A légtömeg kimeríthetetlen energiatartalékkal rendelkezik, amelyet az emberiség az ókorban használt. Alapvetően a szél ereje biztosította a hajók mozgását vitorlák alatt és a szélmalmok működését. A gőzmotorok feltalálása után az ilyen típusú energia elvesztette relevanciáját.

Csak a modern körülmények között a szélenergia ismét népszerűvé vált az elektromos generátorok hajtóerejeként. Még nem terjedtek el ipari méretekben, de egyre népszerűbbek a magánszektorban. Időnként egyszerűen lehetetlen csatlakozni egy távvezetékhez. Ilyen esetekben sok tulajdonos saját kezűleg szélgenerátort tervez és gyárt saját kezűleg improvizált anyagokból. Továbbá fő vagy kiegészítő áramforrásként használják őket.

A tökéletes szélmalom elmélete

Ezt az elméletet a mechanika területén dolgozó tudósok és szakemberek különböző időpontokban fejlesztették ki. Először V.P. fejlesztette ki. Vetchinkin 1914-ben, és az ideális légcsavar elméletét vették alapul. Ezekben a tanulmányokban először derült ki a szélenergia hasznosítása egy ideális szélmalomban.

Az ezen a területen folytatott munkát N.E. Zsukovsky, aki levonta ennek az együtthatónak a maximális értékét, amely 0,593-ra esik. Egy másik professzor későbbi munkáiban - Sabinin G.Kh. a korrigált együttható értéke 0,687 volt.

A kidolgozott elméletekkel összhangban az ideális szélkeréknek a következő paraméterekkel kell rendelkeznie:

• A kerék forgástengelyének párhuzamosnak kell lennie a szél áramlásának sebességével.
• A pengék száma végtelenül nagy, nagyon kis szélességgel.
• Nulla profilú szárnyak ellenállása a pengék mentén állandó cirkuláció mellett.
• A szélmalom teljes söpört felületén állandó a veszteség a sebességen a keréknél.
• A szögsebesség hajlama a végtelenségre.

Szélturbina kiválasztása

A ház szélgenerátorának kiválasztásakor a szükséges energiát figyelembe kell venni, biztosítva a műszerek és berendezések működését, figyelembe véve a bekapcsolás ütemezését és gyakoriságát. Ezt a fogyasztás havi elszámolása határozza meg. Ezenkívül a teljesítményérték a fogyasztók műszaki jellemzőivel összhangban meghatározható.

Figyelembe kell venni azt a tényezőt, hogy az összes elektromos készülék áramellátását nem közvetlenül a szélgenerátorról, hanem a frekvenciaváltótól és az elemek készletéből kell biztosítani. Így az 1 kW-os generátor képes biztosítani a négy kilovatt frekvenciaváltót ellátó akkumulátorok normál működését. Ennek eredményeként az azonos kapacitású háztartási készülékek teljes energiával vannak ellátva. Nagyon fontos az elemek megfelelő kiválasztása. Különös figyelmet kell fordítani a paraméterekre, például a töltőáramra.

A szélturbina tervezésének kiválasztásakor a következő tényezőket kell figyelembe venni:

• A szélkerék forgásiránya függőleges vagy vízszintes.
• A ventilátorlapátok formája lehet vitorla, egyenes vagy ívelt felülettel. Egyes esetekben kombinált opciókat használnak.
• A pengék anyaga és gyártásuk technológiája.
• A ventilátorlapátok eltérő lejtőjű elhelyezkedése az áthaladó levegő áramlásához viszonyítva.
• A ventilátorban található pengék száma.
• A szélerőműről a generátorra továbbított szükséges teljesítmény.

Ezenkívül figyelembe kell venni egy adott területnek az időjárási szolgálatban megadott átlagos éves szélsebességét. Nem szükséges meghatározni a szél irányát, mivel a modern szélgenerátorok egymástól függetlenül az ellenkező irányba forognak.

Az Orosz Föderáció legtöbb területén a legjobb megoldás a forgástengely vízszintes tájolása, a pengék felülete ívelt, konkáv, és a légáram heves szögben áramlik körül. A szél által vett energiát a penge területe befolyásolja. Egy átlagos házhoz 1,25 m 2 -es terület elég.

A szélmalom fordulatszáma a pengék számától függ. Az egyik pengével működő szélturbinák a leggyorsabban forognak. Az ilyen konstrukciókban ellensúlyt használnak a kiegyensúlyozáshoz. Vegye figyelembe azt a tényt, hogy alacsony szélsebességnél, 3 m / s alatt, a szélturbinák képtelenek energiává válni. Annak érdekében, hogy az egység érzékelje a gyenge szeleket, a pengék területét legalább 2 m 2 -re kell növelni.

Szélgenerátor kiszámítása

A szélgenerátor kiválasztása előtt meg kell határozni a szél sebességét és irányát, amelyek a legjellemzőbbek a javasolt telepítés helyén. Ne feledje, hogy a pengék forgása legalább 2 m / s szélsebességgel kezdődik. A maximális hatékonyság akkor érhető el, ha ez a mutató 9 és 12 m / s közötti értéket ér el. Vagyis ahhoz, hogy egy kis vidéki házban áramot biztosítson, legalább 1 kW / h teljesítményű generátorra és legalább 8 m / s sebességű szélre van szüksége.

A szélsebesség és a légcsavar átmérője közvetlen hatással van a szélturbina által generált energiára. A következő képletekkel pontosan kiszámítható egy adott modell működési jellemzői:

1. A forgási területnek megfelelő számításokat a következőképpen hajtjuk végre: P \u003d 0,6 x S x V 3, ahol S a szél irányára merőleges terület (m 2), V a szél sebessége (m / s), P a generátorkészlet teljesítménye ( kW).
2. Az elektromos telepítésnek a csavar átmérője alapján történő kiszámításához a következő képletet kell használni: P \u003d D 2 x V 3/7000, ahol D a csavar átmérője (m), V a szélsebesség (m / s), P a generátor teljesítménye (kW).
3. A bonyolultabb számítások figyelembe veszik a levegő sűrűségét. E célokra a következő képletet kell megadni: P \u003d ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η red x η gén, ahol ξ a szélenergia felhasználási együtthatója (dimenzió nélküli érték), π \u003d 3,14, R - a forgórész sugara (m), V a levegő sebessége (m / s), ρ a levegő sűrűsége (kg / m 3), η ed a sebességváltó hatékonysága (%), η gén a generátor hatékonysága (%).

Így a szélgenerátor által termelt villamos energia köbméterben növekszik kvantitatív módon a szél áramlásának növekvő sebességével. Például a szélsebesség kétszeres növekedésével a rotor kinetikus energiatermelése nyolcszorosára növekszik.

A szélerőmű telepítésének helyének megválasztásakor előnyben kell részesíteni azokat a területeket, ahol nincs nagy épület és magas fák, amelyek akadályozzák a szél működését. A lakóépületektől minimális távolság 25-30 méter, különben a működés közben fellépő zaj kényelmetlenséget és kellemetlenséget okoz. A szélturbina forgórészének a legközelebbi épületeket legalább 3-5 m-rel meghaladó magasságban kell elhelyezni.

Ha nem szándékozik egy vidéki házat az általános hálózathoz csatlakoztatni, akkor ebben az esetben használhatja a kombinált rendszerek opcióit. A szélturbina működése sokkal hatékonyabb, ha dízelgenerátorral vagy napelemmel együtt használják.

Hogyan készítsünk egy "csináld magad" szélgenerátort?

A szélgenerátor típusától és kivitelétől függetlenül minden eszköz alapjául hasonló elemek vannak felszerelve. Minden modellnek vannak generátorai, különféle lapátok, felvonók, amelyek biztosítják a kívánt szintű felszerelést, valamint kiegészítő elemekkel és elektronikus vezérlőrendszerrel. A legegyszerűbben gyártható rotor típusú aggregátumok vagy mágneses axiális szerkezetek.

1. lehetőség: A szélgenerátor forgórészének kialakítása.

A forgó szélgenerátor két, négy vagy több pengét használ. Az ilyen szélerőművek nem képesek teljes áramot szolgáltatni a nagy vidéki házakhoz. Ezeket elsősorban kiegészítő villamosenergia-forrásként használják.

A szélmalom névleges teljesítményétől függően a szükséges anyagokat és alkatrészeket választják ki:

• Generátor egy autóból 12 voltos és akkumulátorral.
• Feszültségszabályozó, amely 12 és 220 V közötti váltakozó áramot alakít át.
• Nagy kapacitású tartály. A legjobb alumínium vödör vagy rozsdamentes acél serpenyő.
• Töltőként használhatja az autóból eltávolított relét.
• Szüksége lesz egy 12 V-os kapcsolóra, töltő lámpára egy vezérlővel, csavarokkal anyákkal és alátétekkel, valamint fém bilincsekkel gumi tömítésekkel.
• Hárommagos, legalább 2,5 mm 2 keresztmetszetű kábel és hagyományos voltmérő, bármilyen mérőkészülékről.

Mindenekelőtt a forgórészt meglévő fémtartályból - edényből vagy vödörből - készítik. Négy egyenlő részben van megjelölve, és a vonalak végén lyukakat készítünk, hogy megkönnyítsük az alkatrészekre történő elválasztást. Ezután a tartályt vágjuk ollóval fém vagy daráló számára. A forgórész lapáit kivágjuk a kapott nyersdarabokból. Minden mérést gondosan ellenőrizni kell a méreteknek való megfelelés szempontjából, különben a terv nem fog megfelelően működni.

Ezután meghatározzuk a generátor szíjtárcsa forgási oldalát. Általában az óramutató járásával megegyezően forog, de jobb, ha ellenőrzi. Ezután a rotorrészt csatlakoztatják a generátorhoz. A forgórész mozgásának kiegyensúlyozatlansága elkerülése érdekében a rögzítőelemek furatát mindkét szerkezetben szimmetrikusan kell elhelyezni.

A pengék élének forgási sebességének fokozása érdekében enyhén meg kell hajlítani. A hajlítási szög növekedésével a forgóberendezés hatékonyabban érzékeli a légáramlást. Mivel a pengék nemcsak a vágási kapacitás elemeit használják, hanem a kör alakú fémlemezhez kapcsolódó egyes alkatrészeket is.

A tartálynak a generátorhoz történő rögzítése után a kapott szerkezetet fémbilincsekkel teljesen fel kell szerelni az árbocra. Ezután a vezetékeket összeszereljük és összeszereljük. Minden érintkezőt a saját csatlakozójához kell csatlakoztatni. A csatlakoztatás után a vezetékeket huzallal rögzítik az árbochoz.

Az összeszerelés végén az inverter, az akkumulátor és a rakomány össze van kötve. Az akkumulátort egy 3 mm 2 szakaszú kábellel kell összekötni, minden más csatlakozáshoz elegendő a 2 mm 2 szakasz. Ezután a szélgenerátor működtethető.

2. lehetőség: A szélgenerátor tengelyirányú kialakítása mágnesek segítségével.

Az otthoni tengelyirányú szélmalmok olyan szerkezetűek, amelyek egyik fő eleme a neodímium mágnesek. Teljesítményük szempontjából jelentősen meghaladják a hagyományos forgóegységeket.

A forgórész a szélgenerátor teljes szerkezetének fő eleme. Előállításához a féktárcsákkal ellátott kerékagy a legmegfelelőbb. A működő alkatrészt elő kell készíteni - tisztítsa meg szennyeződésektől és rozsdaitól, kenje meg a csapágyakat.

Ezután el kell osztania és rögzítenie kell a mágneseket. Összesen 20 darabra lesz szükségük, mérete 25 x 8 mm. A mágneses mező a hossza mentén helyezkedik el. Még a mágnesek is oszlopok lesznek, a lemez teljes síkja mentén helyezkednek el, váltakozva az egyiken. Ezután meghatározzák az előnyeket és hátrányokat. Az egyik mágnes felváltva érinti a korong többi mágnesét. Ha vonzzák őket, akkor a pólus pozitív.

Megnövekedett pólusszám esetén bizonyos szabályokat be kell tartani. Az egyfázisú generátorokban a pólusok száma egybeesik a mágnesek számával. Háromfázisú generátorokban a mágnesek és a pólusok 4/3-os arányát, valamint a pólusok és tekercsek 2/3-os arányát figyelték meg. A mágneseket a lemez kerületére merőlegesen kell felszerelni. Az egyenletes eloszlásukhoz papír sablont használnak. Először a mágneseket erős ragasztóval rögzítik, majd végül epoxival rögzítik.

