Com fer un aerogenerador amb les vostres pròpies mans: dispositiu, principi de funcionament + millors productes casolans

És difícil no notar com l'estabilitat del subministrament elèctric a les instal·lacions suburbanes difereix del subministrament d'electricitat als edificis urbans i a les empreses. Admeteu que, com a propietari d'una casa o casa de camp particular, heu patit més d'una vegada interrupcions, inconvenients associats i danys a l'equip.

Les situacions negatives enumerades, juntament amb les conseqüències, ja no complicaran la vida dels amants dels espais naturals. A més, amb uns costos econòmics i laborals mínims. Per fer-ho, només heu de fer un generador d'energia eòlica, que descriurem amb detall a l'article.

Hem descrit detalladament les opcions per a la fabricació d'un sistema útil a la llar i elimina la dependència energètica. Segons els nostres consells, un artesà domèstic sense experiència pot construir un generador eòlic amb les seves pròpies mans. Aquest pràctic dispositiu us ajudarà a reduir significativament les vostres despeses diàries.

Legalitat de la instal·lació d'un aerogenerador

Les fonts d'energia alternatives són el somni de qualsevol estiuejant o propietari la parcel·la del qual estigui situada lluny de les xarxes centrals.Tanmateix, quan rebem les factures de l'electricitat consumida en un pis de la ciutat i mirem l'augment de les tarifes, ens adonem que un generador eòlic creat per a les necessitats domèstiques no ens perjudicaria.

Després de llegir aquest article, potser faràs realitat el teu somni.

Un generador eòlic és una solució excel·lent per subministrar electricitat a una propietat rural. A més, en alguns casos, instal·lar-lo és l'única solució possible.

Per no perdre diners, esforços i temps, decidim: hi ha circumstàncies externes que ens creïn obstacles durant el funcionament del generador eòlic?

Per subministrar electricitat a una casa d'estiu o casa petita, n'hi ha prou petita central eòlica, la potència del qual no superarà 1 kW. Aquests dispositius a Rússia s'equiparen als productes per a la llar. La seva instal·lació no requereix certificats, permisos ni cap aprovació addicional.

Per determinar la viabilitat d'instal·lar un generador eòlic, cal conèixer el potencial d'energia eòlica d'una zona concreta (clica per ampliar)

No hi ha impostos sobre la producció d'electricitat, que es destina a satisfer les necessitats de la pròpia llar. Per tant, es pot instal·lar de manera segura un molí de vent de baixa potència, utilitzant-lo per generar electricitat gratuïta, sense pagar cap impost a l'estat.

No obstant això, per si de cas, hauríeu de preguntar si hi ha alguna normativa local sobre la font d'alimentació individual que pugui crear obstacles en la instal·lació i el funcionament d'aquest dispositiu.

Els aerogeneradors, que són capaços de satisfer la majoria de les necessitats de la granja mitjana, no poden causar cap queixa ni tan sols dels veïns.

Els vostres veïns poden tenir reclamacions si experimenten molèsties causades pel funcionament del molí de vent. No oblideu que els nostres drets acaben on comencen els drets dels altres.

Per tant, a l'hora de comprar o fer el vostre generador eòlic per a la llar Cal prestar molta atenció als paràmetres següents:

• Alçada del pal. A l'hora de muntar un generador eòlic, heu de tenir en compte les restriccions d'alçada dels edificis individuals que existeixen en diversos països del món, així com la ubicació del vostre lloc. Tingueu en compte que les estructures de més de 15 metres estan prohibides a prop de ponts, aeroports i túnels.
• Soroll de la caixa de canvis i les fulles. Els paràmetres del soroll generat es poden determinar mitjançant un dispositiu especial i, a continuació, es poden documentar els resultats de la mesura. És important que no superin els estàndards de soroll establerts.
• Interferència a l'aire. L'ideal és que quan creeu un molí de vent, s'hauria de proporcionar protecció contra les interferències de la televisió quan el vostre dispositiu pugui causar aquests problemes.
• Reclamacions de serveis ambientals. Aquesta organització pot impedir que faci funcionar la instal·lació només si interfereix amb la migració d'aus migratòries. Però això és poc probable.

