Hur man gör en vindgenerator med egna händer: enhet, driftsprincip + bästa hemgjorda produkter

Det är svårt att inte lägga märke till hur stabiliteten i elförsörjningen till förortsanläggningar skiljer sig från tillhandahållandet av elektricitet till stadsbyggnader och företag. Erkänn att du som ägare av en privat bostad eller stuga mer än en gång har stött på avbrott, tillhörande olägenheter och skador på utrustning.

De angivna negativa situationerna, tillsammans med konsekvenserna, kommer inte längre att komplicera livet för älskare av naturliga utrymmen. Dessutom med minimala arbets- och ekonomiska kostnader. För att göra detta behöver du bara göra en vindkraftsgenerator, som vi beskriver i detalj i artikeln.

Vi har beskrivit i detalj alternativen för att tillverka ett system som är användbart i hushållet och eliminerar energiberoende. Enligt vårt råd kan en oerfaren hemhantverkare bygga en vindgenerator med sina egna händer. Denna praktiska enhet hjälper till att avsevärt minska dina dagliga utgifter.

Lagligheten av att installera en vindgenerator

Alternativa energikällor är drömmen för alla sommarboende eller husägare vars tomt ligger långt från centrala nät.Men när vi får räkningar för el som förbrukas i en stadslägenhet och tittar på de höjda tarifferna, inser vi att en vindgenerator skapad för hushållsbehov inte skulle skada oss.

Efter att ha läst den här artikeln kanske du kommer att förverkliga din dröm.

En vindgenerator är en utmärkt lösning för att förse en lantfastighet med el. Dessutom, i vissa fall är installationen den enda möjliga lösningen.

För att inte slösa pengar, ansträngning och tid, låt oss bestämma: finns det några yttre omständigheter som kommer att skapa hinder för oss under driften av vindgeneratorn?

För att tillhandahålla el till ett sommarhus eller en liten stuga räcker det litet vindkraftverk, vars effekt inte överstiger 1 kW. Sådana enheter i Ryssland likställs med hushållsprodukter. Deras installation kräver inga certifikat, tillstånd eller några ytterligare godkännanden.

För att bestämma möjligheten att installera en vindgenerator är det nödvändigt att ta reda på vindenergipotentialen för ett visst område (klicka för att förstora)

Det finns ingen beskattning på produktion av el, som går åt till att tillgodose det egna hushållets behov. Därför kan en vindkvarn med låg effekt installeras på ett säkert sätt och använda den för att generera gratis el utan att betala några skatter till staten.

Men för säkerhets skull bör du fråga om det finns några lokala bestämmelser om individuell strömförsörjning som kan skapa hinder för installation och drift av denna enhet.

Vindkraftverk, som kan tillgodose de flesta behoven hos den genomsnittliga gården, kan inte orsaka några klagomål ens från grannar

Dina grannar kan ha krav om de upplever olägenheter orsakade av driften av väderkvarnen. Glöm inte att våra rättigheter slutar där andras rättigheter börjar.

Därför när du köper eller gör din egen vindgenerator för hemmet Du måste vara allvarligt uppmärksam på följande parametrar:

• Masthöjd. När du monterar en vindgenerator måste du ta hänsyn till begränsningarna för höjden på enskilda byggnader som finns i ett antal länder runt om i världen, såväl som platsen för din egen webbplats. Observera att strukturer som är högre än 15 meter är förbjudna nära broar, flygplatser och tunnlar.
• Ljud från växellåda och blad. Parametrarna för det genererade bruset kan bestämmas med en speciell anordning, och sedan kan mätresultaten dokumenteras. Det är viktigt att de inte överskrider fastställda bullernormer.
• Störningar i luften. Helst, när du skapar en väderkvarn, bör skydd mot TV-störningar tillhandahållas där din enhet kan orsaka sådana problem.
• Påståenden om miljötjänster. Denna organisation kan endast hindra dig från att använda installationen om den stör flyttfåglarnas flytt. Men detta är osannolikt.

