Domowe generatory wiatrowe. Jak zmontować generator wiatrowy własnymi rękami dla swojego domu. Elektrownia wiatrowa o osi poziomej

We współczesnych realiach każdy właściciel domu doskonale zdaje sobie sprawę ze stałego wzrostu kosztów mediów - dotyczy to również energii elektrycznej. Dlatego, aby stworzyć komfortowe warunki życia w podmiejskim budownictwie mieszkaniowym, zarówno latem, jak i zimą, będziesz musiał albo zapłacić za usługi zaopatrzenia w energię, albo znaleźć alternatywne wyjście z obecnej sytuacji, ponieważ naturalne źródła energii są bezpłatne.

Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami - przewodnik krok po kroku

Terytorium naszego stanu to w większości równiny. Pomimo tego, że w miastach dostęp do wiatru blokują wieżowce, poza miastem szaleją silne prądy powietrza. Dlatego samodzielne wykonanie generatora wiatrowego jest jedynym właściwym rozwiązaniem zapewniającym zasilanie wiejskiego domu. Ale najpierw musisz dowiedzieć się, który model nadaje się do samodzielnej produkcji.

Obrotowy

Wiatrak obrotowy to proste urządzenie przetwarzające, które można łatwo wykonać własnymi rękami. Oczywiście taki produkt nie będzie w stanie zapewnić prądu w wiejskiej rezydencji, ale będzie całkiem odpowiedni dla wiejskiego domu. Pozwoli oświetlić nie tylko budynki mieszkalne, ale także budynki gospodarcze, a nawet ścieżki w ogrodzie. Aby samodzielnie zmontować jednostkę o mocy do 1500 watów, należy przygotować materiały eksploatacyjne i komponenty z poniższej listy:

Oczywiście musisz mieć minimalny zestaw narzędzi: nożyczki do cięcia metalu, szlifierkę, taśmę mierniczą, ołówek, zestaw kluczy i śrubokrętów, wiertarkę z wiertłami i szczypcami.

Działania krok po kroku

Montaż rozpoczyna się od wyprodukowania wirnika i przeróbki koła pasowego, dla którego przestrzegana jest określona sekwencja prac.

Do podłączenia akumulatora stosuje się przewody o przekroju 4 mm i długości nie większej niż 100 cm. Odbiorcy są podłączani za pomocą przewodów o przekroju 2 mm. Ważne jest, aby w obwodzie otwartym uwzględnić przetwornicę 220 V DC-AC, zgodnie ze schematem styków zacisków.

Plusy i minusy projektu

Jeśli wszystkie manipulacje zostaną wykonane poprawnie, urządzenie będzie działać dość długo. Stosując odpowiednio mocny akumulator i odpowiedni falownik o mocy do 1,5 kW, można zasilić oświetlenie uliczne i wewnętrzne, lodówkę i telewizor. Wykonanie takiego wiatraka jest bardzo proste i opłacalne. Produkt ten jest łatwy w naprawie i bezpretensjonalny w użytkowaniu. Jest bardzo niezawodny w działaniu i nie hałasuje, denerwując mieszkańców domu. Wiatrak obrotowy ma jednak niską wydajność, a jego działanie uzależnione jest od obecności wiatru.

Konstrukcja osiowa ze stojanem niezawierającym żelaza, oparta na magnesach trwałych neodymowych, pojawiła się na terytorium naszego państwa nie tak dawno temu ze względu na niedostępność części składowych. Ale dzisiaj potężne magnesy nie są rzadkością, a ich koszt znacznie spadł w porównaniu do kilku lat temu.

Podstawą takiego generatora jest piasta z tarczami hamulcowymi z samochodu osobowego. Jeśli nie jest to nowa część, zaleca się jej remont i wymianę smarów i łożysk.

Rozmieszczenie i instalacja magnesów neodymowych

Prace rozpoczynamy od przyklejenia magnesów do tarczy wirnika. W tym celu wykorzystuje się 20 magnesów. i wymiary 2,5 na 0,8 cm Aby zmienić liczbę biegunów, należy przestrzegać następujących zasad:

• generator jednofazowy oznacza liczbę magnesów odpowiadającą liczbie biegunów;
• w przypadku urządzenia trójfazowego zachowany jest stosunek odpowiednio 2/3 biegunów i cewek;
• Umieszczanie magnesów powinno odbywać się z naprzemiennymi biegunami, aby uprościć ich rozmieszczenie, lepiej jest użyć gotowego szablonu wykonanego z tektury.

Jeśli to możliwe, zaleca się stosowanie magnesów prostokątnych, ponieważ w okrągłych analogach pola magnetyczne są skoncentrowane w środku, a nie na całej powierzchni. Ważne jest, aby magnesy zwrócone ku sobie miały przeciwne bieguny. Aby wyznaczyć bieguny, magnesy zbliża się do siebie, a strony przyciągające są dodatnie, zatem strony odpychające są ujemne.

Do mocowania magnesów stosuje się specjalną kompozycję klejową, po czym wzmacnia się je żywicą epoksydową w celu zwiększenia wytrzymałości. W tym celu wypełnia się nim elementy magnetyczne. Aby zapobiec rozprzestrzenianiu się żywicy, boki wykonuje się ze zwykłej plasteliny.

Jednostka trójfazowa i jednofazowa

Stojany jednofazowe mają gorsze parametry niż ich odpowiedniki trójfazowe, ponieważ wibracje rosną wraz ze wzrostem obciążenia. Dzieje się tak na skutek różnicy amplitudy prądu wynikającej ze zmienności jego mocy wyjściowej w pewnym okresie czasu. Z kolei w trójfazowym analogu nie ma takiego problemu. Umożliwiło to zwiększenie mocy generatora trójfazowego o prawie 50% w porównaniu z modelem jednofazowym. Ponadto, ze względu na brak dodatkowych wibracji, podczas pracy urządzenia nie powstają żadne zewnętrzne dźwięki.

Cewki uzwojenia

Każdy elektryk wie, że przed przystąpieniem do nawijania cewki należy wykonać wstępne obliczenia. Domowy generator wiatrowy 220V to urządzenie pracujące przy niskich prędkościach. Należy upewnić się, że ładowanie akumulatora rozpoczyna się przy 100 obr./min.

W oparciu o te parametry nawinięcie wszystkich cewek będzie wymagało nie więcej niż 1200 zwojów. Aby określić zwoje dla jednej cewki, wystarczy podzielić całkowite wskaźniki przez liczbę poszczególnych elementów.

Aby zwiększyć moc wiatraka wolnoobrotowego, zwiększa się liczbę biegunów. W takim przypadku częstotliwość prądu w cewkach wzrośnie. Uzwojenie cewek należy wykonać grubymi drutami miedzianymi. Zmniejszy to wartość rezystancji, a tym samym zwiększy siłę prądu. Należy wziąć pod uwagę, że przy gwałtownym wzroście napięcia prąd można całkowicie przeznaczyć na rezystancję uzwojeń. Aby uprościć nawijanie, możesz użyć specjalnej maszyny.

W zależności od liczby i grubości magnesów przymocowanych do dysków zmieniają się właściwości użytkowe urządzenia. Aby dowiedzieć się, jakie ostatecznie zostaną uzyskane wskaźniki mocy, wystarczy nawinąć jeden element i obrócić go w urządzeniu. Aby określić charakterystykę mocy, napięcie mierzy się przy określonych prędkościach.

Często cewka jest okrągła, ale zaleca się jej lekkie przedłużenie. W takim przypadku w każdym sektorze będzie więcej miedzi, a układ zwojów stanie się gęstszy. Średnica wewnętrznego otworu cewki powinna być równa wymiarom magnesu. Przy produkcji stojana należy wziąć pod uwagę, że jego grubość musi być równa parametrom magnesów.

Zwykle jako półfabrykat stojana stosuje się sklejkę, ale całkiem możliwe jest wykonanie oznaczeń na kartce papieru poprzez narysowanie sektorów cewek i użycie zwykłej plasteliny do obramowań. Aby nadać produktowi wytrzymałość, stosuje się włókno szklane umieszczone w dolnej części formy na górze cewek. Ważne jest, aby żywica epoksydowa nie przylegała do formy. Aby to zrobić, pokrywa się go woskiem na wierzchu. Cewki są trwale przymocowane do siebie, a końce faz są wyprowadzone. Następnie wszystkie przewody są połączone według wzoru gwiazdy lub trójkąta. Aby przetestować gotowe urządzenie, obraca się je ręcznie.

Zwykle końcowa wysokość masztu wynosi 6 metrów, ale jeśli to możliwe, lepiej ją podwoić. Z tego powodu do jego zabezpieczenia stosuje się betonową podstawę. Mocowanie musi umożliwiać łatwe podnoszenie i opuszczanie rury za pomocą wciągarki. Na górnym końcu rury zamocowana jest śruba.

