Mulino a vento verticale fai-da-te (5 kW). Creiamo un parco eolico con le nostre mani Generatori eolici per la casa con le nostre mani

Un generatore eolico o, nella gente comune, un mulino a vento è un semplice dispositivo che offre al suo proprietario un notevole risparmio dovuto alla generazione di energia elettrica gratuita. Una tale installazione è il sogno di qualsiasi proprietario di un terreno tagliato fuori dalle reti centralizzate o di un residente estivo insoddisfatto di una nuova ricevuta per il consumo di elettricità.

Avendo compreso il design del generatore eolico, il principio del suo funzionamento, dopo aver studiato i disegni, puoi realizzare e installare autonomamente un mulino a vento, fornendo alla tua casa energia alternativa illimitata.

È legale usare il vento?

Creare la propria, seppur compatta, ma centrale elettrica è una cosa seria, quindi è logico che si ponga involontariamente la domanda: il loro uso è legale? Sì, se la potenza dell'impianto eolico non supera 1 kW, che è abbastanza per fornire corrente elettrica a una casa di campagna media.

Il fatto è che è con questo indicatore di potenza che il dispositivo è considerato domestico e non richiede registrazione, certificazione, approvazione, registrazione obbligatoria e, inoltre, non è soggetto ad alcuna imposta.

Tuttavia, prima di realizzare una turbina eolica per la tua casa, è meglio proteggersi e tenere conto di alcuni punti:

Ci sono particolari restrizioni sull'uso di fonti energetiche alternative nella regione di residenza?
Qual è l'altezza consentita dell'albero a terra?
Il rumore del cambio e delle lame supererà gli standard stabiliti?
È possibile fornire protezione contro le interferenze radio generate?
L'albero maestro interferirà con la migrazione degli uccelli o causerà altri problemi ambientali?

Se pensi a tutte le sfumature in anticipo, né la tassa, né i servizi ambientali, né i vicini potranno avanzare pretese e impedire la ricezione di elettricità gratuita.

Come funziona un mulino a vento?

Nella foto, le turbine eoliche fatte in casa finite sono rappresentate da strutture metalliche allungate su tre o quattro supporti, con le pale che si muovono dal vento. Di conseguenza, l'energia cinetica ricevuta dal flusso del vento viene convertita in energia meccanica, che a sua volta avvia il rotore e diventa una corrente elettrica.

Questo processo è il risultato del lavoro consolidato di diversi componenti obbligatori di un impianto eolico (WPP):

Un'elica con due o più pale;
rotore di turbina;
riduttore;
Controllore;
Generatore elettrico asse e generatore;
inverter;
Batteria.

È inoltre necessario prevedere un blocco freno, una navicella, un albero, una banderuola, un albero a bassa e alta velocità. Il dispositivo determina anche il principio di funzionamento del generatore eolico: un rotore rotante produce una corrente alternata trifase che passa attraverso il sistema di controllo e carica la batteria CC.

Gli ampere finali vengono convertiti dall'inverter e inviati attraverso il cablaggio collegato ai punti di uscita: prese, illuminazione, elettrodomestici ed elettrodomestici.

Come farlo da soli?

Il design più affidabile e semplice è considerato una turbina eolica rotativa, che è un'installazione con un asse di rotazione verticale. Un generatore casalingo già pronto di questo tipo è in grado di garantire pienamente il consumo energetico della dacia, compreso l'equipaggiamento degli alloggi, degli annessi e dell'illuminazione stradale (anche se non troppo luminosa).

Se ottieni un inverter con indicatori da 100 volt e una batteria da 75 ampere, il mulino a vento sarà molto più potente e produttivo: ci sarà abbastanza elettricità sia per la videosorveglianza che per un allarme.

Per realizzare un generatore eolico, avrai bisogno di dettagli costruttivi, materiali di consumo e strumenti. Il primo passo è trovare componenti adatti per i mulini a vento, molti dei quali possono essere trovati tra i vecchi stock:

Generatore da un'auto con una potenza di circa 12 V;
Batteria ricaricabile per 12 V;
Interruttore semiermetico a pulsante;
Inventario;
Relè per auto per caricare la batteria.

Avrai anche bisogno di materiali di consumo:

Elementi di fissaggio (bulloni, dadi, nastro isolante);
Contenitore in acciaio o alluminio;
Cablaggio con sezione di 4 mq. mm (due metri) e 2,5 mq. mm (un metro);
Albero, treppiede e altri elementi per migliorare la stabilità;
Corda robusta.

Si consiglia di trovare, studiare e stampare disegni di turbine eoliche con le proprie mani. Avrai anche bisogno di strumenti, tra cui una smerigliatrice, un metro, una pinza, un trapano, un coltello affilato, un trapano elettrico, cacciaviti (Phillips, meno, indicatore) e chiavi inglesi.

Dopo aver preparato tutto ciò di cui hai bisogno, puoi iniziare a montare, concentrandoti sulle istruzioni dettagliate che ti dicono come realizzare un generatore eolico con le tue mani:

Ritaglia lame della stessa misura da un contenitore di metallo, lasciando una striscia di metallo intatta di pochi centimetri alla base.
Praticare simmetricamente i fori con un trapano per i bulloni esistenti sul fondo della base del serbatoio e della puleggia del generatore.
Piegare le lame.
Fissare sulla puleggia della lama.
Installare e fissare il generatore sull'albero con morsetti o una fune, facendo un passo indietro dall'alto di una decina di centimetri.
Stabilire il cablaggio (per collegare la batteria è sufficiente un nucleo lungo un metro con una sezione trasversale di 4 mmq, per il caricamento con illuminazione ed elettrodomestici - 2,5 mmq).
Contrassegnare lo schema di collegamento, il colore e la marcatura della lettera per riparazioni future.
Installare il trasmettitore con un quarto di filo.
Se necessario, decorare la struttura con una banderuola e vernice.
Fissare i cavi avvolgendo l'albero di installazione.

