Generatore eolico verticale fai-da-te: come assemblare un mulino a vento con asse di rotazione verticale

Rinnovabile, ecologico, green

Forse non vale la pena ricordare che tutto ciò che è nuovo è un vecchio ben dimenticato. Le persone hanno imparato a usare la forza del flusso del fiume e la velocità del vento per ottenere energia meccanica per molto tempo. Il sole riscalda l'acqua per noi e muove le auto, alimenta le astronavi. Le ruote, installate negli alvei di ruscelli e piccoli fiumi, fornivano acqua ai campi già nel medioevo. Un mulino a vento potrebbe fornire farina per diversi villaggi circostanti.

Al momento, siamo interessati a una semplice domanda: come fornire alla tua casa luce e calore a basso costo, come realizzare un mulino a vento con le tue mani? 5 kW di potenza o poco meno, l'importante è che tu possa fornire alla tua casa corrente per il funzionamento degli elettrodomestici.

È interessante notare che nel mondo esiste una classificazione degli edifici in base al livello di efficienza delle risorse:

• convenzionale, costruito prima del 1980-1995;
• con consumo energetico basso e ultrabasso - fino a 45-90 kWh per 1 kV / m;
• passivo e non volatile, ricevendo corrente da fonti rinnovabili (ad esempio, installando un generatore eolico rotativo (5 kW) con le proprie mani o un sistema di pannelli solari, è possibile risolvere questo problema);
• gli edifici energeticamente attivi che generano più elettricità del necessario ricevono denaro distribuendolo attraverso la rete ad altri consumatori.

Si scopre che le nostre mini-stazioni domestiche installate sui tetti e nei cantieri possono eventualmente competere con i grandi fornitori di elettricità. E i governi dei diversi paesi incoraggiano in ogni modo possibile la creazione e l'uso attivo di fonti energetiche alternative.

Come realizzare un generatore eolico da 220 V con le tue mani?

Per fornire a una casa privata un flusso costante di elettricità a una velocità media del vento di 4 m / s, è sufficiente:

• 0,15-0,2 kW, che vanno ai bisogni primari;
• 1-5 kW per apparecchiature elettriche;
• 20 kW per tutta la casa con riscaldamento.

modello fatto in casa

Va tenuto presente che il vento non soffia sempre, quindi, con le proprie mani, un mulino a vento per la casa dovrebbe essere dotato di una batteria con un controller di carica e di un inverter a cui sono collegati i dispositivi.

Per qualsiasi modello di mulino a vento fatto in casa, saranno richiesti gli elementi principali:

• rotore: la parte che ruota dal vento;
• lame, di solito sono montate in legno o metallo leggero;
• un generatore che converte l'energia eolica in elettricità;
• una coda che aiuta a determinare la direzione del flusso d'aria (per una versione orizzontale);
• binario orizzontale per sostenere il generatore, la coda e la turbina;
• incontro;
• cavo di collegamento e schermatura.

Puoi usare questo diagramma per costruire

Nel set completo dello shield ci saranno una batteria, un controller e un inverter. Considera due opzioni su come costruire un generatore eolico con le tue mani.

Installazione del generatore sul telaio

Il motore della bicicletta, se utilizzato per lo scopo previsto, funziona con carichi significativi. I parametri della forza calcolata del motore soddisfano le condizioni per l'utilizzo del prodotto come generatore di mulino a vento fatto in casa. L'albero del generatore è fissato tramite una connessione filettata ad un telaio fai-da-te in lega di alluminio di 10 mm di spessore. Il letto è imbullonato al telaio.

Le dimensioni del letto, la disposizione dei fori sono determinate dalle dimensioni del generatore selezionato. Per la fabbricazione del telaio, viene selezionata una sezione del canale con uno spessore della sezione di 6-10 mm. Le dimensioni strutturali del telaio dipendono dalle dimensioni dell'unità di rotazione.

Elementi strutturali di base

Nonostante l'ampia varietà di turbine eoliche e dei loro metodi di fabbricazione, sono tutte costituite dagli stessi elementi strutturali.

ruota del vento

Le pale sono considerate uno degli elementi più importanti di una turbina eolica. Il loro design influisce sul funzionamento di altri componenti del generatore. Vari materiali sono usati per fare le lame.

Prima della produzione, è necessario calcolare la lunghezza della lama. Se un tubo viene preso per la produzione, il suo diametro deve essere di almeno 20 cm, con una lunghezza prevista della lama di 1 metro. Successivamente, il tubo viene tagliato in 4 parti usando un seghetto alternativo. Una parte viene utilizzata per creare una sagoma, in base alla quale vengono tagliate le restanti lame. Successivamente, vengono assemblati su un disco comune e l'intera struttura viene fissata sull'albero del generatore. La ruota eolica assemblata deve essere bilanciata.Il bilanciamento deve essere effettuato in un locale protetto dal vento. Se l'operazione viene eseguita correttamente, la ruota non ruoterà spontaneamente. In caso di rotazione spontanea delle lame, queste vengono minate fino a quando l'intera struttura non è in equilibrio. Alla fine, viene verificata la precisione di rotazione delle lame. Dovrebbero ruotare sullo stesso piano, senza distorsioni. L'errore consentito è di 2 mm.

Albero

Il prossimo elemento strutturale della turbina eolica è l'albero. Molto spesso, è costituito da un vecchio tubo dell'acqua, il cui diametro non dovrebbe essere di 15 cm, ma la lunghezza dovrebbe essere fino a 7 metri. Se sono presenti strutture o edifici entro un raggio di 30 metri dal sito di installazione previsto, in questo caso l'altezza del palo viene aumentata.

Affinché l'intera installazione funzioni nel modo più efficiente possibile, la ruota a lame supera gli ostacoli circostanti di almeno 1 metro. Dopo l'installazione, la base dell'albero e i pioli per il fissaggio dei tiranti vengono colati di cemento. Come prolunghe si consiglia di utilizzare un cavo zincato con un diametro di 6 mm.

Generatore

Per una turbina eolica, puoi utilizzare qualsiasi generatore per auto, preferibilmente con una potenza maggiore. Hanno tutti un design identico e richiedono modifiche. Un'alterazione simile di un generatore per auto per un mulino a vento comporta il riavvolgimento del conduttore dello statore e la produzione di un rotore utilizzando magneti al neodimio. Per fissarli in modo sicuro, è necessario praticare dei fori nei poli del rotore. L'installazione dei magneti viene eseguita con alternanza di poli.Il rotore stesso è avvolto in carta e tutti i vuoti che si formano tra i magneti sono riempiti con resina epossidica.

Nel processo di incollaggio dei magneti, è necessario rispettare la loro polarità. Pertanto, il rotore è collegato a una fonte di alimentazione. Il rotore incluso crea un campo magnetico e ogni magnete è incollato in posizione dal lato che viene attratto.

Per collegare il rotore, è possibile utilizzare qualsiasi alimentatore con una tensione di 12 volt e una corrente da 1 a 3 ampere. La connessione è realizzata in modo tale che l'anello rimovibile situato più vicino alle zanne sia il meno e il lato positivo si trovi più vicino all'estremità del rotore. I magneti installati negli spazi vuoti del rotore o delle zanne provocano l'autoeccitazione del generatore e questa è considerata la loro funzione principale.

All'inizio della rotazione del rotore, i magneti iniziano a eccitare la corrente nel generatore, che entra anche nella bobina, portando ad un aumento dei campi magnetici delle zanne. Di conseguenza, il generatore produce una corrente con un valore ancora maggiore. Risulta una sorta di circolazione di corrente quando il generatore è eccitato e ulteriormente alimentato dal proprio rotore, su cui sono installati poli elettromagnetici. Il generatore assemblato deve essere testato e devono essere effettuate misurazioni dei dati di uscita ottenuti. Se l'unità a 300 giri/min produce circa 30 volt, questo è considerato un risultato normale.