Do wykonania śruby potrzebna jest rura PCV, której przekrój powinien wynosić 16 cm. Z rury wycina się dwumetrową śrubę z sześcioma ostrzami. Optymalny kształt łopatek ustalany jest eksperymentalnie, co pozwala na zwiększenie momentu obrotowego przy minimalnej prędkości obrotowej. Aby schować śmigło przed silnymi podmuchami wiatru, stosuje się składany ogon. Wytworzona energia elektryczna jest magazynowana w bateriach.

Wideo: domowy generator wiatrowy

Po rozważeniu dostępnych opcji generatorów wiatrowych, każdy właściciel domu będzie mógł wybrać urządzenie odpowiednie do swoich celów. Każdy z nich ma zarówno pozytywne strony, jak i negatywne cechy. Szczególnie skuteczność turbiny wiatrowej można odczuć poza miastem, gdzie występuje ciągły ruch mas powietrza.

Wiatr jest czystym źródłem niedrogiej energii, którą można dość łatwo pozyskać. Naszym zdaniem każdy ma prawo wybrać, skąd będzie czerpał prąd. W tym celu nie ma nic bardziej praktycznego i skutecznego niż zbudowanie generatora wiatrowego własnymi rękami ze złomu.

Ogólny schemat generatora wiatrowego

Zespół generatora wiatrowego

Większość narzędzi i materiałów wymienionych w tej instrukcji można kupić w sklepie z narzędziami. Zdecydowanie zalecamy również, abyś poszukał poniższych części u sprzedawcy sprzętu używanego lub na lokalnym złomowisku.

Kwestia bezpieczeństwa jest dla nas sprawą najwyższej wagi. Twoje życie jest o wiele cenniejsze niż tanie źródło prądu, dlatego przestrzegaj wszelkich zasad bezpieczeństwa związanych z budową wiatraka. Szybko obracające się części, wyładowania elektryczne i trudne warunki pogodowe mogą sprawić, że turbina wiatrowa będzie dość niebezpieczna.

Konstrukcja tego domowego generatora wiatrowego jest prosta i efektywna, a jego montaż jest szybki i łatwy. Z energii wiatru można korzystać bez żadnych ograniczeń.

Elementy generatora wiatrowego

W instrukcji tej zastosowano silnik elektryczny prądu stałego z bieżni (zasilanie 260 V, 5 A), do którego przymocowana jest tulejka z gwintem 15 cm. Przy prędkości wiatru około 48 km/h prąd wyjściowy osiąga 7 A. Jest to niewielka wartość , prosta i tania jednostka, dzięki której możesz zacząć wykorzystywać energię wiatru.

Można użyć dowolnego innego silnika prądu stałego, który wytwarza co najmniej 1 V przy 25 obr./min i może pracować przy natężeniu większym niż 10 amperów. W razie potrzeby możesz zmienić listę wymaganych komponentów (np. znajdź tuleję oddzieloną od silnika - w tym celu sprawdzi się piła tarczowa z adapterem wału 1,6 cm).

Narzędzia do montażu generatora wiatrowego

Wiertarka
- Wiertła (5,5 mm, 6,5 mm, 7,5 mm)
- Puzzle
- Klucz gazowy
- Wkrętak płaski
- Klucz nastawny
- Imadło i/lub zacisk
- Narzędzie do ściągania izolacji z kabli
- Ruletka
- Marker
- Kompas
- Kątomierz
- Gwintownik do nacinania gwintów 1/4"x20
- Asystent

Materiały do ​​​​montażu generatora wiatrowego

Pasek łożyskowy:
- Rura kwadratowa 25x25 mm (długość 92 cm)
- Kołnierz maskujący do rury 50 mm
- rura 50 mm (długość 15 cm)
- Wkręty samogwintujące 19 mm (3 szt.)

Uwaga: jeśli masz możliwość skorzystania ze spawarki, to zespawaj kawałek rury o średnicy 50 mm z rurą kwadratową o długości 15 cm, bez użycia kołnierza, rury lub wkrętów samogwintujących.

Silnik:
Silnik prądu stałego z bieżni (zasilanie 260V, 5A) z dołączoną do niego tuleją z gwintem 15 cm
Mostek diodowy (30 – 50 A)
Śruby silnika 8x19 mm (2 szt.)
Kawałek rury PCV 7,5 cm (długość 28 cm)

Cholewka:
Kwadratowy kawałek blachy o wymiarach 30x30cm
Wkręty samogwintujące 19 mm (2 szt.)

Ostrza:
Kawałek rury PCV o długości 20 cm i długości 60 cm (jeśli jest odporna na promieniowanie UV, nie trzeba jej malować)
Śruby 6x20 mm (6 szt.)
Podkładki 6 mm (9 szt.)
Arkusze papieru A4 (3 szt.)
Szkocka

Zespół generatora wiatrowego

Wycinając ostrza - otrzymamy trzy komplety ostrzy (w sumie dziewięć) i cienki pasek odpadu.

Umieść naszą rurę PCV o długości 60 cm na płaskiej powierzchni wraz z kawałkiem kwadratowej rury (można użyć dowolnego innego wystarczająco długiego przedmiotu z prostą krawędzią). Ściśnij je mocno i narysuj linię na rurze PCV w miejscu styku na całej jej długości. Nazwijmy tę linię A.

Zrób znaki na każdym końcu linii A, 1-1,5 cm od krawędzi rury.

Sklej ze sobą trzy kartki papieru formatu A4 tak, aby utworzyły długą, prostą kartkę papieru. Musisz owinąć go wokół rury, nakładając go jeden po drugim na zaznaczenia, które właśnie na nim zrobiłeś. Upewnij się, że krótki bok kartki papieru przylega ściśle i równomiernie do linii A, a długi bok równomiernie zachodzi na siebie w miejscach, w których zachodzi na siebie. Z każdego końca rury narysuj linię wzdłuż krawędzi papieru. Nazwijmy jedną z tych linii B, drugą - C.

Przytrzymaj rurę tak, aby koniec rury najbliższy linii B był skierowany do góry. Zacznij od przecięcia linii A i B i zaznaczaj linię B co 145 mm, przesuwając się na lewo od linii A. Ostatni element powinien mieć długość około 115 mm.

Odwróć rurę do góry nogami, tak aby koniec znajdował się najbliżej linii C. Zacznij od punktu przecięcia linii A i C i zaznacz także linię C co 145 mm, ale przesuwaj się na prawo od linii A.

Za pomocą kwadratowej rurki połącz liniami odpowiednie punkty na przeciwległych końcach rury PCV.

Przetnij rurę wzdłuż tych linii za pomocą wyrzynarki, tak aby otrzymać cztery paski o szerokości 145 mm i jeden o szerokości około 115 mm.

Ułóż wszystkie paski wewnętrzną powierzchnią rury skierowaną w dół.

Na każdym pasku wykonaj oznaczenia wzdłuż wąskiego boku na jednym końcu, cofając się o 115 mm od lewej krawędzi.

Powtórz to samo z drugiego końca, cofając się o 30 mm od lewej krawędzi.

Połącz te punkty liniami, przecinając paski ciętej rury po przekątnej. Wytnij plastik wzdłuż tych linii za pomocą wyrzynarki.

Umieść powstałe ostrza wewnętrzną powierzchnią rury w dół.

Na każdym zrób znak wzdłuż ukośnej linii cięcia w odległości 7,5 cm od szerszego końca ostrza.

Zrób kolejny znak na szerokim końcu każdego ostrza, 1 cal od długiej prostej krawędzi.

Połącz te punkty linią i przetnij wzdłuż niej powstały róg. Zapobiegnie to skręcaniu się ostrzy przez boczny wiatr.

Obróbka łopat turbin wiatrowych

Aby uzyskać pożądany profil, należy przeszlifować ostrza. Poprawi to ich wydajność, a także sprawi, że będą się ciszej obracać. Krawędź natarcia powinna być zaokrąglona, ​​a krawędź spływu spiczasta. Aby zmniejszyć hałas, wszelkie ostre rogi należy zaokrąglić.

Cięcie trzonka

Rozmiar ogona nie jest krytyczny. Będziesz potrzebował kawałka lekkiego materiału o wymiarach 30x30 cm, najlepiej metalu (cyny). Można nadać trzonkowi dowolny kształt, głównym kryterium jest jego sztywność.

Wiercenie otworów w rurze kwadratowej – należy użyć wiertła o średnicy 7,5 mm.

Umieść silnik na przednim końcu kwadratowej rury z tuleją wystającą poza krawędź rury i otworami na śruby montażowe skierowanymi w dół. Zaznacz położenie otworów na rurze i przewierć rurę w zaznaczonych miejscach.

