca que hiciste anteriormente, coloca los imanes exactamente opuestos al primer rotor, pero con una polaridad diferente.
8. Coloca los rotores alejados entre sí (para que no se magneticen, de lo contrario no podrás retirarlos más tarde).

Fabricar un estator es un proceso que requiere mucha mano de obra. Por supuesto, puede comprar un estator ya preparado (intente encontrarlo aquí) o un generador, pero no es un hecho que sean adecuados para un molino de viento específico con sus propias características individuales.

El estator de un generador eólico es un componente eléctrico que consta de 9 bobinas. La bobina del estator se muestra en la foto de arriba. Las bobinas se dividen en 3 grupos, 3 bobinas en cada grupo. Cada bobina está enrollada con un cable de 24 AWG (0,51 mm) y contiene 320 vueltas. Una mayor cantidad de vueltas, pero con un cable más delgado, dará un voltaje más alto, pero una corriente más baja. Por lo tanto, los parámetros de las bobinas se pueden cambiar, dependiendo del voltaje que se requiera en la salida del aerogenerador. La siguiente tabla le ayudará a decidir:
320 vueltas, 0,51 mm (24 AWG) = 100 V a 120 rpm.
160 vueltas, 0,0508 mm (16 AWG) = 48 V a 140 rpm.
60 vueltas, 0,0571 mm (15 AWG) = 24 V a 120 rpm.

Bobinar bobinas a mano es una tarea aburrida y difícil. Por lo tanto, para facilitar el proceso de bobinado, le aconsejaría que hiciera un dispositivo simple: una máquina bobinadora. Además, su diseño es bastante sencillo y se puede fabricar a partir de materiales de desecho.

Las espiras de todas las bobinas deben enrollarse de la misma manera, en la misma dirección, y prestar atención o marcar dónde están el inicio y el final de la bobina. Para evitar que las bobinas se desenrollen, se envuelven con cinta aislante y se recubren con epoxi.

La plantilla está hecha de dos piezas de madera contrachapada, una clavija doblada, un trozo de tubo de PVC y clavos. Antes de doblar la horquilla, caliéntala con un soplete.

Un pequeño trozo de tubo entre las tablas proporciona el espesor deseado y cuatro clavos proporcionan las dimensiones requeridas para las bobinas.

Puede crear su propio diseño para una máquina bobinadora o tal vez ya tenga una ya preparada.
Una vez enrolladas todas las bobinas, se debe comprobar su identidad entre sí. Esto se puede hacer usando escalas y también es necesario medir la resistencia de las bobinas con un multímetro.

¡No conecte los consumidores domésticos directamente al generador eólico! ¡Siga también las precauciones de seguridad al manipular electricidad!

Proceso de conexión de la bobina:

1. Lija los extremos de los terminales de cada bobina con papel de lija.
2. Conecte las bobinas como se muestra en la imagen de arriba. Debe haber 3 grupos, 3 bobinas en cada grupo. Con este esquema de conexión se obtendrá corriente alterna trifásica. Suelde los extremos de las bobinas o utilice abrazaderas.
3. Seleccione una de las siguientes configuraciones:
   A. Configuración estrella". Para obtener un voltaje de salida alto, conecte los pines X, Y y Z entre sí.
   B. Configuración triangular. Para obtener una corriente grande, conecte X con B, Y con C, Z con A.
   C. Para que sea posible cambiar la configuración en el futuro, extienda los seis conductores y sáquelos.
4. En una hoja de papel grande, dibuja un diagrama de la ubicación y conexión de las bobinas. Todas las bobinas deben estar distribuidas uniformemente y coincidir con la ubicación de los imanes del rotor.
5. Fije los carretes al papel con cinta adhesiva. Prepare resina epoxi con endurecedor para llenar el estator.
6. Utilice una brocha para aplicar epoxi a la fibra de vidrio. Si es necesario, agregue pequeños trozos de fibra de vidrio. No llene el centro de las bobinas para garantizar un enfriamiento suficiente durante el funcionamiento. Intenta evitar la formación de burbujas. El objetivo de esta operación es fijar las bobinas en su lugar y aplanar el estator, que quedará situado entre los dos rotores. El estator no será una unidad cargada y no girará.

Para que quede más claro, veamos todo el proceso en imágenes:

Las bobinas terminadas se colocan sobre papel encerado con el diagrama de diseño dibujado. Los tres pequeños círculos en las esquinas de la foto de arriba son las ubicaciones de los orificios para fijar el soporte del estator. El anillo en el centro evita que el epoxi entre en el círculo central.

Las bobinas están fijadas en su lugar. Se coloca fibra de vidrio, en pequeños trozos, alrededor de las bobinas. Los cables de la bobina se pueden llevar dentro o fuera del estator. No olvides dejar suficiente longitud de cable. Asegúrese de verificar todas las conexiones y probarlas con un multímetro.

El estator está casi listo. En el estator se perforan orificios para montar el soporte. Al perforar agujeros, tenga cuidado de no golpear los terminales de la bobina. Una vez finalizada la operación, recorte el exceso de fibra de vidrio y, si es necesario, lije la superficie del estator.

Soporte del estator

El tubo para fijar el eje del cubo se cortó al tamaño requerido. Se perforaron y roscaron agujeros. En el futuro, se les atornillarán pernos que sujetarán el eje.

La figura de arriba muestra el soporte al que se sujetará el estator, ubicado entre los dos rotores.