Quan creeu i instal·leu un dispositiu vosaltres mateixos, apreneu aquests punts i, quan compreu un producte acabat, presteu atenció als paràmetres que hi ha al seu passaport. És millor protegir-se per endavant que molestar-se després.

Principi de funcionament d'un aerogenerador

Un generador eòlic o central eòlica (WPP) és un dispositiu que s'utilitza per convertir l'energia cinètica del flux del vent en energia mecànica. L'energia mecànica resultant fa girar el rotor i es converteix en la forma elèctrica que necessitem.

Principi de funcionament i dispositiu molí de vent cinètic es descriuen detalladament a l'article, que recomanem llegir.

L'aerogenerador inclou:

• pales formant una hèlix,
• rotor de turbina giratòria,
• l'eix del generador i el propi generador,
• un inversor que converteix el corrent altern en corrent continu, que s'utilitza per carregar bateries,
• bateria.

L'essència dels aerogeneradors és senzilla. A mesura que el rotor gira, es genera corrent altern trifàsic, que després passa pel controlador i carrega la bateria de corrent continu. Llavors, l'inversor converteix el corrent perquè es pugui consumir per alimentar llums, ràdios, televisors, microones, etc.

El disseny detallat d'un generador eòlic amb un eix de rotació horitzontal us permet imaginar clarament quins elements contribueixen a la conversió de l'energia cinètica en mecànica i després en elèctrica.

En general, el principi de funcionament d'un aerogenerador de qualsevol tipus i disseny és el següent: durant el procés de rotació, es produeixen tres tipus d'efectes de força sobre les pales: frenada, impuls i elevació.

Aquest diagrama del funcionament d'un aerogenerador permet entendre què passa amb l'electricitat produïda pel funcionament del generador eòlic: una part s'acumula i l'altra es consumeix.

Les dues últimes forces superen la força de frenada i posen el volant en moviment.A la part estacionària del generador, el rotor forma un camp magnètic de manera que el corrent elèctric flueix pels cables.

Classificació dels tipus de generadors d'energia

Hi ha diversos criteris pels quals es classifiquen les centrals eòliques. Com triar el millor dispositiu per a una propietat rural es descriu detalladament en un d'ells articles més populars al nostre lloc web.

Així, els molins de vent es diferencien en:

• nombre de pales a l'hèlix;
• materials de fabricació de fulles;
• la ubicació de l'eix de rotació respecte a la superfície de la terra;
• característica de pas del cargol.

Hi ha models amb una, dues, tres fulles i multipalmes.

Els productes amb un gran nombre de fulles comencen a girar fins i tot amb vents lleugers. Normalment s'utilitzen en treballs on el propi procés de rotació és més important que la generació d'electricitat. Per exemple, per extreure aigua de pous profunds.

Resulta que les pales dels generadors eòlics es poden fer no només amb materials durs, sinó també amb teixits assequibles

Les pales poden ser de vela o rígides. Els productes de vela són molt més barats que els rígids, que estan fets de metall o fibra de vidre. Però s'han de reparar molt sovint: són fràgils.

Pel que fa a la ubicació de l'eix de rotació respecte a la superfície terrestre, n'hi ha aerogeneradors verticals i models horitzontals. I en aquest cas, cada varietat té els seus avantatges: les verticals reaccionen amb més sensibilitat a cada buf de vent, però les horitzontals són més potents.

Els aerogeneradors es divideixen segons les característiques del pas en models amb pas fix i variable. El pas variable permet augmentar significativament la velocitat de gir, però aquesta instal·lació té un disseny complex i massiu. Els aerogeneradors amb pas fix són més senzills i fiables.

Instal·lació eòlica elèctrica de tipus rotor

Anem a esbrinar com fer un molí de vent senzill amb un eix de rotació vertical del tipus de rotor amb les vostres pròpies mans. Aquest model pot satisfer fàcilment les necessitats d'electricitat d'una casa de jardí, diverses dependències i també il·luminar la zona local i els camins del jardí a la nit.

