Jak vyrobit regulátor pro větrnou turbínu vlastníma rukama: zařízení, princip činnosti, montážní schéma

Jaký je nejúčinnější generátor větrné turbíny

Horizontální

Vertikální

Tento typ zařízení je nejoblíbenější, protože osa otáčení turbíny je rovnoběžná se zemí. Takové větrné turbíny se často nazývají větrné mlýny, u nichž se lopatky otáčejí proti proudu větru. Konstrukce zařízení zahrnuje systém automatického otáčení hlavové části. To je nutné pro zjištění proudění větru. Je také zapotřebí zařízení k otáčení lopatek, aby se i malá síla mohla využít k výrobě elektřiny. Použití těchto zařízení je schůdnější v průmyslových závodech než v domácnostech. V praxi se častěji používají pro větrné elektrárny.

Tento typ zařízení je v praxi méně účinný. Lopatky turbíny se otáčejí rovnoběžně se zemí bez ohledu na sílu a vektor větru. Směr proudění také nehraje roli, při jakémkoli nárazu se rotující prvky otáčejí proti němu. V důsledku toho větrná turbína ztrácí část svého výkonu, což snižuje energetickou účinnost zařízení jako celku. Z hlediska instalace a údržby jsou však pro domácí použití vhodnější jednotky s vertikálně uspořádanými lopatkami. Důvodem je skutečnost, že převodovka a generátor jsou namontovány na zemi. Nevýhodou těchto zařízení je nákladná instalace a značné náklady na údržbu. Pro instalaci generátoru bude zapotřebí dostatečný prostor. Použití vertikálních jednotek je proto praktičtější v menších soukromých domácnostech.

Dvoulopatkový	Tři lopatky	Více čepelí
Tento typ jednotky se vyznačuje dvěma rotujícími prvky. Tato varianta je dnes téměř neúčinná, ale díky své spolehlivosti je poměrně rozšířená.	Jedná se o nejběžnější typ. Třínožové stroje se používají nejen v zemědělství a průmyslu, ale také v domácnostech. Tento typ zařízení se rozšířil díky své spolehlivosti a účinnosti.	Ten může mít 50 nebo více rotujících prvků. Pro výrobu požadovaného množství elektřiny není nutné samotné otáčení lopatek, ale výkon při požadovaném počtu otáček. Přítomnost každého dalšího rotujícího prvku zvyšuje celkový parametr odporu větrného kola. To ztěžuje dosažení požadovaného počtu otáček. Karuselové jednotky vybavené více lopatkami se začnou otáčet, když je síla větru nízká. Jejich použití má však větší význam, když hraje roli samotné odstřeďování, např. když je třeba čerpat vodu. Stroje s více lopatkami se nepoužívají, pokud se má efektivně vyrábět velké množství energie. Pro jejich provoz je nutná převodovka. To nejen zvyšuje složitost celé jednotky, ale také ji činí méně robustní ve srovnání s jednotkou se dvěma nebo třemi lopatkami.

S pevnými lopatkami

plachtové pohonné jednotky

Náklady na tyto jednotky jsou vyšší kvůli vysokým výrobním nákladům na rotační části. V porovnání s plachtovými stroji jsou však generátory s pevnými lopatkami spolehlivější a mají delší životnost. Protože vzduch obsahuje prach a písek, jsou rotující prvky vystaveny vysokému namáhání. Pokud zařízení pracuje ve stabilních podmínkách, vyžaduje každoroční výměnu ochranné vrstvy proti korozi, která se nanáší na konce lopatek. Bez toho začne otočný prvek časem ztrácet své výkonnostní vlastnosti.

Tento typ čepele se vyrábí snadněji a levněji než kovové nebo sklolaminátové. Úspory při výrobě však mohou v budoucnu vést ke značným nákladům. Při průměru tří metrů může rychlost špičky lopatky dosáhnout až 500 km/h, když rychlost zařízení je přibližně 600 za minutu. To je velká zátěž i pro tuhé díly. Praxe ukazuje, že rotační prvky na plachetnici je třeba často měnit, zejména při velké síle větru.

Podle typu rotorového mechanismu lze všechny jednotky rozdělit na několik typů:

• ortogonální Darrierovy jednotky;
• jednotky s rotorovou jednotkou Savonius;
• jednotky s vertikální osou;
• zařízení s rotorovým mechanismem helikoidálního typu.

