I de senere år er emnet grøn energi blevet meget populært. Nogle forudsiger endda, at en sådan energi i den nærmeste fremtid helt vil erstatte kul, gas, atomkraftværker. Et af områderne med grøn energi er vindkraft. Generatorer, der omdanner vindenergi til elektricitet, er ikke kun industrielle, som en del af vindmølleparkerne, men også små, der betjener en privat gård.
Du kan endda lave en vindgenerator med dine egne hænder - dette materiale er dedikeret til det.
Hvad er en generator
I en bred forstand er en generator en enhed, der producerer en slags produkt eller konverterer en slags energi til en anden. Dette kunne f.eks. Være en dampgenerator (producerer damp), en oxygengenerator, en kvantegenerator (en kilde til elektromagnetisk stråling). Men inden for rammerne af dette emne er vi interesserede i elektriske generatorer. Dette navn refererer til enheder, der konverterer forskellige former for ikke-elektrisk energi til elektricitet.
Typer af generatorer
Elektricitetsgeneratorer er klassificeret som:
- elektromekaniske - de omdanner mekanisk arbejde til elektricitet
- termoeletricheskie - omdanne termisk energi til elektricitet
- solceller (solceller, solceller) - omdanne lys til el;
- MHD (MHD-generatorer) - elektricitet genereres fra plasmaenergi, der bevæger sig gennem et magnetfelt
- kemisk - Omdanne energien af kemiske reaktioner til elektricitet.
Desuden er elektromekaniske generatorer klassificeret efter motortype. Der er følgende typer af dem:
- turbine generatorer drives af en dampturbine;
- hydrogenatorer bruger en hydraulisk turbine som motor;
- dieselgeneratorer eller benzingeneratorer fremstilles på basis af diesel- eller benzinmotorer;
- vindgeneratorer konverterer energi fra luftmasser til el ved hjælp af en vindmølle.
Vindmøller
Flere detaljer om vindmøller (de kaldes også vindmøller). Den enkleste lavkraft vindmølle består normalt af en mast som regel styrket af strækmærker, hvor vindmøllen er installeret.
Denne vindmølle vikles med en skrue, der driver rotoren til den elektriske generator. Enheden ud over den elektriske generator indeholder også et batteri med en ladestyring og en omformer, der er tilsluttet elnettet.
Ved du det? I 2016 var den samlede kapacitet for alle vindkraftværker i verden 432 GW. Således har vindenergi overgået atomkraft ved magten.
Funktionsskemaet for denne indretning er ganske simpelt: under vindens virkning drejer skruen, rotoren afvikles, den elektriske generator frembringer en vekslende elektrisk strøm, som omdannes af ladningsregulatoren til likestrøm. Denne strøm oplader batteriet. Den strøm, der kommer fra batteriet, konverteres af omformeren til vekselstrøm, hvis parametre svarer til parametrene i elnettet.
Industrielle enheder er monteret på tårne. De er desuden udstyret med en roterende mekanisme, et anemometer (et apparat til måling af vindhastighed og retning), en anordning til ændring af blades drejningsvinkel, et bremsesystem, et strømskab med styringskredsløb, brandslukningssystemer og lynbeskyttelse, et system til overførsel af data ved installationen mv.
Typer af vindgeneratorer
Drejningsakseens placering i forhold til jordens vindmøller er opdelt i lodret og vandret. Den enkleste lodrette model er en Savonius rotor mount..
Den har to eller flere blade, som er hule halvcylindre (cylindre skæres i halvt lodret). Savonius rotor Der er forskellige muligheder for layout og design af disse knive: Symmetrisk fast, sætter kanterne af hinanden med en aerodynamisk profil.
Fordelen ved Savonius-rotoren er enkelheden og pålideligheden af designet. Desuden er dens drift ikke afhængig af vindretningen, ulempen er lav effektivitet (højst 15%).
