Miten tehdä tuulivoimala omin käsin

Vihreän energian aihe on viime vuosina tullut erittäin suosittu. Jotkut jopa ennustavat, että tällainen energia lähitulevaisuudessa korvaa kokonaan hiilen, kaasun ja ydinvoimalat. Yksi vihreän energian aloista on tuulivoimaa. Generaattorit, jotka muuntavat tuulivoimaa sähköksi, eivät ole ainoastaan ​​teollisia, vaan osa tuulivoimaloista, mutta myös pieniä, jotka palvelevat yksityistä maatilaa.

Voit myös tehdä tuulivoimalan omin käsin - tämä materiaali on omistettu sille.

Mikä on generaattori

Laajassa merkityksessä generaattori on laite, joka tuottaa jonkinlaista tuotetta tai muuntaa yhdenlaista energiaa toiseen. Tämä voi olla esimerkiksi höyrygeneraattori (tuottaa höyryä), happigeneraattori, kvanttigeneraattori (sähkömagneettisen säteilyn lähde). Mutta tämän aihepiirin puitteissa olemme kiinnostuneita sähkögeneraattoreista. Tämä nimi viittaa laitteisiin, jotka muuttavat eri tyyppisiä ei-sähköenergiaa sähköksi.

Generaattorityypit

Sähköntuottajat luokitellaan seuraavasti:

• sähkömekaaninen - ne muuttavat mekaanisen työn sähköksi;
• termoeletricheskie - muuntaa lämpöenergia sähköksi;
• aurinkosähkö (aurinkokennot, aurinkopaneelit) - muuntaa valo sähköksi;
• MHD (MHD-generaattorit) - sähkö tuotetaan plasman energialla, joka liikkuu magneettikentän läpi;
• kemiallinen - muuntaa kemiallisten reaktioiden energia sähköksi.

Lisäksi sähkömekaaniset generaattorit luokitellaan moottorin tyypin mukaan. Niitä on seuraavat:

• turbiinigeneraattoreita ohjaa höyryturbiini;
• hydrogeneraattorit käyttävät hydraulista turbiinia moottorina;
• dieselgeneraattorit tai bensiinigeneraattorit valmistetaan diesel- tai bensiinimoottoreiden perusteella;
• tuulivoimalat muuttavat ilmamassojen energian sähköksi tuuliturbiinilla.

Tuulivoimalat

Lisätietoja tuulivoimaloista (niitä kutsutaan myös tuuliturbiineiksi). Yksinkertaisin pienitehoinen tuuliturbiini koostuu yleensä mastosta, jota yleensä vahvistavat venytysmerkit, joihin tuulivoimala on asennettu.

Tämä tuulivoimala puretaan ruuvilla, joka ohjaa sähkögeneraattorin roottoria. Laite sisältää myös sähkögeneraattorin lisäksi akun, jossa on latausohjain ja verkkoon kytketty invertteri.

Tiedättekö? Vuoteen 2016 mennessä kaikkien maailman tuulivoimaloiden kokonaiskapasiteetti oli 432 GW. Tuulivoima on siis ylittänyt vallan ydinvoiman.

Tämän laitteen toimintasuunnitelma on melko yksinkertainen: tuulen vaikutuksesta ruuvi pyörii, roottoria purkautumatta, sähkögeneraattori tuottaa vaihtovirtavirran, jonka latausohjain muuntaa tasavirraksi. Tämä virta latautuu akkuun. Vaihtosuuntaaja muuntaa akusta tulevan tasavirran vaihtovirraksi, jonka parametrit vastaavat sähköverkon parametreja.

Teollisuuslaitteet on asennettu torneihin. Ne on lisäksi varustettu pyörivällä mekanismilla, anemometrillä (tuulen nopeuden ja suunnan mittauslaitteella), laitteella terien pyörimiskulman muuttamiseksi, jarrujärjestelmään, ohjauspiirillä varustettuihin sähkökaappeihin, sammutusjärjestelmiin ja salamansuojaukseen, järjestelmään tietojen lähettämiseksi asennustoiminnosta jne.

Tuulivoimaloiden tyypit

Pyörimisakselin sijainti suhteessa maapallon tuulivoimaloihin on jaettu pystysuoraan ja vaakasuoraan. Yksinkertaisin pystysuora malli on Savonius-roottorikiinnike..

Siinä on kaksi tai useampia teriä, jotka ovat onttoja puolisylintereitä (sylinterit, jotka on leikattu puoliksi pystysuoraan). Savonius-roottori Näiden terien asetteluun ja muotoiluun on useita vaihtoehtoja: symmetrisesti kiinnitetty, toistensa reunojen asettaminen aerodynaamisen profiilin avulla.

Savonius-roottorin etuna on suunnittelun yksinkertaisuus ja luotettavuus, lisäksi sen toiminta ei riipu tuulen suunnasta, haitta on alhainen hyötysuhde (enintään 15%).

