Klassifizierung und Funktionsprinzipien
Im Netz findet man sehr viele verschiedene Beispiele für die Montage von Windgeneratoren, aber sie sind alle in zwei Klassen unterteilt: vertikal und horizontal. Jede Klasse hat Unterarten:
Vertikal:
Industriell. Die Höhe solcher Kraftwerke kann mehr als 100 Meter erreichen, die Leistung variiert zwischen 4 und 6 MW.
Einer der leistungsstärksten Windparks Enercon E-126
Geräte für Haushaltszwecke. Es gibt Modelle, die in spezialisierten Fabriken und Heimwerkergeräten hergestellt wurden.
Gerät mit einer Leistung von 600 W
spiralförmiges Gerät
Probe mit Klingen aus Stoffmaterialien
Windmühle mit Metallflügeln
Horizontal:
Standard;
Das Gerät mit der klassischen Lamellenanordnung
Rotierend.
Die Strukturelemente solcher Geräte können in verschiedenen Winkeln angeordnet sein.
Die gesamte Klasse der Do-it-yourself-Geräte, ob Windpark oder Industrie, arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion, das heißt, im Rotor befestigte Magnete erzeugen bei rotierenden Rotorblättern Wechselstrom. Es wird den Akkumulatoren über die Steuerung zugeführt. Dies ist ein Gerät, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und den Ladegrad von Batterien steuert.
Der nächste Knoten ist ein Wechselrichter, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und die Schwankungen des Stroms auf einen Wert von 50 Hz ausgleicht, dann wird der Strom den Verbrauchern zugeführt.
Beachten Sie! Die Steuerung schaltet den Stromfluss direkt auf den Wechselrichter, wenn die Batterien voll geladen sind. Standardschema des Betriebs eines Windparks
Standardschema des Betriebs eines Windparks
Uzo: was ist das. Versuchen wir herauszufinden, was ein RCD ist, seine Fähigkeiten, Arbeitsmerkmale und Anwendungsmöglichkeiten.
Berücksichtigen Sie auch die Nuancen, auf die Sie bei der Auswahl achten müssen
Installation der Tragkonstruktion und der Schaufeln
Beim Bau einer vertikalen Windmühle für ein Haus mit eigenen Händen wird besonderes Augenmerk auf die Basis der gesamten Struktur gelegt, da die Einheit selbst so hoch wie möglich über dem Boden angehoben werden sollte. Dies erfordert größere finanzielle Investitionen, aber die eingesparte Energie wird diese Kosten im Laufe der Zeit amortisieren.
Je höher die Struktur, desto höher die Windgeschwindigkeit, daher ist für ein Gerät mit großen Abmessungen und Gewicht eine Fundamentvorbereitung erforderlich.
Diese Installation erfordert ein solides Fundament und ein solides Fundament.
Die Klingen jeder Art von Gerät sollten in einem bestimmten Winkel montiert werden, sowohl bei vertikalen als auch bei horizontalen Geräten.
Die Position der Blätter an der horizontalen Einheit
Zeichnung der Richtung der Schaufeln der vertikalen Vorrichtung
Die Klingen eines kleinen Geräts aus Kunststoff. Das kann man genau mit eigenen Händen sehen
Wichtig! Bei stürmischem Wind ist der Betrieb von Windmühlen nicht zu empfehlen, da die Rotorblätter starken Belastungen möglicherweise nicht standhalten. Stellen Sie in Ihrem Design einen Notstopp für den Rotor bereit.
Phasen der Arbeit
Vorlagenvorbereitung
Der Kern ist also fertig, jetzt können Sie mit Prozessen fortfahren, die in die Kategorie „Do it yourself“ fallen. Um die Magnete am Kern der Unterlegscheibe zu befestigen, benötigen Sie eine Art Vorrichtung. Es kann aus einem Blechstreifen oder aus einem anderen Material mit ähnlichen technischen Eigenschaften hergestellt werden.
Die Länge und Breite des Blechstreifens ist auf die Abmessungen des Kerndurchmessers und der Breite der Rillen abgestimmt. Das heißt, die Schablone muss genau an der Stelle liegen, an der die Magnete angebracht sind.
Achten Sie besonders darauf, dass der Abstand zwischen den Magneten gleich sein muss
Generator-Montage
Alles ist fertig, Sie können mit Ihren eigenen Händen mit der Montage des Elektromotorgenerators fortfahren.Wir müssen gleich sagen, dass dieser Prozess besondere Geduld erfordert. Hier besteht kein Grund zur Eile. Die Sache ist, dass die Magnete mit Klebstoff in die Nuten des Motorkerns eingebaut werden. Ihre geringe Größe verursacht Schwierigkeiten und Unannehmlichkeiten bei der Installation, der Kleber rutscht ab, seine Spritzer fallen auf die Hände, manchmal sogar auf das Gesicht. Es lohnt sich also nicht, Arbeitsschutzmaßnahmen zu vernachlässigen. Dennoch ist die Klebstoffzusammensetzung eine ziemlich aktive chemische Lösung.
Also, hier ist das Montagediagramm, wie man einen Generator mit eigenen Händen herstellt:
eine vorbereitete Blechschablone wird über den Rotor geklebt;
dann werden neodym-magnete in die vorbereiteten nuten eingebaut, hier ist es wie oben erwähnt sehr wichtig, den einbauabstand und den neigungswinkel der elemente genau einzuhalten, denn schon eine geringfügige abweichung von diesen beiden parametern kann zum kleben führen, was wird zwangsläufig zu einer Abnahme der Leistung des hausgemachten Generators führen;
Jetzt muss der Spalt zwischen den Magneten mit einem speziellen Material gefüllt werden, das als Kaltschweißen bezeichnet wird und dem Plastilin sehr ähnlich ist.
und die letzte Stufe ist das Schleifen der Oberfläche mit Sandpapier, dies kann erfolgen, indem der Rotor in einen Schraubstock oder auf den Boden oder Tisch gestellt wird;
Der gesamte Elektromotor wird von Hand zusammengebaut.
Generatorprüfung
Um zu überprüfen, wie der von uns zusammengebaute Generator funktioniert, werden einige zusätzliche Elemente benötigt. Nämlich:
- Batterie mit geringer Kapazität, kann von einem Motorrad stammen;
- Gleichrichter;
- Multimeter zur Ermittlung der Ladeleistung;
- Laderegler.
Das Generatoranschlussdiagramm zum Testen sieht wie folgt aus: Zwei Generatorwicklungen werden über einen Gleichrichter mit dem Laderegler verbunden. Letzterer ist mit der Batterie verbunden. Das Multimeter wird auch an die Batterieklemmen angeschlossen.
Am schwierigsten ist es, den Rotor des Elektromotors zu drehen. Das manuelle Erreichen der erforderlichen Drehzahl funktioniert nicht. Daher wird empfohlen, für diese Zwecke entweder einen Bohrer oder einen Schraubendreher zu verwenden. Sie schließen eines dieser Werkzeuge an den Motorrotor an (hier gibt es verschiedene Möglichkeiten, und es gibt viele davon) und beginnen mit einer Drehzahl von 800-1000 U / min. Wenn der von Ihnen hergestellte Generator eine Spannung von 220-300 Volt erzeugt, ist dies ein ausgezeichneter Indikator. Wenn die Spannung sehr niedrig ist, bedeutet dies, dass der Rotor schlecht zusammengebaut wurde. Dies betrifft hauptsächlich die Montage von Magneten (ungleichmäßige Montage und nicht alle Elemente sind im gleichen Winkel angebracht).
Wo zu verwenden
Wir haben es geschafft, aus dem Elektromotor der Waschmaschine einen Generator zu machen. Tests haben gezeigt, dass es funktioniert. Und was dann? Wo kann dieses Gerät eingesetzt werden?
Wenn Sie die Energie finden, die den Rotor drehen könnte, gäbe es im Prinzip keine Probleme mit Strom, beispielsweise in einem kleinen Landhaus. Daher bieten Heimmeister mehrere häufig verwendete Optionen an:
- Installieren Sie den Generator am Benzinmotor. Dies kann beispielsweise eine alte Druschba-Säge oder ein Motor eines Motorrads sein.
- Verbinden Sie sich mit einer Windmühle und machen Sie so einen Windstromgenerator.
- Stellen Sie eine Verbindung zu einer Wasserturbine her, die in einem behelfsmäßigen Wasserfall oder einem schnell fließenden Bach installiert ist.
Die letzten beiden Optionen sind die günstigsten, da keine zusätzliche Energiequelle gekauft werden muss. Dies sind umweltfreundliche Anlagen, die mit alternativen Brennstoffen betrieben werden.
Und einen Augenblick. Machen Sie aus dem Waschmaschinenmotor einen 5-kW-Generator, und er wird nicht mehr funktionieren. Verlassen Sie sich daher nicht darauf, dass mit diesem Gerät ein Gerät hergestellt werden kann, das das Stromnetz vollständig ersetzt. Aber für ein paar Zimmer oder für ein Bad (Garage usw.) reicht es aus. Das Maximum, das ein solcher Generator erzeugen kann, beträgt 2 kW. Erwarten Sie außerdem auch keine 380 Volt von ihm.
Wir fügen hinzu, dass ein Generator auch aus einem Gleichstrommotor hergestellt werden kann. Darüber hinaus sind in einigen Waschmaschinen solche Einheiten installiert.Bei solchen Motoren sind Graphitbürsten eine Besonderheit.
Die Nutzung von Windkraftgeneratoren zu Hause
Basierend auf den oben genannten Faktoren stellt sich die Frage: Warum nicht in jedem Haus eine Windmühle installieren? Die Antwort hat zwei Hauptpunkte:
- Preis. Die Kosten für Geräte mit ausreichender Leistung sind sehr hoch. Beispielsweise betragen die Kosten für eine Einheit mit einer Leistung von 2 kW und einer Spannung von 24 V 75.000 Rubel;
- Die durchschnittliche Windstärke erreicht in den meisten Regionen nicht einmal 4 m/s.
Karte der durchschnittlichen jährlichen Windgeschwindigkeit in Russland
Das heißt, die Verwendung von Windmühlen als Hauptenergiequelle ist irrational. In einem Standardhaus werden bei gleichzeitigem Betrieb aller Haushaltsgeräte bis zu 1 kW pro Stunde verbraucht, und wenn leistungsstarke Elektrowerkzeuge verwendet werden, erhöht sich diese Zahl, wodurch die erforderliche Spannung im Netzwerk erhöht wird.
Um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten, benötigen Sie mindestens: einen Satz von drei Windturbinen mit 3 kW oder eine mit einer Leistung von mindestens 10 kW; mehrere Batterien mit ausreichender Kapazität; zuverlässiger Controller und Wechselrichter.
Die Installation des gesamten Systems kostet mindestens 400.000 Rubel, und bei variablen Windgeschwindigkeiten ist diese Art der Stromversorgung nicht mehr relevant.
Ein anschauliches Beispiel einer Schaltung mit einem Hochleistungsgerät
Als alternative Energiequelle empfiehlt es sich, selbstgebaute 220-Volt-Windräder zu nutzen. Zusammen mit Sonnenkollektoren, einem Kraftstoffgenerator mit ausreichender Leistung oder mit einem zentralen Stromnetz.
Wichtig! Bei einer Kombination von Quellen ist es notwendig, ATS in das System einzubeziehen (automatisches Einschalten der Notstromversorgung). Dieses Gerät steuert die Stromversorgung durch Ändern der Stromquelle
Schema der Kombination von Windmühle und Stadtstromversorgung
Elektrisches System mit drei Quellen
Die Basis eines Heimwindgenerators
Das Thema Herstellung und Installation von selbstgebauten Windgeneratoren ist im Internet sehr weit verbreitet. Das meiste Material ist jedoch eine banale Beschreibung der Prinzipien zur Gewinnung elektrischer Energie aus natürlichen Quellen.
Das theoretische Verfahren zur Einrichtung (Installation) von Windkraftanlagen ist seit langem bekannt und durchaus nachvollziehbar. Aber wie es praktisch im heimischen Bereich aussieht - eine Frage, die noch lange nicht vollständig offengelegt ist.
Meistens wird empfohlen, Autogeneratoren oder Wechselstrom-Induktionsmotoren mit Neodym-Magneten als Stromquelle für selbstgebaute Heimwindgeneratoren zu wählen.
Das Verfahren zum Umwandeln eines asynchronen Wechselstrommotors in einen Generator für eine Windmühle. Es besteht in der Herstellung eines „Pelzmantels“ des Rotors aus Neodym-Magneten. Extrem komplexer und langwieriger Prozess
Beide Optionen erfordern jedoch eine erhebliche Verfeinerung, die oft komplex, teuer und zeitaufwändig ist.
Viel einfacher und in jeder Hinsicht leichter zu installierende Elektromotoren, wie sie zuvor hergestellt wurden und jetzt von Ametek (Beispiel) und anderen hergestellt werden.
Für eine heimische Windkraftanlage eignen sich Gleichstrommotoren mit einer Spannung von 30 - 100 Volt. Im Generatorbetrieb können aus ihnen ca. 50 % der deklarierten Betriebsspannung bezogen werden.
Es ist zu beachten: Beim Betrieb im Generatormodus müssen Gleichstrommotoren auf eine höhere Drehzahl als die Nenndrehzahl aufgedreht werden.
Außerdem kann jeder einzelne Motor aus einem Dutzend identischer Exemplare völlig unterschiedliche Eigenschaften aufweisen.
Daher ist die optimale Auswahl eines Elektromotors für einen Heimwindgenerator mit den folgenden Indikatoren logisch:
- Hohe Betriebsspannungseinstellung.
- Niedriger Parameter RPM (Winkeldrehzahl).
- Hoher Betriebsstrom.
Ein von Ametek hergestellter Motor mit einer Betriebsspannung von 36 Volt und einer Winkelgeschwindigkeit von 325 U / min sieht also gut für die Installation aus.
Es ist ein solcher Elektromotor, der bei der Konstruktion eines Windgenerators verwendet wird – eine Installation, die unten als Beispiel für eine Heimwindmühle beschrieben wird.
Gleichstrommotor für Heimwindgenerator. Die beste Option unter den von Ametek hergestellten Produkten. Auch ähnliche Elektromotoren anderer Hersteller sind gut geeignet.
Die Überprüfung der Effizienz eines ähnlichen Motors ist einfach. Es reicht aus, eine herkömmliche 12-Volt-Autoglühlampe an die elektrischen Anschlüsse anzuschließen und die Motorwelle von Hand zu drehen. Bei guten technischen Indikatoren des Elektromotors leuchtet die Lampe auf jeden Fall auf.
Wie man mit eigenen Händen einen Windgenerator baut
Um dieses Gerät zu Hause zu montieren, benötigen Sie:
- Gründliche Kenntnisse eines Elektrikers;
- Energiequelle. Es kann eine Lichtmaschine oder ein Asynchronmotor sein.
- Ein sicherer Ort, um das Gerät zu installieren. Da das Gewicht einzelner Haushaltseinheiten zwischen 200 und 800 kg liegen kann.
- Neodym-Magneten. Diese Klasse von Magneten hat eine größere Leistung;
Verschiedene Arten von Formularen. In unserem Fall sind rechteckig oder rund besser geeignet.
- Drähte mit geeignetem Querschnitt;
- Materialien für die Montage des Rahmens und der Windmühle selbst.
Wie oben bereits beschrieben, gibt es viele Gestaltungsmöglichkeiten. Die vom Gerät erzeugte Geräuschkulisse hängt von den Abmessungen und der Verbindungsmethode der Knoten ab. Wer keinen Ärger mit den Nachbarn haben will, sollte vorher darüber sprechen, denn einzelne Einheiten sind ziemlich laut, wie zum Beispiel der selbstgebaute Windgenerator im nächsten Video.
Nachdem Sie alle vorbereitenden Aktivitäten durchgeführt haben, müssen Sie eine Stromquelle auswählen, die Ihren Anforderungen entspricht. Bei begrenzten finanziellen Mitteln sind zwei Budgetoptionen möglich:
- Auto-Generator;
- Asynchronmotor einer Waschmaschine.
Jede Option hat ihre positiven und negativen Seiten.
Spannungsstabilisator 220V für zu Hause: Welchen soll man wählen? In dem Artikel werden wir im Detail betrachten, wofür dieses Gerät bestimmt ist, Typen, Anschlussdiagramme, Durchschnittspreise und technische Eigenschaften, wie man es selbst macht.
Do-it-yourself-Windgeneratoroption aus einer Waschmaschine
Um die Leistung zu steigern, wird der Motor aufgerüstet, indem Ferritmagnete durch Neodym-Magnete ersetzt werden. Es sollte beachtet werden, dass die Installation von Magneten ein ziemlich mühsamer Prozess ist, der bestimmte Fähigkeiten erfordert.
Ein Beispiel für die Position von Neodym-Magneten im Motor einer Waschmaschine
Empfehlung! Neodym-Magnete sind sehr stark, seien Sie äußerst vorsichtig, wenn Sie damit arbeiten.
Um Zeit und Nerven zu sparen, ist es einfacher, einen fertigen Rotor in geeigneter Größe zu kaufen.Es ist sinnvoll, einen solchen Motor in einem Gerät mit kleinen Abmessungen zu verwenden.
Aus einem Autogenerator einen Windgenerator mit eigenen Händen bauen
Auch diese Option ist verbesserungswürdig, da die Standardprobe mit 5000 - 6000 U/min arbeitet. Das Upgrade beinhaltet:
Das Gerät ist mit Neodym-Magneten ausgestattet. Sie werden in einer strengen Reihenfolge installiert, dh die Pole wechseln sich ab. Der Einfachheit halber wird eine Schablone aus dickem Karton ausgeschnitten;
Layoutvorlage für Magnete
- Die Statorwicklung wird zurückgespult. Die Anzahl der Windungen nimmt zu, daher nimmt der Querschnitt des Drahtes ab.
- Standardmäßig sind keine Magnete vorhanden, daher muss die zentrale Welle aus einem nichtmagnetischen Material wie Titan bestehen.
Aber selbst wenn alle Voraussetzungen für eine optimale Spannung erfüllt sind, muss sich der Rotor ab 500 Mal pro Minute drehen.
Allgemeine Negativmerkmale:
- Beide Optionen sind kurzlebig und erfordern eine jährliche Reparatur oder einen Austausch;
- Die erzeugte Leistung reicht nicht für eine vollständige Stromversorgung;
- Benötigt eine deutliche Verbesserung.
Wenn Sie bereits über die erforderlichen Kenntnisse verfügen und ungefähr wissen, wie man einen 220-V-Windgenerator mit Ihren eigenen Händen herstellt, ist es sinnvoller, eine Einheit mit größerer Leistung zu montieren.
Achten Sie beim Zusammenbau einer horizontalen oder vertikalen Windkraftanlage mit Ihren eigenen Händen auf die Steifigkeit der gesamten Struktur, von den Blättern bis zu den Steuerstreben. Unzuverlässige Bauteile können zu Unfällen führen.
Einer der vielen Unfälle
