Obsah
Vlastnit vlastní větrnou turbínu je velmi výhodné. Za prvé, osoba dostává elektřinu zdarma. Za druhé, elektřinu lze získat na místech vzdálených od civilizace, kde neprochází elektrické vedení. Větrná turbína je zařízení určené k výrobě kinetické energie větru. Mnoho řemeslníků se naučilo, jak sestavit vertikální větrný generátor vlastními rukama, a nyní zjistíme, jak se to dělá.
Zařízení a typy větrných turbín
Větrné generátory mají mnoho jmen, ale je správnější je označit jako větrnou farmu. Větrná farma se skládá z elektrického zařízení a mechanické konstrukce - větrné turbíny, které jsou propojeny do jednoho systému. Elektrická instalace pomáhá přeměnit vítr na zdroj energie.
Existuje mnoho typů větrných generátorů, ale podle umístění pracovní osy jsou obvykle rozděleny do dvou skupin:
-
Nejběžnější jsou větrné mlýny s vodorovnou osou. Elektrická instalace se vyznačuje vysokou účinností. Samotný mechanismus navíc lépe odolává hurikánům a za slabého větru se rotor spouští rychleji. Horizontální větrné turbíny mají snazší regulaci výkonu.
-
Větrné mlýny ve svislé ose jsou schopné pracovat i při nízké rychlosti větru. Turbíny jsou tiché a jejich výroba je snazší, proto je nejčastěji instalují řemeslníci do jejich dvora. Konstrukční vlastnost vertikální větrné turbíny však umožňuje, aby byla instalována pouze nízko nad zemí. Z tohoto důvodu je účinnost elektrické instalace značně snížena.
Větrné generátory se vyznačují typem oběžného kola:
- Vrtulové nebo lopatkové modely jsou vybaveny lopatkami, které jsou kolmé na pracovní vodorovný hřídel.
- Kolotočové modely se také nazývají rotační. Jsou typické pro vertikální větrné turbíny.
- Podobně mají bubnové modely svislou pracovní osu.
Pro výrobu kinetické energie větru v průmyslovém měřítku se běžně používají větrné turbíny poháněné vrtulí. Modely bubnů a karuselů jsou velké a mají méně efektivní mechanismus.
Všechny větrné turbíny mohou být vybaveny multiplikátorem. Tato převodovka během provozu vydává velký hluk. V domácích větrných mlýnech se multiplikátory obvykle nepoužívají.
Princip činnosti větrného mlýna
Je třeba poznamenat, že princip činnosti větrného generátoru je stejný, bez ohledu na jeho konstrukci a vzhled. Výroba energie začíná od okamžiku, kdy se lopatky větrné turbíny otáčejí. V tomto okamžiku je mezi rotorem a statorem generátoru vytvořeno magnetické pole. Slouží jako zdroj energie, který vyrábí elektřinu.
Jak jsme zjistili, větrný generátor se skládá ze dvou hlavních částí: rotačního mechanismu s lopatkami a generátoru. Nyní o práci multiplikátoru. Tato převodovka je instalována na větrné turbíně za účelem zvýšení rychlosti pracovního hřídele.
Během otáčení rotoru generátoru je generován střídavý proud, to znamená, že tři fáze vycházejí. Vygenerovaná energie jde do ovladače a odtud jde do baterie. V tomto řetězci je další důležité zařízení - střídač. Převádí proud na stabilní parametry a dodává jej prostřednictvím sítě spotřebiteli.
Větrná turbína průmyslové plavidlo 2
V oblasti větrné energie je dobře známo průmyslové plavidlo 2 s kinetickou větrnou turbínou, které má upravenou jednotku pro generování větrné energie. Pro výpočet výkonu elektrické instalace se součet rychlostí jejích pracovních těles vynásobí hodnotou 0,1.Velikost pracovní oblasti je dána rozměry rotoru. Během rotace generuje kinetický kU, nikoli elektrickou energii EU.
Rotace lopatek závisí na poryvech větru. Nejoptimálnější rychlost je pozorována v nadmořské výšce 160-162 m. Bouřky zvyšují rychlost větru o 50% a jednoduchý déšť - až o 20%.
Rotory větrné turbíny průmyslového plavidla 2 se liší rozměry a materiálem lopatek a omezujícími ukazateli síly větru, s níž jsou schopné pracovat:
-
dřevěný rotor s lopatkami 5x5 je navržen pro rozsah rychlostí větru od 10 do 60 MCW;
železný rotor s lopatkami 7x7 je navržen pro rozsah rychlostí - od 14 do 75 MCW; - ocelový rotor s lopatkami 9x9 je navržen pro rozsah průtoků vzduchu od 17 do 90 MCW;
- Uhlíkový vláknový rotor s lopatkami 11x11 je navržen pro rozsah rychlostí vzduchu od 20 do 110 MCW.
