Η δραστηριότητα τόσο των ατόμων όσο και ολόκληρης της σημερινής ανθρωπότητας είναι σχεδόν αδύνατη χωρίς ηλεκτρική ενέργεια. Δυστυχώς, η ταχέως αυξανόμενη κατανάλωση πετρελαίου και φυσικού αερίου, άνθρακα και τύρφης οδηγεί σε μείωση των αποθεμάτων αυτών των πόρων στον πλανήτη. Τι μπορεί να γίνει ενώ οι γήινοι έχουν ακόμα όλα αυτά; Σύμφωνα με τα συμπεράσματα των ειδικών, η ανάπτυξη ενεργειακών συμπλεγμάτων είναι που μπορεί να λύσει τα προβλήματα των παγκόσμιων οικονομικών και χρηματοπιστωτικών κρίσεων. Επομένως, οι πιο σχετικές είναι η αναζήτηση και η χρήση πηγών ενέργειας χωρίς καύσιμα.
Ανανεώσιμες πηγές, βιώσιμες, πράσινες
Ίσως δεν αξίζει να υπενθυμίσουμε ότι κάθε τι νέο είναι ένα ξεχασμένο παλιό. Οι άνθρωποι έχουν μάθει να χρησιμοποιούν τη δύναμη της ροής του ποταμού και την ταχύτητα του ανέμου για να αποκτήσουν μηχανική ενέργεια για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο ήλιος ζεσταίνει νερό για εμάς και κινεί αυτοκίνητα, τροφοδοτεί διαστημόπλοια. Τροχοί, τοποθετημένοι στις κοίτες ρεμάτων και μικρών ποταμών, τροφοδοτούσαν με νερό τα χωράφια ήδη από τον Μεσαίωνα. Ένας ανεμόμυλος θα μπορούσε να παρέχει αλεύρι σε πολλά γύρω χωριά.
Αυτή τη στιγμή, μας ενδιαφέρει μια απλή ερώτηση: πώς να διασφαλίσουμετο σπίτι σας με φτηνό φως και θερμότητα, πώς να φτιάξετε έναν ανεμόμυλο με τα χέρια σας; Ισχύς 5 kW ή λίγο λιγότερο, το κύριο πράγμα είναι ότι μπορείτε να τροφοδοτήσετε το σπίτι σας με ρεύμα για τη λειτουργία ηλεκτρικών συσκευών.
Είναι ενδιαφέρον ότι υπάρχει μια ταξινόμηση των κτιρίων στον κόσμο σύμφωνα με το επίπεδο αποδοτικότητας των πόρων:
- συμβατικό, κατασκευασμένο πριν από το 1980-1995;
- με χαμηλή και εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας - έως 45-90 kWh ανά 1 kV/m;
- παθητικό και μη πτητικό, που λαμβάνει ρεύμα από ανανεώσιμες πηγές (για παράδειγμα, εγκαθιστώντας μια περιστροφική ανεμογεννήτρια (5 kW) με τα χέρια σας ή ένα σύστημα ηλιακών πάνελ, μπορείτε να λύσετε αυτό το πρόβλημα).
- ενεργειακά κτίρια που παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από αυτή που χρειάζονται, λάβετε χρήματα δίνοντάς τα μέσω του δικτύου σε άλλους καταναλωτές.
Αποδεικνύεται ότι οι δικοί οικιακόι μίνι σταθμοί που είναι εγκατεστημένοι στις στέγες και στις αυλές, μπορεί τελικά να ανταγωνιστούν μεγάλους προμηθευτές ηλεκτρικής ενέργειας. Και οι κυβερνήσεις διαφορετικών χωρών ενθαρρύνουν με κάθε δυνατό τρόπο τη δημιουργία και την ενεργό χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας.
Πώς να προσδιορίσετε την κερδοφορία της δικής σας μονάδας παραγωγής ενέργειας
Ερευνητές έχουν αποδείξει ότι η εφεδρική ικανότητα των ανέμων είναι πολύ μεγαλύτερη από όλα τα συσσωρευμένα αποθέματα καυσίμων αιώνων. Μεταξύ των τρόπων απόκτησης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, ιδιαίτερη θέση έχουν οι ανεμόμυλοι, αφού η κατασκευή τους είναι πιο απλή από τη δημιουργία ηλιακών συλλεκτών. Μάλιστα, μια ανεμογεννήτρια 5 kW μπορεί να συναρμολογηθεί με τα χέρια σας, έχοντας τα απαραίτηταεξαρτήματα, όπως μαγνήτες, σύρμα χαλκού, κόντρα πλακέ και μέταλλο λεπίδας.
Οι γνώστες λένε ότι μια κατασκευή όχι μόνο της σωστής μορφής, αλλά και χτισμένη στη σωστή θέση μπορεί να γίνει παραγωγική και, κατά συνέπεια, κερδοφόρα. Αυτό σημαίνει ότι είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η παρουσία, η σταθερότητα και ακόμη και η ταχύτητα των ροών αέρα σε κάθε μεμονωμένη περίπτωση και ακόμη και σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Εάν η περιοχή είναι περιοδικά ήρεμες, ήρεμες και ήρεμες μέρες, η εγκατάσταση ιστού με γεννήτρια δεν θα αποφέρει κανένα όφελος.
Πριν ξεκινήσετε να φτιάχνετε έναν ανεμόμυλο με τα χέρια σας (5 kW), πρέπει να εξετάσετε το μοντέλο και την εμφάνισή του. Μην περιμένετε μεγάλη παραγωγή ενέργειας από έναν αδύναμο σχεδιασμό. Αντίθετα, όταν χρειάζεται να τροφοδοτήσετε μόνο δύο λαμπτήρες στη χώρα, δεν έχει νόημα να χτίσετε έναν τεράστιο ανεμόμυλο με τα χέρια σας. Τα 5 kW είναι αρκετή ισχύς για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας σε ολόκληρο σχεδόν το σύστημα φωτισμού και τις οικιακές συσκευές. Θα υπάρχει σταθερός άνεμος - θα υπάρχει φως.
Πώς να φτιάξετε μια ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας: μια σειρά ενεργειών
Στο σημείο που επιλέχθηκε για τον ψηλό ιστό, ο ίδιος ο ανεμόμυλος ενισχύεται με μια γεννήτρια συνδεδεμένη σε αυτόν. Η παραγόμενη ενέργεια περνά μέσα από τα καλώδια στο επιθυμητό δωμάτιο. Πιστεύεται ότι όσο υψηλότερος είναι ο σχεδιασμός του ιστού, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του τροχού ανέμου και όσο ισχυρότερη είναι η ροή αέρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόδοση ολόκληρης της συσκευής. Στην πραγματικότητα, δεν είναι όλα έτσι:
- για παράδειγμα, ένας δυνατός τυφώνας μπορεί εύκολα να σπάσει τις λεπίδες,
- ορισμένα μοντέλα μπορούν να εγκατασταθούν στην οροφή ενός συμβατικούστο σπίτι;
- Η σωστή τουρμπίνα ξεκινά εύκολα και αποδίδει καλά ακόμα και σε πολύ ελαφρούς ανέμους.
Κύριοι τύποι ανεμόμυλων
Τα Κλασικά είναι σχέδια με οριζόντιο άξονα περιστροφής του ρότορα. Συνήθως έχουν 2-3 λεπίδες και τοποθετούνται σε μεγάλο ύψος από το έδαφος. Η μεγαλύτερη απόδοση μιας τέτοιας εγκατάστασης εκδηλώνεται με ροή αέρα σταθερής κατεύθυνσης και ταχύτητά του 10 m/s. Ένα σημαντικό μειονέκτημα αυτού του σχεδιασμού με πτερύγια είναι η αποτυχία της περιστροφής των πτερυγίων σε μια συχνά μεταβαλλόμενη διεύθυνση θυελλώδεις ανέμου. Αυτό οδηγεί είτε σε μη παραγωγική εργασία είτε σε καταστροφή ολόκληρης της εγκατάστασης. Για να ξεκινήσετε μια τέτοια γεννήτρια μετά τη διακοπή, είναι απαραίτητη μια αναγκαστική αρχική περιστροφή των πτερυγίων. Επιπλέον, με την ενεργή περιστροφή, οι λεπίδες εκπέμπουν συγκεκριμένους ήχους που είναι δυσάρεστοι για το ανθρώπινο αυτί.
