Kaip savo rankomis padaryti vėjo jėgainių parką

Viena iš prieinamiausių atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo galimybių yra vėjo energijos naudojimas. Kaip savarankiškai atlikti skaičiavimą, surinkti ir sumontuoti vėjo turbiną, skaitykite šiame straipsnyje.

Vėjo jėgainių klasifikacija

Įrenginiai klasifikuojami pagal šiuos vėjo turbinų kriterijus:

• sukimosi ašies vieta;
• ašmenų skaičius;
• elementų medžiaga;
• prisukamas žingsnis.

Vėjo turbinos, kaip taisyklė, turi dizainą su horizontalia ir vertikalia sukimosi ašimis.

Horizontalios ašies versija – sraigto konstrukcija su viena, dviem, trimis ar daugiau ašmenų. Tai yra labiausiai paplitusi oro jėgainių versija dėl didelio efektyvumo..

Vykdymas vertikaliąja ašimi – stačiakampės ir karuselinės konstrukcijos Darrieus ir Savonius rotorių pavyzdžiu. Turėtų būti patikslintos dvi paskutinės sąvokos, nes abi turi tam tikrą reikšmę projektuojant vėjo generatorius..

„Darrieus“ rotorius yra stačiakampė vėjo jėgainės konstrukcija, kurioje aerodinaminės mentės (dvi ar daugiau) yra išdėstytos simetriškai viena kitai tam tikru atstumu ir yra pritvirtintos ant radialinių sijų. Gana sudėtinga vėjo turbinos versija, reikalaujanti kruopštaus aerodinaminio peilių vykdymo.

„Savonius“ rotorius yra karuselės tipo vėjo turbinų konstrukcija, kai du pusiau cilindriniai ašmenys yra išdėstyti vienas prieš kitą ir sudaro visą sinusoidinę formą. Konstrukcijų efektyvumas yra žemas (apie 15%), tačiau ji gali būti beveik dvigubai didesnė, jei ašmenys išdėstomi bangos kryptimi ne horizontaliai, o vertikaliai ir naudojant daugiapakopę konstrukciją su kiekvienos mentės poros kampiniu poslinkiu kitų porų atžvilgiu..

„Vėjo turbinų” pranašumai ir trūkumai

Šių prietaisų pranašumai yra akivaizdūs, ypač kai jie naudojami namų sąlygomis. „Vėjo turbinų“ vartotojai iš tikrųjų gauna galimybę atkurti nemokamą elektrą, išskyrus mažas statybos ir priežiūros sąnaudas. Tačiau akivaizdūs ir vėjo jėgainių trūkumai..

Taigi, norint pasiekti efektyvų įrenginio veikimą, turi būti įvykdytos vėjo srautų stabilumo sąlygos. Žmogus negali sudaryti tokių sąlygų. Tai yra tik gamtos prerogatyva. Kitas, bet jau techninis trūkumas yra žemos pagamintos elektros energijos kokybė, dėl kurios sistemą reikia papildyti brangiais elektros moduliais (daugikliais, įkrovikliais, akumuliatoriais, keitikliais, stabilizatoriais)..

Privalumai ir trūkumai, atsižvelgiant į kiekvienos vėjo turbinos modifikacijos ypatybes, galbūt balansas lygus nuliui. Jei horizontalios-ašinės modifikacijos turi didelę efektyvumo vertę, tada norint stabiliai veikti, reikia naudoti vėjo srauto reguliatorius ir apsaugos įtaisus nuo uraganinio vėjo. Vertikalių-ašinių modifikacijų efektyvumas yra mažas, tačiau jos stabiliai veikia be vėjo krypties stebėjimo mechanizmo. Tuo pačiu metu tokios vėjo turbinos išsiskiria žemu triukšmo lygiu, jos neleidžia „bėgti“ stipraus vėjo sąlygomis ir yra gana kompaktiškos.

Namų vėjo generatoriai

Padaryti „vėjo turbiną” savo rankomis yra visiškai išsprendžiama užduotis. Be to, konstruktyvus ir racionalus požiūris į verslą padės sumažinti neišvengiamas finansines išlaidas. Visų pirma, verta nubraižyti projektą, atlikti reikiamus balansavimo ir galios skaičiavimus. Šie veiksmai užtikrins ne tik sėkmingą vėjo jėgainių statybą, bet ir visos įsigytos įrangos vientisumo išlaikymą..

