Větrný generátor vlastníma rukama z pračky: návod na sestavení větrné turbíny

Výpočet výkonu budoucího větrného generátoru

Nejprve by mělo být objasněno, jaký výkon by měl mít větrný generátor vlastníma rukama, jaké jsou funkce a zatížení, které bude muset zvládnout. Alternativní zdroje elektřiny se obecně používají jako pomocné, tj. určené k podpoře hlavní dodávky elektřiny. Pokud je tedy výkon systému i 500 W, je to již poměrně dobré.

Konečný výkon větrné turbíny však závisí na dalších faktorech, mimo jiné na:

• rychlost větru;
• počet lopatek.

Chcete-li zjistit vhodný poměr pro horizontální typ svítidel, doporučujeme přečíst si níže uvedenou tabulku. Čísla na křižovatce představují potřebný výkon (udávaný ve wattech).

Tabulka. Výpočet potřebného výkonu pro horizontální větrné generátory

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

Pokud se například rychlost větru ve vašem regionu pohybuje převážně mezi 5 a 8 metry za sekundu a požadovaný výkon větrné turbíny je 1,5 až 2 kilowatty, průměr konstrukce by měl být přibližně 6 metrů nebo více.

Co bude potřeba

Výchozím bodem pro konstrukci zařízení mohou být různé části domácích spotřebičů a automobilů. Některé potřebné nástroje a materiály se mohou lišit v závislosti na základně zařízení.

Sestavení pračky

K výrobě větrné turbíny z pračky budete potřebovat.

• elektromotor z pračky o výkonu 1,4-1,6 kW;
• 32 neodymových magnetů o průměru 10-12 mm;
• smirkový papír;
• epoxidové nebo studené svařování
• šroubovák;
• výkonový usměrňovač;
• tester.

Sestavení z asynchronního motoru

Pro výrobu zařízení z indukčního motoru pro soukromý dům můžete potřebovat.

• Ocelové vodovodní potrubí o vnějším průměru 70-80 mm pro konstrukci stožáru;
• materiál lopatek oběžného kola (hliníková trubka, tenká dřevěná prkna, skleněná tkanina) nebo prefabrikované lopatky.
• podkladové materiály (desky, odřezky trubek nebo profilů, cementová malta);
• ocelové lano;
• tenký plech nebo překližka odolná proti vlhkosti pro dřík
• Asynchronní motor (nejoblíbenější modely jsou АИР80 nebo АИР71);
• přídavné neodymové magnety.

Pro výrobu z plastových lahví

Pro stavbu malého generátor větrné turbíny vyrobený z Materiály potřebné pro stavbu malého větrného mlýna z plastových lahví nejsou drahé.

Materiály a nástroje pro sestavení větrného generátoru z plastových lahví

• Ocelová nebo chromovaná trubka o průměru 25 mm a tloušťce stěny do 1,0 mm o celkové délce 3000 mm;
• válcové plastové láhve o objemu 1,5 litru - 16 kusů (pokud použijete láhve s větším objemem, možná budete muset přepočítat velikost šachty).
• uzávěry na láhve - 16 ks
• kuličková ložiska č. 205 (lze použít i jiné řady s průměrem hřídele 25 mm)
• pár 6/4″ svorek (používaných jako ložiskové skříně);
• dvě 3/4" svorky, které budou sloužit jako upevňovací body pro větrnou turbínu;
• přídavnou svorku pro montáž generátoru (v níže uvedeném příkladu je použit 3,5″ výrobek);
• devět šroubů M4*35 s maticemi M4;
• 32 podložek M5 pro montáž krytů;
• pryžová trubka o vnitřním průměru 25 mm (průřez 150-200 mm);
• pouzdro s vnějším průměrem 25 mm a vnitřním otvorem 9-10 mm;
• krokový motor do 10 W;
• alternátor z jízdního kola;
• svítilna s dynamem;
• elektrickou vrtačku nebo šroubovák;
• pilka na kov;
• Vrtáky do kovu o průměru 4 a 8 mm pro vytváření otvorů v kovových trubkách;
• Křížový šroubovák a plochý šroubovák;
• Klíč 7 mm.

