Bez struje lagodan život nije moguć čak ni u najpovoljnijoj i najvećoj seoskoj kući. Prvo što rade vlasnici novoizgrađenih vikendica jest povezati ih s dalekovodima. Ali što ako je zgrada izgrađena na udaljenom području i jednostavno nema linije u blizini? Ovakve kuće obično se elektrificiraju pomoću dizelskog ili plinskog generatora za vrijeme postavljanja vjetrenjače. Takva shema omogućuje vam da napajanje zgrade postane konstantno i relativno jeftino. Osim toga, vjetroelektrane imaju prilično jednostavan dizajn. Po želji se takva oprema može izraditi uključujući i vlastitim rukama.
Princip rada
Shema rada vjetrenjače prilično je jednostavna i izgleda kako slijedi:
- Kad vjetar struji oko lopatica, rotor stvara nestabilnu izmjeničnu električnu struju.
- Naizmjenična struja ispravlja regulator i koristi se za ponovno punjenje baterija.
- Pretvarač koji je uključen u dizajn pretvara struju iz baterija u izmjeničnu struju frekvencije 50 Hz (pogodno za većinu kućanskih aparata) i napon 220/380 V.
Rotor s noževima montiran je na posebnom jarbolu. Načelo djelovanja vjetroelektrane temelji se na pretvaranju energije vjetra u električnu. Snaga ove vrste generatora također ovisi o visini jarbola. Uostalom, što je duže, to je veća brzina vjetra. Duljina stupa u svakom slučaju ne smije biti manja od 4 m (od krova zgrade). Ali najčešće je ovaj pokazatelj 14-24 m. Vjetrenjača je instalirana ili na betonskom mjestu, ili pomoću strija. Ponekad je ovaj uređaj pričvršćen na zid strukture.
Vjetroelektrane velike snage (industrijske) često su čak izgrađene u obliku velikog tornja. Takvi se projekti koriste uglavnom u onim malim zemljama u kojima ima malo drugih izvora električne energije.
Vrste vjetrenjača
Postoje samo dvije glavne vrste takvih generatora energije:
- s okomitom osi;
- s vodoravnom osi.
Učinite li to sami, možete napraviti vjetroelektrane obje ove vrste. Horizontalni modeli obično se nadopunjuju repom. Takvi su modeli prilično teški za proizvodnju, imaju dobre performanse, ali proizvode više buke od vertikalnih.
Kako napraviti projekt
Bilo koja kućna vjetroelektrana sastavlja se prema unaprijed dizajniranim crtežima. Prilikom sastavljanja dijagrama takvog generatora prvo biste trebali utvrditi:
- Svojom snagom. U seoskim kućama obično se koriste uređaji od 200-500 vata.
- S oblikom, duljinom i brojem lopatica. Ti parametri, zajedno sa snagom vjetra, u principu određuju snagu instalacije.
Lopatice za domaće vjetrenjače mogu se koristiti:
- Jedrenje. Ova je sorta jednostavna za proizvodnju, ali nema vrlo dobru aerodinamiku. Takvi noževi imaju uobičajeni pravokutni oblik i jednostavno se postavljaju u krug pod određenim kutom.
- Wing. Imaju racionalan oblik koji uklanja turbulencije i omogućuje vam da napravite snažan, produktivan generator. Takvi se noževi u stanicama najčešće koriste.
Vertikalna vjetrenjača: odabir opreme
DIY vjetroelektrane izrađuju se iz različitih materijala. Prilično moćan i produktivan vertikalni model može se izraditi koristeći:
- 12V generator automobila;
- gel ili kisela baterija 12 V;
- relej punjenja akumulatora u automobilu;
- bilo koji voltmetar.
Lopatice vertikalnih vjetroelektrana obično se izrađuju od neke vrste metalnog ili plastičnog spremnika velike zapremine (bačve, kante, tave itd.).
Od dodatnih korištenih elemenata:
- 12V sklopka;
- pretvarač (pretvarač) 12 V - 220 V do 700 W - 1500 W.
