Hogyan Készítsünk Szélerőművet Saját Kezűleg

Tartalomjegyzék:

Hogyan Készítsünk Szélerőművet Saját Kezűleg
Hogyan Készítsünk Szélerőművet Saját Kezűleg
Anonim
  • Szélturbina osztályozás
  • A "szélturbinák" előnyei és hátrányai
  • Házi szélgenerátorok

    • Egy otthoni szélturbina általános projektje
    • Az otthoni "szélturbinák" generátorairól
    • Függőleges tengelyű házi "szélmalom"
    • A Savonius rotor elkészítése
    • Motor csatlakoztatása és az árboc rögzítése
    • Feszültségszabályozó (egyszerű töltő)
    • Vízszintes-tengelyes szeles elektromos szerelés
    • Vízszintes tengelyű "szélturbina" gyártása
  • Kombinált szélturbinák
  • Egy otthoni szélerőmű teljesítményének kiszámítása
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Szélturbina osztályozás

A létesítményeket a következő szélturbina-kritériumok alapján osztályozzák:

  • a forgástengely helye;
  • pengék száma;
  • elem anyaga;
  • csavaremelkedés.

A szélturbinák általában vízszintes és függőleges forgástengellyel rendelkeznek.

Vízszintes tengelyű változat - propeller kialakítás egy, kettő, három vagy több pengével. Ez a légerőművek leggyakoribb változata magas hatékonysága miatt.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Végrehajtás függőleges tengellyel - ortogonális és körhinta szerkezetek a Darrieus és a Savonius rotorok példáján. Az utóbbi két fogalmat tisztázni kell, mivel mindkettőnek van bizonyos értéke a szélgenerátorok tervezésében.

A Darrieus rotor ortogonális kialakítású szélturbina, ahol az aerodinamikai lapátok (kettő vagy több) szimmetrikusan helyezkednek el egymástól egy bizonyos távolságban, és radiális gerendákra vannak felszerelve. A szélturbina meglehetősen összetett változata, amely a lapátok gondos aerodinamikai végrehajtását igényli.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

A Savonius rotor körhinta típusú szélturbina kialakítású, ahol két félhengeres lapát egymás mellett helyezkedik el, szinuszos alakot alkotva. A szerkezetek hatékonysága alacsony (kb. 15%), de csaknem megduplázódhat, ha a lapátokat a víz hullámának irányába nem vízszintesen, hanem függőlegesen helyezzük el, és többrétegű kialakítást alkalmazunk, az egyes lapátpárok szögeltolódásával a többi párhoz képest.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

A "szélturbinák" előnyei és hátrányai

Ezen eszközök előnyei nyilvánvalóak, különösen a háztartási körülmények között alkalmazva. A "szélturbinák" felhasználói valóban lehetőséget kapnak az ingyenes villamos energia előállítására, kivéve az építés és a karbantartás kis költségeit. Ugyanakkor a szélturbinák hátrányai is nyilvánvalóak.

Tehát a berendezés hatékony működésének elérése érdekében meg kell felelni a széláramlás stabilitásának feltételeinek. Egy személy nem hozhat létre ilyen feltételeket. Ez pusztán a természet kiváltsága. Egy másik, de már technikai hátrány a megtermelt villamos energia alacsony minősége, aminek következtében drága elektromos modulokkal (szorzókkal, töltőkkel, akkumulátorokkal, átalakítókkal, stabilizátorokkal) kell kiegészíteni a rendszert.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Az előnyök és hátrányok az egyes szélturbinák módosításainak jellemzői tekintetében talán nullán egyensúlyoznak. Ha a vízszintes-tengelyes módosításoknak nagy hatásfokú értéke van, akkor a stabil működéshez széláram-irányító és hurrikán-szél elleni védelmi eszközök használatára van szükség. A függőleges-axiális módosítások alacsony hatékonyságúak, de stabilan működnek szélirány-követő mechanizmus nélkül. Ugyanakkor az ilyen szélturbinákat megkülönbözteti az alacsony zajszint, kizárják az "elszabadult" hatását erős szél esetén, és meglehetősen kompaktak.

Házi szélgenerátorok

A "szélmalom" elkészítése saját kezűleg teljesen megoldható feladat. Ezenkívül az üzleti vállalkozások konstruktív és racionális megközelítése segít minimalizálni az elkerülhetetlen pénzügyi kiadásokat. Először is érdemes vázolni egy projektet, elvégezni a szükséges kiegyensúlyozási és teljesítményszámításokat. Ezek az intézkedések nemcsak a szélerőmű sikeres megépítését garantálják, hanem azt is, hogy az összes megvásárolt berendezés sértetlen marad.

