Rüzgar jeneratörü. Ev için rüzgar jeneratörleri: çeşitleri, yaklaşık fiyatları, kendin yap üretimi. Kullanılan malzeme ve ekipmanlar

Harici
03.03.2020

Hava kütlelerinin beraberinde taşıdığı tükenmez enerji her zaman insanların ilgisini çekmiştir. Büyük büyükbabalarımız rüzgârı yelkenlere ve tekerleklere yönlendirmeyi öğrendiler yel değirmenleri, ardından iki yüzyıl boyunca Dünya'nın uçsuz bucaksız alanlarına amaçsızca koştu.

Bugün yine onun için faydalı bir iş bulunmuştur. Özel bir ev için rüzgar jeneratörü, teknik bir yenilik olmaktan çıkıp günlük yaşamımızda gerçek bir faktör haline gelir.

Rüzgar santrallerine daha yakından bakalım, karlı kullanım koşullarını değerlendirelim ve ele alalım. mevcut çeşitler. Ev ustaları makalemizde konu hakkında düşünmeleri için yiyecek alacaklar. kendi kendine montaj yel değirmeni ve bunun için gerekli cihazlar verimli çalışma.

Rüzgar jeneratörü nedir?

Yerli bir rüzgar enerjisi santralinin çalışma prensibi basittir: Hava akışı, jeneratör şaftına monte edilen rotor kanatlarını döndürür ve sargılarında alternatif akım oluşturur. Üretilen elektrik, bataryalarda depolanarak ihtiyaç halinde ev aletlerinde kullanılıyor. Elbette bu, bir ev yel değirmeninin nasıl çalıştığının basitleştirilmiş bir diyagramıdır. Pratik anlamda elektriği dönüştüren cihazlarla tamamlanmaktadır.

Enerji zincirinde jeneratörün hemen arkasında bir kontrolör bulunmaktadır. Üç fazlı alternatif akımı doğru akıma dönüştürür ve aküleri şarj etmeye yönlendirir. Çoğu ev aleti sabit güçle çalışamaz, bu nedenle pillerin arkasına başka bir cihaz takılıdır - bir invertör. Ters işlemi gerçekleştirir: doğru akımı 220 Volt voltajla evdeki alternatif akıma dönüştürür. Bu dönüşümlerin iz bırakmadan geçmediği ve orijinal enerjinin oldukça önemli bir kısmını (%15-20) alıp götürdüğü açıktır.

Yel değirmeni eşleştirilmişse güneş pili veya başka bir elektrik jeneratörü (benzin, dizel), daha sonra devreye bir otomatik anahtar (ATS) eklenir. Ana akım kaynağı kapatıldığında yedek olanı etkinleştirir.

Maksimum güç elde etmek için rüzgar jeneratörü rüzgar akışı boyunca yerleştirilmelidir. Basit sistemlerde rüzgar gülü prensibi uygulanır. Bunu yapmak için jeneratörün karşı ucuna rüzgara doğru çeviren dikey bir bıçak takılır.

Daha güçlü kurulumlarda yön sensörü tarafından kontrol edilen dönen bir elektrik motoru bulunur.

Ana rüzgar jeneratörü tipleri ve özellikleri

İki tip rüzgar jeneratörü vardır:

  1. Yatay rotorlu.
  2. Dikey rotorlu.

İlk tip en yaygın olanıdır. Yüksek verimlilik (% 40-50) ile karakterize edilir, ancak artan gürültü ve titreşim seviyesine sahiptir. Ayrıca kurulumu büyük bir gerektirir boş alan(100 metre) veya yüksek direk (6 metreden).

Dikey rotorlu jeneratörler enerji açısından daha az verimlidir (verimlilik yatay olanlardan neredeyse 3 kat daha düşüktür).

Avantajları arasında basit kurulum ve güvenilir tasarım sayılabilir. Düşük gürültü, evlerin çatılarına ve hatta zemin seviyesine dikey jeneratörlerin kurulmasını mümkün kılar. Bu tesisler buzlanma ve kasırgalardan korkmuyor. Yatay bir yel değirmeni orta kuvvette (3,5 m/s ve üstü) bir hava akışına ihtiyaç duyarken, zayıf bir rüzgardan (1,0-2,0 m/s) fırlatılırlar. Dikey rüzgar jeneratörleri pervane (rotor) şeklinde çok çeşitlidir.

Dikey rüzgar türbinlerinin rotor çarkları

Düşük rotor hızı nedeniyle (200 rpm'ye kadar), bu tür tesislerin mekanik ömrü, yatay rüzgar jeneratörlerinin mekanik ömrünü önemli ölçüde aşmaktadır.

Rüzgar jeneratörü nasıl hesaplanır ve seçilir?

Rüzgar, borulardan pompalanan doğal gaz ya da kablolar aracılığıyla kesintisiz olarak evimize akan elektrik değildir. Kaprisli ve kararsızdır. Bugün bir kasırga çatıları yıkıyor, ağaçları kırıyor ve yarın yerini tam bir sükunete bırakıyor. Bu nedenle satın almadan önce veya kendi kendine üretim Rüzgar türbini kullanmak için bölgenizdeki hava enerjisi potansiyelini değerlendirmeniz gerekir. Bunun için yıllık ortalama rüzgar kuvvetinin belirlenmesi gerekir. Bu değer istek üzerine internette bulunabilir.

Böyle bir tablo aldıktan sonra ikamet ettiğimiz alanı buluyoruz ve renginin yoğunluğuna bakarak derecelendirme ölçeğiyle karşılaştırıyoruz. Yıllık ortalama rüzgâr hızı saniyede 4,0 metreden az ise yel değirmeni kurmanın bir anlamı yoktur. O vermeyecek gerekli miktar enerji.

Rüzgar gücü bir rüzgar santrali kurmak için yeterliyse bir sonraki adıma geçebilirsiniz: jeneratör gücünü seçme.

Eğer hakkında konuşuyoruz evde otonom enerji temini hakkında, 1 ailenin ortalama istatistiksel elektrik tüketimi dikkate alınır. Aylık 100 ila 300 kWh arasında değişmektedir. Yıllık rüzgâr potansiyelinin düşük olduğu (5-8 m/sn) bölgelerde 2-3 kW gücündeki bir rüzgâr türbini bu miktarda elektrik üretebilmektedir. Kışın ortalama rüzgar hızının daha yüksek olduğu, dolayısıyla bu dönemdeki enerji üretiminin yaz aylarına göre daha fazla olacağı dikkate alınmalıdır.

Rüzgar jeneratörü seçimi. Yaklaşık fiyatlar

1,5-2,0 kW kapasiteli dikey yerli rüzgar jeneratörlerinin fiyatları 90 ila 110 bin ruble arasında değişiyor. Bu fiyattaki paket, direk ve ek ekipman (kontrol cihazı, invertör, kablo, piller) olmadan yalnızca kanatlı bir jeneratör içerir. Kurulum dahil komple bir enerji santrali %40-60 daha pahalıya mal olacaktır.

Daha güçlü rüzgar türbinlerinin (3-5 kW) maliyeti 350 ila 450 bin ruble arasında değişiyor (ek ekipman ve kurulum çalışmaları ile).

DIY yel değirmeni. Eğlence mi yoksa gerçek tasarruf mu?

Kendi ellerinizle eksiksiz ve etkili bir rüzgar jeneratörü yapmanın kolay olmadığını hemen söyleyelim. Rüzgar çarkının doğru hesaplanması, aktarım mekanizması, güç ve hıza uygun jeneratör seçimi ayrı bir konudur. Sadece vereceğiz kısa öneriler Bu sürecin ana aşamalarına göre.

Jeneratör

Otomotiv jeneratörleri ve elektrik motorları çamaşır makineleri doğrudan tahrikli olanlar bu amaç için uygun değildir. Rüzgar çarkından enerji üretebilecek kapasitedeler ama bu önemsiz olacak. Verimli bir şekilde çalışabilmek için kendi kendine jeneratörlerin, bir yel değirmeninin geliştiremeyeceği çok yüksek hızlara ihtiyacı vardır.

Çamaşır makinesi motorlarının başka bir sorunu daha var. Orada ferrit mıknatıslar var, ancak rüzgar jeneratörünün daha verimli olanlara, neodimyum mıknatıslara ihtiyacı var. Onları işleyin kendi kendine kurulum ve akım taşıyan sargıların sarılması sabır ve yüksek hassasiyet gerektirir.

Kendiniz tarafından monte edilen bir cihazın gücü kural olarak 100-200 watt'ı geçmez.

Son zamanlarda bisiklet ve scooter için motor tekerlekleri DIY'ciler arasında popüler hale geldi. Rüzgar enerjisi açısından bakıldığında bunlar, dikey rüzgar çarklarıyla çalışmaya ve pilleri şarj etmeye en uygun olan güçlü neodimyum jeneratörlerdir. Böyle bir jeneratörden 1 kW'a kadar rüzgar enerjisi elde edebilirsiniz.

Motorlu tekerlek - ev yapımı bir rüzgar santrali için hazır bir jeneratör


Vida

Üretimi en kolay olanı yelkenli ve rotorlu pervanelerdir. Birincisi, merkezi bir plaka üzerine monte edilmiş hafif kavisli tüplerden oluşur. Bıçaklar dayanıklı kumaş. Pervanenin geniş rüzgarı, kanatların menteşeli olarak sabitlenmesini gerektirir, böylece bir kasırga sırasında katlanıp deforme olmazlar.

Döner rüzgar çarkı tasarımı dikey jeneratörler için kullanılır. Üretimi kolaydır ve kullanımı güvenilirdir.

Ev yapımı rüzgar jeneratörleri yatay eksen dönüşler bir pervane tarafından desteklenmektedir. Ev ustaları onu topluyor PVC borularçap 160-250 mm. Kanatlar, jeneratör şaftı için bir montaj deliği bulunan yuvarlak bir çelik plaka üzerine monte edilmiştir.

Okuma süresi ≈ 4 dakika

Kendiniz bir rüzgar jeneratörü yaparak elektrik faturalarınızı önemli ölçüde azaltabilir ve yazlığınızda kendinize yedek bir enerji kaynağı sağlayabilirsiniz.

Hazır bir rüzgar jeneratörü satın almak, yalnızca elektrik şebekesine bağlanma imkanı yoksa ekonomik olarak haklıdır. Ekipman maliyeti ve Bakımçoğu zaman önümüzdeki birkaç yıl içinde enerji satış şirketinden alacağınız kilovat fiyatından daha yüksek çıkıyor. Her ne kadar küçük güçlü benzinli veya dizel jeneratörlerin kullanımıyla karşılaştırıldığında, burada bakım maliyeti, gürültü seviyesi ve zararlı emisyonların olmaması açısından çevre dostu enerji kaynağı kazanıyor. Geçici bir rüzgar eksikliği, voltaj dönüştürücülü piller kullanılarak telafi edilebilir.