Također, naravno, trebat će vam žice, jarbol i sve vrste učvršćivača (vijci, stezaljke).
Tehnologija izrade vertikalnog generatora
Počinju okupljati vjetroelektrane za dom s proizvodnjom rotora s noževima. Da biste dovršili ovu operaciju, trebat će vam mjerač vrpce i marker. Uz njihovu pomoć označite lopatice. Žlica ili tava podijeljeni su u četiri jednaka dijela. Zatim se brusilicom ili škarama rezači i savijaju za metal. Nadalje, postupak treba biti sljedeći:
- Na dnu spremnika izrezane su rupe za remenicu i vijke.
- Žlica je fiksirana na remenici.
- Na jarbol se pomoću stezaljki postavlja generator.
- Lanac. Preporučljivo je popraviti žice na jarbolu.
- Baterija je spojena. U ovom slučaju poželjno je koristiti žice s presjekom od 4 mm2, Njihova duljina ne smije biti veća od 1 m.
- Pretvarač je montiran. Trebao bi biti povezan pomoću žica od 4 mm2.
- Sa žicama od 2,5 mm2 potrošači se pridružuju.
- Stup je ugrađen na odabrano mjesto.
Pomoću ove tehnologije sastavljene su prilično pouzdane vertikalne vjetroelektrane. Kako funkcioniraju takvi modeli, razmotrili smo gore. Korištenjem opreme sastavljene prema ovoj shemi moguće je, na primjer, osigurati rasvjetu za dvorište i gospodarske zgrade, rad alarmnog sustava, video kamere itd. Ali, nažalost, takva relativno jednostavna stanica neće biti previše produktivna.
Elementi konstrukcije vodoravnog generatora
Vjetroelektrane ovog tipa su, kao što je već spomenuto, nešto teže izraditi i, štoviše, češće imaju bolju učinkovitost. Dizajn generatora vodoravne osi uključuje:
- Oštrice na kotačima. Bolje ako su krilati.
- Generator.
- Krevet ispod vratila generatora.
- Bočna lopatica. Ovaj element ima zaštitnu funkciju kada je vjetar prejak.
- Okvir za učvršćivanje čvorova stanica.
- Kolekcionar struje.
- Jedinica za okretanje kotača.
- Mast.
- Shank.
Odabir opreme za horizontalni model
Vjetroelektrane za ovu vrstu kuća također su izrađene od širokog spektra materijala. Na primjer, vrlo je jednostavno sastaviti vodoravnu vjetrenjaču s uobičajenog ventilatora za vanjsku sobu. Ali takav će model biti neučinkovit. Pomoću generatora iz ventilatora opremljenog USB priključkom možete samo, na primjer, napuniti telefon ili slušati radio. Za povezivanje kućanskih aparata trebat će vam, naravno, snažniji i temeljitiji model.
Prilično produktivne kućne mini vjetroelektrane mogu se, na primjer, napraviti takvom opremom i materijalima:
- plastična cijev za tlačnu kanalizaciju promjera 160 mm ispod lopatica;
- šperploča za pričvršćivanje noževa;
- čelična cijev za vodu promjera 100 mm ispod jarbola;
- generator (motor sa 250 W ciklusa);
- lima čelik 12 mm;
- duralumin kreveti;
- profilna cijev 40x20x2,5 za zaštitnu bočnu lopatu;
- opruge od ugljičnog čelika;
- biciklističko uže za strije.
Uradi sam vodoravnu vjetroelektranu: kotač
Da bi napravili takav model, kao i vertikalni, započinju s glavnom radnom jedinicom. U ovom slučaju to je kotač. Lopatice iz kanalizacijske cijevi rezane su prema obrascu. Njihov oblik trebao bi nalikovati krilu aviona. Ukupno će biti potrebno 6 noževa. Oni sastavljaju kotač na posebnoj glavi, koju možete sami napraviti. Za to je izrezan prsten od čeličnog lima i na njega su zavarene šest greda s rupama za pričvršćivanje noževa.Gotov kotač mora biti uravnotežen. Jednostavno rečeno, morate osigurati da se lopatice u nedostatku vjetra ne okreću spontano. Izvršite ravnotežu u garaži ili drugoj sobi. Na ulici čak i najlakši povjetarac može ometati ovaj postupak.
