Haz un generador de viento con tus propias manos.

A menudo, los propietarios de casas privadas tienen una idea de implementar. sistemas de energía de respaldo. La forma más simple y asequible es, naturalmente, un generador de gasolina o diesel, sin embargo, muchas personas observan formas más complejas de transformar la llamada energía de regalo (radiación solar, la energía del agua corriente o el viento) en la electricidad.

Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y desventajas. Si, utilizando el flujo de agua (Mini-Hidrogrery), todo es comprensible, esto solo está disponible en las inmediaciones de un río de subasta bastante rápido, luego la luz solar o el viento se pueden usar en casi todas partes. Ambos métodos tendrán un mínimo total, si la turbina de agua puede funcionar alrededor del reloj, entonces o el generador de viento es efectivo solo por un tiempo, lo que hace que sea necesario convertir las baterías en la estructura de la cuadrícula de energía doméstica.

Dado que las condiciones en Rusia (la pequeña duración del día de luz la mayor parte del año, la precipitación frecuente) realizan el uso de paneles solares ineficaces en sus costos y eficiencia actuales, el más rentable se convierte en la construcción de un generador de viento.. Considere su principio de operación y posibles opciones de diseño.

Dado que ningún dispositivo hecho a sí mismo no se parece a otro, este artículo - Instrucciones no paso a paso, y la descripción de los conceptos básicos básicos del diseño del generador de viento.

Principio general del trabajo

El cuerpo de trabajo principal de la turbina de viento son las cuchillas que gira el viento. Dependiendo de la ubicación del eje de rotación, los generadores de viento se dividen en horizontal y vertical:

• Generadores de viento horizontales Los más extendidos. Sus cuchillas tienen un diseño similar al propulsor de la aeronave: en la primera aproximación, esto se inclina en relación con el plano de rotación de la placa, que convierte parte de la carga de la presión del viento en rotación. Una característica importante del generador de viento horizontal es la necesidad de garantizar la rotación del conjunto de la cuchilla de acuerdo con la dirección del viento, ya que la eficiencia máxima está provista de la perpendicularidad de la dirección del viento al plano de rotación.
• Cuchillas generador de viento vertical tener una forma convexa-cóncava. Dado que la velocidad de flujo del lado convexo es mayor que la cóncava, tal generador de viento siempre está girando en una dirección, independientemente de la dirección del viento, lo que hace un mecanismo giratorio innecesario a diferencia de los molinos de viento horizontales. Sin embargo, debido al hecho de que en cualquier momento el trabajo útil se realiza solo una parte de las cuchillas, y el resto solo contrarrestan la rotación, La eficiencia del molino de viento vertical es significativamente más bajo que la horizontal.: Si, para un generador de viento horizontal de tres cuchillas, este indicador alcanza el 45%, entonces la vertical no excederá del 25%.

Dado que la velocidad promedio del viento en Rusia es pequeña, incluso un gran molino de viento la mayor parte del tiempo girará bastante lentamente. Para garantizar una fuente de alimentación suficiente de la alimentación de la fuente de alimentación, debe conectarse al generador a través de un aumento en la caja de cambios, la correa o el engranaje. En el molino de viento horizontal, el generador de engranajes de la orilla de bloque se instala en la cabeza giratoria, lo que les da la oportunidad de seguir la dirección del viento. Es importante tener en cuenta que la cabeza giratoria debe tener un limitador que no le dé un giro completo, ya que de lo contrario, el cableado del generador se convertirá (una opción usando arandelas de contacto que permitan que la cabeza gire libremente, más complicada). Para garantizar el giro, el generador de viento se complementa dirigido a lo largo del eje de rotación del taller.

El material más común para las cuchillas es tubos de PVC de gran diámetro, cortados. En el borde, las placas de metal soldadas al cubo del nodo de la cuchilla se están pegando. Los dibujos de este tipo de cuchillas están más extendidas en Internet.

El video describe el generador de viento, hecho con sus propias manos.

Cálculo de un generador de viento de cuchillas.

Como ya hemos descubierto que el generador de viento horizontal es mucho más eficiente, considere el cálculo de su diseño.

La energía eólica puede ser determinada por la fórmula.
P \u003d 0.6 * s * v³, donde S es el área del círculo descrito por los extremos de las cuchillas de tornillo (un área de Omeeneania), expresada en metros cuadrados, y V es la velocidad estimada del viento en metros por segundo. También es necesario tener en cuenta la eficiencia del propio Mierlester, que para un circuito horizontal de tres hojas será un promedio del 40%, así como la eficiencia establecida del generador, que está en el pico de la característica de velocidad actual del 80% para el generador con excitación de imanes permanentes y 60% para el generador con el devanado de excitación. Un promedio del 20% del poder gastará un aumento en el impulso (multiplicador). Por lo tanto, el cálculo final del radio del molino de viento (es decir, las longitudes de su cuchilla) para la potencia especificada del generador en los imanes permanentes se ve así:
R \u003d √ (p / (0.483 * v³))

Ejemplo: Tomaremos el poder requerido de la central eólica en 500 W, y la velocidad promedio del viento es de 2 m / s. Luego, en nuestra fórmula, tendremos que usar una cuchilla con una longitud de al menos 11 metros. Como puede ver, incluso una potencia tan pequeña requerirá la creación de un generador eólico de las dimensiones de mejora. Para diseños más o menos racionales en la fabricación de diseños con la longitud de la cuchilla, no más de un medio y medio, el generador de viento podrá producir solo 80-90 vatios de potencia incluso en un viento fuerte.

¿No hay suficiente poder? De hecho, todo es algo diferente, ya que, de hecho, la carga de las baterías de alimentación del generador de viento, el molino de viento solo les cobra en la medida de sus capacidades. En consecuencia, el poder de la instalación del viento determina la frecuencia con la que puede ejercer energía.

En Internet, a menudo puede encontrar artículos debajo de los titulares pegadizos como un "generador de viento para la calefacción del hogar". De hecho, como ya podría entender a partir de los cálculos anteriores, la calefacción eléctrica que consume varios kilovatios puede mantener constantemente la red de instalaciones caseras que no sean de una docena.

Ofrecemos a ver otra historia sobre el generador de viento y su fabricación en casa.

Seleccione generador

La opción más lógica del grupo electrógeno para un molino de viento casero parece un generador de automóviles. Esta solución le permite cumplir fácilmente con la instalación, ya que el generador ya tiene puntos de sujeción y la polea para el multiplicador de la correa. Comprar y el generador mismo, y las piezas de repuesto para ello no son difíciles. Además, el controlador de relé incorporado le permite conectarlo directamente a una batería de 12 voltios, y a ella, a su vez, un inversor para convertir un DC a un voltaje variable de 220V.

Pero, como ya se mencionó anteriormente, la eficiencia de los generadores con el devanado de la excitación es bastante baja, lo cual es muy sensible al generador de viento ya de baja potencia. El segundo menos es que con una batería descargada, el generador de automóviles no podrá excitar.

En una serie de estructuras caseras, se pueden encontrar generadores de tractores G-700 y M-1000. Su eficiencia no es más, solo la magnetización del rotor es útil, lo que permite que el generador se excite incluso sin una batería, y el precio bajo.

Algunos autores en la construcción de los generadores de viento utilizan la propiedad de la reversibilidad de los motores eléctricos del colector: girando por la fuerza su rotor, puede eliminar la corriente continua de él. Los motores de estator de este tipo consisten en imanes permanentes, que son más preferiblemente para nuestros propósitos, o tienen un bobinado. Para usar el motor en el modo generador, se conecta al regulador de retransmisión automotriz para proporcionar el voltaje deseado. Considere la conexión del controlador de relé en el ejemplo de un nodo del clásico VAZ (es conveniente porque no se combina en un bloque con un nodo de cepillo):

1. Uno de los cepillos del motor para conectarse con la carcasa, será un polo negativo del generador. Esto también se conecta de forma segura la caja metálica del controlador de relé y el terminal de batería "-".
2. Terminem 67 Relay Conéctese con una de las conclusiones del devanado del estator, el segundo temporalmente con el caso.
3. Terminem 15 Conecte a través de un interruptor con un poste positivo de la batería (la corriente de excitación se servirá en el bobinado). Recuerde la rotación en la misma dirección que proporcionará un tornillo de la instalación del viento y se conectará entre el cepillo libre y el cuerpo del voltímetro. Si se encuentra un potencial negativo en el cepillo, cambie la conexión del estator con el regulador y el relé masivo.