Čínská elektronická alternativa

Výroba regulátoru větrné turbíny vlastníma rukama je prestižní záležitostí. Vzhledem k rychlosti vývoje elektronických technologií však často význam samosestavování ztrácí na významu. Většina navrhovaných systémů je navíc již zastaralá.

Docela slušný, určený pro 600wattovou větrnou turbínu, regulátor nabíjení v čínské verzi. Toto zařízení si můžete objednat z Číny a poštou vám bude doručeno přibližně za měsíc a půl.

Vysoce kvalitní skříň regulátoru, která je odolná proti povětrnostním vlivům, má rozměry 100 x 90 mm a je vybavena výkonným chladičem. Kryt je navržen v souladu se stupněm krytí IP67. Rozsah vnějších teplot je od -35ºC do +75ºC. Kryt poskytuje světelnou indikaci stavu větrné turbíny.

Otázkou je, jaký smysl má ztrácet čas a úsilí sestavováním jednoduchého designu vlastníma rukama, když existuje reálná možnost koupit něco podobného a technicky seriózního? No, pokud vám tento model nestačí, Číňané mají několik velmi "cool" modelů. Mezi nově příchozími je tak model s výkonem 2 kW při provozním napětí 96 V.

Čínský výrobek ze seznamu nově příchozích. Zajišťuje řízení nabíjení baterie a spolupracuje s větrným generátorem o výkonu 2 kW. Přijímá vstupní napětí až 96 V

Je pravda, že cena tohoto ovladače je již pětkrát vyšší než u předchozího vývoje. Pokud však opět porovnáte náklady na výrobu něčeho podobného vlastníma rukama, vypadá nákup jako racionální rozhodnutí.

Jediná věc, která mate čínské výrobky - mají tendenci přestat nečekaně fungovat v těch nejnevhodnějších případech. Proto je často nutné zakoupené zařízení vylepšit - samozřejmě vlastníma rukama. Je to však mnohem snazší a jednodušší než si vlastnoručně vyrobit regulátor nabíjení větrné turbíny.

Jak připojím regulátor k větrné turbíně?

Regulátor je prvním zařízením, na které se přivádí napětí generované generátorem. Řídicí jednotka se připojuje pomocí speciálních svorek. Generátor je připojen ke vstupu a výstupní svorky jsou připojeny k bateriím.

Existuje mnoho obvodů, které si můžete udělat sami a které se skládají pouze z několika jednoduchých dílů. Takové obvody mohou snadno realizovat i lidé se základním vzděláním, jsou spolehlivé a nenáročné. Pokud si vyrobíte vlastní větrnou turbínu, poskytují tyto obvody plnou funkčnost a absence dalších funkcí není významnou nevýhodou. Čím méně prvků v obvodu, tím je spolehlivější a méně náchylný k selhání nebo poruše, takže tato možnost je nejúspěšnější.

Připojení větrné turbíny k baterii

Baterie je připojena ke generátoru přes usměrňovač - diodový můstek. Baterie potřebují stejnosměrný proud, ale generátor větrné turbíny vyrábí střídavý proud, jehož amplituda je velmi nestabilní. Usměrňovač mění střídavý proud na stejnosměrný.

Pokud je generátor třífázový, musíte použít třífázový usměrňovač, tomu je třeba věnovat zvláštní pozornost.

Baterie obvykle nejsou nové a mohou se vyvařit. Proto se důrazně doporučuje použít alespoň jednoduchý regulátor z regulátoru napětí. Včas vypne nabíjení a udržuje baterie v dobrém stavu. V žádném případě byste neměli šetřit na vybavení a snižovat složení soupravy, protože na něm závisí plný provoz celé větrné turbíny.

Připojení jednofázové větrné turbíny k třífázovému regulátoru

Jednofázový generátor může být připojen k třífázovému regulátoru buď na jedné fázi, nebo paralelně na všech třech. Za správnější se považuje použití jedné fáze, tj. větrná turbína je připojena ke dvěma svorkám - svorkovnici a jedné fázové svorce. Tím se zajistí, že napětí bude správně zpracováno a dodáno do spotřebičů.

Obecně se používání takovýchto heterogenních zařízení nedoporučuje. Kromě toho může záměna s variantami připojení významně ohrozit integritu zařízení, což je nepřijatelné. Při sestavování sady je důležité určit její složení a typ sousedních zařízení, aby se zabránilo použití různých zařízení v jednom svazku. Rizikové spoje by měly provádět pouze vyškolené osoby, které jsou odborníky na elektrotechniku, ačkoli by jim to samy důrazně nedoporučovaly.

