Hogyan készítsünk mini szélgenerátort saját kezűleg?

A szélmalomnak nincs szüksége tüzelőanyagra vagy napenergiára az elektromos áram előállításához. Ez a funkció sok embert elgondolkodtat azon, hogyan lehet saját kezűleg szélturbinát építeni, mivel a kész berendezések beszerzése és telepítése drága.

A szélgenerátor működési elve és típusai

Egyedül is készíthet szélmalmot, ha ismeri az eszközt. Ennek az egységnek a prototípusa egy régi szélmalom. A szárnyain áramló levegő nyomásával mozgásba lendült egy tengely, amely a forgatónyomatékot továbbította a malomberendezésnek.

A villamos energia előállítására szolgáló szélturbinákban ugyanazt az elvet alkalmazzák, amikor a szélenergiát a rotor forgatására használják:

1. A lapátok szélnek kitett mozgása miatt a bemenő tengely a sebességváltóval együtt forog. A nyomatékot a generátor másodlagos tengelyére (rotorára) továbbítják, amely 12 mágnessel van felszerelve.Forgása következtében az állórész gyűrűjében váltakozó áram keletkezik.
2. Ez a fajta elektromos áram nem tudja feltölteni az akkumulátorokat speciális eszköz - vezérlő (egyenirányító) - nélkül. A készülék a váltakozó áramot egyenárammá alakítja, így tárolható, hogy a háztartási gépek megszakítás nélkül működhessenek. A vezérlő egy másik funkciót is ellát: időben leállítja az akkumulátor töltését, és a szélmalom által termelt többletenergiát átadják a nagy mennyiséget fogyasztó egységeknek (például egy ház fűtésére szolgáló fűtőelemeknek).
3. A 220 V-os feszültségellátás biztosításához az áramot az akkumulátorokból az inverterbe vezetik, majd az áramfogyasztási pontokra jutnak.

Annak érdekében, hogy a lapátok mindig a legjobb helyzetben legyenek a széllel való kölcsönhatáshoz, a járókerék-eszközökre egy farok van felszerelve, amely lehetővé teszi a légcsavar szél felé fordítását. A szélmalmok gyári modelljei fékezőberendezésekkel vagy kiegészítő áramkörökkel rendelkeznek a farok összecsukásához vagy a lapátok eltávolításához a szélfújástól kedvezőtlen időjárás esetén.

A szélturbináknak többféle típusa létezik, a lapátok száma és anyaga vagy a légcsavar osztása alapján osztályozzuk őket. De a fő felosztás a tengely vagy a bemeneti tengely helye szerint történik:

1. A vízszintes típus azt jelenti, hogy a tengely párhuzamos a talajjal. Az ilyen generátorokat lapátgenerátoroknak nevezik.
2. A függőleges szélmalmokban a tengely a horizontra merőlegesen, a síkok pedig körülötte helyezkednek el. A függőleges generátorokat ortogonálisnak vagy karusszelnek nevezhetjük.

A forgástengely helyétől függetlenül az egység működési elve változatlan marad.

A szélmalmok modelljei rendelkezhetnek légcsavarral vagy 2, 3 vagy több lapátos szélkerékkel.Úgy tartják, hogy a többlapátos eszközök kis szélben is képesek áramot generálni, és a 2-3 szárnyas propellerek nagyobb légáramlást igényelnek. A modell kiválasztásakor figyelembe kell venni azt a fontos szabályt, hogy minden lapát ellenállást kelt a szél áramlásával szemben, és csökkenti a forgási sebességet, így meglehetősen nehéz a többlapátos kereket működési sebességre pörgetni.

A szélmalmok fajtái között vannak vitorlás és merev malmok. Ezek a nevek arra az anyagra utalnak, amelyből a szárnyak készültek. Önszereléssel a vitorla típus egyszerűbb és gazdaságosabb lesz, de a műanyagból (szövet, fóliák stb.) készült pengék nem tartósak és kopásállóak.

Függőleges opció

Könnyebb függőleges típusú szélgenerátort készíteni, mint vízszinteset. A kialakítás nem igényel lapátos eszközt, alacsony magasságban (2 m-ig) található. A függőleges szélturbinákat (szélerőművet) használók véleménye enyhe zajt jelez a forgás során és az egységek munkaegységeinek könnyű karbantartását. A generátor a szerkezet alján található, és a karbantartás anélkül is elvégezhető, hogy magasban kellene dolgozni, vagy le kellene engedni az árbocot a talajra.

A tengely felső végén egy csapágy van felszerelve, amely egyidejűleg árbocként is működik. Ez az alkatrész gyakorlatilag nem igényel karbantartást, és több évig is képes szolgálni javítás nélkül.

A lapátos szélmalommal ellentétben a függőleges szélturbinákhoz nincs szükség magas árboc felszerelésére. A szél irányától függetlenül működnek, ami leegyszerűsíti a mozgó rész kialakítását.Egy kompakt szélturbina lapátjaihoz használhat nagy átmérőjű PVC csövet (például csatornacsövet), és vékony horganyzott acél alkalmas erősebb szélturbinához. Ezek az anyagok minden otthoni kézműves számára elérhetőek, és viszonylag olcsók.