Rekomenduojama pradėti nuo kelių dešimčių vatų talpos mikrovejojimo įrengimo. Ateityje įgyta patirtis padės sukurti galingesnę struktūrą. Kurdami namų vėjo generatorių, neturėtumėte sutelkti dėmesio į aukštos kokybės elektros energijos gavimą (220 V, 50 Hz), nes ši parinktis pareikalaus didelių finansinių investicijų. Protingiau riboti iš pradžių gautos elektros energijos naudojimą, kurią galima sėkmingai nenaudoti konvertavimo kitiems tikslams, pavyzdžiui, palaikyti šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemas, pastatytas ant elektrinių šildytuvų (TEN) – tokiems prietaisams nereikia stabilios įtampos ir dažnio. Tai leidžia sukurti paprastą grandinę, veikiančią tiesiai iš generatoriaus..

Greičiausiai niekas nesiginčys, kad namo šildymas ir karšto vandens tiekimas yra menkesnės reikšmės buitiniams prietaisams ir apšvietimo įtaisams, kuriems dažnai reikia jėgos įrengti namų vėjo jėgaines. Vėjo turbinos, skirtos namui tiekti šilumą ir karštą vandenį, įtaisas yra mažiausios išlaidos ir projektavimo paprastumas.

Bendras namų vėjo jėgainės projektas

Iš esmės namo projektas iš esmės sutampa su pramoniniu įrenginiu. Tiesa, buitiniai sprendimai dažnai grindžiami vertikalios ašinės vėjo turbinos ir yra aprūpinti žemos įtampos nuolatinės srovės generatoriais. Buitinės vėjo turbinos modulių sudėtis, jei gaunama aukštos kokybės elektra (220 V, 50 Hz):

• Vėjo turbina;
• vėjo orientavimo įtaisas;
• daugiklis;
• DC generatorius (12V, 24V);
• akumuliatoriaus įkrovimo modulis;
• įkraunamos baterijos (ličio jonai, ličio polimeras, švino rūgštis);
• 12 V (24 V) nuolatinės įtampos keitiklis į 220 V kintamos įtampos keitiklį.

Vėjo generatorius PIC 8-6 / 2.5

Kaip tai veikia? Tiesiog. Vėjas pasuka vėjo turbiną. Sukimo momentas per multiplikatorių perduodamas į nuolatinės srovės generatoriaus veleną. Energija, gaunama generatoriaus išėjime per įkrovimo modulį, kaupiasi akumuliatoriuose. Iš akumuliatoriaus gnybtų į keitiklį tiekiama nuolatinė 12 V (24 V, 48 V) įtampa, kur jis paverčiamas įtampa, tinkančia namų ūkio elektros tinklams maitinti..

Apie namų „vėjo jėgainių“ generatorius

Dauguma buitinių vėjo jėgainių konstrukcijų, kaip taisyklė, yra suprojektuotos naudojant mažo greičio nuolatinės srovės variklius. Tai paprasčiausias generatoriaus variantas, kuriam nereikia naujovių. Optimalūs – elektriniai varikliai su nuolatiniais magnetais, skirti tiekti apie 60–100 voltų įtampą. Yra automobilių generatorių naudojimo praktika, tačiau tokiu atveju reikia įvesti daugiklį, nes autogeneratoriai reikalaujamą įtampą sukuria tik esant dideliam (1800–2500) apsisukimų per minutę greičiui. Vienas iš galimų variantų yra asinchroninio kintamojo variklio rekonstravimas, tačiau jis taip pat yra gana sudėtingas, reikalaujantis tikslių skaičiavimų, tekinimo darbų, neodimio magnetų įrengimo rotoriaus srityje. Yra galimybė naudoti trifazį asinchroninį variklį, jungiantį tos pačios talpos kondensatorius tarp fazių. Galiausiai yra galimybė savo rankomis pagaminti generatorių nuo nulio. Šiuo klausimu yra labai daug instrukcijų..

Namų vertikalios ašies „vėjo malūnas“

Gali būti pastatytas gana efektyvus ir, svarbiausia, nebrangus vėjo generatorius, remiantis „Savonius“ rotoriu. Čia pavyzdžiu laikoma mikroelektrinė, kurios galia neviršija 20 W. Tačiau šio prietaiso visiškai pakanka, pavyzdžiui, tiekti elektros energiją kai kuriems buitiniams prietaisams, veikiantiems nuo 12 voltų įtampos..

Dalių rinkinys:

1. Aliuminio lakštas 1,5–2 mm storio.
2. Plastikinis vamzdis: skersmuo 125 mm, ilgis 3000 mm.
3. Aliuminio vamzdis: skersmuo 32 mm, ilgis 500 mm.
4. DC variklis (potencialo generatorius), 30–60 V, 360–450 aps / min, pvz., Elektrinio variklio modelis PIK8-6 / 2,5.
5. Įtampos valdiklis .
6. Baterija.

Pagaminus Savoniaus rotorių

Iš aliuminio lakšto supjaustomi trys „blynai“, kurių skersmuo yra 285 mm. Kiekvieno centre yra gręžiamos skylės 32 mm aliuminio vamzdžiui. Pasirodo, kažkas panašaus į kompaktinius diskus. Iš plastikinio vamzdžio išpjaunami du 150 mm ilgio gabalėliai ir perpjaunami per pusę. Rezultatas yra keturi puslankiu peiliukai 125×150 mm. Visi trys aliuminio „kompaktiniai diskai“ dedami ant 32 mm vamzdžio ir pritvirtinami 320, 170, 20 mm atstumu nuo viršutinio taško griežtai horizontaliai, sudarant dvi pakopas. Ašmenys įterpiami tarp diskų, po du gabalus kiekvienoje pakopoje ir tvirtai pritvirtinami vienas prie kito, sudarant sinusoidą. Tokiu atveju viršutinės pakopos ašmenys 90 laipsnių kampu pasislenka apatinės pakopos ašmenų atžvilgiu. Rezultatas – keturių ašmenų „Savonius“ rotorius. Tvirtinimo elementams galite naudoti kniedes, varžtus, kampus arba taikyti kitus metodus.

Variklio jungtis ir stiebo tvirtinimas

Aukščiau nurodytų parametrų nuolatinės srovės variklių veleno skersmuo paprastai yra ne didesnis kaip 10–12 mm. Norint prijungti variklio veleną prie vėjo turbinos vamzdžio, į apatinę vamzdžio dalį įspaudžiama žalvario įvorė su reikiamu vidiniu skersmeniu. Per vamzdžio sieną ir įvorę išgręžiama skylė, ir, norint įsukti fiksavimo varžtą, supjaustomas siūlas. Tada vėjo turbinos vamzdis uždedamas ant generatoriaus veleno, po to jungtis tvirtai pritvirtinama fiksavimo varžtu.

Likusi plastikinio vamzdžio dalis (2800 mm) yra vėjo turbinos stiebas. Generatoriaus komplektas su „Savonius“ ratu montuojamas stiebo viršuje – jis paprasčiausiai įkišamas į vamzdį, kol sustos. Sustabdymui naudojamas metalinis disko gaubtas, pritvirtintas priekiniame variklio gale, kurio skersmuo yra šiek tiek didesnis nei stiebo skersmuo. Dangtelio periferijoje gręžiamos skylės, kad būtų galima pritvirtinti vyruko laidus. Kadangi elektrinio variklio korpuso skersmuo yra mažesnis už vidinį vamzdžio skersmenį, generatoriaus išlyginimui centre naudojamos tarpinės arba sustojimai. Kabelis iš generatoriaus praleidžiamas vamzdžio viduje ir pro langą apačioje. Montuojant būtina atsižvelgti į generatoriaus apsaugos nuo drėgmės projektą, naudojant sandarinimo tarpiklius. Vėlgi, siekiant apsisaugoti nuo kritulių, virš vėjo turbinos vamzdžio ir generatoriaus veleno galima sumontuoti skėčio dangtelį..

Visos konstrukcijos montavimas atliekamas atviroje, gerai vėdinamoje vietoje. Po stiebu iškasta 0,5 metro gylio skylė, apatinė vamzdžio dalis nuleidžiama į skylę, konstrukcija išlyginta strijomis, po to skylė užpildoma betonu.

Įtampos valdiklis (paprastas įkroviklis)

Gaminamas vėjo generatorius, kaip taisyklė, dėl mažo greičio negali tiekti 12 voltų įtampos. Didžiausias vėjo turbinos sukimosi dažnis, kai vėjo greitis yra 6–8 m / s. pasiekia vertę 200–250 aps / min. Išėjimo metu galima gauti 5-7 voltų įtampą. Įkraunant akumuliatorių reikalinga 13,5–15 voltų įtampa. Išeitis yra naudoti paprastą impulsų įtampos keitiklį, surinktą, pavyzdžiui, remiantis LM2577ADJ įtampos reguliatoriumi. Taikant 5 voltų nuolatinės srovės keitiklio įvestį, išėjime gaunama 12-15 voltų, to visiškai pakanka įkrauti automobilio akumuliatorių.

Paruoštas įtampos keitiklis LM2577

Šį mikro vėjo generatorių tikrai galima patobulinti. Padidinkite turbinos galią, pakeiskite stiebo medžiagą ir aukštį, pridėkite nuolatinės srovės keitiklį ir kt..

Horizontaliai ašinė vėjuota elektros instaliacija

Dalių rinkinys:

1. Plastikinis vamzdis, kurio skersmuo 150 mm, aliuminio lakštas 1,5–2,5 mm storio, medinis blokas 80×40 1 m ilgio, santechnika: flanšas – 3, kampas – 2, tee – 1.
2. Nuolatinis elektros variklis (generatorius) 30–60 V, 300–470 aps / min.
3. Variklio, kurio skersmuo 130-150 mm, rato skriemulys (aliuminis, žalvaris, tekstolitas ir kt.).
4. Plieniniai vamzdžiai, kurių skersmuo yra atitinkamai 25 mm ir 32 mm, o ilgis – 35 mm ir 3000 mm.
5. Akumuliatoriaus įkrovimo modulis.
6. Baterijos.
7. Įtampos keitiklis nuo 12 V iki 120 V (220 V).

Horizontalios ašies „vėjo turbinos” gamyba

Vėjo turbinų mentėms gaminti reikalingas plastikinis vamzdis. Tokio 600 mm ilgio vamzdžio gabalas išilgai supjaustomas į keturis vienodus segmentus. Vėjo malūnui reikalingi trys peiliai, kurie yra pagaminti iš susidariusių segmentų, pjaunant dalį medžiagos įstrižai per visą ilgį, bet ne tiksliai nuo kampo iki kampo, bet nuo apatinio kampo iki viršutinio kampo, šiek tiek atitraukiant nuo pastarojo. Apatinės segmentų dalies apdorojimas sumažinamas, kad kiekviename iš trijų segmentų susidarytų tvirtinamasis žiedlapis. Norėdami tai padaryti, maždaug 50×50 mm dydžio kvadratas išpjaunamas išilgai vieno krašto, o likusi dalis tarnauja kaip tvirtinamasis žiedlapis.

Vėjo turbinos mentės yra pritvirtintos prie rato skriemulio, naudojant varžtines jungtis. Skriemulys montuojamas tiesiai ant nuolatinės srovės variklio – generatoriaus veleno. Vėjo jėgainės važiuokle naudojamas paprastas medinis blokas, kurio sekcija yra 80×40 mm ir ilgis 1 m. Generatorius sumontuotas viename medinio bloko gale. Kitame strypo gale pritvirtinta „uodega“, pagaminta iš aliuminio lakšto. Strypo apačioje pritvirtintas 25 mm metalinis vamzdis, skirtas atlikti sukamojo veleno vaidmenį. Kaip stiebas naudojamas trijų metrų metalinis 32 mm vamzdis. Stiebo viršutinė dalis yra pasukama įvorė, kur įkišamas vėjo turbinos vamzdis. Stiebo atrama pagaminta iš storos faneros lakšto. Ant šios atramos disko pavidalu, kurio skersmuo yra 600 mm, iš santechnikos dalių surenkama konstrukcija, kurios dėka stiebą galima lengvai pakelti ar nuleisti arba pritvirtinti – išardyti. Stiebai naudojami strypui pritvirtinti.

