Vindkraftsgeneratorer för hemmabruk

Vi designar en vindgenerator själva

behövs bara, enhetsdiagram,

En beskrivning av arbetet med alla diagram, ritningar och steg-för-steg-instruktioner (ibland även med ett foto) kommer att ges till dig av vilken sökmotor som helst. Men skynda dig inte att komma igång med de första instruktionerna som kommer över. Det är bättre att först studera principen för drift och montering av flera strukturer i detalj, välja den som passar dig när det gäller kraft, tillgänglighet av delar och tillverkningskomplexitet, och först därefter börja arbeta.

Så i varje hemgjord väderkvarn bör det vara:

• blad;
• generator;
• mast;
• samt en installation som omvandlar elektrisk ström.

Var och en av dessa delar kan göras oberoende eller göras om från en befintlig. Så till exempel att göra blad passar pvc-rör eller aluminium. Det finns också system för att göra dem av trä eller glasfiber. Alla dessa metoder för tillverkning av blad är lämpliga för horisontella väderkvarnar, som rekommenderas av experter för en hemmagjord väderkvarn i hemmet eller på landet. Bladen på den vertikala enheten är lätta att göra från en plast- eller metalltunna.

Det finns också många sätt att göra en generator. En av de vanligaste är en skivgenerator självmonterad på basis av neodymmagneter. Dess nackdel är det höga priset på magneter och deras stora antal, medan fördelen är enkel montering.

Ett annat sätt är att göra om en färdig induktionsmotorgenerator. I det här fallet räcker det att skärpa rotorn och spola tillbaka statorspolarna. Den sista är den svåraste delen av processen. Det är dock ganska genomförbart hemma.

Ett stålrör med en längd på minst fem och en halv meter kommer att fungera som mast.

Monteringen av delar till en enda struktur utförs enligt schemat, vilket är lätt att hitta med hjälp av sökmotorer. Huvudsaken är att kunna förstå det.

Att montera ett vindturbin med egna händer är naturligtvis en uppgift som inte alla kan göra. Det är mycket lättare för någon att köpa det än att förstå processen att limma neodymmagneter eller återlinda statorspolar.

Hur man väljer en vindkraftspark

Huvudparametern för en vindkraftspark är dess kraft.Man måste komma ihåg att den når sitt toppvärde endast vid maximal rotationshastighet. Och för att uppnå maximal hastighet är det nödvändigt att tillhandahålla en lämplig installationshöjd för väderkvarnen och välja en modell med det optimala antalet blad. I de flesta fall stannar konsumenterna vid trebladsmodeller. Om du väljer en modell med en kapacitet på 3 kW, så räcker detta för de flesta behov.

För en familj på fyra är den månatliga elförbrukningen cirka 350-400 kW - vägleds av denna siffra och förbrukningen av elektriska hushållsapparater.

Förutom väderkvarnar råder vi dig att även titta närmare på solpaneler. Beroende på klimat och geografiska förhållanden kan denna typ av energiproduktion vara ännu mer lönsam.

Om energin från vindkraftsparken inte bara kommer att användas på belysning och drift av hushållsapparater med låg effekt, kommer en kraftfullare modell att krävas. Detta är relevant när användning av mikrovågsugnar, många frysar, elektriska ugnar och andra elektriska apparater. Men för matlagning är det bättre att använda gasutrustning som går på flytande gas.

Låt oss prata om tillverkare - vindkraftverk från Europa, i synnerhet från Tyskland och Österrike, är i störst efterfrågan. Ägarrecensioner säger att det är här som de mest pålitliga och hållbara enheterna tillverkas som kan hålla i upp till 30-40 år. Rysktillverkade väderkvarnar är också efterfrågade - de är överkomliga. När det gäller kinesiska produkter är de inte bara billiga, utan inte heller de mest pålitliga.

Typer av vindkraftverk

Själva generatorn drivs av blad.På grund av dessa blad är vindkraftsparker indelade i två breda kategorier:

• Med en horisontell axel - generatorn här är placerad horisontellt, och bladen är riktade längs vindens huvudriktning. För att få ut maximal energi från vinden är väderkvarnar utrustade med en köl, vilket gör att generatorn med blad vrider sig i riktning mot den kraftigaste strömmen;
• Med en vertikal axel - sådana vindkraftsparker bryr sig inte åt vilket håll vinden blåser.

