DIY szélmalom, vagy hogyan lehet megvilágítani a szél

A cikk tartalma

• A szélturbinák működésének elve
• Hogyan készítsen magad függőleges típusú szélgenerátort?
• A forgórész összeszerelése
• Csináljuk az állórészt
• Generátor szerelvény
• Késünk pengeket
• A szélturbina szerkezetének összeállítása
• Elektromos alkatrész
• Szélturbina eredménye: hatékonyság számítása

Most már teljesen lehetséges, hogy ingyenes villamos energiát kapjon a szél. Szélturbinákhoz többféle lehetőség van: függőleges és vízszintes tengelygel. Szinte mindenki össze tudja szerelni egy függőleges szélgenerátort saját kezével, a cikkben olvashatja el, hogyan kell helyesen csinálni.

A szélturbinák működésének elve

A működés elve a szélturbinák minden módosításánál azonos. A pengék forgási folyamata során háromféle fizikai hatás alakul ki: emelő, impulzív és fékező erők. Ezen erők hatására az állórész mozogni kezd, és a generátor álló részén lévő forgórész mágneses teret hoz létre, és elektromos áram mozog a vezetékek mentén.

A szélgenerátorok sokféle változata létezik, nemcsak teljesítményükben, hanem megjelenésükben is különböznek egymástól. A legtöbb szélturbina szerkezete tartalmazza: generátort, pengéket, invertert, szorzót. Az invertert a vett töltés egyenáramra konvertálására használják. A szorzó egy olyan sebességváltó, amelynek célja a tengely fordulatszámának növelése. A sebességváltókat nem minden szélerőműbe telepítik, főleg csak a nagy és erős szélerőművekre.

A forgórész forgása háromfázisú váltakozó áramot generál. A vett energiát a vezérlőn keresztül az akkumulátorhoz vezetik. Ezenkívül az inverter átalakítja az áramot és stabilitássá teszi, ilyen formában táplálható háztartási készülékekhez vagy világításhoz.

Hogyan készítsen magad függőleges típusú szélgenerátort?

Készíthet egy szélmalmat is otthon. Először el kell döntenie a szélgenerátor típusáról. Tervezéstől függően a szélturbinák a következők:

• függőleges forgástengellyel: Darrieus rotor, Savonius szélgenerátor;
• vízszintes forgástengellyel: párhuzamos vagy merőleges a szél áramlására.

A szélerőművek egyes modelljei különféle típusú létesítményeket kombinálnak. Vegyünk egy példát egy hibrid szélturbina létrehozására, amely ötvözi a szélgenerátorok, például Savonius és Darrieus terveit.

A forgórész összeszerelése

A rotor összeszereléséhez be kell vásárolnia:

• 6 neodímium mágnes, D30xH10 mm;
• 6 ferrit gyűrűmágnes, D72xd32xh15 mm;
• 2 fémtárcsa D230xH5 mm;
• epoxi vagy ragasztó.

A fémlapák helyett megfelelő méretű fűrészlapok használhatók. Egy korongra 6 neodímium mágnest helyeznek fel, váltakozva polaritásukkal, köztük a szögnek 60 ° -nak kell lennie, 165 mm átmérőn.

A ferritgyűrűs mágneseket ugyanezen elv szerint helyezik a második tárcsára..

Annak érdekében, hogy a mágnesek ne mozogjanak a szélmalom működése közben, legalább félig kell öntni epoxi ragasztóval.

Csináljuk az állórészt

Először 9 tekercset kell 60 fordulaton tekercselni, ehhez használjon 1 mm átmérőjű zománcozott rézhuzalot.

Ezenkívül a tekercseket együtt forrasztják: az első tekercs kezdete a negyedik végével, a negyedik a hetedikkel. A második fázist ugyanolyan módon csatlakoztatják két tekercsen keresztül, csak a második tekercsről kezdenek forrasztani. A harmadik fázis csatlakoztatása a harmadik tekercsről indul.

Rétegelt lemezből formát készítünk, pergamenpapírt helyezünk rá, amelyre egy darab üvegszál és orsó kerül..

Mindezt epoxi-gyantával töltik meg. 24 óra elteltével a kész állórészt eltávolítják a formaból.

Generátor szerelvény

A generátor minden alkatrésze készen áll, csak a összeszerelés marad.

Maga a generátort csapok segítségével rögzítik a tartóhoz az agyval. Vessen egy közelebbi pillantást az összeállítási folyamatra.

Generátor összeszerelési lépések:

• A felső forgórészben 4 menetes furat készül a csapok számára. Szükségesek ahhoz, hogy a forgórész simán „üljön” a helyén;
• Az állórészben 4 lyuk van a tartó rögzítéséhez;
• az alsó forgórészt a konzolra helyezzük, mágnesekkel felfelé, a fúrócsavar számára 4 furattal is fúrunk;
• állórészt helyezünk az alsó forgórészre;
• a második forgórészt mágnesekkel lefelé helyezzük a tetejére. Mindezt egymáshoz rögzítik és a tartót az agyhoz csapokkal és anyákkal.

Az agyt (csapágypersely) külön kell megvásárolni: az agy aljának átmérőjének 1,5 ” kell lennie.

Az összes alkatrész rögzítésének sorrendjét az alábbi ábra mutatja be részletesebben:

1 – összekötő elem; 2 – a pengék tartása; 3 – a forgórész felső része; 4 – mágnes; 5 – persely; 6 – állórész; 7 – a forgórész alsó része; 8 – anya; 9 – hajtű; 10 – agy; 11 – tengely; 12 – konzol az állórész rögzítéséhez

Késünk pengeket

A pengék fából, üvegszálból és más anyagokból készülhetnek. A szélgenerátor ezen részét gyorsabban és könnyebben el lehet készíteni PVC-csatornaból. Sokkal jobb a narancssárga csöveket használni, mivel ezek sűrűsége jó, és nem félnek a közvetlen napfénytől.

Függőleges szélgenerátorhoz 4 PVC csőből és 2 horganyzott ortogonális (ívelt) pengéből lesz szükség. Ez a kialakítás lehetővé teszi a szélturbina forgását még gyenge szélviszonyok között is, másodpercenként 2-3 m sebességgel. Vegyünk méter hosszú PVC csöveket és hosszirányban daraboljuk 2 egyenlő részre. Az ónból kivágunk félköröket a jövő kés méretének megfelelően, és csavarokkal rögzítjük a cső széle mentén.

Az ortogonális pengék előállításához egy standard 0,75 mm-es horganyzott acéllemezre van szüksége. Először fém ollóval két darab 1×0,4 m méretű darabot és négy darab csepp formáját vágják ki. Ezután az acéldarabokat meg kell hajlítani, és a „cseppek” darabjait a széleken kell rögzíteni.

A pengék körhöz vannak rögzítve a kerethez, 20×20 profilú négyzetes csőből és 25×25 sarkokból hegeszthetők. A keret mérete és a pengék közötti távolság az alábbi ábrán látható:

A szélturbina szerkezetének összeállítása

Az árbocat különböző átmérőjű vízcsövekből hegesztik, magassága függ a szélgenerátor helyétől és működésének feltételeitől, de mindenképpen a ház teteje felett kell lennie..

A szekcionált árbochoz előre meg kell készíteni egy hárompontos megerősített alapot. A generátort a kész árbochoz csavarják a földre. Ezután egy pengékkel ellátott keretet csavaroznak a generátorhoz. A szélmalom árbocját két csuklós támasz segítségével rögzítik az alaphoz, és csörlővel függőleges helyzetbe emelik. Az árboc felemelése után a harmadik tartót a szélmalom aljához csavarozják. Ezenkívül az árbocot rögzítõvel kell rögzíteni.

Elektromos alkatrész

A szélturbina háromfázisú váltakozó áramot szolgáltat. 6 diódából álló híd-egyenirányító segítségével egyenáramra konvertáljuk.

Ez lehetővé teszi az akkumulátor 12 V feszültség alatt történő feltöltését. Az akkumulátor töltésének ellenőrzéséhez és a túltöltés megakadályozásához egy szokásos PP-380 autós töltőrelét kell használni..

Az akkumulátorhoz egy frekvenciaváltó van csatlakoztatva, amely lehetővé teszi a kapott 12 V-os egyenáram konvertálását 220 V-os váltakozó áramra 50 Hz frekvenciával.

Szélturbina eredménye: hatékonyság számítása

A szélturbina teszttesztjei különböző szélsebességeknél a következő eredményeket mutatták:

• 5 m / s szélsebesség mellett 60 fordulat / perc – 7 V és 2,3 A = 16 W;
• 10,6 m / s szélsebesség mellett kb. 120 ford / perc fordulatot kapunk – 13 V és 3,4 A = 44 W;
• 15,3 m / s sebességgel körülbelül 180 ford / perc – 15 V és 5,1 A = 76,5 W;
• 18 m / s szélsebesség mellett 240 ford / perc – 18 V és 9 A = 162 W sebességet kapunk.

Alapvetõen a szélturbina 16–45 W teljesítményt nyújt, mivel a 15 m / s feletti szél ritka. Ha viszont nagysebességű légcsavart teszünk, akkor magasabb is lehet eredmények.