Právní stránka věci

Vlastnoručně vyrobený větrný generátor pro rodinný dům nepodléhá zákazům a jeho výroba a používání nepodléhá správním ani trestním sankcím. Pokud výkon větrného generátoru nepřesáhne 5 kW, jedná se o spotřebič pro domácnost, který nevyžaduje žádné povolení od místní energetické společnosti. Pokud navíc z prodeje elektřiny nedosáhnete zisku, nemusíte platit žádné daně. Navíc podomácku vyrobená generátorová větrná turbína i s takovým výkonem vyžaduje složitá technická řešení: je snadné ji vyrobit na základě textu. Výkon domácí větrné turbíny proto zřídkakdy přesahuje 2 kW. Tento výkon obvykle stačí k napájení rodinného domu (samozřejmě pokud nemáte kotel a výkonnou klimatizaci).

V tomto případě hovoříme o federální legislativě. Než se tedy rozhodnete vyrobit větrnou elektrárnu vlastníma rukama, není bezdůvodné zkontrolovat existenci (neexistenci) předmětných a obecních předpisů, které mohou ukládat některá omezení a zákazy. Pokud se například váš dům nachází ve zvláště chráněné přírodní oblasti, může využití větrné energie (která je přírodním zdrojem) vyžadovat další povolení.

Problémy se zákonem mohou nastat v případě problémových sousedů. Větrné turbíny pro rodinné domy patří k jednotlivým budovám, takže i na ně se vztahují určitá omezení:

• Výška stožáru (i když je větrná turbína bez lopatek) nesmí překročit předpisy platné ve vaší oblasti. Kromě toho mohou platit omezení vyplývající z polohy vašeho pozemku. Například nad vámi může být dráha pro přistání na nejbližší letiště. Nebo se v blízkosti vašeho pozemku může nacházet elektrické vedení. Při pádu může konstrukce poškodit sloupy nebo dráty. Obecná hranice pro běžné zatížení větrem je 15 metrů (některé provizorní větrné turbíny dosahují výšky až 30 metrů). Pokud mají stožár a plášť zařízení velký průřez, můžete být vystaveni stížnostem sousedů, jejichž pozemek je zastíněn. Je zřejmé, že takové stížnosti obvykle vznikají "ze zlomyslnosti", ale mají právní základ.
• Hluk od lopatek. Hlavní zdroj problémů se sousedy. Při provozu klasické horizontální konstrukce vydává větrná turbína infrazvuk. Nejedná se pouze o nepříjemný hluk, ale jakmile dosáhne určité úrovně, vlnové vibrace vzduchu mají nepříznivý vliv na lidský organismus a domácí zvířata. Podomácku vyrobený generátor větrné turbíny obvykle není "mistrovským" technickým dílem a sám o sobě může způsobovat velký hluk. Je velmi vhodné nechat si jednotku formálně otestovat kontrolním orgánem (např. hygienicko-epidemiologickou stanicí) a obdržet písemnou zprávu o tom, že stanovené limity hluku nebyly překročeny.
• Elektromagnetické emise. Každý elektrický spotřebič vyzařuje elektromagnetické rušení. Vezměme si například větrnou turbínu z automobilového generátoru. Pro snížení rušení přijímače v automobilu jsou v něm instalovány kondenzátorové filtry. Při navrhování projektu tento bod nezapomeňte zohlednit.

  Nároky mohou vznášet nejen sousedé, kteří budou mít problémy s příjmem televizního a rozhlasového signálu. Pokud se v blízkosti nacházejí průmyslová nebo vojenská přijímací střediska, není od věci nechat úroveň rušení zkontrolovat elektronickou řídicí jednotkou rušení.

• Ekologie. Zní to paradoxně: pokud používáte ekologický stroj, v čem by mohl být problém? Vrtule umístěná ve výšce 15 metrů a více může být překážkou pro migraci ptáků. Rotující lopatky jsou pro ptáky neviditelné a snadno je zasáhnou.

Vlastníma rukama

Nákup hotových větrných generátorů je pro většinu uživatelů cenově nedostupný. Kromě toho je v lidech zakořeněna touha vyrábět různé mechanismy a zařízení, a pokud existuje vznikne naléhavá potřeba, řešení problému je jednoznačný. Zvažte, jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama.

