Jak vyrobit mini větrný generátor vlastníma rukama?

Větrný mlýn nepotřebuje k výrobě elektřiny palivo ani solární energii. Tato funkce nutí mnoho lidí přemýšlet o tom, jak postavit větrnou turbínu vlastníma rukama, protože nákup a instalace hotového zařízení je drahá.

Princip činnosti a typy větrných generátorů

Větrný mlýn si můžete vyrobit svépomocí pouze s pochopením jeho zařízení. Prototyp této jednotky je starý větrný mlýn. Tlakem proudů vzduchu na jeho křídla se dala do pohybu hřídel, která přenášela krouticí moment na mlýnské zařízení.

Ve větrných turbínách na výrobu elektřiny se používá stejný princip využití větrné energie k otáčení rotoru:

1. Pohyb lopatek při působení větru způsobuje otáčení vstupního hřídele s převodovkou. Točivý moment je přenášen na sekundární hřídel (rotor) generátoru, opatřený 12 magnety.V důsledku jeho rotace vzniká ve statorovém prstenci střídavý proud.
2. Tento druh elektřiny nemůže nabíjet baterie bez speciálního zařízení - regulátoru (usměrňovače). Zařízení přeměňuje střídavý proud na stejnosměrný, což umožňuje jeho uložení tak, aby domácí spotřebiče mohly pracovat bez přerušení. Regulátor plní i další funkci: včas přestane nabíjet baterii a přebytečná energie generovaná větrným mlýnem se přenese do jednotek, které jí spotřebují velké množství (například do topných těles pro vytápění domu)
3. Pro zajištění napájení 220 V je proud přiváděn z baterií do střídače a poté jde do míst odběru elektřiny.

Aby bylo zajištěno, že lopatky jsou vždy v nejlepší poloze pro interakci s větrem, je na zařízeních oběžného kola nainstalován ocas, který umožňuje otočit vrtuli směrem k větru. Tovární modely větrných mlýnů mají brzdová zařízení nebo přídavné obvody pro skládání ocasu nebo vyjímání lopatek z nárazů větru za nepříznivého počasí.

Existuje několik typů větrných turbín, které se dělí podle počtu a materiálu lopatek nebo stoupání vrtule. Ale hlavní rozdělení nastává podle umístění osy nebo vstupního hřídele:

1. Horizontální typ znamená umístění šachty rovnoběžně se zemí. Takové generátory se nazývají lopatkové generátory.
2. U vertikálních větrných mlýnů je osa umístěna kolmo k horizontu a roviny jsou umístěny kolem ní. Vertikální generátory můžeme nazvat ortogonální nebo karuselové.

Bez ohledu na umístění osy otáčení zůstává princip fungování jednotky stejný.

Modely větrných mlýnů mohou mít vrtuli nebo větrné kolo se 2, 3 nebo několika listy.Předpokládá se, že vícelistá zařízení jsou schopna generovat proud při malém větru a vrtule s 2-3 křídly vyžadují větší proudění vzduchu. Při výběru modelu je nutné vzít v úvahu důležité pravidlo, že každá lopatka vytváří odpor proti proudění větru a snižuje rychlost otáčení, takže roztočit vícelopatkové kolo na provozní otáčky je poměrně obtížné.

Mezi odrůdami větrných mlýnů jsou plachetní a tuhé. Tyto názvy odkazují na materiál, ze kterého jsou křídla vyrobena. S vlastní montáží bude typ plachty jednodušší a ekonomičtější, ale listy vyrobené z plastu (látka, fólie atd.) nejsou trvanlivé a odolné proti opotřebení.

Vertikální možnost

Je jednodušší vyrobit větrný generátor vertikálního typu než horizontální. Konstrukce nevyžaduje lopatkové zařízení, je umístěna v nízké výšce (do 2 m). Recenze těch, kteří používají vertikální větrné turbíny (větrná elektrárna), naznačují mírný hluk během otáčení a snadnou údržbu pracovních jednotek jednotek. Generátor je umístěn ve spodní části konstrukce a údržbu lze provádět, aniž byste museli pracovat ve výšce nebo spouštět stožár na zem.

Na horním konci osy je instalováno ložisko, které současně funguje jako stožár. Tento díl nevyžaduje prakticky žádnou údržbu a je schopen sloužit několik let bez opravy.