När du skapar och installerar en enhet själv, lär dig dessa punkter, och när du köper en färdig produkt, var uppmärksam på parametrarna som finns i dess pass. Det är bättre att skydda sig själv i förväg än att bli upprörd senare.

Principen för driften av ett vindturbin

En vindgenerator eller vindkraftverk (WPP) är en anordning som används för att omvandla den kinetiska energin från vindflödet till mekanisk energi. Den resulterande mekaniska energin roterar rotorn och omvandlas till den elektriska form vi behöver.

Funktionsprincip och enhet kinetisk väderkvarn beskrivs i detalj i artikeln, som vi rekommenderar att läsa.

Vindkraftverket inkluderar:

• blad som bildar en propeller,
• roterande turbinrotor,
• generatoraxeln och själva generatorn,
• en växelriktare som omvandlar växelström till likström, som används för att ladda batterier,
• batteri.

Kärnan i vindkraftverk är enkel. När rotorn roterar genereras trefas växelström, som sedan passerar genom styrenheten och laddar DC-batteriet. Växelriktaren omvandlar sedan strömmen så att den kan förbrukas till att strömförsörja lampor, radioapparater, TV-apparater, mikrovågsugnar och så vidare.

Den detaljerade designen av en vindgenerator med en horisontell rotationsaxel gör att du tydligt kan föreställa dig vilka element som bidrar till omvandlingen av kinetisk energi till mekanisk och sedan till elektrisk

I allmänhet är driftsprincipen för en vindgenerator av vilken typ och design som helst som följer: under rotationsprocessen uppstår tre typer av krafteffekter på bladen: bromsning, impuls och lyft.

Detta diagram över driften av en vindturbin låter dig förstå vad som händer med elektriciteten som produceras av driften av vindgeneratorn: en del av den ackumuleras och den andra förbrukas

De två sista krafterna övervinner bromskraften och sätter svänghjulet i rörelse.På den stationära delen av generatorn bildar rotorn ett magnetfält så att elektrisk ström flyter genom ledningarna.

Klassificering av typer av energigeneratorer

Det finns flera kriterier efter vilka vindkraftverk klassificeras. Hur man väljer den bästa enheten för en landfastighet beskrivs i detalj i en av mest populära artiklarna på vår hemsida.

Så väderkvarnar skiljer sig åt i:

• antal blad i propellern;
• material för tillverkning av blad;
• placeringen av rotationsaxeln i förhållande till jordens yta;
• skruvens stigning.

Det finns modeller med ett, två, tre blad och multiblad.

Produkter med ett stort antal blad börjar rotera även i lätta vindar. De används vanligtvis i arbeten där själva rotationsprocessen är viktigare än att generera el. Till exempel för att utvinna vatten från djupa brunnar.

Det visar sig att vindgeneratorblad inte bara kan tillverkas av hårda material utan också av prisvärt tyg

Bladen kan vara segel eller stela. Seglingsprodukter är mycket billigare än styva, som är gjorda av metall eller glasfiber. Men de måste repareras väldigt ofta: de är ömtåliga.

När det gäller placeringen av rotationsaxeln i förhållande till jordens yta finns det vertikala vindkraftverk och horisontella modeller. Och i det här fallet har varje sort sina egna fördelar: vertikala reagerar känsligare på varje vindfläkt, men horisontella är mer kraftfulla.

Vindgeneratorer är indelade efter stegegenskaper i modeller med fast och variabel stigning. Den variabla stigningen gör att du kan öka rotationshastigheten avsevärt, men denna installation har en komplex och massiv design. Vindkraftverk med fast stigning är enklare och mer pålitliga.

Vindelektrisk installation av rotortyp

Låt oss ta reda på hur man gör en enkel väderkvarn med en vertikal rotationsaxel av rotortypen med egna händer. En sådan modell kan enkelt tillgodose elbehovet i ett trädgårdshus, olika uthus och även belysa närområdet och trädgårdsvägar på natten.

