Mentre enginyers i tecnòlegs de grans corporacions desenvolupen projectes per a l'ús de fonts d'energia alternatives a la indústria, els artesans de la llar estan trobant maneres d'utilitzar-la a la llar. A més, la transició a generadors d'energia no estàndard està determinada no només pel desig d'estalviar electricitat. A les cases rurals i els assentaments de cases rurals, les interrupcions en el subministrament d'electricitat no són infreqüents i, en algunes regions, no hi ha xarxes centrals de subministrament. Per als propietaris de finques privades remotes i aquells que simplement volen proporcionar a la seva llar una font d'energia independent, es proposa la idea de fabricar un generador eòlic casolà en diferents variants.
Disseny principal d'un molí de vent
A casa, fer un generador eòlic és fàcil. N'hi ha prou amb agafar la part de treball de l'hèlix o el grup de pales, connectar-lo al motor amb un convertidor elèctric i pensar en el sistema d'emmagatzematge d'energia. Aleshores només queda organitzar les condicions tècniques de l'obra creadainfraestructura. El problema és que per a volums de producció més o menys significatius, el disseny hauria de consistir en elements de treball a gran escala. En primer lloc, es calcula l'eix de la roda, la seva direcció i els materials de muntatge. Per exemple, els aerogeneradors casolans verticals de bricolatge estan fets de plaques metàl·liques processades de manera especial en màquines-eina o amb eines manuals. La geometria incorrecta de les fulles pot provocar una pèrdua d'empenta a causa de la inversió del flux. Aquest disseny funcionarà contra els corrents del vent.
Al seu torn, les instal·lacions horitzontals no són tan exigents en la disposició dels òrgans funcionals. També necessitaran fulles d'una configuració determinada, però amb una forma simplificada.
A més de la part mecànica de treball, el disseny del molí de vent inclou el motor ja esmentat. Haurà de proporcionar la transformació i acumulació d'energia. Per regla general, un generador eòlic casolà per a la llar es fa amb motors d'electrodomèstics, però hi pot haver altres opcions. Es presta especial atenció a l'estructura de suport. Estarà format per un bastidor de metall massís, una funda protectora, una base de marc per connectar unitats auxiliars, un bastidor i altres components.
Especificacions
Sense un càlcul preliminar de les capacitats, no té sentit iniciar el desenvolupament d'un generador eòlic. La forma en què s'utilitza la instal·lació depèn en última instància de la quantitat d'energia convertida. I de nou, rendimentEl disseny ve determinat per les dimensions del cos de treball i la configuració del seu disseny tècnic. Els paràmetres mitjans d'una turbina eòlica casolana es poden representar de la següent manera:
- Diàmetre de l'impulsor 200 cm
- Nombre de segments de paleta – 6.
- La tensió del generador és de 24 W.
- Actual - uns 250 A.
- Potència del generador: rang de 0,2 a 3 kW.
- Velocitat del vent fins a 12 m/s.
- Capacitat de la bateria: 500 Ah
Muntatge de les pales de les rodes
Com ja s'ha assenyalat, en la construcció d'una estructura complexa d'un molí de vent vertical, no es pot prescindir d'una xapa metàl·lica. Es pot utilitzar alumini anoditzat, però els segments d'acer són millors per a les característiques de resistència, tot i que requeriran mecanitzat. En qualsevol cas, només el metall dur permetrà muntar pales fiables per a la construcció d'un generador eòlic casolà vertical. També podeu fer una roda de vent per a una estructura horitzontal amb les vostres pròpies mans utilitzant tanques en blanc de clorur de polivinil (PVC). El plàstic és més mal·leable en el processament, insensible a les influències ambientals i la llum. Els seus desavantatges es basen en la flexibilitat mecànica, per la qual cosa hauríeu de centrar-vos inicialment en aliatges de PVC rígid.
Es poden trobar espais en blanc estructuralment adequats a les canonades de pressió o als segments de canalons. En el cas del plàstic, val la pena centrar-se en un gruix de paret de 5 mm, una longitud d'uns 100 cm i un diàmetre de fins a 15 cm Per formar un segment s'aconsella utilitzaruna plantilla ja feta, dibuixeu-ne els contorns i feu un retall amb una serra de trencaclosques o una serra de metall. L'equilibri de les pales casolanes per a una turbina eòlica es realitza mitjançant la mòlta i la mòlta de gra fi de superfícies. Totes les cantonades i vores s'arrodonien acuradament a una sola forma.
A continuació, s'han d'instal·lar 6 elements de fulles a la base de la roda eòlica, en els quals s'integrarà el generador. La fixació es realitza mitjançant una funda metàl·lica amb un diàmetre de 20 cm i un gruix d'1 cm Mitjançant una soldadura delicada inverter, s'han de soldar bandes d'aterratge d'acer de 30 cm de llarg i 1,2 cm d'amplada a la funda. ells per arreglar les fulles.
Generador de motor de bicicleta
El tema de l'elecció d'una planta generadora és potser el més important, per la qual cosa es consideraran diverses opcions. La unitat més pràctica i còmoda des del punt de vista de la instal·lació és un motor de bicicleta elèctrica, que es pot comprar per una mitjana de 7-10 mil rubles. Serà un model amb característiques de tensió fins a 250 V i una velocitat de gir d'unes 200 rpm. A continuació, es connecten l'acoblament de la roda eòlica i el generador casolà. El generador eòlic es pot fixar al cos amb cargols, escollint els forats per subjectar els radis. El resultat hauria de ser una instal·lació compacta, relativament lleugera, però no la més productiva per generar electricitat. Per tant, val la pena considerar alternatives més potents.
Disseny amb alternador de cotxe
Pel que fa a la totalitat de les qualitats de treball, aquesta instal·lació ho faràunitat de potència òptima i, si és possible, es recomana utilitzar tractors i arrancadors de càrrega. La principal dificultat serà enrotllar el dispositiu amb imants de neodimi. S'han d'enganxar als discos del rotor. S'ajusta de manera òptima als elements magnètics del format 25x8 mm en una quantitat de 20 peces. En aquest cas, els pals s'han d' alternar estrictament, en cas contrari, l'arrencada serà inútil en el disseny.
També val la pena abandonar els imants rodons en favor dels rectangulars. El fet és que un generador eòlic casolà d'un generador d'automòbils haurà de distribuir uniformement les ones electromagnètiques i els elements de forma rodona no podran suportar aquesta funció en la mesura adequada. Al llarg dels contorns exteriors i interiors de la col·locació dels imants, també s'organitzen les línies dels costats. Poden ser de plastilina fixada amb cola epoxi. Tanmateix, per a una major fiabilitat, val la pena omplir tot l'entrant amb resina astringent.
Aplicació de motor asíncron
Per comoditat a l'hora de realitzar tasques d'instal·lació, podeu agafar una central elèctrica asíncrona i, després d'una simple alteració, combinar-la amb la part mecànica de treball del molí de vent. La part principal del refinament s'associarà amb la ranura del rotor en un torn. L'acabat es realitza segons el gruix dels elements magnètics. El problema de processament es deu al fet que el disseny dels motors asíncrons no ofereix mànigues especials per inserir imants, de manera que les ranures s'avorren de manera independent.
Com amb l'elecció d'un electromagnètic rectangularelements, la formació d'insercions a la carcassa es fa per a la correcta direcció del camp cap a l'arrencada. Després del perfeccionament tècnic i la introducció d'equips de treball, és possible omplir l'estructura amb resina epoxi. La sortida hauria de ser un generador eòlic casolà de 2 kW o més; el rendiment dependrà de la potència nominal i del format dels imants utilitzats. Per cert, no tingueu por que el camp de tractament amb composició adhesiva caurà una mica la tensió. No té una importància fonamental per al rendiment del molí de vent, però pot augmentar la força actual.
Ús d'un generador magnètic casolà
Per al manteniment de piles petites, podeu limitar-vos a instal·lar un motor d'arrencada de la vostra pròpia fabricació. Tindrà molts desavantatges en comparació amb els dispositius de fàbrica, però per als consumidors de poca potència, aquest sistema serà suficient. El pas més important en la fabricació és fer el càlcul correcte de les espires del bobinatge. El seu nombre en un generador eòlic casolà amb imants dependrà del nombre de bobines. De mitjana, la potència total es proporciona entre 1000 i 1200 rpm.