Les pales d'aquesta instal·lació tipus rotor amb un eix de rotació vertical estan fetes clarament d'elements tallats d'un barril metàl·lic.

El nostre objectiu és produir un aerogenerador amb una potència màxima d'1,5 kW.

Per fer-ho necessitarem els següents elements i materials:

• generador de cotxe de 12 V;
• Bateria de gel o àcid de 12 V;
• interruptor semihermètic de la varietat "botó" per a 12 V;
• convertidor 700 W – 1500 W i 12V – 220V;
• una galleda, una paella de gran capacitat o un altre recipient ampli fet d'acer inoxidable o alumini;
• relé del llum d'advertència de càrrega del cotxe o càrrega de la bateria;
• voltímetre de cotxe (podeu utilitzar qualsevol);
• cargols amb femelles i volanderes;
• cables amb una secció transversal de 4 mm quadrats i 2,5 mm quadrats;
• dues pinces per subjectar el generador al pal.

En el procés d'acabar el treball, necessitarem una esmoladora o tisores metàl·liques, un llapis o retolador de construcció, una cinta mètrica, talladors de filferro, un trepant, un trepant, claus i un tornavís.

També podeu muntar un controlador per a un sistema que genera electricitat vosaltres mateixos. Amb normes i esquemes de fabricació controlador d'aerogenerador us familiaritzarà amb l'article, el contingut del qual us recomanem que us familiaritzeu.

Fase inicial de la fabricació de la instal·lació

Comencem a fer un molí de vent casolà agafant un gran recipient de metall cilíndric. Normalment, s'utilitza aigua bullint antiga, una galleda o una paella per a aquest propòsit. Aquesta serà la base dels nostres futurs aerogeneradors.

Utilitzant una cinta mètrica i un llapis de construcció (retolador), apliqueu marques: dividiu el nostre recipient en quatre parts iguals.

Quan feu talls d'acord amb les instruccions contingudes en el text, en cap cas talleu el metall del tot.

S'haurà de tallar el metall. Per a això podeu fer servir un molinet. No s'utilitza per tallar recipients d'acer galvanitzat o xapa pintada, perquè aquest tipus de metall sens dubte es sobreescalfarà. En aquests casos, és millor utilitzar tisores. Tallem les fulles, però no les tallem del tot.

Opcions, esquemes i recomanacions per a la fabricació de diversos models pales per a generador eòlic trobareu al nostre article recomanat.

Simultàniament a la continuació de les obres del dipòsit, remodelarem la politja del generador. A la part inferior de la cassola anterior i a la politja cal marcar i perforar forats per als cargols. El treball en aquesta fase s'ha de tractar amb la màxima cura: tots els forats han d'estar situats simètricament perquè no es produeixi cap desequilibri durant la rotació de la instal·lació.

Així són les fulles d'un altre disseny amb un eix de rotació vertical. Cada fulla es fabrica per separat i després es munta en un dispositiu comú

Doblem les fulles perquè no surtin massa. Quan realitzem aquesta part del treball, ens assegurem de tenir en compte en quina direcció girarà el generador.

Normalment el sentit de la seva rotació és en sentit horari. L'angle de flexió de les pales afecta l'àrea d'influència dels fluxos d'aire i la velocitat de rotació de l'hèlix.

Ara cal connectar una galleda amb fulles preparades per treballar a la politja. Instal·lem el generador al pal, fixant-lo amb pinces. Només queda connectar els cables i muntar el circuit. Estigueu preparats per escriure el diagrama de cablejat, els colors dels cables i les marques de pins. Segurament ho necessitareu més endavant. Fixem els cables al pal de l'aparell.

Aquest dibuix conté recomanacions detallades per muntar l'estructura general i una visió general del dispositiu ja muntat i llest per al seu ús.

Per connectar la bateria, cal utilitzar cables amb una secció transversal de 4 mm². N'hi ha prou amb agafar un segment d'1 metre de llarg. És suficient.

I per connectar una càrrega a la xarxa, que inclou, per exemple, dispositius d'il·luminació i elèctrics, n'hi ha prou amb cables amb una secció transversal de 2,5 mm². Instal·leu l'inversor (convertidor). Per a això també necessitareu un cable de 4 mm².

Avantatges i desavantatges del model de molí de vent rotatiu

Si ho heu fet tot amb cura i coherència, aquest generador eòlic funcionarà amb èxit. En aquest cas, no hi haurà problemes durant el seu funcionament.

Si utilitzeu un convertidor de 1000 W i una bateria de 75 A, aquesta instal·lació proporcionarà electricitat per a dispositius de videovigilància, alarmes de seguretat i fins i tot enllumenat públic.

Els avantatges d'aquest model són:

• econòmic;
• els elements es poden substituir fàcilment per nous o reparar;
• no es requereixen condicions especials per al funcionament;
• fiable en funcionament;
• ofereix un confort acústic total.

També hi ha desavantatges, però no massa: el rendiment d'aquest dispositiu no és molt elevat, i té una dependència important de les ràfegues de vent sobtades. Els corrents d'aire simplement poden interrompre una hèlix improvisada.

Per tal de seleccionar amb precisió el model de generador eòlic de la potència requerida abans de començar a treballar, us aconsellem fer un càlcul segons les fórmules que es donen a l'article recomanat.

Muntatge d'un aerogenerador axial sobre imants de neodimi

Com que els imants de neodimi van aparèixer a Rússia fa relativament poc temps, no fa gaire es van començar a fabricar generadors eòlics axials amb estators sense ferro.

L'aparició d'imants va provocar una gran demanda, però a poc a poc el mercat es va saturar i el cost d'aquest producte va començar a disminuir. Es va posar a disposició dels artesans, que de seguida el van adaptar a les seves diferents necessitats.

Una turbina eòlica axial amb imants de neodimi amb un eix de rotació horitzontal és un disseny més complex que requereix no només habilitat, sinó també certs coneixements.

Si teniu un hub d'un cotxe antic amb discs de fre, el prendrem com a base per al futur generador axial.

Se suposa que aquesta part no és nova, sinó que ja s'ha utilitzat. En aquest cas, cal desmuntar-lo, comprovar i lubricar els coixinets, netejar a fons els dipòsits sedimentaris i tot l'òxid. No us oblideu de pintar el generador acabat.

El cub amb discs de fre, per regla general, va als artesans com un dels components d'un cotxe vell que ha estat desballestat i, per tant, necessita una neteja a fons

Distribució i fixació d'imants

Els imants de neodimi s'han d'enganxar als discs del rotor. Per al nostre treball, agafarem 20 imants de 25x8mm.

Per descomptat, podeu utilitzar un nombre diferent de pols, però s'han d'observar les regles següents: el nombre d'imants i pols en un generador monofàsic ha de coincidir, però si estem parlant d'un model trifàsic, la relació de pols a bobines ha de ser 2/3 o 4/3.

En col·locar imants, els pols s'alternen. És important no equivocar-se. Si no esteu segur de col·locar els elements correctament, feu una plantilla de pista o apliqueu els sectors directament al propi disc.

Si teniu una opció, compra imants rectangulars en lloc de rodons. En els models rectangulars, el camp magnètic es concentra al llarg de tota la longitud i, en els rodons, al centre.

Els imants oposats han de tenir pols diferents. No confondreu res si feu servir un marcador per marcar-los amb signes menys o més. Per determinar els pols, agafeu imants i apropeu-los els uns als altres.

Si les superfícies s'atrauen, poseu-hi un avantatge, si es repel·leixen, marqueu-les amb menys. Quan col·loqueu imants en discs, alterneu els pols.

Els imants s'instal·len d'acord amb la regla de polítiques alternades, els costats de plastilina es troben al llarg dels perímetres exteriors i interiors: el producte està llest per omplir de resina epoxi.

Per subjectar l'imant de manera segura, heu d'utilitzar cola d'alta qualitat i tan forta com sigui possible.

