Zatímco inženýři a technologové velkých korporací vyvíjejí projekty na využití alternativních zdrojů energie v průmyslu, domácí řemeslníci hledají způsoby, jak ji využít v domácnosti. Kromě toho je přechod na nestandardní generátory energie určen nejen touhou ušetřit na elektřině. V chatových a chatových osadách nejsou výpadky dodávek elektřiny neobvyklé a v některých regionech neexistují žádné centrální napájecí sítě. Majitelům odlehlých soukromých pozemků a těm, kteří chtějí jednoduše zajistit své domácnosti nezávislý zdroj energie, je navržena myšlenka vyrobit si podomácku vyrobený větrný generátor v různých variantách.
Hlavní návrh větrného mlýna
Vyrobit větrný generátor doma je snadné. Stačí vzít pracovní část vrtule nebo skupinu listů, připojit ji k motoru elektrokonvertorem a promyslet systém ukládání energie. Pak zbývá pouze zorganizovat technické podmínky pro vytvořené díloinfrastruktura. Problém je v tom, že pro více či méně významné objemy výroby by návrh měl sestávat z plnohodnotných pracovních položek. Nejprve se vypočítá osa kola, její směr a montážní materiály. Například vertikální domácí větrné turbíny pro kutily se vyrábí z kovových plátů zpracovaných speciálním způsobem na obráběcích strojích nebo ručním nářadím. Nesprávná geometrie lopatky může mít za následek ztrátu tahu v důsledku obrácení proudění. Tento design bude fungovat proti větrným proudům.
Horizontální instalace zase nejsou tak náročné na uspořádání funkčních orgánů. Budou také potřebovat čepele určité konfigurace, ale se zjednodušeným tvarem.
Kromě pracovní mechanické části je součástí konstrukce větrného mlýna již zmíněný motor. Bude muset zajistit transformaci a akumulaci energie. Domácí větrný generátor pro domácnost je zpravidla vyroben z motorů z domácích spotřebičů, ale mohou existovat i jiné možnosti. Zvláštní pozornost je věnována nosné konstrukci. Tvoří jej masivní kovový rám, ochranné pouzdro, rámová základna pro uchycení pomocných jednotek, rack a další komponenty.
Specifikace
Bez předběžného výpočtu kapacit nemá smysl zahajovat další vývoj větrného generátoru. Způsob použití instalace v konečném důsledku závisí na množství přeměněné energie. A opět výkonprovedení je určeno rozměry pracovního tělesa a konfigurací jeho technického provedení. Průměrné parametry podomácku vyrobené větrné turbíny lze znázornit takto:
- Průměr oběžného kola 200cm
- Počet segmentů pádla – 6.
- Napětí pro generátor je 24W.
- Aktuální – asi 250 A.
- Výkon generátoru – rozsah od 0,2 do 3 kW.
- Rychlost větru až 12 m/s.
- Kapacita baterie – 500 Ah
Montáž čepelí kol
Jak již bylo řečeno, při konstrukci složité konstrukce vertikálního větrného mlýna se bez plechu neobejdete. Lze použít eloxovaný hliník, ale ocelové segmenty jsou lepší pro pevnostní charakteristiky, i když budou vyžadovat opracování. V každém případě pouze tvrdý kov umožní sestavit spolehlivé lopatky pro stavbu vertikálního větrného generátoru domácí výroby. Větrné kolo pro vodorovnou konstrukci můžete také vyrobit vlastními rukama pomocí polotovarů z polyvinylchloridu (PVC). Plast je při zpracování tvárnější, necitlivý na okolní vlivy a světlo. Jeho nevýhody spočívají v mechanické flexibilitě, takže byste se měli zpočátku zaměřit na tuhé slitiny PVC.
Konstrukčně vhodné polotovary lze nalézt v tlakových trubkách nebo okapových segmentech. V případě plastu se vyplatí zaměřit se na tloušťku stěny 5 mm, délku cca 100 cm a průměr do 15 cm. Pro tvarování segmentu je vhodné použíthotovou šablonu, nakreslete z ní kontury a pomocí skládačky nebo pilky na kov udělejte výřez. Vyvažování podomácku vyrobených lopatek pro větrnou turbínu se provádí broušením a jemnozrnným broušením povrchů. Všechny rohy a hrany jsou pečlivě zaobleny do jednoho tvaru.