Vytvoření z elektromotoru

Potřebné materiály:

• alternátoru z automobilu;
• 12 V baterie, kterou lze provozovat
• Střídač s výkonem alespoň 1 kW pro převod stejnosměrného napětí 12 V na střídavé napětí 220 V;
• 200litrový sud na výrobu lopatek
• 12voltová žárovka pro monitorování;
• spínač a voltmetr;
• měděný drát s průřezem vodiče od 2,5 mm²;
• trubka o průměru cca 45-50 mm pro nápravu;
• Trubky o průměru 100 mm pro konstrukci stožárů;
• ložiska;
• svařovací stroj;
• cementová malta;
• Tažná lana o průměru 6 mm a kotvy pro ukotvení do země;
• spojovací materiál (kování, svorky atd.).

Nástroje:

• svinovací metr;
• tužka a kovové rýsovací pero;
• sada klíčů;
• vrták nebo šroubovák;
• míchačka malty;
• vrtáky do kovu;
• brusku a několik náhradních kotoučů;
• nůžky na kov;
• pilníky a smirkový papír.

Legitimita instalace větrných turbín

Alternativní zdroje energie jsou snem každého majitele chaty nebo domu, jehož pozemek se nachází daleko od centrální sítě. Když však dostaneme účty za elektřinu spotřebovanou v městském bytě a podíváme se na rostoucí tarify, uvědomíme si, že větrný generátor, určený pro potřeby domácnosti, by nám neuškodil.

Po přečtení tohoto článku si možná svůj sen splníte.

Větrný generátor je skvělým řešením pro napájení venkova. V některých případech je instalace jediným možným řešením.

Abychom se vyhnuli plýtvání penězi, úsilím a časem, zjistěme: existují nějaké vnější okolnosti, které nám budou v procesu provozování větrné turbíny překážet?

Pro napájení letní chaty nebo malé chalupy postačí malá větrná elektrárna s výkonem do 1 kW. V Rusku jsou taková zařízení přirovnávána k výrobkům pro domácnost. Jejich instalace nevyžaduje žádné certifikáty, povolení ani další povolení.

Pro určení proveditelnosti větrné turbíny je nutné zjistit potenciál větrné energie v dané oblasti (klikněte pro zvětšení).

Pro jistotu se však zeptejte, zda neexistují místní předpisy týkající se individuálního zásobování energií, které by mohly instalaci a provozu tohoto zařízení bránit.

Vaši sousedé mohou mít nárok na odškodnění, pokud je provoz větrné turbíny obtěžuje. Nezapomeňte, že naše práva končí tam, kde začínají práva ostatních lidí.

Při nákupu nebo výrobě vlastní větrné turbíny pro váš dům je proto třeba věnovat velkou pozornost následujícím parametrům:

Výška stožáru. Při montáži větrné turbíny je třeba vzít v úvahu výšková omezení pro jednotlivé budovy, která existují v některých zemích světa, a také umístění vlastního pozemku. Vězte, že v blízkosti mostů, letišť a tunelů je zakázáno stavět konstrukce vyšší než 15 metrů.
Hluk z převodovky a lopatek. Parametry generovaného hluku lze určit pomocí speciálního zařízení pro měření hluku a výsledky měření lze zdokumentovat.

Je důležité, aby nepřekračovaly mezní hodnoty hluku.
Vzdušné rušení. Větrná turbína by měla být v ideálním případě navržena tak, aby se zabránilo rušení televizního signálu, pokud by vaše jednotka mohla způsobit takové potíže.
Nároky ze strany environmentálních služeb. Tato organizace vám může zabránit v provozu zařízení pouze v případě, že narušuje migraci stěhovavých ptáků. To je však nepravděpodobné.

Při vlastní tvorbě a instalaci zařízení se naučte tyto body a při nákupu hotového výrobku věnujte pozornost parametrům, které jsou uvedeny v jeho datovém listu. Je lepší se chránit předem, než být později zklamaný.

• Důvodem pro umístění větrné elektrárny je především dostatečně vysoká a stabilní síla větru v dané oblasti;
• Pozemek musí být dostatečně velký, aby se jeho užitná plocha instalací systému podstatně nezmenšila;
• Vzhledem k hluku, který větrnou turbínu doprovází, je vhodné, aby vzdálenost mezi obydlím sousedů a zařízením byla alespoň 200 m;
• Neustále rostoucí cena elektřiny je přesvědčivým argumentem pro instalaci větrné turbíny;
• Instalace větrných generátorů je možná pouze v oblastech, kde úřady neodrazují od využívání zelené energie, a ještě lépe, kde ji podporují;
• Pokud v oblasti, kde má být postavena mini větrná elektrárna, dochází k častým přerušením provozu, minimalizuje instalace nepříjemnosti;
• Majitel systému by měl být připraven na to, že se mu peníze investované do hotového výrobku nevrátí okamžitě. Ekonomický efekt se může projevit po 10 až 15 letech;
• Pokud není návratnost systému to poslední, co vás zajímá, měli byste zvážit stavbu vlastní minielektrárny.

