Kad se vjetroagregat izvede pravilno, on će funkcionirati bez ikakvih pogrešaka. Uz bateriju od 75A i dobar pretvarač od 1000 W, vjetroturbina će lako pružati svjetlost ulici, području kuće, napajati sigurnosne alarme, video nadzor itd.
Vjetroturbine ovog tipa imaju sljedeće prednosti:
- jednostavnost instalacije;
- niska cijena;
- profitabilnost;
- podatnost popravljanja;
- nisu izbirljivi u uvjetima funkcioniranja;
- pouzdanost i bešumnost rada.
Postoji nekoliko nedostataka generatora vjetra:
- mala produktivnost generatora vjetra;
- potpuna ovisnost vjetrenjače o vjetru;
- lopatice mogu poremetiti protok zraka.
Priprema materijala za vjetroagregat
Prvi je korak prikupiti sav potrošni materijal i dijelove za vjetroagregat. Vjetrogenerator koji ste izradili proizvodit će snagu ne veću od 1,5 kW. Da biste napravili agregat, morate imati:
- 12V automobilski alternator.
- Helijska ili kiselinska baterija od 12 volti.
- Posebni pretvarač od 12V do 220V i od 700W do 1500W.
- Velika posuda od nehrđajućeg čelika ili aluminija: kanta ili lonac.
- Jednostavan voltmetar.
- Vijci, podloške i matice.
- Relej za punjenje baterije iz automobila i lampica indikatora punjenja.
- Žice različitih presjeka (2,5 mm2 i 4 mm2).
- Stezaljke koje učvršćuju generator vjetra.
- Prekidač "gumb" je poluhermetički, 12 V.
- brusilice ili metalne škare;
- metar;
- građevinska olovka ili marker;
- odvijač, bušilica, kliješta i bušilica.
Također, opskrbite se sljedećim alatima:
Projektiranje vjetroagregata
Posao se sastoji u proizvodnji rotora i izmjeni remenice generatora. Faze su sljedeće:
Bilješka! Kada radite sa metalnim škarama, trebate im izrezati rupu. Ako kanta nije izrađena od obojenog kositra ili pocinčanog čelika, tada možete koristiti brusilicu.
Da biste spojili bateriju, uzmite žice presjeka 4 mm2. Preporučena veličina nije veća od 1 m. A zahvaljujući žicama od 2,5 mm2, spojite svjetla i uređaje. Ne zaboravite instalirati pretvarač (pretvarač). Spojite uređaj na električnu mrežu na pinove 7 i 8 prikazane na donjem dijagramu. Koristite žice od 4 mm2.
To je to, vaša je turbina na vjetar spremna za rad. Ne može se ne obradovati što je napravljen vlastitim rukama.
Opće načelo rada
Glavno radno tijelo generatora vjetra su lopatice koje vjetar okreće. Ovisno o položaju osi rotacije, vjetroturbine se dijele na vodoravne i okomite:
- Horizontalne vjetroturbine najrasprostranjeniji. Njihove lopatice imaju dizajn sličan avionskom propeleru: u prvom približavanju to su ploče nagnute u odnosu na ravninu rotacije, koje dio tereta iz tlaka vjetra pretvaraju u rotaciju. Važna značajka vodoravnog generatora vjetra je potreba da se osigura rotacija sklopa lopatica u skladu sa smjerom vjetra, jer je maksimalna učinkovitost osigurana kada je smjer vjetra okomit na ravninu rotacije.
- Oštrice vertikalna vjetroturbina imaju konveksno-udubljeni oblik.Budući da je usmjeravanje ispupčene strane veće od udubljene, takva se vjetroturbina uvijek okreće u jednom smjeru, bez obzira na smjer vjetra, što čini mehanizam okretanja nepotrebnim, za razliku od vodoravnih vjetroturbina. Istodobno, s obzirom na činjenicu da u bilo kojem trenutku samo dio lopatica obavlja koristan posao, a ostatak se samo protivi rotaciji, Učinkovitost vertikalne vjetrenjače mnogo je niža od one u vodoravnoj: ako za vodoravni generator vjetra s tri oštrice ta brojka dosegne 45%, tada za vertikalni neće preći 25%.
Budući da prosječna brzina vjetra u Rusiji nije velika, čak će se i velika vjetroturbina većinu vremena prilično sporo rotirati. Da bi se osigurala dovoljna snaga, napajanje mora biti povezano na generator preko pojačanog reduktora, remena ili zupčanika. U vodoravnoj vjetrenjači jedinica s reduktorom-oštricom je postavljena na okretnu glavu, što im omogućuje da prate smjer vjetra. Važno je uzeti u obzir da okretna glava mora imati graničnik koji je sprječava da izvrši puni zaokret, jer će u protivnom ožičenje od generatora biti odsječeno (opcija korištenja kontaktnih podloški koje omogućuju slobodno okretanje glave je više komplicirano). Kako bi se osigurala rotacija, generator vjetra je nadopunjen radnom lopaticom usmjerenom duž osi rotacije.
