tuuleturbiin alates. Teeme oma kätega tuulegeneraatori. Omatehtud tuulegeneraatorid

Oleme välja töötanud vertikaalse pöörlemisteljega tuuliku konstruktsiooni. Allpool on üksikasjalik selle valmistamise juhend, mida hoolikalt lugedes saate vertikaalse tuulegeneraatori ise teha.

Tuulegeneraator osutus üsna töökindlaks, madalate hoolduskuludega, odavaks ja lihtsalt valmistatavaks. Allolevat üksikasjade loendit pole vaja järgida, saate ise teha mõningaid kohandusi, midagi täiustada, kasutada oma, sest. Mitte kõikjalt ei leia täpselt seda, mis nimekirjas on. Püüdsime kasutada odavaid ja kvaliteetseid osi.

Kasutatud materjalid ja seadmed:

Nimi	Kogus	Märge
Rootori kasutatud osade ja materjalide loetelu:
Eelnevalt lõigatud metallleht	1	Lõika 1/4" paksusest terasest veejoaga, laseriga jne lõikamisega
Rummu autost (Hub)	1	Peaks sisaldama 4 auku, mille läbimõõt on umbes 4 tolli
2" x 1" x 1/2" neodüümmagnet	26	Väga habras, parem tellida lisaks
1/2"-13tpi x 3" naast	1	TPI - niitide arv tolli kohta
1/2" mutter	16
1/2" pesumasin	16
1/2" kasvataja	16
1/2"-13tpi korkmutter	16
1" pesumasin	4	Selleks, et säilitada rootorite vahe
Turbiini jaoks kasutatud osade ja materjalide loetelu:
3" x 60" tsingitud toru	6
ABS-plast 3/8" (1,2x1,2 m)	1
Tasakaalustavad magnetid	Vajadusel	Kui terad ei ole tasakaalus, siis on magnetid tasakaalu külge kinnitatud
1/4" kruvi	48
1/4" pesumasin	48
1/4" kasvataja	48
1/4" mutter	48
2" x 5/8" nurgad	24
1" nurgad	12 (valikuline)	Kui terad ei hoia oma kuju, saate lisada. nurgad
kruvid, mutrid, seibid ja sooned 1" nurga jaoks	12 (valikuline)
Staatori kasutatud osade ja materjalide loetelu:
Epoksiid koos kõvendiga	2 l
1/4" kruvisilm.	3
1/4" seib st.	3
1/4" mutter ss.	3
1/4" rõnga ots	3	E-posti jaoks ühendused
1/2"-13 tpi x 3" naastud.	1	roostevaba teras teras ei ole ferromagnet, seega ei "pidurda" rootorit
1/2" mutter	6
klaaskiud	Vajadusel
emailiga 0,51 mm. juhe		24AWG
Paigaldamiseks kasutatud osade ja materjalide loetelu:
1/4" x 3/4" polt	6
1-1/4" toru äärik	1
1-1/4" tsingitud toru L-18"	1
Tööriistad ja seadmed:
1/2"-13tpi x 36" naast	2	Kasutatakse tungrauaga tõstmiseks
1/2" polt	8
Anemomeeter	Vajadusel
1" alumiiniumleht	1	Vajadusel vahetükkide valmistamiseks
roheline värv	1	Plastikust hoidikute värvimiseks. Värv ei ole oluline
Sinine värvipall.	1	Rootori ja muude osade värvimiseks. Värv ei ole oluline
multimeeter	1
Jootekolb ja joote	1
Puurida	1
Rauasaag	1
Kern	1
Mask	1
Kaitseprillid	1
Kindad	1

Vertikaalse pöörlemisteljega tuulikud ei ole nii tõhusad kui nende horisontaalsed tuulikud, kuid vertikaaltuulikud on oma paigalduskohas vähem nõudlikud.

Turbiinide tootmine

1. Ühenduselement - mõeldud rootori ühendamiseks tuuleturbiini labadega.
2. Terade paigutus - kaks vastandlikku võrdkülgset kolmnurka. Selle joonise järgi on siis lihtsam labade nurki paigutada.

Kui te pole milleski kindel, aitavad papist mallid vältida vigu ja edasisi muudatusi.

Turbiini valmistamise etappide jada:

1. Terade alumiste ja ülemiste tugede (aluste) tootmine. Märkige ja lõigake pusle abil ABS-plastikust ring välja. Seejärel ringige see ja lõigake teine ​​tugi välja. Peaksite saama kaks täiesti identset ringi.
2. Lõika ühe toe keskele 30 cm läbimõõduga auk, millest saab labade ülemine tugi.
3. Võtke rumm (rummu autolt) ning märkige ja puurige alumisele toele neli auku rummu kinnitamiseks.
4. Valmistage labade asukoha jaoks mall (joonis ülal) ja märkige alumisele toele nurkade kinnituskohad, mis ühendavad tuge ja labasid.
5. Lao terad virna, seo need tihedalt kinni ja lõika soovitud pikkuseks. Selle disaini puhul on labad 116 cm pikad.Mida pikemad labad, seda rohkem tuuleenergiat nad saavad, kuid miinuseks on ebastabiilsus tugeva tuule korral.
6. Märkige terad nurkade kinnitamiseks. Torgake ja seejärel puurige neisse augud.
7. Kasutades ülaltoodud pildil näidatud aerumustrit, kinnitage labad toe külge klambritega.

Rootori tootmine

Rootori valmistamise toimingute jada:

1. Asetage kaks rootori alust üksteise peale, joondage augud ja tehke viili või markeriga külgedele väike märk. Tulevikus aitab see neid üksteise suhtes õigesti orienteerida.
2. Valmistage kaks paberist magneti paigutuse šablooni ja liimige need alustele.
3. Märkige markeriga kõigi magnetite polaarsus. "Polaarsuse testerina" saate kasutada väikest magnetit, mis on mähitud kaltsu või elektrilindi sisse. Seda suurest magnetist üle viies on selgelt näha, kas see tõrjub või tõmbab ligi.
4. Valmistage ette epoksüvaik (lisage sellele kõvendit). Ja kandke see ühtlaselt magneti põhjale.
5. Viige magnet väga ettevaatlikult rootori aluse servani ja viige see oma asendisse. Kui magnet on paigaldatud rootori peale, võib magneti suur võimsus seda järsult magnetiseerida ja see võib puruneda. Ärge kunagi torkake oma sõrmi ega muid kehaosi kahe magneti või magneti ja raua vahele. Neodüümmagnetid on väga võimsad!
6. Jätkake magnetite liimimist rootori külge (ärge unustage epoksiidiga määrimist), vahetades nende poolusi. Kui magnetid liiguvad magnetjõu mõjul, siis kasuta puutükki, asetades selle kindlustuseks nende vahele.
7. Kui üks rootor on valmis, liikuge teise juurde. Kasutades varem tehtud märki, asetage magnetid täpselt esimese rootori vastas, kuid erineva polaarsusega.
8. Pange rootorid üksteisest eemale (et need ei magnetiseeruks, muidu te ei tõmba seda hiljem ära).

Staatori valmistamine on väga töömahukas protsess. Muidugi võite osta valmis staatori (proovige need meilt leida) või generaatori, kuid see pole tõsiasi, et need sobivad konkreetse tuuliku jaoks, millel on oma individuaalsed omadused.

Tuulegeneraatori staator on elektrikomponent, mis koosneb 9 mähist. Staatori mähis on näidatud ülaltoodud fotol. Mähised on jagatud 3 rühma, igas rühmas 3 pooli. Iga mähis on keritud 24AWG (0,51 mm) traadiga ja sisaldab 320 pööret. Rohkem pöördeid, kuid peenem traat annab kõrgema pinge, kuid vähem voolu. Seetõttu saab mähiste parameetreid muuta sõltuvalt sellest, millist pinget tuulegeneraatori väljundis vajate. Järgmine tabel aitab teil otsustada:
320 pööret, 0,51 mm (24AWG) = 100 V @ 120 pööret minutis.
160 pööret, 0,0508 mm (16AWG) = 48 V @ 140 p/min.
60 pööret, 0,0571 mm (15AWG) = 24 V @ 120 p/min.

Poolide käsitsi mähimine on igav ja raske ülesanne. Seetõttu soovitaksin kerimisprotsessi hõlbustamiseks teha lihtsa seadme - kerimismasina. Pealegi on selle disain üsna lihtne ja seda saab valmistada improviseeritud materjalidest.

Kõikide mähiste pöörded tuleb kerida ühtemoodi, samas suunas ning pöörata tähelepanu või märkida, kus on mähise algus ja lõpp. Poolide lahtikerimise vältimiseks mähitakse need elektrilindiga ja määritakse epoksiidiga.

Armatuur on valmistatud kahest vineeritükist, painutatud juuksenõelast, PVC toru tükist ja naeltest. Enne juuksenõela painutamist soojendage seda taskulambiga.

Väike torujupp laudade vahel annab soovitud paksuse ja neli naela annavad poolidele vajalikud mõõtmed.

Võite kerimismasina kujunduse ise välja mõelda või võib-olla on teil see juba valmis.
Pärast kõigi mähiste kerimist tuleb kontrollida nende identsust. Seda saab teha kaalude abil, samuti peate multimeetriga mõõtma mähiste takistust.

Ärge ühendage kodutarbijaid otse tuulikust! Järgige ka elektri käitlemisel ettevaatusabinõusid!

Mähise ühendamise protsess:

1. Lihvige iga mähise juhtmete otsad.
2. Ühendage mähised, nagu on näidatud ülaltoodud pildil. Peaksite saama 3 rühma, igas rühmas 3 mähist. Selle ühendusskeemi abil saadakse kolmefaasiline vahelduvvool. Jootke poolide otsad või kasutage klambreid.
3. Valige järgmiste konfiguratsioonide hulgast:
   A. Konfiguratsioon" täht". Suure väljundpinge saamiseks ühendage X-, Y- ja Z-viigud kokku.
   B. Delta konfiguratsioon. Suure voolu saamiseks ühendage X B-ga, Y C-ga, Z ühendage A-ga.
   C. Et tulevikus oleks võimalik konfiguratsiooni muuta, kasvata kõik kuus juhti üles ja too välja.
4. Joonistage suurele paberilehele mähiste asukoha ja ühenduse skeem. Kõik mähised peavad olema ühtlaselt jaotunud ja vastama rootorimagnetite asukohale.
5. Kinnitage poolid teibiga paberile. Valmistage staatori valamiseks ette kõvendiga epoksüvaik.
6. Kasutage epoksiidi klaaskiule kandmiseks pintslit. Vajadusel lisa väikesed klaaskiudtükid. Ärge täitke poolide keskosa, et tagada töö ajal piisav jahutus. Püüdke vältida mullide teket. Selle toimingu eesmärk on kinnitada mähised oma kohale ja tasandada staator, mis asub kahe rootori vahel. Staator ei ole koormatud sõlm ega pöörle.

Selle selgemaks muutmiseks vaadake kogu protsessi piltidel:

Valmis rullid asetatakse joonistatud paigutusega vahatatud paberile. Ülaltoodud fotol on kolm väikest ringi nurkades, mis on augud staatori kronsteini paigaldamiseks. Keskel olev rõngas takistab epoksiidi sattumist keskringi.

Rullid on oma kohale fikseeritud. Klaaskiud, väikeste tükkidena, asetatakse mähiste ümber. Pooli juhtmeid saab viia staatori sisse või välja. Jätke kindlasti piisavalt juhtme pikkust. Kontrollige kindlasti veelkord kõiki ühendusi ja helistage multimeetriga.

Staator on peaaegu valmis. Avad kronsteini paigaldamiseks puuritakse staatorisse. Aukude puurimisel olge ettevaatlik, et te ei tabaks pooli juhtmeid. Pärast toimingu lõpetamist lõigake liigne klaaskiud ära ja vajadusel puhastage staatori pind liivapaberiga.

staatori kronstein

Rummu telje kinnitamiseks mõeldud toru lõigati soovitud mõõtu. Sellesse puuriti augud ja keermestati. Edaspidi keeratakse neisse poldid, mis telge kinni hoiavad.

Ülaltoodud joonis näitab kahe rootori vahel asuvat kronsteini, mille külge staator kinnitatakse.

Ülaltoodud fotol on mutritega naast ja varrukas. Neli neist naastidest tagavad vajaliku vahemaa rootorite vahel. Puksi asemel võite kasutada suuremaid mutreid või lõigata ise alumiiniumist seibid.

Generaator. lõplik kokkupanek

Väike täpsustus: väike õhupilu rootori-staatori-rootori ühenduse vahel (mis seatakse tihvtiga koos puksiga) annab suurema väljundvõimsuse, kuid telje valesti joondamise korral suureneb staatori või rootori kahjustamise oht, mis võib tekkida tugeva tuulega.

Alloleval vasakpoolsel pildil on 4 kliirenspoldi ja kahe alumiiniumplaadiga rootor (mis hiljem eemaldatakse).
Parempoolsel pildil on kokkupandud ja roheliseks värvitud staator paigas.

Kokkupanemise protsess:
1. Puurige ülemisse rootori plaati 4 auku ja keerake need naastu jaoks. See on vajalik rootori sujuvaks langetamiseks oma kohale. Asetage 4 naast varem liimitud alumiiniumplaatidele ja paigaldage ülemine rootor naastudele.
Rootorid tõmbavad üksteise külge väga suure jõuga, mistõttu on sellist seadet vaja. Joondage rootorid viivitamatult üksteise suhtes vastavalt varem määratud otstel olevatele märkidele.
2-4. Pöörates naastreid vaheldumisi mutrivõtmega, langetage rootor ühtlaselt.
5. Kui rootor on vastu rummu toetunud (jättes vaba ruumi), keerake tihvtid lahti ja eemaldage alumiiniumplaadid.
6. Paigaldage rumm (rummu) ja keerake see kinni.

Generaator on valmis!

Pärast naastude (1) ja ääriku (2) paigaldamist peaks teie generaator välja nägema umbes selline (vt ülaltoodud joonist)

Roostevabast terasest poldid tagavad elektrilise kontakti. Juhtmetel on mugav kasutada rõngasnuppe.

Ühenduste kinnitamiseks kasutatakse korkmutreid ja seibe. lauad ja labade toed generaatori külge. Niisiis on tuulegeneraator täielikult kokku pandud ja katseteks valmis.

Alustuseks on kõige parem tuulikut käega keerutada ja parameetreid mõõta. Kui kõik kolm väljundklemmi on lühises, peaks tuulik pöörlema ​​väga tihedalt. Seda saab kasutada tuuleturbiini seiskamiseks hoolduse või ohutuse huvides.

Tuuleturbiini saab kasutada enamaks kui lihtsalt teie kodu elektrienergia varustamiseks. Näiteks on see eksemplar tehtud nii, et staator tekitab suure pinge, mida seejärel kasutatakse kütmiseks.
Eelpool vaadeldud generaator toodab erineva sagedusega 3-faasilist pinget (olenevalt tuule tugevusest) ja näiteks Venemaal kasutatakse ühefaasilist 220-230V võrku, fikseeritud võrgusagedusega 50 Hz. See ei tähenda, et see generaator ei sobi kodumasinate toiteks. Selle generaatori vahelduvvoolu saab fikseeritud pingega muuta alalisvooluks. Ja alalisvoolu saab juba kasutada lampide toiteks, vee soojendamiseks, akude laadimiseks või saab anda muunduri, mis muudab alalisvoolu vahelduvvooluks. Kuid see jääb juba selle artikli raamidest välja.

Ülaltoodud joonisel on sillaalaldi lihtne ahel, mis koosneb 6 dioodist. See muundab vahelduvvoolu alalisvooluks.

Tuulegeneraatori asukoht

Siin kirjeldatud tuulegeneraator on paigaldatud mäe servale 4-meetrisele toele. Toruäärik, mis paigaldatakse generaatori põhja, tagab tuulegeneraatori lihtsa ja kiire paigalduse – piisab 4 poldi kinnitamisest. Kuigi töökindluse huvides on parem keevitada.

Tavaliselt "meeldivad" horisontaaltuulikud, kui tuul puhub ühest suunast, erinevalt vertikaaltuulikutest, kus tuulelipu tõttu võivad nad end pöörata ja tuule suunast nad ei hooli. Sest Kuna see tuulik on paigaldatud kalju kaldale, tekitab sealne tuul erinevatest suundadest turbulentseid vooge, mis ei ole selle konstruktsiooni puhul kuigi efektiivne.

Teine tegur, mida asukoha valimisel arvestada, on tuule tugevus. Internetist leiate oma piirkonna tuuletugevuse andmete arhiivi, kuigi see on väga ligikaudne, sest. kõik oleneb asukohast.
Samuti aitab tuulegeneraatori paigalduskoha valikul anemomeeter (tuulejõu mõõtmise seade).

Natuke tuulegeneraatori mehaanikast

Nagu teate, tekib tuul maapinna temperatuuride erinevuse tõttu. Kui tuul pöörab tuulegeneraatori turbiine, tekitab see kolm jõudu: tõste-, pidurdus- ja impulssjõudu. Tõstejõud tekib tavaliselt kumeral pinnal ja on rõhu erinevuse tagajärg. Tuule pidurdusjõud tekib tuulegeneraatori labade taga, see on ebasoovitav ja aeglustab tuuliku tööd. Impulssjõud tuleneb labade kõverast kujust. Kui õhumolekulid lükkavad labasid tagant, pole neil kuhugi minna ja nad kogunevad nende taha. Selle tulemusena suruvad nad labasid tuule suunas. Mida suuremad on tõste- ja impulssjõud ning väiksem pidurdusjõud, seda kiiremini terad pöörlevad. Vastavalt pöörleb rootor, mis loob staatorile magnetvälja. Selle tulemusena tekib elektrienergia.

Laadige alla magnetite paigutus.

Venemaal on tuuleenergia ressursside osas kahetine positsioon. Ühest küljest on suure üldpinna ja laugete alade rohkuse tõttu tuul üldiselt tugev ja enamasti ühtlane. Teisest küljest on meie tuuled valdavalt madala potentsiaaliga, aeglased, vt joon. Kolmandal on hajaasustusega piirkondades tuul äge. Sellest lähtuvalt on talus tuulegeneraatori käivitamise ülesanne üsna asjakohane. Kuid selleks, et otsustada, kas osta üsna kallis seade või teha see ise, peate hoolikalt läbi mõtlema, millist tüüpi (ja neid on palju), millisel eesmärgil valida.

Põhimõisted

1. KIEV - tuuleenergia kasutustegur. Kui arvutamiseks kasutada mehhaanilist lametuule mudelit (vt allpool), on see võrdne tuuleelektrijaama (APU) rootori kasuteguriga.
2. Tõhusus - APU tõhusus otsast lõpuni, alates vastutulevast tuulest kuni elektrigeneraatori klemmideni või paaki pumbatava vee koguseni.
3. Minimaalne töötuule kiirus (MPS) on selle kiirus, mille juures tuulik hakkab koormusele voolu andma.
4. Maksimaalne lubatud tuulekiirus (MPS) on kiirus, mille juures energiatootmine peatub: automaatika kas lülitab generaatori välja või paneb rootori tuulelippu või paneb selle kokku ja peidab ära või rootor peatub ise või APU lihtsalt kukub kokku.
5. Tuule alguskiirus (SV) - sellel kiirusel on rootor võimeline ilma koormuseta pöörlema, pöörlema ​​ja sisenema töörežiimi, mille järel saab generaatori sisse lülitada.
6. Negatiivne käivituskiirus (OSS) – see tähendab, et APU (või tuuleturbiin – tuuleelektrijaam või WEA, tuuleenergia agregaat) nõuab mis tahes tuulekiirusel käivitumiseks kohustuslikku pöörlemist välisest energiaallikast.
7. Käivitusmoment (esialgne) - õhuvoolus sunniviisiliselt aeglustunud rootori võime tekitada võllile pöördemomenti.
8. Tuuleturbiin (VD) - APU osa rootorist generaatori või pumba või muu energiatarbija võllini.
9. Rotary tuulegeneraator - APU, milles tuuleenergia muundatakse jõuvõtu võllil rootori pöörlemisel õhuvoolus pöördemomendiks.
10. Rootori töökiiruse vahemik on erinevus MDS-i ja MRS-i vahel nimikoormusel töötamisel.
11. Aeglase kiirusega tuuleveski - selles ei ületa rootori osade joonkiirus voolus oluliselt tuule kiirust ega sellest allapoole. Voolu dünaamiline kõrgus muudetakse otse laba tõukejõuks.
12. Kiire tuuleveski - labade lineaarkiirus on oluliselt (kuni 20 või enam korda) suurem kui tuule kiirus ja rootor moodustab oma õhuringluse. Vooluenergia tõukejõuks muundamise tsükkel on keeruline.

Märkused:

1. Madalatel APU-del on reeglina KIEV madalam kui kiiretel, kuid nende käivitusmoment on piisav generaatori üles keeramiseks ilma koormust lahti ühendamata ja null TCO, s.t. absoluutselt isekäivitav ja rakendatav ka kõige kergema tuule korral.
2. Aeglus ja kiirus on suhtelised mõisted. Majapidamises 300 pööret minutis töötav tuulik võib olla madala kiirusega ja võimsad EuroWind tüüpi APU-d, millest komplekteeritakse tuuleparkide, tuuleparkide väljad (vt joonis) ja mille rootorid teevad umbes 10 pööret minutis, on kiired, sest. sellise läbimõõduga on labade lineaarkiirus ja nende aerodünaamika suurema osa ulatuse ulatuses üsna "lennuk", vt allpool.

Millist generaatorit on vaja?

Kodutuuliku jaoks mõeldud elektrigeneraator peab tootma elektrit laias pöörlemiskiiruse vahemikus ning omama isekäivitusvõimet ilma automaatika ja väliste toiteallikateta. OSS-iga APU (windmills with spin-up) kasutamisel, millel on reeglina kõrge KIEV ja kasutegur, peab see olema ka pööratav, st. oskama töötada mootorina. Kuni 5 kW võimsusel vastavad selle tingimuse nioobiumil põhinevate püsimagnetitega elektrimasinad (supermagnetid); teras- või ferriitmagnetitel võite arvestada mitte rohkem kui 0,5-0,7 kW.

Märge: Asünkroongeneraatorid või mittemagnetiseeritud staatoriga kollektorgeneraatorid ei sobi üldse. Tuule tugevuse vähenemisega "kustuvad" nad ammu enne, kui selle kiirus langeb MRS-i ja siis nad ei käivitu.

APU suurepärane "süda" võimsusega 0,3 kuni 1-2 kW saadakse sisseehitatud alaldiga generaatorist; enamik neist on praegu. Esiteks hoiavad nad väljundpinget 11,6-14,7 V üsna laias kiiruste vahemikus ilma väliste elektrooniliste stabilisaatoriteta. Teiseks avanevad räniväravad, kui pinge mähisel jõuab umbes 1,4 V-ni ja enne seda generaator koormust "ei näe". Selleks peab generaator olema juba päris korralikult lahti keeratud.

Enamasti saab ostsillaatori ühendada otse, ilma hammasratta või rihmülekandeta, suure kiirusega HP võlliga, valides kiiruse labade arvu valides, vt allpool. "Kiirekäijatel" on käivitusmoment väike või null, kuid rootoril on piisavalt aega ilma koormust lahti ühendamata üles keerata, enne kui klapid avanevad ja generaator voolu annab.

Valik tuule käes

Enne kui otsustame, millist tuulegeneraatorit teha, otsustame kohaliku aeroloogia üle. hallikas-rohekas(tuuleta) tuulekaardi alad, vähemalt mingi mõte saab olema ainult purjetavast tuulikust(ja me räägime neist hiljem). Kui vajate pidevat toiteallikat, peate lisama võimendi (pingestabilisaatoriga alaldi), laadija, võimsa aku, inverteri 12/24/36/48 VDC kuni 220/380 VAC 50 Hz. Selline ökonoomsus maksab vähemalt 20 000 dollarit ja on ebatõenäoline, et pikaajalist võimsust üle 3-4 kW on võimalik eemaldada. Üldiselt on alternatiivse energia järeleandmatu sooviga parem otsida mõni muu selle allikas.

Kollakasrohelistes kergelt tuulistes kohtades, kui vajad kuni 2-3 kW elektrit, võid ise võtta väikese kiirusega vertikaaltuulegeneraatori. Neid on välja töötatud lugematul arvul ja on disainilahendusi, mis KIEV ja tõhususe poolest pole peaaegu sugugi halvemad kui tööstuslikult toodetud “tera”.

Kui kavatsete oma koju tuulikut osta, siis on parem keskenduda purjerootoriga tuulikule. Vaidlusi on palju ja teoreetiliselt pole veel kõik selge, kuid need toimivad. Vene Föderatsioonis toodetakse Taganrogis "purjekaid" võimsusega 1-100 kW.

Punastes, tuulistes piirkondades sõltub valik vajalikust võimsusest. Vahemikus 0,5-1,5 kW on omatehtud "vertikaalid" õigustatud; 1,5-5 kW - ostetud "purjekad". "Vertikaalset" saab ka osta, kuid see maksab rohkem kui horisontaalskeemi APU. Ja lõpuks, kui vajate 5 kW või suurema võimsusega tuulikut, peate valima horisontaalsete ostetud “labade” või “purjekate” vahel.

Märge: paljud tootjad, eriti teise astme tootjad, pakuvad osade komplekte, millest saate ise kokku panna kuni 10 kW võimsusega tuulegeneraatori. Selline komplekt maksab 20-50% odavam kui valmis koos paigaldusega. Kuid enne ostmist peate hoolikalt uurima kavandatud paigalduskoha aeroloogiat ning seejärel valima vastavalt spetsifikatsioonidele sobiva tüübi ja mudeli.

Turvalisusest

Koduseks kasutamiseks mõeldud tuuliku osad võivad töökorras olla joonkiirusega üle 120 ja isegi 150 m/s ning mis tahes tahke materjali tükk, mis kaalub 20 g, lendab kiirusega 100 m/s, "edukas" tabab, tapab kohapeal terve mehe. 2 mm paksune teras- või kõvaplastist plaat, mis liigub kiirusega 20 m/s, lõikab selle pooleks.

Lisaks on enamik üle 100-vatiseid tuulikuid üsna mürarikkad. Paljud tekitavad ülimadala (alla 16 Hz) sagedusega õhurõhu kõikumisi – infraheli. Infrahelid on küll kuulmatud, kuid tervistkahjustavad ja levivad väga kaugele.

Märge: 80ndate lõpus oli USA-s skandaal – riigi toonane suurim tuulepark tuli sulgeda. Tema APU põllust 200 km kaugusel asuvast reservaadist pärit indiaanlased tõestasid kohtus, et neil pärast tuulepargi kasutuselevõttu järsult suurenenud tervisehäired olid tingitud selle infrahelidest.

Ülaltoodud põhjustel on APU paigaldamine lubatud lähimatest elamutest nende kõrgusest vähemalt 5 kaugusele. Eramajapidamiste hoovidesse on võimalik paigaldada vastava sertifikaadiga tööstusliku tootmise tuulikud. APU-de paigaldamine katustele on üldiselt võimatu - isegi väikese võimsusega nende töö ajal tekivad vahelduvad mehaanilised koormused, mis võivad põhjustada hoone konstruktsiooni resonantsi ja selle hävimist.

Märge: APU kõrgus on pühitud ketta kõrgeim punkt (labadega rootorite puhul) või geomeetriline kujund (postil oleva rootoriga vertikaalsete APU-de puhul). Kui APU mast või rootori telg ulatuvad veelgi kõrgemale, arvutatakse kõrgus nende tipu järgi.

Tuul, aerodünaamika, KIEV

Kodune tuulegeneraator järgib samu loodusseadusi, mis arvutis arvutatuna tehases valmistatud. Ja isetegija peab oma töö põhitõdesid väga hästi mõistma – enamasti pole tema käsutuses kalleid ultramoodsaid materjale ja tehnoloogilisi seadmeid. APU aerodünaamika on nii keeruline ...

Tuul ja KIEV

Seeriatehase APU-de arvutamiseks nn. lame mehaaniline tuulemudel. See põhineb järgmistel eeldustel:

• Tuule kiirus ja suund on rootori efektiivse pinna piires konstantsed.
• Õhk on pidev keskkond.
• Rootori efektiivne pind on võrdne pühitava alaga.
• Õhuvoolu energia on puhtalt kineetiline.

Sellistes tingimustes arvutatakse õhu ruumalaühiku maksimaalne energia kooli valemi järgi, eeldades, et õhutihedus tavatingimustes on 1,29 kg * cu. m. Tuulekiirusel 10 m / s kannab üks õhukuubik 65 J ja rootori efektiivse pinna ühelt ruudult on võimalik kogu APU 100% efektiivsusega eemaldada 650 W. See on väga lihtsustatud lähenemine – kõik teavad, et tuul ei ole täiesti ühtlane. Aga seda tuleb teha selleks, et tagada toodete korratavus – tehnikas tavaline asi.

Lamedat mudelit ei tohiks eirata, see annab selge minimaalse saadaoleva tuuleenergia. Kuid õhk on esiteks kokkusurutav ja teiseks väga vedel (dünaamiline viskoossus on ainult 17,2 μPa * s). See tähendab, et vool võib voolata ümber pühitud ala, vähendades efektiivset pinda ja KIEV, mida kõige sagedamini täheldatakse. Kuid põhimõtteliselt on võimalik ka vastupidine olukord: tuul koguneb rootorile ja efektiivse pinna pindala osutub siis suuremaks kui pühitud pindala ja KIEV on suurem kui 1 tasase tuule suhtes. .

Toome kaks näidet. Esimene on lõbusõidulaev, üsna raske, jaht suudab sõita mitte ainult vastutuult, vaid ka sellest kiiremini. Tuul on mõeldud väliseks; näiline tuul peab ikka kiirem olema, muidu kuidas see laeva tõmbab?

Teine on lennundusajaloo klassika. MIG-19 katsetel selgus, et püüdur, mis oli rindehävitajast tonni raskem, kiirendab kiiremini. Samade mootoritega samas lennukiraamis.

Teoreetikud ei teadnud, mida arvata, ja kahtlesid tõsiselt energia jäävuse seaduses. Lõpuks selgus, et punkt oli õhuvõtuavast välja ulatuvas radari katte koonuses. Selle varbast kuni kestani ilmus õhutihend, mis justkui riisuks selle külgedelt mootorikompressoritele. Sellest ajast alates on lööklained teoreetiliselt kasulikuks muutunud ja tänapäevaste lennukite fantastiline lennuvõime tuleneb suuresti nende oskuslikust kasutamisest.

Aerodünaamika

Aerodünaamika areng jaguneb tavaliselt kaheks ajastuks - enne N. G. Žukovskit ja pärast seda. Tema 15. novembril 1905 dateeritud aruanne "On lisatud keeriste kohta" tähistas uue ajastu algust lennunduses.

Enne Žukovskit lendasid nad lamedate purjedega: usuti, et vastutuleva voolu osakesed annavad kogu oma hoo tiiva esiservale. See võimaldas koheselt vabaneda raevukat ja enamasti mitteanalüütilist matemaatikat tekitavast vektorsuurusest - nurkimpuldist, minna palju mugavamatele puhtenergia suhetele skalaaris ja lõpuks saada kandetasandil arvutatud rõhuväli, enam-vähem sarnane praegusega.

Selline mehhaaniline lähenemine võimaldas luua seadmeid, mis võiksid vähemalt õhku tõusta ja ühest kohast teise lennata, ilma et need kuskil tee peal tingimata vastu maad kukuks. Kuid soov suurendada kiirust, kandevõimet ja muid lennuomadusi üha enam paljastas algse aerodünaamilise teooria ebatäiuslikkuse.

Žukovski idee oli järgmine: õhk läbib erinevat rada mööda tiiva ülemist ja alumist pinda. Keskmise järjepidevuse tingimusest (vaakummullid ei teki õhus iseenesest) tuleneb, et ülemise ja alumise voolu tagaservast laskumise kiirused peavad erinema. Õhu väikese, kuid lõpliku viskoossuse tõttu peaks seal kiiruste erinevuse tõttu tekkima keeris.

Keeris pöörleb ja impulsi jäävuse seadus, sama muutumatu kui energia jäävuse seadus, kehtib ka vektorsuuruste puhul, s.t. peab arvestama liikumissuunaga. Seetõttu peaks kohe tagaservas tekkima sama pöördemomendiga vastassuunas pöörlev keeris. Milleks? Mootori tekitatud energia tõttu.

Lennunduse praktika jaoks tähendas see revolutsiooni: sobiva tiivaprofiili valimisel oli võimalik tiiva ümber käivitada kinnitatud keeris tsirkulatsiooni Г kujul, suurendades selle tõstejõudu. See tähendab, et kulutades osa ning suurel kiirusel ja tiivakoormusel - suure osa mootori võimsusest, saate seadme ümber luua õhuvoolu, mis võimaldab teil saavutada paremaid lennukvaliteeti.

See muutis lennunduse lennunduseks, mitte aeronautika osaks: nüüd suutis lennuk luua oma lennuks vajaliku keskkonna ega ole enam õhuvoolude mänguasi. Kõik, mida vajate, on võimsam mootor ja üha võimsam ...

Jälle KIEV

Aga tuulikul pole mootorit. Ta, vastupidi, peab tuulest energiat võtma ja tarbijatele andma. Ja siit see välja tuleb – tõmbas jalad välja, saba jäi kinni. Nad lasevad liiga vähe tuuleenergiat rootori enda ringlusse - see on nõrk, laba tõukejõud on väike ning KIEV ja võimsus on madalad. Andkem tsirkulatsioonile palju - rootor hakkab nõrga tuulega tühikäigul pööraselt pöörlema, aga tarbijad saavad jälle vähe: andsid natuke koormust, rootor aeglustus, tuul puhus tsirkulatsiooni ära ja rootor jäi seisma.

Energia jäävuse seadus annab "kuldse keskmise" just keskel: 50% energiast anname koormusele ja ülejäänud 50% puhul keerame voolu optimaalseks. Praktika kinnitab oletusi: kui hea tõmbepropelleri kasutegur on 75-80%, siis ka hoolikalt arvutatud ja tuuletunnelis puhutud labaga rootori KIEV ulatub 38-40%ni, s.o. kuni pool sellest, mida üleliigse energiaga saavutatakse.

Modernsus

Tänapäeval on kaasaegse matemaatika ja arvutitega relvastatud aerodünaamika üha enam eemaldumas paratamatult lihtsustavatest mudelitest reaalse keha käitumise täpsele kirjeldamisele reaalses voolus. Ja siin lisaks üldisele joonele - jõudu, jõudu ja veelkord jõudu! – avastatakse kõrvalteed, kuid paljulubavad just piiratud koguses süsteemi siseneva energiaga.

Kuulus alternatiivlendur Paul McCready lõi 80ndatel lennuki, millel oli kaks mootorit 16 hj mootorsaest. näitab 360 km/h. Pealegi oli selle šassii kolmerattaline mitte sissetõmmatav ja rattad olid ilma katteta. Ükski McCready sõidukitest ei läinud liinile ega asunud lahinguülesannetele, kuid kaks – üks kolbmootorite ja propelleriga ning teine ​​reaktiivmootoriga – tegid esimest korda ajaloos ringi ümber maakera ilma ühes bensiinijaamas maandumata.

Teooria areng mõjutas oluliselt ka purjesid, millest tekkis algne tiib. "Live" aerodünaamika võimaldas jahtidel 8-sõlmese tuulega. seista tiiburlaevadel (vt joonis); sellise kolli propelleriga soovitud kiirusele hajutamiseks on vaja vähemalt 100 hj mootorit. Sama tuulega võidusõidukatamaraanid sõidavad kiirusega umbes 30 sõlme. (55 km/h).

Leidub ka täiesti mittetriviaalseid leide. Kõige haruldasema ja ekstreemseima spordiala – alushüppamise – austajad, kes kannavad tiivaülikonda, tiibkostüümi, lendavad ilma mootorita, manööverdavad kiirusega üle 200 km/h (joonis paremal) ja maanduvad seejärel sujuvalt eelnevalt valitud koht. Millises muinasjutus lendavad inimesed ise?

Lahendatud on ka palju looduse mõistatusi; eelkõige mardika lendu. Klassikalise aerodünaamika järgi ei ole see võimeline lendama. Nii nagu "stealthi" F-117 esivanem oma rombikujulise tiivaga, pole ka see võimeline õhku tõusma. Ja MIG-29 ja Su-27, mis suudavad mõnda aega esimesena sabaga lennata, ei sobi üldse mitte ühegi ideega.

Ja miks siis, kui tegemist on tuuleturbiinidega, mis pole mitte lõbu ja mitte tööriist nende omasuguste hävitamiseks, vaid elutähtsa ressursi allikas, siis on hädavajalik tantsida nõrkade voolude teooriast selle mudeliga. tasane tuul? Kas tõesti pole enam võimalust edasi minna?

Mida klassikalt oodata?

Klassikast ei tohiks aga mingil juhul loobuda. See loob ilma toetumata vundamendi, millele ei saa kõrgemale tõusta. Nii nagu hulgateooria ei tühista korrutustabelit ja kvantkromodünaamika ei pane õunu puudelt üles lendama.

Mida siis klassikaliselt lähenemiselt oodata? Vaatame pilti. Vasak - rootorite tüübid; neid kujutatakse tinglikult. 1 - vertikaalne karussell, 2 - vertikaalne ortogonaalne (tuuleturbiin); 2-5 - erineva arvu labadega ja optimeeritud profiilidega labadega rootorid.

Horisontaalteljest paremal on rootori suhteline kiirus, st laba lineaarkiiruse ja tuule kiiruse suhe. Vertikaalselt üles - KIEV. Ja alla – jällegi suhteline pöördemoment. Üheks (100%) pöördemomendiks loetakse sellist, mis tekitab 100% KIEV-ga voolus sunniviisiliselt aeglustunud rootori, s.t. kui kogu voolu energia muundatakse pöörlemisjõuks.

See lähenemisviis võimaldab meil teha kaugeleulatuvaid järeldusi. Näiteks terade arv tuleb valida mitte ainult ja mitte niivõrd soovitud pöörlemiskiiruse järgi: 3- ja 4-teralised kaotavad kohe palju KIEV-i ja pöördemomendi osas võrreldes hästi töötavate 2- ja 6-teradega. ligikaudu samas kiirusvahemikus. Ja väliselt sarnasel karussellil ja ortogonaalil on põhimõtteliselt erinevad omadused.

Üldjuhul tuleks eelistada labadega rootoreid, välja arvatud juhud, kus on nõutav ülim odavus, lihtsus, hooldusvaba isekäivitus ilma automaatikata ning masti ronimine võimatu.

Märge: räägime eelkõige purjerootoritest – need ei paista klassikasse sobivat.

Vertikaalsed jooned

Vertikaalse pöörlemisteljega APU-del on igapäevaeluks vaieldamatu eelis: nende hooldust vajavad komponendid on koondunud põhja ja neid pole vaja üles tõsta. Alles jääb, ja isegi mitte alati, isejoonduv tõukelaager, kuid see on tugev ja vastupidav. Seetõttu tuleb lihtsa tuulegeneraatori projekteerimisel valikute valikut alustada vertikaalidest. Nende peamised tüübid on näidatud joonisel fig.

päike

Esimeses positsioonis - kõige lihtsam, mida kõige sagedamini nimetatakse Savoniuse rootoriks. Tegelikult leiutasid selle 1924. aastal NSV Liidus Ya. A. ja A. A. Voronin ning Soome tööstur Sigurd Savonius omastas selle leiutise häbematult, eirates nõukogude autoriõiguse sertifikaati ja alustas masstootmist. Kuid leiutise juurutamine saatusesse tähendab palju, nii et me, et mitte minevikku segada ja surnute tuhka mitte häirida, nimetame seda tuulikut Voronini-Savoniuse rootoriks või lühidalt Päikeseks. .

Isetegija VS sobib kõigile, välja arvatud "vedurile" KIEV 10-18%. Kuid NSV Liidus tehti sellega palju tööd ja arenguid on. Allpool käsitleme täiustatud disaini, mis pole palju keerulisem, kuid KIEV sõnul annab see terade koefitsiendi.

Märkus: kahe teraga BC ei pöörle, vaid tõmbleb; 4-teraline on vaid veidi siledam, kuid kaotab KIIEvis palju. 4-küna parandamiseks jaotatakse kõige sagedamini kahel korrusel - paar labasid allpool ja teine ​​paar, horisontaalselt 90 kraadi pööratud, nende kohal. KIEV säilib ja mehaanika külgkoormused nõrgenevad, kuid painduvad mõnevõrra suurenevad ja üle 25 m/s tuulega on sellisel APU-l võll, s.t. ilma meeste poolt rootori kohale venitatud laagrita "lõhub torni".

Daria

Järgmine on Daria rootor; KIEV - kuni 20%. See on veelgi lihtsam: terad on valmistatud lihtsast elastsest ribast ilma igasuguse profiilita. Darrieuse rootori teooria pole veel hästi arenenud. Selge on vaid see, et see hakkab küüru ja vöötasku aerodünaamilise takistuse erinevuse tõttu lahti kerima ja muutub siis nagu kiireks, moodustades oma tsirkulatsiooni.

Pöörlemismoment on väike ning tuulega paralleelsetes ja risti asetsevates rootori lähteasendites puudub see üldse, seetõttu on enesereklaam võimalik vaid paaritu arvu labadega (tiibadega?). generaatori koormus tuleb promotsiooni ajaks lahti ühendada.

Darrieuse rootoril on veel kaks halba omadust. Esiteks, pöörlemise ajal kirjeldab tera tõukevektor selle aerodünaamilise fookuse suhtes täielikku pööret ja mitte sujuvalt, vaid tõmblevalt. Seetõttu rikub Darrieuse rootor oma mehaanika kiiresti isegi tasase tuulega.

Teiseks, Daria mitte ainult ei lärma, vaid karjub ja kiljub, kuni lint rebeneb. See on tingitud selle vibratsioonist. Ja mida rohkem terasid, seda tugevam on mürin. Niisiis, kui Darya on valmistatud, siis on see kahe teraga, valmistatud kallitest ülitugevatest helisummutavatest materjalidest (süsinik, mülar) ja mastivarda keskel kasutatakse keerutamiseks väikest lennukit.

ortogonaalne

Pos. 3 - profileeritud labadega ortogonaalne vertikaalne rootor. Ortogonaalne, kuna tiivad paistavad vertikaalselt välja. Üleminek BC-lt ortogonaalsele on illustreeritud joonisel fig. vasakule.

Labade paigaldusnurk ringi puutuja suhtes, mis puudutab tiibade aerodünaamilisi fookusi, võib vastavalt tuule tugevusele olla kas positiivne (joonisel) või negatiivne. Mõnikord tehakse terad pööratavaks ja asetatakse neile tuulekraanid, mis hoiavad automaatselt alfat, kuid sellised konstruktsioonid purunevad sageli.

Keskkorpus (joonisel sinine) võimaldab KIEV-i suurendada peaaegu 50%-ni.Kolme teraga ortogonaalis peaks see olema kergelt kumerate külgede ja ümarate nurkadega läbilõikes kolmnurga kujuga ning suuremaga. terade arv, piisab lihtsast silindrist. Kuid ortogonaali teooria annab ühemõtteliselt optimaalse terade arvu: neid peab olema täpselt 3.

Ortogonaalne viitab OSS-iga kiiretele tuulikutele, st. nõuab tingimata edutamist kasutuselevõtu ajal ja pärast rahu. Ortogonaalse skeemi järgi toodetakse kuni 20 kW võimsusega jadahooldusvabu APU-sid.

Helikoid

Helicoid rootor või Gorlovi rootor (pos. 4) - mingi ortogonaalne, mis tagab ühtlase pöörlemise; sirgete tiibadega ortogonaal "rebib" vaid veidi nõrgemini kui kahe labaga lennumasin. Terade painutamine piki helikoidi väldib KIEV-i kadumist nende kumeruse tõttu. Kuigi kõver tera lükkab osa voolust ilma seda kasutamata tagasi, rehab see osa ka suurima lineaarkiirusega tsooni, kompenseerides kadusid. Helikoide kasutatakse harvemini kui teisi tuulikuid, sest. valmistamise keerukuse tõttu osutuvad need kallimaks kui sama kvaliteediga analoogid.

Tünn-tünn

5 pos. – BC tüüpi rootor, mis on ümbritsetud juhtlabaga; selle skeem on näidatud joonisel fig. paremal. Tööstusdisainis harva leitud, tk. kallis maa soetamine ei kompenseeri võimsuse kasvu ning materjalikulu ja tootmise keerukus on suur. Kuid tööd pelgav isetegija pole enam meister, vaid tarbija ja kui vaja pole rohkem kui 0,5-1,5 kW, siis tema jaoks on “tünn” näpunäide:

• Seda tüüpi rootor on täiesti ohutu, vaikne, ei tekita vibratsiooni ja seda saab paigaldada kõikjale, isegi mänguväljakule.
• Painutage tsingitud "küna" ja keevitage torude raam - töö on jama.
• Pöörlemine on absoluutselt ühtlane, mehaanilised osad saab võtta kõige odavamast või prügikastist.
• Ei karda orkaane - liiga tugev tuul ei suuda "tünni" suruda; selle ümber tekib voolujooneline pööriskookon (seda efekti kohtame ikka).
• Ja mis kõige tähtsam, kuna "haara" pind on mitu korda suurem kui sees oleva rootori pind, võib KIEV olla ka superühik ja pöördemoment 3 m / s kolmemeetrise läbimõõduga "tünni" juures on selline, et maksimaalse koormusega 1 kW generaator, nagu Öeldakse, et parem mitte tõmblema.

Video: Lenzi tuulegeneraator

60-ndatel aastatel NSV Liidus patenteeris E. S. Biryukov karusselli APU 46% Kiievi osakaaluga. Veidi hiljem saavutas V. Blinov KIEV samal põhimõttel projekteerimisest 58%, kuid selle katsetuste kohta andmed puuduvad. Ja ajakirja Inventor and Rationalizer töötajad viisid läbi Biryukovi relvajõudude täismahus testid. Kahekorruseline 0,75 m läbimõõduga ja 2 m kõrguse rootor, värske tuulega keerutas täisvõimsusel 1,2 kW asünkroongeneraatorit ja pidas purunemata vastu 30 m/s. APU Biryukovi joonised on näidatud joonisel fig.

1. katuse tsingitud rootor;
2. isejoonduv kaherealine kuullaager;
3. kaitsekatted - 5 mm teraskaabel;
4. telje võll - terastoru seinapaksusega 1,5-2,5 mm;
5. aerodünaamilised kiiruse reguleerimise hoovad;
6. kiiruse reguleerimise terad - 3-4 mm vineer või lehtplast;
7. kiiruse reguleerimisvardad;
8. kiirusregulaatori koormus, selle kaal määrab kiiruse;
9. ajami rihmaratas - jalgratta ratas ilma rehvita kambriga;
10. tõukelaager - tõukelaager;
11. käitatav rihmaratas - tavaline generaatori rihmaratas;
12. generaator.

Birjukov sai oma APU jaoks mitu autoriõiguse sertifikaati. Esiteks pöörake tähelepanu rootori sektsioonile. Kiirendusel töötab see nagu päike, tekitades suure käivitusmomendi. Pöörlemisel tekib labade välistaskutesse keerisepadi. Tuule seisukohalt muutuvad labad profileerituks ja rootor muutub suure kiirusega ortogonaaliks, kusjuures virtuaalne profiil muutub vastavalt tuule tugevusele.

Teiseks toimib töökiiruse vahemikus terade vaheline profileeritud kanal keskse korpusena. Kui tuul suureneb, tekib sellesse ka keerisepadi, mis läheb rootorist kaugemale. Juhtlabaga on samasugune keerisekookon nagu APU ümber. Selle loomise energia võetakse tuulest ja sellest ei piisa enam tuuliku lõhkumiseks.

Kolmandaks on kiirusregulaator mõeldud eelkõige turbiini jaoks. Ta hoiab tema kiirust Kiievi seisukohast optimaalsena. Ja generaatori optimaalse pöörlemissageduse tagab mehaanika ülekandearvu valik.

Märkus: pärast 1965. aasta IR-is avaldamist kadusid Birjukovi relvajõud unustusehõlma. Autor ei oodanud võimude vastust. Paljude nõukogude leiutiste saatus. Nad ütlevad, et mõned jaapanlased said miljardäriks, lugedes regulaarselt Nõukogude populaarseid tehnikaajakirju ja patenteerides kõik, mis väärib tähelepanu.

Lopatniki

Nagu te ütlesite, on klassikale kohaselt parim horisontaalne labaga rootoriga tuulik. Kuid esiteks vajab ta stabiilset, vähemalt keskmise tugevusega tuult. Teiseks on isetegijale mõeldud disain täis palju lõkse, mistõttu pika raske töö vili valgustab sageli parimal juhul tualetti, esikut või veranda või osutub isegi end välja keritavaks.

Vastavalt joonisel fig. kaaluge üksikasjalikumalt; positsioonid:

• Joonis fig. AGA:

1. rootori labad;
2. generaator;
3. generaatori raam;
4. kaitsev tuulelipp (orkaani labidas);
5. voolukollektor;
6. šassii;
7. pöörlev sõlm;
8. töötav tuulelipp;
9. mast;
10. vanniklambrid.

• Joonis fig. B, pealtvaade:

1. kaitsev tuulelipp;
2. töötav tuulelipp;
3. kaitsev tuulelaba vedru pingeregulaator.

