Bez prądu wygodne życie jest niemożliwe nawet w najwygodniejszym i największym wiejskim domu. Pierwszą rzeczą, którą robią właściciele nowo wybudowanych domków, jest podłączenie ich do linii energetycznych. Ale co, jeśli budynek został zbudowany w odległym obszarze i po prostu nie ma linii w pobliżu? Takie domy są zwykle zelektryfikowane przy użyciu diesla lub generatora gazu podczas instalacji wiatraka. Taki schemat pozwala na stałe i względnie niedrogie zasilanie budynku. Poza tym farmy wiatrowe mają dość prosty projekt. W razie potrzeby można wykonać taki sprzęt, w tym własnymi rękami.
Zasada działania
Schemat działania wiatraka jest dość prosty i wygląda następująco:
- Kiedy wiatr przepływa wokół łopat, wirnik wytwarza niestabilny przemienny prąd elektryczny.
- Prąd przemienny jest prostowany przez sterownik i służy do ładowania akumulatorów.
- Inwerter zawarty w projekcie przekształca prąd z akumulatorów w prąd przemienny o częstotliwości 50 Hz (odpowiedni dla większości urządzeń gospodarstwa domowego) i napięciu 220/380 V.
Wirnik z łopatkami jest zamontowany na specjalnym maszcie. Zasada działania farmy wiatrowej opiera się zatem na zamianie energii wiatru na energię elektryczną. Moc tego typu generatora zależy również od wysokości masztu. W końcu im dłuższy, tym wyższa prędkość wiatru. Długość słupa w żadnym wypadku nie powinna być mniejsza niż 4 m (od dachu budynku). Ale najczęściej ten wskaźnik wynosi 14-24 m. Wiatrak jest instalowany na betonowym miejscu lub przy użyciu rozstępów. Czasami to urządzenie jest przymocowane do ściany konstrukcji.
Farmy wiatrowe dużej mocy (przemysłowe) są często budowane nawet w formie dużej wieży. Takie projekty są stosowane głównie w tych małych krajach, w których istnieje niewiele innych źródeł energii elektrycznej.
Rodzaje wiatraków
Istnieją tylko dwa główne typy takich generatorów energii:
- z osią pionową;
- z osią poziomą.
Zrób to sam, możesz wykonać elektrownie wiatrowe obu tych typów. Modele poziome są zwykle uzupełnione ogonem. Takie modele są dość trudne w produkcji, mają dobrą wydajność, ale wytwarzają więcej hałasu niż modele pionowe.
Jak zrobić projekt
Każda domowa farma wiatrowa jest montowana zgodnie z wcześniej zaprojektowanymi rysunkami. Przygotowując schemat takiego generatora, powinieneś najpierw ustalić:
- Dzięki swojej mocy. W domach wiejskich zwykle stosuje się urządzenia o mocy 200-500 watów.
- Z kształtem, długością i liczbą ostrzy. Te parametry, wraz z energią wiatrową, w zasadzie określają moc instalacji.
Można stosować ostrza do domowych wiatraków:
- Żeglarstwo Ta odmiana jest łatwa w produkcji, ale nie ma bardzo dobrej aerodynamiki. Takie ostrza mają zwykle prostokątny kształt i są po prostu montowane w okręgu pod pewnym kątem.
- Skrzydlaty Mają opływowy kształt, który eliminuje turbulencje i pozwala stworzyć potężny, produktywny generator. Takie ostrza w stacjach są najczęściej używane.
Wiatrak pionowy: wybór sprzętu
Farmy wiatrowe DIY są wykonane z różnych materiałów. Dość mocny i produktywny model pionowy można wykonać za pomocą:
- Generator samochodowy 12V;
- akumulator żelowy lub kwasowy 12 V;
- przekaźnik ładowania akumulatora samochodowego;
- dowolny woltomierz.
Ostrza pionowych generatorów wiatrowych są zwykle wykonane z pewnego rodzaju metalowego lub plastikowego pojemnika o dużej objętości (beczki, wiadra, patelnie itp.).
Z zastosowanych dodatkowych elementów:
- Przełącznik 12V;
- konwerter (falownik) 12 V - 220 V na 700 W - 1500 W.
Potrzebne będą również druty, maszt i wszelkiego rodzaju elementy złączne (śruby, zaciski).
Technologia wytwarzania generatora pionowego
Zaczynają montować farmy wiatrowe dla domu, wytwarzając wirnik z łopatami. Aby ukończyć tę operację, potrzebujesz taśmy mierniczej i markera. Z ich pomocą zaznacz ostrza. Wiadro lub patelnia jest podzielona na cztery równe części. Następnie za pomocą szlifierki lub nożyczek ostrza są wycinane i gięte pod kątem metalu. Ponadto procedura powinna wyglądać następująco:
- Otwory na koło pasowe i śruby są wycinane na dnie zbiornika.
- Wiadro jest przymocowane do koła pasowego.
- Generator jest zamontowany na maszcie za pomocą zacisków.
- Idzie łańcuch. Wskazane jest, aby naprawić przewody na maszcie.
- Bateria jest podłączona. W takim przypadku pożądane jest stosowanie drutów o przekroju 4 mm2. Ich długość nie powinna przekraczać 1 m.
- Falownik jest zamontowany. Powinien być podłączony za pomocą przewodów 4 mm2.
- Z drutami 2,5 mm2 dołączają konsumenci.
- Maszt jest zainstalowany w wybranej lokalizacji.
Dzięki tej technologii montuje się dość niezawodne pionowe farmy wiatrowe. Jak działają takie modele, rozważaliśmy powyżej. Korzystając ze sprzętu zmontowanego zgodnie z tym schematem, można na przykład zapewnić oświetlenie dziedzińca i budynków gospodarczych, działanie systemu alarmowego, kamery wideo itp. Ale niestety taka stosunkowo prosta stacja nie będzie zbyt produktywna.
Elementy budowy generatora poziomego
Farmy wiatrowe tego typu są, jak już wspomniano, nieco trudniejsze w produkcji, a ponadto częściej mają lepszą wydajność. Generator osi poziomej obejmuje:
- Ostrza do kół. Lepiej, jeśli są skrzydlate.
- Generator
- Łóżko pod wałem generatora.
- Łopatka boczna. Ten element pełni funkcję ochronną, gdy wiatr jest zbyt silny.
- Rama do mocowania węzłów stacji.
- Kolektor prądu.
- Jednostka obracająca koła.
- Maszty
- Cholewka
Wybór wyposażenia dla modelu poziomego
Farmy wiatrowe dla tego typu domu są również wykonane z szerokiej gamy materiałów. Na przykład bardzo prosty jest montaż poziomego wiatraka z konwencjonalnego wentylatora pokojowego na zewnątrz. Ale taki model będzie nieefektywny. Korzystając z generatora z wentylatora wyposażonego w złącze USB, możesz tylko na przykład naładować telefon lub słuchać radia. Do podłączenia urządzeń gospodarstwa domowego potrzebujesz oczywiście mocniejszego i dokładniejszego modelu.
Bardzo wydajne domowe mini-elektrownie wiatrowe można wykonać na przykład przy użyciu takiego sprzętu i materiałów:
- rura z tworzywa sztucznego do kanalizacji ciśnieniowej o średnicy 160 mm pod łopatkami;
- sklejka do mocowania ostrzy;
- stalowa rura wodna o średnicy 100 mm pod masztem;
- generator (silnik o mocy 250 W);
- blacha stalowa 12 mm;
- łóżka z duraluminium;
- rura profilowa 40x20x2,5 do ochronnej łopaty bocznej;
- sprężyny ze stali węglowej;
- lina rowerowa na rozstępy.
Pozioma farma wiatrowa zrób to sam: koło
Aby wykonać taki model, a także w pionie, zacznij od głównej jednostki roboczej. W tym przypadku jest to koło. Ostrza z rury kanalizacyjnej są cięte zgodnie ze wzorem. Ich kształt powinien przypominać skrzydło samolotu. W sumie potrzeba 6 ostrzy. Montują koło na specjalnej głowicy, którą możesz sam zrobić. W tym celu wycinany jest pierścień z blachy stalowej i przyspawane jest do niego sześć belek z otworami do mocowania ostrzy.Gotowe koło musi być wyważone. Mówiąc najprościej, musisz upewnić się, że ostrza przy braku wiatru nie obracają się samorzutnie. Wykonuj wyważanie w garażu lub innym pomieszczeniu. Na ulicy nawet najlżejszy wietrzyk może przeszkadzać w tej procedurze.
