Myšlenka vyrobit větrný generátor vlastníma rukama vznikla, když byl získán pozemek, kde nebyla dodávána elektřina.
Na místě nešla elektřina a každý si tento problém vyřešil po svém, hlavně kvůli solárním panelům a plynovým generátorům.
Jakmile byl dům postaven, první věc, na kterou bylo třeba myslet, bylo osvětlení a byl zakoupen solární panel o výkonu 120 wattů. V létě fungoval dobře, ale v zimě jeho účinnost výrazně klesla a v zatažených dnech dával proud jen 0,3-0,5A/h, to mi vůbec nevyhovovalo, jelikož i tam bylo sotva dost světla a to bylo také nutné pro napájení notebooku a další drobné elektroniky.
Proto bylo rozhodnuto postavit si větrný generátor doma, aby bylo možné využívat i větrnou energii.
Nejprve byla touha postavit plachetní větrnou turbínu. Tento typ větrných turbín se mi velmi líbil a po nějaké době strávené na internetu se mi v hlavě a v počítači nashromáždilo mnoho materiálů o těchto větrných generátorech. Stavba větrného generátoru pro plachtění je však poměrně nákladná záležitost, protože takové malé větrné generátory se nestaví a průměr vrtule větrného generátoru tohoto typu musí být alespoň pět metrů.
Nebylo možné vytáhnout velký větrný generátor, ale přesto jsem opravdu chtěl zkusit vyrobit větrný generátor, alespoň s nízkým výkonem, na nabíjení baterie. Horizontální vrtulový větrný generátor okamžitě zmizel, protože jsou hlučné, jsou potíže s výrobou sběracích kroužků a ochranou větrného generátoru před silným větrem a je také obtížné vyrobit správné listy.
Chtěl jsem něco jednoduchého a nízkorychlostního, po shlédnutí pár videí na internetu se mi moc líbily vertikální větrné turbíny typu Savonius.
Ve skutečnosti se jedná o analogy řezaného sudu, jehož poloviny jsou od sebe posunuty v opačných směrech. Při hledání informací jsem našel pokročilejší typ těchto větrných turbín – Ugrinsky rotor.
Obyčejní Savoniové mají velmi malý KIEV (faktor využití větrné energie), bývá to jen 10-20% a rotor Ugrinsky má KIEV vyšší díky využití větrné energie odražené od lopatek.
Níže jsou ilustrativní obrázky pro pochopení principu robotů tohoto rotoru
Schéma pro označení souřadnic lopatek
KIEV rotoru Ugrinsky je deklarován až 46 %, což znamená, že není horší než horizontální větrné turbíny. No a praxe ukáže co a jak.
Výroba lopatek větrných turbín
Před zahájením výroby rotoru jsme nejprve vyrobili modely z pivních plechovek o dvou rotorech. Jeden model klasického Savonia a druhý Ugrinsky. Na modelech bylo patrné, že rotor Ugrinsky pracuje znatelně při vyšších otáčkách ve srovnání se Savoniem a bylo rozhodnuto ve prospěch Ugrinského.
Bylo rozhodnuto vyrobit dvojitý rotor, jeden na druhém s otočením o 90 stupňů, aby bylo dosaženo rovnoměrnějšího točivého momentu a lepšího startu.
Materiály pro rotor jsou nejjednodušší a nejlevnější. Čepele jsou vyrobeny z hliníkového plechu o tloušťce 0,5 mm. Z překližky o tloušťce 10 mm jsou vyříznuty tři kruhy. Kruhy byly nakresleny podle výše uvedeného výkresu a byly vytvořeny drážky o hloubce 3 mm pro vložení lopatek. Upevnění lopatek se provádí na malých rozích a stahuje se pomocí šroubů. Navíc, pro pevnost celé sestavy, jsou překližkové disky taženy k sobě s kolíky podél okrajů a uprostřed, ukázalo se, že jsou velmi tuhé a odolné.
Velikost výsledného rotoru je 75 x 160 cm, na materiály rotoru bylo vynaloženo asi 3600 XNUMX rublů.
Výroba generátorů
Před výrobou generátoru se hledalo mnoho hotového generátoru, ale v prodeji není téměř žádný a to, co se dá objednat přes internet, stálo slušné peníze. Vertikální větrné generátory mají nízkou rychlost a v průměru pro tuto konstrukci asi 150-200 ot / min. A pro takové revoluce je těžké najít něco připraveného a nevyžadujícího multiplikátor.
Při hledání informací na fórech se ukázalo, že mnoho lidí vyrábí generátory sami a není na tom nic složitého. Rozhodnutí padlo ve prospěch podomácku vyrobeného generátoru s permanentními magnety. Jako základ byl vzat klasický design axiálního generátoru s permanentními magnety, vyrobený na náboji automobilu.
Nejprve byly objednány neodymové pukové magnety pro tento generátor v počtu 32 kusů o rozměrech 10 * 30 mm. Zatímco se vyráběly magnety, vyráběly se další části generátoru. Po výpočtu všech rozměrů statoru pro rotor, který je sestaven ze dvou brzdových kotoučů z vozu VAZ na náboji zadního kola, byly navinuty cívky.
Na navíjení cívek byl vyroben jednoduchý ruční stroj. Počet cívek je 12, tři na fázi, protože generátor je třífázový. Na kotoučích rotoru bude 16 magnetů, tento poměr je 4/3 místo 2/3, takže generátor bude tišší a výkonnější.
Na navíjení cívek byl vyroben jednoduchý stroj.
Umístění cívek statoru je vyznačeno na papíře.
Pro vyplnění statoru pryskyřicí byla vyrobena překližková forma. Před litím byly všechny cívky zapájeny do hvězdy a dráty byly vyvedeny vyříznutými kanály.
Cívky statoru před plněním.
Čerstvě odlitý stator, před zalitím byl na dno položen kruh ze skleněné síťoviny a po položení cívek a nalití epoxidu na ně byl položen druhý kruh, je to pro dodatečnou pevnost. Mastek se do pryskyřice přidává kvůli pevnosti, díky čemuž je bílá.
Magnety na discích jsou také vyplněny pryskyřicí.
A tady je již sestavený generátor, základna je také z překližky.
Po vyrobení byl generátor okamžitě ručně zkroucen pro charakteristiku proud-napětí. K němu byla připojena 12voltová motocyklová baterie. Ke generátoru byla připevněna rukojeť a při pohledu na vteřinovou ručičku a otáčení generátoru byla získána některá data. Na baterii při 120 otáčkách za minutu se ukázalo 15 voltů 3,5A, silný odpor generátoru neumožňuje točit rychleji ručně. Maximální volnoběh při 240 ot./min 43 voltů.
Připojení generátoru
Pro generátor byl sestaven diodový můstek, který byl zabalen do pouzdra a na pouzdro byla namontována dvě zařízení: voltmetr a ampérmetr. Také mu známý elektrotechnik připájel jednoduchý ovladač. Princip ovladače je jednoduchý, při plném nabití baterií ovladač připojí přídavnou zátěž, která sní všechnu přebytečnou energii, aby se baterie nedobíjely.
První řadič pájený kamarády mi úplně nevyhovoval a tak byl pájen spolehlivější softwarový řadič.
Instalace větrné turbíny
Pro větrný generátor byl vyroben výkonný rám z dřevěných tyčí 10 x 5 cm. Pro spolehlivost byly podpěrné tyče zakopány do země o 50 cm a celá konstrukce byla dodatečně vyztužena striemi, které byly přivázány k rohům poháněným do země. Tento design je velmi praktický a rychle se instaluje a také se snadněji vyrábí než svařuje. Proto bylo rozhodnuto stavět ze dřeva a kov je drahý a svařování zatím není kde zapnout.
Zde je hotový větrný generátor.
Na této fotografii je pohon generátoru přímý, ale později byl vyroben multiplikátor pro zvýšení rychlosti generátoru.
Generátor je poháněn řemenem, převodový poměr lze měnit výměnou řemenic.
Následně byl generátor připojen k rotoru přes násobič. Obecně platí, že větrný generátor produkuje 50 wattů při větru 7-8 m/s, nabíjení začíná při větru 5 m/s, začíná se sice otáčet při větru 2-3 m/s, ale rychlost je příliš nízká pro nabití baterie.
Postupem času se plánuje zvednout větrný generátor výše a přepracovat některé komponenty instalace a je také možné vyrobit nový větší rotor.
V místech bez elektřiny je problém s dobíjením smartphonů a dalšího vybavení. Používání powerbanky je pouze dočasné opatření. Mnohem spolehlivější je získat bezplatný alternativní zdroj energie. Ve své kvalitě je vhodný domácí miniaturní větrný generátor. Jeho výkon stačí na dobití smartphonu.
Materiály:
-
(ano, přesně na 220 V, to není překlep);
- PVC trubka 32 mm;
- PVC trubka 50 mm;
- adaptér od 32 do 50 mm;
- 2 šnekové svorky;
- kus PVC nebo plexisklové desky;
- šroub M10 80 mm;
- 2 matice M10;
- ložisko o vnějším průměru 32 mm;
- lopatky z domácího ventilátoru;
- směs cementu a písku.
;
.
Výroba větrného mlýna
Nejprve vysvětlím něco o srdci našeho větrného mlýna, kterým je 220V motor-mini generátor zakoupený na Aliexpressu.
Jedná se o třífázový bezkomutátorový elektromotor (výkon 50 W), který je při jmenovitých otáčkách (10000 220 ot./min.) schopen generovat asi 12 voltů třífázového napětí. Ale protože je nemožné vytvořit takové otáčky pomocí větru, máme k dispozici pouze slabé otáčení, taková turbína nám dá asi 20-XNUMX V. To bude pro naše účely stačit.
Bereme PVC trubku.
K okraji kanalizační PVC trubky 32 mm je horkým lepidlem přilepen motor. Pro spolehlivost musí být zajištěna dvojicí šnekových svorek.
Po ustoupení 50 mm od motoru je v potrubí vytvořen průchozí otvor pomocí vrtáku d10 mm, jako na fotografii. Samotnou trubku je třeba odříznout. Stačí nechat 35-40 cm.
Na opačném okraji trubky od motoru se provede podélný řez o délce 25-30 mm. Je nutné, aby odpovídala směru dříve vyrobeného otvoru.
Ocas větrného mlýna je vyříznut z kusu plastu nebo stohu. Pomocí termální pistole se vlepí do štěrbiny na trubici.
Na ložisku je namontován PVC adaptér od 32 mm do 50 mm. Pokud je trochu menší, pak můžete použít distanční vložku z kousku trubky.
Pokud je přistávací průměr na lopatkách o něco větší, měli byste na hřídel nasadit vhodnou trubku a navíc použít tavné lepidlo.
K ochraně motoru před srážkami je na něm nalepen kryt. K tomu můžete použít kus řezaný podél kanalizační trubky 50 mm.
Chcete-li opravit větrný generátor, musíte vytvořit těžký stojan. Nejjednodušší je beton promíchat a vylít do čtvercového tvaru z cihel.
Do výsledné betonové podložky se svisle vloží 50 mm PVC trubka, vyjmutá z adaptéru na skříni ventilátoru. Druhý den je beton již dostatečně pevný, aby udržel generátor.
Když je generátor vystaven větru, vyrábí energii se skokovým napětím, to je normální. Když připojíte LED žárovku, můžete vidět, že bliká. Vodiče od motoru připájeme nejprve k třífázovému usměrňovači.
Poté je dodáváno stabilní napětí bez kritických přepětí, vhodné pro nabíjení smartphonu s napětím 5V.
Jedná se o levný větrný generátor, který se poměrně snadno vyrábí. Dá se dát na balkon, pokud nebydlíte v přízemí. A vítr by měl stačit na nabití baterie mobilního telefonu.