Ha összehasonlítjuk az egyfázisú és a háromfázisú generátorokat, akkor az előbbiek teljesítménye valamivel rosszabb lesz, mint az utóbbi. Ennek oka a hálózat nagy amplitúdóbeli ingadozása az instabil áramkimenet miatt. Ezért az egyfázisú készülékekben rezgés lép fel. Háromfázisú kivitelnél ezt a hátrányt az egyik fázisról a másikra történő áramterhelés kompenzálja. Ennek következtében a hálózatban állandó teljesítményérték van biztosítva. A rezgés miatt az egyfázisú rendszerek élettartama lényegesen alacsonyabb, mint a háromfázisú rendszerek élettartama. Ezenkívül a háromfázisú modelleknek nincs zaja működés közben.

Az oszlop magassága körülbelül 6–12 m. A zsalu közepére van felszerelve és betonnal öntve. Ezután a kész szerkezetet az oszlopra rögzítik, amelyre a csavart rögzítik. Maga az árboc kábelekkel van rögzítve.

Szélturbina pengék

A szélerőművek hatékonysága nagyban függ a pengék tervezésétől. Mindenekelőtt ez a számuk és méretük, valamint az anyag, amelyből a szélgenerátor pengéi készülnek.

A pengék kialakítását befolyásoló tényezők:

• A leggyengébb szél is mozgathatja a hosszú pengéket. A túl hosszú azonban lelassíthatja a szélkerék fordulatszámát.
• A pengék számának növekedése miatt a szélkerék jobban reagál. Vagyis minél több penge van, annál jobb a forgás. A teljesítmény és a sebesség azonban csökken, ami miatt egy ilyen eszköz nem alkalmas villamos energia előállítására.
• A szélkerék átmérője és forgási sebessége befolyásolja az eszköz által keltett zajszintet.

A pengék számát a teljes szerkezet beépítési helyével kell kombinálni. A legoptimálisabb körülmények között a helyesen kiválasztott pengék maximális visszatérést biztosítanak a szélgenerátorhoz.

Mindenekelőtt előre meg kell határoznia az eszköz szükséges teljesítményét és funkcionalitását. A szélgenerátor megfelelő gyártásához meg kell vizsgálni a lehetséges terveket, valamint az éghajlati viszonyokat, amelyekben a szélgenerátor működik.

A teljes teljesítményen kívül ajánlott meghatározni a kimeneti teljesítmény értékét, más néven csúcsterhelést. Ez a műszerek és berendezések számát jelöli, amelyek a szélgenerátor működésével egyidejűleg bekapcsolnak. Ha növelnie kell ezt a mutatót, akkor ajánlott egyszerre több invertert használni.

DIY szélgenerátor 24v - 2500w

A szélenergia-források tekintetében Oroszország kettős pozícióval rendelkezik. Egyrészt a hatalmas teljes terület és a sík területek bősége miatt általában nagyon sok a szél, és többnyire sík. Másrészt a szeleink túlnyomórészt alacsony potenciálúak, lassúak, lásd az 1. ábrát. Harmadik részben, a ritkán lakott területeken heves a szél. Ennek alapján a szélgenerátor üzembe helyezésének feladata meglehetősen releváns. Annak eldöntése érdekében, hogy megvásárol-e egy meglehetősen drága készüléket, vagy saját kezűleg készül-e el, gondosan át kell gondolni, hogy milyen típusú (és nagyon sok ilyen van) melyik célra válasszon.

Alapfogalmak

1. KIEV - a szélenergia felhasználási együtthatója. Ha egy sík szélből számolják a mechanikus modellt (lásd alább), akkor ez megegyezik a szélerőmű rotorának hatékonyságával (APU).
2. Hatékonyság - az APU átmenő hatékonysága, a beeső széltől az elektromos generátor kapcsaiig vagy a tartályba pumpált vízmennyiségig.
3. A minimális szélsebesség (MRS) az a sebesség, amelyen a szélmalom áramot ad a terhelésnek.
4. A maximális megengedett szélsebesség (MDS) az a sebesség, amellyel az energiatermelés leáll: az automatika vagy kikapcsolja a generátort, vagy a rotorot a szélvédő lapába helyezi, vagy összehajtja és elrejti, vagy maga a rotor leáll, vagy az APU egyszerűen összeomlik.
5. Kezdeti szélsebesség (CER) - ilyen sebességnél a forgórész teher nélkül foroghat, felpöröghet és üzemmódba léphet, amely után a generátort be lehet kapcsolni.
6. Negatív indulási sebesség (OSS) - ez azt jelenti, hogy az APU (vagy szélturbina - szélturbina, vagy szélturbina, szélturbina) bármely szélsebességnél történő induláshoz kötelezően ki kell csavarni egy külső energiaforrást.
7. Kezdő (kezdeti) momentum - a forgórész képessége, amelyet a légáramban erőszakkal gátolnak, nyomaték létrehozására a tengelyen.
8. Szélturbina (VD) - az APU része a forgórésztől a generátor vagy a szivattyú tengelyéig, vagy más energiafogyasztóig.
9. Forgószélgenerátor - APU, amelyben a szélenergiát a forgórész forgatásával a levegőáramban a hajtótengely forgási momentumává alakítják.
10. A forgórész üzemi fordulatszám-tartománya az MDS és az MPC közötti különbség névleges terhelésnél történő üzemeltetés közben.
11. Lassan mozgó szélmalom - benne a forgórész alkatrészeinek lineáris sebessége nem haladja meg jelentősen a szélsebességet vagy az alatt. A dinamikus áramlási fej közvetlenül a kés tolóerőssé alakul.
12. Nagysebességű szélmalom - a pengék lineáris sebessége szignifikánsan (akár 20-szor vagy annál többször is) magasabb, mint a szélsebesség, és a forgórész képezi a saját légkeringetését. Az áramlási energia tapadássá alakításának ciklusa összetett.

Megjegyzések:

1. A lassan mozgó APU-k KIEV-je általában alacsonyabb, mint a nagysebességű, de elegendő indulási pillanattal elegendő ahhoz, hogy a generátor forogjon a terhelés és a nulla CER leválasztása nélkül, azaz teljesen önindító és alkalmazható a leggyengébb szélben is.
2. Lassú sebesség és sebesség - relatív fogalmak. A háztartási szélerőmű 300 fordulat / perc sebességgel lassan mozoghat, és olyan hatalmas EuroWind típusú APU-k, amelyekből szélerőmű-mezők, szélerőművek (lásd ábra) és forgórészeik kb. 10 fordulat / perc sebességgel növekednek, mert ilyen átmérővel a pengék lineáris sebessége és aerodinamikája a hatókör nagy részén meglehetősen „repülőgép”, lásd alább.

Milyen generátorra van szükség?

A háztartási szélturbina villamos generátorának széles fordulatszám-tartományban kell áramot termelnie, és automatizálás és külső energiaforrások nélkül képes önindulni. Az APU OSS-sel (centrifugálással felszerelt szélturbinák) történő használata esetén, amelyek általában magas KIEV-vel és hatékonysággal rendelkeznek, visszafordíthatónak kell lenniük, azaz hogy motorként dolgozzon. 5 kW-ig terjedő teljesítménnyel ezt a feltételt a niobiumon alapuló állandó mágnesekkel ellátott elektromos gépek (szupermágnesek) teljesítik; acél- vagy ferritmágneseken legfeljebb 0,5-0,7 kW teljesítményre lehet számítani.

Megjegyzés: Az aszinkron váltakozó áramú generátorok vagy a mágnesezetlen állórészt tartalmazó kollektorgenerátorok teljesen alkalmatlanok. A szél erősségének csökkenésével "kialszanak" jóval azelőtt, hogy a sebesség csökkenne az MPC-hez, és ők maguk sem indulnak el.

Az APU kiváló „szívét” 0,3–1,2 kW teljesítménnyel kapja egy integrált egyenirányítóval rendelkező generátor; többségük most már. Először is, a 11,6-14,7 V kimeneti feszültséget meglehetősen széles sebességtartományban tartják külső elektronikus stabilizátorok nélkül. Másodszor, a szilikonszelepek akkor nyitódnak, amikor a tekercsen keresztüli feszültség eléri a 1,4 V-ot, és ezt megelőzően a generátor „nem látja” a terhelést. Ehhez a generátornak már eléggé tisztességesen ki kell lazulnia.

A legtöbb esetben az oszcillátor fogaskerék vagy szíjhajtás nélkül közvetlenül csatlakoztatható a nagy sebességű VD tengelyhez, a fordulatszám kiválasztásával a pengék számának megválasztásával, lásd alább. A „gyalogjárók” kicsi vagy nulla indulási pillanatot mutatnak, de a teher kikapcsolása nélkül is a forgórésznek elegendő ideje van felcsavarodni, mielőtt a szelepek kinyílnak és a generátor áramot ad.

Választási lehetőség szélben

Mielőtt eldöntenénk, hogy mi kell-e szélgenerátort készíteni, eldöntjük a helyi aerológiát. Szürkés zöldes  (szél nélküli) széltérképek területei, legalábbis bizonyos értelemben csak egy vitorlázó szélturbinából származnak  (és később beszélünk róluk). Ha állandó áramellátásra van szüksége, hozzá kell adnia egy emlékeztetőt (egyenirányító feszültségstabilizálóval), töltőt, nagy teljesítményű akkumulátort, egy 12/24/36/48 V DC frekvenciaváltót 220/380 V 50 Hz váltakozó árammal. Egy ilyen gazdaság legalább 20 000 dollárba kerül, és valószínűtlen, hogy sikerül eltávolítani a 3-4 kW-ot meghaladó hosszú távú teljesítményt. Általában véve az alternatív energia könyörtelen törekvésével jobb, ha másik forrást keres.

Sárga-zöld, enyhén szeles helyekben, 2-3 kW-ig terjedő villamosenergia-szükséglettel, magad is felvehetnek egy alacsony sebességű függőleges szélgenerátort. Úgy tervezték, hogy kevés számú legyen, és vannak olyan tervek, amelyek majdnem olyan jók, mint a KIEV és a KPI az ipari pengékhez.

Ha állítólag szélturbinát vásárol egy házhoz, akkor jobb, ha egy vitorlás forgórészű szélmalomra koncentrálunk. Sok vita merül fel, és az elméletben még nem minden világos, de működnek. Az Orosz Föderációban Taganrogban 1–100 kW teljesítményű „vitorlásokat” gyártanak.

Piros, szeles régiókban a választás a szükséges teljesítménytől függ. A 0,5–1,5 kW tartományban indokolt a saját készítésű „függőleges vonalak”; 1,5-5 kW - vásárolt „vitorlások”. "Vertikális" is megvásárolható, de többe kerül, mint az APU vízszintes sémája. És végül, ha legalább 5 kW teljesítményű szélturbinára van szükség, akkor a vízszintesen vásárolt „pengék” vagy a „vitorlások” közül kell választania.

Megjegyzés: sok gyártó, különösen a második réteg, alkatrészkészleteket kínál, amelyekből önállóan akár 10 kW teljesítményű szélgenerátort össze lehet szerelni. Egy ilyen készlet 20-50% -kal olcsóbb lesz, mint a telepítéskor kész készlet. Vásárlás előtt azonban alaposan meg kell tanulmányoznia a javasolt telepítési hely aerológiáját, majd ki kell választania a megfelelő típust és modellt az előírásoknak megfelelően.

A biztonságról

A működő háztartási szélturbina részleteinek lineáris sebessége meghaladhatja a 120-ot, sőt akár 150 m / s-t is, és egy 20 g súlyú szilárd anyagdarab, amely 100 m / s sebességgel repül, „sikeres” ütéssel, egy helyben öl egy egészséges embert. Egy 20 mm / s sebességgel mozgó, 2 mm vastag acél vagy kemény műanyag lemez felére vágja.

Ezen túlmenően a legtöbb, 100 watt feletti szélerőmű meglehetősen zajos. Sokan az ultra alacsony (kevesebb, mint 16 Hz) frekvenciák - infravörös - légnyomás ingadozást generálnak. Az infravörös hang hallhatatlan, de végzetes az egészségre, és nagyon messze terjed.