Najčešći materijal oštrice su PVC cijevi velikog promjera uzdužno presječene. Uz rub, metalne ploče su zakovane za njih, zavarene na glavčinu sklopa oštrice. Crteži ove vrste oštrica najrašireniji su na Internetu.
Video govori o vlastitom generatoru vjetra
Izrada vertikalnog generatora vjetra kod kuće
A sada saznajmo kako se, zapravo, generator vjetra izrađuje vlastitim rukama. Postupak se sastoji od nekoliko faza, upoznajmo se sa značajkama svake od njih.
Faza prva. Pripremamo alate i materijale
Nema zahtjeva u vezi s veličinom turbine - što je veća, to je bolje za sam sustav. A u primjeru navedenom u ovom članku, promjer turbine je 60 centimetara.
Da biste sami napravili vertikalnu turbinu, pripremite se unaprijed:
- cijev promjera 60 centimetara, izrađena od nehrđajućeg čelika;
- vijci, matice i ostali pričvršćivači;
- par plastičnih diskova promjera 60 centimetara (važno je da je plastika čvrsta);
- glavčina automobila za bazu;
- kutovi s kojima će se pričvrstiti oštrice (za svaki element - šest komada; odnosno ukupno 36 kopija).
Uz to, unaprijed se pobrinite za sljedeće alate:
- tipke;
- ubodna pila;
- maska;
- zaštitne rukavice;
- Bugarski;
- odvijač;
- električna bušilica.
Za uravnoteženje oštrica mogu se koristiti magneti ili male metalne pločice. Ako je neravnoteža manja, jednostavno možete izbušiti rupe na odgovarajućim mjestima.
Druga faza. Izrađuje crtež
Ovdje je definitivno nemoguće bez crteža. Možete koristiti donju ili stvoriti vlastitu.
Treća faza. Izrada vertikalne vjetrenjače
Korak 1.
Prvo uzmite metalnu cijev i prerežite je po duljini tako da na kraju dobijete šest oštrica iste veličine.
Korak 2.
Iz plastike izrežite par identičnih krugova promjera 60 centimetara. Oni će služiti kao nosači dna i vrha turbine.
3. korak
U gornjoj potpori možete izrezati malu rupu (promjera oko 30 centimetara), što će strukturu učiniti nešto lakšom.
4. korak
Označite rupe na glavčini automobila za iste rupe na donjem plastičnom nosaču potrebne za nosače.Bušilicom izbušite rupe.
Korak 5.
Označite mjesto oštrica u skladu s predloškom (trebali biste dobiti par trokuta koji kao da čine zvijezdu). Označite mjesta na kojima su kutovi pričvršćeni. Na oba nosača sve bi trebalo biti isto.
Korak 6.
Izrežite oštrice. Možete ih izrezati nekoliko odjednom pomoću brusilice.
Korak 7.
Označite točke pričvršćivanja na oštricama i uglovima. Probuši sve ove rupe.
Korak 8.
Spojite oštrice na postolje pomoću kutova, vijaka i matica.
Bilješka! Snaga uređaja uvelike ovisi o duljini lopatica, ali ako su potonje velike, bit će ih puno teže uravnotežiti. Štoviše, struktura može "popustiti" pod utjecajem jakog vjetra.
Faza četvrta. Izrađujemo generator
Generator se u ovom slučaju mora sam uzbuđivati i uvijek s trajnim magnetima. Ako uzmete konvencionalni generator iz automobila, tada namot napona ovdje funkcionira iz baterije, drugim riječima - u nedostatku napona neće doći do pobude. Stoga, ako koristite jednostavni generator u tandemu s baterijom, a vjetar je dulje vrijeme relativno slab, tada će se baterija jednostavno isprazniti, a kasnije, kad se vjetar nastavi, generator vjetra neće se ponovno pokrenuti s vlastite ruke.
Također možete napraviti sustav s neodimijskim magnetima. Ova vrsta uređaja proizvest će između 1,5 kilovata (ako je vjetar slab) do 3,5 kilovata (ako je vjetar jak). Koračne upute za stvaranje takvog generatora su kako slijedi.
Korak 1.
Napravite par metalnih palačinki, svaka duga oko 50 centimetara.
Korak 2.
Pomoću super ljepila zalijepite neodimijske magnete dimenzija 2,5x5,0,12 centimetara (dvanaest komada za svaki) na palačinke oko cijelog oboda.
3. korak
Stavite palačinke jednu nasuprot druge, sjećajući se polarnosti.
4. korak
Između njih postavite samoizrađeni stator (napravite 9 zavojnica od žice presjeka 0,3 centimetra, svaka sa po 70 zavoja). Spojite zavojnice zvjezdicom (kao što je prikazano na slici), a zatim napunite smolom. U ovom je slučaju važno da su zavojnice namotane u jednom smjeru, kraj / početak namota možete označiti obojenom izolacijskom trakom - to će biti prikladnije.
Korak 5.