Bladen i denna rotortypsinstallation med en vertikal rotationsaxel är tydligt gjorda av element utskurna från en metallpipa

Vårt mål är att producera ett vindkraftverk med en maximal effekt på 1,5 kW.

För att göra detta behöver vi följande element och material:

• 12 V bilgenerator;
• 12 V gel- eller syrabatteri;
• semi-hermetisk strömbrytare av typen "knapp" för 12 V;
• omvandlare 700 W – 1500 W och 12V – 220V;
• en hink, panna med stor kapacitet eller annan rymlig behållare gjord av rostfritt stål eller aluminium;
• billaddning eller batteriladdning varningslampa relä;
• bilvoltmeter (du kan använda vilken som helst);
• bultar med muttrar och brickor;
• trådar med ett tvärsnitt på 4 kvadrat mm och 2,5 kvadrat mm;
• två klämmor för att fästa generatorn i masten.

I processen att slutföra arbetet behöver vi en kvarn eller metallsax, en byggpenna eller markör, ett måttband, trådskärare, en borr, en borr, nycklar och en skruvmejsel.

Du kan även montera en styrenhet till ett system som själv genererar el. Med regler och tillverkningsscheman vindkraftskontroller kommer att bekanta dig med artikeln, vars innehåll vi råder dig att bekanta dig med.

Startstadiet för installationstillverkning

Vi börjar göra en hemmagjord väderkvarn genom att ta en stor cylindrisk metallbehållare. Vanligtvis används gammalt kokande vatten, en hink eller panna för detta ändamål. Detta kommer att ligga till grund för våra framtida vindkraftverk.

Använd ett måttband och en byggpenna (markör), använd markeringar: dela vår behållare i fyra lika delar.

När du gör snitt i enlighet med instruktionerna i texten, skär under inga omständigheter genom metallen hela vägen igenom.

Metallen måste skäras. För detta kan du använda en kvarn. Den används inte för att skära behållare av galvaniserat stål eller målad plåt, eftersom denna typ av metall säkert kommer att överhettas. För sådana fall är det bättre att använda sax. Vi skär ut bladen, men skär dem inte hela vägen igenom.

Tillval, diagram och rekommendationer för tillverkning av olika modeller blad för vindgenerator hittar du i vår rekommenderade artikel.

Samtidigt med fortsatt arbete på tanken kommer vi att ombygga generatorns remskiva. I botten av den tidigare pannan och i remskivan måste du markera och borra hål för bultarna. Arbetet i detta skede måste behandlas med största försiktighet: alla hål måste placeras symmetriskt så att ingen obalans uppstår under installationens rotation.

Så här ser bladen av en annan design med en vertikal rotationsaxel ut. Varje blad tillverkas separat och monteras sedan i en gemensam enhet

Vi böjer bladen så att de inte sticker ut för mycket. När vi utför denna del av arbetet är vi noga med att ta hänsyn till vilken riktning generatorn kommer att rotera.

Vanligtvis är dess rotationsriktning medurs. Bladens böjningsvinkel påverkar luftflödets påverkansområde och propellerns rotationshastighet.

Nu måste du fästa en hink med blad förberedda för arbete på remskivan. Vi installerar generatorn på masten och säkrar den med klämmor. Allt som återstår är att ansluta ledningarna och montera kretsen. Var beredd att skriva ner kopplingsschemat, trådfärgerna och stiftmarkeringarna. Du kommer säkert att behöva det senare. Vi fixar ledningarna på enhetens mast.

Denna ritning innehåller detaljerade rekommendationer för montering av den allmänna strukturen och en allmän bild av enheten redan monterad och klar för användning.

För att ansluta batteriet måste du använda kablar med ett tvärsnitt på 4 mm². Det räcker att ta ett segment på 1 meter långt. Det räcker.

Och för att ansluta en last till nätverket, som inkluderar till exempel belysning och elektriska enheter, räcker det med ledningar med ett tvärsnitt på 2,5 mm². Installera växelriktaren (omvandlaren). För detta behöver du också en 4 mm² tråd.

För- och nackdelar med modellen med roterande väderkvarn

Om du gjorde allt noggrant och konsekvent, kommer denna vindgenerator att fungera framgångsrikt. I det här fallet kommer inga problem att uppstå under dess drift.

Om du använder en 1000 W-omvandlare och ett 75A-batteri kommer denna installation att ge elektricitet till videoövervakningsenheter, trygghetslarm och till och med gatubelysning.

Fördelarna med denna modell är:

• ekonomisk;
• element kan enkelt ersättas med nya eller repareras;
• inga speciella villkor krävs för driften;
• pålitlig i drift;
• ger fullständig akustisk komfort.

Det finns också nackdelar, men inte för många: den här enhetens prestanda är inte särskilt hög, och den har ett betydande beroende av plötsliga vindbyar. Luftströmmar kan helt enkelt störa en improviserad propeller.

För att exakt kunna välja modell av vindgenerator med den erforderliga effekten innan arbetet påbörjas, rekommenderar vi göra en beräkning enligt formlerna i den rekommenderade artikeln.

Montering av en axiell vindturbin på neodymmagneter

Eftersom neodymmagneter uppträdde i Ryssland relativt nyligen, började axiella vindgeneratorer med järnfria statorer tillverkas för inte så länge sedan.

Utseendet på magneter orsakade en rush av efterfrågan, men gradvis blev marknaden mättad, och kostnaden för denna produkt började minska. Den blev tillgänglig för hantverkare, som omedelbart anpassade den till sina olika behov.

En axiell vindturbin på neodymmagneter med en horisontell rotationsaxel är en mer komplex design som kräver inte bara skicklighet utan också viss kunskap

Om du har ett nav från en gammal bil med bromsskivor, så tar vi det som grund för den framtida axialgeneratorn.

Det antas att denna del inte är ny, men redan har använts. I det här fallet är det nödvändigt att demontera det, kontrollera och smörja lagren, rengöra sedimentavlagringar och all rost noggrant. Glöm inte att måla den färdiga generatorn.

Navet med bromsskivor går som regel till hantverkare som en av komponenterna i en gammal bil som har skrotats och behöver därför noggrann rengöring

Fördelning och säkring av magneter

Neodymmagneter måste limmas på rotorskivorna. För vårt arbete kommer vi att ta 20 magneter 25x8mm.

Naturligtvis kan du använda ett annat antal poler, men följande regler måste observeras: antalet magneter och poler i en enfasgenerator måste matcha, men om vi pratar om en trefasmodell, då är förhållandet av poler till spolar bör vara 2/3 eller 4/3.

Vid placering av magneter växlar polerna. Det är viktigt att inte göra ett misstag. Om du inte är säker på att du kommer att placera elementen korrekt, skapa en ledtrådsmall eller applicera sektorerna direkt på själva disken.

Om du har ett val, köp rektangulära istället för runda magneter. I rektangulära modeller är magnetfältet koncentrerat längs hela längden och i runda - i mitten.

Motstående magneter måste ha olika poler. Du kommer inte att blanda ihop någonting om du använder en markör för att markera dem med minus- eller plustecken. För att bestämma polerna, ta magneter och för dem nära varandra.

Om ytorna lockar, sätt ett plus på dem, om de avvisar, markera dem sedan med minus. När du placerar magneter på skivor, byta poler.

Magneterna är installerade i enlighet med regeln om alternerande policyer, plasticine sidor är placerade längs den yttre och inre omkretsen: produkten är redo att fyllas med epoxiharts

För att säkert fästa magneten måste du använda högkvalitativt och så starkt lim som möjligt.

