Infraestrutura

Como facer un xerador eólico coas túas propias mans

Nos últimos anos, o tema da enerxía verde volveuse moi popular. Algúns incluso prevén que tal enerxía no futuro próximo substituirá completamente o carbón, o gas, as centrais nucleares. Unha das áreas de enerxía verde é a enerxía eólica. Os xeradores que converten a enerxía eólica en electricidade non son só industriais, como parte dos parques eólicos, senón tamén pequenos, servindo a unha granxa privada.

Podes incluso facer un xerador eólico coas túas propias mans. Este material está dedicado a el.

Que é un xerador

Nun sentido amplo, un xerador é un dispositivo que produce algún tipo de produto ou converte un tipo de enerxía en outro. Isto podería ser, por exemplo, un xerador de vapor (produce vapor), un xerador de osíxeno, un xerador cuántico (unha fonte de radiación electromagnética). Pero no marco deste tema interésanos os xeradores eléctricos. Este nome fai referencia a dispositivos que converten varios tipos de enerxía non eléctrica en electricidade.

Tipos de xeradores

Os xeradores de electricidade clasifícanse en:

  • electromecánica - converten o traballo mecánico en electricidade;
  • termoeléctrica - converter a enerxía térmica en electricidade;
  • fotoeléctrico (células fotovoltaicas, paneis solares): converter a luz en electricidade;
  • magnetohidrodinámico (MHD-xeradores): a electricidade xérase a partir da enerxía do plasma que se move a través dun campo magnético;
  • química - converter a enerxía das reaccións químicas en electricidade.

Ademais, os xeradores electromecánicos clasifícanse por tipo de motor. Hai os seguintes tipos:

  • os xeradores de turbina son conducidos por unha turbina de vapor;
  • os hidrogeneradores utilizan unha turbina hidráulica como motor;
  • os xeradores diésel ou os xeradores de gasolina fanse a base de motores diésel ou de gasolina;
  • Os xeradores eólicos converten a enerxía das masas de aire en electricidade mediante un aeroxerador.

Aerogeneradores

Máis detalles sobre os aeroxeradores (tamén se lles chama turbinas eólicas). A turbina eólica de enerxía máis sinxela normalmente consiste nun mástil, como regra xeral, reforzado por estrías, nas que está instalada a turbina eólica.

Esta turbina eólica desenvólvese cun tornillo que conduce o rotor do xerador eléctrico. O dispositivo, ademais do xerador eléctrico, tamén inclúe unha batería cun controlador de carga e un inversor conectado á rede eléctrica.

¿Sabe? En 2016, a capacidade total de todas as plantas eólicas do mundo era de 432 GW. Así, a enerxía eólica superou a potencia nuclear.

O esquema de funcionamento deste dispositivo é bastante sinxelo: baixo a acción do vento, o parafuso xira, desenrola o rotor, o xerador eléctrico produce unha corrente eléctrica alterna, que é convertida polo controlador de carga en corrente continua. Esta corrente está a cargar a batería. A corrente continua que vén da batería converte o inversor en corrente alterna, cuxos parámetros corresponden aos parámetros da rede eléctrica.

Os dispositivos industriais están montados en torres. Ademais, están equipados cun mecanismo de rotación, un anemómetro (un dispositivo para medir a velocidade e dirección do vento), un dispositivo para cambiar o ángulo de rotación das láminas, un sistema de freada, un armario con circuítos de control, sistemas de extinción de incendios e protección contra raios, un sistema para transmitir datos sobre a operación da instalación, etc.

Tipos de xeradores eólicos

A localización do eixe de rotación en relación ás turbinas eólicas de superficie terrestre divídese en vertical e horizontal. O modelo vertical máis sinxelo é un soporte do rotor de Savonius..

Ten dúas ou máis láminas, que son semicilindros ocos (cilindros cortados á metade en vertical). O rotor Savonius Hai varias opcións para o deseño e deseño destas láminas: fixadas simétricamente, fixando os bordos uns dos outros, cun perfil aerodinámico.

A vantaxe do rotor Savonius é a sinxeleza e fiabilidade do deseño; ademais, o seu funcionamento non depende da dirección do vento, a desvantaxe é baixa eficiencia (non máis do 15%).

¿Sabe? Os muíños de vento apareceron ao redor do ano 200 aC. er en Persia (Irán). Adoitábanse facer fariña a partir do gran. En Europa, tales muíños apareceron só no século XIII.

Outro deseño vertical é o rotor Darier. As súas palas son ás cun perfil aerodinámico. Poden ser arqueadas, en forma de H, espirais. As láminas poden ser dúas ou máis. Daria dos rotores As vantaxes deste xerador eólico son:

  • a súa alta eficiencia,
  • reduciu o ruído no traballo
  • deseño relativamente sinxelo.

Das desvantaxes observadas:

  • carga de mastro grande (debido ao efecto Magnus);
  • a falta dun modelo matemático do traballo deste rotor, o que complica a súa mellora;
  • desgaste rápido debido a cargas centrífugas.

Outro tipo de instalación vertical é un rotor helicoide.. Está equipado con láminas que se xiran ao longo do eixe do rodete. Rotor helicoide Isto garante durabilidade e alta eficiencia. A desvantaxe é o alto custo debido á complexidade da fabricación.

O tipo multilapa dun muíño de vento é unha estrutura con dúas filas de palas verticais - externas e internas. Este deseño dá a maior eficiencia, pero ten un custo elevado.

Os modelos horizontais difieren:

  • o número de láminas (lámina simple e un gran número);
  • o material do que se fabrican as láminas (vela ríxida ou flexible);
  • paso de lámina variable ou fixa.

Estruturalmente, todos son similares. En xeral, os aeroxeradores deste tipo distínguense por unha alta eficiencia, pero precisan un axuste constante da dirección do vento, que se resolve mediante a paleta de tempo de cola no deseño ou posicionamento automático da instalación mediante un mecanismo de rotación segundo as lecturas do sensor.

Xerador de vento DIY

A elección dos modelos de xeradores eólicos no mercado é a máis ampla, están dispoñibles dispositivos de diferentes deseños e capacidades diferentes. Pero unha instalación sinxela pódese facer de xeito independente.

Recomendamos ler sobre como construír unha piscina, baño, adega e terraza, así como como facer un brasero, unha pérgola, un miradoiro, un regato seco, unha fervenza e un camiño de formigón coas súas propias mans.

Buscar materiais adecuados

Como xerador, recoméndase tomar un imán permanente trifásico, por exemplo, un tractor. Pero podes facelo desde un motor eléctrico, como se comentará con máis detalle a continuación. A cuestión da selección das láminas é importante. Se a turbina eólica é de tipo vertical, as variacións do rotor de Savonius adoitan ser utilizadas. Xerador de tractores Para a fabricación de láminas, o recipiente en forma de cilindro, por exemplo, en ebulición antiga, é bastante adecuado. Pero, como se mencionou anteriormente, os aeroxeradores deste tipo teñen pouca eficiencia e é improbable que se poidan fabricar láminas de forma máis complexa para un muíño de vento vertical. Nos produtos caseiros adoitan empregar catro lamas semicilíndricas.

En canto ás turbinas eólicas de tipo horizontal, a construción dunha única lámina é óptima para unha instalación de baixa potencia; con todo, por toda a súa aparente sinxeleza, será extremadamente difícil fabricar unha lámina equilibrada de xeito artesanal e, sen ela, a turbina de vento fracasará.

¡É importante! Non debes involucrarte nun gran número de lamas, porque cando traballan poden formar un chamado "tapón de aire", polo que o aire vai ao redor do muíño de vento e non o atravesará. Para dispositivos caseiros de tipo horizontal, considéranse tres palas do tipo de á.

  • En muíños de vento horizontais pódense utilizar dous tipos de lamas: vela e ás. A vela é moi sinxela, só son amplas pistas que parecen as palas dos muíños de vento. A desvantaxe destes elementos é a baixa eficiencia. A este respecto, as ás máis prometedores. Na casa, adoitan estar feitos de tubo de PVC de 160 mm segundo o patrón.

Tamén se pode usar o aluminio, pero será moito máis caro. Ademais, o produto de tubos de PVC ten inicialmente unha curva, o que lle confire propiedades aerodinámicas adicionais. As láminas do tubo de PVC A lonxitude das láminas escóllese segundo o seguinte principio: canto máis potente é a potencia de saída do muíño de vento, máis tempo son; máis hai, máis curtos son. Por exemplo, para un aeroxerador de tres palas a 10 W, a lonxitude ideal é de 1,6 metros, para un aeroxerador de catro palas: 1,4 m.

Se a potencia é de 20 W, o indicador cambiará a 2,3 m para tres palas e 2 m para catro palas.

As principais fases de fabricación

A continuación móstrase un exemplo de auto-fabricación dunha instalación horizontal de tres palas con alteración nun xerador de motor asíncrono dunha lavadora.

Revisión do motor

Un dos momentos clave na creación dun xerador eólico coas súas propias mans é a conversión do motor eléctrico nun xerador eléctrico. Para a súa alteración, utilízase un motor eléctrico dunha antiga lavadora de fabricación soviética.

  1. O rotor elimínase do motor e atravesa unha ranura ancha.
  2. En toda a lonxitude da ranura, os imáns de neodimio de forma rectangular (dimensións 19x10x1 mm) están pegados en pares, un imán en cada bordo da sucoca fronte a outro, sen ter en conta a súa polaridade. Os imáns encolados poden ser epoxi.
  3. O motor vai.
  4. Os cargadores para 5 V e 1 Os teléfonos móbiles utilízanse para recoller un dispositivo que converte corrente alterna a corrente continua (non pode usar un dispositivo nun chip, só un transistor).
  5. A fonte de alimentación está desmontada.
  6. USB e enchufe soldados.
  7. As placas das tres fontes de alimentación preparadas están conectadas en serie e ensambladas como un único conxunto.
  8. A entrada do conxunto montado de 220 V está conectado ao xerador, a saída está conectada ao controlador de carga da batería.

Vídeo: como refacer un motor para un xerador eólico Para aumentar a corrente, pode usar múltiples conxuntos conectados en paralelo.

Cada propietario dunha casa privada ou zona suburbana será útil para aprender: como facer un barril de madeira, escaleira de madeira, como quentar o chan de madeira, como facer un sofá de palés, mecedora, construír unha adega no garaxe, un tandoor, unha lareira de deseño de paisaxe e un forno holandés coas súas propias mans .

Creación de casco e palas

O seguinte paso na fabricación do muíño de vento é o conxunto da base sobre a que están montados os elementos do xerador eólico.

  1. A base está soldada con tubos de aceiro en forma de estrutura, cun extremo bifurcado, fortificado con elementos transversais; o outro é único para fixar a cola do dispositivo.
  2. No extremo bifurcado, fanse 4 buratos para montar o xerador.
  3. Parte xiratoria montada en base ao rodamento.
  4. A pestaña cos buracos de montaxe está unida ao rodamento.
  5. A cola está feita de chapa metálica.
  6. O deseño é limpo e pintado.
  7. A cola ten unha cor.
  8. A carcasa protectora está feita e pintada a partir dunha fina chapa metálica.
  9. Despois de secar os elementos pintados, instálase un xerador eléctrico na base, a carcasa e a cola están conectados.
  10. As láminas están montadas no impulsor desde o sistema de refrixeración do motor do tractor.
  11. Os separadores son soldados ás láminas (neste caso, as lamas de metal).
Vídeo: como facer un xerador eólico

¡É importante! A altura do mástil dun xerador eólico debe ser de polo menos 6 metros. A cimentación está formada por el.

Como podes ver, montar unha turbina eólica coas túas propias mans non é tan sinxelo. Isto require certas habilidades e coñecementos en enxeñaría eléctrica e electrónica. Pero para as persoas con tal coñecemento, esta tarefa é bastante capaz. Ademais, o aerogenerador caseiro custará moito máis barato que o deseño de compra.