Hvordan man laver en vindmøllepark med egne hænder

Indholdet af artiklen

• Vindmølleklassificering
• Fordele og ulemper ved “vindmøller”
• Hjemmelavede vindgeneratorer
• Generaliseret projekt for en hjemmevindturbine
• Om generatorer til “vindmøller” til hjemmet
• Hjemmelavet “vindmølle” med lodret akse
• At fremstille Savonius-rotoren
• Motortilslutning og mastmontage
• Spændingsregulator (simpel oplader)
• Vandret, aksial, blæsende elektrisk installation
• Fremstilling af en vandret aksel “vindmølle”
• Kombinerede vindmøller
• Beregning af kraften i en hjemmevindpark

En af de mest overkommelige muligheder for anvendelse af vedvarende energikilder er brugen af ​​vindenergi. Hvordan man uafhængigt foretager en beregning, samler og installerer en vindmølle, skal du læse denne artikel.

Vindmølleklassificering

Installationer er klassificeret ud fra følgende vindmøllekriterier:

• placeringen af ​​rotationsaksen;
• antal knive;
• element materiale;
• skruehældning.

Vindmøller har som regel et design med en vandret og lodret rotationsakse.

Vandret-akse version – propelldesign med en, to, tre eller flere klinger. Dette er den mest almindelige version af luftkraftværker på grund af dens høje effektivitet..

Udførelse med en lodret akse – ortogonale og karruselstrukturer på eksemplet med Darrieus og Savonius rotorer. De to sidste koncepter bør afklares, da begge har en vis betydning i design af vindgeneratorer..

Darrieus-rotoren er en ortogonal udformning af en vindmølle, hvor aerodynamiske knive (to eller flere) er placeret symmetrisk til hinanden i en bestemt afstand og er monteret på radiale bjælker. En temmelig kompleks version af vindmøllen, der kræver omhyggelig aerodynamisk udførelse af knivene.

Savonius-rotoren er en vindmølle-konstruktion af karruseltypen, hvor to halvcylindriske klinger er placeret på hinanden og danner en sinusform som en helhed. Strukturenes effektivitet er lav (ca. 15%), men det kan næsten fordobles, hvis knivene ikke er horisontalt placeret i bølgeretningen, men lodret og anvender et flerstrenget design med en vinkelforskyvning af hvert par knive i forhold til andre par.

Fordele og ulemper ved “vindmøller”

Fordelene ved disse enheder er åbenlyse, især når de anvendes til hjemlige forhold. Brugere af “vindmøller” får faktisk muligheden for at gengive gratis elektricitet bortset fra de små omkostninger ved konstruktion og vedligeholdelse. Ulemperne ved vindmøller er imidlertid også tydelige..

Så for at opnå en effektiv drift af installationen, skal betingelserne for stabiliteten af ​​vindstrømmene være opfyldt. En person kan ikke skabe sådanne betingelser. Dette er rent naturens privilegium. En anden, men allerede teknisk ulempe, er den lave kvalitet af den producerede elektricitet, som et resultat heraf er det nødvendigt at supplere systemet med dyre elektriske moduler (multiplikatorer, opladere, batterier, omformere, stabilisatorer).

Fordelene og ulemperne med hensyn til funktionerne i hver af vindmølleændringerne, måske, er balance ved nul. Hvis horisontale aksiale modifikationer har en høj effektivitetsværdi, kræver de for stabil drift brug af vindstrømningsregulatorer og beskyttelsesanordninger mod orkanvind. Lodrette-aksiale modifikationer har lav effektivitet, men de fungerer stabilt uden en vindretningssporingsmekanisme. På samme tid er sådanne vindmøller kendetegnet ved et lavt støjniveau, udelukker virkningen af ​​”løbsk” i forhold til stærk vind, og er ret kompakte.

Hjemmelavede vindgeneratorer

At lave en “vindmølle” med dine egne hænder er en helt løselig opgave. Desuden vil en konstruktiv og rationel tilgang til erhvervslivet bidrage til at minimere de uundgåelige økonomiske udgifter. Først og fremmest er det værd at tegne et projekt, gennemføre de nødvendige balancerings- og effektberegninger. Disse handlinger garanterer ikke kun en vellykket bygning af vindmølleparken, men også garanti for at opretholde integriteten af ​​alt købte udstyr..

