Gör-det-själv vertikal vindgenerator: hur man monterar en väderkvarn med en vertikal rotationsaxel

Förnyelsebart, ekologiskt, grönt

Kanske är det inte värt att påminna om att allt nytt är ett välglömt gammalt. Människor har lärt sig att använda styrkan i flodflödet och vindens hastighet för att få mekanisk energi under mycket lång tid. Solen värmer vatten åt oss och flyttar bilar, matar rymdskepp. Hjul, installerade i bäckarna av bäckar och små floder, försåg fälten med vatten redan på medeltiden. En väderkvarn kunde ge mjöl till flera omgivande byar.

För tillfället är vi intresserade av en enkel fråga: hur man förser ditt hem med billigt ljus och värme, hur man gör en väderkvarn med egna händer? 5 kW effekt eller lite mindre, huvudsaken är att du kan förse ditt hem med ström för drift av elektriska apparater.

Det är intressant att det i världen finns en klassificering av byggnader enligt nivån på resurseffektivitet:

• konventionell, byggd före 1980-1995;
• med låg och ultralåg energiförbrukning - upp till 45-90 kWh per 1 kV / m;
• passiv och icke-flyktig, tar emot ström från förnybara källor (till exempel genom att installera en roterande vindgenerator (5 kW) med dina egna händer eller ett system med solpaneler, kan du lösa detta problem);
• energiaktiva byggnader som genererar mer el än de behöver, får pengar genom att ge den via nätet till andra konsumenter.

Det visar sig att våra egna, hemmaministationer installerade på hustak och på gårdar så småningom kan konkurrera med stora elleverantörer. Och regeringarna i olika länder uppmuntrar på alla möjliga sätt skapandet och aktiv användning av alternativa energikällor.

Hur man gör en 220V vindgenerator med egna händer?

För att ge ett privat hus ett konstant flöde av el vid en genomsnittlig vindhastighet på 4 m / s räcker det:

• 0,15-0,2 kW, som går till grundläggande behov;
• 1-5 kW för elektrisk utrustning;
• 20 kW för hela huset med värme.

hemmagjord modell

Man bör komma ihåg att vinden inte alltid blåser, därför bör en väderkvarn för huset med dina egna händer förses med ett batteri med en laddningskontroll, såväl som en växelriktare till vilken enheterna är anslutna.

För alla modeller av en hemmagjord väderkvarn kommer huvudelementen att krävas:

• rotor - den del som roterar från vinden;
• blad, vanligtvis är de monterade av trä eller lättmetall;
• en generator som ska omvandla vindkraft till el;
• en svans som hjälper till att bestämma luftflödets riktning (för en horisontell version);
• horisontell skena för att hålla generatorn, svansen och turbinen;
• match;
• anslutningstråd och skärm.

Du kan använda detta diagram för att bygga

I den kompletta uppsättningen av skölden kommer det att finnas ett batteri, en styrenhet och en växelriktare. Överväg två alternativ för hur man bygger en vindgenerator med egna händer.

Installation av generatorn på ramen

Cykelmotorn, när den används för sitt avsedda ändamål, fungerar under betydande belastningar. Parametrarna för den beräknade styrkan hos motorn uppfyller villkoren för att använda produkten som en hemmagjord väderkvarngenerator. Generatoraxeln är fäst genom en gängad anslutning till en gör-det-själv-ram av aluminiumlegering 10 mm tjock. Sängen är fastskruvad i ramen.

Måtten på sängen, placeringen av hålen bestäms av dimensionerna på den valda generatorn. För tillverkning av ramen väljs en kanalsektion med en sektionstjocklek på 6-10 mm. Ramens konstruktionsmått beror på vändenhetens dimensioner.

Grundläggande strukturella element

Trots det stora utbudet av vindkraftverk och tillverkningsmetoderna består de alla av samma strukturella element.

vindhjul

Blad anses vara en av de viktigaste delarna i ett vindturbin. Deras design påverkar driften av andra komponenter i generatorn. Olika material används för att tillverka blad.

Innan du tillverkar måste du beräkna längden på bladet. Om ett rör tas för tillverkning, måste dess diameter vara minst 20 cm, med en planerad bladlängd på 1 meter. Därefter skärs röret i 4 delar med hjälp av en sticksåg. En del används för att göra en mall, enligt vilken resten av bladen skärs. Därefter monteras de på en gemensam skiva, och hela strukturen är fixerad på generatoraxeln. Det monterade vindhjulet måste vara balanserat.Balansering ska utföras i ett vindskyddat rum. Om operationen utförs korrekt kommer hjulet inte att rotera spontant. Vid spontan rotation av bladen undergrävs de tills hela strukturen är i balans. I slutet kontrolleras knivens rotationsnoggrannhet. De ska rotera i samma plan, utan några förvrängningar. Det tillåtna felet är 2 mm.

Mast

Nästa konstruktionselement i vindturbinen är masten. Oftast är den gjord av ett gammalt vattenrör, vars diameter inte bör vara 15 cm, men längden bör vara upp till 7 meter. Om det finns strukturer eller byggnader inom en radie av 30 meter från den planerade installationsplatsen, höjs i detta fall mastens höjd.

För att hela installationen ska fungera så effektivt som möjligt höjer sig bladhjulet över de omgivande hindren med minst 1 meter. Efter installationen hälls basen av masten och pinnarna för att fixera stavar med betong. Som förlängning rekommenderas att använda en galvaniserad kabel med en diameter på 6 mm.

Generator

För ett vindkraftverk kan du använda vilken bilgenerator som helst, gärna med högre effekt. De har alla en identisk design och kräver förändring. En liknande ändring av en bilgenerator för en väderkvarn innebär att statorledaren lindas tillbaka, samt att man tillverkar en rötor med hjälp av neodymmagneter. För att fixera dem säkert måste du borra hål i rotorstolparna. Installation av magneter utförs med växling av poler.Själva rotorn är inslagen i papper, och alla tomrum som bildas mellan magneterna är fyllda med epoxi.

I processen att fästa magneter måste deras polaritet observeras. Därför är rotorn ansluten till en strömkälla. Den medföljande rotorn skapar ett magnetfält och varje magnet limmas på plats vid sidan som attraheras.

För att ansluta rotorn kan du använda vilken strömkälla som helst med en spänning på 12 volt och en ström på 1 till 3 ampere. Anslutningen är gjord på ett sådant sätt att den avtagbara ringen som ligger närmare huggtänderna är minus, och den positiva sidan är belägen närmare änden av rotorn. Magneter installerade i mellanrummen på rotorn eller huggtänderna gör att generatorn självexciterar, och detta anses vara deras huvudfunktion.

I början av rotorns rotation börjar magneterna excitera strömmen i generatorn, som också kommer in i spolen, vilket leder till en ökning av huggtändernas magnetiska fält. Som ett resultat producerar generatorn en ström med ett ännu högre värde. Det visar sig en slags strömcirkulation när generatorn exciteras och drivs vidare av sin egen rotor, på vilken elektromagnetiska poler är installerade. Den sammansatta generatorn måste testas och mätningar av erhållna utdata måste göras. Om enheten vid 300 rpm producerar cirka 30 volt, anses detta vara ett normalt resultat.

Vindgenerator - en källa till el

Försörjningsavgifterna höjs minst en gång om året. Och om man tittar noga så stiger samma el under vissa år i pris två gånger - siffrorna i betalningsdokumenten växer som svampar efter regn.Naturligtvis drabbar allt detta konsumentens ficka, vars inkomst inte visar en så stadig tillväxt. Och realinkomsterna visar, som statistiken visar, en nedåtgående trend.

Fram till helt nyligen var det möjligt att kämpa mot tillväxten av eltariffer på ett enkelt, men olagligt sätt - med hjälp av en neodymmagnet. Denna produkt applicerades på flödesmätarens kropp, vilket resulterade i att den stannade. Men vi rekommenderar starkt att du inte använder den här tekniken - den är osäker, olaglig och böterna vid fångst kommer att vara sådana att de inte verkar små.

Systemet var bara bra, men efteråt slutade det att fungera av följande skäl:

De täta kontrollrundorna började massivt identifiera skrupelfria ägare.

• Kontrollrundor har blivit vanligare – företrädare för tillsynsmyndigheter går från hus till hus;
• Särskilda klistermärken började klistras på diskarna - under påverkan av ett magnetfält mörknar de och exponerar inkräktaren;
• Räknarna har blivit immuna mot magnetfältet – här finns elektroniska redovisningsenheter installerade.

Därför började folk uppmärksamma alternativa elkällor, som vindkraftverk. Ett annat sätt att avslöja överträdaren som stjäl elektricitet är att genomföra en undersökning av mätarens magnetiseringsnivå, vilket enkelt avslöjar fakta om stöld.

Ett annat sätt att avslöja överträdaren som stjäl elektricitet är att genomföra en undersökning av mätarens magnetiseringsnivå, vilket enkelt avslöjar fakta om stöld.

Väderkvarnar för hemmet blir vanliga i områden där det ofta blåser. Vindkraftsgeneratorn använder energin från vindluftströmmar för att generera elektricitet. För att göra detta är de utrustade med blad som driver generatorernas rotorer.Den resulterande elektriciteten omvandlas till likström, varefter den överförs till konsumenter eller lagras i batterier.

Vindgeneratorer för ett privat hus, både hemmagjorda och fabriksmonterade, kan vara huvud- eller hjälpkällor för el. Här är ett typiskt exempel på en hjälpkälla som är igång - den värmer upp vatten i en panna eller matar hembelysning med låg spänning, medan resten av hushållsapparaterna drivs av huvudströmförsörjningen. Det är också möjligt att arbeta som huvudkälla för el i hus som inte är anslutna till elnät. Här matar de:

• Ljuskronor och lampor;
• Stora hushållsapparater;
• Värmeapparater med mera.

Följaktligen, för att värma upp ditt hem, måste du göra eller köpa en 10 kW vindkraftspark - detta borde räcka för alla behov.

Vindkraftsparken kan driva både traditionella elektriska apparater och lågspännings - de fungerar på 12 eller 24 volt. En 220 V vindgenerator utförs enligt ett schema med inverteromvandlare med ackumulering av elektricitet i batterier. Vindgeneratorer för 12, 24 eller 36 V är enklare - här används enklare batteriladdningsregulatorer med stabilisatorer.

genererande anordning

En elmotor för en cykel med parametrar på 24 V 250 W används som generator. En liknande produkt kostar från 5 till 15 tusen rubel. kan enkelt beställas via Internet.

Tabell 2. Tekniska specifikationer för 250W cykelmotor

Kopplingen är ansluten till motorkroppen med bultar genom hålen för att fästa ekrarna. Det är fullt möjligt att välja en generator till ett mer adekvat pris, som ett exempel, en elektrisk motor med permanent magnet excitation från en bandenhet på en elektronisk dator. Enhetsparametrar 300 W, 36 V, 1600 rpm.

Generatorer med de nödvändiga egenskaperna kan tillverkas för hand från en bilenhet med liknande syfte. Statorn är inte föremål för förändringar, rotorn är utrustad med neodymmagneter. Recensioner av mästarna om sådana förändringar av generatorn är positiva.

Exempel på hemmagjorda generatorer

Varje vindkraftverk är sammansatt av tre huvudelement:

• Generatorn för väderkvarnen tas bort från den gamla bilen, apparater. I avsaknad av maskindelar tillverkas en vindgenerator för hand från en asynkronmotor.
• Mast, vars storlek beror på kraften hos APU.
• Propeller monterad direkt på generatorn eller hålls av en remmatning.

För att göra en effektiv vindgenerator med dina egna händer behöver du hjälpdelar:

• Uppladdningsbart batteri som utför mottagarens funktion - energilagring.
• Regulator och växelriktare för omvandling av olika typer av ström.
• Automatisk strömbrytare för kontinuerlig strömförsörjning.

Propeller

Propellern är konstruerad för att producera dragkraft. Detta är en propeller som består av blad och en hylsa som förbinder dem med motoraxeln.

För tillverkning av en fungerande propeller beaktas tre villkor:

• Motor kraft;
• impeller diameter;
• rotationsfrekvens.

Diameter blad för väderkvarn beräknas med hänsyn till den erforderliga effekten enligt tabellindikatorer eller i en onlineräknare.

Generator

Prisvärda vindkraftverk från bilar har blivit utbredda. Men de är sämre än kompakta asynkronmotorer tillverkade för hand på neodymmagneter. Denna design monteras från grunden med tillverkning av lindningar eller så görs om rotorn.

Maskinens elmotor måste färdigställas.

Elmotorer från industriella installationer, fläktar, utrustning är utmärkta. För en vindgenerator med låg effekt från en skruvmejsel behöver du några ytterligare delar, huvudvillkoren för dess drift är att bladets diameter ska vara 1,5-3 meter.

Som ett slags miniatyralternativ kan en bärbar elinstallation enkelt göras från en skrivarstegmotor. En sådan enhet kommer att vara en räddning för att ladda din telefon hemifrån.

