Съдържание
Да имате собствен вятърен генератор е много изгодно. Първо, човек получава безплатно електричество. Второ, електричество може да се получи на места, отдалечени от цивилизацията, където няма електропроводи. Вятърната мелница е устройство, предназначено да генерира кинетична вятърна енергия. Много занаятчии са се научили да сглобяват вертикален вятърен генератор със собствените си ръце и сега ще разберем как се прави това.
Конструкция и видове вятърни турбини
Вятърните генератори имат много имена, но е по-правилно да ги наричаме вятърна електроцентрала. Вятърният парк се състои от електрическо оборудване и механична конструкция - вятърна турбина, които са свързани помежду си в една система. Електрическата инсталация помага за превръщането на вятъра в източник на енергия.
Има много видове вятърни генератори, но според местоположението на работната ос те условно се разделят на две групи:
- Най-разпространени са вятърните мелници с хоризонтална ос на въртене. Електрическата инсталация се характеризира с висока ефективност. Освен това самият механизъм издържа по-добре на урагани, а при слаб вятър роторът тръгва по-бързо. Хоризонталните вятърни генератори имат по-лесно управление на мощността.
- Вятърните мелници с вертикална ос на въртене могат да работят дори при ниски скорости на вятъра. Турбините са тихи и по-лесни за производство, така че най-често се монтират от майстори в двора им.Въпреки това, конструктивната характеристика на вертикалната вятърна мелница позволява тя да бъде инсталирана само ниско от земята. Поради това ефективността на електрическата инсталация е значително намалена.
Вятърните генератори се различават според вида на работното колело:
- Моделите с витло или крило са оборудвани с лопатки, които са перпендикулярни на работния хоризонтален вал.
- Каруселните модели се наричат още ротационни. Характерни са за вертикалните вятърни турбини.
- Барабанните модели също имат вертикална работна ос.
За генериране на кинетична вятърна енергия в индустриален мащаб обикновено се използват витлови вятърни генератори. Моделите с барабани и въртележки са с по-големи размери и по-малко ефективен механизъм.
Всички вятърни турбини могат да бъдат оборудвани с мултипликатор. Тази скоростна кутия създава много шум по време на работа. Умножителите обикновено не се използват в домашни вятърни турбини.
Принцип на работа на вятърната турбина
Струва си да се отбележи, че принципът на работа на вятърния генератор е един и същ, независимо от неговия дизайн и външен вид. Генерирането на енергия започва от момента, в който лопатките на вятърната мелница се завъртят. По това време между ротора и статора на генератора се създава магнитно поле. Той служи като източник на енергия, който генерира електричество.
И така, както разбрахме, вятърният генератор се състои от две основни части: въртящ се механизъм с лопатки и генератор. Сега за работата на аниматора. Тази скоростна кутия е инсталирана на вятърна мелница, за да се увеличи скоростта на работния вал.
Когато роторът на генератора се върти, се генерира променлив ток, т.е. излизат три фази. Генерираната енергия достига до контролера, а от него отива към батерията.В тази верига има още едно важно устройство - инвертор. Той преобразува тока в стабилни параметри и го доставя на потребителя през мрежата.
Вятърна мелница промишлен занаят 2
В областта на вятърната енергия е много известен индустриалният занаят 2 кинетичен вятърен генератор, който има модифициран модул за генериране на вятърна енергия. За да се изчисли мощността на електрическа инсталация, сумата от скоростите на нейните работни части се умножава по 0,1. Размерът на работната площ се определя от размерите на ротора. По време на въртене той произвежда кинетична енергия kU, а не електрическа енергия EU.
Въртенето на лопатките зависи от поривите на вятъра. Най-оптималната скорост се наблюдава на надморска височина 160–162 м. Гръмотевична буря увеличава скоростта на вятъра с 50%, а обикновеният дъжд - до 20%.
Роторите на ветрогенератора Industrial Craft 2 се различават по размерите и материала на лопатките, както и максималните стойности на силата на вятъра, при които могат да работят:
- дървен ротор с 5x5 лопатки е проектиран за скорост на вятъра от 10 до 60 MCW;
железен ротор с 7x7 лопатки е проектиран за скорост от 14 до 75 MCW; - стоманен ротор с 9x9 лопатки е проектиран за диапазон от скорости на въздушния поток от 17 до 90 MCW;
- Роторът от въглеродни влакна с 11x11 лопатки е проектиран за диапазон от скорости на въздушния поток от 20 до 110 MCW.