Nejjednodušší větrný generátor pro osvětlení dači

Nejjednodušší konstrukce slouží k osvětlení prostoru nebo napájení vodního čerpadla. Do procesu se obvykle zapojují spotřebiče, které se nebojí přepětí. Větrný mlýn roztáčí generátor přímo připojený ke spotřebičům, bez mezistupně stabilizace napětí.

Větrná turbína vlastníma rukama z automobilového generátoru

Při stavbě domácí větrné turbíny je nejlepší volbou automobilový generátor. Vyžaduje minimální rekonstrukci, především převinutí cívky tenčím drátem a více závity. Úprava je minimální a výsledný efekt umožňuje využívat větrnou turbínu k zásobování domácnosti. Bude zapotřebí dostatečně rychlý a výkonný rotor, který bude schopen otáčet zařízení s vysokým odporem.

Větrný generátor z pračky

K výrobě generátoru se často používá motor pračky. Nejlepší možností je instalovat na rotor silné neodymové magnety, které vybuzují vinutí. Za tímto účelem vyvrtejte do rotoru otvor o průměru odpovídajícím velikosti magnetů.

Poté se instalují do patic se střídavou polaritou a vyplní epoxidem. Hotový generátor je namontován na podložce otáčející se kolem svislé osy a na hřídeli je namontováno oběžné kolo s kapotáží. V zadní části je k podložce připevněn ocasní stabilizátor, který zajišťuje nasměrování zařízení.

Čínská elektronická alternativa

Vytvoření regulátoru větrného generátoru vlastníma rukama je prestižní záležitostí. Vzhledem k rychlosti vývoje elektronických technologií však často význam samosestavování ztrácí na významu. Většina navrhovaných systémů je navíc již zastaralá.

Levnější je koupit hotový výrobek, profesionálně sestavený ve vysoké kvalitě z moderních elektronických součástek. Vhodný přístroj si můžete za rozumnou cenu koupit například na Aliexpressu.

Docela slušný, určený pro 600wattovou větrnou turbínu, regulátor nabíjení je vyroben v Číně. Takové zařízení si můžete objednat z Číny a dostat ho poštou asi za měsíc a půl.

Vysoce kvalitní skříň regulátoru, která je odolná proti povětrnostním vlivům, má rozměry 100 x 90 mm a výkonný chladič pro chlazení. Konstrukce krytu odpovídá stupni krytí IP67. Rozsah vnějších teplot je od -35ºC do +75ºC. Skříň je vybavena světelnou indikací stavu větrné turbíny.

Otázkou je, jaký má smysl ztrácet čas a úsilí na sestavení jednoduchého designu vlastníma rukama, když existuje reálná možnost koupit něco podobného a technicky seriózního? No, pokud vám tento model nestačí, Číňané mají několik velmi "cool" modelů. Mezi nově příchozími je tak model s výkonem 2 kW při provozním napětí 96 V.

Čínský výrobek ze seznamu nově příchozích. Zajišťuje řízení nabíjení baterie a spolupracuje s větrným generátorem o výkonu 2 kW. Přijímá vstupní napětí až 96 V

Je pravda, že cena tohoto ovladače je již pětkrát vyšší než u předchozího vývoje. Pokud však opět porovnáte náklady na výrobu něčeho podobného vlastníma rukama, vypadá nákup jako racionální řešení.

Jediným problémem čínských výrobků je, že mají tendenci v těch nejnevhodnějších případech nečekaně přestat fungovat. Proto je často nutné zakoupené zařízení upravit - samozřejmě vlastníma rukama. Je to však mnohem snazší a jednodušší než si vlastnoručně vyrobit regulátor nabíjení větrné turbíny.

Klíčové součásti

Jak bylo uvedeno, větrný generátor lze vyrobit doma. Pro jeho spolehlivé fungování je nutné připravit určité uzly. Patří mezi ně:

1. Čepele. Mohou být vyrobeny z různých materiálů.
2. Generátor. Můžete si ho postavit sami nebo si koupit hotový.
3. Oblast ocasu. Používá se pro pohyb lopatek ve směru vektoru a zajišťuje maximální možnou účinnost.
4. Multiplikátor. Zvyšuje otáčky rotoru.
5. Konzolový stožár. Slouží jako upevňovací prvek pro všechny výše uvedené sestavy.
6. Napínací lana. Nutné pro ukotvení konstrukce jako celku a její ochranu před poškozením větrem.
7. Baterie, střídač a regulátor nabíjení. Pomáhá přeměňovat, stabilizovat a ukládat energii.