Dále by mělo být na základnu větrného kola instalováno 6 lamelových prvků, do kterých bude následně integrován generátor. Upevnění se provádí přes kovovou objímku o průměru 20 cm a tloušťce 1 cm. Pomocí invertorového jemného svařování by měly být k objímce přivařeny ocelové přistávací lišty dlouhé 30 cm a široké 1,2 cm. pro upevnění čepelí.
cyklomotorgenerátor
Otázka výběru elektrárny je možná nejdůležitější, takže bude zváženo několik možností. Nejpraktičtější a nejpohodlnější jednotkou z hlediska instalace je elektrický motor jízdního kola, který lze zakoupit v průměru za 7-10 tisíc rublů. Půjde o model s napěťovou charakteristikou do 250 V a rychlostí otáčení cca 200 ot./min. Dále je připojena spojka větrného kola a domácí generátor. Větrný generátor lze připevnit k tělu pomocí šroubů s výběrem otvorů pro upevnění paprsků. Výsledkem by měla být kompaktní, relativně lehká, ale ne nejproduktivnější instalace pro výrobu elektřiny. Proto stojí za zvážení výkonnějších alternativ.
Design s automobilovým alternátorem
Z hlediska souhrnu pracovních vlastností taková instalace budeoptimální pohonnou jednotku, a pokud je to možné, doporučuje se používat traktorové a nákladní startéry. Hlavní potíže budou v navíjení zařízení neodymovými magnety. Měly by být přilepeny k kotoučům rotoru. Optimálně pasují magnetické prvky formátu 25x8 mm v počtu 20 ks. V tomto případě by se póly měly přísně střídat, jinak bude startér v návrhu k ničemu.
Vyplatí se také opustit kulaté magnety ve prospěch obdélníkových. Faktem je, že podomácku vyrobený větrný generátor z automobilového generátoru bude muset rovnoměrně distribuovat elektromagnetické vlny a prvky kulatého tvaru nebudou schopny tuto funkci podporovat ve správné míře. Podél vnějších a vnitřních obrysů umístění magnetů jsou také uspořádány linie stran. Mohou být vyrobeny z plastelíny fixované epoxidovým lepidlem. Pro větší spolehlivost se však vyplatí naplnit celý startér adstringentní pryskyřicí.
Aplikace asynchronního motoru
Pro pohodlí při provádění instalačních prací můžete vzít asynchronní elektrárnu a po jednoduché úpravě ji zkombinovat s mechanickou pracovní částí větrného mlýna. Hlavní část zdokonalování bude spojena s drážkou rotoru na soustruhu. Dokončení se provádí podle tloušťky magnetických prvků. Problém zpracování je způsoben tím, že konstrukce asynchronních motorů neposkytuje speciální pouzdra pro vkládání magnetů, takže drážky jsou vyvrtány nezávisle.
Stejně jako u výběru obdélníkového elektromagnetickéhoprvků se provádí tvorba vložek v pouzdře pro správný směr pole ke startéru. Po technickém zdokonalení a zavedení pracovního zařízení je možné zaplnit konstrukci epoxidovou pryskyřicí. Výstup by měl být domácí větrný generátor o výkonu 2 kW a více - výkon bude záviset na jmenovitém výkonu a formátu použitých magnetů. Mimochodem, nebojte se, že pole ošetření lepicí kompozicí trochu sníží napětí. Pro výkon větrného mlýna to nemá zásadní význam, ale může dobře zvýšit proudovou sílu.
Pomocí domácího magnetického generátoru
Pro údržbu malých baterií se můžete omezit na instalaci startéru vlastní výroby. Ve srovnání s továrními zařízeními bude mít mnoho nevýhod, ale pro spotřebitele s nízkou spotřebou energie bude takový systém stačit. Nejdůležitějším krokem při výrobě je provést správný výpočet závitů vinutí. Jejich počet v domácím větrném generátoru s magnety bude záviset na počtu cívek. V průměru je celkový výkon poskytován 1000-1200 ot./min.