I generatori eolici fai-da-te per 220 volt sono un'opportunità per fornire elettricità gratuita a una casa estiva o a una casa di campagna nel più breve tempo possibile. Anche un principiante può configurare un'installazione del genere e la maggior parte dei dettagli per la struttura sono rimasti a lungo inattivi nel garage.

Foto fai da te di turbine eoliche

La questione dell'energia eolica nel nostro tempo innovativo è di interesse per molti. Coloro che hanno mai visitato i paesi europei in macchina hanno probabilmente visto enormi parchi eolici.
Lungo il percorso si incontrano centinaia di generatori.

Osservando un quadro del genere, molti iniziano a credere che ottenere elettricità con l'aiuto del vento sia un'occupazione molto promettente e redditizia. I saggi europei non possono sbagliarsi.

Allo stesso tempo, per qualche ragione, si ignora il fatto che in altri luoghi della stessa Europa non ci sono praticamente tali parchi eolici. Perchè è successo?
Questo è tutto, quando, dove e come è redditizio usare i mulini a vento e quando no, e sarà discusso nell'articolo.

autonomia

Sicuramente, dopo il prossimo aumento del prezzo dell'elettricità, hai pensato di installare un generatore eolico sul tuo sito. Pertanto, fornendo, se non tutto, la maggior parte del loro fabbisogno di elettricità.

Alcuni stanno anche considerando di diventare indipendenti dalla rete in questo modo. Quanto è realistico e possibile? Purtroppo, per il 90% dei proprietari di case private, questi sogni rimarranno sogni.

E per non sprecare i tuoi soldi, ti diremo con il calcolo di tutti i numeri perché è così.

Velocità del vento

Sfortunatamente, non sono molte le regioni nel nostro paese in cui la velocità del vento è almeno al livello di 5-7 metri al secondo. I dati sono presi in media annua. Nella stragrande maggioranza delle latitudini adatte all'abitazione, questa stessa velocità è pari ad un massimo di 2-4 m/s.

Ciò suggerisce che la tua turbina eolica per la maggior parte del tempo semplicemente non funzionerà. Per una produzione stabile di elettricità, necessita di un vento di circa 10 m/s.

Se il vento nella tua zona è di 7 m/s, il generatore funzionerà ad un massimo del 50% del suo valore nominale. E se solo 2 m / s, quindi del 5%.

Infatti, in un'ora, un generatore da 2kW ti darà non più di 100W.

Incontrerai anche un altro problema di vento di cui i produttori tacciono. In prossimità del suolo, la sua velocità è molto inferiore rispetto alla sommità, dove sono collocati impianti industriali alti 25-30 m.

Potrai montare la tua unità ad un massimo di dieci metri. Pertanto, non lasciarti guidare nemmeno dalle tavole del vento provenienti da siti diversi. Queste informazioni non si applicano a te.

I produttori tacciono modestamente sul fatto che per le loro mappe delle risorse eoliche, le misurazioni vengono effettuate a un'altezza compresa tra 50 e 70 metri! Inoltre, non vengono presi in considerazione i dati sulla turbolenza e sui vortici.

Se provi a sollevarlo più in alto di 10 m, penserai sicuramente alla protezione contro i fulmini. Lame elettrificate ad attrito d'aria, gustosissima esca per gli scarichi!

Inoltre, per qualche motivo, tutti sono preoccupati solo per un parametro come la velocità del vento e allo stesso tempo dimenticano la sua densità o pressione. E la differenza per l'energia è molto significativa. La dipendenza della produzione di elettricità dalla pressione del vento è sproporzionata.

Quindi, se la pressione del vento raddoppia, la potenza generata aumenta di otto volte!

Inoltre, c'è una certa astuzia nelle caratteristiche tecniche specificate dei generatori.

Certo, puoi fidarti di loro, ma solo a condizioni ideali. Perché:

e in flusso laminare con direzione costante e densità aumentata

Nel tuo cottage estivo, la velocità del vento può essere tale da non funzionare e girare l'albero, per non parlare di generare energia.

E questa è primavera o autunno. È durante questo periodo che si verificano i movimenti più attivi delle masse d'aria.

Non dimenticare che il mulino a vento non funziona nella modalità al minimo del giradischi, ma deve far girare il rotore del generatore circondato da magneti al neodimio.

E questo è solo finché il potenziale elettrico del mulino a vento è inferiore alla tensione della batteria. Quando la tensione è sufficiente per avviare la carica, la batteria si trasforma in un carico.

Se vengono utilizzate strutture a bassa velocità con un asse di rotazione verticale, è già presente un cambio step-up. Hai provato a far girare il booster? Un tale progetto diventa più complicato, peso, deriva, aumento dei costi.

Anche ai fari della Flotta del Nord, visti i venti costanti e la notte polare, gli esperti preferiscono utilizzare i pannelli solari. Alla domanda sul perché è così, rispondono in modo semplice: ci sono meno problemi!

Batterie per turbine eoliche

Le grandi turbine eoliche industriali possono trasferire energia direttamente alla rete, bypassando eventuali batterie.

Ma non puoi farne a meno. Senza batteria, né la TV né il frigorifero funzioneranno. Anche l'illuminazione brillerà a singhiozzo, a seconda delle raffiche di vento.

Allo stesso tempo, per 12-15 anni di funzionamento del generatore, ti verrà richiesto di cambiare 3-4 set di batterie, raddoppiando così i tuoi costi iniziali. Inoltre, prendiamo un'opzione quasi ideale, quando le batterie si scaricheranno non più della metà della loro capacità.

Certo, puoi acquistare modelli di batteria economici, ma i costi non diminuiranno da questo. Basta andare al negozio per le nuove batterie non sarà fatto 4 volte, ma già 8.

Qual è il posto migliore per l'installazione

Un'altra cosa a cui pensare seriamente è la disponibilità di spazio libero. Inoltre, in termini di area, può andare a 100 o più metri in ogni direzione dall'albero.

Il vento dovrebbe muoversi liberamente lungo le pale e raggiungerle senza interferenze da tutti i lati. Si scopre che devi vivere nella steppa o vicino al mare (preferibilmente direttamente sulla sua riva).