Stator bi trebao biti debeo oko 2 centimetra. Namot mora izlaziti pomoću vijaka i matica. Udaljenost između rotora i statora mora biti 2 milimetra.
Magneti će privući prilično snažno, a za glatku vezu potrebno je napraviti rupe u njima i izrezati navoje za klinove. Odmah poravnajte rotore, a zatim tipkama spustite gornji na donji. Tada možete ukloniti privremene klinove.
Bilješka! Gore opisani generator može se koristiti ne samo za vertikalne, već i za vodoravne vjetroturbine.
Faza pet. Prikupljamo cijelu strukturu
Prvo na jarbol instalirajte poseban nosač pomoću kojeg će biti pričvršćen stator (koji zauzvrat može imati tri ili šest lopatica). Pričvrstite glavčinu preko nosača pomoću svih istih matica. Uvrnite gotovi generator na četiri klina koja se nalaze na glavčini. Zatim spojite stator s nosačem koji je učvršćen na jarbol. Pričvrstite turbinu na drugu ploču rotora. Spojite žice statora na regulator napona pomoću stezaljki.
Šesta faza. Instaliramo jedinicu koja vjetar može pretvoriti u električnu energiju
Da biste vlastite ruke instalirali cjelokupni generator vjetra, trebate slijediti korake dane u nastavku u obliku detaljnih uputa.
Korak 1.
Betonirajte čvrst i čvrst temelj u zemlji.
Korak 2.
Tamo ulivajući betonsku žbuku, dodajte zavrtnje potrebne za pričvršćivanje masivne šarke (sve se to lako može napraviti vlastitim rukama).
3. korak
Kad se beton potpuno stvrdne, gurnite šarku preko svornjaka i učvrstite maticama.
4. korak
Ugradite jarbol u pomični dio šarke.
Korak 5.
Na vrh jarbola pričvrstite 3 ili 4 zagrade (možete koristiti prirubnicu ili zavar). Trebat će vam i čelični kabel.
Korak 6.
Podignite jarbol na šarki pomoću jednog od pripremljenih kabela (možete vući automobilom).
Korak 7.
Okomitost cijelog jarbola strogo je fiksirana žicama tipa.
Gdje se može ugraditi takav generator vjetra?
Učinkovitost njegovog funkcioniranja uvelike ovisi o tome koliko ispravno odaberete mjesto za ugradnju generatora vjetra. Mjesto bi trebalo biti takvo da lopatice sustava dobivaju što više vjetra. Mjesto bi trebalo biti otvoreno i povišeno (na primjer, krov kuće, ali što dalje od drveća i drugih zgrada). Naročito razlog za to nije samo u smetnjama, već i u stvaranju neke buke od strane uređaja tijekom rada, što možda neće ugoditi susjedima ili samim vlasnicima.
Za detaljniju studiju problema, preporučujemo vam da se upoznate s tematskim video zapisom u nastavku.
Video - Kako izraditi generator vjetra pomoću kućnog ventilatora
Proračun lopatice vjetroagregata
Budući da smo već otkrili da je vodoravna vjetroturbina mnogo učinkovitija, razmotrit ćemo izračun njenog dizajna.
Energija vjetra može se odrediti formulom P = 0,6 * S * V³, gdje je S područje kruga opisano vrhovima lopatica rotora (područje bacanja), izraženo u kvadratnim metrima, a V izračunata brzina vjetra u metrima u sekundi. Također morate uzeti u obzir učinkovitost same vjetrenjače, koja će za vodoravni krug s tri oštrice u prosjeku iznositi 40%, kao i učinkovitost generatora, koja na vrhuncu karakteristike trenutne brzine iznosi 80% za generator s pobudom s trajnim magnetom i 60% za generator s namotom za pobudu. U prosjeku će dodatnih 20% snage potrošiti pojačavajući zupčanik (multiplikator). Dakle, konačni izračun radijusa vjetroagregata (odnosno duljine lopatice) za datu snagu generatora trajnih magneta izgleda ovako: R = √ (P / (0,483 * V³))
Primjer: Pretpostavimo da je potrebna snaga vjetroelektrane 500 W, a prosječna brzina vjetra 2 m / s. Tada ćemo, prema našoj formuli, morati koristiti oštrice duljine najmanje 11 metara. Kao što vidite, čak i tako mala snaga zahtijevat će stvaranje generatora vjetra kolosalnih dimenzija. Za više ili manje racionalne strukture s duljinom oštrice ne većom od jednog i pol metra u uvjetima samostalne izrade, generator vjetra moći će proizvesti samo 80-90 vata snage čak i pri jakom vjetru.
Nemate dovoljno snage? Zapravo je sve ponešto drugačije, jer se u stvari opterećenje generatora vjetra napaja iz baterija, vjetroagregat ih puni samo najbolje što može. Slijedom toga, snaga vjetroagregata određuje frekvenciju s kojom može opskrbiti energijom.