Horizontalni model generatora i okvira
Motor na biciklu treba montirati što je moguće sigurnije na krevet. Potonji je izrađen od duralumin ploče. U njemu trebate napraviti otvor s navojem za osovinu motora bicikla. Na uglovima ploče izbušene su montažne rupe za pričvršćivanje na okvir. Osovina generatora u krevetu fiksirana je pomoću matice s podloškom. U suprotnom će se pomaknuti. Okvir vodoravnog generatora vjetra izrađen je od čelične ploče. Možete upotrijebiti i dio kanala.
Kolektor struje i rotacijska jedinica
Da bi se generator okretao u smjeru vjetra, sastavlja se poseban dizajn. Izrađuju rotacijski sklop ležajeva i čahura. Potonji je povezan s jarbolom kroz prirubnicu. Na okvir je zavaren spoj. Strujni kolektor sastavlja se kako slijedi:
- na rotacijskom čvoru postavite kontakte izrađene od mesingane žice s lemljenim žicama od 4 mm2;
- pokriti kontakte plastičnom šalicom i napuniti epoksidom;
- nakon što se smola stvrdne, brusite dio (dok se ne pojave kontakti);
Kolektor struje potreban je tako da se kada se vjetrenjača okreće, žice ne omotavaju oko jarbola i ne okreću se. Kao pokretni kontakt možete koristiti četke s pokretača automobila.
Zaštitna oštrica
Ovaj je element izrađen od profilne cijevi i čelične ploče od 1-2 mm. Također u svom dizajnu koristi oprugu. Princip rada ovog zaštitnog elementa je jednostavan. Čim sila vjetra pređe krutost opruge, vjetrenjača će se početi savijati. Tijekom uragana, lopatice jednostavno stoje paralelno s kretanjem zračnog toka. A to će ukloniti pad ili kvar opreme. Rep repa vjetrenjače pričvršćen je na okvir preko šarke (promjera 12 mm ili više) izrađene od konstrukcijskog čelika.
Kako instalirati
Vjetroelektrane trebaju biti smještene daleko od raznih prepreka (zgrade, drveće itd.). Ispod jarbola vrijedi uliti betonski jastučić. Inače će se gurnuti kroz tlo. Kao produžetke najlakše je koristiti kabele s presjekom od 6 mm ili više. Treba ih fiksirati i na jake čelične klinove izlivene u beton. Na samom jarbolu strije su učvršćene stezaljkama. Stup s kotačem obično se postavlja pomoću potporne šipke.
Solarni generatori
Ova oprema se često koristi pored vjetrenjača. Kombinacija ova dva uređaja omogućuje vam organiziranje najučinkovitije opskrbe energijom kod kuće. Vjetroelektrane i solarne elektrane imaju sličan dizajn. Dijelovi drugog su:
- baterije;
- pretvarači i kontroleri naboja.
Međutim, u ovom se slučaju kao glavna radna jedinica koriste fotoćelije, a ne noževi. Da biste sastavili takav generator, poput vjetrenjače, možete to učiniti sami ako želite. Ovaj postupak nije previše kompliciran, ali problem može biti kupnja solarnih ćelija. Činjenica je da su vrlo skupe.
Solarne i vjetroelektrane za dom koriste besplatnu energiju, pa se stoga smatraju opremom vrlo perspektivnom. Unatoč relativno niskoj učinkovitosti i visokoj cijeni, uređaji ove vrste neobično su popularni kod vlasnika seoskih kuća. Doista se u svakom slučaju takva instalacija mora isplatiti.