La posizione ideale sarebbe in cima alla collina. Dove dalla posizione dell'aerodinamica, il flusso d'aria viene compattato con un corrispondente aumento della velocità e della pressione del vento.

Dimentica i vicini. I loro giardini e le ville a due e tre piani "berranno il tuo sangue" alla grande, bloccando ogni volta il vento in poppa. Così come le vicine piantagioni forestali.

Gli stessi mulini a vento industriali non sono posizionati direttamente uno dietro l'altro, ma montati in diagonale. Ciascuno successivo non deve chiudere il precedente.

Prezzo per 1 kW di potenza

Il quarto motivo è il prezzo elevato. Non lasciarti ingannare dai prezzi dei venditori nei listini prezzi. Non mostrano mai il costo reale di tutte le attrezzature necessarie.
Pertanto, moltiplica sempre i prezzi per 2, anche quando scegli i cosiddetti kit pronti.

Ma non è tutto. Non dimenticare i costi operativi, che arrivano fino al 70% del costo dei mulini a vento. Prova a riparare il generatore in altezza, oppure a smontare e smontare e rimontare l'albero ogni volta.

Non dimenticare di sostituire periodicamente la batteria. Pertanto, non aspettarti che un mulino a vento possa costarti $ 1 per 1 kW di elettricità.

Quando si calcolano tutti i costi reali, si scopre che ogni kilowatt di potenza di un tale generatore eolico ti costa almeno 5 dollari.

Periodo di ammortamento e calcolo del risparmio

Il quinto motivo è indissolubilmente legato ai primi quattro. Questo è il periodo di ammortamento.

Per la tua turbina eolica individuale, questo periodo non è MAI.

Il costo di un mulino a vento, un albero e attrezzature aggiuntive per modelli di alta qualità da 2 kilowatt raggiungerà una media di 200 mila rubli. La produttività di tali impianti va da 100 a 200 kW al mese, non di più. E questo è in condizioni di bel tempo.

Anche le precipitazioni riducono la potenza dei mulini a vento. Pioggia del 20%, neve del 30%.

Quindi si scopre che tutti i tuoi risparmi sono 500 rubli. Per 12 mesi di lavoro continuo, arriverà un po 'di più - 6 mila.

Ma se ricordi la spesa iniziale di 200mila, allora li restituirai in trentadue anni!

E tutto questo senza tener conto dei costi di gestione. E se si stima che la vita media di un buon mulino a vento sia di circa 20 anni, si scopre che alla fine e irrevocabilmente si romperà anche prima che raggiunga il ritorno dell'investimento.

Allo stesso tempo, un'unità da 2 kilowatt non coprirà il 100% delle tue esigenze. Un massimo di un terzo! Se vuoi connettere completamente tutto da esso, prendi un modello da 10 kilowatt, nientemeno. Il periodo di rimborso non cambierà.

Ma ci saranno già dimensioni e peso completamente diversi.

E fissarlo proprio come quello su un tubo attraverso la soffitta del tetto non funzionerà sicuramente.

Tuttavia, alcuni sono ancora convinti che a causa del continuo aumento del prezzo dell'elettricità, un generatore eolico a un certo punto diventerà comunque redditizio.

Quando acquistare una turbina eolica

Naturalmente, l'elettricità sta diventando sempre più costosa ogni anno. Ad esempio, 10 anni fa, il suo prezzo era inferiore del 70%. Eseguiamo calcoli approssimativi e scopriamo la prospettiva di un mulino a vento che dà i suoi frutti, tenendo conto del forte aumento del costo dell'elettricità.

Prenderemo in considerazione un generatore con una potenza di 2 kW.

Come abbiamo scoperto in precedenza, il costo di un tale modello è di circa 200 mila. Ma tenendo conto di tutti i costi aggiuntivi, è necessario moltiplicarlo per due. Risulterà almeno 400 mila rubli. costi, con una vita utile di venti anni.

Cioè, per un anno risultano 20 mila. Allo stesso tempo, infatti, quest'anno l'unità ti darà un massimo di 900 kW. A causa del coefficiente capacità installata (non supera il cinque percento per i piccoli mulini a vento), si arriva a 75 kW al mese.

Anche se prendiamo 1000 kW all'anno per facilità di calcolo, il costo di 1 kW / h ricevuto da un mulino a vento sarà di 20 rubli per te. Se assumiamo che l'elettricità proveniente dalle centrali termoelettriche aumenterà di prezzo di 4 volte, ciò non accadrà domani, e nemmeno tra 5 anni.

Quali mulini a vento scegliere

Bene, per coloro che vivono lontano da sottostazioni e VL-0.4kv, vale la pena acquistare i modelli di mulini a vento più potenti che ti puoi permettere. Poiché dalla potenza indicata nelle immagini, non otterrai più del 15%.

Un'altra categoria di consumatori, abbastanza meritatamente, fa una scelta non a favore dei modelli di fabbrica cinesi, ma, al contrario, preferisce i mulini a vento fatti in casa da maestri autodidatti. Ha anche i suoi vantaggi.

Per la maggior parte, gli inventori di tali dispositivi sono ragazzi competenti e responsabili. E in quasi il 100% dei casi, senza problemi, possono restituire l'installazione se qualcosa è andato storto o ha bisogno di essere riparato. Questo non sarà sicuramente un problema.

Nei mulini a vento industriali cinesi, l'aspetto è sicuramente più bello. E se decidi ancora di acquistarlo, subito dopo averlo controllato con un trapano elettrico, fai la manutenzione preventiva e sostituisci i rottami cinesi con cuscinetti con grasso di alta qualità.

Se ci sono grandi nidi di uccelli vicino a te, non fa male acquistare un set aggiuntivo di lame.

I pulcini a volte cadono sotto la distribuzione di un "mini mulino" di filatura. Le lame di plastica si rompono e quelle di metallo si piegano.

E vorrei concludere con saggezza da quegli utenti che non hanno ascoltato tutti gli argomenti e si sono imbattuti in tutti i problemi sopra descritti. Ricorda, la banderuola più costosa per una casa è una turbina eolica!

Uno dei modi più semplici per ottenere elettricità a basso costo è con una turbina eolica. Non è necessario acquistarlo, puoi costruirlo da solo, utilizzando disegni e schemi, parti e materiali correttamente elaborati.

Il principio di funzionamento di un generatore eolico è semplice: il vento aziona le pale che fanno ruotare il rotore della turbina, che converte l'energia eolica in energia meccanica. Le turbine eoliche sono:

con rotori ad asse orizzontale;
con rotori ad asse verticale.

Il vantaggio di quest'ultimo è che funzionano indipendentemente dalla direzione del vento e dalla sua forza. La potenza generata da un generatore eolico fatto in casa varia da 100 a 6000 watt. La velocità minima alla quale la turbina può iniziare a generare elettricità è di 2,5-3 m/s, ma per raggiungere la potenza nominale sono necessarie velocità del vento di 10 m/s.

Il rotore gira tipicamente a 15-20 giri/min, mentre un tipico generatore asincrono genera elettricità a oltre 1500 giri/min. Per un mulino a vento fatto in casa, è adatto un generatore per auto da 12 volt.

Il principio di funzionamento del generatore eolico

Come realizzare un generatore eolico con le tue mani

La base per creare una turbina eolica è un progetto ben fatto e un disegno preparato. Questo è molto importante, perché senza un'idea chiara di come dovrebbe essere il dispositivo, sarà difficile costruirlo correttamente senza violare l'ordine di installazione di tutti gli elementi.

Disegni e schemi

È necessario iniziare elaborando uno schizzo generale della turbina eolica, segnando gli elementi chiave: la torre, il generatore, la base in legno, le pale e il mozzo che le collega tra loro. Un diagramma auto-disegnato potrebbe non essere molto dettagliato: questo non è necessario. Dovrebbe essere utilizzato per dare un'idea generale di come saranno disposte le varie parti della turbina eolica e di come apparirà il progetto nelle sue fasi finali.

Schema di montaggio del generatore eolico

Dopo aver preparato il circuito, è necessario impostare le dimensioni corrette del generatore eolico. Questi dovrebbero includere l'altezza, la lunghezza e la larghezza della base di legno che collega il generatore e la pinna caudale alla torre. Determinare anche le dimensioni delle lame realizzate con tubi metallici o tubi in PVC, a seconda del materiale che verrà utilizzato. Sono necessarie misure separate per la pinna caudale: altezza, larghezza e lunghezza e diametro per le pale, che determinano le dimensioni della turbina eolica.

Dopo che il disegno e lo schizzo di massima del dispositivo con le dimensioni impostate sono pronti, è possibile procedere alla preparazione di materiali e strumenti per il lavoro.

Strumenti e materiali necessari

Per realizzare un mulino a vento fatto in casa, avrai bisogno delle seguenti parti:

rotore a lame;
cambio per controllare la velocità di rotazione del rotore;
batterie al gel o alcaline per l'alimentazione di apparecchi elettrici;
inverter per la trasformazione di corrente;
sezione di coda;
albero.

Il rotore a pale può essere realizzato indipendentemente, mentre il resto degli elementi dovrà probabilmente essere acquistato o assemblato dalle parti necessarie. Inoltre, per assemblare un mulino a vento fatto in casa, avrai bisogno dei seguenti strumenti e materiali:

sega su legno;
forbici di metallo;
colla calda;
saldatore;
trapano.

Assicurati di aver bisogno di viti e bulloni per collegare le lame al mozzo e per fissare il tubo di metallo al legno.

Lame fai-da-te per un generatore eolico

Quando si realizzano le lame da soli, prestare particolare attenzione al rispetto della forma dei prodotti specificata nel disegno. Le pale possono essere alate oa vela. Il secondo è più semplice da realizzare, ma ha una bassa efficienza, il che lo rende inefficiente negli aerogeneratori fatti in casa, anche di medie dimensioni.

Per la fabbricazione di pale di un generatore eolico fatto in casa, materiali come:

plastica;
Di legno;
alluminio;
fibra di vetro;
cloruro di polivinile.

Il dispositivo della parte a lame del generatore eolico

Se scegli il cloruro di polivinile, i tubi in PVC con un diametro di 160 mm o più sono perfetti per creare lame. Plastica e legno sono materiali meno resistenti all'usura che, sotto l'influenza delle precipitazioni e dei forti venti, diventeranno inutilizzabili nel giro di pochi anni. L'opzione migliore è l'alluminio: è durevole e leggero, resistente a strappi e pieghe, immune all'umidità e alle temperature elevate.

Istruzioni passo passo per la realizzazione

Quando tutti i disegni sono stati elaborati e i materiali e gli strumenti sono stati preparati, puoi iniziare ad assemblare il generatore eolico con le tue mani, guidato dal seguente ordine:

Preparare fondamenta in cemento. La profondità della fossa e il volume della miscela di calcestruzzo sono calcolati in base al tipo di terreno e alle condizioni climatiche. Dopo aver versato la fondazione, sono necessarie diverse settimane per ottenere la forza desiderata. Solo dopo è possibile installarvi un albero ad una profondità di 60-70 cm, fissandolo con bretelle.
Posizionare le lame preparate nel tubo, fissarle con viti e dadi al mozzo su cui verrà installato il motore.
Posizionare il ponte a diodi accanto al motore e fissarlo con viti autofilettanti. Collegare un filo dal motore al ponte a diodi positivi e l'altro filo al ponte negativo.
Fissare l'albero motore, posizionarvi sopra la boccola e serrare saldamente in senso antiorario.
Bilanciare la base del tubo con il motore e l'albero collegati e segnare il punto di equilibrio.
Fissare la base del dispositivo con viti.

Un generatore eolico può durare molto più a lungo se dipingi non solo le pale, ma anche la base, l'albero e il coperchio del motore. Per accendere l'unità, avrai bisogno di un set di cavi, un caricabatterie, un amperometro e una batteria.

Preparazione dell'alternatore per auto

Per realizzare un generatore eolico con le tue mani da un generatore per auto? dovrai installare una potenza di 95 A con una tensione di 12 V. A 125 giri / min produce 15,5 watt e a 630 giri / min questa cifra sarà di 85,7 watt. Se parliamo di un carico di 630 giri / min, il voltmetro mostrerà 31,2 volt e l'amperometro - 13,5 ampere. Pertanto, la potenza del generatore sarà di 421,2 watt. Per ottenere questo indicatore è necessario utilizzare magneti al neodimio, che sono 7 volte più efficaci di quelli in ferrite.

All'inizio della preparazione del generatore dell'automobile, è necessario rimuovere l'avvolgimento del rotore dell'eccitazione magnetica e le spazzole elettroniche con il collettore. Al posto dei ferromagneti ad anello, è necessario installare magneti al neodimio nella quantità di 3 pezzi, la dimensione di ciascuno di essi dovrebbe essere 85 x 35 x 15 millimetri. Lo svantaggio dell'utilizzo di potenti magneti può essere "incollato", il che rende difficile lo spostamento dell'albero. Per ridurlo, i magneti devono essere posizionati con una leggera angolazione l'uno rispetto all'altro.

Prima di avviare il generatore, deve essere testato su un tornio facendo girare l'albero a 950–1000 giri/min. Se il dispositivo funziona correttamente, il ritorno sarà di almeno 200 watt. Nella maggior parte dei casi andrà bene un classico propulsore ad asse verticale: è caratterizzato da bassi regimi e silenziosità.

Durante il funzionamento della turbina eolica, si consiglia di controllare periodicamente l'affidabilità degli elementi di fissaggio alla base dell'albero, lubrificare i cuscinetti del dispositivo rotante e bilanciare l'inclinazione dell'installazione. Una volta ogni sei mesi, si consiglia di controllare e sostituire l'isolamento elettrico, che spesso viene danneggiato a causa dell'uso in condizioni avverse.

Un generatore eolico fatto in casa, assemblato da un generatore per auto e parti semplici, è in grado di fornire elettricità a una piccola casa e diventare una fonte di alimentazione di riserva autonoma. Rispettoso dell'ambiente e a bassa manutenzione, si ripagherà da solo entro 2-4 anni a seconda e durerà per decenni.

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Nel mondo moderno, sempre più soldi devono essere pagati per le utenze, che includono la fornitura di elettricità. Pertanto, i proprietari di case private stanno pensando sempre più a come realizzare con le proprie mani un generatore eolico da 220 V, in grado di fornire elettricità ininterrotta a tutta la casa.

Generatore eolico industriale

Tutte le turbine eoliche sono costituite da una pala, un rotore di turbina, un generatore, un albero del generatore, un inverter e una batteria. È condizionatamente possibile dividere tutti i modelli in industriali e domestici, mentre il principio di funzionamento sarà lo stesso per loro.

Ruotando, il rotore crea una corrente alternata a tre fasi, che passa attraverso il controller alla batteria, quindi, nell'inverter, viene convertita in una stabile per l'alimentazione degli elettrodomestici.

La rotazione delle pale avviene a causa dell'impatto fisico con l'aiuto di un impulso o di una forza di sollevamento, a seguito della quale il volano entra in azione, nonché sotto l'influenza di una forza frenante. Nel processo, il volano inizia a girare e il rotore crea un campo magnetico sulla parte fissa del generatore, dopo di che viene riprodotta la corrente.

In generale, le turbine eoliche si dividono in verticali e orizzontali. Cosa è connesso con la posizione dell'asse di rotazione.

Opzione verticale

Quando pianifichi di creare un mulino a vento da 220 V con le tue mani, prima di tutto pensa alle opzioni verticali. Tra questi ci sono:

rotore di Savonius. Il più semplice, apparso nel 1924. Si basa su due semicilindri su un asse verticale. Gli svantaggi includono il basso uso di energia eolica.

Con rotore Darrieus. Apparso nel 1931, lo spin-up avviene per la differenza di resistenza della gobba aerodinamica e della tasca della cintura, quindi gli svantaggi includono una piccola coppia, oltre alla necessità di montare un numero dispari di pale.

Una specie di generatore eolico Daria

Le lame hanno una forma attorcigliata, riducendo il carico sul cuscinetto, aumentando la durata. Lo svantaggio è il prezzo elevato.

Una versione fatta in casa risulterà più economica se pensata e montata correttamente.

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Modelli orizzontali

I modelli orizzontali sono divisi per il numero di lame. La loro efficienza è maggiore, ma è necessario installare una banderuola per cercare costantemente la direzione del vento. Tutti i modelli hanno velocità di rotazione elevate, al posto delle lame montano un contrappeso, che influisce sulla resistenza dell'aria.

I modelli multilama possono avere fino a 50 lame ad alta inerzia. Possono essere utilizzati per azionare le pompe dell'acqua.

Come realizzare un generatore eolico fai-da-te a 220V

Per fornire a una casa privata un flusso costante di elettricità a una velocità media del vento di 4 m / s, è sufficiente:

0,15-0,2 kW, che vanno ai bisogni primari;
1-5 kW per apparecchiature elettriche;
20 kW per tutta la casa con riscaldamento.

Va tenuto presente che il vento non soffia sempre, quindi, con le proprie mani, un mulino a vento per la casa dovrebbe essere dotato di una batteria con un controller di carica e di un inverter a cui sono collegati i dispositivi.

Per qualsiasi modello di mulino a vento fatto in casa, saranno richiesti gli elementi principali:

rotore: la parte che ruota dal vento;
lame, di solito sono montate in legno o metallo leggero;
un generatore che converte l'energia eolica in elettricità;
una coda che aiuta a determinare la direzione del flusso d'aria (per una versione orizzontale);
binario orizzontale per sostenere il generatore, la coda e la turbina;
incontro;
cavo di collegamento e schermatura.

Nel set completo dello shield ci saranno una batteria, un controller e un inverter. Considera due opzioni su come costruire un generatore eolico con le tue mani.

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Caratteristiche dell'assemblaggio di un generatore eolico da una lavatrice con le tue mani

Considera come realizzare un generatore eolico da 220 V con le tue mani usando un motore vecchio stile.