Rotacijska vjetroturbina
Za početak ćemo razmotriti kako izraditi jednostavan dizajn rotacijskog helikoptera. Lakše je započeti jednostavno i shvatit ćete kako to funkcionira. Ova vrsta vjetroagregata pogodna je za vlasnike male vrtne kućice. Neće uspjeti koristiti vjetroturbinu napravljenu za veliku vikendicu, zbog male snage generatora vjetra.
No s vjetrenjačom je lako nositi se kako bi navečer osvjetljavali pomoćne prostorije, osvjetljavali vrtnu stazu, trijem itd. Razmotrimo detaljnije kako napraviti takav generator vjetra vlastitim rukama.
Izbor generatora
Čini se da je najlogičnija opcija za agregat za domaću vjetroturbinu automobilski generator. Ovo rješenje olakšava sastavljanje kompleta, jer generator već ima i točke pričvršćenja i remenicu za pojačivač remena. Nije teško kupiti i sam generator i rezervne dijelove za njega. Osim toga, ugrađeni relejni regulator omogućuje vam izravno povezivanje s 12-voltnom akumulatorskom baterijom, a na nju, pak, pretvarač za pretvorbu istosmjerne struje u izmjenični napon 220V.
Ali, kao što je gore spomenuto, učinkovitost generatora s pobudnim namotom prilično je niska, što je vrlo osjetljivo za ionako male snage generatora vjetra. Drugi nedostatak je taj što se kada se baterija isprazni, automobilski generator ne može pobuditi.
U brojnim izvedbama domaće izrade možete pronaći generatore traktora G-700 i G-1000. Njihova učinkovitost više nije, jedina korisna razlika je magnetizacija rotora, što omogućuje uzbuđivanje generatora i bez baterije, i niska cijena.
Neki autori prilikom gradnje generatora vjetra koriste svojstvo reverzibilnosti kolektorskih elektromotora - prisilnim okretanjem njihovog rotora iz njega se može ukloniti istosmjerna struja. Stator ove vrste motora sastoji se ili od trajnih magneta, što je za naše potrebe poželjnije, ili ima namot. Da bi se motor koristio u načinu generatora, on je povezan s relejnim regulatorom vozila kako bi pružio željeni napon. Razmotrite vezu relej-regulatora na primjeru čvora iz klasike VAZ (prikladno je jer nije kombiniran u jedan blok sa sklopom četke):
- Spojite jednu od četkica motora na tijelo - to će biti negativni pol generatora. Ovdje sigurno spojite metalno kućište releja-regulatora i "-" terminal baterije.
- Spojite terminal 67 releja na jedan od terminala namota statora, drugi privremeno na kućište.
- Spojite terminal 15 preko prekidača na pozitivni pol akumulatora (ovo će napajati struju polja namota). Omogućite rotaciju rotora u istom smjeru u kojem će biti vijak vjetroagregata i spojite voltmetar između slobodne četke i kućišta. Ako se na četkici pronađe negativni potencijal, zamijenite spojeve statora s relejnim regulatorom i masom.
Glavna značajka povezivanja istosmjernog generatora s baterijom jest potreba da se odvoje poluvodičkom diodom, što sprječava pražnjenje baterije na namot rotora kad se generator zaustavi. U modernim automobilskim generatorima ovu funkciju izvodi trofazni diodni most, a možemo je koristiti i paralelnim povezivanjem njegovih faza kako bismo smanjili pad napona na njemu.
Najveća snaga može se ukloniti iz generatora čiji se rotor sastoji od neodimijskih magneta. Konstrukcije temeljene na automobilskom čvorištu s kočionim diskom su široko raširene, uz rub kojih su učvršćeni snažni magneti. Stator s jednofaznim ili trofaznim namotom nalazi se na minimalnoj udaljenosti od njih.
Vrste vjetroagregata
Vjetroagregati se mogu razlikovati u sljedećim parametrima:
- broj lopatica
- materijali za proizvodnju
- orijentacija osi rotacije u odnosu na tlo
- navojni vijak
Modeli s više oštrica učinkovitiji su od modela s dvije ili tri oštrice, jer se pokreću pri najmanjim manifestacijama zračnih struja. Lopatice mogu biti krute ili jedriti. Krute su obično izrađene od metala ili stakloplastike. Postoje vertikalne i vodoravne modifikacije u smjeru osi rotacije.
Široko se koriste vjetrogeneratori s vodoravnom osi rotacije rotora. Takve jedinice odlikuju visoka učinkovitost, poboljšana zaštita od orkanskih udara vjetra i jednostavna regulacija snage.Vertikalni modeli lako se instaliraju, tihi su i mogu raditi čak i uz slabe udare vjetra.
Model neodimijskog magneta
Domaća vjetroturbina s neodimijskim magnetima postaje sve popularnija u mnogim ruskim regijama. Kao osnovu za takav uređaj potrebno je koristiti glavčinu iz automobila s kočnim diskovima. Bolje je rastaviti dio i provjeriti ispravnost podmazivanjem ležajeva i uklanjanjem hrđe.
Na diskove rotora zalijepljeni su neodimijski magneti. Na primjer, možete uzeti dvadeset malih magneta. Pri odabiru broja magneta, imajte na umu da se u jednofaznom generatoru broj polova mora podudarati s brojem magnetskih elemenata. Za trofazni model taj omjer može biti 2 prema 3 ili 4 do 3. Tijekom instalacije magneta trebate izmjenjivati njihove polove. Da ne bi bilo zabune, preporučljivo je koristiti pravokutne magnete. Za pričvršćivanje magneta upotrijebite najpouzdanije ljepilo.
Video o sastavljanju takvog generatora možete pogledati ovdje:
Generator magneta učinkovito će raditi ako su zavojnice statora odgovarajuće veličine. Iz iskustva je poznato da se za punjenje baterije od 12 V oko 1000 okreta mora podjednako rasporediti u zavojnicama. Zavojnice su namotane debelim žicama kako bi se smanjio otpor. Stub vjetroagregata trebao bi biti visok šest ili više metara. Ispod jarbola trebate iskopati rupu s daljnjim izlijevanjem betona. Lopatice za uređaj izrađene su od PVC cijevi.
Model generatora automobila
Domaći generator vjetra iz generatora automobila mora biti izrađen od komponenata (baterija, relej, itd.) Iz jednog stroja. Istodobno, za stvaranje vjetroagregata bolje je koristiti automobilski generator od moćne opreme (na primjer, od traktora).
Budući da potrošači trebaju izmjeničnu struju, mora se osigurati pretvarač ili pretvarač. U regijama s velikim brzinama vjetra mogu se instalirati generatori vjetra za stvaranje velike snage.
Da biste sastavili takav model, trebat će vam sljedeće:
- 12V automobilski generator
- baterija
- voltmetar
- relej za punjenje baterije
- oštrice
- materijal za pričvršćivanje
Na početku se izrađuje rotor. Optimalno rješenje bilo bi stvoriti kotač rotora s četiri lopatice. Ovaj je element izrađen od željeznog lima. Ako je moguće, možete upotrijebiti željeznu bačvu.
Gotova vjetroagregat spojena je na os generatora. Za to se buši rupa, veza je fiksirana vijcima. Nakon toga sastavlja se električni krug i postavlja jarbol. Zatim morate popraviti automobilski generator žicama koje su spojene na bateriju i pretvarač napona. Za ispravnu montažu bolje je koristiti pripremljene crteže.
Takva se instalacija montira dovoljno brzo bez posebnih poteškoća. Takav generator vjetra dobar je zbog svoje jednostavnosti, pouzdanosti i tihog rada.
Video s montažom takvog generatora vjetra možete pogledati ovdje:
Izračun množitelja
Generatorski set ima karakteristiku nagnute struje i brzine: s povećanjem brzine rotora povećava se maksimalna snaga koja mu se isporučuje. Stoga nam je potreban multiplikator s visokim koeficijentom povećanja kako bi se osigurala najveća učinkovitost vjetroturbine s malim brojem okretaja.
Za domaći dizajn, najoptimalnije rješenje je multiplikator remena: jednostavan je za proizvodnju i zahtijeva minimum rada stroja. Omjer povećanja okretaja bit će jednak omjeru promjera pogonske remenice, povezane s osi vijka, prema promjeru gonjene remenice generatora. Po potrebi se prijenosni omjer može lako prilagoditi zamjenom jedne od remenica.
Pri projektiranju multiplikatora potrebno je uzeti u obzir i prosječnu brzinu sklopa lopatice i karakteristike trenutne brzine generatora. Ako koristimo serijski generator automobila, tada ga možemo lako pronaći na Internetu, s domaćim dizajnom, najvjerojatnije ćemo morati proći kroz pokušaje i pogreške.
Na primjer, uzmimo uobičajeni generator traktora, koji je već gore spomenut.
Uzimajući izračunatu snagu naše vjetroturbine na 90 vata, na grafikonu pronalazimo točku koja odgovara izlazu generatora na tu snagu. Pri nominalnom naponu od 14 V potreban nam je strujni izlaz od najmanje 6,5 A - prema grafikonu, to će se dogoditi pri brzini malo iznad 1000 okretaja u minuti. Neka se propeler našeg dizajna okreće s vjetrom brzinom od 60 o / min (srednji vjetar). To znači da nam treba najmanje dvadeset puta veći omjer promjera remenica - za remenicu generatora od 70 mm remenica vjetrenjače morat će imati promjer od gotovo jednog i pol metra, što je neprihvatljivo. To nedvosmisleno nagovještava koliko je niska učinkovitost vjetrogeneratora ove vrste - bez složenog višestupanjskog mjenjača, koji će sam po sebi dovesti do velikih gubitaka snage, gotovo je nemoguće dovesti automobilski generator u radni način.
Načelo rada i vrste generatora vjetra
Vjetrenjaču je moguće samostalno izraditi samo ako razumijete njezin uređaj. Prototip ove jedinice je stara vjetrenjača. Pritiskom zračnih struja na krilima pokrenula se osovina koja je prenosio moment na mlinarsku opremu.
Vjetroturbine za proizvodnju električne energije koriste isti princip korištenja energije vjetra za rotaciju rotora:
- Kretanje lopatica pod utjecajem vjetra prisiljava okretanje ulaznog vratila s prijenosnikom. Moment se prenosi na sekundarno vratilo (rotor) generatora, opremljeno sa 12 magneta. Kao rezultat njegove rotacije, u prstenu statora stvara se izmjenična struja.
- Ova vrsta električne energije ne može puniti baterije bez posebnog uređaja - regulatora (ispravljača). Uređaj pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, omogućavajući joj akumuliranje kako bi kućanski uređaji mogli raditi bez prekida. Upravljač također obavlja još jednu funkciju: zaustavlja punjenje baterije na vrijeme i prekomjernu energiju koju stvara vjetroelektrana prenosi na jedinice koje je troše (na primjer na grijaće elemente za grijanje kuće)
- Kako bi se osiguralo napajanje naponom od 220 V, struja se iz baterija dovodi u pretvarač, a zatim ide do mjesta potrošnje električne energije.
Kako bi se osiguralo da lopatice uvijek budu u najboljem položaju za interakciju s vjetrom, na uređajima lopatica ugrađen je rep koji omogućuje propeler da se okrene prema vjetru. Tvornički modeli vjetroagregata imaju uređaje za kočenje ili dodatne krugove za preklapanje repa ili uklanjanje lopatica od udara vjetra u nepovoljnim vremenskim uvjetima.
Postoji nekoliko vrsta generatora vjetra, klasificirajući ih prema broju i materijalu lopatica ili koraku propelera. Ali glavna podjela događa se prema mjestu osi ili ulaznog vratila:
- Horizontalni tip podrazumijeva položaj okna paralelno sa zemljinom površinom. Takvi generatori nazivaju se lopatasti generatori.
- U vertikalnim vjetroturbinama os je okomita na horizont, a ravnine su smještene oko njega. Vertikalni generatori mogu se nazvati pravokutnima ili vrtuljcima.
Bez obzira na položaj osovine, princip rada jedinice ostaje isti.
Modeli vjetroagregata mogu imati propeler ili vjetrovni kotač od 2, 3 ili nekoliko lopatica. Smatra se da su uređaji s više oštrica sposobni generirati struju pri laganim vjetrovima, dok propeleri s 2-3 krila zahtijevaju veći protok zraka.Prilikom odabira modela, također je potrebno uzeti u obzir važno pravilo da svaka oštrica stvara otpor protoku vjetra i smanjuje brzinu rotacije, stoga je prilično teško vrtjeti kotač s više oštrica do radne brzine.
Među sortama vjetroagregata postoje jedrilice i krute. Ova imena označavaju materijal od kojeg su izrađena krila. Kad se samostalno montiraju, tip plovidbe bit će jednostavniji i ekonomičniji, ali oštrice izrađene od plastičnog materijala (tkanina, film itd.) Ne razlikuju se u čvrstoći i otpornosti na trošenje.
Jarbol
Stub na kojem je postavljena vjetroturbina - ovo je jedan od njegovih najvažnijih čvorova.
Ona ne samo da osigurava siguran rad vjetrenjače (donja točka kruga koju lopatice opisuju ne smije biti bliža od 2 metra od tla), već joj omogućuje i što učinkovitiju upotrebu energije vjetra, protok koja postaje uzburkanija u blizini tla.
Velika visina dovodi do male krutosti jarbola vjetroagregata i čini izračun njegove čvrstoće prilično teškim ne samo za amatera, već i za inženjera. Možete navesti samo glavne točke:
- Postavite jarbol što dalje od kuće i drveća zasjenjujući strujanje zraka. Uz to, u slučaju jakog vjetra, generator vjetra može pasti na zgradu ili ga oštetiti drveće;
- Optimalan dizajn jarbola je ažurna zavarena rešetka slično tornjevima za prijenos snage, ali je teško i skupo za proizvodnju. Najjednostavnija, ali prilično učinkovita opcija je nekoliko paralelnih cijevi promjera 80-100 mm, međusobno zavarenih kratkim šavovima i betoniranih na dubini od najmanje jednog metra u tlu. Vrlo je poželjno ojačati strukturu jedne cijevi kabelskim vezama, koje su također pričvršćene na nosače izlivene u beton.
- Da bi se pojednostavilo održavanje vjetrenjače, njezin jarbol može se učiniti prekretnicom: u ovom slučaju, kad je linija rastezanja koja ide u smjeru prijeloma oslabljena, jarbol se može nagnuti na tlo.
Priča o vrlo jednostavnom generatoru vjetra od kućnog ventilatora
Preporuke za vjetroelektrane
Postoje opće smjernice za najbolje korištenje vjetroagregata.
Prije svega, morate unaprijed odrediti potrebnu snagu i funkcionalnost uređaja. Da biste pravilno proizveli generator vjetra, morate proučiti moguće izvedbe, kao i klimatske uvjete u kojima će se raditi.
Uz ukupnu snagu, preporuča se odrediti vrijednost izlazne snage, poznate i kao vršno opterećenje. Predstavlja ukupan broj instrumenata i opreme koji će se uključiti istovremeno s radom generatora vjetra. Ako je potrebno povećati ovaj pokazatelj, preporučuje se odjednom koristiti nekoliko pretvarača.
Dodatna električna oprema
Kao što je gore spomenuto, sastavni dio vjetroelektrane je baterija koja preuzima snagu potrošača. prilikom odabira trebate imati na umu da što je veći njegov kapacitet, to će dulje moći održavati napon u mreži, ali istodobno će trebati više vremena za punjenje. Približno vrijeme rada može se definirati kao vrijeme tijekom kojeg se iscrpi polovica kapaciteta baterije (nakon toga će pad napona već postati primjetan, osim toga, duboko pražnjenje smanjuje život olovnih baterija).
Primjer: Dakle, baterija kapaciteta 65 A * h uvjetno će moći dati 30-35 Amp-sati energije opterećenju. Je li to puno ili malo? Uobičajena rasvjetna svjetiljka od 60 vata zahtijevat će, uzimajući u obzir prisutnost pretvarača koji pretvara 12 VDC u 220 VAC i koji ima vlastitu učinkovitost unutar 70%, struja od 7 ampera nešto je više od četiri sata rada. Našoj vjetrenjači nominalne snage 90 vata, čak i u najboljem slučaju, uz konstantni jak vjetar, trebat će najmanje pet sati da povrati izgubljenu energiju.Kao što vidite, kada vjetroagregat koristite samo kao autonomni izvor energije, električna energija u vašem domu bit će dostupna samo nekoliko sati dnevno.
Drugi čvor sustava napajanja je pretvarač. U našem slučaju možete koristiti i gotovi automobil i onaj izvađen iz neprekinutog napajanja. U svakom slučaju, važno je ne preopteretiti ga trenutnom potrošnjom, s obzirom da je njegova stvarna radna snaga 1,2-1,5 puta manja od naznačene maksimalne snage.
Kao što vidite, atraktivnost korištenja besplatne energije temelji se na brojnim ograničenjima, pa čak i jedina učinkovita opcija u središnjoj Rusiji - generator vjetra - nije u stanju pružiti dugoročnu autonomiju.
Ali istodobno, ova ideja nije loša i kao izvor napajanja u nuždi, a posebno kao projektni zadatak - zadovoljstvo stvaranja vjetroagregata vlastitim rukama može znatno premašiti njezinu snagu.
Vjetrogenerator za privatnu kuću: svrha i značajke dizajna
Vjetroelektrane u privatnim kućama široko se koriste kao alternativni izvori električne energije za postizanje uštede. Često su takvi uređaji instalirani u ljetnim vikendicama.
Vjetroagregati se koriste kao alternativni izvori električne energije
Najčešće se koriste u područjima udaljenim od glavnih elektroenergetskih mreža. Međutim, to nije daleko jedini razlog u korist kupnje vjetroagregata za privatnu kuću. Većina vlasnika zemljišta koristi ove dizajne za postizanje autonomije i uštede.
Nije svako mjesto pogodno za ugradnju takvih uređaja, jer ne ispunjavaju svi uvjeti zahtjeve ove opreme. To se prije svega odnosi na brzinu vjetra. Da bi vjetroelektrana normalno funkcionirala, prosječna brzina vjetra mora biti najmanje 4-4,5 m / s. Samo u ovom slučaju ugradnja konstrukcije bit će ekonomski opravdana.
Pomoću karte vjetra možete saznati prosječnu godišnju brzinu vjetra. Odražava grube podatke po regijama. Točniji pokazatelji mogu se dobiti pomoću posebnog uređaja - anemometra, kao i uređaja za očitavanje njegovih signala.
Bilješka! Mjerni uređaj mora biti postavljen vrlo visoko, inače će drveće i zgrade iskriviti rezultat.
Za učinkovit rad vjetroagregata područje njegove instalacije mora biti vjetroturbina
Načelo rada i struktura vjetrogeneratora
Vjetrogenerator je posebna vrsta opreme koja pretvara kinetičku energiju vjetra u mehaničku. Pogoni lopatice rotora postavljene na generator. Kao rezultat, u njegovim namotima stvara se izmjenična struja. Stvorena električna energija skladišti se u akumulacijskim baterijama, odakle se napaja kućanskim aparatima.
Opisana shema rada je pojednostavljena. Naravno, konstrukcija generatora vjetra mnogo je složenija. U energetskom lancu postoji i kontroler. Njegova je funkcija pretvaranje trofazne izmjenične struje u istosmjernu. Zatim ide na punjenje baterija.
Većina kućanskih uređaja ne može se napajati istosmjernom strujom. Stoga je u lancu iza baterije ugrađen pretvarač. Pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu, čiji napon iznosi 220V. Sve ove operacije oduzimaju dio početne energije - oko 15-20%.
Zgrada se može puniti ne samo iz vjetroelektrane, već i iz solarnih panela, kao i iz benzinskog ili dizelskog generatora. Ako su ti elementi prisutni u lancu, tada je sklop nadopunjen drugom komponentom - prekidačem.Kad je glavno napajanje isključeno, pokreće one rezervne.
Načelo rada generatora vjetra
Vjetroelektrana se sastoji od sljedećih komponenata:
- rotor s lopaticama (ovisno o značajkama modela, za generator vjetra može biti nekoliko lopatica, u pravilu ih ima 2 ili 3, iako postoje i mogućnosti s više lopatica);
- prijenosnik ili prijenosnik koji kontrolira brzinu između generatora i rotora;
- zaštitno kućište koje štiti strukturne dijelove od negativnog utjecaja vanjskih čimbenika;
- "Rep", koji osigurava okretanje konstrukcije slijedeći smjer vjetra;
- akumulator koji pohranjuje određenu količinu energije;
- instalacija pretvarača koja pretvara jednu vrstu struje u drugu.
Kakvu vjetroelektranu možete kupiti: klasifikacija opreme
Postoji nekoliko klasifikacija prema kojima su vjetroelektrane podijeljene u skupine:
- U smjeru rotacijskog gibanja lopatica - vodoravne i okomite vjetrenjače.
- Po broju lopatica - uređaji s dvije, tri i više oštrica.
- Po vrsti materijala koji se koristi za proizvodnju oštrica - izvedba jedra i krutih oštrica.
- Metodom upravljanja - vjetrenjače s fiksnim ili podesivim korakom oštrice.
Unutarnja struktura generatora vjetra
Koristan savjet! U većini slučajeva stručnjaci preporučuju vlasnicima prigradskih kuća da kupe vjetroagregat s fiksnim nagibom lopatica, jer je podesivim uređajima previše teško upravljati.
Vjetroelektrana s vodoravnom osi postavljena je okomito na strujanje zraka. Dizajn ima sličnu strukturu i funkcionira na istom principu kao i konvencionalni lopatice. Vjetroturbine s rotacijskim generatorom imaju visoku učinkovitost, ali su pristupačne. Rad ovih uređaja temelji se na otporu protoka zraka.
Vjetroturbine s vertikalnom osi, ili ortogonalne vjetroturbine, kompaktnog su dizajna, ali njihova je cijena puno veća. Zbog svoje posebne strukture ova vrsta opreme potpuno je neovisna o smjeru vjetra. Lopatice su u obliku turbina, zbog čega je opterećenje aksijalnog dijela značajno smanjeno. Preporučljivo je kupiti vertikalni generator vjetra u slučajevima kada vjetar na mjestu stalno mijenja smjer.
Prednosti i nedostaci vjetroelektrana za dom
Kao i bilo koja druga vrsta opreme, i vjetroelektrane imaju i prednosti i nedostatke. Da biste odlučili o kupnji ovog uređaja, poželjno je odvagati njegove snage i nedostatke.
Popularnost korištenja vjetroelektrana posljedica je velikog broja prednosti
Zašto je isplativo kupiti generator vjetra (220 V) za privatnu kuću:
- Bez dodatnih troškova, jer za rad uređaja nije potrebno gorivo.
- Nema potrebe za stalnim nadzorom. Struktura sama stvara električnu energiju svaki put kad zapuše vjetar.
- Relativno tiha i potpuno ekološki prihvatljiva metoda proizvodnje električne energije.
- Uređaj se može koristiti u gotovo svim klimatskim uvjetima.
- Habanje dijelova je minimalno.
Instalacija generatora vjetra za dom popraćena je sljedećim nedostacima:
- troškovi kupnje opreme isplaćuju se za 5-6 godina;
- relativno mali pokazatelj učinkovitosti, koji se odražava na snazi;
- visoka cijena vjetroagregata;
- kako bi se nadoknadila neaktivnost uređaja u danima bez vjetra, potrebna je dodatna oprema: generator i akumulator (trošak ovih elemenata vrlo je visok);
- u nekim načinima rada vjetroturbine za kuću emitiraju infrazvuke (isto se događa ako je instalacija opreme dovršena s pogreškama);
- potrebno je redovito preventivno održavanje;
- uragan može ozbiljno oštetiti opremu.
Ovisno o snazi uređaja i karti vjetra područja, vjetrenjača može pružiti struju i maloj seoskoj kući i velikoj seoskoj vikendici.
Koristan savjet! Nužno je izračunati isplativost prije kupnje vjetrogeneratora za vaš dom, cijena opreme može biti previsoka, a troškovi kupnje neće se isplatiti. Da biste to učinili, trebate izračunati prosječni pokazatelj snage kuće (uzima se u obzir snaga svih električnih uređaja), procijeniti područje na kojem će oprema biti instalirana i saznati koliki je broj vjetrovitih dana u godini .