Tiedättekö? Tuulimyllyt ilmestyivät noin 200 eKr. e. Persiassa (Iran). Niitä käytettiin valmistamaan jauhoja viljasta. Euroopassa tällaiset tehtaat ilmestyivät vasta XIII luvulla.

Toinen vertikaalinen muotoilu on Darier-roottori. Sen terät ovat siivet, joilla on aerodynaaminen profiili. Ne voivat olla kaareva, H-muotoinen, kierre. Terät voivat olla kaksi tai useampia. Rotor Daria Tällaisen tuuligeneraattorin edut ovat:

• sen korkea hyötysuhde,
• vähentänyt melun työssä,
• suhteellisen yksinkertainen muotoilu.

Huomautetuista haitoista:

• suuri mastomäärä (Magnus-vaikutuksen vuoksi);
• tämän roottorin työn matemaattisen mallin puuttuminen, mikä vaikeuttaa sen parantamista;
• nopea keskipakopainojen aiheuttama kuluminen.

Toinen pystysuoran asennuksen tyyppi on helikoidinen roottori.. Se on varustettu terillä, jotka on kierretty laakerin akselia pitkin. Helikoidin roottori Tämä takaa kestävyyden ja korkean hyötysuhteen. Haittana on valmistuksen monimutkaisuudesta johtuvat korkeat kustannukset.

Tuulimyllyn moniterästyyppi on rakenne, jossa on kaksi riviä pystysuoria teriä - ulkoinen ja sisäinen. Tämä muotoilu antaa suurimman tehokkuuden, mutta sillä on korkeat kustannukset.

Horisontaaliset mallit eroavat toisistaan:

• terien lukumäärä (yksi terä ja suuri määrä);
• materiaali, josta terät valmistetaan (jäykkä tai joustava purjehdus);
• muuttuva tai kiinteä teräpituus.

Rakenteellisesti ne ovat kaikki samanlaisia. Yleensä tämäntyyppiset tuuliturbiinit erottuvat korkealla hyötysuhteella, mutta ne tarvitsevat jatkuvaa säätämistä tuulen suuntaan, joka ratkaistaan ​​käyttämällä takaluukun siivekettä asennuksen suunnittelussa tai automaattisessa asennossa käyttämällä pyörivää mekanismia anturin lukemien mukaisesti.

Tuuli generaattori DIY

Tuulivoimalamallien valinta markkinoilla on laajin, eri malleja ja eri kapasiteettisia laitteita on saatavilla. Yksinkertainen asennus voidaan kuitenkin tehdä itsenäisesti.

Suosittelemme lukemaan, miten uima-allas, kylpyamme, kellari ja veranta rakennetaan, ja miten tehdä omaa kättäsi pellava, pergola, huvimaja, kuiva virta, vesiputous ja betonireitti.

Etsi sopivia materiaaleja

Generaattorina on suositeltavaa ottaa kolmivaiheinen kestomagneetti, esimerkiksi traktori. Mutta voit tehdä sen sähkömoottorista, kuten seuraavassa käsitellään tarkemmin. Terien valinnan kysymys on tärkeä. Jos tuulivoimala on pystysuora, käytetään yleensä Savonius-roottorin vaihteluja. Traktorin generaattori Terien valmistuksessa sylinterimäinen säiliö, esimerkiksi vanha kiehuminen, on varsin sopiva. Mutta kuten edellä mainittiin, tämäntyyppisillä tuuliturbiineilla on alhainen hyötysuhde, ja on epätodennäköistä, että pystytään valmistamaan monimutkaisempia teriä pystysuoraan tuulimyllyyn. Kotituotteissa käytetään yleensä neljää puolisylinterimäistä terää.

Horisontaalisten tuuliturbiinien osalta yksiteräinen rakenne on optimaalinen pienitehoisille laitteille, mutta kaiken sen ilmeisen yksinkertaisuuden vuoksi on erittäin vaikeaa valmistaa tasapainotettua terää käsityönä, ja ilman sitä tuulivoimala usein epäonnistuu.

On tärkeää! Sinun ei pitäisi osallistua suureen määrään teriä, koska kun he työskentelevät, ne voivat muodostaa niin sanotun "ilmakanavan", jonka vuoksi ilma menee tuulimyllyn ympärille eikä kulje sen läpi. Horisontaalisten kotitekoisten laitteiden osalta kolme siipityypin terää pidetään optimaalisena.

• Horisontaalisissa tuulimyllyissä voit käyttää kahta terän tyyppiä: purjehdus ja siipi. Purjehdus on hyvin yksinkertaista, se on vain leveitä kaistoja, jotka näyttävät tuulimyllyjen teriltä. Tällaisten elementtien haittana on erittäin alhainen tehokkuus. Tässä suhteessa paljon lupaavampia siipien teriä. Kotona ne valmistetaan yleensä 160 mm: n PVC-putkesta kuvion mukaan.

