Gaisa masās ir neizsmeļamas enerģijas rezerves, kuras cilvēce izmantoja senatnē. Būtībā vēja spēks nodrošināja kuģu kustību zem burām un vējdzirnavu darbību. Pēc tvaika dzinēju izgudrošanas šāda veida enerģija zaudēja savu nozīmi.
Tikai mūsdienu apstākļos vēja enerģija atkal ir kļuvusi pieprasīta kā elektrisko ģeneratoru dzinējspēks. Tās vēl netiek plaši izmantotas rūpnieciskā mērogā, bet kļūst arvien populārākas privātajā sektorā. Dažreiz vienkārši nav iespējams izveidot savienojumu ar elektropārvades līniju. Šādās situācijās daudzi īpašnieki projektē un ražo vēja ģeneratoru privātmājai ar savām rokām no improvizētiem materiāliem. Nākotnē tos izmantos kā galvenos vai papildu elektroenerģijas avotus.
Ideālu vējdzirnavu teorija
Šo teoriju dažādos laikos izstrādāja zinātnieki un speciālisti mehānikas jomā. Vispirms to izstrādāja V.P. Vetchinkin 1914. gadā, un par pamatu tika izmantota ideāla propellera teorija. Šajos pētījumos vispirms tika iegūts vēja enerģijas izmantošanas koeficients ideālām vējdzirnavām.
Darbu šajā jomā turpināja N.E. Žukovskis, kurš secināja šī koeficienta maksimālo vērtību, kas vienāda ar 0,593. Vēlākajos cita profesora darbos - Sabinin G.Kh. koeficienta koriģētā vērtība bija 0,687.
Saskaņā ar izstrādātajām teorijām ideālam vēja ritenim jābūt ar šādiem parametriem:
- Riteņa griešanās asij jābūt paralēlai vēja plūsmas ātrumam.
- Asmeņu skaits ir bezgala liels, ar ļoti mazu platumu.
- Spārnu nulles profila pretestība pastāvīgas cirkulācijas klātbūtnē gar asmeņiem.
- Visai vējdzirnavu virsmai ir nemainīgs gaisa plūsmas ātruma zudums uz riteņa.
- Leņķiskā ātruma tendence uz bezgalību.
Vēja turbīnu izvēle
Izvēloties vēja turbīnas modeli privātmājai, jāņem vērā nepieciešamā jauda, kas nodrošina instrumentu un iekārtu darbību, ņemot vērā ieslēgšanas grafiku un biežumu. To nosaka, veicot ikmēneša patērētās elektroenerģijas uzskaiti. Turklāt jaudas vērtību var noteikt atbilstoši patērētāju tehniskajiem parametriem.
Jāņem vērā arī tas, ka visu elektroierīču jaudu nevada tieši no vēja ģeneratora, bet gan no invertora un akumulatoru komplekta. Tādējādi ģenerators ar jaudu 1 kW spēj nodrošināt normālu akumulatoru darbību, kas baro četru kilovatu invertoru. Līdz ar to līdzīgas jaudas sadzīves tehnika tiek nodrošināta ar elektrību pilnā apjomā. Ir svarīgi izvēlēties pareizos akumulatorus. Īpaša uzmanība jāpievērš tādiem parametriem kā uzlādes strāva.
Izvēloties vēja turbīnas konstrukciju, tiek ņemti vērā šādi faktori:
- Vēja rata griešanās virziens ir vertikāls vai horizontāls.
- Ventilatora lāpstiņu forma var būt buras formā, ar taisnu vai izliektu virsmu. Dažos gadījumos tiek izmantotas kombinētas iespējas.
- Materiāls asmeņiem un to izgatavošanas tehnoloģija.
- Ventilatora lāpstiņu izvietojums ar dažādu slīpumu attiecībā pret plūstošā gaisa plūsmu.
- Ventilatorā iekļauto lāpstiņu skaits.
- Nepieciešamā jauda tiek pārnesta no vēja turbīnas uz ģeneratoru.
Papildus jāņem vērā meteoroloģiskajā dienestā noteiktais vidējais vēja ātrums gadā konkrētai zonai. Nav nepieciešams norādīt vēja virzienu, jo mūsdienu vēja turbīnu konstrukcijas neatkarīgi griežas otrā virzienā.
Lielākajā daļā Krievijas Federācijas apgabalu labākais risinājums būtu griešanās ass horizontālā orientācija, lāpstiņu virsma ir izliekta, ieliekta, ap kuru gaisa plūsma plūst akūtā leņķī. No vēja iegūtās jaudas daudzumu ietekmē asmens laukums. Parastai mājai pietiek ar platību 1,25 m 2.
Vējdzirnavu ātrums ir atkarīgs no asmeņu skaita. Vēja turbīnas ar vienu lāpstiņu griežas visātrāk. Šādās konstrukcijās balansēšanai tiek izmantots pretsvars. Jāņem arī vērā, ka pie maza vēja ātruma, zem 3 m/s, vēja turbīnas kļūst nespējīgas uzņemt enerģiju. Lai iekārta uztvertu vāju vēju, tās lāpstiņu laukums ir jāpalielina vismaz līdz 2 m 2.
Vēja ģeneratora aprēķins
Pirms vēja ģeneratora izvēles nepieciešams noteikt vēja ātrumu un virzienu, kas raksturīgākais paredzētās uzstādīšanas vietā. Jāatceras, ka lāpstiņu rotācija sākas pie minimālā vēja ātruma 2 m/s. Maksimālo efektivitāti var sasniegt, kad šis rādītājs sasniedz vērtību no 9 līdz 12 m/s. Tas ir, lai nodrošinātu elektrību nelielai lauku mājai, jums būs nepieciešams ģenerators ar minimālo jaudu 1 kW / h un vēju ar ātrumu vismaz 8 m / s.
Vēja ātrumam un dzenskrūves diametram ir tieša ietekme uz vēja turbīnas radīto jaudu. Ir iespējams precīzi aprēķināt konkrēta modeļa veiktspējas raksturlielumus, izmantojot šādas formulas:
- Aprēķinus atbilstoši rotācijas laukumam veic šādi: P = 0,6 x S x V 3, kur S ir vēja virzienam perpendikulāra laukums (m 2), V ir vēja ātrums (m / s) , P ir ģeneratora jauda ( kW).
- Lai aprēķinātu elektroinstalāciju pēc skrūves diametra, tiek izmantota formula: P \u003d D 2 x V 3 / 7000, kurā D ir skrūves diametrs (m), V ir vēja ātrums (m / s), P ir ģeneratora jauda (kW).
- Sarežģītākos aprēķinos tiek ņemts vērā gaisa plūsmas blīvums. Šiem nolūkiem ir formula: P \u003d ξ x π x R 2 x 0,5 x V 3 x ρ x η sarkans x η gēns, kur ξ ir vēja enerģijas izmantošanas koeficients (neizmērāma vērtība), π = 3,14 , R - rotora rādiuss (m), V - gaisa plūsmas ātrums (m / s), ρ - gaisa blīvums (kg / m 3), η ed - reduktora efektivitāte (%), η gēns - ģeneratora efektivitāte (%).
Tādējādi vēja ģeneratora saražotā elektroenerģija kvantitatīvi palielinās kubiskā proporcijā, palielinoties vēja plūsmas ātrumam. Piemēram, palielinoties vēja ātrumam 2 reizes, rotora kinētiskās enerģijas ražošana palielināsies 8 reizes.
Izvēloties vietu, kur uzstādīt vēja turbīnu, priekšroka jādod vietām bez lielām ēkām un augstiem kokiem, kas rada barjeru vējam. Minimālais attālums no dzīvojamām ēkām ir no 25 līdz 30 metriem, pretējā gadījumā troksnis darba laikā radīs neērtības un diskomfortu. Vēja turbīnas rotoram jāatrodas augstumā, kas vismaz par 3-5 m pārsniedz tuvākās ēkas.
Ja nav plānots pieslēgt lauku māju kopējam tīklam, šajā gadījumā varat izmantot kombinēto sistēmu iespējas. Vēja turbīnas darbība būs daudz efektīvāka, ja to izmantos kopā ar dīzeļģeneratoru vai saules bateriju.
Kā ar savām rokām izgatavot vēja ģeneratoru
Neatkarīgi no vēja turbīnas veida un konstrukcijas katra ierīce ir aprīkota ar līdzīgiem elementiem kā pamatu. Visi modeļi ir aprīkoti ar ģeneratoriem, dažādu materiālu lāpstiņām, pacēlājiem, lai nodrošinātu vēlamo uzstādīšanas līmeni, kā arī papildus akumulatoriem un elektronisku vadības sistēmu. Visvienkāršākā ražošana ir rotācijas tipa vienības vai aksiālas konstrukcijas, kurās izmanto magnētus.
Variants 1. Vēja ģeneratora rotācijas konstrukcija.
Rotācijas vēja ģeneratora konstrukcijā tiek izmantoti divi, četri vai vairāk lāpstiņas. Šādi vēja ģeneratori nespēj pilnībā nodrošināt elektrību lielām lauku mājām. Tos galvenokārt izmanto kā papildu elektroenerģijas avotu.
Atkarībā no vējdzirnavu projektētās jaudas tiek izvēlēti nepieciešamie materiāli un sastāvdaļas:
- 12 voltu auto ģenerators un automašīnas akumulators.
- Sprieguma regulators, kas pārveido maiņstrāvu no 12 līdz 220 voltiem.
- Liela izmēra konteiners. Vislabāk darbojas alumīnija spainis vai nerūsējošā tērauda katls.
- Kā lādētāju varat izmantot no automašīnas izņemto releju.
- Jums būs nepieciešams 12 V slēdzis, uzlādes lampa ar kontrolieri, skrūves ar uzgriežņiem un paplāksnēm un metāla skavas ar gumijotām blīvēm.
