Vetrni Generator DIY: Kako Narediti Domači Vetrni Generator Iz Pralnega Stroja, Iz Plastičnih Steklenic In Iz Motorja Na Kolesih

2024 Avtor: Beatrice Philips | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 05:58

Vetrni generator za proizvodnjo električne energije je nenadomestljiv vir električne energije, kjer ni veliko sončne svetlobe, v bližini ni rek in ni centraliziranih električnih omrežij.

Oblikovalske lastnosti

Načelo delovanja vetrnega generatorja je pretvorba energije vetra v električno energijo.

Pri drugih vrstah električnih generatorjev se kot vir mehanske (kinetične) energije uporabljajo pretok vode v reki, sila oceanskih in osek.

V sistemih, kjer je za proizvodnjo električne energije potrebna toplotna energija, uporabljajo:

• motor, ki deluje na plin, bencin ali dizelsko gorivo;
• sproščanje toplote iz plošč in blokov jedrskega reaktorja, katerega toplota se uporablja za pretvorbo vode v paro - v parni turbini;
• različne vrste goriva, izgorele v SPTE -napravi, ki nadomeščajo toploto, toploto iz jedrskega reaktorja.

Solarne plošče so ločene, kjer se kot vir energije uporablja svetloba in ne toplota ali mehanska energija.

Ampak nazaj k "vetrnim turbinam", katerih načelo delovanja je naslednje . Sila vetra vrti propeler, ki poganja gred motornega generatorja. Skupaj z gredjo se sinhrono vrti rotor motorja, na katerem so nameščeni trajni magneti. Magnetno polje, ki poteka skozi navitje statorja, v njem inducira izmenični tok zaradi spremembe jakosti magnetnega toka, ki poteka skozi zavoje tuljav, iz katerih je sestavljeno navitje. Izmenična električna napetost se napaja v elektronsko vezje, kjer se pretvori v neposredno napetost. Številne naprave in naprave, ki jih potrebujejo, delujejo iz enosmernega toka.

Vsakdo lahko naredi generator za poletne koče ali terenske razmere, ki ustvarja izmenični tok z napetostjo 220 V . Bolj kot so dimenzije konstrukcije impresivnejše, večji izkoristek bo imel določen uporabnik. Ni problem narediti generatorja, ki na uro proizvede enega ali več kilovatov električne energije. Električna energija, prejeta iz takšne naprave, lahko napaja skoraj vse električne naprave v hiši, vključno z vrtno opremo.

Vetrni generator je nameščen čim višje - na ravni strešnega grebena. Tam moč vetra doseže največje vrednosti, navedene v vremenski napovedi.

Namestitev na daljavo spominja na vremensko lopatico z propelerjem, zaradi česar se ta struktura obrača tam, kjer piha veter. To je potrebno za čim večjo uporabo njegove moči, hitrosti.

Vodoravni propeler se vrti z ročico, ki se nahaja na zadnji strani enote . Navpični drog ni potreben - njegove lopatice so nameščene tako, da se bo sam propeler zagnal skoraj pol obrata, ne glede na to, s katere strani piha veter.

Da bi vetrna turbina delovala z največjim izkoristkom, je potrebna hitrost 3000 vrtljajev na minuto ali več . Za generatorje, ki proizvajajo izmenični tok, ta frekvenca ustreza vrednosti 50 hercev, kar je značilno za domače industrijske elektrarne. Po vrtenju motornega generatorja, ki tehta približno 10 kg, ni težav dobiti 2 kW vsako uro.

Iz česa je lahko narejeno?

Glavni element katerega koli modela vetrne elektrarne je motorni generator. Deluje kot motor - enosmerni ali izmenični tok povzroči vrtenje rotorja (in z njim tudi gredi). Možno je tudi obratno - kot generator.

Med motorji, ki se uporabljajo kot generatorji, so asinhroni in koračni motorji s čopičem, brez krtačk . Prav te tri vrste motorjev so priljubljene pri amaterjih, ki z lastnimi rokami sestavijo vetrne turbine.

V kolektorskem motorju so navitja rotorja (armature) v stalnem magnetnem polju statorskih magnetov . Stalna napetost, odstranjena s sponk takega motorja, ko je njegova gred z armaturo odvita, se prenaša s tokovnih kontaktov armature skozi ščetke. Krtače same so šibka točka takega motorja - hitro izčrpajo svoj vir. Praviloma je tak generator stalno obremenjen; ko se armatura premakne, se ščetke zaiskrijo. Večdnevno neprekinjeno delovanje takšne naprave lahko popolnoma obrabi ščetke, zaradi česar jih bo treba zamenjati.