• Joonis fig. G, voolukollektor:

1. kollektor vasest pideva rõngaga rehvidega;
2. vedruga vask-grafiitharjad.

Märge: üle 1 m läbimõõduga horisontaalse tera orkaanikaitse on tingimata vajalik, sest. ta ei ole võimeline enda ümber keerisekookonit tekitama. Väiksemate suurustega on propüleenlabadega võimalik saavutada rootori vastupidavus kuni 30 m/s.

Niisiis, kus me ootame "komistamist"?

terad

Lootusetu amatööri lootus on lootusetu amatööri lootus saada generaatori võllil võimsust üle 150–200 W paksuseinalisest plasttorust välja lõigatud mis tahes vahekaugusega labadel. Torust pärit tera (välja arvatud juhul, kui see on nii paks, et seda kasutatakse lihtsalt toorikuna) on segmentprofiiliga, st. selle ülaosa või mõlemad pinnad on ringikaared.

Segmendiprofiilid sobivad kokkusurumatute kandjate jaoks, nagu tiiburlaevad või propelleri labad. Gaaside jaoks on vaja muutuva profiili ja sammuga laba, näiteks vt joonis .; vahemik - 2 m. See on keeruline ja aeganõudev toode, mis nõuab põhjalikku teoreetiliselt põhjalikku arvutust, torude puhumist ja välikatseid.

Generaator

Kui rootor on paigaldatud otse selle võllile, puruneb standardne laager peagi - tuuleveskites pole kõigil labadel võrdset koormust. Vajame spetsiaalse tugilaagriga vahevõlli ja mehaanilist jõuülekannet sellelt generaatorile. Suurte tuuleveskite jaoks võetakse isereguleeruv kaherealine laager; parimates mudelites - kolmetasandiline, joon. D joonisel fig. eespool. See võimaldab rootori võllil mitte ainult kergelt painduda, vaid ka veidi küljelt küljele või üles-alla liikuda.

Märge: EuroWind tüüpi APU jaoks kulus tõukelaagri väljatöötamiseks umbes 30 aastat.

erakorraline tuulelipp

Selle tööpõhimõte on näidatud joonisel fig. B. Tugevnev tuul surub labidale, vedru venib, rootor kõverdub, selle kiirus langeb ja lõpuks muutub see vooluga paralleelseks. Tundub, et kõik on korras, kuid paberil oli see sujuv ...

Püüdke tuulisel päeval hoida keedetud vee või suure poti kaant käepidemest paralleelselt tuulega. Lihtsalt olge ettevaatlik – tujukas rauatükk võib tabada füsiognoomiat nii, et see murrab nina, lõikab huule ja lööb isegi silma välja.

Tasane tuul esineb ainult teoreetilistes arvutustes ja praktika jaoks piisava täpsusega tuuletunnelites. Tegelikkuses moonutavad orkaani labidaga orkaantuulikud rohkem kui täiesti kaitsetud. Sellegipoolest on parem vahetada kõverdunud lõiketerad, kui teha kõike uuesti. Tööstuslikes tingimustes on see teine ​​​​lugu. Seal jälgib ja reguleerib labade samm, igaühe jaoks eraldi, pardaarvuti juhtimisel automatiseerimist. Ja need on valmistatud vastupidavatest komposiitmaterjalidest, mitte veetorudest.

voolukollektor

See on regulaarselt hooldatav sõlm. Iga energeetik teab, et harjadega kollektor vajab puhastamist, määrimist, reguleerimist. Ja mast on veetorust. Sisse sa ei roni, kord kuus või kahes pead terve tuuliku maapinnale viskama ja siis uuesti üles tõstma. Kaua ta sellisest "ennetusest" vastu peab?

Video: labadega tuulegeneraator + päikesepaneel suvila toiteallikaks

Mini ja mikro

Kuid kui tera suurus väheneb, väheneb raskus ratta läbimõõdu ruudu võrra. Juba praegu on võimalik iseseisvalt valmistada horisontaalset teraga APU-d võimsusega kuni 100 W. 6-teraline on optimaalne. Rohkemate labade korral on sama võimsuse jaoks mõeldud rootori läbimõõt väiksem, kuid neid on raske rummule kindlalt kinnitada. Alla 6 labaga rootoreid võib ignoreerida: 2-labaline 100 W vajab rootorit läbimõõduga 6,34 m ja 4-labaline sama võimsusega - 4,5 m. 6 labaga võimsuse ja läbimõõdu suhet väljendatakse järgmiselt:

• 10 W - 1,16 m.
• 20 W - 1,64 m.
• 30 W - 2 m.
• 40 W - 2,32 m.
• 50 W - 2,6 m.
• 60 W - 2,84 m.
• 70 W - 3,08 m.
• 80 W - 3,28 m.
• 90 W - 3,48 m.
• 100 W - 3,68 m.
• 300 W - 6,34 m.

Optimaalne on arvestada võimsusega 10-20 vatti. Esiteks ei pea üle 0,8 m laiune plasttera ilma täiendavate kaitsemeetmeteta vastu tuultele üle 20 m/s. Teiseks, kuni sama 0,8-meetrise labade siruulatusega ei ületa selle otste joonkiirus tuule kiirust rohkem kui kolm korda ja keerdumisega profileerimise nõudeid vähendatakse suurusjärkude võrra; siin töötab torust segmenteeritud profiiliga “küna” juba üsna rahuldavalt, pos. B joonisel fig. Ja 10-20 W annab voolu tahvelarvutile, laadib nutitelefoni või süttib majahoidja lambipirni.

Järgmisena valige generaator. Hiina mootor sobib ideaalselt - elektrijalgrataste rattarumm, pos. 1 joonisel fig. Selle mootori võimsus on 200-300 vatti, kuid generaatorirežiimis annab see kuni 100 vatti. Aga kas see käibe poolest meile sobib?

Kiirustegur z 6 laba puhul on 3. Koorma all pöörlemiskiiruse arvutamise valem on N = v / l * z * 60, kus N on pöörlemiskiirus, 1 / min, v on tuule kiirus ja l on rootori ümbermõõt. Terade siruulatusel 0,8 m ja tuulega 5 m/s saame 72 pööret minutis; kiirusel 20 m/s - 288 pööret minutis. Ka jalgratta ratas pöörleb umbes sama kiirusega, nii et me võtame oma 10-20 vatti generaatorilt, mis suudab anda 100. Saate asetada rootori otse selle võllile.

Kuid siin tekib järgmine probleem: kulutanud palju tööd ja raha, vähemalt mootori jaoks, saime ... mänguasja! Mis on 10-20, noh, 50 vatti? Ja teraga tuulikut, mis suudaks toita vähemalt telekat, ei saa kodus teha. Kas on võimalik osta valmis minituulegeneraatorit ja kas see ei maksa vähem? Ikka nii palju kui võimalik ja isegi odavam, vt pos. 4 ja 5. Lisaks on see ka mobiilne. Pane see kännu otsa – ja kasuta.

Teine võimalus on see, kui kuskil lebab samm-mootor vana 5- või 8-tollise draivi või kasutuskõlbmatu tindi- või maatriksprinteri paberiseadme või kelgu käest. See võib töötada generaatorina ja karusselli rootori kinnitamine purkidest (pos. 6) on selle külge lihtsam kui sellise konstruktsiooni kokkupanek, nagu on näidatud pos. 3.

Üldjoontes on “terade” järgi järeldus üheselt mõistetav: kodune - pigem ikka selleks, et endale meelepärane oleks, aga mitte päris pikaajalise energiatõhususe nimel.

Video: lihtsaim tuulegeneraator suvila valgustamiseks

purjekad

Purjetav tuulegeneraator on tuntud juba pikka aega, kuid selle labade pehmeid paneele (vt joonis) hakati valmistama ülitugevate kulumiskindlate sünteetiliste kangaste ja kilede tulekuga. Mitme labaga jäikade purjedega tuulikud on väikese võimsusega automaatpumpade ajamina laialdaselt levinud üle maailma, kuid nende tehnilised andmed on isegi madalamad kui karussellidel.

Tundub, et tuuleveski tiiva moodi pehme puri polnud siiski nii lihtne. Asi pole tuuletakistusest (tootjad ei piira suurimat lubatud tuulekiirust): jahimehed-purjekad juba teavad, et Bermuda purje paneeli on tuulel peaaegu võimatu lõhkuda. Pigem rebeneb leht välja või puruneb mast või teeb kogu laev "ülepöörde". See puudutab energiat.

Kahjuks pole täpseid katseandmeid võimalik leida. Kasutajate tagasiside põhjal oli võimalik koostada "sünteetilisi" sõltuvusi Taganrogis toodetud tuulikule VEU-4.380/220.50, mille tuuleratta läbimõõt on 5 m, tuulepea kaal 160 kg ja pöörlemiskiirus kuni 40 1/min; need on näidatud joonisel fig.

Muidugi ei saa olla 100% töökindluse osas garantiid, kuid sellegipoolest on selge, et lamemehhaanilise mudeli järgi pole siin haisugi. Mitte mingil juhul ei saa 5-meetrine ratas lameda tuulega 3 m / s anda umbes 1 kW, kiirusel 7 m / s jõuda võimsuse platoole ja hoida seda siis kuni tugeva tormini. Tootjad, muide, deklareerivad, et nominaalvõimsust 4 kW on võimalik saada kiirusel 3 m / s, kuid nende paigaldamisel vastavalt kohalike aeroloogiauuringute tulemustele.

Samuti ei leita kvantitatiivset teooriat; Arendajate selgitused on arusaamatud. Kuna aga inimesed ostavad Taganrogi tuulikuid ja need töötavad, siis jääb üle oletada, et deklareeritud kooniline tsirkulatsioon ja tõukejõu efekt pole väljamõeldis. Igal juhul on need võimalikud.

Siis selgub, ENNE rootorit peaks impulsi jäävuse seaduse järgi tekkima ka kooniline keeris, kuid laienev ja aeglane. Ja selline lehter ajab tuule rootorile, selle efektiivne pind osutub rohkem pühitud ja KIEV on ühtsusest üle.

Sellele küsimusele võiks valgust tuua vähemalt majapidamises kasutatava aneroidiga rootori ees oleva rõhuvälja välimõõtmised. Kui see osutub kõrgemaks kui külgedelt küljele, siis tõepoolest, purjetavad APU-d töötavad nagu mardikas lendab.

Omatehtud generaator

Eelnevast on selge, et isetegijatel on parem võtta kas püstkojad või purjekad. Kuid mõlemad on väga aeglased ja kiirele generaatorile üleminek on lisatöö, lisakulud ja kaod. Kas on võimalik ise teha tõhusat madalal kiirusel töötavat elektrigeneraatorit?

Jah, saab, nioobiumisulamist magnetitel nn. supermagnetid. Põhiosade tootmisprotsess on näidatud joonisel fig. Rullid – igaüks 55 keerdu 1 mm vasktraadist kuumuskindlas ülitugevas emailisolatsioonis, PEMM, PETV jne. Mähiste kõrgus on 9 mm.

Pöörake tähelepanu rootori poolte võtmeavadele. Need tuleks paigutada nii, et magnetid (need on liimitud magnetahela külge epoksiidi või akrüüliga) pärast kokkupanekut läheneksid vastaspoolustele. "Pannkoogid" (magnetahelad) peavad olema valmistatud magnetiliselt pehmest ferromagnetist; tavaline konstruktsiooniteras sobib. “Pannkookide” paksus on vähemalt 6 mm.

Parem on tegelikult osta teljeauguga magnetid ja need kruvidega kinni keerata; supermagnetid tõmbavad ligi kohutava jõuga. Samal põhjusel pannakse "pannkookide" vahele võllile 12 mm kõrgune silindriline vahetükk.

Mähised, mis moodustavad staatori sektsioonid, on ühendatud vastavalt skeemidele, mis on samuti näidatud joonisel fig. Joodetud otsad ei tohiks venitada, vaid peaksid moodustama silmuseid, vastasel juhul võib staatoriga täituv epoksiid kõvastades juhtmed katki.

Staator valatakse vormis paksusega 10 mm. Pole vaja tsentreerida ja tasakaalustada, staator ei pöörle. Rootori ja staatori vahe on mõlemal küljel 1 mm. Generaatori korpuses olev staator peab olema kindlalt fikseeritud mitte ainult nihke tõttu piki telge, vaid ka pöörde eest; tugev magnetväli koos vooluga koormas tõmbab seda kaasa.

Video: tee-ise-tuulikugeneraator

Järeldus

Ja mis meil lõpuks on? Huvi "terade" vastu on seletatav pigem nende suurejoonelise välimusega kui tegeliku jõudlusega kodus valmistatud jõudluses ja väikese võimsusega. Isetehtud karussell-APU annab "ooterežiimi" toite auto aku laadimiseks või väikese maja toiteks.

Purjetamise APU-dega peaksid aga loomingulise süvenemisega meistrid katsetama, eriti miniversioonis, ratta läbimõõduga 1-2 m. Kui arendajate oletused on õiged, siis on võimalik kogu selle 200-300 vatti sellest eemaldada, kasutades ülalkirjeldatud Hiina generaatormootorit.

Puri pole tavaline kalts. Dacronit on sportjahtidel kasutatud umbes 5 aastat ja see muutub ainult "kõhutõve kasvu" tõttu, seda saab jahil purjetada veel lõputult.

Mulle jääb arusaamatuks, miks videos “Tuuleveski + päikesepaneel” on päev päikesepaisteline ja tuuline ning kontroller näitab vähe, sest tuulikul kaitse isegi töötab.

Jah, ma ei vaidle kallile vastu. Kunagi ei olnud hinnad sellised, nagu praegu. Ostsin magnetid 2 aastat tagasi. siis 1 maksis 300-400 rubla ja tehti allahindlust. Nüüd teeks ka mingi generaatoriga. aga pöördeid on vaja. Et see geen 100 amprit välja annaks, on vaja 1300-1500 pööret ja nii... Mul on kodus 190Ah aku. tuulega 3 meetrit sekundis. ei võta tasu. Gene peab tagasi kerima.

Ise tegin, aga nüüd on tuul kadunud, on - ei.
Kuidas geen. 30 rulli 35 keerdu traati 1.02 4 traadis kõrgusega 2 cm.Umbkaudu joodetud, epoksiidiga täidetud, ferriidipulber malmilaastudega 1 kuni 1 suruti aukudesse.
magnetid 50-30-10. pikkus Laius Kõrgus. magnet katab pooli ligikaudu täielikult. magnetitega ketas 48 cm.On kleepumist aga kui õlg on meetrist pikk, siis põrkab sõrmega kokku. magnetid 20.
See geen toodab 600 vatti umbes 3 pööret sekundis. pingel 20 volti 30 amprit

Tänan teid tasuta konsultatsiooni eest ... Ja hinnad "firmadelt" ei ole tegelikult kallid ja ma arvan, et ääremaa meistrid suudavad teha selliseid generaatoreid nagu teie. Ja Li-po akusid saab tellida Hiinast, invertereid Tšeljabinskis on väga head (sileda siinusega) Ja purjed, labad või rootorid on veel üks põhjus meie käepäraste vene meeste mõttelennuks.

küsimus:
Vertikaalse teljega tuulikutele (asend 1) ja versioonile “Lenz” on võimalik lisada lisadetail - tuulele avatud tiivik, mis katab sellelt kasutu poole (tuule poole minev). See tähendab, et tuul ei aeglusta tera, vaid seda “ekraani”. Seadistamine allatuult "sabaga", mis asub tuuliku enda taga, labade (harjade) all ja kohal. Lugesin artiklit ja tekkis idee.

Klõpsates nuppu "Lisa kommentaar", nõustun saidiga.

Tuuleturbiinide populaarsus kasvab jätkuvalt. Kõige sagedamini on nad huvitatud maapiirkondades elavatest inimestest ja võimalusest paigaldada oma kruntidele selliseid muljetavaldavaid ehitisi. Kuid arvestades selle seadme kõrget hinda, ei saa kõik seda endale lubada. Vaatame, kuidas teha DIY tuuleturbiini ja säästa raha oma alternatiivse elektrienergia allika loomisel.

Tuulegeneraator - elektrienergia allikas

Kommunaalmakseid tõstetakse vähemalt kord aastas. Ja kui tähelepanelikult vaadata, siis mõnel aastal kallineb sama elekter kaks korda - maksedokumentides kasvavad numbrid nagu seeni pärast vihma. Loomulikult lööb see kõik tarbija tasku, kelle sissetulekud ei näita nii ühtlast kasvu. Ja reaalsissetulekud, nagu näitab statistika, näitavad langustrendi.

Veel üsna hiljuti oli elektritariifide kasvu vastu võimalik võidelda ühel lihtsal, kuid ebaseaduslikul viisil - neodüümmagneti abil. See toode kanti voolumõõturi korpusele, mille tulemusena see peatus. Kuid me ei soovita tungivalt seda tehnikat kasutada - see on ebaturvaline, ebaseaduslik ja püüdmisel määratakse trahv nii, et see ei tundu väike.

Skeem oli lihtsalt suurepärane, kuid hiljem lakkas see järgmistel põhjustel töötamast:

Sagedased kontrollringid hakkasid massiliselt tuvastama hoolimatuid omanikke.

• Kontrollringid on sagenenud - reguleerivate asutuste esindajad käivad majast majja;
• Letidele hakati kleepima spetsiaalseid kleebiseid - magnetvälja mõjul need tumenevad, paljastades sissetungija;
• Loendurid on muutunud magnetvälja suhtes immuunseks – siia on paigaldatud elektroonilised arvestusüksused.

Seetõttu hakkasid inimesed pöörama tähelepanu alternatiivsetele elektriallikatele, näiteks tuuleturbiinidele.

Teine võimalus elektrit varastanud rikkuja paljastamiseks on arvesti magnetiseerituse taseme uuring, mis paljastab hõlpsalt varguse faktid.

Kodutuulikud on muutumas igapäevaseks piirkondades, kus tuuled sageli puhuvad. Tuulegeneraator kasutab elektri tootmiseks tuule õhuvoolude energiat. Selleks on need varustatud labadega, mis käitavad generaatorite rootoreid. Saadud elekter muundatakse alalisvooluks, misjärel see edastatakse tarbijatele või salvestatakse akudesse.

Eramu tuulegeneraatorid, nii isetehtud kui ka tehases kokkupandud, võivad olla elektrienergia põhi- või abiallikad. Siin on tüüpiline näide töötavast abiallikast – see soojendab vett boileris või toidab madalapingelist koduvalgustit, samas kui ülejäänud kodumasinad saavad toite põhitoiteallikast. Samuti on võimalik töötada peamise elektriallikana majades, mis ei ole elektrivõrkudega ühendatud. Siin nad toituvad:

• Lühtrid ja lambid;
• Suured kodumasinad;
• Kütteseadmed ja palju muud.

Sellest tulenevalt peate oma kodu kütmiseks tegema või ostma 10 kW tuulepargi - sellest peaks piisama kõigi vajaduste jaoks.

Tuulepark suudab toita nii traditsioonilisi elektriseadmeid kui ka madalpingeseadmeid – need töötavad 12 või 24 volti pealt. 220 V tuulegeneraator viiakse läbi vastavalt skeemile, kasutades invertermuundureid koos elektrienergia kogunemisega akudesse. 12, 24 või 36 V tuulegeneraatorid on lihtsamad – siin kasutatakse lihtsamaid stabilisaatoritega akulaadimise kontrollereid.

Kodune tuulegeneraator ja selle omadused

Enne kui räägime teile, kuidas teha tuuleveski elektrienergia tootmiseks, räägime sellest, miks te ei saa tehase mudelit kasutada. Tehase tuuleturbiinid on tõepoolest tõhusamad kui nende omatehtud kolleegid. Kõik, mida saab teha tootmises, on usaldusväärsem kui see, mida saab teha käsitöölistes tingimustes. See reegel kehtib ka tuuleturbiinide kohta.

Tuulegeneraatori isetootmine on kasulik selle madala hinna tõttu. Tehaseproovid võimsusega 3 kW kuni 5 kW maksavad olenevalt tootjast 150-220 tuhat rubla. Nii kõrge hind seletab enamiku tarbijate jaoks poemudelite ligipääsmatust, sest see mõjutab ka tasuvusaega - mõnel juhul ulatub see 10-12 aastani, kuigi mõni mudel "lööb" end ära palju varem.

Tehase tuulepargid koduks on töökindlamad ja väiksema tõenäosusega rikki minna. Kuid iga rike võib põhjustada varuosadele tohutuid kulusid. Mis puutub omatehtud toodetesse, siis neid on lihtne ise parandada, kuna need on kokku pandud improviseeritud materjalidest. See õigustab kaugeltki mitte kõige täiuslikumat disaini.

Jah, 30 kW võimsusega tuulegeneraatorit on oma kätega väga raske valmistada, kuid igaüks, kes teab, kuidas tööriistadega töötada, suudab kokku panna väikese väikese võimsusega tuuleveski ja varustada end vajaliku elektrienergiaga.

Omatehtud tuulegeneraatori skeem - peamised komponendid

Omatehtud tuulegeneraatori valmistamine kodus on suhteliselt lihtne. Allpool näete lihtsat joonist, mis selgitab üksikute sõlmede asukohta. Selle joonise järgi peame tegema või ette valmistama järgmised sõlmed:

Omatehtud tuuleveski skeem.

• Terad - neid saab valmistada erinevatest materjalidest;
• Tuulegeneraatori generaator - saate osta valmis või ise valmistada;
• Sabaosa - suunab labad tuule suunas, võimaldades teil saavutada maksimaalset efektiivsust;
• kordaja - suurendab generaatori võlli (rootori) pöörlemiskiirust;
• Paigaldusmast - kõik ülaltoodud sõlmed hoitakse sellel;
• Pingutuskaablid - hoiavad kogu konstruktsiooni kinni ja hoiavad ära selle kukkumise tuuleiilide eest;
• Laadimiskontroller, akud ja inverter tagavad vastuvõetud elektrienergia muundamise, stabiliseerimise ja akumuleerimise.

Püüame koos teiega teha lihtsa pöörleva tuulegeneraatori.

Samm-sammult juhised tuulegeneraatori kogumiseks

Ka laps oskab plastpudelitest tuuleveski teha. See keerleb tuules lõbusalt ja teeb müra. Selliste tuulikute ehitamiseks on tohutult palju erinevaid skeeme, milles pöörlemistelg võib paikneda nii vertikaalselt kui ka horisontaalselt. Sellised asjad ei anna elektrit, kuid hajutavad suurepäraselt isiklikel kruntidel mutid, mis kahjustavad taimi ja kaevavad nende naaritsad kõikjale.

Kodus valmistatud isetehtud tuulegeneraator on mõneti sarnane sellise pudelituulikuga. Ainult suuruselt on see suurem ja disain on tõsisem. Aga kui sellise tuuliku külge kinnitada väike mootor, siis võib sellest saada elektriallikas ja toita isegi mõnda elektrilist asja, näiteks LED-i - selle võimsusest enamaks ei piisa. Vaadates sellise "mänguasja" skeemi, saate aru, kuidas teha täieõiguslik tuulegeneraator.

Tuuleveski generaatori valmistamine

Tuulepargi kokkupanemiseks vajame generaatorit ja seda iseergastusega. Teisisõnu, selle disain peab sisaldama magneteid, mis indutseerivad mähistes elektrit. Nii on mõned elektrimootorid paigutatud näiteks kruvikeerajate sisse. Kuid kruvikeerajast korraliku tuulegeneraatori valmistamine ei õnnestu - võimsus on lihtsalt naeruväärne, väikese LED-lambi töötamiseks piisab maksimumist.

Samuti ei tööta autogeneraatorist tuuleparki teha - see kasutab aku toitega ergutusmähist, nii et see meile ei sobi. Majapidamisfännist saame teha ainult aeda ründavatele lindudele karda. Seetõttu tuleb otsida tavalist sobiva võimsusega iseergastavat generaatorit. Veelgi parem, laiutage ja ostke ostetud mudel.

Generaatori ostmine on tõesti tulusam kui selle valmistamine - tehasemudeli kasutegur on suurem kui omatehtud mudelil.

Vaatame, kuidas oma tuuliku jaoks generaatorit oma kätega teha.

Selle maksimaalne võimsus on 3-3,5 kW. Selleks vajame:

• Staator - see on valmistatud kahest lehtmetallist, mis on lõigatud 500 mm läbimõõduga ringidena. Iga ringi külge on liimitud 12 neodüümmagnetit läbimõõduga 50 mm (servast veidi eemaldudes). Nende poolused peavad vahelduma. Samamoodi valmistame ette teise ringi, kuid ainult siinsed postid peaksid asuma nihkega;
• Rootor - see on konstruktsioon, mis koosneb 9 rullist, mis on keritud 3 mm läbimõõduga vasktraadiga lakiisolatsiooni. Teeme igas mähises 70 pööret, kuigi mõned allikad soovitavad teha 90 pööret. Mähiste paigutamiseks on vaja teha mittemagnetilisest materjalist alus;
• Telg - seda tuleb teha täpselt rootori keskel. Pealegi ei tohiks olla lööke, konstruktsioon peab olema hoolikalt tsentreeritud, muidu puruneb tuul selle kiiresti.