- Trīsdzīslu kabelis ar minimālo šķērsgriezumu 2,5 mm 2 un parasts voltmetrs, kas ņemts no jebkuras mērierīces.
Pirmkārt, rotoru sagatavo no esoša metāla konteinera - katla vai spaiņa. Tas ir sadalīts četrās vienādās daļās, līniju galos ir izveidoti caurumi, lai atvieglotu sadalīšanu komponentos. Pēc tam trauku sagriež ar metāla šķērēm vai dzirnaviņām. Rotora lāpstiņas tiek izgrieztas no iegūtajām sagatavēm. Visiem mērījumiem rūpīgi jāpārbauda izmēru atbilstība, pretējā gadījumā dizains nedarbosies pareizi.
Tālāk tiek noteikta ģeneratora skriemeļa griešanās puse. Parasti tas griežas pulksteņrādītāja virzienā, taču labāk to pārbaudīt. Pēc tam rotora daļa ir savienota ar ģeneratoru. Lai izvairītos no nelīdzsvarotības rotora kustībā, abu konstrukciju montāžas caurumiem jābūt simetriskiem.
Lai palielinātu griešanās ātrumu, asmeņu malām jābūt nedaudz saliektām. Palielinoties lieces leņķim, rotējošais bloks efektīvāk uztvers gaisa plūsmas. Kā asmeņi tiek izmantoti ne tikai griezta konteinera elementi, bet arī atsevišķas detaļas, kas savienotas ar metāla sagatavi ar apļa formu.
Pēc tvertnes pievienošanas ģeneratoram visa iegūtā konstrukcija pilnībā jāuzstāda uz masta, izmantojot metāla skavas. Pēc tam elektroinstalācija tiek uzstādīta un samontēta. Katrai tapai jābūt savienotai ar savu savienotāju. Pēc pieslēgšanas elektroinstalācija tiek piestiprināta pie masta ar stiepli.
Montāžas beigās ir pievienots invertors, akumulators un slodze. Akumulators ir savienots ar kabeli ar šķērsgriezumu 3 mm 2, visiem pārējiem savienojumiem pietiek ar 2 mm 2 šķērsgriezumu. Pēc tam vēja ģeneratoru var darbināt.
Variants 2. Vēja ģeneratora aksiālā konstrukcija, izmantojot magnētus.
Aksiālās vējdzirnavas mājai ir dizains, kura viens no galvenajiem elementiem ir neodīma magnēti. Pēc veiktspējas tie ievērojami apsteidz tradicionālos rotācijas blokus.
Rotors ir galvenais elements visā vēja turbīnas dizainā. Tās ražošanai vislabāk piemērota automašīnas riteņa rumba ar bremžu diskiem. Detaļa, kas bija ekspluatācijā, jāsagatavo - jāattīra no netīrumiem un rūsas, jāieeļļo gultņi.
Tālāk jums ir pareizi jāsadala un jāpiestiprina magnēti. Kopumā jums būs nepieciešami 20 gabali, 25 x 8 mm. Magnētiskais lauks tajās atrodas visā garumā. Pat magnēti būs stabi, tie atrodas uz visas diska plaknes, pārmaiņus pa vienu. Tad tiek noteikti plusi un mīnusi. Viens magnēts pārmaiņus pieskaras citiem diska magnētiem. Ja tie piesaista, tad pols ir pozitīvs.
Ar palielinātu stabu skaitu ir jāievēro daži noteikumi. Vienfāzes ģeneratoros polu skaits ir tāds pats kā magnētu skaits. Trīsfāzu ģeneratoriem ir 4/3 attiecība starp magnētiem un poliem un 2/3 attiecība starp poliem un spolēm. Magnētu uzstādīšana tiek veikta perpendikulāri diska apkārtmēram. Lai tos vienmērīgi sadalītu, tiek izmantota papīra veidne. Pirmkārt, magnēti tiek fiksēti ar stipru līmi, un pēc tam tiek fiksēti ar epoksīdu.
Ja salīdzinām vienfāzes un trīsfāžu ģeneratorus, tad pirmā veiktspēja būs nedaudz sliktāka salīdzinājumā ar otro. Tas ir saistīts ar lielām amplitūdas svārstībām tīklā nestabilas strāvas izvades dēļ. Tāpēc vienfāzes ierīcēs rodas vibrācija. Trīsfāzu konstrukcijās šo trūkumu kompensē strāvas slodze no vienas fāzes uz otru. Rezultātā tīklā vienmēr tiek nodrošināta nemainīga jaudas vērtība. Vibrācijas dēļ vienfāzes sistēmu kalpošanas laiks ir ievērojami mazāks nekā trīsfāžu sistēmām. Turklāt trīsfāzu modeļiem darbības laikā nav trokšņa.
Masta augstums ir aptuveni 6-12 m. To uzstāda veidņu centrā un ielej ar betonu. Pēc tam uz masta tiek uzstādīta gatava konstrukcija, uz kuras ir piestiprināta skrūve. Pats masts ir nostiprināts ar trosēm.
Vēja turbīnu lāpstiņas
Vēja enerģijas iekārtu efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no lāpstiņu konstrukcijas. Pirmkārt, tas ir to skaits un izmērs, kā arī materiāls, no kura tiks izgatavotas vēja turbīnas lāpstiņas.
Faktori, kas ietekmē asmeņu dizainu:
- Pat vājākais vējš var iekustināt garos asmeņus. Tomēr pārāk liels garums var palēnināt vēja rata ātrumu.
- Palielinot kopējo lāpstiņu skaitu, vēja ritenis kļūst atsaucīgāks. Tas ir, jo vairāk asmeņu, jo labāk sākas rotācija. Taču jauda un ātrums samazināsies, padarot šādu ierīci elektroenerģijas ražošanai nepiemērotu.
- Vēja rata diametrs un griešanās ātrums ietekmē ierīces radīto trokšņa līmeni.
Asmeņu skaits jāapvieno ar visas konstrukcijas uzstādīšanas vietu. Optimālākajos apstākļos pareizi izvēlēti lāpstiņas var nodrošināt maksimālu vēja turbīnas jaudu.
Pirmkārt, jums iepriekš jānosaka ierīces nepieciešamā jauda un funkcionalitāte. Lai pareizi ražotu vēja turbīnu, jums ir jāizpēta iespējamās konstrukcijas, kā arī klimatiskie apstākļi, kādos tā tiks darbināta.
Papildus kopējai jaudai ir ieteicams noteikt izejas jaudas vērtību, ko sauc arī par maksimālo slodzi. Tas atspoguļo kopējo ierīču un iekārtu skaitu, kas tiks ieslēgtas vienlaikus ar vēja turbīnas darbību. Ja jums ir nepieciešams palielināt šo skaitli, ieteicams vienlaikus izmantot vairākus invertorus.
DIY vēja ģenerators 24v - 2500 vati
Elektrības cena nepārtraukti pieaug. Lai vasaras karstajā laikā un salnā ziemas dienā justos komfortabli ārpus pilsētas, ir vai nu jātērē daudz naudas, vai jāmeklē alternatīvi enerģijas avoti. Krievija ir milzīga valsts ar lielām līdzenām teritorijām. Lai gan lielākajā daļā mūsu reģionu valda lēns vējš, pāri mazapdzīvotajai vietai pūš spēcīgas un spēcīgas gaisa plūsmas. Tāpēc vēja ģeneratora klātbūtne piepilsētas nekustamā īpašuma īpašnieka saimniecībā visbiežāk ir attaisnojama. Piemērotais modelis tiek izvēlēts, pamatojoties uz pielietojuma jomu un faktisko lietošanas mērķi.
Vēja turbīna #1 - rotācijas tipa konstrukcija
Ar savām rokām varat izgatavot vienkāršu rotējošu vējdzirnavu. Protams, maz ticams, ka viņš spēs piegādāt elektrību lielai kotedžai, taču ir pilnīgi iespējams nodrošināt elektrību pieticīgai dārza mājiņai. Ar to jūs varat vakaros apgaismot saimniecības ēkas, apgaismot dārza celiņus un apkārtni.
Vairāk par citiem alternatīvo enerģijas avotu veidiem varat lasīt šajā rakstā:
Tā vai gandrīz tā izskatās rotācijas vēja ģenerators, ko dari pats. Kā redzat, šī aprīkojuma dizainā nav nekā īpaši sarežģīta.
Detaļu un palīgmateriālu sagatavošana
Lai saliktu vēja ģeneratoru, kura jauda nepārsniegs 1,5 kW, mums būs nepieciešams:
- ģenerators no automašīnas 12 V;
- skābes vai gēla akumulators 12 V;
- pārveidotājs 12V - 220V līdz 700 W - 1500 W;
- liels konteiners no alumīnija vai nerūsējošā tērauda: spainis vai apjomīga panna;
- automobiļu akumulatora uzlādes relejs un uzlādes kontroles lampa;
- daļēji hermētisks "pogas" slēdzis 12 V;
- voltmetrs no jebkuras nevajadzīgas mērīšanas ierīces, jūs varat automašīnu;
- bultskrūves ar paplāksnēm un uzgriežņiem;
- vadi ar šķērsgriezumu 2,5 mm 2 un 4 mm 2;
- divas skavas, ar kurām ģenerators tiks piestiprināts pie masta.
Darba veikšanai mums būs nepieciešamas metāla šķēres vai slīpmašīna, mērlente, marķieris vai celtniecības zīmulis, skrūvgriezis, atslēgas, urbis, urbis, stiepļu griezēji.
