Terwijl ingenieurs en technologen van grote bedrijven projecten ontwikkelen voor het gebruik van alternatieve energiebronnen in de industrie, vinden thuisvakmensen manieren om het in het huishouden te gebruiken. Bovendien wordt de overstap naar niet-standaard energieopwekkers niet alleen bepaald door de wens om te besparen op elektriciteit. In datsja- en cottage-nederzettingen zijn onderbrekingen in de levering van elektriciteit niet ongewoon, en in sommige regio's zijn er helemaal geen centrale leveringsnetwerken. Voor eigenaren van afgelegen particuliere landgoederen en degenen die hun huishouden gewoon van een onafhankelijke energiebron willen voorzien, wordt het idee voorgesteld om een zelfgemaakte windgenerator in verschillende variaties te produceren.
Hoofdontwerp van een windmolen
Thuis is het eenvoudig om een generator op windenergie te maken. Het is voldoende om het werkende deel van de propeller of de bladgroep te nemen, deze met een elektrische omvormer op de motor aan te sluiten en na te denken over het energieopslagsysteem. Dan blijft het alleen nog om de technische voorwaarden voor het gecreëerde werk te organisereninfrastructuur. Het probleem is dat voor min of meer significante productievolumes het ontwerp moet bestaan uit volledige werkitems. Allereerst worden de wielas, de richting en montagematerialen berekend. Zo worden doe-het-zelf verticale zelfgemaakte windturbines gemaakt van metalen platen die op een speciale manier zijn verwerkt op werktuigmachines of met handgereedschap. Onjuiste bladgeometrie kan resulteren in verlies van stuwkracht als gevolg van omkering van de stroom. Dit ontwerp werkt tegen windstromingen.
Horizontale installaties zijn op hun beurt niet zo veeleisend voor de opstelling van functionele orgels. Ze hebben ook bladen nodig met een bepaalde configuratie, maar met een vereenvoudigde vorm.
Naast het werkende mechanische deel, omvat het ontwerp van de windmolen de reeds genoemde motor. Het zal moeten zorgen voor de transformatie en accumulatie van energie. In de regel wordt een zelfgemaakte windgenerator voor thuis gemaakt van motoren van huishoudelijke apparaten, maar er kunnen andere opties zijn. Speciale aandacht wordt besteed aan de draagconstructie. Het wordt gevormd door een massief metalen frame, een beschermhoes, een framebasis voor het bevestigen van hulpeenheden, een rek en andere componenten.
Specificaties
Zonder een voorlopige berekening van capaciteiten heeft het geen zin om te beginnen met de verdere ontwikkeling van een windgenerator. Het gebruik van de installatie hangt uiteindelijk af van de hoeveelheid omgezet energie. En nogmaals, prestatiesontwerp wordt bepaald door de afmetingen van het werklichaam en de configuratie van het technische ontwerp. De gemiddelde parameters van een zelfgemaakte windturbine kunnen als volgt worden weergegeven:
- Waaierdiameter 200cm
- Aantal peddelsegmenten – 6.
- De spanning voor de generator is 24W.
- Stroom - ongeveer 250 A.
- Generatorvermogen - bereik van 0,2 tot 3 kW.
- Windsnelheid tot 12 m/s.
- Batterijcapaciteit - 500 Ah
Montage van de wielbladen
Zoals reeds opgemerkt, kan men bij de constructie van een complexe structuur van een verticale windmolen niet zonder een metalen plaat. Geanodiseerd aluminium kan worden gebruikt, maar stalen segmenten zijn beter voor sterkte-eigenschappen, hoewel ze machinaal moeten worden bewerkt. In ieder geval zal alleen hard metaal het mogelijk maken om betrouwbare bladen te monteren voor de constructie van een verticale zelfgemaakte windgenerator. Je kunt ook met je eigen handen een windwiel voor een horizontale structuur maken met behulp van polyvinylchloride (PVC) blanks. Kunststof is beter kneedbaar in verwerking, ongevoelig voor omgevingsinvloeden en licht. De nadelen ervan berusten op mechanische flexibiliteit, dus u moet zich in eerste instantie richten op harde PVC-legeringen.
Structureel geschikte vormstukken zijn te vinden in drukleidingen of gootsegmenten. In het geval van plastic is het de moeite waard om te focussen op een wanddikte van 5 mm, een lengte van ongeveer 100 cm en een diameter tot 15 cm. Om een segment te vormen, is het raadzaam omeen kant-en-klaar sjabloon, trek er contouren uit en maak een uitsparing met een decoupeerzaag of een metaalzaag. Het balanceren van zelfgemaakte bladen voor een windturbine wordt uitgevoerd door het slijpen en fijnkorrelig slijpen van oppervlakken. Alle hoeken en randen zijn zorgvuldig afgerond tot een enkele vorm.
