Generator wiatrowy zrób to sam z generatora samochodowego: technologia montażu turbiny wiatrowej i analiza błędów

Turbiny wiatrowe są obiecującą alternatywą dla tradycyjnej energii.Energia wiatrowa przetworzona na energię elektryczną zapowiada się tania, łatwa w produkcji i tania. A jeśli weźmiemy pod uwagę rachunki, jakie teraz napływają za prąd, to żeby zaoszczędzić, warto pokusić się o zbudowanie własnego generatora wiatrowego, prawda?

Istnieją realne przykłady tworzenia instalacji, które generują przyzwoitą ilość energii. Niemniej jednak możliwości turbin wiatrowych w dalszym ciągu znacznie wyprzedzają konkurencję, która jest w stanie wytrzymać tradycyjną metodę wytwarzania energii elektrycznej.

Przedstawiamy poradnik, po którym można własnoręcznie złożyć generator wiatrowy z generatora samochodowego. W artykule, który Państwu oferujemy, szczegółowo omówiono najczęstsze błędy popełniane przy projektowaniu turbin wiatrowych. Dla przejrzystości do artykułu dołączono tematyczne materiały fotograficzne i wideo.

O domowych wiatrakach do domu

Szczególne zainteresowanie energetyką wiatrową widać na poziomie gospodarstw domowych. Jest to zrozumiałe, jeśli spojrzysz na kolejny rachunek za zużytą energię. Dlatego coraz aktywniejsi są wszelkiego rodzaju rzemieślnicy, wykorzystujący wszelkie możliwości niedrogiego uzyskania energii elektrycznej.

Jedna z tych możliwości, całkiem realna, jest ściśle powiązana z wiatrakiem z generatora samochodowego. Gotowe urządzenie – agregat samochodowy – wystarczy jedynie wyposażyć prawidłowo wykonane ostrza, aby móc pobrać część energii elektrycznej z zacisków generatora.

To prawda, że ​​​​będzie działać skutecznie tylko wtedy, gdy będzie wietrzna pogoda.

Przykład z praktyki domowego użytku generatorów wiatrowych. Dobrze opracowany i dość skuteczny praktyczny projekt wiatraka. Zainstalowane jest śmigło trójłopatkowe, co jest rzadkością w urządzeniach gospodarstwa domowego

Do budowy wiatraka dopuszczalne jest użycie praktycznie dowolnego generatora samochodowego. Zwykle jednak starają się wybrać mocny model do tego zadania, zdolny do dostarczania wysokich prądów. Tutaj konstrukcja generatorów z ciężarówek, dużych autobusów pasażerskich, ciągników itp. Jest u szczytu popularności.

Oprócz generatora do wyprodukowania wiatraka potrzebny będzie szereg komponentów:

• śmigło dwu- lub trzyłopatowe;
• akumulator;
• przewód elektryczny;
• maszt, elementy nośne, łączniki.

Konstrukcja śmigła z dwoma lub trzema łopatami jest uważana za najbardziej optymalną dla klasycznego generatora wiatrowego. Ale projekt gospodarstwa domowego często jest daleki od klasyki inżynierii. Dlatego najczęściej starają się wybrać gotowe śruby do konstrukcji domu.

Wirnik z wentylatora samochodowego, który posłuży jako śmigło do domowej turbiny wiatrowej. Lekkość i duża powierzchnia użytkowa dla sił powietrznych pozwalają na wykorzystanie takich opcji

Może to być na przykład wirnik jednostki zewnętrznej podzielonego układu klimatyzacji lub wentylatora tego samego samochodu. Ale jeśli chcesz podążać za tradycjami budowy generatorów wiatrowych, będziesz musiał od początku do końca zbudować śmigło wiatraka własnymi rękami.

Przed podjęciem decyzji o montażu i instalacji generatora wiatrowego warto ocenić dane klimatyczne miejsca i obliczyć zwrot. Istotną pomocą w tym będzie bardzo informacja interesujący artykuł, które polecamy do zapoznania się.

Technologia montażu generatorów wiatrowych

Optymalną podstawą domowego generatora wiatrowego wydaje się być model AT-700, zaczerpnięty z ciągnika serii DT. To prawda, że ​​​​ten generator ciągnika w swojej oryginalnej formie jest przeznaczony do prędkości wirnika do 6000 obr./min. W przypadku projektu wiatraka domowego parametr ten jest wyraźnie zawyżony.

Wyjścia z tej sytuacji są dwa:

1. Użyj pewnego rodzaju przekładni ze wzmacniaczem, która zapewnia wymagane przełożenie.
2. Przewiń istniejące uzwojenie stojana AT-700 przy niskiej prędkości.

Zasadniczo możliwe są obie opcje modernizacji urządzenia. Ale sądząc po recenzjach znakomitych projektantów, bardziej akceptowalna jest opcja przewinięcia uzwojenia stojana. Co więcej, jeśli wziąć pod uwagę wagę samego generatora AT-700, sięgającą 6 kg.

Generator ciągnikowy AT-700. W oparciu o to konkretne urządzenie, które ma wysoką moc wyjściową, opracowano wiele projektów w sektorze gospodarstwa domowego. Ale wymaga małej modernizacji

Jeśli urządzenie zostanie uzupełnione o skrzynię biegów, waga całego modułu podwoi się. A to ważny parametr przy projektowaniu turbiny wiatrowej. Cały czas staramy się redukować wagę.

W przypadku wykorzystania generatora K 701 w projekcie turbiny wiatrowej konieczna będzie pewna modernizacja:

Krok 1. Śmigło turbiny wiatrowej

Materiałem do produkcji łopat śmigła jest odlewana rura aluminiowa (d = 200 mm) o długości 0,7 - 1,0 m. Początkowo tnie się ją wzdłuż na cztery odcinki, a następnie z dwóch lub trzech powstałych łopatek wycina się wymagany kształt Części.

Ponieważ aluminium jest materiałem, który można łatwo poddać obróbce, wycięcie pożądanego kształtu ostrza z kawałka rury nie stanowi problemu. Najważniejsze jest prawidłowe obliczenie i narysowanie szablonu.

Wyprodukowane łopatki przyszłego śmigła muszą być w jakiś sposób przymocowane i zamontowane na wale generatora. Ta praca jest bardziej złożona i wymaga precyzyjnego wyważenia, szczególnie w przypadku konstrukcji z trzema ostrzami.Istnieje wiele opcji wykonania dysku śmigła. Jednym z nich jest wykonanie tej części z płyt aluminiowych.

Będziesz musiał obliczyć średnicę tarczy śmigła, biorąc pod uwagę długość metrową łopatek. W przypadku rozpiętości skrzydeł wynoszącej 2 metry szacunkowa średnica dysku może wynosić 150–200 mm. Na podstawie obliczonej średnicy z blachy aluminiowej wycina się wymaganą liczbę okrągłych płytek (6-7 szt.).

Przykład wykonania śmigła generatora wiatrowego z dwustumilimetrowej rury aluminiowej, używanej na polach uprawnych do podlewania upraw. Rezultatem jest lekka i wydajna konstrukcja

Wycięte okrągłe płytki układa się jedna na drugiej, wyrównuje wzdłuż krawędzi i mocuje. Do klejenia najlepiej użyć wysokiej jakości kleju epoksydowego. Możliwe są jednak także inne metody mocowania.

Na gotowej przyklejonej tarczy należy zaznaczyć i wywiercić otwór w centralnym punkcie do montażu na wale generatora. Zmodyfikuj otwór za pomocą wpustu, aby dopasować go do rozmiaru wpustu zainstalowanego na wale wirnika generatora.

Tak przygotowana tarcza śmigła przeznaczona jest do montażu łopatek. Wywierć otwory wzdłuż zaznaczonych linii na śruby montażowe wsporników. Części te są również wykonane z aluminium o grubości dobranej tak, aby kompensować przenoszone siły.

Pozostaje tylko przymocować wykonane wcześniej ostrza do dysku w przewidzianych punktach połączenia, wyważyć je na płaskiej powierzchni i zabezpieczyć śrubami.

Krok 2. Wykonanie masztu z rury

Agregat traktorowy AT-700, wyposażony w domowe śmigło, to już prawdziwy wiatrak. Aby uzyskać maksymalny efekt konstrukcji, zaleca się podniesienie jej o 5-7 metrów i zapewnienie ruchu okrężnego 360°.

Dlatego wiatrowskaz umieszcza się na maszcie, który najłatwiej wykonać na bazie metalowej rury.

Zamontowany maszt wykonany z metalowej rury o średnicy 50 mm z generatorem wiatrowym na górze. Aby zapewnić stabilność masztu, stosuje się odciągi wykonane z liny metalowej

Maszt o wysokości 5-7 metrów, wyposażony na szczycie w generator wiatrowy, będzie doświadczał znacznych obciążeń. W związku z tym średnica metalowej rury musi być dość duża - co najmniej 50 mm średnicy zewnętrznej.

Maszt zabezpieczony jest czterema odciągami, zamocowanymi od góry bliżej wiatraka i naciągniętymi względem siebie.

Parę odpowiednich łożysk wciska się pod górną krawędź rury masztu, w obszar wewnętrzny, lub zabezpiecza w inny sposób. Będzie to podporowy blok obrotowy, w którym zmieści się wiatrowskaz z generatorem i śmigłem. Pozostaje tylko wykonać sam wiatrowskaz i zainstalować na nim cały niezbędny sprzęt.

Krok 3. Jak zrobić aluminiowy wiatrowskaz

Zaleca się wykonanie konstrukcji wiatrowskazu, na jednym końcu którego znajduje się miejsce na generator samochodowy ze śmigłem, a na drugim miejsce na „trzon” z lekkiego, wytrzymałego materiału.

Na przykład rura aluminiowa o profilu prostokątnym zmieściłaby się tuż pod podstawą. Aby przymocować generator do rury profilowej, wygodniej jest zastosować opaski wykonane z miękkiej taśmy metalowej (najlepiej nierdzewnej).

Przykład możliwego montażu obudowy generatora na rurze profilowej wiatrowskazu. Wykorzystuje metalową ramę z przednimi i tylnymi przykręcanymi wspornikami

Tył wiatrowskazu może być wykonany z tej samej blachy aluminiowej i przymocowany do rury profilowej za pomocą narożników.W punkcie ciężkości rury profilowej należy wzmocnić metalowy sworzeń ze stali nierdzewnej.

Ta część ma postać długiej śruby (250-300 mm) o średnicy około 30 mm (obliczeniowej), przechodzi przez korpus profilowanej rury aluminiowej i jest zabezpieczona od dołu nakrętką. Nakrętka zabezpieczająca jest umieszczona na górze nakrętki.

Średnica gwintu śruby powinna być nieco mniejsza niż średnica wewnętrzna pierścieni łożyskowych wprasowanych w rurę masztu. W środku śruby, wzdłuż jej osi, wierci się otwór o średnicy 7-10 mm. Przez ten otwór zostanie przeprowadzony kabel elektryczny z generatora, który poprowadzony zostanie rurą do punktu podłączenia.

Krok 4. Instalacja i podłączenie generatora wiatrowego

Po wszystkich opisanych przygotowaniach (koniecznie przy spokojnej pogodzie) przystąp do montażu:

1. Generator ciągnika jest przymocowany do podstawy wiatrowskazu za pomocą zacisków.
2. Podnieś maszt z podłoża na wysokość 1,5 - 2 metry i zamontuj wiatrowskaz za pomocą śruby podpierającej na łożyskach.
3. Jednocześnie przeprowadź kabel od generatora przez korpus śruby i dalej wewnątrz rury do dolnego punktu wyjścia.
4. Ponadto tuż pod podstawą wiatrowskazu zamontowany jest na sztywno ogranicznik, który umożliwia obrót wiatrowskazu o 360° w jedną lub drugą stronę, ale nic więcej.
5. Na koniec maszt zostaje podniesiony i wzmocniony zastrzałami kablowymi.
6. Podłącz końce kabla do urządzenia odbiorczego (zwykle przez kontroler do akumulatora).

Na tym etapie budowę generatora wiatrowego można uznać za zakończoną. Jednak nadal istnieje wiele indywidualnych szczegółów procesu, z którymi będziesz musiał sobie poradzić podczas użytkowania urządzenia.

Schemat blokowy pełnoprawnej turbiny wiatrowej: 1 – turbina wiatrowa, 2 – przetwornica ładowania akumulatora; 3 – akumulator samochodowy; 4 – falownik 24/220; 5.6 – wyjścia napięciowe 220V i 24V

Te detale kojarzą się już z automatyką regulującą akumulację i dystrybucję energii. Urządzenia takie jak regulator ładowania, falownik prądu i inne są obowiązkowymi elementami generatorów wiatrowych.

Zdjęcie przykładowego montażu wiatraka krok po kroku

Rozważmy przykład budowy wiatraka 24 V zmontowanego na bazie generatora samochodowego. Domowy produkt zaczyna działać stabilnie przy sile wiatru 5 m/s. Przy umiarkowanie wietrznej pogodzie w porywach do 15 m/s instalacja dostarcza od 8 do 11 A, w dni z silnym wiatrem wydajność wzrasta. Moc nie większa niż 300 W.

W rzeczywistości cała praca została wykonana, pozostaje tylko połączyć różne elementy przydatnej instalacji w życiu codziennym:

Własnoręcznie zbudowana instalacja rozwija napięcie 24 V, może służyć do ładowania akumulatorów urządzeń mobilnych oraz zasilania linii oświetleniowych lampami energooszczędnymi.

Analiza błędów projektowych

Montaż generatora wiatrowego w domu własnymi rękami nie jest oczywiście zadaniem nieomylnym.Nawet przy projektach przemysłowych turbin wiatrowych inżynierowie popełniają błędy. Ale uczą się na błędach, o czym świadczą ugruntowane struktury domowe.

Tak więc wśród błędów w projektowaniu domowych generatorów wiatrowych często pojawia się taki szczegół, jak brak modułu hamującego w konstrukcji generatora. Standardowa wersja takich urządzeń (samochodowa lub traktorowa) nie zapewnia takiej części. Oznacza to, że generator wymaga modyfikacji.

Jednak nie każdy „projektant” chce zajmować się tą delikatną materią. Wiele osób ignoruje ten szczegół, mając nadzieję na „być może”. W rezultacie przy silnym wietrze śmigło obraca się do niewiarygodnie dużych prędkości. Łożyska generatora nie są w stanie tego wytrzymać i niszczą gniazda aluminiowych osłon. Wirnik zostaje zaklinowany.

Zniszczony generator wiatrowy z powodu wad konstrukcyjnych. Błędy w projektowaniu i montażu takich konstrukcji prowadzą do poważnych konsekwencji.

Ten sam problem dotyczy usterki związanej z brakiem ogranicznika obrotu wiatrowskazu. Często o tym elemencie po prostu zapomina się zainstalować i zapamiętuje się go dopiero wtedy, gdy prądy wiatru zaczynają obracać „koguta” wokół własnej osi, jak bączek w programie „Co? Gdzie? Gdy?". Wynik jest katastrofalny.

Minimalne uszkodzenia to załamanie i zerwanie kabla elektrycznego, a w ciężkich przypadkach zniszczenie całej konstrukcji.

Kolejnym zauważalnym błędem montażowym było nieprawidłowe obliczenie punktu ciężkości na podstawie wiatrowskazu. W takim przypadku urządzenie może przez jakiś czas działać normalnie. Jednak z biegiem czasu w zespole łożyskowym powstaje niewspółosiowość, swoboda obrotu jest ograniczona, a wydajność konstrukcji pod względem wydajności energetycznej gwałtownie maleje.

Jak poprawnie obliczyć generator wiatrowy, dowiesz się z zaproponowanego przez nas artykułu.

Często próbują bezpośrednio zasilać akumulator prądem otrzymywanym z generatora. Bardzo szybko zaczynają się zastanawiać, dlaczego bateria nie trzyma ładunku, lub odkrywają awarię 2-3 puszek.

Jest to banalny i naturalny błąd, ponieważ w każdym przypadku akumulator musi być ładowany w warunkach określonych prądów i napięć. Tutaj potrzebna jest kontrola tego procesu.

Dla majsterkowiczów zainteresowanych tematem zespoły generatorów wiatrowych, sugerujemy zapoznanie się z inną oryginalną opcją. W artykule opisano produkcję zespołu prądotwórczego z części pralek odpadowych.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Nawet zwykły elektryczny śrubokręt może stać się wiatrakiem, jeśli znasz podstawy generatora wiatrowego.

Zainteresowanie generatorami wiatrowymi nie maleje. Wręcz przeciwnie, ta opcja wytwarzania energii elektrycznej jest coraz częściej rozważana na poziomie właścicieli nieruchomości wiejskich.

Oczywiście, jeśli połączysz kilka rodzajów energii na raz - wiatr, energię słoneczną, turbiny wodne lub elektrownie jądrowe, takie połączenie może zapewnić efekt ekonomiczny. W takim przypadku ryzyko pozostawienia użytkownika bez prądu jest zredukowane do zera.

Czy chciałbyś nam opowiedzieć o tym, jak własnoręcznie zmontowałeś wiatrak, aby zapewnić energię elektryczną swojej daczy? Czy chcesz podzielić się przydatnymi informacjami, które nie zostały wymienione w artykule? Proszę o wpisanie komentarzy w bloku poniżej, podzielenie się swoimi wrażeniami, znanymi tylko Państwu niuansami technicznymi oraz zdjęciami na temat artykułu.