Classification et principes de fonctionnement
Il est possible de trouver sur le net un grand nombre d'exemples différents de montage d'éoliennes, mais ils sont tous divisés en deux classes : verticale et horizontale. Chaque classe a des sous-espèces :
Verticale:
Industriel. La hauteur de telles centrales peut atteindre plus de 100 mètres, la puissance varie de 4 à 6 MW.
L'un des parcs éoliens les plus puissants Enercon E-126
Appareils à usage domestique. Il existe des modèles fabriqués dans des usines spécialisées et des appareils de bricolage;
Appareil d'une puissance de 600 W
dispositif en spirale
Échantillon avec des lames en matériaux textiles
Moulin à vent avec des pales en métal
Horizontal:
Standard;
L'unité avec la disposition classique des pales
Rotatif.
Les éléments structurels de tels dispositifs peuvent être situés sous différents angles.
Toute la classe des appareils de bricolage, qu'ils soient éoliens ou industriels, fonctionnent sur le principe de l'induction électromagnétique, c'est-à-dire que des aimants fixés dans le rotor génèrent du courant alternatif lorsque les pales tournent. Il est fourni aux batteries de stockage via le contrôleur. Il s'agit d'un appareil qui convertit le courant alternatif en courant continu et contrôle le degré de charge des batteries.
Le nœud suivant est un onduleur qui convertit le courant continu en courant alternatif et égalise la fluctuation de l'électricité à une valeur de 50 Hz, puis le courant est fourni aux consommateurs.
Noter! Le contrôleur commute le flux d'électricité directement vers l'onduleur lorsque les batteries sont complètement chargées. Schéma standard de fonctionnement d'un parc éolien
Schéma standard de fonctionnement d'un parc éolien
UZO: qu'est-ce que c'est. Essayons de comprendre ce qu'est un RCD, ses capacités, ses caractéristiques de travail et ses options d'application.
Et tenez également compte des nuances auxquelles vous devez faire attention lors du choix
Installation de la structure portante et des pales
Lors de la construction d'un moulin à vent vertical pour une maison de vos propres mains, une attention particulière est portée à la base de toute la structure, car l'unité elle-même doit être élevée aussi haut que possible au-dessus du sol. Cela nécessitera des investissements financiers plus importants, mais l'énergie économisée amortira ces coûts au fil du temps.
Plus la structure est haute, plus la vitesse du vent est élevée, par conséquent, pour un appareil de grandes dimensions et de poids, une préparation des fondations est nécessaire.
Cette installation nécessite une base solide et une base solide.
Les lames de tout type d'appareil doivent être montées à un certain angle, à la fois pour les appareils verticaux et horizontaux.
L'emplacement des lames à l'unité horizontale
Dessin de la direction des pales du dispositif vertical
Les lames d'un petit appareil en plastique. On peut voir que exactement de leurs propres mains
Important! En cas de vent orageux, le fonctionnement des éoliennes n'est pas recommandé, car les pales peuvent ne pas supporter de lourdes charges. Prévoyez un arrêt d'urgence pour le rotor dans votre conception.
Étapes de travail
Préparation du modèle
Ainsi, le noyau est prêt, vous pouvez maintenant passer aux processus qui appartiennent à la catégorie "faites-le vous-même". Pour fixer les aimants sur le noyau de la rondelle, vous avez besoin d'une sorte d'appareil. Il peut être réalisé à partir d'une bande d'étain ou d'un autre matériau aux caractéristiques techniques similaires.
La longueur et la largeur de la bande d'étain sont ajustées aux dimensions du diamètre du noyau et à la largeur des rainures. C'est-à-dire que le gabarit doit se trouver exactement à l'endroit où les aimants sont installés.
Portez une attention particulière au fait que la distance entre les aimants doit être la même
Assemblage du générateur
Tout est prêt, vous pouvez procéder à l'assemblage du moteur-générateur électrique de vos propres mains.Il faut dire tout de suite que ce processus demande une patience particulière. Il n'y a pas besoin de se précipiter ici. Le fait est que les aimants seront installés dans les rainures du noyau du moteur avec de la colle. Leur petite taille crée des difficultés et des désagréments à la pose, la colle glisse, ses éclaboussures vont tomber sur les mains, parfois même sur le visage. Il ne faut donc pas négliger les mesures de protection du travail. Pourtant, la composition adhésive est une solution chimique, assez active.
Alors, voici le schéma de montage, comment fabriquer un générateur de vos propres mains :
un gabarit en étain préparé est collé sur le rotor;
puis des aimants en néodyme sont installés dans les rainures préparées, ici il est très important, comme mentionné ci-dessus, d'observer avec précision la distance d'installation et l'angle d'inclinaison des éléments, car même un léger écart par rapport à ces deux paramètres peut provoquer un collage, ce qui va entraîner nécessairement une diminution de la puissance du générateur maison;
maintenant, l'espace entre les aimants doit être rempli d'un matériau spécial appelé soudage à froid, il ressemble beaucoup à la pâte à modeler;
et la dernière étape consiste à poncer la surface avec du papier de verre, cela peut être fait en plaçant le rotor dans un étau, ou sur le sol ou sur une table;
l'ensemble du moteur électrique est assemblé à la main.
Test de générateur
Pour vérifier le fonctionnement du générateur que nous avons assemblé, quelques éléments supplémentaires sont nécessaires. À savoir:
- batterie de petite capacité, peut provenir d'une moto;
- redresseur;
- multimètre pour déterminer la puissance de charge;
- contrôleur de charge.
Le schéma de connexion du générateur pour les tests est le suivant : deux enroulements de générateur sont connectés via un redresseur au contrôleur de charge. Ce dernier est relié à la batterie. Le multimètre est également connecté aux bornes de la batterie.
La chose la plus difficile à vérifier est de faire tourner le rotor du moteur électrique. Atteindre manuellement la vitesse de rotation requise ne fonctionnera pas. Par conséquent, il est recommandé d'utiliser une perceuse ou un tournevis à ces fins. Vous connectez l'un de ces outils au rotor du moteur (il existe différentes options ici, et il y en a beaucoup) et commencez à tourner à une vitesse de rotation de 800 à 1000 tr/min. Si le générateur que vous avez fabriqué produit une tension de 220 à 300 volts, c'est un excellent indicateur. Si la tension est très basse, cela signifie que le rotor a été mal assemblé. Cela concerne principalement l'installation des aimants (installation inégale et tous les éléments ne sont pas fixés au même angle).
Où utiliser
Nous avons réussi à fabriquer un générateur à partir du moteur électrique de la machine à laver. Les tests ont montré que cela fonctionne. Alors, quelle est la prochaine? Où peut-on utiliser cet appareil ?
En principe, si vous trouvez l'énergie qui pourrait faire tourner le rotor, il n'y aurait alors aucun problème d'électricité, par exemple dans une petite maison de campagne. Par conséquent, les maîtres à domicile proposent plusieurs options couramment utilisées :
- Installez le générateur sur le moteur à essence. Par exemple, il peut s'agir d'une vieille scie Druzhba ou d'un moteur de moto.
- Connectez-vous à un moulin à vent, créant ainsi un générateur de courant éolien.
- Connectez-vous à une turbine hydroélectrique installée dans une cascade de fortune ou un ruisseau à débit rapide.
Les deux dernières options sont les moins chères, car il n'est pas nécessaire d'acheter une source d'énergie supplémentaire. Il s'agit d'installations respectueuses de l'environnement fonctionnant avec des carburants alternatifs.
Et un instant. Fabriquez un générateur de 5 kW avec le moteur de la machine à laver et il ne fonctionnera plus. Par conséquent, ne vous fiez pas au fait que cet appareil peut être utilisé pour fabriquer un appareil qui remplace complètement le réseau électrique. Mais pour quelques chambres ou pour une salle de bain (garage, etc.), cela fera l'affaire. Le maximum qu'un tel générateur peut produire est de 2 kW. De plus, n'en attendez pas non plus 380 volts.
Nous ajoutons qu'un générateur peut également être réalisé à partir d'un moteur à courant continu. De plus, dans certaines machines à laver, de telles unités sont installées.Dans ces moteurs, les balais en graphite sont une caractéristique distinctive.