Vervolgens moeten 6 bladelementen worden geïnstalleerd op de basis van het windwiel, waarin de generator dan wordt geïntegreerd. De bevestiging gebeurt door middel van een metalen huls met een diameter van 20 cm en een dikte van 1 cm. Door middel van delicaat lassen van de inverter moeten stalen landingsstrips van 30 cm lang en 1,2 cm breed aan de huls worden gelast. Er moeten gaten worden voorzien in ze voor het bevestigen van de messen.
Fietsmotor generator
De kwestie van het kiezen van een productie-installatie is misschien wel de belangrijkste, dus er zullen verschillende opties worden overwogen. De meest praktische en handige eenheid vanuit het oogpunt van installatie is een elektrische fietsmotor, die kan worden gekocht voor gemiddeld 7-10 duizend roebel. Het wordt een model met spanningskarakteristieken tot 250 V en een rotatiesnelheid van ongeveer 200 rpm. Vervolgens worden de windwielkoppeling en de zelfgemaakte generator aangesloten. De windgenerator kan met bouten aan het lichaam worden bevestigd, waarbij de gaten voor het bevestigen van de spaken worden gekozen. Het resultaat moet een compacte, relatief lichte, maar niet de meest productieve installatie voor het opwekken van elektriciteit zijn. Daarom is het de moeite waard om krachtigere alternatieven te overwegen.
Ontwerp met auto-dynamo
In termen van het geheel van werkkwaliteiten, zal een dergelijke installatieoptimale krachtbron, en indien mogelijk wordt aanbevolen om tractor- en ladingstarters te gebruiken. De grootste moeilijkheid zal zijn om het apparaat met neodymiummagneten op te winden. Ze moeten op de rotorschijven worden gelijmd. Optimaal passen magnetische elementen van het formaat 25x8 mm in een hoeveelheid van 20 stuks. In dit geval moeten de polen strikt worden afgewisseld, anders is de starter nutteloos in het ontwerp.
Het is ook de moeite waard om ronde magneten te vervangen door rechthoekige. Feit is dat een zelfgemaakte windgenerator van een autogenerator de elektromagnetische golven gelijkmatig moet verdelen, en ronde elementen zullen deze functie niet in de juiste mate kunnen ondersteunen. Langs de buiten- en binnencontouren van de plaatsing van de magneten zijn ook de lijnen van de zijkanten georganiseerd. Ze kunnen worden gemaakt van plasticine, bevestigd met epoxylijm. Voor een grotere betrouwbaarheid is het echter de moeite waard om de hele starter te vullen met adstringerende hars.
Asynchrone motortoepassing
Voor het gemak bij het uitvoeren van installatiewerkzaamheden, kunt u een asynchrone krachtcentrale nemen en deze na een eenvoudige wijziging combineren met het mechanisch werkende deel van de windmolen. Het grootste deel van de verfijning zal worden geassocieerd met de groef van de rotor op een draaibank. Afwerking gebeurt volgens de dikte van de magnetische elementen. Het verwerkingsprobleem is te wijten aan het feit dat het ontwerp van asynchrone motoren geen speciale hulzen biedt voor het inbrengen van magneten, dus de groeven worden onafhankelijk geboord.
Zoals bij de keuze voor rechthoekige elektromagnetischeelementen, wordt de vorming van inzetstukken in de behuizing gedaan voor de juiste richting van het veld naar de starter. Na technische verfijning en de introductie van arbeidsmiddelen, is het mogelijk om de structuur te vullen met epoxyhars. De output moet een zelfgemaakte windgenerator van 2 kW of meer zijn - de prestaties zijn afhankelijk van het nominale vermogen en het formaat van de gebruikte magneten. Wees trouwens niet bang dat het gebied van behandeling met lijmsamenstelling de spanning een beetje zal verlagen. Het is niet van fundamenteel belang voor de prestatie van de windmolen, maar het kan wel de stroomsterkte verhogen.
Een zelfgemaakte magnetische generator gebruiken
Voor het onderhoud van kleine batterijen kunt u zich beperken tot het installeren van een starter van uw eigen fabrikaat. Het zal veel nadelen hebben in vergelijking met fabrieksapparaten, maar voor verbruikers met een laag stroomverbruik zal een dergelijk systeem voldoende zijn. De belangrijkste stap in de fabricage is het maken van de juiste berekening van de windingen van de wikkeling. Hun aantal in een zelfgemaakte windgenerator met magneten hangt af van het aantal spoelen. Gemiddeld wordt het totale vermogen geleverd door 1000-1200 tpm.