Kendin yap parçaları kullanılarak monte edilen bir rüzgar jeneratörü birkaç kat daha ucuz olabilir, hazır kit. Eğer ciddi olarak bunu yapmaya karar verirsen kır evi enerjiden bağımsız, ancak kimseye fazla ödeme yapmak istemiyorum - ev yapımı bir rüzgar jeneratörü doğru çözümdür.

Rüzgar jeneratörü gücü

Çalışmaya başlamadan önce, örneğin yemek pişirmek, elektrikli aletler kullanmak, su ısıtmak veya ısıtmak için güçlü bir rüzgar jeneratörüne gerçekten ihtiyaç olup olmadığına karar vermeniz gerekir. Belki aydınlatmayı, küçük bir buzdolabını, TV'yi bağlamanız ve telefonunuzu şarj etmeniz yeterlidir? İlk durumda 2 ila 6 kW gücünde bir yel değirmenine ihtiyacınız var, ikincisinde ise kendinizi 1-1,5 kW ile sınırlayabilirsiniz.

Yatay ve dikey rüzgar jeneratörleri de bulunmaktadır. Dikey eksende çok çeşitli şekillerde bıçaklar kullanabilirsiniz; bunlar, uzantılar üzerinde dönen düz veya kavisli metal levhalar olabilir. Tek bükümlü bıçaklı bir seçenek var. Jeneratörün kendisi yere yakın bir yerde bulunur. Bıçak hızları düşük olduğundan motorun kütlesi ve dolayısıyla maliyeti büyüktür. Avantaj dikey tasarım basitlik ve düşük rüzgarlarda çalışabilme yeteneğidir.

Bu incelemede yatay bir rüzgar jeneratörünün kendi ellerinizle nasıl yapılacağı sorusu tartışılacaktır. Bunun için kullanabilirsiniz çeşitli türler mevcut jeneratörler ve dönüştürülmüş elektrik motorları.

220V rüzgar jeneratörünün tasarımı:

  1. Endüstriyel üretimin elektrik jeneratörü.
  2. Rüzgar türbini kanatları ve dönme mekanizması direk üzerinde.
  3. Akü şarj kontrol devresi.
  4. Kabloların bağlanması.
  5. Kurulum direği.
  6. Streç işaretleri.

Motoru kullanacağız DC“koşu bandından” parametreleri vardır: 260V, 5A. Bu tip elektrik motorlarında manyetik alanların tersinirliğinden dolayı jeneratör etkisini elde ederiz.

Gerekli malzemeler ve bileşenler

Tüm detayları hırdavatçılarda veya hırdavatçılarda kolaylıkla bulabilirsiniz. inşaat mağazaları. İhtiyacımız olacak:

  • gerekli boyutta dişli burç;
  • 30-50A akım için tasarlanmış diyot köprüsü;
  • PVC boru.

Yel değirmeninin kuyruğu ve gövdesi aşağıdaki malzemelerden yapılabilir:

  • Çelik profil boru 25 mm;
  • Maskeleme flanşı;
  • Borular;
  • Cıvatalar;
  • Yıkayıcılar;
  • Kendinden kılavuzlu vidalar;
  • İskoç.

Çizimlere göre bir rüzgar jeneratörünün montajı


Yel değirmeni kanatları verilen çizimlere göre duraluminden yapılabilir. Parçanın ön kenarı yuvarlatılmış, arka kenarı keskinleştirilmiş şekilde yüksek kalitede zımparalanması gerekir. Sap için yeterli sertlikte bir teneke parçası uygundur.

Burcu elektrik motoruna takıyoruz ve gövdesine birbirinden eşit mesafede üç delik açıyoruz. Cıvatalar için dişli olmaları gerekir.

PVC boruyu uzunlamasına kesip aralarda conta olarak kullanacağız. kare boru ve jeneratör muhafazası.

Ayrıca diyot köprüsünü kendinden kılavuzlu vidalar kullanarak motorun yanına sabitleyeceğiz.

Motordan gelen siyah kabloyu diyot köprüsünün artısına, kırmızı kabloyu eksiye bağlarız.

Sapı kendinden kılavuzlu vidalarla borunun karşı ucuna vidalıyoruz.

Bıçakları burçlara cıvata kullanarak bağlarız, her cıvata için mutlaka iki pul ve bir vida kullandığınızdan emin olun.

Aksı pense ile tutarak burcu saat yönünün tersine motor miline vidalıyoruz.

Boruyu bir gaz anahtarı kullanarak maskeleme flanşına vidalıyoruz.

Motor ve şaft takılıyken boru üzerindeki denge noktasını bulmak zorunludur. Bu noktada yapıyı direğe tutturuyoruz.

Korozyona maruz kalabilecek tüm metal parçaların yüksek kaliteli emaye ile kaplanması tavsiye edilir.

Özel bir ev için bir rüzgar jeneratörü, ana binalardan belli bir mesafeye kurulmalı; direk, gergi halatlarıyla sabitlenmelidir; çelik kablo. Yükseklik, olası rüzgar kuvvetine, araziye ve santrali çevreleyen yapay engellere bağlıdır.

Diyot köprüsünden sonraki elektrik akımı kontrol ampermetresinden geçerek elektronik devre pili şarj etme. Düşük güçlü akkor lambalar doğrudan böyle bir jeneratöre bağlanabilir. Şarj edilmiş piller sabit, sabit bir voltaj sağlar. Aydınlatma amaçlı kullanılması tavsiye edilir (halojen lambalar ve LED şeritler) veya 220V elde etmek için bir invertöre çıkış yapın klima ve gücü invertörün parametrelerini aşmayan ev aletlerini bağlayın.

Sunulan fotoğraf ve video bilgileri size bir rüzgar jeneratörünü kendi ellerinizle monte etme konusunda daha net bir fikir verecektir.

Kendi ellerinizle rüzgar jeneratörü yapmanın videosu





Rüzgar enerjisi jeneratörleri popülerlik kazanmaya devam ediyor. Çoğunlukla kırsal bölgelerde yaşayan ve bu kadar etkileyici yapıları kendi arsalarına kurma fırsatına sahip insanlarla ilgileniyorlar. Ancak bu ekipmanın yüksek maliyeti göz önüne alındığında, herkesin satın almaya gücü yetmez. Kendi ellerinizle nasıl rüzgar jeneratörü yapacağınızı görelim ve kendi alternatif elektrik enerjisi kaynağınızı yaratırken paradan nasıl tasarruf edeceğinizi görelim.

Rüzgar jeneratörü - elektrik kaynağı

Fayda oranları yılda en az bir kez artırılır. Ve eğer yakından bakarsanız, bazı yıllarda aynı elektriğin fiyatı iki katına çıkıyor; ödeme belgelerindeki rakamlar yağmurdan sonra mantar gibi büyüyor. Doğal olarak tüm bunlar, geliri bu kadar sürdürülebilir bir büyüme göstermeyen tüketicinin cebine yansıyor. Gerçek gelirler ise istatistiklerin gösterdiği gibi düşüş eğilimi gösteriyor.

Yakın zamana kadar artan elektrik tarifeleriyle basit ama yasa dışı bir yöntemle, neodimyum mıknatıs kullanarak mücadele etmek mümkündü. Bu ürün debimetre gövdesine uygulanarak durmasına neden oldu. Ancak bu tekniğin kullanılmasını kesinlikle önermiyoruz; bu güvensizdir, yasa dışıdır ve yakalanırsa cezası küçük görünmeyecek kadar olacaktır.

Plan tek kelimeyle harikaydı ancak daha sonra aşağıdaki nedenlerden dolayı çalışmayı bıraktı:

Giderek sıklaşan kontrol turları, vicdansız sahiplerin toplu olarak tespit edilmesine başladı.

  • Kontrol turları daha sık hale geldi; düzenleyici otoritelerin temsilcileri evleri ziyaret ediyor;
  • Sayaçlara özel çıkartmalar yapıştırılmaya başlandı - manyetik alanın etkisi altında karartılarak suçluyu açığa çıkardılar;
  • Sayaçlar bağışıklık kazandı manyetik alan– elektronik muhasebe birimleri buraya kurulur.

Bu yüzden insanlar dikkat etmeye başladı alternatif kaynaklar elektrik, örneğin rüzgar jeneratörleri.

Bir ihlalcinin elektriği çaldığını ortaya çıkarmanın bir başka yolu da, hırsızlığın gerçeklerini kolayca ortaya çıkaracak şekilde sayacın mıknatıslanma düzeyinin incelenmesidir.

Evler için rüzgar türbinleri, rüzgarın sık estiği bölgelerde sıkça görülen bir görüntü haline geliyor. Bir rüzgar enerjisi jeneratörü, elektrik üretmek için rüzgar havası akışlarının enerjisini kullanır. Bunu yapmak için jeneratör rotorlarını tahrik eden kanatlarla donatılmıştır. Ortaya çıkan elektrik, doğru akıma dönüştürülerek tüketicilere aktarılıyor veya pillerde depolanıyor.

Hem ev yapımı hem de fabrikada monte edilmiş özel bir ev için rüzgar jeneratörleri, ana veya yardımcı elektrik kaynakları olabilir. İşte yardımcı bir kaynağın nasıl çalıştığına dair tipik bir örnek: bir kazandaki suyu ısıtır veya düşük voltajlı ev ışıklarına güç sağlarken, diğer ev aletleri ana güç kaynağıyla çalışır. Elektrik şebekelerine bağlı olmayan evlerde de ana elektrik kaynağı olarak çalışmak mümkündür. Burada beslenirler:

  • Avizeler ve lambalar;
  • Büyük ev aletleri;
  • Isıtma cihazları ve çok daha fazlası.

Buna göre evinizi ısıtmak için yapmanız veya satın almanız gerekir. rüzgar çiftliği 10 kW - bu tüm ihtiyaçlar için yeterli olmalıdır.

Bir rüzgar enerjisi santrali hem geleneksel elektrikli cihazlara hem de düşük voltajlı cihazlara güç sağlayabilir; bunlar 12 veya 24 voltta çalışır. Rüzgar jeneratörü 220 V'ta, akülerde elektrik birikimi olan invertör dönüştürücülerin kullanıldığı bir şemaya göre gerçekleştirilir. 12, 24 veya 36 V için rüzgar jeneratörleri daha basittir - dengeleyicili daha basit akü şarj kontrolörleri kullanırlar.

Ev için ev yapımı rüzgar jeneratörü ve özellikleri

Elektrik üretmek için yel değirmeninin nasıl yapılacağını anlatmadan önce, neden fabrika modelini kullanamayacağınızdan bahsedelim. Fabrika rüzgar jeneratörleri gerçekten de ev yapımı muadillerinden daha verimlidir. Üretimde yapılabilecek her şey, zanaat koşullarında yapılabileceklerden daha güvenilir olacaktır. Bu kural rüzgar jeneratörleri için de geçerlidir.

