Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Conținutul articolului



Una dintre cele mai accesibile opțiuni pentru utilizarea surselor regenerabile de energie este utilizarea energiei eoliene. Cum să faceți independent un calcul, să asamblați și să instalați o turbină eoliană, citiți acest articol.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Clasificarea turbinelor eoliene

Instalațiile sunt clasificate pe baza următoarelor criterii de turbină eoliană:

  • locația axei de rotație;
  • numărul de lame;
  • materialul elementelor;
  • pas cu șurub.

Turbinele eoliene, de regulă, au un design cu o axă de rotație orizontală și verticală.

Versiune cu axa orizontală – proiectarea elicei cu una, două, trei sau mai multe lame. Aceasta este cea mai comună versiune a centralelor electrice aeriene, datorită eficienței ridicate..

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Execuție cu axă verticală – structuri ortogonale și carusel pe exemplul rotorilor Darrieus și Savonius. Ultimele două concepte ar trebui clarificate, deoarece ambele au o anumită importanță în proiectarea generatoarelor eoliene..

Rotorul Darrieus este un design ortogonal al unei turbine eoliene, unde palele aerodinamice (două sau mai multe) sunt situate simetric între ele la o anumită distanță și sunt fixate pe grinzi radiale. O versiune destul de complexă a turbinei eoliene, care necesită un design aerodinamic atent al palelor.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Rotorul Savonius este un proiect de turbină eoliană tip carusel, unde două lame semicilindrice sunt amplasate una față de cealaltă, formând o formă sinusoidală în ansamblu. Eficiența structurilor nu este ridicată (aproximativ 15%), dar poate fi aproape dublată dacă lamele sunt așezate în direcția undei nu pe orizontală, dar pe verticală și folosiți un design cu mai multe nivele cu o deplasare unghiulară a fiecărei perechi de lame în raport cu alte perechi.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Avantajele și dezavantajele „turbinelor eoliene”

Avantajele acestor dispozitive sunt evidente, mai ales atunci când sunt aplicate condițiilor casnice. Utilizatorii „turbinelor eoliene” au de fapt posibilitatea de a reproduce electricitate gratuită, în afară de costurile mici de construcție și întreținere. Cu toate acestea, dezavantajele turbinelor eoliene sunt, de asemenea, evidente..

Deci, pentru a realiza o funcționare eficientă a instalației, trebuie îndeplinite condițiile pentru stabilitatea fluxurilor eoliene. O persoană nu poate crea astfel de condiții. Aceasta este pur prerogativa naturii. Un alt dezavantaj, dar deja tehnic, este calitatea scăzută a energiei electrice generate, drept urmare este necesară suplimentarea sistemului cu module electrice scumpe (multiplicatori, încărcătoare, baterii, convertoare, stabilizatori).

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Avantajele și dezavantajele din punct de vedere al caracteristicilor fiecăreia dintre modificările turbinei eoliene, poate, echilibru la zero. Dacă modificările axiale orizontale au o valoare ridicată a eficienței, atunci pentru o funcționare stabilă, acestea necesită utilizarea de regulatoare de flux de vânt și dispozitive de protecție împotriva vânturilor de uragan. Modificările vertical-axiale au o eficiență scăzută, dar funcționează stabil fără un mecanism de urmărire a direcției vântului. În același timp, astfel de turbine eoliene se disting printr-un nivel scăzut de zgomot, exclud efectul „fugii” în condiții de vânt puternic și sunt destul de compacte.

Generatoare eoliene de casă

Realizarea unei „mori de vânt” cu propriile mâini este o sarcină complet rezolvabilă. Mai mult decât atât, o abordare constructivă și rațională a afacerii va contribui la minimizarea cheltuielilor financiare inevitabile. În primul rând, merită să schițăm un proiect, efectuând echilibrul și calculele de putere necesare. Aceste acțiuni nu vor garanta numai construcția cu succes a parcului eolian, ci vor asigura, de asemenea, că toate echipamentele achiziționate sunt păstrate intacte..

Se recomandă să începeți cu construcția unei micro-vânt cu o capacitate de câteva zeci de wați. În viitor, experiența acumulată va ajuta la crearea unei structuri mai puternice. Atunci când creați un generator eolian pentru casă, nu trebuie să vă concentrați pe obținerea de electricitate de înaltă calitate (220 V, 50 Hz), deoarece această opțiune va necesita investiții financiare semnificative. Este mai înțelept să limitezi utilizarea electricității obținute inițial, care poate fi folosită cu succes fără conversie în alte scopuri, de exemplu, pentru a sprijini sistemele de încălzire și alimentare cu apă caldă construite pe încălzitoare electrice (TEN) – astfel de dispozitive nu necesită o tensiune și o frecvență stabile. Acest lucru face posibilă crearea unui circuit simplu care funcționează direct de la generator..