Кинетичните вятърни генератори Industrial Craft 2 не се поставят близо един до друг на едно ниво с гръб един към друг.
Самостоятелно производство на вертикален вятърен генератор
Вятърна мелница с вертикален вал е най-лесно да направите сами. Остриетата са изработени от всякакъв материал, основното е, че е устойчив на влага и слънце, а също така е лек.За лопатките на домашен вятърен генератор можете да използвате PVC тръба, използвана в канализацията. Този материал отговаря на всички горепосочени изисквания. Четири остриета с височина 70 см са изрязани от пластмаса, плюс две от еднакви са изработени от поцинкована стомана. Елементите от калай се оформят в полукръг и след това се фиксират от двете страни на тръбата. Останалите остриета са монтирани на същото разстояние в кръг. Радиусът на въртене на такава вятърна мелница ще бъде 69 см.
Следващият етап е сглобяването на ротора. Тук ще ви трябват магнити. Първо вземете два феритни диска с диаметър 23 см. С помощта на лепило шест неодимови магнита са прикрепени към един диск. При диаметър на магнита 165 cm между тях се образува ъгъл 60О. Ако тези елементи са по-малки, тогава техният брой се увеличава. Магнитите не просто са залепени хаотично, а поляритета се сменя един по един. Феритните магнити са прикрепени към втория диск по подобен начин. Цялата конструкция е щедро напълнена с лепило.
Най-трудното е да направите статора. Трябва да намерите медна жица с дебелина 1 мм и да направите от нея девет намотки. Всеки елемент трябва да съдържа точно 60 оборота. След това електрическата верига на статора се сглобява от готовите бобини. И деветте са разположени в кръг. Първо свържете краищата на първата и четвъртата намотка. След това свържете втория свободен край на четвъртия към изхода на седмата бобина. Резултатът беше еднофазен елемент от три бобини. Втората фазова верига се сглобява от следващите три намотки в ред, като се започне с втория елемент. Последната фаза, която трябва да се сглоби по същия начин, е третата фаза, като се започне от третата намотка.
За да закрепите веригата, от шперплат се изрязва форма. Върху него е поставен фибростъкло и върху него е разположена верига от девет намотки. Всичко това се залива с лепило, след което се оставя до пълното втвърдяване.Не по-рано от ден по-късно роторът и статорът могат да бъдат свързани. Първо се поставя роторът с магнитите нагоре, върху него се поставя статорът и отгоре се поставя вторият диск с магнитите надолу. Принципът на свързване може да се види на снимката.
Сега е време да сглобите вятърния генератор. Цялата му верига ще се състои от работно колело с лопатки, батерия и инвертор. За да увеличите въртящия момент, препоръчително е да инсталирате скоростна кутия. Инсталационните работи са в следния ред:
- Издръжлива мачта е заварена от стоманен ъгъл, тръби или профил. По височина трябва да повдигне работното колело с лопатки над билото на покрива.
- Основата се излива под мачтата. Необходима е армировка и са предвидени анкери, стърчащи от бетона.
- След това работното колело с генератора е фиксирано към мачтата.
- След монтирането на мачтата върху основата, тя се закрепва към анкери, след което се подсилва със стоманени скоби. За тези цели е подходящ кабел или стоманен прът с дебелина 10–12 mm.
Когато механичната част на вятърния генератор е готова, те започват да сглобяват електрическата верига. Изходът на генератора ще осигури трифазен ток. За да се получи постоянно напрежение, във веригата е монтиран токоизправител, изработен от диоди. Зареждането на батерията се контролира чрез реле на автомобила. Веригата завършва с инвертор, от който се подават необходимите 220 волта към домашната мрежа.
Изходната мощност на такъв вятърен генератор зависи от скоростта на вятъра. Например при 5 m/s електрическата инсталация ще произведе около 15 W, а при 18 m/s можете да получите мощност до 163 W. За да се увеличи производителността, мачтата на вятърната мелница е удължена до 26 м. На тази височина скоростта на вятъра е с 30% по-висока, което означава, че генерираната електроенергия е приблизително един път и половина повече.
Видеото показва сглобяването на генератор за вятърна мелница:
Сглобяването на вятърен генератор е сложен въпрос. Трябва да знаете основите на електротехниката, да можете да четете схеми и да използвате поялник.
