Come realizzare un controller per un generatore eolico con le tue mani: dispositivo, principio di funzionamento, schema di montaggio

Quali turbine eoliche sono le più efficienti

Orizzontale

verticale

Questo tipo di attrezzatura ha guadagnato la massima popolarità, in cui l'asse di rotazione della turbina è parallelo al suolo. Tali generatori eolici sono spesso chiamati mulini a vento, in cui le pale girano contro il flusso del vento. Il design dell'attrezzatura include un sistema per lo scorrimento automatico della testa.È necessario trovare il flusso del vento. È necessario anche un dispositivo per girare le lame in modo da utilizzare anche una piccola forza per generare elettricità. L'uso di tali apparecchiature è più appropriato nelle imprese industriali che nella vita di tutti i giorni. In pratica sono più spesso utilizzati per realizzare impianti eolici.

I dispositivi di questo tipo sono meno efficaci nella pratica. La rotazione delle pale della turbina avviene parallelamente alla superficie terrestre, indipendentemente dalla forza del vento e dal suo vettore. Anche la direzione del flusso non gioca un ruolo, con alcun impatto gli elementi di rotazione scorrono contro di essa. Di conseguenza, il generatore eolico perde parte della sua potenza, il che porta a una diminuzione dell'efficienza energetica dell'impianto nel suo insieme. Ma in termini di installazione e manutenzione, le unità in cui le lame sono disposte verticalmente sono più adatte all'uso domestico. Ciò è dovuto al fatto che il gruppo del cambio e il generatore sono montati a terra. Gli svantaggi di tali apparecchiature includono un'installazione costosa e seri costi operativi. È necessario spazio sufficiente per montare il generatore. Pertanto, l'uso di dispositivi verticali è più appropriato nelle piccole aziende private.

A due lame	Tre lame	multilama
Questa tipologia di unità è caratterizzata dalla presenza di due elementi di rotazione. Questa opzione è praticamente inefficiente oggi, ma è abbastanza comune a causa della sua affidabilità.	Questo tipo di attrezzatura è la più comune. Le unità a tre lame sono utilizzate non solo nell'agricoltura e nell'industria, ma anche nelle abitazioni private. Questo tipo di attrezzatura ha guadagnato popolarità grazie alla sua affidabilità ed efficienza.	Quest'ultimo può avere 50 o più elementi di rotazione. Per garantire la generazione della necessaria quantità di energia elettrica, non è necessario far scorrere le lame stesse, ma portarle al numero di giri richiesto. La presenza di ogni ulteriore elemento di rotazione prevede un aumento del parametro della resistenza totale della ruota eolica. Di conseguenza, l'uscita dell'apparecchiatura al numero di giri richiesto sarà problematica. I dispositivi a carosello dotati di una pluralità di lame iniziano a ruotare con una piccola forza del vento. Ma il loro uso è più rilevante se il fatto stesso dello scorrimento gioca un ruolo, ad esempio quando è necessario pompare acqua. Per garantire efficacemente la generazione di una grande quantità di energia, non vengono utilizzate unità multilame. Per il loro funzionamento è necessaria l'installazione di un dispositivo ad ingranaggi. Ciò non solo complica l'intero design dell'apparecchiatura nel suo insieme, ma la rende anche meno affidabile rispetto a quelle a due e tre pale.

Con lame dure

Unità a vela

Il costo di tali unità è maggiore a causa dell'alto costo di produzione delle parti rotanti. Ma rispetto alle apparecchiature a vela, i generatori con pale rigide sono più affidabili e hanno una lunga durata. Poiché l'aria contiene polvere e sabbia, gli elementi rotanti sono soggetti a un carico elevato. Quando l'apparecchiatura funziona in condizioni stabili, richiede la sostituzione annuale della pellicola anticorrosione applicata alle estremità delle lame. Senza questo, l'elemento di rotazione inizia a perdere le sue proprietà di lavoro nel tempo.

Questo tipo di lame è più facile da produrre e meno costoso del metallo o della fibra di vetro.Ma i risparmi nella produzione possono portare a costi seri in futuro. Con un diametro della ruota eolica di tre metri, la velocità della punta della pala può arrivare fino a 500 km/h, quando i giri dell'attrezzatura sono di circa 600 al minuto. Questo è un carico serio anche per le parti rigide. La pratica mostra che gli elementi di rotazione dell'attrezzatura velica devono essere cambiati spesso, soprattutto se la forza del vento è elevata.

In base al tipo di meccanismo rotante, tutte le unità possono essere suddivise in diversi tipi:

• dispositivi Darier ortogonali;
• unità con gruppo rotante Savonius;
• dispositivi con un design verticale-assiale dell'unità;
• attrezzatura con meccanismo rotante di tipo elicoidale.

Alternativa elettronica cinese

Realizzare un controller di una turbina eolica con le tue mani è un'attività prestigiosa. Ma data la velocità di sviluppo delle tecnologie elettroniche, il significato di autoassemblaggio spesso perde di rilevanza. Inoltre, la maggior parte degli schemi proposti sono già obsoleti.

Abbastanza decente, progettato per un generatore eolico da 600 watt, un regolatore di carica di fabbricazione cinese. Un tale dispositivo può essere ordinato dalla Cina e ricevuto per posta in circa un mese e mezzo.

La custodia per tutte le stagioni di alta qualità del controller con dimensioni di 100 x 90 mm è dotata di un potente radiatore di raffreddamento. Il design della custodia corrisponde alla classe di protezione IP67. La gamma di temperature esterne va da - 35 a + 75ºС. Sulla custodia viene visualizzata un'indicazione luminosa delle modalità di stato del generatore eolico.

La domanda è: qual è il motivo per dedicare tempo e fatica ad assemblare una struttura semplice con le proprie mani, se esiste una reale opportunità di acquistare qualcosa di simile e tecnicamente serio? Ebbene, se questo modello non bastasse, i cinesi hanno opzioni molto "fighe". Così, tra i nuovi arrivati, si segnala un modello con una potenza di 2 kW per una tensione di esercizio di 96 volt.

Prodotto cinese dalla lista dei nuovi arrivi. Fornisce il controllo della carica della batteria, lavorando in tandem con un generatore eolico da 2 kW. Accetta tensioni di ingresso fino a 96 volt

È vero, il costo di questo controller è già cinque volte più costoso rispetto allo sviluppo precedente. Ma poi di nuovo, se confronti i costi di produzione di qualcosa di simile con le tue mani, l'acquisto sembra una decisione razionale.

L'unica cosa che confonde i prodotti cinesi è che tendono a smettere improvvisamente di funzionare nei casi più inopportuni. Pertanto, spesso è necessario ricordare il dispositivo acquistato, naturalmente con le proprie mani. Ma è molto più facile e semplice che creare da zero un controller di carica per turbine eoliche fai-da-te.

Come collegare il controller al generatore eolico?

Il controller è il primo dispositivo in assoluto a cui viene applicata la tensione generata dal generatore. Il controller è collegato tramite terminali speciali. Il generatore è collegato all'ingresso e i terminali di uscita sono collegati alle batterie.

Esistono molti schemi di autoproduzione, in cui ci sono solo poche parti semplici. Tali schemi sono facilmente implementabili anche da persone con una formazione iniziale, sono affidabili e poco impegnativi.Con l'autoproduzione di un mulino a vento, tali schemi forniscono un funzionamento completo e l'assenza di funzionalità aggiuntive non è uno svantaggio significativo. Meno elementi nel circuito sono, più è affidabile e meno soggetto a guasti o guasti, quindi l'opzione ha maggior successo.

Collegamento del mulino a vento alla batteria

La batteria è collegata al generatore tramite un raddrizzatore: un ponte a diodi. Le batterie necessitano di corrente continua e il generatore eolico produce una variazione, inoltre, molto instabile in ampiezza. Il raddrizzatore cambia la corrente alternata, modificandola in diretta

Se il generatore è trifase, è necessario utilizzare un raddrizzatore trifase, prestare particolare attenzione a questo.

Le batterie di solito non sono nuove, possono bollire. Pertanto, si consiglia vivamente di utilizzare almeno un semplice controller costituito da un regolatore a relè. Spegnerà la ricarica in tempo e manterrà le batterie funzionanti. In ogni caso, non dovresti risparmiare sull'attrezzatura e ridurre la composizione del kit, poiché da esso dipende il pieno funzionamento dell'intera turbina eolica.

Collegamento di un generatore eolico monofase a un controller trifase

Un generatore monofase può essere collegato a un controller trifase sia per una fase che in parallelo per tutte e tre. Un'opzione più corretta consiste nell'utilizzare una fase, ad es. il mulino a vento è collegato a due contatti: pizzicamento e una fase. Ciò garantirà la corretta elaborazione della tensione e la sua uscita ai dispositivi di consumo.

In generale, l'uso di tali dispositivi dissimili non è pratico.Inoltre, la confusione con le opzioni di connessione può creare una minaccia significativa per l'integrità dell'apparecchiatura, il che è inaccettabile. Quando si assembla il kit, è necessario determinarne immediatamente la composizione e la tipologia dei dispositivi adiacenti al fine di evitare l'utilizzo di dispositivi diversi in un unico bundle. Solo persone addestrate e specializzate in ingegneria elettrica possono consentire connessioni rischiose, sebbene esse stesse respingano fortemente tali azioni.

