DIY Windparks für zu Hause: Beschreibung, Typen und Leistung

Ohne Strom ist ein komfortables Leben auch im bequemsten und größten Landhaus nicht möglich. Das erste, was die Eigentümer neu gebauter Cottages tun, ist, sie an die Stromleitungen anzuschließen. Aber was ist, wenn das Gebäude in einer abgelegenen Gegend gebaut wurde und es einfach keine Leitung in der Nähe gibt? Solche Häuser werden normalerweise mit einem Diesel- oder Gasgenerator elektrifiziert, während eine Windmühle installiert wird. Ein solches Schema ermöglicht es Ihnen, die Energieversorgung des Gebäudes konstant und relativ kostengünstig zu gestalten. Außerdem Windparks haben ein ziemlich einfaches Design. Auf Wunsch können solche Geräte auch mit eigenen Händen hergestellt werden.

Arbeitsprinzip

Das Funktionsschema der Windmühle ist recht einfach und sieht wie folgt aus:

• Wenn der Wind um die Blätter fließt, erzeugt der Rotor einen instabilen elektrischen Wechselstrom.
• Wechselstrom wird vom Regler gleichgerichtet und dient zum Aufladen der Batterien.
• Der im Design enthaltene Wechselrichter wandelt den Strom aus den Batterien in Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz (für die meisten Haushaltsgeräte geeignet) und einer Spannung von 220/380 V um.

Der Rotor mit Schaufeln ist an einem speziellen Mast montiert. Das Funktionsprinzip eines Windparks beruht somit auf der Umwandlung von Windenergie in elektrische Energie. Die Leistung dieses Generatortyps hängt auch von der Masthöhe ab. Denn je länger es ist, desto höher ist die Windgeschwindigkeit. Die Länge der Stange sollte auf keinen Fall weniger als 4 m (vom Dach des Gebäudes) betragen. Am häufigsten beträgt dieser Indikator jedoch 14 bis 24 m. Eine Windmühle wird entweder auf einer Betonstelle oder unter Verwendung von Dehnungsstreifen installiert. Manchmal wird dieses Gerät an der Wand der Struktur befestigt.

Hochleistungswindparks (Industrie) werden häufig sogar in Form eines großen Turms errichtet. Solche Konstruktionen werden hauptsächlich in jenen kleinen Ländern verwendet, in denen es nur wenige andere Stromquellen gibt.

Arten von Windmühlen

Es gibt nur zwei Haupttypen solcher Stromerzeuger:

• mit einer vertikalen Achse;
• mit einer horizontalen Achse.

Aus eigener Kraft können Windkraftanlagen dieser beiden Typen gebaut werden. Horizontale Modelle werden normalerweise durch das Heck ergänzt. Solche Modelle sind recht schwierig herzustellen, haben eine gute Leistung, aber sie produzieren mehr Lärm als vertikale Modelle.

Wie mache ich ein Projekt?

Jeder Heimwindpark wird nach vorgefertigten Zeichnungen zusammengebaut. Wenn Sie ein Diagramm eines solchen Generators erstellen, sollten Sie zunächst Folgendes bestimmen:

1. Mit seiner Kraft. In Landhäusern werden üblicherweise 200-500 Watt Geräte eingesetzt.
2. Mit der Form, Länge und Anzahl der Klingen. Diese Parameter bestimmen im Prinzip zusammen mit der Windkraft die Leistung der Anlage.

Klingen für hausgemachte Windmühlen können verwendet werden:

1. Segeln. Diese Sorte ist einfach herzustellen, hat aber keine sehr gute Aerodynamik. Solche Klingen haben die übliche rechteckige Form und werden einfach in einem bestimmten Winkel im Kreis montiert.
2. Geflügelt. Sie haben eine stromlinienförmige Form, die Turbulenzen beseitigt und es Ihnen ermöglicht, einen leistungsstarken, produktiven Generator herzustellen. Solche Schaufeln werden in Stationen am häufigsten eingesetzt.

Vertikale Windmühle: Auswahl der Ausrüstung

DIY-Windparks werden aus verschiedenen Materialien hergestellt. Ein ziemlich leistungsfähiges und produktives vertikales Modell kann erstellt werden mit:

• 12V Auto Generator;
• Gel- oder Säure-Batterie 12 V;
• Autobatterie Laderelais;
• irgendein Voltmeter.

Die Flügel vertikaler Windgeneratoren bestehen normalerweise aus einer Art Metall- oder Kunststoffbehälter mit großem Volumen (Fässer, Eimer, Pfannen usw.).

Von den zusätzlich verwendeten Elementen:

• 12V Schalter;
• Wandler (Wechselrichter) 12 V - 220 V auf 700 W - 1500 W.

Natürlich benötigen Sie auch Drähte, einen Mast und alle Arten von Befestigungselementen (Bolzen, Klemmen).

Die Technologie zur Herstellung eines vertikalen Generators

Mit der Herstellung eines Rotors mit Schaufeln beginnen sie, Windparks für zu Hause zu montieren. Um diesen Vorgang abzuschließen, benötigen Sie ein Maßband und einen Marker. Markieren Sie mit ihrer Hilfe die Klingen. Ein Eimer oder eine Pfanne ist in vier gleiche Teile geteilt. Dann werden die Klingen mit einer Schleifmaschine oder einer Schere ausgeschnitten und für Metall gebogen. Weiterhin sollte das Verfahren wie folgt sein:

1. Löcher für die Riemenscheibe und die Schrauben sind in den Boden des Tanks geschnitten.
2. Der Löffel ist an der Riemenscheibe befestigt.
3. Ein Generator wird mit Klammern am Mast befestigt.
4. Gehende Kette. Es wird empfohlen, die Kabel am Mast zu befestigen.
5. Die Batterie ist angeschlossen. In diesem Fall ist es wünschenswert, Drähte mit einem Querschnitt von 4 mm zu verwenden². Ihre Länge sollte 1 m nicht überschreiten.
6. Der Wechselrichter ist montiert. Es sollte mit 4 mm Drähten angeschlossen werden².
7. Mit 2,5 mm Drähten² Verbraucher schließen sich an.
8. Der Mast wird am ausgewählten Ort installiert.

Mit dieser Technologie werden recht zuverlässige vertikale Windparks aufgebaut. Wie solche Modelle funktionieren, haben wir oben betrachtet. Mit nach diesem Schema aufgebauten Geräten können beispielsweise der Innenhof und die Nebengebäude beleuchtet, eine Alarmanlage, eine Videokamera usw. betrieben werden. Leider ist eine solche relativ einfache Station jedoch nicht zu produktiv.

Elemente des Aufbaus eines horizontalen Generators

Windparks dieser Art sind, wie bereits erwähnt, etwas schwieriger herzustellen und weisen zudem häufiger einen besseren Wirkungsgrad auf. Das Design des Horizontalachsengenerators umfasst:

1. Radschaufeln. Besser, wenn sie geflügelt sind.
2. Generator.
3. Bett unter der Generatorwelle.
4. Seitliches Schulterblatt. Dieses Element hat eine Schutzfunktion, wenn der Wind zu stark ist.
5. Rahmen zur Befestigung von Stationsknoten.
6. Stromabnehmer.
7. Raddreheinheit.
8. Masten
9. Shank.

Auswahl der Ausrüstung für ein horizontales Modell

Windparks für diesen Haustyp werden ebenfalls aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt. Es ist zum Beispiel sehr einfach, eine horizontale Windmühle aus einem herkömmlichen Außenraumventilator zusammenzubauen. Ein solches Modell wird jedoch ineffizient sein. Mit einem Generator eines mit einem USB-Anschluss ausgestatteten Lüfters können Sie beispielsweise nur das Telefon aufladen oder Radio hören. Um Haushaltsgeräte anzuschließen, benötigen Sie natürlich ein leistungsfähigeres und gründlicheres Modell.

Ziemlich produktive Mini-Windkraftanlagen für zu Hause können zum Beispiel mit solchen Geräten und Materialien hergestellt werden:

• Kunststoffrohr für Druckkanal mit einem Durchmesser von 160 mm unter den Messern;
• Sperrholz zum Befestigen der Klingen;
• Stahlwasserrohr mit einem Durchmesser von 100 mm unter dem Mast;
• Generator (250 W Taktmotor);
• Stahlblech 12 mm;
• Duraluminiumbetten;
• Profilrohr 40x20x2,5 für eine schützende Seitenschaufel;
• Federn aus Kohlenstoffstahl;
• Fahrradseil für Dehnungsstreifen.

Horizontaler Windpark zum Selbermachen: Rad

Um ein solches Modell wie auch ein vertikales zu erstellen, beginnen sie mit der Hauptarbeitseinheit. In diesem Fall ist es ein Rad. Die Klingen aus dem Abwasserrohr werden nach dem Muster geschnitten. Ihre Form sollte dem Flügel eines Flugzeugs ähneln. Insgesamt werden 6 Klingen benötigt. Sie montieren das Rad auf einem speziellen Kopf, den Sie selbst herstellen können. Dazu wird ein Ring aus Stahlblech ausgeschnitten und sechs Träger mit Löchern zur Befestigung der Klingen angeschweißt.Das fertige Rad muss ausgewuchtet sein. Einfach ausgedrückt, müssen Sie sicherstellen, dass sich die Blätter bei Windstille nicht spontan drehen. Führen Sie das Auswuchten in einer Garage oder einem anderen Raum durch. Auf der Straße kann selbst die leichteste Brise diesen Vorgang stören.