Alumiinia voidaan myös käyttää, mutta se on paljon kalliimpaa. Lisäksi PVC-putkituotteessa on aluksi mutka, joka antaa sille lisää aerodynaamisia ominaisuuksia. PVC-putken terät Terien pituus valitaan seuraavan periaatteen mukaisesti: mitä tehokkaampi tuulimyllyn lähtöteho, sitä kauemmin ne ovat; mitä enemmän on, sitä lyhyemmät ne ovat. Esimerkiksi kolmessa terässä oleva tuulivoimala 10 W: n kohdalla optimaalinen pituus on 1,6 metriä neljän terän tuuliturbiinille - 1,4 m.

Jos teho on 20 W, indikaattori muuttuu 2,3 ​​m: n pituiseksi kolmelle ja 2 m: n neljälle terälle.

Valmistuksen päävaiheet

Alla on esimerkki horisontaalisen kolmiteräisen asennuksen itsevalmistuksesta, jossa on muutos asynkronisessa moottorigeneraattorissa pesukoneesta.

Moottorin uudelleenkäsittely

Yksi tärkeimmistä hetkistä luoda tuulivoimala omin käsin on sähkömoottorin muuntaminen sähkögeneraattoriksi. Muutoksia varten käytetään vanhaa, Neuvostoliiton valmistusta edeltävän vanhan pesukoneen sähkömoottoria.

1. Roottori irrotetaan moottorista ja sen läpi lävistetään leveä ura.
2. Uran koko pituudeltaan suorakulmaiset neodyymimagneetit (mitat 19x10x1 mm) liimataan pareittain, yksi magneetti jokaisen uran reunaan vastakkain, ottamatta huomioon niiden napaisuus. Kiinnitä liimatut magneetit epoksi.
3. Moottori käy.
4. Laturit 5 V: lle ja 1: lle Matkapuhelimia käytetään keräämään laite, joka muuntaa vaihtovirran tasavirraksi (et voi käyttää laitetta sirulla, vain transistori).
5. Virtalähde puretaan.
6. Juotettu USB ja pistoke.
7. Kolmen valmistetun virtalähteen levyt on kytketty sarjaan ja koottu yhdeksi kokonaisuudeksi.
8. 220 V: n kootun kokoonpanon tulo on kytketty generaattoriin, lähtö on kytketty akun latausohjaimeen.

Video: miten tuulettimen moottori uusitaan Virran lisäämiseksi voit käyttää useita rinnakkain kytkettyjä kokoonpanoja.

Jokaisen yksityisen talon tai esikaupunkialueiden omistajan on hyödyllistä oppia: miten tehdä puinen tynnyri, puusta valmistetut tikkaat, miten lämmitetään puulattia, miten valmistetaan sohva kuormalavoista, keinutuoli, rakentaa kellari autotalliin, tandoori, maisemakamero ja hollantilainen uuni omin käsin .

Rungon ja terien luominen

Seuraava vaihe tuulimyllyn valmistuksessa on sen pohjan kokoonpano, johon tuuligeneraattorin elementit on asennettu.

1. Pohja on hitsattu teräsputkista rakenteen muodossa, jonka toinen pää on kaksisuuntainen, väkevöity poikittaiselementeillä, toinen on yksittäinen laitteen hännän kiinnittämiseksi.
2. Kaksisuuntaisessa päässä porataan 4 reikää generaattorin kiinnittämiseen.
3. Asennettu kääntöosa laakerin perusteella.
4. Laippa, jossa on asennusreiät, on kiinnitetty laakeriin.
5. Häntä on valmistettu metallilevystä.
6. Suunnittelu puhdistetaan ja maalataan.
7. Häntä on värillinen.
8. Suojakotelo on tehty ja maalattu ohuesta metallilevystä.
9. Maalattujen elementtien kuivaamisen jälkeen pohjaan asennetaan sähkögeneraattori, kotelo ja hännän kiinnitys.
10. Terät on asennettu juoksupyörään traktorin moottorin jäähdytysjärjestelmästä.
11. Välikappaleet hitsataan teriin (tässä tapauksessa metalliterät).

On tärkeää! Tuuligeneraattorin maston korkeuden tulisi olla vähintään 6 metriä. Säätiö on betonoitu sen alle.

Kuten näette, tuulivoimalan kokoaminen omin käsin ei ole niin yksinkertaista. Tämä edellyttää tiettyjä taitoja ja tietoa sähkötekniikassa ja elektroniikassa. Mutta ihmisille, joilla on tällainen tieto, tämä tehtävä on varsin kykenevä. Lisäksi kotitekoinen tuulivoimala maksaa paljon halvempaa kuin ostossuunnittelu.