Il lato giuridico della questione

Un generatore eolico fatto in casa per una casa non rientra nei divieti, la sua fabbricazione e utilizzo non comporta sanzioni amministrative o penali. Se la potenza del generatore eolico non supera i 5 kW, appartiene agli elettrodomestici e non richiede alcun coordinamento con l'azienda energetica locale. Inoltre, non è necessario pagare alcuna tassa se non si realizza un profitto dalla vendita di elettricità. Inoltre, un mulino a vento di generazione fatto in casa, anche con tali prestazioni, richiede soluzioni ingegneristiche complesse: è facile realizzarlo. Pertanto, la potenza fatta in casa raramente supera i 2 kW. In realtà, questa potenza di solito è sufficiente per alimentare una casa privata (ovviamente se non hai una caldaia e un potente condizionatore d'aria).

In questo caso si tratta di diritto federale. Pertanto, prima di decidere di realizzare un mulino con le proprie mani, non sarebbe superfluo verificare la presenza (assenza) di soggetti e atti normativi comunali che potrebbero imporre alcune restrizioni e divieti. Ad esempio, se la tua casa si trova in un'area naturale particolarmente protetta, l'uso dell'energia eolica (e questa è una risorsa naturale) potrebbe richiedere ulteriori autorizzazioni.

Problemi con la legge possono sorgere in presenza di vicini irrequieti. I mulini a vento per la casa sono edifici singoli, quindi sono anche soggetti ad alcune restrizioni:

• L'altezza dell'albero (anche se l'aerogeneratore è senza pale) non può superare le norme stabilite nella vostra regione. Inoltre, potrebbero esserci restrizioni relative alla posizione del tuo sito. Ad esempio, una traiettoria di atterraggio per l'aeroporto più vicino potrebbe passare sopra di te. Oppure nelle immediate vicinanze del tuo sito c'è una linea elettrica. In caso di caduta, la struttura potrebbe danneggiare pali o cavi. I limiti generali sotto il normale carico del vento sono di 15 metri di altezza (alcuni mulini a vento improvvisati volano fino a 30 metri). Se l'albero e il corpo del dispositivo hanno una vasta area della sezione trasversale, i vicini potrebbero avanzare pretese contro di te, sulla cui trama cade l'ombra. È chiaro che tali denunce di solito sorgono "per danno", ma esiste una base giuridica.
• Rumore della lama. La principale fonte di problemi con i vicini. Quando si utilizza un design orizzontale classico, il mulino a vento emette infrasuoni. Questo non è solo un rumore sgradevole, quando si raggiunge un certo livello, le vibrazioni ondose dell'aria hanno un effetto negativo sul corpo umano e sugli animali domestici. Un generatore di mulino a vento fatto in casa di solito non è un "capolavoro" di ingegneria e di per sé può fare molto rumore. È altamente auspicabile testare ufficialmente il dispositivo presso le autorità di vigilanza (ad esempio, nel SES) e ottenere un parere scritto sul fatto che gli standard di rumore stabiliti non vengano superati.
• Radiazioni elettromagnetiche. Qualsiasi dispositivo elettrico emette interferenze radio. Prendi, ad esempio, un mulino a vento da un generatore di automobili.Per ridurre il livello di interferenza del ricevitore dell'auto, i filtri del condensatore sono installati nell'auto. Quando sviluppi un progetto, assicurati di considerare questo punto.

  I reclami possono essere fatti non solo dai vicini che hanno problemi con la ricezione dei segnali TV e radio. Se nelle vicinanze sono presenti centri di accoglienza industriali o militari, non è superfluo controllare il livello di interferenza nell'unità di controllo dell'interferenza elettronica (EW).

• Ecologia. Sembra paradossale: sembrerebbe che tu stia utilizzando un'unità ecologica, quali problemi possono esserci? Un'elica posta ad un'altezza di 15 metri e oltre può diventare un ostacolo alla migrazione degli uccelli. Le lame rotanti sono invisibili agli uccelli e si colpiscono facilmente.

Fai da te

L'acquisto di una turbina eolica già pronta è fuori dalla portata della maggior parte degli utenti. Inoltre, il desiderio di realizzare vari meccanismi e dispositivi è inestirpabile tra la gente, e se c'è anche urgente necessità di risolvere il problema chiaramente. Considera come realizzare un generatore eolico con le tue mani.

Il generatore eolico più semplice per l'illuminazione della dacia

I design più semplici vengono utilizzati per illuminare un'area o alimentare una pompa che fornisce acqua. Il processo coinvolge, di norma, dispositivi di consumo che non temono sbalzi di tensione. Il mulino a vento fa ruotare il generatore, direttamente collegato alle utenze, senza un kit di stabilizzazione della tensione intermedia.

Mulino a vento fai-da-te da un generatore di auto

Un generatore di un'auto è l'opzione migliore quando si crea un mulino a vento fatto in casa. Necessita di una ricostruzione minima, principalmente riavvolgendo la bobina con filo più sottile con più spire.La modifica è minima e l'effetto risultante consente di utilizzare un mulino a vento per fornire una casa. Avrai bisogno di un rotore sufficientemente veloce e potente in grado di far ruotare dispositivi ad alta resistenza.

Generatore eolico da una lavatrice

Il motore elettrico della lavatrice viene spesso utilizzato per creare un generatore. L'opzione migliore è installare potenti magneti al neodimio sul rotore per eccitare gli avvolgimenti. Per fare ciò, è necessario praticare delle rientranze nel rotore con un diametro pari alla dimensione dei magneti.

Quindi vengono installati in prese con polarità alternata e riempiti con resina epossidica. Il generatore finito è installato su una piattaforma rotante attorno ad un asse verticale, una girante con carenatura è montata sull'albero. Uno stabilizzatore di coda è attaccato al sito sul retro, che fornisce una guida per il dispositivo.

Alternativa elettronica cinese

Realizzare un controller di una turbina eolica con le tue mani è un'attività prestigiosa. Ma data la velocità di sviluppo delle tecnologie elettroniche, il significato di autoassemblaggio spesso perde di rilevanza. Inoltre, la maggior parte degli schemi proposti sono già obsoleti.

Risulta più economico acquistare un prodotto già pronto, realizzato in modo professionale, con un'installazione di alta qualità, su moderni componenti elettronici. Ad esempio, puoi acquistare un dispositivo adatto a un costo ragionevole su Aliexpress.

Abbastanza decente, progettato per un generatore eolico da 600 watt, un regolatore di carica di fabbricazione cinese. Un tale dispositivo può essere ordinato dalla Cina e ricevuto per posta in circa un mese e mezzo.

La custodia per tutte le stagioni di alta qualità del controller con dimensioni di 100 x 90 mm è dotata di un potente radiatore di raffreddamento. Il design della custodia corrisponde alla classe di protezione IP67.La gamma di temperature esterne va da - 35 a + 75ºС. Sulla custodia viene visualizzata un'indicazione luminosa delle modalità di stato del generatore eolico.

La domanda è: qual è il motivo per dedicare tempo e fatica ad assemblare una struttura semplice con le proprie mani, se esiste una reale opportunità di acquistare qualcosa di simile e tecnicamente serio? Ebbene, se questo modello non bastasse, i cinesi hanno opzioni molto "fighe". Così, tra i nuovi arrivati, si segnala un modello con una potenza di 2 kW per una tensione di esercizio di 96 volt.

Prodotto cinese dalla lista dei nuovi arrivi. Fornisce il controllo della carica della batteria, lavorando in tandem con un generatore eolico da 2 kW. Accetta tensioni di ingresso fino a 96 volt

È vero, il costo di questo controller è già cinque volte più costoso rispetto allo sviluppo precedente. Ma poi di nuovo, se confronti i costi di produzione di qualcosa di simile con le tue mani, l'acquisto sembra una decisione razionale.

L'unica cosa che confonde i prodotti cinesi è che tendono a smettere improvvisamente di funzionare nei casi più inopportuni. Pertanto, spesso è necessario ricordare il dispositivo acquistato, naturalmente con le proprie mani. Ma è molto più facile e semplice che creare da zero un controller di carica per turbine eoliche fai-da-te.

Nodi chiave

Come accennato, un generatore eolico può essere realizzato in casa. È necessario preparare alcuni nodi per il suo funzionamento affidabile. Questi includono:

1. Lame. Possono essere realizzati con diversi materiali.
2. Generatore. Puoi anche assemblarlo da solo o acquistarlo già pronto.
3. Zona della coda. Utilizzato per spostare le lame nella direzione del vettore, fornendo la massima efficienza possibile.
4. Moltiplicatore. Aumenta la velocità di rotazione del rotore.
5. Albero per elementi di fissaggio.Svolge il ruolo di un elemento su cui sono fissati tutti i nodi specificati.
6. Funi di tensione. Necessario per fissare la struttura nel suo insieme e proteggerla dalla distruzione sotto l'influenza del vento.
7. Batteria, inverter e regolatore di carica. Contribuire alla trasformazione, stabilizzazione dell'energia e al suo accumulo.

I principianti dovrebbero considerare semplici circuiti di generatori eolici rotanti.

Varietà e modifiche di mulini a vento verticali

Un generatore eolico ortogonale è dotato di più pale poste ad una certa distanza parallele all'asse di rotazione. Questi mulini a vento sono anche conosciuti come il rotore di Darrieus. Queste unità hanno dimostrato di essere le più efficienti e funzionali.

La rotazione delle lame è assicurata dalla loro forma ad ala, che crea la forza di sollevamento necessaria. Tuttavia, il normale funzionamento del dispositivo richiede uno sforzo notevole, quindi è possibile aumentare le prestazioni del generatore installando schermi statici aggiuntivi. Come svantaggi, va notato un rumore eccessivo, carichi dinamici elevati (vibrazioni), che spesso portano a un'usura prematura delle unità di supporto e al cedimento dei cuscinetti.

Ci sono turbine eoliche con rotore Savonius che sono le più adatte alle condizioni domestiche. La ruota del vento è costituita da diversi semicilindri che ruotano continuamente attorno al proprio asse. La rotazione avviene sempre nella stessa direzione e non dipende dalla direzione del vento.

Lo svantaggio di tali installazioni è l'oscillazione della struttura sotto l'azione del vento. A causa di ciò, si crea tensione nell'asse e il cuscinetto di rotazione del rotore si guasta.Inoltre, la rotazione non può iniziare da sola se nel generatore eolico sono installate solo due o tre pale. A questo proposito, si consiglia di fissare due rotori sull'asse con un angolo di 90 gradi l'uno rispetto all'altro.

Il generatore eolico verticale multipala è uno dei dispositivi più funzionali di questa gamma di modelli. Ha elevate prestazioni con poco carico sugli elementi portanti.

La parte interna della struttura è costituita da ulteriori lame statiche poste in una fila. Comprimono il flusso d'aria e ne regolano la direzione, aumentando così l'efficienza del rotore. Lo svantaggio principale è il prezzo elevato dovuto all'elevato numero di parti ed elementi.

Mulini a vento fai-da-te per la casa, meccanica di turbine eoliche

essenza funzionamento del generatore eolico - la trasformazione della cinetica energia eolica in energia elettrica. Ogni elemento del sistema svolge la sua funzione:

Ruota del vento, lame. Catturano il movimento delle masse d'aria, ruotano e mettono in moto l'albero.
Un generatore può essere immediatamente installato sull'albero, oppure può essere presente un riduttore angolare che trasferirà il movimento discendente al cardano. Attraverso l'utilizzo di un riduttore è possibile ottenere un aumento di velocità (moltiplicatore).
Generatore: converte l'energia di rotazione in energia elettrica. Se il generatore produce una corrente stabile, è collegato alle batterie. In caso contrario, viene installato un relè regolatore di tensione intermedio.
Potrebbero non esserci batterie nel sistema, ma con esse il lavoro è più stabile: utilizzano ore ventose per la ricarica e consumano il potenziale accumulato quando il vento si attenua.
Inverter: serve per convertire la tensione nel valore desiderato, ad esempio 220 V.Necessario per comodità, poiché la maggior parte dei dispositivi è progettata per tale tensione. Ma lo scopo del mulino a vento può essere diverso, quindi non tutti i circuiti includono un inverter.
L'anemoscopio è un dispositivo utilizzato per potenti turbine eoliche. Raccoglie dati sulla velocità e direzione del vento. Quasi mai trovato nei disegni fatti in casa

Di solito fanno una piccola banderuola e un meccanismo rotante.
Albero - o supporto su cui verrà fissata l'elica
In quota, è più probabile che tu prenda un vento stabile e forte, quindi è importante prestare attenzione all'albero, che deve resistere ai carichi.

I mulini a vento possono essere orizzontali (con un'elica classica) e verticali (rotativi). Le installazioni orizzontali hanno la massima efficienza, quindi sono spesso riprodotte dall'autoproduzione.

Generatore di tipo verticale

Ma tali mulini a vento devono essere girati verso il vento, perché con un flusso laterale smette di funzionare. Anche un generatore eolico rotativo fai-da-te ha i suoi vantaggi.

Il design dei sistemi verticali può variare notevolmente, ma hanno caratteristiche comuni.

• Le turbine posizionate verticalmente cattureranno il vento, indipendentemente da dove soffia (i modelli orizzontali devono essere dotati di una guida), il che è molto conveniente se il vento in una determinata area non è stabile, variabile.
• Tale struttura può essere posizionata direttamente a terra (ovviamente, se c'è abbastanza vento).
• Semplifica l'installazione rispetto a quella orizzontale.

L'unico aspetto negativo è l'efficienza relativamente bassa.

Cosa sarà richiesto?