Generatore eolico: una fonte di elettricità

Le tariffe delle utenze vengono aumentate almeno una volta all'anno. E se guardi da vicino, in alcuni anni la stessa elettricità aumenta di prezzo due volte: i numeri nei documenti di pagamento crescono come funghi dopo la pioggia. Naturalmente, tutto questo colpisce le tasche del consumatore, il cui reddito non mostra una crescita così costante.E i redditi reali, come mostrano le statistiche, mostrano una tendenza al ribasso.

Fino a tempi abbastanza recenti, era possibile combattere l'aumento delle tariffe elettriche in un modo semplice, ma illegale, con l'aiuto di un magnete al neodimio. Questo prodotto è stato applicato al corpo del misuratore di portata, a seguito del quale si è fermato. Ma sconsigliamo vivamente di utilizzare questa tecnica: non è sicura, illegale e la multa al momento della cattura sarà tale da non sembrare piccola.

Lo schema era semplicemente fantastico, ma successivamente ha smesso di funzionare per i seguenti motivi:

I frequenti giri di controllo iniziarono a identificare in maniera massiccia i proprietari senza scrupoli.

• I controlli sono diventati più frequenti: i rappresentanti delle autorità di regolamentazione vanno di casa in casa;
• Adesivi speciali iniziarono ad essere incollati sui banconi: sotto l'influenza di un campo magnetico si scurirono, esponendo l'intruso;
• I contatori sono diventati immuni al campo magnetico: qui sono installate unità di contabilità elettronica.

Pertanto, le persone hanno iniziato a prestare attenzione a fonti di elettricità alternative, come le turbine eoliche. Un altro modo per smascherare il trasgressore che ruba l'elettricità è condurre un esame del livello di magnetizzazione del contatore, che rivela facilmente i fatti del furto.

Un altro modo per smascherare il trasgressore che ruba l'elettricità è condurre un esame del livello di magnetizzazione del contatore, che rivela facilmente i fatti del furto.

I mulini a vento per la casa stanno diventando comuni nelle aree dove soffiano spesso i venti. Il generatore eolico utilizza l'energia delle correnti d'aria del vento per generare elettricità. Per fare ciò, sono dotati di pale che azionano i rotori dei generatori.L'elettricità risultante viene convertita in corrente continua, dopodiché viene trasmessa ai consumatori o immagazzinata nelle batterie.

I generatori eolici per una casa privata, sia fatti in casa che assemblati in fabbrica, possono essere la fonte di elettricità principale o ausiliaria. Ecco un tipico esempio di una fonte ausiliaria in funzione: riscalda l'acqua in una caldaia o alimenta le luci domestiche a bassa tensione, mentre il resto degli elettrodomestici è alimentato dalla rete elettrica principale. È anche possibile lavorare come principale fonte di elettricità nelle case che non sono collegate alle reti elettriche. Qui si nutrono:

• Lampadari e lampade;
• Grandi elettrodomestici;
• Apparecchi per il riscaldamento e altro.

Di conseguenza, per riscaldare la tua casa, devi realizzare o acquistare un parco eolico da 10 kW: questo dovrebbe essere sufficiente per tutte le esigenze.

Il parco eolico può alimentare sia gli elettrodomestici tradizionali che quelli a bassa tensione: funzionano a 12 o 24 volt. Un generatore eolico da 220 V viene eseguito secondo uno schema che utilizza convertitori inverter con accumulo di elettricità nelle batterie. I generatori eolici per 12, 24 o 36 V sono più semplici: qui vengono utilizzati controller di carica della batteria più semplici con stabilizzatori.

dispositivo di generazione

Come generatore viene utilizzato un motore elettrico per bicicletta con parametri di 24 V 250 W. Un prodotto simile che costa da 5 a 15 mila rubli. può essere ordinato facilmente via Internet.

Tabella 2. Tecnico specifiche del motore della bici da 250 W

Il giunto è collegato al corpo motore con bulloni attraverso i fori per il fissaggio dei raggi. È del tutto possibile scegliere un generatore a un prezzo più adeguato, ad esempio un motore elettrico con eccitazione a magneti permanenti da un'unità a nastro di un computer elettronico. Parametri del dispositivo 300 W, 36 V, 1600 giri/min.

