Vindturbiner for hjemmet: typer, omtrentlige priser, gjør-det-selv-produksjon. Spolekoblingsprosess

Siden antikken har menneskeheten brukt vindens kraft. vindmøller, seilbåter er kjent for mange, de ble skrevet om i bøker og det lages historiske filmer med deres medvirkning. Nå for tiden har ikke vindkraftgeneratoren mistet sin relevans, pga. med det kan du gjøre gratis strøm på landet, noe som også kan komme godt med om lysene slås av på stedet. La oss snakke om hjemmelagde vindmøller, som kan settes sammen av improviserte materialer og tilgjengelige deler. For deg har vi gitt en detaljert instruksjon med bilder, samt videoideer for flere monteringsalternativer. Så, la oss se på hvordan du lager en vindgenerator med egne hender hjemme.

Monteringsanvisning

Det finnes flere typer vindturbiner: horisontal og vertikal, turbin. De har grunnleggende forskjeller, plusser og minuser. Prinsippet for drift av alle vindturbiner er det samme - vindenergi omdannes til elektrisk energi og akkumuleres i batterier, og fra dem går den til menneskelige behov. Den vanligste typen er horisontal.

Kjent og gjenkjennelig. Fordelen med en horisontal vindturbin er mer høy effektivitet sammenlignet med andre, siden bladene til en vindmølle alltid er under påvirkning av luftstrømmen. Ulempene er blant annet kravet til vind over 5 meter per sekund. Denne typen vindmølle er den enkleste å lage, så hjemmehåndverkere tar det ofte til grunn.

Hvis du bestemmer deg for å prøve deg på å sette sammen en vindturbin med egne hender, her er noen anbefalinger. Du må starte med generatoren, dette er hjertet av systemet, utformingen av skrueenheten avhenger av parameteren. For dette er biler, importerte egnet, det er informasjon om bruk av trinnmotorer, fra skrivere eller annet kontorutstyr. Du kan også bruke en sykkelhjulmotor til å lage din egen vindmølle for å generere strøm.

Etter å ha bestemt seg for enheten for å konvertere vindstrømmen til elektrisk strøm, er det nødvendig å montere giret for å øke hastigheten fra skruen til generatorakselen. En omdreining av propellen overfører 4-5 omdreininger til akselen til generatorenheten.

Når girkasse-generatorenheten er satt sammen, begynner de å finne ut dens motstand mot dreiemoment (gram per millimeter). For å gjøre dette må du lage en skulder med en motvekt på akselen til den fremtidige installasjonen, og ved hjelp av en last finne ut hvilken vekt skulderen vil gå ned. Mindre enn 200 gram per meter anses som akseptabelt. Når vi kjenner størrelsen på skulderen, er dette bladlengden vår.

Mange tror at jo flere blader jo bedre. Dette er ikke helt sant, siden vi lager vindgeneratoren selv, og detaljene i det fremtidige kraftverket i budsjettområdet. Vi trenger høy hastighet, og mange propeller skaper mer motstand mot vinden, som et resultat av at den motgående strømmen på et tidspunkt bremser propellen og effektiviteten til installasjonen synker. Dette kan unngås med en to-bladet propell. En slik propell kan i vanlig vind snurre opp til og mer enn 1000 omdreininger. Du kan lage bladene til en hjemmelaget vindgenerator fra improviserte midler - fra kryssfiner og galvanisering til plast fra vannrør (som på bildet nedenfor) og andre ting. Hovedtingen tilstand lett og slitesterk.

En lett skrue vil øke vindmøllens effektivitet og følsomhet for luftstrøm. Ikke glem å balansere lufthjulet og fjerne ujevnheter, ellers vil du høre hyl og hyl mens generatoren går.

Neste viktig element, dette er halen. Det vil holde hjulet i vindstrømmen, og snu strukturen i tilfelle en endring i retningen.

For å lage en strømavtaker eller ikke, det er opp til deg, du kan klare deg med en kontakt på kabelen og med jevne mellomrom, manuelt avvikle den vridde ledningen. Under testkjøringen av vindgeneratoren, ikke glem sikkerhetstiltak, bladene som er spunnet i vinden kan hakke kål som en samurai.

En avstemt, balansert vindmølle er installert på en mast, minst 7 meter høy fra bakken, festet med avstandskabler. Videre, en like viktig node, et lagringsbatteri, kan det være en gammel bil som har mistet kapasiteten eller batteriet. Det er umulig å koble utgangen til en hjemmelaget vindgenerator direkte til batteriet, dette må gjøres gjennom et laderelé, du kan montere det selv eller kjøpe det ferdig.

Prinsippet for driften av reléet er å kontrollere ladningen, og i tilfelle en ladning bytter det generator og batteri for å laste ballast, systemet streber etter å alltid lades, forhindrer overlading, og lar ikke generatoren være uten last . En vindmølle uten last kan spinne opp ganske kraftig til høye hastigheter, skade isolasjonen i viklingene av det genererte potensialet. I tillegg kan høye hastigheter forårsake mekanisk ødeleggelse av elementer. vindgenerator. Neste er en spenningsomformer fra 12 til 220 volt 50 Hz å koble til husholdningsapparater.

Nå er Internett fullt av diagrammer og tegninger, der håndverkere viser hvordan man lager en vindgenerator med kraftige magneter på egenhånd. Gjenta eller ikke, din virksomhet, om den vil rettferdiggjøre seg selv, vet ingen. Men det er verdt å prøve å sette sammen et vindkraftverk for hjemmet ditt, og deretter bestemme hva du skal kjøpe og hva du skal forlate eller gjøre endringer. Skaff deg erfaring og sikt muligens mot en mer seriøs enhet. Frihet og mangfold hjemmelagde vindmøller elementbasen er så omfattende og mangfoldig at det ikke gir mening å beskrive dem alle, den grunnleggende betydningen forblir den samme - vindstrømmen snurrer propellen, den overfører dreiemoment til girkassen, øker akselhastigheten, generatoren gir ut spenning, deretter reléet holder ladenivået på batteriet, og det hentes allerede energi til ulike behov. Her, i henhold til dette prinsippet, kan du lage en vindgenerator med egne hender hjemme. Vi håper vårt detaljerte instruksjoner med bildeeksempler forklarte hun deg hvordan du kan lage en passende modell av en vindmølle for et hus eller en sommerbolig. Vi anbefaler også at du gjør deg kjent med mesterklassene om å sette sammen en hjemmelaget enhet, som vi ga i videoen nedenfor.

Visuelle videoopplæringer

For enkelt å lage en vindgenerator for å generere strøm hjemme, anbefaler vi at du gjør deg kjent med ferdige ideer i videoeksempler:

En av de mest tilgjengelige alternativer fornybar energi er bruk av vindenergi. For informasjon om hvordan du selvstendig beregner, monterer og installerer en vindmølle, les denne artikkelen.

Klassifisering av vindgeneratorer

Installasjoner er klassifisert basert på følgende vindturbinkriterier:

• plassering av rotasjonsaksen;
• antall blader;
• element materiale;
• skruestigning.

Vindturbiner har vanligvis design med horisontal og vertikal rotasjonsakse.

Utførelse med horisontal akse - en propelldesign med ett, to, tre eller flere blader. Dette er den vanligste versjonen av luftkraftverk på grunn av sin høye effektivitet.

Vertikal akse design - ortogonale og karusell design på eksemplet med Darrieus og Savonius rotorer. De to siste begrepene bør avklares, siden begge har en viss betydning i utformingen av vindgeneratorer.

Darrieus-rotoren er en ortogonal utforming av en vindturbin, hvor de aerodynamiske bladene (to eller flere) er plassert symmetrisk til hverandre i en viss avstand og er montert på radielle bjelker. Nok vanskelig alternativ vindturbin, som krever nøye aerodynamisk utforming av bladene.

Savonius-rotoren er en vindturbindesign av karuselltypen, hvor to semi-sylindriske blader er plassert mot hverandre, og danner en sinusformet form som helhet. Effektiviteten til strukturene er lav (ca. 15%), men kan nesten dobles hvis bladene plasseres i bølgeretningen ikke horisontalt, men vertikalt og en flerlags versjon brukes med en vinkelforskyvning av hvert par av kniver i forhold til andre par.

Fordeler og ulemper med "vindmøller"

Fordelene med disse enhetene er åpenbare, spesielt i forhold til innenlandske driftsforhold. Brukere av «vindmøller» får faktisk muligheten til å reprodusere gratis elektrisk energi, bortsett fra små kostnader til bygging og vedlikehold. Ulempene med vindturbiner er imidlertid også åpenbare.

Så for å oppnå effektivt arbeid installasjon, er betingelsene for stabilitet av vindstrømmer påkrevd. Mennesket kan ikke skape slike forhold. Dette er utelukkende naturens privilegium. En annen, men allerede teknisk ulempe, bemerket lav kvalitet generert elektrisitet, som et resultat av at det er nødvendig å supplere systemet med dyre elektriske moduler (multiplikatorer, ladere, batterier, omformere, stabilisatorer).

Fordeler og ulemper når det gjelder funksjonene til hver av modifikasjonene til vindturbiner, balanserer kanskje på null. Hvis de horisontale aksemodifikasjonene er forskjellige Høy verdi Effektivitet, så for stabil drift krever de bruk av vindstrømsretningskontrollere og orkanvindbeskyttelsesenheter. Vertikale aksemodifikasjoner har lav effektivitet, men fungerer stabilt uten vindretningssporingsmekanisme. Samtidig er slike vindturbiner preget av et lavt støynivå, eliminerer effekten av "avstand" under forhold sterke vinder er ganske kompakte.

Hjemmelagde vindgeneratorer

Å lage en "vindmølle" med mine egne hender– oppgaven er ganske løsbar. Dessuten vil en konstruktiv og rasjonell tilnærming til virksomheten bidra til å minimere de uunngåelige økonomiske utgiftene. Først av alt er det verdt å skissere et prosjekt, utføre nødvendige beregninger balansering og kraft. Disse handlingene vil ikke bare være nøkkelen til en vellykket konstruksjon vind farm, men også en garanti for å opprettholde integriteten til alt kjøpt utstyr.

Det anbefales å starte med byggingen av en mikrovindmølle med en effekt på flere titalls watt. I fremtiden vil erfaringen bidra til å skape et kraftigere design. Når du lager en vindgenerator for hjemmet, bør du ikke fokusere på å skaffe høykvalitets elektrisitet (220 V, 50 Hz), siden dette alternativet vil kreve betydelige økonomiske investeringer. Det er klokere å begrense oss til å bruke den opprinnelig mottatte strømmen, som med hell kan brukes uten konvertering til andre formål, for eksempel for å støtte oppvarming og varmtvannssystemer bygget på elektriske varmeovner (varmere) - slike enheter krever ikke en stabil spenning og frekvens. Dette gjør det mulig å lage en enkel krets kjører direkte fra generatoren.

Mest sannsynlig vil ingen hevde at oppvarming og varmtvannsforsyning i huset er underordnet i betydningen husholdningsapparater Og lysarmaturer, for kraften som de ofte søker å installere hjemme vindmøller. Enheten til en vindturbin er nettopp for det formål å gi huset varme og varmt vann- dette minimumskostnader og enkel design.

Generalisert prosjekt av en hjemmevindturbin

Strukturelt gjentar et hjemmeprosjekt i stor grad en industriell installasjon. Riktignok er husholdningsløsninger ofte basert på vertikalakse vindturbiner og er utstyrt med lavspente DC-generatorer. Sammensetningen av husholdnings vindturbinmoduler, med forbehold om mottak av høykvalitets elektrisitet (220 V, 50 Hz):

• vindturbin;
• vind orientering enhet;
• multiplikator;
• DC-generator (12 V, 24 V);
• batterilading modul;
• oppladbare batterier (litium-ion, litium-polymer, bly-syre);
• DC spenningsomformer 12 V (24 V) til AC spenning 220 V.

Vindturbin PIC 8-6/2.5

Hvordan det fungerer? Bare. Vinden snur vindmøllen. Dreiemomentet overføres gjennom multiplikatoren til akselen til DC-generatoren. Energien som mottas ved utgangen av generatoren gjennom lademodulen akkumuleres i batteriene. Fra batteriterminalene tilføres en konstant spenning på 12 V (24 V, 48 V) til omformeren, hvor den omdannes til en spenning som er egnet for å drive husholdnings elektriske nettverk.

Om generatorer for hjemme "vindmøller"

De fleste vindmølledesigner for boliger er vanligvis konstruert ved hjelp av lavhastighets DC-motorer. Dette er den enkleste versjonen av generatoren som ikke krever modernisering. Optimalt - elektriske motorer med permanente magneter, designet for en forsyningsspenning i størrelsesorden 60-100 volt. Det er en praksis med å bruke bilgeneratorer, men for et slikt tilfelle er det nødvendig med innføring av en multiplikator, siden autogeneratorer produserer den nødvendige spenningen bare ved høye (1800-2500) omdreininger. Et alternativ er å bygge om induksjonsmotor vekselstrøm, men også ganske komplisert, som krever nøyaktige beregninger, dreiing, installasjon av neodymmagneter i rotorområdet. Det er et alternativ for en trefaset asynkronmotor med tilkobling av kondensatorer med samme kapasitet mellom fasene. Til slutt er det muligheten for å lage en generator fra bunnen av med egne hender. Det er mange instruksjoner for dette.

Vertikal akse hjemmelaget "vindmølle"

En ganske effektiv og, viktigst av alt, rimelig vindgenerator kan bygges på grunnlag av Savonius-rotoren. Her betraktes som et eksempel et mikrokraftverk, hvis effekt ikke overstiger 20 W. Imidlertid er denne enheten ganske tilstrekkelig, for eksempel, for å gi elektrisk energi noen husholdningsapparater drevet av 12 volt.

Delesett:

1. Aluminiumsplate 1,5-2 mm tykk.
2. Plastrør: diameter 125 mm, lengde 3000 mm.
3. Aluminiumsrør: diameter 32 mm, lengde 500 mm.
4. DC-motor (potensialgenerator), 30-60V, 360-450 rpm, for eksempel PIK8-6/2.5 elektrisk motor.
5. Spenningskontroller.
6. Batteri.

Lage en Savonius-rotor

Tre "pannekaker" med en diameter på 285 mm kuttes ut av en aluminiumsplate. Hull bores i midten av hver aluminiumsrør 32 mm. Det viser seg noe som ligner på CDer. Fra plastrør to stykker 150 mm lange kuttes av og kuttes i to på langs. Resultatet er fire halvsirkelformede blader 125x150 mm. Alle tre "CD-er" av aluminium settes på et 32 ​​mm rør og festes i en avstand på 320, 170, 20 mm fra topppunkt strengt horisontal, danner to lag. Blader settes inn mellom skivene, to per lag og festes strengt mot hverandre, og danner en sinusoid. I dette tilfellet er bladene på det øvre laget forskjøvet i forhold til bladene på det nedre laget med en vinkel på 90 grader. Resultatet er en firebladet Savonius-rotor. For festeelementer kan du bruke nagler, selvskruende skruer, hjørner eller bruke andre metoder.

Tilkobling til motor og montering på mast

Akselen til DC-motorer med parametrene ovenfor har vanligvis en diameter på ikke mer enn 10-12 mm. For å koble motorakselen til vindturbinrøret, presses en messingbøssing inn i den nedre delen av røret, med den nødvendige indre diameteren. Et hull bores gjennom veggen på røret og hylsen, en gjenge kuttes for å skru inn låseskruen. Deretter settes vindturbinrøret på generatorakselen, hvoretter forbindelsen er stivt festet med en låseskrue.

Resten av plastrøret (2800 mm) er masten til vindturbinen. Generatorenheten med Savonius-hjulet er montert på toppen av masten - den settes ganske enkelt inn i røret til den stopper. Som stopp brukes et metallskivedeksel, festet på frontenden av motoren, med en diameter som er litt større enn diameteren til masten. Det bores hull i periferien av lokket for feste av seler. Siden diameteren på motorhuset er mindre enn den indre diameteren til røret, brukes pakninger eller stoppere for å justere generatoren i midten. Kabelen fra generatoren føres inne i røret og ut gjennom vinduet i bunnen. Under installasjonen er det nødvendig å ta hensyn til utformingen av generatorens beskyttelse mot fuktighet, ved å bruke tetningspakninger for dette. Igjen, for å beskytte mot nedbør, kan en paraplyhette installeres over tilkoblingen av vindturbinrøret med generatorakselen.

Installasjon av hele strukturen utføres i et åpent, godt ventilert område. Et 0,5 meter dypt hull er gravd under masten, Nedre del rørene senkes ned i gropen, strukturen jevnes med strekkmerker, hvoretter gropen helles med betong.

Spenningskontroller (enkel lader)

En produsert vindgenerator er som regel ikke i stand til å levere en spenning på 12 volt på grunn av lav hastighet. Den maksimale rotasjonsfrekvensen til vindturbinen ved en vindhastighet på 6-8 m / s. når en verdi på 200-250 rpm. Ved utgangen er det mulig å oppnå en spenning i størrelsesorden 5-7 volt. For å lade batteriet kreves en spenning på 13,5-15 volt. Veien ut er å bruke en enkel koblingsspenningsomformer, montert for eksempel basert på LM2577ADJ spenningsregulator. Ved å påføre 5 volt likestrøm på omformerens inngang, oppnås 12-15 volt ved utgangen, noe som er nok til å lade et bilbatteri.

Klar spenningsomformer på LM2577

Denne mikrovindgeneratoren kan absolutt forbedres. Øk kraften til turbinen, endre materialet og høyden på masten, legg til en DC-til-AC nettspenningsomformer, etc.

Horisontalaksialt vindkraftverk

Delesett:

1. Et plastrør med en diameter på 150 mm, en aluminiumsplate 1,5-2,5 mm tykk, en trekloss 80x40 1 m lang, rørleggerarbeid: flens - 3, hjørne - 2, tee - 1.
2. DC-motor (generator) 30-60 V, 300-470 rpm.
3. Hjulskive for en motor med en diameter på 130-150 mm (aluminium, messing, tekstolitt, etc.).
4. Stålrør med en diameter på henholdsvis 25 mm og 32 mm og en lengde på 35 mm og 3000 mm.
5. Lademodul for batterier.
6. Batterier.
7. Spenningsomformer 12 V - 120 V (220 V).

Produksjon av en horisontalaksial "vindmølle"

Plastrør er nødvendig for produksjon av vindturbinblader. Et segment av et slikt rør, 600 mm langt, kuttes på langs i fire identiske segmenter. Vindmøllen krever tre blader, som er laget av de resulterende segmentene ved å kutte av et stykke materiale diagonalt i full lengde, men ikke nøyaktig fra hjørne til hjørne, men fra nederste hjørne til øverste hjørne, med et lite innrykk fra sistnevnte. Behandlingen av den nedre delen av segmentene reduseres til dannelsen av et festeblad på hvert av de tre segmentene. For å gjøre dette kuttes en firkant på omtrent 50x50 mm langs den ene kanten, og den gjenværende delen fungerer som et monteringsblad.

Bladene til vindturbinen er festet på hjulskiven ved hjelp av bolteforbindelser. Remskiven er montert direkte på akselen til DC-motoren - generatoren. Som vindturbinchassis brukes en enkel trekloss med snitt 80x40 mm og lengde 1 m. Generatoren er installert i den ene enden trekloss. I den andre enden av stangen er det montert en "hale", laget av aluminiumsplate. Nederst på stangen, festet metallrør 25 mm, designet for å spille rollen som akselen til rotasjonsmekanismen. Et tre meter metallrør 32 mm brukes som mast. Øverste del mast er en hylse av rotasjonsmekanismen, hvor vindturbinrøret er satt inn. Mastestøtten er laget av et ark med tykk kryssfiner. På denne støtten, i form av en skive med en diameter på 600 mm, er en konstruksjon av sanitærdeler montert, takket være hvilken masten enkelt kan heves eller senkes, eller monteres eller demonteres. Strekkmerker brukes for å feste masten.