A szélkerék kialakítása a számos rendelkezésre álló lehetőség közül függetlenül választható:

• Dornier kialakítás 2 lapos pengével;
• Savonius rendszer 4 félhengeres szárnnyal;
• ortogonális többlapátú szélmalom 2 síksorral;
• ívelt lapátprofilú helikoid szélturbinák.

Minden függőleges szélmalom a Savonius aggregátum elvét használja. Otthon a pengék acél vagy műanyag hordókból készülhetnek, hosszában kettévágva. A tervezési jellemző, hogy az egység hatásfoka a szélsebességnél kétszer kisebb lapátsebességnél éri el a maximumot. Ezért ne próbálja meg növelni a sebességet függőleges szélturbina esetén.

Vízszintes modellek

A függőleges generátorokkal ellentétben a légcsavarral ellátott, házi készítésű szélturbinák nagyobb hatásfokkal rendelkeznek a lapátok sebességének növekedésével. De a csavar számos és keskeny eleme nem járul hozzá a jobb munkavégzéshez: erős szélnyomás mellett nincs idejük megpörgetni a tengelyt a csavar előtt kialakított légpárna miatt.

A „csináld magad” többlapátos szélturbinákat otthoni használatra a legjobb olyan helyeken készíteni, ahol nem túl erős a szél. Ha a szélerősség a régióban gyakran meghaladja a 10-15 métert másodpercenként, akkor érdemes 2-3 lapátos szélmalmot építeni. Mindkét típus körülbelül 2-3 m/s légáramlási sebességgel képes dolgozni.

A vízszintes modellhez magas árboc (6-12 m) felszerelése szükséges.A karbantartás során végzett nagy magasságban végzett munkák elkerülése érdekében a kézművesek a legegyszerűbb összecsukható mechanizmust - a tengelyt - szerelik fel az árboc tövébe. A szerkezet erős szélterhelés melletti stabilitása érdekében kábeltartós merevítőkre van szükség, amelyek az állványt függőleges helyzetben tartják.

A generátorral és légcsavarral ellátott gondolát csapágyra kell szerelni, és lapáttollazattal kell ellátni, hogy a légcsavar a szélhez képest mindig előnyös helyzetbe kerüljön. Az áramot szállító kábeleket úgy kell elhelyezni, hogy ne csavarodjanak el, amikor a gondola forog, ne zavarják vagy eltörjék. Ezért ezeket egy cső alakú árboc belsejében végzik.

Hogyan készítsünk 220 V-os szélgenerátort?

A szélturbina létrehozásával kapcsolatos munkát az egység szükséges teljesítményének meghatározásával kell kezdeni:

• több helyiség megvilágításához elegendő egy 1 kW-nál kisebb teljesítményű generátor; izzólámpákat vagy energiatakarékos lámpákat szolgáltat, és ezen kívül lehetőség nyílik egy laptop vagy TV bekapcsolására a hálózatra;
• egy házi készítésű, 5 kW teljesítményű szélgenerátor biztosítja a háztartási készülékek (hűtőszekrény, mosógép, tűzhely stb.) áramellátását;
• annak érdekében, hogy a házat teljesen autonóm villamosenergia-ellátásra helyezzék át, szüksége van egy nagy teljesítményű generátorra, amelynek kapacitása meghaladja a 20 kW-ot.

A generátort saját maga is elkészítheti, vagy hozzáigazíthatja a régi autóból eltávolított megfelelő szerelvényt. Ily módon 2-3 kW-ig biztosítható az áramtermelés. Erősebb, 220 V-os barkácsolt szélgenerátor készítéséhez pontosan ki kell számítania a tekercsek és a huzalfordulatok számát, a forgórészen lévő mágnesek méretét és számát, valamint a lapátszárnyak paramétereit.

Egyszerű kialakítás

A legegyszerűbb, körülbelül 1-1,5 kW teljesítményű kialakításhoz szüksége lesz:

• autó generátor (12 V);
• savas akkumulátor (12 V);
• kapcsológomb (12 V);
• áramváltó 700-1500 V és 12-220 V;
• fém nagy kapacitású;
• csavarok, alátétek, anyák;
• bilincsek a generátor rögzítéséhez (2 db).

Az autógenerátor szíjtárcsájában szimmetrikus lyukakat kell készíteni a csavarokhoz. Osszuk a tartály kerületét 4 egyenlő részre. Vágott pengék:

• a tartály oldalán jelölje be a téglalapokat a kör elosztására szolgáló jelölések szerint;
• keresse meg az egyes elemek függőleges közepét;
• 3-5 cm széles tömör peremmel jelölje meg a tartály tetejét és alját;
• vágja le a fémet az egyes téglalapok között a felnik vonaláig;
• vágjon be a jelölés felső és alsó határa mentén úgy, hogy a téglalap közepe sértetlen maradjon, és csatlakozzon a peremekhez;
• helyezze ki az egyes lapátokat a központi tengelyhez képest;
• határozza meg a kerek fenék közepét, jelölje meg a csavarfuratok helyét a generátor szíjtárcsán való elhelyezkedésüknek megfelelően.

