Während Ingenieure und Technologen großer Konzerne Projekte zur Nutzung alternativer Energiequellen in der Industrie entwickeln, finden Heimwerker Wege, sie im Haush alt einzusetzen. Darüber hinaus wird der Übergang zu nicht standardmäßigen Energieerzeugern nicht nur durch den Wunsch bestimmt, Strom zu sparen. In Datscha- und Cottage-Siedlungen sind Unterbrechungen der Stromversorgung keine Seltenheit, und in einigen Regionen gibt es überhaupt keine zentralen Versorgungsnetze. Für Besitzer abgelegener Privatgrundstücke und diejenigen, die ihren Haush alt einfach mit einer unabhängigen Energiequelle versorgen möchten, bietet sich die Idee an, einen Windgenerator in verschiedenen Variationen selbst zu fertigen.
Grundriss einer Windmühle
Zu Hause ist es einfach, einen windbetriebenen Generator zu bauen. Es reicht aus, den Arbeitsteil des Propellers oder der Blattgruppe zu nehmen, ihn mit einem elektrischen Konverter an den Motor anzuschließen und über das Energiespeichersystem nachzudenken. Dann müssen nur noch die technischen Voraussetzungen für die geschaffenen Arbeiten organisiert werdenInfrastruktur. Das Problem besteht darin, dass das Design für mehr oder weniger bedeutende Produktionsmengen aus vollständigen Arbeitselementen bestehen sollte. Zunächst werden die Radachse, ihre Richtung und die Montagematerialien berechnet. Zum Beispiel werden vertikale Windkraftanlagen zum Selbermachen aus Metallplatten hergestellt, die auf spezielle Weise auf Werkzeugmaschinen oder mit Handwerkzeugen bearbeitet werden. Eine falsche Blattgeometrie kann zu einem Schubverlust aufgrund einer Strömungsumkehr führen. Dieses Design funktioniert gegen Windströmungen.
Horizontale Installationen stellen wiederum keine so hohen Anforderungen an die Anordnung von Funktionsorganen. Sie benötigen auch Klingen mit einer bestimmten Konfiguration, jedoch mit einer vereinfachten Form.
Neben dem funktionierenden mechanischen Teil beinh altet das Design der Windmühle den bereits erwähnten Motor. Es muss für die Umwandlung und Akkumulation von Energie sorgen. In der Regel wird ein selbstgebauter Windgenerator für zu Hause aus Motoren von Haush altsgeräten hergestellt, aber es gibt möglicherweise andere Möglichkeiten. Besonderes Augenmerk wird auf die tragende Struktur gelegt. Es wird aus einem massiven Metallrahmen, einem Schutzgehäuse, einer Rahmenbasis zum Anbringen von Zusatzgeräten, einem Gestell und anderen Komponenten bestehen.
Spezifikationen
Ohne eine vorläufige Berechnung der Kapazitäten macht es keinen Sinn, mit der Weiterentwicklung eines Windgenerators zu beginnen. Die Art und Weise, wie die Anlage genutzt wird, hängt letztendlich von der Menge der umgewandelten Energie ab. Und wieder LeistungDas Design wird durch die Abmessungen des Arbeitskörpers und die Konfiguration seines technischen Designs bestimmt. Die durchschnittlichen Parameter einer selbstgebauten Windkraftanlage können wie folgt dargestellt werden:
- Laufraddurchmesser 200cm
- Anzahl Paddelsegmente – 6.
- Die Spannung für den Generator beträgt 24W.
- Strom - ca. 250 A.
- Generatorleistung - Bereich von 0,2 bis 3 kW.
- Windgeschwindigkeit bis 12 m/s.
- Batteriekapazität - 500 Ah
Montage der Radblätter
Wie bereits erwähnt, kann beim Bau einer komplexen Struktur einer vertikalen Windmühle auf ein Blech nicht verzichtet werden. Eloxiertes Aluminium kann verwendet werden, aber Stahlsegmente sind für die Festigkeitseigenschaften besser, obwohl sie maschinell bearbeitet werden müssen. In jedem Fall ermöglicht nur Hartmetall die Montage zuverlässiger Blätter für den Bau eines vertikalen selbstgebauten Windgenerators. Sie können auch mit Ihren eigenen Händen ein Windrad für eine horizontale Struktur aus Polyvinylchlorid (PVC) -Rohlingen herstellen. Kunststoff ist formbarer in der Verarbeitung, unempfindlicher gegenüber Umwelteinflüssen und Licht. Seine Nachteile beruhen auf der mechanischen Flexibilität, daher sollten Sie sich zunächst auf Hart-PVC-Legierungen konzentrieren.
Statisch geeignete Rohlinge finden sich in Druckrohren oder Dachrinnensegmenten. Bei Kunststoff lohnt es sich, sich auf eine Wandstärke von 5 mm, eine Länge von etwa 100 cm und einen Durchmesser von bis zu 15 cm zu konzentrieren, um ein Segment zu bilden, ist es ratsam, es zu verwendeneine fertige Schablone, zeichne daraus Konturen und schneide mit einer Stich- oder Metallsäge aus. Das Auswuchten von hausgemachten Rotorblättern für eine Windkraftanlage erfolgt durch Schleifen und Feinschleifen von Oberflächen. Alle Ecken und Kanten sind sorgfältig zu einer einzigen Form abgerundet.
Als nächstes sollen 6 Flügelelemente auf der Basis des Windrades montiert werden, in die dann der Generator integriert wird. Die Befestigung erfolgt durch eine Metallhülse mit einem Durchmesser von 20 cm und einer Dicke von 1 cm. Mittels Inverter-Feinschweißen sollten Stahllandestreifen mit einer Länge von 30 cm und einer Breite von 1,2 cm an die Hülse geschweißt werden. Löcher sollten darin vorgesehen sein sie zum Fixieren der Klingen.
Fahrradmotorgenerator
Die Frage der Auswahl einer Stromerzeugungsanlage ist vielleicht die wichtigste, daher werden mehrere Optionen in Betracht gezogen. Die praktischste und bequemste Einheit aus Sicht der Installation ist ein elektrischer Fahrradmotor, der für durchschnittlich 7-10.000 Rubel gekauft werden kann. Es wird ein Modell mit Spannungseigenschaften bis 250 V und einer Drehzahl von etwa 200 U / min sein. Als nächstes werden die Windradkupplung und der selbstgebaute Generator angeschlossen. Der Windgenerator kann mit Schrauben am Körper befestigt werden, wobei die Löcher zum Befestigen der Speichen ausgewählt werden. Das Ergebnis soll eine kompakte, relativ leichte, aber nicht die produktivste Anlage zur Stromerzeugung sein. Daher lohnt es sich, über leistungsfähigere Alternativen nachzudenken.
Design mit Autolichtmaschine
In Bezug auf die Gesamtheit der Arbeitsqualitäten wird eine solche Installationoptimale Antriebseinheit, und wenn möglich, wird empfohlen, Traktor- und Lastenstarter zu verwenden. Die Hauptschwierigkeit besteht darin, das Gerät mit Neodym-Magneten zu wickeln. Sie sollten auf die Rotorscheiben geklebt werden. Optimal passende Magnetelemente im Format 25x8 mm in der Menge von 20 Stück. In diesem Fall sollten die Pole strikt getauscht werden, sonst ist der Starter in der Konstruktion unbrauchbar.
Es lohnt sich auch, von runden Magneten auf rechteckige zu verzichten. Tatsache ist, dass ein selbstgebauter Windgenerator aus einem Autogenerator elektromagnetische Wellen gleichmäßig verteilen muss und runde Elemente diese Funktion nicht im richtigen Maße unterstützen können. Entlang der äußeren und inneren Konturen der Platzierung der Magnete sind auch die Linien der Seiten organisiert. Sie können aus Plastilin bestehen, das mit Epoxidkleber befestigt ist. Für eine größere Zuverlässigkeit lohnt es sich jedoch, den gesamten Starter mit adstringierendem Harz zu füllen.
Asynchronmotoranwendung
Zur Vereinfachung der Installationsarbeiten können Sie ein Asynchronkraftwerk nehmen und es nach einer einfachen Änderung mit dem mechanischen Arbeitsteil der Windmühle kombinieren. Der Hauptteil der Verfeinerung wird mit der Nut des Rotors auf einer Drehmaschine verbunden sein. Die Endbearbeitung erfolgt entsprechend der Dicke der Magnetelemente. Das Verarbeitungsproblem ist darauf zurückzuführen, dass die Konstruktion von Asynchronmotoren keine speziellen Hülsen zum Einsetzen von Magneten vorsieht, sodass die Nuten unabhängig voneinander gebohrt werden.
Wie bei der Wahl des rechteckigen ElektromagnetenElementen erfolgt die Ausbildung von Einsätzen im Gehäuse für die richtige Richtung des Feldes zum Starter. Nach technischer Verfeinerung und Einführung von Arbeitsmitteln ist es möglich, die Struktur mit Epoxidharz zu füllen. Die Leistung sollte ein selbstgebauter Windgenerator von 2 kW oder mehr sein - die Leistung hängt von der Nennleistung und dem Format der verwendeten Magnete ab. Übrigens, haben Sie keine Angst, dass das Behandlungsfeld mit Klebstoffzusammensetzung die Spannung ein wenig abfallen lässt. Sie ist für die Leistung des Windrades nicht von grundlegender Bedeutung, kann aber durchaus die Stromstärke erhöhen.
Mit einem selbstgebauten Magnetgenerator
Bei der Wartung kleiner Batterien können Sie sich auf den Einbau eines Starters aus eigener Herstellung beschränken. Es wird viele Nachteile gegenüber Werksgeräten haben, aber für Verbraucher mit geringem Stromverbrauch wird ein solches System ausreichen. Der wichtigste Schritt bei der Herstellung ist die korrekte Berechnung der Wicklungswindungen. Ihre Anzahl in einem selbstgebauten Windgenerator mit Magneten hängt von der Anzahl der Spulen ab. Im Durchschnitt wird die Gesamtleistung bei 1000-1200 U/min bereitgestellt.
Wenn Sie einen größeren Draht zum Wickeln verwenden, nimmt der Widerstand ab und die Stromstärke dagegen zu. In jedem Fall benötigen Sie jedoch eine Maschine, um Spulen mit einer Wicklung herzustellen. Der Prozess ist routinemäßig und langwierig, daher ist eine Mechanisierung unabdingbar. Die Wickeleinheit kann auf der Basis einer Werkbank manuell sein. Es reicht aus, eine rotierende Ausrüstung auf einer Metallstange zu organisieren und dazu zu bringenSpule mit Kupferdraht. Die Spule selbst wird rund sein. Wichtiger ist die Frage nach seiner Länge, da ein längliches Design geradere Kurven mit einem großen Kupferverbrauch auf dem Sektor liefert. Getrennte Sektoren für die richtige Verteilung der Wicklung über die Fläche können zunächst auf Papier markiert werden, danach können die gleichen Plastilinbarrieren auf dem Spulenrohling verwendet werden.
Um die Festigkeit eines selbstgebauten Windgenerators mit eigenen Händen zu erhöhen, wird empfohlen, Glasfaser auf den Boden der Form aufzutragen. Um ein Anhaften an der Oberfläche zu verhindern, empfiehlt es sich, die Rückseite mit Wachs oder Vaseline zu behandeln. Beim Startersystem wird die Spulengruppe ohne direkte Kontakte montiert. Jedes Element muss sicher befestigt werden, und die Enden der Phasen werden mit einer mehrschichtigen Isolierung herausgeführt. Mehrere Drähte können zu einer Form kombiniert werden - einem Stern oder einem Dreieck.
Generator am Rahmen montieren
Das montierte Netzteil muss für bestimmte elektrische Lasten ausgelegt sein, aber mechanische Fremdeinwirkung nicht vergessen. Damit die Struktur dynamischem und statischem Druck standhält, muss die Generatorwelle sicher im Rahmen fixiert werden. Verwenden Sie dazu einen Metallrahmen, der in Form und Größe für einen selbstgebauten Windgenerator geeignet ist. Im Extremfall können Dämpfungsmaterialien verwendet werden, um die Einheit in das Gehäuse einzuspannen. Auch zu schwere Rahmen sind unerwünscht. Die beste Option ist ein Aluminiumrahmen mit einer Dicke von 1-2 cm.
Hoher Windschutz
BIm Normalmodus arbeitet das Windrad und erzeugt stabilen Strom bei einer Windgeschwindigkeit von etwa 10 m/s. Das Überschreiten dieses Indikators ist sowohl für die Tragstruktur als auch für die elektrische Füllung des Geräts schädlich. Daher wird die Anlage durch ein Seitenlamellensystem geschützt. Zum Beispiel werden selbstgebaute vertikale Windkraftanlagen mit Paneelen, die Federkraft bereitstellen, vor Hurrikanen geschützt. Bei dieser Ausführung arbeitet der Generator in Strömungsrichtung mit dem Heck, d.h. die Funktion des Systems ist auf die Mechanik beschränkt, jedoch ohne übermäßige Belastung durch Luftströmungen.
Windturbinenmast
Die zentrale und tragende Komponente der Anlage, von der die mechanische Zuverlässigkeit des gesamten Komplexes abhängt. Als Stange können Profilecken, Rohre und Stangen verwendet werden. Ein Metallrohr mit einem Durchmesser von 10 cm ist praktischer und einfacher zu installieren. Bei der Länge ist zu beachten, dass die optimale Position des Generators über dem Boden 4-5 m beträgt. Industrieanlagen werden ebenfalls montiert eine höhere Höhe, aber für eine zuverlässige Installation mit solchen Parametern ist zusätzliche Ausrüstung erforderlich. In diesem Fall ist es nach dem Prinzip der Schraubpfähle möglich, einen selbstgebauten Windgenerator an einem Rohr mit einer Tiefe von 1 bis 1,5 m in den Boden zu installieren. Bei der Auswahl eines Positionspunkts muss dies berücksichtigt werden dass es in einem Umkreis von 30 m keine Störungen auf gleicher Höhe geben sollte. Im Extremfall müssen Sie die Arbeitskonstruktion 1 m über die Barriere anheben.
Sie können auch die Geräte für Abstieg und Aufstieg vorab berechnen. Auf Wartung kann man immer noch nicht verzichten, und der Ständer einer gewöhnlichen Leiter ist nicht die zuverlässigste Lösung. Darüber hinaus empfehlen die Konstrukteure die Installation von Sicherheitsabspannseilen mit 5-m-Einkerbungen entlang der Höhe des Mastes. Sie werden mit Ankern in einem Radius von halber Masthöhe im Boden verankert.
Schlussfolgerung
Stromaggregate, die mit natürlichen Energiequellen betrieben werden, sind aufgrund der hohen Kosten für die Grundausstattung und der erheblichen Wartungskosten noch nicht weit verbreitet. In diesem Fall kann der teuerste ein selbstgebauter Windgenerator aus einem Asynchronmotor sein, der eine starke Strombasis und regelmäßige technische Unterstützung erfordert. Andererseits hat es auch die höchste Produktivität (Effizienz von ca. 80 %), wodurch sich die Kosten für die Installation und die damit verbundenen Materialien amortisieren lassen. Wie viel Energie reicht aus einer Batterie, die an einen solchen Generator angeschlossen ist? Wie die Praxis zeigt, können Sie mit der Mindestenergieschwelle eines Systems mit einer Rendite von 2-3 kW den Bedarf von Klimasystemen, Haush altsgruppen von Beleuchtungsgeräten, Kühlgeräten usw. decken.
