Činnost jednotlivců i celého dnešního lidstva je bez elektřiny téměř nemožná. Bohužel rychle rostoucí spotřeba ropy a plynu, uhlí a rašeliny vede ke snižování zásob těchto zdrojů na planetě. Co se dá dělat, když pozemšťané ještě tohle všechno mají? Právě rozvoj energetických komplexů může podle závěrů odborníků vyřešit problémy světových ekonomických a finančních krizí. Proto je nejrelevantnější hledání a používání zdrojů energie bez paliva.
Obnovitelné, udržitelné, zelené
Možná nemá cenu připomínat, že všechno nové je dobře zapomenuté staré. Lidé se naučili využívat sílu říčního proudu a rychlost větru k získávání mechanické energie po velmi dlouhou dobu. Slunce nám ohřívá vodu a hýbe auty, krmí vesmírné lodě. Kola, instalovaná v korytech potoků a říček, dodávala vodu do polí již ve středověku. Jeden větrný mlýn by mohl poskytnout mouku několika okolním vesnicím.
V tuto chvíli nás zajímá jednoduchá otázka: jak zajistitváš domov s levným světlem a teplem, jak si vyrobit větrný mlýn vlastníma rukama? Výkon 5 kW nebo o něco méně, hlavní je, že můžete svůj domov zásobovat proudem pro provoz elektrických spotřebičů.
Je zajímavé, že na světě existuje klasifikace budov podle úrovně efektivity zdrojů:
- konvenční, postaveno před lety 1980-1995;
- s nízkou a ultranízkou spotřebou energie – až 45–90 kWh na 1 kV/m;
- pasivní a energeticky nezávislé, přijímající proud z obnovitelných zdrojů (tento problém můžete vyřešit například instalací rotačního větrného generátoru (5 kW) vlastníma rukama nebo systémem solárních panelů);
- energeticky aktivní budovy, které vyrábějí více elektřiny, než potřebují, získávají peníze tím, že je dávají prostřednictvím sítě dalším spotřebitelům.
Ukazuje se, že vlastní domácí ministanice instalované na střechách a ve dvorech mohou nakonec konkurovat velkým dodavatelům elektřiny. A vlády různých zemí všemi možnými způsoby podporují vytváření a aktivní využívání alternativních zdrojů energie.
Jak určit ziskovost vlastní elektrárny
Výzkumníci prokázali, že rezervní kapacita větrů je mnohem větší než všechny nahromaděné staleté zásoby paliva. Mezi způsoby, jak získat energii z obnovitelných zdrojů, mají větrné mlýny zvláštní místo, protože jejich výroba je jednodušší než výroba solárních panelů. Ve skutečnosti lze větrný generátor o výkonu 5 kW sestavit vlastníma rukama a mít potřebnékomponenty, včetně magnetů, měděného drátu, překližky a kovu čepele.
Znalci říkají, že struktura nejen správné formy, ale také postavená na správném místě se může stát produktivní, a tedy ziskovou. To znamená, že je nutné vzít v úvahu přítomnost, stálost a rovnoměrnou rychlost proudění vzduchu v každém jednotlivém případě a dokonce i v určité oblasti. Pokud je v oblasti pravidelně klid, klidné a klidné dny, instalace stožáru s generátorem nepřinese žádnou výhodu.
Než začnete vyrábět větrný mlýn vlastníma rukama (5 kW), musíte zvážit jeho model a vzhled. Od slabého provedení neočekávejte velký energetický výkon. A naopak, když v zemi potřebujete napájet jen pár žárovek, nemá smysl stavět obrovský větrný mlýn vlastníma rukama. 5 kW je dostatečný výkon pro zajištění elektřiny pro téměř celý osvětlovací systém a domácí spotřebiče. Bude stálý vítr - bude světlo.
Jak vyrobit větrnou turbínu vlastníma rukama: sled akcí
Na místě vybraném pro vysoký stožár je samotný větrný mlýn posílen generátorem, který je k němu připojen. Vytvořená energie prochází dráty do požadované místnosti. Má se za to, že čím vyšší je konstrukce stožáru, čím větší je průměr větrného kola a čím silnější proudění vzduchu, tím vyšší je účinnost celého zařízení. Ve skutečnosti všechno není úplně takové:
- například silný hurikán může čepele snadno zlomit;
- některé modely lze nainstalovat na střechu konvenčníhodoma;
- Správná turbína se snadno spouští a funguje dobře i při velmi slabém větru.
Hlavní typy větrných mlýnů
Classic jsou provedení s horizontální osou otáčení rotoru. Obvykle mají 2-3 lopatky a jsou instalovány ve velké výšce od země. Největší účinnost takové instalace se projevuje při proudění vzduchu konstantního směru a jeho rychlosti 10 m/s. Významnou nevýhodou této lopatkové konstrukce je porucha rotace lopatek při často se měnícím, nárazovém směru větru. To vede buď k neproduktivní práci, nebo ke zničení celé instalace. Pro spuštění takového generátoru po zastavení je nutné nucené počáteční roztočení lopatek. Navíc při aktivní rotaci čepele vydávají specifické zvuky, které jsou lidskému uchu nepříjemné.