Det anbefales at starte med konstruktionen af ​​en mikro-vindmølle med en kapacitet på flere titalls watt. I fremtiden vil de opnåede erfaringer hjælpe med at skabe en mere magtfuld struktur. Når du opretter en vindmøllegenerator, skal du ikke fokusere på at skaffe elektricitet af høj kvalitet (220 V, 50 Hz), da denne mulighed kræver betydelige økonomiske investeringer. Det er klogere at begrænse brugen af ​​den oprindeligt opnåede elektricitet, som med succes kan bruges uden konvertering til andre formål, for eksempel til at understøtte varme- og varmtvandsforsyningssystemer bygget på elektriske varmeapparater (TEN) – sådanne enheder kræver ikke en stabil spænding og frekvens. Dette gør det muligt at oprette et simpelt kredsløb, der fungerer direkte fra generatoren..

Mest sandsynligt vil ingen hævde, at opvarmning og varmt vandforsyning i huset er mindre vigtig for husholdningsapparater og belysningsanordninger, for hvilke der ofte søges strøm til at installere hjemmevindturbiner. Enheden til en vindmølle specielt med det formål at forsyne huset med varme og varmt vand er minimale omkostninger og enkelhed i design.

Generaliseret projekt for en hjemmevindturbine

Strukturelt set er hjemmeprojektet stort set det samme som en industriel installation. Det er sandt, at husholdningsløsninger ofte er baseret på lodrette aksiale vindmøller og er udstyret med lavspændings-DC-generatorer. Sammensætningen af ​​modulerne i et husholdningsvindmølle forudsat, at der opnås elektricitet af høj kvalitet (220 V, 50 Hz):

• vindmølle;
• vindorientering enhed;
• multiplikator;
• Jævnstrømsgenerator (12V, 24V);
• batteriopladningsmodul;
• genopladelige batterier (lithium-ion, lithium-polymer, bly-syre);
• konvertering af DC-spænding 12 V (24 V) til vekselstrømspænding 220 V.

Vindgenerator PIC 8-6 / 2.5

Hvordan det virker? Lige. Vinden drejer vindmøllen. Momentet overføres via en multiplikator til DC-generatorens aksel. Den energi, der modtages ved generatorudgangen via opladningsmodulet, akkumuleres i batterierne. Fra batteripolerne leveres en konstant spænding på 12 V (24 V, 48 V) til konverteren, hvor den omdannes til en spænding, der er egnet til at drive elektriske husholdningsnetværk.

Om generatorer til “vindmøller” til hjemmet

De fleste af husholdningskonstruktionerne i vindmøller er som regel designet med lavhastigheds DC-motorer. Dette er den enkleste generatorindstilling, der ikke kræver opgraderinger. Optimal – elektriske motorer med permanente magneter, designet til en forsyningsspænding på ca. 60-100 volt. Der er en praksis med at bruge bilgeneratorer, men i et sådant tilfælde er introduktionen af ​​en multiplikator nødvendig, da autogeneratorer kun producerer den krævede spænding ved højt (1800-2500) omdr./min. En af de mulige muligheder er rekonstruktion af en asynkron vekselstrømsmotor, men den er også ret kompliceret, hvilket kræver nøjagtige beregninger, drejearbejde og installation af neodymmagneter i rotorområdet. Der er en mulighed for en trefaset asynkronmotor med tilslutning af kondensatorer med samme kapacitet mellem faserne. Endelig er der muligheden for at fremstille en generator fra bunden med dine egne hænder. Der er mange instruktioner om denne sag..

Hjemmelavet “vindmølle” med lodret akse

En temmelig effektiv og vigtigst billig prisgenerator kan bygges på basis af Savonius-rotoren. Her betragtes et mikrokraftværk som et eksempel, hvis magt ikke overstiger 20 W. Imidlertid er denne enhed ganske tilstrækkelig til at tilvejebringe elektrisk energi til nogle husholdningsapparater, der opererer fra en spænding på 12 volt..

Sæt af dele:

1. Aluminiumsplade 1,5-2 mm tyk.
2. Plastrør: diameter 125 mm, længde 3000 mm.
3. Aluminiumsrør: diameter 32 mm, længde 500 mm.
4. Jævnstrømsmotor (potentiel generator), 30-60V, 360-450 o / min, for eksempel elmotor model PIK8-6 / 2.5.
5. Spændingsregulator .
6. Batteri.

At fremstille Savonius-rotoren

Tre “pandekager” med en diameter på 285 mm skæres ud af aluminiumspladen. I midten af ​​hver bores der huller til et 32 ​​mm aluminiumsrør. Det viser sig noget som cd’er. To stykker på 150 mm lange skæres fra plastrøret og skæres i det halve på langs. Resultatet er fire halvcirkelformede klinger 125×150 mm. Alle tre “kompakte skiver” af aluminium sættes på et 32 ​​mm rør og fastgøres i en afstand af 320, 170, 20 mm fra det øverste punkt strengt vandret og danner to lag. Blade indsættes mellem skiverne, to stykker pr. Lag og fastgøres stramt mod hinanden og danner en sinusform. I dette tilfælde forskydes knivene i det øverste niveau i forhold til knivene i det nederste lag med en vinkel på 90 grader. Resultatet er en fire-bladet Savonius-rotor. Til fastgørelseselementer kan du bruge nitter, skruer, hjørner eller anvende andre metoder.