Ved du det? Vindmøller optrådte omkring 200 f.Kr. e. i Persien (Iran). De var vant til at lave mel fra korn. I Europa viste sådanne møller sig kun i det XIII århundrede.
Et andet lodret design er Darier rotoren. Dens knive er vinger med en aerodynamisk profil. De kan være bueformede, H-formede, spiral. Bladene kan være to eller flere. Rotor Daria Fordelene ved en sådan vindgenerator er:
- dens høje effektivitet,
- reduceret støj på arbejdspladsen
- relativt simpelt design.
Af de konstaterede ulemper:
- stor mastbelastning (på grund af Magnus-effekten);
- Manglen på en matematisk model af denne rotors arbejde, hvilket komplicerer dets forbedring;
- hurtig slid på grund af centrifugalbelastninger.
En anden type vertikal installation er en helicoid rotor.. Den er udstyret med blader, der er snoet langs lageraksen. Helicoid rotor Dette sikrer holdbarhed og høj effektivitet. Ulempen er den høje pris på grund af fremstillings kompleksitet.
En vindmølles multi-blad type er en struktur med to rækker vertikale knive - eksternt og internt. Dette design giver den største effektivitet, men har en høj pris.
Horisontale modeller er forskellige:
- antal blade (enkeltblad og med stort antal);
- det materiale, hvorfra knivene er lavet (stiv eller fleksibel sejlads);
- variabel eller fast knivhøjde.
Strukturelt er de alle ens. Generelt er vindmøller af denne type kendetegnet ved høj effektivitet, men de har brug for konstant justering af vindretningen, som løses ved at bruge et halevejr i konstruktionen eller automatisk positionering af anlægget ved hjælp af en roterende mekanisme ifølge sensoraflæsningerne.
Vind generator DIY
Valget af vindgenerator modeller på markedet er det bredeste, enheder af forskellige design og forskellige kapaciteter er tilgængelige. Men en simpel installation kan udføres uafhængigt.
Vi anbefaler at læse om, hvordan man opbygger en swimmingpool, bad, kælder og veranda, samt hvordan man laver en brazier, pergola, lysthus, tør strøm, vandfald og en betonvej med egne hænder.
Søg efter passende materialer
Som generator anbefales det at tage en trefaset permanent magnet, for eksempel en traktor. Men du kan gøre det fra en elektrisk motor, som det vil blive diskuteret mere detaljeret nedenfor. Spørgsmålet om valg af knive er vigtigt. Hvis vindmøllen er af lodret type, anvendes der normalt variationer af Savonius-rotoren. Traktor generator Til fremstilling af knive er en cylindrisk formet beholder, for eksempel gammel kogning, ret egnet. Men som nævnt ovenfor har vindmøller af denne type lav effektivitet, og det er usandsynligt, at det vil være muligt at fremstille knive af mere kompleks form til en lodret vindmølle. I hjemmelavede produkter anvendes der normalt fire halvcylindriske blade.
Med hensyn til vindmøller af den vandrette type er en enkeltbladskonstruktion optimal til en lavkraftinstallation, men for al sin tilsyneladende enkelhed vil det være yderst vanskeligt at fremstille et afbalanceret blad på en kunsthåndværk, og uden det vil vindmøllen ofte mislykkes.
Det er vigtigt! Du bør ikke være involveret i et stort antal blade, for når de arbejder, kan de danne en såkaldt "luftdæksel", for hvilken luften vil gå rundt om vindmøllen og ikke passere den. Til hjemmelavede enheder af den horisontale type betragtes tre vinger af bladet optimalt.
- I vandrette vindmøller kan du bruge to typer knive: sejlads og fløj. Sejlads er meget enkel, det er bare brede baner, der ligner vindmøllernes blade. Ulempen ved sådanne elementer er meget lav effektivitet. I denne henseende er der meget mere lovende vingeblade. I hjemmet er de normalt lavet af 160 mm PVC-rør ifølge mønsteret.
Aluminium kan også bruges, men det vil være meget dyrere. Derudover har PVC-rørproduktet en bøjning, som giver den yderligere aerodynamiske egenskaber. Bladene af PVC-rør Blades længde vælges i henhold til følgende princip: Jo mere kraftfulde vindmøllens udgangseffekt er, jo længere tid er de; jo mere der er, jo kortere er de. For eksempel til en trebladet vindmølle ved 10 W er den optimale længde 1,6 meter, for en firebladet vindmølle - 1,4 m.
Hvis strømmen er 20 W, skifter indikatoren til 2,3 m for trebladet og 2 m for firebladet.
De vigtigste stadier af fremstillingen
Nedenfor er et eksempel på selvfremstilling af en vandret trebladet installation med ændring i en asynkronmotoregenerator fra en vaskemaskine.
Motor eftersyn
Et af de vigtigste øjeblikke ved at skabe en vindgenerator med egne hænder er omdannelsen af den elektriske motor til en elektrisk generator. Til ændring anvendes en elektrisk motor fra en gammel vaskemaskine, der stadig er fremstillet af sovjetisk fremstilling.
- Rotoren fjernes fra motoren, og der gennemtages en bred rille.
- Over hele længden af rillen limes neodymmagneter af rektangulær form (dimensioner 19x10x1 mm) parvis, en magnet ved hver kant af rillen modsat hinanden uden hensyntagen til deres polaritet. Fix limede magneter kan være epoxy.
- Motoren går.
- Opladere til 5 V og 1 A Mobiltelefoner bruges til at samle en enhed, der konverterer vekselstrøm til likestrøm (du kan ikke bruge en enhed på en chip, kun en transistor).
- Strømforsyningen er demonteret.
- Loddet USB og stik.
- Brædderne i de tre forberedte strømforsyninger er forbundet i serie og samlet som en enkelt enhed.
- Indgangen på den samlede enhed på 220 V er forbundet til generatoren, udgangen er forbundet til batteriladningsregulatoren.
Video: Sådan genoptages en motor til en vindgenerator For at øge strømmen kan du bruge flere parallelle samlinger.
Hver ejer af et privat eller forstæder område vil være nyttigt at lære: hvordan man laver en træ tønde, trinladder af træ, hvordan man opvarmer trægulvet, hvordan man laver en sofa af paller, gyngestol, opbygger en kælder i garagen, en tandoor, en landskabsdesign pejs og en hollandsk ovn med egne hænder .
Skabning af skrog og knive
Det næste trin i fremstillingen af vindmøllen er samlingen af basen, hvorpå vindgeneratorens elementer er monteret.
- Basen er svejset af stålrør i form af en struktur, hvis ene ende er forgrenet, befæstet med tværgående elementer, den anden er enkelt til fastgørelse af enhedenes hale.
- Ved den bifurcated ende er der boret 4 huller til montering af generatoren.
- Monteret roterende del på basis af lejet.
- Flangen med monteringshuller er fastgjort til lejet.
- Halen er lavet af metalplade.
- Designet er rengjort og malet.
- Halen er farvet.
- Den beskyttende kappe-fairing er lavet og malet af et tyndt metalark.
- Efter tørring af de malede elementer er der installeret en elgenerator på bunden, kabinettet og halen er fastgjort.
- Bladene er monteret på pumpehjulet fra traktormotorens kølesystem.
- Spacers er svejset til knivene (i dette tilfælde metalblade).
Det er vigtigt! Mastens højde for en vindgenerator skal være mindst 6 meter. Fundamentet er betonet under det.
Som du kan se, er det ikke så nemt at montere en vindmølle med egne hænder. Dette kræver visse færdigheder og viden inden for elektroteknik og elektronik. Men for folk med sådan viden er denne opgave ret i stand. Derudover vil hjemmelavet vindmølle koste meget billigere end købsdesign.