Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama: zařízení, princip fungování + nejlepší domácí výrobky

Je těžké si nevšimnout, jak se stabilita dodávek elektřiny do příměstských zařízení liší od zásobování městských budov a podniků elektřinou. Přiznejte si, že jste se jako majitel privátu či chaty nejednou setkali s přerušením provozu, s tím spojenými nepříjemnostmi a poškozením zařízení.

Vyjmenované negativní situace spolu s důsledky již nebudou komplikovat život milovníkům přírodních prostor. Navíc s minimálními pracovními a finančními náklady. K tomu stačí vyrobit větrnou elektrárnu, kterou podrobně popisujeme v článku.

Podrobně jsme popsali možnosti výroby systému, který je užitečný v domácnosti a eliminuje energetickou závislost. Podle našich rad může nezkušený domácí řemeslník postavit větrný generátor vlastníma rukama. Toto praktické zařízení vám pomůže výrazně snížit vaše každodenní výdaje.

Legálnost instalace větrného generátoru

Alternativní zdroje energie jsou snem každého letního obyvatele nebo majitele domu, jehož pozemek se nachází daleko od centrálních sítí.Když však dostáváme účty za elektřinu spotřebovanou v městském bytě a podíváme se na zvýšené tarify, uvědomíme si, že větrný generátor vytvořený pro domácí potřeby by nám neublížil.

Po přečtení tohoto článku si možná splníte svůj sen.

Větrný generátor je vynikajícím řešením pro zásobování venkovského majetku elektřinou. Navíc v některých případech je jeho instalace jediným možným řešením.

Abychom neztráceli peníze, úsilí a čas, pojďme se rozhodnout: existují nějaké vnější okolnosti, které nám budou vytvářet překážky při provozu větrného generátoru?

Pro zajištění elektřiny pro letní dům nebo malou chatu to stačí malá větrná elektrárna, jehož výkon nepřesáhne 1 kW. Taková zařízení v Rusku jsou přirovnávána k výrobkům pro domácnost. Jejich instalace nevyžaduje certifikáty, povolení ani žádná další schválení.

Aby bylo možné určit proveditelnost instalace větrného generátoru, je nutné zjistit potenciál větrné energie konkrétní oblasti (klikněte pro zvětšení)

Neexistuje žádné zdanění výroby elektřiny, která se vynakládá na uspokojení potřeb vlastní domácnosti. Větrný mlýn s nízkým výkonem lze tedy bezpečně nainstalovat a využívat jej k výrobě bezplatné elektřiny, aniž by se státu platily jakékoli daně.

Pro každý případ byste se však měli zeptat, zda existují nějaké místní předpisy týkající se individuálního napájení, které by mohly vytvářet překážky při instalaci a provozu tohoto zařízení.

Větrné generátory, které jsou schopny uspokojit většinu potřeb průměrné farmy, nemohou způsobit žádné stížnosti ani ze strany sousedů

Vaši sousedé mohou mít nároky, pokud se setkají s nepříjemnostmi způsobenými provozem větrného mlýna. Nezapomínejte, že naše práva končí tam, kde začínají práva jiných lidí.

Proto při nákupu nebo výrobě vlastního větrný generátor pro domácnost Je třeba věnovat velkou pozornost následujícím parametrům:

• Výška stožáru. Při montáži větrného generátoru je třeba vzít v úvahu omezení výšky jednotlivých budov, která existují v řadě zemí světa, a také umístění vlastního pozemku. Mějte prosím na paměti, že v blízkosti mostů, letišť a tunelů jsou zakázány stavby vyšší než 15 metrů.
• Hluk z převodovky a lopatek. Pomocí speciálního přístroje lze určit parametry generovaného hluku a následně dokumentovat výsledky měření. Je důležité, aby nepřekračovaly stanovené hlukové normy.
• On-air rušení. V ideálním případě by při vytváření větrného mlýna měla být zajištěna ochrana proti televiznímu rušení tam, kde může vaše zařízení způsobit takové potíže.
• Reklamace ekologických služeb. Tato organizace vám může zabránit v provozu zařízení pouze v případě, že narušuje migraci stěhovavých ptáků. Ale to je nepravděpodobné.