Det finns väldigt många mönster av väderkvarnar av den mest bisarra formen. Detta beror främst på ett stort antal externa faktorer som väsentligt påverkar effektiviteten i hela systemet.

Vindgeneratorer med horisontell axel är lämpliga för användning där vinden blåser övervägande i en riktning. De kännetecknas av sin låga kostnad, enkel design och ökad kraft. När det gäller modeller med vertikal axel kan de fungera under de svåraste förhållandena, till exempel med ständigt växlande vindriktning. De är dyrare, men deras effektivitet är mindre än för horisontella modeller.

När du väljer en väderkvarn för ett privat hus måste du fokusera på den lokala vindrosen. Om observationer visar närvaron av vindströmmar som ständigt blåser i samma riktning, är det lämpligt att köpa en vindkraftpark med en horisontell axel. Om vinden blåser åt olika håll varje dag bör du spendera pengar och köpa en vertikal väderkvarn.

Vad säger lagen?

Det finns inga lagar som förbjuder användning av vindkraftverk. I alla fall med en effekt på upp till 75 kW.Sådana anordningar likställs med elektriska hushållsinstallationer för vilka det inte krävs tillstånd. Installationer med en kapacitet på mer än 75 kW anses vara industriella och måste certifieras, vilket i hög grad komplicerar användningen.

Problem av annan karaktär är möjliga. Till exempel kan en region ha en begränsning av den tillåtna masthöjden för en väderkvarn. Det finns liknande standarder för installation av master nära flygfält, kraftledningar, strålningsantenner från radiostationer etc. Brott mot regionala regler kan leda till ett domstolsbeslut som helt förbjuder användningen av en väderkvarn eller förordnar att konstruktionens skick ska nå den fastställda normen.

Beskattning

En lika vanlig fråga är beskattningen av vindkraftverk. Här är det nödvändigt att tydligt särskilja syftet för vilket el genereras. Om det blir försäljning ska skatten betalas, men om anläggningen används för eget behov så ges ingen beskattning, eftersom vindavgifter ännu inte har införts.

I sådana fall skulle den korrekta lösningen vara att ignorera sådana påståenden. Låt dem stämma, där de styrker sin sak, om möjligt

Det är viktigt för vindkraftsanvändaren att förstå att han inte bryter mot några regler, användningen av resurser i detta fall kräver inte licensiering, eftersom resursen är outtömlig. Om det inte kommer några klagomål från grannarna är allt i sin ordning, användningen av ett vindkraftverk är helt lagligt

Enheten och funktionerna för att använda en väderkvarn

Vindkraftverk används sällan som de viktigaste källorna till el, men som ett tillägg eller alternativ är de idealiska.

Detta är en bra lösning för stugor, privata hus som ligger i områden där det ofta finns problem med el.

Att montera en väderkvarn från gamla hushållsapparater och metallskrot är en riktig åtgärd för att skydda planeten. Sopor är ett lika akut miljöproblem som miljöföroreningar från förbränningsprodukter av kolväten.

En hemmagjord vindgenerator från en skruvmejsel, en bilgenerator eller en tvättmaskinsmotor kommer att kosta bokstavligen en slant, men det kommer att hjälpa till att spara anständiga belopp på energiräkningen.

Detta är ett bra alternativ för nitiska värdar som inte vill betala för mycket och som är villiga att anstränga sig för att minska kostnaderna.

Ofta används bilgeneratorer för att göra väderkvarnar med sina egna händer. De ser inte lika attraktiva ut som industriella produktionsstrukturer, men de är ganska funktionella och täcker en del av elbehovet.

En vanlig vindgenerator består av flera mekaniska enheter, vars funktion är att omvandla vindrörelseenergi till mekanisk energi och sedan till elektrisk energi. Vi rekommenderar att du tittar på artikeln om vindgeneratorns enhet och dess funktionsprincip.

För det mesta är moderna modeller utrustade med tre blad för att öka effektiviteten och börja arbeta när vindhastigheten når minst 2-3 m/s.

Vindhastigheten är en fundamentalt viktig indikator som kraften i installationen direkt beror på.