Rüzgar jeneratörünün kendi kendine üretilmesi, düşük maliyeti nedeniyle avantajlıdır. Gücü 3 kW'tan 5 kW'a kadar olan fabrika örnekleri, üreticiye bağlı olarak 150-220 bin rubleye mal olacak. Bu kadar yüksek bir fiyat, çoğu tüketici için mağazadan satın alınan modellerin erişilemezliğini açıklıyor, çünkü aynı zamanda geri ödeme süresini de etkiliyor - bazı durumlarda 10-12 yıla ulaşıyor, ancak bazı modeller çok daha erken "amorti ediyor".

Ev kullanımı için fabrikada inşa edilen rüzgar enerjisi santralleri daha güvenilirdir ve arızalanma olasılığı daha düşüktür. Ancak her arıza büyük yedek parça maliyetlerine yol açabilir. Ev yapımı ürünlere gelince, hurda malzemelerden toplandıkları için kendi başlarına onarmaları kolaydır. Bu, mükemmel tasarımdan uzak olmayı haklı çıkarır.

Evet, 30 kW'lık bir rüzgar jeneratörünü kendi ellerinizle yapmak çok zor olacak, ancak aletlerle nasıl çalışılacağını bilen herkes, düşük güçlü küçük bir rüzgar türbini monte edip kendi geçimini sağlayabilecek. gerekli miktar elektrik.

Ev yapımı bir rüzgar jeneratörünün şeması - ana bileşenler

Evde ev yapımı bir rüzgar jeneratörü yapmak nispeten kolaydır. Aşağıda her bir bileşenin yerini açıklayan basit bir çizim görebilirsiniz. Bu çizime göre aşağıdaki bileşenleri yapmamız veya hazırlamamız gerekiyor:

Ev yapımı bir yel değirmeninin şeması.

  • Bıçaklar - çeşitli malzemelerden yapılabilirler;
  • Rüzgar jeneratörü için jeneratör - hazır bir tane satın alabilir veya kendiniz yapabilirsiniz;
  • Kuyruk bölümü – kanatları rüzgar yönünde yönlendirerek maksimum verimlilik sağlar;
  • Çarpan – jeneratör şaftının (rotor) dönüş hızını artırır;
  • Montaj direği - yukarıdaki bileşenlerin tümü üzerinde tutulacaktır;
  • Gergi kabloları - tüm yapıyı tutar ve rüzgardan düşmesini önler;
  • Şarj regülatörü, aküler ve invertör, alınan elektriğin dönüşümünü, stabilizasyonunu ve birikmesini sağlar.

Sizlerle basit bir döner rüzgar jeneratörü yapmaya çalışacağız.

Rüzgar jeneratörünün montajı için adım adım talimatlar

Bir çocuk bile plastik şişelerden yel değirmeni yapabilir. Rüzgarda neşeyle dönecek, gürültü yapacak. Dönme ekseninin hem dikey hem de yatay olarak yerleştirilebildiği bu tür yel değirmenlerinin inşası için çok sayıda farklı şema vardır. Bu şeyler elektrik üretmiyor ama köstebekleri uzaklaştırma konusunda harika bir iş çıkarıyorlar. kişisel araziler Bitkilere zarar veren ve yuvalarını her yere kazaran.

Eviniz için ev yapımı bir rüzgar jeneratörü, bunun gibi bir şişe yel değirmenine biraz benzer. Sadece boyutu daha büyük ve daha ciddi bir tasarıma sahip. Ancak böyle bir yel değirmenine küçük bir motor bağlarsanız, bir elektrik kaynağı haline gelebilir ve hatta bir LED gibi bazı elektrikli şeylere güç verebilir - gücü daha fazlası için yeterli değildir. Böyle bir "oyuncağın" şemasına bakarak tam teşekküllü bir rüzgar jeneratörünün nasıl yapıldığını anlayabilirsiniz.

Yel değirmeni için jeneratör yapmak

Bir rüzgar enerjisi santrali kurmak için bir jeneratöre ve kendi kendini uyaran bir jeneratöre ihtiyacımız var. Başka bir deyişle tasarımının, sargılarda elektriği indükleyen mıknatıslar içermesi gerekir. Bazı elektrik motorları, örneğin tornavidalarda, tam olarak bu şekilde tasarlanmıştır. Ancak bir tornavidadan düzgün bir rüzgar jeneratörü yapamayacaksınız - güç çok saçma olacak ve en fazla yalnızca küçük bir LED lambayı çalıştırmaya yetecek.

Kendi kendine jeneratörden rüzgar enerjisi santrali yapmak da mümkün olmayacak - pille çalışan bir uyarma sargısı kullanıyor, bu nedenle bizim için uygun değil. Evdeki bir hayrandan ancak bahçeye saldıran kuşlar için korkuluk yapabiliyoruz. Bu nedenle, uygun güçte normal, kendi kendini heyecanlandıran bir jeneratör aramanız gerekir. Daha da iyisi, savurganlık yapın ve mağazadan satın alınan bir modeli satın alın.

Bir jeneratör satın almak, onu yapmaktan gerçekten daha karlı - fabrikada üretilen bir modelin verimliliği, ev yapımı olandan daha yüksek olacaktır.

Yel değirmenimiz için kendi ellerimizle nasıl jeneratör yapacağımızı görelim.

Maksimum gücü 3-3,5 kW'tır. Bunun için ihtiyacımız var:

  • Stator - iki parçadan yapılmıştır metal levha 500 mm çapında daire şeklinde kesilir. Kenar boyunca her daireye (kenardan hafifçe geri çekilerek) 50 mm çapında 12 neodimyum mıknatıs yapıştırılmıştır. Kutupları değişmeli. İkinci daireyi de benzer şekilde hazırlıyoruz ancak burada sadece kutupların kaydırılması gerekiyor;
  • Rotor - vernik izolasyonlu 3 mm çapında bakır tel ile sarılmış 9 bobinden oluşan bir yapıdır. Her bobinde 70 dönüş yapıyoruz, ancak bazı kaynaklar 90 dönüş yapılmasını öneriyor. Bobinleri yerleştirmek için manyetik olmayan malzemeden bir taban yapmak gerekir;
  • Aks - tam olarak rotorun merkezinde yapılmalıdır. Üstelik darbe yapılmamalı, yapı dikkatlice ortalanmalıdır, aksi takdirde rüzgar nedeniyle hızla kırılır.

Statorları ve rotoru yerleştiriyoruz - rotorun kendisi statörler arasında dönüyor. Bu elemanlar arasında 2 mm'lik bir mesafe korunur. Tek fazlı bir alternatif akım kaynağı elde etmek için tüm sargıları aşağıdaki şemaya göre bağlarız.

Bıçak yapıyoruz

Bu incelememizde oldukça güçlü bir rüzgar jeneratörü yapıyoruz - gücü kuvvetli rüzgarlarda 3-3,5 kW'a, orta rüzgarlarda ise 1,5 veya 2 kW'a kadar olacaktır. Üstelik elektrik motorlu jeneratörlerin aksine oldukça sessiz çıkacak. Daha sonra bıçakların yerini düşünmeniz gerekir. Basit bir üç kanatlı yatay rüzgar jeneratörü yapmaya karar verdik. Dikey bir rüzgar jeneratörü de düşünülebilir, ancak bu durumda rüzgar enerjisi kullanım faktörü daha düşük olacaktır (ortalama 0,3).

Dikey bir rüzgar jeneratörü yaparsanız, tek bir avantajı olacaktır - herhangi bir rüzgar yönünde çalışabilecektir.

Evde basit bıçaklar yapmanın en kolay yolu. Üretimleri için çeşitli malzemeleri kullanabilirsiniz:

  • Ancak ahşap zamanla çatlayabilir ve kuruyabilir;
  • Polipropilen - bu tür plastik düşük güçlü jeneratörler için uygundur;
  • Metal güvenilirdir ve dayanıklı malzeme her boyutta bıçağın yapılabileceği (havacılıkta kullanılan duralumin çok uygundur).

Küçük bir tablo bıçakların çapını tahmin etmenize yardımcı olacaktır. Bulunduğunuz yerdeki yaklaşık rüzgar hızını kontrol edin ve rüzgar jeneratörü kanatlarının hangi çapta yapılması gerektiğini öğrenin.

Rüzgar jeneratörü için kanat yapmak o kadar da zor değil. Tüm yapımızın dengeli olmasını sağlamak çok daha zordur - aksi takdirde kuvvetli rüzgarlar onu hızla kırar. Dengeleme bıçakların uzunluğu ayarlanarak yapılır. Daha sonra kanatları rüzgar jeneratörümüzün rotoru ile birleştirip, kuyruk bölümünün takıldığı montaj sahasına yapıyı monte ediyoruz.

Başlatma ve test etme

Gelecekteki en önemli şey seçim yapmaktır. doğru yer direği takmak için. Kesinlikle dikey olarak yerleştirilmelidir. Kanatlı jeneratör rüzgarın kuvvetli olduğu yere mümkün olduğu kadar yükseğe yerleştirilir. Yakınlarda hava akışını engelleyen orman tarlaları, bağımsız ağaçlar, evler veya büyük yapılar olmadığından emin olun - herhangi bir engel varsa rüzgar jeneratörünü onlardan uzağa yerleştirin.

Rüzgar jeneratörü hareket etmeye başlar başlamaz aşağıdakileri yapmanız gerekir - jeneratör çıkışına bir multimetre bağlayın ve voltajı kontrol edin. Artık sistem tam çalışmaya hazır, geriye kalan tek şey eve hangi voltajın sağlanacağına ve bunun nasıl olacağına karar vermek.

Tüketicileri birbirine bağlamak

Zaten düşük gürültülü ve oldukça güçlü bir yel değirmeni yapmayı başardık. Şimdi elektroniği ona bağlamanın zamanı geldi. 220V rüzgar jeneratörlerini kendi ellerinizle monte ederken, invertör dönüştürücü satın almaya dikkat etmeniz gerekir. Bu cihazların verimliliği% 99'a ulaşır, bu nedenle sağlanan doğru akımın 220 Volt voltajla alternatif akıma dönüştürülmesindeki kayıplar minimum düzeyde olacaktır. Toplamda, sistemin üç ek düğümü olacaktır:

  • Pil takımı – üretilen fazla elektriği gelecekte kullanmak üzere biriktirir. Bu fazlalıklar, sakin dönemlerde veya rüzgarın çok az olduğu zamanlarda tüketicileri beslemek için kullanılıyor;

Rusya rüzgar enerjisi kaynakları açısından ikili bir konuma sahiptir. Bir yandan, toplam alanın çok büyük olması ve düz alanların çokluğu nedeniyle, genellikle çok fazla rüzgar vardır ve çoğunlukla eşit şiddettedir. Öte yandan rüzgarlarımız ağırlıklı olarak düşük potansiyelli ve yavaştır, bkz. Üçüncüsü, seyrek nüfuslu bölgelerde rüzgarlar şiddetli esiyor. Buna dayanarak, çiftliğe bir rüzgar jeneratörü kurma görevi oldukça önemlidir. Ama karar vermek için - yeterince satın alın pahalı cihaz veya kendiniz yapın, hangi türün (ve birçoğunun) hangi amaç için seçileceğini dikkatlice düşünmeniz gerekir.