La foto de arriba muestra el perno con tuercas y casquillo. Cuatro de estos pernos proporcionan el espacio necesario entre los rotores. En lugar de un casquillo, puede utilizar tuercas más grandes o cortar usted mismo arandelas de aluminio.

Generador. Montaje final

Una pequeña aclaración: un pequeño espacio de aire entre el varillaje rotor-estator-rotor (que se fija mediante un pasador con un casquillo) proporciona una mayor potencia de salida, pero el riesgo de dañar el estator o el rotor aumenta cuando el eje está desalineado, lo que puede ocurrir con vientos fuertes.

La imagen de la izquierda a continuación muestra un rotor con 4 pernos de separación y dos placas de aluminio (que se quitarán más adelante).
La imagen de la derecha muestra el estator ensamblado y pintado de verde en su lugar.

Proceso de construcción:
1. Taladre 4 orificios en la placa superior del rotor y rosca las roscas para el perno. Esto es necesario para bajar suavemente el rotor a su lugar. Coloque los 4 pernos contra las placas de aluminio pegadas anteriormente e instale el rotor superior en los pernos.
Los rotores se atraerán entre sí con una fuerza muy grande, razón por la cual se necesita un dispositivo de este tipo. Alinee inmediatamente los rotores entre sí de acuerdo con las marcas previamente colocadas en los extremos.
2-4. Girando alternativamente los pernos con una llave, baje el rotor de manera uniforme.
5. Después de que el rotor descanse contra el casquillo (proporcionando espacio), desenrosque los pernos y retire las placas de aluminio.
6. Instale el cubo (cubo) y atorníllelo.

¡El generador está listo!

Después de instalar los pernos (1) y la brida (2), su generador debería verse así (vea la imagen de arriba)

Los pernos de acero inoxidable sirven para asegurar el contacto eléctrico. Es conveniente utilizar terminales de anillo en los cables.

Se utilizan tuercas ciegas y arandelas para asegurar las conexiones. tableros y soportes de palas para el generador. Entonces, el generador eólico está completamente ensamblado y listo para ser probado.

Para empezar, lo mejor es hacer girar el molino de viento a mano y medir los parámetros. Si los tres terminales de salida están en cortocircuito, el molino de viento debería girar muy lentamente. Esto se puede utilizar para detener el generador eólico para realizar tareas de mantenimiento o por razones de seguridad.

Un generador eólico se puede utilizar no solo para suministrar electricidad a su hogar. Por ejemplo, esta instancia está diseñada para que el estator genere un alto voltaje, que luego se usa para calentar.
El generador comentado anteriormente produce tensión trifásica con diferentes frecuencias (dependiendo de la fuerza del viento) y, por ejemplo, en Rusia se utiliza una red monofásica de 220-230 V, con una frecuencia de red fija de 50 Hz. Esto no significa que este generador no sea adecuado para alimentar electrodomésticos. La corriente alterna de este generador se puede convertir en corriente continua, con un voltaje fijo. Y la corriente continua ya se puede utilizar para alimentar lámparas, calentar agua, cargar baterías o se puede suministrar un convertidor para convertir la corriente continua en corriente alterna. Pero esto está más allá del alcance de este artículo.

La figura anterior muestra un circuito simple de un puente rectificador que consta de 6 diodos. Convierte corriente alterna en corriente continua.

Ubicación de instalación del generador eólico

El generador eólico aquí descrito está montado en un poste de 4 metros de altura en el borde de una montaña. La brida de tubería, que se instala en la parte inferior del generador, garantiza una instalación fácil y rápida del generador eólico: simplemente atornille 4 pernos. Aunque por motivos de fiabilidad es mejor soldarlo.

Por lo general, a los aerogeneradores horizontales “les encanta” cuando el viento sopla desde una dirección, a diferencia de las turbinas eólicas verticales, donde, debido a la veleta, pueden girar y no les importa la dirección del viento. Porque Dado que esta turbina eólica está instalada en la orilla de un acantilado, el viento crea allí corrientes turbulentas desde diferentes direcciones, lo que no es muy eficaz para este diseño.

Otro factor a considerar a la hora de elegir un lugar es la fuerza del viento. En Internet se puede encontrar un archivo de datos sobre la fuerza del viento en su zona, aunque será muy aproximado, porque Todo depende de la ubicación específica.
Además, un anemómetro (un dispositivo para medir la fuerza del viento) ayudará a elegir el lugar para instalar un generador eólico.

Un poco sobre la mecánica de un generador eólico.

Como sabes, el viento surge debido a la diferencia de temperatura en la superficie terrestre. Cuando el viento hace girar las turbinas de un aerogenerador, crea tres fuerzas: elevación, frenado e impulso. La elevación suele producirse sobre una superficie convexa y es consecuencia de diferencias de presión. La fuerza de frenado del viento surge detrás de las palas del aerogenerador, es indeseable y frena el molino de viento. La fuerza de impulso proviene de la forma curva de las palas. Cuando las moléculas de aire empujan las aspas desde atrás, no tienen adónde ir y se acumulan detrás de ellas. Como resultado, empujan las palas en la dirección del viento. Cuanto mayores sean las fuerzas de elevación e impulso y menor la fuerza de frenado, más rápido girarán las palas. El rotor gira en consecuencia, lo que crea un campo magnético en el estator. Como resultado, se genera energía eléctrica.

Descargue el diagrama de diseño del imán.