Použijete-li pro vinutí větší drát, odpor se sníží a proudová síla se naopak zvýší. Ale v každém případě budete potřebovat stroj na vytvoření cívek s vinutím. Proces je rutinní a dlouhý, takže mechanizace je nepostradatelná. Navíjecí jednotka může být ruční na základě pracovního stolu. Stačí uspořádat rotační zařízení na kovové tyči a přivést k němucívka s měděným drátem. Cívka samotná bude kulatá. Důležitější je otázka jeho délky, protože podlouhlé provedení zajistí rovnější zatáčky s velkou spotřebou mědi na sektoru. Samostatné sektory pro správné rozložení vinutí po ploše lze nejprve označit na papíře, poté lze stejné plastelínové bariéry použít na polotovar cívky.
Pro zvýšení pevnosti podomácku vyrobeného větrného generátoru vlastníma rukama se doporučuje na dno formy nanést sklolaminát. Aby se nelepilo na povrch, je vhodné zadní stranu ošetřit voskem nebo vazelínou. Ve spouštěcím systému je skupina cívek sestavena bez přímých kontaktů. Každý prvek musí být bezpečně upevněn a konce fází jsou vyvedeny vícevrstvou izolací. Několik drátů lze spojit do jednoho tvaru - hvězda nebo trojúhelník.
Instalace generátoru na rám
Smontovaná pohonná jednotka musí být navržena pro určité elektrické zatížení, ale nezapomeňte na mechanické nárazy třetích stran. Aby konstrukce odolala dynamickému a statickému tlaku, musí být hřídel generátoru bezpečně upevněna v rámu. K tomu použijte kovový rám vhodný pro domácí větrný generátor ve tvaru a velikosti. V extrémních případech lze k upnutí jednotky do krytu použít tlumicí materiály. Nežádoucí jsou také příliš těžké rámy. Nejlepší možností je hliníkový rám o tloušťce 1-2 cm.
Vysoká ochrana proti větru
BV normálním režimu větrný mlýn pracuje a generuje stabilní proud při rychlosti větru asi 10 m/s. Překročení tohoto ukazatele bude škodlivé jak pro nosnou konstrukci, tak pro elektrickou výplň zařízení. Proto je instalace chráněna systémem bočních lamel. Například podomácku vyrobené vertikální větrné turbíny jsou chráněny před hurikány pomocí panelů, které poskytují sílu pružiny. V tomto provedení bude generátor pracovat ve směru proudění s ocasem, to znamená, že funkce systému je omezena na mechaniku, ale bez nadměrného zatížení proudy vzduchu.
Stožár větrné turbíny
Centrální a hlavní nosný prvek instalace, na kterém závisí mechanická spolehlivost celého komplexu. Jako tuto tyč lze použít profilové rohy, trubky a sloupy. Praktičtější a snadněji se instaluje kovová trubka o průměru 10 cm Co se týče délky, je třeba mít na paměti, že optimální poloha generátoru nad zemí je 4-5 m. Průmyslové provozy se montují také u vyšší výška, ale pro spolehlivou instalaci s takovými parametry je nutné další vybavení. V tomto případě je podle principu šroubových pilot možné instalovat podomácku vyrobený větrný generátor na potrubí s hloubkou 1-1,5 m do země. Při výběru pozičního bodu je třeba vzít v úvahu že by nemělo docházet k rušení na stejné úrovni v okruhu 30 m. V extrémních případech budete muset zvednout pracovní konstrukci 1 m nad bariéru.
Můžete také předem vypočítat zařízení pro klesání a stoupání. Bez údržby se stále neobejdete a stojan na obyčejný žebřík není nejspolehlivějším řešením. Kromě toho projektanti doporučují instalovat bezpečnostní kotevní lana s 5 m odsazením podél výšky stožáru. Jsou ukotveny k zemi pomocí kotev v poloměru, který je poloviční než výška sloupu.
Závěr
Generátorová soustrojí poháněná přírodními zdroji energie se stále příliš nepoužívají kvůli vysokým nákladům na základní vybavení a značným nákladům na údržbu. V tomto případě může být nejdražší domácí větrný generátor z asynchronního motoru, který bude vyžadovat výkonnou výkonovou základnu a pravidelnou technickou podporu. Na druhou stranu má také nejvyšší produktivitu (účinnost cca 80 %), což umožní návratnost nákladů na instalaci a související materiály. Kolik energie stačí z baterie připojené k takovému generátoru? Jak ukazuje praxe, minimální energetický práh systému s návratností 2-3 kW umožňuje pokrýt potřeby klimatizačních systémů, domácích skupin osvětlovacích zařízení, chladicích zařízení atd.