Začátečníci by měli zvážit jednoduché schéma rotační větrné turbíny.

Odrůdy a modifikace vertikálních větrných turbín

Ortogonální větrný generátor je vybaven několika lopatkami uspořádanými v určité vzdálenosti rovnoběžně s osou otáčení. Tyto větrné turbíny jsou také známé jako Darierův rotor. Tyto jednotky se ukázaly jako nejúčinnější a nejfunkčnější.

Otáčení lopatek zajišťuje jejich tvar křídla, který vytváří potřebnou vztlakovou sílu. Běžný provoz jednotky však vyžaduje značné úsilí, a proto lze výkon generátoru zvýšit namontováním dodatečných statických přepážek. Nevýhodou je nadměrný hluk, vysoké dynamické zatížení (vibrace), které často vede k předčasnému opotřebení ložisek a jejich selhání.

Pro domácí použití jsou nejvhodnější větrné turbíny s rotorem Savonius. Větrné kolo se skládá z několika půlválců, které se plynule otáčejí kolem své osy. Otáčení probíhá vždy stejným směrem a nezávisí na směru větru.

Nevýhodou tohoto typu instalace je, že vítr konstrukci rozfoukává. To způsobí pnutí v nápravě a selhání ložiska rotoru. Kromě toho se otáčení nemůže spustit samo, pokud má větrná turbína pouze dvě nebo tři lopatky. Z tohoto důvodu se doporučuje připevnit na nápravu dva rotory pod úhlem 90 stupňů.

Vertikální větrná turbína s více lopatkami je jednou z nejfunkčnějších jednotek v této řadě. Dosahuje vysoké účinnosti s nízkými nosnými prvky.

Vnitřní konstrukce se skládá z dalších statických lopatek uspořádaných v jedné řadě. Stlačují proud vzduchu a upravují jeho směr, čímž zvyšují účinnost rotoru. Za hlavní nevýhodu je považována vysoká cena způsobená velkým počtem dílů a prvků.

Větrné turbíny pro domácnost vlastníma rukama, mechanika generátoru větrné turbíny

Podstata provoz větrného generátoru je transformace kinetické energie větrnou energii na energii elektrickou. Každý prvek systému plní svou funkci:

Větrné kolo, lopatky. Zachycují pohyb vzduchových mas, otáčejí se a pohánějí hřídel.
Na hřídeli může být najednou namontován generátor nebo úhlová převodovka, která přenáší pohyb dolů na kardan. Použitím převodovky můžete dosáhnout vyšších otáček (násobek).
Generátor - přeměňuje rotační energii na elektrickou. Pokud generátor vyrábí stabilní proud, je připojen k bateriím. Pokud tomu tak není, je mezi ně instalován regulátor napětí.
Baterie sice nejsou v systému přítomny, ale jsou stabilnější - využívají větrné hodiny k dobíjení a při útlumu větru využívají nahromaděný potenciál.
Měnič - slouží k převodu napětí na požadovanou hodnotu, např. 220 V. Je to nutné kvůli pohodlí, protože většina spotřebičů je navržena pro toto napětí. Účel větrné turbíny se však může lišit, takže ne každý obvod obsahuje měnič.
Anemoskop je zařízení, které se používá u výkonných větrných turbín. Sbírá údaje o rychlosti a směru větru. V domácích provedeních se téměř nevyskytují

Obvykle se vyrábí malá meteorologická lopatka a otočný mechanismus.
Stěžeň - nebo podpěra - na kterém bude vrtule upevněna.
Ve výšce je větší šance, že se dostane do stálého a silného větru, proto je důležité věnovat pozornost stožáru, který musí být schopen odolat zatížení.

Větrné turbíny mohou být horizontální (s klasickou vrtulí) a vertikální (rotor). Horizontální jednotky mají nejvyšší účinnost, a proto se nejčastěji používají při stavbě svépomocí.

Generátor vertikálního typu

Takové větrné turbíny však musí být natočeny proti větru, protože při bočním proudění přestávají fungovat. Vlastnoručně vyrobená rotační větrná turbína má také své výhody.

Konstrukce vertikálních systémů se může značně lišit, ale mají některé společné rysy.

• Vertikálně umístěné turbíny zachytí vítr bez ohledu na to, odkud fouká (horizontální modely musí být vybaveny vodicí lištou), což je velmi užitečné, pokud vítr v určité oblasti není stabilní, proměnlivý.
• Takovou konstrukci lze umístit přímo na zem (samozřejmě pokud je dostatečný vítr).
• Jeho instalace je jednodušší než instalace vodorovná.