Als u een grotere draad gebruikt om te wikkelen, neemt de weerstand af en neemt de stroomsterkte juist toe. Maar je hebt in ieder geval een machine nodig om coils met een wikkeling te maken. Het proces is routineus en lang, dus mechanisatie is onmisbaar. De opwindeenheid kan handmatig worden uitgevoerd op basis van een werkbank. Het is voldoende om een roterende uitrusting op een metalen staaf te organiseren en ernaartoe te brengenspoel met koperdraad. De spoel zelf zal rond zijn. Belangrijker is de kwestie van de lengte, aangezien een langwerpig ontwerp zorgt voor rechtere bochten met een groot koperverbruik in de sector. Afzonderlijke sectoren voor de juiste verdeling van de wikkeling over het gebied kunnen in eerste instantie op papier worden gemarkeerd, waarna dezelfde plasticinebarrières op de spoelblanco kunnen worden gebruikt.
Om de sterkte van een zelfgemaakte windgenerator met uw eigen handen te vergroten, wordt aanbevolen om glasvezel op de bodem van de mal aan te brengen. Om te voorkomen dat het aan het oppervlak blijft kleven, is het raadzaam om de achterkant te behandelen met wax of vaseline. In het startersysteem wordt de spoelgroep gemonteerd zonder directe contacten. Elk element moet stevig worden bevestigd en de uiteinden van de fasen worden naar buiten gebracht met meerlagige isolatie. Verschillende draden kunnen in één vorm worden gecombineerd - een ster of een driehoek.
Installatie van de generator op het frame
De geassembleerde voedingseenheid moet ontworpen zijn voor bepaalde elektrische belastingen, maar vergeet de mechanische impact van derden niet. Om ervoor te zorgen dat de constructie bestand is tegen dynamische en statische druk, moet de generatoras stevig in het frame worden bevestigd. Gebruik hiervoor een metalen frame dat in vorm en grootte geschikt is voor een zelfgemaakte windgenerator. In extreme gevallen kunnen dempende materialen worden gebruikt om de unit in de behuizing te klemmen. Ook te zware frames zijn ongewenst. De beste optie is een aluminium frame van 1-2 cm dik.
Bescherming tegen hoge wind
BIn de normale modus werkt de windmolen en genereert hij een stabiele stroom bij een windsnelheid van ongeveer 10 m/s. Het overschrijden van deze indicator is schadelijk voor zowel de ondersteunende structuur als voor de elektrische vulling van de apparatuur. Daarom wordt de installatie beschermd door een zijvaansysteem. Zo worden zelfgemaakte verticale windturbines beschermd tegen orkanen met panelen die voor veerkracht zorgen. In dit ontwerp zal de generator met de staart in de stroomrichting werken, dat wil zeggen dat de functie van het systeem beperkt is tot de mechanica, maar zonder overmatige belasting van luchtstromen.
Windturbinemast
Het centrale en belangrijkste dragende onderdeel van de installatie, waarvan de mechanische betrouwbaarheid van het gehele complex afhangt. Als staaf kunnen profielhoeken, buizen en palen gebruikt worden. Een metalen buis met een diameter van 10 cm is praktischer en gemakkelijker te installeren. Wat de lengte betreft, moet er rekening mee worden gehouden dat de optimale positie van de generator boven de grond 4-5 m is. Industriële installaties zijn ook gemonteerd op een hogere hoogte, maar voor een betrouwbare installatie met dergelijke parameters is extra apparatuur vereist. In dit geval is het volgens het principe van schroefpalen mogelijk om een zelfgemaakte windgenerator te installeren op een buis met een diepte van 1-1,5 m. Bij het kiezen van een positiepunt moet er rekening mee worden gehouden dat er geen interferentie op hetzelfde niveau mag zijn binnen een straal van 30 m. In extreme gevallen moet u de werkstructuur 1 m boven de barrière optillen.
Je kunt ook vooraf de apparaten voor afdaling en stijging berekenen. Je kunt nog steeds niet zonder onderhoud en de standaard van een gewone ladder is niet de meest betrouwbare oplossing. Bovendien raden ontwerpers aan om veiligheidstuidraden te installeren met inkepingen van 5 m langs de hoogte van de mast. Ze worden aan de grond verankerd met ankers binnen een straal die de helft van de hoogte van de paal is.
Conclusie
Generatorsets aangedreven door natuurlijke energiebronnen worden nog steeds niet veel gebruikt vanwege de hoge kosten van basisapparatuur en aanzienlijke onderhoudskosten. In dit geval kan de duurste een zelfgemaakte windgenerator zijn van een asynchrone motor, waarvoor een krachtige krachtbasis en regelmatige technische ondersteuning nodig is. Anderzijds heeft het ook de hoogste productiviteit (efficiëntie van ongeveer 80%), wat het mogelijk maakt om de kosten van installatie en aanverwante materialen terug te verdienen. Hoeveel energie is voldoende van een batterij die op zo'n generator is aangesloten? Zoals de praktijk laat zien, kunt u met de minimale energiedrempel van een systeem met een rendement van 2-3 kW voldoen aan de behoeften van klimaatsystemen, huishoudelijke groepen verlichtingsapparatuur, koelapparatuur, enz.
