Classificação e princípios de operação
É possível encontrar muitos exemplos diferentes de montagem de geradores eólicos na rede, mas todos eles são divididos em duas classes: verticais e horizontais. Cada classe tem subespécies:
Vertical:
Industrial. A altura dessas usinas pode chegar a mais de 100 metros, a potência varia de 4 a 6 MW.
Um dos parques eólicos mais poderosos Enercon E-126
Dispositivos para uso doméstico. Existem modelos feitos em fábricas especializadas e dispositivos de bricolage;
Dispositivo com potência de 600 W
dispositivo espiral
Amostra com lâminas feitas de materiais de tecido
Moinho de vento com lâminas de metal
Horizontal:
Padrão;
A unidade com o arranjo clássico das lâminas
Rotativo.
Os elementos estruturais de tais dispositivos podem ser localizados em diferentes ângulos.
Toda a classe de dispositivos do tipo faça você mesmo, sejam parques eólicos ou industriais, operam com o princípio da indução eletromagnética, ou seja, ímãs fixados no rotor geram corrente alternada quando as pás giram. É fornecido às baterias de armazenamento através do controlador. Este é um dispositivo que converte a corrente alternada em corrente contínua e controla o grau de carga das baterias.
O próximo nó é um inversor que converte a corrente contínua em corrente alternada e equaliza a flutuação da eletricidade para um valor de 50 Hz, então a corrente é fornecida aos consumidores.
Observação! O controlador muda o fluxo de eletricidade diretamente para o inversor quando as baterias estão totalmente carregadas. Esquema padrão de operação de um parque eólico
Esquema padrão de operação de um parque eólico
UZO: o que é isso. Vamos tentar descobrir o que é um RCD, suas capacidades, recursos de trabalho e opções de aplicação.
E também considere as nuances que você precisa prestar atenção ao escolher
Instalação da estrutura de suporte e lâminas
Ao construir um moinho de vento vertical para uma casa com as próprias mãos, é dada atenção especial à base de toda a estrutura, pois a própria unidade deve ser elevada o mais alto possível acima do solo. Isso exigirá investimentos financeiros mais sérios, mas a energia economizada compensará esses custos ao longo do tempo.
Quanto maior a estrutura, maior a velocidade do vento, portanto, para um dispositivo de grandes dimensões e peso, é necessária a preparação da fundação.
Esta instalação requer uma base sólida e uma base sólida.
As lâminas de qualquer tipo de dispositivo devem ser montadas em um determinado ângulo, tanto para dispositivos verticais quanto horizontais.
A localização das lâminas na unidade horizontal
Desenho da direção das lâminas do dispositivo vertical
As lâminas de um pequeno dispositivo feito de plástico. Pode-se ver que exatamente com as próprias mãos
Importante! Em ventos tempestuosos, a operação de moinhos de vento não é recomendada, pois as pás podem não suportar cargas pesadas. Forneça uma parada de emergência para o rotor em seu projeto.
Fases de trabalho
Preparação do modelo
Então, o núcleo está pronto, agora você pode passar para os processos que se enquadram na categoria “faça você mesmo”. Para fixar os ímãs no núcleo da lavadora, você precisa de algum tipo de dispositivo. Pode ser feito de uma tira de estanho ou de outro material similar em características técnicas.
O comprimento e a largura da tira de estanho são ajustados às dimensões do diâmetro do núcleo e à largura das ranhuras. Ou seja, o modelo deve ficar exatamente no local onde os ímãs estão instalados.
Preste atenção especial ao fato de que a distância entre os ímãs deve ser a mesma
Conjunto do Gerador
Tudo está pronto, você pode proceder à montagem do motor-gerador elétrico com suas próprias mãos.Devemos dizer desde já que este processo requer uma paciência especial. Não há necessidade de pressa aqui. O fato é que os ímãs serão instalados nas ranhuras do núcleo do motor com cola. Seu pequeno tamanho cria dificuldade e inconveniência na instalação, a cola escorrega, seus respingos caem nas mãos, às vezes até no rosto. Portanto, não vale a pena negligenciar as medidas de proteção trabalhista. Ainda assim, a composição adesiva é uma solução química bastante ativa.
Então, aqui está o diagrama de montagem, como fazer um gerador com suas próprias mãos:
um molde de estanho preparado é colado no rotor;
em seguida, os ímãs de neodímio são instalados nas ranhuras preparadas, aqui é muito importante, como mencionado acima, observar com precisão a distância de instalação e o ângulo de inclinação dos elementos, pois mesmo um pequeno desvio desses dois parâmetros pode causar aderência, o que necessariamente levar a uma diminuição na potência do gerador caseiro;
agora a lacuna entre os ímãs deve ser preenchida com um material especial chamado soldagem a frio, é muito semelhante à plasticina;
e a última etapa é lixar a superfície com lixa, pode ser feita colocando o rotor em uma morsa, ou no chão ou mesa;
todo o motor elétrico é montado à mão.
Teste do gerador
Para verificar como funciona o gerador que montamos, são necessários alguns elementos adicionais. Nomeadamente:
- bateria de pequena capacidade, pode ser de moto;
- retificador;
- multímetro para determinar a potência de carregamento;
- controlador de carga.
O diagrama de conexão do gerador para teste é o seguinte: dois enrolamentos do gerador são conectados através de um retificador ao controlador de carregamento. Este último está conectado à bateria. O multímetro também é conectado aos terminais da bateria.
A coisa mais difícil de verificar é girar o rotor do motor elétrico. Alcançar manualmente a velocidade de rotação necessária não funcionará. Portanto, é recomendável usar uma furadeira ou uma chave de fenda para esses fins. Você conecta uma dessas ferramentas ao rotor do motor (existem diferentes opções aqui, e há muitas delas) e começa a girar a uma velocidade de rotação de 800-1000 rpm. Se o gerador que você fez produzir uma tensão de 220-300 volts, então este é um excelente indicador. Se a tensão for muito baixa, significa que o rotor foi mal montado. Isso diz respeito principalmente à instalação de ímãs (instalação desigual e nem todos os elementos são fixados no mesmo ângulo).
Onde usar
Conseguimos fazer um gerador a partir do motor elétrico da máquina de lavar. Os testes mostraram que funciona. Então, o que vem a seguir? Onde esta unidade pode ser usada?
Em princípio, se você encontrar a energia que poderia girar o rotor, não haveria problemas com eletricidade, por exemplo, em uma pequena casa de campo. Portanto, os mestres domésticos oferecem várias opções comumente usadas:
- Instale o gerador no motor a gasolina. Por exemplo, pode ser uma velha serra Druzhba ou um motor de motocicleta.
- Conecte-se a um moinho de vento, criando assim um gerador de corrente eólica.
- Conecte-se a uma turbina hidráulica, que é instalada em uma cachoeira improvisada ou em um riacho de fluxo rápido.
As duas últimas opções são as mais baratas, pois não há necessidade de comprar uma fonte de energia adicional. São instalações ecológicas que funcionam com combustíveis alternativos.
E um momento. Faça um gerador de 5 kW com o motor da máquina de lavar e ele não funcionará mais. Portanto, não confie no fato de que esta unidade pode ser usada para fazer um dispositivo que substitua completamente a rede elétrica. Mas para alguns quartos ou para um banho (garagem e assim por diante), servirá. O máximo que esse gerador pode produzir é de 2 kW. Além disso, também não espere 380 volts.
Acrescentamos que um gerador também pode ser feito a partir de um motor CC. Além disso, em algumas máquinas de lavar, essas unidades são instaladas.Nesses motores, as escovas de grafite são uma característica distintiva.
O uso de geradores de energia eólica em casa
Com base nos fatores acima, surge a pergunta: por que não instalar um moinho de vento em todas as casas? A resposta tem dois pontos principais:
- Preço. O custo de dispositivos de energia suficiente é muito alto. Por exemplo, o custo de uma unidade com potência de 2 kW e tensão de 24 V é de 75.000 rublos;
- A força média do vento na maioria das regiões nem chega a 4 m/s.
Mapa da velocidade média anual do vento na Rússia
Ou seja, o uso de moinhos de vento como principal fonte de energia é irracional. Em uma casa padrão, com a operação simultânea de todos os eletrodomésticos, consome-se até 1 kW por hora e, quando são usadas ferramentas elétricas potentes, esse número aumenta, aumentando a tensão necessária na rede.
Para garantir o fornecimento ininterrupto de energia, você precisará de pelo menos: um conjunto de três aerogeradores de 3 kW, ou um com capacidade de pelo menos 10 kW; várias baterias de capacidade suficiente; controlador e inversor confiáveis.
A instalação de todo o sistema custará pelo menos 400.000 rublos e, com velocidades de vento variáveis, esse método de fornecimento de energia não é mais relevante.
Um exemplo ilustrativo de um circuito com um dispositivo de alta potência
É aconselhável usar moinhos de vento de 220 volts automontados como fonte alternativa de energia. Juntamente com painéis solares, um gerador de combustível de potência suficiente ou com uma rede elétrica central.
Importante! Com uma combinação de fontes, é necessário incluir ATS no sistema (ligação automática de energia de backup). Este dispositivo controla a fonte de alimentação alterando a fonte de alimentação
Esquema da combinação de um moinho de vento e fonte de alimentação da cidade
Sistema elétrico usando três fontes
A base de um gerador eólico doméstico
O tópico de fabricação e instalação de geradores eólicos caseiros é amplamente representado na Internet. No entanto, a maior parte do material é uma descrição banal dos princípios para obtenção de energia elétrica a partir de fontes naturais.
O método teórico do dispositivo (instalação) de turbinas eólicas é conhecido há muito tempo e é bastante compreensível. Mas como as coisas estão praticamente no setor doméstico - uma questão que está longe de ser totalmente divulgada.
Na maioria das vezes, recomenda-se escolher geradores de automóveis ou motores de indução AC complementados com ímãs de neodímio como fonte de corrente para geradores eólicos caseiros.
O procedimento para converter um motor CA assíncrono em um gerador para um moinho de vento. Consiste na fabricação de um "revestimento" do rotor de ímãs de neodímio. Processo extremamente complexo e demorado
No entanto, ambas as opções requerem refinamento significativo, muitas vezes complexo, caro e demorado.
Muito mais simples e fácil em todos os aspectos instalar motores elétricos como os produzidos anteriormente e que agora são produzidos pela Ametek (exemplo) e outros.
Para uma turbina eólica doméstica, os motores DC com tensão de 30 a 100 volts são adequados. No modo gerador, aproximadamente 50% da tensão de operação declarada pode ser obtida deles.
Deve-se observar: ao operar no modo de geração, os motores CC devem ser destorcidos para uma velocidade superior à nominal.
Além disso, cada motor individual de uma dúzia de cópias idênticas pode apresentar características completamente diferentes.
Portanto, a seleção ideal de um motor elétrico para um gerador eólico doméstico é lógica com os seguintes indicadores:
- Configuração de alta tensão de operação.
- Baixo parâmetro RPM (velocidade angular de rotação).
- Alta corrente de operação.
Assim, um motor fabricado pela Ametek com tensão de operação de 36 volts e velocidade angular de rotação de 325 rpm parece bom para instalação.
É um motor elétrico usado no projeto de um gerador eólico - uma instalação descrita abaixo como um exemplo de um moinho de vento doméstico.
Motor DC para gerador eólico doméstico. A melhor opção entre os produtos fabricados pela Ametek. Motores elétricos similares fabricados por outras empresas também são adequados.
Verificar a eficiência de qualquer motor semelhante é fácil. Basta conectar uma lâmpada automotiva incandescente convencional de 12 volts aos terminais elétricos e girar o eixo do motor manualmente. Com bons indicadores técnicos do motor elétrico, a lâmpada acenderá definitivamente.
Como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos
Para montar este dispositivo em casa, você precisará de:
- Conhecimento profundo de um eletricista;
- Fonte de poder. Pode ser um alternador ou um motor assíncrono.
- Um local seguro para instalar o dispositivo. Uma vez que o peso das unidades domésticas individuais pode atingir de 200 a 800 kg.
- ímãs de neodímio. Esta classe de ímãs tem maior desempenho;
Vários tipos de formulários. No nosso caso, retangulares ou redondos são mais adequados.
- Fios de seção adequada;
- Materiais para montar o quadro e o próprio moinho de vento.
Como já descrito acima, existem muitas opções de design. O ruído de fundo criado pela unidade depende das dimensões e do método de conexão dos nós. Se você não quer problemas com os vizinhos, discuta essa questão com antecedência, pois as unidades individuais são bastante barulhentas, por exemplo, como o gerador eólico automontado no próximo vídeo.
Depois de realizar todas as atividades preliminares, você precisará escolher uma fonte de energia que atenda às suas necessidades. Com recursos financeiros limitados, duas opções de orçamento são possíveis:
- Gerador de automóveis;
- Motor assíncrono de uma máquina de lavar.
Cada opção tem seus lados positivos e negativos.
Estabilizador de tensão 220V para casa: qual escolher. No artigo, consideraremos em detalhes para que serve este equipamento, tipos, diagramas de conexão, preços médios e características técnicas, como fazer você mesmo.
Opção de gerador eólico faça você mesmo de uma máquina de lavar
Para aumentar a potência, o motor está sendo atualizado com a substituição de ímãs de ferrite por ímãs de neodímio. Deve-se notar que a instalação de ímãs é um processo bastante trabalhoso que requer certas habilidades.
Um exemplo da localização de ímãs de neodímio no motor de uma máquina de lavar
Recomendação! Os ímãs de neodímio são muito poderosos, tenha muito cuidado ao trabalhar com eles.
Para economizar tempo e nervos, uma opção mais simples é comprar um rotor pronto de tamanho adequado. É racional usar esse motor em um dispositivo de pequenas dimensões.
Fazendo um gerador eólico com suas próprias mãos a partir de um gerador de carro
Essa opção também precisa ser aprimorada, pois a amostra padrão opera a 5.000 - 6.000 rpm. A atualização inclui:
O dispositivo está equipado com ímãs de neodímio. Eles são instalados em uma ordem estrita, ou seja, os pólos se alternam. Por conveniência, um modelo é cortado em papelão grosso;
Modelo de layout de ímãs
- O enrolamento do estator é rebobinado. O número de voltas aumenta, portanto, a seção transversal do fio diminui.
- Como não há ímãs como padrão, o eixo central deve ser feito de um material não magnético, como o titânio.
Mas mesmo que todos os requisitos para a tensão ideal sejam atendidos, o rotor deve girar a partir de 500 vezes por minuto.
Características negativas gerais:
- Ambas as opções são de curta duração, exigindo reparo ou substituição anual;
- A energia gerada não é suficiente para uma alimentação completa;
- Precisa de melhorias significativas.
Se você já possui o conhecimento necessário e sabe aproximadamente como fazer um gerador eólico de 220V com suas próprias mãos, será mais racional montar uma unidade de maior potência.
Ao montar um aerogerador horizontal ou vertical com as próprias mãos, observe a rigidez de toda a estrutura, desde as pás até os suportes de controle. Componentes estruturais não confiáveis podem levar a um acidente.
Um dos muitos acidentes