Motortilslutning og mastmontage

DC-motorens aksel med ovenstående parametre har normalt en diameter på højst 10–12 mm. For at forbinde motorakslen til vindmøllens rør presses en messingbøsning med den krævede indre diameter ind i den nedre del af røret. Der bores et hul gennem væggen i røret og bøsningen, og en gevind skæres for at skrue låseskruen i. Dernæst sættes vindmøllerøret på generatorakslen, hvorefter forbindelsen fastgøres med en låseskrue.

Resten af ​​plastrøret (2800 mm) er masten på vindmøllen. Generatorsættet med Savonius-hjulet er monteret øverst på masten – det indsættes blot i røret, indtil det stopper. Som stop bruges et metalskiven dæksel fast på motorens forende med en diameter, der er lidt større end mastens diameter. Huller bores i periferien af ​​dækslet for at fastgøre fyrledningerne. Da diameteren på det elektriske motorhus er mindre end den indvendige diameter af røret, anvendes afstandsstykker eller stop til at justere generatoren i midten. Kablet fra generatoren føres inden i røret og ud gennem vinduet i bunden. Under installationen er det nødvendigt at tage hensyn til konstruktionen af ​​generatorens beskyttelse mod fugt ved hjælp af tætningspakninger. For at beskytte mod nedbør kan der igen installeres en paraplyhætte over forbindelsen mellem vindmøllens rør og generatorakslen..

Installation af hele strukturen udføres i et åbent, godt ventileret område. Et hul på 0,5 meter dybt graves under masten, den nedre del af røret sænkes ned i hullet, strukturen udjævnes med strækmærker, hvorefter hullet er fyldt med beton.

Spændingsregulator (simpel oplader)

En fremstillet vindgenerator er som regel ikke i stand til at levere en spænding på 12 volt på grund af dens lave hastighed. Vindmøllens maksimale rotationsfrekvens ved en vindhastighed på 6–8 m / s. når en værdi på 200-250 o / min. Ved udgangen er det muligt at få en spænding i størrelsesordenen 5-7 volt. Opladning af batteriet kræver en spænding på 13,5-15 volt. Vejen ud er at bruge en simpel impulsspændingsomformer monteret for eksempel på basis af LM2577ADJ spændingsregulator. Ved at påføre 5 volt DC på konverterens indgang opnås 12-15 volt ved udgangen, hvilket er helt nok til at oplade et bilbatteri.

Klar spændingsomformer til LM2577

Denne mikrovindgenerator kan bestemt forbedres. Forøg turbinekraften, skift mastemateriale og højde, tilføj DC-til-AC-konverter osv..

Vandret, aksial, blæsende elektrisk installation

Sæt af dele:

1. Plastrør med en diameter på 150 mm, en aluminiumsplade 1,5-2,5 mm tyk, en træblok 80×40 1 m lang, VVS: flange – 3, hjørne – 2, tee – 1.
2. DC-elektrisk motor (generator) 30-60 V, 300-470 o / min.
3. Hjulskive til en motor med en diameter på 130-150 mm (aluminium, messing, tekstolit osv.).
4. Stålrør med en diameter på henholdsvis 25 mm og 32 mm og en længde på henholdsvis 35 mm og 3000 mm.
5. Batteriopladningsmodul.
6. Batterier.
7. Spændingsomformer 12 V – 120 V (220 V).

Fremstilling af en vandret aksel “vindmølle”

Der kræves et plastrør for at fremstille vindmøller. Et stykke af et sådant rør, 600 mm langt, skæres i længderetningen i fire identiske segmenter. Til en vindmølle kræves der tre klinger, der er fremstillet af de resulterende segmenter ved at skære en del af materialet diagonalt langs hele længden, men ikke nøjagtigt fra hjørne til hjørne, men fra det nederste hjørne til det øverste hjørne med en let forskydning fra sidstnævnte. Behandlingen af ​​den nedre del af segmenterne reduceres til dannelsen af ​​et fastgørelsesblad på hvert af de tre segmenter. For at gøre dette skæres en firkant med en størrelse på ca. 50×50 mm langs den ene kant, og den resterende del fungerer som et fastgørelsesblad.