Lielākā daļa privātmāju īpašnieku neatzīst ģeotermālās apkures izmantošanu, taču šādai sistēmai ir cerības. Vairāk par šī kompleksa priekšrocībām un trūkumiem varat lasīt šajā materiālā:
Projektēšanas darbu gaita
Mēs gatavojamies izgatavot rotoru un pārtaisīt ģeneratora skriemeli. Lai sāktu, mums ir nepieciešams cilindriskas formas metāla trauks. Visbiežāk šiem nolūkiem tiek pielāgots katls vai spainis. Paņemiet mērlenti un marķieri vai celtniecības zīmuli un sadaliet trauku četrās vienādās daļās. Ja mēs griežam metālu ar šķērēm, tad, lai tās ievietotu, vispirms jāizveido caurumi. Varat arī izmantot dzirnaviņas, ja spainis nav izgatavots no krāsotas skārda vai cinkota tērauda. Šādos gadījumos metāls neizbēgami pārkarst. Izgrieziet asmeņus, nepārgriežot tos līdz galam.
Lai nemaldītos ar tvertnē sagriezto asmeņu izmēriem, ir rūpīgi jāveic mērījumi un rūpīgi viss jāpārrēķina.
Apakšā un skriemelī mēs atzīmējam un urbjam caurumus skrūvēm. Šajā posmā ir svarīgi nesteidzīgi un simetriski sakārtot caurumus, lai rotācijas laikā izvairītos no nelīdzsvarotības. Asmeņiem jābūt saliektiem, bet ne pārāk daudz. Veicot šo darba daļu, mēs ņemam vērā ģeneratora griešanās virzienu. Tas parasti griežas pulksteņrādītāja virzienā. Atkarībā no līkuma leņķa palielinās vēja plūsmu ietekmes laukums un līdz ar to arī griešanās ātrums.
Šī ir vēl viena asmeņu iespēja. Šajā gadījumā katra daļa pastāv atsevišķi, nevis kā daļa no konteinera, no kura tā tika izgriezta.
Tā kā katra no vējdzirnavu lāpstiņām pastāv atsevišķi, jums katra ir jāpieskrūvē. Šī dizaina priekšrocība ir tā uzlabotā apkope
Kauss ar gataviem asmeņiem jāpiestiprina pie skriemeļa, izmantojot skrūves. Mēs uzstādām ģeneratoru uz masta, izmantojot skavas, pēc tam savienojam vadus un saliekam ķēdi. Diagrammu, vadu krāsas un kontaktu marķējumus labāk pārrakstīt iepriekš. Vadi arī jāpiestiprina pie masta.
Lai pievienotu akumulatoru, mēs izmantojam vadus 4 mm 2, kuru garums nedrīkst būt lielāks par 1 metru. Mēs savienojam slodzi (elektriskās ierīces un apgaismojumu), izmantojot vadus ar šķērsgriezumu 2,5 mm 2. Neaizmirstiet ievietot pārveidotāju (invertoru). Tas ir savienots ar tīklu ar kontaktiem 7.8 ar 4 mm 2 vadu.
Vēja turbīnas konstrukcija sastāv no rezistora (1), ģeneratora startera tinuma (2), ģeneratora rotora (3), sprieguma regulatora (4), reversās strāvas releja (5), ampērmetra (6), akumulators (7), drošinātājs (8), slēdzis (9)
Šāda modeļa priekšrocības un trūkumi
Ja viss ir izdarīts pareizi, šis vēja ģenerators darbosies, neradot jums problēmas. Ar 75A akumulatoru un 1000 W pārveidotāju var darbināt ielu apgaismojumu, videonovērošanas ierīces utt.
Iekārtas shēma skaidri parāda, kā vēja enerģija tiek pārvērsta elektroenerģijā un kā tā tiek izmantota paredzētajam mērķim.
Šāda modeļa priekšrocības ir acīmredzamas: tas ir ļoti ekonomisks produkts, viegli remontējams, tā darbībai nav nepieciešami īpaši apstākļi, tas darbojas uzticami un nepārkāpj jūsu akustisko komfortu. Trūkumi ir zemā produktivitāte un ievērojama atkarība no spēcīgām vēja brāzmām: asmeņus var noraut gaisa straumes.
Vējdzirnavas #2 - aksiāls dizains ar magnētiem
Vēl nesen Krievijā netika ražotas aksiālās vējdzirnavas ar bezdzelzs statoriem uz neodīma magnētiem pēdējo nepieejamības dēļ. Bet tagad tie ir mūsu valstī, un tie ir lētāki nekā sākotnēji. Tāpēc mūsu amatnieki sāka ražot šāda veida vēja turbīnas.
Laika gaitā, kad rotējošā vēja ģeneratora iespējas vairs nenodrošinās visas ekonomikas vajadzības, jūs varat izveidot aksiālo modeli uz neodīma magnētiem.
Kas ir jāsagatavo?
Aksiālā ģeneratora pamatnei no automašīnas ir jāņem rumba ar bremžu diskiem. Ja šī daļa bija ekspluatācijā, tā ir jāizjauc, jāpārbauda gultņi un jāieeļļo, jānotīra rūsa. Gatavais ģenerators tiks krāsots.
Lai kvalitatīvi attīrītu rumbu no rūsas, izmantojiet metāla birsti, ko var uzstādīt uz elektriskās urbjmašīnas. Centrs atkal izskatīsies lieliski
Magnētu sadale un fiksācija
Mums ir jāpielīmē magnēti uz rotora diskiem. Šajā gadījumā tiek izmantoti 20 magnēti ar izmēru 25x8mm. Ja nolemjat izgatavot atšķirīgu skaitu polu, izmantojiet noteikumu: vienfāzes ģeneratorā ir jābūt tik daudz polu, cik ir magnētu, un trīsfāzu ģeneratorā attiecība ir 4/3 vai 2/ Jāievēro 3 stabi līdz spolēm. Magnēti jānovieto pie mainīgiem stabiem. Lai pārliecinātos, ka to atrašanās vieta ir pareiza, izmantojiet veidni ar sektoriem, kas uzdrukāti uz papīra vai uz paša diska.
Ja iespējams, labāk ir izmantot taisnstūrveida magnētus, nevis apaļus, jo apaļajiem magnētiskais lauks ir koncentrēts centrā, bet taisnstūrveida - visā garumā. Pretējiem magnētiem jābūt ar dažādiem poliem. Lai neko nesajauktu, izmantojiet marķieri, lai uz to virsmas novietotu “+” vai “-”. Lai noteiktu polu, paņemiet vienu magnētu un pievediet tam citus. Uzlieciet plusu uz pievilcīgām virsmām un mīnusu uz atbaidošām virsmām. Uz diskiem stabiem ir jāmainās.
Magnēti ir pareizi novietoti. Pirms to nostiprināšanas ar epoksīda sveķiem, ir jāizgatavo plastilīna malas, lai līmes masa varētu sacietēt, nevis stikls uz galda vai grīdas
Lai nostiprinātu magnētus, jāizmanto stipra līme, pēc kuras saķeres stiprību vēl vairāk uzlabo ar epoksīda sveķiem. Tas ir piepildīts ar magnētiem. Lai sveķi neizplatītos, varat izveidot plastilīna apmales vai vienkārši aptīt disku ar lenti.
Trīsfāžu un vienfāzes ģeneratori
Vienfāzes stators ir sliktāks par trīsfāzu statoru, jo noslogojot tas vibrē. Tas ir saistīts ar strāvas amplitūdas atšķirību, kas rodas tās nepastāvīgas atgriešanās dēļ uz brīdi. Trīsfāzu modelis necieš no šī trūkuma. Jauda tajā vienmēr ir nemainīga, jo fāzes kompensē viena otru: ja vienā strāva samazinās, otrā tā palielinās.
Strīdā starp vienfāzes un trīsfāzu opcijām uzvar pēdējais, jo papildu vibrācija nepagarina iekārtas kalpošanas laiku un kairina ausi.
Tā rezultātā trīsfāžu modeļa jauda ir par 50% lielāka nekā vienfāzes modeļa jauda. Vēl viena nevajadzīgas vibrācijas neesamības priekšrocība ir akustiskais komforts, strādājot zem slodzes: ģenerators darbības laikā nedūc. Turklāt vibrācija vienmēr izslēdz vēja ģeneratoru pirms tā kalpošanas laika beigām.
Spoles uztīšanas process
Jebkurš speciālists jums pateiks, ka pirms spoļu uztīšanas jums ir rūpīgi jāveic aprēķins. Un jebkurš praktizētājs visu darīs intuitīvi. Mūsu ģenerators nebūs pārāk ātrs. Mēs vēlamies, lai 12 voltu akumulators sāktu uzlādēt ar 100-150 apgr./min. Ar šādiem sākotnējiem datiem kopējam apgriezienu skaitam visās ruļļos jābūt 1000-1200 gabaliem. Atliek dalīt šo skaitli ar spoļu skaitu un uzzināt, cik pagriezienu būs katrā.
Lai vēja ģenerators būtu jaudīgāks pie maziem ātrumiem, jāpalielina stabu skaits. Šajā gadījumā palielinās strāvas svārstību biežums spolēs. Tinumu spolēm labāk izmantot biezu stiepli. Tas samazinās pretestību, kas nozīmē, ka strāva palielināsies. Jāņem vērā, ka pie augsta sprieguma strāvu var "apēst" tinuma pretestība. Vienkārša paštaisīta mašīna palīdzēs ātri un precīzi uztīt augstas kvalitātes spoles.
Stators ir marķēts, spoles ir novietotas savās vietās. To fiksēšanai tiek izmantoti epoksīda sveķi, kuru noteci atkal novērš plastilīna buferi.
Sakarā ar magnētu skaitu un biezumu, kas atrodas uz diskiem, ģeneratoru veiktspēja var ievērojami atšķirties. Lai uzzinātu, kāda jauda ir sagaidāma rezultātā, varat uztīt vienu spoli un ritināt to ģeneratorā. Lai noteiktu nākotnes jaudu, jums vajadzētu izmērīt spriegumu noteiktos ātrumos bez slodzes.
Piemēram, pie 200 apgr./min tiek iegūts 30 volti ar pretestību 3 omi. No 30 voltiem mēs atņemam akumulatora spriegumu 12 volti un iegūtos 18 voltus sadalām ar 3 omiem. Rezultāts ir 6 ampēri. Šis ir apjoms, kas tiks akumulators. Lai gan praksē, protams, tas izrādās mazāk, jo rodas zaudējumi diodes tiltā un vados.
Visbiežāk spoles veido apaļas, bet labāk tās nedaudz izstiept. Tajā pašā laikā sektorā ir vairāk vara, un spoļu pagriezieni ir taisnāki. Spoles iekšējā cauruma diametram jāatbilst magnēta izmēram vai jābūt nedaudz lielākam par to.
Tiek veiktas iegūtās iekārtas sākotnējās pārbaudes, kas apstiprina tā lielisko veiktspēju. Laika gaitā šo modeli var uzlabot.
Izgatavojot statoru, jāpatur prātā, ka tā biezumam jāatbilst magnētu biezumam. Ja spoļu apgriezienu skaits tiek palielināts un stators tiek padarīts biezāks, starpdisku vieta palielināsies un magnētiskā plūsma samazināsies. Rezultātā var radīt tādu pašu spriegumu, bet mazāku strāvu, jo palielinās spoļu pretestība.
Kā statora forma tiek izmantots saplāksnis, bet uz papīra var iezīmēt sektorus spolēm, izgatavot apmales no plastilīna. Produkta stiprība palielinās stiklšķiedru, kas novietota veidnes apakšā un spoļu augšpusē. Epoksīds nedrīkst pielipt pie veidnes. Lai to izdarītu, to ieeļļo ar vasku vai vazelīnu. Tajā pašā nolūkā varat izmantot plēvi vai lenti. Spoles tiek nekustīgi fiksētas viena pie otras, fāžu gali tiek izcelti. Tad visus sešus vadus savieno trīsstūris vai zvaigzne.
Ģeneratora komplekts tiek pārbaudīts, izmantojot rokas rotāciju. Iegūtais spriegums ir 40 volti, savukārt strāvas stiprums ir aptuveni 10 ampēri.
Beigu posms - masts un dzenskrūve
Patiesais gatavā masta augstums bija 6 metri, bet labāk būtu uztaisīt 10-12 metrus. Pamatne tam ir jābetonē. Ir nepieciešams veikt šādu stiprinājumu, lai cauruli varētu pacelt un nolaist, izmantojot rokas vinču. Caurules augšpusē ir piestiprināta skrūve.
PVC caurule ir uzticams un diezgan viegls materiāls, no kura var izgatavot vējdzirnavu dzenskrūvi ar iepriekš noteiktu līkumu
Skrūves izgatavošanai ir nepieciešama PVC caurule, kuras diametrs ir 160 mm. No tā jāizgriež sešu asmeņu divu metru skrūve. Ir lietderīgi eksperimentēt ar lāpstiņu formu, lai palielinātu griezes momentu pie zemiem apgriezieniem. No stipra vēja skrūve ir jānoņem. Šī funkcija tiek veikta, izmantojot saliekamo asti. Radītā enerģija tiek uzkrāta baterijās.
Masts jāpaceļ un jānolaiž ar rokas vinču. Papildu konstrukcijas stabilitāti var nodrošināt, izmantojot spriegošanas kabeļus.
Jūsu uzmanība tiek pievērsta divām vēja turbīnu iespējām, kuras visbiežāk izmanto vasaras iedzīvotāji un piepilsētas nekustamo īpašumu īpašnieki. Katrs no tiem ir efektīvs savā veidā. Īpaši šāda aprīkojuma izmantošanas rezultāts izpaužas vietās ar spēcīgu vēju. Jebkurā gadījumā šāds palīgs mājsaimniecībā nekad nesāpēs.
Vēl nesen vēja turbīnas tika uzskatītas par retumu, taču mūsdienās šī joma strauji attīstās, un daudzi ir uzkrājuši pieredzi vēja turbīnu izveidē elektroenerģijas ražošanai. Šādas ierīces var izmantot visdažādākajās jomās – ūdens apgādei, privātmāju elektrifikācijai, lauksaimniecības agregātu (piemēram, drupinātāju) darbināšanai vai ūdens sildīšanai mājokļa sildīšanai.
Rūpnieciskajiem modeļiem ir daudz priekšrocību, izņemot izmaksas. Tāpēc šodien mēs uzzināsim, kā ar savām rokām izgatavot vēja ģeneratoru un kādi materiāli / instrumenti tam būs nepieciešami.
Vēja ģeneratora konstrukcijas iezīmes un mehānika
Vēja turbīnas darbības princips ir pārvērst kinētisko enerģiju elektroenerģijā. Ierīce sastāv no vairākiem sistēmas elementiem, no kuriem katram ir sava funkcija. Mēģināsim to izdomāt.
Piezīme! Vēja ģeneratori var būt rotējoši (vertikāli) un klasiski (horizontāli). Pēdējiem ir augstāka efektivitāte, tāpēc tie tiek izgatavoti biežāk nekā citi.
Ir vērts atzīmēt, ka vertikālās vējdzirnavas ir jāgriež pret vēju, jo tās vienkārši nespēj funkcionēt ar sānu straumi. Horizontālajiem ģeneratoriem ir arī citas priekšrocības. Iepazīsimies ar tiem.
- Rotācijas ierīču turbīnas "noķers" vēju neatkarīgi no tā, uz kuru pusi tas pūš. Kas ir ļoti ērti nestabila / mainīga vēja gadījumā reģionā.
- Ir daudz vieglāk uzbūvēt horizontālas vējdzirnavas nekā horizontālas.
- Konstrukciju var novietot tieši uz zemes, bet ar nosacījumu, ka tur ir pietiekami daudz vēja.
Runājot par trūkumiem, horizontālajam vēja ģeneratoram ir tikai viens - diezgan zema efektivitāte.
Mēs aprēķinām topošā vēja ģeneratora jaudu
Pirmkārt, jums vajadzētu noskaidrot, cik lielai jaudai vajadzētu būt vēja ģeneratoram ar savām rokām, ar kādām funkcijām un slodzēm tas saskarsies. Kā palīgierīces parasti tiek izmantoti alternatīvi elektroenerģijas avoti, tas ir, paredzēti, lai palīdzētu galvenajam barošanas avotam. Tāpēc, ja sistēmas jauda ir pat no 500 vatiem, tas jau ir diezgan labs.
Piezīme! Lai apsildītu vidēja izmēra privātmāju, jums būs nepieciešami apmēram divi līdz trīs kilovati.
Tomēr vēja turbīnas galīgā jauda ir atkarīga no citiem faktoriem, tostarp:
- vēja ātrums;
- asmeņu skaits.
Lai noskaidrotu piemērotu attiecību horizontālā tipa ķermeņiem, iesakām iepazīties ar zemāk esošo tabulu. Cipari tajā krustojumā ir nepieciešamā jauda (norādīta vatos).
Tabula. Nepieciešamās jaudas aprēķins horizontālajiem vēja ģeneratoriem.
| 1 m | 3 | 8 | 15 | 27 | 42 | 63 | 90 | 122 | 143 |
| 2 m | 13 | 31 | 63 | 107 | 168 | 250 | 357 | 490 | 650 |
| 3 m | 30 | 71 | 137 | 236 | 376 | 564 | 804 | 1102 | 1467 |
| 4 m | 53 | 128 | 245 | 423 | 672 | 1000 | 1423 | 1960 | 2600 |
| 5 m | 83 | 166 | 383 | 662 | 1050 | 1570 | 2233 | 3063 | 4076 |
| 6 m | 120 | 283 | 551 | 953 | 1513 | 2258 | 3215 | 4410 | 5866 |
| 7 m | 162 | 384 | 750 | 1300 | 2060 | 3070 | 4310 | 6000 | 8000 |
| 8 m | 212 | 502 | 980 | 1693 | 2689 | 4014 | 5715 | 7840 | 10435 |
| 9 m | 268 | 653 | 1240 | 2140 | 3403 | 5080 | 7230 | 9923 | 13207 |
Piemēram, ja jūsu reģionā vēja ātrums pārsvarā ir no 5 līdz 8 metriem sekundē un vēja ģeneratora nepieciešamā jauda ir 1,5-2 kilovati, tad konstrukcijas diametram jāatbilst aptuveni 6 metriem vai vairāk.
Kādiem jābūt asmeņiem?
Asmeņu forma var būt:
- burāšana;
- spārnotais.
Kas attiecas uz buru tipa lāpstiņām, tās ir plakanas un tāpēc mazāk efektīvas. Tie neņem vērā aerodinamiku, bet griežas tikai zem vēja plūsmas spiediena. Rezultātā ne vairāk kā 10 procenti no visas enerģijas tiek pārvērsti elektroenerģijā. Bet spārnotiem asmeņiem iekšējās un ārējās virsmas laukums ir atšķirīgs. Ir arī vērts atzīmēt, ka šādiem asmeņiem jāatrodas 7-10 grādu leņķī attiecībā pret vēju.
Tagad daži vārdi par materiālu, no kura vajadzētu būt asmeņiem. Senajām vējdzirnavām tika izmantoti tonizējoši koka karkasi, kas sastāv no stabiem un pārsedzēm. Uz šādiem rāmjiem tika uzstiepti speciāli no auduma izgatavoti "spārni". Auduma nodiluma gadījumā tas vienkārši tika nomainīts pret jaunu. Lai gan ir alternatīva iespēja - šiem nolūkiem ņemt blīvus materiālus (piemēram, brezentu).
Lai gan ar savām rokām jūs varat izgatavot asmeņus no modernākiem materiāliem.
- Ja dzenskrūve ir maza, tad kā lāpstiņas tam var kalpot gabalos sagrieztas PVC caurules.
- Varat arī izmantot vieglos metālus (piemēram, duralumīniju).
- Ja plānojat izmantot "buras", tad tās var izgriezt no saplākšņa.