Tabella 1. Istruzioni dettagliate per un generatore eolico da una lavatrice con una foto

Cosa bisogna fare	Esempio di foto
Dovresti acquistare magneti al neodimio che sono montati in rientranze sul rotore del motore. Le tacche stesse sono realizzate su un tornio, utilizzare il diagramma per il posizionamento corretto.
Incolla i magneti con la supercolla negli incavi preparati. Quindi, dovrebbero essere avvolti con carta e il resto dello spazio dovrebbe essere riempito con resina epossidica.
Successivamente, prepariamo l'asse, che è meglio ordinare da un tornitore. All'interno della struttura cava dovrebbe esserci spazio per il cavo e un foro per il suo ingresso. Montiamo il supporto da un'asta di ferro. Per questo, utilizziamo una smerigliatrice, con la quale tagliamo due tubi (fissando il generatore su di essi) e saldiamo sull'altra estremità.
Passiamo alle lame, che possono essere ricavate da tubi da 16 cm per le acque reflue esterne. In questo caso, usa un seghetto alternativo.
Resta da assemblare il generatore eolico, fissando tutti gli elementi. Per cominciare, fissiamo il generatore, le pale, il rotore e la coda al binario di trasporto. Non dimenticare di chiudere il generatore con un involucro.
La centrale elettrica deve essere montata utilizzando un meccanismo a cerniera e l'albero è montato su una base di cemento con 4 bulloni.
Instradare il filo al centralino.
Collega tutti gli elementi ed esegui un test delle prestazioni.

Per facilitare la comprensione dell'intera sequenza di azioni durante l'assemblaggio di un parco eolico con le tue mani da uno vecchio, guarda il video:

Caratteristiche dell'assemblaggio di un generatore eolico verticale da un generatore per auto con le tue mani

Quando le persone "fatte in casa" pensano a come realizzare turbine eoliche da 220 V con le proprie mani, molto spesso usano i generatori di automobili come base. È facile da montare e per il lavoro avrai bisogno di:

generatore 12V da auto;
batteria;
convertitore da 12 a 220 W con potenza di 1,2 kW;
canna o secchio in alluminio o acciaio per le lame;
spia di controllo dall'auto;
interruttore;
voltmetro;
fili di rame con una sezione trasversale superiore a 2 mm;
morsetto per il fissaggio.

Per assemblare un generatore eolico verticale con le tue mani, avrai bisogno di un metro a nastro e una matita, un set di chiavi, un trapano elettrico e una smerigliatrice, nonché forbici di metallo. Di seguito vengono fornite istruzioni dettagliate per l'installazione.

Tabella 2. Montaggio di un generatore eolico verticale da un generatore per auto

Azione	Immagine
Il contenitore metallico preparato deve essere contrassegnato e tagliato in 4 parti uguali, ma questo non deve essere fatto completamente. In ogni parte, praticare i fori per i bulloni, che dovrebbero essere simmetrici.
Le lame non completamente tagliate sono leggermente piegate, la velocità di rotazione dipende direttamente da questo processo, quindi decidete in anticipo in quale direzione deve ruotare l'attrezzatura.
È necessario fissare le lame sulla puleggia e installare il generatore sull'albero utilizzando i morsetti e anche assemblare il cablaggio secondo lo schema preparato.
La cosa principale è collegare correttamente i fili a cui è collegata la batteria nello schermo, così come il convertitore.

Per semplificare la navigazione, guarda il video sull'opzione di assemblare un generatore eolico da un generatore per auto con le tue mani.

Il prezzo dell'elettricità è in costante aumento. Per sentirti a tuo agio fuori città nella calda estate e in una gelida giornata invernale, devi spendere molti soldi o cercare fonti di energia alternative. La Russia è un paese enorme con vaste aree pianeggianti. Sebbene nella maggior parte delle nostre regioni prevalgano venti lenti, correnti d'aria forti e violente soffiano sull'area scarsamente popolata. Pertanto, la presenza di un generatore eolico nella fattoria del proprietario di immobili suburbani è spesso giustificata. Il modello appropriato viene scelto in base all'area di applicazione e allo scopo effettivo di utilizzo.

Turbina eolica n. 1 - design di tipo rotativo

Puoi realizzare un semplice mulino a vento rotante con le tue mani. Certo, è improbabile che sia in grado di fornire elettricità a un grande cottage, ma è del tutto possibile fornire elettricità a una modesta casetta da giardino. Con esso puoi illuminare la sera gli annessi, illuminare i vialetti del giardino e il territorio.

Puoi leggere di più su altri tipi di fonti di energia alternativa in questo articolo:

Quindi, o quasi, sembra un generatore eolico rotativo fai-da-te. Come puoi vedere, non c'è nulla di super complicato nel design di questa attrezzatura.

Preparazione di parti e materiali di consumo

Per assemblare un generatore eolico, la cui potenza non supererà 1,5 kW, avremo bisogno di:

generatore da auto 12 V;
batteria ad acido o gel 12 V;
convertitore 12V - 220V a 700 W - 1500 W;
un grande contenitore in alluminio o acciaio inox: un secchio o una padella voluminosa;
relè di carica della batteria per autoveicoli e spia di controllo della carica;
interruttore semiermetico a "pulsante" per 12 V;
voltmetro da qualsiasi dispositivo di misurazione non necessario, puoi automobile;
bulloni con rondelle e dadi;
fili con una sezione trasversale di 2,5 mm 2 e 4 mm 2;
due morsetti con cui il generatore sarà fissato all'albero.

Per completare il lavoro avremo bisogno di forbici di metallo o una smerigliatrice, un metro a nastro, un pennarello o una matita da costruzione, un cacciavite, chiavi, un trapano, un trapano, tronchesi.