Generator modelu poziomego i rama
Silnik roweru powinien być zamontowany tak bezpiecznie, jak to możliwe na łóżku. Ten ostatni wykonany jest z płyty duraluminium. W nim musisz wykonać gwintowany otwór na wał silnika motocykla. W rogach płyty wiercone są otwory montażowe do zamocowania na ramie. Wał generatora w łożu jest przymocowany za pomocą nakrętki z podkładką zabezpieczającą. W przeciwnym razie przewinie się. Rama poziomego generatora wiatrowego wykonana jest z blachy stalowej. Możesz także użyć fragmentu kanału.
Kolektor prądu i zespół obrotowy
Aby generator obracał się w kierunku wiatru, montowana jest specjalna konstrukcja. Tworzą obrotowy zespół łożysk i tulei. Ten ostatni jest połączony z masztem poprzez kołnierz. Złącze jest przyspawane do ramy. Bieżący kolektor jest montowany w następujący sposób:
- na węźle obrotowym umieścić styki wykonane z drutu mosiężnego z drutami lutowanymi 4 mm2;
- przykryć styki plastikowym kubkiem i wypełnić żywicą epoksydową;
- po stwardnieniu żywicy szlifuj część (aż pojawią się styki);
Potrzebny jest odbierak prądu, aby podczas obracania wiatraka przewody nie owijały się wokół masztu i nie skręcały. Jako ruchomy kontakt możesz użyć szczotek z rozrusznika samochodowego.
Ostrze ochronne
Element ten składa się z rury profilowanej i blachy stalowej o grubości 1-2 mm. Również w swojej konstrukcji wykorzystuje sprężynę. Zasada działania tego elementu ochronnego jest prosta. Gdy tylko siła wiatru przekroczy sztywność sprężyny, wiatrak zacznie się składać. Podczas huraganu ostrza po prostu stoją równolegle do ruchu strumienia powietrza. A to wyeliminuje upadek lub awarię sprzętu. Ogon wiatraka jest przymocowany do ramy za pomocą zawiasu (o średnicy 12 mm lub większej) wykonanego ze stali konstrukcyjnej.
Jak zainstalować
Farmy wiatrowe powinny znajdować się z dala od różnych przeszkód (budynków, drzew itp.). Pod masztem warto wylać betonową podkładkę. W przeciwnym razie przepchnie się przez glebę. Jako przedłużki najłatwiej jest używać kabli o przekroju 6 mm lub większym. Powinny być również przymocowane do mocnych stalowych kołków wylewanych również do betonu. Na samym maszcie rozstępy są naprawiane za pomocą zacisków. Słup z kołem jest zwykle instalowany za pomocą wysięgnika przeciwwagi.
Generatory słoneczne
Sprzęt ten jest często używany oprócz wiatraków. Połączenie tych dwóch urządzeń pozwala zorganizować najbardziej wydajne źródło energii w domu. Elektrownie wiatrowe i słoneczne mają podobny projekt. Składniki drugiego to:
- baterie
- konwertery i kontrolery ładowania.
Jednak w tym przypadku fotokomórki zamiast ostrzy są używane jako główna jednostka robocza. Aby złożyć taki generator, jak wiatrak, możesz zrobić to sam, jeśli chcesz. Ta procedura nie jest zbyt skomplikowana, ale problemem może być zakup ogniw słonecznych. Faktem jest, że są one bardzo drogie.
Elektrownie słoneczne i wiatrowe do użytku domowego wykorzystują darmową energię, dlatego są uważane za urządzenia bardzo obiecujące. Pomimo stosunkowo niskiej wydajności i wysokich kosztów, urządzenia tego typu są niezwykle popularne wśród właścicieli domów na wsi. W każdym razie taka instalacja musi się opłacić.