Per millorar la fiabilitat de la fixació, podeu utilitzar resina epoxi. S'ha de diluir tal com s'indica a les instruccions i omplir-lo al disc. La resina ha de cobrir tot el disc, però no s'esgota. Podeu evitar la possibilitat de goteig si embolcalleu el disc amb cinta adhesiva o feu barreres temporals de plastilina fetes d'una tira de polímer al voltant del seu perímetre.

Generadors monofàsics i trifàsics

Si comparem estators monofàsics i trifàsics, aquests últims seran millors. Un generador monofàsic vibra quan es carrega. La causa de la vibració és la diferència en l'amplitud del corrent, que sorgeix a causa de la seva sortida inconsistent a la vegada.

El model trifàsic no té aquest desavantatge. Es caracteritza per tenir una potència constant a causa de fases que es compensen entre si: quan el corrent augmenta en una, disminueix en l'altra.

Segons els resultats de les proves, la sortida del model trifàsic és gairebé un 50% més gran que la del model monofàsic. Un altre avantatge d'aquest model és que en absència de vibracions innecessàries, el confort acústic augmenta quan el dispositiu funciona sota càrrega.

És a dir, un generador trifàsic pràcticament no zumba durant el seu funcionament. Quan es redueix la vibració, la vida útil del dispositiu augmenta lògicament.

En la lluita entre dispositius trifàsics i monofàsics, trifàsic invariablement guanya, perquè no fa tant de taronja durant el funcionament i dura més que la monofàsica.

Regles per a bobinar una bobina

Si demaneu a un especialista, us dirà que abans d'enrotllar les bobines, heu de realitzar un càlcul acurat. Un practicant en aquesta matèria confiarà en la seva intuïció.

Vam triar un generador que no era molt ràpid. El nostre procediment de càrrega per a una bateria de dotze volts hauria de començar a 100-150 rpm. Aquestes dades inicials requereixen que el nombre total de voltes de totes les bobines sigui de 1000-1200 peces. Només hem de dividir aquesta xifra entre totes les bobines i determinar quantes voltes hi haurà a cadascuna.

Un molí de vent a baixa velocitat pot ser més potent si augmenta el nombre de pals. La freqüència de les oscil·lacions actuals a les bobines augmentarà. Si utilitzeu un cable de secció transversal més gran per enrotllar les bobines, la resistència disminuirà i el corrent augmentarà. No perdis de vista el fet que una tensió més alta pot "menjar" el corrent a causa de la resistència del bobinat.

El procés de bobinat es pot fer més fàcil i eficient si s'utilitza una màquina especial per a aquest propòsit.

No és gens necessari fer un procés tan rutinari com bobinar bobines a mà. Una mica d'enginy i una excel·lent màquina que pot fer front fàcilment al bobinatge ja hi són

Les característiques de rendiment dels generadors casolans estan molt influenciades pel gruix i el nombre d'imants que es troben als discs. La potència total total es pot calcular enrotllant una bobina i després fent-la girar en un generador. La potència futura del generador es determina mesurant la tensió a velocitats específiques sense càrrega.

Posem un exemple. Amb una resistència de 3 ohms i 200 rpm, surten 30 volts.Si resteu 12 volts de voltatge de la bateria d'aquest resultat, obteniu 18 volts. Dividiu aquest resultat per 3 ohms i obteniu 6 amperes. El volum és de 6 amperes i anirà a la bateria. Per descomptat, en el càlcul no hem tingut en compte les pèrdues als cables i al pont de díodes: el resultat real serà inferior al calculat.

Normalment les bobines es fan rodones. Però, si els estireu una mica, obtindreu més coure al sector i els girs seran més rectes. Si compareu la mida de l'imant i el diàmetre del forat interior de les bobines, haurien de coincidir entre si o la mida de l'imant pot ser lleugerament més petita.

Les bobines ja fetes haurien de correspondre a la mida dels imants: haurien de ser lleugerament més grans que els imants o la seva mida igual.

