Często właściciele prywatnych domów mają pomysł na realizację rezerwowe systemy zasilania... Najprostszym i najtańszym sposobem jest oczywiście generator na benzynę lub olej napędowy, ale wiele osób zwraca uwagę na bardziej złożone sposoby zamiany tzw. Darmowej energii (promieniowania słonecznego, energii płynącej wody czy wiatru) w energię elektryczną.
Każda z tych metod ma swoje zalety i wady. Jeśli przy wykorzystaniu strumienia wody (mini-elektrownia wodna) wszystko jest jasne - jest to dostępne tylko w bezpośrednim sąsiedztwie dość szybko płynącej rzeki, to światło słoneczne lub wiatr można wykorzystać niemal wszędzie. Obie te metody będą miały wspólną wadę - jeśli turbina wodna może pracować przez całą dobę, to bateria słoneczna lub generator wiatrowy działają tylko przez chwilę, co powoduje konieczność włączenia baterii w strukturę domowej sieci elektroenergetycznej.
Ponieważ warunki panujące w Rosji (krótkie godziny dzienne przez większość roku, częste opady) powodują, że stosowanie paneli słonecznych jest nieefektywne przy ich aktualnym koszcie i wydajności, najbardziej opłacalny jest projekt generatora wiatrowego... Rozważ jego zasadę działania i możliwe opcje projektowe.
Ponieważ żadne urządzenie domowej roboty nie jest takie jak inne, to
artykuł nie jest instrukcją krok po krokuoraz opis podstawowych zasad projektowania turbiny wiatrowej.
Ogólna zasada działania
Głównym elementem roboczym generatora wiatrowego są łopatki, które są obracane przez wiatr. W zależności od położenia osi obrotu turbiny wiatrowe dzielą się na poziome i pionowe:
- Poziome turbiny wiatrowe najbardziej rozpowszechnione. Ich łopaty mają konstrukcję podobną do śmigła samolotu: w pierwszym przybliżeniu są to płyty nachylone względem płaszczyzny obrotu, które zamieniają część obciążenia z parcia wiatru na rotację. Ważną cechą poziomego generatora wiatrowego jest konieczność zapewnienia obrotu zespołu łopat zgodnie z kierunkiem wiatru, ponieważ maksymalna wydajność jest zapewniona, gdy kierunek wiatru jest prostopadły do płaszczyzny obrotu.
- Ostrza pionowa turbina wiatrowa mają kształt wypukło-wklęsły. Ponieważ opływowość strony wypukłej jest większa niż strony wklęsłej, taka turbina wiatrowa zawsze obraca się w jednym kierunku niezależnie od kierunku wiatru, co sprawia, że mechanizm skrętu jest zbędny, w przeciwieństwie do poziomych turbin wiatrowych. Jednocześnie ze względu na to, że w danym momencie tylko część łopatek wykonuje użyteczną pracę, a reszta tylko przeciwstawia się obrotowi, Wydajność wiatraka pionowego jest znacznie niższa niż wiatraka poziomego: jeśli dla trójłopatowej poziomej generatora wiatrowego liczba ta osiągnie 45%, to dla pionowej nie przekroczy 25%.
Ponieważ średnia prędkość wiatru w Rosji nie jest wysoka, nawet duża turbina wiatrowa przez większość czasu będzie się obracać raczej wolno. Aby zapewnić wystarczającą moc, zasilacz musi być podłączony do generatora poprzez reduktor podwyższający, pasek lub przekładnię. W wiatraku poziomym zespół reduktora-generatora łopatek jest zamontowany na obrotowej głowicy, co umożliwia im podążanie za kierunkiem wiatru.Należy wziąć pod uwagę, że głowica obrotowa musi mieć ogranicznik uniemożliwiający jej wykonanie pełnego obrotu, gdyż w przeciwnym razie okablowanie z generatora zostanie odcięte (opcja z użyciem podkładek stykowych, które umożliwiają swobodny obrót głowicy, jest więcej skomplikowane). Aby zapewnić rotację, generator wiatrowy jest uzupełniony o działający wiatrowskaz skierowany wzdłuż osi obrotu.
Najpopularniejszym materiałem na ostrza są rury PVC o dużej średnicy cięte wzdłużnie. Wzdłuż krawędzi przynitowane są metalowe płytki, przyspawane do piasty zespołu łopatki. Rysunki tego rodzaju ostrzy są najbardziej rozpowszechnione w Internecie.
Film opowiada o samodzielnie wykonanym generatorze wiatrowym
Własnymi rękami
Zakup gotowego generatora wiatrowego nie jest dostępny dla większości użytkowników. Ponadto chęć majstrowania przy różnych mechanizmach i dostosowaniach jest nie do wyeliminowania wśród ludzi, a jeśli istnieje również pilna potrzeba, rozwiązanie problemu jest jednoznaczne. Zastanów się, jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami.
Najprostszy generator wiatrowy do oświetlenia letniego domku
Najprostsze projekty służą do oświetlania obszaru lub zasilania pompy dostarczającej wodę. Proces obejmuje z reguły urządzenia pobierające energię, które nie boją się skoków mocy. Turbina wiatrowa obraca generator bezpośrednio podłączony do odbiorników, bez zestawu stabilizującego napięcie pośrednie.
Wiatrak DIY z generatora samochodowego
Generator z samochodu to najlepsza opcja przy tworzeniu domowej turbiny wiatrowej. Wymaga minimalnej przebudowy, głównie przewijania cewki cieńszym drutem z większą liczbą zwojów. Modyfikacja jest minimalna, a uzyskany efekt pozwala na użycie wiatraka do zasilania domu. Będziesz potrzebował wystarczająco szybkiego i mocnego wirnika zdolnego do obracania urządzeń o dużej wytrzymałości.
Turbina wiatrowa z pralki
Do stworzenia generatora często używa się silnika elektrycznego z pralki. Najlepszą opcją jest zainstalowanie na wirniku silnych magnesów neodymowych wzbudzających uzwojenia. Aby to zrobić, konieczne jest wywiercenie w wirniku otworów o średnicy równej wielkości magnesów.
Następnie są instalowane w gniazdach o naprzemiennej polaryzacji i wypełnione żywicą epoksydową. Gotowy generator jest zainstalowany na platformie obracającej się wokół osi pionowej, na wale zamontowany jest wirnik z owiewką. Stabilizator ogona jest przymocowany z tyłu platformy, który zapewnia prowadzenie urządzenia.
Obliczanie łopatowej turbiny wiatrowej
Ponieważ dowiedzieliśmy się już, że pozioma turbina wiatrowa jest znacznie bardziej wydajna, rozważymy obliczenia jej projektu.
Energię wiatru można określić za pomocą wzoru P = 0,6 * S * V³, gdzie S jest obszarem koła opisanym przez czubki łopatek wirnika (obszar wyrzutu) wyrażonym w metrach kwadratowych, a V jest obliczoną prędkością wiatru w metrach na sekundę. Trzeba też wziąć pod uwagę sprawność samego wiatraka, która dla trójłopatowego obwodu poziomego wyniesie średnio 40%, a także sprawność zespołu prądotwórczego, która w szczycie charakterystyki prądowo-prędkościowej wynosi 80% dla generatora ze wzbudzeniem magnesem trwałym i 60% dla generatora z uzwojeniem wzbudzenia. Średnio kolejne 20% mocy będzie zużywane przez przekładnię podwyższającą (mnożnik). Zatem ostateczne obliczenie promienia turbiny wiatrowej (czyli długości jej łopaty) dla danej mocy generatora z magnesami trwałymi wygląda następująco: R = √ (P / (0,483 * V³))
Przykład: Załóżmy, że wymagana moc farmy wiatrowej to 500 W, a średnia prędkość wiatru to 2 m / s. Następnie zgodnie z naszym wzorem będziemy musieli użyć ostrzy o długości co najmniej 11 metrów. Jak widać, nawet tak mała moc będzie wymagała stworzenia generatora wiatrowego o kolosalnych wymiarach.W przypadku mniej lub bardziej racjonalnych konstrukcji o długości łopaty nie większej niż półtora metra w warunkach samodzielnej produkcji generator wiatrowy będzie w stanie wytworzyć tylko 80-90 watów mocy nawet przy silnym wietrze.
Za mało mocy? W rzeczywistości wszystko jest nieco inne, ponieważ w rzeczywistości obciążenie generatora wiatrowego jest zasilane z akumulatorów, turbina wiatrowa ładuje je tylko w najlepszy możliwy sposób. W konsekwencji moc turbiny wiatrowej determinuje częstotliwość, z jaką może ona dostarczać energię.
Wybór generatora
Najbardziej logiczną opcją dla generatora do domowej turbiny wiatrowej wydaje się być generator samochodowy. Takie rozwiązanie ułatwia montaż zespołu, gdyż generator posiada już oba punkty mocowania oraz koło pasowe do powielacza pasów. Nie jest trudno kupić zarówno sam generator, jak i części zamienne do niego. Ponadto wbudowany przekaźnik-regulator umożliwia bezpośrednie podłączenie go do 12-woltowego akumulatora, a do niego z kolei falownik do konwersji prądu stałego na napięcie przemienne 220V.
Ale, jak wspomniano powyżej, sprawność generatorów z uzwojeniem wzbudzenia jest dość niska, co jest bardzo wrażliwe w przypadku już generatora wiatrowego o małej mocy. Drugą wadą jest to, że gdy akumulator jest rozładowany, prądnica samochodowa nie może być wzbudzona.
W wielu domowych projektach można znaleźć generatory do traktorów G-700 i G-1000. Ich sprawność już minęła, użyteczną różnicą jest jedynie namagnesowanie wirnika, co umożliwia wzbudzenie generatora nawet bez akumulatora oraz niska cena.
Niektórzy autorzy budując generatory wiatrowe wykorzystują właściwość odwracalności silników elektrycznych kolektorów - poprzez wymuszone obracanie ich wirnika można usunąć z niego prąd stały. Stojan tego typu silników albo składa się z magnesów trwałych, co jest bardziej preferowane do naszych celów, albo ma uzwojenie. Aby używać silnika w trybie generatora, łączy się on z regulatorem przekaźnika pojazdu, aby zapewnić prawidłowe napięcie. Rozważ podłączenie przekaźnika-regulatora na przykładzie węzła z klasyków VAZ (jest to wygodne, ponieważ nie jest łączone w jeden blok z zespołem szczotek):
- Podłącz jedną ze szczotek silnika do korpusu - będzie to biegun ujemny generatora. Tutaj bezpiecznie podłącz metalową obudowę przekaźnika-regulatora i zacisk „-” akumulatora.
- Podłączyć zacisk 67 przekaźnika do jednego z zacisków uzwojenia stojana, drugi tymczasowo do obudowy.
- Podłączyć zacisk 15 przez przełącznik do dodatniego bieguna akumulatora (spowoduje to doprowadzenie prądu wzbudzenia do uzwojenia). Obróć wirnik w tym samym kierunku, który zapewni śruba turbiny wiatrowej, i podłącz woltomierz między wolną szczotką a obudową. Jeśli na szczotce zostanie znaleziony potencjał ujemny, zamień połączenia stojana z przekaźnikiem-regulatorem i masą.
Główną cechą podłączenia generatora prądu stałego do akumulatora jest konieczność oddzielenia ich diodą półprzewodnikową, która zapobiega rozładowaniu akumulatora na uzwojenie wirnika w momencie zatrzymania prądnicy. W nowoczesnych generatorach samochodowych funkcję tę pełni trójfazowy mostek diodowy, a także możemy go wykorzystać łącząc równolegle jego fazy w celu zmniejszenia spadku napięcia na nich.
Największą moc można usunąć z generatora, którego wirnik składa się z magnesów neodymowych. Konstrukcje oparte na piaście samochodowym z tarczą hamulcową są szeroko rozpowszechnione, na krawędzi których zamocowane są silne magnesy. Stojan z uzwojeniem jednofazowym lub trójfazowym znajduje się w minimalnej odległości od nich.
Wiatrak nr 2 - Magnetyczna konstrukcja osiowa
Osiowe wiatraki ze stojanami bez żelaza na magnesach neodymowych nie były produkowane w Rosji do niedawna ze względu na niedostępność tych ostatnich.Ale teraz są w naszym kraju i są tańsze niż początkowo. Dlatego nasi rzemieślnicy zaczęli produkować turbiny wiatrowe tego typu.