Alt av elektronikk vindturbin montert som en separat modul, hvis grensesnitt sørger for tilkobling av batterier og en forbrukerbelastning. Modulen inkluderer en batteriladekontroller og en spenningsomformer. Slike enheter kan settes sammen uavhengig med passende erfaring, eller kjøpes på markedet. Det er mange til salgs ulike løsninger, som gjør det mulig å oppnå de ønskede utgangsverdiene for spenninger og strømmer.

Kombinerte vindturbiner

Kombinerte vindturbiner er et seriøst alternativ for en energimodul til hjemmet. Egentlig innebærer kombinasjonen å kombinere i et enkelt system en vindgenerator, et solbatteri, et diesel- eller bensinkraftverk. Du kan kombinere på alle mulige måter, basert på mulighetene og behovene. Naturligvis, når det er et tre-i-ett-alternativ, er dette den mest effektive og pålitelige løsningen.

Også, under kombinasjonen av vindturbiner, er det ment å lage vindkraftverk som har to ulike modifikasjoner. For eksempel når en Savonius-rotor og en tradisjonell trebladsmaskin jobber i samme bunt. Den første turbinen opererer ved lave vindhastigheter, og den andre kun ved nominelle. Dermed opprettholdes effektiviteten til installasjonen, urettmessige energitap utelukkes, og i tilfelle av asynkrone generatorer kompenseres reaktive strømmer.

Kombinerte systemer er teknisk komplekse og kostbare alternativer for hjemmetrening.

Beregning av kraften til en vindpark

For å beregne kraften til en vindgenerator med horisontal akse, kan du bruke standardformelen:

• N = p S V3 / 2
• N- installasjonseffekt, W
• s- lufttetthet (1,2 kg / m 3)
• S- sprengt område, m 2
• V— vindhastighet, m/s

For eksempel vil kraften til en installasjon med et maksimalt bladspenn på 1 meter, med en vindhastighet på 7 m / s, være:

• N\u003d 1,2 1 343 / 2 \u003d 205,8 W

En omtrentlig beregning av kraften til en vindturbin opprettet på grunnlag av Savonius-rotoren kan beregnes ved å bruke formelen:

• N = p RH V3
• N- installasjonseffekt, W
• R— impellerradius, m
• V— vindhastighet, m/s

For eksempel, for utformingen av et vindkraftverk med en Savonius-rotor nevnt i teksten, kraftverdien ved en vindhastighet på 7 m/s. vil være:

• N= 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W

Med oppgangen i strømprisene er det søk og utvikling av det overalt alternative kilder. I de fleste regioner av landet er det tilrådelig å bruke vindturbiner. For å gi strøm fullt ut privat hus, krever en tilstrekkelig kraftig og kostbar installasjon.

Vindgenerator for hjemmet

Hvis du lager en liten vindgenerator, kan du bruke elektrisk strøm til å varme opp vann eller bruke den til deler av belysningen, for eksempel uthus, hagestier og verandaer. Varmevann til husholdningsbehov eller oppvarming er det enkleste alternativet bruk av vindenergi uten akkumulering og konvertering. Her er spørsmålet mer om det blir nok strøm til oppvarming.

Før du lager en generator, må du først finne ut egenskapene til vindene i regionen.

Stor vindgenerator, til mange steder russisk klima, lite egnet på grunn av hyppige endringer i intensitet og retning luftstrømmer. Over 1 kW vil den være treg og vil ikke kunne snurre helt opp når vinden endrer seg. Treghet i rotasjonsplanet fører til overbelastning fra sidevinden, noe som fører til svikt.

Med fremveksten av energiforbrukere med lav effekt, er det fornuftig å bruke små hjemmelagde vindgeneratorer på ikke mer enn 12 volt for å lyse opp hytta LED-lamper eller lad telefonbatterier når det ikke er strøm i huset. Når dette ikke er nødvendig, kan generatoren brukes til å varme opp vann.

Type vindturbin

For et vindstille område er kun en seilvindgenerator egnet. For at strømforsyningen skal være konstant trenger du et batteri på minst 12V, en lader, en inverter, en stabilisator og en likeretter.

For områder med lav vind kan du uavhengig lage en vertikal vindgenerator med en effekt på ikke mer enn 2-3 kW. Det er mange alternativer, og de er nesten like gode som industrielle design. Det er lurt å kjøpe vindmøller med seilrotor. Pålitelige modeller med kraft fra 1 til 100 kilowatt produseres i Taganrog.

I vindfulle områder kan du lage en vertikal generator for hjemmet ditt med egne hender, hvis den nødvendige kraften er 0,5-1,5 kilowatt. Bladene kan være laget av improviserte midler, for eksempel fra en tønne. Det er tilrådelig å kjøpe mer produktive enheter. Billigst er "seilbåter". En vertikal vindmølle er dyrere, men den fungerer mer pålitelig i sterk vind.

DIY vindmølle med lav effekt

Hjemme er en liten hjemmelaget vindgenerator enkel å lage. For å begynne å jobbe med å lage alternative energikilder og få verdifull erfaring i hvordan man setter sammen en generator, kan du lage en enkel enhet selv ved å tilpasse en motor fra en datamaskin eller skriver.

12V vindgenerator med horisontal akse

For å lage en vindmølle med lav effekt med egne hender, må du først forberede tegninger eller skisser.

Ved en rotasjonshastighet på 200-300 rpm. spenningen kan heves til 12 volt, og den genererte effekten vil være ca. 3 watt. Den kan brukes til å lade et lite batteri. For andre generatorer må effekten økes til 1000 rpm. Først da vil de være effektive. Men her trenger du en girkasse som skaper betydelig motstand og som også har en høy kostnad.

Elektrisk del

For å montere generatoren trenger du følgende komponenter:

1. en liten motor fra en gammel skriver, stasjon eller skanner;
2. 8 dioder type 1N4007 for to likeretterbroer;
3. kondensator med en kapasitet på 1000 mikrofarad;
4. PVC-rør og plast deler;
5. aluminiumsplater.

Figuren nedenfor viser generatorkretsen.

Trinnmotor: koblingsskjema til likeretter og stabilisator

Diodebroer er koblet til hver motorvikling, hvorav det er to. Etter broene kobles stabilisatoren LM7805 til. Som et resultat er utgangen en spenning som vanligvis leveres til et 12-volts batteri.

Strømgeneratorer på neodymmagneter med ekstremt høy styrke kløtsj. De bør brukes forsiktig. På kraftig slag eller oppvarming til en temperatur på 80-250 0 C (avhengig av type), avmagnetiserer neodymmagneter.

Du kan ta navet til en bil som grunnlag for en gjør-det-selv-generator.

Rotor med neodymmagneter

Ca 20 neodymmagneter med en diameter på ca 25 mm limes på navet med superlim. Enfasede kraftgeneratorer er laget med like mange poler og magneter.

Magneter som er plassert overfor hverandre må tiltrekkes, dvs. dreies av motsatte poler. Etter liming av neodymmagneter fylles de med epoksyharpiks.

Spoler er viklet rundt, og totalt antall omdreininger er 1000-1200. Kraften til generatoren på neodymmagneter er valgt slik at den kan brukes som en kilde til likestrøm, ca 6A for å lade batteriet ved 12 V.

Mekanisk

Bladene er laget av plastrør. Arbeidsstykker 10 cm brede og 50 cm lange tegnes på den, og kuttes deretter ut. En bøssing er laget på motorakselen med en flens som bladene er festet til med skruer. Antallet deres kan være fra to til fire. Plast vil ikke vare lenge, men for første gang vil det være nok. Nå har det dukket opp nok slitesterke materialer, for eksempel karbonfiber og polypropylen. Da kan det lages sterkere blader i aluminiumslegering.

Bladene balanseres ved kutting ekstra deler i endene, og helningsvinkelen skapes ved å varme dem opp med en bøy.

Generatoren er boltet til et stykke plastrør med en vertikal akse sveiset til den. En værvinge av aluminiumslegering er også installert koaksialt på røret. Aksen settes inn i vertikalt rør master. Et trykklager er installert mellom dem. Hele strukturen kan fritt rotere i et horisontalt plan.

Det elektriske styret kan plasseres på en roterende del, og spenningen kan overføres til forbrukeren gjennom to sleperinger med børster. Hvis brettet med en likeretter er installert separat, vil antallet ringer være seks, hvor mange pinner en trinnmotor har.

Vindmøllen er montert i en høyde på 5-8 m.

Hvis enheten effektivt vil generere energi, kan den forbedres ved å gjøre den vertikalt aksial, for eksempel fra en tønne. Utformingen er mindre utsatt for sideoverbelastning enn den horisontale. Figuren under viser en rotor med blader laget av tønnefragmenter, montert på en akse inne i rammen og ikke utsatt for veltekraft.

Vindturbin med vertikal akse og tønnerotor

Den profilerte overflaten på tønnen skaper ekstra stivhet, på grunn av hvilken tynnere platemetall kan brukes.

Vindgenerator med en kapasitet på mer enn 1 kilowatt

Enheten skal gi konkrete fordeler og gi en spenning på 220 V slik at du kan slå på noen elektriske apparater. For å gjøre dette, må den uavhengig starte og generere strøm i et bredt spekter.

For å lage en vindgenerator med egne hender, må du først bestemme designet. Det kommer an på hvor sterk vinden er. Hvis den er svak, kan seilversjonen av rotoren være det eneste alternativet. Mer enn 2-3 kilowatt energi kan ikke oppnås her. I tillegg trenger den en girkasse og et kraftig batteri med lader.

Prisen på alt utstyr er høy, så du bør finne ut om det vil være gunstig for huset.

I områder med sterk vind, hjemmelaget vindgenerator du kan få 1,5-5 kilowatt kraft. Da kan den kobles til hjemmenettverk for 220V. Det er vanskelig å lage en enhet med mer kraft på egen hånd.

Elektrisk generator fra en DC-motor

Som generator kan du bruke en lavhastighetsmotor som genererer elektrisitet ved 400-500 o/min: PIK8-6/2,5 36V 0,3Nm 1600min-1. Kroppslengde 143 mm, diameter 80 mm, akseldiameter 12 mm.

Hvordan ser en likestrømsmotor ut?

Den trenger en multiplikator med et girforhold på 1:12. Med én omdreining av vindmøllebladene vil generatoren gjøre 12 omdreininger. Figuren nedenfor viser et diagram over enheten.

Vindmølle enhet diagram

Girkassen skaper en ekstra belastning, men likevel mindre enn for en bilgenerator eller starter, der det kreves et girforhold på minst 1:25.

Det anbefales å lage bladene av en aluminiumsplate som måler 60x12x2. Hvis du installerer 6 av dem på motoren, vil ikke enheten være så rask og vil ikke gå løs med store vindkast. Det skal være mulig å balansere. For å gjøre dette er bladene loddet til foringene med mulighet for å vikle seg på rotoren slik at de kan flyttes lenger eller nærmere midten.

Generator strøm på permanente magneter fra ferritt eller stål ikke overstiger 0,5-0,7 kilowatt. Den kan bare økes på spesielle neodymmagneter.

En generator med en ikke-magnetisert stator er ikke egnet for drift. Med liten vind stopper den, og etter det vil den ikke kunne starte av seg selv.

For konstant oppvarming i den kalde årstiden kreves det mye energi, og oppvarming stort hus- Dette er et problem. For å gi i denne forbindelse, kan det komme godt med når du ikke må gå dit mer enn 1 gang i uken. Hvis alt veies riktig, fungerer varmesystemet i landet i bare noen få timer. Resten av tiden er eierne i naturen. Ved å bruke en vindmølle som likestrømskilde for lading av batteriet, kan du på 1-2 uker akkumulere strøm til romoppvarming i en slik periode, og dermed skape tilstrekkelig komfort for deg selv.

For å lage en generator fra en AC-motor eller en bilstarter, må de omarbeides. Motoren kan oppgraderes til en generator hvis rotoren er laget på neodymmagneter, maskinert til deres tykkelse. Den er laget med antall poler, som statoren, alternerende med hverandre. Rotoren på neodymmagneter limt til overflaten skal ikke feste seg under rotasjon.

Typer rotorer

Rotordesign varierer. Vanlige alternativer er vist i figuren nedenfor, hvor verdiene for vindenergiutnyttelsesfaktoren (KIEV) er angitt.

Typer og design av vindturbinrotorer

For rotasjon er vindmøller laget med en vertikal eller horisontal akse. Den vertikale versjonen har fordelen av enkel vedlikehold når hovednodene er plassert nederst. Aksellageret er selvinnstillende og har lang levetid.

De to bladene på Savonius-rotoren skaper rykk, noe som ikke er veldig praktisk. Av denne grunn er den laget av to par blader med 2 nivåer fra hverandre med en rotert i forhold til den andre med 90 0 . Tønner, bøtter, potter kan brukes som emner.

Darrieus-rotoren, hvis blader er laget av elastisk tape, er enkel å produsere. For å lette promoteringen bør antallet være oddetall. Bevegelsen er rykende, på grunn av hvilken den mekaniske delen raskt bryter. I tillegg vibrerer båndet mens det roterer, og lager et brøl. For permanent bruk lignende design ikke særlig egnet, selv om bladene noen ganger er laget av lydabsorberende materialer.
I en ortogonal rotor er vingene profilert. Det optimale antallet kniver er tre. Enheten er høyhastighets, men den må være vridd ved oppstart.

Helicoide rotoren har høy effektivitet på grunn av den komplekse krumningen til bladene, noe som reduserer tap. Den brukes sjeldnere enn andre vindmøller på grunn av den høye kostnaden.

Horisontalt rotordesign er den mest effektive. Men det krever en stabil middelvind, og den trenger også orkanbeskyttelse. Blader kan lages av propylen når diameteren er mindre enn 1 m.

Hvis du kutter bladene fra et tykkvegget plastrør eller tønne, vil du ikke kunne oppnå effekt over 200 watt. Segmentprofilen er ikke egnet for komprimerbare gassformige medier. Her trengs en kompleks profil.

Rotorens diameter avhenger av hvor mye kraft som kreves, samt antall blader. En to-blad 10 W krever en rotor med en diameter på 1,16 m, og en 100 W - 6,34 m. For en fire-blad og en seks-blad, vil diameteren være henholdsvis 4,5 m og 3,68 m.

Hvis du setter rotoren direkte på generatorakselen, vil ikke lageret vare lenge, siden belastningen på alle bladene er ujevn. Støttelageret for vindmølleakselen må være selvinnstillende, med to eller tre lag. Da vil ikke rotorakselen være redd for bøyninger og forskyvninger under rotasjon.

En viktig rolle i driften av vindmøllen spilles av strømsamleren, som må vedlikeholdes regelmessig: smøres, rengjøres, justeres. Muligheten for forebygging bør gis, selv om dette er vanskelig å gjøre.

Sikkerhet

Vindturbiner med en effekt over 100 W er støyende enheter. På gårdsplassen til et privat hus kan du installere en industriell vindturbin hvis den er sertifisert. Høyden bør være høyere enn de nærmeste husene. Selv en vindmølle med lav effekt kan ikke installeres på taket. Mekaniske vibrasjoner fra arbeidet kan skape resonans og føre til ødeleggelse av strukturen.

Høye vindturbinrotasjonshastigheter krever kvalitetsutførelse. Ellers, hvis enheten blir ødelagt, er det fare for at delene kan fly av lange avstander og forårsake skade på mennesker eller kjæledyr. Dette bør spesielt tas i betraktning når du lager en vindmølle med egne hender fra improviserte materialer.

Video. Vindgenerator med egne hender.

Bruk av vindturbiner er ikke tilrådelig i alle regioner, siden det avhenger av klimatiske egenskaper. I tillegg gir det ikke mening å lage dem med egne hender uten litt erfaring og kunnskap. For å komme i gang kan du ta på deg et enkelt design med en effekt på flere watt og en spenning på opptil 12 volt som du kan lade telefonen eller tenne en energisparende lampe med. Bruken av neodymmagneter i generatoren kan øke kraften betydelig.

Kraftige vindturbiner, som tar over en betydelig del av strømforsyningen hjemme, er best å kjøpe industrielt, for å skape en spenning på 220V, mens man nøye veier fordeler og ulemper. Kombinerer du dem med andre typer alternative energikilder, kan strøm være nok til alt. husholdningens behov inkludert hjemmevarmesystemet.

Russland har en dobbel posisjon når det gjelder vindenergiressurser. På den ene siden, takket være den enorme Totalt areal og for slettenes overflod er vinden som helhet rikelig, og for det meste jevn. På den annen side er vindene våre overveiende lavpotensiale, sakte, se fig. På den tredje, i tynt befolkede områder, er vindene voldsomme. På bakgrunn av dette er oppgaven med å starte en vindgenerator på gården ganske relevant. Men for å bestemme om du vil kjøpe en ganske dyr enhet, eller lage den selv, må du tenke nøye gjennom hvilken type (og det er mange av dem) for hvilket formål du skal velge.

Enkle konsepter

1. KIEV - vindenergiutnyttelsesfaktor. Hvis en mekanistisk flat vindmodell brukes til beregning (se nedenfor), er den lik virkningsgraden til rotoren til et vindkraftverk (APU).
2. Effektivitet - ende-til-ende effektivitet av APU, fra den motgående vinden til terminalene på den elektriske generatoren, eller til mengden vann som pumpes inn i tanken.
3. Minimum driftsvindhastighet (MPS) er hastigheten som vindmøllen begynner å gi strøm til lasten med.
4. Maksimal tillatt vindhastighet (MPS) er hastigheten som energiproduksjonen stopper med: automatiseringen slår enten av generatoren, eller setter rotoren i en værvinge, eller bretter den sammen og skjuler den, eller rotoren stopper seg selv, eller APU kollapser rett og slett.
5. Startvindhastighet (CWS) - ved denne hastigheten er rotoren i stand til å snu uten belastning, snurre opp og gå inn i driftsmodus, hvoretter generatoren kan slås på.
6. Negativ starthastighet (OSS) - dette betyr at APU (eller vindturbin - vindturbin, eller WEA, vindkraftenhet) for å starte ved enhver vindhastighet krever obligatorisk spin-up fra en ekstern energikilde.
7. Startmoment (innledende) - evnen til rotoren, tvunget bremset ned i luftstrømmen, for å skape et dreiemoment på akselen.
8. Vindturbin (VD) - en del av APU fra rotoren til akselen til generatoren eller pumpen, eller annen energiforbruker.
9. Roterende vindgenerator - APU, hvor vindenergi omdannes til dreiemoment på kraftuttaksakselen ved å rotere rotoren i luftstrømmen.
10. Driftshastighetsområdet til rotoren er forskjellen mellom MDS og MRS ved drift med nominell belastning.
11. Vindmølle med sakte hastighet - i den overstiger ikke den lineære hastigheten til delene av rotoren i strømmen vindhastigheten eller under den. Det dynamiske hodet til strømmen omdannes direkte til bladtrykk.
12. Høyhastighets vindmølle - den lineære hastigheten til bladene er betydelig (opptil 20 eller flere ganger) høyere enn vindhastigheten, og rotoren danner sin egen luftsirkulasjon. Syklusen for å konvertere strømningsenergi til skyvekraft er kompleks.

Merknader:

1. Lavhastighets APUer har som regel lavere CIEV enn høyhastighets, men de har et startmoment som er tilstrekkelig til å spinne opp generatoren uten å koble fra lasten og null TCO, dvs. absolutt selvstartende og anvendelig i de letteste vindene.
2. Langsomhet og hastighet er relative begreper. En husholdningsvindmølle ved 300 rpm kan være lavhastighets, og kraftige APU-er av EuroWind-typen, hvorfra feltene til vindparker, vindparker (se fig.) rekrutteres og hvis rotorer gir omtrent 10 rpm, er høyhastighets, fordi. med en slik diameter er den lineære hastigheten til bladene og deres aerodynamikk over det meste av spennet ganske "fly", se nedenfor.

Hvilken generator trengs?

En elektrisk generator for en husholdningsvindmølle må generere elektrisitet i et bredt spekter av rotasjonshastigheter og ha evnen til å starte selv uten automatisering og eksterne kilder ernæring. Ved bruk av APU med OSS (vindmøller med spin-up), som som regel har høy KIEV og effektivitet, må den også være reversibel, dvs. kunne fungere som motor. Ved effekter opp til 5 kW er denne betingelsen oppfylt elektriske biler med permanente magneter basert på niob (supermagneter); på stål- eller ferrittmagneter kan du ikke regne med mer enn 0,5-0,7 kW.

Merk: asynkrone dynamoer eller kollektorgeneratorer med umagnetisert stator er ikke egnet i det hele tatt. Med en nedgang i vindstyrken vil de "gå ut" lenge før hastigheten faller til MRS, og da vil de ikke starte selv.

Et utmerket "hjerte" til APU med en effekt på 0,3 til 1-2 kW oppnås fra en dynamo med en innebygd likeretter; de fleste av dem er nå. For det første holder de utgangsspenningen på 11,6-14,7 V i et ganske bredt spekter av hastigheter uten eksterne elektroniske stabilisatorer. For det andre åpner silisiumportene når spenningen på viklingen når ca. 1,4 V, og før det "ser" generatoren ikke lasten. For å gjøre dette må generatoren allerede være ganske godt vridd.

I de fleste tilfeller kan oscillatoren kobles direkte, uten gir eller remdrift, til høyhastighets HP-akselen ved å velge hastighet ved å velge antall blader, se nedenfor. "Fast-walkers" har et lite eller null startmoment, men rotoren vil, selv uten å koble fra lasten, ha nok tid til å spinne opp før ventilene åpner og generatoren gir strøm.

Valg i vinden

Før vi bestemmer oss for hvilken vindgenerator vi skal lage, la oss bestemme oss for den lokale aerologien. i grågrønnaktig(vindløse) områder av vindkartet, vil i det minste en viss fornuft bare være fra en seilende vindturbin(og vi skal snakke om dem senere). Hvis du trenger konstant strømforsyning, må du legge til en booster (likeretter med spenningsstabilisator), lader, kraftig batteri, inverter 12/24/36/48 VDC til 220/380 VAC 50 Hz. En slik økonomi vil koste ikke mindre enn 20 000 dollar, og det er usannsynlig at det vil være mulig å fjerne en langsiktig effekt på mer enn 3-4 kW. Generelt, med et ubønnhørlig ønske om alternativ energi, er det bedre å se etter en annen kilde til det.

På gulgrønne, litt vindfulle steder, hvis du trenger strøm opp til 2-3 kW, kan du selv ta på deg en vertikal vindgenerator med lav hastighet. De har blitt utviklet utallige, og det er design som, når det gjelder KIEV og effektivitet, nesten ikke er dårligere enn industrielle "blader".

Skal du kjøpe en vindturbin til hjemmet ditt, så er det bedre å fokusere på en vindmølle med seilrotor. Det er mange tvister, og i teorien er ikke alt klart ennå, men de fungerer. I den russiske føderasjonen produseres "seilbåter" i Taganrog med en kapasitet på 1-100 kW.

I røde, vindfulle regioner avhenger valget av nødvendig kraft. I området 0,5-1,5 kW er selvlagde "vertikaler" berettiget; 1,5-5 kW - innkjøpte "seilbåter". "Vertikal" kan også kjøpes, men det vil koste mer enn APU horisontal layout. Og til slutt, hvis du trenger en vindmølle med en effekt på 5 kW eller mer, må du velge mellom horisontale kjøpte "blader" eller "seilbåter".

Merk: mange produsenter, spesielt det andre laget, tilbyr sett med deler som du kan sette sammen en vindgenerator med en effekt på opptil 10 kW på egen hånd. Et slikt sett vil koste 20-50% billigere enn et ferdig med installasjon. Men før du kjøper, må du nøye studere aerologien til det tiltenkte installasjonsstedet, og deretter velge riktig type og modell i henhold til spesifikasjonene.

Om sikkerhet

Deler av en innenlands vindturbin i drift kan ha en lineær hastighet over 120 og til og med 150 m/s, og et stykke av evt. solid materiale som veier 20 g, flyr med en hastighet på 100 m / s, med et "vellykket" treff, dreper en sunn mann på stedet. En stål- eller hardplastplate 2 mm tykk, beveger seg med en hastighet på 20 m/s, deler den i to.

I tillegg er de fleste vindmøller over 100 watt ganske støyende. Mange genererer ultralave (mindre enn 16 Hz) frekvenssvingninger i lufttrykk - infralyder. Infralyder er uhørbare, men helseskadelige og sprer seg veldig langt.

Merk: på slutten av 80-tallet var det en skandale i USA – den største vindparken i landet på den tiden måtte stenges. Indianerne fra reservatet, 200 km fra feltet til hennes APU, beviste i retten at helseplagene som økte kraftig hos dem etter igangsettingen av vindparken skyldtes dens infralyder.

Av de ovennevnte grunnene er installasjon av APU tillatt i en avstand på minst 5 av deres høyder fra de nærmeste boligbyggene. I gårdene til private husholdninger er det mulig å installere vindmøller av industriell produksjon, passende sertifisert. Det er generelt umulig å installere APU-er på tak - under driften, selv for laveffekt, er det vekslende mekaniske belastninger som kan forårsake resonans bygningsstruktur og dens ødeleggelse.

Merk: høyden på APU er det høyeste punktet på den feide skiven (for rotorer med blader) eller geometrisk figur (for vertikale APUer med en rotor på stangen). Hvis APU-masten eller rotoraksen stikker enda høyere ut, beregnes høyden i henhold til toppen deres - toppen.

Vind, aerodynamikk, KIEV

En hjemmelaget vindgenerator følger de samme naturlovene som en fabrikklaget beregnet på en datamaskin. Og gjør-det-selv-mannen trenger å forstå det grunnleggende i arbeidet sitt veldig godt - som oftest har han ikke til disposisjon dyre ultramoderne materialer og teknologisk utstyr. Aerodynamikken til APU er så vanskelig ...

Vind og KIEV

For å beregne serielle fabrikk-APUer, den såkalte. flat mekanistisk vindmodell. Den er basert på følgende forutsetninger:

• Vindhastighet og vindretning er konstant innenfor den effektive rotoroverflaten.
• Luft er et kontinuerlig medium.
• Den effektive overflaten til rotoren er lik det feide arealet.
• Energien til luftstrømmen er rent kinetisk.

Under slike forhold beregnes den maksimale energien til en enhetsvolum luft i henhold til skoleformelen, forutsatt at lufttettheten under normale forhold er 1,29 kg * cu. m. Ved en vindhastighet på 10 m / s bærer en luftkube 65 J, og fra ett kvadrat av rotorens effektive overflate er det mulig, ved 100% effektivitet av hele APU, å fjerne 650 W. Dette er en veldig forenklet tilnærming - alle vet at vinden ikke er helt jevn. Men dette må gjøres for å sikre repeterbarheten til produktene - en vanlig ting innen teknologi.

Den flate modellen skal ikke ignoreres, den gir et klart minimum av tilgjengelig vindenergi. Men luft er for det første komprimerbar, og for det andre er den veldig flytende (dynamisk viskositet er bare 17,2 μPa * s). Dette betyr at strømmen kan flyte rundt det feide området, noe som reduserer den effektive overflaten og KIEV, som oftest observeres. Men i prinsippet er den omvendte situasjonen også mulig: vinden strømmer til rotoren og arealet av den effektive overflaten viser seg da å være større enn den feide, og KIEV er større enn 1 i forhold til den for flat vind .

La oss gi to eksempler. Den første er en lystyacht, ganske tung, yachten kan gå ikke bare mot vinden, men også raskere enn den. Vinden er ment ekstern; den tilsynelatende vinden må fortsatt være raskere, ellers hvordan vil den trekke skipet?

Den andre er en klassiker fra luftfartshistorien. På tester av MIG-19 viste det seg at interceptoren, som var et tonn tyngre enn en frontlinjejager, akselererer raskere i hastighet. Med samme motorer i samme flyramme.

Teoretikere visste ikke hva de skulle tenke, og tvilte alvorlig på loven om bevaring av energi. Til slutt viste det seg at poenget var kjeglen til radarkappen som stakk ut fra luftinntaket. Fra tåen til skallet dukket det opp en lufttetning, som om den raket fra sidene til motorkompressorene. Siden den gang har sjokkbølger blitt solid etablert i teorien som nyttige, og den fantastiske flyytelsen til moderne fly skyldes i ikke liten grad deres dyktige bruk.

Aerodynamikk

Utviklingen av aerodynamikk er vanligvis delt inn i to epoker - før N. G. Zhukovsky og etter. Hans rapport «Om vedlagte virvler» datert 15. november 1905 var begynnelsen ny æra innen luftfart.

Før Zhukovsky fløy de på flate seil: det ble antatt at partiklene i den motgående strømmen gir all fart til forkanten av vingen. Dette gjorde det mulig å umiddelbart kvitte seg med vektormengden - vinkelmomentet - som genererte rasende og oftest ikke-analytisk matematikk, gå til mye mer praktiske skalare rent energiforhold, og til slutt få det beregnede trykkfeltet på bæreplanet, mer eller mindre lik den nåværende.

En slik mekanistisk tilnærming gjorde det mulig å lage enheter som i det minste kunne ta luften og fly fra et sted til et annet, uten nødvendigvis å krasje i bakken et sted underveis. Men ønsket om å øke hastigheten, bæreevnen og andre flykvaliteter avslørte mer og mer ufullkommenheten til den originale aerodynamiske teorien.

Zhukovskys idé var denne: langs toppen og bunnflater Vingeluft reiser en annen vei. Fra tilstanden med middels kontinuitet (vakuumbobler dannes ikke i luften av seg selv), følger det at hastighetene til de øvre og nedre strømmene som går ned fra bakkanten må være forskjellige. På grunn av den om enn lille, men begrensede viskositeten til luften, bør det dannes en virvel der på grunn av forskjellen i hastigheter.

Virvelen roterer, og loven om bevaring av momentum, like uforanderlig som loven om bevaring av energi, er også gyldig for vektormengder, dvs. må ta hensyn til bevegelsesretningen. Derfor bør det umiddelbart, på bakkanten, dannes en motsatt roterende virvel med samme rotasjonsmoment. For hva? På grunn av energien som genereres av motoren.

For luftfartens praksis betydde dette en revolusjon: ved å velge en passende vingeprofil, var det mulig å starte en festet virvel rundt vingen i form av en sirkulasjon Г, og øke løftet. Det vil si at ved å bruke en del, og for høye hastigheter og vingebelastninger - en stor del, av motorkraften, kan du skape en luftstrøm rundt enheten, som lar deg oppnå bedre flykvaliteter.

Dette gjorde luftfarten til en luftfart, og ikke en del av luftfarten: nå kunne flyet skape miljøet som er nødvendig for flyvningen og ikke lenger være et leketøy for luftstrømmer. Alt du trenger er en kraftigere motor, og mer og kraftigere ...

Igjen KIEV

Men vindmøllen har ikke motor. Han må tvert imot ta energi fra vinden og gi den til forbrukerne. Og her kommer det ut - han trakk ut bena, halen satt seg fast. De slipper for lite vindenergi inn i rotorens egen sirkulasjon – den vil være svak, bladkraften blir liten, og KIEV og kraften blir lav. La oss gi mye for sirkulasjonen - rotoren vil snurre som en gal på tomgang i lett vind, men forbrukerne får igjen lite: de ga litt belastning, rotoren bremset ned, vinden blåste av sirkulasjonen, og rotoren stoppet.

Loven om bevaring av energi gir den "gyldne middelvei" bare i midten: vi gir 50% av energien til lasten, og for de resterende 50% vrir vi strømmen til det optimale. Praksis bekrefter forutsetningene: hvis effektiviteten til en god trekkende propell er 75-80%, når KIEV-en til en rotor med blader som også er nøye beregnet og blåst i en vindtunnel 38-40%, dvs. opptil halvparten av det som kan oppnås med et overskudd av energi.

Modernitet

I dag beveger aerodynamikk seg, bevæpnet med moderne matematikk og datamaskiner, i økende grad bort fra uunngåelig forenkling av modeller til nøyaktig beskrivelse oppførselen til en ekte kropp i en ekte flyt. Og her, i tillegg til den generelle linjen - kraft, kraft og nok en gang kraft! – sideveier er oppdaget, men lovende bare med en begrenset mengde energi som kommer inn i systemet.

Den berømte alternative flygeren Paul McCready skapte et fly tilbake på 80-tallet, med to motorer fra en 16 hk motorsag. viser 360 km/t. Dessuten var chassiset en trehjulssykkel ikke-uttrekkbar, og hjulene var uten kåper. Ingen av McCreadys kjøretøy gikk på linje og gikk på kamptjeneste, men to - en med stempelmotorer og propeller, og den andre jetfly - fløy rundt for første gang i historien. Kloden uten å lande på én bensinstasjon.

Seilene som ga opphav til den opprinnelige vingen ble også betydelig påvirket av utviklingen av teorien. "Live" aerodynamikk tillot yachter med en vind på 8 knop. stå på hydrofoiler (se fig.); for å spre et slikt hulk til ønsket hastighet med en propell, kreves det en motor på minst 100 hk. Racing katamaraner med samme vind går med en hastighet på rundt 30 knop. (55 km/t).

Det er også funn som er helt ikke-trivielle. Fans av den sjeldneste og mest ekstreme sporten - basehopping - iført en spesiell vingedrakt, vingedrakt, fly uten motor, manøvrering med en hastighet på over 200 km/t (fig. til høyre), og land deretter jevnt i en forhåndsvalgt sted. I hvilket eventyr flyr folk for seg selv?

Mange naturmysterier er også løst; spesielt flukten til en bille. I følge klassisk aerodynamikk er den ikke i stand til å fly. Akkurat som stamfaren til «stealth» F-117 med sin diamantformede vinge, er den heller ikke i stand til å ta luften. Og MIG-29 og Su-27, som kan fly hale først en stund, passer ikke inn i noen ideer i det hele tatt.

Og hvorfor, når man arbeider med vindturbiner, ikke et morsomt og ikke et verktøy for ødeleggelse av sitt eget slag, men en kilde til en vital ressurs, er det viktig å danse fra teorien om svake strømmer med sin modell av en flat vind? Er det virkelig ingen vei å gå videre?

Hva kan du forvente av en klassiker?

Men klassikerne bør ikke forlates i alle fall. Det gir et grunnlag uten å lene seg på som man ikke kan stige høyere. Akkurat som mengden teori ikke kansellerer multiplikasjonstabellen, og kvantekromodynamikk får ikke epler til å fly opp fra trær.

Så hva kan du forvente av den klassiske tilnærmingen? La oss se på bildet. Venstre - typer rotorer; de er avbildet betinget. 1 - vertikal karusell, 2 - vertikal ortogonal (vindturbin); 2-5 blade rotorer med forskjellig antall blader med optimaliserte profiler.

Til høyre for den horisontale aksen er den relative hastigheten til rotoren, dvs. forholdet mellom bladets lineære hastighet og vindhastigheten. Vertikalt opp - KIEV. Og ned - igjen, det relative dreiemomentet. Et enkelt (100 %) dreiemoment anses å være et som skaper en rotor som tvinges ned i strømmen med 100 % KIEV, dvs. når all energien til strømmen omdannes til rotasjonskraft.

Denne tilnærmingen lar oss trekke vidtrekkende konklusjoner. For eksempel må antall blader velges ikke bare og ikke så mye etter ønsket rotasjonshastighet: 3- og 4-blader taper umiddelbart mye i forhold til KIEV og dreiemoment sammenlignet med 2- og 6-blader som fungerer bra i omtrent samme hastighetsområde. Og utad lik karusell og ortogonal har fundamentalt forskjellige egenskaper.

Generelt bør rotorer med blader foretrekkes, bortsett fra i tilfeller der ekstrem billighet, enkelhet, vedlikeholdsfri selvstart uten automatisering er nødvendig, og det er umulig å klatre i masten.

Merk: vi snakker spesielt om seilrotorer - de ser ikke ut til å passe inn i klassikerne.

Vertikale linjer

APU-er med vertikal rotasjonsakse har en ubestridelig fordel for hverdagen: komponentene som krever vedlikehold er konsentrert i bunnen og det er ikke nødvendig å løfte dem opp. Det gjenstår, og selv da ikke alltid, et selvjusterende trykklager, men det er sterkt og holdbart. Derfor, når du designer en enkel vindgenerator, må utvalget av alternativer begynne med vertikaler. Hovedtypene deres er vist i fig.

sol

I den første posisjonen - den enkleste, oftest kalt Savonius-rotoren. Faktisk ble den oppfunnet i 1924 i USSR av Ya. A. og A. A. Voronin, og den finske industrimannen Sigurd Savonius tilegnet seg skamløst oppfinnelsen, ignorerte det sovjetiske opphavsrettssertifikatet, og begynte masseproduksjon. Men introduksjonen av oppfinnelsen i skjebnen betyr mye, så vi, for ikke å hisse opp fortiden og ikke forstyrre asken til de døde, vil vi kalle denne vindmøllen Voronin-Savonius-rotoren, eller kort sagt, Sol.

VS for en gjør-det-selv er bra for alle, bortsett fra "lokomotivet" KIEV i 10-18%. Imidlertid ble det gjort mye arbeid i Sovjetunionen, og det er utvikling. Nedenfor skal vi vurdere et forbedret design, ikke mye mer komplisert, men ifølge KIEV gir det odds til bladene.

Merk: en to-blads BC spinner ikke, men rykker; 4-bladet er bare litt jevnere, men taper mye i KIEV. For å forbedre 4-"trough" oftest spredt over to etasjer - et par blader under, og et annet par, rotert 90 grader horisontalt, over dem. KIEV er bevart, og sidebelastningene på mekanikken svekkes, men de bøyende øker noe, og med en vind på mer enn 25 m/s har en slik APU en aksel, d.v.s. uten et lager strukket av gutta over rotoren, "knekker tårnet".

Daria

Den neste er Daria-rotoren; KIEV - opptil 20%. Det er enda enklere: Bladene er laget av et enkelt elastisk bånd uten noen profil. Teorien om Darrieus-rotoren er ikke godt utviklet ennå. Det er bare klart at den begynner å slappe av på grunn av forskjellen i den aerodynamiske motstanden til pukkelen og beltelommen, og så blir den som en høyhastighets en, og danner sin egen sirkulasjon.

Rotasjonsmomentet er lite, og i startposisjonene til rotoren parallelt og vinkelrett på vinden er det fraværende i det hele tatt, derfor er selvpromotering bare mulig med et oddetall blader (vinger?). belastning fra generatoren må kobles fra så lenge kampanjen varer.

Darrieus-rotoren har ytterligere to dårlige egenskaper. For det første, under rotasjon, beskriver skyvevektoren til bladet en fullstendig omdreining i forhold til dets aerodynamiske fokus, og ikke jevnt, men rykkvis. Derfor bryter Darrieus-rotoren raskt sin mekanikk selv med flat vind.

For det andre lager Daria ikke bare støy, men roper og skriker, til det punktet at båndet er revet. Dette er på grunn av dens vibrasjon. Og jo flere kniver, jo sterkere er brølet. Så hvis Darya er laget, er den to-bladet, laget av dyre høystyrke lydabsorberende materialer (karbon, mylar), og et lite fly brukes til å spinne i midten av maststangen.

ortogonal

Ved pos. 3 - ortogonal vertikal rotor med profilerte blader. Ortogonalt fordi vingene stikker ut vertikalt. Overgangen fra BC til ortogonal er illustrert i fig. venstre.

Vinkelen for montering av bladene i forhold til tangenten til sirkelen, som berører vingenes aerodynamiske foci, kan enten være positiv (i figuren) eller negativ, i henhold til vindens styrke. Noen ganger gjøres bladene svingbare og vindventiler plasseres på dem, som automatisk holder alfa, men slike strukturer går ofte i stykker.

Den sentrale kroppen (blå i figuren) gjør det mulig å øke KIEV til nesten 50%. mer kniver, er en enkel sylinder tilstrekkelig. Men teorien for den ortogonale optimal mengde blader gir entydig: det skal være nøyaktig 3 av dem.

Ortogonal refererer til høyhastighets vindmøller med OSS, dvs. krever nødvendigvis forfremmelse under igangkjøring og etter ro. I henhold til den ortogonale ordningen produseres serielle vedlikeholdsfrie APU-er med en effekt på opptil 20 kW.

Helicoid

Helicoid rotor, eller Gorlov-rotor (pos. 4) - en slags ortogonal som gir jevn rotasjon; en ortogonal med rette vinger "tårer" bare litt svakere enn et to-bladet fly. Bøyningen av bladene langs helicoiden unngår tap av KIEV på grunn av deres krumning. Selv om det buede bladet avviser en del av strømmen uten å bruke det, raker det også en del inn i sonen med høyeste lineære hastighet, og kompenserer for tap. Helicoider brukes sjeldnere enn andre vindmøller, pga. på grunn av kompleksiteten i produksjonen, viser de seg å være dyrere enn kolleger av samme kvalitet.

Tønne-tønne

For 5 pos. – Rotor av typen BC omgitt av en ledevinge; dens skjema er vist i fig. til høyre. Finnes sjelden i industridesign, tk. dyre grunnerverv kompenserer ikke for kapasitetsøkningen, og materialforbruket og kompleksiteten i produksjonen er høy. Men en gjør-det-selv-er som er redd for arbeid er ikke lenger en mester, men en forbruker, og hvis det ikke trengs mer enn 0,5-1,5 kW, er en "tønne" en godbit for ham:

• Denne typen rotor er helt sikker, stillegående, skaper ikke vibrasjoner og kan installeres hvor som helst, selv på en lekeplass.
• Bøy "trauet" av galvanisert og sveis rammen av rørene - arbeidet er tull.
• Rotasjonen er helt ensartet, mekaniske deler kan tas fra den billigste eller fra søpla.
• Ikke redd for orkaner - heller sterk vind kan ikke presse inn i "tønnen"; en strømlinjeformet virvelkokong vises rundt den (vi vil fortsatt møte denne effekten).
• Og viktigst av alt, siden overflaten til "grabben" er flere ganger større enn rotoren inni, kan KIEV også være superenhet, og dreiemomentet ved 3 m/s ved en "tønne" på tre meter i diameter er slik at en 1 kW generator med maksimal belastning, som Det sies at det er bedre å ikke rykke.

Video: Lenz vindgenerator

På 60-tallet i USSR patenterte E. S. Biryukov en karusell APU med KIEV 46%. Litt senere oppnådde V. Blinov 58% fra designet på samme prinsipp som KIEV, men det er ingen data om testene. Og fullskala tester av Biryukovs væpnede styrker ble utført av personalet til magasinet Inventor and Rationalizer. En to-etasjes rotor med en diameter på 0,75 m og en høyde på 2 m med frisk vind snurret på full kraft asynkron generator 1,2 kW og tålte 30 m/s uten brudd. Tegninger av APU Biryukov er vist i fig.

1. taket galvanisert rotor;
2. selvjusterende dobbeltrads kulelager;
3. skjermer - 5 mm stålkabel;
4. aksel aksel - stålrør med en veggtykkelse på 1,5-2,5 mm;
5. aerodynamiske hastighetskontrollspaker;
6. hastighetskontrollblader - 3-4 mm kryssfiner eller plastplate;
7. hastighetskontroll stenger;
8. hastighetskontroller belastning, vekten bestemmer hastigheten;
9. drivhjul - et sykkelhjul uten dekk med et kammer;
10. thrust bearing - thrust bearing;
11. drevet trinse - vanlig generator trinse;
12. generator.

Biryukov mottok flere opphavsrettssertifikater for sin APU. Vær først oppmerksom på delen av rotoren. Ved akselerasjon fungerer den som en sol, og skaper et stort startmoment. Mens den snurrer, dannes det en virvelpute i de ytre lommene på bladene. Fra vindens synspunkt blir bladene profilert og rotoren blir til en høyhastighets ortogonal, med den virtuelle profilen som endres i henhold til vindens styrke.

For det andre fungerer den profilerte kanalen mellom bladene i driftshastighetsområdet som en sentral kropp. Hvis vinden øker, dannes det også en virvelpute i den, som går utover rotoren. Det er den samme virvelkokongen som rundt APU med en ledevinge. Energien til dens skapelse hentes fra vinden, og den er ikke lenger nok til å knuse vindmøllen.

For det tredje er hastighetsregulatoren designet primært for turbinen. Han holder hastigheten hennes optimal fra KIEVs synspunkt. Og den optimale rotasjonsfrekvensen til generatoren er gitt av valget av girforholdet til mekanikken.

Merk: etter publikasjoner i IR for 1965, forsvant Biryukovs væpnede styrker inn i glemselen. Forfatteren ventet ikke på svar fra myndighetene. Skjebnen til mange sovjetiske oppfinnelser. De sier at noen japanere ble milliardær ved regelmessig å lese sovjetiske populære tekniske magasiner og patentere alt som er verdt oppmerksomhet.

Lopatniki

Som du sa, ifølge klassikerne, er en horisontal vindturbin med bladrotor det beste. Men for det første trenger han en stabil, i det minste middels sterk vind. For det andre er designet for gjør-det-selv-mannen full av mange fallgruver, og det er grunnen til at frukten av langt hardt arbeid ofte i beste fall lyser opp toalettet, gangen eller verandaen, eller til og med viser seg å bare kunne slappe av seg selv.

I følge diagrammene i fig. vurdere mer detaljert; stillinger:

• Fig. MEN:

1. rotorblader;
2. generator;
3. generator ramme;
4. beskyttende værvinge (orkanspade);
5. gjeldende samler;
6. chassis;
7. roterende node;
8. fungerende værvinge;
9. mast;
10. klemme for skjermer.

• Fig. B, sett ovenfra:

1. beskyttende værvinge;
2. fungerende værvinge;
3. beskyttende vindvingefjærspenningsregulator.

• Fig. G, nåværende samler:

1. samler med kobber kontinuerlige ringdekk;
2. fjærbelastede kobber-grafittbørster.

Merk: orkanbeskyttelse for et horisontalt blad med en diameter på mer enn 1 m er helt nødvendig, fordi. han er ikke i stand til å lage en virvelkokong rundt seg selv. Med mindre størrelser er det mulig å oppnå en rotorutholdenhet på opptil 30 m/s med propylenblader.

Så, hvor venter vi på "snubling"?

blader

Å forvente å oppnå effekt på generatorakselen på mer enn 150-200 W på blader av alle spennvidder, kuttet ut av et tykkvegget plastrør, som ofte anbefales, er håpet til en håpløs amatør. Et blad fra et rør (med mindre det er så tykt at det bare brukes som et emne) vil ha en segmentprofil, dvs. toppen, eller begge overflatene vil være sirkelbuer.

Segmentprofiler er egnet for inkomprimerbare medier, som hydrofoiler eller propellblader. For gasser trengs et blad med variabel profil og stigning, for eksempel, se fig.; spennvidde - 2 m. Dette vil være et komplekst og tidkrevende produkt som krever møysommelige beregninger i full teori, innblåsing og feltforsøk.

Generator

Når rotoren er montert direkte på sin aksel, vil det vanlige lageret snart gå i stykker - det er ikke lik belastning på alle bladene i vindmøller. Vi trenger en mellomaksel med et spesielt støttelager og en mekanisk overføring fra den til generatoren. For store vindmøller tas et selvjusterende dobbeltradslager; i beste modellene- tre-lags, fig. D i fig. ovenfor. Dette gjør at rotorakselen ikke bare kan bøye seg litt, men også bevege seg litt fra side til side eller opp og ned.

Merk: Det tok omtrent 30 år å utvikle et aksiallager for EuroWind type APU.

nødværvinge

Prinsippet for driften er vist i fig. B. Vinden, intensiverer, presser på spaden, fjæren strekker seg, rotoren vrir seg, hastigheten synker og til slutt blir den parallell med strømmen. Alt ser ut til å være bra, men - det var jevnt på papiret ...

På en vindfull dag, prøv å holde lokket på kokt vann eller en stor kjele ved håndtaket parallelt med vinden. Bare vær forsiktig - det urolige jernstykket kan treffe fysiognomien slik at det knekker nesen, kutter leppen og til og med slår ut øyet.

Flat vind forekommer kun i teoretiske beregninger og, med tilstrekkelig nøyaktighet for praksis, i vindtunneler. I virkeligheten forvrenger en orkanvindmølle med orkanspade mer enn helt forsvarsløse. Likevel er det bedre å bytte skjeve blad enn å gjøre alt på nytt. I industrielle omgivelser er det en annen historie. Der overvåker og regulerer stigningen til bladene, for hver enkelt, automatisering under kontroll av datamaskinen ombord. Og de er laget av kraftige kompositter, ikke fra vannrør.

nåværende samler

Dette er en regelmessig betjent node. Enhver kraftingeniør vet at oppsamleren med børster må rengjøres, smøres, justeres. Og masten er fra vannrør. Du vil ikke klatre inn, en gang i måneden eller to må du kaste hele vindmøllen til bakken og deretter heve den igjen. Hvor lenge vil han vare fra slik "forebygging"?

Video: vindgenerator med blader + solcellepanel for strømforsyning til dachaen

Mini og mikro

Men ettersom størrelsen på bladet avtar, avtar vanskeligheten med kvadratet på hjuldiameteren. Det er allerede mulig å produsere en horisontal blad-APU på egen hånd for en effekt på opptil 100 W. 6-blad vil være optimalt. Med flere blader vil diameteren på rotoren, designet for samme kraft, være mindre, men det vil være vanskelig å feste dem godt på navet. Rotorer med mindre enn 6 blader kan ignoreres: en 2-blads 100 W trenger en rotor med en diameter på 6,34 m, og en 4-blads med samme kraft - 4,5 m. For et 6-blads effekt-diameterforhold uttrykkes som følger:

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Det vil være optimalt å regne med en effekt på 10-20 watt. For det første et plastblad med et spenn på mer enn 0,8 m uten ekstra tiltak beskyttelsen tåler ikke vind på mer enn 20 m/s. For det andre, med et bladspenn på opptil samme 0,8 m, vil den lineære hastigheten på endene ikke overstige vindhastigheten med mer enn tre ganger, og kravene til profilering med vridning reduseres med størrelsesordener; her vil "trauet" med en segmentert profil fra et rør allerede fungere ganske tilfredsstillende, pos. B i fig. Og 10-20 W vil gi strøm til nettbrettet, lade opp smarttelefonen eller tenne hushjelp-lyspæren.

Velg deretter en generator. En kinesisk motor er perfekt - et hjulnav for elektriske sykler, pos. 1 på fig. Dens kraft som motor er 200-300 watt, men i generatormodus vil den gi opptil 100 watt. Men vil det passe oss omsetningsmessig?

Hastighetsfaktoren z for 6 blader er 3. Formelen for å beregne rotasjonshastigheten under belastning er N = v / l * z * 60, hvor N er rotasjonshastigheten, 1 / min, v er vindhastigheten, og l er omkretsen til rotoren. Med et bladspenn på 0,8 m og en vind på 5 m/s får vi 72 rpm; ved 20 m/s - 288 rpm. Et sykkelhjul roterer også med omtrent samme hastighet, så vi skal fjerne våre 10-20 watt fra en generator som kan gi 100. Du kan sette rotoren direkte på akselen.

Men her oppstår følgende problem: etter å ha brukt mye arbeid og penger, i det minste for en motor, fikk vi ... et leketøy! Hva er 10-20, vel, 50 watt? Og en vindmølle med blader som kan drive minst et TV-apparat kan ikke lages hjemme. Er det mulig å kjøpe en ferdig mini-vindgenerator, og vil det ikke koste mindre? Fortsatt som mulig, og enda billigere, se pos. 4 og 5. I tillegg blir den også mobil. Sett den på en stubbe – og bruk den.

Det andre alternativet er hvis det ligger en trinnmotor et sted fra en gammel 5- eller 8-tommers stasjon, eller fra en papirstasjon eller vogn til en ubrukelig blekkskriver eller matriseskriver. Den kan fungere som en generator, og feste en karusellrotor til den fra bokser(pos. 6) er enklere enn å sette sammen en struktur som vist i pos. 3.

Generelt, i følge "bladene", er konklusjonen entydig: hjemmelaget - snarere for å få hjertens lyst, men ikke for ekte langsiktig energieffektivitet.

Video: den enkleste vindgeneratoren for dacha-belysning

seilbåter

Seilvindgeneratoren har vært kjent i lang tid, men de myke panelene på bladene (se fig.) begynte å bli laget med bruk av høystyrke, slitesterke syntetiske stoffer og filmer. Vindmøller med flere blader med stive seil er vidt distribuert over hele verden som drivkraft for automatiske pumper med lav effekt, men deres tekniske data er enda lavere enn for karuseller.

Imidlertid ser det ut til at et mykt seil som vingen til en vindmølle ikke var så enkelt. Det er ikke et spørsmål om vindmotstand (produsenter begrenser ikke den maksimalt tillatte vindhastigheten): Yachtsmen-seilbåter vet allerede at det er nesten umulig for vinden å bryte panelet på et Bermuda-seil. Snarere vil arket rive ut, eller masten vil knekke, eller hele fartøyet vil gjøre en "overkill-sving". Det handler om energi.

Dessverre kan ikke eksakte testdata finnes. Basert på tilbakemeldinger fra brukere var det mulig å kompilere "syntetiske" avhengigheter for den Taganrog-lagde vindturbinen VEU-4.380/220.50 med en vindhjuldiameter på 5 m, en vindhodevekt på 160 kg og en rotasjonshastighet på opptil 40 1 minutt; de er vist i fig.

Selvfølgelig kan det ikke være noen garantier for 100% pålitelighet, men likevel er det klart at det ikke lukter en flatmekanistisk modell her. På ingen måte kan et 5-meters hjul i en flat vind på 3 m/s gi ca 1 kW, ved 7 m/s nå et platå med kraft og så beholde det til en kraftig storm. Produsenter erklærer forresten at de nominelle 4 kW kan oppnås ved 3 m / s, men når de installeres av dem i henhold til resultatene fra lokale aerologistudier.

Kvantitativ teori finnes heller ikke; Utviklernes forklaringer er uforståelige. Men siden folk kjøper Taganrog vindturbiner og de fungerer, gjenstår det å anta at den erklærte koniske sirkulasjonen og fremdriftseffekten ikke er fiksjon. I alle fall er de mulige.

Så viser det seg, FØR rotoren, i henhold til loven om bevaring av momentum, skal det også oppstå en konisk virvel, men ekspanderende og sakte. Og en slik trakt vil drive vinden til rotoren, dens effektiv overflate det vil vise seg å bli mer feid, og KIEV - over enhet.

Feltmålinger av trykkfeltet foran rotoren, i hvert fall med en husholdnings-aneroid, kunne kaste lys over dette spørsmålet. Hvis det viser seg å være høyere enn fra sidene til siden, fungerer faktisk seilende APU-er som en billefluer.

Hjemmelaget generator

Fra det foregående er det klart at det er bedre for gjør-det-selv-folk å ta på seg enten vertikaler eller seilbåter. Men begge er veldig trege, og overføring til en høyhastighetsgenerator er ekstra arbeid, ekstra kostnader og tap. Er det mulig å lage en effektiv lavhastighets elektrisk generator selv?

Ja, du kan, på nioblegeringsmagneter, den såkalte. supermagneter. Produksjonsprosessen til hoveddelene er vist i fig. Spoler - hver av 55 vindinger med 1 mm kobbertråd i varmebestandig høyfast emaljeisolasjon, PEMM, PETV, etc. Høyden på viklingene er 9 mm.

Legg merke til kilesporene i rotorhalvdelene. De bør ordnes slik at magnetene (de er limt til magnetkretsen med epoksy eller akryl) etter montering konvergerer med motsatte poler. "Pannekaker" (magnetiske kretser) må være laget av en magnetisk myk ferromagnet; vanlig konstruksjonsstål vil gjøre det. Tykkelsen på "pannekakene" er minst 6 mm.

Det er faktisk bedre å kjøpe magneter med et akselhull og stramme dem med skruer; supermagneter tiltrekkes av forferdelig kraft. Av samme grunn settes et sylindrisk avstandsstykke 12 mm høyt på skaftet mellom "pannekakene".

Viklingene som utgjør statorseksjonene er koblet i henhold til skjemaene også vist i fig. De loddede endene skal ikke strekkes, men danne løkker, ellers kan epoksyen, som fylles med statoren, knekke ledningene når den stivner.

Statoren støpes i formen til en tykkelse på 10 mm. Det er ikke nødvendig å sentrere og balansere, statoren roterer ikke. Avstanden mellom rotoren og statoren er 1 mm på hver side. Statoren i generatorhuset må være sikkert festet ikke bare fra forskyvning langs aksen, men også fra å dreie; et sterkt magnetfelt med en strøm i lasten vil trekke den med.

Video: gjør-det-selv vindmøllegenerator

Produksjon

Og hva har vi til slutt? Interessen for "blader" skyldes snarere deres spektakulære utseende enn gyldig operasjonelle kvaliteter hjemmelaget og med lav effekt. En selvlaget karusell-APU vil gi "standby"-strøm for å lade et bilbatteri eller drive et lite hus.

Men med seilende APU-er bør mestere med en kreativ åre eksperimentere, spesielt i en miniversjon, med et hjul på 1-2 m i diameter. Hvis utviklernes forutsetninger er riktige, vil det være mulig å fjerne alle 200-300 watt fra dette ved å bruke den kinesiske generatormotoren beskrevet ovenfor.

Andrey sa:

Takk for gratis konsultasjon ... Og prisene "fra firmaer" er ikke veldig dyre, og jeg tror at håndverkere fra utmarken vil kunne lage generatorer som din. Og Li-po-batterier kan bestilles fra Kina, vekselrettere i Chelyabinsk er veldig bra (med en jevn sinus) Og seil, blader eller rotorer er en annen grunn til tankeflukten til våre praktiske russiske menn.

Ivan sa:

spørsmål:
For vindmøller med vertikal akse (posisjon 1) og Lenz-alternativet er det mulig å legge til en ekstra detalj - et løpehjul som er utsatt for vinden og dekker den ubrukelige siden fra den (som går mot vinden). Det vil si at vinden ikke vil bremse bladet, men denne "skjermen". Setter motvind med en "hale" plassert bak selve vindmøllen under og over bladene (ryggene). Jeg leste artikkelen og en idé ble født.

Ved å klikke på "Legg til kommentar"-knappen godtar jeg siden.

Ofte har eiere av private hus en idé om gjennomføringen backup strømsystemer. Den enkleste og rimelig måte– Dette er selvfølgelig enten en generator, men mange retter blikket mot mer vanskelige måter transformasjon av den såkalte frie energien (stråling, energi rennende vann eller vind) i .

Hver av disse metodene har sine egne fordeler og ulemper. Hvis alt er klart med bruk av vannstrøm (mini-vannkraftverk) - dette er kun tilgjengelig i umiddelbar nærhet av en ganske hurtigflytende elv, så kan sollys eller vind brukes nesten overalt. Begge disse metodene vil ha en felles ulempe - hvis en vannturbin kan jobbe døgnet rundt, er enten en vindgenerator bare effektiv en stund, noe som gjør det nødvendig å inkludere batterier i strukturen til det elektriske hjemmenettverket.

Siden forholdene i Russland (kort dagslys mesteparten av året, hyppig nedbør) gjør bruk av solcellepaneler ineffektive med gjeldende kostnad og effektivitet, design blir det mest lønnsomme vindgenerator . Vurder dets operasjonsprinsipp og mulige alternativer design.