L'utilisation d'éoliennes à la maison
Sur la base des facteurs ci-dessus, la question se pose : pourquoi ne pas installer une éolienne dans chaque maison ? La réponse comporte deux points principaux :
- Prix. Le coût des appareils d'une puissance suffisante est très élevé. Par exemple, le coût d'une unité d'une puissance de 2 kW et d'une tension de 24 V est de 75 000 roubles;
- La force moyenne du vent dans la plupart des régions n'atteint même pas 4 m/s.
Carte de la vitesse moyenne annuelle du vent en Russie
Autrement dit, l'utilisation d'éoliennes comme principale source d'énergie est irrationnelle. Dans une maison standard, avec le fonctionnement simultané de tous les appareils électroménagers, jusqu'à 1 kW par heure est consommé, et lorsque des outils électriques puissants sont utilisés, ce chiffre augmente, augmentant la tension requise dans le réseau.
Pour assurer une alimentation électrique ininterrompue, vous aurez besoin au minimum : d'un ensemble de trois éoliennes de 3 kW, ou d'une capacité d'au moins 10 kW ; plusieurs batteries de capacité suffisante ; contrôleur et onduleur fiables.
L'installation de l'ensemble du système coûtera au moins 400 000 roubles, et avec des vitesses de vent variables, cette méthode d'alimentation n'est plus pertinente.
Un exemple illustratif d'un circuit avec un dispositif haute puissance
Il est conseillé d'utiliser des éoliennes 220 volts auto-assemblées comme source d'énergie alternative. Avec des panneaux solaires, un générateur de carburant d'une puissance suffisante ou avec un réseau électrique central.
Important! Avec une combinaison de sources, il est nécessaire d'inclure l'ATS dans le système (mise en marche automatique de l'alimentation de secours). Cet appareil contrôle l'alimentation en changeant la source d'alimentation
Schéma de la combinaison d'un moulin à vent et d'une alimentation électrique de la ville
Système électrique utilisant trois sources
La base d'une éolienne domestique
Le sujet de la fabrication et de l'installation d'éoliennes artisanales est très largement représenté sur Internet. Cependant, la plupart du matériel est une description banale des principes d'obtention d'énergie électrique à partir de sources naturelles.
La méthode théorique du dispositif (installation) des éoliennes est connue depuis longtemps et est tout à fait compréhensible. Mais comment les choses se passent-elles pratiquement dans le secteur domestique - une question qui est loin d'être entièrement divulguée.
Le plus souvent, il est recommandé de choisir des générateurs de voiture ou des moteurs à induction à courant alternatif complétés par des aimants en néodyme comme source de courant pour les éoliennes domestiques faites maison.
La procédure de conversion d'un moteur à courant alternatif asynchrone en un générateur pour une éolienne. Il consiste en la fabrication d'une « couche » du rotor d'aimants en néodyme. Processus extrêmement complexe et long
Cependant, les deux options nécessitent des améliorations importantes, souvent complexes, coûteuses et chronophages.
Beaucoup plus simple et facile à tous égards d'installer des moteurs électriques comme ceux produits avant et sont maintenant produits par Ametek (exemple) et autres.
Pour une éolienne domestique, des moteurs à courant continu d'une tension de 30 à 100 volts conviennent. En mode générateur, environ 50% de la tension de fonctionnement déclarée peut être obtenue à partir d'eux.
Il convient de noter: lorsqu'ils fonctionnent en mode génération, les moteurs à courant continu doivent tourner jusqu'à une vitesse supérieure à la vitesse nominale.
Dans le même temps, chaque moteur individuel d'une douzaine d'exemplaires identiques peut présenter des caractéristiques complètement différentes.
Par conséquent, la sélection optimale d'un moteur électrique pour une éolienne domestique est logique avec les indicateurs suivants :
- Réglage de la tension de fonctionnement élevée.
- Paramètre bas RPM (vitesse angulaire de rotation).
- Courant de fonctionnement élevé.
Ainsi, un moteur fabriqué par Ametek avec une tension de fonctionnement de 36 volts et une vitesse angulaire de rotation de 325 tr/min semble bon pour l'installation.
C'est un tel moteur électrique qui est utilisé dans la conception d'une éolienne - une installation qui est décrite ci-dessous à titre d'exemple d'éolienne domestique.
Moteur à courant continu pour éolienne domestique. La meilleure option parmi les produits fabriqués par Ametek. Des moteurs électriques similaires fabriqués par d'autres sociétés sont également bien adaptés.
Il est facile de vérifier l'efficacité de n'importe quel moteur similaire. Il suffit de connecter une lampe automobile à incandescence conventionnelle de 12 volts aux bornes électriques et de tourner l'arbre du moteur à la main. Avec de bons indicateurs techniques du moteur électrique, la lampe s'allumera définitivement.
Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains
Pour monter cet appareil à la maison, vous aurez besoin de :
- Connaissance approfondie d'un électricien;
- Source de pouvoir. Il peut s'agir d'un alternateur ou d'un moteur asynchrone.
- Un endroit sûr pour installer l'appareil. Étant donné que le poids des unités individuelles des ménages peut atteindre de 200 à 800 kg.
- aimants en néodyme. Cette classe d'aimants a de meilleures performances ;
Différents types de formulaires. Dans notre cas, rectangulaire ou rond sont plus adaptés.
- Fils de section appropriée ;
- Matériaux pour le montage du cadre et du moulin à vent lui-même.
Comme déjà décrit ci-dessus, il existe de nombreuses options de conception. Le bruit de fond créé par l'unité dépend des dimensions et de la méthode de connexion des nœuds. Si vous ne voulez pas de problèmes avec les voisins, discutez de ce problème à l'avance, car les unités individuelles sont assez bruyantes, par exemple, comme l'éolienne auto-assemblée dans la vidéo suivante.
Après avoir effectué toutes les activités préliminaires, vous devrez choisir une source d'alimentation adaptée à vos besoins. Avec des ressources financières limitées, deux options budgétaires sont possibles :
- générateur automobile;
- Moteur asynchrone d'une machine à laver.
Chaque option a ses côtés positifs et négatifs.
Stabilisateur de tension 220V pour la maison : lequel choisir. Dans l'article, nous examinerons en détail à quoi sert cet équipement, les types, les schémas de connexion, les prix moyens et les caractéristiques techniques, comment le faire vous-même.
Option éolienne à faire soi-même à partir d'une machine à laver
Pour augmenter la puissance, le moteur est mis à niveau en remplaçant les aimants en ferrite par des aimants en néodyme. Il convient de noter que l'installation d'aimants est un processus assez laborieux qui nécessite certaines compétences.
Un exemple de l'emplacement des aimants en néodyme dans le moteur d'une machine à laver
Recommandation! Les aimants en néodyme sont très puissants, soyez extrêmement prudent lorsque vous travaillez avec eux.
Afin de gagner du temps et des nerfs, une option plus simple consiste à acheter un rotor prêt à l'emploi de taille appropriée.Il est rationnel d'utiliser un tel moteur dans un appareil de petites dimensions.
Fabriquer une éolienne de vos propres mains à partir d'un générateur de voiture
Cette option doit également être améliorée, car l'échantillon standard fonctionne à 5000 - 6000 tr/min. La mise à niveau comprend :
L'appareil est équipé d'aimants en néodyme. Ils sont installés dans un ordre strict, c'est-à-dire que les pôles alternent. Pour plus de commodité, un gabarit est découpé dans du carton épais;
Modèle de disposition des aimants
- L'enroulement du stator est rebobiné. Le nombre de spires augmente donc la section du fil diminue.
- Il n'y a pas d'aimants en standard, donc l'arbre central doit être fait d'un matériau non magnétique, tel que le titane.
Mais même si toutes les conditions pour une tension optimale sont remplies, le rotor doit tourner à partir de 500 fois par minute.
Caractéristiques négatives générales :
- Les deux options sont de courte durée, nécessitant une réparation ou un remplacement annuel ;
- La puissance générée n'est pas suffisante pour une alimentation complète ;
- Nécessite une amélioration significative.
Si vous avez déjà les connaissances nécessaires et savez à peu près comment fabriquer vous-même une éolienne 220V, il sera plus rationnel de monter une unité de plus grande puissance.
Lors de l'assemblage d'une éolienne horizontale ou verticale de vos propres mains, observez la rigidité de toute la structure, des pales aux entretoises de contrôle. Des composants structurels non fiables peuvent entraîner un accident.
Un des nombreux accidents