Otwory w kołnierzu maskującym– ten punkt zostanie opisany poniżej, w części instalacyjnej niniejszej instrukcji, ponieważ te otwory decydują o równowadze konstrukcji.

Wiercenie otworów w ostrzach- użyj wiertła 6,5 ​​mm.
Zaznacz dwa otwory na szerokim końcu każdego z trzech ostrzy wzdłuż ich prostej (tylnej) krawędzi. Pierwszy otwór powinien znajdować się w odległości 9,5 mm od prostej krawędzi i 13 mm od dolnej krawędzi ostrza. Drugi znajduje się w odległości 9,5 mm od prostej krawędzi i 32 mm od dolnej krawędzi ostrza.

Wywierć te sześć otworów.

Wiercenie i gwintowanie otworów w tulei– użyć wiertła 5,5 mm i kranu 1/4”.

Do silnika bieżni dołączona jest tuleja. Aby go zdjąć, należy mocno zabezpieczyć wał wystający z tulei za pomocą szczypiec i obrócić tuleję w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Odkręca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, dlatego ostrza obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Zrób szablon rękawa na kartce papieru, używając kompasu i kątomierza.

Zaznacz trzy otwory, każdy w odległości 6 cm od środka okręgu i w jednakowej odległości od siebie.

Umieść ten szablon na rękawie i przebij papier dziurkami w zaznaczonych miejscach.

Wywierć te otwory wiertłem o średnicy 5,5 mm.

Stuknij je kranem 1/4"x20.

Przykręć ostrza do tulei za pomocą śrub 1/4" x 20 mm. Na tym etapie nie wywiercono jeszcze zewnętrznych otworów w pobliżu granic tulei.

Zmierz odległość pomiędzy prostymi krawędziami końcówek każdego ostrza. Dostosuj je tak, aby były równomiernie rozmieszczone. Zaznacz i opukaj każdy otwór na tulei przechodzącej przez każde ostrze.

Na każdym ostrzu i tulei wykonaj oznaczenia, aby na późniejszym etapie montażu nie pomylić miejsca mocowania każdego z nich.

Odkręć ostrza od piasty i wywierć i nagwintuj te trzy zewnętrzne otwory.

Wykonanie tulei ochronnej silnika.

Na naszym kawałku rury PCV o średnicy 7,5 cm narysuj na jego długości dwie równoległe linie w odległości 2 cm od siebie. Przetnij rurę wzdłuż tych linii.

Przytnij jeden koniec rury pod kątem 45°.

Włóż szczypce igłowe do utworzonego otworu i sprawdź rurę przechodzącą przez niego.

Upewnij się, że otwory na śruby w silniku są wyśrodkowane w środku szczeliny w rurze PCV i umieść silnik w rurze. Dużo łatwiej jest to zrobić z asystentem.

Instalacja

Silnik należy umieścić na rurze kwadratowej i przykręcić do niego śrubami 8x19mm.

Umieść diodę na kwadratowej rurze za silnikiem w odległości 5 cm od niego. Przykręć go do rury za pomocą wkrętu samogwintującego.

Podłącz czarny przewód wychodzący z silnika do „dodatniego” styku wejściowego diody (jest on oznaczony jako AC po stronie „plusa”).

Podłącz czerwony przewód wychodzący z silnika do „ujemnego” styku wejściowego diody (jest oznaczony jako AC po stronie „minus”).

Ustawić trzonek tak, aby koniec kwadratowej rury przeciwny do tego, na którym umieszczony jest silnik, przechodził przez środek trzonu. Dociśnij końcówkę do rury za pomocą zacisku lub imadła.

Przykręcić trzonek do rury za pomocą dwóch wkrętów samogwintujących.

Umieść wszystkie ostrza na piaście tak, aby wszystkie otwory pokrywały się. Używając śrub 6x20mm i podkładek, przykręć ostrza do piasty. Do trzech wewnętrznych otworów okrągłych (najbliżej osi piasty) użyj dwóch podkładek, po jednej z każdej strony ostrza. W przypadku pozostałych trzech używaj pojedynczo (od strony ostrza najbliżej łba śruby). Pociągnij mocno.

Zabezpieczyć wał silnika (który przeszedł przez otwór w tulei) szczypcami i przy założonej tulei obracać go w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara aż do całkowitego wkręcenia.

Za pomocą klucza gazowego mocno przykręcić rurę 50 mm do kołnierza maskującego.

Zacisnąć rurę w imadle tak, aby kołnierz znajdował się poziomo nad szczękami imadła.

Umieść kwadratową rurę z silnikiem i trzpieniem na kołnierzu, aż będzie idealnie wyważona.
Po wyważeniu zaznacz na kwadratowej rurze otwory w kołnierzu.

Wywierć te dwa otwory za pomocą wiertła o średnicy 5,5 mm. Być może będziesz musiał przekręcić ogon i tuleję, aby to zrobić, aby ci nie przeszkadzały.

Przykręcić nośną rurę kwadratową do kołnierza za pomocą dwóch wkrętów samogwintujących.

Samodzielny montaż generatora wiatrowego polega przede wszystkim na stworzeniu samego generatora. I, jak się okazuje, można to łatwo zrobić za pomocą improwizowanych środków.

Opcje produkcyjne

W ciągu długiego okresu istnienia alternatywnych źródeł energii powstały generatory elektryczne o różnej konstrukcji. Możesz je zrobić sam. Większość ludzi uważa, że ​​jest to trudne, bo wymaga pewnej wiedzy, różnych drogich materiałów itp. W takim przypadku generatory będą miały bardzo niską wydajność z powodu dużej liczby błędnych obliczeń. To właśnie te myśli sprawiają, że ci, którzy chcą porzucić pomysł zbudowania wiatraka własnymi rękami. Ale wszystkie stwierdzenia są całkowicie błędne i teraz to pokażemy.

Rzemieślnicy najczęściej tworzą generatory elektryczne do wiatraków dwiema metodami:

1. Z koncentratora;
2. Gotowy silnik przekształca się w generator.

Przyjrzyjmy się tym opcjom bardziej szczegółowo.

Produkcja z centrum

Najbardziej reklamowanym spośród wszystkich opcji jest zwykły domowy generator dyskowy do wiatraka, który jest tworzony przy użyciu magnesów neodymowych. Jego głównymi zaletami są: łatwość montażu, niewymagająca specjalnej wiedzy oraz możliwość nieprzestrzegania dokładnych parametrów. Nawet jeśli zostaną popełnione błędy, nie jest to wielka sprawa, ponieważ tak czy inaczej wiatrak wytwarza energię elektryczną i można to ulepszyć poprzez praktykę.

Najpierw musimy więc przygotować główne elementy do montażu generatora wiatrowego:

• centrum;
• tarcze hamulcowe;
• magnesy neodymowe 30x10 mm;
• drut miedziany lakierowany o średnicy 1,35 mm;
• klej;
• sklejka;
• włókno szklane;
• żywica epoksydowa lub poliestrowa.

Domowe generatory tarcz wykonane są na bazie piasty i dwóch tarcz hamulcowych z VAZ 2108. Można śmiało powiedzieć, że prawie każdy właściciel będzie miał te części samochodowe w swoim garażu.

Na tarcze hamulcowe umieścimy neomagnesy. Należy je przyjmować w ilościach podzielnych przez 4. Zaleca się stosowanie jednostek 12+12 lub 16+16. Są to najbardziej akceptowalne opcje pod względem wydajności i kosztów. Muszą być ułożone z naprzemiennymi biegunami. Stojan naszego domowego generatora elektrycznego do wiatraka jest również wykonany ze sklejki, która jest przycinana do odpowiedniego kształtu. Następnie instaluje się na nim uzwojone cewki i wszystko wypełnia żywicą epoksydową lub poliestrową. Zaleca się wycięcie dwóch kółek z włókna szklanego o tym samym rozmiarze co stojan. Pokryją górną i dolną stronę, aby zapewnić większą sztywność konstrukcji.

Neomagnesy można stosować w dowolnym kształcie. Staraj się całkowicie wypełnić całe koło z minimalnymi przerwami pomiędzy elementami. Cewki należy nawinąć tak, aby łączna liczba zwojów mieściła się w przedziale 1000-1200. Umożliwi to generatorowi wytworzenie 30 V i 6 A przy 200 obr./min. O wiele lepiej będzie też, aby były owalne, a nie okrągłe. Dzięki temu rozwiązaniu generator wiatrowy stanie się mocniejszy.