Při vytváření a instalaci zařízení sami se naučte tyto body a při nákupu hotového výrobku věnujte pozornost parametrům, které jsou v jeho pasu. Je lepší se chránit předem, než se později rozčilovat.

Princip činnosti větrné turbíny

Větrný generátor neboli větrná elektrárna (WPP) je zařízení, které slouží k přeměně kinetické energie proudění větru na mechanickou energii. Výsledná mechanická energie otáčí rotorem a přeměňuje se na elektrickou formu, kterou potřebujeme.

Princip činnosti a zařízení kinetický větrný mlýn jsou podrobně popsány v článku, který doporučujeme přečíst.

Součástí větrné turbíny je:

• listy tvořící vrtuli,
• rotující rotor turbíny,
• osa generátoru a samotný generátor,
• invertor, který přeměňuje střídavý proud na stejnosměrný proud, který se používá k nabíjení baterií,
• baterie.

Podstata větrných turbín je jednoduchá. Při otáčení rotoru vzniká třífázový střídavý proud, který pak prochází regulátorem a nabíjí stejnosměrný akumulátor. Invertor pak převádí proud tak, aby mohl být spotřebován pro napájení světel, rádií, televizorů, mikrovlnek a tak dále.

Detailní návrh větrného generátoru s horizontální osou otáčení vám umožní jasně si představit, které prvky přispívají k přeměně kinetické energie na mechanickou a poté na elektrickou.

Obecně platí, že princip fungování větrného generátoru jakéhokoli typu a konstrukce je následující: během procesu rotace na lopatky dochází ke třem typům silových účinků: brzdění, impuls a zvedání.

Tento diagram provozu větrné turbíny vám umožňuje pochopit, co se děje s elektřinou vyrobenou provozem větrného generátoru: část se akumuluje a druhá se spotřebovává.

Poslední dvě síly překonávají brzdnou sílu a uvádějí setrvačník do pohybu.Na stacionární části generátoru vytváří rotor magnetické pole, takže dráty protéká elektrický proud.

Klasifikace typů generátorů energie

Existuje několik kritérií, podle kterých jsou větrné elektrárny klasifikovány. Jak vybrat nejlepší zařízení pro venkovskou nemovitost je podrobně popsáno v jednom z nejoblíbenější články na našem webu.

Větrné mlýny se tedy liší v:

• počet listů vrtule;
• materiály na výrobu čepelí;
• umístění osy rotace vzhledem k povrchu země;
• vlastnost stoupání šroubu.

Existují modely s jednou, dvěma, třemi čepelemi a více čepelemi.

Výrobky s velkým počtem lopatek se začínají otáčet i při slabém větru. Obvykle se používají při práci, kde je samotný proces rotace důležitější než výroba elektřiny. Například k těžbě vody z hlubokých vrtů.

Ukazuje se, že lopatky větrných generátorů mohou být vyrobeny nejen z tvrdých materiálů, ale také z cenově dostupné tkaniny

Listy mohou být plachtové nebo tuhé. Plachetnice jsou mnohem levnější než pevné, které jsou vyrobeny z kovu nebo sklolaminátu. Musí se však velmi často opravovat: jsou křehké.

Pokud jde o umístění osy rotace vzhledem k zemskému povrchu, existují vertikální větrné turbíny a horizontální modely. A v tomto případě má každá odrůda své výhody: vertikální reagují citlivěji na každý závan větru, ale horizontální jsou mohutnější.

Větrné generátory se dělí podle krokových charakteristik na modely s pevným a proměnným stoupáním. Proměnná rozteč umožňuje výrazně zvýšit rychlost otáčení, ale tato instalace má složitý a masivní design. Větrné turbíny s pevným stoupáním jsou jednodušší a spolehlivější.

Větrná elektrická instalace typu rotoru

Pojďme zjistit, jak vyrobit jednoduchý větrný mlýn se svislou osou otáčení typu rotoru vlastníma rukama. Takový model snadno pokryje potřeby elektřiny zahradního domku, různých přístavků a také v noci osvětlí místní oblast a zahradní cesty.