Začínáme

Prvním krokem při konstrukci větrného generátoru je výroba nerezové nebo hliníkové nádoby. Nejčastěji se používá kbelík, velký hrnec, hrnec s vařící vodou apod. To bude základna pro budoucí větrnou turbínu.

Pomocí metru a fixy nebo tužky rozdělte nádobu na 4 stejné části. Dále je samozřejmě nutné tento kov podle značení nařezat. Obvykle se k tomu používají nůžky na šrouby, ale pokud je základna vyrobena z materiálu, jako je pozinkovaný kov nebo lakovaný plech, budete muset pracovat s nůžkami, protože takové materiály se při stříhání nůžkami na šrouby jednoduše přehřejí. Jedná se o čepele, ale není nutné řezat celou konstrukci. Nyní je nutné začít s přepracováním řemenice alternátoru.

Dno nádrže i řemenice alternátoru je třeba označit a vyvrtat otvory pro šrouby.

Zde je velmi důležité zajistit symetrické vyrovnání, aby nedošlo k nevyváženosti otáčení.

Poté je třeba lopatky ohnout, ale ne příliš.

Je důležité vzít v úvahu směr, kterým se bude alternátor otáčet. Obecně platí, že směr je ve směru hodinových ručiček. Pokud jde o ohyb lopatek, plocha těchto přípravků přímo ovlivňuje rychlost otáčení, protože se mění rovina proudění vzduchu, která působí na přípravek.

Pokud jde o ohyb lopatek, plocha těchto přípravků má přímý vliv na rychlost otáčení, protože se mění rovina dopadu proudu vzduchu na přípravek.

Po všech těchto manipulacích se na řemenici generátoru připevní kbelík nebo jiná nádoba s připravenými otvory pro šrouby.

Generátor se připevní ke stožáru a zajistí připravenými svorkami. Poté je třeba propojit vodiče a sestavit elektrický obvod.

Zde je třeba mít po ruce schéma zapojení a pamatovat si barvy všech vodičů a označení pinů. To vše budete určitě potřebovat později, ale zatím můžete dráty připevnit ke stožáru větrného mlýna.

Domácí větrný generátor vyžaduje také připojení baterie. K jeho připojení budete potřebovat dříve zakoupené vodiče o průřezu 4 mm2. Postačí délka 1 metr. Pro připojení zátěže, tj. elektrických spotřebičů (žárovek, domácích spotřebičů atd.), postačí 2,5 mm2 vodiče. Poté je třeba nainstalovat a připojit měnič k obvodu, k čemuž opět potřebujete vodiče 4 mm2.

Jak si sami vyrobit vertikální větrný generátor

Větrný generátor si můžete vyrobit sami, ale není to tak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát. Buď si budete muset sestavit kompletní sadu vybavení, což je poměrně obtížné, nebo si budete muset některé položky koupit, což je poměrně nákladné. Sada může obsahovat:

• větrná turbína
• měnič
• řídicí jednotka
• sada baterií
• Vodiče, kabely, pomocná zařízení

Optimální by byl částečný nákup hotových zařízení, částečná výroba vlastních rukou. Skutečnost, že ceny sestav a prvků jsou velmi vysoké, není dostupná pro každého. Vysoká jednorázová investice navíc nutí k zamyšlení, zda tyto prostředky nelze realizovat efektivnějším způsobem.

Systém funguje následovně:

• větrná turbína se otáčí a přenáší točivý moment na generátor.
• generuje elektrický proud, který nabíjí baterii.
• baterie je připojena ke střídači, který mění stejnosměrný proud na 220 V AC při 50 Hz.

Montáž obvykle začíná generátorem. Nejúspěšnější variantou je sestavení třífázové konstrukce na neodymových magnetech, která umožňuje generovat příslušný proud.

Rotační díly jsou vyrobeny na základě jednoho z nejdostupnějších systémů, který lze obnovit vlastníma rukama. Čepele jsou vyrobeny z částí trubek, kovových sudů rozříznutých napůl nebo určitým způsobem ohnutých plechů.

Stožár je přivařen k zemi a postaven do vzpřímené polohy. Případně může být vyroben ze dřeva v místě instalace generátoru. Stožár by měl být podepřen základy a zajištěn kotvami, aby byla zajištěna bezpečná a pevná instalace. Pokud je velmi vysoká, je třeba ji dodatečně zajistit pomocí štaflí.

Všechny jednotky a části systému musí být vzájemně sladěny z hlediska kapacity a vyladění výkonu. Nelze předem říci, jaká bude účinnost větrné turbíny, protože existuje příliš mnoho neznámých parametrů pro výpočet výkonu systému. Pokud je však systém původně navržen na určitou kapacitu, je výkon vždy poměrně blízký. Hlavním požadavkem se stává pevnost a přesnost výroby komponent, aby byl provoz generátoru dostatečně stabilní a spolehlivý.

Porovnejte výhody a nevýhody instalace

Větrné turbíny se používají již mnoho let, jejich konstrukce se neustále zdokonaluje a vítr je snadno dostupný zdroj energie.

Větrné turbíny jsou šetrné k životnímu prostředí a uživatelsky přívětivé, protože se montují na stožáry a zabírají málo místa. Snadno se udržují a opravují.

Vzhledem k nestabilitě větrných turbín je nutné vymyslet způsoby, jak domácnostem dodat další energii. Kombinace větrných a solárních elektráren je dobrou volbou.

Větrné turbíny jsou při provozu velmi hlučné. Zvuk může být hlasitější nebo tišší, ale vždy je tam. Někdy ruší majitele domů a dokonce i sousedy.

Lze zaznamenat i další nepříjemnosti. Vítr je nepředvídatelný živel, takže provoz generátorů je nestabilní a je třeba energii skladovat, aby se předešlo tomu, že v období sucha zůstaneme bez proudu.

Hlavní problémy a časté chyby

Hlavním problémem, se kterým se setkávají stavitelé větrných turbín vlastní výroby, je nedostatečný výstupní proud. To je možné, pokud byl při montáži použit slabý generátor. Před montáží je třeba pečlivě vypočítat elektrický obvod větrné turbíny.

Pokud montáž provádíte sami - s navíjením cívek - je důležité správně vypočítat průměr drátu a počet vinutí.

Časté chyby při montáži:

1. Nesprávná volba materiálů vede k úplnému nebo částečnému selhání. Nejčastěji k tomu dochází u vrtule. Je vhodné vycházet z dosavadních zkušeností s pracovními strukturami.
2. Slabé zpevnění stožáru hrozí zřícením větrné turbíny. Většina řemeslníků používá přídavné výztuhy, které zabírají další místo, ale zaručují stabilitu větrné turbíny.
3. Absence brzdového mechanismu v generátorech vede k předčasnému opotřebení ložisek a sedel a při silném větru k přehřátí celé jednotky. V některých případech může dojít k záchvatu hřídele.
4. Při nesprávné montáži nebo použití nevhodných součástí může dojít k problémům s elektrickým napájením.

Pokud je jednotka správně sestavena, neměly by se vyskytnout žádné problémy s jejím provozem.

Větrná turbína, která se otáčí kolem své osy, musí být vybavena zarážkou, aby se při silném větru nerozvinula.

Větrnou turbínu si můžete snadno vyrobit sami, pokud umíte používat domácí elektrické nářadí. Na internetu je k dispozici mnoho schémat a návrhů, mezi nimiž si můžete vybrat vhodnou variantu pro vaši konkrétní situaci. Je možné kombinovat větrné turbíny se solárními panely, což zefektivní domácí energetický systém.

Hlavní výhodou podomácku vyrobených zařízení je, že majitel dobře zná strukturu instalace a je schopen ji v krátké době modernizovat nebo opravit.

Co je to generátor větrné turbíny?

Větrný generátor je soubor mechanických zařízení patřících k alternativním zdrojům energie, který pomocí lopatek přeměňuje kinetickou energii větru na mechanickou energii a následně na energii elektrickou.