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Cel mai probabil, nimeni nu va susține că încălzirea și alimentarea cu apă caldă într-o casă au o importanță inferioară pentru aparatele de uz casnic și dispozitivele de iluminat, pentru care de multe ori se caută energie pentru instalarea de eoliene pentru casă. Dispozitivul unei turbine eoliene special în scopul furnizării căldurii și apei calde casei reprezintă costul minim și simplitatea proiectării.

Proiect generalizat al unei turbine eoliene la domiciliu

Din punct de vedere structural, proiectul de locuință este în mare parte același ca o instalație industrială. Adevărat, soluțiile casnice sunt adesea bazate pe turbine eoliene cu axă verticală și sunt echipate cu generatoare de curent continuu de joasă tensiune. Compoziția modulelor unei turbine eoliene de uz casnic, cu condiția să se obțină electricitate de înaltă calitate (220 V, 50 Hz):

  • turbină eoliană;
  • dispozitiv de orientare a vântului;
  • multiplicator;
  • Generator de curent continuu (12V, 24V);
  • modulul de încărcare a bateriei;
  • baterii reîncărcabile (litiu-ion, litiu-polimer, plumb);
  • convertor de tensiune continuă 12 V (24 V) la tensiune AC 220 V.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini Generator eolian PIC 8-6 / 2.5

Cum functioneaza? Doar. Vântul transformă turbina eoliană. Cuplul este transmis printr-un multiplicator la arborele generatorului de curent continuu. Energia acumulată la ieșirea generatorului prin modulul de încărcare este acumulată în baterii. De la bornele bateriei, o tensiune constantă de 12 V (24 V, 48 V) este furnizată convertizorului, unde este transformată într-o tensiune adecvată pentru alimentarea rețelelor electrice casnice.

Despre generatoarele „turbine eoliene” de acasa

Majoritatea structurilor gospodărești ale turbinelor eoliene, de regulă, sunt construite cu ajutorul motoarelor de curent continuu cu viteză mică. Aceasta este cea mai simplă opțiune generator care nu necesită upgrade-uri. Optim – motoare electrice cu magneți permanenți, proiectate pentru o tensiune de alimentare de ordinul a 60-100 volți. Există o practică de utilizare a generatoarelor de mașini, dar pentru un astfel de caz, este necesară introducerea unui multiplicator, deoarece autogeneratoarele furnizează tensiunea necesară numai la turații mari (1800-2500). Una dintre opțiunile posibile este reconstrucția unui motor AC asincron, dar este, de asemenea, destul de complexă, necesitând calcule precise, lucrări de întoarcere și instalarea magneților de neodim în zona rotorului. Există o opțiune pentru un motor asincron trifazat cu conectarea condensatorilor cu aceeași capacitate între faze. În cele din urmă, există posibilitatea de a face un generator de la zero cu propriile mâini. Există o mulțime de instrucțiuni în această privință..

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

„Moară de vânt” cu axă verticală

Un generator eolian destul de eficient și cel mai important ieftin poate fi construit pe baza rotorului Savonius. Aici, o microcentrală este considerată ca un exemplu, a cărei putere nu depășește 20 W. Cu toate acestea, acest dispozitiv este suficient, de exemplu, pentru a furniza energie electrică la unele electrocasnice care operează de la o tensiune de 12 volți..

Set de piese:

  1. Foaie de aluminiu grosime 1,5-2 mm.
  2. Țeavă din plastic: diametru 125 mm, lungime 3000 mm.
  3. Tub din aluminiu: diametru 32 mm, lungime 500 mm.
  4. Motor DC (generator potențial), 30-60V, 360-450 rpm, de exemplu motor electric PIK8-6 / 2.5.
  5. Regulator de tensiune .
  6. Baterie.