Javasoljuk, hogy egy több tíz watt teljesítményű mikrohelyes szélmalmot építsen. A jövőben a megszerzett tapasztalatok segítenek egy erőteljesebb struktúra létrehozásában. Az otthoni szélgenerátor létrehozásakor nem szabad a jó minőségű villamos energia beszerzésére összpontosítania (220 V, 50 Hz), mivel ez a lehetőség jelentős pénzügyi beruházásokat igényel. Bölcsebb korlátozni az eredetileg kapott villamos energia felhasználását, amelyet átalakítás nélkül más célokra is sikeresen fel lehet használni, például az elektromos fűtőberendezésekre (TEN) épített fűtési és melegvíz-ellátási rendszerek támogatására - az ilyen készülékekhez nincs szükség stabil feszültségre és frekvenciára. Ez lehetővé teszi egy egyszerű áramkör létrehozását, amely közvetlenül a generátorból működik.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Valószínűleg senki nem állítja, hogy a ház fűtése és melegvízellátása kisebb jelentőségű, mint a háztartási gépek és világítóeszközök, amelyekhez gyakran áramellátást keresnek az otthoni szélturbinák telepítéséhez. A szélturbinák készüléke éppen a ház hő- és melegvízellátása céljából a tervezés minimális költsége és egyszerűsége.

Egy otthoni szélturbina általános projektje

Szerkezetileg az otthoni projekt nagyjából megegyezik egy ipari létesítménnyel. Igaz, a háztartási megoldások gyakran függőleges-axiális szélturbinákon alapulnak, és kisfeszültségű egyenáramú generátorokkal vannak felszerelve. A háztartási szélturbina moduljainak összetétele, feltéve, hogy kiváló minőségű villamos energiát kapunk (220 V, 50 Hz)

  • szélturbina;
  • szélirányító eszköz;
  • szorzó;
  • DC generátor (12V, 24V);
  • akkumulátor töltő modul;
  • újratölthető elemek (lítium-ion, lítium-polimer, ólom-sav);
  • 12 V (24 V) egyenfeszültség átalakító 220 V váltakozó feszültségre
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Szélgenerátor PIC 8-6 / 2.5

Hogyan működik? Éppen. A szél megfordítja a szélturbinát. A forgatónyomatékot egy szorzóval továbbítják az egyenáramú generátor tengelyéhez. A töltőmodulon keresztül a generátor kimeneténél kapott energia felhalmozódik az akkumulátorokban. Az akkumulátor pólusaiból egy állandó 12 V (24 V, 48 V) feszültséget táplálnak az átalakítóba, ahol a háztartási elektromos hálózatok áramellátására alkalmas feszültséggé alakítják át.

Az otthoni "szélturbinák" generátorairól

A szélturbinák háztartási szerkezeteinek nagy részét általában alacsony fordulatszámú egyenáramú motorok segítségével tervezik. Ez a legegyszerűbb generátor opció, amely nem igényel frissítést. Optimálisan - állandó mágneses villanymotorok, amelyek körülbelül 60-100 voltos tápfeszültségre lettek tervezve. Van gyakorlat az autógenerátorok használatában, de ilyen esetekben szorzó bevezetésére van szükség, mivel az autogenerátorok csak magas (1800-2500) fordulat / perc sebességgel hozzák létre a szükséges feszültséget. Az egyik lehetséges lehetőség az aszinkron váltakozó áramú motor rekonstrukciója, de meglehetősen összetett is, pontos számításokat igényel, esztergálási munkát, neodímium mágnesek telepítését a rotor területére. Lehetőség van egy háromfázisú aszinkron motorra, azonos fázisú kondenzátorok csatlakoztatásával a fázisok között. Végül lehetőség van arra, hogy saját kezűleg készítsen egy generátort a semmiből. Nagyon sok utasítás van erről a témáról.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Függőleges tengelyű házi "szélmalom"

A Savonius rotor alapján meglehetősen hatékony és ami a legfontosabb, olcsó szélgenerátor építhető. Itt egy mikroerőművet tekintenek példának, amelynek teljesítménye nem haladja meg a 20 W-ot. Ez a készülék azonban elégséges például ahhoz, hogy elektromos energiát nyújtson egyes háztartási készülékekhez, amelyek 12 voltos feszültségről működnek.

Alkatrészkészlet:

  1. 1,5–2 mm vastag alumínium lemez.
  2. Műanyag cső: átmérő 125 mm, hossz 3000 mm.
  3. Alumínium cső: átmérő 32 mm, hossz 500 mm.
  4. DC motor (potenciálgenerátor), 30-60V, 360-450 fordulat / perc, például PIK8-6 / 2,5 villanymotor.
  5. Feszültségszabályozó.
  6. Akkumulátor.

A Savonius rotor elkészítése

Az alumínium lapból három 285 mm átmérőjű "palacsintát" vágnak ki. Mindegyik közepén lyukakat fúrnak egy 32 mm-es alumínium csőhöz. Kiderült valami CD-hez hasonló. Két 150 mm hosszú darabot vágnak ki a műanyag csőből, és hosszában kettévágják. Az eredmény négy félkör alakú, 125x150 mm méretű penge. Mindhárom alumínium "kompaktlemezt" egy 32 mm-es csőre helyezzük, és a felső ponttól 320, 170, 20 mm távolságra, szigorúan vízszintesen rögzítjük, két szintet alkotva. A korongok közé pengéket helyeznek, darabonként két darabot, és szigorúan egymáshoz rögzítve szinuszoidot képeznek. Ebben az esetben a felső réteg pengéi az alsó réteg pengéihez képest 90 fokos szögben elmozdulnak. Az eredmény egy négylapú Savonius rotor. Az elemek rögzítéséhez használhat szegecseket, csavarokat, sarkokat vagy más módszereket alkalmazhat.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Motor csatlakoztatása és az árboc rögzítése

A fenti paraméterekkel rendelkező egyenáramú motorok tengelyének átmérője általában nem haladja meg a 10–12 mm-t. A motor tengelyének a szélturbina csőhöz való csatlakoztatásához a cső alsó részébe a kívánt belső átmérőjű sárgaréz perselyt nyomják. A cső falán és a hüvelyen lyukat fúrnak, és egy menetet vágnak a reteszelő csavar becsavarásához. Ezután a szélturbina csövet helyezzük a generátor tengelyére, amely után a csatlakozást egy rögzítőcsavarral mereven rögzítjük.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

A műanyag cső többi része (2800 mm) a szélturbina árboca. A Savonius kerékkel ellátott generátor az árboc tetejére van felszerelve - egyszerűen beillesztik a csőbe, amíg le nem áll. Megállóként egy fém tárcsafedelet használnak, amely a motor elülső végére van rögzítve, és amelynek átmérője valamivel nagyobb, mint az árboc átmérője. A fedél kerületén lyukakat fúrnak, hogy rögzítsék a srác vezetékeit. Mivel az elektromotor házának átmérője kisebb, mint a cső belső átmérője, távtartókat vagy ütközőket használnak a generátor középre igazításához. A generátortól érkező kábelt a cső belsejében és az alján lévő ablakon keresztül vezetik át. A telepítéskor figyelembe kell venni a generátor nedvesség elleni védelmének kialakítását, tömítő tömítések segítségével. Ismét a csapadék elleni védelem érdekében,a szélturbina cső és a generátor tengelyének csomópontja felett esernyősapkát szerelhet fel.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

A teljes szerkezet telepítése nyílt, jól szellőző helyen történik. Az árboc alá 0,5 méter mély lyukat ásnak, a cső alsó részét leeresztik a lyukba, a szerkezetet sráckötelekkel szintezik, majd betöltötték a lyukat.

Feszültségszabályozó (egyszerű töltő)

A gyártott szélgenerátor általában nem képes 12 volt feszültség leadására alacsony sebessége miatt. A szélturbina maximális forgási frekvenciája 6–8 m / s szélsebesség mellett. eléri a 200-250 fordulat / perc értéket. A kimeneten 5-7 volt nagyságrendű feszültséget lehet elérni. Az akkumulátor feltöltéséhez 13,5-15 volt feszültség szükséges. A kiút egy egyszerű impulzusfeszültség-átalakító használata, amelyet például az LM2577ADJ feszültségszabályozó alapján szereltek össze. Az átalakító bemenetére 5 volt egyenfeszültséget alkalmazva 12-15 voltot kapunk a kimeneten, ami elég elegendő egy autó akkumulátorának feltöltéséhez.

Feszültség transzformátor
Feszültség transzformátor

Kész feszültségváltó LM2577-hez

Ez a mikroszélgenerátor minden bizonnyal javítható. Növelje a turbina teljesítményét, változtassa meg az árboc anyagát és magasságát, adjon hozzá egy DC-AC átalakítót stb.

Vízszintes-tengelyes szeles elektromos szerelés

Alkatrészkészlet:

  1. Műanyag cső 150 mm átmérőjű, alumíniumlemez 1,5–2,5 mm vastag, fatuskó 80x40 1 m hosszú, vízvezeték: karima - 3, sarok - 2, póló - 1.
  2. DC villanymotor (generátor) 30-60 V, 300-470 ford / perc.
  3. Keréktárcsa 130–150 mm átmérőjű motorhoz (alumínium, sárgaréz, textolit stb.).
  4. Acélcsövek átmérője 25 mm és 32 mm, hossza pedig 35 mm, illetve 3000 mm.
  5. Töltő modul az akkumulátorokhoz.
  6. Elemek.
  7. Feszültségátalakító 12 V - 120 V (220 V).

Vízszintes tengelyű "szélturbina" gyártása

A szélturbina lapátok készítéséhez műanyag csőre van szükség. Egy ilyen, 600 mm hosszú cső darabját hosszában négy azonos szakaszra vágják. A szélmalomhoz három pengére van szükség, amelyek a kapott szegmensekből úgy készülnek, hogy az anyag egy részét átlósan, a teljes hosszában vágják, de nem pontosan saroktól sarokig, hanem az alsó saroktól a felső sarokig, az utóbbitól kissé eltolva. A szegmensek alsó részének feldolgozása a rögzített szirom kialakulásához csökken mindhárom szegmensen. Ehhez az egyik szélén körülbelül 50x50 mm méretű négyzetet vágnak, a fennmaradó rész pedig rögzítő sziromként szolgál.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

A szélturbina lapátjait csavarozott csatlakozásokkal rögzítik a keréktárcsához. A szíjtárcsa közvetlenül az egyenáramú motor - generátor tengelyére van felszerelve. A szélturbina alvázaként egy egyszerű, 80x40 mm keresztmetszetű és 1 m hosszú fatáblát használnak, a generátort a fatömb egyik végére telepítik. A rúd másik végén egy alumíniumlemezből készült „farok” van felszerelve. A rúd alján egy 25 mm-es fémcső van rögzítve, amelynek célja a forgótengely szerepének eljátszása. Három méteres, 32 mm-es fémcsövet használnak árbocként. Az árboc teteje a megfordító persely, ahová a szélturbina csőjét behelyezik. Az árboctartó vastag rétegelt lemezből készül. Ezen a támaszon 600 mm átmérőjű tárcsa formájában a vízvezeték-alkatrészekből egy szerkezet van összeállítva,ennek köszönhetően az árboc könnyen emelhető vagy süllyeszthető, vagy felszerelhető - szétszerelhető. Stretch nadrágtartókat használnak az árboc rögzítésére.

A szélturbina összes elektronikája külön modulba van felszerelve, amelynek interfésze biztosítja az akkumulátorok és a fogyasztói terhelés csatlakoztatását. A modul tartalmaz egy akkumulátor töltésszabályozót és egy feszültségváltót. Az ilyen eszközök releváns tapasztalatok alapján önállóan összeállíthatók, vagy a piacon megvásárolhatók. A piacon sokféle megoldás érhető el a kívánt kimeneti feszültség és áram elérésére.

Kombinált szélturbinák

A kombinált szélturbinák komoly lehetőséget jelentenek az otthoni energiamodul számára. Valójában a kombináció magában foglalja a szélgenerátor, a napelem, a dízel- vagy a benzinerőmű egyetlen rendszerben való egyesítését. Minden szempontból kombinálhat, képességei és igényei alapján. Természetesen, ha van három az egyben lehetőség, ez a leghatékonyabb és legmegbízhatóbb megoldás.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

A szélturbinák kombinációja keretében szélerőművek létrehozását tervezik, amelyek egyszerre két különböző módosítást tartalmaznak. Például, amikor a Savonius rotor és a hagyományos háromlapú gép egy csomagban működik. Az első turbina alacsony szélsebességgel működik, a második csak névleges. Így megmarad a berendezés hatékonysága, kizárják az indokolatlan energiaveszteségeket, aszinkron generátorok esetén pedig a reaktív áramokat kompenzálják.

A kombinált rendszerek technikailag összetettek és költségesek az otthoni gyakorlat számára.

Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg
Hogyan készítsünk szélerőművet saját kezűleg

Egy otthoni szélerőmű teljesítményének kiszámítása

A vízszintes tengelyű szélgenerátor teljesítményének kiszámításához használhatja a szokásos képletet:

  • N = p S V3 / 2
  • N - telepítési teljesítmény, W
  • p - légsűrűség (1,2 kg / m 3)
  • S - fújt terület, m 2
  • V - szélsebesség, m / s

Például egy legfeljebb 1 méteres fűrésszel és 7 m / s szélsebességű berendezés teljesítménye a következő lesz:

N = 1,2-1343/2 = 205,8 W

A Savonius rotor alapján létrehozott szélturbina teljesítményének hozzávetőleges számítása a következő képlet segítségével számolható:

  • N = p R H V3
  • N - telepítési teljesítmény, W
  • R - járókerék sugara, m
  • V - szélsebesség, m / s

Például a szövegben említett Savonius rotorral rendelkező szélerőmű tervezéséhez a teljesítmény értéke 7 m / s szélsebesség mellett. lesz:

Ajánlott: