Ένας ανεμόμυλος δεν χρειάζεται καύσιμα ή ηλιακή ενέργεια για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό το χαρακτηριστικό κάνει πολλούς ανθρώπους να σκεφτούν πώς να κατασκευάσουν μια ανεμογεννήτρια με τα χέρια τους, επειδή η αγορά και η εγκατάσταση τελικού εξοπλισμού είναι ακριβή.
Περιεχόμενο
Η αρχή της λειτουργίας και οι τύποι της ανεμογεννήτριας
Μπορείτε να φτιάξετε έναν ανεμόμυλο μόνοι σας μόνο με την κατανόηση της συσκευής του. Το πρωτότυπο αυτής της μονάδας είναι ένας παλιός ανεμόμυλος. Με την πίεση των ροών αέρα στα φτερά του, ένας άξονας τέθηκε σε κίνηση, ο οποίος μετέδιδε τη ροπή στον εξοπλισμό του μύλου.
Στις ανεμογεννήτριες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, εφαρμόζεται η ίδια αρχή χρήσης της αιολικής ενέργειας για την περιστροφή του ρότορα:
- Η κίνηση των λεπίδων όταν εκτίθενται στον αέρα προκαλεί την περιστροφή του άξονα εισόδου με το κιβώτιο ταχυτήτων. Η ροπή μεταδίδεται στον δευτερεύοντα άξονα (ρότορα) της γεννήτριας, εξοπλισμένο με 12 μαγνήτες.Ως αποτέλεσμα της περιστροφής του, προκύπτει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα στον δακτύλιο του στάτορα.
- Αυτό το είδος ηλεκτρικής ενέργειας δεν μπορεί να φορτίσει τις μπαταρίες χωρίς μια ειδική συσκευή - έναν ελεγκτή (ανορθωτή). Η συσκευή μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα, επιτρέποντάς του να αποθηκεύεται έτσι ώστε οι οικιακές συσκευές να μπορούν να λειτουργούν χωρίς διακοπή. Ο ελεγκτής εκτελεί επίσης μια άλλη λειτουργία: σταματά τη φόρτιση της μπαταρίας εγκαίρως και η περίσσεια ενέργειας που παράγεται από τον ανεμόμυλο μεταφέρεται σε μονάδες που καταναλώνουν μεγάλη ποσότητα (για παράδειγμα, σε θερμαντικά στοιχεία για τη θέρμανση ενός σπιτιού)
- Για παροχή τάσης 220 V, το ρεύμα τροφοδοτείται από τις μπαταρίες στον μετατροπέα και στη συνέχεια πηγαίνει στα σημεία κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.
Για να διασφαλιστεί ότι τα πτερύγια είναι πάντα στην καλύτερη θέση για να αλληλεπιδρούν με τον άνεμο, τοποθετείται μια ουρά στις συσκευές της πτερωτής, η οποία σας επιτρέπει να στρίψετε την προπέλα προς τον άνεμο. Τα εργοστασιακά μοντέλα ανεμόμυλων διαθέτουν συσκευές πέδησης ή πρόσθετα κυκλώματα για την αναδίπλωση της ουράς ή την αφαίρεση των λεπίδων από τα χτυπήματα του ανέμου σε αντίξοες καιρικές συνθήκες.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι ανεμογεννητριών, ταξινομώντας τους με βάση τον αριθμό και το υλικό των πτερυγίων ή το βήμα της προπέλας. Αλλά η κύρια διαίρεση συμβαίνει ανάλογα με τη θέση του άξονα ή του άξονα εισόδου:
- Ο οριζόντιος τύπος υποδηλώνει τη θέση του άξονα παράλληλη με το έδαφος. Τέτοιες γεννήτριες ονομάζονται γεννήτριες πτερυγίων.
- Στους κατακόρυφους ανεμόμυλους, ο άξονας βρίσκεται κάθετα στον ορίζοντα και τα επίπεδα βρίσκονται γύρω από αυτόν. Οι κάθετες γεννήτριες μπορούν να ονομαστούν ορθογώνιες ή καρουζέλ.
Ανεξάρτητα από τη θέση του άξονα περιστροφής, η αρχή λειτουργίας της μονάδας παραμένει η ίδια.
Τα μοντέλα ανεμόμυλων μπορούν να έχουν έλικα ή ανεμογεννήτριο 2, 3 ή πολλών λεπίδων.Πιστεύεται ότι οι συσκευές πολλαπλών λεπίδων είναι ικανές να παράγουν ρεύμα σε μικρό άνεμο και οι έλικες με 2-3 πτερύγια απαιτούν μεγαλύτερη ροή αέρα. Όταν επιλέγετε ένα μοντέλο, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη τον σημαντικό κανόνα ότι κάθε λεπίδα δημιουργεί αντίσταση στη ροή του ανέμου και μειώνει την ταχύτητα περιστροφής, επομένως είναι αρκετά δύσκολο να περιστρέψετε έναν τροχό πολλαπλών λεπίδων στην ταχύτητα λειτουργίας.
Ανάμεσα στις ποικιλίες των ανεμόμυλων υπάρχουν οι ιστιοπλοϊκοί και οι άκαμπτοι. Αυτά τα ονόματα αναφέρονται στο υλικό από το οποίο κατασκευάζονται τα φτερά. Με την αυτοσυναρμολόγηση, ο τύπος πανιού θα είναι απλούστερος και οικονομικότερος, αλλά οι λεπίδες από πλαστικό υλικό (ύφασμα, μεμβράνες κ.λπ.) δεν είναι ανθεκτικές και ανθεκτικές στη φθορά.
Κάθετη επιλογή
Είναι πιο εύκολο να φτιάξεις μια ανεμογεννήτρια κάθετου τύπου παρά μια οριζόντια. Ο σχεδιασμός δεν απαιτεί συσκευή πτερυγίων, βρίσκεται σε χαμηλό ύψος (έως 2 m). Οι κριτικές όσων χρησιμοποιούν κάθετες ανεμογεννήτριες (ανεμογεννήτριες) υποδεικνύουν ελαφρύ θόρυβο κατά την περιστροφή και ευκολία συντήρησης των μονάδων εργασίας των μονάδων. Η γεννήτρια βρίσκεται στο κάτω μέρος της κατασκευής και η συντήρηση μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς να χρειάζεται να εργαστείτε σε ύψος ή να κατεβάσετε τον ιστό στο έδαφος.
Ένα ρουλεμάν είναι εγκατεστημένο στο πάνω άκρο του άξονα, το οποίο λειτουργεί ταυτόχρονα ως ιστός. Αυτό το εξάρτημα δεν απαιτεί ουσιαστικά καμία συντήρηση και μπορεί να λειτουργήσει για αρκετά χρόνια χωρίς επισκευή.
Σε αντίθεση με έναν ανεμόμυλο με πτερύγια, οι κάθετες ανεμογεννήτριες δεν απαιτούν την εγκατάσταση ψηλού ιστού. Λειτουργούν ανεξάρτητα από την κατεύθυνση του ανέμου, γεγονός που απλοποιεί τη σχεδίαση του κινούμενου τμήματος.Για τα πτερύγια μιας συμπαγούς ανεμογεννήτριας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν σωλήνα PVC μεγάλης διαμέτρου (για παράδειγμα, έναν σωλήνα αποχέτευσης) και ο λεπτός γαλβανισμένος χάλυβας είναι κατάλληλος για μια πιο ισχυρή ανεμογεννήτρια. Αυτά τα υλικά είναι διαθέσιμα σε κάθε οικιακό τεχνίτη και είναι σχετικά φθηνά.
Ο σχεδιασμός του τροχού του ανέμου μπορεί να επιλεγεί ανεξάρτητα από τις πολλές διαθέσιμες επιλογές:
- Σχέδιο Dornier με 2 επίπεδες λεπίδες.
- Σύστημα Savonius με 4 ημικυλινδρικά φτερά.
- ορθογώνιος ανεμόμυλος πολλαπλών πτερυγίων με 2 σειρές επιπέδων.
- ελικοειδείς ανεμογεννήτριες με κυρτά προφίλ πτερυγίων.
Όλοι οι κάθετοι ανεμόμυλοι χρησιμοποιούν την αρχή του αδρανούς Savonius. Στο σπίτι, οι λεπίδες μπορούν να κατασκευαστούν από χάλυβα ή πλαστικά βαρέλια, κομμένα στη μέση κατά μήκος. Το χαρακτηριστικό σχεδιασμού είναι ότι η απόδοση της μονάδας φτάνει στο μέγιστο σε ταχύτητα λεπίδας 2 φορές μικρότερη από την ταχύτητα του ανέμου. Επομένως, δεν πρέπει να προσπαθήσετε να αυξήσετε την ταχύτητα για μια κάθετη ανεμογεννήτρια.
Οριζόντια μοντέλα
Σε αντίθεση με τις κάθετες γεννήτριες, οι οικιακές ανεμογεννήτριες με έλικα έχουν υψηλότερη απόδοση με αύξηση της ταχύτητας των πτερυγίων. Αλλά τα πολυάριθμα και στενά στοιχεία της βίδας δεν συμβάλλουν στην καλύτερη εργασία: με ισχυρή πίεση ανέμου, δεν έχουν χρόνο να περιστρέψουν τον άξονα λόγω του μαξιλαριού αέρα που σχηματίζεται μπροστά από τη βίδα.
Οι ανεμογεννήτριες με πολλά πτερύγια για ένα σπίτι «φτιάξτο μόνος σου» είναι καλύτερα να γίνονται σε περιοχές με όχι πολύ ισχυρούς ανέμους. Εάν η δύναμη του ανέμου στην περιοχή συχνά υπερβαίνει τα 10-15 m ανά δευτερόλεπτο, είναι λογικό να χτιστεί ένας ανεμόμυλος με 2-3 λεπίδες. Και οι δύο τύποι μπορούν να αρχίσουν να εργάζονται με ταχύτητα ροής αέρα περίπου 2-3 m ανά δευτερόλεπτο.
Το οριζόντιο μοντέλο απαιτεί την εγκατάσταση ενός ψηλού ιστού (6-12 m).Για να αποφύγουν εργασίες σε μεγάλο υψόμετρο κατά τη συντήρηση, οι τεχνίτες εγκαθιστούν τον απλούστερο μηχανισμό αναδίπλωσης - τον άξονα - στη βάση του ιστού. Για τη σταθερότητα της κατασκευής με ισχυρό φορτίο ανέμου, απαιτούνται καλωδιακά σιδεράκια για να συγκρατούν το ράφι σε κάθετη θέση.
Η αυλάκωση με τη γεννήτρια και την προπέλα πρέπει να είναι τοποθετημένη σε ρουλεμάν και να διαθέτει φτέρωμα πτερυγίου έτσι ώστε η έλικα να έχει πάντα μια πλεονεκτική θέση σε σχέση με τον άνεμο. Τα καλώδια που μεταφέρουν ρεύμα πρέπει να τοποθετούνται έτσι ώστε να μην συστρέφονται όταν η ατράκτης περιστρέφεται, δεν παρεμβαίνει ή σπάει. Ως εκ τούτου, πραγματοποιούνται μέσα σε έναν σωληνωτό ιστό.
Πώς να φτιάξετε μια ανεμογεννήτρια 220 V;
Οι εργασίες για τη δημιουργία μιας ανεμογεννήτριας θα πρέπει να ξεκινήσουν με τον προσδιορισμό της απαιτούμενης ισχύος της μονάδας:
- για να φωτίσετε πολλά δωμάτια, αρκεί να έχετε μια γεννήτρια με ισχύ μικρότερη από 1 kW. θα παρέχει ισχύ σε λαμπτήρες πυρακτώσεως ή εξοικονόμησης ενέργειας και επιπλέον θα είναι δυνατή η ενεργοποίηση φορητού υπολογιστή ή τηλεόρασης στο δίκτυο.
- μια οικιακή ανεμογεννήτρια χωρητικότητας 5 kW θα παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε οικιακές συσκευές (ψυγείο, πλυντήριο ρούχων, σόμπα κ.λπ.).
- για να μεταφέρετε πλήρως το σπίτι σε μια αυτόνομη παροχή ηλεκτρικής ενέργειας, χρειάζεστε μια ισχυρή γεννήτρια με ισχύ άνω των 20 kW.
Μπορείτε να φτιάξετε τη γεννήτρια μόνοι σας ή να προσαρμόσετε το αντίστοιχο συγκρότημα που αφαιρέθηκε από το παλιό αυτοκίνητο. Με αυτόν τον τρόπο, είναι δυνατό να εξασφαλιστεί η παραγωγή ρεύματος έως 2-3 kW. Για να φτιάξετε μια πιο ισχυρή ανεμογεννήτρια 220V, θα πρέπει να υπολογίσετε με ακρίβεια τον αριθμό των πηνίων και των στροφών του σύρματος, το μέγεθος και τον αριθμό των μαγνητών στον ρότορα και τις παραμέτρους των πτερυγίων της λεπίδας.
Απλός σχεδιασμός
Για τον απλούστερο σχεδιασμό με ισχύ περίπου 1-1,5 kW, θα χρειαστείτε:
- γεννήτρια αυτοκινήτου (12 V);
- μπαταρία οξέος (12 V);
- κουμπί διακόπτη (12 V);
- μετατροπέας ρεύματος 700-1500 V και 12-220 V;
- μέταλλο μεγάλης χωρητικότητας?
- μπουλόνια, ροδέλες, παξιμάδια.
- σφιγκτήρες για τη στερέωση της γεννήτριας (2 τεμ.).
Στην τροχαλία της γεννήτριας αυτοκινήτου, πρέπει να κάνετε συμμετρικές τρύπες για τα μπουλόνια. Χωρίζουμε την περιφέρεια του δοχείου σε 4 ίσα μέρη. Λεπίδες κοπής:
- στο πλάι του δοχείου, σημειώστε τα ορθογώνια σύμφωνα με τις σημάνσεις για τη διαίρεση του κύκλου.
- βρείτε το κατακόρυφο μέσο κάθε στοιχείου.
- Σημειώστε το πάνω και το κάτω μέρος του δοχείου με συμπαγή χείλη πλάτους 3-5 cm.
- κόψτε το μέταλλο μεταξύ μεμονωμένων ορθογωνίων στη γραμμή των ζαντών.
- κάντε κοψίματα κατά μήκος των άνω και κάτω περιγραμμάτων της σήμανσης έτσι ώστε το μέσο του ορθογωνίου να παραμένει άθικτο και να συνδέεται με τις ζάντες.
- αναπτύξτε κάθε λεπίδα σε σχέση με τον κεντρικό άξονα.
- καθορίστε το κέντρο του στρογγυλού πυθμένα, σημειώστε τις θέσεις των οπών των μπουλονιών σύμφωνα με τη θέση τους στην τροχαλία της γεννήτριας.
Κατά την ανάπτυξη των πτερυγίων, αξίζει να προσδιορίσετε την κατεύθυνση περιστροφής του τροχού ανέμου για να αναδείξετε τα απαραίτητα μέρη των αεροπλάνων. Για να εξασφαλιστεί το ίδιο φορτίο σε όλες τις λεπίδες, θα πρέπει να μετρηθούν οι γωνίες περιστροφής τους.
Η συναρμολόγηση της δομής συνίσταται στη βιδοποίηση της τροχαλίας της γεννήτριας και του πυθμένα της δεξαμενής. Μετά από αυτό, προετοιμάζεται μια βάση για την εγκατάσταση μιας ανεμογεννήτριας (ένας ιστός κατασκευασμένος από παχύ σωλήνα ύψους περίπου 2 m). Είναι πιο εύκολο να συνδέσετε τη γεννήτρια σε αυτήν με σφιγκτήρες της κατάλληλης διαμέτρου. Για τη φόρτιση της μπαταρίας, το ρεύμα από τη γεννήτρια πρέπει να περάσει μέσω του ανορθωτή, η σύνδεση πρέπει να γίνει χρησιμοποιώντας τα ηλεκτρικά κυκλώματα του αυτοκινήτου.
Σπιτική γεννήτρια για ανεμογεννήτρια με πτερύγια
Η μονάδα για μια οριζόντια ανεμογεννήτρια μπορεί να συναρμολογηθεί από πλήμνες τροχών από αυτοκίνητο ή μπορεί να χρησιμοποιηθεί ηλεκτρικός κινητήρας από πλυντήριο ρούχων. Για να δουλέψετε, θα χρειαστεί να αγοράσετε μαγνήτες από νεοδύμιο (κράμα νιοβίου). Είναι καλύτερα να παίρνετε ορθογώνια στοιχεία.
Μπορείτε να προσδιορίσετε τον αριθμό τους από τον αριθμό των πηνίων, εάν χρησιμοποιείται κινητήρας. Για μια τριφασική γεννήτρια, ο αριθμός των μαγνητών πρέπει να είναι τα 2/3 του αριθμού των πηνίων και για μια μονοφασική γεννήτρια θα πρέπει να αντιστοιχεί σε αυτόν. Οι ειδικοί συμβουλεύουν να επιλέξετε μια γεννήτρια τριών φάσεων.
Όταν χρησιμοποιείτε κινητήρα από πλυντήριο ρούχων, οι μαγνήτες πρέπει να είναι κολλημένοι στον ρότορα του κινητήρα. Εάν χρησιμοποιείται πλήμνη τροχού, οι μαγνήτες τοποθετούνται σε κύκλο από φύλλο χάλυβα πάχους περίπου 5 mm. Κατά τη συναρμολόγηση του ρότορα, ακολουθήστε τους κανόνες:
- Η απόσταση μεταξύ των μαγνητών πρέπει να είναι η ίδια. Τα ορθογώνια στοιχεία στην πλήμνη έχουν μακριές πλευρές κατά μήκος των ακτίνων του κύκλου και στον άξονα του κινητήρα - κατά μήκος του διαμήκους άξονά του.