Větrný generátor je alternativní zdroj energie pro soukromý dům

Moderní modely mají tři lopatky, což zajišťuje vyšší účinnost instalace. Minimální rychlost větru, při které se větrná turbína spouští, je 2-3 m/s. V technických specifikacích je také vždy uvedena jmenovitá rychlost - rychlost větru, při které zařízení poskytuje maximální index účinnosti, obvykle je to 9-10 m/s. Při rychlosti větru blížící se 25 m/s jsou lopatky kolmé k větru, takže výkon výrazně klesá.

Pro zásobování rodinného domu elektřinou by měla stačit rychlost větru 4 m/s:

• 0,15-0,2 kW pro základní potřeby: osvětlení místnosti, TV;
• 1-5 kW pro napájení základních spotřebičů (lednice, pračka, počítač, žehlička atd.) a osvětlení;
• 20 kW bude napájet celý dům včetně vytápění.

Protože vítr může kdykoli ustat, není větrná turbína připojena přímo ke spotřebičům, ale k bateriím s regulátorem nabíjení. Protože baterie vyrábějí střídavý proud a domácí spotřebiče potřebují stejnosměrný proud 220 V, nainstalujte měnič, který je připojen ke všem elektrickým spotřebičům. Mezi nevýhody větrných turbín může patřit hluk a vibrace, které produkují, zejména pokud jde o elektrárny s výkonem nad 100 kW.

Typy lopatek větrných turbín

Výroba domácí větrné turbíny z krokového motoru

Krokové motory se používají v mnoha elektromechanických zařízeních, například v tiskárnách. Otáčíte-li hřídelí takového motoru, přivádí se na jeho svorky elektrické napětí. To znamená, že krokový motor lze použít jako elektrický generátor.

Co si připravit do práce

Než začnete, pořiďte si malý krokový motor například z tiskárny. Připravte si elektronické součástky a vodiče k vytvoření obvodu usměrňovače. Ke stavbě konstrukce budete potřebovat kousky tenkého ocelového nebo hliníkového plechu. A samozřejmě budete potřebovat drobný spojovací materiál. Potřebujete jednoduchý zámečnický nástroj a pájku.

Kresby a náčrty

Pro stavební část můžete nakreslit výkresy. Elektromotor se montuje na překližkovou desku v montážních otvorech na krytu motoru. Schéma usměrňovače je znázorněno na obrázku níže.

Schéma zapojení usměrňovače pro generátor krokového motoru

Vytváření technologií

Přišroubujte motor k překližkové desce. Chcete-li zvýšit otáčky a získat vyšší napětí, můžete si vyrobit reduktor otáček. Za tímto účelem je třeba po pečlivém určení rozteče mezi středy a výběru parametrů zubů namontovat na stejnou základní desku na nápravě pastorek o větším průměru.

Převodovka zvyšující rychlost

Knoflík na hnacím pastorku je potřebný pro kontrolu práce a pro generování proudu pro urgentní nabíjení mikroakumulátorů.

Sestava jednotky pro kontrolu provozuMotorgenerátor a usměrňovač jsou namontovány na desce.

Funkční test

Pro kontrolu funkčnosti hotového zařízení je k němu připojen USB tester. Otáčením knoflíku se na displeji testeru zobrazí hodnota elektrického napětí.

Kontrola funkčnosti

K hřídeli motoru musí být připojeno oběžné kolo, aby fungovalo jako větrná turbína.

Větrný mlýn

Oběžné kolo je pravděpodobně nejdůležitější součástí větrné turbíny. Ostatní části zařízení závisí na jeho konstrukci. Vyrábějí se z různých materiálů. Lze použít i plastovou kanalizační trubku. Trubkové nože se snadno vyrábějí, jsou levné a nepodléhají vlivu vlhkosti. Postup je následující:

1. Je třeba vypočítat délku čepele. Průměr potrubí by měl být 1/5 celkové délky. Pokud je například čepel dlouhá jeden metr, postačí trubka o průměru 20 cm.
2. Trubku podélně rozřízněte skládačkou na 4 díly.
3. Z jednoho dílu vytvoříme křídlo, které bude sloužit jako šablona pro vystřihování dalších lopatek.
4. Případné otřepy na okrajích vyhlaďte brusným kamenem.
5. Upevněte nože na hliníkový disk pomocí přivařených montážních lišt.
6. K tomuto kotouči je pak přišroubován alternátor.

Pádla pro větrné kolo

Po sestavení je třeba větrné kolo vyvážit. Je namontován vodorovně na stativu. Operace by se měla provádět v místnosti chráněné před větrem. Pokud je kolo správně vyvážené, nemělo by se hýbat. Pokud se nože otáčejí samy, je třeba je přebrousit, aby byla celá konstrukce v rovnováze.

Teprve po úspěšném dokončení tohoto postupu je třeba zkontrolovat přesnost otáčení lopatek, které se musí otáčet ve stejné rovině bez zkreslení. Přípustná je tolerance 2 mm.

Schéma sestavy alternátoru

Princip fungování

Uspořádání a principiální schéma generátoru větrné turbíny. Proudění větru roztáčí lopatky, které následně pohánějí rotor generátoru, jenž pak generuje proud. Jeho síla je přímo úměrná rychlosti větru.

Magnety připojené k rotoru, které se otáčejí ve statoru, vytvářejí střídavý proud. Tento proud musí být usměrněn, tj. převeden na stejnosměrný proud, protože pouze stejnosměrný proud může nabíjet baterie.

Elektřina se ukládá do baterie a spotřebovává se, když nefouká vítr.

Stabilitu proudu z baterie řídí zařízení, které upravuje rychlost lopatek v závislosti na množství nabití baterie.

Navíjení cívky

S možností nízkých otáček začíná nabíjení 12V baterie při 100-150 otáčkách za minutu. Počet otáček by měl být 1000-1200. Vydělte počet závitů všemi cívkami a získáte počet závitů pro jednu cívku.

Pokud se pro vinutí použije drát s velkým průřezem, sníží se odpor a zvýší se intenzita proudu.

Vlastnosti větrných turbín sestavených vlastníma rukama jsou ovlivněny tloušťkou magnetů dostupných na disku a jejich počtem.

Závity jsou obvykle kruhového tvaru, ale jejich mírným protažením je možné závity narovnat. Hotové cívky by měly být stejné nebo o něco větší než magnety. Tloušťka statoru musí také souviset s magnety.

Pokud je tato větší kvůli většímu počtu cívek, zvětšuje se prostor mezi kotouči a magnetický tok se zmenšuje.

Větší odpor cívky však způsobí menší proud. Překližka je vhodná pro formu statoru. Pro zvýšení pevnosti výrobku se na svitky (na dno formy) položí skleněná tkanina. Před nanesením epoxidové pryskyřice se forma ošetří vazelínou nebo voskem, případně se použije lepicí páska.

Generátor se testuje ručním otáčením. Při napětí 40 V dosahuje proud 10 A.

Mini a mikro

Se zmenšující se velikostí lopatky však obtížnost klesá o druhou mocninu průměru kola. Již nyní je možné vyrobit horizontální lopatkové kolo s výkonem až 100 W. Optimální je šestilistý. Při větším počtu listů bude průměr rotoru navrženého pro stejný výkon menší, ale bude obtížné je pevně připevnit k náboji. Rotory s méně než 6 listy lze zanedbat: rotor se 2 listy o výkonu 100 W potřebuje průměr 6,34 m a rotor se 4 listy o stejném výkonu potřebuje 4,5 m. Pro 6 lopatek je vztah mezi výkonem a průměrem vyjádřen takto:

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

Optimální je počítat s výkonem 10-20 W. Zaprvé, plastová lopatka s rozpětím větším než 0,8 m nevydrží vítr o rychlosti přes 20 m/s bez dalších ochranných opatření. Za druhé, při stejném rozpětí 0,8 m lineární rychlost konců lopatek nepřekračuje rychlost větru více než třikrát a požadavky na křídla se zkrutem se snižují o řád; zde již "žlab" s členitým profilem z trubky, položka B je zcela vyhovující. B na obr. A 10-20 wattů stačí na napájení tabletu, dobíjení chytrého telefonu nebo rozsvícení úsporné žárovky.

Mini a mikro větrné generátory

Dále vyberte generátor. Dobrou volbou je čínský motor - náboj kola pro elektrokola, položka 1 na obr. Jeho výkon jako motoru je 200-300 W, ale v režimu generátoru dává asi 100 W. Bude nám ale vyhovovat z hlediska otáček?