Lopatky této instalace rotorového typu se svislou osou otáčení jsou jednoznačně vyrobeny z prvků vyříznutých z kovového sudu

Naším cílem je vyrobit větrnou turbínu s maximálním výkonem 1,5 kW.

K tomu budeme potřebovat následující prvky a materiály:

• 12 V automobilový generátor;
• 12 V gelová nebo kyselá baterie;
• polohermetický spínač typu „knoflík“ pro 12 V;
• měnič 700 W – 1500 W a 12V – 220V;
• vědro, velkokapacitní pánev nebo jiná prostorná nádoba z nerezové oceli nebo hliníku;
• relé výstražné kontrolky nabíjení auta nebo baterie;
• voltmetr automobilu (můžete použít jakýkoli);
• šrouby s maticemi a podložkami;
• dráty o průřezu 4 mm2 a 2,5 mm;
• dvě svorky pro upevnění generátoru ke stožáru.

V procesu dokončení práce budeme potřebovat brusku nebo nůžky na kov, stavební tužku nebo značku, metr, řezačky drátu, vrtačku, vrtačku, klíče a šroubovák.

Ovladač pro systém, který vyrábí elektřinu, si můžete sestavit i sami. S pravidly a výrobními schématy regulátor větrné turbíny vás seznámí s článkem, s jehož obsahem vám doporučujeme se seznámit.

Počáteční fáze výroby instalace

Domácí větrný mlýn začneme vyrábět tím, že vezmeme velkou válcovou kovovou nádobu. Obvykle se k tomuto účelu používá stará vroucí voda, kbelík nebo pánev. To bude základem pro naše budoucí větrné turbíny.

Pomocí metru a stavební tužky (značky) naneste značky: rozdělte naši nádobu na čtyři stejné části.

Při řezání v souladu s pokyny obsaženými v textu v žádném případě neprořízněte kov celý.

Kov bude muset být řezán. K tomu můžete použít mlýnek. Neslouží k řezání nádob z pozinkované oceli nebo lakovaného plechu, protože tento druh kovu se jistě přehřívá. Pro takové případy je lepší použít nůžky. Čepele vyřízneme, ale neprořízneme je celé.

Možnosti, schémata a doporučení pro výrobu různých modelů lopatky pro větrný generátor najdete v našem doporučeném článku.

Současně s pokračováním prací na nádrži předěláme kladku generátoru. Na dně bývalé pánve a v řemenici musíte označit a vyvrtat otvory pro šrouby. S prací v této fázi je třeba zacházet s maximální opatrností: všechny otvory musí být umístěny symetricky, aby během otáčení instalace nedošlo k nerovnováze.

Takto vypadají lopatky jiného provedení se svislou osou otáčení. Každá čepel se vyrábí samostatně a poté se montuje do společného zařízení

Čepele ohneme, aby příliš nevyčnívaly. Když provádíme tuto část práce, musíme vzít v úvahu, jakým směrem se bude generátor otáčet.

Obvykle je směr jeho otáčení ve směru hodinových ručiček. Úhel ohybu lopatek ovlivňuje oblast vlivu proudění vzduchu a rychlost otáčení vrtule.

Nyní je třeba ke kladce připevnit kbelík s noži připravenými pro práci. Nainstalujeme generátor na stožár a zajistíme jej svorkami. Zbývá pouze připojit vodiče a sestavit obvod. Buďte připraveni zapsat si schéma zapojení, barvy vodičů a označení kolíků. Později to jistě budete potřebovat. Vodiče upevňujeme na stožár zařízení.

Tento výkres obsahuje podrobná doporučení pro sestavení obecné konstrukce a celkový pohled na zařízení již sestavené a připravené k použití.

Pro připojení baterie je třeba použít vodiče o průřezu 4 mm². Stačí vzít segment o délce 1 metr. To stačí.

A pro připojení zátěže k síti, která zahrnuje například osvětlení a elektrická zařízení, stačí vodiče o průřezu 2,5 mm². Nainstalujte měnič (konvertor). K tomu budete potřebovat také drát 4 mm².

Výhody a nevýhody modelu rotačního větrného mlýna

Pokud jste vše udělali pečlivě a důsledně, bude tento větrný generátor úspěšně fungovat. V tomto případě během jeho provozu nevzniknou žádné problémy.

Pokud použijete 1000W měnič a 75A baterii, tato instalace zajistí elektřinu pro video monitorovací zařízení, bezpečnostní alarmy a dokonce i pouliční osvětlení.

Výhody tohoto modelu jsou:

• hospodárný;
• prvky lze snadno vyměnit za nové nebo opravit;
• pro provoz nejsou vyžadovány žádné zvláštní podmínky;
• spolehlivý v provozu;
• poskytuje kompletní akustický komfort.

Existují také nevýhody, ale ne příliš mnoho: výkon tohoto zařízení není příliš vysoký a má značnou závislost na náhlých poryvech větru. Proudy vzduchu mohou improvizovanou vrtuli jednoduše narušit.

Aby bylo možné před zahájením práce přesně vybrat model větrného generátoru požadovaného výkonu, doporučujeme provést výpočet podle vzorců uvedených v doporučeném článku.

Montáž axiální větrné turbíny na neodymové magnety

Vzhledem k tomu, že se neodymové magnety objevily v Rusku relativně nedávno, začaly se teprve nedávno vyrábět axiální větrné generátory se statory bez železa.

Vzhled magnetů způsobil prudký nárůst poptávky, ale postupně se trh nasytil a cena tohoto produktu začala klesat. Dostala se k dispozici řemeslníkům, kteří si ji ihned přizpůsobili svým různým potřebám.

Axiální větrná turbína na neodymových magnetech s horizontální osou otáčení je složitější konstrukce, která vyžaduje nejen zručnost, ale i určité znalosti

Pokud máte náboj ze starého auta s brzdovými kotouči, tak to vezmeme jako základ pro budoucí axiální generátor.

Předpokládá se, že tato část není nová, ale již byla použita. V tomto případě je nutné jej rozebrat, zkontrolovat a promazat ložiska, důkladně vyčistit usazeniny a veškerou rez. Hotový generátor nezapomeňte natřít barvou.

Náboj s brzdovými kotouči zpravidla patří řemeslníkům jako jedna ze součástí starého auta, které bylo vyřazeno, a proto potřebuje důkladné čištění

Distribuce a zajištění magnetů

Neodymové magnety musí být nalepeny na rotorové disky. Pro naši práci si vezmeme 20 magnetů 25x8mm.

Samozřejmě můžete použít jiný počet pólů, ale je třeba dodržet následující pravidla: počet magnetů a pólů v jednofázovém generátoru se musí shodovat, ale pokud mluvíme o třífázovém modelu, pak poměr pólů k cívkám by měly být 2/3 nebo 4/3.

Při umístění magnetů se póly střídají. Důležité je neudělat chybu. Pokud si nejste jisti, že prvky umístíte správně, vytvořte si šablonu nápovědy nebo aplikujte sektory přímo na samotný disk.

Pokud máte na výběr, kupte si raději obdélníkové než kulaté magnety. U obdélníkových modelů je magnetické pole soustředěno po celé délce a v kulatých - ve středu.

Protilehlé magnety musí mít různé póly. Nic nespletete, když je fixem označíte znaménkem mínus nebo plus. Chcete-li určit póly, vezměte magnety a přibližte je k sobě.

Pokud povrchy přitahují, dejte na ně plus, pokud odpuzují, označte je mínusy. Při umísťování magnetů na disky střídejte póly.

Magnety jsou instalovány v souladu s pravidlem střídavých zásad, plastelínové strany jsou umístěny podél vnějšího a vnitřního obvodu: výrobek je připraven k plnění epoxidovou pryskyřicí

Pro bezpečné upevnění magnetu je potřeba použít kvalitní a co nejpevnější lepidlo.

