기단에는 인류가 고대에 사용했던 무한한 에너지 공급이 있습니다. 기본적으로 풍력은 항해중인 선박의 움직임과 풍차의 작동을 제공했습니다. 증기 엔진이 발명 된 후 이러한 유형의 에너지는 관련성을 잃었습니다.

풍력 에너지가 발전기에 적용되는 원동력으로 다시 수요가 된 것은 현대 환경에서만입니다. 그들은 아직 산업적 규모로 널리 퍼져 있지는 않지만 민간 부문에서 더 인기를 얻고 있습니다. 때로는 전력선에 연결하는 것이 단순히 불가능합니다. 이러한 상황에서 많은 소유자는 스크랩 재료로 손으로 개인 주택용 풍력 발전기를 설계하고 제조합니다. 미래에는 전기의 주 또는 보조 소스로 사용됩니다.

이상적인 풍력 터빈 이론

이 이론은 역학 분야의 과학자와 전문가에 의해 다른시기에 개발되었습니다. V.P가 처음 개발했습니다. Vetchinkin은 1914 년에 이상적인 프로펠러 이론을 기반으로 사용되었습니다. 이 연구에서 이상적인 풍력 터빈의 풍력 에너지 이용률이 먼저 도출되었습니다.

이 분야의 작업은 N.E. 이 계수의 최대 값을 0.593으로 추론 한 Zhukovsky. 다른 교수 인 Sabinin G.Kh의 후기 작품에서. 계수의 조정 된 값은 0.687이었습니다.

개발 된 이론에 따르면 이상적인 윈드 휠은 다음 매개 변수를 가져야합니다.

• 바퀴의 회전축은 바람의 흐름 속도와 평행해야합니다.
• 블레이드의 수는 매우 작고 너비가 매우 작습니다.
• 블레이드를 따라 일정한 순환이있는 상태에서 날개의 프로파일 항력 값이 0입니다.
• 풍력 터빈의 전체 스윕 표면은 휠에서 일정한 속도 손실을 보입니다.
• 각속도가 무한대에 이르는 경향.

풍력 터빈 선택

개인 주택용 풍력 발전기 모델을 선택할 때 전원을 켜는 일정과 빈도를 고려하여 장치 및 장비의 작동을 보장하는 데 필요한 전력을 고려해야합니다. 소비 된 전기의 월별 회계에 의해 결정됩니다. 또한 소비자의 기술적 특성에 따라 전력 값을 결정할 수 있습니다.

모든 전기 제품의 전력은 풍력 발전기에서 직접 수행되는 것이 아니라 인버터와 배터리 세트에서 수행된다는 점을 명심해야합니다. 따라서 1kW 용량의 발전기는 4 킬로와트 인버터를 공급하는 배터리의 정상적인 기능을 보장 할 수 있습니다. 결과적으로 비슷한 용량의 가전 제품에 전기가 완전히 공급됩니다. 매우 중요합니다 옳은 선택 배터리. 충전 전류와 같은 매개 변수에 특히주의해야합니다.

풍력 터빈 설계를 선택할 때 다음 요소가 고려됩니다.

• 윈드 휠의 회전 방향은 수직 또는 수평입니다.
• 팬 블레이드는 직선 또는 곡면이있는 돛 모양 일 수 있습니다. 어떤 경우에는 결합 된 옵션이 사용됩니다.
• 블레이드 재료 및 제조 기술.
• 통과하는 공기의 흐름에 따라 경사가 다른 팬 블레이드 배치.
• 팬에 포함 된 블레이드 수입니다.
• 풍력 터빈에서 발전기로 전달되는 필요한 전력.

또한 기상청에서 지정한 특정 지역의 연간 평균 풍속을 고려해야합니다. 풍력 발전기의 현대적인 디자인은 독립적으로 다른 방향으로 회전하기 때문에 바람의 방향을 명확히 할 필요가 없습니다.

러시아 연방의 대부분 지역에서 가장 최적의 옵션은 회전축의 수평 방향이며 블레이드 표면은 오목한 곡선으로 공기 흐름이 예각으로 흐릅니다. 바람에서 가져 오는 힘의 양은 블레이드 면적의 영향을받습니다. 일반 집의 경우 1.25m 2면 충분합니다.

풍력 터빈의 회전 수는 블레이드 수에 따라 다릅니다. 블레이드가 하나 인 풍력 터빈이 가장 빠르게 회전합니다. 이러한 디자인은 균형을 맞추기 위해 균형추를 사용합니다. 또한 3m / s 미만의 낮은 풍속에서는 풍력 터빈이 에너지를 사용할 수 없게된다는 점도 명심해야합니다. 장치가 약한 바람을 감지하려면 블레이드 면적을 최소 2m 2로 늘려야합니다.

풍력 발전기 계산

풍력 발전기를 선택하기 전에 제안 된 설치 장소에서 가장 특징적인 풍속과 방향을 결정해야합니다. 블레이드의 회전은 최소 풍속 2m / s에서 시작된다는 점을 기억해야합니다. 이 표시기가 9 ~ 12m / s의 값에 도달하면 최대 효율이 달성됩니다. 즉, 소규모에 전기를 공급하기 위해 별장, 최소 전력이 1kW / h이고 풍속이 최소 8m / s 인 발전기가 필요합니다.

풍속과 프로펠러 직경은 풍력 터빈에서 생성되는 전력에 직접적인 영향을 미칩니다. 정확하게 계산 성능 특성 다음 공식을 사용하여 특정 모델이 가능합니다.

1. 회전 면적에 따른 계산은 다음과 같이 수행됩니다 .P \u003d 0.6 x S x V 3, 여기서 S는 풍향에 수직 인 면적 (m 2), V는 풍속 (m / s), P는 발전기 세트의 전력입니다 ( kW).
2. 나사 직경으로 전기 설비를 계산할 때 공식이 사용됩니다 .P \u003d D 2 x V 3/7000, 여기서 D는 나사 직경 (m), V는 풍속 (m / s), P는 발전기 전력 (kW)입니다.
3. 더 복잡한 계산은 기류 밀도를 고려합니다. 이러한 목적을 위해 다음 공식이 있습니다. P \u003d ξ x π x R 2 x 0.5 x V 3 x ρ x η ed x η gen, 여기서 ξ는 풍력 에너지 사용 계수 (측정 불가능한 값), π \u003d 3.14, R- 로터 반경 (m), V-공기 유속 (m / s), ρ-공기 밀도 (kg / m 3), η 빨간색-감속기 효율 (%), η 발전기-발전기 효율 (%).

따라서 풍력 터빈에서 생산되는 전기는 풍속이 증가함에 따라 세제곱 비율로 양적으로 증가합니다. 예를 들어 풍속이 두 배가되면 로터에 의한 운동 에너지 생성이 8 배 증가합니다.

풍력 발전기를 설치할 장소를 선택할 때 바람에 대한 장벽을 만드는 큰 건물과 키 큰 나무가없는 지역을 선호 할 필요가 있습니다. 주거용 건물과의 최소 거리는 25 ~ 30m입니다. 그렇지 않으면 작업 중 소음이 발생하여 불편 함과 불편 함이 발생할 수 있습니다. 풍차의 로터는 가장 가까운 건물보다 3-5m 이상 높은 높이에 있어야합니다.

컨트리 하우스를 공통 네트워크에 연결할 계획이없는 경우이 경우 결합 된 시스템에 대한 옵션을 사용할 수 있습니다. 풍력 터빈의 작동은 디젤 발전기 또는 태양 전지와 함께 사용하면 훨씬 더 효율적입니다.

자신의 손으로 풍력 발전기를 만드는 방법

풍력 발전기의 유형과 디자인에 관계없이 각 장치는 기본적으로 유사한 요소를 갖추고 있습니다. 모든 모델에는 발전기, 블레이드가 있습니다. 다양한 재료, 원하는 수준의 설치를 보장하는 리프트, 추가 배터리 및 전자 제어 시스템. 회전식 장치 또는 자석을 사용하는 축 구조는 제조하기 가장 쉬운 것으로 간주됩니다.

옵션 1. 풍력 터빈의 회전 설계.

회전식 풍력 터빈의 설계는 2 개, 4 개 또는 그 이상의 블레이드를 사용합니다. 이러한 풍력 발전기는 큰 시골집에 전기를 완전히 공급할 수 없습니다. 그들은 주로 보조 전기 소스로 사용됩니다.

풍력 터빈의 설계 능력에 따라 필요한 재료와 구성 요소가 선택됩니다.

• 12 볼트 자동차와 자동차 배터리의 발전기.
• 교류를 12V에서 220V로 변환하는 전압 조정기입니다.
• 큰 용기. 알루미늄 양동이 또는 스테인리스 스틸 냄비가 가장 잘 작동합니다.
• 차량에서 분리 된 릴레이를 충전기로 사용할 수 있습니다.
• 12V 스위치, 컨트롤러가있는 충전 램프, 너트와 와셔가있는 볼트, 고무 가스켓이있는 금속 클램프가 필요합니다.
• 최소 단면적이 2.5 mm 2이고 측정 장치에서 기존 전압계가 제거 된 3 심 케이블.

우선, 로터는 냄비 또는 양동이와 같은 기존 금속 용기에서 준비됩니다. 4 개의 동일한 부분으로 표시되며, 선의 끝에 구멍이 만들어져 구성 부분으로 쉽게 분리됩니다. 그런 다음 용기는 금속 가위 또는 분쇄기로 절단됩니다. 로터 블레이드는 결과 블랭크에서 절단됩니다. 모든 측정은 치수 준수 여부를주의 깊게 확인해야합니다. 그렇지 않으면 구조가 올바르게 작동하지 않습니다.

다음으로 발전기 풀리의 회전 측면이 결정됩니다. 일반적으로 시계 방향으로 회전하지만 이것을 확인하는 것이 좋습니다. 그 후 로터 부분이 발전기에 연결됩니다. 로터 이동의 불균형을 방지하려면 두 구조의 장착 구멍이 대칭으로 배치되어야합니다.

회전 속도를 높이려면 블레이드 가장자리를 약간 구부려 야합니다. 굽힘 각도가 증가하면 회전식 설치로 공기 흐름을보다 효율적으로 감지 할 수 있습니다. 블레이드로서 절단 용량의 요소뿐만 아니라 개별 세부 정보원 모양의 금속 공작물에 연결됩니다.

컨테이너를 발전기에 부착 한 후 얻은 전체 구조물은 금속 클램프를 사용하여 마스트에 완전히 설치해야합니다. 그런 다음 배선이 장착되고 조립됩니다. 각 핀은 자체 커넥터에 연결되어야합니다. 연결되면 배선이 와이어로 마스트에 부착됩니다.

조립이 끝나면 인버터, 배터리 및 부하가 연결됩니다. 배터리는 단면적이 3mm 2 인 케이블로 연결되며, 다른 모든 연결의 경우 단면적이 2mm2이면 충분합니다. 그런 다음 풍력 터빈을 작동 할 수 있습니다.

옵션 2. 자석을 사용하는 풍력 발전기의 축 설계.

가정용 축 풍차는 네오디뮴 자석의 주요 요소 중 하나 인 구조입니다. 성능면에서 기존 회전 장치보다 훨씬 앞서 있습니다.

로터는 풍력 터빈 전체 구조의 주요 요소입니다. 제조에는 브레이크 디스크가 장착 된 자동차 휠 허브가 가장 적합합니다. 작동중인 부품을 준비해야합니다-먼지와 녹을 청소하고 베어링을 윤활하십시오.

다음으로 자석을 적절하게 배포하고 고정해야합니다. 총 20 개, 25 x 8mm 크기가 필요합니다. 그들의 자기장은 길이를 따라 위치합니다. 짝수 자석은 극이 될 것이며 디스크의 전체 평면을 따라 교대로 위치합니다. 그런 다음 장단점이 결정됩니다. 하나의 자석이 디스크의 다른 자석과 번갈아 가며 닿습니다. 그들이 끌면 극은 긍정적입니다.

극 수가 증가하면 특정 규칙을 따라야합니다. 단상 발전기에서 극 수는 자석 수와 동일합니다. 3 상 발전기에서 자석과 극 사이의 비율은 4/3이고 극과 코일 사이의 비율은 2/3입니다. 자석은 디스크 둘레에 수직으로 설치됩니다. 균일 한 분포를 위해 종이 템플릿... 먼저 자석을 강력한 접착제로 고정한 다음 마지막으로 에폭시로 고정합니다.

단상 및 3 상 발전기를 비교하면 전자의 성능이 후자에 비해 약간 나빠질 것입니다. 이는 불안정한 전류 출력으로 인한 네트워크의 높은 진폭 변동 때문입니다. 따라서 단상 장치에서 진동이 발생합니다. 3 상 설계에서 이러한 단점은 한 위상에서 다른 위상으로의 전류 부하에 의해 보상됩니다. 이렇게하면 네트워크에서 항상 일정한 전력 값이 제공됩니다. 진동으로 인해 단상 시스템의 서비스 수명은 3 상 시스템의 서비스 수명보다 훨씬 짧습니다. 또한 3 상 모델은 작동 중에 소음이 없습니다.

마스트의 높이는 약 6 ~ 12m이며 거푸집 중앙에 설치되어 콘크리트로 부어집니다. 그런 다음 기성품 구조가 마스트에 설치되어 나사가 부착됩니다. 마스트 자체는 케이블을 사용하여 고정됩니다.

풍력 터빈 블레이드

풍력 터빈의 효율성은 블레이드 설계에 크게 좌우됩니다. 우선, 이것은 풍력 발전기의 블레이드가 만들어지는 재료뿐만 아니라 수와 크기입니다.

블레이드 설계에 영향을 미치는 요인 :

• 가장 가벼운 바람조차도 긴 칼날을 움직일 수 있습니다. 그러나 길이가 너무 길면 윈드 휠의 회전 속도가 느려질 수 있습니다.
• 총 블레이드 수를 늘리면 윈드 휠의 반응성이 향상됩니다. 즉, 블레이드가 많을수록 회전이 더 잘 시작됩니다. 그러나 전력과 속도가 감소하여 이러한 장치는 발전에 적합하지 않습니다.
• 윈드 휠의 직경과 회전 속도는 장치에서 생성되는 소음 수준에 영향을줍니다.

블레이드의 수는 전체 구조물의 설치 위치와 호환되어야합니다. 최적의 조건에서 올바르게 선택된 블레이드는 풍력 발전기의 최대 출력을 제공 할 수 있습니다.

먼저 장치에 필요한 전력과 기능을 미리 결정해야합니다. 풍력 발전기를 적절하게 제조하려면 가능한 설계와 작동 될 기후 조건을 연구해야합니다.

총 전력 외에도 피크 부하라고도하는 출력 전력의 값을 결정하는 것이 좋습니다. 풍력 발전기의 작동과 동시에 켜질 장비 및 장비의 총 수를 나타냅니다. 이 표시기를 늘려야하는 경우에는 한 번에 여러 대의 인버터를 사용하는 것이 좋습니다.

DIY 풍력 발전기 24v-2500 와트

러시아는 풍력 에너지 자원과 관련하여 두 가지 입장을 취하고 있습니다. 한편으로는 전체 면적이 크고 평평한 면적이 많기 때문에 일반적으로 바람이 많이 내리고 대부분이 평평합니다. 반면에 우리의 바람은 대부분 잠재력이 낮고 느립니다. 셋째, 인구 밀도가 낮은 지역에서는 바람이 격렬합니다. 이를 바탕으로 농장에서 풍력 발전기를 시작하는 작업은 상당히 관련이 있습니다. 그러나 다소 비싼 장치를 구입할 것인지 또는 직접 만들 것인지를 결정하려면 어떤 유형을 선택할 것인지 (그리고 많은 장치가 있음) 신중하게 생각해야합니다.

기본 개념

1. KIEV-풍력 에너지 사용 계수. 평면 풍의 기계 론적 모델을 계산하는 데 사용되는 경우 (아래 참조) 풍력 발전소 (APU)의 로터 효율과 같습니다.
2. 효율성은 다가오는 바람에서 발전기 터미널까지 또는 탱크로 펌핑되는 물의 양에 이르기까지 APU의 통과 효율성입니다.
3. 최소 작동 풍속 (MWS)은 풍력 터빈이 부하에 전류를 공급하기 시작하는 속도입니다.
4. 최대 허용 풍속 (MDS)은 에너지 생성이 중지되는 속도입니다. 자동화는 발전기를 끄거나 로터를 풍향계에 넣거나 접어서 숨기거나 로터 자체가 멈추거나 APU가 단순히 파괴됩니다.
5. 시작 풍속 (SWS)-이 속도에서 로터는 부하없이 회전하고 회전하고 작동 모드로 들어갈 수 있으며 그 후에 발전기를 켤 수 있습니다.
6. 음의 시작 속도 (OSS)-이는 APU (또는 풍력 터빈-풍력 발전소 또는 VEA, 풍력 발전 장치)가 모든 풍속에서 시작하려면 외부 에너지 원으로부터의 필수 스핀 업이 필요함을 의미합니다.
7. 시작 (초기) 토크-축에 토크를 생성하는 기류에서 강제로 감속되는 로터의 능력.
8. 풍력 터빈 (VD)은 로터에서 발전기 나 펌프의 축, 또는 기타 에너지 소비자까지 APU의 일부입니다.
9. 로터리 풍력 발전기-APU, 풍력 에너지가 기류에서 로터를 회전시켜 동력 인출 장치 샤프트의 토크로 변환됩니다.
10. 로터 작동 속도 범위는 정격 부하에서 작동 할 때 MDS와 MPC의 차이입니다.
11. 저속 풍차-그 안에서 스트림의 로터 부품의 선형 속도는 풍속을 크게 초과하거나 그 이하입니다. 동적 흐름 헤드는 블레이드 추력으로 직접 변환됩니다.
12. 고속 풍력 터빈-블레이드의 선형 속도는 풍속보다 훨씬 높으며 (최대 20 배 이상) 로터는 자체 공기 순환을 형성합니다. 흐름 에너지를 추력으로 변환하는주기는 복잡합니다.

노트:

1. 일반적으로 저속 APU는 고속 APU보다 KIEV가 낮지 만 부하를 분리하지 않고 발전기를 회전시킬 수있는 충분한 시동 토크와 TCO가 없습니다. 절대적으로 자동 시작되며 가장 가벼운 바람에 적용 가능합니다.
2. 느린 속도와 속도는 상대적인 개념입니다. 300rpm의 가정용 풍력 터빈은 저속 일 수 있고 EuroWind 유형의 강력한 APU가 될 수 있습니다. 여기에서 풍력 발전소, 풍력 발전소 (그림 참조) 및 로터가 약 10rpm을 만드는 분야는 고속입니다. 이러한 직경으로 인해 블레이드의 선형 속도와 스팬의 대부분에 걸친 공기 역학은 상당히 "비행기와 유사"합니다 (아래 참조).

어떤 종류의 발전기가 필요합니까?

가정용 풍력 터빈 용 발전기는 광범위한 회전 속도로 전기를 생성해야하며 자동화 및 외부 전원없이 자체 시동 할 수 있어야합니다. 일반적으로 높은 KIEV 및 효율성을 갖는 OSS (회전하는 풍력 터빈)와 함께 APU를 사용하는 경우, 가역적이어야합니다. 엔진으로 작동 할 수 있습니다. 최대 5kW의 전력에서이 조건은 니오븀 (슈퍼 자석)을 기반으로하는 영구 자석이있는 전기 기계에 의해 충족됩니다. 강철 또는 페라이트 자석의 경우 0.5-0.7kW 이하로 믿을 수 있습니다.

노트 : 비자 화 고정자가있는 비동기식 교류 발전기 또는 수집기 발전기는 전혀 적합하지 않습니다. 바람의 힘이 감소하면 속도가 MPC로 떨어지기 훨씬 전에 "나가고"시작되지 않습니다.

0.3 ~ 1 ~ 2kW 용량의 APU의 우수한 "심장"은 정류기가 내장 된 교류 발전기에서 얻을 수 있습니다. 이들은 이제 대다수입니다. 첫째, 외부 전자 안정 장치 없이도 상당히 넓은 범위의 속도에서 출력 전압 11.6-14.7V를 유지합니다. 둘째, 권선의 전압이 약 1.4V에 도달하고 그 전에 발전기가 부하를 "보지 못"하면 실리콘 게이트가 열립니다. 이렇게하려면 발전기를 꽤 잘 회전시켜야합니다.

대부분의 경우 자동 발전기는 기어 또는 벨트 드라이브없이 직접 블레이드 수를 선택하여 속도를 선택하여 고속 HP 샤프트에 연결할 수 있습니다 (아래 참조). "Fast-walkers"는 시동 토크가 작거나 0이지만 밸브가 열리고 발전기가 전류를 공급하기 전에 부하를 분리하지 않고 회전 할 수있는 충분한 시간이 있습니다.

바람에 의해 선택

만들 풍력 발전기를 결정하기 전에 지역 항공학을 결정합시다. 회색 녹색 바람지도의 (바람이없는) 영역은 적어도 일부 감각은 항해하는 풍력 터빈에서만 발생합니다. (그리고 우리는 그들에 대해 더 이야기 할 것입니다). 일정한 전원 공급이 필요한 경우 부스터 (전압 안정기가있는 정류기), 충전기, 강력한 배터리, 220 / 380V 50Hz AC에서 인버터 12 / 24 / 36 / 48V DC를 추가해야합니다. 이러한 경제는 $ 20,000 이상이며 3-4 kW 이상의 장기 전력을 제거하는 것이 가능하지 않을 것입니다. 일반적으로 대체 에너지에 대한 끊임없는 열망으로 다른 에너지 원을 찾는 것이 좋습니다.

최대 2-3kW의 전기가 필요한 황록색, 바람이 약한 곳에서는 저속 수직 풍력 발전기를 직접 사용할 수 있습니다.... 무수히 많은 개발이 이루어졌으며 KIEV 및 효율성 측면에서 산업용 "블레이드"에 비해 거의 열등하지 않은 디자인이 있습니다.

주택용 풍력 터빈을 구입해야하는 경우 돛 로터가있는 풍력 터빈에 집중하는 것이 좋습니다. 많은 분쟁이 있으며 이론적으로 모든 것이 아직 명확하지 않지만 작동합니다. 러시아 연방에서 "범선"은 1-100 kW 용량의 타간 로그에서 생산됩니다.

빨간색 바람이 많이 부는 지역에서는 필요한 전력에 따라 선택이 달라집니다. 0.5-1.5 kW 범위에서 자체 제작 된 "수직"이 정당화됩니다. 1.5-5kW-구매 한 요트. "Vertical"도 구매할 수 있지만 수평 APU보다 비용이 많이 듭니다. 마지막으로, 5kW 이상의 용량을 가진 풍력 터빈이 필요한 경우 수평 구매 "블레이드"또는 "범선"중에서 선택해야합니다.

노트 : 많은 제조업체, 특히 두 번째 단계의 제조업체는 최대 10kW 용량의 풍력 발전기를 직접 조립할 수있는 부품 키트를 제공합니다. 이러한 세트는 설치가 가능한 기성품보다 20-50 % 저렴합니다. 그러나 구매하기 전에 제안 된 설치 장소의 공기 학을주의 깊게 연구 한 다음 사양에 따라 적절한 유형과 모델을 선택해야합니다.

안전에 대해

작동중인 가정용 풍력 터빈의 일부는 선형 속도가 120 또는 150m / s를 초과 할 수 있으며, 무게가 20g 인 고체 물질 조각이 100m / s의 속도로 날아 "성공적인"타격을 받으면 그 자리에서 건강한 사람을 죽입니다. 20m / s의 속도로 움직이는 2mm 두께의 강철 또는 단단한 플라스틱 판은 반으로 자릅니다.

또한 100W 이상의 대부분의 풍력 터빈은 소음이 매우 큽니다. 대부분은 초저 (16Hz 미만) 기압 변동을 발생시킵니다. 초 저주파는 들리지 않지만 건강에 해롭고 매우 멀리 퍼집니다.

노트 : 80 년대 후반 미국에서 스캔들이 발생했습니다. 당시 미국에서 가장 큰 풍력 발전 단지는 폐쇄되어야했습니다. 군부대에서 200km 떨어진 보호 구역의 인디언들은 WPP의 취역 이후 급격히 증가한 건강 장애가 저주파 때문이라는 것을 법정에서 증명했다.

위의 이유로 APU의 설치는 가장 가까운 주거용 건물에서 높이의 최소 5 거리에서 허용됩니다. 개인 가정의 안뜰에는 적절하게 인증 된 산업용 풍력 터빈을 설치할 수 있습니다. 일반적으로 지붕에 APU를 설치하는 것은 불가능합니다. 작동 중에는 저전력으로도 건물 구조의 공명과 파괴를 일으킬 수있는 기계적 부하가 번갈아 발생합니다.

노트 : aPU의 높이는 스위프 디스크 (블레이드 로터의 경우) 또는 지오 메릭 수치 (샤프트에 로터가있는 수직 APU의 경우)의 가장 높은 지점입니다. APU 마스트 또는 로터 축이 더 높게 위로 튀어 나오면 높이는 상단에서 계산됩니다.

바람, 공기 역학, KIEV

집에서 만든 풍력 발전기는 컴퓨터에서 계산 된 공장과 동일한 자연 법칙을 따릅니다. 그리고 집을 짓는 사람은 자신의 작업의 기초를 아주 잘 이해해야합니다. 대부분의 경우 그는 값 비싼 초 현대식 재료와 기술 장비를 가지고 있지 않습니다. APU의 공기 역학은 너무 어렵습니다 ...

바람과 KIEV

직렬 공장 APU를 계산하려면 소위. 평면 기계 바람 모델. 다음 가정을 기반으로합니다.

• 풍속과 방향은 유효 로터 표면 내에서 일정합니다.
• 공기는 연속 매체입니다.
• 유효 로터 표면은 스윕 영역과 같습니다.
• 기류의 에너지는 순전히 운동 적입니다.

이러한 조건에서 공기의 단위 부피당 최대 에너지는 학교 공식을 사용하여 계산되며, 정상 조건에서 공기 밀도가 1.29kg * 입방 미터라고 가정합니다. m. 풍속 10m / s에서 공기 1 입방체는 65J를 전달하고 650W는 전체 APU의 100 % 효율로 유효 로터 표면의 1 사각형에서 제거 할 수 있습니다. 이것은 매우 단순한 접근 방식입니다. 모두가 바람이 완벽하게 평평하지 않다는 것을 알고 있습니다. 그러나 이것은 기술의 일반적인 관행 인 제품의 반복성을 보장하기 위해 수행되어야합니다.

플랫 모델은 무시해서는 안되며, 사용 가능한 풍력의 최소값을 제공합니다. 그러나 공기는 첫 번째로 압축되고 두 번째로 매우 유동적입니다 (동적 점도는 17.2μPa * s에 불과합니다). 이것은 흐름이 스윕 된 영역 주위로 흐를 수 있음을 의미하며, 가장 자주 관찰되는 유효 표면과 KIEV를 감소시킵니다. 그러나 원칙적으로 반대 상황도 가능합니다. 바람이 로터로 흐르고 유효 표면의 면적이 스윕 표면보다 커지고 KIEV가 평평한 바람에 대해 1보다 커집니다.

다음은 두 가지 예입니다. 첫 번째는 유쾌한 요트로 다소 무거 우며 요트는 바람에 대항 할뿐만 아니라 그것보다 더 빨리 갈 수 있습니다. 바람은 외부를 의미합니다. 겉보기 바람은 여전히 \u200b\u200b더 빨라야합니다. 그렇지 않으면 어떻게 배를 끌어 당길까요?

두 번째는 항공 역사의 고전입니다. MIG-19의 테스트에서 최전선 전투기보다 톤이 무거운 요격기가 속도가 더 빨라진 것으로 나타났습니다. 같은 글라이더에서 같은 엔진으로.

이론가들은 무엇을 생각해야할지 몰랐고 에너지 보존 법칙을 심각하게 의심했습니다. 결국 공기 흡입구에서 튀어 나온 레이더 페어링 콘인 것으로 밝혀졌습니다. 코에서 껍질까지, 측면에서 엔진 압축기로 긁어 모으는 것처럼 공기 밀봉이 나타났습니다. 그 이후로 충격파는 이론상 유용하다고 확고히 자리 잡았으며 현대 항공기의 환상적인 비행 성능은 능숙한 사용으로 인해 작은 부분이 아닙니다.

공기 역학

공기 역학의 발전은 일반적으로 N.G. Zhukovsky 이전과 이후의 두 시대로 나뉩니다. 1905 년 11 월 15 일 그의 보고서“첨부 된 소용돌이에 대하여”는 항공의 새로운 시대를 열었습니다.

Zhukovsky 이전에 그들은 평평한 돛을 타고 날아갔습니다. 들어오는 흐름의 입자가 날개의 앞쪽 가장자리에 모든 추진력을 제공한다고 가정했습니다. 이를 통해 격렬하고 대부분의 경우 비 분석적 수학을 야기한 벡터량 (각 운동량)을 즉시 제거하여 훨씬 더 편리한 스칼라 순전히 에너지 관계로 이동하고 결과적으로 베어링 평면의 계산 된 압력 장을 현재와 다소 유사하게 만들 수있었습니다.

이러한 기계 론적 접근 방식을 통해 적어도 한곳에서 다른 곳으로 이착륙 할 수있는 차량을 만들 수 있었으며, 도중에 어딘가에 반드시 충돌 할 필요는 없었습니다. 그러나 속도, 운반 능력 및 기타 비행 특성을 점점 더 높이려는 열망은 원래의 공기 역학 이론의 불완전 함을 드러 냈습니다.

Zhukovsky의 아이디어는 날개의 상하 표면을 따라 공기가 다른 경로로 이동한다는 것입니다. 매질의 연속성 조건 (진공 기포 자체가 공기 중에 형성되지 않음)에 따라 후단에서 하강하는 상하 흐름의 속도가 달라야합니다. 작지만 유한 한 공기 점도로 인해 속도의 차이로 인해 소용돌이가 형성되어야합니다.

소용돌이는 회전하고, 에너지 보존 법칙처럼 불변하는 운동량 보존 법칙은 벡터 양에 대해서도 유효합니다. 이동 방향을 고려해야합니다. 따라서 바로 그 후단 가장자리에서 동일한 토크로 반대 방향으로 회전하는 와류가 형성되어야합니다. 무슨 뜻입니까? 엔진에서 생성 된 에너지 때문입니다.

항공 관행에서 이것은 혁명을 의미했습니다. 적절한 날개 프로파일을 선택함으로써 날개 주위에 부착 된 소용돌이를 순환 G 형태로 허용하여 양력을 높일 수있었습니다. 즉, 부품을 소비하고 고속 및 날개 하중-대부분의 엔진 동력을 사용하면 장치 주변에 공기 흐름을 생성하여 최고의 비행 품질을 얻을 수 있습니다.

이것은 항공을 항공학의 일부가 아닌 항공으로 만들었습니다. 이제 항공기는 비행에 필요한 환경을 스스로 만들 수 있고 더 이상 기류의 장난감이 아닙니다. 당신이 필요로하는 것은 더 강력한 엔진, 그리고 더 강력해진 것입니다.

다시 KIEV

그러나 풍차에는 모터가 없습니다. 반대로 바람의 에너지를 가져와 소비자에게 주어야합니다. 그리고 여기에 나옵니다-그는 다리를 뽑았고 꼬리가 붙어 있습니다. 로터의 자체 순환에 너무 적은 풍력 에너지가 허용되었습니다. 약하고 블레이드의 추력이 낮아지고 KIEV와 전력이 낮아집니다. 순환을 위해 많은 것을 줍시다-로터는 약한 바람에 공회전하면 미친 듯이 회전하지만 소비자는 다시 거의 얻지 못합니다. 약간의 부하를 가하고 로터가 제동되고 바람이 순환을 끊고 로터가되었습니다.

에너지 보존 법칙은 중간에 "황금 평균"을 제공합니다. 우리는 에너지의 50 %를 부하에 제공하고 나머지 50 %에 대해서는 흐름을 최적으로 비 틀었습니다. 연습은 가정을 확인합니다. 좋은 당기는 프로펠러의 효율이 75-80 %이면 KIEV는 신중하게 계산되고 풍동에서 날려 진 것처럼 블레이드 로터의 38-40 %에 도달합니다. 과잉 에너지로 달성 할 수있는 것의 최대 절반.

현대성

오늘날 현대의 수학과 컴퓨터로 무장 한 공기 역학은 불가피한 것에서 벗어나 실제 흐름에서 실제 신체의 동작을 정확하게 설명하는 모델로 점점 더 단순화되고 있습니다. 그리고 여기에 일반 라인 외에도 전력, 전력 및 더 많은 전력이 있습니다! -측면 경로가 발견되었지만 제한된 양의 에너지가 시스템에 유입 될 것으로 예상됩니다.

유명한 대체 비행가 Paul McCready는 80 년대에 16 마력의 동력을 가진 전기 톱에서 두 개의 모터를 사용하여 비행기를 만들었습니다. 360km / h를 보여줍니다. 게다가 섀시는 철회 할 수없는 세발 자전거 였고 바퀴에는 페어링이 없었습니다. McCready의 장치 중 어느 것도 온라인 상태가되어 경계를 늦추지 않았지만 두 개 (하나는 피스톤 모터와 프로펠러가 있고 다른 하나는 제트기)가 한 주유소에 착륙하지 않고 역사상 처음으로 전 세계를 비행했습니다.

이론의 발전은 또한 원래 날개를 만든 돛에 매우 큰 영향을 미쳤습니다. "라이브"공기 역학 덕분에 요트는 8 노트의 바람을 맞이할 수있었습니다. 수중익선에 서십시오 (그림 참조). 프로펠러를 사용하여 필요한 속도로 그러한 굉음을 가속하려면 최소 100 마력의 엔진이 필요합니다. 경주 용 쌍동선은 같은 바람으로 약 30 노트의 속도로 항해합니다. (55km / h).

완전히 사소하지 않은 발견도 있습니다. 가장 희귀하고 극단적 인 스포츠-베이스 점프-apecial 윙 슈트, 윙 수트를 착용하고, 모터없이 비행하고, 200km / h 이상의 속도 (오른쪽 사진)로 비행 한 다음 미리 선택된 장소에 부드럽게 착륙합니다. 사람들은 어떤 동화 속에서 스스로 날아갈까요?

자연의 많은 신비도 해결되었습니다. 특히-딱정벌레의 비행. 고전적인 공기 역학에 따르면 그것은 날 수 없습니다. 다이아몬드 모양의 날개를 가진 "스텔스"F-117의 창시자와 같은 방식으로 이륙 할 수 없습니다. 그리고 한동안 꼬리를 앞으로 날릴 수있는 MiG-29와 Su-27은 어떤 아이디어에도 맞지 않습니다.

그렇다면 왜 바람 터빈을 다루는 것은 재미가 아니라 자신의 종류를 파괴하기위한 도구가 아니라 중요한 자원의 원천 인 바람 터빈을 다루는 것은 평평한 바람 모델로 약한 흐름 이론에서 반드시 춤을 추는 것이 필요합니까? 더 나아갈 방법이 없나요?

클래식에서 무엇을 기대할까요?

그러나 어떤 경우에도 고전을 포기해서는 안됩니다. 기대하지 않고 더 높이 올라갈 수없는 토대를 제공합니다. 집합 이론이 곱셈표를 취소하지 않는 것처럼 양자 색 역학은 사과가 나무에서 날아 오르게하지 않습니다.

그렇다면 고전적인 접근 방식으로 무엇을 기대할 수 있습니까? 사진을 봅시다. 왼쪽-로터 유형; 조건부로 표시됩니다. 1-수직 회전 목마, 2-수직 직교 (풍력 터빈); 2-5-최적화 된 프로파일을 가진 블레이드 수가 다른 블레이드 로터.

오른쪽에는 수평축을 따라 상대 로터 속도, 즉 블레이드의 선형 속도 대 풍속의 비율이 표시됩니다. 수직 상향-KIEV. 그리고 다시-상대 토크. 단일 (100 %) 토크는 100 % KIEV를 사용하여 흐름에서 강제로 제동되는 로터를 생성하는 것으로 간주됩니다. 흐름의 모든 에너지가 회전력으로 변환 될 때.

이 접근 방식을 통해 광범위한 결론을 내릴 수 있습니다. 예를 들어, 블레이드 수는 원하는 회전 속도에 따라 선택해야 할뿐만 아니라 거의 동일한 속도 범위에서 잘 작동하는 2 및 6 블레이드에 비해 KIEV 및 토크 측면에서 즉시 많이 손실됩니다. 그리고 바깥쪽으로 유사한 캐 러셀과 직교는 근본적으로 다른 속성을 가지고 있습니다.

가장 저렴하고 단순하며 자동화없이 유지 보수가 필요없는자가 시동이 필요하고 마스트로 들어 올릴 수없는 경우를 제외하고 전체적으로 베인 로터를 선호해야합니다.

노트 : 특히 세일링 로터에 대해 이야기 해 봅시다. 클래식에 맞지 않는 것 같습니다.

세로

수직 회전축이있는 APU는 일상 생활에 확실한 이점이 있습니다. 유지 보수가 필요한 장치는 바닥에 집중되어있어 들어 올릴 필요가 없습니다. 항상 그렇지는 않지만 자동 정렬 스러스트 베어링이 남아 있지만 강력하고 내구성이 있습니다. 따라서 간단한 풍력 터빈을 설계 할 때 옵션 선택은 수직 단위로 시작해야합니다. 주요 유형은 그림에 나와 있습니다.

태양

첫 번째 위치-가장 간단한 것, 가장 자주 Savonius 로터라고합니다. 실제로 1924 년 소련에서 Ya.A.와 A.A. Voronin에 의해 발명되었고 핀란드의 산업가 Sigurd Savonius는 소련의 저작권 인증서를 무시하고 뻔뻔하게이 발명을 적용하고 연속 생산을 시작했습니다. 그러나 발명의 운명에 대한 도입은 많은 것을 의미하므로 과거를 휘젓 지 않고 죽은 자의 재를 방해하지 않기 위해이 풍력 터빈을 Voronin-Savonius 로터 또는 간단히 말해서 VS라고 부를 것입니다.

이 항공기는 10-18 %의 "기관차"KIEV를 제외하고 모두에게 좋습니다. 그러나 소련에서는 많은 작업을 수행했으며 몇 가지 발전이 있습니다. 아래에서 우리는 훨씬 더 복잡하지는 않지만 개선 된 디자인을 고려할 것입니다. 그러나 KIEV에 따르면 블레이드에 앞서 출발합니다.

참고 : 2 날 기체는 회전하지 않지만 갑작스럽게 움직입니다. 4- 블레이드는 약간 더 부드럽지만 KIEV에서는 많이 손실됩니다. 4 개의 "트 러프"를 개선하기 위해 가장 자주 두 층에 걸쳐 운반됩니다. 바닥에 한 쌍의 블레이드가 있고 그 위에 수평으로 90도 회전 된 다른 쌍이 있습니다. KIEV는 유지되고 역학의 횡 하중은 약화되지만 굽힘 하중은 약간 증가하고 바람이 25m / s 이상이면 샤프트의 APU와 같은 것입니다. 슈라우드에 의해 늘어난 로터 위에 베어링없이 "타워를 찢어".

다리아

다음은 Darrieus 로터입니다. KIEV-최대 20 %. 더 간단합니다. 블레이드는 프로파일없이 단순한 탄성 밴드로 만들어졌습니다. Darrieus 로터 이론은 아직 충분히 개발되지 않았습니다. 혹의 공기 역학적 저항과 테이프의 포켓의 차이로 인해 풀리기 시작하고, 그 후 다소 빨라져 자체 순환을 형성하는 것은 분명합니다.

토크가 작고 로터의 시작 위치에는 바람과 평행하거나 수직이 전혀 없기 때문에 자기 회전은 홀수의 블레이드 (날개?)로만 가능합니다. 어쨌든 스핀 업 중에 발전기의 부하를 분리해야합니다.

Darrieus 로터에는 두 가지 더 나쁜 특성이 있습니다. 첫째, 회전하는 동안 블레이드의 추력 벡터는 공기 역학적 초점과 관련하여 매끄럽지 않고 급격한 회전을 나타냅니다. 따라서 Darrieus 로터는 고른 바람에서도 빠르게 역학을 깨뜨립니다.

둘째, Daria는 단순히 소리를내는 것이 아니라 테이프가 끊어 질 때까지 비명을 지르고 비명을 지르고 있습니다. 이것은 진동 때문입니다. 그리고 칼날이 많을수록 포효가 강해집니다. 따라서 Daria가 만들어지면 값 비싼 고강도 흡음재 (탄소 섬유, 마일 라)로 만든 두 개의 날이 있고 작은 항공기가 마스트 폴 중앙에서 회전하는 데 적합합니다.

직교

위치에. 3-프로파일 블레이드가있는 직교 수직 로터. 날개가 수직으로 튀어 나오기 때문에 직교합니다. VS에서 직교로의 전환은 Fig. 왼쪽.

날개의 공기 역학적 초점에 닿는 원에 대한 접선에 대한 블레이드의 설치 각도는 풍력에 따라 양수 (그림에서) 또는 음수 일 수 있습니다. 때로는 블레이드가 회전하고 웨더 밴이 그 위에 배치되어 자동으로 "알파"를 유지하지만 이러한 구조는 종종 파손됩니다.

중앙 몸체 (그림에서 파란색)를 사용하면 KIEV를 거의 50 %까지 끌어 올릴 수 있습니다. 3 날 직교 형에서는 단면이 약간 볼록하고 모서리가 둥근 삼각형 모양이어야하며, 블레이드 수가 많으면 단순한 실린더로 충분합니다. 그러나 직교 이론은 최적의 블레이드 수를 명확하게 제공합니다. 정확히 3 개가 있어야합니다.

직교는 OSS가있는 고속 풍력 터빈을 나타냅니다. 시운전 중과 침착 한 후에 반드시 승진이 필요합니다. 최대 20kW 용량의 직렬 무인 APU는 직교 방식에 따라 생산됩니다.

헬리 코 이드

헬리 코 이드 로터 또는 Gorlov의 로터 (위치 4)-일종의 직각으로 균일 한 회전을 제공합니다. 직선 날개 "눈물"을 가진 직교는 2 날 BC보다 약간 약하다. 나선형을 따라 블레이드를 구부리면 곡률로 인한 KIEV 손실을 방지 할 수 있습니다. 곡선 형 블레이드는이를 사용하지 않고 흐름의 일부를 거부하지만 손실을 보상하면서 가장 높은 선형 속도의 영역으로 일부를 긁어냅니다. 헬리 코이 드는 다른 풍력 터빈보다 덜 자주 사용됩니다. 제조의 복잡성으로 인해 동일한 품질의 제품보다 더 비쌉니다.

배럴 자그레브 카

5 위치 -가이드 베인으로 둘러싸인 BC 유형 로터; 그 다이어그램은 Fig. 오른쪽에. 산업 디자인에서는 거의 발견되지 않습니다. 값 비싼 토지 취득은 용량 증가를 보상하지 않으며 재료 소비와 생산 복잡성이 큽니다. 그러나 일을 두려워하는 주택 건설업자는 더 이상 주인이 아니라 소비자이며 0.5-1.5 kW 이하가 필요하다면 그를 위해 간식을 먹습니다.

• 이 유형의 로터는 절대적으로 안전하고 조용하며 진동을 생성하지 않으며 놀이터 어디에서나 설치할 수 있습니다.
• 아연 도금 된 홈통을 구부리고 파이프에서 프레임을 용접하는 것은 말도 안되는 일입니다.
• 회전은 절대적으로 균일하며 기계 부품은 가장 저렴한 곳이나 쓰레기통에서 가져올 수 있습니다.
• 허리케인을 두려워하지 않음-너무 강한 바람은 "배럴"로 밀어 넣을 수 없습니다. 유선형 소용돌이 고치가 그 주위에 나타납니다 (이 효과는 나중에 보게 될 것입니다).
• 그리고 가장 중요한 것은 "그랩"의 표면이 내부 로터의 표면보다 몇 배 더 크기 때문에 KIEV는 단위를 초과 할 수 있으며 3m 직경의 "배럴"에서 이미 3m / s의 토크는 최대 부하를 가진 1kW 발전기가 경련하지 않는 것이 좋다고합니다.

비디오 : Lenz 풍력 터빈

60 년대 소련의 E.S. Biryukov는 46 % KIEV로 캐 러셀 APU를 특허했습니다. 조금 후에 V. Blinov는 KIEV의 동일한 원칙에 따라 설계의 58 %를 달성했지만 테스트에 대한 데이터는 없습니다. 그리고 Biryukov의 군대에 대한 본격적인 테스트는 Inventor 및 Rationalizer 잡지의 직원이 수행했습니다. 신선한 바람에서 직경 0.75m, 높이 2m의 2 층 로터가 최대 전력으로 1.2kW의 비동기식 발전기를 회전 시켰고 중단없이 30m / s를 견뎌냈습니다. Biryukov의 APU 도면은 Fig.

1. 아연 도금 지붕 로터;
2. 자동 정렬 이중 열 볼 베어링;
3. 케이블-5mm 강철 케이블;
4. 샤프트 축-벽 두께가 1.5-2.5 mm 인 강관;
5. 공기 역학적 속도 조절 레버;
6. 스피드 거버너 블레이드-3-4mm 합판 또는 플라스틱 시트;
7. 속도 조절기의 막대;
8. 속도 컨트롤러의 부하, 무게가 속도를 결정합니다.
9. 드라이브 풀리-튜브가 달린 타이어가없는 자전거 바퀴;
10. 스러스트 베어링-스러스트 베어링;
11. 구동 풀리-표준 생성기 풀리;
12. 발전기.

Biryukov는 APU에 대한 여러 저작권 인증서를 받았습니다. 먼저, 로터의 절단을 확인하십시오. 가속 할 때 항공기처럼 작동하여 큰 시작 순간을 만듭니다. 회전이 진행됨에 따라 블레이드의 외부 포켓에 소용돌이 쿠션이 생성됩니다. 바람의 관점에서 볼 때 블레이드는 프로파일 링되고 로터는 바람의 세기에 따라 가상 프로파일이 변경되는 고속 직교 형으로 변합니다.

둘째, 작동 속도 범위에서 블레이드 사이의 프로파일 링 된 채널이 중앙 바디 역할을합니다. 바람이 증가하면 소용돌이 쿠션도 생성되어 로터를 넘어 확장됩니다. 가이드 베인이있는 APU 주변과 동일한 소용돌이 고치가 나타납니다. 창조를위한 에너지는 바람에서 가져 오며 더 이상 풍차를 파괴하기에 충분하지 않습니다.

셋째, 속도 컨트롤러는 주로 터빈 용으로 설계되었습니다. 그는 KIEV의 관점에서 그녀의 매출을 최적으로 유지합니다. 그리고 역학의 기어비를 선택하면 최적의 발전기 속도가 보장됩니다.

참고 : 1965 년 우크라이나 국군 인 IR에 발표 된 후 Biryukova는 망각에 빠졌습니다. 저자는 당국으로부터 응답을받지 못했습니다. 많은 소비에트 발명품의 운명. 그들은 일부 일본인이 억만 장자가되어 정기적으로 소비에트의 인기있는 기술 잡지를 읽고 주목할만한 모든 것을 특허했다고 말합니다.

블레이드

위에서 언급했듯이 수평 베인 로터 풍력 터빈은 고전에서 최고입니다. 그러나 첫째, 안정적이고 적어도 중간 강도의 바람이 필요합니다. 둘째, DIYer의 건설은 많은 함정으로 가득 차 있습니다. 그래서 오랜 노력의 결실이 기껏해야 화장실, 복도 또는 현관을 비추거나 심지어는 스스로 풀 수있는 것으로 판명되는 이유입니다.

그림의 다이어그램에 따르면. 자세히 살펴 보겠습니다. 위치 :

• 무화과. 과:

1. 로터 블레이드;
2. 발전기;
3. 발전기 침대;
4. 보호 풍향계 (허리케인 삽);
5. 집 전체;
6. 차대;
7. 회전 매듭;
8. 작업 풍향계;
9. 돛대;
10. 케이블 클램프.

• 무화과. B, 평면도 :

1. 보호 풍향계;
2. 작업 풍향계;
3. 보호 베인의 스프링 장력 조절기.

• 무화과. G, 집 전체 :

1. 연속 구리 링 버스 바가있는 수집기;
2. 스프링이 장착 된 구리 흑연 브러시.

노트 : 직경이 1m 이상인 수평 블레이드에 대한 허리케인 보호가 절대적으로 필요합니다. 그는 주위에 소용돌이 고치를 만들 수 없습니다. 더 작은 치수로 프로필렌 블레이드를 사용하여 최대 30m / s의 로터 내구성을 얻을 수 있습니다.

그렇다면 걸림돌은 어디에 있습니까?

블레이드

종종 권장되는 것처럼 두꺼운 벽으로 된 플라스틱 파이프에서 자른 모든 스팬의 블레이드에서 150-200W 이상의 발전기 샤프트에서 전력을 얻을 것으로 기대하는 것은 희망이없는 아마추어의 희망입니다. 파이프 블레이드 (너무 두꺼워서 단순히 블랭크로 사용되지 않는 한)는 분할 된 프로파일을 갖습니다. 그 상단 또는 둘 다 원호가됩니다.

세그먼트 프로파일은 수중익선 또는 프로펠러 블레이드와 같은 비압축성 매체에 적합합니다. 가스의 경우 가변 프로파일과 피치의 블레이드가 필요합니다 (예 : 그림 참조). 스팬-2m. 이론으로 완전히 무장하고 파이프를 불어 넣고 본격적인 테스트를 수행하는 힘든 계산이 필요한 복잡하고 시간이 많이 걸리는 제품이 될 것입니다.

발전기

로터가 샤프트에 직접 장착되면 표준 베어링이 곧 파손됩니다. 풍력 터빈의 모든 블레이드에 동일한 부하가 발생하지 않습니다. 특수지지 베어링이있는 중간 샤프트와 여기에서 발전기로의 기계적 전달이 필요합니다. 대형 풍력 터빈의 경우 자동 정렬 이중 열 베어링이 사용됩니다. 에 최고의 모델 -3 층, Fig. 그림 D. 더 높은. 이를 통해 로터 샤프트가 약간 구부러 질뿐만 아니라 좌우로 또는 위아래로 약간 움직일 수 있습니다.

노트 : euroWind APU 용 스러스트 베어링을 개발하는 데 약 30 년이 걸렸습니다.

비상용 풍향계

그 작동 원리는도 4에 도시되어있다. C. 바람이 증가하고 삽을 누르고 스프링이 늘어나고 로터가 휘고 회전이 떨어지고 결국 흐름과 평행하게됩니다. 모든 것이 괜찮은 것 같지만 종이에 매끄 럽습니다 ...

바람이 부는 날에는 바람과 평행 한 손잡이로 끓는 뚜껑이나 큰 냄비를 잡으십시오. 조심스럽게 만-안절부절 못하는 철 조각이 코를 문지르거나 입술을 자르거나 눈을 두드리는 방식으로 얼굴을 칠 수 있습니다.

편평한 바람은 이론적 계산에서만 발생하며 풍동에서는 연습을위한 충분한 정확도를 갖습니다. 실제로 허리케인 삽이 달린 허리케인 풍력 터빈은 완전히 무방비 상태 인 것보다 더 많이 망가집니다. 모든 작업을 다시 수행하는 것보다 뒤틀린 블레이드를 변경하는 것이 좋습니다. 산업 설비에서는 또 다른 문제입니다. 여기에서 블레이드의 피치는 온보드 컴퓨터의 제어하에 자동화를 통해 한 번에 하나씩 모니터링되고 조정됩니다. 그리고 그들은 수도관이 아닌 튼튼한 복합재로 만들어졌습니다.

현재 수집가

이것은 정기적으로 서비스되는 사이트입니다. 모든 전력 엔지니어는 브러시가있는 수집기를 청소, 윤활 및 조정해야한다는 것을 알고 있습니다. 그리고 돛대는 수도관에서 나온 것입니다. 들어 가지 않을 것입니다. 한두 달에 한 번 전체 풍차를 땅에 던졌다가 다시 들어야합니다. 그러한 "예방"으로부터 얼마나 오래 지속 될까요?

비디오 : 블레이드 풍력 발전기 + 여름 별장의 전원 공급을위한 태양 전지판

미니 및 마이크로

그러나 베인의 크기가 감소함에 따라 어려움은 바퀴 직경의 사각형을 따라 떨어집니다. 이미 최대 100W의 전력으로 수평 베인 APU를 자체적으로 제조 할 수 있습니다. 6- 블레이드가 최적입니다. 블레이드가 많을수록 동일한 파워의 로터 직경은 작아 지지만 허브에 단단히 고정하기는 어렵습니다. 블레이드가 6 개 미만인 로터는 무시할 수 있습니다. 100W 2 블레이드에는 6.34m 로터가 필요하고 4 블레이드에는 4.5m가 필요합니다 .6 블레이드의 경우 전력-직경 의존성은 다음과 같이 표현됩니다. :

• 10W-1.16m
• 20W-1.64m
• 30W-2m.
• 40W-2.32m
• 50W-2.6m
• 60W-2.84m
• 70W-3.08m
• 80W-3.28m
• 90W-3.48m
• 100W-3.68m
• 300W-6.34m

가장 좋은 방법은 10-20 와트의 전력을 사용하는 것입니다. 첫째, 0.8m 이상의 스팬을 가진 플라스틱 블레이드는 추가 보호 조치 없이는 20m / s를 초과하는 바람을 견딜 수 없습니다. 둘째, 블레이드 스팬이 최대 0.8m에 달하면 끝의 선형 속도가 풍속을 3 배 이상 초과하지 않으며 비틀림 프로파일 링에 대한 요구 사항이 수십 배 감소합니다. 여기에 파이프, pos에서 분할 된 프로파일이있는 "쓰루"가 있습니다. 그림에서 B. 그리고 10-20W는 태블릿에 전원을 공급하고 스마트 폰을 충전하거나 청소 등을 켭니다.

다음으로 발전기를 선택하십시오. 중국 모터는 완벽합니다-전기 자전거 용 휠 허브, pos. 그림 1에서. 모터로서의 전력은 200-300W이지만 발전기 모드에서는 약 100W를 제공합니다. 그러나 매출 측면에서 우리에게 적합할까요?

6 개의 블레이드에 대한 속도 지수 z는 3입니다. 부하시 회전 속도를 계산하는 공식은 N \u003d v / l * z * 60입니다. 여기서 N은 회전 속도, 1 / 분, v는 풍속, l은 로터 둘레입니다. 0.8m의 블레이드 스팬과 5m / s의 바람으로 72rpm을 얻습니다. 20m / s-288rpm에서. 자전거 바퀴는 거의 같은 속도로 회전하므로 100을 줄 수있는 발전기에서 10-20 와트를 제거합니다. 로터를 샤프트에 직접 놓을 수 있습니다.

그러나 여기에서 다음과 같은 문제가 발생합니다. 적어도 모터에 많은 노동과 돈을 썼던 우리는 ... 장난감을 얻었습니다! 10-20, 음, 50 와트는 무엇입니까? 그리고 집에서 적어도 TV에 전력을 공급할 수있는 블레이드 풍력 터빈을 만들 수 없습니다. 기성품 미니 풍력 발전기를 구입할 수 있습니까? 가능한 한 많이, 더 저렴하더라도 pos를 참조하십시오. 4 번과 5 번. 또한 모바일도 될 것입니다. 나무 그루터기에 올려 놓고 사용하십시오.

두 번째 옵션은 스테퍼 모터가 구형 5 인치 또는 8 인치 드라이브의 어딘가에 있거나 종이 드라이브 또는 사용할 수없는 잉크젯 또는 도트 매트릭스 프린터의 캐리지에있는 경우입니다. 그것은 발전기로 작동 할 수 있으며, pos에 표시된 것과 같은 구조를 조립하는 것보다 캔 (pos. 6)에서 캐 러셀 로터를 그것에 부착하는 것이 더 쉽습니다. 삼.

일반적으로 "블레이드"에 대한 결론은 모호하지 않습니다. 자체 제작-심장의 내용을 조정할 가능성이 더 높지만 실제 장기 에너지 출력은 아닙니다.

비디오 : 여름 별장 조명을위한 가장 간단한 풍력 발전기

범선

항해 용 풍력 발전기는 오랫동안 알려져 왔지만 블레이드의 부드러운 패널 (그림 참조)은 고강도, 내마모성 합성 섬유 및 필름의 출현으로 만들어지기 시작했습니다. 돛이 단단한 다날 풍차는 저전력 자동 워터 펌프의 구동 장치로 전 세계적으로 널리 배포되지만 기술 데이터는 회전 목마보다 낮습니다.

그러나 풍차의 날개와 같은 부드러운 돛은 그렇게 단순하지 않은 것 같습니다. 그것은 바람 저항에 관한 것이 아닙니다 (제조업체는 최대 허용 풍속을 제한하지 않습니다). 세일링 요트는 이미 바람이 버뮤다 돛을 부수는 것이 거의 불가능하다는 것을 알고 있습니다. 오히려 시트가 찢어 지거나 돛대가 부러 지거나 전체 선박이 "회전 과잉"을 일으 킵니다. 그것은 에너지에 관한 것입니다.

불행히도 정확한 테스트 데이터를 찾을 수 없습니다. 사용자 리뷰에 따르면, 풍차 직경 5m, 풍두 무게 160kg, 회전 속도 최대 40 1 / 분으로 Taganrog에서 만든 풍력 터빈 -4.380 / 220.50 설치에 대한 "합성"종속성을 작성할 수있었습니다. 그들은 Fig.

물론 100 % 신뢰도를 보장 할 수는 없지만 여기에도 평면 기계 모델의 징후가 없다는 것은 분명합니다. 3m / s의 평평한 바람에 5m 휠이 약 1kW를 줄 수 없으며, 7m / s에서 전력이 평탄에 도달 한 다음 심한 폭풍이 올 때까지 유지할 \u200b\u200b수 없습니다. 그런데 제조업체는 공칭 4kW를 3m / s에서 얻을 수 있지만 지역 공기 학 연구 결과에 따라 힘으로 설치할 때 공칭 4kW를 얻을 수 있다고 선언합니다.

양적 이론도 없습니다. 개발자의 설명이 모호합니다. 그러나 사람들이 타간 로크 풍력 터빈을 구입하고 작동하기 때문에 선언 된 원추형 순환과 추진 효과가 허구가 아니라고 가정하는 것이 남아 있습니다. 어쨌든 가능합니다.

그런 다음 회 전자 전에 운동량 보존 법칙에 따라 원추형 소용돌이가 있어야하지만 팽창하고 느려집니다. 그리고 그러한 깔때기는 바람을 로터로 몰고 유효 표면이 더 휩쓸리는 것으로 판명되며 KIEV-단위 초과.

이 질문에 대한 빛은 로터 앞의 압력 장에 대한 현장 측정, 적어도 가정용 무정형으로 비출 수 있습니다. 측면에서 측면으로보다 높으면 실제로 항해 APU는 딱정벌레 파리처럼 작동합니다.

수제 발전기

위에서 말한 것으로부터 주택 건설업자가 수직선이나 범선을 타는 것이 더 낫다는 것이 분명합니다. 그러나 둘 다 매우 느리고 고속 발전기로 전환하는 것은 불필요한 작업, 불필요한 비용 및 손실입니다. 효율적인 저속 발전기를 직접 만들 수 있습니까?

예, 소위 니오브 합금으로 만든 자석으로 할 수 있습니다. 슈퍼 자석. 주요 부품의 제조 공정은 Fig. 코일-내열성 고강도 에나멜 절연체, FEMM, PETV 등의 1mm 구리 와이어 55 회 각각 권선의 높이는 9mm입니다.

로터 반쪽의 키홈에주의하십시오. 조립 후 자석 (에폭시 또는 아크릴로 자기 회로에 접착)이 반대 극과 함께 모이도록 위치해야합니다. "팬케이크"(자기 회로)는 연 자성 강자성체로 만들어야합니다. 일반 구조용 강철이 가능합니다. "팬케이크"의 두께는 6mm 이상입니다.

일반적으로 축 방향 구멍이있는 자석을 구입하고 나사로 조이는 것이 좋습니다. 슈퍼 자석은 끔찍한 힘으로 끌립니다. 같은 이유로 12mm 높이의 원통형 스페이서가 "팬케이크"사이의 샤프트에 놓입니다.

고정자 섹션을 구성하는 권선은 그림 1에 표시된 다이어그램에 따라 연결됩니다. 납땜 된 끝은 늘어나지 않아야하지만 루프를 형성해야합니다. 그렇지 않으면 고정자로 넘쳐 경화되는 에폭시가 전선을 끊을 수 있습니다.

고정자는 10mm 두께로 금형에 부어집니다. 중심과 균형을 맞출 필요가 없으며 고정자가 회전하지 않습니다. 회 전자와 고정자 사이의 간격은 각면에서 1mm입니다. 발전기 하우징의 고정자는 축 방향 변위뿐만 아니라 회전에 대해서도 단단히 고정되어야합니다. 부하에 전류가 흐르는 강한 자기장이이를 끌어 당깁니다.

비디오 : DIY 풍력 터빈 발전기

산출

그리고 우리는 결국 무엇을 가지고 있습니까? "블레이드"에 대한 관심은 수제 디자인과 저전력에서의 실제 성능보다는 화려한 외관으로 설명됩니다. 집에서 만든 캐 러셀 APU는 자동차 배터리를 충전하거나 작은 집에 전원을 공급하기위한 "대기"전원을 제공합니다.

그러나 항해 APU를 사용하면 특히 직경이 1-2m 인 바퀴가 달린 미니 버전에서 창의적인 행진을 가진 마스터와 실험 해 볼 가치가 있습니다. 개발자의 가정이 정확하다면 위에서 설명한 중국 엔진 발전기를 사용하여 200-300 와트를 모두 제거 할 수 있습니다.

Andrey는 다음과 같이 말했습니다.

무료 상담에 감사드립니다 ... 그리고 "기업의"가격은 그다지 비싸지 않고 지방의 장인이 당신과 비슷한 발전기를 만들 수있을 것이라고 생각합니다. 그리고 Li-po 배터리는 중국에서 주문할 수 있으며, 첼 랴빈 스크의 인버터는 매우 좋습니다 사인). 그리고 돛, 블레이드 또는 로터-이것은 우리의 편리한 러시아 남성에 대한 생각의 또 다른 이유입니다.

Ivan은 다음과 같이 말했습니다.

질문:
수직 축 (위치 1) 및 "Lenz"버전이있는 풍력 터빈의 경우 바람에 노출되고 쓸모없는면을 닫는 (바람 쪽) 임펠러와 같은 추가 세부 사항을 추가 할 수 있습니다. 즉, 바람이 블레이드를 느리게하는 것이 아니라이 "스크린"입니다. 풍차 자체 뒤에있는 블레이드 (산등성이) 위와 아래에있는 "꼬리"를 바람에 맞 춥니 다. 기사를 읽고 아이디어가 떠 올랐습니다.

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전기는 점점 더 비싸지고 있습니다. 더운 여름 날씨와 서리가 내린 겨울날 도시 밖에서 편안함을 느끼려면 많은 시간을 보내거나 대체 에너지 원을 찾아야합니다. 러시아는 넓은 평지가있는 거대한 나라입니다. 대부분의 지역에서 느린 바람이 우세하지만 인구 밀도가 낮은 지역은 강력하고 격렬한 기류에 의해 날아갑니다. 따라서 교외 부동산 소유자의 농장에 풍력 발전기가 있다는 것이 가장 타당합니다. 적용 영역과 실제 사용 목적에 따라 적합한 모델이 선택됩니다.

풍력 터빈 # 1-회전식 설계

간단한 회전식 풍차로 직접 할 수 있습니다. 물론 그는 큰 오두막에 전기를 공급할 수 없을 것 같지만 겸손한 정원 집에 전기를 공급하는 것은 그의 권한 내에 있습니다. 저녁에 별채에 빛을 공급하고 조명하는 데 사용할 수 있습니다. 정원 길 그리고 인접한 영토.

이 기사에서 다른 유형의 대체 에너지 원에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

이것은 손으로 만든 회전식 풍력 발전기처럼 보입니다. 보시다시피이 장비의 설계에는 매우 복잡한 것이 없습니다.

부품 및 소모품 준비

1.5kW를 초과하지 않는 풍력 발전기를 조립하려면 다음이 필요합니다.

• 자동차 12V의 발전기;
• 12V 산 또는 헬륨 배터리;
• 700W-1500W의 컨버터 12V-220V;
• 알루미늄 또는 스테인리스 스틸로 만든 큰 용기 : 양동이 또는 부피가 큰 팬;
• 자동차 배터리 충전 릴레이 및 충전 표시 등;
• 12V 용 "버튼"유형의 반 밀폐형 스위치;
• 불필요한 측정 장치의 전압계, 자동차 수 있습니다.
• 와셔와 너트가있는 볼트;
• 단면적이 2.5 mm 2 및 4 mm 2 인 전선;
• 발전기가 마스트에 부착되는 두 개의 클램프.

작업을 수행하려면 금속 가위 나 그라인더, 줄자, 마커 또는 건설 용 연필, 드라이버, 열쇠, 드릴, 드릴 및 집게가 필요합니다.

대부분의 개인 주택 소유자는 지열 난방의 사용을 인식하지 못하지만 그러한 시스템에는 전망이 있습니다. 다음 기사에서이 컴플렉스의 장단점에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

디자인 진행

로터를 만들고 교류 발전기 풀리를 재 설계 할 것입니다. 시작하려면 원통형 금속 용기가 필요합니다. 대부분의 경우 냄비 또는 양동이가 이러한 목적에 맞게 조정됩니다. 줄자와 마커 또는 건물 연필을 가져다가 용기를 네 부분으로 나눕니다. 가위로 금속을 자르면 삽입하려면 먼저 구멍을 만들어야합니다. 버킷이 도색 된 시트 나 아연 도금 된 강철로 만들어지지 않은 경우 그라인더를 사용할 수도 있습니다. 이 경우 금속은 필연적으로 과열됩니다. 블레이드를 끝까지 자르지 않고 잘라냅니다.

우리가 용기로 자른 칼날의 크기로 착각하지 않으려면 신중하게 측정하고 모든 것을 신중하게 계산해야합니다.

바닥과 도르래에 볼트 구멍을 표시하고 뚫습니다. 이 단계에서는 회전 중 불균형을 방지하기 위해 시간을 들여 구멍을 대칭으로 배열하는 것이 중요합니다. 날은 구부러져 야하지만 너무 많이 구부려서는 안됩니다. 작업의이 부분을 수행 할 때 발전기의 회전 방향을 고려하십시오. 일반적으로 시계 방향으로 회전합니다. 굽힘 각도에 따라 바람의 영향 영역이 증가하여 회전 속도가 증가합니다.

이것은 또 다른 유형의 블레이드입니다. 이 경우 각 부품은 절단 된 용기의 일부가 아니라 별도로 존재합니다.

풍차의 각 블레이드는 별도로 존재하므로 각각을 조여야합니다. 이 디자인의 장점은 유지 관리 용이성입니다.

완성 된 블레이드가있는 버킷은 볼트를 사용하여 풀리에 고정되어야합니다. 클램프를 사용하여 마스트에 발전기를 설치 한 다음 전선을 연결하고 체인을 조립합니다. 다이어그램, 와이어 색상 및 접점 표시를 미리 다시 작성하는 것이 좋습니다. 와이어는 마스트에도 고정되어야합니다.

배터리를 연결하기 위해 길이가 1 미터를 넘지 않아야하는 4mm 2 전선을 사용합니다. 단면적이 2.5mm 2 인 전선을 사용하여 부하 (전기 제품 및 조명)를 연결합니다. 컨버터 (인버터)를 넣는 것을 잊지 마십시오. 4mm 2 와이어로 7.8 접점에 네트워크에 연결됩니다.

풍력 터빈 구조는 저항기 (1), 발전기 시동기 권선 (2), 발전기 회 전자 (3), 전압 조정기 (4), 역전 류 릴레이 (5), 전류계 (6), 배터리 (7), 퓨즈 (8)로 구성됩니다. , 스위치 (9)

이러한 모델의 장점과 단점

모든 것이 올바르게 수행되면이 풍력 발전기는 문제없이 작동합니다. 75A 배터리와 1000W 컨버터를 사용하면 가로등, 비디오 감시 장치 등에 전원을 공급할 수 있습니다.

설치 계획은 풍력 에너지가 전기로 정확히 변환되는 방식과 의도 된 목적에 사용되는 방식을 명확하게 보여줍니다.

이 모델의 장점은 분명합니다. 매우 경제적 인 제품이며 수리에 적합하며 기능을위한 특별한 조건이 필요하지 않으며 안정적으로 작동하며 음향 적 편안함을 침해하지 않습니다. 단점은 생산성이 낮고 강한 돌풍에 크게 의존한다는 점입니다. 블레이드가 기류에 의해 찢어 질 수 있습니다.

풍력 터빈 # 2-자석이있는 축 방향 설계

네오디뮴 자석에 철이없는 고정자가있는 축 방향 풍차는 후자의 접근이 불가능하기 때문에 최근까지 러시아에서 제조되지 않았습니다. 그러나 이제 그들은 우리나라에 있으며 초기보다 저렴합니다. 따라서 우리 장인들은 이러한 유형의 풍력 터빈을 제조하기 시작했습니다.

시간이 지남에 따라 회전식 풍력 터빈의 기능이 더 이상 경제의 모든 요구를 충족하지 못할 때 네오디뮴 자석에 축 모델을 만들 수 있습니다.

무엇을 준비해야합니까?

축 발전기는 브레이크 디스크가있는 자동차의 허브를 기반으로합니다. 이 부품이 작동 중이라면 분해해야하고 베어링을 점검하고 윤활유를 바르고 녹을 제거해야합니다. 완성 된 발전기가 칠해집니다.

녹으로부터 허브를 적절하게 청소하려면 전기 드릴에 놓을 수있는 금속 브러시를 사용하십시오. 허브가 다시 멋지게 보일 것입니다.

자석 배포 및 고정

회 전자 디스크에 자석을 붙일 것입니다. 이 경우 25x8mm 자석 20 개가 사용됩니다. 다른 수의 극을 만들기로 결정한 경우 규칙을 사용하십시오. 단상 발전기에는 자석만큼 많은 극이 있어야하며 3 상 발전기에서는 코일에 대한 4/3 또는 2/3 극의 비율을 관찰해야합니다. 극을 번갈아 가며 자석을 놓습니다. 위치가 정확한지 확인하려면 종이나 디스크 자체에 섹터가 인쇄 된 템플릿을 사용하십시오.

그러한 기회가 있다면 둥근 자석보다는 직사각형 자석을 사용하는 것이 좋습니다. 왜냐하면 둥근 자석에서는 자기장이 중앙에 집중되고 직사각형 자석은 길이를 따라 집중되기 때문입니다. 반대쪽 자석은 서로 다른 극을 가져야합니다. 혼동하지 않으려면 표면 "+"또는 "-"에 마커를 적용하십시오. 극을 결정하려면 자석 하나를 가져다가 다른 자석을 가져옵니다. 매력적인 표면에는 플러스를, 반발하는 표면에는 마이너스를 넣으십시오. 디스크에서는 극이 번갈아 가며 나타납니다.

자석이 올바르게 배치되었습니다. 에폭시 수지로 고정하기 전에 테이블이나 바닥의 유리가 아닌 접착 덩어리가 굳을 수 있도록 플라스틱의 측면을 만들어야합니다

자석을 고정하려면 강한 접착제를 사용해야하며 그 후에 접착제의 강도가 에폭시 수지로 추가로 강화됩니다. 자석으로 가득 차 있습니다. 수지가 퍼지는 것을 방지하기 위해 플라스틱 연석을 만들거나 단순히 디스크를 테이프로 감쌀 수 있습니다.

3 상 및 단상 발생기

단상 고정자는 부하시 진동을 발생시키기 때문에 3 상 고정자보다 나쁩니다. 이것은 한 번에 일정하지 않은 반환으로 인해 발생하는 전류의 진폭 차이 때문입니다. 3 상 모델에는 이러한 단점이 없습니다. 위상이 서로를 보상하기 때문에 전력은 항상 일정합니다. 전류가 하나에 떨어지면 다른 하나가 증가합니다.

단상 및 3 상 옵션 간의 분쟁에서 추가 진동이 장비의 수명을 연장하지 않고 청력을 자극하기 때문에 후자가 승자가됩니다.

결과적으로 3 상 모델의 수익률은 단상 모델의 수익률보다 50 % 높습니다. 불필요한 진동을 피하는 또 다른 장점은 부하 상태에서 작동 할 때 소음이 편안하다는 것입니다. 발전기가 작동 중에 윙윙 거리지 않습니다. 또한 진동은 항상 만료일 전에 풍력 터빈을 파괴합니다.

코일 권선 공정

모든 전문가는 코일을 감기 전에 신중하게 계산해야한다고 말할 것입니다. 그리고 모든 실무자는 모든 것을 직관적으로 할 것입니다. 우리의 발전기는 너무 빠르지 않을 것입니다. 12 볼트 배터리를 100-150rpm으로 충전해야합니다. 이러한 초기 데이터를 사용하면 모든 코일의 총 회전 수는 1000-1200 개 여야합니다. 이 수치를 코일 수로 나누고 각각에 몇 번의 회전이 있는지 알아내는 것이 남아 있습니다.

저속에서 풍력 발전기를 더 강력하게 만들려면 극 수를 늘려야합니다. 이 경우 현재 진동의 주파수가 코일에서 증가합니다. 코일을 감을 때 두꺼운 와이어를 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 저항을 감소시켜 전류가 증가한다는 것을 의미합니다. 고전압에서 전류는 권선의 저항에 의해 "먹힐"수 있다는 점에 유의해야합니다. 간단한 수제 기계로 고품질 코일을 빠르고 정확하게 감을 수 있습니다.

고정자가 표시되고 코일이 제자리에 있습니다. 이를 고치기 위해 에폭시 수지가 사용되며, 배수는 다시 플라스틱 측면에 의해 저항됩니다.

디스크에있는 자석의 수와 두께로 인해 발전기의 작동 매개 변수가 크게 다를 수 있습니다. 결과적으로 예상되는 전력량을 확인하려면 코일 하나를 감아 발전기에서 회전시킬 수 있습니다. 미래 전력을 결정하기 위해 전압은 특정 무부하 속도에서 측정되어야합니다.

예를 들어, 200rpm에서 3ohm의 저항으로 30V를 얻습니다. 30 볼트에서 12 볼트의 배터리 전압을 빼고 그 결과 18 볼트를 3 옴으로 나눕니다. 결과는 6 암페어입니다. 이것은 배터리로 갈 볼륨입니다. 물론 실제로는 다이오드 브리지와 전선의 손실로 인해 덜 나옵니다.

대부분의 경우 코일은 둥글게 만들어 지지만 약간 늘리는 것이 좋습니다. 이 경우 섹터에서 더 많은 구리가 얻어지고 코일의 회전이 더 똑 바릅니다. 코일 내부 구멍의 직경은 자석의 크기와 일치하거나 약간 더 커야합니다.

결과 장비의 예비 테스트가 수행되어 우수한 성능을 확인합니다. 시간이 지남에 따라이 모델은 개선 될 수 있습니다.

고정자를 만들 때 그 두께는 자석의 두께와 일치해야합니다. 코일의 회전 수가 증가하고 고정자가 두꺼워지면 디스크 공간이 증가하고 자속이 감소합니다. 결과적으로 동일한 전압이 생성 될 수 있지만 코일의 저항 증가로 인해 전류가 낮아집니다.

합판은 고정자의 형태로 사용되지만 종이에 코일의 섹터를 표시하고 플라스틱으로 연석을 만들 수 있습니다. 금형 바닥과 스풀 위에 유리 천을 놓으면 제품의 강도가 높아집니다. 에폭시 수지 곰팡이에 달라 붙지 않아야합니다. 이를 위해 왁스 또는 바셀린으로 윤활 처리합니다. 같은 목적으로 테이프 또는 테이프를 사용할 수 있습니다. 코일은 움직이지 않게 함께 고정되고 단계의 끝이 나옵니다. 그런 다음 여섯 개의 전선이 모두 삼각형 또는 별 모양으로 연결됩니다.

발전기 어셈블리는 손 회전을 사용하여 테스트됩니다. 결과 전압은 40V이고 전류는 약 10A입니다.

마지막 단계-마스트 및 프로펠러

완성 된 마스트의 실제 높이는 6 미터 였지만 10-12 미터로 만드는 것이 좋습니다. 그것의 기초는 콘크리트가 필요합니다. 파이프를 핸드 윈치로 올리고 내릴 수 있도록 앵커링을해야합니다. 파이프 상단에 나사가 부착되어 있습니다.

PVC 파이프는 안정적이고 가벼운 소재로 미리 정해진 굽힘으로 풍차 나사를 만들 수 있습니다.

나사를 만들려면 직경 160mm의 PVC 파이프가 필요합니다. 6 날 2 미터 나사를 잘라 내야합니다. 낮은 회전 수에서 더 많은 토크를 얻기 위해 블레이드 모양을 실험하는 것이 좋습니다. 프로펠러는 강한 바람에서 제거되어야합니다. 이 기능은 접는 꼬리를 사용하여 수행됩니다. 생성 된 에너지는 배터리에 저장됩니다.

마스트는 핸드 윈치를 사용하여 올리고 내립니다. 인장 케이블을 사용하여 추가적인 구조적 안정성을 제공 할 수 있습니다.

우리는 여름 거주자와 교외 부동산 소유자가 가장 자주 사용하는 풍력 발전기에 대한 두 가지 옵션을 주목합니다. 그들 각각은 자신의 방식으로 효과적입니다. 특히 이러한 장비를 사용한 결과는 강한 바람이 부는 지역에서 나타납니다. 어쨌든 가정의 그러한 조수는 결코 해를 끼치 지 않을 것입니다.

자체 제작 풍력 발전기의 전력은 다양한 장비의 배터리를 충전하고 조명을 제공하며 일반적으로 가전 제품의 작동에 충분합니다. 풍력 터빈을 설치하면 전기 비용을 절약 할 수 있습니다. 원하는 경우 해당 장치를 손으로 조립할 수 있습니다. 풍력 발전기의 주요 매개 변수를 결정하고 지침에 따라 모든 작업을 수행하면됩니다.

풍력 터빈의 설계에는 바람의 영향으로 회전하는 여러 블레이드가 포함됩니다. 이 효과의 결과로 회전 에너지가 생성됩니다. 생성 된 에너지는 로터에 의해 승수로 공급되고, 이는 다시 에너지를 발전기로 전달합니다.

승수가없는 풍력 터빈 설계도 있습니다. 승수가 없으면 설치의 생산성을 크게 높일 수 있습니다.

풍력 터빈은 풍력 발전 단지에 개별적으로 또는 그룹으로 통합하여 설치할 수 있습니다. 또한 풍력 터빈을 디젤 발전기와 결합하여 연료를 절약하고 가정에서 가장 효율적인 전기 시스템 작동을 보장 할 수 있습니다.

풍력 터빈을 조립하기 전에 알아야 할 사항은 무엇입니까?

풍력 발전기 조립을 시작하기 전에 몇 가지 핵심 사항을 결정해야합니다.

첫 번째 단계. 적절한 유형의 풍력 터빈 설계를 선택하십시오. 설치는 수직 또는 수 평일 수 있습니다. 자체 조립의 경우 수직 모델을 선택하는 것이 좋습니다. 제조 및 균형 조정이 더 쉽습니다.

2 단계. 적절한 전력을 결정하십시오. 이 순간 모든 것이 개별적입니다. 자신의 필요에 초점을 맞 춥니 다. 더 많은 힘을 얻으려면 임펠러의 직경과 질량을 늘릴 필요가 있습니다.

이러한 특성이 증가하면 풍력 터빈 휠을 고정하고 균형을 잡는 단계에서 특정 어려움이 발생합니다. 이 순간을 고려하고 당신의 능력을 객관적으로 평가하십시오. 초보자라면 하나의 매우 효율적인 장치 대신 여러 중급 풍력 터빈을 설치하는 것이 좋습니다.

3 단계. 풍력 발전기의 모든 요소를 \u200b\u200b직접 만들 수 있는지 생각해보십시오. 각 세부 사항은 정확하게 계산되고 공장 대응 항목에 따라 작성되어야합니다. 필요한 기술이 없으면 기성품을 구입하는 것이 좋습니다.

네 번째 단계. 적합한 배터리를 선택하십시오. 자동차 배터리를 거부하는 것이 좋습니다. 수명이 짧고 폭발적이며 돌보고 유지해야합니다.

밀봉 된 배터리가 선호됩니다. 비용은 몇 배 더 비싸지 만 몇 배 더 오래 제공되며 일반적으로 성능이 더 높습니다.

적절한 수의 블레이드를 선택하는 데 특히주의하십시오. 가장 인기있는 것은 2 개 및 3 개의 블레이드가있는 풍력 발전기입니다. 그러나 이러한 설치에는 여러 가지 단점이 있습니다.

2 개 또는 3 개의 블레이드로 발전기를 작동 할 때 강력한 원심력 및 회전력이 발생합니다. 이러한 힘의 영향으로 풍력 발전기의 주요 요소에 대한 부하가 크게 증가합니다. 동시에, 어떤 순간에 힘은 서로 반대로 작용합니다.

들어오는 부하를 평준화하고 풍력 터빈의 구조를 그대로 유지하려면 다음을 수행해야합니다. 블레이드의 유능한 공기 역학적 계산을 수행하고 계산 된 데이터에 따라 정확하게 만듭니다. 최소한의 오류라도 설치 효율성을 여러 번 줄이고 풍력 발전기의 조기 고장 가능성을 높입니다.

고속 풍력 터빈은 특히 집에서 만든 설치의 경우 많은 소음을 발생 시키며, 블레이드가 클수록 소음이 커집니다. 이 순간에는 많은 제약이 따릅니다. 예를 들어, 물론 소유자가 비행장에서의 삶의 느낌을 좋아하지 않는 한 집 지붕에 그러한 시끄러운 구조물을 설치하는 것은 작동하지 않습니다.

블레이드 수가 증가하면 풍력 발전기 작동 중에 발생하는 진동 수준이 증가합니다. 2 날 세트는 특히 경험이없는 사용자의 경우 균형을 맞추기가 더 어렵습니다. 결과적으로 두 개의 블레이드가있는 풍력 터빈에서 많은 소음과 진동이 발생합니다.

블레이드가 5-6 개인 풍력 발전기를 선택하십시오. 연습에 따르면 이러한 모델은 가정에서 자체 제작 및 사용하기에 가장 적합합니다.

나사는 약 2m 직경으로 만드는 것이 좋습니다. 거의 모든 사람이 그것을 조립하고 균형을 잡는 작업을 처리 할 수 \u200b\u200b있습니다. 더 많은 경험을 통해 12 개의 블레이드가있는 휠을 조립하고 설치할 수 있습니다. 그러한 장치를 조립하려면 더 많은 노력이 필요합니다. 재료 및 시간 비용도 증가합니다. 그러나 12 개의 블레이드는 6-8m / s의 약한 바람에도 450-500W 수준의 전력을받을 수 있습니다.

블레이드가 12 개이면 휠이 매우 느리게 움직이며 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 더 복잡하고 제조 비용이 많이 드는 특수 기어 박스를 조립해야합니다.

따라서 초보자 가정 장인에게 가장 좋은 옵션은 직경 200cm의 바퀴가 달린 풍력 발전기이며 6 조각의 중간 길이 블레이드가 장착되어 있습니다.

조립 용 액세서리 및 도구

풍력 터빈을 조립하려면 다양한 구성 요소와 액세서리가 필요합니다. 필요한 모든 것을 미리 모아서 구입하면 나중에 산만해질 필요가 없습니다.

특정 상황의 조건에 따라 필요한 도구 목록이 약간 다를 수 있습니다. 이 순간, 당신은 작업 과정에서 독립적으로 방향을 잡을 것입니다.

풍력 터빈 조립에 대한 단계별 가이드

수제 풍력 발전기의 조립 및 설치는 여러 단계로 수행됩니다.

첫 번째 단계. 3 점 준비 콘크리트 기초... 건설 현장의 토양 유형 및 기후 조건에 따라 기초의 깊이와 전체 강도를 결정하십시오. 콘크리트를 1 ~ 2 주 동안 굳히고 마스트를 설치합니다. 이렇게하려면지지 마스트를 땅에 약 50-60cm 묻고 가이 로프로 고정하십시오.

두 번째 단계. 로터와 풀리를 준비합니다. 풀리는 마찰 바퀴입니다. 그루브 또는 림은 그러한 바퀴의 둘레에 위치합니다. 로터 직경을 선택할 때 연평균 풍속에 집중해야합니다. 따라서 평균 속도가 6-8m / s이면 직경 5m의 로터가 4m 로터보다 더 효율적입니다.

3 단계. 미래의 풍력 터빈의 블레이드를 만드십시오. 이렇게하려면 배럴을 가져 와서 선택한 블레이드 수에 따라 여러 개의 동일한 부분으로 나눕니다. 마커로 블레이드를 표시 한 다음 요소를 잘라냅니다. 그라인더는 절단에 적합하며 금속 가위를 사용할 수도 있습니다.

네 번째 단계. 드럼 바닥을 발전기 풀리에 고정합니다. 고정 용 볼트를 사용하십시오. 그 후에 배럴의 블레이드를 구부릴 필요가 있습니다. 과용하지 마십시오. 그렇지 않으면 완료된 설치가 불안정해질 것입니다. 블레이드의 곡률을 변경하여 풍력 터빈의 적절한 회전 속도를 설정합니다.

다섯 번째 단계. 와이어를 발전기에 연결하고 체인으로 한 번에 모으십시오. 발전기를 마스트에 고정합니다. 전선을 발전기와 마스트에 연결하십시오. 발전기를 체인에 조립하십시오. 또한 배터리를 회로에 연결하십시오. 이 설치에 허용되는 최대 전선 길이는 100cm입니다. 부하를 전선으로 연결하십시오.

사용 가능한 기술과 일반적으로 효율성 및 마스터에 따라 하나의 발전기를 조립하는 데 평균 3-6 시간이 걸립니다.

풍력 터빈은 정기적 인 관리와 유지 보수가 필요합니다.

1. 새 발전기를 설치 한 후 2-3 주가 지나면 장치를 분해하고 기존 패스너가 고정되었는지 확인하십시오.... 자신의 안전을 위해 약한 바람에서만 마운팅을 확인하십시오.
2. 베어링 윤활 6 개월에 한 번 이상. 불균형의 첫 징후가 휠에 나타나면 즉시 제거하고 기존 결함을 제거하십시오. 불균형의 가장 흔한 징후는 비정상적인 블레이드 흔들림입니다.
3. 최소 6 개월마다 팬터그래프 브러시 확인... 2-6 년마다 페인트 금속 원소 설치. 정기적으로 도장하면 부식 손상으로부터 금속을 보호 할 수 있습니다.
4. 발전기 상태 모니터링... 작동 중에 발전기가 과열되지 않는지 정기적으로 확인하십시오. 설치 표면이 너무 뜨거워 져서 손을 잡기가 매우 어려울 경우 발전기를 작업장으로 가져 가십시오.
5. 수집기 상태 모니터링... 가능한 한 빨리 접촉부에서 오염물을 제거해야합니다. 그들은 설치의 효율성을 크게 감소시킵니다. 접점의 기계적 상태에주의하십시오. 장치의 과열, 권선 및 기타 유사한 결함이 모두 즉시 제거되어야합니다.

따라서 풍력 터빈을 조립하는 데 어려움이 없습니다. 필요한 모든 요소를 \u200b\u200b준비하고 지침에 따라 설치를 조립하고 완성 된 장치를 전원에 연결하는 것으로 충분합니다. 가정에 적절하게 조립 된 풍력 발전기는 안정적인 무료 전기 공급원이 될 것입니다. 튜토리얼을 따라하면 괜찮을 것입니다.

행복한 일!

비디오-가정용 DIY 풍력 터빈

기단이 가지고 다니는 무진장 한 에너지는 항상 사람들의 관심을 끌었습니다. 우리의 증조부들은 바람을 풍차의 돛과 바퀴에 활용하는 법을 배웠고, 그 후 2 세기 동안 땅의 광대 한 영역을 목적없이 돌진했습니다.

오늘 그에게 유용한 직업을 찾았습니다. 기술 혁신 범주의 개인 주택용 풍력 발전기가 우리 삶의 진정한 요소가되고 있습니다.

풍력 발전소를 자세히 살펴보고 비용 효율적인 사용 조건을 평가하고 고려해 보겠습니다. 기존 품종... 우리 기사에서 가정 장인은 풍차의 자체 조립 및 효과적인 작동에 필요한 장치에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.

풍력 터빈이란 무엇입니까?

가정용 풍력 발전소의 작동 원리는 간단합니다. 공기 흐름은 발전기 샤프트에 장착 된 로터 블레이드를 회전시키고 권선에 교류를 생성합니다. 결과 전기는 배터리에 저장되며 필요에 따라 가전 제품에서 소비됩니다. 물론 이것은 가정용 풍력 터빈이 작동하는 방식에 대한 단순화 된 다이어그램입니다. 실제로 전기를 변환하는 장치로 보완됩니다.

에너지 체인의 발전기 바로 뒤에는 컨트롤러가 있습니다. 3 상 교류를 직류로 변환하여 배터리를 충전하도록 지시합니다. 대부분의 가전 제품은 "상수"에서 작동 할 수 없으므로 다른 장치 (인버터)가 배터리 뒤에 배치됩니다. 역 동작을합니다. 직류를 220 볼트의 가정용 교류로 변환합니다. 이러한 변환은 흔적을 남기지 않고지나 가지 않고 초기 에너지 (15-20 %)의 상당한 부분을 차지한다는 것이 분명합니다.

풍력 터빈이 태양 전지 또는 기타 전기 발전기 (가솔린, 디젤)와 쌍을 이루면 회로에 자동 스위치 (ATS)가 추가됩니다. 주 전원 공급이 끊어지면 백업 전원이 활성화됩니다.

최대 전력을 얻으려면 풍력 발전기를 바람 흐름을 따라 배치해야합니다. 간단한 시스템에서는 풍향계 원칙이 구현됩니다. 이를 위해 수직 블레이드가 발전기의 반대쪽 끝에 고정되어 바람을 향해 회전합니다.

보다 강력한 설비에는 방향 센서로 제어되는 회전 전기 모터가 있습니다.

풍력 터빈의 주요 유형과 특징

풍력 터빈에는 두 가지 유형이 있습니다.

1. 수평 로터 포함.
2. 수직 로터 포함.

첫 번째 유형이 가장 일반적입니다. 고효율 (40-50 %)이 특징이지만 소음과 진동 수준이 증가합니다. 또한 설치에는 넓은 여유 공간 (100m) 또는 높은 마스트 (6m에서)가 필요합니다.

수직 로터가있는 발전기는 에너지 효율이 낮습니다 (효율은 수평 발전기보다 거의 3 배 낮습니다).

그들의 장점은 간단한 설치와 구조적 신뢰성을 포함합니다. 저소음으로 수직 발전기를 옥상과 지상에 설치할 수 있습니다. 이러한 설치는 착빙과 허리케인을 두려워하지 않습니다. 약한 바람 (1.0-2.0m / s)에서 발사되는 반면 수평 풍력 터빈에는 중간 강도 (3.5m / s 이상)의 공기 흐름이 필요합니다. 임펠러 (로터)의 형태로 수직 풍력 발전기는 매우 다양합니다.

수직 풍력 터빈의 회전 바퀴

낮은 로터 속도 (최대 200rpm)로 인해 이러한 설비의 기계적 자원은 수평 풍력 발전기의 성능을 크게 초과합니다.

풍력 발전기를 계산하고 선택하는 방법은 무엇입니까?

바람은 파이프를 통해 펌핑되는 천연 가스가 아니며 전선을 통해 가정에 지속적으로 공급되는 전기도 아닙니다. 그는 변덕스럽고 변덕 스럽습니다. 오늘날 허리케인이 지붕을 찢어 내고 나무를 부수고 내일은 완전히 평온함을 제공합니다. 따라서 자신의 풍력 터빈을 구입하거나 만들기 전에 해당 지역의 공기 에너지 잠재력을 평가해야합니다. 이를 위해 연간 평균 풍력을 결정하십시오. 이 값은 요청시 인터넷에서 찾을 수 있습니다.

그런 테이블을받은 후 우리는 거주지의 면적을 찾고 등급 척도와 비교하여 색상의 강도를 봅니다. 연평균 풍속이 초당 4.0 미터 미만이면 풍력 터빈을 설치하는 것은 의미가 없습니다. 필요한 양의 에너지를 제공하지 않습니다.

풍력이 풍력 발전 단지를 설치하기에 충분한 경우 다음 단계 인 발전기의 전력 선택으로 진행할 수 있습니다.

가정에서 자율 전원 공급 장치에 대해 이야기하는 경우 한 가족의 평균 전력 소비량이 고려됩니다. 한 달에 100 ~ 300kWh입니다. 연간 풍력 잠재력 (5-8m / s)이 낮은 지역에서는 이러한 양의 전기가 2-3kW 풍력 터빈으로 생성 될 수 있습니다. 겨울에는 평균 풍속이 더 높으므로이 기간 동안의 에너지 생성은 여름보다 더 큽니다.

풍력 발전기 선택. 예상 가격

1.5-2.0kW 용량의 수직 국내 풍력 발전기 가격은 90 ~ 110,000 루블 범위입니다. 이 가격의 패키지에는 마스트 및 추가 장비 (컨트롤러, 인버터, 케이블, 배터리)없이 블레이드가있는 발전기 만 포함됩니다. 설치와 함께 완전한 발전소는 40-60 % 더 비쌉니다.

더 강력한 풍력 터빈 (3-5 kW)의 비용은 350 ~ 450,000 루블입니다 (추가 장비 및 설치 작업 포함).

DIY 풍차. 재미 있거나 실질적인 저축?

자신의 손으로 풍력 발전기를 완전하고 효율적으로 만드는 것이 쉽지 않다고 말합시다. 풍차, 변속기 메커니즘, 전력 및 속도에 적합한 발전기 선택의 유능한 계산은 별도의 주제입니다. 이 프로세스의 주요 단계에 대한 간단한 권장 사항 만 제공합니다.

발전기

자동차 발전기 및 전기 모터 세탁기 직접 구동 방식은이 목적에 적합하지 않습니다. 그들은 바람 바퀴에서 에너지를 생성 할 수 있지만 무시할 수 있습니다. 효율적인 작동을 위해 자동 발전기는 풍력 터빈이 개발할 수없는 매우 빠른 속도가 필요합니다.

와셔 모터에는 다른 문제가 있습니다. 거기에는 페라이트 자석이 있으며 풍력 발전기의 경우 더 생산적인 것, 즉 니 오디 뮴이 필요합니다. 자체 조립 및 전류 운반 권선의 권선 과정에는 인내심과 높은 정밀도가 필요합니다.

자체 조립 장치의 전력은 일반적으로 100-200 와트를 초과하지 않습니다.

최근에는 주택 건설업자들 사이에서 자전거와 스쿠터 용 모터 휠이 인기를 얻고 있습니다. 풍력 에너지 관점에서 볼 때 수직 풍차 및 배터리 충전에 최적 인 강력한 네오디뮴 발전기입니다. 이러한 발전기에서 최대 1kW의 풍력 에너지를 제거 할 수 있습니다.

모터 휠-수제 풍력 발전소를위한 기성품 발전기

나사

가장 쉽게 만들 수있는 것은 돛과 로터 프로펠러입니다. 첫 번째는 중앙 플레이트에 부착 된 경량의 곡선 형 튜브로 구성됩니다. 내구성있는 천으로 만든 블레이드가 각 튜브 위로 당겨집니다. 프로펠러의 큰 바람은 허리케인 동안 접 히고 변형되지 않도록 블레이드의 힌지 부착이 필요합니다.

윈드 휠의 로터 디자인은 수직 발전기에 사용됩니다. 제조가 쉽고 작동이 안정적입니다.

수평 회전축이있는 자체 제작 된 풍력 터빈은 프로펠러 나사로 구동됩니다. 가정 장인은 직경 160-250mm의 PVC 파이프로 조립합니다. 블레이드는 발전기 샤프트 용 보어가있는 둥근 강판에 장착됩니다.