Realizarea rotorului Savonius

Din foaia de aluminiu sunt tăiate trei „clătite” cu un diametru de 285 mm. În centrul fiecăruia, găurile sunt găurite pentru o țeavă de aluminiu de 32 mm. Se dovedește ceva de genul CD-urilor. Două bucăți de 150 mm lungime sunt tăiate din țeava de plastic și tăiate pe jumătate pe lungime. Rezultatul este patru lame semicirculare 125×150 mm. Toate cele trei „discuri compacte” din aluminiu sunt așezate pe o țeavă de 32 mm și fixate la o distanță de 320, 170, 20 mm de la vârful strict orizontal, formând două niveluri. Lamele sunt introduse între discuri, două bucăți pe nivel și fixate strict unele față de altele, formând un sinusoid. În acest caz, lamele nivelului superior sunt deplasate în raport cu lamele nivelului inferior cu un unghi de 90 de grade. Rezultatul este un rotor Savonius cu patru palete. Pentru fixarea elementelor, puteți utiliza nituri, șuruburi, colțuri sau puteți aplica alte metode.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Racord motor și montaj pe catarg

Arborele motoarelor cu curent continuu cu parametrii de mai sus are de obicei un diametru de cel mult 10-12 mm. Pentru a conecta arborele motorului la tubul turbinei eoliene, o bucșă de aramă cu diametrul interior necesar este presată în partea inferioară a tubului. O gaură este găurită prin peretele conductei și manșonului, este tăiat un fir pentru a înșuruba șurubul de blocare. În continuare, conducta turbinei eoliene este așezată pe arborele generatorului, după care conexiunea este fixată rigid cu un șurub de blocare.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Restul conductei de plastic (2800 mm) este catargul turbinei eoliene. Grupul generator cu roata Savonius este montat în partea superioară a catargului – este introdus pur și simplu în conductă până la oprire. Ca oprire, se folosește un capac de disc din metal, fixat pe capătul frontal al motorului, având un diametru puțin mai mare decât diametrul catargului. Găurile sunt găurite pe periferia capacului pentru fixarea firelor tipului. Deoarece diametrul carcasei motoarelor electrice este mai mic decât diametrul interior al conductei, distanțierele sau stopurile sunt utilizate pentru a alinia generatorul în centru. Cablul de la generator este trecut în interiorul conductei și ieșit printr-o fereastră în partea de jos. În timpul instalării, este necesar să se țină seama de proiectarea protecției generatorului împotriva umidității, folosind garnituri de etanșare. Din nou, pentru a proteja împotriva precipitațiilor, deasupra conexiunii conductei turbinei eoliene cu arborele generator poate fi instalată o capacă umbrelă..

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Instalarea întregii structuri se realizează într-o zonă deschisă, bine ventilată. O gaură de 0,5 metri adâncime este săpată sub catarg, partea inferioară a țevii este coborâtă în gaură, structura este nivelată cu fire de tip, după care gaura este umplută cu beton.

Regulator de tensiune (încărcător simplu)

Un generator eolian fabricat nu este de obicei capabil să furnizeze 12 volți din cauza vitezei mici. Viteza de rotație maximă a turbinei eoliene cu o viteză a vântului de 6–8 m / s. atinge o valoare de 200-250 rpm. La ieșire, este posibilă obținerea unei tensiuni de ordinul a 5-7 volți. Încărcarea bateriei necesită o tensiune de 13,5-15 volți. Calea de ieșire este utilizarea unui convertor de tensiune simplă, asamblat, de exemplu, pe baza regulatorului de tensiune LM2577ADJ. Prin aplicarea a 5 volți de curent continuu la intrarea convertizorului, la ieșire se obțin 12-15 volți, ceea ce este suficient pentru a încărca o baterie auto.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini Convertor de tensiune gata pentru LM2577

Acest micro-generator eolian poate fi îmbunătățit cu siguranță. Creșteți puterea turbinei, schimbați materialul și înălțimea catargului, adăugați convertor DC-AC, etc..

Instalație electrică cu vânt orizontal-axial

Set de piese:

  1. Țeavă de plastic cu diametrul de 150 mm, tabla de aluminiu grosime 1,5-2,5 mm, bloc din lemn 80×40 1 m lungime, instalații sanitare: flanșă – 3, colț – 2, tee – 1.
  2. Motor DC (generator) 30-60 V, 300-470 rpm.
  3. Scripete pentru roți pentru un motor cu un diametru de 130-150 mm (aluminiu, alamă, textolit etc.).
  4. Țevi din oțel cu un diametru de 25 mm și 32 mm și, respectiv, o lungime de 35 mm și 3000 mm.
  5. Modulul de încărcare a bateriei.
  6. Baterii.
  7. Convertor de tensiune 12 V – 120 V (220 V).

Fabricarea unei turbine eoliene cu axă orizontală

Este necesară o țeavă de plastic pentru a produce lame de turbină eoliană. O bucată dintr-o astfel de țeavă, lungă de 600 mm, este tăiată longitudinal în patru segmente identice. Pentru o moară de vânt, sunt necesare trei lame, care sunt realizate din segmentele obținute prin tăierea unei părți a materialului în diagonală pe întreaga lungime, dar nu exact de la colț la colț, ci de la colțul inferior la colțul superior, cu o ușoară decalare din acesta din urmă. Prelucrarea părții inferioare a segmentelor este redusă la formarea unei petale de fixare pe fiecare dintre cele trei segmente. Pentru a face acest lucru, un pătrat cu dimensiunea de aproximativ 50×50 mm este tăiat de-a lungul unei margini, iar partea rămasă servește ca o petală de fixare.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Lamele turbinei eoliene sunt fixate pe scripete cu roți, folosind conexiuni cu șuruburi. Scripetele sunt montate direct pe arborele generatorului de curent continuu. Ca șasiu al turbinei eoliene este utilizat un bloc simplu din lemn cu o secțiune de 80×40 mm și o lungime de 1 m. Generatorul este instalat la un capăt al blocului de lemn. La celălalt capăt al barei, este montată o „coadă” formată dintr-o foaie de aluminiu. În partea inferioară a barei, este atașată o țeavă metalică de 25 mm, concepută pentru a juca rolul unui arbore rotativ. Ca un catarg se folosește o țeavă metalică de trei metri de 32 mm. Partea superioară a catargului este bucșa de tracțiune în care este introdus tubul turbinei eoliene. Suportul pentru catarg este realizat dintr-o foaie de placaj gros. Pe acest suport, sub forma unui disc cu diametrul de 600 mm, o structură este asamblată din piese sanitare, datorită căreia catargul poate fi ridicat sau coborât ușor sau montat – demontat. Bretelele întinse sunt folosite pentru fixarea catargului.

Toate componentele electronice ale turbinei eoliene sunt montate într-un modul separat, a cărui interfață asigură conectarea bateriilor și a încărcărilor consumatorilor. Modulul include un controler de încărcare a bateriei și un convertor de tensiune. Astfel de dispozitive pot fi asamblate pe cont propriu cu experiență adecvată, sau achiziționate pe piață. Multe soluții diferite sunt disponibile pe piață pentru a obține tensiunile și curenții de ieșire dorite..

Turbine eoliene combinate

Turbinele eoliene combinate sunt o opțiune serioasă pentru un modul de energie pentru casă. De fapt, combinația implică combinarea unui generator eolian, a bateriei solare, a motorinei sau a centralei pe benzină într-un singur sistem. Puteți combina în orice mod, în funcție de capacitățile și nevoile dvs. Desigur, atunci când există o opțiune în trei, aceasta este cea mai eficientă și mai fiabilă soluție..

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

De asemenea, sub combinația de turbine eoliene, se presupune crearea de centrale eoliene, care includ două modificări diferite simultan. De exemplu, când rotorul Savonius și mașina tradițională cu trei lame funcționează într-un singur pachet. Prima turbină funcționează la viteză scăzută a vântului, iar a doua doar la nominal. Astfel, eficiența instalației este păstrată, sunt excluse pierderile de energie nejustificate, iar în cazul generatoarelor asincrone, curenții reactivi sunt compensați.

Sistemele combinate sunt opțiuni complexe din punct de vedere tehnic și costisitoare pentru practica la domiciliu.

Cum să faci un parc eolian cu propriile mâini

Calcularea puterii unui parc eolian de acasă

Pentru a calcula puterea unui generator eolian cu axa orizontală, puteți utiliza formula standard:

  • N = p S V3 / 2
  • N – puterea de instalare, W
  • p – densitatea aerului (1,2 kg / m3)
  • S – zona suflată, m2
  • V – viteza vântului, m / s

De exemplu, puterea unei instalații cu o lungime maximă a lamei de 1 metru, cu o viteză a vântului de 7 m / s, va fi:

  • N = 1,2 1 343/2 = 205,8 W

Un calcul aproximativ al puterii turbinei eoliene creat pe baza rotorului Savonius poate fi calculat folosind formula:

  • N = p R H V3
  • N – puterea de instalare, W
  • R – raza rotorului, m
  • V – viteza vântului, m / s

De exemplu, pentru proiectarea unei centrale eoliene cu un rotor Savonius menționat în text, valoarea puterii la o viteză a vântului de 7 m / s. va fi:

  • N = 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W
Evaluează articolul
( Nu există încă evaluări )
Distribuie prietenilor
Recomandări și sfaturi în orice domeniu al vieții
Adauga un comentariu

Dând clic pe butonul „Trimiteți comentariul”, sunt de acord cu prelucrarea datelor cu caracter personal și accept politica de confidențialitate