Visa vėjo jėgainės elektronika sumontuota atskirame modulyje, kurio sąsaja numato akumuliatorių ir vartotojų apkrovų prijungimą. Modulyje yra akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis ir įtampos keitiklis. Tokius įtaisus galima surinkti nepriklausomai, turint atitinkamą patirtį, arba įsigyti rinkoje. Rinkoje yra daugybė skirtingų sprendimų norimai išėjimo įtampai ir srovėms gauti..

Kombinuotos vėjo jėgainės

Kombinuotos vėjo jėgainės yra rimtas namų energijos modulio pasirinkimas. Tiesą sakant, derinimas apima vėjo generatoriaus, saulės baterijos, dyzelino ar benzino jėgainės sujungimą į vieną sistemą. Galite derinti visais būdais, atsižvelgdami į savo galimybes ir poreikius. Natūralu, kad kai yra galimybė – trys viename, tai yra efektyviausias ir patikimiausias sprendimas..

Taip pat, derinant vėjo turbinas, planuojama sukurti vėjo jėgaines, kurios vienu metu sudarytų dvi skirtingas modifikacijas. Pavyzdžiui, kai „Savonius“ rotorius ir tradicinė trijų ašmenų mašina dirba viename ryšulyje. Pirmoji turbina veikia mažu vėjo greičiu, o antroji – tik esant vardinei. Taigi išsaugomas įrenginio efektyvumas, nepateisinami nepateisinami energijos nuostoliai, o asinchroninių generatorių atveju reaktyviosios srovės kompensuojamos.

Kombinuotos sistemos yra techniškai sudėtingos ir brangios namų praktikos galimybės.

Namų vėjo jėgainių galios apskaičiavimas

Norėdami apskaičiuoti horizontalios ašies vėjo generatoriaus galią, galite naudoti standartinę formulę:

• N = p S V3 / 2
• N – įrengimo galia, W
• p – oro tankis (1,2 kg / m³)
• S – išpūstas plotas, m²
• V – vėjo greitis, m / s

Pavyzdžiui, įrenginio, kurio didžiausias mentės atstumas yra 1 metras, o vėjo greitis yra 7 m / s, galia bus:

• N = 1,2 1 343/2 = 205,8 W

Apytikslis vėjo turbinos galios, sukurtos remiantis Savoniaus rotoriu, gali būti apskaičiuotas pagal formulę:

• N = p R H V3
• N – įrengimo galia, W
• R – sparnuotės spindulys, m
• V – vėjo greitis, m / s

Pvz., Projektuojant vėjo jėgainę su tekste paminėtu Savoniaus rotoriu, galios vertė esant 7 m / s vėjo greičiui. bus:

• N = 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W

Panašūs įrašai:

1. Forest Retreat: modernus dvaras Taivane su vaizdu į nacionalinį parką Skaidrios pertvaros ne tik leidžia ne tik suskirstyti visą patalpą, bet ir leidžia šviesai laisvai cirkuliuoti ir užpildyti visą erdvę. Graži minimalistinė įrengta virtuvė su naujausiomis madomis yra stulbinamai ergonomiška, o...
2. Mėlynų paukščių fejerija Hitačio pajūrio parke: gėlių laukas pripildo parką teigiamos energijos Skaityti daugiau  Vandens šildytuvo pasirinkimas klausimuose ir atsakymuose...
3. Tikro vokiško vėjo malūno modelis sode: padarykite jį savo rankomis Skaityti daugiau  Kaip tinkamai pastatyti laidą namuose: elektros darbų planavimas...
4. Kaip panaudoti vėjo energiją? Vėjo generatorių arba, kitaip tariant, vėjo jėgainių (WPP) naudojimas leidžia vėjo energiją paversti elektros energija. Šis išradimas nėra toks naujas. Vėjo energija buvo naudojama žmonėms šimtmečius. Bet jei iš pradžių vėjas...

Skaityti daugiau  Kaip tinkamai pastatyti laidą namuose: elektros darbų planavimas