Z biegiem czasu, gdy możliwości obrotowego generatora wiatrowego nie będą już zaspokajać wszystkich potrzeb gospodarki, można wykonać model osiowy na magnesach neodymowych.
Co należy przygotować?
Generator osiowy oparty jest na piaście z samochodu z tarczami hamulcowymi. Jeśli ta część działała, należy ją zdemontować, łożyska sprawdzić i nasmarować, a rdzę oczyścić. Gotowy generator zostanie pomalowany.
Aby prawidłowo oczyścić piastę z rdzy, użyj metalowej szczotki, którą można umieścić na wiertarce elektrycznej. Hub znów będzie wyglądał świetnie
Dystrybucja i zabezpieczanie magnesów
Zamierzamy przykleić magnesy do tarcz wirnika. W tym przypadku stosuje się 20 magnesów o rozmiarze 25x8mm. Jeśli zdecydujesz się zrobić inną liczbę biegunów, zastosuj zasadę: w generatorze jednofazowym musi być tyle biegunów, ile jest magnesów, aw generatorze trójfazowym należy zachować stosunek 4 / 3 lub 2/3 bieguny do cewek. Umieść magnesy, zmieniając bieguny. Aby upewnić się, że ich lokalizacja jest poprawna, użyj szablonu z sektorami wydrukowanymi na papierze lub na samej płycie.
Jeśli jest taka możliwość, lepiej zastosować magnesy prostokątne niż okrągłe, ponieważ w okrągłych pole magnetyczne skupia się w środku, aw prostokątnych - na całej długości. Magnesy przeciwstawne muszą mieć różne bieguny. Aby niczego nie pomylić, umieść znacznik na ich powierzchni „+” lub „-”. Aby określić biegun, weź jeden magnes i przyłóż do niego pozostałe. Postaw plus na atrakcyjnych powierzchniach, a minus na odpychających powierzchniach. Na dyskach bieguny powinny się zmieniać.
Magnesy są prawidłowo ustawione. Przed przymocowaniem ich żywicą epoksydową należy wykonać boki z plasteliny, aby masa klejąca mogła zestalić się, a nie szkło na stole lub podłodze
Do mocowania magnesów należy użyć mocnego kleju, po czym siła sklejenia jest dodatkowo wzmocniona żywicą epoksydową. Jest zalany magnesami. Aby zapobiec rozprzestrzenianiu się żywicy, można wykonać krawężniki z plasteliny lub po prostu owinąć dysk taśmą.
Generatory trójfazowe i jednofazowe
Stojan jednofazowy jest gorszy niż stojan trójfazowy, ponieważ pod obciążeniem wytwarza wibracje. Wynika to z różnicy amplitudy prądu, która występuje z powodu niespójnego powrotu go w danym momencie. Model trójfazowy nie ma tej wady. Moc w nim jest zawsze stała, ponieważ fazy kompensują się nawzajem: jeśli prąd spada w jednej, aw drugiej rośnie.
W sporze między opcjami jednofazowymi a trójfazowymi ta ostatnia wypada zwycięzcą, ponieważ dodatkowa wibracja nie przedłuża żywotności sprzętu i drażni słuch.
W rezultacie zwrot z modelu trójfazowego jest o 50% wyższy niż z modelu jednofazowego. Kolejną zaletą unikania niepotrzebnych wibracji jest komfort akustyczny podczas pracy pod obciążeniem: generator nie brzęczy podczas pracy. Ponadto wibracje zawsze niszczą turbinę wiatrową przed upływem daty ważności.
Proces nawijania cewki
Każdy specjalista powie Ci, że przed nawinięciem cewek musisz dokonać dokładnych obliczeń. Każdy praktykujący zrobi wszystko intuicyjnie. Nasz generator nie będzie zbyt szybki. Chcemy, aby akumulator 12 V zaczął ładować się z prędkością 100-150 obr./min. Przy takich danych początkowych całkowita liczba zwojów we wszystkich cewkach powinna wynosić 1000-1200 sztuk. Pozostaje podzielić tę liczbę przez liczbę cewek i dowiedzieć się, ile zwojów będzie w każdym.