Den tekniska dokumentationen för industriella vindkraftverk anger alltid de nominella vindhastighetsparametrarna vid vilka installationen arbetar med maximal effektivitet. Oftast är denna siffra 9-10 m / s.

De främsta fördelarna med vind som energikälla är förnybarhet och outtömlighet. Människor har länge uppfunnit olika enheter som tillåter rationell användning av elementens kraft, och vindgeneratorn är ett av de framgångsrika försöken att stävja vinden

Det finns också parametrar för den maximalt tillåtna vindhastigheten - 25 m/s. Med sådana indikatorer är väderkvarnens effektivitet redan reducerad avsevärt, eftersom. knivarna på installationen ändrar läge. När det kommer till en hemgjord design är det svårt att bestämma dess tekniska egenskaper.

Det är vettigt att fokusera på genomsnittliga indikatorer och beräkna mängden energi som behövs för grundläggande behov.

Om du behöver göra en hemmagjord 220V väderkvarn rekommenderar vi att du läser den detaljerade monteringsanvisningen.

Tillverkare

Idag har produktionen av vindkraftverk etablerats i många länder i världen. På marknaden kan du hitta rysktillverkade modeller och enheter från Kina. Av de inhemska tillverkarna anses följande företag vara de mest populära:

• "Vindljus";
• Rkraft;
• "SKB Iskra";
• "Sapsan-Energy";
• "Vindkraft".

Utländska tillverkare av elgeneratorer är också mycket populära:

• Goldwind - Kina;
• Vestas - Danmark;
• Gamesa - Spanien;
• Suzion - Indien;
• GE Energy - USA;
• Siemens, Enercon - Tyskland.

Det är dock värt att komma ihåg att användningen av sådana vindkraftverk innebär användning av dyra reparationer, såväl som reservdelar, som är nästan omöjliga att hitta i inhemska butiker. Kostnaden för enheter för produktion av el beror vanligtvis på designegenskaper, kapacitet och tillverkare.

Typer av vindkraftsparker

Det finns följande kriterier för att klassificera vindkraftsparker:

1. Antal blad. Vindkraftverk med upp till 4 blad kallas lågbladiga och höghastighets. Med antalet blad från 4 eller fler, flerbladiga och långsamma. Uppdelningen enligt detta kriterium beror på det faktum att ju mindre antalet blad, desto ceteris paribus har vindturbinen ett större antal varv.
2. Märkeffekt. Kriteriet är ganska godtyckligt, men följande gradering tillämpas: upp till 15 kW hushåll (för privata hus, bärbara), 15-100 kW semi-industriell (för små gårdar, butiker, pumpstationer), 100 kW - enheter MW industriell - utformad för att generera energi används ett stort antal konsumenter.
3. Rotationsaxelns riktning. Detta kriterium är det mest grundläggande, eftersom det påverkar väderkvarnens huvudegenskaper:
   • Med en horisontell rotationsaxel. Oftast två eller tre blad, hög hastighet. Fördelarna med sådana enheter inkluderar: hastighet, vilket innebär en enklare generator; högt utnyttjande av vindenergi och som ett resultat högre effektivitet; enkel design. Nackdelarna inkluderar: hög ljudnivå, behovet av en hög mast för installation.
   • Med vertikal rotationsaxel.Det finns många varianter av design - Savonius vindturbiner, Darrieus rotorer, helicoid rotor, flerbladiga vindturbiner. Enligt artikelförfattaren är fördelarna med alla sådana strukturer mycket tveksamma. Dessa enheter har en komplex design, kräver en komplex generator och har en låg vindenergiutnyttjandefaktor (0,18-0,2 mot 0,42 för horisontella). Fördelarna inkluderar låg ljudnivå, möjligheten att installera på låg höjd.

Hemma vindkraftspark AERO E

Vilken spänningsomvandlare att köpa: tillverkare och priser

Invertermarknaden är ganska mättad. Du kan välja en enhet för alla uppgifter och syften. På den inhemska marknaden är både ryska och utländska analoger populära.

Tänk på kostnaden för växelriktare från olika tillverkare:

1. Schweiz. Xtender XTH/XTM/XTS. Pris: från 75 000 till 90 000 rubel.
2. Tyskland. Sunny Island 5048. Pris: 240 000 rubel.
3. Tyskland. "Schnieder Electric Conext XW+ Series". Priset är från 240 000 till 500 000 rubel.
4. Kina. Prosolar PV Hybrid. Pris från 80 000 rubel.
5. Ryssland. KARTA Energia SIN. Pris från 35 000 rubel.