La maggior parte dei proprietari di case private non riconosce l'uso del riscaldamento geotermico, ma un tale sistema è promettente. Puoi leggere di più sui vantaggi e gli svantaggi di questo complesso nel seguente materiale:

Avanzamento del lavoro di progettazione

Faremo un rotore e rifaremo la puleggia dell'alternatore. Per iniziare, abbiamo bisogno di un contenitore di metallo di forma cilindrica. Molto spesso, una pentola o un secchio sono adattati per questi scopi. Prendi un metro a nastro e un pennarello o una matita da costruzione e dividi il contenitore in quattro parti uguali. Se tagliamo il metallo con le forbici, per inserirle devi prima fare dei buchi. Puoi anche usare una smerigliatrice se il secchio non è di latta verniciata o di acciaio zincato. In questi casi, il metallo si surriscalderà inevitabilmente. Taglia le lame senza tagliarle fino in fondo.

Per non sbagliare con le dimensioni delle lame che tagliamo nella vasca, è necessario fare delle misure attente e ricalcolare accuratamente il tutto.

Nella parte inferiore e nella puleggia segniamo e foriamo i bulloni. In questa fase, è importante prendersi il proprio tempo e disporre i fori simmetricamente per evitare squilibri durante la rotazione. Le lame devono essere piegate, ma non troppo. Quando eseguiamo questa parte del lavoro, prendiamo in considerazione il senso di rotazione del generatore. Di solito ruota in senso orario. A seconda dell'angolo della curva, aumenta l'area di influenza dei flussi del vento e, quindi, la velocità di rotazione.

Questa è un'altra opzione per le lame. In questo caso, ogni parte esiste separatamente e non come parte del contenitore da cui è stata tagliata.

Poiché ciascuna delle pale del mulino a vento esiste separatamente, è necessario avvitarle ciascuna. Il vantaggio di questo design è la sua maggiore manutenibilità

La benna con le lame finite deve essere fissata alla puleggia mediante bulloni. Installiamo il generatore sull'albero usando i morsetti, quindi colleghiamo i fili e assembliamo il circuito. È meglio riscrivere in anticipo il diagramma, i colori dei fili e i contrassegni dei contatti. Anche i cavi devono essere fissati sull'albero.

Per collegare la batteria, utilizziamo fili da 4 mm 2, la cui lunghezza non deve essere superiore a 1 metro. Colleghiamo il carico (elettrodomestici e illuminazione) utilizzando fili con una sezione trasversale di 2,5 mm 2. Non dimenticare di mettere il convertitore (inverter). Si collega alla rete ai contatti 7.8 con un filo da 4 mm 2.

Il design della turbina eolica è costituito da un resistore (1), un avvolgimento di avviamento del generatore (2), un rotore del generatore (3), un regolatore di tensione (4), un relè di corrente inversa (5), un amperometro (6), una batteria (7), un fusibile (8) , interruttore (9)

Vantaggi e svantaggi di un tale modello

Se tutto è fatto correttamente, questo generatore eolico funzionerà senza crearti problemi. Con una batteria da 75A e un convertitore da 1000 W, può alimentare l'illuminazione stradale, i dispositivi di videosorveglianza, ecc.

Lo schema dell'installazione mostra chiaramente come l'energia eolica viene convertita in elettricità e come viene utilizzata per lo scopo previsto.

I vantaggi di un tale modello sono evidenti: è un prodotto molto economico, facile da riparare, non richiede condizioni speciali per il suo funzionamento, funziona in modo affidabile e non viola il tuo comfort acustico. Gli svantaggi includono una bassa produttività e una forte dipendenza da forti raffiche di vento: le pale possono essere strappate dalle correnti d'aria.

Mulino a vento n. 2 - design assiale con magneti

Fino a poco tempo, in Russia non venivano realizzati mulini a vento assiali con statori privi di ferro su magneti al neodimio a causa dell'inaccessibilità di questi ultimi. Ma ora sono nel nostro paese e sono più economici dell'originale. Pertanto, i nostri artigiani hanno iniziato a produrre turbine eoliche di questo tipo.

Nel tempo, quando le capacità di un generatore eolico rotativo non forniranno più tutte le esigenze dell'economia, è possibile realizzare un modello assiale su magneti al neodimio

Cosa deve essere preparato?

Per la base del generatore assiale, è necessario prendere il mozzo dall'auto con i dischi dei freni. Se questa parte era in funzione, deve essere smontata, i cuscinetti controllati e lubrificati, la ruggine rimossa. Il generatore finito sarà verniciato.

Per pulire qualitativamente il mozzo dalla ruggine, utilizzare una spazzola metallica che può essere montata su un trapano elettrico. L'hub sarà di nuovo fantastico

Distribuzione e fissaggio di magneti

Dobbiamo attaccare i magneti sui dischi del rotore. In questo caso vengono utilizzati 20 magneti con una dimensione di 25x8 mm. Se decidi di realizzare un numero di poli diverso, usa la regola: in un generatore monofase devono esserci tanti poli quanti sono i magneti e in un generatore trifase il rapporto di 4/3 o 2/ Devono essere rispettati i 3 poli alle bobine. I magneti devono essere posizionati alternando i poli. Per assicurarti che la loro posizione sia corretta, usa un modello con i settori stampati su carta o sul disco stesso.

Se possibile, è meglio utilizzare magneti rettangolari piuttosto che rotondi, perché quelli rotondi hanno un campo magnetico concentrato al centro e quelli rettangolari lungo la loro lunghezza. I magneti opposti devono avere poli diversi. Per non confondere nulla, usa un pennarello per mettere "+" o "-" sulla loro superficie. Per determinare il polo, prendi un magnete e portane altri. Metti più sulle superfici attraenti e meno su quelle ripugnanti. Sui dischi i poli devono alternarsi.

I magneti sono posizionati correttamente. Prima di fissarli con resina epossidica, è necessario realizzare dei lati di plastilina in modo che la massa adesiva possa indurirsi e non il vetro sul tavolo o sul pavimento

Per fissare i magneti, è necessario utilizzare una colla forte, dopodiché la forza di adesione viene ulteriormente migliorata con resina epossidica. È pieno di magneti. Per evitare che la resina si diffonda, puoi realizzare bordi di plastilina o semplicemente avvolgere il disco con del nastro adesivo.

Generatori trifase e monofase

Uno statore monofase è peggio di uno trifase, perché vibra quando è caricato. Ciò è dovuto alla differenza di ampiezza della corrente, che si verifica a causa del suo ritorno non costante per un momento nel tempo. Il modello trifase non soffre di questo svantaggio. La potenza in esso contenuta è sempre costante, perché le fasi si compensano a vicenda: se la corrente scende in una, aumenta nell'altra.

In una disputa tra le opzioni monofase e trifase, quest'ultima esce vincitrice, perché le vibrazioni aggiuntive non prolungano la vita dell'apparecchiatura e irritano l'orecchio.

Di conseguenza, la potenza di un modello trifase è superiore del 50% rispetto a quella di un modello monofase. Un altro vantaggio dell'assenza di vibrazioni non necessarie è il comfort acustico quando si lavora sotto carico: il generatore non ronza durante il suo funzionamento. Inoltre, le vibrazioni mettono sempre fuori servizio il generatore eolico prima della scadenza della sua vita utile.

Processo di avvolgimento della bobina

Qualsiasi specialista ti dirà che prima di avvolgere le bobine, devi fare un calcolo accurato. E qualsiasi praticante farà tutto intuitivamente. Il nostro generatore non sarà troppo veloce. Vogliamo che la batteria da 12 volt inizi a caricarsi a 100-150 giri / min. Con tali dati iniziali, il numero totale di giri in tutte le bobine dovrebbe essere 1000-1200 pezzi. Resta da dividere questa cifra per il numero di bobine e scoprire quanti giri ci saranno in ciascuna.

Per rendere il generatore eolico più potente alle basse velocità, è necessario aumentare il numero di poli. In questo caso, la frequenza delle oscillazioni di corrente nelle bobine aumenterà. Per le bobine di avvolgimento, è meglio utilizzare un filo spesso. Ciò ridurrà la resistenza, il che significa che la corrente aumenterà. Va notato che ad alta tensione, la corrente può essere "mangiata" dalla resistenza dell'avvolgimento. Una semplice macchina fatta in casa ti aiuterà ad avvolgere bobine di alta qualità in modo rapido e preciso.

Lo statore è contrassegnato, le bobine sono deposte al loro posto. Per il loro fissaggio viene utilizzata resina epossidica, il cui deflusso è nuovamente contrastato da paraurti di plastilina.

A causa del numero e dello spessore dei magneti posti sui dischi, le prestazioni dei generatori possono variare considerevolmente. Per scoprire quale potenza aspettarsi di conseguenza, puoi avvolgere una bobina e farla scorrere nel generatore. Per determinare la potenza futura, dovresti misurare la tensione a determinate velocità senza carico.

Ad esempio, a 200 rpm, si ottengono 30 volt con una resistenza di 3 ohm. Sottraiamo da 30 volt la tensione della batteria di 12 volt e dividiamo i 18 volt risultanti per 3 ohm. Il risultato è 6 ampere. Questo è il volume che andrà alla batteria. Anche se in pratica, ovviamente, risulta meno a causa delle perdite nel ponte a diodi e nei fili.

Molto spesso, le bobine sono arrotondate, ma è meglio allungarle leggermente. Allo stesso tempo, c'è più rame nel settore e le spire delle bobine sono più dritte. Il diametro del foro interno della bobina dovrebbe corrispondere alle dimensioni del magnete o essere leggermente più grande di esso.

Vengono eseguiti test preliminari dell'apparecchiatura risultante, che ne confermano le eccellenti prestazioni. Nel tempo, questo modello può essere migliorato.

Quando si realizza lo statore, tenere presente che il suo spessore deve corrispondere allo spessore dei magneti. Se il numero di giri nelle bobine viene aumentato e lo statore è più spesso, lo spazio tra i dischi aumenterà e il flusso magnetico diminuirà. Di conseguenza, può essere generata la stessa tensione, ma meno corrente a causa della maggiore resistenza delle bobine.

Il compensato è usato come forma per lo statore, ma puoi contrassegnare i settori per le bobine su carta e creare bordi dalla plastilina. La robustezza del prodotto aumenterà la fibra di vetro posta sul fondo dello stampo e sopra le bobine. La resina epossidica non deve aderire allo stampo. Per fare questo, è lubrificato con cera o vaselina. Per lo stesso scopo, puoi usare una pellicola o un nastro. Le bobine sono fissate l'una all'altra immobile, le estremità delle fasi vengono messe in evidenza. Quindi tutti e sei i fili sono collegati da un triangolo o da una stella.

Il gruppo del generatore viene testato utilizzando la rotazione della mano. La tensione risultante è di 40 volt, mentre l'intensità della corrente è di circa 10 ampere.

Fase finale - albero ed elica

L'altezza effettiva dell'albero finito era di 6 metri, ma sarebbe stato meglio farlo 10-12 metri. La base per questo deve essere concreta. È necessario effettuare un tale fissaggio in modo che il tubo possa essere sollevato e abbassato utilizzando un argano manuale. Una vite è attaccata alla parte superiore del tubo.

Il tubo in PVC è un materiale affidabile e abbastanza leggero, con il quale è possibile realizzare una vite per mulino a vento con una curva predeterminata

Per la fabbricazione della vite è necessario un tubo in PVC, il cui diametro è di 160 mm. Da esso deve essere tagliata una vite da due metri a sei lame. Ha senso sperimentare la forma delle pale per aumentare la coppia ai bassi regimi. Da un forte vento, la vite deve essere rimossa. Questa funzione viene eseguita utilizzando una coda pieghevole. L'energia generata viene immagazzinata nelle batterie.

L'albero deve essere alzato e abbassato con un argano a mano. Ulteriore stabilità strutturale può essere data utilizzando cavi di tensione.

La tua attenzione è rivolta a due opzioni per le turbine eoliche, che sono più spesso utilizzate dai residenti estivi e dai proprietari di immobili suburbani. Ognuno di loro è efficace a modo suo. Soprattutto il risultato dell'utilizzo di tali apparecchiature si manifesta in aree con forti venti. In ogni caso, un tale assistente in casa non farà mai male.