A szárnyak kihelyezésénél érdemes meghatározni a szélkerék forgásirányát, hogy kihozzuk a síkok szükséges részeit. Az összes penge azonos terhelése érdekében meg kell mérni azok elfordulási szögét.

A szerkezet összeszerelése a generátor tárcsa és a tartály aljának csavarozásából áll. Ezt követően alapot készítenek a szélgenerátor felszereléséhez (kb. 2 m magas vastag csőből készült árboc). A generátort a legegyszerűbb megfelelő átmérőjű bilincsekkel ráerősíteni. Az akkumulátor töltéséhez a generátor áramát át kell vezetni az egyenirányítón, a bekötést az autó elektromos áramköreivel kell elvégezni.

Házi készítésű generátor lapátos szélturbinához

A vízszintes szélgenerátor egysége összeszerelhető kerékagyakból autóból vagy elektromos motor használható mosógépből. A munkához neodímiumból (nióbiumötvözetből) készült mágneseket kell vásárolnia. Jobb téglalap alakú elemeket venni.

Számukat a tekercsek számával határozhatja meg, ha motort használnak. Háromfázisú generátornál a mágnesek számának a tekercsek számának 2/3-ának kell lennie, egyfázisú generátornál pedig ennek meg kell felelnie. A gyakorló mesterek azt tanácsolják, hogy háromfázisú generátort válasszanak.

Mosógépből származó motor használatakor mágneseket kell ragasztani a motor forgórészére. Kerékagy használata esetén a mágneseket körülbelül 5 mm vastag acéllemez körre kell helyezni. A rotor összeszerelésekor kövesse a szabályokat:

1. A mágnesek közötti távolságnak azonosnak kell lennie. Az agy téglalap alakú elemeinek hosszú oldala van a kör sugarai mentén, és a motor tengelyén - a hossztengelye mentén.
2. Munka előtt meg kell határoznia és meg kell jelölnie a mágnesek pólusait. Úgy vannak felszerelve, hogy az ellentétes elemek eltérő polaritásúak legyenek. A mágnesek elhelyezésekor váltogassa a szomszédos részek pozitív és negatív pólusait.
3. Ahhoz, hogy a mágnesek szilárdan a forgórész felületén maradjanak, ajánlatos epoxival feltölteni.

A motortengely forgórészként történő alkalmazásakor az alkatrészt a helyére szerelik a tekercsbe, és a szerkezet működőképességét a huzalvezetékekre feszültségmérő szondákkal és a tengely fúróval történő elforgatásával ellenőrzik.

Ha agyat használnak, akkor a tekercseket 1 mm keresztmetszetű zománcozott rézhuzaltól függetlenül kell feltekerni.Minden tekercsnek 60 fordulatból kell állnia, és magassága 9 mm. A tekercseket a kerékagy lapos részére kell felszerelni.

Háromfázisú generátor esetén csatlakoztassa a vezetékek végeit a következőképpen:

• hagyja szabadon a tekercs külső 1-es kivezetését, és csatlakoztassa a belső kapcsot a külsőhöz négyesével;
• csatlakoztassa a 4 tekercs belső huzalozását a külsővel a 7-nél, és folytassa a végéig, 2 darabonként csatlakoztassa a tekercselemeket; az utóbbin egy szabad belső végnek kell maradnia, amely könnyen megcsavarható a már elhagyott kimenettel vagy másképp jelölve;
• ismételje meg a folyamatot 2 tekercssel, a vezetékeket ugyanazon elv szerint 2 elemenként csatlakoztatva;
• tedd meg ugyanezt 3 tekercssel és a maradék nem csatlakoztatott.

A munka végén a mesternek 6 különálló csapja lesz. A tekercset fel kell tölteni epoxival és meg kell szárítani.

Ezután az agycsapágyba kell befogni a tengelyt, amelyre a rotorgyűrűt mágnesekkel kell felhelyezni. Az alkatrészek síkjai közötti rés 1-1,5 mm. Ellenőrizze az áram meglétét a kapcsokon, szerelje össze a szélmalmot és szerelje fel az árbocra.

Berendezés szerviz

A szélmalom működése során havonta egyszer szükséges elvégezni a kötőelemek általános ellenőrzését, ellenőrizni kell az elektromos rendszer feszültségkiegyensúlyozatlanságát, a vezérlő állapotát, a kábelek egyenletes feszességét. A zavartalan működés érdekében 3-4 havonta egyszer érdemes átvizsgálni az akkumulátor kapcsok csatlakozásait, ellenőrizni az elektrolit- és olajszintet a generátor váltónál.

Az éves ellenőrzés magában foglalja a lapátok felületeinek ellenőrzését, a csapágyak teljesítményének meghatározását és cseréjét. Ezekben az időszakokban az elektrolitszintet is feltöltik, olajat töltenek a sebességváltóba. Az éves karbantartás magában foglalja az összes csomópont működőképességének ellenőrzését.

Hasonló cikkek: