Ενώ μηχανικοί και τεχνολόγοι μεγάλων εταιρειών αναπτύσσουν έργα για τη χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας στη βιομηχανία, οι τεχνίτες του σπιτιού βρίσκουν τρόπους να τη χρησιμοποιούν στο νοικοκυριό. Επιπλέον, η μετάβαση σε μη τυποποιημένες γεννήτριες ενέργειας καθορίζεται όχι μόνο από την επιθυμία εξοικονόμησης ηλεκτρικής ενέργειας. Σε οικισμούς ντάτσα και εξοχικές κατοικίες, οι διακοπές στην παράδοση ηλεκτρικής ενέργειας δεν είναι ασυνήθιστες και σε ορισμένες περιοχές δεν υπάρχουν καθόλου κεντρικά δίκτυα τροφοδοσίας. Για τους ιδιοκτήτες απομακρυσμένων ιδιωτικών ακινήτων και όσους θέλουν απλώς να παρέχουν στο νοικοκυριό τους μια ανεξάρτητη πηγή ενέργειας, προτείνεται η ιδέα της κατασκευής μιας οικιακής ανεμογεννήτριας σε διαφορετικές παραλλαγές.
Κύριο σχέδιο ενός ανεμόμυλου
Στο σπίτι, η κατασκευή μιας ανεμογεννήτριας είναι εύκολη. Αρκεί να πάρετε το τμήμα εργασίας της προπέλας ή την ομάδα των πτερυγίων, να το συνδέσετε στον κινητήρα με έναν ηλεκτρικό μετατροπέα και να σκεφτείτε το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Τότε μένει μόνο να οργανωθούν οι τεχνικές συνθήκες για το έργο που δημιουργήθηκευποδομή. Το πρόβλημα είναι ότι για περισσότερο ή λιγότερο σημαντικούς όγκους παραγωγής, ο σχεδιασμός πρέπει να αποτελείται από αντικείμενα εργασίας πλήρους κλίμακας. Πρώτα απ 'όλα, υπολογίζεται ο άξονας του τροχού, η κατεύθυνση και τα υλικά συναρμολόγησης του. Για παράδειγμα, οι κάθετες ανεμογεννήτριες «φτιάξ' το μόνος σου» κατασκευάζονται από μεταλλικές πλάκες επεξεργασμένες με ειδικό τρόπο σε εργαλειομηχανές ή με εργαλεία χειρός. Η λανθασμένη γεωμετρία της λεπίδας μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ώσης λόγω αντιστροφής της ροής. Αυτός ο σχεδιασμός θα λειτουργεί ενάντια στα ρεύματα ανέμου.
Με τη σειρά τους, οι οριζόντιες εγκαταστάσεις δεν είναι τόσο απαιτητικές για τη διάταξη των λειτουργικών οργάνων. Θα χρειαστούν επίσης λεπίδες συγκεκριμένης διαμόρφωσης, αλλά με απλοποιημένο σχήμα.
Εκτός από το λειτουργικό μηχανικό μέρος, η σχεδίαση του ανεμόμυλου περιλαμβάνει τον ήδη αναφερόμενο κινητήρα. Θα πρέπει να παρέχει το μετασχηματισμό και τη συσσώρευση ενέργειας. Κατά κανόνα, μια οικιακή ανεμογεννήτρια για το σπίτι κατασκευάζεται από κινητήρες οικιακών συσκευών, αλλά μπορεί να υπάρχουν και άλλες επιλογές. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται στη δομή στήριξης. Θα σχηματιστεί από ένα τεράστιο πλαίσιο με βάση το μέταλλο, μια προστατευτική θήκη, μια βάση πλαισίου για τη σύνδεση βοηθητικών μονάδων, μια σχάρα και άλλα εξαρτήματα.
Προδιαγραφές
Χωρίς προκαταρκτικό υπολογισμό δυναμικότητας, δεν έχει νόημα να ξεκινήσει περαιτέρω ανάπτυξη μιας ανεμογεννήτριας. Ο τρόπος με τον οποίο χρησιμοποιείται η εγκατάσταση εξαρτάται τελικά από την ποσότητα ενέργειας που μετατρέπεται. Και πάλι απόδοσηΟ σχεδιασμός καθορίζεται από τις διαστάσεις του σώματος εργασίας και τη διαμόρφωση του τεχνικού σχεδιασμού του. Οι μέσες παράμετροι μιας οικιακής ανεμογεννήτριας μπορούν να αναπαρασταθούν ως εξής:
- Διάμετρος φτερωτή 200cm
- Αριθμός τμημάτων κουπιών – 6.
- Η τάση για τη γεννήτρια είναι 24W.
- Τρέχον - περίπου 250 A.
- Ισχύς γεννήτριας - εύρος από 0,2 έως 3 kW.
- Ταχύτητα ανέμου έως 12 m/s.
- Χωρητικότητα μπαταρίας - 500 Ah
Συναρμολόγηση των λεπίδων τροχών
Όπως έχει ήδη σημειωθεί, στην κατασκευή μιας σύνθετης δομής ενός κατακόρυφου ανεμόμυλου, δεν μπορεί κανείς να κάνει χωρίς ένα μεταλλικό φύλλο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ανοδιωμένο αλουμίνιο, αλλά τα χαλύβδινα τμήματα είναι καλύτερα για τα χαρακτηριστικά αντοχής, αν και θα απαιτήσουν μηχανική κατεργασία. Σε κάθε περίπτωση, μόνο το σκληρό μέταλλο θα επιτρέψει τη συναρμολόγηση αξιόπιστων πτερυγίων για την κατασκευή μιας κάθετης οικιακής ανεμογεννήτριας. Μπορείτε επίσης να φτιάξετε έναν τροχό αέρα για μια οριζόντια κατασκευή με τα χέρια σας χρησιμοποιώντας κενά πολυβινυλοχλωριδίου (PVC). Το πλαστικό είναι πιο εύπλαστο στην επεξεργασία, δεν είναι ευαίσθητο στις περιβαλλοντικές επιρροές και το φως. Τα μειονεκτήματά του βασίζονται στη μηχανική ευελιξία, επομένως θα πρέπει αρχικά να εστιάσετε σε άκαμπτα κράματα PVC.
Μπορούν να βρεθούν δομικά κατάλληλα κενά σε σωλήνες πίεσης ή τμήματα υδρορροής. Στην περίπτωση του πλαστικού, αξίζει να εστιάσετε σε πάχος τοίχου 5 mm, μήκος περίπου 100 cm και διάμετρο έως 15 cm. Για να σχηματίσετε ένα τμήμα, συνιστάται να χρησιμοποιήσετεένα έτοιμο πρότυπο, σχεδιάστε περιγράμματα από αυτό και κάντε μια κοπή χρησιμοποιώντας ένα παζλ ή ένα μεταλλικό πριόνι. Η εξισορρόπηση των σπιτικών πτερυγίων για μια ανεμογεννήτρια πραγματοποιείται με λείανση και λεπτόκοκκη λείανση επιφανειών. Όλες οι γωνίες και οι άκρες είναι προσεκτικά στρογγυλεμένες σε ένα ενιαίο σχήμα.
Στη συνέχεια, θα πρέπει να εγκατασταθούν 6 στοιχεία με πτερύγια στη βάση του τροχού ανέμου, στην οποία θα ενσωματωθεί η γεννήτρια. Η στερέωση πραγματοποιείται μέσω μεταλλικού χιτωνίου διαμέτρου 20 εκ. και πάχους 1 εκ. Μέσω λεπτής συγκόλλησης με μετατροπέα, πρέπει να συγκολληθούν στο χιτώνιο χαλύβδινες λωρίδες προσγείωσης μήκους 30 εκ. και πλάτους 1,2 εκ.. Πρέπει να υπάρχουν οπές για τη στερέωση των λεπίδων.
Γεννήτρια μοτέρ ποδηλάτου
Το θέμα της επιλογής μιας μονάδας παραγωγής είναι ίσως το πιο σημαντικό, επομένως θα εξεταστούν αρκετές επιλογές. Η πιο πρακτική και βολική μονάδα από την άποψη της εγκατάστασης είναι ένας ηλεκτρικός κινητήρας ποδηλάτου, ο οποίος μπορεί να αγοραστεί κατά μέσο όρο 7-10 χιλιάδες ρούβλια. Θα είναι ένα μοντέλο με χαρακτηριστικά τάσης έως 250 V και ταχύτητα περιστροφής περίπου 200 rpm. Στη συνέχεια, συνδέεται ο σύνδεσμος του τροχού ανέμου και η αυτοσχέδια γεννήτρια. Η ανεμογεννήτρια μπορεί να στερεωθεί στο σώμα με μπουλόνια, επιλέγοντας τις οπές για τη στερέωση των ακτίνων. Το αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι μια συμπαγής, σχετικά ελαφριά, αλλά όχι η πιο παραγωγική εγκατάσταση για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Επομένως, αξίζει να εξετάσετε πιο ισχυρές εναλλακτικές λύσεις.
Σχεδίαση με εναλλάκτη αυτοκινήτου
Όσον αφορά το σύνολο των ιδιοτήτων εργασίας, μια τέτοια εγκατάσταση θαβέλτιστη μονάδα ισχύος, και εάν είναι δυνατόν, συνιστάται η χρήση εκκινητήρων τρακτέρ και φορτίου. Η κύρια δυσκολία θα είναι η περιέλιξη της συσκευής με μαγνήτες νεοδυμίου. Πρέπει να κολληθούν στους δίσκους του ρότορα. Ταιριάζει βέλτιστα μαγνητικά στοιχεία διαστάσεων 25x8 mm σε ποσότητα 20 τεμ. Σε αυτή την περίπτωση, οι πόλοι πρέπει να εναλλάσσονται αυστηρά, διαφορετικά η μίζα θα είναι άχρηστη στο σχεδιασμό.
Αξίζει επίσης να εγκαταλείψετε τους στρογγυλούς μαγνήτες υπέρ των ορθογώνιων. Το γεγονός είναι ότι μια οικιακή ανεμογεννήτρια από μια γεννήτρια αυτοκινήτου θα πρέπει να κατανέμει ομοιόμορφα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και τα στοιχεία στρογγυλού σχήματος δεν θα μπορούν να υποστηρίξουν αυτήν τη λειτουργία στο σωστό βαθμό. Κατά μήκος του εξωτερικού και του εσωτερικού περιγράμματος της τοποθέτησης των μαγνητών οργανώνονται και οι γραμμές των πλευρών. Μπορούν να κατασκευαστούν από πλαστελίνη στερεωμένη με εποξειδική κόλλα. Ωστόσο, για μεγαλύτερη αξιοπιστία, αξίζει να γεμίσετε ολόκληρη τη μίζα με στυπτική ρητίνη.
Εφαρμογή ασύγχρονου κινητήρα
Για ευκολία κατά την εκτέλεση εργασιών εγκατάστασης, μπορείτε να πάρετε μια ασύγχρονη μονάδα παραγωγής ενέργειας και, μετά από μια απλή αλλαγή, να τη συνδυάσετε με το μηχανικό τμήμα εργασίας του ανεμόμυλου. Το κύριο μέρος της βελτίωσης θα συσχετιστεί με το αυλάκι του ρότορα σε έναν τόρνο. Το φινίρισμα γίνεται ανάλογα με το πάχος των μαγνητικών στοιχείων. Το πρόβλημα επεξεργασίας οφείλεται στο γεγονός ότι η σχεδίαση των ασύγχρονων κινητήρων δεν παρέχει ειδικά χιτώνια για την εισαγωγή μαγνητών, επομένως οι αυλακώσεις τρυπώνται ανεξάρτητα.
Όπως και με την επιλογή του ορθογώνιου ηλεκτρομαγνητικούστοιχεία, ο σχηματισμός ενθέτων στο περίβλημα γίνεται για τη σωστή κατεύθυνση του πεδίου προς τη μίζα. Μετά την τεχνική τελειοποίηση και την εισαγωγή του εξοπλισμού εργασίας, είναι δυνατή η πλήρωση της δομής με εποξειδική ρητίνη. Η έξοδος θα πρέπει να είναι μια οικιακή ανεμογεννήτρια 2 kW ή μεγαλύτερη - η απόδοση θα εξαρτηθεί από την ονομαστική ισχύ και τη μορφή των μαγνητών που χρησιμοποιούνται. Παρεμπιπτόντως, μην φοβάστε ότι το πεδίο επεξεργασίας με συγκολλητική σύνθεση θα ρίξει λίγο την τάση. Δεν είναι θεμελιώδους σημασίας για την απόδοση του ανεμόμυλου, αλλά μπορεί κάλλιστα να αυξήσει την τρέχουσα αντοχή.
Χρήση σπιτικής μαγνητικής γεννήτριας
Για τη συντήρηση μικρών μπαταριών, μπορείτε να περιοριστείτε στην εγκατάσταση μιας μίζας δικής σας κατασκευής. Θα έχει πολλά μειονεκτήματα σε σύγκριση με τις εργοστασιακές συσκευές, αλλά για τους καταναλωτές χαμηλής κατανάλωσης, ένα τέτοιο σύστημα θα είναι αρκετό. Το πιο σημαντικό βήμα στην κατασκευή είναι να γίνει ο σωστός υπολογισμός των στροφών της περιέλιξης. Ο αριθμός τους σε μια σπιτική ανεμογεννήτρια με μαγνήτες θα εξαρτηθεί από τον αριθμό των πηνίων. Κατά μέσο όρο, η συνολική ισχύς παρέχεται από 1000-1200 rpm.
Εάν χρησιμοποιείτε ένα μεγαλύτερο καλώδιο για την περιέλιξη, τότε η αντίσταση θα μειωθεί και η ισχύς του ρεύματος, αντίθετα, θα αυξηθεί. Αλλά σε κάθε περίπτωση, θα χρειαστείτε ένα μηχάνημα για να δημιουργήσετε πηνία με περιέλιξη. Η διαδικασία είναι ρουτίνα και μεγάλη, επομένως η μηχανοποίηση είναι απαραίτητη. Η μονάδα περιέλιξης μπορεί να είναι χειροκίνητη με βάση έναν πάγκο εργασίας. Αρκεί να οργανώσετε έναν περιστρεφόμενο εξοπλισμό σε μια μεταλλική ράβδο και να τον φέρετεπηνίο με χάλκινο σύρμα. Το ίδιο το πηνίο θα είναι στρογγυλό. Πιο σημαντικό είναι το ζήτημα του μήκους του, καθώς ένας επιμήκης σχεδιασμός θα παρέχει πιο ευθείες στροφές με μεγάλη κατανάλωση χαλκού στον τομέα. Ξεχωριστοί τομείς για τη σωστή κατανομή της περιέλιξης πάνω από την περιοχή μπορούν αρχικά να επισημανθούν σε χαρτί και στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα ίδια φράγματα πλαστελίνης στο τυφλό πηνίο.
Για να αυξήσετε την αντοχή μιας οικιακής ανεμογεννήτριας με τα χέρια σας, συνιστάται η εφαρμογή υαλοβάμβακα στο κάτω μέρος του καλουπιού. Για να μην κολλήσει στην επιφάνεια, συνιστάται η επεξεργασία της πίσω πλευράς με κερί ή βαζελίνη. Στο σύστημα εκκίνησης, η ομάδα πηνίων συναρμολογείται χωρίς άμεσες επαφές. Κάθε στοιχείο πρέπει να στερεωθεί με ασφάλεια και τα άκρα των φάσεων εξάγονται με πολυστρωματική μόνωση. Πολλά καλώδια μπορούν να συνδυαστούν σε ένα σχήμα - ένα αστέρι ή ένα τρίγωνο.
Εγκατάσταση της γεννήτριας στο πλαίσιο
Η συναρμολογημένη μονάδα ισχύος πρέπει να είναι σχεδιασμένη για συγκεκριμένα ηλεκτρικά φορτία, αλλά μην ξεχνάτε τη μηχανική πρόσκρουση τρίτων. Για να αντέχει η κατασκευή σε δυναμική και στατική πίεση, ο άξονας της γεννήτριας πρέπει να στερεωθεί με ασφάλεια στο πλαίσιο. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε ένα μεταλλικό πλαίσιο κατάλληλο για μια σπιτική ανεμογεννήτρια σε σχήμα και μέγεθος. Σε ακραίες περιπτώσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν υλικά απόσβεσης για τη στερέωση της μονάδας στο περίβλημα. Τα πολύ βαριά πλαίσια είναι επίσης ανεπιθύμητα. Η καλύτερη επιλογή είναι ένα πλαίσιο αλουμινίου πάχους 1-2 cm.
Υψηλή προστασία από ανέμου
ΒΣε κανονική λειτουργία, ο ανεμόμυλος λειτουργεί και παράγει σταθερό ρεύμα με ταχύτητα ανέμου περίπου 10 m/s. Η υπέρβαση αυτού του δείκτη θα είναι επιβλαβής τόσο για τη δομή στήριξης όσο και για την ηλεκτρική γέμιση του εξοπλισμού. Επομένως, η εγκατάσταση προστατεύεται από ένα σύστημα πλευρικών πτερυγίων. Για παράδειγμα, οι αυτοσχέδιες κάθετες ανεμογεννήτριες προστατεύονται από τυφώνες χρησιμοποιώντας πάνελ που παρέχουν δύναμη ελατηρίου. Σε αυτό το σχέδιο, η γεννήτρια θα λειτουργεί προς την κατεύθυνση της ροής με την ουρά, δηλαδή η λειτουργία του συστήματος περιορίζεται στη μηχανική, αλλά χωρίς υπερβολικά φορτία από ρεύματα αέρα.
ιστός ανεμογεννήτριας
Το κεντρικό και κύριο στοιχείο έδρασης της εγκατάστασης, από το οποίο εξαρτάται η μηχανική αξιοπιστία ολόκληρου του συγκροτήματος. Ως αυτή η ράβδος μπορούν να χρησιμοποιηθούν γωνίες προφίλ, σωλήνες και στύλοι. Ένας μεταλλικός σωλήνας με διάμετρο 10 cm είναι πιο πρακτικός και ευκολότερος στην εγκατάσταση. Όσον αφορά το μήκος, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η βέλτιστη θέση της γεννήτριας πάνω από το έδαφος είναι 4-5 m. Βιομηχανικές εγκαταστάσεις τοποθετούνται επίσης σε υψηλότερο ύψος, αλλά για μια αξιόπιστη εγκατάσταση με τέτοιες παραμέτρους απαιτείται πρόσθετος εξοπλισμός. Σε αυτή την περίπτωση, σύμφωνα με την αρχή των βιδωτών πασσάλων, είναι δυνατή η εγκατάσταση μιας οικιακής ανεμογεννήτριας σε σωλήνα με βάθος 1-1,5 m στο έδαφος. Κατά την επιλογή ενός σημείου θέσης, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι δεν πρέπει να υπάρχουν παρεμβολές στο ίδιο επίπεδο σε ακτίνα 30 m. Σε ακραίες περιπτώσεις, θα πρέπει να σηκώσετε τη δομή εργασίας 1 m πάνω από το φράγμα.
Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε εκ των προτέρων τις συσκευές για κάθοδο και ανάβαση. Δεν μπορείτε ακόμα να κάνετε χωρίς συντήρηση και η βάση μιας συνηθισμένης σκάλας δεν είναι η πιο αξιόπιστη λύση. Επιπλέον, οι σχεδιαστές συνιστούν την εγκατάσταση καλωδίων τύπου προστατευτικού τύπου με εσοχές 5 m κατά μήκος του ύψους του ιστού. Είναι αγκυρωμένα στο έδαφος με άγκυρες σε ακτίνα που είναι το ήμισυ του ύψους του στύλου.
Συμπέρασμα
Οι γεννήτριες που τροφοδοτούνται από φυσικές πηγές ενέργειας εξακολουθούν να μην χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω του υψηλού κόστους του βασικού εξοπλισμού και του σημαντικού κόστους συντήρησης. Σε αυτή την περίπτωση, το πιο ακριβό μπορεί να είναι μια σπιτική ανεμογεννήτρια από έναν ασύγχρονο κινητήρα, η οποία θα απαιτεί μια ισχυρή βάση ισχύος και τακτική τεχνική υποστήριξη. Από την άλλη πλευρά, έχει επίσης την υψηλότερη παραγωγικότητα (απόδοση περίπου 80%), η οποία θα επιτρέψει την ανάκτηση του κόστους εγκατάστασης και των σχετικών υλικών. Πόση ενέργεια είναι αρκετή από μια μπαταρία συνδεδεμένη σε μια τέτοια γεννήτρια; Όπως δείχνει η πρακτική, το ελάχιστο όριο ενέργειας ενός συστήματος με απόδοση 2-3 kW σας επιτρέπει να καλύψετε τις ανάγκες κλιματικών συστημάτων, οικιακών ομάδων συσκευών φωτισμού, ψυκτικού εξοπλισμού κ.λπ.