Aby zwiększyć moc generatora wiatrowego przy niskich prędkościach, musisz zwiększyć liczbę biegunów. W takim przypadku częstotliwość oscylacji prądu wzrośnie w cewkach.Do nawijania cewek lepiej jest użyć grubego drutu. Zmniejszy to opór, co oznacza, że prąd wzrośnie. Należy zauważyć, że przy wysokim napięciu prąd może zostać „pobrany” przez rezystancję uzwojenia. Prosta domowa maszyna pomoże szybko i dokładnie nawijać wysokiej jakości szpule.
Stojan jest oznaczony, cewki są na miejscu. Aby je naprawić, stosuje się żywicę epoksydową, której drenaż jest ponownie odporny na boki z plasteliny.
Ze względu na liczbę i grubość magnesów umieszczonych na dyskach, generatory mogą znacznie różnić się parametrami pracy. Aby dowiedzieć się, jakiej mocy możesz się w rezultacie spodziewać, możesz nawinąć jedną cewkę i obrócić ją w generatorze. Aby określić przyszłą moc, napięcie należy mierzyć przy określonych obrotach bez obciążenia.
Na przykład przy 200 obr / min uzyskuje się 30 woltów przy rezystancji 3 omy. Odejmujemy napięcie akumulatora 12 woltów od 30 woltów i dzielimy otrzymane 18 woltów przez 3 omy. Wynik to 6 amperów. To jest głośność, która trafi do akumulatora. Chociaż w praktyce oczywiście wychodzi mniej ze względu na straty na mostku diodowym i przewodach.
Najczęściej cewki są okrągłe, ale lepiej je trochę rozciągnąć. W tym przypadku w sektorze uzyskuje się więcej miedzi, a zwoje cewek są prostsze. Średnica wewnętrznego otworu cewki powinna odpowiadać wielkości magnesu lub być nieco większa.
Przeprowadzane są wstępne testy powstałego sprzętu, które potwierdzają jego doskonałe działanie. Z biegiem czasu ten model również można ulepszyć.
Wykonując stojan należy pamiętać, że jego grubość powinna odpowiadać grubości magnesów. Jeśli liczba zwojów cewek zostanie zwiększona, a stojan stanie się grubszy, przestrzeń dyskowa wzrośnie, a strumień magnetyczny zmniejszy się. W rezultacie można wygenerować to samo napięcie, ale mniejszy prąd ze względu na zwiększoną rezystancję cewek.
Sklejka służy jako forma stojana, ale można zaznaczyć sektory na cewki na papierze i wykonać krawężniki z plasteliny. Wytrzymałość produktu zwiększy włókno szklane umieszczone na dnie formy i na górze szpul. Żywica epoksydowa nie może przywierać do formy. Aby to zrobić, jest smarowany woskiem lub wazeliną. Do tych samych celów możesz użyć taśmy lub taśmy. Cewki są połączone ze sobą nieruchomo, końce faz są wyciągane. Następnie wszystkie sześć przewodów jest połączonych trójkątem lub gwiazdą.
Zespół generatora jest testowany przy użyciu ręcznego obrotu. Wynikowe napięcie wynosi 40 woltów, podczas gdy prąd wynosi około 10 amperów.
Obliczanie mnożnika
Agregat ma nachyloną charakterystykę prądowo-prędkościową: wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wirnika maksymalna dostarczana do niego moc wzrasta. Dlatego, aby zapewnić najwyższą sprawność wolnoobrotowej turbiny wiatrowej, potrzebujemy mnożnika o dużym współczynniku wzrostu.
W przypadku domowego projektu najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest multiplikator taśmowy: jest łatwy w produkcji i wymaga minimum pracy maszynowej. Stosunek przyrostu obrotów będzie równy stosunkowi średnicy koła pasowego napędowego połączonego z osią śmigła do średnicy koła pasowego napędzanego generatora. W razie potrzeby można łatwo wyregulować przełożenie, wymieniając jedno z kół pasowych.
Projektując mnożnik należy wziąć pod uwagę zarówno średnią prędkość zespołu łopatkowego, jak i charakterystykę prądowo-prędkościową generatora. Jeśli korzystamy z seryjnego generatora samochodowego, to można go łatwo znaleźć w Internecie, z domowymi projektami najprawdopodobniej będziemy musieli przejść przez metodę prób i błędów.
Na przykład weźmy wspólny generator traktora, o którym już wspomniano powyżej.
Przyjmując obliczoną moc naszej turbiny wiatrowej na poziomie 90 watów, znajdujemy punkt na wykresie odpowiadający mocy generatora do tej mocy.Przy napięciu znamionowym 14 V potrzebujemy wyjścia prądowego co najmniej 6,5 A - zgodnie z wykresem nastąpi to przy prędkości nieco powyżej 1000 obr / min. Niech śmigło naszej konstrukcji obraca się z wiatrem z prędkością 60 obr / min (wiatr średni). Oznacza to, że potrzebujemy co najmniej dwudziestokrotnego stosunku średnic kół pasowych - dla 70-milimetrowego koła pasowego generatora koło pasowe wiatraka będzie musiało mieć średnicę prawie półtora metra, co jest niedopuszczalne. To jednoznacznie wskazuje, jak niska jest sprawność generatorów wiatrowych tego typu - bez skomplikowanej wielostopniowej skrzyni biegów, która sama w sobie doprowadzi do dużych strat mocy, ustawienie generatora samochodowego w tryb pracy jest prawie niemożliwe.
Zalety i wady obrotowego generatora wiatrowego
Gdy turbina wiatrowa jest wykonana prawidłowo, będzie działać bez żadnych błędów. Dzięki akumulatorowi 75A i dobrym falownikowi 1000 W turbina wiatrowa z łatwością zapewni oświetlenie ulicy, obszaru domu, zasila alarmy bezpieczeństwa, monitoring wideo itp.
Tego typu turbiny wiatrowe mają następujące zalety:
- łatwość instalacji;
- niska cena;
- rentowność;
- plastyczność do naprawy;
- nie wybredny co do warunków funkcjonowania;
- niezawodność i bezszelestność pracy.
Istnieje kilka wad generatora wiatrowego:
- mała produktywność generatora wiatrowego;
- całkowita zależność wiatraka od wiatru;
- łopatki mogą zakłócać przepływ powietrza.
Przygotowanie materiałów na turbinę wiatrową
Pierwszym krokiem jest zebranie wszystkich materiałów eksploatacyjnych i części do wiatraka. Zrobiony przez ciebie generator wiatrowy będzie wytwarzał moc nie większą niż 1,5 kW. Aby utworzyć agregat, musisz mieć:
- Alternator samochodowy 12V.
- Akumulator helowy lub kwasowy 12 V.
- Specjalny konwerter z 12V na 220V oraz z 700W na 1500W.
- Duży pojemnik ze stali nierdzewnej lub aluminium: wiadro lub rondel.
- Prosty woltomierz.
- Śruby, podkładki i nakrętki.
- Przekaźnik do ładowania akumulatora z samochodu i lampka kontrolna ładowania.
- Przewody o różnych przekrojach (2,5 mm2 i 4 mm2).
- Zaciski mocujące generator wiatrowy.
- Przełącznik „przycisk” jest półhermetyczny, 12 V.
- młynek lub metalowe nożyczki;
- taśma miernicza;
- ołówek budowlany lub marker;
- śrubokręt, wiertło, szczypce i wiertło.
Zaopatrz się także w następujące narzędzia:
Prace projektowe dla turbin wiatrowych
Praca polega na wykonaniu wirnika i przebudowie koła pasowego generatora. Etapy są następujące:
Uwaga! Podczas pracy z metalowymi nożyczkami musisz wyciąć dla nich otwór. Jeśli wiadro nie jest wykonane z malowanej cyny lub stali ocynkowanej, możesz użyć szlifierki.
Aby podłączyć akumulator, weź przewody o przekroju 4 mm2. Zalecany rozmiar to nie więcej niż 1 m. A dzięki przewodom o przekroju 2,5 mm2 można podłączyć światła i urządzenia. Nie zapomnij zainstalować falownika (konwertera). Podłącz urządzenie do sieci elektrycznej do pinów 7 i 8 pokazanych na poniższym schemacie. Użyj przewodów 4 mm2.
To wszystko, Twoja turbina wiatrowa jest teraz gotowa do pracy. Nie może nie cieszyć się, że jest wykonany ręcznie.