Jedinou nevýhodou je relativně nízká účinnost.

Co bude potřeba?

Nejběžnější možností je použít motor pračky pro domácí generátor. Pokud nemáte starou "pračku", můžete takový motor najít ve vetešnictví na trhu se železářským zbožím, v nejbližším servisním středisku domácích spotřebičů nebo ve specializovaných prodejnách. Objednat takový motor z Číny není problém.

Nové i použité motory vydrží dlouho. Motor o výkonu 200 W lze snadno přepočítat na kilowatt nebo více.

Materiály

K sestavení generátoru budete kromě motoru potřebovat:

• neodymové magnety ve velikostech 20, 10 a 5 mm (celkem 32);
• usměrňovací diody nebo diodový můstek s proudem desítek ampérů (dodržujte pravidlo dvojnásobku výkonové rezervy);
• epoxidové lepidlo;
• svařování za studena;
• smirkový papír;
• Cín ze strany plechovky.

Magnety se objednávají online z Číny.

Nástroje

Následující nástroje urychlí výrobní proces:

• soustruh;
• nůžky;
• šroubovák s tryskou;
• kleště.

Princip fungování

Regulátory používané ve větrných turbínách jsou sofistikovaná technická zařízení, která plní následující funkce:

1. Řídí nabíjení akumulátorových baterií (baterií), které jsou akumulátorem vyrobené elektrické energie.
2. Převádí střídavý elektrický proud generovaný větrnou turbínou na stejnosměrný proud, který je provozním proudem pro baterie.
3. Ovládá otáčení lopatek větrné turbíny.
4. Provádí přesměrování generovaného elektrického proudu v závislosti na nabití baterie a množství generované energie.

Provoz ovladačů, které zajišťují větrné turbíny v automatickém režimu, v závislosti na jejich konstrukci a výkonu větrné turbíny, je následující:

1.Pro větrné turbíny s vysokým výkonem.

• Součástí regulátoru je zátěžový systém, který je namontován na větrné turbíně. K tomuto účelu lze použít elektrické topné články nebo jiné elektrické odpory se značným odporem.
• Během provozu větrné turbíny, jakmile napětí akumulátoru dosáhne 14-15,0 V, odpojí jej regulátor od napájecího vedení a přepne elektrický výkon generovaný turbínou na předřadný odpor.

2.Pro větrné turbíny s nízkým výkonem.

Po dokončení nabíjení baterie a dosažení maximálních možných hodnot napětí řídicí jednotka zabrzdí otáčení lopatek větrné turbíny. To se provádí zkratováním fází větrného generátoru, což způsobí zabrzdění a zastavení otáčení stroje.

Základ domácího větrného generátoru

Téma výroby a instalace domácích větrných generátorů je na internetu velmi široce zastoupeno. Většina materiálu je však triviálním popisem principů získávání elektřiny z přírodních zdrojů.

Teoretická metodika větrných generátorů (instalace) je již dlouho známá a zcela jasná. Jak je to ale prakticky s domácím sektorem, to je otázka, která zdaleka není zcela odhalena.

Nejčastěji se jako zdroj energie pro domácí větrné turbíny doporučují automobilové generátory nebo asynchronní střídavé motory doplněné neodymovými magnety.

Postup přestavby asynchronního střídavého motoru na generátor pro větrnou turbínu. Spočívá ve výrobě "pláště" rotoru z neodymových magnetů. Extrémně složitý a časově náročný proces

Obě možnosti však vyžadují zásadní revizi, často složitou, nákladnou, časově náročnou a drahou.

Mnohem jednodušší a ve všech ohledech snazší je instalace elektromotorů, které se vyráběly dříve a které nyní vyrábí společnost Ametek (příklad) a další.

Pro domácí větrnou elektrárnu jsou vhodné stejnosměrné motory s napětím 30 až 100 V. V režimu generátoru je z nich možné získat přibližně 50 % udávaného provozního napětí.

Je třeba poznamenat, že při provozu v režimu generování je třeba stejnosměrné motory roztočit na vyšší než jmenovité otáčky.

Každý jednotlivý motor z tuctu stejných modelů však může vykazovat zcela odlišné vlastnosti.