- Visbeidzot, lielai iekārtai asmeņus var izgatavot no dēļiem (pat ja tie ir smagi, tas nav svarīgi, tie ir nepieciešami, lai viens otru līdzsvarotu).
Piezīme! Gadījumā, ja reģionā dominē brāzmaini vēji, labāk ir dot priekšroku smagiem lāpstiņām - tas nodrošinās stabilāku visas sistēmas darbību.
Kas attiecas uz cauruļu diametru, tam jāatbilst 1/5 no to kopējā garuma. Katra no šīm caurulēm tiek sagriezta gareniski četrās daļās, un pie pamatnes ir nepieciešams izgriezt 5x5 taisnstūri (tur būs stiprinājumi) un pēc tam veikt slīpu griezumu, kura dēļ katrs asmens sašaurinās no pamatnes. Emery tiek izmantots, lai apstrādātu saplēstu malu.
Vertikālā vēja ģeneratora izgatavošana mājās
Un tagad noskaidrosim, kā patiesībā vēja ģenerators tiek izgatavots ar rokām. Procedūra sastāv no vairākiem posmiem, mēs iepazīsimies ar katra no tiem iezīmēm.
Pirmais posms. Sagatavojam instrumentus un materiālus
Nav prasības attiecībā uz turbīnas izmēru - jo lielāka tā ir, jo labāk pašai sistēmai. Un šajā rakstā sniegtajā piemērā turbīnas diametrs ir 60 centimetri.
Lai pats izgatavotu vertikālu turbīnu, iepriekš sagatavojieties:
- caurule ar diametru 60 centimetri, izgatavota no nerūsējošā tērauda;
- skrūves, uzgriežņi un citi stiprinājumi;
- pāris plastmasas disku ar diametru 60 centimetri (svarīgi, lai plastmasa būtu izturīga);
- rumba no automašīnas pamatnei;
- stūri, ar kuriem tiks piestiprināti asmeņi (katram elementam - seši gabali; tas ir, kopā 36 eksemplāri).
Turklāt vispirms parūpējieties par šādiem rīkiem:
- atslēgas;
- finierzāģis;
- maska;
- aizsargcimdi;
- bulgāru;
- skrūvgriezis;
- elektriskais urbis.
Asmeņu līdzsvarošanai var izmantot magnētus vai nelielas metāla plāksnes. Ja nelīdzsvarotība ir neliela, varat vienkārši izurbt caurumus attiecīgajās vietās.
Otrais posms. Sastāda zīmējumu
Bez zīmējuma noteikti neiztikt. Varat izmantot tālāk norādīto vai izveidot pats.
Trešais posms. Vertikālo vējdzirnavu izgatavošana
1. darbība. Vispirms paņemiet metāla cauruli un sagrieziet to gareniski, lai jūs iegūtu sešus vienāda izmēra asmeņus.
2. darbība No plastmasas izgrieziet identisku apļu pāri ar diametru 60 centimetri. Tie kalpos kā balsti turbīnas apakšējai un augšējai daļai.
3. darbība Jūs varat izgriezt nelielu caurumu augšējā balstā (apmēram 30 centimetru diametrā), kas nedaudz atvieglos konstrukciju.
4. darbība Atzīmējiet caurumus uz automašīnas rumbas ar tiem pašiem caurumiem apakšējā plastmasas balstā, kas nepieciešams stiprinājumiem. Izmantojiet urbi, lai izveidotu caurumus.
5. darbība Atzīmējiet asmeņu atrašanās vietu saskaņā ar veidni (jums vajadzētu iegūt pāris trīsstūrus, kas, šķiet, veido zvaigzni). Atzīmējiet vietas stūru nostiprināšanai. Uz abiem balstiem visam jābūt vienādam.
6. darbība Nogrieziet asmeņus. Jūs varat sagriezt vairākus no tiem vienlaikus, izmantojot dzirnaviņas.
7. darbība Atzīmējiet piestiprināšanas punktus uz asmeņiem un stūriem. Izveidojiet visus šos caurumus.
8. darbība Savienojiet asmeņus ar pamatnēm, izmantojot leņķus, skrūves un uzgriežņus.
Piezīme! Ierīces jauda lielā mērā ir atkarīga no asmeņu garuma, taču, ja pēdējie ir lieli, tos līdzsvarot būs daudz grūtāk. Turklāt stipra vēja ietekmē konstrukcija var "atbrīvoties".
Ceturtais posms. Izgatavojam ģeneratoru
Ģeneratoram šajā gadījumā jābūt paša ierosinātam un vienmēr uz pastāvīgajiem magnētiem. Ja no automašīnas ņemat parasto ģeneratoru, tad šeit sprieguma tinums darbojas no akumulatora, citiem vārdiem sakot, ja nav sprieguma, ierosmes nebūs. Tāpēc, ja izmantojat vienkāršu ģeneratoru tandēmā ar akumulatoru, un vējš ilgstoši ir salīdzinoši vājš, akumulators drīzumā vienkārši izlādēsies, un vēlāk, vējam atsākoties, vēja ģenerators vairs neieslēgsies.
Varat arī izveidot sistēmu uz neodīma magnētiem. Šāda ierīce ražos no 1,5 kilovatiem (ja vējš ir vājš) līdz 3,5 kilovatiem (ja vējš ir stiprs). Soli pa solim šāda ģeneratora izveides instrukcija ir šāda.
1. darbība. Pagatavo pāris metāla pankūkas, katra būtu aptuveni 50 centimetrus gara.
2. darbība Izmantojot superlīmi, pielīmējiet pankūkām pa visu perimetru neodīma magnētus, kuru izmēri ir 2,5x5,0,12 centimetri (katrai pa divpadsmit gabaliņiem).
3. darbība Novietojiet pankūkas vienu pret otru, neaizmirstiet par polaritāti.
4. darbība Starp tiem novietojiet paštaisītu statoru (no stieples ar 0,3 centimetru šķērsgriezumu izveidojiet 9 spoles, katra ar 70 apgriezieniem). Savienojiet spoles ar "zvaigznīti" (kā parādīts attēlā), pēc tam piepildiet ar polimēru sveķiem. Tajā pašā laikā ir svarīgi, lai spoles tiktu uztītas vienā virzienā, tinuma beigas / sākumu varat atzīmēt ar krāsainu izolācijas lenti - tā būs ērtāk.
5. darbība Statoram jābūt apmēram 2 centimetriem biezam. Tinumam vajadzētu iznākt, izmantojot skrūves ar uzgriežņiem. Attālumam starp rotoru un statoru jābūt 2 mm.
Magnēti pievilks diezgan spēcīgi, un, lai savienojums būtu vienmērīgs, tajos ir jāizveido caurumi un jāizgriež vītnes tapām. Nekavējoties izlīdziniet rotorus, pēc tam, izmantojot uzgriežņu atslēgas, nolaidiet augšdaļu uz leju. Pēc tam jūs varat noņemt pagaidu matadatas.
Piezīme! Iepriekš aprakstīto ģeneratoru var izmantot ne tikai vertikālām, bet arī horizontālām vējdzirnavām.
Piektais posms. Visas konstrukcijas salikšana
Vispirms uz masta uzstādiet īpašu kronšteinu, caur kuru tiks piestiprināts stators (kuram, savukārt, var būt trīs vai seši asmeņi). Piestipriniet rumbu virs kronšteina, izmantojot tos pašus uzgriežņus. Uzskrūvējiet četras tapas, kas atrodas pie rumbas, gatavā ģeneratora. Pēc tam pievienojiet statoru kronšteinam, kas ir piestiprināts pie masta. Pievienojiet turbīnu pie otrās rotora plāksnes. Pievienojiet statora vadus sprieguma regulatoram, izmantojot spailes.
Sestais posms. Uzstādām agregātu, kas spēj vēju pārvērst elektrībā
Lai ar savām rokām uzstādītu visu vēja turbīnu, jums jāveic tālāk norādītās darbības, kas sniegtas soli pa solim.
1. darbība. Betons zemē ir uzticams un stabils pamats.
2. darbība Lejot tur betona javu, pievienojiet masīvās eņģes piestiprināšanai nepieciešamās tapas (to visu var viegli izdarīt ar savām rokām).
3. darbība Kad betons ir pilnībā sacietējis, uzlieciet eņģes uz tapām un nostipriniet ar uzgriežņiem.
4. darbība Uzstādiet mastu eņģes kustīgajā daļā.
5. darbība Piestipriniet 3 vai 4 stieņu vadus masta augšpusē (varat izmantot atloku vai metinājumu). Jums būs nepieciešams arī tērauda kabelis.
6. darbība Paceliet mastu uz eņģes, izmantojot vienu no sagatavotajiem trosēm (var vilkt ar automašīnu).
7. darbība Visa masta vertikāle ir stingri fiksēta ar lencēm.
Kur tādu vēja ģeneratoru var uzstādīt?
Tās darbības efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no tā, cik pareizi izvēlaties vietu vēja ģeneratora uzstādīšanai. Vietai jābūt tādai, lai sistēmas lāpstiņas saņemtu pēc iespējas vairāk vēja. Vietnei jābūt atvērtai un paaugstinātai (piemēram, mājas jumts, bet pēc iespējas tālāk no kokiem un citām būvēm). Skaidrs, ka iemesls tam ir ne tikai traucējumi, bet arī ierīces darbības laikā radītais troksnis, kas var nepatikt kaimiņiem vai pašiem īpašniekiem.
Lai iegūtu detalizētāku iepazīšanos ar problēmu, iesakām noskatīties zemāk esošo tematisko video.
Video - kā izveidot vēja ģeneratoru, izmantojot mājsaimniecības ventilatoru
Rotējošais (horizontālais) vēja ģenerators
Šāda ierīce tiks galā ar elektroenerģijas piegādi nelielai mājai vai vairākām saimniecības ēkām. Vēja ģeneratora maksimālā jauda nepārsniegs 1,5 kilovatus.
Sagatavoties darbam:
- auto ģenerators 12 vati;
- relejs, akumulatora kontrollampiņa;
- pats akumulators ir 12 vati;
- strāvas pārveidotājs;
- liels katls vai spainis, kas izgatavots no duralumīnija vai nerūsējošā tērauda;
- skavu pāris ģeneratora piestiprināšanai pie masta;
- slēdzis;
- stieple, 0,4 un 0,25 centimetri;
- bultskrūves, uzgriežņi, paplāksnes;
- voltmetrs.
Nepieciešamie instrumenti ir tādi paši kā iepriekšējā gadījumā. Vispirms paņemiet podu (vai spaini) un, izmantojot marķieri ar mērlenti, sadaliet to četrās identiskās daļās. Izgrieziet asmeņus, bet negrieziet līdz galam (kā parādīts attēlā).
Apakšā izveidojiet caurumus skrūvēm, pēc tam salieciet asmeņus, bet ne ļoti. Ņemiet vērā to, kā ģenerators griezīsies (pulksteņrādītāja virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam).
Pēc tam piestipriniet pannu ar jau sagatavotajiem asmeņiem uz skriemeļa, nostipriniet ar skrūvēm. Uzstādiet ģeneratoru uz masta, iepriekš nostiprinot (šim nolūkam izmantojiet komplektācijā iekļautās skavas), pēc tam pievienojiet visus kabeļus un salieciet ķēdi. Pārrakstiet visu ķēdi, piestipriniet vadus uz atbalsta.
Lai pievienotu akumulatoru, izmantojiet 4 mm kabeli, kura garums nepārsniedz 1 metru. Slodzes pievienošanai izmantojiet mazāku kabeli. Uzstādiet arī invertoru. Zemāk ir savienojuma shēmas piemērs.
Kā redzat, ir pilnīgi iespējams izveidot vēja ģeneratoru ar savām rokām. Dizains var būt divu veidu, bet, ja jums ir prasmes un pienācīga degsme, jūs pat varat tikt galā ar darbu vienatnē. Tas arī viss, lai veicas!
Esam izstrādājuši vēja turbīnas ar vertikālu rotācijas asi konstrukciju. Zemāk ir sniegts detalizēts ceļvedis tā izgatavošanai, rūpīgi izlasot to, un jūs pats varat izgatavot vertikālo vēja ģeneratoru.
Vēja ģenerators izrādījās diezgan uzticams, ar zemām uzturēšanas izmaksām, lēts un viegli izgatavojams. Nav nepieciešams sekot zemāk esošajam detaļu sarakstam, jūs varat veikt dažus savus pielāgojumus, kaut ko uzlabot, izmantot savu, jo. Ne visur var atrast tieši to, kas ir sarakstā. Mēs centāmies izmantot lētas un kvalitatīvas detaļas.
Izmantotie materiāli un aprīkojums:
| Vārds | Daudzums | Piezīme |
| Rotoram izmantoto detaļu un materiālu saraksts: | ||
| Iepriekš griezta metāla loksne | 1 | Izgriezt no 1/4" bieza tērauda, izmantojot ūdens strūklas, lāzera uc griešanu |
| Rumba no automašīnas (Hub) | 1 | Jābūt 4 caurumiem, apmēram 4 collu diametrā |
| 2" x 1" x 1/2" neodīma magnēts | 26 | Ļoti trausls, labāk pasūtīt papildus |
| 1/2"-13tpi x 3" tapa | 1 | TPI - diegu skaits collā |
| 1/2" uzgrieznis | 16 | |
| 1/2" paplāksne | 16 | |
| 1/2" audzētājs | 16 | |
| 1/2"-13tpi vāciņš uzgrieznis | 16 | |
| 1" paplāksne | 4 | Lai saglabātu atstarpi starp rotoriem |
| Turbīnai izmantoto detaļu un materiālu saraksts: | ||
| 3"x60" cinkota caurule | 6 | |
| ABS plastmasa 3/8" (1,2x1,2 m) | 1 | |
| Balansējošie magnēti | Ja nepieciešams | Ja asmeņi nav līdzsvaroti, magnēti tiek piestiprināti līdzsvaram |
| 1/4" skrūve | 48 | |
| 1/4" paplāksne | 48 | |
| 1/4" audzētājs | 48 | |
| 1/4" uzgrieznis | 48 | |
| 2" x 5/8" stūri | 24 | |
| 1" stūri | 12 (pēc izvēles) | Ja asmeņi nesaglabā savu formu, varat pievienot papildu. stūriem |
| skrūves, uzgriežņi, paplāksnes un gropes 1" leņķim | 12 (pēc izvēles) | |
| Statoram izmantoto detaļu un materiālu saraksts: | ||
| Epoksīds ar cietinātāju | 2 l | |
| 1/4" skrūves st. | 3 | |
| 1/4" paplāksnes st. | 3 | |
| 1/4" uzgrieznis ss. | 3 | |
| 1/4" gredzena uzgalis | 3 | Par e-pastu savienojumiem |
| 1/2"-13tpi x 3" stud st. | 1 | nerūsējošais tērauds tērauds nav feromagnēts, tāpēc tas "nebremzēs" rotoru |
| 1/2" uzgrieznis | 6 | |
| stikla šķiedra | Ja nepieciešams | |
| 0,51 mm emalja. stieple | 24AWG | |
| Uzstādīšanai izmantoto detaļu un materiālu saraksts: | ||
| 1/4" x 3/4" skrūve | 6 | |
| 1-1/4" caurules atloks | 1 | |
| 1-1/4" cinkota caurule L-18" | 1 | |
| Instrumenti un aprīkojums: | ||
| 1/2"-13 tpi x 36" tapa | 2 | Izmanto pacelšanai ar domkratu |
| 1/2" skrūve | 8 | |
| Anemometrs | Ja nepieciešams | |
| 1" alumīnija loksne | 1 | Ja nepieciešams, starpliku izgatavošanai |
| zaļa krāsa | 1 | Plastmasas turētāju krāsošanai. Krāsa nav svarīga |
| Zila krāsas bumba. | 1 | Rotoru un citu detaļu krāsošanai. Krāsa nav svarīga |
| multimetrs | 1 | |
| Lodāmurs un lodmetāls | 1 | |
| Urbt | 1 | |
| Metalzāģis | 1 | |
| Kern | 1 | |
| Maska | 1 | |
| Aizsargbrilles | 1 | |
| Cimdi | 1 | |
Vēja turbīnas ar vertikālu rotācijas asi nav tik efektīvas kā to horizontālie līdzinieki, tomēr vertikālās vēja turbīnas uzstādīšanas vietā ir mazāk prasīgas.
Turbīnu ražošana
1. Savienojuma elements - paredzēts rotoru savienošanai ar vēja turbīnas lāpstiņām.
2. Asmeņu izkārtojums - divi pretēji vienādmalu trīsstūri. Pēc šī zīmējuma tad būs vieglāk sakārtot asmeņu stūrus.
Ja neesat pārliecināts par kaut ko, kartona veidnes palīdzēs izvairīties no kļūdām un turpmākām izmaiņām.
Turbīnas ražošanas darbību secība:
- Asmeņu apakšējo un augšējo balstu (pamatņu) izgatavošana. Atzīmējiet un izmantojiet finierzāģi, lai no ABS plastmasas izgrieztu apli. Pēc tam apvelciet to un izgrieziet otro balstu. Jums vajadzētu iegūt divus absolūti identiskus apļus.
- Viena atbalsta centrā izgrieziet caurumu ar diametru 30 cm. Tas būs asmeņu augšējais atbalsts.
- Paņemiet rumbu (rumbu no automašīnas) un atzīmējiet un izurbiet četrus caurumus apakšējā balstā rumbas piestiprināšanai.
- Izveidojiet veidni asmeņu atrašanās vietai (att. augšā) un atzīmējiet uz apakšējā balsta stiprinājuma punktus stūriem, kas savienos balstu un asmeņus.
- Salieciet asmeņus, cieši piesieniet tos un sagrieziet vēlamajā garumā. Šajā konstrukcijā asmeņi ir 116 cm gari.Jo asmeņi ir garāki, jo vairāk tie saņem vēja enerģiju, bet mīnuss ir nestabilitāte stiprā vējā.
- Atzīmējiet asmeņus stūru piestiprināšanai. Caurduriet un pēc tam izurbiet tajos caurumus.
- Izmantojot lāpstiņas modeli, kas parādīts attēlā iepriekš, piestipriniet lāpstiņas pie balsta ar kronšteiniem.
Rotoru ražošana
Rotora ražošanas darbību secība:
- Novietojiet abas rotora pamatnes vienu virs otras, izlīdziniet caurumus un ar vīli vai marķieri izveidojiet nelielu atzīmi uz sāniem. Nākotnē tas palīdzēs pareizi orientēties viens pret otru.
- Izveidojiet divas papīra magnētu izvietošanas veidnes un pielīmējiet tās pie pamatnēm.
- Atzīmējiet visu magnētu polaritāti ar marķieri. Kā "polaritātes testeri" varat izmantot nelielu magnētu, kas ietīts lupatā vai elektriskā lentē. Pārlaižot to pāri lielam magnētam, būs skaidri redzams, vai tas tiek atgrūsts vai pievilkts.
- Sagatavojiet epoksīda sveķus (pievienojot tiem cietinātāju). Un vienmērīgi uzklājiet to magnēta apakšā.
- Ļoti uzmanīgi pievelciet magnētu pie rotora pamatnes malas un pārvietojiet to savā vietā. Ja magnēts ir uzstādīts virs rotora, tad magnēta lielā jauda var to strauji magnetizēt un tas var salūzt. Un nekad nebāziet pirkstus vai citas ķermeņa daļas starp diviem magnētiem vai magnētu un gludekli. Neodīma magnēti ir ļoti spēcīgi!