L'opzione più comune è utilizzare un motore di lavatrice per un generatore fatto in casa.Se non è disponibile una vecchia "lavatrice", è possibile trovare un tale motore dai rigattieri nel mercato domestico, nel centro di assistenza per elettrodomestici più vicino o in un negozio specializzato. Non è un problema ordinare un tale motore dalla Cina.

Sia il nuovo che l'usato dureranno a lungo. La potenza di 200 watt può essere facilmente convertita in un kilowatt o più.

materiali

Per montare il generatore, oltre al motore, sono necessari:

• magneti al neodimio nelle misure 20, 10 e 5 mm (32 in totale);
• diodi raddrizzatori o un ponte a diodi con una corrente di decine di ampere (seguire la regola del doppio margine di potenza);
• adesivo epossidico;
• saldatura a freddo;
• carta vetrata;
• stagno dal lato della lattina.

I magneti sono ordinati online dalla Cina.

Strumenti

I seguenti strumenti accelereranno il processo di produzione:

• tornio;
• forbici;
• cacciavite con ugelli;
• pinze.

Principio operativo

I controller utilizzati nelle turbine eoliche sono dispositivi tecnici complessi che svolgono le seguenti funzioni:

1. Svolge il controllo sulla carica delle batterie ricaricabili (ACB), che sono lo stoccaggio dell'energia elettrica generata.
2. Converte la corrente elettrica alternata prodotta dal generatore eolico in corrente continua, che è la corrente di esercizio delle batterie.
3. Controlla la rotazione delle pale della turbina eolica.
4. Reindirizza la corrente elettrica generata, a seconda della carica della batteria e della quantità di energia generata.

Funzionamento dei controllori che forniscono funzionamento delle turbine eoliche in modalità automatica, si realizza, a seconda del loro progetto e della potenza del generatore eolico, come segue:

1. Per mulini a vento ad alta potenza.

• Completo del controller, nella turbina eolica è montata una resistenza di zavorra. In questa capacità possono essere utilizzati elementi riscaldanti elettrici o altre resistenze elettriche con resistenza significativa.
• Durante il funzionamento dell'aerogeneratore, quando la tensione sulle batterie raggiunge 14 - 15,0 Volt, il controller le scollega dalla linea di alimentazione e commuta i flussi di energia elettrica generati dall'impianto alla resistenza di zavorra.

2. Per mulini a vento a bassa potenza.

Quando la carica della batteria è completata e i valori di tensione ​​hanno raggiunto i valori massimi possibili, il controller frena la rotazione delle pale eoliche. Questa operazione viene eseguita chiudendo le fasi del generatore eolico, che porta alla frenatura e all'arresto della rotazione dell'impianto.

La base di un generatore eolico domestico

Il tema della produzione e dell'installazione di generatori eolici fatti in casa è ampiamente rappresentato su Internet. Tuttavia, la maggior parte del materiale è una descrizione banale dei principi per ottenere energia elettrica da fonti naturali.

Il metodo teorico per il dispositivo (installazione) delle turbine eoliche è noto da tempo ed è abbastanza comprensibile. Ma come stanno praticamente le cose nel settore domestico - una domanda che è lungi dall'essere completamente divulgata.

Molto spesso, si consiglia di scegliere generatori per auto o motori a induzione CA integrati con magneti al neodimio come fonte di corrente per i generatori eolici domestici fatti in casa.

La procedura per convertire un motore AC asincrono in un generatore per un mulino a vento. Consiste nella fabbricazione di una "pelliccia" del rotore da magneti al neodimio. Processo estremamente complesso e lungo

Tuttavia, entrambe le opzioni richiedono un perfezionamento significativo, spesso complesso, costoso e dispendioso in termini di tempo.

Molto più semplice e agevole in tutto e per tutto installare motori elettrici come quelli prodotti prima e ora prodotti da Ametek (esempio) e altri.

Per una turbina eolica domestica, sono adatti motori CC con una tensione di 30 - 100 volt. In modalità generatore, da essi è possibile ricavare circa il 50% della tensione di esercizio dichiarata.

Va notato: quando si opera in modalità di generazione, i motori CC devono essere fatti girare a una velocità superiore a quella nominale.

Allo stesso tempo, ogni singolo motore di una dozzina di copie identiche può mostrare caratteristiche completamente diverse.

Pertanto, la selezione ottimale di un motore elettrico per un generatore eolico domestico è logica con i seguenti indicatori:

1. Impostazione alta tensione di esercizio.
2. Basso parametro RPM (velocità angolare di rotazione).
3. Elevata corrente di esercizio.

Quindi, un motore prodotto da Ametek con una tensione di esercizio di 36 volt e una velocità angolare di rotazione di 325 giri/min sembra buono per l'installazione.

È un tale motore elettrico che viene utilizzato nella progettazione di un generatore eolico, un'installazione descritta di seguito come esempio di mulino a vento domestico.

Motore a corrente continua per generatore eolico domestico. L'opzione migliore tra i prodotti realizzati da Ametek. Anche motori elettrici simili prodotti da altre aziende sono adatti.

Controllare l'efficienza di qualsiasi motore simile è facile. È sufficiente collegare una convenzionale lampada a incandescenza da 12 volt per auto ai terminali elettrici e ruotare manualmente l'albero del motore.Con buoni indicatori tecnici del motore elettrico, la lampada si accenderà sicuramente.

Selezione del materiale

Le pale per un dispositivo eolico possono essere realizzate in qualsiasi materiale più o meno adatto, ad esempio:

Da tubo in PVC

Probabilmente è la cosa più semplice costruire lame con questo materiale. I tubi in PVC possono essere trovati in ogni negozio di ferramenta. I tubi dovrebbero essere scelti quelli progettati per la rete fognaria con pressione o un gasdotto. In caso contrario, il flusso d'aria in caso di vento forte può distorcere le pale e danneggiarle contro l'albero del generatore.

Le pale di una turbina eolica sono soggette a forti carichi dovuti alla forza centrifuga, e più lunghe sono le pale, maggiore è il carico.

Il bordo della lama di una ruota a due pale di un generatore eolico domestico ruota a una velocità di centinaia di metri al secondo, tale è la velocità di un proiettile che vola da una pistola. Questa velocità può portare alla rottura dei tubi in PVC. Ciò è particolarmente pericoloso perché i frammenti di tubi volanti possono uccidere o ferire gravemente le persone.

Puoi uscire dalla situazione accorciando al massimo le lame e aumentandone il numero. La ruota del vento a più pale è più facile da bilanciare e meno rumorosa

Di non poca importanza è lo spessore delle pareti dei tubi. Ad esempio, per una ruota eolica con sei pale in tubo di PVC, di due metri di diametro, il loro spessore non deve essere inferiore a 4 millimetri. Per calcolare il design delle lame per un artigiano domestico, puoi utilizzare tabelle e modelli già pronti

Per calcolare il design delle lame per un artigiano domestico, puoi utilizzare tabelle e modelli già pronti.

Il modello dovrebbe essere fatto di carta, attaccato al tubo e cerchiato. Questo dovrebbe essere fatto tante volte quante sono le pale sul generatore eolico.Usando un seghetto alternativo, il tubo deve essere tagliato secondo i segni: le lame sono quasi pronte. I bordi dei tubi sono lucidati, gli angoli e le estremità sono arrotondati in modo che il mulino a vento abbia un bell'aspetto e faccia meno rumore.

Dall'acciaio dovrebbe essere realizzato un disco con sei strisce, che svolgerà il ruolo di una struttura che unisce le pale e fissa la ruota alla turbina.

Le dimensioni e la forma della struttura di collegamento devono corrispondere al tipo di generatore e corrente continua che verrà utilizzata nel parco eolico. L'acciaio deve essere scelto così spesso da non deformarsi sotto i colpi del vento.

alluminio

Rispetto ai tubi in PVC, i tubi in alluminio sono più resistenti sia alla flessione che allo strappo. Il loro svantaggio sta nel grande peso, che richiede misure per garantire la stabilità dell'intera struttura nel suo insieme. Inoltre, dovresti bilanciare attentamente la ruota.

Considera le caratteristiche dell'esecuzione delle pale in alluminio per una ruota eolica a sei pale.

Secondo il modello, dovrebbe essere realizzato un motivo in compensato. Già secondo il modello da un foglio di alluminio, tagliare pezzi grezzi di lame per un importo di sei pezzi. La futura lama viene arrotolata in uno scivolo profondo 10 millimetri, mentre l'asse di scorrimento dovrebbe formare un angolo di 10 gradi con l'asse longitudinale del pezzo. Queste manipolazioni doteranno le pale di parametri aerodinamici accettabili. Un manicotto filettato è fissato al lato interno della lama.

Il meccanismo di collegamento di una ruota eolica con pale in alluminio, a differenza di una ruota con pale realizzate con tubi in PVC, non ha strisce sul disco, ma prigionieri, che sono pezzi di un tondino di acciaio con una filettatura adatta alla filettatura delle boccole.

fibra di vetro

Le pale realizzate in fibra di vetro specifica per fibra di vetro sono le più impeccabili, dati i loro parametri aerodinamici, resistenza, peso. Queste lame sono le più difficili da costruire, perché è necessario essere in grado di lavorare legno e fibra di vetro.

Prenderemo in considerazione l'implementazione di lame in fibra di vetro per una ruota con un diametro di due metri.

L'approccio più scrupoloso dovrebbe essere adottato per l'implementazione della matrice del legno. Viene lavorato dalle barre secondo il modello finito e funge da modello di lama. Dopo aver finito di lavorare sulla matrice, puoi iniziare a realizzare lame, che saranno composte da due parti.

Innanzitutto, la matrice deve essere trattata con cera, uno dei suoi lati dovrebbe essere ricoperto di resina epossidica e su di essa dovrebbe essere stesa la fibra di vetro. Ancora una volta, applica della resina epossidica su di esso e di nuovo uno strato di fibra di vetro. Il numero di strati può essere tre o quattro.

Quindi è necessario mantenere il puff risultante direttamente sulla matrice per circa un giorno fino a quando non si asciuga completamente. Quindi una parte della lama è pronta. Sull'altro lato della matrice viene eseguita la stessa sequenza di azioni.

Le parti finite delle lame devono essere collegate con resina epossidica. All'interno puoi mettere un tappo di legno, fissarlo con la colla, questo fisserà le lame al mozzo della ruota. Una boccola filettata deve essere inserita nel tappo. Il nodo di connessione diventerà l'hub allo stesso modo degli esempi precedenti.

Le sfumature dell'uso delle turbine eoliche

Attualmente, le turbine eoliche sono utilizzate in vari settori dell'economia nazionale. Modelli industriali di diverse capacità sono utilizzati da compagnie petrolifere e del gas, società di telecomunicazioni, stazioni di perforazione ed esplorazione, impianti di produzione e agenzie governative.

Il mulino a vento può essere utilizzato come fonte di energia aggiuntiva negli ospedali e in altre istituzioni per garantire una fornitura continua di elettricità in situazioni di emergenza.

Di particolare rilievo è l'importanza di utilizzare le turbine eoliche per il pronto ripristino dell'elettricità interrotta durante cataclismi e disastri naturali. A tal fine, le turbine eoliche sono spesso utilizzate dal Ministero delle situazioni di emergenza.

Le turbine eoliche domestiche sono perfette per organizzare l'illuminazione e il riscaldamento di insediamenti di cottage e case private, nonché per scopi domestici nelle fattorie.

In questo caso, è necessario tenere conto di alcuni punti:

• I dispositivi fino a 1 kW possono fornire elettricità sufficiente solo in luoghi ventosi. Di solito, l'energia da essi generata è sufficiente solo per l'illuminazione a LED e l'alimentazione di piccoli dispositivi elettronici.
• Per fornire completamente elettricità a una dacia (casa di campagna), avrai bisogno di un generatore eolico con una capacità di oltre 1 kW. Questo indicatore è sufficiente per alimentare apparecchi di illuminazione, nonché un computer e una TV, ma la sua potenza non è sufficiente per fornire elettricità a un moderno frigorifero che funziona 24 ore su 24.
• Per fornire energia al cottage, avrai bisogno di un mulino a vento con una capacità di 3-5 kW, ma anche questo indicatore non è sufficiente per riscaldare le case. Per utilizzare questa funzione, è necessaria un'opzione potente, a partire da 10 kW.

Quando si sceglie un modello, va notato che l'indicatore di potenza indicato sul dispositivo viene raggiunto solo alla massima velocità del vento. Quindi, un'installazione a 300 V produrrà la quantità di energia indicata solo a una velocità del flusso d'aria di 10-12 m / s.

Per coloro che desiderano costruire una turbina eolica con le proprie mani, offriamo il seguente articolo, che fornisce informazioni utili.

Cos'è un regolatore di carica?

La funzione di controllo della quantità di carica è svolta da un regolatore di zavorra, o controller. Questo è un dispositivo elettronico che spegne la batteria quando la tensione aumenta o scarica l'energia in eccesso sul consumatore: un elemento riscaldante, una lampada o un altro dispositivo semplice e poco impegnativo per alcune variazioni di potenza. Quando la carica diminuisce, il controller commuta la batteria in modalità di carica, contribuendo a ricostituire la riserva di energia.

I primi progetti di controller erano semplici e consentivano solo l'attivazione del freno dell'albero. Successivamente, le funzioni del dispositivo sono state riviste e l'energia in eccesso ha iniziato a essere utilizzata in modo più razionale. E con l'inizio dell'uso delle turbine eoliche come principale fonte di alimentazione per i cottage estivi o le case private, il problema dell'utilizzo dell'energia in eccesso è scomparso da solo, poiché al momento c'è sempre qualcosa da collegare in ogni casa.