Megjegyzés: a 80-as évek végén botrány volt az Egyesült Államokban - be kellett zárni az ország akkoriban a legnagyobb szélerőműparkot. Az APU területétől 200 km-re elhelyezkedő indiánok a bíróságon bebizonyították, hogy egészségügyi problémáikat, amelyek a szélerőmű üzem üzembe helyezése után egyre gyakoribbá váltak, az infrahangok okozzák.

A fent említett okok miatt az APU felszerelése megengedett, hogy a legközelebbi lakóépületektől legalább 5 magasságban legyenek. A háztartások udvarainál iparilag gyártott szélmalmok telepíthetők, amelyek megfelelő tanúsítvánnyal rendelkeznek. Általában lehetetlen telepíteni az APU-kat a tetőkre - működésük során, még alacsony fogyasztásúak esetén is, váltakozó mechanikai terhelések lépnek fel, amelyek rezonanciát okozhatnak az épület szerkezetében és annak megsemmisülését.

Megjegyzés: az APU magassága a dobott tárcsa legmagasabb pontja (forgólapátok esetében) vagy geometriai alak (vertikális APU esetén, ha a forgórész tengelyen van). Ha az APU árboc vagy a rotor tengely még magasabbra mutat, akkor a magasságot a tetejük szerint kell kiszámítani.

Szél, aerodinamika, KIEV

A házi készítésű szélgenerátor ugyanazokat a természetvédelmi törvényeket követi, mint a gyárban, amelyet számítógépen kell kiszámítani. És a "csináld magad" -nak nagyon jól meg kell értenie munkájának alapjait - legtöbbször nincs drága ultramodern anyag és technológiai berendezés. APU aerodinamika, milyen nehéz ...

Szél és KIEV

A soros gyár kiszámításához az APU-t az ún. a szél lapos mechanikus modellje. A következő feltételezéseken alapul:

• A szél sebessége és iránya a tényleges forgórész felületén állandó.
• A levegő folyamatos közeg.
• A forgórész tényleges felülete megegyezik a söpört területtel.
• A légáram energiája tisztán kinetikus.

Ilyen körülmények között a levegő egységnyi térfogatára eső maximális energiát az iskolai képlet alapján számítják ki, feltételezve, hogy normál körülmények között a levegő sűrűsége 1,29 kg * cu. m) 10 m / s szélsebesség mellett egy köbméter levegő 65 J-ot hordoz, és a forgórész tényleges felületének négyzetéből 650 watt távolítható el, a teljes APU 100% -os hatékonyságával. Ez egy nagyon egyszerűsített megközelítés - mindenki tudja, hogy a szél nem tökéletesen egyenletes. De ezt meg kell tenni a termékek megismételhetőségének biztosítása érdekében - ez a technológiában általános dolog.

A lapos modellt nem szabad figyelmen kívül hagyni, mert ez egyértelmű minimális rendelkezésre álló szélenergiát jelent. De először is, sűrítjük a levegőt, másodszor pedig nagyon folyékony (a dinamikus viszkozitás csak 17,2 μPa * s). Ez azt jelenti, hogy az áramlás a söpört terület körül áramlik, csökkentve a tényleges felületet és a KIEV-t, amelyet a leggyakrabban megfigyelnek. De elvileg ellentétes helyzet is lehetséges: a szél leereszkedik a forgórészhez, és a tényleges felület akkor nagyobb, mint elúszik, és KIEV - egynél több mint egy síkszélnél.

Két példát mutatunk be. Az első egy kedvtelési célú hajó, meglehetősen nehéz, a jacht nemcsak a szél ellenére tud menni, hanem ennél is gyorsabban. A szél a külsőre utal; a zászlószélnek továbbra is gyorsabbnak kell lennie, különben hogyan fogja húzni a hajót?

A második a repülés története klasszikusa. A MIG-19 tesztelésén kiderült, hogy az elfogó, amely tonnánál nehezebb volt, mint a frontvonal vadászgép, gyorsabban gyorsul. Ugyanazokkal a motorokkal, ugyanabban a vitorlázóban.

A teoretikusok nem tudták, mit kell gondolni, és komolyan kételkedtek az energiamegtakarítás törvényében. A végén kiderült - a pont a radar-kúpban van, amely kiáll a levegőbemenetből. Zokniától a héj oldaláig légkondenzáció jelentkezett, mintha oldalirányban a motor kompresszoraihoz rántotta volna. Azóta a sokkhullámok szilárdan hasznosnak bizonyultak az elméletben, és a modern repülőgépek fantasztikus repülési adatai nagyrészt azok ügyes használatának köszönhetők.

aerodinamika

Az aerodinamika fejlődése általában két korszakra oszlik - N. G. Zukovsky előtt és után. Az „Összekapcsolt örvényekről” című, 1905. november 15-i jelentésében a repülés új korszakának kezdete volt.

Zsukovszkij elõtt meghatározott vitorlákon repültek: úgy véltek, hogy a közeledõ áramlás részecskéi teljes lendületet adnak a szárny elülsõ élének. Ez lehetővé tette, hogy azonnal megszabaduljunk a dühös és leggyakrabban nonanalitikus matematikát generáló vektormennyiségtől - a lendület pillanatától -, sokkal kényelmesebb skaláris tisztán energiaviszonyokhoz jutunk, és végül megkapjuk a hordozó síkon kiszámított nyomásmezőt, amely többé-kevésbé hasonló a jelenhez.

Egy ilyen mechanikus megközelítés lehetővé tette olyan készülékek létrehozását, amelyek képesek valamilyen módon a levegőbe emelkedni és egyik helyről a másikra repülni, és nem feltétlenül ütköznek a földre valahol az út mentén. De a sebesség, a teherbírás és az egyéb repülési tulajdonságok növelésének vágya egyre inkább feltárta a kezdeti aerodinamikai elmélet tökéletlenségét.

Zsukovszkij ötlete a következő: a szárny felső és alsó felülete mentén a levegő másképp halad. A közeg folytonossága szempontjából (a vákuumbuborékok önmagukban nem alakulnak ki a levegőben) ebből következik, hogy a hátsó széltől érkező felső és alsó áramlás sebességének meg kell különböznie. A levegő kicsi, de véges viszkozitása miatt a sebességkülönbség miatt örvénynek kell kialakulnia.

Az örvény forog, és a lendület megőrzési törvénye, amely változatlan, mint az energiamegőrzési törvény, a vektormennyiségekre is érvényes, azaz figyelembe kell vennie a mozgás irányát. Ezért azonnal a hátsó élnél egy ellentétesen forgó örvényt kell kialakítani, azonos forgási nyomatékkal. Miért? A motor által generált energia miatt.

A repülés gyakorlatában ez forradalmat jelentett: a megfelelő szárnyprofil kiválasztásával a csatolt örvényt a szárny körül G cirkuláció formájában elindíthatták, növelve emelőerőjét. Vagyis egy rész elköltésekor, nagy sebességekre és szárnyterhelésekre - egy nagy rész a motorteljesítményre - légáramot hozhat létre a készülék körül, amely lehetővé teszi a legjobb repülési tulajdonságok elérését.

Ez a repülés repüléssé tette, és nem része a repülésnek: ma már a repülőgép képes létrehozni a repüléshez szükséges környezetet, és már nem játszhat játékot a légáramok számára. Csak egy erősebb motorra van szüksége, és egyre erősebbre ...

Megint KIEV

De a szélmalomnak nincs motorja. Éppen ellenkezőleg, az energiát a szélből kell elvennie, és a fogyasztóknak adnia. És itt kiderül - kihúzta a lábát, a farka elakadt. Túl kevés szélenergiát adnak a forgórész saját keringéséhez - gyenge lesz, a pengék tolóerője kicsi, a KIEV és a teljesítmény alacsony. Adjunk egy csomó cirkulációt - a forgórész úgy forog, mint egy őrült alacsony szél mellett, de a fogyasztók kevéset kapnak újra: csak adnak egy kis terhelést, a forgórész fékezi, a szél fújja ki a keringést, és a forgórész elindul.

Az energiatakarékosság „középút” törvénye csak a közepén adódik: az energia 50% -át adjuk a terhelésnek, és az áramlást a fennmaradó 50% -ra az optimálisra csavarjuk. A gyakorlat megerősíti a feltételezést: ha egy jó húzócsavar hatékonysága 75-80%, akkor a szélcsatorna körül gondosan kiszámított és a szélcsatornában fújt penge forgórészének KIEV-értéke eléri a 38-40% -ot, azaz annak fele, ami elérhető felesleges energiával.

modernség

Manapság a modern matematikával és számítógépekkel felfegyverzett aerodinamika egyre inkább elmozdul az elkerülhetetlenül valamitől és egyszerűsíti a modelleket egy valós test viselkedésének pontos leírására egy valós áramlás során. És itt, az általános vonalon kívül - hatalom, hatalom és újra hatalom! - találtak oldalsó utak, de ígéretesek csak korlátozott mennyiségű energia bejutásával a rendszerbe.

A híres alternatív pilóta, Paul McCready a 80-as években két 16 lóerős láncfűrészmotorral készített egy síkot. 360 km / h sebességgel. Ráadásul az alváz három támaszú rögzített sebességváltó volt, és a kerekek burkolatok nélkül voltak. A McCready eszközök egyike sem lépett vonalon és harci szolgálatba lépett, de kettő - az egyik dugattyús motorokkal és légcsavarokkal, a másik sugárhajtású - a történelem során először körözte a világot anélkül, hogy egy benzinkútnál szálltak volna le.

Az eredeti szárnyat ívó vitorlák, az elmélet fejlődése szintén nagyon jelentősen befolyásolták. Az „élő” aerodinamika lehetővé tette a jachtok számára, hogy 8 csomós szélben legyenek. állni a szárnyas hajtóra (lásd ábra); Ahhoz, hogy egy ilyen csapda a kívánt sebességre gyorsítson egy légcsavarral, legalább 100 lóerős motorra van szükség Ugyanazon szélű versenykatamaránok körülbelül 30 csomó sebességgel haladnak. (55 km / h).

Vannak teljesen nem triviális leletek is. A legritkább és legszélsőségesebb sportok rajongói - az alapugrók - megfelelő szárnyruhát, szárnyasztalt vetnek fel, motor nélkül repülnek, 200 km / h-nál nagyobb sebességgel manővereznek (ábra jobbra), majd simán landolnak egy előre kiválasztott helyre. Melyik meseben az emberek maguk repülnek?

A természet sok rejtélyét megoldották; különösen a bogár repülése. A klasszikus aerodinamikában nem tud repülni. Ugyanígy, a lopakodó F-117 alapítója, gyémánt alakú szárnyával, szintén nem képes a levegőbe repülni. De a MIG-29 és a Su-27, amelyek egy ideje repülnek először farokként, egyáltalán nem illenek bele semmilyen ötletbe.

És miért, akkor, amikor szélturbinákba vonul, és nem szórakoztató, és nem a saját fajtájának megsemmisítésére szolgáló eszköz, hanem egy létfontosságú erőforrás, akkor elengedhetetlen, hogy a síkszél modelljével táncoljunk a gyenge áramok elméletéről? Valójában nincs lehetőség továbblépésre?

Mire számíthat a klasszikusoktól?

A klasszikusokat semmiképpen sem szabad elhagyni. Alapot biztosít, anélkül, hogy támaszkodna, és nem tudsz magasabbra emelkedni. Ugyanúgy, ahogyan a meghatározott elmélet nem törli a szorzótáblát, a fákból származó alma nem repül el a kvantum-kromodinamikától.

Tehát mit számíthat a klasszikus megközelítésre? Nézzük meg a képet. A bal oldalon a forgórészek típusai vannak; őket feltételesen ábrázolják. 1 - függőleges körhinta, 2 - függőleges merőleges (szélturbina); 2-5 - penge rotorok különböző számú pengével, optimalizált profilokkal.

A vízszintes tengely mentén jobbra a rotor relatív sebessége, vagyis a penge lineáris sebességének a szélsebességhez viszonyított aránya. Függőleges fel - KIEV. És lefelé - ismét a relatív nyomaték. Egyetlen (100%) nyomatékot tekintünk olyannak, amely létrehoz egy forgórészt, amely erősen gátolható az áramlásban 100% KIEV-vel, azaz amikor a patak teljes energiája forgási erőké alakul.

Ez a megközelítés lehetővé teszi számunkra, hogy messzemenő következtetéseket vonjunk le. Például, a pengék számát nem csak a kívánt fordulatszám függvényében kell megválasztani: a 3- és 4-pengék azonnal sokat veszítenek a KIEV és a nyomaték szempontjából, összehasonlítva a 2- és 6 pengékkel, amelyek jól működnek, nagyjából azonos sebességtartományban. És kifelé hasonló karusszeleknek és ortogonálisoknak alapvetően eltérő tulajdonságai vannak.

Általában előnyben kell részesíteni a rotorlapátokat, kivéve, ha rendkívül alacsony költségekre, egyszerűségre, karbantartás nélküli önindításra van szükség automatizálás nélkül, és lehetetlen az emelvényen mászni.

Megjegyzés:   Különösen a vitorlázó rotorokról fogunk beszélni - úgy tűnik, hogy nem férnek bele a klasszikusokba.

vertikalka

A függőleges forgástengellyel rendelkező APU-k vitathatatlan előnnyel rendelkeznek a mindennapi életben: karbantartást igénylő csomópontjaik alján koncentrálódnak, és nem kell felmenniük. Megmarad, és nem mindig, egy ön igazító nyomócsapágy, de erõs és tartós. Ezért egy egyszerű szélgenerátor tervezésekor az opciók kiválasztását függőleges rudakkal kell kezdeni. Főbb típusaikat az 1. ábrán mutatjuk be.

a nap

Az első helyzetben - a legegyszerűbb, leggyakrabban Savonius rotornak nevezett. Valójában azt a Szovjetunióban, 1924-ben találták Y. A. és A. A. Voronin, és Sigurd Savonius finn ipari vállalkozó gátlástalanul vette át a találmányt, figyelmen kívül hagyva a szovjet szerzői jogi igazolást, és sorozatgyártást kezdett. A találmány sorsának bemutatása azonban sokat jelent, ezért annak érdekében, hogy ne rendezzük meg a múltat \u200b\u200bés ne zavarjuk a távozó hamut, ezt a szélturbinát Voronin-Savonius forgórésznek vagy röviden röviden a Napnak nevezzük.

A repülőgép jó a csináld magad számára, kivéve a 10–18% -os „mozdony” KIEV-t. A Szovjetunióban azonban sokat dolgoztak rajta, és vannak eredmények. Az alábbiakban egy továbbfejlesztett kialakítást gondolunk, amely nem sokkal összetettebb, de a KIEV szerint esélyeket ad a pengéknek.

Megjegyzés: a kéttengelyes repülőgép nem forog, hanem rángatózik; A 4-karos csak kissé simább, de a KIEV-ben sokat veszít. A fejlesztés érdekében a 4 „vályú” leggyakrabban két emeleten van elosztva - egy pár penge alatt, a másik pár pedig vízszintesen 90 fokkal elforgatva, felettük. A KIEV továbbra is fennáll, és a mechanika oldalsó terhelései gyengülnek, de a hajlító terhelések kissé növekednek, és 25 m / s-ot meghaladó szélnél egy ilyen APU van a tengelyen, azaz a rotor feletti kábelek által meghúzott csapágy nélkül „megtöri a tornyot”.

Darier

A következő Daria forgórésze; KIEV - akár 20%. Még egyszerűbb: a pengék egyszerű rugalmas szalagból készültek, profil nélkül. A darier rotor elmélet még mindig fejletlen. Csak egyértelmű, hogy a púp és a szalag zsebének aerodinamikai húzása közötti különbség miatt elkezdi lazulását, és ezután gyorsan mozgóvá válik, és saját körforgását képezi.

A forgási nyomaték kicsi, és a forgórész kiindulási helyzetében a szélre párhuzamosan és merőlegesen nincs jelen, tehát az önpromóció csak páratlan számú lapáttal (szárnyakkal?) Lehetséges. Mindenesetre a generátor terhelését le kell választani.

A Daria rotornak két további rossz tulajdonsága van. Először, a forgás során a kés tolóereje vektor egy teljes fordulatot ír le az aerodinamikai fókuszhoz viszonyítva, és nem simán, hanem bámulatosan. Ezért a daria rotor gyorsan megszakítja mechanikáját, még állandó szél esetén is.

Másodszor, Daria nemcsak zajos, hanem sikolyok és sikolyok, akár a szalag szakadásáig is. Ez rezgése miatt történik. És minél több penge van, annál erősebb a ordítás. Tehát Daria, ha igen, dupla pengéjű, drága, nagy szilárdságú, elnyelő anyagból (szénszál, Mylar) készül, és egy kis repülőgépet adaptáltak az árboctengely közepére.

az ortogonális

A pos. 3 - merőleges függőleges forgórész profillapokkal. Ortogonális, mert a szárnyak függőlegesen kinyílnak. A Napról az ortogonálisra való áttérést a 2. ábra szemlélteti. balra.

A pengék beépítési szöge a szárnyak aerodinamikai fókuszát érintő kör érintőjéhez képest pozitív lehet (az ábrán) vagy negatív, a szél erősségének megfelelően. Időnként a pengeket forgóképessé teszik, és rájuk esőzsákot vetnek, automatikusan az "alfa" -ot tartva, de az ilyen konstrukciók gyakran eltörnek.

A központi test (az ábrán kék) lehetővé teszi a KIEV közel 50% -ának elérését. Három pengéjű merőlegesen háromszög alakban kell vágni, kissé konvex oldalaival és lekerekített sarkaival, és nagyobb számú pengével elegendő egy egyszerű henger. Az ortogonális elmélet azonban egyértelműen adja meg az optimális számú pengét: pontosan háromnak kell lennie.

Az ortogonális az OSS-sel rendelkező nagysebességű szélturbinákra utal, azaz feltétlenül támogatást igényel üzembe helyezéskor és nyugalom után. Az ortogonális séma szerint sorozat nélküli felügyelet nélküli APU-kat állítanak elő 20 kW-ig.

többmenetes

Helicoid rotor vagy Gorlov rotor (4. poz.) - egyfajta ortogonális, amely egyenletes forgást biztosít; az egyenes szárnyakkal merőleges ortogonálisan „könnyek” csak kissé gyengébbek, mint a kétlapátos repülőgépeknél. A pengék hajlítása a helikoid mentén elkerüli a KIEV elvesztését görbületük miatt. Noha az ívelt penge az áramlás egy részét elhagyja anélkül, hogy felhasználná, részben a legnagyobb lineáris sebességű zónában is rakes, a veszteségeket kompenzálva. A helikoidekat ritkábban használják, mint más szélmalmokat, mert a gyártás bonyolultsága miatt drágábbak, mint az azonos minőségű társaik.

Hordó Hordó

5 póznál. - BC típusú rotor, vezérlőkészülékkel körülvéve; annak vázlata az 1. ábrán látható a jobb oldalon. Az ipari tervezésben ritka, mert A drága földvásárlás nem kompenzálja a kapacitás növekedését, az anyagfogyasztás és a termelés összetettsége nagy. De a munkától félő „csináld magad” már nem mester, hanem fogyasztó, és ha 0,5–1,5 kW-nál nem többre van szüksége, akkor számukra a „hordócsökkentés” hiábavaló:

• Az ilyen típusú rotor teljesen biztonságos, csendes, nem hoz létre rezgéseket, és bárhova felszerelhető, még a játszótéren is.
• A horganyzás „vályúinak” meghajlítása és a keret csövekből való hegesztése hiábavaló.
• A forgatás teljesen egyenletes, a mechanika részletei a legolcsóbbból vagy a kukából vehetők fel.
• Ne félj a hurrikánoktól - a túl erős szél nem tud bejutni egy „hordóba”; körül egy áramvonalas örvénykarikó jelenik meg (ezt a hatást továbbra is tapasztaljuk).
• És ami a legfontosabb: mivel a „zagrybok” felülete többször is nagyobb, mint a belső forgórészé, a KIEV szuper egység lehet, és a három méteres átmérőjű „hordónál” már 3 m / s sebességgel elforduló forgatónyomaték olyan, hogy a generátor maximális terheléssel 1 kW, például azt mondják, jobb, ha nem ráncolunk.

Videó: Lenz szélerőmű

A Szovjetunió 60-as éveiben E. S. Biryukov szabadalmazott egy körforgalmi APU-t, amelynek KIEV-je 46% volt. Kicsit később V. Blinov a tervezés 58% -át érte el a KIEV ugyanazon elve alapján, de a tesztekre vonatkozóan nincs adat. És az ukrán Biryukov fegyveres erõinek teljes körû tesztelését az "Inventor and Rationalizer" folyóirat munkatársai végezték. Két szintes, 0,75 m átmérőjű és 2 m magas forgórész, friss szél mellett, 1,2 kW aszinkron generátort forgatott teljes teljesítménnyel és 30 m / s-os ellenállás nélkül ellenállt. Az Ukrajna Biryukov fegyveres erõinek rajzai az 1. ábrán láthatók.

1. horganyzott tetőrotor;
2. ön igazító kettős soros golyóscsapágy;
3. kábelek - 5 mm-es acélkábel;
4. tengelytengely - acélcső, amelynek falvastagsága 1,5-2,5 mm;
5. az aerodinamikai sebességszabályozó karjai;
6. sebességszabályozó pengék - 3-4 mm rétegelt lemez vagy műanyag lemez;
7. a forgásszabályozó vontatása;
8. a sebességszabályozó terhelése, súlya határozza meg a sebességet;
9. meghajtógörgő - kerékpár gumiabroncs nélkül, kamerával;
10. tolócsapágy - tolócsapágy;
11. hajtott szíjtárcsa - standard generátor szíjtárcsa;
12. generátort.

Biryukov APU-ján egyszerre több szerzői jogi tanúsítványt kapott. Először figyeljen a forgórész vágására. A gyorsulás alatt úgy működik, mint egy nap, és nagyszerű kezdő pillanatot hoz létre. A forgás közben örvénypárna jön létre a pengék külső zsebében. A szél szempontjából a pengék profilba kerülnek, és a forgórész nagy sebességű ortogonálissá válik, és a virtuális profil a szél erőssége szerint változik.

Másodszor, a fűrészlapok közötti profilos csatorna a munkasebesség-tartományban központi testként működik. Ha a szél fokozódik, akkor örvénypárnát hoz létre, amely túlnyúlik a forgórészen. Ugyanaz az örvény-kókusz keletkezik, mint az APU körül egy vezetőberendezéssel. A teremtéshez szükséges energiát a szél veszi, és már nincs elegendő energia ahhoz, hogy megtörje.

Harmadszor, a sebességszabályozó elsősorban a turbina számára készült. A sebességet a KIEV szempontjából optimálisan tartja. A generátor optimális sebességét a mechanika sebességváltójának megválasztása biztosítja.

Megjegyzés: az Iráni Iszlám Köztársaságban 1965-ben tett publikációk után az ukrán fegyveres erők Biryukova feledésbe merültek. A szerző nem várt a hatóságok válaszától. Sok szovjet találmány sorsa. Azt mondják, hogy néhány japán milliárdos lett, rendszeresen olvassa a szovjet népszerű műszaki folyóiratokat és szabadalmaztat mindent, ami figyelmet érdemel.

Lopastniki

Amint azt u mondta, a klasszikus szerint a vízszintes szélgenerátor pengeforgóval a legjobb. De először is stabil, sőt közepes erősségű szélre van szüksége. Másodszor, a házi készítésű ember formatervezése sok buktatással bír, ezért a hosszú kemény munka eredménye gyakran a WC-t, a folyosót vagy a tornácot világítja meg, és csak önmagát képes lecsukni.

Az 1. ábrán látható sémák szerint mérlegelje részletesebben; összesen:

• Ábra. és:

1. rotorlapátok;
2. generátor;
3. generátor ágy;
4. védősapka (hurrikánlapát);
5. áramszedő;
6. alváz;
7. forgóegység;
8. működő szélkakas;
9. mast;
10. kapaszkodj a srácok alá.

• Ábra. B, felülnézet:

1. védősapka;
2. működő szélkakas;
3. rugólapát feszültségszabályozó.

• Ábra. G, áramgyűjtő:

1. folyamatos réz gyűrűs gumiabroncsok;
2. rugóval töltött réz-grafit kefék.

Megjegyzés: 1 m-nél nagyobb átmérőjű vízszintes pengékhez hurrikánvédelem feltétlenül szükséges, mert ő nem képes örvény kokonát létrehozni körülötte. Kisebb méretek esetén a rotor tartóssága propilénpengékkel akár 30 m / s-ig is elérhető.

Tehát hol várnak ránk a foltok?

pengék

Várható, hogy a generátor tengelyén meghaladja a 150-200 watt feletti teljesítményt bármilyen méretű pengén, vastag falú műanyag csőből kivágva, amint azt gyakran javasolják - ez egy reménytelen amatőr reménye. A cső pengéjének (kivéve, ha annyira vastag, hogy egyszerűen csak munkadarabként használják) szegmense van, azaz annak felső vagy mindkét felülete körív lesz.

A szelvényprofilok alkalmasak nem összenyomható közegekhez, például szárnyashajókhoz vagy légcsavar késhez. A gázok esetében azonban változó profilú és hangmagasságú pengére van szükség, például a 20. ábrán; Terjedelem - 2 m. Összetett és időigényes termék lesz, amely szorgalmasan kiszámítja az elmélet teljes páncélját, a csőbe fújja és teljes körű teszteket igényel.

generátor

Ha a rotor fúvóka közvetlenül a tengelyén van, a standard csapágy hamarosan eltörik - nincs egyenlő terhelés a szélmalmok összes pengén. Szükségünk van egy közbenső tengelyre egy speciális támasztócsapággyal és egy mechanikus erőátvitelgel a generátor felé. Nagy szélmalmok esetén a nyomócsapágy önbeigazító kettős sor; a legjobb modellekben - háromlépcsős, ábra D az 1. ábrán felett. Ez lehetővé teszi a forgórész tengelyének nem csak enyhe meghajlását, hanem kissé eltolódását oldalról oldalra vagy felfelé és lefelé.

Megjegyzés: az EuroWind típusú APU támogatócsapágyának kifejlesztése körülbelül 30 évet vett igénybe.

Vészhelyzeti lapát

Működésének elvét a 3. ábra mutatja. B. A szél, amely egyre erősebb, nyomást gyakorol a lapátra, a rugó meg van nyújtva, a forgórész ferde, sebessége csökken, és végül az áramlással párhuzamossá válik. Úgy tűnik, hogy minden rendben van, de - papíron simán volt ...

Próbálj meg egy szeles napon tartani a forralás vagy egy nagy serpenyő fogantyúját a fogantyú mellett a szél mellett. Csak óvatosan - a forgó vasdarab lehajolhat a fiziognómián úgy, hogy lehajol az orr mentén, elvágja az ajkát, és kiüti a szemet.

A lapos szél csak elméleti számításokban és a gyakorlathoz kellő pontossággal a szélcsatornákban van. A valóságban a hurrikán-lapáttal ellátott hurrikán-szélmalmok nehezebbek, mint teljesen védtelenek. Jobb, ha elvégzi az eltorzult pengék cseréjét, mint az egészet. Az ipari létesítményekben egy másik kérdés. Itt a pengék magasságát, külön-külön, a fedélzeti számítógép által vezérelt automatizálás ellenőrzi és szabályozza. És nagy teherbírású kompozitokból készülnek, nem pedig vízvezetékekből.

Jelenlegi gyűjtő

Ez egy rendszeresen karbantartott oldal. Bármely villamosmérnök tudja, hogy a kefével ellátott kollektorokat meg kell tisztítani, kenni és beállítani. És az árboc egy vízcsőből származik. Nem mászkálsz be, havonta vagy kétszer az egész szélmalomot a földre kell dobni, majd újra fel kell emelni. Mennyit fog húzni egy ilyen „megelőzéstől”?

Videó: evezõ szélgenerátor + napelem a ház tápellátására

Mini és mikro

De a kés méretének csökkenésével a nehézségek a kerék átmérőjének négyzetén esnek. Már lehetséges egy önálló vízszintes APU gyártása 100 W teljesítményig. Az optimális 6-gerebes. Ha több penge van, akkor az azonos teljesítményre tervezett forgórész átmérője kisebb lesz, ám nehéz lesz őket szilárdan rögzíteni az agyra. A 6-nál kevesebb pengével rendelkező rotorokat nem szabad szem előtt tartani: egy 100 W-os 2 pengével 6,34 m átmérőjű forgórészre van szükség, és ugyanolyan teljesítményű 4 pengével - 4,5 m. Egy 6 pengével a teljesítmény és az átmérő közötti összefüggést a következőképpen kell kifejezni: :

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Optimális lesz 10-20 watt teljesítményt számolni. Először is, egy 0,8 m-nél nagyobb átmérőjű műanyag penge további védelmi intézkedések nélkül nem képes ellenállni a szélnél nagyobbnak. Másodszor, ha a penge átmérője nem haladja meg a 0,8 m-t, annak végeinek lineáris sebessége háromszor nem haladja meg a szélsebességet, és a csavarozással történő profilolás követelményei nagyságrenddel csökkennek; itt egy „vályú” szegmentált profillal egy csőből, poz. B ábra És 10-20 watt táplálja a táblagépet, feltölti az okostelefont vagy kigyullad a házvezetőnő.

Ezután válassza ki a generátort. A kínai motor tökéletes - kerékagy elektromos kerékpárokhoz, poz. 1. ábra a 1. ábrán Motorjának teljesítménye 200-300 watt, de generátor üzemmódban körülbelül 100 wattot ad. De alkalmas-e számunkra a sebesség szempontjából?

A 6 penge z sebességi indexe 3. A forgási sebesség terhelés alatt történő kiszámításának képlete N \u003d v / l * z * 60, ahol N a forgási frekvencia, 1 / perc, v a szélsebesség és l a forgórész kerülete. 0,8 m-es késtartomány és 5 m / s szél mellett 72 fordulat / perc sebességgel járunk; 20 m / s sebességgel - 288 ford / perc. A kerékpárkerék szintén ugyanolyan sebességgel forog, tehát 10-20 W-ot távolítunk el egy 100 generátorra képes generátorról. A rotor közvetlenül a tengelyére ültethető.

De itt a következő probléma merül fel: mi, miután sok munkát és pénzt költöttünk, legalább egy motorra, egy játékot kaptunk! Mi a 10-20, nos, 50 watt? De egy olyan lapátszélmalom, amely akár TV-t is képes táplálni, otthon nem készíthető. Lehetséges-e megvásárolni egy kész mini szélgenerátort, és olcsóbb lesz? Amennyire csak lehetséges, és még olcsóbb, lásd pos. 4. és 5. Ezenkívül mobil is. Helyezzen egy csonkot - és használja fel.

A második lehetőség az, ha egy léptetőmotor fekszik valahol egy régi 5 vagy 8 hüvelykes meghajtóból, vagy egy papír vagy kocsi meghajtóból, ha használhatatlan tintasugaras vagy mátrix nyomtatót használ. Generátorként működhet, és rá lehet erősíteni a kannákból származó forgórészt (6. poz.), Mint az 1. ábrán bemutatotthoz hasonló kialakítás. 3.

Összességében a következtetés egyértelmű a „pengék” vonatkozásában: a házi készítésűek inkább elnyerik az energiát, de nem a valódi hosszú távú energiahatékonyság szempontjából.

Videó: a legegyszerűbb szélgenerátor a nyári ház megvilágításához

Vitorlás

A vitorlás szélgenerátor már régóta ismert, de pengéinek lágy paneleit (lásd az ábrát) nagy szilárdságú, kopásálló szintetikus szövetek és fóliák készítésével kezdték el készíteni. A kemény vitorlákkal ellátott többlapásos szélmalmok széles körben elterjedtek az egész világon, mint alacsony fogyasztású automatikus vízszivattyúk hajtása, de műszaki adataik alacsonyabbak, mint a körhintak.

Egy lágy vitorla, mint egy szélmalom szárnya, nem tűnt olyan egyszerűnek. Nem a szélállóságról van szó (a gyártók nem korlátozzák a megengedett legnagyobb szélsebességet): a vitorlázók már tudják, hogy a szél szinte lehetetlen megtörni a Bermuda vitorla ruháját. Inkább, a lap hányni fog, vagy eltöri az árbocot, vagy az egész edény „elfordítja a túlzott gyilkosságot”. A lényeg az energiaágazatban van.

Sajnos nem találhatók pontos teszt adatok. A felhasználói vélemények szerint lehetséges volt „szintetikus” függőségek összeállítása egy VEU-4.380 / 220.50 Taganrog üzem telepítéséhez, amelynek szélkerekes átmérője 5 m, szélfej tömege 160 kg, forgási sebessége legfeljebb 40 1 / perc; ábrán vannak bemutatva

A 100% -os bizonyosság természetesen nem lehet bizonyosság, de látható, hogy a sík-mechanikus modellnek nincs szaga. Semmilyen módon nem képes egy 5 méteres kerék 3 m / s sima szélben kb. 1 kW-ot adni, 7 m / s sebességgel elérni a fennsíkot energiája szempontjából, majd azt erős viharig tartani. A gyártók egyébként azt állítják, hogy a névleges 4 kW névleges teljesítmény 3 m / s sebességgel érhető el, de ha erőkkel telepítik őket a helyi aerológia tanulmányainak eredményei szerint.

A kvantitatív elmélet szintén nem található; a fejlesztõ magyarázata érthetetlen. Mivel azonban az emberek vásárolnak Taganrog szélturbinákat, és működnek, továbbra is feltételezni kell, hogy a bejelentett kúpos keringés és a meghajtó hatás nem fiktív. Egyébként lehetséges.

Ezután kiderül, hogy a forgórész ELŐTT, a lendület megőrzési törvényének megfelelően, kúpos örvénynek is meg kell jelennie, de táguló és lassú. És egy ilyen tölcsér elvezet a szélhez a forgórészhez, a tényleges felülete inkább elmosódik, és a KIEV - a felső egység.

A forgórész előtti nyomásmező teljes skálájának mérése, még háztartási aneroidként is, rávilágíthat erre a kérdésre. Ha kiderül, hogy magasabb, mint oldalról oldalra, akkor az APU vitorlázása valóban úgy működik, mint egy bogár-repülés.

Házi generátor

A fentiekből kitűnik, hogy a házi készítésű emberek jobban hajlanak vertikális vonalak vagy vitorlások felvételére. De mindkettő nagyon lassú, és a nagysebességű generátorra történő átvitele felesleges munka, többletköltségeket és veszteségeket jelent. Lehet-e magadnak készíteni egy hatékony alacsony sebességű villamos generátort?

Igen, a niobium ötvözetből készült mágneseken úgynevezett. szuper mágnesek. A fő alkatrészek gyártási folyamatát az 1. ábra mutatja. Tekercsek - mindegyik 55 fordulatú réz 1 mm-es huzalból hőálló, nagy szilárdságú zománcszigetelésben, PEMM, PETV stb. A tekercsek magassága 9 mm.

Vigyázzon a forgórész felénél levő csavarokra. Úgy kell elrendezni, hogy a mágnesek (epoxi- vagy akril-anyaggal ragasztva a mágneses maghoz) összeállítás után egymással ellentétes pólusokkal konvergáljanak. A „palacsinták” (mágneses magok) lágy mágneses ferromágnesből készülnek; a szokásos szerkezeti acél megteszi. A „palacsinta” vastagsága legalább 6 mm.

Valójában jobb, ha megvásárol egy tengelyirányú furatú mágnest, és csavarokkal meghúzza; A szuper mágneseket szörnyű erő vonzza. Ugyanezen okból kifolyólag egy 12 mm magas hengeres távtartót helyeznek a tengelyre a „palacsinta” között.

Az állórész szakaszokat alkotó tekercsek az 1. ábrán is látható sémák szerint vannak összekapcsolva. A hegesztett végeket nem szabad meghúzni, hanem hurkokat kell képezniük, különben az epoxid, amelyet az állórész tölt meg, megszilárdul, megszakíthatja a huzalokat.

Az öntőformában lévő állórészt 10 mm vastagságra öntjük. Nem szükséges központosítani és kiegyensúlyozni, az állórész nem forog. A rotor és az állórész közötti távolság mindkét oldalon 1 mm. A generátorházban lévő állórészt nemcsak a tengely mentén történő elmozdulás ellen, hanem a fordulás ellen is biztonságosan rögzíteni kell; egy erős mágneses mező, amelynek árama van a teherben, húzza azt.

Videó: DIY generátor egy szélmalomhoz

következtetés

És mi van a végén? A „pengék” iránti érdeklődés inkább a látványos megjelenésükkel magyarázható, mint a tényleges teljesítménnyel házi készítésű változatban és alacsony kapacitással. A házi készítésű, APU által biztosított körforgalom készenléti energiát biztosít az autó akkumulátorának feltöltéséhez vagy egy kis ház tápellátásához.

Az APU vitorlázásánál azonban érdemes kreatív erejű mesterekkel kísérletezni, különösen mini-teljesítményben, 1-2 m átmérőjű kerékkel. Ha a fejlesztők feltételezései helytállóak, akkor a fentiekben leírt kínai motorgenerátoron keresztül eltávolíthatjuk az összes 200-300 wattot.

Andrey mondta:

Köszönjük az ingyenes konzultációt ... És a „cégek” ára nem igazán drága, és úgy gondolom, hogy a kívülről jártas emberek olyan generátorokat készíthetnek, mint a tiéd. A Li-po akkumulátorok Kínából kiírhatók, a cseljabinszki inverterek nagyon jók (sima sinus) .És vitorlák, pengék vagy forgórészek - ez egy másik ok a praktikus orosz embereink gondolkodásának repülésére.

Ivan azt mondta:

kérdés:
  Függőleges tengelyű szélerőművekhez (1. helyzet) és a „Lenz” változathoz további részletet lehet hozzáadni - egy járókerék, amely a szélben van kitéve és fedezi annak felesleges oldalát (a szél felé halad). Vagyis a szél nem fékezi a pengét, hanem ezt a „képernyőt”. A szél felé forduló „farok” a szélmalom mögött, a pengék (gerincek) alatt és felett helyezkedik el. Elolvastam egy cikket, és egy ötlet született.

A "Hozzászólás hozzáadása" linkre kattintva elfogadom a weboldalt.

A villamos energia ára folyamatosan emelkedik. A forró nyári időjárás és a fagyos téli napon a városon kívül kényelmesen érzi magát, vagy alaposan költ pénzt, vagy keressen alternatív energiaforrásokat. Oroszország hatalmas ország, sík területeivel. Bár a legtöbb régióban lassú szelek dominálnak, a ritkán lakott területeket erős és heves légáram fújja. Ezért a szélgenerátor jelenléte a külvárosi ingatlantulajdonos gazdaságában gyakran indokolt. Megfelelő modell kerül kiválasztásra az alkalmazási terület és a tényleges felhasználási cél alapján.

1. szélmalom - rotor típusú kialakítás

Készíthet saját kezűleg egy egyszerű rotor típusú szélmalmat. Természetesen nem valószínű, hogy képes lesz áramot szolgáltatni egy nagy kunyhóhoz, de egy szerény kerti ház elektromos árammal történő ellátása eléggé hatalmában van. Segítségével megvilágíthat este, a melléképületekben, megvilágíthatja a kerti ösvényeket és a szomszédos területet.

További információ az alternatív energiaforrások más típusairól ebben a cikkben:

Így vagy csaknem egy csináld magad forgószélgenerátor. Mint láthatja, ennek a berendezésnek a kialakításában nincs semmi szuper bonyolult

Alkatrészek és fogyóeszközök előkészítése

Szélgenerátor összeszereléséhez, amelynek teljesítménye nem haladja meg az 1,5 kW-ot, a következőkre van szükségünk:

• generátor az autóból 12 V;
• 12 V savas vagy hélium elem;
• átalakító 12 V - 220 V - 700 W - 1500 W;
• nagy kapacitású alumínium vagy rozsdamentes acél: vödör vagy nagyméretű serpenyő;
• autóakkumulátor töltőrelé és töltésjelző lámpa;
• félig hermetikus gombos kapcsoló 12 V-ra;
• egy voltmérő bármilyen felesleges mérőkészülékből, használhat autót;
• csavarok alátétekkel és anyákkal;
• vezetékek, amelyek keresztmetszete 2,5 mm 2 és 4 mm 2;
• két bilincs, amellyel a generátort az oszlophoz rögzítik.

A munka elvégzéséhez fém ollóval vagy darálóval, mérőszalaggal, jelölővel vagy építőceruccal, csavarhúzóval, kulcsokkal, fúróval, fúróval, fogóval van szükségünk.

A magánlakások többsége nem ismeri el a geotermikus fűtés használatát, azonban egy ilyen rendszernek lehetősége van. A komplex előnyeiről és hátrányairól a következő anyagban olvashat bővebben:

A tervezés haladása

Készítünk egy forgórészt és újrakészítjük a generátor tárcsáját. Az induláshoz hengeres fémtartályra van szükségünk. Ezekre a célokra leggyakrabban serpenyőt vagy vödröt szerelnek fel. Vegye le a mérőszalagot, a jelölőt vagy a szerkezeti ceruzát, és ossza meg a kapacitást négy egyenlő részre. Ha ollóval vágunk fémet, akkor behelyezéshez először lyukakat kell készíteni. Használhat darálót is, ha a vödör nem festett ónból vagy horganyzott acélból készül. Ezekben az esetekben a fém elkerülhetetlenül túlmelegszik. Vágjuk a pengeket anélkül, hogy a végükre vágnánk őket.

Annak érdekében, hogy ne tévesszük meg a pengék méretével, amelyeket átvágtunk a tartályban, gondos méréseket kell végeznünk, és mindent gondosan át kell számolni.

Az alján és a tárcsán megjelöljük és fúrunk furatokat a csavarokhoz. Ebben a szakaszban fontos, hogy ne rohanjunk, és a lyukakat szimmetria szerint rendezzük el úgy, hogy forgás közben elkerüljük az egyensúlyhiányt. A pengeket meg kell hajlítani, de nem túl sokat. A munka ezen részének elvégzésekor figyelembe vesszük a generátor forgásirányát. Általában az óramutató járásával megegyezően forog. A hajlásszögtől függően a széláramok befolyásolható területe növekszik, és ennélfogva a forgási sebesség is.

Ez a pengék egy másik változata. Ebben az esetben minden rész külön létezik, és nem annak a tartálynak a részeként, amelyből kivágta

Mivel a szélmalom mindegyik penge külön létezik, mindegyiket meg kell csavarozni. Ennek a kialakításnak az előnye a fokozott karbantarthatóság

A kész pengékkel ellátott vödröt csavarokkal kell felszerelni a szíjtárcsára. A bilincsek segítségével telepítünk egy generátort az árbocra, majd csatlakoztassuk a vezetékeket és összeszereljük az áramkört. Sokkal jobb, ha az áramkört, a huzalok színét és az érintkezők jelölését előre megírja. A vezetékeket az oszlopra is rögzíteni kell.

Az akkumulátor csatlakoztatásához 4 mm2-es vezetéket használunk, amelynek hossza nem haladhatja meg az 1 métert. A terhelést (elektromos készülékek és világítás) 2,5 mm 2 keresztmetszetű vezetékekkel kötik össze. Ne felejtse el beszerezni a konvertert (invertert). A 7.8 érintkezőkhöz 4 mm2-es huzallal csatlakozik.

A szélturbina kialakítása egy ellenállásból (1), egy generátorindító tekercsből (2), egy generátorrotorból (3), egy feszültségszabályozóból (4), fordított áramú reléből (5), egy ampermérőből (6), egy elemből (7), egy biztosítékból (8) áll. megszakító (9)

Egy ilyen modell előnyei és hátrányai

Ha minden helyesen történik, akkor ez a szélgenerátor probléma nélkül fog működni. 75A akkumulátorral és 1000 W-os átalakítóval elláthatja utcai világítást, video-megfigyelő eszközöket stb.

A berendezés működési diagramja egyértelműen bemutatja, hogy a szélenergia pontosan miként alakul át elektromosá és hogyan használják azt rendeltetésszerűen

Ennek a modellnek az előnyei nyilvánvalóak: nagyon gazdaságos termék, könnyen javítható, működéséhez nincs szükség speciális feltételekre, megbízhatóan működik és nem sérti az akusztikai kényelmét. A hátrányok között szerepel az alacsony termelékenység és az erős szélszéltől való jelentős függőség: a pengéket a légáramok megszakíthatják.

2. szélmalom - tengelyirányú mágneses kialakítás

A közelmúltban a neodímium mágneseken vas nélküli statorokkal ellátott axiális szélmalmok Oroszországban nem készültek, utóbbi elérhetetlensége miatt. De most hazánkban vannak, és kevesebbet fizetnek, mint eredetileg. Ezért kézműveseink megkezdték az ilyen típusú szélgenerátorok gyártását.

Idővel, amikor egy forgó szélgenerátor képességei nem felelnek meg a gazdaság összes igényének, elkészítheti a neodímium mágnesek tengelyirányú modelljét

Mit kell felkészíteni?

A tengelyirányú generátornak fékkorongokkal felszerelt autó egy agyán kell alapulnia. Ha ez az alkatrész működött, akkor azt le kell szerelni, ellenőrizni és kenni kell a csapágyakat, és meg kell tisztítani a rozsdát. A kész generátort festeni kell.

A kerékagy kvalitatív tisztításához rozsdától használjon fémkefét, amelyet fel lehet szerelni egy elektromos fúróra. Az agy újra jól néz ki

Mágneseloszlás és rögzítés

A mágneseket a rotortárcsákra kell ragasztani. Ebben az esetben 20, 25x8 mm méretű mágnest használunk. Ha úgy dönt, hogy eltérő számú pólt készít, akkor használja a szabályt: egyfázisú generátorban hány pólusnak, hány mágnesnek kell lennie, és egy háromfázisú generátorban meg kell figyelni a pólus 4/3-át vagy 2/3-at a tekercsekhez viszonyítva. A mágneseket váltakozva kell elhelyezni a pólusok között. Ahhoz, hogy helyük helyes legyen, használjon sablont papírra vagy maga a lemezen nyomtatott szektorokkal.

Ha létezik ilyen lehetőség, akkor inkább téglalap alakú mágnest használjon, mint kerek mágnest, mert a körökben a mágneses mező a közepén, a téglalap alakú pedig a hosszukban koncentrálódik. Az ellenkező mágneseknek különböző pólusúaknak kell lenniük. Annak érdekében, hogy semmi ne zavarja meg, használjon jelölőt, hogy a felületén „+” vagy „-” fel legyen. A pólus meghatározásához vegyen egy mágnest, és vegyen másokhoz. A plusz felületeken tegyen plusz és mínusz a visszatükröző felületekre. A lemezeken a pólusoknak váltakozniuk kell.

A mágnesek helyesen vannak elhelyezve. Mielőtt epoxigyantával rögzítenék, gyurmából készült táblákat kell készíteni, hogy a ragasztó fagyjon le, és ne üveget tegyen az asztalra vagy a padlóra.

A mágnesek rögzítéséhez erős ragasztót kell használni, majd a kötési szilárdságot epoxival tovább erősítik. Tele van mágnesekkel. A gyanta elterjedésének megakadályozására gyurmás szegélyeket készíthet, vagy egyszerűen csak tekercselheti szalaggal.

Háromfázisú és egyfázisú generátorok

Az egyfázisú állórész rosszabb, mint a háromfázisú, mert terheléskor rezgést ad. Ennek oka az áram amplitúdójának különbsége, amely annak egy állandó pillanatnyi állandó változása miatt következik be. A háromfázisú modell nem szenved e hátránytól. A benne levő teljesítmény mindig állandó, mert a fázisok kompenzálják egymást: ha az egyikben az áram csökken, a másikban pedig növekszik.

Az egyfázisú és a háromfázisú változatok vitájában ez utóbbi győztesnek bizonyul, mivel a további vibráció nem hosszabbítja meg a berendezés élettartamát, és irritálja a hallást

Ennek eredményeként a háromfázisú modell hozama 50% -kal magasabb, mint ugyanazon egyfázisú arány. A szükségtelen rezgések hiányának további előnye az akusztikus kényelem terhelés alatt történő munkavégzéskor: a generátor működés közben nem zümmög. Ezenkívül a vibráció élettartama előtt mindig elpusztítja a szélgenerátort.

Tekercselési folyamat

Bármely szakember elmondja, hogy a tekercsek tekercselése előtt gondosan kell számolnia. És minden orvos mindent intuitív módon fog tenni. Generátorunk nem lesz túl gyors. Szükségünk van egy 12 voltos akkumulátor töltési folyamatára, hogy 100-150 ford / perc sebességgel induljon. Ilyen kezdeti adatokkal az összes tekercs teljes fordulatának 1000-1200 darabnak kell lennie. Ezt a számot el kell osztani a tekercsek számával, és meg kell tudni, hogy hány fordulatot kell megtenni mindegyikben.

Annak érdekében, hogy az alacsony fordulatszámú szélgenerátor nagyobb teljesítményű legyen, növelnie kell a pólusok számát. Ebben az esetben az áramlási frekvencia növekszik a tekercsekben. Tekercseléshez jobb vastag huzalt használni. Ez csökkenti az ellenállást, és ezért növekszik az áramerősség. Meg kell jegyezni, hogy nagy feszültségnél az áramot a tekercselés ellenállása „elfogyaszthatja”. Egy egyszerű, házilag készített gép segítségével gyorsan és pontosan tekercselheti a kiváló minőségű tekercseket.

Az állórész meg van jelölve, a tekercsek a helyükön vannak elhelyezve. Rögzítésükhöz epoxigyantát használunk, amelynek lefolyását ismét a gyurmás táblák akadályozzák

A lemezeken található mágnesek száma és vastagsága miatt a generátorok működési paramétereikben jelentősen eltérhetnek. Ahhoz, hogy megtudja, milyen teljesítmény várható ennek eredményeként, tekercselhet egy tekercset, és görgetheti azt a generátorban. A jövőbeli teljesítmény meghatározásához meg kell mérnie a feszültséget bizonyos fordulatszámon terhelés nélkül.

Például 200 fordulat / perc sebességnél 30 volt 3 ohmos ellenállású. Vonjuk le a 12 V-os akkumulátor feszültséget a 30 V-ról, és osszuk meg a kapott 18 V-ot 3 ohmmal. Az eredmény 6 amper. Ez az összeg kerül az akkumulátorra. Bár ez gyakorlatilag természetesen kevésbé jön létre a dióda hídján és a huzalokban bekövetkező veszteségek miatt.

A tekercseket leggyakrabban kerek formában készítik, de jobb kicsit meghosszabbítani. Ugyanakkor több réz nyerhető az ágazatban, és a tekercsek egyenesek. A tekercs belső furatának átmérőjének meg kell egyeznie a mágnes méretével, vagy ennél kissé nagyobbnak kell lennie.

A kapott berendezés előzetes tesztelését elvégzik, amely megerősíti annak kiváló teljesítményét. Idővel ez a modell tovább fejleszthető.

Az állórész készítésekor ne feledje, hogy annak vastagságának meg kell egyeznie a mágnesek vastagságával. Ha növekszik a tekercsekben lévő fordulatok száma és az állórész vastagabb, akkor a lemezek közötti tér növekszik, és a mágneses fluxus csökken. Ennek eredményeként ugyanaz a feszültség generálható, de a tekercsek megnövekedett ellenállása miatt kevesebb az áram.

A rétegelt lemezt az állórész formájaként használják, de papíron meg lehet jelölni a tekercsek szektorjait és a gyurmából szegélyeket lehet készíteni. A termék szilárdsága növeli az üvegszálas anyagot, amelyet a forma aljára és a tekercsek tetejére helyeznek. Az epoxid nem tapadhat a penészhez. Ehhez viasszal vagy vazelinnel kenjük. Ugyanezen célokra használhat filmet vagy szalagot. A tekercseket mozdulatlanul rögzítik egymáshoz, a fázisok végeit kiemelik. Ezután mind a hat vezetéket háromszög vagy csillag köti össze.

A generátor szerelvényt kézzel forgatva teszteljük. A kapott feszültség 40 volt, az áramerősség körülbelül 10 amper.

Utolsó szakasz - árboc és csavar

A kész árboc valódi magassága 6 méter, de jobb lenne, ha 10–12 méter lenne. Ennek alapját betonozni kell. El kell végezni egy ilyen rögzítést, hogy a csövet kézi csörlővel fel lehet emelni és leengedni. Egy csavar van rögzítve a cső tetejére.

PVC-cső - megbízható és meglehetősen könnyű anyag, amelynek felhasználásával előzetesen meghatározott kanyarral csavarozhat egy szélturbina csavart

Csavar készítéséhez 160 mm átmérőjű PVC csőre van szüksége. Be kell vágni egy hatlapátos két méteres csavart. Érdemes kísérletezni a pengék formájával annak érdekében, hogy alacsony fordulatszám mellett növelje a nyomatékot. A propellert le kell venni az erős széltől. Ezt a funkciót hajtogatott farok segítségével hajtják végre. A keletkező energiát az elemek tárolják.

Az árbocot kézi csörlővel kell emelni és leengedni. A további szerkezeti stabilitás feszítőkábelekkel biztosítható

Kétféle lehetőség van a szélgenerátorokra, amelyeket a nyári lakosok és a külvárosi ingatlantulajdonosok használnak leggyakrabban. Mindegyik a maga módján hatékony. Különösen az ilyen berendezések használatának az eredménye van az erős szélű területeken. Mindenesetre egy ilyen asszisztens a háztartásban nem fáj.

A házi készítésű szélgenerátor teljesítménye elegendő a különféle berendezések akkumulátorának feltöltéséhez, világításhoz és általában a háztartási villamos készülékek működéséhez. A szélerőmű telepítésével megtakaríthatja magának az energia költségeit. Kívánság szerint a kérdéses egységet saját kezűleg összeszerelheti. Csak el kell döntenie a szélgenerátor fő paramétereiről, és mindent meg kell tennie az utasításoknak megfelelően.

A szélgenerátor kialakítása számos pengét tartalmaz, amelyek a széláramok hatására forognak. Ennek a hatásnak a eredményeként forgási energia jön létre. A rotoron keresztül előállított energiát a szorzóhoz továbbítják, amely viszont továbbítja az energiát a generátorhoz.

Vannak szélgenerátorok is, szorzó nélkül. A szorzó hiánya jelentősen növeli a telepítés termelékenységét.

A szélgenerátorok külön-külön vagy csoportosan is telepíthetők a szélerőműbe. A szélmotorok kombinálhatók a dízelgenerátorokkal is, amelyek takarítják meg az üzemanyagot és biztosítják az otthoni elektromos rendszer leghatékonyabb működését.

Mit kell tudnia a szélgenerátor összeszerelése előtt?

Mielőtt elkezdené a szélgenerátor összeszerelését, el kell döntenie számos kulcsfontosságú kérdésről.

Első lépés. Válassza ki a megfelelő szélturbina kivitel típusát. A telepítés függőleges és vízszintes lehet. Önszerelés esetén jobb a vertikális modelleket választani, mert könnyebben gyárthatók és kiegyensúlyozhatók.

Második lépés. Találja meg a megfelelő erőt. Ebben a pillanatban minden egyedi - koncentráljon a saját igényeire. Ahhoz, hogy több energiát kapjon, meg kell növelnie a járókerék átmérőjét és súlyát.

Ezen jellemzők növekedése bizonyos nehézségeket okoz a szélgenerátor kerekeinek rögzítése és kiegyensúlyozása során. Vegye figyelembe ezt a pillanatot, és objektíven értékelje képességeit. Ha Ön kezdő, fontolja meg több közepes teljesítményű szélgenerátor telepítését egy nagyon produktív egység helyett.

Harmadik lépés. Gondoljon arra, hogy el tudja-e készíteni a szélgenerátor összes elemét. Minden részletet pontosan ki kell számítani, és teljes mértékben a gyári analógoknak megfelelően kell elkészíteni. A szükséges készségek hiányában jobb, ha kész termékeket vásárol.

Negyedik lépés. Válassza ki a megfelelő elemeket. Sokkal jobb az autóakkumulátorok visszautasítása rövid élettartamúak, robbanásveszélyesek és igényesek ápolás és karbantartás szempontjából.

A lezárt elemeket részesítik előnyben. Néhányszor drágábbak, de többször hosszabb ideig szolgálnak és általában magasabb tulajdonságokkal rendelkeznek.

Különös figyelmet kell fordítani a megfelelő számú pengék kiválasztására. A legnépszerűbbek a szélgenerátorok 2 és 3 pengével. Az ilyen létesítményeknek azonban számos hátránya van.

Ha a generátor 2 vagy 3 pengével működik, akkor erőteljes centrifugális és giroszkópos erők lépnek fel. Az említett erők hatására a szélgenerátor fő elemeinek terhelése jelentősen növekszik. Ugyanakkor bizonyos pontokban az erők ellensúlyként működnek egymásnak.

A beérkező terhelések kiegyenlítése és a szélerőmű tervezésének sértetlen tartása érdekében végre kell hajtania a pengék megfelelő aerodinamikai kiszámítását, és azokat szigorúan a kiszámított adatokkal összhangban kell elvégezni.  Még a minimális hibák is többször csökkentik a telepítés hatékonyságát, és növelik a szélgenerátor korai meghibásodásának valószínűségét.

Nagy sebességű szélturbinák üzemeltetésekor sok zaj keletkezik, különösen improvizált telepítéseknél. Minél nagyobb a penge, annál nagyobb a zaj. Ez a pont számos korlátozást ír elő. Például, ha egy ilyen zajos szerkezetet a ház tetejére telepít, akkor nem fog működni, kivéve, ha természetesen a tulajdonos nem szereti a repülőtéren érezni magát.

Ne feledje, hogy a pengék számának növekedésével a szélgenerátor működése közben keletkező rezgés szintje növekszik. A kéttengelyű telepítéseket nehezebb kiegyensúlyozni, különösen egy tapasztalatlan felhasználó számára. Következésképpen sok zaj és rezgés lesz a két pengével rendelkező szélmalmokból.

Adjon választást egy 5-6 pengés szélerőművel szemben.  A gyakorlat azt mutatja, hogy az ilyen modellek a legelőnyösebbek az öntermeléshez és otthoni használatra.

Javasoljuk, hogy készítsen körülbelül 2 m átmérőjű csavart.  Szinte bárki fogja megbirkózni az összeszerelés és az egyensúly megteremtésének munkájával. A tapasztalat megszerzése után megpróbálhatja összeszerelni és felszerelni egy 12 pengével ellátott kereket. Egy ilyen egység összeszerelése több erőfeszítést igényel. Az anyagok és az időköltségek szintén növekedni fognak. A 12 penge ugyanakkor enyhe, 6-8 m / s szél mellett is 450-500 watt teljesítményt képes elérni.

Ne feledje, hogy 12 pengével a kerék meglehetősen lassú lesz, és ez különféle problémákat okozhat.  Például össze kell állítania egy speciális sebességváltót, amely összetettebb és drágább a gyártáshoz.

Így a kezdő háztartási kézművesek számára a legjobb megoldás egy 200 cm átmérőjű kerékkel felszerelt szélgenerátor, közepes méretű lapátokkal, 6 darab mennyiségben.

Kiegészítők és összeszerelő szerszámok

A szélmalom összeszereléséhez sok különféle alkatrészre és kiegészítő eszközre van szükség. Gyűjtsön össze és vásároljon meg mindent, amire szüksége van előre, hogy ne kelljen később elvonnia ezt.

Az adott helyzet körülményeitől függően a szükséges eszközök listája kissé eltérhet. Ezen a ponton te magad navigálsz az út mentén.

Lépésről lépésre a szélgenerátor összeszereléséhez

A házi készítésű szélgenerátor összeszerelését és telepítését több szakaszban végzik.

Első szakasz. Készítsen elő egy hárompontos beton alapot. A talaj típusa és az építkezés éghajlati viszonyai szerint határozza meg az alapzat mélységét és teljes vastagságát. Hagyja, hogy a beton 1-2 hétig erősödjön, és helyezze be az árbocot. Ehhez temetje el a támasztóoszlopot kb. 50-60 cm-rel a földbe, és rögzítse azt striákkal.

Második szakasz. Készítse elő a forgórészt és a tárcsát. A szíjtárcsa egy súrlódó kerék. Az ilyen kerék kerülete egy horony vagy a kerék. A forgórész átmérőjének kiválasztásakor a szélsebesség átlagos éves értékére kell összpontosítania. Tehát átlagosan 6-8 m / s sebességgel egy 5 m átmérőjű rotor hatékonyabb lesz, mint egy 4 m rotor.

A harmadik szakasz. Készítse el a jövő szélerőművi pengéit. Ehhez vegye le a hordót és ossza meg több azonos részre, a kiválasztott pengék számának megfelelően. Jelölje meg a pengéket jelölővel, majd vágja ki az elemeket. A daráló tökéletes a daraboláshoz, fémollókat is használhat.

A negyedik szakasz. Rögzítse a hordó alját a generátor szíjtárcsájához. Használjon csavarokat a rögzítéshez. Ezt követően meg kell hajlítani a pengéket a hordón. Ne vigyük túlzásba, különben a kész telepítés instabil módon fog működni. Állítsa be a szélgenerátor megfelelő fordulatszámát a pengék kanyarjának megváltoztatásával.

Az ötödik szakasz. Csatlakoztassa a vezetékeket a generátorhoz és szerelje össze őket egy adagáramkörben. Rögzítse a generátort az oszlophoz. Csatlakoztassa a vezetékeket a generátorhoz és az árbochoz. Szerelje össze a generátort egy áramkörben. Csatlakoztassa az akkumulátort az áramkörhöz. Vegye figyelembe azt a tényt, hogy egy ilyen telepítésnél a maximálisan megengedett huzalhossz 100 cm. Csatlakoztassa a rakományt a vezetékekkel.

Egy generátor összeszerelése átlagosan 3-6 órát vesz igénybe, a készségektől, az általános teljesítménytől és a mestertől függően.

A szélgenerátor rendszeres karbantartást és karbantartást igényel.

1. 2-3 héttel egy új generátor telepítése után szüksége van szétszerelje az eszközt, és ellenőrizze, hogy a szerelvények biztonságosak-e. Saját biztonsága érdekében csak gyenge szélben ellenőrizze a rögzítéseket.
2. Kenje meg a csapágyakat  legalább hathavonta. Ha a kerék kiegyensúlyozatlanságának első jelei megjelennek, azonnal távolítsa el és javítsa ki a hibákat. Az egyensúlyhiány leggyakoribb jele a pengék nem jellemző karakterizálása.
3. Legalább hathavonta ellenőrizze az aktuális kollektor kefét. 2-6 évente festeni fém elemek telepítést. A rendszeres festés megvédi a fémet a korrózió elkerülése ellen.
4. Figyelemmel kíséri a generátor állapotát. Rendszeresen ellenőrizze, hogy a generátor működés közben nem melegszik túl. Ha a beépítési felület olyan melegítésre megy, hogy nagyon nehéz lesz a kezét rajta tartani, vigye a generátort a műhelybe.
5. Monitor gyűjtő állapota. A szennyeződéseket a lehető leghamarabb el kell távolítani az érintkezőkről, mint jelentősen csökkentik a telepítés hatékonyságát. Kövesse nyomon az érintkezők mechanikai állapotát.  A berendezés túlmelegedése, kiégett tekercsek és más hasonló hibák - mindezt azonnal meg kell szüntetni.

Így a szélgenerátor összeszerelése semmi sem bonyolult. Elegendő az összes szükséges elem előkészítése, a telepítés összeszerelése az utasítások szerint és a kész egység csatlakoztatása a hálózathoz. A helyesen felszerelt szélgenerátor megbízható ingyenes áramforrás lesz. Kövesse az utasításokat, és minden működni fog.

Jó munkát!

Videó - DIY szélturbinák otthona számára

A légmasszák kimeríthetetlen energiája mindig felkeltette az emberek figyelmét. Dédapáink megtanultak a szél alkalmazására a szélmalmok vitorláiban és kerekeiben, majd két évszázadig céltalanul sétált a Föld hatalmas kiterjedésein.

Ma ismét hasznos munkát találtak számára. A magánház szélgenerátora a műszaki újítások kategóriájából valódi tényezővé válik mindennapi életünkben.

Vessen egy közelebbi pillantást a szélerőművekre, értékelje költséghatékony felhasználásuk körülményeit és vegye figyelembe a meglévő fajtákat. Cikkünkben az otthoni kézművesek információkat kapnak a szélmalom önszerelésével és a hatékony működéséhez szükséges eszközökkel kapcsolatos reflexiókról.

Mi az a szélgenerátor?

A háztartási szélerőmű működésének alapelve egyszerű: a légáram elforgatja a generátor tengelyére szerelt rotorlapátokat, és váltakozó áramot hoz létre a tekercseiben. A keletkező villamos energiát elemekben tárolják, és a háztartási készülékek szükség szerint fogyasztják. Természetesen ez egy otthoni szélturbina egyszerűsített vázlata. Gyakorlatilag az elektromos áramot átalakító eszközök egészítik ki.

A generátor mögött az energialáncban egy vezérlő található. Átalakítja a háromfázisú váltakozó áramot egyenárammá, és az akkumulátorok töltésére irányítja. A legtöbb háztartási készülék nem képes "állandó" alapon működni, tehát egy másik készüléket, az invertert az akkumulátorok mögött helyeznek. Az ellenkező műveletet hajtja végre: az egyenáramot háztartási váltakozó feszültséggé alakítja, amely 220 volt. Nyilvánvaló, hogy ezek az átalakulások nem haladnak nyom nélkül, és elég tisztességes részt vesznek el a kezdeti energiától (15-20%).

Ha a szélmalom párosul napelemes elemmel vagy más áramgenerátorral (benzin, dízel), akkor az áramkört egy megszakító (ATS) egészíti ki. A fő áramforrás kikapcsolásakor aktiválja a biztonsági mentést.

A maximális teljesítmény elérése érdekében a szélgenerátort a széláram mentén kell elhelyezni. Egyszerű rendszerekben a Weathervane elv valósul meg. Ehhez egy függőleges pengét rögzítenek a generátor ellenkező végéhez, fordítva a szél felé.

Nagyobb teljesítményű rendszereknél van egy forgó villanymotor, amelyet egy irányérzékelő vezérel.

A szélgenerátorok fő típusai és jellemzői

Kétféle szélgenerátor létezik:

1. Forgórész vízszintes elrendezéssel.
2. Függőleges rotorral.

Az első típus a leggyakoribb. Jellemzője a nagy hatékonyság (40-50%), de megnövekedett a zaj és a rezgés szintje. Ezen felül a telepítéshez nagy szabad hely (100 méter) vagy magas árboc (6 métertől) szükséges.

A függőleges forgórészű generátorok energetikai szempontból kevésbé hatékonyak (a hatékonyság csaknem háromszor alacsonyabb, mint a vízszintesé).

Előnyeik az egyszerű telepítés és a megbízható kialakítás. Az alacsony zajszint lehetővé teszi a függőleges generátorok telepítését a házak tetőire és akár a talaj szintjén is. Ezek a létesítmények nem félnek a jegesedéstől és a hurrikánoktól. Gyenge (1,0–2,0 m / s) szélből indítják őket, míg a vízszintes szélturbinához közepes erősségű (3,5 m / s vagy annál nagyobb) légáram szükséges. A járókerék (rotor) függőleges szélgenerátorok alakja nagyon változatos.

Függőleges szélmalmok rotorkerekei

A forgórész alacsony fordulatszáma miatt (200 fordulat / percig) az ilyen üzemek mechanikus élettartama jelentősen meghaladja a vízszintes szélgenerátorok teljesítményét.

Hogyan lehet kiszámítani és kiválasztani a szélgenerátort?

A szél nem a csöveken keresztül szivattyúzott földgáz, és nem a villamos energia, amely megszakítás nélkül áramlik a vezetékeken keresztül a házunkba. Szeszélyes és zavaró. Ma egy hurrikán lerombolja a tetőket és megtöri a fákat, és holnap utat enged nyugodt nyugalomnak. Ezért, mielőtt saját készítésű szélmalmat vásárol vagy készít, el kell értékelnie a környéken lévő levegő energia potenciálját. Ehhez határozza meg az éves átlagos szél erősséget. Ez az érték megtalálható az interneten a megfelelő kérés alapján.

Miután megkaptuk egy ilyen táblát, megkeressük lakóhelyünk területét, és megnézzük színének intenzitását, összehasonlítva a besorolási skálával. Ha az átlagos szélsebesség kevesebb, mint 4 méter másodpercenként, akkor nincs értelme szélmalmat feltenni. Nem ad megfelelő mennyiségű energiát.

Ha a szélenergia elegendő egy szélerőmű telepítéséhez, akkor lépjen a következő lépésre: a generátor teljesítményének kiválasztására.

Ha a ház önálló tápellátásáról van szó, akkor az 1 család átlagos statisztikai villamosenergia-fogyasztását vesszük figyelembe. 100 és 300 kWh között van havonta. Azokban a régiókban, ahol alacsony az éves szélpotenciál (5-8 m / s), egy ilyen mennyiségű villamosenergia képes generálni egy 2-3 kW teljesítményű szélturbinát. Ne feledje, hogy télen az átlagos szélsebesség magasabb, ezért ebben az időszakban az energiatermelés nagyobb lesz, mint nyáron.

A szélgenerátor választása. Indikatív árak

Az 1,5–2,0 kW teljesítményű vertikális háztartási szélgenerátorok árai 90–110 ezer rubel. A csomag ebben az árban csak egy generátort tartalmaz pengékkel, árboc nélkül és kiegészítő berendezéseket (vezérlő, inverter, kábel, akkumulátorok). A teljes erőmű a telepítéssel együtt 40-60% -kal többet fog fizetni.

Az erősebb szélerőművek (3–5 kW) költsége 350–450 ezer rubel (további felszereléssel és szerelési munkákkal együtt).

DIY szélmalom. Szórakozás vagy valódi megtakarítás?

Rögtön azt fogjuk mondani, hogy a szélgenerátor saját kezével történő teljes és hatékony készítése nem könnyű. Külön kérdés a szélkerék, a sebességváltó kompetens kiszámítása, a teljesítmény és a sebességhez megfelelő generátor kiválasztása. Csak rövid ajánlásokat fogunk adni a folyamat fõ szakaszaira.

generátor

A közvetlen hajtású mosógépekből származó autógenerátorok és villamos motorok nem alkalmasak erre a célra. Képesek energiát termelni a szélkerékből, de ez nem lesz jelentéktelen. Az automatikus generátoroknak a hatékony működéshez nagyon nagy sebességre van szükségük, amelyet egy szélmalom nem képes kifejleszteni.

Az alátétek motorjai egy másik probléma. Vannak ferritmágnesek, és egy szélgenerátorhoz hatékonyabb termékekre van szükség - niod. Az önszerelés és az áramhordozó tekercsek tekercselésének türelmét és nagy pontosságot igényel.

Az öngyártott eszközök teljesítménye általában nem haladja meg a 100-200 wattot.

A közelmúltban a házi készítésű gyártók körében népszerűek voltak a kerékpárok és robogók motorkerekei. A szélenergia szempontjából ezek a nagy teljesítményű niodegenerátorok, amelyek optimálisan alkalmasak függőleges szélkerekekkel és akkumulátorok töltésével. Legfeljebb 1 kW szélenergia távolítható el egy ilyen generátorból.

Motorkerék - kész generátor egy gyors váltású szélerőműparkhoz

csavar

A vitorlás és a forgócsavarok a legegyszerűbbek. Az első könnyű, ívelt csövekből áll, amelyek egy központi lemezhez vannak rögzítve. A tartós szövetlapátokat minden csőhöz meghúzzuk. A csavar nagy megsemmisítéséhez a pengék csuklását kell elvégezni úgy, hogy hurrikán alatt összehajoljanak és ne deformálódjanak.

A szélkerék forgórészének kialakítását függőleges generátorokhoz használják. Könnyen gyártható és megbízható.

A vízszintes forgástengelyű házi szélturbinákat propeller hajtja meg. A háztartási kézművesek 160–250 mm átmérőjű PVC csövekből gyűjtik. A pengék egy kerek acéllemezre vannak felszerelve, a furat a generátor tengelyéhez van rögzítve.