Míg a nagyvállalatok mérnökei és technológusai alternatív energiaforrások ipari felhasználását célzó projekteket dolgoznak ki, a háztartási kézművesek keresik a módját, hogyan hasznosítsák ezt a háztartásban. Sőt, a nem szabványos energiatermelőkre való átállást nem csak a villamos energia megtakarításának vágya határozza meg. A dacha- és nyaralótelepüléseken nem ritka az áramszolgáltatás megszakadása, egyes régiókban pedig egyáltalán nincs központi ellátó hálózat. A távoli magánbirtokok tulajdonosainak és azoknak, akik egyszerűen csak önálló energiaforrást szeretnének biztosítani a háztartásuknak, egy házi készítésű szélgenerátor különféle változatokban történő gyártása javasolt.
A szélmalom alapterve
Otthon egyszerű szélenergiával működő generátort készíteni. Elegendő a légcsavar vagy a lapátcsoport működő részét, elektromos átalakítóval a motorra csatlakoztatni és átgondolni az energiatároló rendszert. Ezután már csak a létrehozott munka technikai feltételeinek megszervezése maradinfrastruktúra. A probléma az, hogy többé-kevésbé jelentős gyártási mennyiségeknél a tervezésnek teljes körű munkadarabokból kell állnia. Mindenekelőtt ki kell számítani a keréktengelyt, annak irányát és az összeszerelési anyagokat. Például a barkácsoló, házi készítésű, függőleges szélturbinák speciálisan szerszámgépeken vagy kéziszerszámokkal megmunkált fémlemezekből készülnek. A nem megfelelő pengegeometria a tolóerő elvesztéséhez vezethet az áramlás megfordítása miatt. Ez a kialakítás a széláramokkal szemben működik.
A vízszintes telepítések viszont nem annyira igényesek a funkcionális szervek elrendezésére. Szükségük lesz bizonyos konfigurációjú, de egyszerűsített formájú pengékre is.
A szélmalom kialakítása a működő mechanikus részen kívül a már említett motort is tartalmazza. Biztosítania kell az energia átalakítását és felhalmozódását. Az otthoni szélgenerátor általában háztartási gépek motorjaiból készül, de más lehetőségek is lehetnek. Különös figyelmet fordítanak a tartószerkezetre. Masszív fém alapú keretből, védőtokból, segédegységek rögzítésére szolgáló keretalapból, rackből és egyéb alkatrészekből áll majd.
Műszaki adatok
A kapacitások előzetes számítása nélkül nincs értelme a szélgenerátor további fejlesztésének megkezdésére. A berendezés felhasználási módja végső soron az átalakított energia mennyiségétől függ. És ismét teljesítménya tervezést a munkatest méretei és műszaki tervének konfigurációja határozzák meg. Egy házi készítésű szélturbina átlagos paraméterei a következőképpen ábrázolhatók:
- Látókerék átmérője 200 cm
- Lapátszegmensek száma – 6.
- A generátor feszültsége 24 W.
- Aktuális - körülbelül 250 A.
- Generátor teljesítmény - 0,2-3 kW között.
- A szél sebessége akár 12 m/s.
- Akkumulátorkapacitás - 500 Ah
A keréklapátok összeszerelése
Mint már említettük, egy függőleges szélmalom összetett szerkezetének felépítésénél nem nélkülözhetjük a fémlemezt. Használható eloxált alumínium, de az acélszegmensek jobbak a szilárdsági jellemzők szempontjából, bár megmunkálást igényelnek. Mindenesetre csak a keményfém teszi lehetővé a megbízható pengék összeszerelését egy függőleges házi készítésű szélgenerátor építéséhez. Saját kezűleg is készíthet szélkereket vízszintes szerkezethez polivinil-klorid (PVC) nyersdarabok felhasználásával. A műanyag feldolgozás során képlékenyebb, érzéketlen a környezeti hatásokra és a fényre. Hátrányai a mechanikai rugalmasságon alapulnak, ezért kezdetben a merev PVC-ötvözetekre kell összpontosítania.
Szerkezetileg megfelelő nyersdarabok találhatók nyomócsövekben vagy ereszcsatorna-szegmensekben. Műanyagnál 5 mm falvastagságra, kb 100 cm hosszúságra és legfeljebb 15 cm átmérőre érdemes fókuszálni Szegmens kialakításához célszerű használniegy kész sablont, rajzoljon belőle kontúrokat, és készítsen kivágást kirakós vagy fémfűrésszel. A szélturbina házi készítésű lapátok kiegyensúlyozását a felületek csiszolásával és finomszemcsés csiszolásával végzik. Minden sarkot és élt gondosan lekerekítettünk egyetlen alakra.