Na rozdíl od lopatkového větrného mlýna vertikální větrné turbíny nevyžadují instalaci vysokého stožáru. Fungují bez ohledu na směr větru, což zjednodušuje konstrukci pohyblivé části.Pro lopatky kompaktní větrné turbíny můžete použít PVC trubku velkého průměru (například kanalizační trubku) a tenká pozinkovaná ocel je vhodná pro výkonnější větrnou turbínu. Tyto materiály jsou dostupné každému domácímu řemeslníkovi a jsou relativně levné.

Design větrného kola lze vybrat nezávisle z mnoha dostupných možností:

• Dornier design se 2 plochými čepelemi;
• systém Savonius se 4 půlválcovými křídly;
• ortogonální vícelopatkový větrný mlýn se 2 řadami rovin;
• spirálové větrné turbíny se zakřivenými profily lopatek.

Všechny vertikální větrné mlýny využívají princip kameniva Savonius. Doma lze čepele vyrobit z ocelových nebo plastových sudů, podélně rozříznutých na polovinu. Konstrukčním znakem je, že účinnost jednotky dosahuje maxima při rychlosti lopatky 2x nižší než je rychlost větru. Proto byste se neměli pokoušet zvýšit rychlost vertikální větrné turbíny.

Horizontální modely

Na rozdíl od vertikálních generátorů mají podomácku vyrobené větrné turbíny s vrtulí vyšší účinnost se zvýšením rychlosti lopatek. Ale četné a úzké prvky šroubu nepřispívají k lepší práci: při silném tlaku větru nemají čas roztočit hřídel kvůli vzduchovému polštáři vytvořenému před šroubem.

Vícelopatkové větrné turbíny pro domácnost udělejte sami, nejlépe v oblastech s nepříliš silným větrem. Pokud síla větru v regionu často přesahuje 10-15 m za sekundu, má smysl postavit větrný mlýn se 2-3 lopatkami. Oba typy jsou schopny začít pracovat při rychlosti proudění vzduchu cca 2-3 m/s.

Horizontální model vyžaduje instalaci vysokého stožáru (6-12 m).Aby se řemeslníci vyhnuli výškovým pracím při údržbě, instalují na základnu stožáru nejjednodušší skládací mechanismus - osu. Pro stabilitu konstrukce při silném zatížení větrem jsou nutné kabelové výztuhy pro držení regálu ve svislé poloze.

Gondola s generátorem a vrtulí musí být uložena na ložisku a opatřena lopatkovým peřím tak, aby vrtule zaujímala vždy výhodnou polohu vůči větru. Kabely vedoucí proud by měly být umístěny tak, aby se při otáčení gondoly nekroutily, nepřekážely nebo se nezlomily. Proto se provádějí uvnitř trubkového stožáru.

Jak vyrobit větrný generátor 220V?

Práce na vytvoření větrné turbíny by měly začít určením požadovaného výkonu jednotky:

• k osvětlení několika místností stačí mít generátor s výkonem menším než 1 kW; bude napájet žárovky nebo energeticky úsporné žárovky a navíc bude možné zapnout notebook nebo televizi do sítě;
• domácí větrný generátor o výkonu 5 kW poskytne elektřinu domácím spotřebičům (lednička, pračka, sporák atd.);
• k úplnému převedení domu na autonomní dodávku elektřiny potřebujete výkonný generátor s výkonem více než 20 kW.

Generátor si můžete vyrobit sami nebo upravit odpovídající sestavu vyjmutou ze starého auta. Tímto způsobem je možné zajistit výrobu proudu až 2-3 kW. Chcete-li vyrobit výkonnější větrný generátor na 220 V „udělej si sám“, budete muset přesně vypočítat počet cívek a závitů drátu, velikost a počet magnetů na rotoru a parametry křídel lopatek.

Jednoduchý design

Pro nejjednodušší provedení s výkonem cca 1-1,5 kW budete potřebovat:

• automobilový generátor (12 V);
• kyselinová baterie (12 V);
• spínací tlačítko (12 V);
• proudový měnič 700-1500 V a 12-220 V;
• kov velká kapacita;
• šrouby, podložky, matice;
• svorky pro upevnění generátoru (2 ks).

V řemenici automobilového generátoru musíte udělat symetrické otvory pro šrouby. Obvod nádoby rozdělíme na 4 stejné části. Řezané čepele:

• na boku nádoby označte obdélníky podle značek pro rozdělení kruhu;
• najít svislý střed každého prvku;
• označte horní a spodní část nádoby pevnými okraji o šířce 3-5 cm;
• odřízněte kov mezi jednotlivými obdélníky k linii ráfků;
• proveďte řezy podél horního a spodního okraje značky tak, aby střed obdélníku zůstal neporušený a spojený s ráfky;
• rozvinout každou čepel vzhledem ke středové ose;
• určete střed kulatého dna, označte umístění otvorů pro šrouby v souladu s jejich umístěním na řemenici generátoru.