Asetame staatorid ja rootori - rootor ise pöörleb staatorite vahel. Nende elementide vaheline kaugus on 2 mm. Ühendame kõik mähised vastavalt allolevale skeemile, nii et saame ühefaasilise vahelduvvooluallika.

Valmistame terasid

Selles ülevaates valmistame üsna võimsa tuulegeneraatori - selle võimsus on tugeva tuule korral kuni 3-3,5 kW või mõõduka tuule korral kuni 1,5 või 2 kW. Pealegi osutub see erinevalt elektrimootorite generaatoritest üsna vaikseks. Järgmisena peate mõtlema labade asukohale. Sina ja mina otsustasime teha lihtsa kolme labaga horisontaalse tuulegeneraatori. Võiks mõelda ka vertikaalse tuulegeneraatori peale, kuid sel juhul jääb tuuleenergia kasutuskoefitsient madalam - keskmiselt 0,3.

Kui teete vertikaalse tuulegeneraatori, on sellel ainult üks eelis - see võib töötada igas tuule suunas.

Kodus on kõige lihtsam teha lihtsaid terasid. Nende valmistamiseks võite kasutada erinevaid materjale:

• Puit – aja jooksul võib see aga praguneda ja kuivada;
• Polüpropüleen - seda tüüpi plast sobib väikese võimsusega generaatoritele;
• Metall on töökindel ja vastupidav materjal, millest saab valmistada igas suuruses lõiketeri (hästi sobib lennunduses kasutatav duralumiinium).

Terade läbimõõtu aitab hinnata väike tabel. Kontrollige oma kohaliku tuule ligikaudset kiirust ja uurige, millise läbimõõduga tuleb tuulegeneraatori labad teha.

Tuuleturbiinile labade valmistamine polegi nii keeruline. Hoopis keerulisem on tagada, et kogu meie struktuur oleks tasakaalus – muidu lõhuvad tugevad tuuleiilid selle kiiresti. Tasakaalustamine toimub labade pikkuse korrigeerimise teel. Pärast seda ühendame labad oma tuulegeneraatori rootoriga ja paigaldame paigalduskohale konstruktsiooni, mille külge kinnitatakse sabaosa.

Käivitamine ja kinnitamine

Edaspidi on kõige olulisem valida masti paigaldamiseks õige koht. See peab olema rangelt vertikaalne. Labadega generaator asetatakse võimalikult kõrgele, kus on kõige tugevam tuul. Veenduge, et läheduses ei oleks metsaistandusi, üksikuid puid, maju ja suuri õhuvoolu takistavaid ehitisi – häirete korral asetage tuulegeneraator neist eemale.

Niipea, kui tuulegeneraator hakkab liikuma, peate tegema järgmist - ühendage generaatori pistikupessa multimeeter ja kontrollige pinget. Nüüd on süsteem täielikuks tööks valmis, jääb üle vaid otsustada, milline pinge majja tarnitakse ja kuidas see juhtub.

Tarbijate ühendamine

Oleme juba suutnud teha madala müratasemega tuuliku ja üsna võimsa. On aeg elektroonika sellega ühendada. Oma kätega tuulikuid 220 V jaoks kokku pannes peate hoolitsema invertermuundurite ostmise eest. Nende seadmete efektiivsus ulatub 99% -ni, seega on kaod tarnitud alalisvoolu muundamisel 220-voldise pingega vahelduvvooluks minimaalsed. Kokku on süsteemil kolm täiendavat sõlme:

• Aku – kogub üleliigset toodetud elektrit edaspidiseks kasutamiseks. Neid ülejääke kasutatakse tarbijate toitmiseks rahulikel perioodidel või siis, kui puhub väga nõrk;

Veel hiljuti peeti tuulikuid harulduseks, kuid tänapäeval areneb see valdkond kiiresti ning paljud on saanud kogemusi elektrienergia tootmiseks tuulikute loomisel. Selliseid seadmeid saab kasutada erinevates valdkondades – veevarustuseks, eramajade elektrifitseerimiseks, põllumajandusüksuste (näiteks purustid) käitamiseks või vee soojendamiseks kodu soojendamiseks.

Tööstusmudelitel on palju eeliseid, välja arvatud maksumus. Seetõttu saame täna teada, kuidas tuulegeneraatorit oma kätega teha ja milliseid materjale / tööriistu selleks vaja on.

Tuulegeneraatori disainiomadused ja mehaanika

Tuulegeneraatori tööpõhimõte on kineetilise energia muundamine elektriks. Seade koosneb mitmest süsteemielemendist, millest igaühel on oma funktsioon. Proovime selle välja mõelda.

Märge! Tuulegeneraatorid võivad olla pöörlevad (vertikaalsed) ja klassikalised (horisontaalsed). Viimased on suurema kasuteguriga, mistõttu valmistatakse neid sagedamini kui teisi.

Tasub teada, et vertikaaltuulikud tuleb pöörata tuule poole, sest kõrvalvooluga nad lihtsalt ei suuda toimida. Horisontaalsetel generaatoritel on ka muid eeliseid. Teeme nendega tuttavaks.

1. Pöörlevate seadmete turbiinid "püüavad kinni" tuule, olenemata sellest, kummalt poolt see puhub. Mis on äärmiselt mugav piirkonnas ebastabiilse / muutliku tuule korral.
2. Horisontaalset tuulikut on palju lihtsam ehitada kui horisontaalset.
3. Konstruktsioon võib asuda otse maapinnal, kuid eeldusel, et seal on piisavalt tuult.

Mis puudutab miinuseid, siis horisontaalsel tuulegeneraatoril on ainult üks - üsna madal efektiivsus.

Arvutame tulevase tuulegeneraatori võimsuse

Esiteks peaksite oma kätega välja selgitama, kui palju võimsust tuulegeneraatoril peaks olema, millised on selle funktsioonid ja koormused. Reeglina kasutatakse alternatiivseid elektrienergia allikaid abistamiseks, see tähendab, et need on mõeldud põhitoiteallika abistamiseks. Seega, kui süsteemi võimsus on isegi 500 vatti, on see juba üsna hea.

Märge! Keskmise suurusega eramaja kütmiseks vajate umbes kaks kuni kolm kilovatti.

Tuuleturbiini lõplik võimsus sõltub aga muudest teguritest, sealhulgas:

• tuule kiirus;
• terade arv.

Horisontaalset tüüpi kinnitusdetailide sobiva suhte väljaselgitamiseks soovitame tutvuda alloleva tabeliga. Selles ristmikul olevad numbrid on nõutav võimsus (näidatud vattides).

Tabel. Horisontaalsete tuulegeneraatorite vajaliku võimsuse arvutamine.

1 m	3	8	15	27	42	63	90	122	143
2 m	13	31	63	107	168	250	357	490	650
3 m	30	71	137	236	376	564	804	1102	1467
4 m	53	128	245	423	672	1000	1423	1960	2600
5 m	83	166	383	662	1050	1570	2233	3063	4076
6 m	120	283	551	953	1513	2258	3215	4410	5866
7 m	162	384	750	1300	2060	3070	4310	6000	8000
8 m	212	502	980	1693	2689	4014	5715	7840	10435
9 m	268	653	1240	2140	3403	5080	7230	9923	13207

Näiteks kui teie piirkonnas on tuule kiirus valdavalt 5–8 meetrit sekundis ja tuulegeneraatori nõutav võimsus on 1,5–2 kilovatti, siis peaks konstruktsiooni läbimõõt vastama umbes 6 meetrile või enamale.

Millised peaksid olema terad?

Terade kuju võib olla:

• purjetamine;
• tiivuline.

Mis puutub purje-tüüpi labadesse, siis need on lamedad ja seetõttu vähem tõhusad. Need ei võta arvesse aerodünaamikat, vaid pöörlevad eranditult tuulevoolu survel. Selle tulemusena ei muudeta elektrienergiaks rohkem kui 10 protsenti kogu energiast. Kuid tiibadega labade puhul on sise- ja välispinna pindala erinev. Samuti väärib märkimist, et sellised labad peaksid asuma tuule suhtes 7-10 kraadise nurga all.

Nüüd paar sõna materjalist, millest terad peaksid olema. Iidsete tuuleveskite jaoks kasutati toniseerivaid puitkarkasse, mis koosnesid postidest ja sillustest. Sellistele raamidele venitati spetsiaalsed riidest "tiivad". Kanga kulumise korral vahetati see lihtsalt uue vastu. Kuigi on ka alternatiivne võimalus - võtta nendel eesmärkidel tihedaid materjale (näiteks tent).

Kuigi oma kätega saate terasid valmistada kaasaegsematest materjalidest.

1. Kui propeller on väike, võivad selle labadena olla tükkideks lõigatud PVC-torud.
2. Võite kasutada ka kergmetalle (näiteks duralumiinium).
3. Kui plaanite kasutada "purjesid", saab need vineerist välja lõigata.
4. Lõpuks, suure seadme jaoks saab terad valmistada laudadest (isegi kui need on rasked, pole vahet, vajate neid lihtsalt üksteise tasakaalustamiseks).

Märge! Kui piirkonnas on ülekaalus puhanguline tuul, on parem eelistada tugevaid labasid - see tagab kogu süsteemi stabiilsema toimimise.

Mis puudutab torude läbimõõtu, siis see peaks vastama 1/5 nende kogupikkusest. Kõik need torud lõigatakse pikisuunas neljaks tükiks ja põhjas on vaja lõigata 5x5 ristkülik (seal on kinnitusdetailid) ja pärast seda teha kaldus lõige, mille tõttu iga tera kitseneb aluselt. Emeryt kasutatakse rebenenud serva töötlemiseks.

Vertikaalse tuulegeneraatori valmistamine kodus

Ja nüüd uurime välja, kuidas tegelikult tuulegeneraatorit käsitsi tehakse. Protseduur koosneb mitmest etapist, tutvume igaühe omadustega.

Esimene etapp. Valmistame ette tööriistad ja materjalid

Turbiini suurusele ei esitata mingeid nõudeid – mida suurem see on, seda parem süsteemile endale. Ja selles artiklis toodud näites on turbiini läbimõõt 60 sentimeetrit.

Vertikaalse turbiini ise valmistamiseks valmistage ette:

• roostevabast terasest toru läbimõõduga 60 sentimeetrit;
• kruvid, mutrid ja muud kinnitusdetailid;
• paar plastkettaid läbimõõduga 60 sentimeetrit (oluline on, et plast oleks vastupidav);
• rummu autost aluse jaoks;
• nurgad, millega labad kinnitatakse (iga elemendi kohta - kuus tükki; see tähendab kokku 36 koopiat).

Lisaks hoolitsege esmalt järgmiste tööriistade eest:

• võtmed;
• pusle;
• mask;
• kaitsekindad;
• bulgaaria keel;
• kruvikeeraja;
• elektriline puur.

Terade tasakaalustamiseks võib kasutada magneteid või väikseid metallplaate. Kui tasakaalustamatus on väike, võite lihtsalt puurida sobivatesse kohtadesse augud.

Teine etapp. Koostab joonise

Ilma joonistuseta kindlasti ei saa. Võite kasutada allolevat või luua oma.

Kolmas etapp. Vertikaalse tuuleveski valmistamine

Samm 1. Kõigepealt võtke metalltoru ja lõigake see pikisuunas nii, et tulemuseks on kuus ühesuurust tera.

2. samm Lõika plastikust välja paar ühesugust ringi läbimõõduga 60 sentimeetrit. Need toimivad turbiini alumise ja ülemise osa tugedena.

3. sammÜlemisse toesse saate lõigata väikese augu (läbimõõduga umbes 30 sentimeetrit), mis muudab ehituse mõnevõrra lihtsamaks.

4. samm Märkige auto rummul olevad augud samade aukudega alumises plasttoes, mida on vaja kinnitusteks. Kasutage aukude tegemiseks puurit.

5. samm Märkige labade asukoht vastavalt mallile (peaksite saama paar kolmnurka, mis näivad moodustavat tähe). Märkige kohad nurkade kinnitamiseks. Mõlemal toel peaks kõik olema sama.

6. samm Lõika lõiketerad ära. Veski abil saate neid korraga lõigata mitu.

7. samm Märkige labadele ja nurkadele kinnituskohad. Tehke kõik need augud.

8. sammÜhendage terad alustega nurkade, poltide ja mutritega.

Märge! Seadme võimsus sõltub suuresti terade pikkusest, kuid kui viimased on suured, on neid palju keerulisem tasakaalustada. Lisaks võib konstruktsioon tugeva tuule mõjul "lahti minna".

Neljas etapp. Valmistame generaatori

Sel juhul peab generaator olema iseergastuv ja alati püsimagnetitel. Kui võtta autolt tavaline generaator, siis siin toimib pingemähis akust ehk pinge puudumisel ergutust ei teki. Seega, kui kasutada akuga paralleelselt lihtsat generaatorit ja tuul on pikka aega suhteliselt nõrk, saab aku peagi lihtsalt tühjaks ja hiljem tuule taastudes tuulegeneraator enam ei käivitu.

Süsteemi saab teha ka neodüümmagnetitele. Selline seade toodab 1,5 kilovatist (kui tuul on nõrk) kuni 3,5 kilovatini (kui tuul on tugev). Sellise generaatori loomise samm-sammuline juhend on järgmine.

Samm 1. Tee paar metallist pannkooki, millest igaüks oleks umbes 50 sentimeetrit pikk.

2. samm Superliimi kasutades liimige pannkookidele kogu perimeetri ulatuses neodüümmagnetid mõõtmetega 2,5x5,0,12 sentimeetrit (igaüks kaksteist tükki).

3. samm Asetage pannkoogid üksteise vastas, ärge unustage polaarsust.

4. samm Asetage nende vahele isetehtud staator (teha 0,3 sentimeetrise ristlõikega traadist 9 mähist, igaüks 70 pööret). Ühendage mähised "tärniga" (nagu on näidatud pildil), seejärel täitke polümeervaiguga. Samal ajal on oluline, et mähised oleksid ühes suunas keritud, võite värvilise isoleerlindiga märkida mähise lõpu / alguse - nii on mugavam.

5. samm Staator peaks olema umbes 2 sentimeetrit paks. Mähis peaks välja tulema mutritega poltide abil. Rootori ja staatori vaheline kaugus peab olema 2 mm.

Magnetid tõmbavad üsna tugevalt ligi ja sujuvaks ühenduseks tuleb neisse augud teha ja naastude jaoks niidid läbi lõigata. Joondage kohe rootorid, seejärel langetage mutrivõtmete abil ülemine osa alla. Seejärel saate ajutised juuksenõelad eemaldada.

Märge! Ülalkirjeldatud generaatorit saab kasutada mitte ainult vertikaalsete, vaid ka horisontaalsete tuuleveskite jaoks.

Viies etapp. Kogu konstruktsiooni kokkupanek

Esmalt paigaldage mastile spetsiaalne kronstein, mille kaudu kinnitatakse staator (millel võib omakorda olla kolm või kuus tera). Kinnitage rummu kronsteini kohal samade mutritega. Kruvige kinni neli naast, mis on rummu, valmis generaatori juures. Pärast seda ühendage staator kronsteiniga, mis on kinnitatud masti külge. Kinnitage turbiin teise rootoriplaadi külge. Ühendage staatori juhtmed klemmide abil pingeregulaatoriga.

Kuues etapp. Paigaldame agregaadi, mis suudab tuule elektriks muuta

Kogu tuuleturbiini oma kätega paigaldamiseks peate järgima samme, mis on toodud allpool samm-sammult juhiste kujul.

Samm 1. Betoon maasse on usaldusväärne ja kindel alus.

2. samm Betoonmörti valades lisage massiivse hinge kinnitamiseks vajalikud naastud (seda kõike on lihtne oma kätega teha).

3. samm Kui betoon on täielikult kõvenenud, asetage hing naastudele ja kinnitage mutritega.

4. samm Paigaldage mast hinge liikuvasse ossa.

5. samm Kinnitage 3 või 4 traati masti ülaossa (võite kasutada äärikut või keevisõmblust). Teil on vaja ka teraskaablit.

6. samm Tõstke mast hingele ühe ettevalmistatud trossi abil (saate tõmmata autoga).

7. samm Kogu masti vertikaalsus on traksidega rangelt fikseeritud.

Kuhu saab sellist tuulegeneraatorit paigaldada?

Selle töö efektiivsus sõltub suuresti sellest, kui õigesti valite tuulegeneraatori paigaldamise koha. Koht peaks olema selline, et süsteemi labad saaksid võimalikult palju tuult. Koht peaks olema avatud ja kõrgendatud (näiteks maja katus, kuid võimalikult kaugel puudest ja muudest ehitistest). Ilmselgelt ei peitu selle põhjus mitte ainult häiretes, vaid ka seadme poolt töö ajal tekitatavas müras, mis ei pruugi meeldida naabritele või omanikele endile.

Probleemiga üksikasjalikumalt tutvumiseks soovitame vaadata allolevat temaatilist videot.

Video - kuidas teha majapidamises kasutatava ventilaatori abil tuulegeneraatorit

Pöörlev (horisontaalne) tuulegeneraator

Selline seade saab hakkama väikese maja või mitme kõrvalhoone elektrivarustusega. Tuulegeneraatori maksimaalne võimsus ei ületa 1,5 kilovatti.

Tööks valmistumine:

• auto generaator 12 vatti;
• relee, aku kontrolltuli;
• aku ise on 12 vatti;
• voolumuundur;
• suur duralumiiniumist või roostevabast terasest valmistatud pott või ämber;
• paar klambrit generaatori masti külge kinnitamiseks;
• lüliti;
• traat, 0,4 ja 0,25 sentimeetrit;
• poldid, mutrid, seibid;
• voltmeeter.

Vajalikud tööriistad on samad, mis eelmisel juhul. Kõigepealt võtke pott (või ämber) ja jagage see mõõdulindiga markeri abil neljaks identseks osaks. Lõika lõiketerad välja, kuid ära lõika lõpuni (nagu on näidatud pildil).

Tehke põhja poltide jaoks augud, seejärel painutage terasid, kuid mitte väga palju. Võtke arvesse asjaolu, kuidas generaator pöörleb (päripäeva või vastupäeva).

Järgmisena kinnitage pann juba ettevalmistatud labadega rihmarattale, kinnitage poltidega. Paigaldage generaator eelnevalt kinnitatud mastile (selleks kasutage kaasasolevaid klambreid), seejärel ühendage kõik kaablid ja pange vooluahel kokku. Kirjutage kogu vooluring ümber, kinnitage juhtmed toele.

Kasutage aku ühendamiseks maksimaalselt 1 meetri pikkust 4 mm kaablit. Kasutage koorma ühendamiseks väiksemat kaablit. Paigaldage ka inverter. Allpool on näide ühendusskeemist.

Nagu näete, on täiesti võimalik oma kätega tuulegeneraatorit ehitada. Disain võib olla kahte tüüpi, kuid oskuste ja piisava innukuse korral saate tööga isegi üksi hakkama. See on kõik, palju õnne!

Lugemisaeg ≈ 4 minutit

Oma kätega tuulegeneraatorit valmistades saate oluliselt vähendada elektriarveid ja tagada endale riigis varuenergiaallika.

Valmis tuulegeneraatori ostmine on majanduslikult põhjendatud ainult siis, kui puudub võimalus elektrivõrguga liitumiseks. Seadmete ja nende hoolduse maksumus on sageli kõrgem nende kilovattide hinnast, mida te lähiaastatel elektrivarustusfirmalt ostate. Kuigi võrreldes väikese võimsusega bensiini- või diiselgeneraatorite kasutamisega, võidab siin keskkonnasõbralik energiaallikas hoolduskulude, mürataseme ja kahjulike heitmete puudumise osas. Ajutist tuulepuudust saab kompenseerida pingemuunduriga akude kasutamisega.

Mõningaid isetegemise detaile kasutades kokku pandud tuuleturbiin võib olla mitu korda odavam kui valmiskomplekt. Kui otsustate tõsiselt muuta oma maamaja energiasõltumatuks, kuid ei taha kellelegi üle maksta, on omatehtud tuulegeneraator õige otsus.

Tuulegeneraatori võimsus

Enne tööle asumist tuleb otsustada, kas võimsa tuulegeneraatori järele on reaalne vajadus näiteks toidu valmistamiseks, elektritööriistade kasutamiseks, vee soojendamiseks või kütmiseks. Võib-olla piisab, kui ühendate valgustuse, väikese külmkapi, teleri, laadite telefoni? Esimesel juhul vajate tuulikut võimsusega 2–6 kW ja teisel juhul võite piirduda 1–1,5 kW-ga.

Samuti on olemas horisontaalsed ja vertikaalsed tuulegeneraatorid. Vertikaalse teljega saab kasutada erineva kujuga labasid, need võivad olla pikendustel pöörlevad lamedad või kumerad metallilehed. On olemas ühe keeratud teraga variant. Generaator ise asub maapinna lähedal. Kuna labade kiirus on madal, on mootoril suur mass ja vastavalt ka maksumus. Vertikaalse disaini eeliseks on lihtsus ja võime töötada nõrga tuulega.

Selles ülevaates käsitletakse küsimust, kuidas oma kätega horisontaalset tuulegeneraatorit teha. Selle jaoks saate kasutada erinevat tüüpi saadaolevaid generaatoreid ja muundatud elektrimootoreid.

Tuulegeneraatori konstruktsioon 220 V jaoks:

1. Tööstusliku tootmise elektrigeneraator.
2. Tuuliku labad ja masti küljes pöördmehhanism.
3. Aku laadimise juhtimisahel.
4. Ühendusjuhtmed.
5. Paigaldusmast.
6. Venitusarmid.

Kasutame "jooksuraja" alalisvoolumootorit, sellel on järgmised parameetrid: 260V, 5A. Generaatori efekti saame tänu seda tüüpi elektrimootorite magnetväljade pöörduvusele.

Vajalikud materjalid ja tarvikud

Kõik üksikasjad leiate hõlpsalt riistvara või ehituspoodidest. Meil on vaja:

• soovitud suurusega keermestatud varrukas;
• dioodsild, voolutugevus 30-50A;
• PVC toru.

Tuuleveski saba ja korpus võivad olla valmistatud järgmistest materjalidest:

• Terasprofiiltoru 25 mm;
• maskeeriv äärik;
• haru torud;
• poldid;
• seibid;
• isekeermestavad kruvid;
• šotlane.

Tuulegeneraatori kokkupanek vastavalt joonistele

Tuuleveski labad saab valmistada duralumiiniumist vastavalt antud joonistele. Osa tuleb kvaliteetselt lihvida, tehes samal ajal esiserva ümaraks ja teritades tagaosa. Sääre jaoks sobib piisava jäikusega plekitükk.

Kinnitame hülsi elektrimootori külge ja puurime selle korpusele kolm auku üksteisest võrdsel kaugusel. Need tuleb poltide jaoks keermestada.

Lõikame PVC toru pikisuunas ja kasutame seda nelinurkse toru ja generaatori korpuse vahel.

Samuti kinnitame isekeermestavate kruvide abil mootori lähedal oleva dioodisilla.

Ühendame mootori musta juhtme dioodisilla plussiga ja punase miinusega.

Kinnitame varre isekeermestavate kruvidega toru vastasotsa.

Ühendame labad rummuga poltide abil, kindlasti kasutage iga poldi jaoks kahte seibi ja kasvatajat.

Keerame hülsi mootori võllile vastupäeva, hoides telge tangidega.

Kruvime haru toru gaasivõtmega maskeeritava ääriku külge.

Fikseeritud mootori ja varrega torul on vaja leida tasakaalupunkt. Siinkohal kinnitame konstruktsiooni masti külge.

Kõik metallosad, mis võivad läbida korrosiooni, on soovitav katta kvaliteetse emailiga.

Eramu tuulegeneraator tuleks paigaldada mõnele kaugusele põhihoonetest, mast tuleb kinnitada teraskaabli traksidega. Kõrgus oleneb võimalikust tuule tugevusest, maastikust ja elektrijaama ümbritsevatest tehistakistustest.

Elektrivool pärast dioodsilda peab voolama läbi juhtampermeetri aku laadimise elektroonilisse vooluringi. Otse sellise generaatori külge saate ühendada väikese võimsusega hõõglambid. Laetud akud tagavad stabiilse konstantse pinge. Soovitatav on kasutada valgustamiseks (halogeenlambid ja LED-ribad), või viia inverterisse, et saada 220V AC ja ühendada kõik kodumasinad, mille võimsus ei ületa inverteri parameetreid.

Esitatud foto- ja videoteave annab teile parema ülevaate tuulegeneraatori oma kätega kokkupanemisest.

Video tuulegeneraatori valmistamisest oma kätega