Ezután 6 lapátos elemet kell felszerelni a szélkerék aljára, amibe ezután beépül a generátor. A rögzítés 20 cm átmérőjű és 1 cm vastagságú fém hüvelyen keresztül történik Inverteres finom hegesztéssel 30 cm hosszú és 1,2 cm széles acél léceket kell a hüvelyre hegeszteni. a pengék rögzítéséhez.
Kerékpár motor generátor
A termelőerőmű kiválasztásának kérdése talán a legfontosabb, ezért több lehetőséget is mérlegelni fogunk. A telepítés szempontjából a legpraktikusabb és legkényelmesebb egység egy elektromos kerékpármotor, amely átlagosan 7-10 ezer rubelért vásárolható meg. Ez egy olyan modell lesz, amelynek feszültségkarakterisztikája legfeljebb 250 V, forgási sebessége körülbelül 200 ford / perc. Ezután a szélkerék tengelykapcsolóját és a házi generátort csatlakoztatják. A szélgenerátor csavarokkal rögzíthető a testhez, kiválasztva a küllők rögzítéséhez szükséges furatokat. Az eredmény egy kompakt, viszonylag könnyű, de nem a legproduktívabb villamosenergia-termelő berendezés. Ezért érdemes megfontolni erősebb alternatívákat.
Dizájn autós generátorral
A működési tulajdonságok összességét tekintve egy ilyen telepítés megfelelő leszoptimális erőegység, és lehetőség szerint traktor- és rakományindítók használata javasolt. A fő nehézséget a készülék neodímium mágnesekkel történő feltekerése okozza. Ezeket a rotortárcsákra kell ragasztani. Optimálisan illeszkedő mágneses elemek 25x8 mm formátumban 20 db mennyiségben. Ebben az esetben a rudakat szigorúan váltogatni kell, különben az önindító használhatatlan lesz a tervezésben.
A kerek mágneseket is érdemes elhagyni a téglalap alakú mágnesek helyett. A helyzet az, hogy egy autógenerátorból házilag készített szélgenerátornak egyenletesen kell elosztania az elektromágneses hullámokat, és a kerek alakú elemek nem fogják tudni megfelelő mértékben támogatni ezt a funkciót. A mágnesek elhelyezésének külső és belső kontúrjai mentén az oldalvonalak is rendeződnek. Epoxi ragasztóval rögzített gyurmából készülhetnek. A nagyobb megbízhatóság érdekében azonban érdemes a teljes indítót megtölteni fanyar gyantával.
Aszinkron motoros alkalmazás
A szerelési munkák kényelmét szolgálja, vegyen egy aszinkron erőművet, és egy egyszerű átalakítás után kombinálja a szélmalom mechanikus munkarészével. A finomítás fő része az eszterga forgórészének hornyához kapcsolódik. A kikészítés a mágneses elemek vastagságának megfelelően történik. A feldolgozási probléma abból adódik, hogy az aszinkron motorok kialakítása nem biztosít speciális hüvelyeket a mágnesek behelyezéséhez, így a hornyok egymástól függetlenül fúródnak.
Mint a négyszögletes elektromágneses választásnálelemek, a betétek kialakítása a házban történik a mező helyes iránya érdekében az indítóhoz. A műszaki finomítás és a munkaeszközök bevezetése után lehetőség van a szerkezet epoxigyantával történő feltöltésére. A kimenetnek 2 kW vagy nagyobb teljesítményű, házi készítésű szélgenerátornak kell lennie - a teljesítmény a névleges teljesítménytől és a használt mágnesek formátumától függ. Mellesleg, ne féljen attól, hogy a ragasztókompozícióval végzett kezelési terület kissé csökkenti a feszültséget. Ez nem alapvető fontosságú a szélmalom teljesítménye szempontjából, de az áramerősséget megnövelheti.
Házi készítésű mágneses generátor használata
Kisméretű akkumulátorok karbantartásához korlátozódhat egy saját gyártású indító beszerelésére. Sok hátránya lesz a gyári készülékekhez képest, de a kis fogyasztású fogyasztóknak egy ilyen rendszer is elég lesz. A gyártás legfontosabb lépése a tekercsfordulatszám helyes kiszámítása. Számuk egy házi készítésű, mágneses szélgenerátorban a tekercsek számától függ. A teljes teljesítményt átlagosan 1000-1200 ford./perc biztosítja.
Ha nagyobb vezetéket használ a tekercseléshez, akkor az ellenállás csökken, és az áramerősség éppen ellenkezőleg, nő. De minden esetben szüksége lesz egy gépre a tekercsek létrehozásához. A folyamat rutinszerű és hosszú, ezért a gépesítés nélkülözhetetlen. A tekercselő egység lehet kézi munkapad alapján. Elég egy forgó berendezést egy fémrúdra rendezni, és odahoznitekercs rézhuzallal. Maga a tekercs kerek lesz. Sokkal fontosabb a hosszának kérdése, mivel a hosszúkás kialakítás egyenesebb kanyarokat biztosít, nagy rézfogyasztás mellett az ágazatban. A tekercsnek a területen való helyes elosztásához külön szektorokat lehet először papíron megjelölni, majd ugyanazokat a gyurmakorlátokat lehet használni a tekercs blankon.