Optimální výběr elektromotoru pro domácí větrnou elektrárnu je proto logický s ohledem na následující ukazatele:

1. Parametr vysokého provozního napětí.
2. Parametr nízkých otáček.
3. Vysoká hodnota provozního proudu.

Například motor od společnosti Ametek s provozním napětím 36 V a úhlovou rychlostí 325 otáček za minutu vypadá pro instalaci dobře.

Právě tento motor se používá při konstrukci větrné turbíny - instalace, která je popsána níže jako příklad domácí větrné turbíny.

Stejnosměrný motor pro domácí větrnou turbínu. Optimální volba mezi výrobky společnosti Ametek. Podobné elektromotory od jiných výrobců jsou také vhodné.

Účinnost jakéhokoli podobného motoru lze snadno zkontrolovat. Stačí k elektrickým vodičům připojit běžnou automobilovou žárovku na 12 V a ručně otáčet hřídelí motoru. Pokud má motor dobrou specifikaci, kontrolka se jistě rozsvítí.

Výběr materiálu

Lopatky větrných turbín mohou být vyrobeny z jakéhokoli více či méně vhodného materiálu, např:

Trubky z PVC

Jedná se pravděpodobně o nejjednodušší materiál, ze kterého lze lopatky vyrobit. Trubky z PVC jsou k dostání v každém stavebním obchodě. Měly by být vybrány trubky určené pro tlakové kanalizační nebo plynové potrubí. V opačném případě může proudění vzduchu při silném větru poškodit lopatky a přitisknout je ke stožáru generátoru.

Na lopatky větrné turbíny působí velké odstředivé síly a čím jsou lopatky delší, tím jsou tyto síly větší.

Hrana lopatky dvoulopatkového kola domácí větrné turbíny se otáčí rychlostí stovek metrů za sekundu, což je rychlost kulky vystřelené z pistole. Tato rychlost může způsobit prasknutí potrubí z PVC. Zvláště nebezpečné je, že úlomky prasklého potrubí mohou usmrtit nebo vážně zranit člověka.

Řešení lze nalézt co největším zkrácením lopatek a zvýšením jejich počtu. Větrné kolo s více lopatkami se lépe vyvažuje a je méně hlučné.

Důležitým faktorem je tloušťka stěn trubky. Například u větrného kola se šesti lopatkami z PVC trubek o průměru dva metry by jejich tloušťka neměla být menší než 4 milimetry. Domácí kutil může pro výpočet konstrukce lopatek použít hotové tabulky a šablony.

Domácí kutil může pro výpočet konstrukce lopatek použít připravené tabulky a šablony.

Šablona by měla být vyrobena z papíru, připevněna k trubce a zakroužkována. To by se mělo provést tolikrát, kolik lopatek bude mít větrná turbína. Pomocí skládačky nařežte trubku podél značek - nože jsou téměř připravené. Hrany trubek jsou zabroušené, rohy a konce zaoblené, aby větrná turbína vypadala hezky a byla méně hlučná.

Je třeba vyrobit ocelový disk se šesti pásy, který bude sloužit jako konstrukce spojující lopatky a upevňující kolo k turbíně.

Rozměry a tvar spojovací konstrukce by měly odpovídat typu generátoru a stejnosměrnému proudu, který se bude ve větrné farmě používat. Ocel musí být zvolena tak silná, aby se nárazem větru nedeformovala.

Hliník

Hliníkové nože jsou v porovnání s noži z PVC trubek odolnější proti ohýbání a lámání. Nevýhodou je jejich vysoká hmotnost, která vyžaduje opatření k zajištění stability celé konstrukce. Kromě toho musí být kolo co nejpečlivěji vyváženo.

Podívejte se na podrobnosti výroby hliníkových lopatek pro větrné kolo se šesti lopatkami.

Šablona by měla být vyrobena z překližky. Již na šabloně z hliníkového plechu vyřízněte polotovary šesti čepelí. Budoucí lopatka se zavrtá do drážky o hloubce 10 mm, přičemž osa svitku by měla svírat s osou radlice obrobku úhel 10 stupňů. Tato manipulace zajistí přijatelné aerodynamické parametry lopatek. Na vnitřní straně čepele je připevněna objímka se závitem.

Spojovací mechanismus větrného kola s hliníkovými lopatkami, na rozdíl od kola s lopatkami z PVC trubek, nemá na disku pásky, ale čepy, což jsou kusy ocelové tyče se závity odpovídajícími závitům objímek.