I generatori con le caratteristiche necessarie possono essere realizzati a mano da un dispositivo automobilistico con uno scopo simile. Lo statore non è soggetto a modifiche, il rotore è dotato di magneti al neodimio. Le recensioni dei maestri su tali alterazioni del generatore sono positive.

Esempi di generatori fatti in casa

Ogni impianto eolico è assemblato da tre elementi principali:

• Il generatore per il mulino a vento viene rimosso dalla vecchia macchina, elettrodomestici. In assenza di parti della macchina, un generatore eolico è realizzato a mano da un motore asincrono.
• Mast, la cui dimensione dipende dalla potenza dell'APU.
• Elica montata direttamente sul generatore o trattenuta da una cinghia di alimentazione.

Per realizzare un efficiente generatore eolico con le tue mani, avrai bisogno di parti ausiliarie:

• Batteria ricaricabile che svolge la funzione di ricevitore - accumulo di energia.
• Controller e inverter per la conversione di diversi tipi di corrente.
• Interruttore di alimentazione automatico per alimentazione continua.

Elica

L'elica è progettata per produrre spinta. Questa è un'elica composta da pale e un manicotto che le collega all'albero motore.

Per la fabbricazione di un'elica funzionante, vengono prese in considerazione 3 condizioni:

• potenza del motore;
• diametro della girante;
• frequenza di rotazione.

Diametro lame per mulino a vento calcolato tenendo conto della potenza richiesta secondo indicatori tabulari o in un calcolatore online.

Generatore

Le turbine eoliche a prezzi accessibili delle automobili si sono diffuse. Ma sono inferiori ai motori asincroni compatti realizzati a mano su magneti al neodimio. Questo design viene assemblato da zero con la produzione di avvolgimenti o il rotore viene rifatto.

Il motore elettrico della macchina deve essere finalizzato.

I motori elettrici da installazioni industriali, ventilatori, apparecchiature sono eccellenti. Per un generatore eolico a bassa potenza da un cacciavite, avrai bisogno di alcune parti aggiuntive, le condizioni principali per il suo funzionamento sono che il diametro della lama dovrebbe essere di 1,5-3 metri.

Come una sorta di alternativa in miniatura, un'installazione elettrica portatile può essere facilmente realizzata da un motore passo-passo della stampante. Un dispositivo del genere sarà una salvezza per ricaricare il telefono lontano da casa.

Albero

La scelta del tipo dipende dalle capacità finanziarie e tecniche del proprietario. Una centrale elettrica fatta in casa è installata su uno dei tipi di alberi:

• allungamento;
• saldato;
• conico;
• idraulico.

Le smagliature di un cavo d'acciaio sono attaccate a tubi di piccolo diametro allo stesso livello o a livelli diversi. Angoli, canali, interrati o cementati sono adatti per pali. Supporti pesanti e alti richiedono una solida base con ancoraggi fusi. Con una bassa potenza del generatore fino a 1 kW e un design leggero, il problema della forza non è significativo.

I mulini a vento orizzontali non possono essere montati sul tetto della casa a causa della diffusione del rumore e delle vibrazioni.

Lopatnik

L'efficienza energetica di una turbina eolica fatta in casa è influenzata dal numero, dalla forma, dal peso e dal materiale delle ali.È più economico realizzare pale per una turbina eolica con le tue mani dai fondi disponibili. La fonte è solitamente plastica, metallo, legno.

I più semplici sono realizzati con bottiglie di plastica, un frigorifero domestico, ma non sono durevoli. Per un'opzione economica, sono adatti tubi in PVC tagliati secondo gli schemi.

I piatti in alluminio dureranno più a lungo. Per dare una forma snella e una corretta piegatura, è desiderabile lavorare una parte metallica su un laminatoio.

I maestri potrebbero essere interessati lame in fibra di vetro. Ciò richiederà fibra di vetro, colla epossidica e una matrice di legno per la modellazione. Questo design è adatto per realizzare un generatore eolico a vela o una barca a vela con le tue mani.

Progresso del lavoro

Albero

Prima di installare l'intera struttura, riempiamo una fondazione a tre punti del volume appropriato, tenendo conto delle sfumature del clima e del suolo. Installiamo un albero con una turbina eolica dopo che il calcestruzzo ha raggiunto la massima resistenza (una settimana). Un'opzione meno affidabile è seppellire l'albero nel terreno per mezzo metro e utilizzare le estensioni.

Rotore

Successivamente, è necessario creare un rotore e rifare la puleggia (ruota di attrito con un bordo o una scanalatura attorno alla circonferenza, che trasmette il movimento alla cinghia di trasmissione o alla fune) del generatore. Il diametro del rotore viene scelto in base alla velocità media annuale del vento. A velocità fino a 6-7 m/s, l'efficienza del rotore da 5 m è maggiore di quella del rotore da 4 m.

lame

Dividiamo la canna in 4 parti uguali usando un metro e un pennarello, quindi ritagliamo le future lame con le forbici per metallo o una smerigliatrice. Successivamente, lo fissiamo al generatore con bulloni alla puleggia e al fondo. I posti per i bulloni devono essere misurati in modo molto accurato, in modo che in seguito non si soffra con la regolazione della rotazione.Sulla canna pieghiamo le pale, ma entro limiti ragionevoli, per evitare forti raffiche di vento.

Composto

Colleghiamo i fili al generatore e assembliamo il circuito in una dose. Fissiamo il generatore all'albero e i cavi all'albero e al generatore. Quindi colleghiamo il generatore al circuito e colleghiamo la batteria al circuito (la lunghezza dei fili non supera il metro). Colleghiamo il carico utilizzando fili (sezione fino a 2,5 kV). Opzionalmente è possibile installare un inverter 12-220 V per 700-1000 W. La velocità di rotazione del generatore eolico è determinata dalla flessione delle pale.

In 4-5 ore, l'intero dispositivo verrà assemblato. Un tale generatore eolico è sufficiente per alimentare completamente una casa di campagna o un cottage.

Aumentare la produzione di energia

Si noti che l'aumento dell'altezza dell'albero a 18-26 m aumenta la velocità media annuale del vento del 15-30%. La produzione di energia aumenta di 1,3-1,5 volte. Questa tecnica viene utilizzata quando la velocità del vento è inferiore a 4 m/s. L'alto albero elimina l'influenza di alberi ed edifici.

Il diametro del rotore viene scelto in base alla velocità media annuale del vento. Infatti, fino a 6-7 m/s, la potenza del rotore da 3 m è superiore a quella del rotore da 2 m A velocità annue medie standard, la potenza si stabilizza.

Un tale generatore eolico è sufficiente per alimentare completamente una casa di campagna o un cottage.

Vantaggi e principio di funzionamento dei mulini a vento

Un moderno generatore verticale è una delle opzioni per l'energia alternativa per la casa. L'unità è in grado di convertire le raffiche di vento in una risorsa energetica. Per un corretto funzionamento, non necessita di dispositivi aggiuntivi che determinano la direzione del vento.

Un generatore eolico rotativo è molto facile da realizzare con le tue mani.Naturalmente, non potrà assumere completamente con energia la fornitura di un cottage privato di grandi dimensioni, ma si occuperà perfettamente dell'illuminazione degli annessi, dei viali del giardino e dell'area locale

Il dispositivo di tipo verticale funziona a bassa quota. Per la sua manutenzione, non sono necessari vari dispositivi per garantire l'esecuzione sicura di lavori di riparazione e manutenzione in alta quota.

Un minimo di parti mobili rende la turbina eolica più affidabile e stabile dal punto di vista operativo. Il profilo ottimale delle pale e la forma originale del rotore conferiscono all'unità un elevato livello di efficienza, indipendentemente dalla direzione in cui soffia il vento in un dato momento.

