Πώς να φτιάξετε μια ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας

Τα τελευταία χρόνια, το θέμα της πράσινης ενέργειας έχει γίνει εξαιρετικά δημοφιλές. Κάποιοι ακόμη προβλέπουν ότι μια τέτοια ενέργεια στο εγγύς μέλλον θα αντικαταστήσει εντελώς τον άνθρακα, το φυσικό αέριο, τους πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Ένας από τους τομείς της πράσινης ενέργειας είναι η αιολική ενέργεια. Οι γεννήτριες που μετατρέπουν την αιολική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια δεν είναι μόνο βιομηχανικές, ως μέρος των αιολικών πάρκων, αλλά και μικρών, εξυπηρετώντας μια ιδιωτική εκμετάλλευση.

Μπορείτε ακόμη και να φτιάξετε μια γεννήτρια αιολικής ενέργειας με τα χέρια σας - αυτό το υλικό είναι αφιερωμένο σε αυτό.

Τι είναι μια γεννήτρια

Με μια ευρεία έννοια, μια γεννήτρια είναι μια συσκευή που παράγει κάποιο είδος προϊόντος ή μετατρέπει ένα είδος ενέργειας σε άλλο. Αυτό μπορεί να είναι, για παράδειγμα, ατμογεννήτρια (παράγει ατμό), γεννήτρια οξυγόνου, κβαντική γεννήτρια (πηγή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας). Αλλά στο πλαίσιο αυτού του θέματος μας ενδιαφέρουν οι ηλεκτρικές γεννήτριες. Αυτό το όνομα αναφέρεται σε συσκευές που μετατρέπουν διάφορους τύπους μη ηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια.

Τύποι γεννητριών

Οι γεννήτριες ηλεκτρικού ρεύματος ταξινομούνται ως:

• ηλεκτρομηχανικά - μετατρέπουν τις μηχανικές εργασίες σε ηλεκτρική ενέργεια.
• θερμοηλεκτρική - μετατροπή της θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια,
• φωτοηλεκτρική (φωτοβολταϊκά στοιχεία, ηλιακοί συλλέκτες) - μετατρέπουν το φως σε ηλεκτρική ενέργεια.
• μαγνητοϋδροδυναμικό (Γεννήτριες MHD) - η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται από ενέργεια πλάσματος που κινείται μέσω μαγνητικού πεδίου.
• χημική ουσία - μετατρέπουν την ενέργεια των χημικών αντιδράσεων σε ηλεκτρική ενέργεια.

Επιπλέον, οι ηλεκτρομηχανικές γεννήτριες ταξινομούνται ανά τύπο κινητήρα. Υπάρχουν οι εξής τύποι:

• οι γεννήτριες στροβίλων κινούνται από ατμοστρόβιλο.
• Οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν έναν υδραυλικό στρόβιλο ως κινητήρα.
• οι γεννήτριες ντίζελ ή οι γεννήτριες βενζίνης κατασκευάζονται με βάση κινητήρες ντίζελ ή βενζίνης.
• οι ανεμογεννήτριες μετατρέπουν την ενέργεια των μαζών του αέρα σε ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας μια ανεμογεννήτρια.

Ανεμογεννήτριες

Περισσότερες λεπτομέρειες για τις ανεμογεννήτριες (ονομάζονται επίσης ανεμογεννήτριες). Η απλούστερη ανεμογεννήτρια χαμηλής ισχύος αποτελείται συνήθως από έναν ιστό, κατά κανόνα, ενισχυμένο από ραγάδες, στα οποία είναι εγκατεστημένη η ανεμογεννήτρια.

Αυτή η ανεμογεννήτρια ξετυλίγεται με έναν κοχλία που οδηγεί τον ρότορα της ηλεκτρικής γεννήτριας. Η συσκευή, εκτός από την ηλεκτρική γεννήτρια, περιλαμβάνει επίσης μια μπαταρία με ελεγκτή φόρτισης και έναν μετατροπέα συνδεδεμένο στο δίκτυο.

