Clasificación y principios de funcionamiento
Es posible encontrar una gran cantidad de ejemplos diferentes de montaje de aerogeneradores en la red, pero todos se dividen en dos clases: verticales y horizontales. Cada clase tiene subespecies:
Vertical:
Industrial. La altura de tales centrales eléctricas puede alcanzar más de 100 metros, la potencia varía de 4 a 6 MW.
Uno de los parques eólicos más potentes de Enercon E-126
Dispositivos para uso doméstico. Hay modelos hechos en fábricas especializadas y dispositivos de bricolaje;
Dispositivo con una potencia de 600 W.
dispositivo espiral
Muestra con palas de materiales textiles
Molino de viento con aspas de metal
Horizontal:
Estándar;
La unidad con la clásica disposición de las palas
Giratorio.
Los elementos estructurales de tales dispositivos se pueden ubicar en diferentes ángulos.
Toda la clase de dispositivos de bricolaje, ya sean parques eólicos o industriales, funcionan según el principio de inducción electromagnética, es decir, los imanes fijados en el rotor generan corriente alterna cuando giran las palas. Se suministra a las baterías de almacenamiento a través del controlador. Este es un dispositivo que convierte la corriente alterna en corriente continua y controla el grado de carga de las baterías.
El siguiente nodo es un inversor que convierte la corriente continua en corriente alterna y iguala la fluctuación de la electricidad a un valor de 50 Hz, luego la corriente se suministra a los consumidores.
¡Nota! El controlador cambia el flujo de electricidad directamente al inversor cuando las baterías están completamente cargadas. Esquema estándar de funcionamiento de un parque eólico.
Esquema estándar de funcionamiento de un parque eólico.
UZO: que es. Intentemos descubrir qué es un RCD, sus capacidades, características de trabajo y opciones de aplicación.
Y también considere los matices a los que debe prestar atención al elegir
Instalación de la estructura portante y las palas
Al construir un molino de viento vertical para una casa con sus propias manos, se presta especial atención a la base de toda la estructura, ya que la unidad en sí debe elevarse lo más alto posible sobre el suelo. Esto requerirá inversiones financieras más serias, pero la energía ahorrada pagará estos costos con el tiempo.
Cuanto más alta sea la estructura, mayor será la velocidad del viento, por lo tanto, para un dispositivo con grandes dimensiones y peso, se requiere la preparación de la base.
Esta instalación requiere una base sólida y una base sólida.
Las palas de cualquier tipo de dispositivo deben montarse con cierto ángulo, tanto para dispositivos verticales como horizontales.
La ubicación de las palas en la unidad horizontal.
Dibujo de la dirección de las palas del dispositivo vertical.
Las cuchillas de un pequeño dispositivo de plástico. Se puede ver que exactamente con sus propias manos.
¡Importante! En vientos tormentosos, no se recomienda la operación de molinos de viento, ya que las aspas pueden no soportar cargas pesadas. Proporcione una parada de emergencia para el rotor en su diseño.
etapas de trabajo
Preparación de plantillas
Entonces, el núcleo está listo, ahora puede continuar con los procesos que pertenecen a la categoría de "hágalo usted mismo". Para fijar los imanes en el núcleo de la lavadora, necesita algún tipo de dispositivo. Puede estar hecho de una tira de estaño o de otro material similar en características técnicas.
La longitud y el ancho de la tira de estaño se ajustan a las dimensiones del diámetro del núcleo y el ancho de las ranuras. Es decir, la plantilla debe estar exactamente en el lugar donde se instalan los imanes.
Presta especial atención a que la distancia entre los imanes debe ser la misma
Asamblea del generador
Todo está listo, puede proceder al montaje del motor-generador eléctrico con sus propias manos.Debemos decir de inmediato que este proceso requiere especial paciencia. No hay necesidad de apresurarse aquí. El caso es que los imanes se instalarán en las ranuras del núcleo del motor con pegamento. Su pequeño tamaño crea dificultad e incomodidad en la instalación, el pegamento se desliza, sus salpicaduras caen sobre las manos, a veces incluso sobre la cara. Por lo tanto, no vale la pena descuidar las medidas de protección laboral. Aún así, la composición adhesiva es una solución química, bastante activa.
Entonces, aquí está el diagrama de ensamblaje, cómo hacer un generador con sus propias manos:
una plantilla de hojalata preparada se pega al rotor;
luego se instalan imanes de neodimio en las ranuras preparadas, aquí es muy importante, como se mencionó anteriormente, observar con precisión la distancia de instalación y el ángulo de inclinación de los elementos, ya que incluso una pequeña desviación de estos dos parámetros puede causar adherencia, lo que necesariamente conducirá a una disminución en la potencia del generador casero;
ahora el espacio entre los imanes se debe rellenar con un material especial llamado soldadura en frío, es muy similar a la plastilina;
y la última etapa es el pulido de la superficie con lija, se puede realizar colocando el rotor en un tornillo de banco, o sobre el piso o mesa;
todo el motor eléctrico se ensambla a mano.
Prueba del generador
Para comprobar el funcionamiento del generador que hemos montado se necesitan algunos elementos adicionales. A saber:
- batería de pequeña capacidad, puede ser de moto;
- rectificador;
- multímetro para determinar la potencia de carga;
- controlador de carga.
El esquema de conexión del generador para la prueba es el siguiente: dos devanados del generador se conectan a través de un rectificador al controlador de carga. Este último está conectado a la batería. El multímetro también está conectado a los terminales de la batería.
Lo más difícil de comprobar es girar el rotor del motor eléctrico. Alcanzar manualmente la velocidad de rotación requerida no funcionará. Por lo tanto, se recomienda utilizar un taladro o un destornillador para estos fines. Conecta una de estas herramientas al rotor del motor (aquí hay diferentes opciones, y hay muchas) y comienza a girar a una velocidad de rotación de 800-1000 rpm. Si el generador que hizo produce un voltaje de 220-300 voltios, entonces este es un indicador excelente. Si el voltaje es muy bajo, significa que el rotor se ensambló mal. Esto se refiere principalmente a la instalación de imanes (instalación desigual y no todos los elementos están unidos en el mismo ángulo).
Dónde utilizar
Logramos hacer un generador a partir del motor eléctrico de la lavadora. Las pruebas han demostrado que funciona. Entonces, ¿qué sigue? ¿Dónde se puede utilizar esta unidad?
En principio, si encuentra la energía que podría hacer girar el rotor, entonces no habría problemas con la electricidad, por ejemplo, en una pequeña casa de campo. Por lo tanto, los maestros del hogar ofrecen varias opciones de uso común:
- Instale el generador al motor de gasolina. Por ejemplo, puede ser una sierra Druzhba vieja o un motor de motocicleta.
- Conéctese a un molino de viento, haciendo así un generador de corriente eólica.
- Conéctese a una turbina hidráulica, que se instala en una cascada improvisada o en un arroyo de corriente rápida.
Las dos últimas opciones son las más económicas, ya que no es necesario comprar una fuente de energía adicional. Se trata de instalaciones respetuosas con el medio ambiente que funcionan con combustibles alternativos.
Y un momento. Haga un generador de 5 kW con el motor de la lavadora y ya no funcionará. Por lo tanto, no confíe en el hecho de que esta unidad se puede usar para hacer un dispositivo que reemplace completamente la red eléctrica. Pero para un par de habitaciones o para un baño (garaje, etc.) servirá. El máximo que puede producir un generador de este tipo es de 2 kW. Además, tampoco esperes 380 voltios de él.
Agregamos que también se puede hacer un generador a partir de un motor de corriente continua. Además, en algunas lavadoras, se instalan tales unidades.En tales motores, las escobillas de grafito son una característica distintiva.
El uso de generadores de energía eólica en el hogar.
En base a los factores anteriores, surge la pregunta: ¿por qué no instalar un molino de viento en cada casa? La respuesta tiene dos puntos principales:
- Precio. El costo de los dispositivos de suficiente potencia es muy alto. Por ejemplo, el costo de una unidad con una potencia de 2 kW y un voltaje de 24 V es de 75,000 rublos;
- La fuerza media del viento en la mayoría de las regiones ni siquiera alcanza los 4 m/s.
Mapa de la velocidad media anual del viento en Rusia
Es decir, el uso de molinos de viento como principal fuente de energía es irracional. En una casa estándar, con el funcionamiento simultáneo de todos los electrodomésticos, se consume hasta 1 kW por hora, y cuando se utilizan herramientas eléctricas potentes, esta cifra aumenta, aumentando el voltaje requerido en la red.
Para garantizar un suministro eléctrico ininterrumpido, necesitará al menos: un conjunto de tres aerogeneradores de 3 kW, o uno con una capacidad de al menos 10 kW; varias baterías de capacidad suficiente; Controlador e inversor fiables.
La instalación de todo el sistema costará al menos 400 000 rublos, y con velocidades de viento variables, este método de suministro de energía ya no es relevante.
Un ejemplo ilustrativo de un circuito con un dispositivo de alta potencia
Es recomendable utilizar molinos de viento de 220 voltios autoensamblados como fuente de energía alternativa. Junto con los paneles solares, un generador de combustible de potencia suficiente o con una red eléctrica central.
¡Importante! Con una combinación de fuentes, es necesario incluir ATS en el sistema (encendido automático de energía de respaldo). Este dispositivo controla la fuente de alimentación cambiando la fuente de alimentación
Esquema de la combinación de un molino de viento y suministro de energía de la ciudad.
Sistema eléctrico utilizando tres fuentes.
La base de un aerogenerador doméstico.
El tema de la fabricación e instalación de aerogeneradores caseros está muy representado en Internet. Sin embargo, la mayor parte del material es una descripción banal de los principios para obtener energía eléctrica de fuentes naturales.
El método teórico para el dispositivo (instalación) de turbinas eólicas se conoce desde hace mucho tiempo y es bastante comprensible. Pero cómo están las cosas prácticamente en el sector doméstico, una pregunta que está lejos de ser revelada por completo.
En la mayoría de los casos, se recomienda elegir generadores de automóviles o motores de inducción de CA complementados con imanes de neodimio como fuente de corriente para generadores eólicos caseros.
El procedimiento para convertir un motor AC asíncrono en un generador para un molino de viento. Consiste en la fabricación de un "abrigo de piel" del rotor a partir de imanes de neodimio. Proceso extremadamente complejo y largo.
Sin embargo, ambas opciones requieren un refinamiento significativo, a menudo complejo, costoso y lento.
Mucho más simple y más fácil en todos los aspectos instalar motores eléctricos como los producidos antes y ahora son producidos por Ametek (ejemplo) y otros.
Para una turbina eólica doméstica, son adecuados los motores de CC con un voltaje de 30 a 100 voltios. En modo generador, se puede obtener de ellos aproximadamente el 50% de la tensión de funcionamiento declarada.
Cabe señalar: cuando se opera en el modo de generación, los motores de corriente continua deben ser desenroscados a una velocidad superior a la nominal.
Al mismo tiempo, cada motor individual de una docena de copias idénticas puede mostrar características completamente diferentes.
Por lo tanto, la selección óptima de un motor eléctrico para un aerogenerador doméstico es lógica con los siguientes indicadores:
- Configuración de alto voltaje de funcionamiento.
- Bajo parámetro RPM (velocidad angular de rotación).
- Alta corriente de operación.
Entonces, un motor fabricado por Ametek con un voltaje de operación de 36 voltios y una velocidad angular de rotación de 325 rpm se ve bien para la instalación.
Es un motor eléctrico de este tipo el que se utiliza en el diseño de un generador de viento, una instalación que se describe a continuación como un ejemplo de un molino de viento doméstico.
Motor DC para generador eólico doméstico. La mejor opción entre los productos fabricados por Ametek. Los motores eléctricos similares fabricados por otras empresas también son adecuados.
Comprobar la eficiencia de cualquier motor similar es fácil. Basta con conectar una lámpara incandescente de automóvil convencional de 12 voltios a los terminales eléctricos y girar el eje del motor con la mano. Con buenos indicadores técnicos del motor eléctrico, la lámpara definitivamente se encenderá.
Cómo hacer un generador de viento con tus propias manos.
Para montar este dispositivo en casa necesitarás:
- Conocimiento completo de un electricista;
- Fuente de poder. Puede ser un alternador o un motor asíncrono.
- Un lugar seguro para instalar el dispositivo. Dado que el peso de las unidades domésticas individuales puede alcanzar de 200 a 800 kg.
- imanes de neodimio. Esta clase de imanes tiene un mayor rendimiento;
Varios tipos de formularios. En nuestro caso, las rectangulares o las redondas son más adecuadas.
- Alambres de sección adecuada;
- Materiales para montar el marco y el propio molino de viento.
Como ya se describió anteriormente, hay muchas opciones de diseño. El fondo de ruido creado por la unidad depende de las dimensiones y el método de conexión de los nodos. Si no quiere problemas con los vecinos, discuta este tema con anticipación, ya que las unidades individuales son bastante ruidosas, por ejemplo, como el generador de viento autoensamblado en el siguiente video.
Después de realizar todas las actividades preliminares, deberá elegir una fuente de energía que se adapte a sus necesidades. Con recursos financieros limitados, dos opciones de presupuesto son posibles:
- Generador de automóviles;
- Motor asíncrono de una lavadora.
Cada opción tiene sus lados positivo y negativo.
Estabilizador de tensión 220V para casa: cuál elegir. En el artículo, consideraremos en detalle para qué sirve este equipo, tipos, diagramas de conexión, precios promedio y características técnicas, cómo hacerlo usted mismo.
Opción de generador de viento de bricolaje desde una lavadora
Para aumentar la potencia, el motor se está actualizando reemplazando los imanes de ferrita por imanes de neodimio. Cabe señalar que la instalación de imanes es un proceso bastante laborioso que requiere ciertas habilidades.
Un ejemplo de la ubicación de los imanes de neodimio en el motor de una lavadora
¡Recomendación! Los imanes de neodimio son muy potentes, tenga mucho cuidado al trabajar con ellos.
Para ahorrar tiempo y nervios, una opción más simple es comprar un rotor listo para usar de un tamaño adecuado.Es racional usar dicho motor en un dispositivo de pequeñas dimensiones.
Hacer un generador de viento con tus propias manos a partir de un generador de automóvil.
Esta opción también debe mejorarse, ya que la muestra estándar funciona a 5000 - 6000 rpm. La actualización incluye:
El dispositivo está equipado con imanes de neodimio. Se instalan en un orden estricto, es decir, los polos se alternan. Para mayor comodidad, se corta una plantilla de cartón grueso;
Plantilla de diseño de imanes
- El devanado del estator se rebobina. El número de vueltas aumenta, por lo tanto, la sección transversal del cable disminuye.
- No hay imanes de serie, por lo que el eje central debe estar fabricado con un material no magnético, como el titanio.
Pero incluso si se cumplen todos los requisitos para un voltaje óptimo, el rotor debe girar 500 veces por minuto.
Características negativas generales:
- Ambas opciones son de corta duración y requieren reparación o reemplazo anual;
- La energía generada no es suficiente para una fuente de alimentación completa;
- Necesita una mejora significativa.
Si ya tiene los conocimientos necesarios y sabe aproximadamente cómo hacer un aerogenerador de 220V con sus propias manos, será más racional montar una unidad de mayor potencia.
A la hora de montar un aerogenerador horizontal o vertical con tus propias manos, observa la rigidez de toda la estructura, desde las palas hasta los tirantes de mando. Los componentes estructurales poco fiables pueden provocar un accidente.
Uno de los muchos accidentes.