- Turpiniet pielīmēt magnētus pie rotora (neaizmirstiet ieeļļot ar epoksīdu), mainot to polus. Ja magnēti pārvietojas magnētiskā spēka ietekmē, tad izmantojiet koka gabalu, novietojot to starp tiem apdrošināšanai.
- Kad viens rotors ir pabeigts, pārejiet pie otrā. Izmantojot iepriekš izveidoto atzīmi, novietojiet magnētus tieši pretī pirmajam rotoram, bet citā polaritātē.
- Novietojiet rotorus vienu no otra tālāk (lai tie nemagnetizētos, citādi vēlāk neizrauksit).
Statora izgatavošana ir ļoti darbietilpīgs process. Jūs, protams, varat iegādāties gatavu statoru (mēģiniet tos atrast pie mums) vai ģeneratoru, taču tas nav fakts, ka tie ir piemēroti konkrētai vējdzirnavai ar savām individuālajām īpašībām.
Vēja ģeneratora stators ir elektriskā sastāvdaļa, kas sastāv no 9 spolēm. Statora spole ir parādīta fotoattēlā iepriekš. Spoles ir sadalītas 3 grupās, katrā grupā 3 spoles. Katra spole ir uztīta ar 24AWG (0,51 mm) stiepli un satur 320 apgriezienus. Vairāk pagriezienu, bet plānāks vads nodrošinās lielāku spriegumu, bet mazāku strāvu. Tāpēc spoļu parametrus var mainīt atkarībā no tā, kāds spriegums ir nepieciešams vēja ģeneratora izejā. Tālāk sniegtā tabula palīdzēs jums izlemt:
320 apgriezieni, 0,51 mm (24AWG) = 100 V pie 120 apgr./min.
160 apgriezieni, 0,0508 mm (16AWG) = 48 V pie 140 apgr./min.
60 apgriezieni, 0,0571 mm (15AWG) = 24 V @ 120 apgr./min.
Spolu uztīšana ar rokām ir garlaicīgs un grūts uzdevums. Tāpēc, lai atvieglotu uztīšanas procesu, es ieteiktu izgatavot vienkāršu ierīci - uztīšanas mašīnu. Turklāt tā dizains ir diezgan vienkāršs, un to var izgatavot no improvizētiem materiāliem.
Visu spoļu pagriezieniem jābūt uztītiem vienādi, vienā virzienā un jāpievērš uzmanība vai jāatzīmē, kur ir spoles sākums un beigas. Lai novērstu spoles attīšanu, tās aptin ar elektrisko lenti un nosmērē ar epoksīdu.
Armatūra ir izgatavota no diviem saplākšņa gabaliem, saliektas matadatas, PVC caurules gabala un naglām. Pirms matadata saliekšanas to sasildiet ar lodlampu.
Neliels caurules gabals starp dēļiem nodrošina vēlamo biezumu, un četras naglas nodrošina nepieciešamos izmērus spolēm.
Jūs varat izdomāt savu tinuma mašīnas dizainu vai varbūt jums jau ir gatavs.
Pēc tam, kad visas spoles ir uztītas, ir jāpārbauda, vai tās nav identiskas. To var izdarīt, izmantojot svarus, un jums arī jāmēra spoļu pretestība ar multimetru.
Nepieslēdziet mājsaimniecības patērētājus tieši no vēja turbīnas! Strādājot ar elektrību, ievērojiet arī drošības pasākumus!
Spoles savienošanas process:
- Slīpējiet katras spoles vadu galus.
- Pievienojiet spoles, kā parādīts attēlā iepriekš. Jums vajadzētu iegūt 3 grupas, 3 spoles katrā grupā. Izmantojot šo savienojuma shēmu, tiks iegūta trīsfāzu maiņstrāva. Lodējiet spoļu galus vai izmantojiet skavas.
- Izvēlieties kādu no šīm konfigurācijām:
A. Konfigurācija" zvaigzne". Lai iegūtu lielu izejas spriegumu, savienojiet X, Y un Z tapas kopā.
B. Delta konfigurācija. Lai iegūtu lielu strāvu, pievienojiet X pie B, Y ar C, Z ar A.
C. Lai nākotnē būtu iespējams mainīt konfigurāciju, izaudzējiet visus sešus vadītājus un izvelciet tos. - Uz lielas papīra lapas uzzīmējiet spoļu atrašanās vietas un savienojuma shēmu. Visām spolēm jābūt vienmērīgi sadalītām un jāatbilst rotora magnētu atrašanās vietai.
- Piestipriniet spoles ar lenti pie papīra. Sagatavojiet epoksīda sveķus ar cietinātāju statora liešanai.
- Izmantojiet otu, lai uz stikla šķiedras uzklātu epoksīdu. Ja nepieciešams, pievienojiet nelielus stikla šķiedras gabaliņus. Neaizpildiet spoļu centru, lai nodrošinātu pietiekamu dzesēšanu darbības laikā. Centieties izvairīties no burbuļu veidošanās. Šīs darbības mērķis ir nostiprināt spoles vietā un saplacināt statoru, kas atradīsies starp diviem rotoriem. Stators nebūs noslogots mezgls un negriezīsies.
Lai padarītu to skaidrāku, apsveriet visu procesu attēlos:
Gatavās spoles uzliek uz vaskota papīra ar uzzīmētu izkārtojumu. Trīs mazi apļi augšējā fotoattēla stūros ir caurumi statora kronšteina uzstādīšanai. Gredzens centrā neļauj epoksīdam iekļūt centra aplī.
Spoles ir fiksētas vietā. Stikla šķiedra, mazos gabaliņos, ir novietota ap spolēm. Spoles vadus var ievietot statora iekšpusē vai ārpusē. Noteikti atstājiet pietiekami daudz vadu garuma. Noteikti vēlreiz pārbaudiet visus savienojumus un zvaniet ar multimetru.
Stators ir gandrīz gatavs. Statorā tiek urbti caurumi kronšteina uzstādīšanai. Urbjot caurumus, uzmanieties, lai nesaskartos pret spoles vadiem. Pēc darbības pabeigšanas nogrieziet lieko stiklšķiedru un, ja nepieciešams, notīriet statora virsmu ar smilšpapīru.
statora kronšteins
Caurule rumbas ass piestiprināšanai tika sagriezta vēlamajā izmērā. Tajā tika izurbti un vītņoti caurumi. Nākotnē tajās tiks ieskrūvētas skrūves, kas noturēs asi.
Augšējā attēlā parādīts kronšteins, pie kura tiks piestiprināts stators, kas atrodas starp diviem rotoriem.
Augšējā fotoattēlā redzama radze ar uzgriežņiem un uzmavu. Četras no šīm tapām nodrošina nepieciešamo atstarpi starp rotoriem. Bukses vietā varat izmantot lielākus uzgriežņus vai griezt savas alumīnija paplāksnes.
Ģenerators. galīgā montāža
Neliels precizējums: neliela gaisa sprauga starp rotora-statora-rotora savienojumu (kuru nosaka tapa ar buksi) nodrošina lielāku jaudu, bet statora vai rotora bojājumu risks palielinās, ja ass ir nepareizi novietota, kas var rasties stiprā vējā.
Kreisajā attēlā zemāk redzams rotors ar 4 klīrensu tapām un divām alumīnija plāksnēm (kas vēlāk tiks noņemtas).
Labajā attēlā redzams samontēts un zaļi krāsots stators vietā.
Montāžas process:
1. Augšējā rotora plāksnē izurbiet 4 caurumus un ievelciet tos tapai. Tas ir nepieciešams, lai vienmērīgi nolaistu rotoru vietā. Novietojiet 4 kniedes iepriekš pielīmētajās alumīnija plāksnēs un uzstādiet augšējo rotoru uz tapām.
Rotori tiks pievilkti viens pie otra ar ļoti lielu spēku, tāpēc šāda iekārta ir nepieciešama. Nekavējoties izlīdziniet rotorus vienu pret otru atbilstoši iepriekš iestatītajām atzīmēm uz galiem.
2-4. Pārmaiņus pagriežot tapas ar uzgriežņu atslēgu, vienmērīgi nolaidiet rotoru.
5. Kad rotors ir atbalstījies pret rumbu (nodrošinot atstarpi), atskrūvējiet tapas un noņemiet alumīnija plāksnes.
6. Uzstādiet rumbu (rumbu) un pieskrūvējiet to.
Ģenerators ir gatavs!
Pēc tapu (1) un atloka (2) uzstādīšanas jūsu ģeneratoram vajadzētu izskatīties apmēram šādi (skatiet attēlu iepriekš)
Nerūsējošā tērauda skrūves nodrošina elektrisko kontaktu. Vadiem ir ērti izmantot gredzenveida izciļņus.
Savienojumu nostiprināšanai tiek izmantoti vāciņu uzgriežņi un paplāksnes. dēļi un asmeņu balsti pie ģeneratora. Tātad vēja ģenerators ir pilnībā samontēts un gatavs testiem.
Lai sāktu, vislabāk ir griezt vējdzirnavas ar roku un izmērīt parametrus. Ja visi trīs izejas spailes ir saīsināti kopā, tad vējdzirnavām jāgriežas ļoti cieši. To var izmantot, lai apturētu vēja turbīnu apkopes vai drošības apsvērumu dēļ.
Vēja turbīnu var izmantot ne tikai elektroenerģijas nodrošināšanai jūsu mājās. Piemēram, šis gadījums ir izveidots tā, lai stators ģenerētu lielu spriegumu, ko pēc tam izmanto apkurei.