="Neomagnesy do generatora wiatrowego" szerokość="640″ wysokość="480″ class="aligncenter size-full wp-image-697″ />
Jeśli chodzi o stojan naszego przyszłego generatora wiatraka, jego grubość musi koniecznie być mniejsza niż rozmiar magnesów, na przykład, jeśli magnesy mają grubość 10 mm, to najlepiej jest wykonać stojan 8 mm (pozostawiając 1 mm odstępu). Wymiary dysków muszą być większe niż grubość magnesów. Rzecz w tym, że poprzez żelazo wszystkie magnesy zasilają się wzajemnie i aby cała siła poszła do użytecznej pracy, warunek ten musi zostać spełniony. Jeśli weźmiesz to pod uwagę przy tworzeniu generatora elektrycznego własnymi rękami, możesz nieznacznie zwiększyć jego wydajność.

Podłączenie cewek

Samozmontowany generator do wiatraka może być jednofazowy lub trójfazowy. Większość początkujących wybiera pierwszą opcję, ponieważ jest ona nieco prostsza i łatwiejsza. Ale połączenie jednofazowe ma wady w postaci zwiększonych wibracji pod obciążeniem (nakrętki mogą się odwijać) i specyficznego buczenia. Jeśli te wskaźniki nie mają znaczenia, cewki należy podłączyć w następujący sposób: koniec pierwszej należy przylutować do końca drugiej, drugą cewkę do trzeciej itp. Jeśli coś pomieszasz, obwód nie będzie działać. Trudno tu jednak zrobić coś złego.


Choć obwód trójfazowy wymaga większej staranności, instalacja nie buczy i nie wibruje pod obciążeniem, a fazy oddzielone o 120 stopni zwiększają moc w niektórych trybach pracy. Trójfazowe połączenie cewek zrób to sam polega na połączeniu ich przez 3 jednostki. Na przykład przy użyciu 12 cewek w pierwszej fazie lutowane są 1, 4, 7 i 10. W przypadku drugiej fazy - 2, 5, 8 i 11. W przypadku trzeciej - 3, 6, 9 i 12. Wszystkie sześć powstałych końcówek. można bezpiecznie wyprowadzić ze stojana. Fazy ​​można połączyć w gwiazdę (w celu uzyskania wyższego napięcia) lub w trójkąt (w celu uzyskania wyższego prądu).

Elementy bazowe można zamówić u tokarza. Byłaby to lepsza decyzja, ponieważ piasta samochodu i tarcze hamulcowe są dość masywne. Można też zrobić mały trik w postaci zwiększenia średnicy całego koła, bo im jest ono większe, tym większa jest prędkość promieniowa generatora wiatrowego.

Generatory dyskowe mają prostą konstrukcję, wysoką wydajność i brak efektu sklejania. Dodatkowo stworzone na ich bazie turbiny wiatrowe są dość lekkie. Jednak ze względu na brak rdzeni trzeba zastosować dwa razy więcej magnesów. Rozważana opcja jest najłatwiejsza do stworzenia wiatraka własnymi rękami.

Produkcja z silnika asynchronicznego

Generator do wiatraka można również wykonać poprzez konwersję silnika asynchronicznego. Aby to zrobić, musisz albo naostrzyć wirnik do rozmiaru neomagnesów, albo zrobić to sam. Szlifowanie oryginalnego wirnika wiąże się również z użyciem stalowej tulei, która zamyka pole magnetyczne. Z tego powodu należy również wziąć pod uwagę jego grubość. Można stosować zarówno magnesy okrągłe, jak i kwadratowe. Ta druga opcja jest bardziej skuteczna ze względu na możliwość zainstalowania ich z większą gęstością.

Ze względu na nieuniknione sklejanie się wirnika, neomagnesy należy kleić z lekkim skosem. Przemieszczenie należy wykonać zgodnie z zasadą ząb + wpust. Wykonując generator własnymi rękami, musisz także przewinąć cewki. Powodem tego jest zastosowanie uzwojenia wykonanego z cienkiego drutu, który nie jest przeznaczony do wysokich napięć i prądów. Jeśli używane są silniki o niskiej prędkości, nie ma potrzeby ich przewijania pod generatorem, ponieważ używają już dobrego, grubego drutu.

Przewijanie silników pod generatorami własnymi rękami nie jest trudne, ale zaleca się powierzenie tej pracy elektrykom. Pozwoli to uniknąć błędów, a jednocześnie asynchroniczne turbiny wiatrowe będą znacznie wydajniejsze.


Decyzja o wyposażeniu turbin wiatrowych w multiplikator pozwala uniknąć przezwajania silnika. Można również zainstalować mały elektromagnes do samowzbudzenia. Zasilany jest przez obrót samego wiatraka, a aby zapobiec pobieraniu prądu z akumulatora, w obwodzie zainstalowano mocną diodę.

Na koniec chciałbym powiedzieć, że wykonanie domowego generatora do wiatraka jest dość proste. A to nie wymaga specjalnej wiedzy. Musisz uzbroić się w cierpliwość i chcieć eksperymentować. Ale jednocześnie należy pamiętać o środkach bezpieczeństwa, ponieważ generatory elektryczne mogą wytwarzać wysokie prądy.

Jedną z najtańszych opcji wykorzystania odnawialnych źródeł energii jest wykorzystanie energii wiatru. Aby dowiedzieć się, jak wykonać obliczenia, samodzielnie złożyć i zainstalować wiatrak, przeczytaj ten artykuł.

Klasyfikacja generatorów wiatrowych

Instalacje są klasyfikowane w oparciu o następujące kryteria dotyczące turbin wiatrowych:

• położenie osi obrotu;
• liczba ostrzy;
• materiał elementu;
• skok śmigła.

Turbiny wiatrowe z reguły mają konstrukcję z poziomą i pionową osią obrotu.

Wersja z osią poziomą - konstrukcja śmigła z jedną, dwiema, trzema lub większą liczbą łopatek. Jest to najczęstsza konstrukcja elektrowni powietrznych ze względu na wysoką sprawność.

Wersja z osią pionową - konstrukcje ortogonalne i karuzelowe na przykładzie wirników Darrieusa i Savoniusa. Należy doprecyzować dwie ostatnie koncepcje, gdyż obie mają pewne znaczenie w projektowaniu generatorów wiatrowych.

Wirnik Darrieusa to ortogonalna konstrukcja turbiny wiatrowej, w której łopaty aerodynamiczne (dwie lub więcej) są rozmieszczone symetrycznie względem siebie w określonej odległości i zamontowane na promieniowych belkach. Dość złożona wersja turbiny wiatrowej, która wymaga starannego aerodynamicznego projektu łopat.

Wirnik Savonius to turbina wiatrowa o konstrukcji karuzelowej, w której dwie półcylindryczne łopaty są umieszczone jedna na drugiej, tworząc ogólnie sinusoidalny kształt. Wydajność konstrukcji jest niska (około 15%), ale można ją prawie podwoić, jeśli łopaty zostaną umieszczone w kierunku fali nie poziomo, ale pionowo i zostanie zastosowana konstrukcja wielopoziomowa z przesunięciem kątowym każdej pary ostrza w stosunku do pozostałych par.

Zalety i wady turbin wiatrowych

Zalety tych urządzeń są oczywiste, szczególnie w odniesieniu do domowych warunków pracy. Użytkownicy turbin wiatrowych faktycznie mają możliwość wygenerowania darmowej energii elektrycznej, nie licząc niewielkich kosztów budowy i utrzymania. Jednak wady elektrowni wiatrowych są również oczywiste.

Zatem, aby instalacja mogła pracować wydajnie, muszą zostać spełnione warunki stabilności przepływów wiatru. Człowiek nie jest w stanie stworzyć takich warunków. Jest to wyłącznie przywilej natury. Kolejnym mankamentem technicznym jest niska jakość wytwarzanej energii elektrycznej, co powoduje konieczność uzupełniania systemu o drogie moduły elektryczne (powielacze, ładowarki, akumulatory, przetwornice, stabilizatory).

Być może zalety i wady pod względem cech każdej modyfikacji turbin wiatrowych bilansują się na poziomie zerowym. Jeżeli modyfikacje poziomo-osiowe charakteryzują się dużą wartością sprawności, to dla stabilnej pracy wymagają zastosowania regulatorów kierunku przepływu wiatru i urządzeń zabezpieczających przed wiatrami huraganowymi. Modyfikacje w osi pionowej mają niską wydajność, ale działają stabilnie bez mechanizmu śledzenia kierunku wiatru. Jednocześnie takie turbiny wiatrowe wyróżniają się niskim poziomem hałasu, eliminują efekt „rozprzestrzeniania się” przy silnym wietrze i są dość zwarte.

Domowe generatory wiatrowe

Wykonanie „wiatraka” własnymi rękami jest zadaniem całkowicie do rozwiązania. Ponadto konstruktywne i racjonalne podejście do biznesu pomoże zminimalizować nieuniknione wydatki finansowe. Przede wszystkim warto naszkicować projekt i przeprowadzić niezbędne obliczenia bilansujące i mocy. Działania te będą nie tylko kluczem do udanej budowy elektrowni wiatrowej, ale także kluczem do utrzymania integralności całego zakupionego sprzętu.

Najlepiej zacząć od zbudowania mikrowiatora o mocy kilkudziesięciu watów. W przyszłości zdobyte doświadczenie pomoże stworzyć potężniejszy projekt. Tworząc domowy generator wiatrowy, nie należy koncentrować się na uzyskaniu wysokiej jakości energii elektrycznej (220 V, 50 Hz), ponieważ ta opcja będzie wymagała znacznych inwestycji finansowych. Bardziej sensowne jest ograniczenie się do wykorzystania pierwotnie pozyskanej energii elektrycznej, którą można z powodzeniem wykorzystać bez konwersji na inne cele, np. do wspomagania instalacji grzewczych i zaopatrzenia w ciepłą wodę zbudowanych na grzejnikach elektrycznych (TEH) – urządzenia takie nie wymagają stabilne napięcie i częstotliwość. Dzięki temu możliwe jest stworzenie prostego obwodu działającego bezpośrednio z generatora.

Najprawdopodobniej nikt nie będzie argumentował, że ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę w domu mają mniejsze znaczenie niż sprzęt AGD i urządzenia oświetleniowe, dla których mocy często próbują instalować domowe wiatraki. Instalacja turbiny wiatrowej specjalnie w celu zaopatrzenia domu w ciepło i ciepłą wodę oznacza minimalne koszty i prostotę projektowania.

Uogólniony projekt domowej turbiny wiatrowej

Strukturalnie projekt domu w dużej mierze naśladuje instalację przemysłową. To prawda, że ​​rozwiązania domowe często opierają się na turbinach wiatrowych o osi pionowej i są wyposażone w generatory prądu stałego niskiego napięcia. Skład modułów turbin wiatrowych przydomowych zasilanych energią elektryczną wysokiej jakości (220 V, 50 Hz):

• turbina wiatrowa;
• urządzenie do orientacji wiatru;
• animator;
• Generator prądu stałego (12 V, 24 V);
• moduł ładowania akumulatora;
• akumulatory (litowo-jonowe, litowo-polimerowe, kwasowo-ołowiowe);
• Przetwornica napięcia stałego 12 V (24 V) na napięcie zmienne 220 V.

Generator wiatrowy PIC 8-6/2,5

Jak to działa? Tylko. Wiatr obraca turbinę wiatrową. Moment obrotowy przenoszony jest przez wzmacniacz na wał generatora prądu stałego. Energia odebrana na wyjściu generatora jest akumulowana w akumulatorach poprzez moduł ładujący. Z zacisków akumulatora do przetwornicy doprowadzane jest stałe napięcie 12 V (24 V, 48 V), gdzie zostaje ono przetworzone na napięcie odpowiednie do zasilania domowych sieci elektrycznych.

O generatorach do wiatraków domowych

Większość projektów krajowych turbin wiatrowych jest zwykle budowana przy użyciu silników prądu stałego o niskiej prędkości. Jest to najprostsza opcja generatora, która nie wymaga modernizacji. Optymalnie - silniki elektryczne z magnesami trwałymi, zaprojektowane na napięcie zasilania około 60-100 woltów. Istnieje praktyka stosowania generatorów samochodowych, ale w tym przypadku wymagane jest wprowadzenie mnożnika, ponieważ generatory samochodowe wytwarzają wymagane napięcie tylko przy wysokich (1800-2500) prędkościach. Jedną z możliwych opcji jest rekonstrukcja silnika asynchronicznego prądu przemiennego, ale jest ona również dość skomplikowana i wymaga precyzyjnych obliczeń, toczenia i montażu magnesów neodymowych w obszarze wirnika. Istnieje opcja trójfazowego silnika asynchronicznego z podłączeniem między fazami kondensatorów o tej samej pojemności. Wreszcie istnieje możliwość wykonania generatora od podstaw własnymi rękami. Istnieje wiele instrukcji na ten temat.

Domowy „wiatrak” o osi pionowej

W oparciu o wirnik Savonius można zbudować dość wydajny i co najważniejsze niedrogi generator wiatrowy. Tutaj jako przykład rozważa się instalację mikroenergetyczną, której moc nie przekracza 20 W. Jednak to urządzenie jest wystarczające, na przykład do dostarczania energii elektrycznej do niektórych urządzeń gospodarstwa domowego pracujących pod napięciem 12 woltów.

Zestaw części:

1. Blacha aluminiowa o grubości 1,5-2 mm.
2. Rura z tworzywa sztucznego: średnica 125 mm, długość 3000 mm.
3. Rura aluminiowa: średnica 32 mm, długość 500 mm.
4. Silnik prądu stałego (generator potencjału), 30-60V, 360-450 obr/min, np. silnik elektryczny model PIK8-6/2.5.
5. Kontroler napięcia.
6. Bateria.

Produkcja rotora Savonius

Z blachy aluminiowej wycięto trzy „naleśniki” o średnicy 285 mm. W środku każdego z nich wywiercone są otwory na rurę aluminiową o średnicy 32 mm. Okazuje się, że jest to coś podobnego do płyt CD. Z plastikowej rury wycina się dwa kawałki o długości 150 mm i przecina je wzdłuż na pół. Rezultatem są cztery półokrągłe ostrza 125x150 mm. Wszystkie trzy aluminiowe „CD” są umieszczane na rurze 32 mm i mocowane w odległości 320, 170, 20 mm od górnego punktu ściśle poziomo, tworząc dwa poziomy. Ostrza są wkładane pomiędzy dyski, po dwa na poziom, i mocowane ściśle jedno względem drugiego, tworząc sinusoidę. W tym przypadku ostrza górnego poziomu są przesunięte względem ostrzy dolnego poziomu pod kątem 90 stopni. Rezultatem jest czterołopatowy rotor Savonius. Do mocowania elementów można użyć nitów, wkrętów samogwintujących, narożników lub innych metod.

Podłączenie do silnika i instalacja na maszcie

Wał silników prądu stałego o powyższych parametrach ma zwykle średnicę nie większą niż 10-12 mm. W celu połączenia wału silnika z rurą turbiny wiatrowej w dolną część rury wciskana jest mosiężna tuleja o wymaganej średnicy wewnętrznej. W ściance rury i tulei wierci się otwór, a następnie wycina się gwint w celu wkręcenia śruby zabezpieczającej. Następnie rurę turbiny wiatrowej nakłada się na wał generatora, po czym połączenie mocuje się na sztywno za pomocą śruby zabezpieczającej.

Pozostała część plastikowej rury (2800 mm) to maszt turbiny wiatrowej. Zespół generatora wraz z kołem Savonius montowany jest na szczycie masztu – wystarczy go wsunąć w rurę aż do oporu. Jako ogranicznik zastosowano metalową osłonę tarczy zamontowaną na przednim końcu silnika, o średnicy nieco większej niż średnica masztu. Na obwodzie pokrywy wywiercone są otwory do mocowania odciągów. Ponieważ średnica obudowy silnika elektrycznego jest mniejsza niż wewnętrzna średnica rury, stosuje się elementy dystansowe lub ograniczniki, aby ustawić generator w środku. Kabel z generatora prowadzony jest wewnątrz rury i wychodzi przez okienko na dole. Podczas montażu należy uwzględnić zabezpieczenie generatora przed wilgocią poprzez zastosowanie uszczelek. Ponownie, w celu ochrony przed opadami atmosferycznymi, nad połączeniem rury turbiny wiatrowej z wałem generatora można zamontować daszek od parasola.

Cała konstrukcja jest zainstalowana na otwartej, dobrze wentylowanej przestrzeni. Pod masztem wykopany jest otwór o głębokości 0,5 metra, dolna część rury jest opuszczana do otworu, konstrukcja jest wyrównywana za pomocą odciągów, po czym otwór jest wypełniany betonem.

Kontroler napięcia (prosta ładowarka)

Wyprodukowany generator wiatrowy z reguły nie jest w stanie wytworzyć napięcia 12 woltów ze względu na niską prędkość obrotową. Maksymalna prędkość obrotowa turbiny wiatrowej przy prędkości wiatru 6-8 m/sek. osiąga wartość 200-250 obr./min. Na wyjściu można uzyskać napięcie około 5-7 woltów. Do ładowania akumulatora wymagane jest napięcie 13,5–15 woltów. Wyjściem jest zastosowanie prostego impulsowego przetwornika napięcia, zmontowanego np. w oparciu o regulator napięcia LM2577ADJ. Dostarczając napięcie prądu stałego 5 woltów na wejście konwertera, napięcie wyjściowe wynosi 12–15 woltów, co wystarcza do naładowania akumulatora samochodowego.

Gotowy konwerter napięcia oparty na LM2577

Ten generator mikrowiatru z pewnością można ulepszyć. Zwiększ moc turbiny, zmień materiał i wysokość masztu, dodaj przetwornicę napięcia DC-AC itp.

Elektrownia wiatrowa o osi poziomej

Zestaw części:

1. Rura z tworzywa sztucznego o średnicy 150 mm, blacha aluminiowa o grubości 1,5-2,5 mm, blok drewniany 80x40 o długości 1 m, instalacja wodno-kanalizacyjna: kołnierz - 3, kąt - 2, trójnik - 1.
2. Silnik elektryczny prądu stałego (generator) 30-60 V, 300-470 obr./min.
3. Koło pasowe do silnika o średnicy 130-150 mm (aluminium, mosiądz, tekstolit itp.).
4. Rury stalowe o średnicy odpowiednio 25 mm i 32 mm oraz długości 35 mm i 3000 mm.
5. Moduł ładowania akumulatorów.
6. Baterie.
7. Przetwornica napięcia 12 V - 120 V (220 V).

Produkcja „wiatraka” o osi poziomej

Do wykonania łopatek turbin wiatrowych potrzebna jest rura z tworzywa sztucznego. Odcinek takiej rury o długości 600 mm jest cięty wzdłuż na cztery identyczne segmenty. Wiatrak wymaga trzech łopat, które powstają z powstałych segmentów poprzez przecięcie części materiału po przekątnej na całej długości, ale nie dokładnie od rogu do rogu, ale od dolnego rogu do górnego rogu, z lekkim wcięciem od tego ostatniego . Obróbka dolnej części segmentów sprowadza się do utworzenia płatka mocującego na każdym z trzech segmentów. Aby to zrobić, wzdłuż jednej krawędzi wycina się kwadrat o wymiarach około 50 x 50 mm, a pozostała część służy jako płatek mocujący.

Łopaty turbiny wiatrowej mocowane są do koła pasowego za pomocą połączeń śrubowych. Koło pasowe montowane jest bezpośrednio na wale silnika elektrycznego prądu stałego - generatora. Jako podwozie turbiny wiatrowej stosuje się prosty drewniany klocek o przekroju 80x40 mm i długości 1 m. Generator jest montowany na jednym końcu drewnianego klocka. Na drugim końcu belki zamontowany jest „ogon” wykonany z blachy aluminiowej. W dolnej części bloku przymocowana jest metalowa rurka o średnicy 25 mm, która ma pełnić funkcję wału mechanizmu obrotowego. Jako maszt zastosowano trzymetrową metalową rurę o średnicy 32 mm. Górna część masztu to tuleja mechanizmu obrotowego, w którą wkładana jest rura turbiny wiatrowej. Podpora masztu wykonana jest z arkusza grubej sklejki. Na tym wsporniku w postaci dysku o średnicy 600 mm montowana jest konstrukcja z części hydraulicznych, dzięki której maszt można w łatwy sposób podnosić i opuszczać, a także montować lub demontować. Do zabezpieczenia masztu służą odciągi.

Cała elektronika turbiny wiatrowej jest zamontowana w oddzielnym module, którego interfejs umożliwia podłączenie akumulatorów i obciążeń konsumenckich. W skład modułu wchodzi kontroler ładowania akumulatora oraz przetwornica napięcia. Takie urządzenia można złożyć samodzielnie, jeśli masz odpowiednie doświadczenie, lub kupić na rynku. Na rynku dostępnych jest wiele różnych rozwiązań, które pozwalają na uzyskanie pożądanych napięć i prądów wyjściowych.

Połączone turbiny wiatrowe

Połączone turbiny wiatrowe są poważną opcją dla domowego modułu energetycznego. W rzeczywistości kombinacja polega na połączeniu generatora wiatrowego, baterii słonecznej, elektrowni na olej napędowy lub benzynę w jeden system. Można je łączyć na wszelkie możliwe sposoby, w zależności od swoich możliwości i potrzeb. Naturalnie, gdy dostępna jest opcja „trzy w jednym”, jest to najbardziej skuteczne i niezawodne rozwiązanie.

Również łączenie turbin wiatrowych wiąże się z tworzeniem elektrowni wiatrowych, które obejmują jednocześnie dwie różne modyfikacje. Na przykład, gdy rotor Savonius i tradycyjna maszyna trójłopatkowa pracują w jednej kombinacji. Pierwsza turbina pracuje przy małych prędkościach wiatru, druga tylko przy nominalnych. Pozwala to zachować sprawność instalacji, wyeliminować nieuzasadnione straty energii, a w przypadku generatorów asynchronicznych kompensuje prądy bierne.

Systemy kombinowane są technicznie złożonymi i kosztownymi opcjami do praktyki domowej.

Obliczanie mocy elektrowni wiatrowej

Aby obliczyć moc poziomo-osiowego generatora wiatrowego, możesz skorzystać ze standardowego wzoru:

• N = p S V3 / 2
• N— moc instalacji, W
• P— gęstość powietrza (1,2 kg/m3)
• S— powierzchnia nadmuchu, m2
• V— prędkość przepływu wiatru, m/s

Przykładowo moc instalacji o maksymalnej rozpiętości łopat 1 metr przy prędkości wiatru 7 m/s będzie wynosić:

• N= 1,2 · 1 343 / 2 = 205,8 W

Przybliżone obliczenie mocy turbiny wiatrowej stworzonej w oparciu o wirnik Savonius można obliczyć korzystając ze wzoru:

• N = p R H. V3
• N— moc instalacji, W
• R— promień wirnika, m
• V— prędkość wiatru, m/sek

Przykładowo dla projektu elektrowni wiatrowej z wirnikiem Savonius o którym mowa w tekście, wartość mocy przy prędkości wiatru 7 m/sek. będzie:

• N= 1,2 · 0,142 · 0,3 · 343 = 17,5 W

Pisaliśmy o tym w jednym z naszych poprzednich materiałów. Dziś zaprezentujemy Państwu modele turbin wiatrowych zbudowane przez użytkowników naszego portalu. Podzielimy się także przydatnymi wskazówkami, które pomogą Ci zmontować instalację i uniknąć błędów. Zbudowanie generatora wiatrowego własnymi rękami jest trudnym zadaniem. Nie każdy (nawet doświadczony) praktyk jest w stanie dokładnie poradzić sobie z jego rozwiązaniem. Jednakże każdy błąd wykryty na czas można skorygować. Do tego mistrz potrzebuje głowy i rąk.

W artykule omówiono następujące pytania:

• Z jakich materiałów i według jakich rysunków można wykonać łopaty generatorów wiatrowych?
• Procedura montażu generatora osiowego.
• Czy warto zamienić generator samochodowy na turbinę wiatrową i jak to zrobić poprawnie.
• Jak chronić generator wiatrowy przed burzą.
• Na jakiej wysokości należy zamontować generator wiatrowy?

Produkcja ostrzy

Jeśli nie masz jeszcze doświadczenia w samodzielnym dokręcaniu śrub do swojej domowej turbiny wiatrowej, radzimy nie szukać skomplikowanych rozwiązań, a skorzystać z prostej metody, która sprawdziła się w praktyce. Polega na wykonaniu lameli ze zwykłych rur kanalizacyjnych PCV. Metoda ta jest prosta, dostępna i tania.

Michaił26 Użytkownik FORUMHOUSE

A teraz o ostrzach: zrobiłem je z czerwonej rury kanalizacyjnej o średnicy 160 mm ze spienioną warstwą wewnętrzną. Zrobiłem to według obliczeń pokazanych na zdjęciu.

O „czerwonej” rurze użytkownik nie wspomniał przypadkowo. To właśnie ten materiał lepiej trzyma swój kształt, jest odporny na zmiany temperatury i trwa dłużej (w porównaniu do szarych rur PCV).

Najczęściej w domowej energetyce wiatrowej stosuje się rury o średnicy od 160 do 200 mm. Od tego warto zacząć swoje eksperymenty.

Kształt i konfiguracja łopatek to parametry zależne od średnicy rury, z której są wykonane, średnicy koła wiatrowego, prędkości obrotowej wirnika i innych cech konstrukcyjnych. Aby nie zawracać sobie głowy obliczeniami aerodynamicznymi, można skorzystać z tego, co jego autor zamieścił na naszym portalu. Umożliwi określenie geometrii łopatek poprzez podstawienie własnych wartości (średnica rury, prędkość śmigła itp.) do tabeli obliczeniowej.

Michaił26

Przyzwyczaiłem się do piłowania wyrzynarką. Okazuje się, że naprawdę szybko i sprawnie. Uwaga: pamiętaj o umieszczeniu dużego wolnego skoku pilnika na wyrzynarce, aby pilnik nie ugryzł ani nie złamał się.

Konstrukcja generatora osiowego

Wybierając generator trójfazowy lub jednofazowy, lepiej wybrać pierwszą opcję. Trójfazowe źródło prądu jest mniej podatne na drgania powstałe na skutek nierównomiernego obciążenia i pozwala uzyskać stałą moc przy tej samej prędkości obrotowej wirnika.

BOB691774 Użytkownik FORUMHOUSE

Generatorów jednofazowych nie należy uzwojać: zostało to przetestowane i sprawdzone w praktyce przez długi czas. Tylko na trzech fazach można dostać porządne generatory.

Parametry projektowe generatora, o których mówiliśmy w poprzednim materiale, zdeterminowane są aktualnym zapotrzebowaniem na energię elektryczną. Aby w praktyce odpowiadały ilości generowanej mocy, konstrukcja generatora osiowego musi spełniać określone wymagania:

1. Grubość wszystkich dysków (wirnika i stojana) musi być równa grubości magnesów.
2. Optymalny stosunek cewek i magnesów wynosi 3:4 (na każde 3 cewki - 4 magnesy). Na 9 cewek - 12 magnesów (po 6 na każdą tarczę wirnika), na 12 cewek - 16 magnesów i tak dalej.
3. Optymalna odległość między dwoma sąsiednimi magnesami znajdującymi się na tym samym dysku jest równa szerokości tych magnesów.

Zwiększanie odległości pomiędzy dwoma sąsiednimi magnesami spowoduje nierównomierne wytwarzanie energii. Można tę odległość zmniejszyć, ale nadal lepiej jest zachować optymalne parametry.

Aleksiej 2011 Użytkownik FORUMHOUSE

Błędem jest przyjmowanie odległości między magnesami równej połowie szerokości magnesu. Jedna osoba miała rację, gdy stwierdziła, że ​​odległość nie powinna być mniejsza niż szerokość magnesu.

Jeśli nie zagłębisz się w nudną teorię, w praktyce schemat pokrycia cewek generatora osiowego magnesami trwałymi powinien wyglądać tak.

W każdym momencie identyczne bieguny magnesów w podobny sposób pokrywają się z uzwojeniami cewek danej fazy.

Aleksiej 2011

Tak to jest w praktyce: wszystko zgadza się ze zdjęciem prawie w 100%, jedynie cewki różnią się nieco kształtem.

Przyjrzyjmy się kolejności montażu generatora osiowego na przykładzie urządzenia zmontowanego przez użytkownika Aleksiej 2011.

Aleksiej 2011

Tym razem tworzę dyskowy generator osiowy. Średnica tarczy – 220 mm, magnesy – 50*30*10 mm. Łącznie – 16 magnesów (8 sztuk na krążkach). Cewki nawinięto drutem Ø1,06 mm po 75 zwojów każda. Rolki – 12 sztuk.

Produkcja stojana

Jak widać na zdjęciu, cewki mają kształt podobny do wydłużonej kropli wody. Odbywa się to tak, aby kierunek ruchu magnesów był prostopadły do ​​długich bocznych odcinków cewki (w tym miejscu indukowana jest maksymalna siła elektromagnetyczna).

Jeśli używane są magnesy okrągłe, wewnętrzna średnica cewki powinna w przybliżeniu odpowiadać średnicy magnesu. Jeżeli stosowane są magnesy kwadratowe, konfiguracja zwojów cewki musi być skonstruowana w taki sposób, aby magnesy zachodziły na proste odcinki zwojów. Instalowanie dłuższych magnesów nie ma większego sensu, ponieważ maksymalne wartości pola elektromagnetycznego występują tylko w tych odcinkach przewodnika, które są prostopadłe do kierunku ruchu pola magnetycznego.

Produkcja stojana rozpoczyna się od nawinięcia cewek. Najprostszym sposobem nawinięcia cewek jest użycie wcześniej przygotowanego szablonu. Szablony obejmują zarówno małe narzędzia ręczne, jak i miniaturowe maszyny domowe.

Cewki poszczególnych faz są połączone ze sobą szeregowo: koniec pierwszej cewki łączy się z początkiem czwartej, koniec czwartej z początkiem siódmej itd.

Przypomnijmy, że łącząc fazy według schematu „gwiazdowego”, końce uzwojeń (faz) urządzenia są połączone w jedną wspólną jednostkę, która będzie punktem neutralnym generatora. W tym przypadku trzy wolne przewody (początek każdej fazy) są podłączone do trójfazowego mostka diodowego.

Po złożeniu wszystkich cewek w jeden obwód można przygotować formę do wypełnienia stojana. Następnie zanurzamy całą część elektryczną w formie i wypełniamy ją żywicą epoksydową.

Produkcja wirnika na wał osiowy

Najczęściej domowe generatory osiowe wykonuje się w oparciu o piastę samochodową i kompatybilne z nią tarcze hamulcowe (można zastosować domowe tarcze metalowe, tak jak ja to zrobiłem Aleksiej 2011). Schemat będzie następujący.

W tym przypadku średnica stojana jest większa niż średnica wirnika. Umożliwia to przymocowanie stojana do ramy generatora wiatrowego za pomocą metalowych kołków.

Aleksiej 2011

Istnieją kołki do mocowania stojana M6 (3 sztuki). Służy to wyłącznie do testowania generatora. Następnie będzie ich 6 (M8). Myślę, że dla generatora takiej mocy to wystarczy.

W niektórych przypadkach tarcza stojana jest przymocowana do stałej osi generatora. Takie podejście pozwala zmniejszyć konstrukcję generatora, ale zasady działania urządzenia nie ulegają zmianie.

Przeciwległe magnesy muszą być skierowane do siebie przeciwległymi biegunami: jeśli na pierwszym dysku magnes jest zwrócony w stronę stojana generatora biegunem południowym „S”, to przeciwny magnes znajdujący się na drugim dysku musi być zwrócony w stronę stojana swoim biegunem „N” . W takim przypadku magnesy znajdujące się w pobliżu tego samego dysku również muszą być zorientowane w różnych kierunkach.

Siła pola magnetycznego wytwarzanego przez magnesy neodymowe jest dość duża. Dlatego też odległość tarcz stojana od wirnika generatora należy regulować za pomocą połączenia kołkowego.

Jest to opcja konstrukcyjna, w której średnica wirnika jest większa niż średnica stojana. Stojan w tym przypadku jest przymocowany do stałej osi urządzenia.

Ponadto, aby wyregulować odległość między tarczami, można zastosować tuleje dystansowe (lub podkładki), które są instalowane na stacjonarnej osi generatora.

Odległość magnesów od stojana powinna być minimalna (1...2 mm). Magnesy można przykleić do dysków generatora zwykłym superklejem. Magnesy najlepiej przyklejać za pomocą wcześniej przygotowanego szablonu (na przykład wykonanego ze sklejki).

Oto, co wykazały wstępne testy generatora przez użytkowników: Aleksiej 2011 za pomocą śrubokręta: przy 310 obr./min z urządzenia usunięto 42 wolty (połączenie w gwiazdę). Jedna faza wytwarza 22 wolty. Obliczona rezystancja jednej fazy wynosi 0,95 oma. Po podłączeniu akumulatora wkrętarka była w stanie rozkręcić generator do 170 obr/min, a prąd ładowania wyniósł 3,1A.

Po długich eksperymentach, które wiązały się z modernizacją działającego śmigła i innymi drobnymi ulepszeniami, generator wykazał maksymalną wydajność.

Aleksiej 2011

Wreszcie wiatr do nas przyszedł i zanotowałem maksymalną moc wiatraka: wiatr się nasilił, a w porywach osiągał momentami 12 – 14 m/s. Maksymalna zarejestrowana moc wynosi 476 W. Przy wietrze o prędkości 10 m/s wiatrak wytwarza około 300 watów.

Elektrownia wiatrowa z generatora samochodowego

Popularnym rozwiązaniem wśród osób zajmujących się własnoręcznym wykonywaniem turbin wiatrowych jest przerobienie agregatu samochodowego na alternatywne potrzeby. Mimo całej atrakcyjności takiego pomysłu, należy zauważyć, że generator samochodowy w postaci, w jakiej jest zamontowany na silniku pojazdu, jest dość problematyczny w zastosowaniu jako część elektrowni wiatrowej. Zastanówmy się dlaczego:

1. Po pierwsze, uzwojenie cewek standardowego generatora samochodowego składa się tylko z 5...7 zwojów. Dlatego, aby taki generator mógł rozpocząć ładowanie akumulatora, jego wirnik musi zostać rozkręcony do około 1200 obr/min.
2. Po drugie, indukcja magnetyczna w standardowym generatorze samochodowym zachodzi dzięki cewce wzbudzenia wbudowanej w wirnik urządzenia. Aby taki generator mógł działać bez podłączania do dodatkowego źródła zasilania, musi być wyposażony w magnesy trwałe (najlepiej neodymowe) i należy dokonać pewnych regulacji uzwojenia stojana.