Průmyslová plavidla 2 kinetické větrné turbíny nejsou umístěny blízko stejné úrovně zády k sobě.
Vlastní vertikální větrná turbína
Ve vlastní výrobě je větrná turbína se svislou hřídelí nejjednodušší. Čepele jsou vyrobeny z jakéhokoli materiálu, hlavní věc je, že je odolná proti vlhkosti a slunci a také lehká. U lopatek domácího větrného generátoru můžete použít potrubí z PVC, které se používá při stavbě kanalizace. Tento materiál splňuje všechny výše uvedené požadavky. Čtyři nože o výšce 70 cm jsou vyříznuty z plastu, plus dva z nich jsou vyrobeny z pozinkované oceli. Cínové prvky jsou tvarovány do půlkruhu a poté upevněny na obou stranách trubky. Zbytek lopatek je upevněn ve stejné vzdálenosti v kruhu. Poloměr otáčení takového větrného mlýna bude 69 cm.
Dalším krokem je montáž rotoru. Zde budete potřebovat magnety. Nejprve jsou odebrány dva feritové disky o průměru 23 cm, k jednomu disku je pomocí lepidla připevněno šest neodymových magnetů. S průměrem magnetu 165 cm, úhel 60o... Pokud jsou tyto prvky menší, pak se jejich počet zvýší. Magnety nejsou lepeny jen náhodně, ale střídavě mění polaritu. Feritové magnety jsou připojeny k druhému disku podobným způsobem. Celá struktura je hojně nalita lepidlem.
Nejtěžší částí je výroba statoru. Musíte najít měděný drát o tloušťce 1 mm a vytvořit z něj devět cívek. Každý prvek musí obsahovat přesně 60 tahů. Dále je elektrický obvod statoru sestaven z hotových cívek. Všech devět z nich je rozloženo do kruhu. Nejprve jsou spojeny konce první a čtvrté cívky. Dále připojte druhý volný konec čtvrtého k výstupu sedmé cívky. Výsledkem je prvek jedné fáze ze tří cívek. Obvod druhé fáze je sestaven z následujících tří cívek v pořadí, počínaje od druhého prvku. Druhá se shromažďuje stejným způsobem, třetí fáze, počínaje třetí cívkou.
Pro upevnění obvodu je z překližky vyříznut tvar. Na něj je umístěno sklolaminát a na něm je položen okruh devíti cívek. To vše se nalije lepidlem a poté se nechá ztuhnout. Rotor a stator lze připojit nejdříve za jeden den. Nejprve je rotor umístěn s magnety nahoru, stator je umístěn na něm a druhý disk je umístěn nahoře s magnety dolů. Princip připojení je vidět na fotografii.
Nyní je čas sestavit větrnou turbínu. Celý jeho obvod bude sestávat z oběžného kola s lopatkami, baterie a střídače. Pro zvýšení točivého momentu je vhodné instalovat reduktor. Instalační práce jsou v tomto pořadí:
- Silný stožár je svařen z ocelového rohu, trubek nebo profilu. Na výšku musí oběžné kolo s lopatkami zvednout nad hřeben střechy.
- Pod stožár se nalije základ. Nezapomeňte provést vyztužení a zajistit kotvení vyčnívající z betonu.
- Dále je oběžné kolo s generátorem připevněno ke stožáru.
- Po instalaci stožáru na základnu je připevněn ke kotvám a poté vyztužen ocelovými kotevními lany. Pro tyto účely je vhodný lano nebo ocelová tyč o tloušťce 10–12 mm.
Když je mechanická část větrného generátoru připravena, začnou sestavovat elektrický obvod. Generátor bude vydávat třífázový proud. Pro získání konstantního napětí je do obvodu umístěn usměrňovač diod. Nabíjení baterie je sledováno prostřednictvím relé vozidla. Střídač ukončí obvod, ze kterého jde požadovaných 220 voltů do domácí sítě.
Výstupní výkon takového větrného generátoru závisí na rychlosti větru. Například při 5 m / s vydá elektrická instalace asi 15 W a při 18 m / s můžete dosáhnout až 163 W. Pro zvýšení produktivity je stožár větrného mlýna prodloužen na 26 m. V této výšce je rychlost větru o 30% vyšší, což znamená, že elektřiny bude asi jeden a půlkrát více.
Video ukazuje montáž generátoru pro větrnou turbínu:
Sestavení větrné turbíny je složitá věc. Musíte znát základy elektrotechniky, umět číst schémata a používat páječku.