Maszt
Maszt, na którym zamontowana jest turbina wiatrowa - jest to jeden z najważniejszych węzłów.
Zapewnia nie tylko bezpieczną pracę wiatraka (dolny punkt okręgu opisywanego przez łopaty nie powinien znajdować się bliżej niż 2 metry od ziemi), ale także pozwala maksymalnie efektywnie wykorzystać energię wiatru, przepływ który staje się bardziej burzliwy w pobliżu ziemi.
Duża wysokość prowadzi do małej sztywności masztu turbiny wiatrowej i utrudnia obliczenia jego wytrzymałości nie tylko amatorowi, ale także inżynierowi. Możesz wymienić tylko główne punkty:
- Umieść maszt jak najdalej od domu i drzew zacieniających przepływ powietrza. Ponadto w przypadku silnego wiatru generator wiatrowy może spaść na budynek lub zostać uszkodzony przez drzewa;
- Optymalny projekt masztu to ażurowa kratownica spawana podobny do wież napędowych, ale jest trudny i kosztowny w produkcji. Najprostszą, ale dość skuteczną opcją jest kilka równoległych rur o średnicy 80-100 mm, spawanych ze sobą krótkimi szwami i zabetonowanych na głębokość co najmniej jednego metra w ziemi. Bardzo pożądane jest wzmocnienie konstrukcji jednej rury opaskami kablowymi, które są również przymocowane do wsporników wylanych w betonie.
- Aby uprościć konserwację wiatraka, jego maszt może być punktem zwrotnym: w tym przypadku, gdy osłabiona zostanie linia rozciągająca biegnąca w kierunku pęknięcia, maszt można przechylić do ziemi.
Opowieść o bardzo prostym generatorze wiatrowym od domowego wentylatora
Dodatkowe wyposażenie elektryczne
Jak wspomniano powyżej, integralną częścią farmy wiatrowej jest bateria przejmująca moc odbiorców. wybierając go trzeba pamiętać, że im większa jego pojemność, tym dłużej będzie w stanie utrzymać napięcie w sieci, ale jednocześnie ładowanie potrwa dłużej. Przybliżony czas pracy można zdefiniować jako czas, w którym wyczerpana jest połowa pojemności akumulatora (po tym czasie spadek napięcia będzie już zauważalny, ponadto głębokie rozładowanie skraca żywotność akumulatorów ołowiowych).
Przykład: Tak więc akumulator o pojemności 65 A * h będzie warunkowo w stanie dostarczyć 30-35 amperogodzin energii do obciążenia. Dużo czy mało? Konwencjonalna 60-watowa lampa oświetleniowa będzie wymagała, biorąc pod uwagę obecność falownika, który przekształca 12 VDC na 220 VAC i ma własną wydajność w granicach 70%, prąd o wartości 7 amperów - nieco ponad cztery godziny pracy. Nasz wiatrak o mocy nominalnej 90 watów, nawet w najlepszym przypadku, przy stałym silnym wietrze, będzie potrzebował co najmniej pięciu godzin, aby odzyskać zmarnowaną energię. Jak widać, gdy turbina wiatrowa jest wykorzystywana wyłącznie jako autonomiczne źródło energii, prąd w Twoim domu będzie dostępny tylko przez kilka godzin dziennie.
Drugim węzłem systemu zasilania jest falownik. W naszym przypadku możesz skorzystać zarówno z gotowego samochodu, jak iz zasilacza awaryjnego. W każdym razie ważne jest, aby nie przeciążać go poborem prądu, biorąc pod uwagę, że jego rzeczywista moc robocza jest 1,2-1,5 razy mniejsza niż wskazana moc maksymalna.
Jak widać, atrakcyjność korzystania z darmowej energii opiera się na licznych ograniczeniach, a nawet jedyna efektywna opcja w centralnej Rosji - generator wiatrowy - nie jest w stanie zapewnić długoterminowej autonomii.
Ale jednocześnie ten pomysł nie jest zły zarówno jako źródło zasilania awaryjnego, a zwłaszcza jako zadanie projektowe - przyjemność tworzenia turbiny wiatrowej własnymi rękami może znacznie przekroczyć jej moc.