Vindmøllens klinger er fastgjort på hjulskiven ved hjælp af bolteforbindelser. Remskiven monteres direkte på akslen på DC motorgeneratoren. En simpel trækloss med et snit på 80×40 mm og en længde på 1 m bruges som vindmøllens chassis.Generatoren monteres i den ene ende af træklossen. I den anden ende af stangen er en “hale” monteret, lavet af et aluminiumsark. I bunden af ​​stangen er der monteret et 25 mm metalrør, designet til at spille rollen som en roterende aksel. Et tre meter metalrør 32 mm bruges som mast. Den øverste af masten er den svingende bøsning, hvor vindmøllen er indsat. Maststøtten er lavet af et ark med tyk krydsfiner. På denne understøtning, i form af en skive med en diameter på 600 mm, er der konstrueret en struktur fra VVS-dele, takket være hvilken mast let kan hæves eller sænkes, eller monteres – demonteres. Strækmærker bruges til at fastgøre masten.

Al elektronik fra vindmøllen er monteret i et separat modul, hvis grænseflade giver mulighed for tilslutning af batterier og forbrugsbelastning. Modulet inkluderer en batteriopladningskontrol og en spændingskonverter. Sådanne enheder kan samles uafhængigt med relevant erfaring eller købes på markedet. Der findes mange forskellige løsninger på markedet for at opnå de ønskede udgangsspændinger og -strømme..

Kombinerede vindmøller

Kombinerede vindmøller er en seriøs mulighed for et hjemmenergimodul. Kombinationen involverer faktisk en kombination af en vindgenerator, solbatteri, diesel eller benzin kraftværk i et enkelt system. Du kan kombinere på alle måder, baseret på dine evner og behov. Når der er en mulighed – tre i én, er det naturligvis den mest effektive og pålidelige løsning..

Under kombinationen af ​​vindmøller er det planlagt at oprette vindkraftværker, der inkluderer to forskellige ændringer på én gang. F.eks. Når Savonius-rotoren og den traditionelle tre-bladsmaskine fungerer i et bundt. Den første turbin kører med lav vindhastighed og den anden kun på nominel. Således bevares installationens effektivitet, uberettigede energitab udelukkes, og i tilfælde af asynkrone generatorer kompenseres reaktive strømme.

Kombinerede systemer er teknisk komplekse og dyre muligheder for hjemmepraksis.

Beregning af kraften i en hjemmevindpark

For at beregne effekten af ​​en vandgenerator med en vandret akse kan du bruge standardformlen:

• N = pS V3 / 2
• N – installationskraft, W
• p – lufttæthed (1,2 kg / m.)³)
• S – sprængt område, m²
• V – vindhastighed, m / s

F.eks. Er kraften i en installation med en maksimal klingeomfang på 1 meter med en vindhastighed på 7 m / s:

• N = 1,2 1 343/2 = 205,8 W

En omtrentlig beregning af vindmøllens effekt oprettet på basis af Savonius-rotoren kan beregnes ved hjælp af formlen:

• N = p RH V3
• N – installationskraft, W
• R – pumpehjulets radius, m
• V – vindhastighed, m / s

For eksempel til design af et vindkraftværk med en Savonius-rotor nævnt i teksten, er kraftværdien ved en vindhastighed på 7 m / s. vil være:

• N = 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W

Lignende poster:

1. Hvordan man laver en bue ud af et satinbånd med egne hænder med fotos og videoer Lær, hvordan du kan lave en smuk bue ud af et satinbånd med dine egne hænder! Se fotos og videoer og få et detaljeret, trin-for-trin-visuelt tutorial for at få fart...
2. Hvordan man laver sæbe derhjemme med egne hænder. Opskrifter trin for trin med et foto Gør dine egne hjemmelavede sæber med denne trinvise vejledning! Få trin-for-trin-opskrifter og fotos for at gøre det nemmere for dig. Find de bedste ingredienser og kombinationer for enkle, personlige og...
3. Ansigtsmaling til børn – ideer til tegninger med fotos. Hvordan man laver et ansigtsmaleri til et barn med egne hænder for begyndere Ansigtsmaling er en sjov og kreativ aktivitet for børn. Lær hvordan man laver et flot ansigtsmaleri til dit barn med egne hænder ved hjælp af nogle enkle trin og alsidige...
4. Hvordan man laver en kælder med ventilation i landet med egne hænder Med de rigtige værktøjer og de rette færdigheder kan du selv bygge en velventileret kælder i landet med egne hænder. Dette giver dig fordele som kontrol med kvaliteten af arbejdet,...

Læs mere  Varmekabel: rækkevidde, typer, installation