Mast

Valet av typ beror på ägarens ekonomiska och tekniska kapacitet. Ett hemgjort kraftverk är installerat på en av typerna av master:

• stretching;
• svetsad;
• konisk;
• hydraulisk.

Bristningar från en stålkabel fästs på rör med liten diameter på samma eller olika nivåer. Hörn, kanaler, nedgrävda eller betong är lämpliga för pålar. Tunga och höga stöd kräver en solid grund med gjutna ankare. Med en låg generatoreffekt på upp till 1 kW och en lätt design är frågan om styrka inte betydande.

Horisontella väderkvarnar kan inte monteras på husets tak på grund av spridning av buller och vibrationer.

Lopatniki

Energieffektiviteten hos ett hemmagjort vindkraftverk påverkas av vingarnas antal, form, vikt och material. Det är billigare att göra blad för en vindturbin med egna händer från tillgängliga medel. Källan är vanligtvis plast, metall, trä.

De enklaste är gjorda av plastflaskor, en hushållskylare, men de är inte hållbara. För ett billigt alternativ är PVC-rör skurna enligt scheman lämpliga.

Aluminiumplåtar håller längre. För att ge en strömlinjeformad form och korrekt böjning är det önskvärt att bearbeta en metalldel på ett valsverk.

Mästare kan vara intresserade glasfiberblad. Detta kommer att kräva glasfiber, epoxilim och en trämatris för modellering. Denna design är lämplig för att göra en seglande vindgenerator eller en segelbåt med dina egna händer.

Arbetsprocess

Mast

Innan vi installerar hela strukturen fyller vi i en trepunktsgrund av lämplig volym, med hänsyn till nyanserna av klimat och jord. Vi installerar masten med ett vindturbin efter att betongen når maximal styrka (en vecka). Ett mindre pålitligt alternativ är att gräva ner masten i marken i en halv meter och använda förlängningar.

Rotor

Efter det måste du göra en rotor och göra om remskivan (friktionshjul med en fälg eller spår runt omkretsen, som överför rörelse till drivremmen eller repet) på generatorn. Rotordiametern väljs utifrån den genomsnittliga årliga vindhastigheten. Vid hastigheter upp till 6-7m/s är 5m-rotorns verkningsgrad större än 4m-rotorns.

blad

Vi delar upp fatet i 4 lika delar med hjälp av ett måttband och en markör, klipp sedan ut de framtida bladen med en sax för metall eller en kvarn. Därefter fäster vi den på generatorn med bultar på remskivan och botten. Platserna för bultarna måste mätas mycket noggrant, så att du senare inte lider av rotationsjusteringen. På pipan böjer vi bladen, men inom rimliga gränser, för att undvika skarpa vindbyar.

Förening

Vi ansluter ledningarna till generatorn och monterar kretsen i en dos. Vi fäster generatorn i masten och ledningarna i masten och generatorn.Sedan ansluter vi generatorn till kretsen och ansluter batteriet till kretsen (längden på ledningarna är inte mer än en meter). Vi ansluter lasten med hjälp av ledningar (sektion upp till 2,5 kV). Alternativt kan du installera en 12-220 V-växelriktare för 700-1000 W. Vindgeneratorns rotationshastighet ställs in av bladens böjning.

Om 4-5 timmar kommer hela enheten att monteras. En sådan vindgenerator räcker för att fullt ut driva ett hus eller stuga på landet.

Öka energiproduktionen

Observera att en ökning av masthöjden till 18-26m ökar den genomsnittliga årliga vindhastigheten med 15-30%. Energiproduktionen ökar med 1,3-1,5 gånger. Denna teknik används när vindhastigheten är under 4m/s. Den höga masten eliminerar påverkan från träd och byggnader.

Rotordiametern väljs efter den genomsnittliga årliga vindhastigheten. Faktum är att upp till 6-7 m/s är effekten från 3 m rotorn högre än den för 2 m. Vid normala genomsnittliga årshastigheter planar uteffekten ut.

En sådan vindgenerator räcker för att fullt ut driva ett hus eller stuga på landet.

Fördelar och principen för drift av väderkvarnar

En modern vertikal generator är ett av alternativen för alternativ energi för hemmet. Enheten kan omvandla vindbyar till en energiresurs. För korrekt drift behöver den inte ytterligare enheter som bestämmer vindens riktning.

En roterande vindgenerator är mycket lätt att göra med dina egna händer. Naturligtvis kommer han inte fullt ut att kunna ta över tillhandahållandet av en privat storstuga med energi, men han kommer att klara belysningen av uthus, trädgårdsgångar och närområdet perfekt

Den vertikala enheten fungerar på låg höjd.För dess underhåll behövs inte olika anordningar för att säkerställa ett säkert genomförande av reparations- och underhållsarbeten på hög höjd.

Ett minimum av rörliga delar gör vindturbinen mer pålitlig och driftsstabil. Bladens optimala profil och rotorns ursprungliga form ger enheten en hög effektivitetsnivå, oavsett vilken riktning vinden blåser vid varje givet ögonblick.

Små hushållsmodeller består av tre eller fler lätta blad, fångar omedelbart den svagaste vindbyen och börjar rotera så snart vindstyrkan överstiger 1,5 m/s. På grund av denna förmåga överstiger deras effektivitet ofta effektiviteten hos stora installationer som behöver starkare vind.

Generatorn fungerar helt tyst, stör inte ägarna och grannarna, skapar inte skadliga utsläpp till atmosfären och tjänar på ett tillförlitligt sätt i många år och levererar noggrant energi till bostadslokaler.

Den vertikala vindgeneratorn fungerar enligt principen om magnetisk levitation. Under turbinernas rotation genereras impuls- och lyftkrafter samt den faktiska bromskraften. De två första får enhetens blad att snurra. Denna åtgärd aktiverar rotorn och den skapar ett magnetfält som genererar elektricitet.

En väderkvarn med en vertikal rotationsaxel är inte sämre i effektivitet än sina horisontella motsvarigheter. Dessutom gör det inga anspråk på det territoriella läget och fungerar fullt ut på nästan vilken plats som helst som är bekväm för husägare.

Enheten fungerar helt oberoende och kräver inte ingripande av ägarna i processen.

Fördelar med en hemmagjord generator

En hemmagjord generator överträffar en köpt till en mer överkomlig kostnad.Naturligtvis är den ekonomiska sidan viktig, men en gör-det-själv-enhet är en enhet med endast de nödvändiga och angivna kraven.

Det är värt att tänka på att den valda designen direkt påverkar effektiviteten. Så i asynkrona generatorer överstiger effektivitetsförlusterna inte 5%. Den lakoniska designen av sin kropp med skydd av motorn från fukt, smuts minskar behovet av frekvent underhåll. En asynkron generator är mer motståndskraftig mot överspänningar på grund av likriktaren vid utgången, vilket förhindrar skador på ansluten utrustning.

En hemmagjord generator fungerar oavsett avståndet på kraftledningen och ger el under alla förhållanden. Den omvandlar energi med hjälp av en tillgänglig typ av bränsle.

En sådan anordning matar effektivt svetsmaskiner, glödlampor, dator och mobil utrustning med känslighet för spänningsfall. Den har bra prestanda och motoriska resurser.

Enheten är ett bra alternativ till konventionella strömkällor, hjälper till i händelse av ett nödströmavbrott, sparar pengar. Mobil, liten, med enkel design, lätt att reparera - du kan byta ut trasiga delar och sammansättningar på egen hand.

Bland annat har hemlagad en liten storlek, så den kan enkelt installeras även i små rum.

Du kan placera en hemmagjord generator i ett litet rum, på grund av den kompakta designen kräver enheten inte mycket utrymme för sin installation

Beroende på vilken typ av bränsle som används kräver generatorn endast försiktighetsåtgärder under användning.Under driften av en hemmagjord generator är det nödvändigt att observera säkerhetsåtgärder: övervaka de elektriska kablarna, förhindra att de vrids, rör inte bara kablar med händerna, etc.

Under driften av en hemmagjord generator är det nödvändigt att observera säkerhetsåtgärder: övervaka de elektriska kablarna, förhindra att de vrids, rör inte bara kablar med händerna, etc.

Till sist

Med rätt urval av element för en hemmagjord vindgenerator kan du göra en bra modell som förser hela huset med oavbruten spänning.

Om du inte är säker på dina förmågor eller inte har tillräckligt med verktyg kan du köpa en hushållsväderkvarn, vilket lönar sig genom att spara på el. Sådan utrustning blir allt mer populär i dagens ekonomi, den är perfekt för privata hem.

Hemmagjorda vindkraftverk är vanligtvis inte bullriga och pålitliga, men prestandan är mycket lägre än för köpta. Välj och montera utrustning efter eget tycke.

Spara tid: Utvalda artiklar varje vecka via post