Pro zvýšení spolehlivosti fixace můžete použít epoxidovou pryskyřici. Měl by být zředěn podle pokynů v návodu a naplněn jím na disku. Pryskyřice by měla pokrýt celý kotouč, ale neměla by z něj stékat. Možnost odkapávání zabráníte, pokud disk oblepíte páskou nebo po jeho obvodu vyrobíte dočasné plastelínové zábrany z polymerového proužku.

Jednofázové a třífázové generátory

Pokud porovnáme jednofázové a třífázové statory, bude lepší druhý. Jednofázový generátor při zatížení vibruje. Příčinou vibrací je rozdíl v amplitudě proudu, který vzniká v důsledku jeho nekonzistentního výstupu v čase.

Třífázový model takovou nevýhodu nemá. Vyznačuje se konstantním výkonem díky fázím, které se navzájem kompenzují: když se proud zvýší v jednom, v druhém se sníží.

Podle výsledků testování je výkon třífázového modelu téměř o 50 % vyšší než výkon jednofázového modelu. Další výhodou tohoto modelu je, že při absenci zbytečných vibrací se zvyšuje akustický komfort při provozu zařízení pod zátěží.

To znamená, že třífázový generátor během provozu prakticky nebručí. Při snížení vibrací se logicky zvyšuje životnost zařízení.

V boji mezi třífázovými a jednofázovými zařízeními vždy vítězí třífázové, protože během provozu tolik nehučí a vydrží déle než jednofázové

Pravidla pro navíjení cívky

Pokud se zeptáte specialisty, řekne, že před navíjením cívek je třeba provést pečlivý výpočet. Praktikant v této věci bude spoléhat na svou intuici.

Vybrali jsme generátor, který nebyl příliš rychlý. Naše nabíjecí procedura pro dvanáctivoltovou baterii by měla začít při 100-150 otáčkách za minutu. Taková počáteční data vyžadují, aby celkový počet závitů všech cívek byl 1000-1200 kusů. Musíme jen rozdělit toto číslo mezi všechny cívky a určit, kolik závitů bude na každé z nich.

Větrný mlýn při nízkých rychlostech může být výkonnější, pokud se zvýší počet pólů. Frekvence proudových oscilací v cívkách se zvýší. Pokud k navinutí cívek použijete drát s větším průřezem, odpor se sníží a proud se zvýší. Nezapomínejte na to, že vyšší napětí může díky odporu vinutí „sežrat“ proud.

Proces navíjení lze usnadnit a zefektivnit, pokud k tomuto účelu použijete speciální stroj.

Není vůbec nutné dělat tak rutinní proces, jako je ruční navíjení cívek. Trocha vynalézavosti a výborný stroj, který si hravě poradí s navíjením, už jsou tam

Výkonové charakteristiky podomácku vyrobených generátorů jsou značně ovlivněny tloušťkou a počtem magnetů, které jsou umístěny na discích. Celkový celkový výkon lze vypočítat navinutím jedné cívky a jejím následným roztočením v generátoru. Budoucí výkon generátoru je určen měřením napětí při konkrétních otáčkách bez zátěže.

Uveďme příklad. Při odporu 3 ohmy a 200 ot./min vychází 30 voltů.Pokud od tohoto výsledku odečtete 12 voltů napětí baterie, dostanete 18 voltů. Vydělte tento výsledek 3 ohmy a získáte 6 ampérů. Hlasitost je 6 ampér a půjde na baterii. Při výpočtu jsme samozřejmě nebrali v úvahu ztráty ve vodičích a na diodovém můstku: skutečný výsledek bude menší než vypočítaný.

Obvykle jsou cívky kulaté. Pokud je ale trochu roztáhnete, získáte v sektoru více mědi a zatáčky budou rovnější. Pokud porovnáte velikost magnetu a průměr vnitřního otvoru cívek, pak by se měly shodovat nebo může být velikost magnetu o něco menší.

Hotové cívky by měly odpovídat velikosti magnetů: měly by být o něco větší než magnety nebo by měly mít stejnou velikost

Tloušťka námi vyráběného statoru musí správně souviset s tloušťkou magnetů. Pokud se stator zvětší zvýšením počtu závitů v cívkách, zvětší se mezidiskový prostor a magnetický tok se sníží. Výsledek může být takový: generuje se stejné napětí, ale kvůli zvýšenému odporu cívek dostaneme méně proudu.

K výrobě formy statoru se používá překližka. Sektory pro svitky však lze označit na papíře pomocí plastelíny jako ohraničení.

Pokud umístíte tkaninu ze skleněných vláken na svitky ve spodní části formy, zvýší se pevnost produktu. Před nanesením epoxidové pryskyřice je potřeba formu namazat vazelínou nebo voskem, pryskyřice se pak na formu nelepí. Někteří lidé místo lubrikantu používají pásku nebo fólii.

Cívky jsou k sobě připevněny. V tomto případě jsou konce fází vyvedeny. Šest vyvedených vodičů by mělo být zapojeno do hvězdy nebo trojúhelníku. Ručním otáčením sestaveného generátoru se testuje.Pokud je napětí 40 V, pak bude proud přibližně 10 ampér.

Konečná montáž zařízení

Délka hotového stožáru by měla být přibližně 6-12 metrů. S takovými parametry musí být jeho základna betonována. Samotný větrný mlýn bude připevněn k vrcholu stožáru.

Aby bylo možné na něj dosáhnout v případě poruchy, je nutné zajistit speciální držák na patě stožáru, který umožní zvedání a spouštění potrubí pomocí ručního navijáku.

Stožár s větrným generátorem, který je k němu připojen, se tyčí vysoko, ale prozíravý řemeslník vyrobil speciální zařízení, které umožňuje v případě potřeby spustit konstrukci na zem

K výrobě šroubu můžete použít PVC trubku o průměru 160 mm. Z jeho povrchu poslouží k odříznutí dvoumetrové vrtule skládající se ze šesti listů. Tvar lopatek je lepší vyvinout sami experimentálně. Cílem je zvýšit točivý moment při nízkých otáčkách.

Vrtule by měla být chráněna před nadměrným větrem. Chcete-li tento problém vyřešit, použijte skládací ocas. Vyrobená energie se ukládá do baterií.

Našim čtenářům jsme poskytli dvě možnosti pro větrné generátory vlastní výroby 220 V, které se těší zvýšené pozornosti nejen majitelů venkovských nemovitostí, ale také běžných letních obyvatel.

Oba modely větrných turbín jsou svým způsobem efektivní. Tato zařízení mohou prokázat zvláště dobré výsledky ve stepních oblastech s častými a silnými větry. Jsou dostatečně účinné, aby je bylo možné použít v organizaci alternativní vytápění domu a v dodávce elektřiny. A není tak těžké je postavit vlastníma rukama.

Závěry a užitečné video k tématu

Toto video ukazuje příklad větrné turbíny s horizontální osou otáčení. Autor zařízení podrobně vysvětluje nuance návrhu instalace pro kutily, upozorňuje publikum na chyby, které lze udělat v procesu výroby větrného generátoru sami, a poskytuje praktické rady.

Upozorňujeme, že dostat se k zařízení, zvednutému do slušné výšky, není tak snadné. Přeinstalace takové větrné turbíny bude s největší pravděpodobností problematická. Proto skládací konstrukce stožáru v tomto případě nebude vůbec nadbytečná.

Toto video ukazuje rotační větrný mlýn se svislou osou otáčení. Tato instalace je umístěna nízko, je vyrobena originálním způsobem a je vysoce citlivá: i mírný vítr uvede lopatky zařízení do pohybu.

Pokud žijete v oblasti, kde větry nejsou považovány za vzácný jev, může být pro vás použití tohoto konkrétního zdroje alternativní energie nejúčinnější. Výše uvedené příklady vlastnoručně vyrobených větrných mlýnů dokazují, že vyrobit je vlastníma rukama není tak obtížné. Větrná energie je veřejně přístupný a obnovitelný zdroj, který lze a měl by být využíván.

Vyzýváme návštěvníky stránek, kteří se zajímají o téma článku, aby vyjádřili své názory v komentářích a položili otázky, které vyvstaly při čtení materiálu.