I piccoli modelli domestici sono costituiti da tre o più lame leggere, catturano istantaneamente la raffica più debole e iniziano a ruotare non appena la forza del vento supera 1,5 m / s. A causa di questa capacità, la loro efficienza spesso supera l'efficienza di grandi installazioni che necessitano di vento più forte.

Il generatore funziona in modo assolutamente silenzioso, non interferisce con i proprietari e i vicini, non crea emissioni nocive nell'atmosfera e serve in modo affidabile per molti anni, fornendo energia ai locali residenziali.

Il generatore eolico verticale funziona secondo il principio della levitazione magnetica. Durante la rotazione delle turbine si formano le forze di impulso e di sollevamento, nonché la forza frenante effettiva. I primi due fanno girare le lame dell'unità. Questa azione attiva il rotore e crea un campo magnetico che genera elettricità.

Un mulino a vento con un asse di rotazione verticale non ha un'efficienza inferiore alle sue controparti orizzontali.Inoltre, non rivendica alcuna posizione territoriale e funziona completamente in quasi tutti i luoghi convenienti per i proprietari di case.

Il dispositivo funziona in modo completamente indipendente e non richiede l'intervento dei proprietari nel processo.

Vantaggi di un generatore fatto in casa

Un generatore fatto in casa supera quello acquistato a un costo più accessibile. Certo, il lato finanziario è importante, ma un dispositivo fai-da-te è un dispositivo con solo i requisiti necessari e dichiarati.

Vale la pena considerare che il design scelto influisce direttamente sull'efficienza. Quindi nei generatori asincroni le perdite di efficienza non superano il 5%. Il design laconico del suo corpo con protezione del motore da umidità e sporco riduce la necessità di frequenti manutenzioni. Un generatore asincrono è più resistente alle sovratensioni grazie al raddrizzatore in uscita, che impedisce danni alle apparecchiature collegate.

Un generatore fatto in casa funziona indipendentemente dalla distanza della linea elettrica, fornendo elettricità in qualsiasi condizione. Converte l'energia utilizzando un tipo di combustibile disponibile.

Tale dispositivo alimenta efficacemente saldatrici, lampade a incandescenza, computer e apparecchiature mobili con sensibilità alle cadute di tensione. Ha buone prestazioni e risorse motorie.

Il dispositivo è una buona alternativa alle fonti di alimentazione convenzionali, aiuta in caso di interruzione di corrente di emergenza, fa risparmiare denaro. Mobile, di piccole dimensioni, con un design semplice, facile da riparare: puoi sostituire da solo parti e assiemi guasti.

Tra l'altro fatto in casa ha dimensioni contenute, quindi può essere facilmente installato anche in ambienti piccoli.

Puoi posizionare un generatore fatto in casa in una piccola stanza, grazie al design compatto, il dispositivo non richiede molto spazio per la sua installazione

A seconda del tipo di combustibile utilizzato, il generatore richiede solo precauzioni durante l'uso. Durante il funzionamento di un generatore fatto in casa è necessario osservare le precauzioni di sicurezza: monitorare i cavi elettrici, evitare che si attorciglino, non toccare i fili scoperti con le mani, ecc.

Durante il funzionamento di un generatore fatto in casa è necessario osservare le precauzioni di sicurezza: monitorare i cavi elettrici, evitare che si attorciglino, non toccare i fili scoperti con le mani, ecc.

Infine

Con la giusta selezione di elementi per un generatore eolico fatto in casa, puoi realizzare un buon modello che fornisca a tutta la casa una tensione ininterrotta.

Se non sei sicuro delle tue capacità o non hai abbastanza strumenti, puoi acquistare un mulino a vento domestico, che ti ripagherà risparmiando sull'elettricità. Tali apparecchiature stanno diventando sempre più popolari nell'economia di oggi, sono perfette per le case private.

Le turbine eoliche fatte in casa di solito non sono rumorose e affidabili, tuttavia le prestazioni sono molto inferiori a quelle acquistate. Scegli e monta l'attrezzatura a tuo piacimento.

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