Ξέρετε; Μέχρι το 2016, η συνολική δυναμικότητα όλων των μονάδων παραγωγής αιολικής ενέργειας στον κόσμο ήταν 432 GW. Έτσι, η αιολική ενέργεια έχει ξεπεράσει την πυρηνική ενέργεια στην εξουσία.

Το σχέδιο λειτουργίας αυτής της συσκευής είναι αρκετά απλό: κάτω από τη δράση του ανέμου, ο κοχλίας περιστρέφεται, ξετυλίγοντας τον ρότορα, η ηλεκτρική γεννήτρια παράγει ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μετατρέπεται από τον ελεγκτή φορτίου σε συνεχές ρεύμα. Αυτό το ρεύμα φορτίζει την μπαταρία. Το ρεύμα που προέρχεται από την μπαταρία μετατρέπεται από το μετατροπέα σε εναλλασσόμενο ρεύμα, οι παράμετροι του οποίου αντιστοιχούν στις παραμέτρους του ηλεκτρικού δικτύου.

Οι βιομηχανικές συσκευές τοποθετούνται σε πύργους. Είναι εξοπλισμένα με έναν περιστρεφόμενο μηχανισμό, ένα ανεμόμετρο (συσκευή μέτρησης της ταχύτητας και της κατεύθυνσης του ανέμου), μία διάταξη για την αλλαγή της γωνίας περιστροφής των λεπίδων, ένα σύστημα πέδησης, ένα ερμάριο ισχύος με κυκλώματα ελέγχου, συστήματα πυρόσβεσης και προστασία από κεραυνούς, ένα σύστημα μετάδοσης δεδομένων για τη λειτουργία εγκατάστασης κλπ.

Τύποι ανεμογεννητριών

Η θέση του άξονα περιστροφής σε σχέση με τους ανεμογεννήτριες επιφανείας της γης χωρίζεται σε κάθετη και οριζόντια. Το απλούστερο κατακόρυφο μοντέλο είναι ένα στροφείο Savonius..

Έχει δύο ή περισσότερες λεπίδες, οι οποίες είναι κοίλες ημικύλινδρες (κυλίνδρους που κόβονται στο μισό κάθετα). Savonius rotor Υπάρχουν διάφορες επιλογές για τη διάταξη και το σχεδιασμό αυτών των λεπίδων: συμμετρικά στερεωμένες, τοποθετώντας τις άκρες μεταξύ τους, με ένα αεροδυναμικό προφίλ.

Το πλεονέκτημα του στροφείου Savonius είναι η απλότητα και η αξιοπιστία του σχεδιασμού, επιπλέον, η λειτουργία του δεν εξαρτάται από την κατεύθυνση του ανέμου, το μειονέκτημα είναι η χαμηλή απόδοση (όχι περισσότερο από 15%).

Ξέρετε; Οι ανεμόμυλοι εμφανίστηκαν γύρω στο 200 π.Χ. ε. στην Περσία (Ιράν). Χρησιμοποιήθηκαν για να φτιάξουν αλεύρι από σιτηρά. Στην Ευρώπη, τέτοια μύλοι εμφανίστηκαν μόνο τον 13ο αιώνα.

Ένα άλλο κατακόρυφο σχέδιο είναι ο ρότορας Darier. Τα πτερύγιά του είναι πτερύγια με αεροδυναμικό προφίλ. Μπορούν να είναι τοξοειδείς, σχήματος Η, σπειροειδείς. Τα πτερύγια μπορεί να είναι δύο ή περισσότερα. Rotor Daria Τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας γεννήτριας ανέμου είναι:

• την υψηλή αποτελεσματικότητά του,
• μειωμένο θόρυβο στην εργασία,
• σχετικά απλό σχεδιασμό.

Από τα μειονεκτήματα που διαπιστώθηκαν:

• μεγάλο φορτίο ιστού (λόγω του αποτελέσματος Magnus).
• την έλλειψη ενός μαθηματικού μοντέλου της εργασίας αυτού του ρότορα, που περιπλέκει τη βελτίωση του.
• γρήγορη φθορά λόγω φυγοκεντρικών φορτίων.

Ένας άλλος τύπος κάθετης εγκατάστασης είναι ένας ελικοειδής ρότορας.. Είναι εξοπλισμένο με λεπίδες που είναι στριμμένες κατά μήκος του άξονα του εδράνου. Helicoid rotor Αυτό εξασφαλίζει ανθεκτικότητα και υψηλή απόδοση. Το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος λόγω της πολυπλοκότητας της κατασκευής.

Ο τύπος πολλαπλών λεπίδων ενός ανεμόμυλου είναι μια δομή με δύο σειρές κάθετων πτερυγίων - εξωτερικών και εσωτερικών. Αυτός ο σχεδιασμός δίνει τη μέγιστη απόδοση, αλλά έχει υψηλό κόστος.

Τα οριζόντια μοντέλα διαφέρουν:

• ο αριθμός των λεπίδων (μονής λεπίδας και με μεγάλο αριθμό).
• το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται τα πτερύγια (άκαμπτο ή εύκαμπτο ιστίο) ·
• μεταβλητό ή σταθερό βήμα λεπίδας.

Από δομική άποψη, όλα είναι παρόμοια. Γενικά, οι ανεμογεννήτριες αυτού του τύπου διακρίνονται από υψηλή απόδοση, αλλά χρειάζονται σταθερή προσαρμογή στην κατεύθυνση του ανέμου, η οποία επιλύεται με τη χρήση ενός πτερυγίου για τον καιρό κατά το σχεδιασμό ή την αυτόματη τοποθέτηση της εγκατάστασης χρησιμοποιώντας έναν περιστρεφόμενο μηχανισμό σύμφωνα με τις μετρήσεις του αισθητήρα.

Ανεμογεννήτρια

Η επιλογή των μοντέλων ανεμογεννήτριας στην αγορά είναι η ευρύτερη, συσκευές διαφόρων σχεδίων και διαφόρων δυνατοτήτων είναι διαθέσιμες. Αλλά μια απλή εγκατάσταση μπορεί να γίνει ανεξάρτητα.

Σας προτείνουμε να διαβάσετε πώς να χτίσετε μια πισίνα, μπάνιο, κελάρι και βεράντα, καθώς και πώς να φτιάξετε ένα χαλίκι, πέργκολα, κιόσκι, ξηρό ρεύμα, καταρράκτη και ένα μονοπάτι από σκυρόδεμα με τα χέρια σας.

Αναζητήστε κατάλληλα υλικά

Ως γεννήτρια, συνιστάται η χρήση ενός τριφασικού μόνιμου μαγνήτη, για παράδειγμα ενός ελκυστήρα. Αλλά μπορείτε να το κάνετε από ηλεκτρικό μοτέρ, όπως θα συζητηθεί λεπτομερέστερα παρακάτω. Το ζήτημα της επιλογής λεπίδων είναι σημαντικό. Εάν η ανεμογεννήτρια είναι κάθετου τύπου, συνήθως χρησιμοποιούνται παραλλαγές του στροφείου Savonius. Γεννήτρια ελκυστήρων Για την κατασκευή των λεπίδων, ένα κυλινδρικό σχήματος δοχείο, για παράδειγμα, παλιό βρασμό, είναι αρκετά κατάλληλο. Όμως, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι ανεμογεννήτριες αυτού του τύπου έχουν χαμηλή απόδοση και είναι απίθανο ότι θα είναι δυνατή η κατασκευή πτερυγίων ενός πιο περίπλοκου σχήματος για κάθετο ανεμόμυλο. Στα σπιτικά προϊόντα συνήθως χρησιμοποιούνται τέσσερα ημικυλινδρικά πτερύγια.

Όσον αφορά τις ανεμογεννήτριες οριζόντιου τύπου, η κατασκευή μιας μονής λεπίδας είναι βέλτιστη για μια εγκατάσταση χαμηλής ισχύος · ωστόσο, για όλη την φαινομενική της απλότητα, θα είναι εξαιρετικά δύσκολο να κατασκευαστεί μια ισορροπημένη λεπίδα με χειροκίνητο τρόπο και χωρίς αυτήν η ανεμογεννήτρια θα αποτύχει συχνά.

Είναι σημαντικό! Δεν πρέπει να εμπλακείτε σε ένα μεγάλο αριθμό λεπίδων, διότι όταν λειτουργούν, μπορούν να σχηματίσουν ένα λεγόμενο "κάλυμμα αέρα", λόγω του οποίου ο αέρας θα περνά γύρω από τον ανεμόμυλο και δεν θα περάσει από αυτό. Για οικιακές συσκευές οριζόντιου τύπου, θεωρούνται βέλτιστες τρεις λεπίδες τύπου πτέρυγας.

• Στους οριζόντιους ανεμόμυλους μπορείτε να χρησιμοποιήσετε δύο τύπους λεπίδων: ιστιοπλοΐα και πτέρυγα. Η ιστιοπλοΐα είναι πολύ απλή, είναι απλά ευρείες λωρίδες που μοιάζουν με τις λεπίδες των ανεμόμυλων. Το μειονέκτημα αυτών των στοιχείων είναι πολύ χαμηλή απόδοση. Από αυτή την άποψη, πολύ πιο ελπιδοφόρα πτερύγια πτέρυγας. Στο σπίτι, συνήθως κατασκευάζονται από σωλήνα PVC 160 mm σύμφωνα με το σχέδιο.

Το αλουμίνιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί, αλλά θα είναι πολύ πιο ακριβό. Επιπλέον, το προϊόν σωλήνα PVC έχει αρχικά μια καμπύλη, η οποία του δίνει επιπλέον αεροδυναμικές ιδιότητες. Τα πτερύγια του σωλήνα από PVC Το μήκος των λεπίδων επιλέγεται σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή: όσο πιο ισχυρή είναι η ισχύς εξόδου του ανεμόμυλου, τόσο μεγαλύτερες είναι αυτές. Όσο περισσότερο υπάρχουν, τόσο πιο σύντομα είναι. Για παράδειγμα, για έναν τριγωνικό ανεμογεννήτρια στα 10 W το βέλτιστο μήκος είναι 1,6 μέτρα, για μια ανεμογεννήτρια τεσσάρων λεπίδων - 1,4 m.

Εάν η ισχύς είναι 20 W, η ένδειξη θα αλλάξει σε 2,3 m για τρία πτερύγια και 2 m για τετράπλευρα.

Τα κύρια στάδια της κατασκευής

Ακολουθεί ένα παράδειγμα αυτοπαραγωγής μιας οριζόντιας εγκατάστασης τριών πτερύγων με αλλαγή σε μια ασύγχρονη γεννήτρια κινητήρα από ένα πλυντήριο ρούχων.

Επαναπλήρωση κινητήρα

Μία από τις βασικές στιγμές δημιουργίας μιας γεννήτριας ανέμου με τα χέρια σας είναι η μετατροπή του ηλεκτροκινητήρα σε ηλεκτρική γεννήτρια. Για τροποποίηση, χρησιμοποιείται ένας ηλεκτροκινητήρας από ένα παλιό πλυντήριο ρούχων που εξακολουθεί να είναι σοβιετικής κατασκευής.

1. Ο ρότορας απομακρύνεται από τον κινητήρα και διαπερνάται μέσα του μια μεγάλη αυλάκωση.
2. Σε όλο το μήκος της αυλάκωσης, μαγνήτες νεοδυμίου ορθογώνιου σχήματος (διαστάσεις 19x10x1 mm) κολλούνται σε ζεύγη, ένας μαγνήτης σε κάθε άκρο της αυλάκωσης απέναντι από τον άλλο, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η πολικότητα τους. Η στερέωση των κολλημένων μαγνητών μπορεί να είναι εποξική.
3. Ο ηλεκτρικός κινητήρας πηγαίνει.
4. Φορτιστές για 5 V και 1 A κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούνται για τη συλλογή μιας συσκευής που μετατρέπει εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ρεύμα (δεν μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια συσκευή σε ένα τσιπ, μόνο ένα τρανζίστορ).
5. Το τροφοδοτικό αποσυνδέεται.
6. Συμπυκνωμένο USB και βύσμα.
7. Οι πίνακες των τριών προετοιμασμένων τροφοδοτικών συνδέονται εν σειρά και συναρμολογούνται ως μία ενιαία διάταξη.
8. Η είσοδος του συναρμολογημένου συγκροτήματος των 220 V συνδέεται στη γεννήτρια, η έξοδος συνδέεται με τον ελεγκτή φόρτισης της μπαταρίας.

Βίντεο: πώς να επανασχεδιάσετε έναν κινητήρα για μια ανεμογεννήτρια Για να αυξήσετε το ρεύμα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολλαπλές συναρμολογήσεις που είναι συνδεδεμένες παράλληλα.

Κάθε ιδιοκτήτης ιδιωτικής κατοικίας ή προαστιακής περιοχής θα είναι χρήσιμο να μάθει: πώς να φτιάξετε ένα ξύλινο βαρέλι, ξύλινη σανίδα, πώς να ζεστάνετε το ξύλινο πάτωμα, πώς να φτιάξετε έναν καναπέ παλετών, να κουνιστή καρέκλα, να φτιάξετε ένα κελάρι στο γκαράζ, ένα tandoor, ένα τζάκι τοπίου και έναν ολλανδικό φούρνο με τα χέρια σας .

Δημιουργία του κύτους και των λεπίδων

Το επόμενο βήμα στην κατασκευή του ανεμόμυλου είναι η συναρμολόγηση της βάσης πάνω στην οποία είναι τοποθετημένα τα στοιχεία της ανεμογεννήτριας.

1. Η βάση είναι συγκολλημένη από χαλύβδινους σωλήνες με τη μορφή δομής, το ένα άκρο της οποίας είναι διχαλωτό, εμπλουτισμένο με εγκάρσια στοιχεία, το άλλο είναι ενιαίο για τη στερέωση της ουράς της συσκευής.
2. Στο διχαλωτό άκρο, τρυπώνονται 4 οπές για τη συναρμολόγηση της γεννήτριας.
3. Τοποθετημένο περιστροφικό εξάρτημα με βάση το έδρανο.
4. Η φλάντζα με οπές στερέωσης προσαρτάται στο έδρανο.
5. Η ουρά είναι κατασκευασμένη από μεταλλικό φύλλο.
6. Ο σχεδιασμός καθαρίζεται και ζωγραφίζεται.
7. Η ουρά είναι έγχρωμη.
8. Το προστατευτικό περίβλημα είναι κατασκευασμένο και βαμμένο από λεπτό μεταλλικό φύλλο.
9. Μετά την ξήρανση των βαμμένων στοιχείων, στη βάση τοποθετείται μια ηλεκτρική γεννήτρια, το περίβλημα και η ουρά.
10. Τα πτερύγια τοποθετούνται στην πτερωτή από το σύστημα ψύξης του κινητήρα του ελκυστήρα.
11. Οι διαχωριστές συγκολλούνται στις λεπίδες (σε αυτή την περίπτωση, μεταλλικές λεπίδες).

Είναι σημαντικό! Το ύψος του σκελετού ανύψωσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 6 μέτρα. Το θεμέλιο είναι σκυρόδεμα κάτω από αυτό.

Όπως μπορείτε να δείτε, η συναρμολόγηση μιας ανεμογεννήτριας με τα χέρια σας δεν είναι τόσο απλή. Αυτό απαιτεί ορισμένες δεξιότητες και γνώσεις στον τομέα της ηλεκτρολογίας και της ηλεκτρονικής. Αλλά για ανθρώπους με τέτοια γνώση, αυτό το έργο είναι αρκετά ικανό. Επιπλέον, η σπιτική ανεμογεννήτρια θα κοστίσει πολύ φθηνότερα από το σχέδιο αγοράς.