Temel Kavramlar

  1. KIEV – rüzgar enerjisi kullanım katsayısı. Düz rüzgarın mekanik modelini hesaplamak için kullanıldığında (aşağıya bakın), bir rüzgar enerjisi santralinin (WPU) rotorunun verimliliğine eşittir.
  2. Verimlilik – gelen rüzgardan elektrik jeneratörünün terminallerine veya tanka pompalanan su miktarına kadar APU'nun uçtan uca verimliliği.
  3. Minimum çalışma rüzgar hızı (MRS), rüzgar değirmeninin yüke akım sağlamaya başladığı hızdır.
  4. İzin verilen maksimum rüzgar hızı (MAS), enerji üretiminin durduğu hızdır: otomasyon ya jeneratörü kapatır ya da rotoru rüzgar gülüne koyar ya da katlayıp gizler ya da rotorun kendisi durur ya da APU basitçe yok edilir.
  5. Başlangıç ​​rüzgar hızı (SW) - bu hızda, rotor yüksüz olarak dönebilir, dönebilir ve çalışma moduna girebilir, ardından jeneratör açılabilir.
  6. Negatif başlangıç ​​hızı (OSS) - bu, APU'nun (veya rüzgar türbini - rüzgar enerjisi ünitesi veya WEA, rüzgar enerjisi ünitesinin) herhangi bir rüzgar hızında başlaması için harici bir enerji kaynağından zorunlu dönüş gerektirdiği anlamına gelir.
  7. Başlangıç ​​(başlangıç) torku, hava akışında zorla frenlenen bir rotorun şaft üzerinde tork oluşturma yeteneğidir.
  8. Rüzgar türbini (WM), rotordan jeneratörün veya pompanın miline veya diğer enerji tüketicisine kadar APU'nun bir parçasıdır.
  9. Döner rüzgar jeneratörü - rotorun hava akışında döndürülmesiyle rüzgar enerjisinin PTO şaftı üzerinde torka dönüştürüldüğü bir APU.
  10. Rotorun çalışma hızı aralığı, nominal yükte çalışırken MMF ve MRS arasındaki farktır.
  11. Düşük hızlı yel değirmeni - içinde rotor parçalarının akıştaki doğrusal hızı, rüzgar hızını önemli ölçüde aşmaz veya ondan daha düşüktür. Akışın dinamik basıncı doğrudan kanat itişine dönüştürülür.
  12. Yüksek hızlı yel değirmeni - kanatların doğrusal hızı rüzgar hızından önemli ölçüde (20 kat veya daha fazla) yüksektir ve rotor kendi hava dolaşımını oluşturur. Akış enerjisini itmeye dönüştürme döngüsü karmaşıktır.

Notlar:

  1. Düşük hızlı APU'lar, kural olarak, yüksek hızlı olanlardan daha düşük bir KIEV'e sahiptir, ancak yükü ayırmadan jeneratörü döndürmek için yeterli bir başlangıç ​​​​torkuna ve sıfır TAC'ye sahiptir, yani. Kesinlikle kendi kendine çalışmaya başlar ve en hafif rüzgarlarda bile kullanılabilir.
  2. Yavaşlık ve hız göreceli kavramlardır. 300 rpm'lik bir ev tipi yel değirmeni düşük hızlı olabilir, ancak rüzgar enerjisi santralleri ve rüzgar santralleri alanlarının monte edildiği (şekle bakın) ve rotorları yaklaşık 10 rpm yapan EuroWind tipi güçlü APU'lar yüksek hızlıdır, Çünkü böyle bir çapta, kanatların doğrusal hızı ve açıklığın çoğundaki aerodinamiği oldukça "uçağa benzer", aşağıya bakın.

Ne tür bir jeneratöre ihtiyacınız var?

Evsel bir yel değirmeni için bir elektrik jeneratörü, geniş bir dönüş hızı aralığında elektrik üretmeli ve otomasyona veya harici güç kaynaklarına ihtiyaç duymadan kendi kendine çalışabilmelidir. Kural olarak yüksek KIEV ve verime sahip olan OSS'li (döndürmeli rüzgar türbinleri) APU kullanılması durumunda, bunun da tersine çevrilebilir olması gerekir, yani. motor olarak çalışabilir. 5 kW'a kadar güçlerde bu durum elektrikli makineler tarafından karşılanır. kalıcı mıknatıslar niyobyum (süper mıknatıslar) bazlı; çelik veya ferrit mıknatıslarda 0,5-0,7 kW'tan fazlasına güvenemezsiniz.

Not: asenkron alternatif akım jeneratörleri veya mıknatıslanmamış statorlu kollektörler tamamen uygun değildir. Rüzgar kuvveti azaldığında, hızı MPC'ye düşmeden çok önce "dışarı çıkacaklar" ve sonra kendileri başlamayacaklar.

APU'nun 0,3 ila 1-2 kW gücündeki mükemmel "kalbi", yerleşik bir redresöre sahip bir alternatif akım kendi kendine jeneratöründen elde edilir; bunlar artık çoğunlukta. İlk olarak, harici elektronik dengeleyiciler olmadan oldukça geniş bir hız aralığında 11,6-14,7 V'luk bir çıkış voltajını korurlar. İkinci olarak, sarımdaki voltaj yaklaşık 1,4 V'a ulaştığında silikon vanalar açılır ve bundan önce jeneratör yükü "görmez". Bunu yapmak için jeneratörün oldukça düzgün bir şekilde döndürülmesi gerekiyor.

Çoğu durumda, bir kendi kendine jeneratör, bir dişli veya kayış tahriki olmadan, yüksek hızlı, yüksek basınçlı bir motorun şaftına doğrudan bağlanabilir, kanat sayısını seçerek hızı seçebilir, aşağıya bakın. "Yüksek hızlı trenlerin" başlangıç ​​torku küçüktür veya sıfırdır, ancak rotor, yükü ayırmadan bile, valfler açılmadan ve jeneratör akım üretmeden önce yeterince dönmek için zamana sahip olacaktır.

Rüzgara göre seçim

Ne tür rüzgar jeneratörü yapacağımıza karar vermeden önce yerel aerolojiye karar verelim. Gri-yeşilimsi renkte Rüzgar haritasının (rüzgarsız) alanları, yalnızca yelkenli rüzgar motoru herhangi bir kullanımda olacaktır(Onlar hakkında daha sonra konuşacağız). Sabit bir güç kaynağı gerekiyorsa, bir yükseltici (voltaj dengeleyicili doğrultucu) eklemeniz gerekecektir. şarj cihazı, güçlü akü, invertör 12/24/36/48 V DC - 220/380 V 50 Hz AC. Böyle bir tesisin maliyeti 20.000 dolardan az olmayacak ve uzun vadede 3-4 kW'ın üzerindeki gücün kesilmesi mümkün olmayacaktır. Genel olarak, alternatif enerjiye yönelik sarsılmaz bir arzu ile başka bir kaynak aramak daha iyidir.

Sarı-yeşil, rüzgarın az olduğu yerlerde 2-3 kW'a kadar elektriğe ihtiyacınız varsa düşük hızlı dikey rüzgar jeneratörünü kendiniz kullanabilirsiniz.. Sayısızca geliştirildi ve KIEV ve verimlilik açısından neredeyse endüstriyel olarak üretilen “bıçak bıçakları” kadar iyi tasarımlar var.

Eviniz için bir rüzgar türbini almayı planlıyorsanız, yelken rotorlu bir rüzgar türbinine odaklanmak daha iyidir. Pek çok tartışma var ve teoride her şey henüz net değil ama işe yarıyorlar. Rusya Federasyonu'nda Taganrog'da 1-100 kW gücünde “yelkenli tekneler” üretiliyor.

Kırmızı, rüzgarlı bölgelerde seçim gerekli güce bağlıdır. 0,5-1,5 kW aralığında ev yapımı "dikeyler" haklıdır; 1,5-5 kW – satın alınan “yelkenli tekneler”. “Dikey” de satın alınabilir ancak yatay APU'dan daha pahalıya mal olur. Ve son olarak, 5 kW veya daha fazla güce sahip bir rüzgar türbinine ihtiyacınız varsa, o zaman satın alınan yatay "kanatlar" veya "yelkenli tekneler" arasında seçim yapmanız gerekir.

Not: Pek çok üretici, özellikle ikinci kademe, 10 kW'a kadar güce sahip bir rüzgar jeneratörünü kendiniz monte edebileceğiniz parça kitleri sunmaktadır. Böyle bir kit, kurulumlu hazır bir kitten% 20-50 daha ucuza mal olacaktır. Ancak satın almadan önce, amaçlanan kurulum yerinin aerolojisini dikkatlice incelemeniz ve ardından spesifikasyonlara göre uygun tip ve modeli seçmeniz gerekir.

Güvenlik hakkında

Evde kullanılan bir rüzgar türbininin çalışır durumdaki parçaları, 120 ve hatta 150 m/s'yi aşan doğrusal hıza sahip olabilir ve 20 g ağırlığındaki herhangi bir katı maddenin bir parçası, 100 m/s hızla "başarılı bir şekilde" uçabilir. ” Vurmak, sağlıklı bir adamı doğrudan öldürür. Çelik veya sert plastik 20 m/s hızla hareket eden 2 mm kalınlığındaki levha onu ikiye böler.

Ayrıca gücü 100 W'tan fazla olan rüzgar türbinlerinin çoğu oldukça gürültülüdür. Birçoğu, ultra düşük (16 Hz'den az) frekanslarda (infrasound) hava basıncı dalgalanmaları üretir. İnfrasoundlar duyulamaz ancak sağlığa ve çok uzaklara seyahate zararlıdır.

Not: 80'lerin sonlarında Amerika Birleşik Devletleri'nde bir skandal yaşandı - o zamanlar ülkenin en büyük rüzgar santrali kapatılmak zorunda kaldı. Rüzgar santralinin sahasına 200 km uzaklıktaki bir bölgede yaşayan Hintliler, rüzgar santralinin faaliyete geçmesinden sonra hızla artan sağlık bozukluklarının infraseslerden kaynaklandığını mahkemede kanıtladı.

Yukarıdaki nedenlerden dolayı, APU'ların en yakın konut binalarından en az 5 kat yükseklikte kurulumuna izin verilmektedir. Özel evlerin avlularına uygun şekilde sertifikalandırılmış endüstriyel rüzgar türbinleri kurmak mümkündür. APU'ları çatılara monte etmek genellikle imkansızdır - çalışmaları sırasında, düşük güçlü olanlar bile, rezonansa neden olabilecek alternatif mekanik yükler ortaya çıkar. bina yapısı ve onun yok edilmesi.

