Klasifikacija i principi rada
Na mreži je moguće pronaći jako puno različitih primjera montaže vjetrogeneratora, ali svi su podijeljeni u dvije klase: vertikalne i horizontalne. Svaka klasa ima podvrste:
okomito:
Industrijski. Visina takvih elektrana može doseći više od 100 metara, snaga varira od 4 do 6 MW.
Jedna od najmoćnijih vjetroelektrana Enercon E-126
Uređaji za kućanske potrebe. Postoje modeli izrađeni u specijaliziranim tvornicama i uređaji "uradi sam";
Uređaj snage 600 W
spiralni uređaj
Uzorak s oštricama izrađenim od materijala od tkanine
Vjetrenjača s metalnim lopaticama
vodoravno:
Standard;
Jedinica s klasičnim rasporedom oštrica
Rotacijski.
Strukturni elementi takvih uređaja mogu se nalaziti pod različitim kutovima.
Cijela klasa uređaja uradi sam, bilo da se radi o vjetroelektranama ili industrijskim, radi na principu elektromagnetske indukcije, odnosno magneti učvršćeni u rotoru generiraju izmjeničnu struju kada se lopatice okreću. Preko kontrolera se napaja baterijama za pohranu. Ovo je uređaj koji pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu i kontrolira stupanj napunjenosti baterija.
Sljedeći čvor je inverter koji istosmjernu struju pretvara u izmjeničnu i izjednačava fluktuaciju električne energije na vrijednost od 50 Hz, zatim se struja dovodi do potrošača.
Bilješka! Kontroler prebacuje protok električne energije izravno na pretvarač kada su baterije potpuno napunjene. Standardna shema rada vjetroelektrane
Standardna shema rada vjetroelektrane
UZO: što je to. Pokušajmo shvatiti što je RCD, njegove mogućnosti, značajke rada i mogućnosti primjene.
I također uzmite u obzir nijanse na koje morate obratiti pozornost pri odabiru
Ugradnja noseće konstrukcije i lopatica
Prilikom izgradnje vertikalne vjetrenjače za kuću vlastitim rukama, posebna se pozornost posvećuje osnovi cijele konstrukcije, budući da se sama jedinica treba podići što je više moguće iznad tla. To će zahtijevati ozbiljnija financijska ulaganja, ali će se ušteđena energija s vremenom isplatiti.
Što je struktura veća, to je veća brzina vjetra, stoga je za uređaj velikih dimenzija i težine potrebna priprema temelja.
Ova instalacija zahtijeva čvrst temelj i čvrst temelj.
Oštrice bilo koje vrste uređaja trebaju biti postavljene pod određenim kutom, kako za vertikalne tako i za horizontalne uređaje.
Položaj oštrica na vodoravnoj jedinici
Crtež smjera lopatica okomitog uređaja
Oštrice male naprave izrađene od plastike. To se može vidjeti upravo vlastitim rukama
Važno! U olujnim vjetrovima rad vjetrenjača se ne preporučuje, jer lopatice možda neće izdržati velika opterećenja. Osigurajte zaustavljanje u nuždi za rotor u svom dizajnu.
Faze rada
Priprema predloška
Dakle, jezgra je spremna, sada možete prijeći na procese koji spadaju u kategoriju "uradi sam". Da biste pričvrstili magnete na jezgru perilice, potreban vam je nekakav uređaj. Može se izraditi od limene trake ili od drugog materijala sličnog tehničkim karakteristikama.
Duljina i širina limene trake prilagođava se dimenzijama promjera jezgre i širine utora. Odnosno, predložak mora točno ležati na mjestu gdje su magneti instalirani.
Obratite posebnu pozornost na to da razmak između magneta mora biti isti
Sklop generatora
Sve je spremno, možete nastaviti sa montažom elektromotornog generatora vlastitim rukama.Moramo odmah reći da ovaj proces zahtijeva posebno strpljenje. Ovdje ne treba žuriti. Stvar je u tome što će se magneti ugraditi u utore jezgre motora ljepilom. Njihova mala veličina stvara poteškoće i neugodnosti pri ugradnji, ljepilo klizi, prskanje će pasti na ruke, ponekad čak i na lice. Stoga ne vrijedi zanemariti mjere zaštite na radu. Ipak, sastav ljepila je kemijska otopina, prilično aktivna.
Dakle, ovdje je dijagram montaže, kako napraviti generator vlastitim rukama:
preko rotora se lijepi pripremljena limena šablona;
tada se neodimijski magneti ugrađuju u pripremljene utore, ovdje je vrlo važno, kao što je gore spomenuto, točno promatrati udaljenost ugradnje i kut nagiba elemenata, jer čak i neznatno odstupanje od ova dva parametra može uzrokovati lijepljenje, što će nužno dovesti do smanjenja snage domaćeg generatora;
sada se jaz između magneta mora ispuniti posebnim materijalom koji se zove hladno zavarivanje, vrlo je sličan plastelinu;
a zadnja faza je brušenje površine brusnim papirom, to se može učiniti postavljanjem rotora u škripac, ili na pod ili stol;
cijeli elektromotor se sastavlja ručno.
Ispitivanje generatora
Da bismo provjerili kako radi generator koji smo sastavili, potrebno je nekoliko dodatnih elemenata. Naime:
- baterija malog kapaciteta, može biti od motocikla;
- ispravljač;
- multimetar za određivanje snage punjenja;
- kontroler punjenja.
Dijagram povezivanja generatora za ispitivanje je sljedeći: dva namota generatora spojena su preko ispravljača na regulator punjenja. Potonji je spojen na bateriju. Multimetar je također spojen na terminale baterije.
Najteže je provjeriti okretanje rotora elektromotora. Ručno postizanje potrebne brzine vrtnje neće raditi. Stoga se za ove svrhe preporuča koristiti ili bušilicu ili odvijač. Spojite jedan od ovih alata na rotor motora (ovdje postoje različite opcije, a ima ih mnogo) i počnete se vrtjeti brzinom rotacije od 800-1000 o/min. Ako generator koji ste napravili proizvodi napon od 220-300 volti, onda je to izvrstan pokazatelj. Ako je napon vrlo nizak, to znači da je rotor loše sastavljen. To se uglavnom odnosi na ugradnju magneta (neravnomjerna instalacija i nisu svi elementi pričvršćeni pod istim kutom).
Gdje koristiti
Uspjeli smo napraviti generator od elektromotora perilice rublja. Testiranje je pokazalo da radi. Dakle, što je sljedeće? Gdje se ova jedinica može koristiti?
U principu, ako pronađete energiju koja bi mogla rotirati rotor, onda ne bi bilo problema sa strujom, na primjer, u maloj seoskoj kući. Stoga domaći majstori nude nekoliko uobičajenih opcija:
- Ugradite generator na benzinski motor. Na primjer, to može biti stara pila Druzhba ili motor s motocikla.
- Spojite se na vjetrenjaču i tako napravite generator struje vjetra.
- Spojite se na hidroturbinu, koja je ugrađena u improvizirani vodopad ili potok koji brzo teče.
Posljednje dvije opcije su najjeftinije, jer nema potrebe za kupnjom dodatnog izvora energije. To su ekološki prihvatljive instalacije koje rade na alternativna goriva.
I jedan trenutak. Napravite generator od 5 kW od motora perilice rublja i on više neće raditi. Stoga se nemojte oslanjati na činjenicu da se ova jedinica može koristiti za izradu uređaja koji u potpunosti zamjenjuje električnu mrežu. Ali za par soba ili za kadu (garaža i tako dalje) to će učiniti. Maksimalna snaga koju takav generator može proizvesti je 2 kW. Osim toga, od njega ne očekujte ni 380 volti.
Dodajmo da se generator može napraviti i od istosmjernog motora. Štoviše, u nekim su perilicama rublja takve jedinice ugrađene.U takvim motorima, grafitne četke su osebujna karakteristika.
Korištenje vjetrogeneratora kod kuće
Na temelju gore navedenih čimbenika postavlja se pitanje: zašto ne instalirati vjetrenjaču u svaku kuću? Odgovor ima dvije glavne točke:
- Cijena. Cijena uređaja dovoljne snage je vrlo visoka. Na primjer, trošak jedinice snage 2 kW i napona od 24 V je od 75 000 rubalja;
- Prosječna snaga vjetra u većini regija ne doseže ni 4 m/s.
Karta prosječne godišnje brzine vjetra u Rusiji
Odnosno, korištenje vjetrenjača kao glavnog izvora energije je neracionalno. U standardnoj kući, uz istovremeni rad svih kućanskih aparata, troši se do 1 kW na sat, a kada se koriste moćni električni alati, ova brojka se povećava, povećavajući potrebni napon u mreži.
Da biste osigurali neprekidno napajanje, trebat će vam najmanje: set od tri vjetroturbine od 3 kW, ili jedna s kapacitetom od najmanje 10 kW; nekoliko baterija dovoljnog kapaciteta; pouzdani regulator i inverter.
Instalacija cijelog sustava koštat će najmanje 400.000 rubalja, a s promjenjivom brzinom vjetra ovaj način napajanja više nije relevantan.
Ilustrativan primjer kruga s uređajem velike snage
Preporučljivo je koristiti vjetrenjače od 220 volti koje se sami montiraju kao alternativni izvor energije. Zajedno sa solarnim panelima, generatorom goriva dovoljne snage ili sa centralnom električnom mrežom.
Važno! Kod kombinacije izvora potrebno je u sustav uključiti ATS (automatsko uključivanje rezervnog napajanja). Ovaj uređaj kontrolira napajanje promjenom izvora napajanja
Shema kombinacije vjetrenjače i gradskog napajanja
Električni sustav koji koristi tri izvora
Osnova kućnog vjetrogeneratora
Tema proizvodnje i ugradnje domaćih vjetrogeneratora vrlo je široko zastupljena na Internetu. No, većina materijala je banalan opis principa dobivanja električne energije iz prirodnih izvora.
Teorijska metoda uređaja (ugradnje) vjetroagregata je odavno poznata i sasvim je razumljiva. No, kako stvari praktički stoje u domaćem sektoru - pitanje je koje je daleko od potpunog razotkrivanja.
Najčešće se preporuča odabrati automobilske generatore ili AC indukcijske motore nadopunjene neodimijskim magnetima kao izvor struje za domaće vjetrogeneratore.
Postupak pretvaranja asinkronog motora izmjenične struje u generator za vjetrenjaču. Sastoji se od izrade "kaputa" rotora neodimijskih magneta. Izuzetno složen i dugotrajan proces
Međutim, obje opcije zahtijevaju značajnu doradu, često složenu, skupu i dugotrajnu.
Puno jednostavnija i lakša u svakom pogledu za ugradnju elektromotora poput onih koje su prije proizvodili, a sada ih proizvodi Ametek (primjer) i drugi.
Za kućnu vjetroturbinu prikladni su istosmjerni motori s naponom od 30 - 100 volti. U generatorskom načinu rada iz njih se može dobiti približno 50% deklariranog radnog napona.
Treba napomenuti: kada rade u načinu generiranja, istosmjerni motori moraju se odvrnuti na brzinu veću od nazivne.
Štoviše, svaki pojedini motor iz desetak identičnih primjeraka može pokazati potpuno različite karakteristike.
Stoga je optimalan odabir elektromotora za kućni vjetrogenerator logičan sa sljedećim pokazateljima:
- Postavka visokog radnog napona.
- Nizak parametar RPM (kutna brzina rotacije).
- Visoka radna struja.
Dakle, motor proizvođača Ametek s radnim naponom od 36 volti i kutnom brzinom rotacije od 325 okretaja u minuti izgleda dobro za ugradnju.
Upravo se takav elektromotor koristi u dizajnu vjetrogeneratora - instalacije koja je u nastavku opisana kao primjer kućne vjetrenjače.
DC motor za kućni vjetrogenerator. Najbolja opcija među proizvodima koje proizvodi Ametek. Slični elektromotori drugih tvrtki također su prikladni.
Provjera učinkovitosti bilo kojeg sličnog motora je jednostavna. Dovoljno je spojiti konvencionalnu automobilsku svjetiljku sa žarnom niti od 12 volti na električne priključke i ručno okretati osovinu motora. Uz dobre tehničke pokazatelje elektromotora, lampa će sigurno zasvijetliti.
Kako napraviti vjetrogenerator vlastitim rukama
Za postavljanje ovog uređaja kod kuće trebat će vam:
- Temeljito poznavanje električara;
- Izvor snage. To može biti alternator ili asinkroni motor.
- Sigurno mjesto za ugradnju uređaja. Budući da težina pojedinačnih kućanskih jedinica može doseći od 200 do 800 kg.
- neodimijski magneti. Ova klasa magneta ima veće performanse;
Razne vrste oblika. U našem slučaju, pravokutni ili okrugli su prikladniji.
- Žice odgovarajućeg presjeka;
- Materijali za montažu okvira i same vjetrenjače.
Kao što je već gore opisano, postoji mnogo mogućnosti dizajna. Pozadina buke koju stvara jedinica ovisi o dimenzijama i načinu povezivanja čvorova. Ako ne želite probleme sa susjedima, unaprijed razgovarajte o ovom pitanju, jer su pojedine jedinice prilično bučne, na primjer, poput vjetrogeneratora koji se samostalno montira u sljedećem videu.
Nakon provođenja svih prethodnih aktivnosti, morat ćete odabrati izvor napajanja koji odgovara vašim potrebama. Uz ograničena financijska sredstva, moguće su dvije opcije proračuna:
- Generator automobila;
- Asinkroni motor iz perilice rublja.
Svaka opcija ima svoje pozitivne i negativne strane.
Stabilizator napona 220V za dom: koji odabrati. U članku ćemo detaljno razmotriti čemu služi ova oprema, vrste, dijagrame povezivanja, prosječne cijene i tehničke karakteristike, kako to učiniti sami.
Opcija vjetrogeneratora "uradi sam" iz perilice rublja
Kako bi se povećala snaga, motor se nadograđuje zamjenom feritnih magneta neodimijskim. Treba napomenuti da je ugradnja magneta prilično naporan proces koji zahtijeva određene vještine.
Primjer položaja neodimijskih magneta u motoru iz perilice rublja
Preporuka! Neodimijski magneti su vrlo snažni, budite izuzetno oprezni pri radu s njima.
Kako bi se uštedjelo vrijeme i živci, jednostavnija opcija je kupiti gotov rotor prikladne veličine.Racionalno je koristiti takav motor u uređaju malih dimenzija.
Izrada vjetrogeneratora vlastitim rukama od autogeneratora
Ovu opciju također treba poboljšati, jer standardni uzorak radi na 5000 - 6000 o/min. Nadogradnja uključuje:
Uređaj je opremljen neodimijskim magnetima. Postavljaju se u strogom redoslijedu, odnosno stupovi se izmjenjuju. Radi praktičnosti, predložak je izrezan od debelog kartona;
Predložak rasporeda magneta
- Statorski namot je premotan. Broj zavoja se povećava, stoga se poprečni presjek žice smanjuje.
- Standardno nema magneta, pa središnja osovina mora biti izrađena od nemagnetnog materijala, poput titana.
Ali čak i ako su ispunjeni svi zahtjevi za optimalni napon, rotor se mora okretati od 500 puta u minuti.
Opće negativne karakteristike:
- Obje opcije su kratkotrajne, zahtijevaju godišnji popravak ili zamjenu;
- Proizvedena snaga nije dovoljna za potpuno napajanje;
- Potrebno je značajno poboljšanje.
Ako već imate potrebno znanje i otprilike znate kako napraviti vjetrogenerator od 220 V vlastitim rukama, bit će racionalnije montirati jedinicu veće snage.
Prilikom montaže vodoravne ili vertikalne vjetroturbine vlastitim rukama, promatrajte krutost cijele konstrukcije, od lopatica do kontrolnih nosača. Nepouzdane konstrukcijske komponente mogu dovesti do nesreće.
Jedna od mnogih nesreća