Iepriekš apskatītais ģenerators ražo 3 fāžu spriegumu ar dažādām frekvencēm (atkarībā no vēja stipruma), un, piemēram, Krievijā tiek izmantots vienfāzes 220-230 V tīkls ar fiksētu tīkla frekvenci 50 Hz. Tas nenozīmē, ka šis ģenerators nav piemērots sadzīves tehnikas darbināšanai. Maiņstrāvu no šī ģeneratora var pārveidot par līdzstrāvu ar fiksētu spriegumu. Un līdzstrāvu jau var izmantot, lai darbinātu lampas, uzsildītu ūdeni, uzlādētu akumulatorus, vai arī var piegādāt pārveidotāju, kas pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā. Bet tas jau ir ārpus šī raksta darbības jomas.
Augšējā attēlā ir vienkārša tilta taisngrieža shēma, kas sastāv no 6 diodēm. Tas pārvērš maiņstrāvu par līdzstrāvu.
Vēja ģeneratora atrašanās vieta
Šeit aprakstītais vēja ģenerators ir uzstādīts uz 4 metru balsta kalna malā. Caurules atloks, kas ir uzstādīts ģeneratora apakšā, nodrošina vieglu un ātru vēja ģeneratora uzstādīšanu - pietiek ar 4 skrūvju stiprināšanu. Lai gan uzticamības labad labāk ir metināt.
Parasti horizontālajām vēja turbīnām "patīk", kad vējš pūš no viena virziena, atšķirībā no vertikālajām vēja turbīnām, kur vējrādītāja dēļ tās var griezties un tām ir vienalga par vēja virzienu. Jo Tā kā šīs vējdzirnavas ir uzstādītas klints krastā, vējš tur rada nemierīgas plūsmas no dažādiem virzieniem, kas šim dizainam nav īpaši efektīva.
Vēl viens faktors, kas jāņem vērā, izvēloties vietu, ir vēja stiprums. Internetā ir atrodams jūsu apgabala vēja stipruma datu arhīvs, lai gan tas būs ļoti aptuveni, jo. tas viss ir atkarīgs no vietas.
Arī anemometrs (ierīce vēja spēka mērīšanai) palīdzēs izvēlēties vēja ģeneratora uzstādīšanas vietu.
Mazliet par vēja ģeneratora mehāniku
Kā zināms, vējš rodas zemes virsmas temperatūras starpības dēļ. Kad vējš rotē vēja ģeneratora turbīnas, tas rada trīs spēkus: pacelšanu, bremzēšanu un impulsu. Pacelšanas spēks parasti rodas virs izliektas virsmas un ir spiediena starpības sekas. Vēja bremzēšanas spēks rodas aiz vēja ģeneratora lāpstiņām, tas ir nevēlams un palēnina vējdzirnavu darbību. Impulsa spēks nāk no asmeņu izliektās formas. Kad gaisa molekulas spiež asmeņus no aizmugures, tām nav kur iet, un tās pulcējas aiz tām. Rezultātā tie spiež asmeņus vēja virzienā. Jo lielāki celšanas un impulsu spēki un mazāks bremzēšanas spēks, jo ātrāk asmeņi griezīsies. Attiecīgi rotors griežas, kas rada magnētisko lauku uz statora. Rezultātā tiek ģenerēta elektriskā enerģija.
Lejupielādējiet magnētu izkārtojumu.
Bieži vien privātmāju īpašniekiem ir priekšstats par realizāciju rezerves barošanas sistēmas. Vienkāršākais un pieejamākais veids, protams, ir ģenerators, taču daudzi cilvēki pievērš uzmanību sarežģītākiem veidiem, kā pārvērst tā saukto brīvo enerģiju (radiāciju, plūstoša ūdens vai vēja enerģiju).
Katrai no šīm metodēm ir savas priekšrocības un trūkumi. Ja ar ūdens plūsmas izmantošanu viss ir skaidrs (mini hidroelektrostacija) - tas ir pieejams tikai diezgan straujas upes tiešā tuvumā, tad saules gaismu vai vēju var izmantot gandrīz visur. Abām šīm metodēm būs kopīgs mīnuss - ja ūdens turbīna var strādāt visu diennakti, tad saules baterija vai vēja ģenerators darbojas tikai uz laiku, kas liek mājas elektrotīkla struktūrā iekļaut baterijas. .
Tā kā Krievijas apstākļi (īsas dienasgaismas stundas lielāko gada daļu, bieži nokrišņi) padara saules paneļu izmantošanu neefektīvu pie pašreizējām izmaksām un efektivitātes, visrentablākā ir vēja ģeneratora konstrukcija. Apsveriet tā darbības principu un iespējamās dizaina iespējas.
Tā kā neviena paštaisīta ierīce nav līdzīga citai, šī raksts nav soli pa solim sniegta instrukcija, bet vēja turbīnas projektēšanas pamatprincipu apraksts.Vispārējais darbības princips
Vēja ģeneratora galvenais darba korpuss ir lāpstiņas, kas rotē vēju. Atkarībā no rotācijas ass atrašanās vietas vēja turbīnas iedala horizontālajās un vertikālajās:
- Horizontālās vēja turbīnas visizplatītākais. To lāpstiņām ir līdzīga konstrukcija kā gaisa kuģa dzenskrūvei: pirmajā tuvinājumā tās ir plāksnes, kas ir slīpas attiecībā pret rotācijas plakni, kas daļu slodzes no vēja spiediena pārvērš rotācijā. Horizontālā vēja ģeneratora svarīga iezīme ir nepieciešamība nodrošināt lāpstiņu komplekta rotāciju atbilstoši vēja virzienam, jo maksimāla efektivitāte tiek nodrošināta, ja vēja virziens ir perpendikulārs griešanās plaknei.
- asmeņi vertikālais vēja ģenerators ir izliekta-ieliekta forma. Tā kā izliektās puses racionalizācija ir lielāka par ieliekto pusi, šāds vēja ģenerators vienmēr griežas vienā virzienā neatkarīgi no vēja virziena, kas padara rotācijas mehānismu nevajadzīgu, atšķirībā no horizontālajām vējdzirnavām. Tajā pašā laikā, ņemot vērā to, ka jebkurā laikā tikai daļa asmeņu veic lietderīgu darbu, bet pārējie tikai iebilst pret griešanos, Vertikālo vējdzirnavu efektivitāte ir daudz zemāka nekā horizontālajām.: ja trīs lāpstiņu horizontālajam vēja ģeneratoram šis rādītājs sasniedz 45%, tad vertikālajam tas nepārsniegs 25%.
Tā kā vidējais vēja ātrums Krievijā ir zems, pat lielas vējdzirnavas lielāko daļu laika griezīsies diezgan lēni. Lai nodrošinātu pietiekamu strāvas padevi, tam jābūt savienotam ar ģeneratoru, izmantojot pakāpju pārnesumkārbu, siksnu vai zobratu. Horizontālās vējdzirnavās lāpstiņu-zobrata-ģeneratora komplekts ir uzstādīts uz pagriežamas galvas, kas ļauj tām sekot vēja virzienam. Ir svarīgi ņemt vērā, ka šarnīra galviņai ir jābūt ierobežotājam, kas neļauj tai veikt pilnu apgriezienu, jo pretējā gadījumā tiks nogriezta elektroinstalācija no ģeneratora (sarežģītāka ir iespēja izmantot kontaktpaplāksnes, kas ļauj galvai brīvi griezties) . Lai nodrošinātu rotāciju, vēja ģeneratoru papildina darba vējrādītājs, kas virzīts pa griešanās asi.
Visizplatītākais asmens materiāls ir liela diametra PVC caurule, kas sagriezta gareniski. Gar malu pie tām ir kniedētas metāla plāksnes, kas piemetinātas pie asmeņu komplekta rumbas. Šāda veida asmeņu rasējumi ir visplašāk izplatīti internetā.
Video stāsta par vēja ģeneratoru, kas izgatavots ar rokām
Lāpstiņu vēja ģeneratora aprēķins
Tā kā mēs jau esam noskaidrojuši, ka horizontālais vēja ģenerators ir daudz efektīvāks, mēs apsvērsim tā konstrukcijas aprēķinu.
Vēja enerģiju var noteikt pēc formulas
P=0,6*S*V³, kur S ir ar dzenskrūves lāpstiņu galiem aprakstītā apļa laukums (slaucīšanas laukums), kas izteikts kvadrātmetros, un V ir aptuvenais vēja ātrums metros sekundē. Jāņem vērā arī pašas vējdzirnavu efektivitāte, kas trīs lāpstiņu horizontālajai ķēdei vidēji būs 40%, kā arī ģeneratora komplekta efektivitāte, kas strāvas ātruma raksturlīknes maksimumā ir 80%. ģeneratoram ar ierosmi no pastāvīgajiem magnētiem un 60% ģeneratoram ar ierosmes tinumu. Vidēji vēl 20% jaudas patērēs pastiprinātā ātrumkārba (reizinātājs). Tādējādi vējdzirnavu rādiusa (tas ir, tā lāpstiņas garuma) galīgais aprēķins noteiktai pastāvīgā magnēta ģeneratora jaudai izskatās šādi:
R=√(P/(0,483*V³))
Piemērs: Ņemsim vēja elektrostacijas nepieciešamo jaudu 500 W, bet vidējo vēja ātrumu 2 m/s. Tad saskaņā ar mūsu formulu mums būs jāizmanto asmeņi, kuru garums ir vismaz 11 metri. Kā redzat, pat tik mazai jaudai būs jāizveido kolosālu izmēru vēja ģenerators. Vairāk vai mazāk racionālām konstrukcijām, kuru lāpstiņas garums nepārsniedz pusotru metru, vēja ģenerators pat stiprā vējā spēs saražot tikai 80-90 vatu jaudu.
Nepietiek jaudas? Patiesībā viss ir nedaudz savādāk, jo patiesībā vēja ģeneratora slodzi darbina akumulatori, vējdzirnavas tos tikai uzlādē, cik vien tas ir iespējams. Tāpēc vēja turbīnas jauda nosaka frekvenci, ar kādu tā varēs piegādāt enerģiju.