Sadržaj članka
- Princip rada vjetroagregata
- Kako sami napraviti vertikalni generator vjetra
- Sastavljanje rotora
- Izrađujemo stator
- Montaža generatora
- Izrađujemo noževe
- Sastavljanje strukture vjetroagregata
- Električni dio
- Rezultat vjetroturbine: proračun učinkovitosti
Sada je sasvim moguće dobiti besplatnu struju od vjetra. Za vjetrenjače postoji nekoliko mogućnosti: s okomitom i vodoravnom osi. Gotovo svi mogu sastaviti vertikalni generator vjetra vlastitim rukama, pročitajte kako to ispravno učiniti u našem članku.
Princip rada vjetroagregata
Princip rada u svim modifikacijama vjetroagregata je isti. U procesu rotacije lopatica nastaju tri vrste fizičkih učinaka: podizne, impulzivne i sile kočenja. Kao rezultat djelovanja tih sila, stator se počinje kretati, a rotor na stacionarnom dijelu generatora počinje stvarati magnetsko polje i električna struja se kreće duž žica.
Postoji veliki broj verzija vjetroelektrana, razlikuju se ne samo po snazi, već i po svom izgledu. Struktura većine vjetroagregata uključuje: generator, lopatice, pretvarač, množitelj. Pretvarač se koristi za pretvaranje primljenog naboja u istosmjernu struju. Umnoživač je prijenosnik dizajniran da poveća broj okretaja vratila. Mjenjači nisu instalirani na svim vjetroturbinama, uglavnom samo na velikim i moćnim vjetrenjačama.
Trofazna izmjenična struja nastaje okretanjem rotora. Primljena energija usmjerava se preko kontrolera do baterije. Nadalje, pretvarač pretvara struju i čini ga stabilnim, u tom obliku se može napajati napajanjem kućanskih uređaja ili rasvjete.
Kako sami napraviti vertikalni generator vjetra
Vjetrenjaču možete napraviti i sami kod kuće. Prvo morate odlučiti o vrsti generatora vjetra. Vjetroturbine ovisno o njihovom dizajnu su:
- s okomitom osi rotacije: rotor Darrieus, generator vjetra Savonius;
- s vodoravnom osi rotacije: paralelno ili okomito na protok vjetra.
Neki modeli vjetroagregata kombiniraju nekoliko vrsta instalacija. Razmotrite primjer stvaranja hibridne vjetroagregata koji kombinira dizajn vjetroelektrana kao što su Savonius i Darrieus.
Sastavljanje rotora
Da biste sastavili rotor, morate kupiti:
- 6 neodim magneta D30xH10 mm;
- 6 feritnih prstenastih magneta D72xd32xh15 mm;
- 2 metalna diska D230xH5 mm;
- epoksi ili ljepilo.
Umjesto metalnih noževa mogu se koristiti pile odgovarajuće veličine. Na jednom disku postavlja se 6 neodim magneta, izmjenjujući polaritet, kut između njih trebao bi biti 60 stupnjeva u promjeru od 165 mm.
Feritni prstenasti magneti postavljaju se na drugi disk prema istom principu..
Da se magneti ne bi kretali tijekom rada vjetrenjače, potrebno ih je barem na pola uliti epoksidnim ljepilom.
Izrađujemo stator
Prvo trebate namotati 9 zavojnica od 60 okreta, za to koristite emajliranu bakrenu žicu promjera 1 mm.
Nadalje, zavojnice su spojene zajedno: početak prve zavojnice s krajem četvrte, četvrte sa sedmom. Druga faza je povezana na isti način kroz dvije zavojnice, samo što počinju lemiti iz drugog zavojnice. Spajanje treće faze započinje od treće zavojnice.
Kalup je napravljen od šperploče, u njega je postavljen pergamentni papir, na vrh kojeg se stavlja komad stakloplastike i kalema..
Sve je to ispunjeno epoksidnom smolom. Nakon 24 sata, gotovi stator vadi se iz kalupa.
Montaža generatora
Svi dijelovi generatora su spremni, ostaje nam samo sastaviti ih.
Sam generator će biti pričvršćen na nosač sa glavčinom pomoću klinova. Pogledajmo pobliže postupak sastavljanja.
Koraci montaže generatora:
- U gornjem rotoru su napravljene 4 navojne rupe za nosače. Oni su potrebni kako bi rotor mogao glatko “sjediti” na svom sjedalu;
- U statoru su napravljene 4 rupe za postavljanje nosača;
- donji je rotor postavljen na nosač s magnetima prema gore, u njemu su također izbušene 4 rupe za navoj;
- na donji rotor postavljen je stator;
- drugi je rotor postavljen odozgo s magnetima prema dolje. Sve je to pričvršćeno jedno na drugo i nosač sa glavčinom s klinovima i maticama.
Glavčina (prirubnica s ležajevima) mora se kupiti zasebno: dno glavčine mora biti promjera 1,5 ”.
Slijed pričvršćivanja svih dijelova prikazan je detaljnije na donjem dijagramu:
1 – spojni element; 2 – podupiranje lopatica; 3 – gornji dio rotora; 4 – magnet; 5 – čahura; 6 – stator; 7 – donji dio rotora; 8 – matica; 9 – ukosnica; 10 – glavčina; 11 – os; 12 – nosač za pričvršćivanje statora
Izrađujemo noževe
Oštrice se mogu izrađivati od drveta, stakloplastike i drugih materijala. Brže je i lakše napraviti ovaj dio generatora vjetra iz PVC kanalizacijske cijevi. Bolje je koristiti narančaste cijevi, jer imaju dobru gustoću i ne boje se izravne sunčeve svjetlosti.
Za vertikalni generator vjetra, trebat će vam 4 noževa napravljena od PVC cijevi i 2 pravokutna (zakrivljena) noževa izrađena od pocinčanog lima. Ovaj dizajn omogućit će da se vjetrenjača okreće čak i u uvjetima slabog vjetra brzinom od 2-3 m u sekundi. Uzmemo komade PVC cijevi duge metre i razrežemo ih po dužini na 2 jednaka dijela. Iz kositra smo izrezali polukrugove prema veličini buduće lopatice i pričvrstili ih vijcima duž rubova cijevi.
Za izradu pravokutnih noževa potreban vam je standardni čelični lim od pocinčanog 0,75 mm. Prvo se metalnim škarama izrezuju dva komada veličine 1×0,4 m i četiri komada u obliku kapljica. Zatim komade čelika treba saviti, a na rubovima su pričvršćeni komadi “kapljica”.
Oštrice su pričvršćene u krug do okvira; mogu se zavariti iz kvadratne cijevi profila 20×20 i uglova 25×25. Dimenzije okvira i udaljenost između noževa mogu se vidjeti na donjem dijagramu:
Sastavljanje strukture vjetroagregata
Jarbol je zavaren od vodovodnih cijevi raznih promjera, njegova visina ovisi o području na kojem će se nalaziti generator vjetra i uvjetima njegova rada, ali u svakom slučaju mora biti iznad krova kuće.
Temeljno ojačani temelj mora se unaprijed pripremiti za sekcijski jarbol. Generator je na vijak dovršen na zemlji. Zatim se okvir s noževima pričvršćuje na generator. Stub vjetrenjače pričvršćen je na temelj pomoću dva zglobna nosača i podiže se u okomiti položaj pomoću vitla. Nakon podizanja jarbola, trećim nosačem vijkom se pričvrsti na dno vjetrenjače. Uz to, jarbol se mora učvrstiti nosačem.
Električni dio
Vjetrenjača će dovoditi trofaznu izmjeničnu struju. Pomoću mostičkog ispravljača, koji se sastoji od 6 dioda, pretvaramo ga u istosmjernu struju.
To omogućuje punjenje baterije za 12 V. Za kontrolu punjenja i sprečavanje prekomjernog punjenja koristi se standardni relej za punjenje automobila PP-380..
Na bateriju je povezan pretvarač koji vam omogućuje pretvaranje dobivenih 12 V istosmjernog napona u 220 V izmjeničnog napona s frekvencijom 50 Hz.
Rezultat vjetroturbine: proračun učinkovitosti
Ispitna ispitivanja vjetroagregata pri različitim brzinama vjetra pokazala su sljedeće rezultate:
- pri brzini vjetra od 5 m / s dobivamo 60 o / min – 7 V i 2,3 A = 16 W;
- pri brzini vjetra od 10,6 m / s dobivamo oko 120 o / min – 13 V i 3,4 A = 44 W;
- pri brzini od 15,3 m / s oko 180 o / min – 15 V i 5,1 A = 76,5 W;
- pri brzini vjetra od 18 m / s dobivamo 240 o / min – 18 V i 9 A = 162 W.
U osnovi, vjetroturbina proizvodi 16–45 W, jer je vjetar preko 15 m / s rijedak. Međutim, ako stavite propeler velike brzine, tada možete dobiti veći rezultati.
Možete li mi objasniti kako napraviti vjetrenjaču ili kako koristiti vjetar za stvaranje svjetlosti? Jeste li vi već pokušali napraviti ili koristiti ove tehnologije? Kakvo je vaše iskustvo s tim? Hvala vam unaprijed na odgovoru!