Not: APU'nun yüksekliği, süpürülmüş diskin (kanatlı rotorlar için) en yüksek noktası veya geometrik şekil (şaft üzerinde rotor bulunan dikey APU'lar için) olarak kabul edilir. APU direği veya rotor ekseni daha da yükseğe çıkarsa, yükseklik üst kısımlarına göre hesaplanır.

Rüzgar, aerodinamik, KIEV

Ev yapımı bir rüzgar jeneratörü, bilgisayarda hesaplanan fabrika jeneratörüyle aynı doğa kanunlarına uyar. Ve ev hanımının işinin temellerini çok iyi anlaması gerekir; çoğu zaman pahalı, son teknoloji malzemelere sahip değildir ve teknolojik ekipman. APU'nun aerodinamiği o kadar zor ki...

Rüzgar ve KIEV

Sözde seri fabrika APU'larını hesaplamak için. rüzgarın düz mekanik modeli. Aşağıdaki varsayımlara dayanmaktadır:

  • Etkin rotor yüzeyi içerisinde rüzgar hızı ve yönü sabittir.
  • Hava sürekli bir ortamdır.
  • Rotorun etkin yüzeyi süpürülen alana eşittir.
  • Hava akışının enerjisi tamamen kinetiktir.

Bu koşullar altında, birim hava hacmi başına maksimum enerji, hava yoğunluğunun şu şekilde olduğu varsayılarak okul formülü kullanılarak hesaplanır: normal koşullar 1,29 kg*yavru. m. 10 m/s rüzgar hızında, bir küp hava 65 J taşır ve rotorun etkin yüzeyinin bir karesinden tüm APU'nun %100 verimliliğiyle 650 W çıkarılabilir. Bu çok basitleştirilmiş bir yaklaşımdır; rüzgarın asla tam olarak eşit olmadığını herkes bilir. Ancak ürünlerin tekrarlanabilirliğini sağlamak için bunun yapılması gerekiyor; teknolojide yaygın bir durum.

Düz model göz ardı edilmemelidir; mevcut rüzgar enerjisinin net bir minimumunu verir. Ancak öncelikle hava sıkıştırılabilir ve ikincisi çok akışkandır (dinamik viskozite yalnızca 17,2 μPa * s'dir). Bu, akışın süpürülen alan etrafında akabileceği, etkili yüzeyi ve en sık gözlemlenen KIEV'i azaltabileceği anlamına gelir. Ancak prensipte bunun tersi de mümkündür: Rüzgar rotora doğru akar ve bu durumda etkin yüzey alanı süpürülen yüzeyden daha büyük olacaktır ve düz bir rüzgar için KIEV buna göre 1'den büyük olacaktır.

İki örnek verelim. Birincisi oldukça ağır bir gezi yatıdır; yat sadece rüzgara karşı değil, aynı zamanda rüzgardan daha hızlı da yelken açabilir. Rüzgar dış anlamına gelir; Görünen rüzgar yine de daha hızlı olmalı, yoksa gemiyi nasıl çekecek?

İkincisi havacılık tarihinin bir klasiğidir. MIG-19'un testleri sırasında, ön cephedeki avcı uçağından bir ton daha ağır olan önleyicinin daha hızlı hızlandığı ortaya çıktı. Aynı uçakta aynı motorlarla.

Teorisyenler ne düşüneceklerini bilmiyorlardı ve enerjinin korunumu yasasından ciddi şekilde şüphe duyuyorlardı. Sonunda sorunun radar anten kaportasının hava girişinden çıkıntı yapan konisi olduğu ortaya çıktı. Ayak ucundan kabuğa kadar, sanki yanlardan motor kompresörlerine doğru tırmıklıyormuş gibi bir hava sıkışması ortaya çıktı. O zamandan bu yana, şok dalgalarının yararlı olduğu teoride sağlam bir şekilde yerleşmiştir ve modern uçakların muhteşem uçuş performansının büyük bir kısmı onların ustaca kullanılmasına bağlıdır.

Aerodinamik

Aerodinamiğin gelişimi genellikle iki döneme ayrılır - N. G. Zhukovsky'den önce ve sonra. 15 Kasım 1905 tarihli “Bağlı Girdaplar Üzerine” raporu havacılıkta yeni bir dönemin başlangıcı oldu.

Zhukovsky'den önce düz yelkenlerle uçuyorlardı: yaklaşmakta olan akışın parçacıklarının tüm momentumlarını kanadın ön kenarına verdiği varsayılıyordu. Bu, diş kırılmasına ve çoğunlukla analitik olmayan matematiğe yol açan vektör miktarından (açısal momentum) derhal kurtulmayı, çok daha uygun skaler saf enerji ilişkilerine geçmeyi ve sonuçta yüzey üzerinde hesaplanmış bir basınç alanı elde etmeyi mümkün kıldı. yük taşıyan düzlem, az çok gerçek olana benzer.

Bu mekanik yaklaşım, yol boyunca herhangi bir yere çarpmadan, en azından havaya uçabilen ve bir yerden başka bir yere uçabilen cihazların yaratılmasını mümkün kıldı. Ancak hızı, yük kapasitesini ve diğerlerini artırma arzusu uçuş nitelikleri Orijinal aerodinamik teorinin kusurları giderek daha fazla ortaya çıktı.

Zhukovsky'nin fikri şuydu: Hava, kanadın üst ve alt yüzeyleri boyunca farklı bir yol izliyor. Ortamın sürekliliği koşulundan (havada vakum kabarcıkları kendiliğinden oluşmaz), arka kenardan inen üst ve alt akışların hızlarının farklı olması gerektiği sonucu çıkar. Havanın küçük ama sınırlı viskozitesi nedeniyle hız farkından dolayı orada bir girdap oluşmalıdır.

Girdap döner ve enerjinin korunumu kanunu kadar değişmez olan momentumun korunumu kanunu da vektör büyüklükleri için geçerlidir; Ayrıca hareketin yönü de dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, tam orada, arka kenarda, aynı torka sahip, ters yönde dönen bir girdap oluşmalıdır. Ne yüzünden? Motorun ürettiği enerjiden dolayı.

Havacılık uygulamaları için bu bir devrim anlamına geliyordu: Uygun kanat profilini seçerek, kanadın çevresine G dolaşımı şeklinde bağlı bir girdap göndermek ve kaldırma kuvvetini artırmak mümkündü. Yani, motor gücünün çoğunu kanattaki yüksek hızlar ve yükler için harcayarak, cihazın etrafında bir hava akışı oluşturarak daha iyi uçuş kalitesi elde etmenizi sağlayabilirsiniz.

Bu, havacılığın bir parçası değil, havacılığı yaptı: şimdi uçak Uçuş için gerekli ortamı kendisi yaratabilir ve artık hava akımlarının oyuncağı olmaktan çıkabilir. İhtiyacınız olan tek şey, daha güçlü bir motor ve giderek daha da güçlü...

yine KIEV

Ancak yel değirmeninin motoru yoktur. Tam tersine enerjiyi rüzgardan alıp tüketicilere vermesi gerekiyor. Ve işte ortaya çıktı - bacakları çekildi, kuyruğu sıkıştı. Rotorun kendi dolaşımı için çok az rüzgar enerjisi kullandık - zayıf olacak, kanatların itme kuvveti düşük olacak ve KIEV ve güç düşük olacak. Sirkülasyona çok şey veriyoruz - zayıf bir rüzgarda rotor rölantide deli gibi dönecek, ancak tüketiciler yine çok az şey alıyor: sadece yük yüklediler, rotor yavaşladı, rüzgar sirkülasyonu uçurdu ve rotor durdu çalışma.

Enerjinin Korunumu Kanunu " altın ortalama" tam ortasını verir: Enerjinin %50'sini yüke veririz, geri kalan %50'si için de akışı optimuma çıkarırız. Uygulama varsayımları doğrulamaktadır: Eğer iyi bir çekme pervanesinin verimliliği %75-80 ise, o zaman dikkatlice hesaplanan ve bir rüzgar tünelinde üflenen kanatlı bir rotorun verimliliği de %38-40'a ulaşır, yani. fazla enerjiyle elde edilebilecek olanın yarısına kadar.

Modernite

Günümüzde modern matematik ve bilgisayarlarla donanmış aerodinamik, kaçınılmaz olarak basitleştirici modellerden giderek uzaklaşıyor. doğru açıklama gerçek bir bedenin gerçek bir akıştaki davranışı. Ve burada, genel çizgiye ek olarak - güç, güç ve bir kez daha güç! – yan yollar keşfedilir, ancak tam olarak sisteme giren enerji miktarı sınırlı olduğunda umut vericidir.

Ünlü alternatif havacı Paul McCready, 80'lerde 16 hp gücünde iki motorlu testere motorlu bir uçak yarattı. 360 km/saat gösteriyor. Üstelik şasisi üç tekerlekli bisikletti, geri çekilemezdi ve tekerlekleri kaportasızdı. McCready'nin cihazlarından hiçbiri çevrimiçi olmadı ya da savaş görevine çıkmadı, ancak ikisi (biri pistonlu motorlara ve pervanelere, diğeri jete sahipti) tarihte ilk kez aynı benzin istasyonuna inmeden dünyanın etrafında uçtu.

Teorinin gelişimi, orijinal kanadı doğuran yelkenleri de oldukça önemli ölçüde etkiledi. "Canlı" aerodinamik, yatların 8 knot'luk rüzgarlarda çalışmasına olanak sağladı. deniz otobüsü üzerinde durun (şekle bakın); Böyle bir canavarı bir pervane ile gerekli hıza çıkarmak için en az 100 hp'lik bir motor gerekir. Yarış katamaranları aynı rüzgarda yaklaşık 30 knot hızla seyreder. (55 km/saat).

Tamamen önemsiz olmayan bulgular da var. En nadir ve en ekstrem sporun (temel atlama) hayranları, özel bir kanat kıyafeti giyerek, kanat kıyafeti giyerek, motorsuz uçar, 200 km/s'nin üzerinde bir hızda manevra yapar (sağdaki resim) ve ardından sorunsuz bir şekilde ön platforma iner. -seçili yer. İnsanlar hangi masalda kendi başlarına uçarlar?

Doğanın birçok gizemi de çözüldü; özellikle bir böceğin uçuşu. Klasik aerodinamiğe göre uçma kabiliyeti yoktur. Tıpkı hayalet uçağın kurucusu gibi elmas şeklindeki kanadıyla F-117 de havalanamıyor. Ve bir süredir kuyruktan uçabilen MIG-29 ve Su-27 de hiçbir fikre uymuyor.

Peki neden eğlenceli bir şey değil, kendi türünü yok etmek için bir araç değil, hayati bir kaynağın kaynağı olan rüzgar türbinleri üzerinde çalışırken, düz rüzgar modeliyle zayıf akış teorisinden uzaklaşmanız gerekiyor? Gerçekten ilerlemenin bir yolu yok mu?

Klasiklerden ne beklenir?

Ancak hiçbir durumda klasiklerden vazgeçmemek gerekir. İnsanın ona güvenmeden daha yükseğe çıkamayacağı bir temel sağlar. Tıpkı küme teorisinin çarpım tablosunu ortadan kaldırmaması ve kuantum renk dinamiğinin elmaları ağaçlardan havaya uçurmaması gibi.

Peki klasik yaklaşımdan ne bekleyebilirsiniz? Şimdi resme bakalım. Sol tarafta rotor türleri bulunmaktadır; şartlı olarak tasvir edilirler. 1 – dikey karusel, 2 – dikey ortogonal ( rüzgar türbini); 2-5 – kanatlı rotorlar farklı miktarlar optimize edilmiş profillere sahip bıçaklar.

Yatay eksen boyunca sağda rotorun bağıl hızı, yani kanadın doğrusal hızının rüzgar hızına oranı bulunur. Dikey yukarı - KIEV. Ve aşağı - yine göreceli tork. Tek bir (%100) torkun, %100 KIEV ile akışta zorla frenlenen bir rotor tarafından oluşturulan tork olduğu kabul edilir; tüm akış enerjisi dönme kuvvetine dönüştürüldüğünde.

Bu yaklaşım geniş kapsamlı sonuçlara varmamızı sağlar. Örneğin, bıçak sayısı istenen dönüş hızına göre sadece çok fazla seçilmemelidir: 3 ve 4 bıçaklar, iyi çalışan 2 ve 6 bıçaklara kıyasla KIEV ve tork açısından hemen çok şey kaybeder. yaklaşık olarak aynı hız aralığında. Ve dışa benzer atlıkarınca ve dik, temelde farklı özelliklere sahiptir.

Genel olarak, son derece düşük maliyetli, basit, bakım gerektirmeyen, otomasyon olmadan kendi kendine çalışmaya başlamanın gerekli olduğu ve bir direğe kaldırmanın imkansız olduğu durumlar dışında kanatlı rotorlar tercih edilmelidir.

Not: Özellikle yelken rotorlarından bahsedelim; klasiklere pek uymuyorlar.

Dikeyler

Dikey dönme eksenine sahip APU'ların günlük yaşamda yadsınamaz bir avantajı vardır: bakım gerektiren bileşenleri altta yoğunlaşmıştır ve kaldırmaya gerek yoktur. Her zaman olmasa bile, kendi kendine hizalanan bir baskı yatağı kalır, ancak güçlü ve dayanıklıdır. Bu nedenle basit bir rüzgar jeneratörü tasarlarken seçeneklerin seçimi dikeylerle başlamalıdır. Ana türleri Şekil 2'de sunulmaktadır.

Güneş

İlk konumda en basit olanıdır ve çoğunlukla Savonius rotoru olarak adlandırılır. Aslında, 1924 yılında SSCB'de J. A. ve A. A. Voronin tarafından icat edildi ve Finlandiyalı sanayici Sigurd Savonius, Sovyet telif hakkı sertifikasını göz ardı ederek buluşu utanmadan sahiplendi ve seri üretime başladı. Ancak gelecekte bir buluşun ortaya çıkması çok şey ifade ediyor, bu nedenle geçmişi karıştırmamak ve merhumun küllerini rahatsız etmemek için bu yel değirmenine Voronin-Savonius rotoru veya kısaca VS adını vereceğiz.

Uçak,% 10-18'lik “lokomotif” KIEV dışında ev yapımı adam için iyidir. Ancak SSCB'de bunun üzerinde çok çalıştılar ve gelişmeler var. Aşağıda çok daha karmaşık olmayan geliştirilmiş bir tasarıma bakacağız, ancak KIEV'e göre bu, blade'lere bir avantaj sağlıyor.

Not: iki kanatlı uçak dönmüyor, ancak sarsıntılı bir şekilde sarsılıyor; 4 bıçaklı bıçak sadece biraz daha pürüzsüzdür ancak KIEV'de çok şey kaybeder. İyileştirmek için, 4 oluk çoğunlukla iki kata bölünür - altta bir çift kanat ve üstlerinde yatay olarak 90 derece döndürülmüş başka bir çift. KIEV korunur ve mekanik üzerindeki yanal yükler zayıflar, ancak bükülme yükleri bir miktar artar ve 25 m/s'den fazla rüzgarda böyle bir APU şaftın üzerindedir, yani. Rotorun üzerine kablolarla gerilmiş bir yatak olmadığında "kuleyi yıkar."

Daria

Sırada Daria rotoru var; KIEV – %20'ye kadar. Daha da basit: Bıçaklar, herhangi bir profili olmayan basit bir elastik banttan yapılmıştır. Darrieus rotorunun teorisi henüz yeterince gelişmemiştir. Sadece tümseğin ve bant cebinin aerodinamik direncindeki fark nedeniyle gevşemeye başladığı ve ardından bir tür yüksek hıza dönüşerek kendi dolaşımını oluşturduğu açıktır.

Dönme momenti küçüktür ve rotorun rüzgara paralel ve dik başlangıç ​​​​pozisyonlarında tamamen yoktur, bu nedenle kendi kendine dönüş yalnızca tek sayıda kanatla (kanatlarla?) Mümkündür. Her durumda, yük Çalıştırma sırasında jeneratörle olan bağlantı kesilmelidir.

Daria rotorunun iki kötü özelliği daha var. İlk olarak, dönerken bıçağın itme vektörü, aerodinamik odağına göre tam bir dönüşü tanımlar ve düzgün değil, sarsıntılı bir şekilde olur. Bu nedenle Darrieus rotoru, sabit bir rüzgarda bile mekaniğini hızla bozar.

İkincisi, Daria sadece gürültü yapmakla kalmıyor, aynı zamanda kaset kırılana kadar çığlık atıyor ve ciyaklıyor. Bu onun titreşimi nedeniyle olur. Ve ne kadar çok bıçak olursa kükreme de o kadar güçlü olur. Yani, eğer bir Daria yaparlarsa, pahalı, yüksek mukavemetli ses emici malzemelerden (karbon, mylar) iki kanatlıdır ve direk direğinin ortasında dönmek için küçük bir uçak kullanılır.

Ortogonal

Poz. 3 – profilli kanatlara sahip dik dikey rotor. Ortogonaldir çünkü kanatlar dikey olarak dışarı çıkar. BC'den ortogonale geçiş Şekil 2'de gösterilmektedir. sol.

Kanatların aerodinamik odaklarına temas eden daireye teğete göre kanatların montaj açısı, rüzgar kuvvetine bağlı olarak pozitif (şekilde) veya negatif olabilir. Bazen bıçaklar döndürülür ve üzerlerine otomatik olarak "alfa"yı tutan rüzgar gülleri yerleştirilir, ancak bu tür yapılar sıklıkla kırılır.

Merkezi gövde (şekilde mavi), KIEV'i neredeyse% 50'ye çıkarmanıza olanak tanır. Üç kanatlı bir ortogonalde, hafif dışbükey kenarlara ve yuvarlatılmış köşelere sahip bir üçgen şeklinde olmalıdır. daha fazla sayıda bıçak için basit bir silindir yeterlidir. Ancak diklik teorisi kesin bir optimal bıçak sayısı verir: bunlardan tam olarak 3 tane olmalıdır.

Ortogonal, OSS'li yüksek hızlı rüzgar türbinlerini ifade eder; mutlaka devreye alma sırasında ve sakinleştikten sonra terfi gerektirir. Ortogonal şemaya göre, 20 kW'a kadar güce sahip seri bakım gerektirmeyen APU'lar üretilmektedir.

Helikoid

Helisel rotor veya Gorlov rotoru (madde 4), düzgün dönüş sağlayan bir tür ortogonaldir; düz kanatlı bir ortogonal, iki kanatlı bir uçaktan yalnızca biraz daha zayıf "yırtılır". Kanatların bir helikoid boyunca bükülmesi, eğriliklerinden dolayı CIEV kayıplarının önlenmesine olanak tanır. Kavisli bıçak, akışın bir kısmını kullanmadan reddetmesine rağmen, aynı zamanda bir kısmını en yüksek doğrusal hız bölgesine çekerek kayıpları telafi eder. Helikoidler diğer rüzgar türbinlerine göre daha az kullanılır çünkü Üretim karmaşıklığından dolayı eşit kalitedeki muadillerine göre daha pahalıdırlar.

Namlu tırmıklama

5 konum için. – Bir kılavuz kanatçıkla çevrelenmiş BC tipi rotor; diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. Sağ. Endüstriyel uygulamalarda nadiren bulunur çünkü pahalı arazi edinimi kapasite artışını telafi etmez ve malzeme tüketimi ve üretimin karmaşıklığı yüksektir. Ancak işten korkan kendi işini yapan bir kişi artık bir usta değil, bir tüketicidir ve 0,5-1,5 kW'tan fazlasına ihtiyacı yoksa, o zaman onun için "namlu tırmıklama" bir çerezdir:

  • Bu tip bir rotor kesinlikle güvenlidir, sessizdir, titreşim yaratmaz ve herhangi bir yere, hatta oyun alanına bile monte edilebilir.
  • Galvanizli bir "oluğu" bükmek ve bir boru çerçevesine kaynak yapmak saçma bir iştir.
  • Dönüş kesinlikle tekdüzedir, mekanik parçalar en ucuzdan veya çöp kutusundan alınabilir.
  • Kasırgalardan korkmayın - çok kuvvetli bir rüzgar "namluya" giremez; çevresinde aerodinamik bir girdap kozası belirir (bu etkiyle daha sonra karşılaşacağız).
  • Ve en önemlisi, “namlu” yüzeyinin içindeki rotorun yüzeyinden birkaç kat daha büyük olması nedeniyle, KIEV aşırı birlik olabilir ve dönme momenti zaten 3 m/s'lik bir “namlu” için 3 m/s'dir. çapı üç metre olacak şekilde maksimum yüke sahip 1 kW'lık bir jeneratörün seğirmemesinin daha iyi olduğunu söylüyorlar.

Video: Lenz rüzgar jeneratörü

SSCB'deki 60'lı yıllarda E. S. Biryukov,% 46 KIEV'e sahip bir atlıkarınca APU'sunun patentini aldı. Kısa bir süre sonra V. Blinov, aynı prensibe dayalı bir tasarımla KIEV'in %58'ini elde etti, ancak testlerine ilişkin veri yok. Ve Biryukov'un APU'sunun tam ölçekli testleri "Mucit ve Yenilikçi" dergisinin çalışanları tarafından gerçekleştirildi. 0,75 m çapında ve 2 m yüksekliğinde iki katlı bir rotor, taze rüzgarda 1,2 kW'lık asenkron jeneratörü tam güce döndürdü ve arıza olmadan 30 m/s hıza dayandı. Biryukov'un APU'sunun çizimleri Şekil 1'de gösterilmektedir.