Vertikální větrný generátor ("Whirlwind" 5 kW nebo jiný) má jiné umístění rotoru. Turbíny ve tvaru H nebo sudu zachycují vítr z libovolného směru. Tato provedení jsou menší, běží i při nejslabších proudech vzduchu (při 1,5-3 m/s), nevyžadují vysoké stožáry, lze je použít i v městské zástavbě. Kromě toho větrné turbíny sestavené vlastními silami (5 kW – to je skutečné) dosahují svého jmenovitého výkonu při větru 3–4 m/s.
Plachty nejsou na lodích, ale na souši
Jeden z nejžhavějších trendů současné větrné energiebylo vytvoření horizontálního generátoru s měkkými lopatkami. Hlavním rozdílem je jak materiál výroby, tak samotný tvar: větrné mlýny pro kutily (5 kW, typ plachty) mají 4-6 trojúhelníkových látkových lopatek. Navíc na rozdíl od tradičních konstrukcí se jejich průřez ve směru od středu k periferii zvětšuje. Tato funkce umožňuje nejen "chytit" slabý vítr, ale také zabránit ztrátám při proudění vzduchu hurikánem.
Výhody plachetnic lze nazvat následující ukazatele:
- vysoký výkon s pomalou rotací;
- samoorientace a přizpůsobení se jakémukoli větru;
- vysoká lopatka a nízká setrvačnost;
- není potřeba nuceného otáčení kola;
- zcela tiché otáčení i při vysokých rychlostech;
- nedostatek vibrací a rušení zvukem;
- relativně levný design.
Větrné mlýny si to udělejte sami
5 kW potřebné elektřiny lze získat několika způsoby:
- postavte nejjednodušší rotační konstrukci;
- sestavit komplex několika postupně umístěných na stejné ose;
- Použijte neodymovou konstrukci nápravy.
Je důležité si uvědomit, že výkon větrného kola je úměrný součinu kubické hodnoty rychlosti větru a zametané plochy turbíny. Jak tedy vyrobit 5 kW větrný generátor? Pokyny následují.
Můžete vzít jako základnáboj auta a brzdové kotouče. Na budoucích kotoučích rotoru (pohyblivá část generátoru) je pro každý kotouč umístěno paralelně v kruhu 32 magnetů (25 x 8 mm), 16 kusů, navíc se plusy nutně střídají s mínusy. Protilehlé magnety musí mít různé hodnoty pólů. Po označení a umístění je vše na kruhu vyplněno epoxidem.
Cívky měděného drátu jsou umístěny na statoru. Jejich počet by měl být menší než počet magnetů, tedy 12. Nejprve se všechny dráty vyvedou a navzájem spojí hvězdou nebo trojúhelníkem, poté se také naplní epoxidovým lepidlem. Před naléváním se doporučuje vložit do závitků kousky plastelíny. Po vytvrdnutí a odstranění pryskyřice zůstanou otvory potřebné pro ventilaci a chlazení statoru.
Jak to všechno funguje
Rotorové disky rotující vzhledem ke statoru vytvářejí magnetické pole a v cívkách se objevuje elektrický proud. A větrný mlýn, spojený pomocí systému kladek, je nutný pro pohyb těchto částí pracovní konstrukce. Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama? Někteří začnou stavět vlastní elektrárnu sestavením generátoru. Ostatní - od vytvoření lopatkové rotační části.
Hřídel větrného mlýna je spojena posuvným kloubem s jedním z kotoučů rotoru. Spodní, druhý kotouč s magnety je umístěn na silném ložisku. Stator je umístěn uprostřed. Všechny díly jsou připevněny k překližkovému kruhu dlouhými šrouby a upevněny maticemi. Mezi všemi "palačinkami" nezapomeňte nechat minimummezery pro volné otáčení kotoučů rotoru. Výsledkem je 3fázový generátor.
Sudek
Zbývá vyrobit větrné mlýny. Vlastními rukama lze vyrobit 5 kW otočnou konstrukci ze 3 kruhů překližky a plátu nejtenčího a nejlehčího duralu. Kovová obdélníková křídla jsou připevněna k překližce pomocí šroubů a rohů. Předběžně jsou v každé rovině kruhu vyhloubeny vodicí drážky ve tvaru vlny, do kterých se vkládají plechy. Výsledný dvoupatrový rotor má 4 zvlněné lopatky připojené k sobě v pravém úhlu. To znamená, že mezi každým dvěma náboji upevněnými překližkovými plackami jsou 2 duralové čepele ve tvaru vlny.
Tato konstrukce je namontována uprostřed na ocelovém čepu, který přenáší točivý moment na generátor. Vlastní větrné mlýny (5 kW) této konstrukce váží přibližně 16-18 kg s výškou 160-170 cm a průměrem základny 80-90 cm.
Věci ke zvážení
Větrný mlýn-"sud" lze nainstalovat i na střechu budovy, i když 3-4 metry vysoká věž je docela dost. Je však nutné chránit skříň generátoru před přirozenými srážkami. Doporučuje se také nainstalovat baterii.
Abyste získali střídavý proud z 3fázového stejnosměrného proudu, musí být v obvodu také zahrnut konvertor.
Při dostatečném počtu větrných dnů v regionu může samostatně smontovaný větrný mlýn (5 kW) dodávat proud nejen televizi a žárovkám, ale také video monitorovacímu systému, klimatizaci, lednici a další elektrická zařízení.