Michaił26

Przerobiony autogenerator (z magnesami) ma prawo do życia. Mam teraz dwa takie. Przy wietrze 8 m/s przy dwumetrowych śmigłach dają po 300 watów na każde.

Przekształcenie generatora samochodowego w turbinę wiatrową wymaga pewnych umiejętności. Dlatego wskazane jest rozpoczęcie od doświadczenia w przewijaniu silników asynchronicznych lub generatorów za pomocą standardowego stojana cylindrycznego (oba w razie potrzeby można przekształcić w alternatywną elektrownię). Przeróbka generatora samochodowego ma swoje własne niuanse. Dużo łatwiej będzie je zrozumieć, jeśli skontaktujesz się z osobami, które osiągnęły na tym polu pewien sukces.

Zabezpieczenie przed skręcaniem kabla

Jak wiadomo, wiatr nie ma stałego kierunku. A jeśli Twój generator wiatrowy obraca się wokół własnej osi jak wiatrowskaz, to bez dodatkowych zabezpieczeń kabel biegnący od generatora wiatrowego do innych elementów systemu szybko się skręci i w ciągu kilku dni stanie się bezużyteczny. Zwracamy uwagę na kilka sposobów ochrony przed takimi problemami.

Metoda pierwsza: połączenie odłączalne

Najprostszą, ale całkowicie niepraktyczną metodą zabezpieczenia jest zainstalowanie odłączanego połączenia kablowego. Złącze pozwala na ręczne rozplątanie skręconego kabla, odłączając generator wiatrowy od systemu.

w00w00 Użytkownik FORUMHOUSE

Wiem, że niektórzy umieszczają coś w rodzaju wtyczki z gniazdkiem na dole. Kabel się skręcił i odłączyłem go od gniazdka. Następnie odkręcił go i włożył z powrotem wtyczkę. A masztu nie trzeba opuszczać i odbieraki prądu nie są potrzebne. Przeczytałem to na forum o domowych wiatrakach. Sądząc po słowach autora, wszystko działa, a kabel nie skręca się zbyt często.

Sposób drugi: użycie sztywnego kabla

Niektórzy użytkownicy zalecają podłączenie do generatora grubych, elastycznych i sztywnych kabli (na przykład kabli spawalniczych). Metoda na pierwszy rzut oka niewiarygodna, ale ma prawo do życia.

użytkownik343 Użytkownik FORUMHOUSE

Znalazłem to na jednej stronie: naszą metodą ochrony jest użycie kabla spawalniczego z powłoką z twardej gumy. Problem skręconych drutów w konstrukcji małych turbin wiatrowych jest mocno przeceniany, a kabel spawalniczy #4...#6 ma szczególne właściwości: twarda guma zapobiega skręcaniu się kabla i zapobiega obracaniu się wiatraka w tym samym kierunku.

Metoda trzecia: instalacja pierścieni ślizgowych

Naszym zdaniem dopiero zainstalowanie specjalnych pierścieni ślizgowych pomoże całkowicie zabezpieczyć kabel przed skręceniem. Właśnie taki sposób ochrony zastosował użytkownik w projekcie swojego generatora wiatrowego Michał 26.

Ochrona turbiny wiatrowej przed burzami

Mówimy o ochronie urządzenia przed huraganami i silnymi podmuchami wiatru. W praktyce realizuje się to na dwa sposoby:

1. Ograniczenie prędkości koła wiatrowego za pomocą hamulca elektromagnetycznego.
2. Poprzez odsunięcie płaszczyzny obrotu śmigła od bezpośredniego wpływu przepływu wiatru.

Pierwsza metoda opiera się na generatorze wiatrowym. Pisaliśmy już o tym w jednym z poprzednich artykułów.

Drugi sposób polega na zamontowaniu składanego ogona, który przy nominalnej sile wiatru pozwala skierować śmigło w kierunku przepływu wiatru, a podczas burzy wręcz przeciwnie, odsunąć śmigło od wiatru.

Ochrona poprzez złożenie ogona odbywa się według poniższego schematu.

1. Przy bezwietrznej pogodzie ogon jest ustawiony lekko pod kątem (w dół i na bok).
2. Przy znamionowej prędkości wiatru ogon prostuje się, a śmigło ustawia się równolegle do przepływu powietrza.
3. Gdy prędkość wiatru przekracza wartość nominalną (na przykład 10 m/s), ciśnienie wiatru na śmigło staje się większe niż siła wytworzona przez ciężar ogona. W tym momencie ogon zaczyna się składać, a śmigło wycofuje się z wiatru.
4. Gdy prędkość wiatru osiągnie wartości krytyczne, płaszczyzna obrotu śmigła staje się prostopadła do przepływu wiatru.

Kiedy wiatr słabnie, ogon pod własnym ciężarem wraca do pierwotnego położenia i obraca śmigło w kierunku wiatru. Aby ogon powrócił do pierwotnego położenia bez dodatkowych sprężyn, stosuje się mechanizm obrotowy z nachylonym sworzniem (zawiasem), który jest montowany na osi obrotu ogona.

Optymalna powierzchnia ogona wynosi 15%...20% powierzchni koła wiatrowego.

Przedstawiamy najczęstszą opcję mechanicznej ochrony generatora wiatrowego. W takiej czy innej formie jest on z powodzeniem stosowany w praktyce przez użytkowników naszego portalu.

OglądajKot Użytkownik FORUMHOUSE

Podczas burzy należy zwolnić śmigło, przesuwając je z dala od wiatru. Na przykład, gdy wiatr jest zbyt silny, mój wiatrak przewraca się śmigłem skierowanym do góry. Nie jest to najlepsza opcja, ponieważ powrocie do pozycji roboczej towarzyszy zauważalny cios. Ale w ciągu dziesięciu lat wiatrak się nie zepsuł.

Kilka słów o prawidłowym montażu generatora wiatrowego

Wybierając lokalizację i wysokość masztu, która byłaby optymalna do zainstalowania generatora wiatrowego, należy zwrócić uwagę na wiele czynników: zalecaną wysokość, obecność przeszkód w pobliżu turbiny wiatrowej, a także własne obserwacje i pomiary.

Aby obliczyć optymalną wysokość masztu dla domowej turbiny wiatrowej, należy dodać kolejne 10 metrów do wysokości najbliższej przeszkody (drzewa, budynku itp.), która znajduje się w promieniu 100 metrów od wiatru maszt turbiny. W ten sposób uzyskasz wysokość dolnego punktu koła wiatrowego.

Leo2 Użytkownik FORUMHOUSE

Przykładowo w USA minimalna zalecana wysokość masztu dla turbin wiatrowych o mocy kilku kW wynosi 15 m, jednak im wyższa, tym lepiej. Dno turbiny wiatrowej musi znajdować się co najmniej 10 m wyżej od najbliższej najwyższej przeszkody. Oczywiście najpierw trzeba rozeznać teren i wybrać optymalną wysokość masztu. Tylko bardzo doświadczony specjalista może to zrobić naocznie. We wszystkich pozostałych przypadkach należy dokonywać dokładnych pomiarów przez (co najmniej) rok.

W procesie instalowania domowych generatorów wiatrowych teoria bardzo często odbiega od praktyki, dlatego domowe maszty mają średnio wysokość od 6 do 12 metrów. Podstawową zaletą domowych wież (masztów) jest to, że jeśli jakieś parametry nie odpowiadają Twoim potrzebom, w każdej chwili możesz zmienić konstrukcję, wymiary i wysokość montażu.

Przed przystąpieniem do prac spawalniczych związanych z naprawą lub modernizacją konstrukcji, należy wyłączyć generator i zdjąć go z masztu. W przeciwnym razie pod wpływem prądów spawania magnesy trwałe mogą ulec uszkodzeniu (rozmagnesowaniu).

Bogate doświadczenia użytkowników FORUMHOUSE zebrane są w jednej z sekcji naszego portalu budowlanego. Jeżeli poważnie interesują Cię alternatywne źródła energii, polecamy przeczytać artykuł na temat (baterie). Z pewnością zainteresuje Cię także krótki film o cechach prawidłowej budowy mocnego i funkcjonalnego systemu zasilania domu wiejskiego, który zgodnie z klasycznym schematem jest podłączony do standardowej podstacji transformatorowej.