Index rychlosti z pro 6 lopatek je 3. Vzorec pro výpočet otáček při zatížení je N = v/l*z*60, kde N jsou otáčky 1/min, v je rychlost větru a l je délka obvodu rotoru. Při rozpětí lopatek 0,8 m a větru 5 m/s dostaneme 72 otáček za minutu; při 20 m/s - 288 otáček za minutu. Kolo se otáčí přibližně stejnou rychlostí, takže 10-20 W získáme z generátoru, který je schopen dát 100 W. Rotor je možné namontovat přímo na jeho hřídel.

Ale přichází další problém: po vynaložení spousty práce a peněz, přinejmenším na motor, jsme dostali... hračku! Co je 10-20, no, 50 wattů? Větrnou turbínu s lopatkami, která by dokázala pohánět alespoň televizor, si doma nevyrobíte. Je možné koupit hotový minigenerátor větru a nebude to levnější? Ano, je to možné a dokonce levnější, viz bod 4 a 5. 4 и 5. Kromě toho bude mobilní. Položte ji na pařez a použijte.

Druhou možností je, pokud se vám někde povaluje krokový motor ze staré 5 nebo 8" diskové mechaniky nebo z papírové mechaniky či nepotřebné inkoustové nebo jehličkové tiskárny. Může fungovat jako generátor a připojit k němu rotor z plechovek (poz. 6) je jednodušší než sestavit konstrukci, jaká je znázorněna na poz. 3. 3.

Obecně je závěr o "lopatkách rotoru" jasný: samovýroba - spíše pro radost z hraní, ale ne pro skutečný dlouhodobý energetický výkon.

Typy větrných turbín a jejich fungování

Průmyslové i podomácku vyrobené větrné turbíny mají různé podoby.

Rozdělují se podle několika charakteristik:

• Charakteristiky otáčení rotoru s připevněnými listy - vertikální nebo horizontální. První z nich jsou méně citlivé na negativní faktory prostředí, zatímco druhé mají vyšší účinnost.
• Počet nožů. Za nejpraktičtější se považují systémy se třemi lopatkami, ale může jich být více nebo méně.
• Materiál. Na lopatky se používají různé materiály - pevné nebo plachtové. První jsou obvykle odolnější a druhé levnější.
• Rozteč lopatek. Může být fixní nebo variabilní.

Nejjednodušší způsob výroby horizontálního větrného generátoru. Lidé bez větších zkušeností volí tuto konstrukci, ale někteří řemeslníci dávají přednost tiché a účinné vertikální instalaci.

Horizontální větrné turbíny jsou výhodné, protože nevyžadují přesné výpočty, snadněji se staví a lze je spustit při sebemenším větru. Nevýhodou je vysoká provozní hlučnost a objemnost.

Vertikální větrný generátor je vhodný pro lidi, kteří jsou připraveni věnovat čas a úsilí montáži a údržbě složité, ale kompaktní konstrukce. Doporučujeme podívat se na návod krok za krokem pro výrobu vertikální větrné turbíny vlastníma rukama.

Konverzní zařízení větrné turbíny transformují elektrický proud, což vede k vysokým energetickým ztrátám. V závislosti na vlastnostech zařízení mohou tyto ztráty dosahovat 15-20 %.

Větrný generátor pracuje tak, že se otáčí lopatky připevněné k rotoru. Samotný rotor je pevný na hřídeli generátoruSamotný rotor je upevněn na hřídeli generátoru, který vyrábí elektrický proud. Energie se přenáší do baterií. Zde se skladuje a napájí domácí spotřebiče.

Větrná turbína je vybavena regulátorem, který převádí třífázový střídavý proud na stejnosměrný a řídí nabíjení baterie. V instalačním schématu je nutné, aby byl měnič připojen za baterii.

Princip fungování větrného generátoru a typy zařízení

Všechny větrné generátory se skládají z lopatek, rotoru turbíny, generátoru, osy generátoru, měniče a baterie. Všechny modely lze rozdělit na průmyslové a domácí, princip jejich fungování je však stejný.

Příklad schématu obchodního modelu

Rotující rotor generuje třífázový střídavý proud, který protéká přes regulátor do baterie a poté se ve střídači mění na stabilní proud, který je přiváděn do spotřebičů.

Jednoduchý návrh obvodu

Otáčení lopatek je fyzicky poháněno impulsem nebo zdvihovou silou, která pohání setrvačník a brzdnou sílu. Setrvačník se přitom začne odvíjet a rotor vytvoří na pevné části generátoru magnetické pole, po kterém se reprodukuje proud.

