Mentre ingegneri e tecnologi di grandi aziende stanno sviluppando progetti per l'uso di fonti di energia alternative nell'industria, gli artigiani domestici stanno trovando il modo di utilizzarle in casa. Inoltre, il passaggio a generatori di energia non standard è determinato non solo dalla volontà di risparmiare sull'elettricità. Nelle dacie e negli insediamenti di cottage, le interruzioni nella fornitura di elettricità non sono rare e in alcune regioni non ci sono affatto reti di approvvigionamento centrali. Per i proprietari di remote proprietà private e per coloro che vogliono semplicemente fornire alla propria famiglia una fonte di energia indipendente, viene proposta l'idea di produrre un generatore eolico fatto in casa in diverse varianti.
Progettazione principale di un mulino a vento
A casa, realizzare un generatore eolico è facile. Basta prendere la parte funzionante dell'elica o il gruppo pale, collegarlo al motore con un convertitore elettrico e pensare al sistema di accumulo di energia. Quindi resta solo da organizzare le condizioni tecniche per il lavoro creatoinfrastruttura. Il problema è che per volumi di produzione più o meno significativi, il design dovrebbe essere costituito da elementi di lavoro a grandezza naturale. Per prima cosa vengono calcolati l'asse della ruota, la sua direzione e i materiali di montaggio. Ad esempio, gli aerogeneratori verticali fai-da-te fatti in casa sono realizzati con lamiere metalliche lavorate in modo speciale su macchine utensili o con utensili manuali. Una geometria errata della lama può causare una perdita di spinta a causa dell'inversione del flusso. Questo design funzionerà contro le correnti del vento.
A loro volta, le installazioni orizzontali non sono così impegnative per la disposizione degli organi funzionali. Avranno anche bisogno di lame di una certa configurazione, ma con una forma semplificata.
Oltre alla parte meccanica funzionante, il progetto del mulino a vento prevede il già citato motore. Dovrà fornire la trasformazione e l'accumulo di energia. Di norma, un generatore eolico fatto in casa per la casa è costituito da motori di elettrodomestici, ma potrebbero esserci altre opzioni. Particolare attenzione è riservata alla struttura portante. Sarà formato da un massiccio telaio a base di metallo, una custodia protettiva, una base del telaio per il fissaggio di unità ausiliarie, un rack e altri componenti.
Specifiche
Senza un calcolo preliminare delle capacità, non ha senso avviare un ulteriore sviluppo di un generatore eolico. Il modo in cui viene utilizzata l'installazione dipende in definitiva dalla quantità di energia convertita. E ancora, prestazioniil design è determinato dalle dimensioni del corpo di lavoro e dalla configurazione del suo progetto tecnico. I parametri medi di una turbina eolica fatta in casa possono essere rappresentati come segue:
- Diametro girante 200cm
- Numero di segmenti di pagaia – 6.
- La tensione per il generatore è 24W.
- Corrente - circa 250 A.
- Potenza del generatore - gamma da 0,2 a 3 kW.
- Velocità del vento fino a 12 m/s.
- Capacità della batteria - 500 Ah
Assemblaggio delle lame delle ruote
Come già notato, nella costruzione di una struttura complessa di un mulino a vento verticale, non si può fare a meno di una lamiera. È possibile utilizzare l'alluminio anodizzato, ma i segmenti in acciaio sono migliori per le caratteristiche di resistenza, sebbene richiedano la lavorazione. In ogni caso, solo il metallo duro consentirà di assemblare pale affidabili per la costruzione di un generatore eolico verticale fatto in casa. Puoi anche realizzare una ruota del vento per una struttura orizzontale con le tue mani usando spazi vuoti in polivinilcloruro (PVC). La plastica è più malleabile nella lavorazione, insensibile alle influenze ambientali e alla luce. I suoi svantaggi si basano sulla flessibilità meccanica, quindi dovresti concentrarti inizialmente su leghe di PVC rigido.
I pezzi grezzi strutturalmente idonei possono essere trovati nei tubi a pressione o nei segmenti di grondaia. Nel caso della plastica, vale la pena concentrarsi su uno spessore della parete di 5 mm, una lunghezza di circa 100 cm e un diametro fino a 15 cm Per formare un segmento, è consigliabile utilizzareun modello già pronto, disegnane i contorni e fai un ritaglio usando un seghetto alternativo o una sega per metallo. Il bilanciamento delle pale fatte in casa per una turbina eolica viene effettuato mediante molatura e molatura a grana fine delle superfici. Tutti gli angoli e i bordi sono accuratamente arrotondati in un'unica forma.
Successivamente, 6 elementi a lame dovrebbero essere installati sulla base della ruota eolica, in cui verrà quindi integrato il generatore. Il fissaggio avviene tramite una guaina metallica con un diametro di 20 cm e uno spessore di 1 cm. Per mezzo di una saldatura delicata ad inverter, è necessario saldare alla manica delle strisce di atterraggio in acciaio lunghe 30 cm e larghe 1,2 cm. Devono essere previsti fori in per il fissaggio delle lame.
Generatore a motore per bicicletta
La questione della scelta di un impianto di generazione è forse la più importante, quindi verranno prese in considerazione diverse opzioni. L'unità più pratica e conveniente dal punto di vista dell'installazione è un motore per bicicletta elettrica, che può essere acquistato per una media di 7-10 mila rubli. Sarà un modello con caratteristiche di tensione fino a 250 V e una velocità di rotazione di circa 200 giri/min. Successivamente, vengono collegati l'accoppiamento della ruota del vento e il generatore fatto in casa. Il generatore eolico può essere fissato alla scocca con bulloni, scegliendo i fori per il fissaggio dei raggi. Il risultato dovrebbe essere un'installazione compatta, relativamente leggera, ma non la più produttiva per la generazione di elettricità. Pertanto, vale la pena considerare alternative più potenti.
Progettazione con alternatore per auto
In termini di totalità delle qualità lavorative, una tale installazione lo faràunità di potenza ottimale e, se possibile, si consiglia di utilizzare il trattore e gli avviatori di carico. La difficoltà principale sarà nell'avvolgere il dispositivo con magneti al neodimio. Dovrebbero essere incollati ai dischi del rotore. Si adattano perfettamente agli elementi magnetici del formato 25x8 mm nella quantità di 20 pezzi. In questo caso i poli vanno rigorosamente alternati, altrimenti lo starter risulterà inutile nel disegno.
Vale anche la pena abbandonare i magneti rotondi in favore di quelli rettangolari. Il fatto è che un generatore eolico fatto in casa da un generatore per auto dovrà distribuire uniformemente le onde elettromagnetiche e gli elementi di forma rotonda non saranno in grado di supportare questa funzione nella giusta misura. Lungo i contorni esterni ed interni del posizionamento dei magneti, sono organizzate anche le linee dei lati. Possono essere realizzati in plastilina fissata con colla epossidica. Tuttavia, per una maggiore affidabilità, vale la pena riempire l'intero starter con resina astringente.
Applicazione motore asincrono
Per comodità durante i lavori di installazione, puoi prendere una centrale asincrona e, dopo una semplice modifica, combinarla con la parte meccanica del mulino a vento. La parte principale della raffinatezza sarà associata alla scanalatura del rotore su un tornio. La finitura viene eseguita in base allo spessore degli elementi magnetici. Il problema di elaborazione è dovuto al fatto che la progettazione dei motori asincroni non prevede manicotti speciali per l'inserimento di magneti, quindi le scanalature sono forate indipendentemente.
Come con la scelta dell'elettromagnetico rettangolareelementi, la formazione di inserti nell'alloggiamento avviene per la corretta direzione del campo verso l'avviatore. Dopo l'affinamento tecnico e l'introduzione delle attrezzature di lavoro, è possibile riempire la struttura con resina epossidica. L'uscita dovrebbe essere un generatore eolico fatto in casa di 2 kW o più: le prestazioni dipenderanno dalla potenza nominale e dal formato dei magneti utilizzati. A proposito, non temere che il campo di trattamento con la composizione adesiva abbassi leggermente la tensione. Non è di fondamentale importanza per le prestazioni del mulino a vento, ma potrebbe aumentare la forza attuale.
Utilizzare un generatore magnetico fatto in casa
Per la manutenzione di piccole batterie, puoi limitarti a installare un motorino di avviamento di tua produzione. Avrà molti svantaggi rispetto ai dispositivi di fabbrica, ma per i consumatori a bassa potenza sarà sufficiente un sistema del genere. Il passaggio più importante nella produzione è eseguire il calcolo corretto dei giri dell'avvolgimento. Il loro numero in un generatore eolico fatto in casa con magneti dipenderà dal numero di bobine. In media, la potenza totale è fornita da 1000-1200 giri/min.
Se usi un filo più grande per l'avvolgimento, la resistenza diminuirà e la forza della corrente, al contrario, aumenterà. Ma in ogni caso, avrai bisogno di una macchina per creare bobine con un avvolgimento. Il processo è di routine e lungo, quindi la meccanizzazione è indispensabile. L'unità di roccatura può essere manuale sulla base di un banco di lavoro. È sufficiente organizzare un'attrezzatura rotante su un'asta di metallo e portarla ad essabobina con filo di rame. La bobina stessa sarà rotonda. Più significativa è la questione della sua lunghezza, poiché un design allungato fornirà curve più dritte con un grande consumo di rame sul settore. Sezioni separate per la corretta distribuzione dell'avvolgimento sull'area possono essere inizialmente segnate su carta, dopodiché le stesse barriere di plastilina possono essere utilizzate sullo sbozzato della bobina.
Per aumentare la forza di un generatore eolico fatto in casa con le proprie mani, si consiglia di applicare la fibra di vetro sul fondo dello stampo. Per evitare che si attacchi alla superficie, si consiglia di trattare il retro con cera o vaselina. Nel sistema di avviamento il gruppo bobine è assemblato senza contatti diretti. Ogni elemento deve essere fissato in modo sicuro e le estremità delle fasi sono realizzate con isolamento multistrato. Diversi fili possono essere combinati in un'unica forma: una stella o un triangolo.
Installazione del generatore sul telaio
L'unità di potenza assemblata deve essere progettata per determinati carichi elettrici, ma non dimenticare l'impatto meccanico di terze parti. Affinché la struttura resista alla pressione dinamica e statica, l'albero del generatore deve essere fissato saldamente al telaio. Per fare ciò, utilizzare un telaio metallico adatto per forma e dimensioni a un generatore eolico fatto in casa. In casi estremi, è possibile utilizzare materiali di smorzamento per bloccare l'unità nell'alloggiamento. Anche i telai troppo pesanti sono indesiderabili. L'opzione migliore è un telaio in alluminio di 1-2 cm di spessore.
Protezione dal vento forte
BIn modalità normale, il mulino a vento funziona e genera corrente stabile a una velocità del vento di circa 10 m/s. Il superamento di questo indicatore sarà dannoso sia per la struttura portante che per l'imbottitura elettrica dell'apparecchiatura. Pertanto, l'installazione è protetta da un sistema di alette laterali. Ad esempio, le turbine eoliche verticali fatte in casa sono protette dagli uragani utilizzando pannelli che forniscono la forza della molla. In questo progetto, il generatore lavorerà nella direzione del flusso con la coda, ovvero la funzione del sistema è limitata alla meccanica, ma senza carichi eccessivi da correnti d'aria.
Albero della turbina eolica
Il componente portante centrale e principale dell'impianto, da cui dipende l'affidabilità meccanica dell'intero complesso. Angoli del profilo, tubi e pali possono essere utilizzati come questa asta. Più pratico e più facile da installare è un tubo metallico di diametro 10 cm.. Per quanto riguarda la lunghezza è da tenere presente che la posizione ottimale del generatore da terra è di 4-5 m. Gli impianti industriali sono montati anche a un' altezza maggiore, ma per un'installazione affidabile con tali parametri è necessaria un'attrezzatura aggiuntiva. In questo caso, secondo il principio delle pile a vite, è possibile installare un generatore eolico fatto in casa su un tubo con una profondità di 1-1,5 m nel terreno. Quando si sceglie un punto di posizione, è necessario tenerne conto che non ci dovrebbero essere interferenze allo stesso livello entro un raggio di 30 m. In casi estremi, dovrai sollevare la struttura di lavoro 1 m sopra la barriera.
Puoi anche calcolare in anticipo i dispositivi per la discesa e la salita. Non puoi ancora fare a meno della manutenzione e il supporto di una normale scala non è la soluzione più affidabile. Inoltre, i progettisti consigliano di installare tiranti di sicurezza con rientranze di 5 m lungo l' altezza dell'albero. Sono ancorati al suolo con ancoraggi entro un raggio che è la metà dell' altezza del palo.
Conclusione
I gruppi elettrogeni alimentati da fonti di energia naturale non sono ancora ampiamente utilizzati a causa dell' alto costo delle apparecchiature di base e dei notevoli costi di manutenzione. In questo caso, il più costoso può essere un generatore eolico fatto in casa da un motore asincrono, che richiederà una potente base di alimentazione e un supporto tecnico regolare. D' altra parte, ha anche la più alta produttività (rendimento di circa l'80%), che consentirà di recuperare i costi di installazione e relativi materiali. Quanta energia è sufficiente da una batteria collegata a un tale generatore? Come dimostra la pratica, la soglia energetica minima di un impianto con un rendimento di 2-3 kW consente di coprire i fabbisogni di impianti di climatizzazione, gruppi domestici di apparecchi di illuminazione, apparecchiature di refrigerazione, ecc.