Kostnaden för växelriktaren beror på dess typ, effekt, samt skyddssystem och tillverkningsland.

Om du vill ta emot grön energi utan utrustningsfel och haverier, var noga med att vara uppmärksam på att välja en växelriktare. Det kan inte bara skydda enheter från instabil nätverksdrift, utan också fungera som ett batteri

Beräkna noggrant förbrukningen av apparater, såväl som förbrukningens toppbelastning.Ge företräde åt modeller med en modifierad sinusoid. På så sätt skyddar du alla elektriska apparater i ditt hem.

Hur fungerar en vindgenerator?

För att svara på denna fråga, överväg först dess enhet.

Alla vindkraftverk måste ha:

• blad som roterar under påverkan av vinden och sätter rotorn i rörelse;
• växelströmsgenerator;
• en styrenhet som styr bladen och omvandlar elektriciteten som kommer från generatorn till likström som behövs för att ladda batteriet;
• laddningsbara batterier som kan ackumulera elektricitet och utjämna den;
• inverter - en enhet som omvandlar likström som kommer från batteriet till växelström, från vilken glödlampor lyser, kylskåp, tv-apparater och andra elektriska apparater fungerar;
• en mast som höjer bladen så högt som möjligt över marken.

Funktionsschemat för enheten i den mest förenklade formen kan representeras enligt följande: vinden roterar bladen, vilket i sin tur sätter rotorn i rörelse. Därefter omvandlas den mekaniska energin till elektrisk energi.

Roterande genererar generatorrotorn en trefas växelström, från vilken elektriska apparater inte kan fungera, så den måste omvandlas.

För detta ändamål tillhandahålls en styrenhet i utformningen av väderkvarnen. Det kommer att omvandla strömmen som kommer från generatorn till likström. Från den senare laddas batterier. Genom att passera genom dem kommer strömmen in i växelriktaren, där den får egenskaper som är acceptabla för driften av våra elektriska apparater. Från konstant blir det återigen variabelt, men med indikatorer som redan är bekanta för oss: enfas, med en spänning på 220 V och en frekvens på 50 Hz.

3 Vindkraft - för- och nackdelar

Vid första anblicken har användningen av vindkraftverk för att förse ett privat hus med el inga nackdelar. Tyvärr är det inte det. Under drift avger enheten höga ljud som orsakar obehag för de boende i huset och grannar. I Europa är den tillåtna ljudnivån för vindkraftverk fastställd i lag. Dessutom stoppar européer driften av vindkraftverk under säsongsbetonade flygningar av fåglar (ett annat krav i lagen).

I Ryssland är vindkraftverk fortfarande sällsynta och deras drift begränsas inte av rättsliga lagar. Det är sant, med hänsyn till grannarnas åsikter och nära och kära, installerar ägarna av vindkraftverk dem borta från bostadshus. De flesta av begränsningarna gäller dock äldre modeller. En modern vindgenerator för ett privat hus fungerar nästan tyst.

Den största nackdelen med vindkraftverk är mycket buller under drift.

Nackdelarna mer än uppväger fördelarna med vindkraftverk. För driften av vindkraftverk krävs inget bränsle, och vindenergi kommer att finnas på planeten så länge det finns en atmosfär och solen skiner. Naturligtvis är det lättare att börja använda en bensin- eller dieselgenerator än ett vindturbin. Men väderkvarnen behöver inte tankas regelbundet.

Det finns en omständighet som medför en begränsning av användningen av ett vindkraftverk som huvudkälla för el. I många regioner i Ryska federationen är det omöjligt att garantera den konstanta rörelsen av luftmassor (vindar). Därför fungerar vindkraftverk som regel som en extra energikälla.

Typer av vindkraftverk

Väderkvarnar kan särskiljas genom: - antalet blad; – typ av bladmaterial; – vertikalt eller horisontellt arrangemang av installationsaxeln; - stegversion av bladen.

Genom design delas vindturbiner med antalet blad, en, tvåbladig, trebladig och flerbladig. Närvaron av ett stort antal blad gör att de kan roteras av en mycket liten vind. Bladens design kan delas in i stela och segel. Segling väderkvarnar är billigare än andra, men behöver ofta repareras.

En av typerna av vindkraftverk är horisontella

Vindgeneratorn för vertikalt utförande börjar rotera vid en liten vind. De behöver ingen väderflöjel. Men kraftmässigt är de sämre än väderkvarnar med en horisontell axel. Vindturbinens bladstigning kan vara fast eller variabel. Bladens variabla stigning gör det möjligt att öka rotationshastigheten. Dessa väderkvarnar är dyrare. Vindkraftverk med fast stigning är pålitliga och enkla.

Vertikal generator

Dessa väderkvarnar är billigare att underhålla, eftersom de installeras på låg höjd. De har också färre rörliga delar och är lättare att reparera och tillverka. Detta installationsalternativ är lätt att göra med dina egna händer.

Vertikal vindgenerator

Utformningen av vindgeneratorn med optimala blad och en säregen rotor ger hög effektivitet och är inte beroende av vindens riktning. Vindgeneratorer av vertikal design är tysta. Den vertikala vindgeneratorn har flera typer av utförande.

Ortogonala vindkraftverk

Ortogonal vindgenerator

Sådana väderkvarnar har flera parallella blad, som är installerade på ett avstånd från den vertikala axeln. Driften av ortogonala väderkvarnar påverkas inte av vindens riktning. De är installerade på marknivå, vilket underlättar installation och drift av enheten.

Vindkraftverk baserade på Savonius-rotorn

Vindkraftverk baserade på Savonius-rotorn

Bladen i denna installation är speciella halvcylindrar som skapar ett högt vridmoment. Bland bristerna med dessa väderkvarnar kan man peka ut en stor materialförbrukning och inte hög effektivitet. För att få högt vridmoment med Savonius-rotorn installeras även en Darier-rotor.

Vindkraftverk med Darrieus rotor

Tillsammans med Darrieus-rotorn har dessa enheter ett antal bladpar med en originaldesign för att förbättra aerodynamiken. Fördelen med dessa enheter är möjligheten att installera dem på marknivå.

Helicoid vindgeneratorer.

De är en modifiering av ortogonala rotorer med en speciell konfiguration av bladen, vilket ger en enhetlig rotation av rotorn. Genom att minska belastningen på rotorelementen ökar deras livslängd.

Vindkraftverk baserade på Darrieus-rotorn

Flerbladiga vindturbiner

Flerbladiga vindgeneratorer

Väderkvarnar av denna typ är en modifierad version av ortogonala rotorer. Bladen på dessa installationer är installerade i flera rader. Riktar vindflödet till bladen på den första raden av fasta blad.

Segling vindgenerator

Den största fördelen med en sådan installation är förmågan att arbeta med en liten vind på 0,5 m/s. Segling vindgenerator installeras var som helst, på vilken höjd som helst.

Segling vindgenerator

Bland fördelarna är: låg vindhastighet, snabb respons på vinden, enkel konstruktion, tillgänglighet av material, underhållbarhet, förmågan att göra en väderkvarn med dina egna händer. Nackdelen är risken för brott vid hård vind.

Vindgenerator horisontell

Vindgenerator horisontell

Dessa installationer kan ha ett annat antal blad.

För driften av ett vindturbin är det viktigt att välja rätt vindriktning. Installationens effektivitet uppnås genom en liten attackvinkel för bladen och möjligheten till deras justering

Sådana vindgeneratorer har små dimensioner och vikt.

Grundläggande rekommendationer för beräkning

Motorer

De förra har ferritmagneter, och mer produktiva neodym-magneter krävs. För effektiv drift av den senare krävs stora varv, som väderkvarnen inte kan utveckla.

Självmontering och lindning av lindningar från tillverkaren kräver stor precision och tålamod. Effekten hos en sådan hemmagjord enhet överstiger inte 2-W.

De uppfyller optimalt kraven för enheter som fungerar med ett vertikalt vindhjul och laddar batteriet. Uteffekten kan i detta fall nå 1 kW.

Skruvtillverkning

Den andra består av böjda ljusrör fästa på centralplattan. Bladen, som har en stor vindkraft, är gångjärnsförsedda. Detta eliminerar deras deformation och vikning i kraftiga vindbyar.