Obecně se větrné generátory dělí na vertikální a horizontální. Důvodem je umístění osy otáčení.

Vertikální verze

Plánujete vytvořit větrnou turbínu vlastníma rukama na 220V, nejprve přemýšlejte o vertikálních možnostech. Patří mezi ně:

Savoniův rotor. Nejjednodušší, která vyšla v roce 1924. Základem jsou dva půlválce na svislé ose. Mezi nevýhody patří nízké využití větrné energie.

Varianta rotoru Savonius

S rotorem Darié. Byl zaveden v roce 1931, k protáčení dochází kvůli rozdílu odporu aerodynamického hrbu a kapsy na pásce, takže mezi nevýhody patří nízký točivý moment a také nutnost montáže lichého počtu lopatek.

Rozmanitost větrných turbín Darier

Šroubovice. Lopatky mají vířivý tvar, který snižuje zatížení ložiska a zvyšuje životnost. Nevýhodou je vysoká cena.

Šroubovice

Domácí verze bude levnější, pokud bude správně navržena a sestavena.

Horizontální modely

Horizontální modely se dělí podle počtu lopatek. Mají vyšší účinnost, ale mohou vyžadovat montáž meteorologické lopatky, která vždy určí směr větru. Všechny modely mají vysokou rychlost otáčení a místo lopatek jsou vybaveny protizávažím, které má vliv na odpor vzduchu.

Horizontální modely

Modely s více lopatkami mají až 50 lopatek s vysokou setrvačností. Lze je použít pro vodní čerpadla.

Jak ji vyrobit vlastníma rukama?

Nejspolehlivější a nejjednodušší konstrukcí je rotační větrná turbína, což je zařízení se svislou osou otáčení. Hotový generátor tohoto typu je schopen plně pokrýt potřeby venkovského domu, včetně vybavení obydlí, hospodářských budov a pouličního osvětlení (i když ne příliš jasného).

Pokud si pořídíte střídač s indikátory 100 V a baterii 75 A, bude větrná turbína mnohem výkonnější a účinnější: bude mít dostatek elektřiny i pro kamerové a zabezpečovací systémy.

K výrobě větrné turbíny potřebujete stavební díly, spotřební materiál a nářadí. Prvním krokem je sehnat vhodné díly pro větrnou turbínu, z nichž mnohé lze najít ve starých zásobách:

• Alternátor z automobilu s kapacitou přibližně 12 V;
• Baterie pro 12 V;
• Tlačítkový spínač s polovičním těsněním;
• Měnič;
• Relé automobilu pro nabíjení baterie.

Budete potřebovat také spotřební materiál:

• Spojovací materiál (šrouby, matice, izolační pásky);
• Ocelová nebo hliníková nádoba;
• Rozvody o průřezu 4 m2. mm (dva metry) a 2,5 m2 (jeden metr);
• Stožár, stativ a další prvky pro posílení stability;
• Silné lano.

Poté, co jste si připravili vše potřebné, můžete začít s montáží podle pokynů krok za krokem, jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama:

• Z kovové nádoby vyřízněte stejně velké čepele, přičemž u základny ponechte několik centimetrů dlouhý neporušený pás kovu.
• Pomocí vrtačky vytvořte symetrické otvory pro stávající šrouby v základně nádrže a řemenici generátoru.
• Ohněte lopatky.
• Připevněte lopatky k řemenici.
• Připevněte alternátor ke stožáru pomocí drátěných úvazků nebo lana asi 10 cm od vrcholu.
• Proveďte zapojení (pro připojení baterie stačí metr dlouhý kabel 4 mm², pro osvětlení a elektrické spotřebiče kabel 2,5 mm²).
• Označte si schéma zapojení, barevné a písmenné značení pro budoucí opravy.
• Převodník namontujte pomocí čtvrtinového vodiče.
• V případě potřeby ozdobte konstrukci větrnou clonou a natřete ji.
• Připevněte vodiče omotáním kolem stožáru instalace.

Větrné generátory s vlastníma rukama na 220 voltů - je možné poskytnout letní chatu nebo venkovský dům elektřinu zdarma v nejkratším možném čase. Nastavit takovou instalaci může být i začátečník, a většina detailů pro návrh již dlouho ležel nečinně v garáži.