Samalla kun suuryritysten insinöörit ja teknikot kehittävät hankkeita vaihtoehtoisten energialähteiden käyttöön teollisuudessa, kodin käsityöläiset etsivät tapoja hyödyntää niitä kotitaloudessa. Lisäksi siirtymistä epästandardeihin energiantuottajiin määrää paitsi halu säästää sähköä. Mökki- ja mökkiasutusalueilla sähköntoimitusten keskeytykset eivät ole harvinaisia, ja joillakin alueilla ei ole lainkaan keskusverkkoja. Syrjäisten yksityistilojen omistajille ja niille, jotka haluavat vain tarjota kotitalouteensa itsenäisen energianlähteen, ehdotetaan ajatusta kotitekoisen tuuligeneraattorin valmistamisesta eri muunnelmissa.
Tuulimyllyn pääsuunnitelma
Tuulivoimalla toimivan generaattorin valmistaminen kotona on helppoa. Riittää, kun otetaan potkurin tai siipiryhmän työosa, kytketään se sähkömuuntimella moottoriin ja mietitään energian varastointijärjestelmää. Sitten jää vain organisoida luodun työn tekniset olosuhteetinfrastruktuuria. Ongelmana on, että enemmän tai vähemmän merkittäviä tuotantomääriä varten suunnittelun tulisi koostua täysimittaisista työkohteista. Ensin lasketaan pyörän akseli, sen suunta ja asennusmateriaalit. Esimerkiksi tee-se-itse pystysuorat kotitekoiset tuuliturbiinit valmistetaan metallilevyistä, jotka on käsitelty erityisellä tavalla työstökoneilla tai käsityökaluilla. Väärä terägeometria voi johtaa työntövoiman menetykseen virtauksen suunnan käänteessä. Tämä malli toimii tuulivirtoja vastaan.
Vakavaraiset asennukset eivät puolestaan ole niin vaativia toiminnallisten elinten järjestelylle. He tarvitsevat myös tietyn kokoonpanon teriä, mutta muodoltaan yksinkertaistettuja.
Tuulimyllyn suunnittelussa on toimivan mekaanisen osan lisäksi jo mainittu moottori. Sen on tarjottava energian muunnos ja kerääntyminen. Kotitekoinen kodin tuuligeneraattori valmistetaan pääsääntöisesti kodinkoneiden moottoreista, mutta muitakin vaihtoehtoja voi olla. Erityistä huomiota kiinnitetään tukirakenteeseen. Se muodostuu massiivisesta metallipohjaisesta rungosta, suojakotelosta, runkoalustasta apuyksiköiden kiinnitystä varten, telineestä ja muista komponenteista.
Tekniset tiedot
Ilman alustavaa kapasiteettilaskelmaa ei ole järkevää aloittaa tuuligeneraattorin jatkokehitystä. Asennuksen käyttötapa riippuu viime kädessä muunnettavan energian määrästä. Ja taas suoritussuunnittelu määräytyy työkappaleen mittojen ja sen teknisen suunnittelun kokoonpanon mukaan. Kotitekoisen tuuliturbiinin keskimääräiset parametrit voidaan esittää seuraavasti:
- Juoksupyörän halkaisija 200cm
- Melojen segmenttien lukumäärä – 6.
- Generaattorin jännite on 24 W.
- Virta - noin 250 A.
- Generaattorin teho - 0,2-3 kW.
- Tuulen nopeus jopa 12 m/s.
- Akun kapasiteetti - 500 Ah
Pyörien terien kokoaminen
Kuten jo todettiin, pystysuuntaisen tuulimyllyn monimutkaisen rakenteen rakentamisessa ei tule toimeen ilman metallilevyä. Anodisoitua alumiinia voidaan käyttää, mutta terässegmentit ovat lujuusominaisuuksiltaan parempia, vaikka ne vaativat koneistuksen. Joka tapauksessa vain kova metalli mahdollistaa luotettavien terien kokoamisen pystysuoran kotitekoisen tuuligeneraattorin rakentamiseen. Voit myös tehdä tuulipyörän vaakasuoraan rakenteeseen omin käsin käyttämällä polyvinyylikloridi (PVC) aihioita. Muovi on muokattavampaa jalostuksessa, herkkä ympäristön vaikutuksille ja valolle. Sen haitat perustuvat mekaaniseen joustavuuteen, joten sinun tulee aluksi keskittyä jäykiin PVC-seoksiin.
Paineputkista tai kourusegmenteistä löytyy rakenteellisesti sopivia aihioita. Muovin tapauksessa kannattaa keskittyä seinämänpaksuuteen 5 mm, pituus noin 100 cm ja halkaisija enintään 15 cm. Segmentin muodostamiseen kannattaa käyttäävalmis malli, piirrä siitä ääriviivat ja tee leikkaus palapelillä tai metallisahalla. Tuuliturbiinin kotitekoiset siivet tasapainotetaan hiomalla ja pintojen hienorakeisella hiomalla. Kaikki kulmat ja reunat on pyöristetty huolellisesti yhdeksi muotoiseksi.
Seuraavaksi tuulipyörän pohjaan tulee asentaa 6 teräelementtiä, joihin generaattori sitten integroidaan. Kiinnitys tehdään metalliholkin läpi, jonka halkaisija on 20 cm ja paksuus 1 cm. Invertterihitsauksella tulee hitsata holkkiin 30 cm pitkät ja 1,2 cm leveät teräslistat. ne terien kiinnittämiseen.
Pyörien moottorigeneraattori
Tuottajalaitoksen valintakysymys on ehkä tärkein, joten useita vaihtoehtoja harkitaan. Käytännöllisin ja kätevin yksikkö asennuksen kann alta on sähköinen polkupyörän moottori, joka voidaan ostaa keskimäärin 7-10 tuhatta ruplaa. Se on malli, jonka jänniteominaisuudet ovat jopa 250 V ja pyörimisnopeus noin 200 rpm. Seuraavaksi tuulipyörän kytkin ja kotitekoinen generaattori yhdistetään. Tuuligeneraattori voidaan kiinnittää runkoon pulteilla valitsemalla pinnojen kiinnitysreiät. Tuloksena pitäisi olla kompakti, suhteellisen kevyt, mutta ei tuottavin sähköntuotantolaitteisto. Siksi kannattaa harkita tehokkaampia vaihtoehtoja.
Suunnittelu autogeneraattorilla
Kokonaisuudessaan työominaisuuksien kann alta tällainen asennus onoptimaalinen tehoyksikkö, ja jos mahdollista, on suositeltavaa käyttää traktorin ja lastin käynnistimiä. Suurin vaikeus on laitteen kääriminen neodyymimagneeteilla. Ne tulee liimata roottorilevyihin. Optimaalisesti sopivat magneettiset elementit, joiden muoto on 25x8 mm, 20 kpl. Tässä tapauksessa pylväitä tulee vaihtaa tiukasti, muuten käynnistin on hyödytön suunnittelussa.
Myös pyöreistä magneeteista kannattaa luopua suorakaiteen muotoisten sijaan. Tosiasia on, että autogeneraattorista valmistetun kotitekoisen tuuligeneraattorin on jaettava tasaisesti sähkömagneettiset aallot, eivätkä pyöreät elementit pysty tukemaan tätä toimintoa oikeassa määrin. Magneettien sijoittelun ulko- ja sisäääriviivoja pitkin järjestetään myös sivujen linjat. Ne voidaan valmistaa plastiliinista, joka on kiinnitetty epoksiliimalla. Luotettavuuden lisäämiseksi kannattaa kuitenkin täyttää koko käynnistin supistavalla hartsilla.
Asynkroninen moottorisovellus
Asennustöiden helpottamiseksi voit ottaa asynkronisen voimalaitoksen ja yhdistää sen yksinkertaisen muutoksen jälkeen tuulimyllyn mekaaniseen työosaan. Suurin osa tarkennuksesta liittyy sorvin roottorin uraan. Viimeistely tehdään magneettielementtien paksuuden mukaan. Käsittelyongelma johtuu siitä, että asynkronisten moottoreiden suunnittelussa ei ole erityisiä holkkeja magneettien asettamiseen, joten urat porataan itsenäisesti.
Kuten suorakaiteen muotoisen sähkömagneettisen valinnan yhteydessäelementtejä, kotelon sisäosien muodostus tehdään kentän oikeaan suuntaan käynnistimeen. Teknisen jalostuksen ja työlaitteiden käyttöönoton jälkeen rakenne on mahdollista täyttää epoksihartsilla. Tuotoksen tulee olla kotitekoinen 2 kW tai enemmän tuuligeneraattori - suorituskyky riippuu nimellistehosta ja käytettyjen magneettien muodosta. Muuten, älä pelkää, että liimakoostumuksella käsittelyalue laskee jännitettä hieman. Sillä ei ole perustavanlaatuista merkitystä tuulimyllyn toiminnan kann alta, mutta se voi hyvinkin nostaa virran voimakkuutta.
Kotitekoisen magneettigeneraattorin käyttäminen
Pienten akkujen huoltoa varten voit rajoittua asentamaan oman valmistajasi käynnistimen. Sillä on monia haittoja tehdaslaitteisiin verrattuna, mutta pienitehoisille kuluttajille tällainen järjestelmä riittää. Valmistuksen tärkein vaihe on käämin kierrosten oikea laskeminen. Niiden lukumäärä kotitekoisessa magneeteilla varustetussa tuuligeneraattorissa riippuu kelojen lukumäärästä. Keskimäärin kokonaisteho saadaan 1000-1200 rpm.
Jos käytät suurempaa lankaa käämitykseen, vastus pienenee ja virran voimakkuus päinvastoin kasvaa. Mutta joka tapauksessa tarvitset koneen kelojen luomiseen käämityksellä. Prosessi on rutiini ja pitkä, joten koneistus on välttämätöntä. Kelausyksikkö voi olla manuaalinen työpöydän pohj alta. Riittää, kun järjestetään pyörivä laite metallitankoon ja tuodaan siihenkela kuparilangalla. Itse kela tulee olemaan pyöreä. Merkittävämpää on kysymys sen pituudesta, koska pitkänomainen muotoilu tarjoaa suoremmat käännökset ja suuren kuparin kulutuksen alalla. Paperille voidaan aluksi merkitä erilliset sektorit käämityksen oikeaa jakautumista varten, minkä jälkeen kela-aihiossa voidaan käyttää samoja muovailuvahaa.
Kotitekoisen tuuligeneraattorin lujuuden lisäämiseksi omin käsin on suositeltavaa levittää lasikuitua muotin pohjalle. Jotta se ei tarttuisi pintaan, on suositeltavaa käsitellä takapuoli vahalla tai vaseliinilla. Käynnistysjärjestelmässä kelaryhmä kootaan ilman suoria koskettimia. Jokainen elementti on kiinnitettävä tukevasti ja vaiheiden päät tuodaan ulos monikerroksisella eristyksellä. Useita johtoja voidaan yhdistää yhdeksi muodoksi - tähdeksi tai kolmioksi.
Generaattorin asentaminen runkoon
Kootun tehoyksikön on oltava suunniteltu tietyille sähköisille kuormituksille, mutta älä unohda kolmannen osapuolen mekaanisia iskuja. Jotta rakenne kestäisi dynaamista ja staattista painetta, generaattorin akseli on kiinnitettävä tukevasti runkoon. Käytä tätä varten metallirunkoa, joka sopii muodoltaan ja kooltaan kotitekoiselle tuuligeneraattorille. Äärimmäisissä tapauksissa voidaan käyttää vaimennusmateriaaleja yksikön kiinnittämiseen koteloon. Liian raskaat kehykset eivät myöskään ole toivottavia. Paras vaihtoehto on 1-2 cm paksu alumiinirunko.
Korkea tuulensuoja
BNormaalitilassa tuulimylly toimii ja tuottaa vakaata virtaa tuulen nopeudella noin 10 m/s. Tämän indikaattorin ylittäminen on haitallista sekä tukirakenteelle että laitteen sähköiselle täytteelle. Siksi asennus on suojattu sivusiipijärjestelmällä. Esimerkiksi kotitekoiset pystysuuntaiset tuuliturbiinit suojataan hurrikaaneilta jousivoimaa antavilla paneeleilla. Tässä mallissa generaattori toimii virtaussuunnassa hännän kanssa, eli järjestelmän toiminta rajoittuu mekaniikkaan, mutta ilman ilmavirroista aiheutuvia liiallisia kuormituksia.
Tuulivoimalan masto
Asennuksen keskus- ja päälaakerikomponentti, josta riippuu koko kokonaisuuden mekaaninen luotettavuus. Profiilikulmia, putkia ja pylväitä voidaan käyttää tämän tangona. Halkaisij altaan 10 cm metalliputki on käytännöllisempi ja helpompi asentaa. Pituuden suhteen on otettava huomioon, että generaattorin optimaalinen sijainti maanpinnan yläpuolella on 4-5 m. Teollisuuslaitoksia asennetaan myös korkeampi korkeus, mutta luotettavaan asennukseen tällaisilla parametreilla tarvitaan lisälaitteita. Tällöin ruuvipaaluperiaatteen mukaan on mahdollista asentaa kotitekoinen tuuligeneraattori putkeen, jonka syvyys on 1-1,5 m. Asentopistettä valittaessa on otettava huomioon se. että samalla tasolla ei pitäisi olla häiriöitä 30 metrin säteellä. Äärimmäisissä tapauksissa työrakenne on nostettava 1 m esteen yläpuolelle.
Voit myös laskea laskeutumisen ja nousun laitteet etukäteen. Ilman huoltoa ei silti pärjää, eikä tavallisten tikkaiden jalusta ole luotettavin ratkaisu. Lisäksi suunnittelijat suosittelevat turvavaijerien asentamista 5 m:n syvennyksellä maston korkeuteen. Ne on ankkuroitu maahan ankkureilla säteellä, joka on puolet pylvään korkeudesta.
Johtopäätös
Luonnollisilla energialähteillä toimivia generaattoreita ei vieläkään käytetä laajasti peruslaitteiden korkeiden kustannusten ja huomattavien ylläpitokustannusten vuoksi. Tässä tapauksessa kallein voi olla kotitekoinen tuuligeneraattori asynkronisesta moottorista, joka vaatii tehokkaan tehopohjan ja säännöllisen teknisen tuen. Toisa alta sillä on myös korkein tuottavuus (hyötysuhde noin 80 %), mikä mahdollistaa asennuksen ja siihen liittyvien materiaalien kustannukset. Kuinka paljon energiaa riittää tällaiseen generaattoriin kytketystä akusta? Kuten käytäntö osoittaa, järjestelmän vähimmäisenergiakynnys, jonka palautusteho on 2-3 kW, mahdollistaa ilmastojärjestelmien, kotitalouksien valaistuslaitteiden, jäähdytyslaitteiden jne. tarpeet.