El gruix de l'estator que fem ha d'estar correctament relacionat amb el gruix dels imants. Si l'estator es fa més gran augmentant el nombre de voltes a les bobines, l'espai interdisc augmentarà i el flux magnètic disminuirà. El resultat pot ser el següent: es genera la mateixa tensió, però a causa de l'augment de la resistència de les bobines, rebrem menys corrent.

La fusta contraxapada s'utilitza per fer el motlle de l'estator. Tanmateix, els sectors per a bobines es poden marcar en paper utilitzant plastilina com a sanefes.

Si col·loqueu tela de fibra de vidre a la part superior de les bobines a la part inferior del motlle, la força del producte augmentarà. Abans d'aplicar la resina epoxi, cal lubricar el motlle amb vaselina o cera, aleshores la resina no s'enganxarà al motlle. Algunes persones utilitzen cinta o pel·lícula en lloc de lubricant.

Les bobines estan fixades entre si. En aquest cas, es destaquen els finals de les fases. Els sis cables extrets haurien d'estar connectats en una estrella o triangle. En girar el generador muntat a mà, es prova.Si la tensió és de 40 V, el corrent serà d'aproximadament 10 amperes.

Muntatge final del dispositiu

La longitud del pal acabat ha de ser d'aproximadament 6-12 metres. Amb aquests paràmetres, la seva base s'ha de concretar. El mateix molí de vent estarà fixat a la part superior del pal.

Per poder-hi arribar en cas d'avaria, cal disposar d'un suport especial a la base del pal, que permetrà pujar i baixar la canonada mitjançant un cabrestant manual.

El pal amb un generador eòlic adossat s'eleva molt, però l'artesà prudent va fer un aparell especial que permet baixar l'estructura a terra si cal.

Per fer un cargol, podeu utilitzar un tub de PVC amb un diàmetre de 160 mm. S'utilitzarà per tallar de la seva superfície una hèlix de dos metres formada per sis pales. És millor desenvolupar la forma de les fulles tu mateix experimentalment. L'objectiu és augmentar el parell a baixes revolucions.

L'hèlix s'ha de protegir del vent excessiu. Per resoldre aquest problema, utilitzeu una cua plegable. L'energia generada s'emmagatzema en bateries.

Hem proporcionat als nostres lectors dues opcions per a generadors eòlics de 220 V de fabricació pròpia, que gaudeixen d'una atenció més gran no només dels propietaris de propietats rurals, sinó també dels residents habituals de l'estiu.

Tots dos models d'aerogeneradors són efectius a la seva manera. Aquests dispositius poden demostrar resultats especialment bons en zones estepàries amb vents freqüents i forts. Són prou efectius com per ser utilitzats en una organització calefacció alternativa a la llar i en el subministrament d'electricitat. I no són tan difícils de construir amb les vostres pròpies mans.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Aquest vídeo mostra un exemple d'un aerogenerador amb un eix de rotació horitzontal. L'autor del dispositiu explica amb detall els matisos del disseny d'una instal·lació de bricolatge, crida l'atenció de l'audiència sobre els errors que es poden cometre en el procés de fabricació d'un generador eòlic i dóna consells pràctics.

Tingueu en compte que arribar al dispositiu, elevat a una alçada decent, no és tan fàcil. La reinstal·lació d'aquesta turbina eòlica probablement serà problemàtica. Per tant, el disseny plegable del pal en aquest cas no serà superflu.

Aquest vídeo mostra un molí de vent rotatiu amb un eix de rotació vertical. Aquesta instal·lació està situada baixa, feta d'una manera original i és altament sensible: fins i tot un lleuger vent posa en moviment les aspes de l'aparell.

Si vius en una zona on els vents no es consideren un fenomen rar, utilitzar aquesta font particular d'energia alternativa pot ser el més eficaç per a tu. Els exemples anteriors de molins de vent fets a si mateixos demostren que fer-los amb les vostres pròpies mans no és tan difícil. L'energia eòlica és un recurs renovable i accessible públicament que es pot i s'ha d'utilitzar.

Convidem els visitants del lloc interessats en el tema de l'article a expressar les seves opinions en els comentaris i a fer preguntes que van sorgir mentre llegeixen el material.