DIY veterný mlyn alebo ako sa osvetľovať vetrom

Obsah článku

• Princíp činnosti veterných turbín
• Ako si vyrobiť veterný generátor vertikálneho typu?
• Zostavenie rotora
• Vyrábame stator
• Zostava generátora
• Vyrábame čepele
• Zostavenie štruktúry veternej turbíny
• Elektrická časť
• Výsledok veternej turbíny: výpočet účinnosti

Teraz je celkom možné získať elektrinu zadarmo z vetra. Existuje niekoľko možností pre veterné turbíny: so zvislou a vodorovnou osou. Takmer každý si môže zostaviť vertikálny veterný generátor vlastnými rukami, ako to urobiť správne, prečítajte si náš článok.

Princíp činnosti veterných turbín

Princíp fungovania všetkých modifikácií veterných turbín je rovnaký. V procese rotácie čepelí sa tvoria tri typy fyzikálnych javov: zdvíhacie, impulzívne a brzdné sily. V dôsledku pôsobenia týchto síl sa stator začne pohybovať a rotor na stacionárnej časti generátora začína vytvárať magnetické pole a elektrický prúd sa pohybuje pozdĺž vodičov..

Existuje veľa možností na vykonanie veterných generátorov, líšia sa nielen výkonom, ale aj svojim vzhľadom. Štruktúra väčšiny veterných turbín zahŕňa: generátor, lopatky, invertor, multiplikátor. Invertor sa používa na prevod prijatého náboja na jednosmerný prúd. Násobiteľ je prevodovka určená na zvýšenie počtu otáčok hriadeľa. Prevodovky nie sú nainštalované vo všetkých veterných turbínach, najmä iba vo veľkých a výkonných veterných turbínach.

Otáčaním rotora sa generuje trojfázový striedavý prúd. Prijatá energia je smerovaná cez ovládač do batérie. Invertor ďalej prevádza prúd a stáva ho stabilným. V tejto forme môže byť napájaný domácimi spotrebičmi alebo osvetlením..

Ako si vyrobiť veterný generátor vertikálneho typu?

Veterný mlyn si môžete urobiť sami doma. Najprv musíte rozhodnúť o type veterného generátora. V závislosti od ich konštrukcie sú veterné turbíny:

• so zvislou osou rotácie: Darrieus rotor, generátor vetra Savonius;
• s horizontálnou osou rotácie: rovnobežne alebo kolmo na prúdenie vetra.

Niektoré modely veterných turbín kombinujú niekoľko typov zariadení. Zoberme si príklad vytvorenia hybridnej veternej turbíny, ktorá kombinuje konštrukciu veterných generátorov, ako sú Savonius a Darrieus.

Zostavenie rotora

Na zostavenie rotora je potrebné zakúpiť:

• 6 neodymových magnetov D30xH10 mm;
• 6 feritových prstencových magnetov D72xd32xh15 mm;
• 2 kovové disky D230xH5 mm;
• epoxidové alebo lepidlo.

Namiesto kovových listov sa môžu použiť pílové listy vhodnej veľkosti. 6 neodymových magnetov sa umiestni na jeden disk, striedajúc svoju polaritu, uhol medzi nimi by mal byť 60 stupňov pri priemere 165 mm.

Feritové prstencové magnety sa umiestnia na druhý disk podľa rovnakého princípu..

Aby sa zabránilo magnetom v pohybe počas prevádzky veterného mlyna, musia sa naliať najmenej do polovice epoxidovým lepidlom..

Vyrábame stator

Najprv musíte navinúť 9 cievok po 60 závitoch, na tento účel použite smaltovaný medený drôt s priemerom 1 mm.

Ďalej sú cievky spájkované spolu: začiatok prvej cievky s koncom štvrtej, štvrtý so siedmou. Druhá fáza je rovnakým spôsobom spojená dvoma cievkami, iba sa začnú spájať z druhej cievky. Pripojenie tretej fázy začína od tretej cievky.

Forma je vyrobená z preglejky, je v nej umiestnený pergamenový papier, na ktorý je položený kus laminátu a cievky..

To všetko je vyplnené epoxidovou živicou. Po 24 hodinách sa hotový stator vyberie z formy.

Zostava generátora

Všetky časti generátora sú pripravené, zostane ich len zostaviť.

Samotný generátor bude pripevnený k držiaku s nábojom pomocou kolíkov. Pozrime sa bližšie na proces zostavenia.

Postup montáže generátora:

• V hornom rotore sú pre čapy vytvorené 4 závitové otvory. Sú potrebné, aby rotor hladko sedel na svojom sedadle;
• V statore sú urobené 4 otvory na pripevnenie konzoly;
• spodný rotor je umiestnený na konzole s magnetmi hore, do neho sú vyvŕtané 4 otvory pre závit pre čap;
• stator je umiestnený na spodnom rotore;
• druhý rotor je umiestnený hore s magnetmi dole. To všetko je k sebe pripevnené k držiaku s nábojom so skrutkami a maticami.

Náboj (príruba s ložiskami) sa musí zakúpiť osobitne: spodná časť náboja musí mať priemer 1,5 “.

Postupnosť upevnenia všetkých častí je podrobnejšie znázornená na nasledujúcom diagrame:

1 – spojovací prvok; 2 – podopieranie čepelí; 3 – hornú časť rotora; 4 – magnet; 5 – puzdro; 6 – stator; 7 – spodná časť rotora; 8 – matica; 9 – vlásenka; 10 – náboj; 11 – os; 12 – držiak na upevnenie statora

Vyrábame čepele

Čepele môžu byť vyrobené z dreva, laminátu a iných materiálov. Je rýchlejšie a ľahšie vyrobiť túto časť veterného generátora z PVC kanalizačnej rúry. Je lepšie použiť oranžové rúrky, pretože majú dobrú hustotu a nebojí sa priameho slnečného žiarenia.

Pre vertikálnu veternú turbínu potrebujete 4 lopatky vyrobené z PVC rúr a 2 ortogonálne (zakrivené) lopatky vyrobené z pozinkovaného plechu. Táto konštrukcia umožní veternej turbíne rotovať aj za nepriaznivých veterných podmienok rýchlosťou 2 – 3 m za sekundu. Vezmeme meter-dlhé kusy PVC rúrky a pozdĺžne ich rozrežeme na 2 rovnaké časti. Vystrihneme polkruhy z cínu podľa veľkosti budúceho listu a pripevníme ich skrutkami pozdĺž okrajov rúry..

Na výrobu ortogonálnych čepelí potrebujete štandardný pozinkovaný oceľový plech s rozmermi 0,75 mm. Najprv sa vystrihnú s kovovými nožnicami dva kusy o veľkosti 1×0,4 ma štyri kusy vo forme kvapiek. Potom sa kúsky ocele musia ohýbať a kúsky „kvapôčok“ sú pripevnené na okrajoch.

Čepele sú pripevnené v kruhu k rámu, je možné ich zvárať z štvorcovej rúrky s profilom 20×20 a rohov 25×25. Rozmery rámu a vzdialenosť medzi lopatkami sú uvedené na obrázku nižšie:

Zostavenie štruktúry veternej turbíny

Stožiar je privarený z vodovodných potrubí rôznych priemerov, jeho výška závisí od oblasti, kde bude umiestnený veterný generátor a od podmienok jeho činnosti, ale v každom prípade musí byť nad strechou domu..

Pre sekčný stožiar sa musí vopred pripraviť trojbodový zosilnený základ. Generátor je priskrutkovaný k hotovému stožiaru na zemi. Ďalej je k generátoru priskrutkovaný rám s lopatkami. Stožiar veterného mlyna je pripevnený k základu pomocou dvoch kĺbových podpier a pomocou navijaka sa zdvíha do zvislej polohy. Po zdvíhaní stožiara sa tretia podpera priskrutkuje k základni veterného mlyna pomocou skrutky. Okrem toho musí byť stožiar zaistený výstužou.

Elektrická časť

Veterná turbína bude napájať trojfázový striedavý prúd. Použitím mostíkového usmerňovača pozostávajúceho zo 6 diód ho prevádzame na jednosmerný prúd.

To umožňuje nabíjať batériu pri 12 V. Na riadenie nabíjania batérie a zabránenie jej prebíjaniu sa používa štandardné nabíjacie relé do auta PP-380..

Na batériu je pripojený menič, ktorý umožňuje prevádzať získané 12 V DC na 220 V AC s frekvenciou 50 Hz.

Výsledok veternej turbíny: výpočet účinnosti

Testovacie skúšky generátora vetra pri rôznych rýchlostiach vetra ukázali nasledujúce výsledky:

• pri rýchlosti vetra 5 m / s dostávame 60 ot / min – 7 V a 2,3 A = 16 W;
• pri rýchlosti vetra 10,6 m / s dostávame okolo 120 ot / min – 13 V a 3,4 A = 44 W;
• pri rýchlosti 15,3 m / s približne 180 ot./min. – 15 V a 5,1 A = 76,5 W;
• pri rýchlosti vetra 18 m / s dostávame 240 ot / min – 18 V a 9 A = 162 W.

Veterná turbína v podstate produkuje 16 – 45 W, pretože vietor nad 15 m / s je zriedkavý. Ak však umiestnite vysokorýchlostnú vrtuľu, môžete sa dostať vyššie výsledok.