Vilken bladform är optimal

Ett av huvudelementen i en vindturbin är en uppsättning blad. Det finns ett antal faktorer förknippade med dessa detaljer som påverkar effektiviteten hos en väderkvarn:

• vikten;
• storleken;
• formen;
• material;
• belopp.

Om du bestämmer dig för att designa blad för en hemmagjord väderkvarn, var noga med att överväga alla dessa parametrar. Vissa tror att ju fler vingar på generatorpropellern, desto mer vindkraft kan man få. Med andra ord, ju fler desto bättre.

Så är dock inte fallet. Varje enskild del rör sig mot luftmotståndet. Således kräver ett stort antal blad på en propeller mer vindkraft för att genomföra ett varv.Dessutom kan för många breda vingar orsaka bildandet av den så kallade "luftkåpan" framför propellern, när luftflödet inte passerar genom väderkvarnen, utan går runt den.

Form betyder mycket. Det beror på skruvens hastighet. Dåligt flöde orsakar virvlar som bromsar vindhjulet

Det mest effektiva är ett enbladigt vindkraftverk. Men att bygga och balansera det med dina egna händer är mycket svårt. Designen är opålitlig, om än med hög effektivitet. Enligt erfarenheten från många användare och tillverkare av väderkvarnar är den trebladiga modellen den mest optimala modellen.

Bladets vikt beror på dess storlek och materialet från vilket det kommer att göras. Storleken måste väljas noggrant, styrd av formlerna för beräkningar. Kanterna bearbetas bäst så att det blir en avrundning på ena sidan, och den motsatta sidan är skarp

Rätt vald bladform för ett vindturbin är grunden för dess goda arbete. För hemgjord är följande alternativ lämpliga:

• segeltyp;
• vingtyp.

Blad av segeltyp är enkla breda remsor, som på en väderkvarn. Denna modell är den mest uppenbara och lätta att tillverka. Dess effektivitet är dock så låg att denna form praktiskt taget inte används i moderna vindkraftverk. Verkningsgraden i detta fall är cirka 10-12%.

En mycket effektivare form är skovelprofilblad. Här är aerodynamikens principer inblandade, som lyfter enorma plan upp i luften. En skruv av denna form är lättare att sätta i rörelse och roterar snabbare. Luftflödet minskar avsevärt motståndet som väderkvarnen möter på sin väg.

Rätt profil ska likna en flygplansvinge. Å ena sidan har bladet en förtjockning, och å andra sidan - en mild nedstigning. Luftmassor strömmar runt en del av denna form mycket smidigt

Effektiviteten hos denna modell når 30-35%. Den goda nyheten är att du kan bygga ett bevingat blad med dina egna händer med ett minimum av verktyg. Alla grundläggande beräkningar och ritningar kan enkelt anpassas till din väderkvarn och du kan njuta av gratis och ren vindenergi utan begränsningar.

Finns det någon fördel att använda?

Många människor är försiktiga med att köpa en vindgenerator, och tror att deras område har en låg vindpotential. Efter att ha läst recensionerna från personer som köpte och installerade detta system för 5 år sedan, är de flesta rädda för att spendera mycket pengar förgäves, samtidigt som de inte får den önskade avkastningen. Men då var dessa enheter i en överkomlig priskategori av mindre kvalitet och pålitliga än de är nu.
Tack vare modern teknik har utvecklingen av alternativ energi av inhemska producenter uppnått goda resultat. Det är säkert att säga att de har blivit mer kraftfulla, pålitliga och har en relativt låg kostnad. Om en person som installerade ett kinesiskt vindkraftverk på 1,5 kW för 4 år sedan försågs med en 3 kW-produkt från en inhemsk tillverkare, skulle han inte bli besviken.

Det finns två hinder för den utbredda användningen av vindenergi: variationen i dess riktning och styrka, samt behovet av att samla energi i frånvaro av vind eller dess låga effekt. Först och främst är det tydligen nödvändigt att betrakta vindgeneratorn som ett av sätten att få ytterligare energi, vilket gör det möjligt att minska förbrukningen av fossilt bränsle.

Det är lönsamt eller inte att använda en vindgenerator i många avseenden, naturligtvis beror på utrustningens effektivitet. Kostnaden för medel, tid, ansträngning för anslutning bör beräknas för varje individ.