Η κάθετη ανεμογεννήτρια ("Whirlwind" 5 kW ή άλλη) έχει διαφορετική τοποθέτηση του ρότορα. Οι τουρμπίνες σε σχήμα Η ή σε σχήμα κάννης συλλαμβάνουν τον άνεμο από οποιαδήποτε κατεύθυνση. Αυτά τα σχέδια είναι μικρότερα, τρέχουν ακόμη και στα πιο αδύναμα ρεύματα αέρα (με 1,5-3 m / s), δεν απαιτούν ψηλούς ιστούς, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη και σε αστικές περιοχές. Επιπλέον, οι συναρμολογημένες ανεμογεννήτριες φτιάχνουν μόνοι τους (5 kW - αυτό είναι πραγματικό) την ονομαστική τους ισχύ με άνεμο 3-4 m/s.
Τα πανιά δεν είναι σε πλοία, αλλά στη στεριά
Μία από τις πιο καυτές τάσεις στην αιολική ενέργεια σήμεραήταν η δημιουργία μιας οριζόντιας γεννήτριας με μαλακές λεπίδες. Η κύρια διαφορά είναι τόσο το υλικό κατασκευής όσο και το ίδιο το σχήμα: οι ανεμόμυλοι φτιαγμένοι μόνοι σας (5 kW, τύπου πανί) έχουν 4-6 τριγωνικές λεπίδες υφάσματος. Επιπλέον, σε αντίθεση με τις παραδοσιακές κατασκευές, η διατομή τους αυξάνεται προς την κατεύθυνση από το κέντρο προς την περιφέρεια. Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει όχι μόνο να "πιάσετε" έναν ασθενή άνεμο, αλλά και να αποφύγετε απώλειες κατά τη διάρκεια ροής αέρα τυφώνα.
Οι παρακάτω δείκτες μπορούν να ονομαστούν τα πλεονεκτήματα των ιστιοπλοϊκών σκαφών:
- υψηλή ισχύς με αργή περιστροφή;
- αυτοπροσανατολισμός και προσαρμογή σε κάθε άνεμο;
- υψηλό πτερύγιο και χαμηλή αδράνεια;
- δεν χρειάζεται αναγκαστική περιστροφή του τροχού;
- εντελώς αθόρυβη περιστροφή ακόμη και σε υψηλές ταχύτητες;
- έλλειψη δονήσεων και ηχητικές διαταραχές;
- σχετικό φθηνό σχέδιο.
Ανεμόμυλοι κάντε το μόνοι σας
5kW της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να ληφθεί με διάφορους τρόπους:
- κατασκευή της απλούστερης περιστροφικής δομής;
- για τη συναρμολόγηση ενός συγκροτήματος πολλών τροχών που βρίσκονται διαδοχικά στον ίδιο άξονα,
- Χρησιμοποιήστε κατασκευή άξονα νεοδυμίου.
Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η ισχύς του τροχού ανέμου είναι ανάλογη με το γινόμενο της κυβικής τιμής της ταχύτητας του ανέμου και της περιοχής σάρωσης της τουρμπίνας. Λοιπόν, πώς να φτιάξετε μια ανεμογεννήτρια 5 kW; Ακολουθούν οι οδηγίες.
Μπορείτε να λάβετε ως βάσηπλήμνη αυτοκινήτου και δίσκοι φρένων. 32 μαγνήτες (25 επί 8 mm) τοποθετούνται παράλληλα σε κύκλο στους μελλοντικούς δίσκους του ρότορα (κινούμενο τμήμα της γεννήτριας) για κάθε δίσκο, 16 κομμάτια, επιπλέον, τα συν εναλλάσσονται απαραίτητα με τα μειονεκτήματα. Οι απέναντι μαγνήτες πρέπει να έχουν διαφορετικές τιμές πόλων. Μετά τη σήμανση και την τοποθέτηση, όλα στον κύκλο γεμίζουν με εποξειδικό.
Πηνία από σύρμα χαλκού τοποθετούνται στον στάτορα. Ο αριθμός τους πρέπει να είναι μικρότερος από τον αριθμό των μαγνητών, δηλαδή 12. Αρχικά, όλα τα καλώδια βγαίνουν έξω και συνδέονται μεταξύ τους με ένα αστέρι ή τρίγωνο, στη συνέχεια γεμίζονται επίσης με εποξειδική κόλλα. Συνιστάται να εισάγετε κομμάτια πλαστελίνης στα πηνία πριν από την έκχυση. Αφού σκληρυνθεί και αφαιρεθεί η ρητίνη, θα παραμείνουν τρύπες που χρειάζονται για τον αερισμό και την ψύξη του στάτορα.