Vyrobeno ze skelných vláken

Lopatky vyrobené z montované skleněné tkaniny se specifickými skleněnými vlákny jsou vzhledem k aerodynamickým parametrům, pevnosti a hmotnosti nejbezchybnější. Tyto čepele jsou nejobtížnější na výrobu, protože musíte vědět, jak pracovat se dřevem a skleněnou tkaninou.

Podíváme se na výrobu lopatek ze skelných vláken pro kolo o průměru dva metry.

Nejtěžší je vyrobit matrici ze dřeva. Ten je vyroben z hranolů pomocí šablony a slouží jako předloha pro čepel. Po dokončení matrice můžete začít vyrábět čepele, které se skládají ze dvou částí.

Matrici je třeba navoskovat, jednu její stranu potřít epoxidovou pryskyřicí a položit na ni tkaninu ze skleněných vláken. Znovu naneste epoxidovou pryskyřici a opět vrstvu tkaniny ze skleněných vláken. Počet vrstev může být tři nebo čtyři.

Poté nechte vrstvu přímo na matrici asi 24 hodin, dokud zcela nezaschne. A je to, jedna část čepele je připravena. Stejná posloupnost je dodržena i na druhé straně matice.

Hotové části lopatek by měly být spojeny epoxidovou pryskyřicí. Dovnitř lze vložit dřevěnou zátku a lepidlem ji připevnit k náboji kola. Do zátky by mělo být vloženo pouzdro se závitem. Z kloubu se stane náboj stejným způsobem jako v předchozích příkladech.

nuance použití větrných turbín

Větrné turbíny se v současné době používají v různých odvětvích hospodářství. Průmyslové modely různých výkonů používají ropné a plynárenské společnosti, telekomunikační společnosti, vrtné a průzkumné stanice, výrobní zařízení a vládní agentury.

Větrnou turbínu lze využít jako doplňkový zdroj energie v nemocnicích a dalších institucích k zajištění nepřetržitého napájení v nouzových situacích.

Zvláštní pozornost si zaslouží využití větrných turbín pro rychlou obnovu přerušené dodávky elektřiny při katastrofách a živelních pohromách. Větrné turbíny k tomuto účelu často využívají jednotky ministerstva pro mimořádné situace.

Domácí větrné turbíny jsou vynikající pro osvětlení a vytápění v chatových osadách a soukromých domech, stejně jako pro domácí účely na farmách.

Je třeba zvážit několik bodů:

• Zařízení s výkonem do 1 kW mohou poskytovat dostatečné množství elektřiny pouze ve větrných lokalitách. Obvykle stačí vyrobená energie pouze k napájení LED osvětlení a malých elektronických zařízení.
• K zajištění plného množství elektřiny pro rekreační dům je zapotřebí větrný generátor s výkonem vyšším než 1 kW. To stačí na napájení osvětlení, počítače a televize, ale ne na napájení moderní chladničky, která je v provozu 24 hodin denně.
• K napájení chaty je zapotřebí větrná turbína o výkonu 3-5 kW, ale ani ta nestačí k vytápění domů. Pro využití takové funkce je zapotřebí výkonná varianta od 10 kW.

Při výběru modelu je třeba mít na paměti, že údaj o výkonu uvedený na zařízení je dosažen pouze při maximální rychlosti větru. Například 300V jednotka vyprodukuje uvedené množství energie pouze při rychlosti vzduchu 10-12 m/s.

Těm, kteří si chtějí postavit vlastní generátor větrné turbíny vlastníma rukama, nabízíme následující článek, který poskytuje podrobné užitečné informace.

Co je to regulátor nabíjení?

Funkci řízení hodnoty náboje plní regulátor předřadníku. Jedná se o elektronické zařízení, které při zvýšení napětí vypíná baterii nebo vybíjí přebytečnou energii do spotřebiče, jako je topení, lampa nebo jiné jednoduché a nenáročné zařízení, které nevyžaduje velké změny výkonu. Při poklesu nabití přepne řídicí jednotka baterii do režimu nabíjení, čímž pomůže doplnit uloženou energii.

První konstrukce regulátorů byly jednoduché a umožňovaly pouze brzdění hřídelí. Následně byly funkce zařízení upraveny a přebytečná energie byla využita racionálněji. A když se větrné turbíny začaly používat jako hlavní zdroj energie pro rekreační domy nebo soukromé domy, zmizel problém, jak využít přebytečnou energii, protože v dnešní době je v každém domě vždy co zapojit.