Horizontaler Modellgenerator und Rahmen

Der Fahrradmotor sollte so sicher wie möglich am Bett montiert sein. Letzteres besteht aus Duraluminiumplatte. Darin müssen Sie ein Gewindeloch für die Welle des Fahrradmotors bohren. An den Ecken der Platte werden Befestigungslöcher zur Befestigung am Rahmen gebohrt. Die Generatorwelle im Bett ist mittels einer Mutter mit Sicherungsscheibe fixiert. Andernfalls wird gescrollt. Der Rahmen eines horizontalen Windgenerators besteht aus einer Stahlplatte. Sie können auch ein Stück Kanal verwenden.

Stromabnehmer und Dreheinheit

Damit sich der Generator in Windrichtung dreht, wird eine spezielle Konstruktion montiert. Sie bilden eine rotierende Anordnung von Lagern und Buchsen. Letzterer ist über den Flansch mit dem Mast verbunden. Eine Kupplung ist mit dem Rahmen verschweißt. Der Stromabnehmer wird wie folgt zusammengebaut:

• Auf den Drehknoten legen Sie Kontakte aus Messingdraht mit 4 mm Lötdraht²;
• bedecke die Kontakte mit einem Plastikbecher und fülle sie mit Epoxy;
• Nachdem das Harz ausgehärtet ist, schleifen Sie das Teil (bis Kontakte auftreten).

Ein Stromabnehmer wird benötigt, damit sich die Drähte beim Drehen der Windmühle nicht um den Mast wickeln und nicht verdrehen. Als beweglichen Kontakt können Sie Bürsten vom Autostarter verwenden.

Schutzklinge

Dieses Element besteht aus einem Profilrohr und einer Stahlplatte von 1-2 mm. Auch in seiner Konstruktion verwendet eine Feder. Das Funktionsprinzip dieses Schutzelements ist einfach. Sobald die Kraft des Windes die Steifheit der Feder überschreitet, fängt die Windmühle an zu falten. Während eines Hurrikans stehen die Schaufeln einfach parallel zur Bewegung des Luftstroms. Und dies verhindert den Sturz oder Ausfall von Geräten. Das Heck des Hecks der Windmühle ist mit einem Scharnier (mit einem Durchmesser von 12 mm oder mehr) aus Baustahl am Rahmen befestigt.

Wie installiert man

Windparks sollten von verschiedenen Hindernissen (Gebäuden, Bäumen usw.) entfernt sein. Unter dem Mast lohnt es sich, die Betonplatte einzuschütten. Andernfalls drückt es durch den Boden. Als Verlängerungen können am einfachsten Kabel mit einem Querschnitt von 6 mm oder mehr verwendet werden. Sie sollten auch an starken Stahlstiften befestigt werden, die in Beton gegossen werden. Am Mast selbst werden Dehnungsstreifen mit Hilfe von Klammern befestigt. Eine Stange mit einem Rad wird normalerweise mit einem Gegengewichtsausleger montiert.

Solargeneratoren

Diese Ausrüstung wird oft zusätzlich zu Windmühlen verwendet. Die Kombination dieser beiden Geräte ermöglicht es Ihnen, die effizienteste Energieversorgung zu Hause zu organisieren. Wind- und Solarkraftwerke sind ähnlich aufgebaut. Die Komponenten der zweiten sind:

• Batterien
• Ladungswandler und Steuerungen.

In diesem Fall werden jedoch Photozellen anstelle von Klingen als Hauptarbeitseinheit verwendet. Wenn Sie einen solchen Generator wie eine Windmühle zusammenbauen möchten, können Sie dies auf Wunsch selbst tun. Dieses Verfahren ist nicht zu kompliziert, aber das Problem kann der Kauf von Solarzellen sein. Tatsache ist, dass sie sehr teuer sind.

Solar- und Windenergieanlagen für den Eigenheimgebrauch geben Energie frei und gelten daher als vielversprechend. Trotz der relativ geringen Effizienz und der hohen Kosten sind Geräte dieses Typs bei Eigentümern von Landhäusern ungewöhnlich beliebt. In jedem Fall muss sich eine solche Installation auszahlen.