För att förbättra tillförlitligheten av fixering kan du använda epoxiharts. Den ska spädas enligt instruktionerna och fyllas med den på skivan. Hartset ska täcka hela skivan, men inte rinna av den. Du kan förhindra möjligheten att droppa om du lindar skivan med tejp eller gör tillfälliga plasticinebarriärer gjorda av en polymerremsa runt dess omkrets.

Enfas och trefas generatorer

Om vi ​​jämför enfasiga och trefasiga statorer kommer den senare att bli bättre. En enfasgenerator vibrerar vid belastning. Orsaken till vibration är skillnaden i strömmens amplitud, som uppstår på grund av dess inkonsekventa utsignal åt gången.

Trefasmodellen har inte en sådan nackdel. Den kännetecknas av konstant effekt på grund av faser som kompenserar varandra: när strömmen ökar i den ena, minskar den i den andra.

Enligt testresultaten är effekten av trefasmodellen nästan 50 % större än den för enfasmodellen. En annan fördel med denna modell är att i frånvaro av onödiga vibrationer, ökar den akustiska komforten när enheten arbetar under belastning.

Det vill säga att en trefasgenerator praktiskt taget inte brummar under sin drift. När vibrationerna minskar ökar enhetens livslängd logiskt.

I kampen mellan trefasiga och enfasiga enheter vinner trefas alltid, eftersom det inte surrar så mycket under drift och varar längre än enfas

Regler för att linda en rulle

Om du frågar en specialist kommer han att säga att innan du lindar spolarna måste du utföra en noggrann beräkning. En utövare i denna fråga kommer att förlita sig på sin intuition.

Vi valde en generator som inte var särskilt snabb. Vår laddningsprocedur för ett tolvvoltsbatteri bör börja vid 100-150 rpm. Sådana initiala data kräver att det totala antalet varv för alla spolar är 1000-1200 stycken. Vi måste bara dela den här siffran mellan alla spolarna och bestämma hur många varv det kommer att bli på varje.

En väderkvarn i låga hastigheter kan bli mer kraftfull om antalet stolpar ökar. Frekvensen av strömsvängningar i spolarna kommer att öka. Om du använder en tråd med större tvärsnitt för att linda spolarna kommer motståndet att minska och strömmen ökar. Glöm inte bort det faktum att högre spänning kan "äta upp" ström på grund av lindningsmotstånd.

Lindningsprocessen kan göras enklare och mer effektiv om du använder en speciell maskin för detta ändamål.

Det är inte alls nödvändigt att göra en sådan rutinprocess som att linda spolar för hand. Lite uppfinningsrikedom och en utmärkt maskin som lätt klarar av lindning finns redan där

Prestandaegenskaperna hos hemmagjorda generatorer påverkas mycket av tjockleken och antalet magneter som finns på skivorna. Den totala totala effekten kan beräknas genom att linda en spole och sedan snurra den i en generator. Generatorns framtida effekt bestäms genom att mäta spänningen vid specifika hastigheter utan belastning.

Låt oss ge ett exempel. Med ett motstånd på 3 ohm och 200 rpm kommer 30 volt ut.Om du subtraherar 12 volt batterispänning från detta resultat får du 18 volt. Dela detta resultat med 3 ohm och få 6 ampere. Volymen är 6 ampere och går till batteriet. Naturligtvis tog vi inte hänsyn till förlusterna i ledningarna och på diodbryggan i beräkningen: det faktiska resultatet blir mindre än det beräknade.

Vanligtvis görs spolarna runda. Men om du sträcker ut dem lite får du mer koppar i sektorn och svängarna blir rakare. Om du jämför storleken på magneten och diametern på det inre hålet i spolarna, bör de matcha varandra, annars kan storleken på magneten vara något mindre.

Färdiga spolar ska motsvara magneternas storlek: de ska vara något större än magneterna eller lika stora som dem

Tjockleken på statorn vi gör måste vara korrekt relaterad till tjockleken på magneterna. Om statorn görs större genom att öka antalet varv i spolarna kommer mellandiskutrymmet att öka och det magnetiska flödet minskar. Resultatet kan visa sig vara detta: samma spänning genereras, men på grund av spolarnas ökade motstånd kommer vi att få mindre ström.

Plywood används för att tillverka statorformen. Sektorer för spolar kan dock markeras på papper med hjälp av plasticine som kanter.

Om du lägger glasfibertyg ovanpå spolarna i botten av formen kommer produktens styrka att öka. Innan du applicerar epoxiharts måste du smörja in formen med vaselin eller vax, då fastnar inte hartset i formen. Vissa människor använder tejp eller film istället för smörjmedel.

Spolarna är fästa vid varandra. I detta fall tas ändarna av faserna ut. De sex ledningarna som tas ut ska anslutas i en stjärna eller triangel. Genom att rotera den monterade generatorn för hand testas den.Om spänningen är 40 V kommer strömmen att vara cirka 10 ampere.

Slutmontering av enheten

Längden på den färdiga masten bör vara cirka 6-12 meter. Med sådana parametrar måste dess bas betonas. Själva väderkvarnen kommer att fästas på toppen av masten.

För att kunna nå den i händelse av ett haveri är det nödvändigt att tillhandahålla ett speciellt fäste vid basen av masten, vilket gör att röret kan höjas och sänkas med en handvinsch.

Masten med en vindgenerator fäst vid den reser sig högt, men den försiktiga hantverkaren gjorde en speciell anordning som gör att strukturen kan sänkas till marken vid behov

För att göra en skruv kan du använda ett PVC-rör med en diameter på 160 mm. Den kommer att användas för att skära en två meter lång propeller bestående av sex blad från dess yta. Det är bättre att experimentellt utveckla formen på bladen själv. Målet är att öka vridmomentet vid låga varvtal.

Propellern ska skyddas från alltför stark vind. För att lösa detta problem, använd en vikbar svans. Den alstrade energin lagras i batterier.

Vi har försett våra läsare med två alternativ för egentillverkade 220 V-vindgeneratorer, som åtnjuter ökad uppmärksamhet inte bara från fastighetsägare på landet utan också från vanliga sommarbor.

Båda vindkraftsmodellerna är effektiva på sitt sätt. Dessa enheter kan visa särskilt goda resultat i stäppområden med frekventa och starka vindar. De är tillräckligt effektiva för att användas i en organisation alternativ hemuppvärmning och i leveransen av el. Och de är inte så svåra att bygga med egna händer.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Den här videon visar ett exempel på ett vindturbin med en horisontell rotationsaxel. Författaren till enheten förklarar i detalj nyanserna i designen av en gör-det-själv-installation, uppmärksammar publiken på misstag som kan göras i processen att göra en vindgenerator själv och ger praktiska råd.

Observera att det inte är så lätt att komma till enheten, upphöjd till en anständig höjd. Att installera om ett sådant vindkraftverk kommer med största sannolikhet att bli problematiskt. Därför kommer mastens vikbara design i detta fall inte att vara överflödig alls.

Den här videon visar en roterande väderkvarn med en vertikal rotationsaxel. Denna installation ligger lågt, tillverkad på ett originellt sätt och är mycket känslig: även en lätt vind sätter enhetens blad i rörelse.

Om du bor i ett område där vindar inte anses vara ett sällsynt fenomen, kan det vara det mest effektiva för dig att använda just denna alternativa energikälla. Ovanstående exempel på självtillverkade väderkvarnar bevisar att det inte är så svårt att göra dem med egna händer. Vindenergi är en allmänt tillgänglig och förnybar resurs som kan och bör användas.

Vi inbjuder webbplatsbesökare som är intresserade av ämnet för artikeln att uttrycka sina åsikter i kommentarerna och ställa frågor som uppstod när de läste materialet.