La característica principal de la conexión del generador de corriente continua a la batería es la necesidad de separar su diodo semiconductor, que no permite que la batería se descargue al devanado del rotor cuando se detenga el generador. En los modernos generadores automotrices, esta característica realiza un puente de diodo trifásico, y también podemos usarlo en paralelo para conectar sus fases para reducir la caída de voltaje.

La mayor potencia se puede quitar del generador, cuyo rotor consiste en imanes de neodimio. Los diseños basados \u200b\u200ben el centro automotriz con un disco de freno, en el borde de los cuales se fijan los poderosos imanes. A la distancia mínima de ellos hay un estator con un devanado monofásico o trifásico.

Dicho generador es bueno para muchos: ya está emocionado a las revoluciones bajas incluso con una batería de sexo, no requiere el mantenimiento del nodo del cepillo. Pero al mismo tiempo, su voltaje de salida no se puede ajustar, ya que depende solo de la velocidad de rotación. Con el generador en los imanes de neodimio, requerirá su conexión a un inversor adicional para cargar la batería en un gran rango de velocidad del viento. Además, este dispositivo a menudo se llama controlador de carga de la batería.

Hay varias opciones diferentes para implementar el controlador, dependiendo de la solución específica del diseño del generador. Dado que existe una gran variación de los parámetros que el diagrama debe considerarse una gran variación en el principio general del dispositivo controlador, y no como una solución obligatoria.

Como se puede ver, este esquema está diseñado para usar como un motor eléctrico colector como generador. Si usaste corriente alterna, añadir un puente de diodos a su salida..

El voltaje del generador a través de la unidad de control que consiste en un voltímetro y un amperímetro se alimenta a entrada de dos estabilizadores de impulsos.. La carga de la batería se lleva a cabo por Bloque 2, mientras que el problema del bloque 1 es la protección contra el cuidado del generador en la propagación con un viento fuerte y una pequeña carga actual de consumo: cuando el umbral se excede por el voltaje del umbral definido por el motor de potenciómetro R3 , el bloque 1 comienza a alimentar la tensión a la alimentación conectada a su salida. Resistor de carga, según lo informado por el LED de iluminación LED2.

Carga que no requiere estabilización precisa de la tensión (por ejemplo, lámparas incandescentes de bajo voltaje), conectado omitiendo el estabilizador al diodo de salida D2.

Cálculo de un multiplicador.

El conjunto del generador tiene una característica de corriente inclinada: con crecientes revoluciones del rotor aumenta la potencia máxima que se le da. Por lo tanto, para garantizar la mayor eficiencia del generador de viento de baja velocidad, necesitaremos un multiplicador con un gran aumento en el coeficiente de elevación.

Para el diseño casero, la solución más óptima es un multiplicador de cinturón: es fácil de fabricar y requiere un mínimo de maquinaria. El coeficiente de rotación de revoluciones será igual a la proporción del diámetro de la polea de accionamiento asociada con el eje de tornillo, al diámetro del tirador esclavo del generador. Si es necesario, la relación engranaje será corrigiendo fácilmente el reemplazo de una de las poleas.

Al diseñar un multiplicador, es necesario tener en cuenta tanto la facturación promedio del conjunto de la cuchilla y la característica actual del generador. Si usamos el generador de automóviles en serie, se puede encontrar fácilmente en Internet, con las estructuras caseras, lo más probable es que tenga que pasar por prueba y error.

Por ejemplo, tome un generador de tractores comunes, que ya se ha escrito anteriormente.

Tomando el poder calculado de nuestra instalación del viento en 90 vatios, encontraremos el punto en el gráfico correspondiente a la salida del generador a esta potencia. En el voltaje nominal 14, necesitaremos una hora actual durante al menos 6.5 a - de acuerdo con el calendario, esto sucederá cuando las revoluciones sean ligeramente más altas que 1000 rpm. Deje que el tornillo de nuestro diseño gire el viento a una velocidad de 60 rpm (el viento de la resistencia central). Significa que necesitaremos al menos una versión veinte veces de los diámetros de poleas, para una polea de 70 mm de la polea de la máquina, el molino de viento debe tener un diámetro de casi un medio y medio, lo que es inaceptable. Esto insinúa explícitamente la pequeña que la eficacia de los generadores de viento de este tipo es, sin una caja de engranajes de múltiples etapas compleja, que por sí misma conducirá a grandes pérdidas de potencia, la salida del generador automotriz en el modo de trabajo es casi imposible.

Para comparación, veremos las características de los generadores utilizados en generadores de viento de producción industrial. Por ejemplo, un generador en imanes permanentes GW1000, según el diseño del mismo que se describe anteriormente, en casa del disco de freno de automóvil, en solo 200 revoluciones por minuto, sale la potencia de 1 kilovatio. Por otro lado, el lado opuesto es su peso significativo (34 kg) y el precio (casi 70 mil rublos).

Mástil

No solo garantiza la seguridad del molino de viento (el punto inferior del círculo, descrito por las cuchillas, no debe estar más cerca de 2 metros al suelo), sino que también le permite usar la energía eólica, cuyo flujo es ser más turbulento.

Una gran altura conduce a una baja rigidez del mástil del generador de viento y hace que su cálculo de fuerza sea bastante complicado, no solo para los maestros de amateur, sino también para el ingeniero. Solo se pueden enumerar los puntos destacados:

• Colocar el mástil Tal vez más lejos de la casa y los árboles que sombras el flujo de aire. Además, con un fuerte viento es posible caer el generador de viento en el edificio o su daño a los árboles;
• El diseño óptimo del mástil es granja soldada a cielo abierto Como la transmisión de poder, pero es compleja y la carretera. La opción más sencilla, pero una opción bastante efectiva es unas pocas tuberías paralelas con un diámetro de 80-100 mm, soldadas con costuras cortas y se ocupan de una profundidad de al menos un medidor en el suelo. El diseño de una tubería es extremadamente deseable para mejorar las estrías de los cables, que también se adjuntan a los soportes inundados en concreto.
• Para simplificar el mantenimiento del molino de viento, su mástil se puede hacer de un punto de inflexión: en este caso, cuando se debilita el estiramiento, en la dirección de la fractura, el mástil se puede inclinar al suelo.

Historia sobre un generador de viento muy simple del fanático del hogar

Equipo eléctrico adicional

Como se mencionó anteriormente, una parte integral de la planta de energía eólica es una batería que cuida a los consumidores. Cuando se elige, debe recordarse que cuanto más su capacidad, cuanto más tiempo pueda mantener un voltaje en la red, pero al mismo tiempo se le cobrará más tiempo. La operación aproximada se puede determinar a medida que se agota el tiempo para el cual la mitad de la capacidad de la batería (después de esto, la caída de voltaje se volverá más tangible, además, la descarga profunda reduce el recurso de las baterías de plomo-ácido).

Ejemplo: Por lo tanto, la batería con una capacidad de 65 A * C podrá condicionar condicualmente a 30-35 amperios-horas de energía. ¿Hay mucho o un poco? La capacidad habitual de la lámpara de iluminación de 60 vatios requerirá, teniendo en cuenta la presencia de un inversor que convierte a 12 V CC a 220 V alternando y teniendo su propia eficiencia dentro del 70%, una corriente de 7 amperios es un poco más de cuatro horas de operación. Restaurar la misma energía inmobiliaria a nuestro molino de viento con una potencia condicional de 90 vatios, incluso en el mejor de los casos, con un viento fuerte constante, habrá al menos cinco horas. Como puede ver, al usar el generador de viento únicamente, ya que la electricidad en su hogar estará disponible solo unas pocas horas al día.

El segundo nodo del sistema de suministro de energía se convierte en un inversor. En nuestro caso, puede usar automóviles preparados y extraídos de energía ininterrumpida. En cualquier caso, es importante no sobrecargarlo con el consumo de corriente, dado que su poder operacional real es de 1.2-1.5 veces menor que la potencia máxima especificada.

Como puede ver, el atractivo del uso de la energía de gifting se basa en numerosas limitaciones, e incluso la única efectiva en la banda media de Rusia es el generador de viento, no puede proporcionar autonomía a largo plazo.

Pero, al mismo tiempo, esta idea no es mala y, como fuente de suministro de energía de emergencia y, especialmente, como una tarea de diseño, el placer de crear con sus propias manos, el generador de viento puede a veces superar su poder.