  1. galvanizli çatıdan yapılmış rotor;
  2. kendinden hizalamalı çift sıralı bilyalı rulman;
  3. örtüler – 5 mm çelik kablo;
  4. eksen-şaft – çelik boru 1,5-2,5 mm et kalınlığına sahip;
  5. aerodinamik hız kontrol kolları;
  6. hız kontrol bıçakları – 3-4 mm kontrplak veya plastik levha;
  7. hız kontrol çubukları;
  8. hız kontrol cihazı yükü, ağırlığı dönüş hızını belirler;
  9. tahrik kasnağı - lastiksiz ve tüplü bir bisiklet tekerleği;
  10. baskı yatağı - baskı yatağı;
  11. tahrikli kasnak – standart jeneratör kasnağı;
  12. jeneratör.

Biryukov, Silahlı Kuvvetleri için çeşitli telif hakkı sertifikaları aldı. Öncelikle rotorun kesimine dikkat edin. Hızlanırken bir uçak gibi çalışarak büyük bir başlangıç ​​torku yaratır. Döndükçe kanatların dış ceplerinde bir girdap yastığı oluşur. Rüzgâr açısından bakıldığında, kanatlar profilli hale gelir ve rotor, sanal profilin rüzgâr gücüne göre değişmesiyle yüksek hızlı dik açılı hale gelir.

İkinci olarak, kanatlar arasındaki profilli kanal, çalışma hızı aralığında merkezi bir gövde görevi görmektedir. Rüzgar yoğunlaşırsa, içinde rotorun ötesine uzanan bir girdap yastığı da oluşturulur. Aynı girdap kozası, kılavuz kanatlı APU'nun etrafında görünür. Yaratılışı için gereken enerji rüzgardan alınır ve artık yel değirmenini kırmaya yetmez.

Üçüncüsü, hız kontrol cihazı öncelikle türbin için tasarlanmıştır. KIEV açısından hızını optimum seviyede tutar. Ve optimum jeneratör dönüş hızı, mekanik aktarım oranının seçimiyle sağlanır.

Not: 1965 yılında IR'de yayınlandıktan sonra Ukrayna Silahlı Kuvvetleri Biryukova unutulmaya yüz tuttu. Yazar yetkililerden hiçbir yanıt alamadı. Birçok Sovyet icadının kaderi. Bazı Japonların düzenli olarak Sovyet popüler teknik dergilerini okuyarak ve dikkate değer her şeyin patentini alarak milyarder haline geldiğini söylüyorlar.

Lopastniki

Belirtildiği gibi klasiklere göre kanatlı rotorlu yatay rüzgar jeneratörü en iyisidir. Ancak öncelikle en azından orta kuvvette sabit bir rüzgara ihtiyacı var. İkinci olarak, DIYer'ın tasarımı birçok tuzakla doludur, bu nedenle uzun süreli sıkı çalışmanın meyvesi en iyi senaryo tuvaleti, koridoru veya sundurmayı aydınlatıyor, hatta sadece kendini tanıtabiliyor.

Şekil 2'deki şemalara göre. Daha yakından bakalım; pozisyonlar:

  • İncir. A:
  1. rotor kanatları;
  2. jeneratör;
  3. jeneratör çerçevesi;
  4. koruyucu rüzgar gülü (kasırga küreği);
  5. akım toplayıcı;
  6. şasi;
  7. döner ünite;
  8. çalışan rüzgar gülü;
  9. direk;
  10. örtüler için kelepçe.
  • İncir. B, üstten görünüm:
  1. koruyucu rüzgar gülü;
  2. çalışan rüzgar gülü;
  3. koruyucu rüzgar gülü yay gerginliği regülatörü.
  • İncir. G, akım toplayıcı:
  1. bakır sürekli halka baralara sahip toplayıcı;
  2. yaylı bakır-grafit fırçalar.

Not: Çapı 1 m'den fazla olan yatay bir kanat için kasırga koruması kesinlikle gereklidir, çünkü kendi etrafında bir girdap kozası yaratma yeteneğine sahip değildir. Daha küçük boyutlarda propilen kanatlarla 30 m/s'ye kadar rotor dayanıklılığı elde etmek mümkündür.

Peki nerede tökezleyeceğiz?

Bıçaklar

Kalın duvarlı malzemeden kesilmiş her boyuttaki kanatlarda jeneratör şaftında 150-200 W'tan fazla güç elde edilmesi bekleniyor plastik boru sıklıkla tavsiye edildiği gibi umutsuz bir amatörün umutlarıdır. Bir boru bıçağı (sadece boşluk olarak kullanılacak kadar kalın olmadığı sürece) bölümlü bir profile sahip olacaktır; üst veya her iki yüzeyi bir dairenin yayları olacaktır.

Parçalı profiller, hidrofiller veya pervane kanatları gibi sıkıştırılamaz ortamlar için uygundur. Gazlar için değişken profilli ve adımlı bir kanat gereklidir, örneğin bkz. Şekil; açıklık - 2 m Bu, teoriye, boru şişirmeye ve tam ölçekli testlere dayalı özenli hesaplamalar gerektiren karmaşık ve emek yoğun bir ürün olacaktır.

Jeneratör

Rotor doğrudan şaftının üzerine monte edilirse, standart yatak kısa sürede kırılır - yel değirmenlerinde tüm kanatlar üzerinde eşit yük yoktur. Özel destek yatağına sahip bir ara mile ve ondan jeneratöre mekanik şanzımana ihtiyacınız var. Büyük yel değirmenleri için destek yatağı kendiliğinden hizalanan çift sıralıdır; en iyi modellerde - üç katmanlı, Şek. Şekil 2'de D. daha yüksek. Bu, rotor şaftının yalnızca hafifçe bükülmesine değil, aynı zamanda bir yandan diğer yana veya yukarı ve aşağı doğru hafifçe hareket etmesine de olanak tanır.

Not: EuroWind tipi APU için bir destek yatağının geliştirilmesi yaklaşık 30 yıl sürdü.

Acil durum rüzgar gülü

Çalışma prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir. B. Şiddetlenen rüzgar küreğe baskı yapar, yay esner, rotor eğilir, hızı düşer ve sonunda akışa paralel hale gelir. Her şey yolunda gibi görünüyor ama kağıt üzerinde pürüzsüzdü...

Rüzgarlı bir günde, bir kazan kapağını veya büyük bir tencereyi sapından rüzgara paralel tutmayı deneyin. Dikkatli olun; kıpırdayan demir parçası yüzünüze o kadar sert çarpabilir ki burnunuzu kırabilir, dudağınızı kesebilir, hatta gözünüzü kırabilir.

Düz rüzgar yalnızca teorik hesaplamalarda ve pratikte yeterli doğrulukla rüzgar tünellerinde meydana gelir. Gerçekte, bir kasırga, bir kasırga küreğiyle yel değirmenlerine tamamen savunmasız olanlardan daha fazla zarar verir. Her şeyi yeniden yapmaktansa hasarlı bıçakları değiştirmek daha iyidir. Endüstriyel tesislerde ise durum farklıdır. Burada kanatların eğimi, her biri ayrı ayrı, araç bilgisayarının kontrolü altında otomasyonla izleniyor ve ayarlanıyor. Ve su borularından değil, ağır hizmet kompozitlerinden yapılmıştır.

Akım toplayıcı

Bu düzenli olarak bakımı yapılan bir ünitedir. Herhangi bir enerji mühendisi, fırçalı komütatörün temizlenmesi, yağlanması ve ayarlanması gerektiğini bilir. Ve direk nereden nargile. Tırmanamıyorsanız, ayda bir veya iki kez, yel değirmeninin tamamını yere atmanız ve sonra tekrar almanız gerekir. Böyle bir "önlemeye" ne kadar dayanacak?

Video: bir kulübeye güç sağlamak için kanatlı rüzgar jeneratörü + güneş paneli

Mini ve mikro

Ancak kürek boyutu küçüldükçe zorluk çark çapının karesine göre düşüyor. 100 W'a kadar güce sahip yatay kanatlı bir APU'yu kendi başınıza üretmeniz zaten mümkün. 6 kanatlı olanı ideal olacaktır. Daha fazla kanat kullanıldığında, aynı güç için tasarlanan rotorun çapı daha küçük olacaktır, ancak bunların göbeğe sıkı bir şekilde takılması zor olacaktır. 6'dan az kanatlı rotorların dikkate alınmasına gerek yoktur: 2 kanatlı 100 W rotorun çapı 6,34 m'dir ve aynı güçte 4 kanatlı bir rotorun çapı 4,5 m'dir. güç-çap ilişkisi şu şekilde ifade edilir:

  • 10 W – 1,16 m.
  • 20 W – 1,64 m.
  • 30 W – 2 m.
  • 40 W – 2,32 m.
  • 50 W – 2,6 m.
  • 60 W – 2,84 m.
  • 70 W – 3,08 m.
  • 80 W – 3,28 m.
  • 90 W – 3,48 m.
  • 100 W – 3,68 m.
  • 300 W – 6,34 m.

10-20 W'lık bir güce güvenmek en uygunudur. İlk olarak, açıklığı 0,8 m'den fazla olan plastik bir bıçak ek önlemler koruma 20 m/s'yi aşan rüzgarlara dayanmayacaktır. İkincisi, aynı 0,8 m'ye kadar kanat açıklığı ile uçlarının doğrusal hızı rüzgar hızını üç kattan fazla aşmayacak ve bükümlü profil oluşturma gereklilikleri büyüklük sıralarına göre azaltılacaktır; burada bölümlü boru profiline sahip bir “oluk”, konum. Şekil 2'de B. Ve 10-20 W, bir tablete güç sağlayacak, bir akıllı telefonu şarj edecek veya ev tasarrufu sağlayan bir ampulü aydınlatacaktır.

Ardından bir jeneratör seçin. Bir Çin motoru mükemmeldir - elektrikli bisikletler için tekerlek göbeği, konum. Şekil 1'de 1. Motor olarak gücü 200-300 W'tır, ancak jeneratör modunda yaklaşık 100 W'a kadar çıkacaktır. Peki hız açısından bize yakışır mı?

6 kanat için hız endeksi z 3'tür. Yük altında dönüş hızını hesaplama formülü N = v/l*z*60'tır; burada N dönüş hızıdır, 1/dak, v rüzgar hızıdır ve l rotor çevresi. 0,8 m'lik kanat açıklığı ve 5 m/s'lik rüzgarla 72 devir/dakika elde ederiz; 20 m/s – 288 rpm'de. Bisiklet tekerleği de yaklaşık olarak aynı hızda dönüyor, yani 10-20 W gücümüzü 100 W üretebilen bir jeneratörden çıkaracağız. Rotoru doğrudan şaftının üzerine yerleştirebilirsiniz.

Ancak burada şu sorun ortaya çıkıyor: En azından bir motora çok fazla iş ve para harcadıktan sonra... bir oyuncak aldık! 10-20, peki, 50 W nedir? Ancak evinizde bir televizyona bile güç verebilecek kanatlı bir yel değirmeni yapamazsınız. Hazır bir mini rüzgar jeneratörü satın almak mümkün mü ve daha ucuz olmaz mıydı? Mümkün olduğu kadar ve mümkün olduğu kadar ucuza, bkz. poz. 4 ve 5. Ayrıca mobil de olacak. Bir kütüğün üzerine yerleştirin ve kullanın.

İkinci seçenek, eğer bir yerlerde yatıyorsa step motor eski bir 5 veya 8 inçlik disket sürücüsünden veya kullanılamaz bir mürekkep püskürtmeli veya nokta vuruşlu yazıcının kağıt sürücüsünden veya taşıyıcısından. Bir jeneratör olarak çalışabilir ve kutulardan bir atlıkarınca rotorunun ona takılması (konum 6), konum 2'de gösterilene benzer bir yapının montajından daha kolaydır. 3.

Genel olarak, "bıçak bıçakları" ile ilgili sonuç açıktır: Ev yapımı olanların kalbinizin içeriğini düzeltmesi daha olasıdır, ancak gerçek uzun vadeli enerji çıkışı için değildir.

Video: Bir yazlık evi aydınlatmak için en basit rüzgar jeneratörü

Yelkenli tekneler

Yelkenli rüzgar jeneratörü uzun zamandır biliniyor, ancak yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı sentetik kumaşların ve filmlerin ortaya çıkmasıyla kanatlarındaki yumuşak paneller (şekle bakın) yapılmaya başlandı. Sert yelkenli çok kanatlı yel değirmenleri, düşük güçlü otomatik su pompalarının tahriki olarak dünya çapında geniş bir alana yayıldı, ancak teknik özellikleri atlıkarıncalarınkinden bile daha düşük.

Ancak yel değirmeni kanadı gibi yumuşak bir yelkenin o kadar basit olmadığı ortaya çıktı. Mesele rüzgar direnci değil (üreticiler izin verilen maksimum rüzgar hızını sınırlamazlar): yelkenli denizciler rüzgarın bir Bermuda yelkeninin panelini yırtmasının neredeyse imkansız olduğunu zaten biliyorlar. Büyük olasılıkla, ıskota yırtılacak veya direk kırılacak veya tüm gemi "aşırı dönüş" yapacak. Enerjiyle ilgili.

Ne yazık ki kesin test verileri bulunamıyor. Kullanıcı incelemelerine dayanarak, 5 m rüzgar çarkı çapına, 160 kg rüzgar kafası ağırlığına ve dönüş hızına sahip Taganrog yapımı bir rüzgar türbini-4.380/220.50'nin kurulumu için “sentetik” bağımlılıklar oluşturmak mümkün oldu. 40 1/dak'ya kadar; Şekil 2'de sunulmaktadırlar.

Elbette %100 güvenilirliğin garantisi olamaz ama burada düz mekanizmalı bir modelin kokusunun olmadığı da açık. 5 metrelik bir tekerleğin, 3 m/s'lik düz bir rüzgarda yaklaşık 1 kW üretmesi, 7 m/s'lik bir güç platosuna ulaşması ve ardından şiddetli bir fırtınaya kadar bunu koruması mümkün değildir. Bu arada üreticiler, yerel aeroloji çalışmalarının sonuçlarına dayanarak, nominal 4 kW'ın 3 m/s'de elde edilebileceğini, ancak kuvvetlerle kurulduğunda belirtiyorlar.

Ayrıca niceliksel bir teori de bulunamadı; Geliştiricilerin açıklamaları belirsiz. Ancak insanlar Taganrog rüzgar türbinlerini satın aldıkları ve çalıştıkları için, beyan edilen konik dolaşımın ve itici etkinin bir kurgu olmadığını ancak varsayabiliriz. Her durumda mümkündürler.

Daha sonra, momentumun korunumu yasasına göre rotorun ÖNÜNDE konik bir girdap da ortaya çıkması gerektiği, ancak genişleyen ve yavaş olduğu ortaya çıktı. Ve böyle bir huni rüzgarı rotora doğru yönlendirecek, etkili yüzeyi daha fazla süpürülecek ve KIEV birlikten daha fazlası olacak.

Rotorun önündeki basınç alanının saha ölçümleri, ev tipi aneroidle bile bu konuya ışık tutabilir. Yanlardan daha yüksek olduğu ortaya çıkarsa, o zaman gerçekten de yelkenli APU'lar bir böcek sineği gibi çalışır.

Ev yapımı jeneratör

Yukarıda söylenenlerden, ev yapımı ustaların dikey veya yelkenli teknelerle uğraşmasının daha iyi olduğu açıktır. Ancak her ikisi de çok yavaştır ve yüksek hızlı bir jeneratöre iletim yapılması ekstra iş gerektirir. ekstra maliyetler ve kayıplar. Verimli bir düşük hızlı elektrik jeneratörünü kendiniz yapmak mümkün mü?

Evet, sözde niyobyum alaşımından yapılmış mıknatıslarda yapabilirsiniz. süper mıknatıslar. Ana parçaların üretim süreci Şekil 1'de gösterilmektedir. Bobinler - ısıya dayanıklı yüksek mukavemetli emaye yalıtımlı, PEMM, PETV vb. 55 turluk 1 mm bakır telin her biri. Sargıların yüksekliği 9 mm'dir.

Rotor yarımlarındaki anahtarların oyuklarına dikkat edin. Mıknatısların (manyetik çekirdeğe epoksi veya akrilik ile yapıştırılmışlardır) montajdan sonra zıt kutuplarla birleşecek şekilde konumlandırılmaları gerekir. “Krepler” (manyetik çekirdekler) yumuşak bir manyetik ferromıknatıstan yapılmalıdır; Normal yapısal çelik yeterli olacaktır. “Kreplerin” kalınlığı en az 6 mm'dir.

Genel olarak eksenel delikli mıknatıslar satın almak ve vidalarla sıkmak daha iyidir; süper mıknatıslar korkunç bir kuvvetle çekerler. Aynı sebepten dolayı, “krepler” arasındaki şaftın üzerine 12 mm yüksekliğinde silindirik bir ara parça yerleştirilmiştir.

Stator bölümlerini oluşturan sargılar, Şekil 2'de de gösterilen şemalara göre bağlanmıştır. Lehimlenen uçlar gerilmemeli, ilmek oluşturmalıdır, aksi takdirde statorun doldurulacağı epoksi sertleşip telleri kırabilir.

Stator kalıba 10 mm kalınlığa kadar dökülür. Merkezlemeye veya dengelemeye gerek yoktur, stator dönmez. Rotor ve stator arasındaki boşluk her iki tarafta 1 mm'dir. Jeneratör mahfazasındaki stator, yalnızca eksen boyunca yer değiştirmeye karşı değil, aynı zamanda dönmeye karşı da güvenli bir şekilde sabitlenmelidir; yükte akım bulunan güçlü bir manyetik alan onu da kendisiyle birlikte çekecektir.

Video: DIY yel değirmeni jeneratörü

Çözüm

Peki sonunda elimizde ne var? "Bıçak bıçaklarına" olan ilgi, ev yapımı bir tasarımda ve düşük güçte gerçek performans özelliklerinden ziyade, muhteşem görünümleriyle açıklanmaktadır. Ev yapımı bir atlıkarınca APU'su, bir araba aküsünü şarj etmek veya küçük bir eve güç sağlamak için "bekleme" gücü sağlayacaktır.

Ancak yelkenli APU'larda, özellikle 1-2 m çapında bir tekerleğe sahip mini versiyonda, yaratıcı bir çizgiye sahip ustalarla denemeye değer. Geliştiricilerin varsayımları doğruysa, yukarıda açıklanan Çin motor jeneratörünü kullanarak 200-300 W'ın tamamını bundan çıkarmak mümkün olacaktır.

    Yelken sıradan bir bez parçası değildir. Dacron yaklaşık 5 yıldır spor yatlarda hizmet vermektedir ve sadece “artan potbelliness” nedeniyle değiştirilmekte olup, sınırsız bir süre boyunca yatta yelken açmak için de kullanılabilir.

"Yel değirmeni + güneş paneli" videosunda günün neden güneşli ve rüzgarlı olduğunu ve denetleyicinin neden çok az gösterdiğini anlamıyorum, çünkü koruma yel değirmeninde bile çalışıyor.

Evet pahalı olduğunu iddia etmiyorum. Bir zamanlar fiyatlar şimdiki gibi değildi. Magnetleri 2 yıl önce aldım. sonra 1'i 300-400 rubleye mal oldu ve indirim sağladılar. Şimdi aynısını bir çeşit jeneratörle yapardım. ama devirlere ihtiyaç var. Bu genin 100 amper üretebilmesi için 1300-1500 devire ihtiyacınız var... Evimde 190Ah akü var. saniyede 3 metre rüzgarla. ücret almayacak. Genin yeniden sarılması gerekiyor.

Kendim için yaptım ama rüzgar kayboldu, rüzgar yok.
Bir gen nasıl yapılır? 4 telde 1,02 inçlik 30 bobin 2 cm yüksekliğinde büktüm, yaklaşık olarak lehimledim, epoksi ile doldurdum, bobinlerin 1'den 1'e kadar deliklerine dökme demir talaşı ile ferrit tozu bastırdım.
mıknatıslar 50-30-10. uzunluk genişlik yükseklik. Mıknatıs bobini yaklaşık olarak tamamen kaplar. mıknatıslı disk 48 cm. Yapışma var ama kol bir metreden uzunsa parmağınıza çarpıyor. 20 mıknatıs.
Böyle bir gen, saniyede yaklaşık 3 devirde 600 watt enerji üretir. 20 voltta 30 amperde

Ücretsiz danışmanlığınız için teşekkür ederim... Ve "şirketlerden" fiyatlar pek pahalı değil ve taşralı ustaların sizinkine benzer jeneratörler yapabileceğini düşünüyorum. Ve Çin'den Li-po piller sipariş edilebilir. Chelyabinsk'teki invertörler çok iyi olanları üretiyor (düzgün sinüslü). Ve yelkenler, kanatlar veya rotorlar, becerikli Rus adamlarımızın düşünce uçuşunun bir başka nedenidir.

soru:
Dikey eksenli (konum 1) ve Lenz opsiyonlu rüzgar türbinleri için aşağıdakileri eklemek mümkündür: ek detay- Rüzgara doğru bakan ve rüzgarın işe yaramayan tarafını kapatan (rüzgara doğru giden) bir pervane. Yani rüzgar bıçağı yavaşlatmayacak, ancak bu “perdeyi” yavaşlatacaktır. Yel değirmeninin arkasında, kanatların (sırtların) altında ve üstünde bulunan “kuyruk” ile rüzgar yönünde konumlandırma. Makaleyi okudum ve bir fikir doğdu.

“Yorum ekle” butonuna tıklayarak siteyi kabul ediyorum.