Při nasazování křídel se vyplatí určit směr otáčení větrného kola, aby se vyvedly potřebné části letadel. Aby bylo zajištěno stejné zatížení všech lopatek, měly by být změřeny jejich úhly natočení.

Montáž konstrukce spočívá v sešroubování kladky generátoru a dna nádrže. Poté je připravena základna pro instalaci větrného generátoru (stožár ze silné trubky o výšce cca 2 m). Nejjednodušší je připevnit k němu generátor pomocí svorek odpovídajícího průměru. Pro nabití baterie musí proud z generátoru procházet přes usměrňovač, připojení musí být provedeno pomocí elektrických obvodů automobilu.

Domácí generátor pro větrnou turbínu s lopatkami

Jednotku pro horizontální větrný generátor lze sestavit z nábojů kol z automobilu nebo lze použít elektromotor z pračky. Chcete-li pracovat, budete si muset zakoupit magnety vyrobené z neodymu (slitina niobu). Je lepší vzít obdélníkové prvky.

Jejich počet můžete určit počtem cívek, pokud je použit motor. U třífázového generátoru by měl být počet magnetů 2/3 počtu cívek a u jednofázového generátoru by mu měl odpovídat. Praktičtí mistři doporučují zvolit třífázový generátor.

Při použití motoru z pračky musí být magnety nalepeny na rotor motoru. V případě použití náboje kola se magnety umístí na kruh z ocelového plechu o tloušťce asi 5 mm. Při montáži rotoru dodržujte pravidla:

1. Vzdálenost mezi magnety musí být stejná. Obdélníkové prvky na náboji mají dlouhé strany podél poloměrů kruhu a na hřídeli motoru - podél jeho podélné osy.
2. Před prací je třeba určit a označit póly magnetů. Jsou instalovány tak, že protilehlé prvky mají různou polaritu. Při umísťování magnetů střídejte kladný a záporný pól sousedních dílů.
3. Aby magnety pevně držely na povrchu rotoru, doporučuje se je vyplnit epoxidem.

Při použití hřídele motoru jako rotoru se díl instaluje na své místo ve vinutí a provozuschopnost konstrukce se kontroluje přiložením voltmetrových sond na drátové vývody a otáčením hřídele vrtačkou.

Pokud je použit náboj, pak jsou cívky navinuty nezávisle na smaltovaném měděném drátu o průřezu 1 mm.Každá cívka by se měla skládat ze 60 závitů a měla by mít výšku 9 mm. Cívky by měly být namontovány na ploché části náboje kola.

U třífázového generátoru připojte konce vodičů takto:

• ponechte vnější svorku 1 cívky volnou a připojte vnitřní svorku k vnější 4;
• propojte vnitřní kabeláž 4 cívek s vnějším na 7 a pokračujte až do konce, přičemž spojujte části vinutí každé 2 kusy; na druhém by měl zůstat volný vnitřní konec, který lze snadno zkroutit s výstupem již ponechaným nebo označeným jinak;
• opakujte proces se 2 cívkami a spojujte vodiče podle stejného principu každé 2 prvky;
• udělejte totéž se 3 cívkami a zbývajícími nezapojenými.

Na konci práce bude mít master 6 samostatných pinů. Vinutí musí být naplněno epoxidem a vysušeno.

Poté je třeba v ložisku náboje upnout hřídel, na kterou nasadíte rotorový kroužek s magnety. Mezera mezi rovinami dílů je 1-1,5 mm. Zkontrolujte přítomnost proudu na svorkách, sestavte větrný mlýn a nainstalujte jej na stožár.

Servis zařízení

Během provozu větrného mlýna je jednou měsíčně nutné provést celkovou kontrolu upevňovacích prvků, zkontrolovat elektrický systém na nevyváženost napětí, regulátor je v dobrém stavu a kabely jsou rovnoměrně napnuty. Pro nepřetržitý provoz, jednou za 3-4 měsíce, stojí za to zkontrolovat připojení svorek baterie, zkontrolovat hladinu elektrolytu a oleje v převodovce generátoru.

Roční kontrola zahrnuje kontrolu povrchů lopatek, zjištění výkonu ložisek a jejich výměnu. V těchto obdobích se také doplňuje hladina elektrolytu, doplňuje se olej do převodovky. Roční údržba zahrnuje kontrolu provozuschopnosti všech uzlů.

Podobné články: