Classificazione e principi di funzionamento
In rete si possono trovare moltissimi esempi diversi di montaggio di generatori eolici, ma sono tutti divisi in due classi: verticale e orizzontale. Ogni classe ha sottospecie:
Verticale:
Industriale. L'altezza di tali centrali può raggiungere più di 100 metri, la potenza varia da 4 a 6 MW.
Uno dei più potenti parchi eolici Enercon E-126
Dispositivi per uso domestico. Ci sono modelli realizzati in fabbriche specializzate e dispositivi fai-da-te;
Dispositivo con una potenza di 600 W
dispositivo a spirale
Campione con lame realizzate con materiali in tessuto
Mulino a vento con pale in metallo
Orizzontale:
Standard;
L'unità con la classica disposizione delle lame
Rotante.
Gli elementi strutturali di tali dispositivi possono essere posizionati ad angoli diversi.
L'intera classe di dispositivi fai-da-te, siano essi parchi eolici o industriali, funzionano secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, ovvero i magneti fissati nel rotore generano corrente alternata quando le pale ruotano. Viene fornito alle batterie di accumulo tramite il controller. Questo è un dispositivo che converte la corrente alternata in corrente continua e controlla il grado di carica delle batterie.
Il nodo successivo è un inverter che converte la corrente continua in corrente alternata e equalizza la fluttuazione dell'elettricità a un valore di 50 Hz, quindi la corrente viene fornita ai consumatori.
Nota! Il controller commuta il flusso di elettricità direttamente all'inverter quando le batterie sono completamente cariche. Schema standard di funzionamento di un parco eolico
Schema standard di funzionamento di un parco eolico
UZO: che cos'è. Proviamo a capire cos'è un RCD, le sue capacità, le caratteristiche del lavoro e le opzioni dell'applicazione.
E considera anche le sfumature a cui devi prestare attenzione quando scegli
Installazione della struttura portante e delle lame
Quando si costruisce un mulino a vento verticale per una casa con le proprie mani, viene prestata particolare attenzione alla base dell'intera struttura, poiché l'unità stessa dovrebbe essere sollevata il più in alto possibile dal suolo. Ciò richiederà investimenti finanziari più seri, ma l'energia risparmiata ripagherà questi costi nel tempo.
Più alta è la struttura, maggiore è la velocità del vento, quindi, per un dispositivo di grandi dimensioni e peso, è necessaria la preparazione della fondazione.
Questa installazione richiede una solida base e una solida base.
Le lame di qualsiasi tipo di dispositivo devono essere montate ad una certa angolazione, sia per dispositivi verticali che orizzontali.
La posizione delle lame sull'unità orizzontale
Disegno della direzione delle lame del dispositivo verticale
Le lame di un piccolo dispositivo di plastica. Lo si può vedere esattamente con le proprie mani
Importante! In caso di vento tempestoso, il funzionamento dei mulini a vento non è raccomandato, poiché le pale potrebbero non sopportare carichi pesanti. Fornisci un arresto di emergenza per il rotore nel tuo progetto.
Fasi di lavoro
Preparazione del modello
Quindi, il core è pronto, ora puoi passare a processi che rientrano nella categoria "fai da te". Per fissare i magneti sul nucleo della rondella, è necessario un qualche tipo di dispositivo. Può essere ricavato da una striscia di latta o da altro materiale simile nelle caratteristiche tecniche.
La lunghezza e la larghezza della striscia di latta vengono adattate alle dimensioni del diametro del nucleo e alla larghezza delle scanalature. Cioè, il modello deve trovarsi esattamente nel punto in cui sono installati i magneti.
Prestare particolare attenzione al fatto che la distanza tra i magneti deve essere la stessa
Assemblaggio del generatore
Tutto è pronto, puoi procedere all'assemblaggio del motogeneratore elettrico con le tue mani.Dobbiamo dire subito che questo processo richiede una pazienza speciale. Non c'è bisogno di correre qui. Il fatto è che i magneti verranno installati nelle scanalature del nucleo del motore con la colla. Le loro piccole dimensioni creano difficoltà e disagi nella posa, la colla scivola, i suoi schizzi cadranno sulle mani, a volte anche sul viso. Quindi non vale la pena trascurare le misure di protezione del lavoro. Tuttavia, la composizione adesiva è una soluzione chimica, abbastanza attiva.
Quindi, ecco lo schema di assemblaggio, come realizzare un generatore con le tue mani:
una sagoma di latta preparata è incollata sul rotore;
quindi vengono installati magneti al neodimio nelle scanalature predisposte, qui è molto importante, come accennato in precedenza, osservare accuratamente la distanza di installazione e l'angolo di inclinazione degli elementi, perché anche una leggera deviazione da questi due parametri può causare incollaggio, che portare necessariamente a una diminuzione della potenza del generatore fatto in casa;
ora lo spazio tra i magneti deve essere riempito con un materiale speciale chiamato saldatura a freddo, è molto simile alla plastilina;
e l'ultima fase è la levigatura della superficie con carta vetrata, può essere eseguita posizionando il rotore in una morsa, oppure sul pavimento o sul tavolo;
tutto il motore elettrico è assemblato a mano.
Test del generatore
Per verificare come funziona il generatore che abbiamo assemblato, sono necessari alcuni elementi aggiuntivi. Vale a dire:
- batteria di piccola capacità, può provenire da una motocicletta;
- raddrizzatore;
- multimetro per determinare la potenza di carica;
- regolatore di carica.
Lo schema di collegamento del generatore per il test è il seguente: due avvolgimenti del generatore sono collegati tramite un raddrizzatore al regolatore di carica. Quest'ultimo è collegato alla batteria. Il multimetro è anche collegato ai terminali della batteria.
La cosa più difficile da controllare è girare il rotore del motore elettrico. Il raggiungimento manuale della velocità di rotazione richiesta non funzionerà. Pertanto, si consiglia di utilizzare un trapano o un cacciavite per questi scopi. Collega uno di questi strumenti al rotore del motore (ci sono diverse opzioni qui e ce ne sono molte) e inizi a girare a una velocità di rotazione di 800-1000 giri/min. Se il generatore che hai realizzato produce una tensione di 220-300 volt, questo è un indicatore eccellente. Se la tensione è molto bassa, significa che il rotore è stato assemblato male. Ciò riguarda principalmente l'installazione di magneti (installazione irregolare e non tutti gli elementi sono fissati con la stessa angolazione).
Dove usare
Siamo riusciti a realizzare un generatore dal motore elettrico della lavatrice. I test hanno dimostrato che funziona. Allora, qual è il prossimo passo? Dove può essere utilizzata questa unità?
In linea di principio, se trovi l'energia che potrebbe far ruotare il rotore, non ci sarebbero problemi con l'elettricità, ad esempio in una piccola casa di campagna. Pertanto, i padroni di casa offrono diverse opzioni comunemente utilizzate:
- Installare il generatore sul motore a benzina. Ad esempio, può essere una vecchia sega Druzhba o un motore di una motocicletta.
- Collegati a un mulino a vento, creando così un generatore di corrente eolica.
- Collegalo a una turbina idro, che è installata in una cascata improvvisata o in un ruscello che scorre veloce.
Le ultime due opzioni sono le più economiche, poiché non è necessario acquistare una fonte di energia aggiuntiva. Si tratta di installazioni ecocompatibili che funzionano con combustibili alternativi.
E un momento. Fai un generatore da 5 kW dal motore della lavatrice e non funzionerà più. Pertanto, non fare affidamento sul fatto che questa unità può essere utilizzata per realizzare un dispositivo che sostituisce completamente la rete elettrica. Ma per un paio di stanze o per un bagno (garage e così via) andrà bene. Il massimo che un tale generatore può produrre è di 2 kW. Inoltre, non aspettarti nemmeno 380 volt.
Aggiungiamo che un generatore può essere realizzato anche da un motore a corrente continua. Inoltre, in alcune lavatrici sono installate tali unità.In tali motori, le spazzole in grafite sono una caratteristica distintiva.
L'uso di generatori eolici in casa
Sulla base dei fattori di cui sopra, sorge la domanda: perché non installare un mulino a vento in ogni casa? La risposta ha due punti principali:
- Prezzo. Il costo dei dispositivi di potenza sufficiente è molto alto. Ad esempio, il costo di un'unità con una potenza di 2 kW e una tensione di 24 V è di 75.000 rubli;
- La forza media del vento nella maggior parte delle regioni non raggiunge nemmeno i 4 m/s.
Mappa della velocità media annuale del vento in Russia
Cioè, l'uso dei mulini a vento come principale fonte di energia è irrazionale. In una casa standard, con il funzionamento simultaneo di tutti gli elettrodomestici, viene consumato fino a 1 kW all'ora e quando vengono utilizzati potenti utensili elettrici, questa cifra aumenta, aumentando la tensione richiesta nella rete.
Per garantire un'alimentazione ininterrotta è necessario almeno: un set di tre aerogeneratori da 3 kW, oppure uno con una potenza di almeno 10 kW; diverse batterie di capacità sufficiente; controller e inverter affidabili.
L'installazione dell'intero sistema costerà almeno 400.000 rubli e, con velocità del vento variabili, questo metodo di alimentazione non è più rilevante.
Un esempio illustrativo di un circuito con un dispositivo ad alta potenza
Si consiglia di utilizzare mulini a vento da 220 volt autoassemblati come fonte di energia alternativa. Insieme a pannelli solari, un generatore di carburante di potenza sufficiente o con una rete elettrica centrale.
Importante! Con una combinazione di sorgenti, è necessario includere ATS nel sistema (accensione automatica dell'alimentazione di backup). Questo dispositivo controlla l'alimentazione cambiando la fonte di alimentazione
Schema della combinazione di un mulino a vento e alimentazione elettrica della città
Impianto elettrico a tre sorgenti
La base di un generatore eolico domestico
Il tema della produzione e dell'installazione di generatori eolici fatti in casa è ampiamente rappresentato su Internet. Tuttavia, la maggior parte del materiale è una descrizione banale dei principi per ottenere energia elettrica da fonti naturali.
Il metodo teorico del dispositivo (installazione) delle turbine eoliche è noto da tempo ed è abbastanza comprensibile. Ma come stanno praticamente le cose nel settore domestico - una domanda che è lungi dall'essere completamente divulgata.
Molto spesso, si consiglia di scegliere generatori per auto o motori a induzione CA integrati con magneti al neodimio come fonte di corrente per i generatori eolici domestici fatti in casa.
La procedura per convertire un motore AC asincrono in un generatore per un mulino a vento. Consiste nella fabbricazione di un "rivestimento" del rotore di magneti al neodimio. Processo estremamente complesso e lungo
Tuttavia, entrambe le opzioni richiedono un perfezionamento significativo, spesso complesso, costoso e dispendioso in termini di tempo.
Molto più semplice e agevole in tutto e per tutto installare motori elettrici come quelli prodotti prima e ora prodotti da Ametek (esempio) e altri.
Per una turbina eolica domestica, sono adatti motori CC con una tensione di 30 - 100 volt. In modalità generatore, da essi è possibile ricavare circa il 50% della tensione di esercizio dichiarata.
Va notato: quando si opera in modalità di generazione, i motori CC devono essere srotolati ad una velocità superiore a quella nominale.
Inoltre, ogni singolo motore di una dozzina di copie identiche può mostrare caratteristiche completamente diverse.
Pertanto, la selezione ottimale di un motore elettrico per un generatore eolico domestico è logica con i seguenti indicatori:
- Impostazione alta tensione di esercizio.
- Basso parametro RPM (velocità angolare di rotazione).
- Elevata corrente di esercizio.
Quindi, un motore prodotto da Ametek con una tensione di esercizio di 36 volt e una velocità angolare di rotazione di 325 giri/min sembra buono per l'installazione.
È un tale motore elettrico che viene utilizzato nella progettazione di un generatore eolico, un'installazione descritta di seguito come esempio di mulino a vento domestico.
Motore a corrente continua per generatore eolico domestico. L'opzione migliore tra i prodotti realizzati da Ametek. Anche motori elettrici simili prodotti da altre aziende sono adatti.
Controllare l'efficienza di qualsiasi motore simile è facile. È sufficiente collegare una convenzionale lampada automobilistica a incandescenza da 12 volt ai terminali elettrici e ruotare manualmente l'albero del motore. Con buoni indicatori tecnici del motore elettrico, la lampada si accenderà sicuramente.
Come realizzare un generatore eolico con le tue mani
Per montare questo dispositivo a casa avrai bisogno di:
- Conoscenza approfondita di un elettricista;
- Sorgente di energia. Può essere un alternatore o un motore asincrono.
- Un luogo sicuro per installare il dispositivo. Poiché il peso delle singole unità abitative può arrivare da 200 a 800 kg.
- magneti al neodimio. Questa classe di magneti ha prestazioni maggiori;
Vari tipi di forme. Nel nostro caso sono più indicati rettangolari o rotondi.
- Fili di opportuna sezione;
- Materiali per il montaggio del telaio e del mulino stesso.
Come già descritto sopra, ci sono molte opzioni di design. Il rumore di fondo creato dall'unità dipende dalle dimensioni e dal metodo di collegamento dei nodi. Se non vuoi problemi con i vicini, discuti in anticipo di questo problema, poiché le singole unità sono piuttosto rumorose, ad esempio, come il generatore eolico autoassemblato nel prossimo video.
Dopo aver svolto tutte le attività preliminari, dovrai scegliere una fonte di alimentazione adatta alle tue esigenze. Con risorse finanziarie limitate, sono possibili due opzioni di budget:
- Generatore di automobili;
- Motore asincrono da una lavatrice.
Ogni opzione ha i suoi lati positivi e negativi.
Stabilizzatore di tensione 220V per la casa: quale scegliere. Nell'articolo considereremo in dettaglio a cosa serve questa attrezzatura, tipi, schemi di collegamento, prezzi medi e caratteristiche tecniche, come farlo da soli.
Opzione generatore eolico fai-da-te da una lavatrice
Per aumentare la potenza, il motore viene aggiornato sostituendo i magneti in ferrite con quelli al neodimio. Va notato che l'installazione dei magneti è un processo piuttosto laborioso che richiede determinate abilità.
Un esempio della posizione dei magneti al neodimio nel motore di una lavatrice
Raccomandazione! I magneti al neodimio sono molto potenti, fai molta attenzione quando lavori con loro.
Per risparmiare tempo e nervi, un'opzione più semplice è acquistare un rotore già pronto di dimensioni adeguate È razionale utilizzare un tale motore in un dispositivo di piccole dimensioni.
Realizzare un generatore eolico con le tue mani da un generatore per auto
Anche questa opzione deve essere migliorata, poiché il campione standard funziona a 5000 - 6000 giri/min. L'aggiornamento include:
Il dispositivo è dotato di magneti al neodimio. Sono installati in un ordine rigoroso, cioè i poli si alternano. Per comodità, un modello è ritagliato da un cartone spesso;
Modello di layout dei magneti
- L'avvolgimento dello statore è riavvolto. Il numero di giri aumenta, quindi la sezione trasversale del filo diminuisce.
- Non ci sono magneti di serie, quindi l'albero centrale deve essere realizzato in un materiale non magnetico, come il titanio.
Ma anche se tutti i requisiti per una tensione ottimale sono soddisfatti, il rotore deve ruotare da 500 volte al minuto.
Caratteristiche negative generali:
- Entrambe le opzioni sono di breve durata e richiedono riparazioni o sostituzioni annuali;
- La potenza generata non è sufficiente per un'alimentazione completa;
- Necessita di miglioramenti significativi.
Se hai già le conoscenze necessarie e sai approssimativamente come realizzare un generatore eolico da 220 V con le tue mani, sarà più razionale montare un'unità di maggiore potenza.
Quando si assembla una turbina eolica orizzontale o verticale con le proprie mani, osservare la rigidità dell'intera struttura, dalle pale alle staffe di controllo. Componenti strutturali inaffidabili possono causare un incidente.
Uno dei tanti incidenti