A házi készítésű szélgenerátor szilárdságának saját kezű növelése érdekében ajánlatos üvegszálat felvinni a forma aljára. Hogy ne tapadjon a felülethez, a hátsó oldalát érdemes viasszal vagy vazelinnel kezelni. Az indítórendszerben a tekercscsoport közvetlen érintkezések nélkül van összeállítva. Minden elemet biztonságosan rögzíteni kell, és a fázisok végeit többrétegű szigeteléssel kell kiemelni. Több vezeték is kombinálható egyetlen alakzatba – csillag vagy háromszög.
A generátor telepítése a keretre
Az összeszerelt tápegységet bizonyos elektromos terhelésekre kell tervezni, de ne feledkezzünk meg a harmadik féltől származó mechanikai hatásokról sem. Annak érdekében, hogy a szerkezet ellenálljon a dinamikus és statikus nyomásnak, a generátor tengelyét biztonságosan rögzíteni kell a keretben. Ehhez használjon olyan fémkeretet, amely alakban és méretben alkalmas házi készítésű szélgenerátorhoz. Szélsőséges esetekben csillapító anyagokat lehet használni az egység rögzítésére a házba. A túl nehéz keretek szintén nem kívánatosak. A legjobb megoldás egy 1-2 cm vastag alumínium keret.
Erős szélvédelem
BNormál üzemmódban a szélmalom körülbelül 10 m/s szélsebességgel működik és stabil áramot állít elő. Ennek a mutatónak a túllépése káros lehet mind a tartószerkezetre, mind a berendezés elektromos töltésére. Ezért a telepítést oldallapátos rendszer védi. Például a házi készítésű függőleges szélturbinákat rugóerőt biztosító panelekkel védik a hurrikánoktól. Ebben a kialakításban a generátor az áramlás irányában fog működni a farokkal, vagyis a rendszer funkciója a mechanikára korlátozódik, de a légáramokból származó túlzott terhelés nélkül.
Szélturbina árboc
A telepítés központi és fő csapágyalkatrésze, amelytől a teljes komplexum mechanikai megbízhatósága függ. A profilsarkok, csövek és oszlopok használhatók e rúdként. A 10 cm átmérőjű fémcső praktikusabb és könnyebben beépíthető. A hossznál figyelembe kell venni, hogy a generátor optimális helyzete a talaj felett 4-5 m. Ipari üzemek is a magasabb magasság, de az ilyen paraméterekkel rendelkező megbízható telepítéshez további felszerelésre van szükség. Ebben az esetben a csavaros cölöpök elve szerint 1-1,5 m-es talajmélységű csőre lehet házilag készített szélgenerátort felszerelni. A pozíciópont kiválasztásánál figyelembe kell venni hogy 30 m sugarú körön belül ne legyen interferencia azonos szinten. Extrém esetekben a munkaszerkezetet 1 méterrel a sorompó fölé kell emelnie.
Előre is kiszámolhatja az ereszkedés és az emelkedés eszközeit. Még mindig nem nélkülözheti karbantartást, és a közönséges létra állványa nem a legmegbízhatóbb megoldás. Ezenkívül a tervezők azt javasolják, hogy az árboc magassága mentén 5 m-es bemélyedésekkel ellátott biztonsági huzalokat szereljenek fel. Az oszlop magasságának felével megegyező sugarú horgonyokkal vannak a talajhoz rögzítve.
Következtetés
A természetes energiaforrásokkal működő generátorkészleteket még mindig nem használják széles körben az alapfelszerelések magas költsége és a jelentős karbantartási költségek miatt. Ebben az esetben a legdrágább egy házi készítésű szélgenerátor lehet egy aszinkron motorból, amelyhez erős tápalapra és rendszeres műszaki támogatásra van szükség. Másrészt a legmagasabb termelékenységgel (kb. 80%-os hatékonysággal) rendelkezik, ami lehetővé teszi a beépítés és a kapcsolódó anyagok költségeinek megtérülését. Mennyi energia elég egy ilyen generátorhoz csatlakoztatott akkumulátorból? Amint a gyakorlat azt mutatja, a 2-3 kW-os visszatérő rendszer minimális energiaküszöbe lehetővé teszi a klímarendszerek, a háztartási világítóberendezés-csoportok, a hűtőberendezések stb. igényeinek fedezését.