Si utilitzeu un cable més gran per a l'enrotllament, la resistència disminuirà i, per contra, augmentarà la força del corrent. Però en qualsevol cas, necessitareu una màquina per crear bobines amb bobinatge. El procés és rutinari i llarg, per la qual cosa la mecanització és indispensable. La unitat de bobinatge pot ser manual sobre la base d'un banc de treball. N'hi ha prou amb organitzar un equip giratori sobre una vareta metàl·lica i portar-lobobina amb fil de coure. La bobina en si serà rodona. Més significatiu és la qüestió de la seva longitud, ja que un disseny allargat proporcionarà girs més rectes amb un gran consum de coure al sector. Inicialment es poden marcar en paper sectors separats per a la correcta distribució de l'enrotllament per la zona, després de la qual cosa es poden utilitzar les mateixes barreres de plastilina a la bobina en blanc.
Per augmentar la força d'un generador eòlic casolà amb les vostres pròpies mans, es recomana aplicar fibra de vidre a la part inferior del motlle. Per evitar que s'enganxi a la superfície, s'aconsella tractar la part posterior amb cera o vaselina. En el sistema d'arrencada, el grup de bobines es munta sense contactes directes. Cada element s'ha de fixar de manera segura i els extrems de les fases es treuen amb un aïllament multicapa. Es poden combinar diversos cables en una forma: una estrella o un triangle.
Instal·lació del generador al marc
La unitat d'alimentació muntada ha d'estar dissenyada per a determinades càrregues elèctriques, però no us oblideu dels impactes mecànics de tercers. Perquè l'estructura suporti la pressió dinàmica i estàtica, l'eix del generador s'ha de fixar de manera segura al marc. Per fer-ho, utilitzeu un marc metàl·lic adequat per a un generador eòlic casolà en forma i mida. En casos extrems, es poden utilitzar materials amortidors per subjectar la unitat a la carcassa. Els marcs massa pesats també són indesitjables. La millor opció és un marc d'alumini d'1-2 cm de gruix.
Protecció contra vent fort
BEn mode normal, el molí de vent funciona i genera corrent estable a una velocitat del vent d'uns 10 m/s. Superar aquest indicador serà perjudicial tant per a l'estructura de suport com per al farcit elèctric de l'equip. Per tant, la instal·lació està protegida per un sistema de paletes laterals. Per exemple, les turbines eòliques verticals casolanes estan protegides dels huracans mitjançant panells que proporcionen força de molla. En aquest disseny, el generador funcionarà en la direcció del flux amb la cua, és a dir, la funció del sistema es limita a la mecànica, però sense càrregues excessives per corrents d'aire.
Màstil de l'aerogenerador
El coixinet central i principal de la instal·lació, del qual depèn la fiabilitat mecànica de tot el complex. Les cantonades del perfil, les canonades i els pals es poden utilitzar com a vareta. Un tub metàl·lic amb un diàmetre de 10 cm és més pràctic i més fàcil d'instal·lar Pel que fa a la longitud, cal tenir en compte que la posició òptima del generador sobre el terra és de 4-5 m. Les plantes industrials també es munten a una alçada més alta, però per a una instal·lació fiable amb aquests paràmetres es requereix un equip addicional. En aquest cas, d'acord amb el principi de les piles de cargol, és possible instal·lar un generador eòlic casolà en una canonada amb una profunditat d'1-1,5 m a terra. En triar un punt de posició, cal tenir-lo en compte. que no hi hagi interferències al mateix nivell en un radi de 30 m. En casos extrems, haureu d'elevar l'estructura de treball 1 m per sobre de la barrera.
També podeu calcular per endavant els dispositius de baixada i pujada. Encara no podeu prescindir de manteniment, i el suport d'una escala normal no és la solució més fiable. A més, els dissenyadors recomanen instal·lar cables de seguretat amb sagnies de 5 m al llarg de l'alçada del pal. Estan ancorats al terra amb ancoratges en un radi que és la meitat de l'alçada del pal.
Conclusió
Els grups electrògens alimentats amb fonts d'energia naturals encara no s'utilitzen àmpliament a causa de l'elevat cost dels equips bàsics i dels considerables costos de manteniment. En aquest cas, el més car pot ser un generador eòlic casolà d'un motor asíncron, que requerirà una base de potència potent i un suport tècnic regular. D' altra banda, també té la productivitat més alta (eficiència d'un 80%), fet que permetrà recuperar els costos d'instal·lació i materials relacionats. Quanta energia és suficient d'una bateria connectada a aquest generador? Com mostra la pràctica, el llindar energètic mínim d'un sistema amb un retorn de 2-3 kW permet cobrir les necessitats dels sistemes de climatització, grups domèstics d'aparells d'il·luminació, equips de refrigeració, etc.