Uporaba krtačnih motorjev kot generatorja s stalno aktivno obremenitvijo je nepraktična.

Najboljša možnost je brezkrtačni motor . V njem se v prostoru med navitji statorja vrti rotor z magneti. Sami navitji ostanejo nepremični, ne potrebujejo drsnih stikov. Zahvaljujoč tako preprosti rešitvi lahko naprava deluje več desetletij - pomembno je le enkrat v sezoni ali vsakih šest mesecev mazati ležaje motorja, ki so odgovorni za popolno vrtenje rotorja brez udarcev. Priljubljene rešitve, ki temeljijo na brezkrtačnem motorju - asinhronem ali koračnem - so na voljo skoraj vsakemu domačemu "DIYerju".

Asinhroni motor se uporablja v električnih orodjih - na primer v brusilnem stroju . Steper lahko najdemo v najrazličnejših napravah - od motornega kolesa kolesa do mehanskega pogona tiskalnika ali diskovnega pogona.

Motor s spremenljivo krtačo, ki se uporablja v kladivih, brusilcih, izvijačih, vbodnih žagah in električnih skobeljnicah, stoji ločeno . Njihova pomanjkljivost je potreba po odstranitvi ščetk in izvrtine rotorja za neodimske magnete. Posledično od aktivnih navitij ostane le navitje statorja - navitje rotorja je popolnoma odstranjeno.

Propeler vetrne turbine je lahko izdelan iz plastičnih kanalizacijskih cevi, PET steklenic in podobnih materialov, ki jih je mogoče reciklirati. Lažji in močnejši kot je, manj sile vetra bo potrebno za njegovo odvijanje.

Vetrni generator iz ventilatorja potrebuje rotor za neodimske magnete . Zasnova motorja gospodinjskega ventilatorja ni zasnovana za sprejem električnega toka z vrtenjem rotorja. Računalniški hladilnik (hladilnik čipov) - ventilator sistemske enote računalnika ali prenosnika - spada pod isto spremembo.

Traktor ali avtomobilski generator uporablja dodatno poljsko navitje, ki ga napaja baterija samega stroja . Da bi generator lahko proizvedel na primer izmenični tok 135 amperov z napetostjo 15 voltov, vzbujevalni navit rotorja po vklopu vžiga porabi enosmerni tok 3 amperov z napetostjo 12, 6-14 V Glavni vir energije za generator je še vedno ročična gred motorja z notranjim zgorevanjem, ki deluje na bencin, dizel ali metan / propan. Traktor ali avtomobilski generator bo zahteval odstranitev navitja polja in namesto tega namestitev neodimovih magnetov.

Kaj je potrebno?

Najpogostejša možnost je uporaba motorja pralnega stroja za domači generator . Če stari "pralni stroj" ni na voljo, lahko tak motor najdete v trgovinah z odpadki na gospodinjskem trgu, v najbližjem servisnem centru za gospodinjske aparate ali specializirani trgovini. Naročiti tak motor iz Kitajske ni problem.

V bistvu se v pralnih strojih uporablja brezkrtačni asinhroni motor.

Tako novi kot rabljeni bodo delovali dlje časa. 200 vatov moči je mogoče enostavno pretvoriti v kilovate ali več.

Materiali (uredi)

Za sestavljanje generatorja poleg motorja potrebujete:

• neodimijski magneti v velikostih 20, 10 in 5 mm (skupaj 32);
• usmerniške diode ali diodni most s tokom več deset amperov (upoštevajte pravilo dvojne rezerve moči);
• epoksi lepilo;
• hladno varjenje;
• brusni papir;
• kositer s strani pločevinke.

Magnete naročite na spletu s Kitajske.

Orodja

Naslednja orodja bodo pospešila proizvodni proces:

• stružnica;
• škarje;
• izvijač s šobami;
• klešče.

V odsotnosti stružnice se obrnite na prijatelja, ki zna delati na takem stružnici.

Sheme in risbe

Generator kot naprava ustvarja izmenični tok, ki ga je treba pretvoriti v enosmerni tok, pripeljati do zahtevane vrednosti napetosti. Če motor generator proizvede, recimo, 40 voltov, potem to verjetno ne bo primerna vrednost za večino potrošniške elektronike, ki uporablja 5 ali 12 voltov enosmernega ali 127/220 voltov izmeničnega toka.

Shema celotne namestitve, preverjena s časom in milijoni uporabnikov, vključuje usmernik, krmilnik, baterijo in pretvornik . Avtomobilska baterija z zmogljivostjo 55-300 amper-ur se uporablja kot vmesni pomnilnik shranjene energije. Njegova delovna napetost je 10, 9-14, 4 V s cikličnim polnjenjem (polni cikel polnjenja in praznjenja) in 12, 6-13, 65 s pufrom (razdeljeno, odmerjeno, ko morate napolniti delno izpraznjeno baterijo).

Krmilnik pretvori na primer istih 40 voltov v 15. Njegov izkoristek v volt-amperaži se giblje od 80-95%-brez izgub na usmerniku.

Trifazni generator ima največjo učinkovitost . -njegova moč je 50% večja kot pri enofazni, med delovanjem ne vibrira (vibracije zrahljajo strukturo, zaradi česar je kratkotrajna).

Tuljave v navitju vsake od faz se medsebojno izmenjujejo in so povezane zaporedno - podobno kot polovi magnetov, pri čemer je ena od strani obrnjena proti tuljavam.

Naloga pretvornika je pretvoriti konstantno napetost približno 12 voltov, vzeto iz baterije, v izmenično napetost okoli 220.

Sodobni gospodinjski aparati in elektronika lahko delujejo od 110 voltov (Ameriški standard za gospodinjska omrežja) do 250 - omrežnim napravam in napravam ni priporočljivo dati več. Vsi pretvorniki so impulzni, v primerjavi z linearnimi pa so njihove toplotne izgube veliko manjše.

Koraki izdelave

Če želite spremeniti zasnovo indukcijskega motorja, naredite naslednje

1. Motor razstavite in odstranite rotor.
2. Odstranite plošče iz armature rotorja. Odrežite jih do globine 2 mm.
3. Za magnete naredite utore do 5 mm globoko.
4. Za magnete označite trak pločevine. Morajo biti enako oddaljeni drug od drugega - to bo preprečilo nepotrebno izgubo moči namestitve.
5. Pritrdite jih na ta kos kositra s super lepilom. Pritrdite trak z magneti na sidro.
6. Prostor med magneti napolnite s hladnim varjenjem ali epoksidnim lepilom.
7. Odstranite neravnine in neravnine na rotorju z brusnim papirjem.
8. Preverite - in po potrebi zamenjajte - ležaje motorja in vijake.

Sestavite motorni generator. Naprava je pripravljena za nadaljnjo namestitev. Če želite preveriti napravo, pritrdite njeno gred v vrtalnik ali izvijač in pospešite do 1000 vrt / min.

Napetost na koncih navitja od 110 voltov se lahko šteje za primerno.

Pri nižji vrednosti je napaka v neenakomernem menjavanju magnetov na kateri koli točki kroga vrtenja armature.

Če želite sestaviti vetrno turbino, naredite naslednje

1. Iz PVC cevi s premerom 11-16 cm izrežite enake kose, ki po dolžini ustrezajo bodočim rezilom.
2. Na vsakem segmentu narišite poljubno črto in se od nje na obeh straneh umaknite za 22 mm. V skladu s tem bo širina enega rezila dosegla 44 mm. To dejanje ponovite za nasprotni konec odseka črte.
3. Ravno povežite skrajne točke na eni strani sredinske črte.
4. Na drugi strani narišite obrise prihodnjega rezila.
5. Izrežite nastalo rezilo in zaokrožite njegov prosti konec z ostrenjem. Zgornje korake ponovite za preostala rezila.
6. Rezila pritrdite na pesto z adapterjem za pušo. Vijaki z maticami in vzmetnimi podložkami so primerni kot pritrdilni elementi. Širina vsakega rezila po celotni dolžini se giblje od 44 do 88 mm.

To je dovolj, da veter vrti rotor s hitrostjo 3 m / s. Nastala struktura mora biti uravnotežena - pravilno uravnoteženje bo preprečilo nastanek slepih pik, ki upočasnijo generator pri vrtenju propelerja.

Motor-generator z vgrajenim tekačem lahko namestite v zaščitno pušo, ki ga ščiti pred atmosferskimi padavinami. Če ostane suh v vseh vremenskih razmerah, zaščiten pred dežjem in snegom, bo generator zdržal več let. Če želite sestaviti zaščito, naredite naslednje:

1. v cevi s premerom 7,5 cm izrežite vzdolžni utor širine 2 cm;
2. odrežite zadnji del rezane cevi pod kotom 45 stopinj;
3. generator motorja s propelerjem postavite v to cev in ga pritrdite nanj.

Za prosto vrtenje motorja bo potreben vrtljiv kroglični ležaj, podoben tistemu v domačem ventilatorju . Lahko se neskončno obrača na obe strani.

Da se kabel, s pomočjo katerega se odstranijo tokovi, inducirani v navitju statorja, ne zvija ali zvija, mora biti povezava v tečaju drsna, vendar mora zagotavljati zanesljiv in stabilen električni stik motor-generatorja z nadalje locirane funkcionalne enote vezja.

Najboljši stik bodo imeli pozlačeni terminali, vzeti iz katere koli stare tehnologije.

Uporaba ščetkasto -grafitnega kontakta je neupravičena - grafit ima električno upornost, ki je za red velikosti višja od aluminijaste in jeklene, moč naprave pa se bo opazno zmanjšala. Tečaj je nameščen na podlagi iz kosa oblikovane cevi. Po montaži preverijo, ali je nastali vrtljivi mehanizem zagozden, se ne vrti in ali je kabel pokvarjen.

Zagotavljanje drsnega kontakta in prosto vrtenje instalacije v smeri vetra je na dodatno zunanje ohišje motorja pritrjeno steblo, narejeno na primer iz plastične vodovodne cevi in kosa pločevine ali aluminija.

Kot podpora se uporablja okrogla ali profilna cev, katere en konec je betoniran v tleh - ne manj kot meter. Da se podpora sčasoma ne umakne od orkana, je dopolnjena s tremi ali šestimi strijami, ki se v sredini zbirajo pod istim kotom in so usmerjene v različne smeri.

Po končanem sestavljanju dela motor-generatorja se po potrebi poleg motorja namesti diodni usmernik . Izgube toka v žicah je mogoče znatno zmanjšati z uporabo povečevalnega transformatorja, ki se nahaja v bližini generatorja - kot v vodih, ki prenašajo industrijsko elektriko na velike razdalje.

Krmilnik polnjenja, baterija in pretvornik so dodatno vključeni v skladu s shemo. Vetrna turbina je popolnoma sestavljena in pripravljena za uporabo.

Priporočila

Domača vetrnica za zasebno hišo ustvarja stalno ali izmenično napetost več deset voltov, kar je povečana nevarnost za osebo. Živi kontakti in žice morajo biti zanesljivo izolirani - deževnica je zakisano okolje, ki dobro prevaja električni tok.

Delo na stružnici ali brusilniku se izvaja v zaščitnih očalih in rokavicah. Prepovedano je sestavljanje tokokroga med delovanjem vetrne turbine.

Energija vetra je nestanovitna. Najboljša rešitev bi bil generator z nizko hitrostjo z več kot ducatom magnetov in tuljav. Več ko je tuljav, debelejša mora biti žica za navijanje . Pretanki odsek zaradi skupnega upora več deset ohmov bo uporabno moč generatorja še nekajkrat zmanjšal. Za resno obremenitev - na primer iz električnega štedilnika ali pralnega stroja - pri 220 voltih, tok do 10 A.

Zasnova domačega generatorja - če ni uporabljen predelani motor za proizvodnjo električne energije - bi morala biti popolnoma ravna in simetrična . Pred namestitvijo tuljav in magnetov mora biti sam "spinner" centriran. Ni važno, kaj se uporablja - zavržen CD ali domača miniaturna kopija vetrnice, že najmanjše neravnovesje je že nesprejemljivo.

Poskusite doseči minimalen hrup - v idealnem primeru bi moral biti odsoten . Če se pritožujejo nad vašo instalacijo, ki ni mazana na mestu ležajev, zaradi nenehnega škripanja in trkanja pri vrtenju, lahko takšna pritožba povzroči težave z zakonom, zlasti ponoči. Ostali razlogi, da bi vas zahtevali kot lastnika vetrne turbine, so nepomembni - vetrne turbine so popolnoma zakonite, saj lastnik te naprave z njo ne proizvaja električne energije v industrijskem obsegu, kot se to počne v Evropi in Ameriki.

Namestitev ne sme biti previsoka - nad stebri, po katerih potekajo daljnovodi . V vsakem mestu, poletni koči ali podeželju obstaja omejitev glede višine grajenih objektov.

Na primer, dobava 40-metrskega stolpa za mobilno bazno postajo zahteva vrsto dovoljenj in revizij vladnih regulatorjev. Enako velja za vetrne turbine.

Pravilno in izredno odgovorno pristopa k rešitvi problema z električno energijo s pomočjo vetrnega generatorja se bo potrošnik znebil izpadov, povezanih z izpadi električne energije. Vedno je bolje biti proaktiven - v okviru zakona - kot čakati več let na to, kar obljubljajo oblasti.