Πώς λειτουργούν όλα
Οι δίσκοι του ρότορα, που περιστρέφονται σε σχέση με τον στάτορα, σχηματίζουν ένα μαγνητικό πεδίο και ένα ηλεκτρικό ρεύμα εμφανίζεται στα πηνία. Και ο ανεμόμυλος, συνδεδεμένος μέσω ενός συστήματος τροχαλιών, χρειάζεται για να μετακινηθούν αυτά τα μέρη της δομής εργασίας. Πώς να φτιάξετε μια ανεμογεννήτρια με τα χέρια σας; Μερικοί αρχίζουν να κατασκευάζουν το δικό τους εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας συναρμολογώντας μια γεννήτρια. Άλλα - από τη δημιουργία του περιστρεφόμενου τμήματος με λεπίδα.
Ο άξονας από τον ανεμόμυλο συνδέεται με έναν συρόμενο σύνδεσμο σε έναν από τους δίσκους του ρότορα. Ένας χαμηλότερος, δεύτερος δίσκος με μαγνήτες τοποθετείται σε ένα ισχυρό ρουλεμάν. Ο στάτορας βρίσκεται στη μέση. Όλα τα μέρη συνδέονται στον κύκλο κόντρα πλακέ με μακριές βίδες και στερεώνονται με παξιμάδια. Ανάμεσα σε όλα τα «pancakes» φροντίστε να αφήσετε το ελάχιστοκενά για ελεύθερη περιστροφή δίσκων ρότορα. Το αποτέλεσμα είναι μια γεννήτρια 3 φάσεων.
Βαρέλι
Μένει να φτιάξουμε ανεμόμυλους. Με τα χέρια σας, μια περιστρεφόμενη κατασκευή 5 kW μπορεί να κατασκευαστεί από 3 κύκλους κόντρα πλακέ και ένα φύλλο από το λεπτότερο και ελαφρύτερο duralumin. Μεταλλικά ορθογώνια φτερά συνδέονται με κόντρα πλακέ με μπουλόνια και γωνίες. Προκαταρκτικά, σε κάθε επίπεδο του κύκλου ανοίγονται αυλακώσεις οδηγού σε σχήμα κύματος, στο οποίο εισάγονται τα φύλλα. Ο διώροφος ρότορας που προκύπτει έχει 4 κυματιστές λεπίδες συνδεδεμένες μεταξύ τους σε ορθή γωνία. Δηλαδή, ανάμεσα σε κάθε δύο πλήμνες που στερεώνονται με τηγανίτες από κόντρα πλακέ, υπάρχουν 2 λεπίδες ντουραλουμίου σε σχήμα κύματος.
Αυτή η σχεδίαση είναι τοποθετημένη στο κέντρο σε έναν ατσάλινο πείρο, ο οποίος θα μεταφέρει τη ροπή στη γεννήτρια. Οι ανεμόμυλοι DIY (5 kW) αυτού του σχεδίου ζυγίζουν περίπου 16-18 kg με ύψος 160-170 cm και διάμετρο βάσης 80-90 cm.
Πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη
Ανεμόμυλος-«βαρέλι» μπορεί να τοποθετηθεί ακόμα και στην ταράτσα του κτιρίου, αν και ένας πύργος ύψους 3-4 μέτρων είναι αρκετά. Ωστόσο, είναι επιτακτική ανάγκη να προστατεύσετε το περίβλημα της γεννήτριας από τη φυσική βροχόπτωση. Συνιστάται επίσης να τοποθετήσετε μια μπαταρία.
Για να ληφθεί AC από ένα τριφασικό ρεύμα συνεχούς ρεύματος, πρέπει επίσης να συμπεριληφθεί ένας μετατροπέας στο κύκλωμα.
Με επαρκή αριθμό ημερών με αέρα στην περιοχή, ένας αυτοσυναρμολογούμενος ανεμόμυλος (5 kW) μπορεί να παρέχει ρεύμα όχι μόνο σε τηλεόραση και λαμπτήρες, αλλά και σε σύστημα παρακολούθησης βίντεο, κλιματισμό, ψυγείο και άλλος ηλεκτρικός εξοπλισμός.