- Πριν από την εργασία, πρέπει να προσδιορίσετε και να σημειώσετε τους πόλους των μαγνητών. Τοποθετούνται έτσι ώστε τα απέναντι στοιχεία να έχουν διαφορετικές πολικότητες. Όταν τοποθετείτε μαγνήτες, εναλλάσσετε τους θετικούς και αρνητικούς πόλους γειτονικών τμημάτων.
- Για να κρατήσετε τους μαγνήτες σταθερά στην επιφάνεια του ρότορα, συνιστάται να τους γεμίσετε με εποξειδικό.
Όταν χρησιμοποιείτε τον άξονα του κινητήρα ως ρότορα, το εξάρτημα τοποθετείται στη θέση του στην περιέλιξη και ελέγχεται η λειτουργικότητα της δομής εφαρμόζοντας ανιχνευτές βολτόμετρου στα καλώδια καλωδίων και περιστρέφοντας τον άξονα με ένα τρυπάνι.
Εάν χρησιμοποιείται πλήμνη, τότε τα πηνία τυλίγονται ανεξάρτητα από εμαγιέ χάλκινο σύρμα με διατομή 1 mm.Κάθε πηνίο πρέπει να αποτελείται από 60 στροφές και να έχει ύψος 9 mm. Τα πηνία πρέπει να τοποθετούνται στο επίπεδο μέρος της πλήμνης του τροχού.
Για μια τριφασική γεννήτρια, συνδέστε τα άκρα των καλωδίων ως εξής:
- Αφήστε ελεύθερο τον εξωτερικό ακροδέκτη 1 του πηνίου και συνδέστε τον εσωτερικό ακροδέκτη με τον εξωτερικό κατά 4.
- συνδέστε την εσωτερική καλωδίωση 4 πηνίων με την εξωτερική στο 7 και συνεχίστε μέχρι το τέλος, συνδέοντας τα μέρη περιέλιξης κάθε 2 κομμάτια. στο τελευταίο, θα πρέπει να παραμείνει ένα ελεύθερο εσωτερικό άκρο, το οποίο στρίβεται εύκολα με την έξοδο να έχει ήδη απομείνει ή να επισημαίνεται διαφορετικά.
- επαναλάβετε τη διαδικασία με 2 πηνία, συνδέοντας τα καλώδια σύμφωνα με την ίδια αρχή κάθε 2 στοιχεία.
- κάνε το ίδιο με 3 πηνία και τα υπόλοιπα ασύνδετα.
Στο τέλος της εργασίας, ο πλοίαρχος θα έχει 6 ξεχωριστές καρφίτσες. Η περιέλιξη πρέπει να γεμίσει με εποξειδικό και να στεγνώσει.
Στη συνέχεια, στο ρουλεμάν πλήμνης, πρέπει να σφίξετε τον άξονα, στον οποίο θα τοποθετήσετε τον δακτύλιο του ρότορα με μαγνήτες. Το κενό μεταξύ των επιπέδων των εξαρτημάτων είναι 1-1,5 mm. Ελέγξτε την παρουσία ρεύματος στους ακροδέκτες, συναρμολογήστε τον ανεμόμυλο και τοποθετήστε τον στον ιστό.
Υπηρεσία εξοπλισμού
Κατά τη λειτουργία του ανεμόμυλου, μία φορά το μήνα, είναι απαραίτητο να πραγματοποιείται γενικός έλεγχος των συνδετήρων, έλεγχος του ηλεκτρικού συστήματος για ανισορροπία τάσης, ο ελεγκτής είναι σε καλή κατάσταση και τα καλώδια είναι ομοιόμορφα τεντωμένα. Για αδιάλειπτη λειτουργία, μία φορά κάθε 3-4 μήνες, αξίζει να επιθεωρείτε τις συνδέσεις των ακροδεκτών της μπαταρίας, να ελέγχετε τη στάθμη ηλεκτρολύτη και λαδιού στο κιβώτιο ταχυτήτων της γεννήτριας.
Η ετήσια επιθεώρηση περιλαμβάνει τον έλεγχο των επιφανειών των λεπίδων, τον προσδιορισμό της απόδοσης των ρουλεμάν και την αντικατάστασή τους. Κατά τη διάρκεια αυτών των περιόδων, το επίπεδο ηλεκτρολύτη αναπληρώνεται επίσης, προστίθεται λάδι στο κιβώτιο ταχυτήτων. Η ετήσια συντήρηση περιλαμβάνει τον έλεγχο λειτουργικότητας όλων των κόμβων.
Παρόμοια άρθρα:
