Verstehst du überhaupt was du schreibst? Oder schreiben Sie, um jemanden bei seinen Bemühungen zu unterstützen, und er hat, nachdem er Geld für Komponenten seines Systems ausgegeben hat, letztendlich eine absolut funktionsunfähige Sache erhalten? Sie antworten: "Der Motor, wie passt der Generator" - ja, aber woher haben Sie 1,1-1,5A? Welche Spannung ist das? Bei welcher Drehzahl des Rotors? Dann schreiben Sie: "Der Leistungsstandard für ein 1-m-Band ist etwa 5 W ..." - hier gibt es keinen Leistungsstandard, aber es gibt Bänder mit etwa 5 W und etwa 14 W und etwa 7 W pro Meter usw. und das ist sehr weit verbreitet. Wir fahren fort: „Da du so viel aufgezogen hast, reicht es vielleicht schon, den Akku aufzuladen“ – was heißt das? Die Tatsache, dass je komplexer, ausgefallener und komplizierter das Schema ist, desto größer sein Ertrag und seine Effizienz? Völliger Unsinn. Zum Laden eines 12V-Motorakkus benötigen Sie ca. 14-15V bei einem Strom von ca. 0,6-0,7A (bei einer Kapazität von ca. 7A/h). Sind Sie sicher, dass das System in der Lage ist, solche Parameter über einen langen Zeitraum zu produzieren? Um eine entladene Batterie eines Motorrads aufzuladen, reichen 2-3 Stunden schließlich nicht aus. Glaubst du auch, dass du ab 18V laden kannst? Ja, das können Sie, aber der Elektrolyt verkocht in einer Woche, wenn nicht früher, und die Platten werden zerbröckeln. Gute Empfehlung! Unprätentiös beim Laden - das bedeutet nicht, dass sie mit jeder Spannung geladen werden können. Dann schreiben Sie: „Es wird sehr gut, weil ich plötzlich vergessen habe, das Licht auszuschalten, und der Akku sich hingesetzt hat, noch bevor er Zeit zum Aufladen hatte“ - Sie sagen, dass der Akku nur tagsüber aufgeladen wird))) Das ist eine Windmühle, keine Solarbatterie. Bei einem gut funktionierenden System sollte sich der Akku bei konstantem Wind überhaupt nicht entladen, auch wenn Sie vergessen haben, das Licht auszuschalten. Aber die Fotozellen-Idee an sich ist aus Sicht der Automatisierung gut. Weiter: Der LED-Streifen wird wahrscheinlich funktionieren, wie Sie sagen, und bei 30 Volt, aber wie lange? Widerstände begrenzen den Strom, ja, aber er steigt proportional zum Anstieg der Spannung und bleibt nicht konstant! Dioden mögen keinen übermäßigen Betriebsstrom. Das Ergebnis ist also bekannt: Überhitzung der Dioden und infolgedessen eine starke Verringerung der Lebensdauer oder deren Ausfall ist extrem schnell. Dann schreiben Sie: "Die Kapazität ist auch nicht kritisch, fügen Sie noch 1 Mikrofarad-Folienkondensator hinzu" - wofür? Was ist das, ein Rauschfilter? Warum dann 1uF? Warum gibt es überhaupt einen Filter? Und wenn es sich nicht um einen Filter, sondern um ein pulsationsglättendes Element handelt, dann ist nur seine Kapazität entscheidend! Die Kapazität ist eigentlich der Hauptparameter eines Kondensators. Und 1uF ist ein leerer Raum für ein System, das von einer Person beschrieben wird, es wird nichts glätten. Selbst 1000uF, die der Autor der Fragen setzen wollte, sind für seine Idee sehr klein. Ich würde verstehen, wenn es 5000-7000 oder sogar 10000 uF oder sogar mehr wären. Am Ende fragt die Person, ob die Motorbatterie ausreicht, um das Band die ganze Nacht zum Leuchten zu bringen, und Sie antworten, dass sie natürlich ausreichen wird. Hast du in der Schule Physik studiert? Oder studierst du noch? War es Ihre Vermutung mit erhobenem Zeigefinger oder zumindest eine elementare Berechnung? Nehmen wir eine sehr grobe Schätzung: Eine Person schrieb, dass sie 10-15 m Klebeband installieren möchte. Auch wenn wir die Minimalwerte nehmen, d.h. 10 m Band mit einer Leistung von 5 W / m, dann erhalten wir durch einfache Berechnungen eine Leistung von 50 W. Wenn wir die Leistung des Bandes durch die Batteriespannung (ca. 12,8 V) teilen, erhalten wir den Strom: 50 / 12,8 \u003d 3,9 A. Die Kapazität einer herkömmlichen Motorbatterie beträgt ca. 7A/h. Dass. Sie können abschätzen, wie lange das Band mit einem voll geladenen Akku funktioniert: 7 / 3,9 = 1,79h = 1h 47min., d.h. fast zwei Stunden. Es ist nicht die ganze Nacht. Darüber hinaus werden die Mindestparameter berücksichtigt, und wenn die Länge des Bandes oder / und seine Leistung größer ist, verringert sich die Batterielebensdauer entsprechend proportional. Sowas in der Art.
Ich würde das alles nicht schreiben, aber Tatsache ist, dass das Band Geld kostet, die Batterie und das Fotorelais auch ... Und das ist eine Menge Geld, und die Person, die in den Kommentaren von Zustimmung und Unterstützung für ihre Idee erhalten hat Menschen, die das Wesentliche und die Nuancen des Prozesses nicht verstehen, rennen fröhlich in den Laden, geben Geld für Komponenten aus und erhalten am Ende ein System, das zunächst im Prinzip nicht funktioniert. Keine Notwendigkeit, Ratschläge zu geben, ohne das Problem zu verstehen!
Eine einfache, offensichtliche, aber brillante Idee kam mir in den Sinn. Wenn wir bedenken, dass ein Schrittmotor nicht nur ein Motor ist, der den mechanischen Betrieb ganz unterschiedlicher Geräte ermöglicht (von Druckern, Scannern und anderen Bürogeräten bis hin zu verschiedenen Einheiten, die in ernsthafteren Geräten verwendet werden). Ein Schrittmotor kann auch als hervorragender Stromgenerator dienen!
Und sein Hauptvorteil in allem ist, dass es überhaupt keine hohen Geschwindigkeiten erfordert, es kann sogar bei niedrigen Lasten gut funktionieren. Das heißt, selbst bei minimaler Einwirkung der auf ihn gerichteten Kraft erzeugt der Schrittmotor perfekt Energie. Am wichtigsten ist, dass diese Energie für verschiedene Zwecke ausreicht, z. B. die Beleuchtung der Straße für einen Radfahrer mit einer an einen Schrittmotor angeschlossenen Lampe.
Leider benötigt ein normales Fahrrad mit einer herkömmlichen Lichtmaschine immer noch anfängliche Drehzahlen, bevor die Taschenlampe genügend Lichtstrahlen aussenden kann, um den Weg klar zu beleuchten. Bei Verwendung eines Schrittmotors wird dieser Nachteil jedoch von selbst beseitigt, dh die Beleuchtung wird bereitgestellt, sobald sich das Rad zu drehen beginnt.
Aber die Wahrheit ist, dass dieses Designwunder noch eine Reihe von Mängeln aufweisen wird. Der offensichtlichste von ihnen ist zum Beispiel ein großer Magnethafter. Aber eigentlich ist es für einen Radfahrer nicht so beängstigend.
Zu Beginn müssen wir einige Details finden:
1) Eigentlich der Schrittmotor selbst.
2) ein paar große Kondensatoren.
3) LED-Leuchten
4) Spannungsstabilisator 5-6 Volt.
Einen Schrittmotor zu finden ist recht einfach, da er in allen Bürogeräten weit verbreitet ist. Das einzige, was zu verstehen ist, ist, dass je größer der Schrittmotor, desto besser für uns bzw.
Hier werden mehrere Modelle von Schrittmotoren und verschiedene Optionen für deren Befestigung an einem Eisenpferd beschrieben und vorgestellt.
Nehmen wir zunächst die größte Engine, die der Autor bekommen hat. Er hat es zum Drucken von einem gewöhnlichen Büroplotter abgebaut (tatsächlich ist dies nur ein paar Mal ein Drucker größere Größe).
Äußerlich ist der Motor ziemlich groß.
Bevor Sie jedoch mit dem Studium des Stabilisierungskreises sowie des Stromkreises fortfahren, sollten Sie sich mit der Methode zur Befestigung dieses Geräts am Fahrrad befassen.
Wenn Sie sich das Bild ansehen, werden Sie verstehen, dass sich der Generator näher an der Radachse befindet und die Drehung von einem zusätzlichen Kreis übertragen wird.
Und doch, da jeder sein eigenes Fahrradmodell hat und jemand den Rahmen nicht mit selbstschneidenden Schrauben beschädigen möchte, muss man die Halterung sowie den Drehkreis selbst entwickeln, da gibt es wirklich viele Möglichkeiten.
Wenn Sie keine Ahnung haben, wie Sie einen großen Schrittmotor an die Struktur schrauben, gibt es eine kleinere Option:
Sie müssen nur die Generatoroption auswählen, die zur Größe Ihres Fahrzeugs passt.
Nun, wenn wir die Schrittmotoren herausgefunden haben, können wir mit den Taschenlampen und Stromkreisen fortfahren.
Lichter müssen LED sein. Die Gleichrichtungsschaltung sieht folgendermaßen aus: ein Block aus Gleichrichterdioden, mehrere große Kondensatoren und natürlich ein Spannungsregler. Im Prinzip ist dies ein Standard-Energieschema.
Der Schrittmotor hat standardmäßig vier Ausgangsdrähte, die zwei Spulen entsprechen. Aus diesem Grund befinden sich auch zwei Gleichrichterblöcke im Bild. Dieser selbstgebaute Stromgenerator kann bei hohen Drehzahlen durchaus bis zu 50 Volt Spannung erzeugen, daher ist es besser, die entsprechenden Kondensatoren (Spannung über 50) zu nehmen. Nun, ein Stabilisator für eine Spannung von 5-6 Volt.
Und was ist die Essenz von hausgemacht und warum wurde es benötigt?
Schon beim Anfahren kommt es auf seinen Vorteil an - Ihr Weg wird bereits hell erleuchtet von einer Laterne, die von unserem Schrittmotor angetrieben wird - es ist auch ein Generator.
Ich möchte auch darauf hinweisen, dass die Lampe während der Bewegung nicht blinkt oder ausgeht - die Beleuchtung wird gleichmäßig und gleichmäßig sein.
Eine Windkraftanlage zu Hause kann eine zusätzliche Stromquelle sein. Dies ist besonders nützlich, wenn das Licht ausgeschaltet ist und Sie ein Gerät aufladen müssen. Sie können einen solchen Windgenerator auch an eine Straßenlaterne im Hof anschließen und dabei Strom sparen. Generell ist es immer möglich, für dieses Gerät im Haushalt Anwendung zu finden. Darüber hinaus kann es praktisch aus improvisierten Materialien hergestellt werden.
In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie aus einem Schrittmotor einen einfachen Windgenerator bauen.
Was braucht man zum Bau einer Windkraftanlage?
Um aus einem Schrittmotor einen Windgenerator zusammenzubauen, benötigen Sie folgende Teile:
- eigentlicher Motor;
- Blech;
- Aluminiumrohr;
- Flansch (1/4");
- Vierkantrohr;
- Sägeblatt;
- Stift;
- Klemmen (können von einem Auto aus verwendet werden);
- PVC-Rohre unterschiedlicher Größe (z. B. 8x4, 30x8);
- Unterlegscheiben, Bolzen usw. zur Befestigung von Teilen;
- Dioden.
Von den Werkzeugen sind eine Metallsäge, ein verstellbarer und Gasschlüssel, Schleifpapier, Maßband, Bohrer, Winkelmesser und Maßband nützlich.
Das Funktionsprinzip des Windgenerators
Es lohnt sich nicht, im Detail darauf einzugehen, wie ein Windgenerator aus einem Schrittmotor funktioniert. Schließlich haben all diese Generatoren das gleiche Funktionsprinzip: Der Wind bringt die Flügel der Windmühle zum Rotieren, wodurch der Generator zu arbeiten beginnt, der Strom erzeugt.
Herstellung von Windkraftanlagen
Als erstes müssen die Klingen geschnitten werden. Dazu verwenden wir PVC-Rohre.
Was ist beim Schneiden von Klingen zu beachten?
- Die Länge jedes Blattes – je länger es ist, desto leichter drehen sie sich bei leichtem Wind, aber gleichzeitig haben sie eine eher niedrige Rotationsgeschwindigkeit.
- Die Rotation wird an den Enden der Generatorblätter größer sein - dieser Moment muss im Voraus berücksichtigt und das Verhältnis der Windgeschwindigkeit zur Rotationsgeschwindigkeit der Blätter berechnet werden.
- Denken Sie daran, dass die vom Wind empfangene Leistung gleich der Windgeschwindigkeit in der dritten Potenz ist. Vergessen Sie aber nicht das Gesetz von Betz, das besagt, dass etwa 59,3 Prozent der Energie aus Windenergie gewonnen werden können.
- Je höher die Windmühle vom Boden angehoben wird, desto effizienter ist sie (mehr Energie wird erzeugt).
Die Herstellung der Klingen wird kein großes Problem sein. Dazu müssen Sie das PVC-Rohr in drei Teile schneiden: zwei bei 150 Grad und eine bei 60, wie in den Bildern gezeigt.
Beachten Sie, dass zwei Rohrstücke (150 0) für breite Klingen geeignet sind. Auf Wunsch können Sie sie auf die gewünschte Breite zuschneiden.
Die nächste Aufgabe besteht darin, eine Nabe herzustellen - den Befestigungspunkt für die Klingen. Für diese Zwecke ist ein Sägeblatt mit geschärften Zähnen geeignet. Es müssen sechs Löcher darin gemacht werden (drei Gruppen von je 2). Löcher werden mit einem Versatz von 120 0 hergestellt, und der Abstand zwischen ihnen in einer Gruppe sollte etwa einen Zoll betragen. Die Platzierung der Löcher auf der Scheibe ist in der Abbildung dargestellt:
In diesem Fall verwenden wir drei Blätter, obwohl sechs installiert werden können: Dann werden die Lochgruppen um 60 0 verschoben. Wir befestigen die Klingen mit Löchern an der vorbereiteten Scheibe - wir befestigen sie mit Schrauben und Muttern.
Der nächste Arbeitsschritt ist ein Scharnier zum Drehen und eine Wetterfahne. Außerdem benötigen Sie eine Drehscheibe, auf der wir den Generator befestigen. Es wird alles so aussehen:
Für dieses Design benötigen Sie ein quadratisches PVC-Rohr, ein Stück Blech und einen Flansch. Der „Schwanz“ des Windgenerators ist aus Eisen geschnitten. In einem Vierkantrohr machen wir einen 20-25 Zentimeter langen Schnitt und setzen dort unsere Wetterfahne ein - wir befestigen dieses Design mit Schrauben.
Übrigens würde es nicht schaden, über den Schutz des Generators vor Niederschlag nachzudenken. Zum Beispiel kann es aus einem Rohr hergestellt werden, wie auf dem Foto gezeigt:
Malen Sie als nächstes alle Details unserer Windmühle und lassen Sie sie trocknen. Danach montieren wir alles zu einem Ganzen, befestigen den Motor und die Abdeckung mit Autoklemmen am Rohr. Es ist auch erforderlich, einen Flansch (der sich näher am Motor befindet) mit selbstschneidenden Schrauben zu installieren.
Jetzt muss nur noch ein Match für den Windgenerator gemacht werden. Für diese Zwecke eignen sich ein PVC-Rohr und Zubehör, die mit Kunststoffrohren verwendet werden. Sie können einen Mast wie folgt bauen:
Der letzte Schritt wird die direkte Befestigung der Windenergieanlage am Mast und deren Installation sein. Zuvor setzen wir eine zuvor hergestellte Nabe mit Schaufeln auf die Motorwelle. Das ist alles.
Abschließend noch ein paar Worte zum Batteriefach der Windmühle. Dafür können zwei Batterien (z. B. Autobatterien) verwendet werden. Dioden müssen zwischen Generator und Batterien gelötet werden, damit der Strom direkt in die Batterien fließt und nicht in den Generator fließt.
Ein solcher Heimwindgenerator eignet sich zum Laden von Batterien und für andere Zwecke. Sie können auch experimentieren und eine leistungsstärkere Windmühle bauen: Fügen Sie zum Beispiel Blätter hinzu, ändern Sie ihre Größe usw.
Ich habe bereits zu Beginn des Sommers über eine selbstgebaute Windmühle - einen Windmesser - geschrieben.
Sein Ziel war es, die Erhebung von Windstatistiken und die darauf basierende Beschlussfassung über den Bau einer großen, seriösen Windmühle zu organisieren. Leider gab es weder einen Programmierer, der bereit war, ein Programm zur Verarbeitung von Daten eines Windmessers zu schreiben, noch einen Spezialisten für Mikrocontroller, um ein entsprechendes Gerät zu erstellen. Daher musste ich den Wind leider visuell beobachten, da die Wetterfahne immer in Sichtweite war. Und leider sind diese Beobachtungen äußerst deprimierend ...
Tatsache ist, dass der Wind in der mittleren Zone des europäischen Teils Russlands extreme Turbulenzen in seinen Oberflächenschichten aufweist. Buchstäblich innerhalb von 3-5 Minuten stoppt die Windmühle wiederholt (oder verlangsamt sich stark) und dreht sich hoch, sodass die Flügel nicht sichtbar sind. Gleichzeitig ändert sich die Windrichtung im Sektor um 90-120 Grad. Es kommt äußerst selten vor, dass es Tage gibt, an denen ein relativ starker und gleichmäßiger Wind weht. Den ganzen Sommer über gab es in meiner Gegend nur 4 solcher Tage, es gab mehrere windstille Tage. Und im Übrigen - der Wind war sehr turbulent, sowohl in Geschwindigkeit als auch in Richtung.
Unter solchen Bedingungen ist es völlig sinnlos, einen „globalen“ Windkraftgenerator (für 1-2 kW oder mehr) zu bauen. Es wird sich nicht nur nie amortisieren, sondern im Allgemeinen auch schlecht funktionieren. Da ein leistungsstarker Generator große Blätter benötigt, haben sie eine große Trägheit und „passieren“ daher starke Windböen. Jene. einfach keine Zeit zum Entspannen haben. Manchmal dauern solche Böen, die die Hauptkraft der "durchschnittlichen" Windströmung tragen, nur 15-30 Sekunden.
Darüber hinaus hat jedes rotierende Objekt ein erhebliches Trägheitsmoment in der Rotationsebene und ist tatsächlich ein Gyroskop. Ich hoffe, der Leser erinnert sich an ein einfaches Schulerlebnis, bei dem der Kreiseleffekt mit einem Fahrradrad demonstriert wurde. Wenn es aufgedreht ist, kann es leicht mit buchstäblich „zwei Fingern“ an einem der hervorstehenden Enden seiner Achse gehalten werden. Und es ist extrem schwierig, es seitwärts zu drehen und es in einer anderen Ebene drehen zu lassen. Ungefähr dasselbe passiert mit dem Propeller einer Windmühle, wenn sich die Windrichtung ändert. Sowohl die Achse als auch die Propellerblätter erfahren enorme seitliche Wechselbelastungen.
Diese Umstände machten den Hoffnungen, mit einer großen Windmühle auszukommen, eigentlich ein Ende. Er wird natürlich arbeiten. Aber selten und dumm. Bei schwachen turbulenten Winden gibt es immer noch magere Kraft ab, und bei starken wissen Sie nicht, was Sie mit dem Überschuss anfangen sollen. Und natürlich sollten Sie die Amortisation vergessen. Es wird nur ein teures und schönes Spielzeug sein, die dümmste Investition von Geld und Arbeit, die man sich vorstellen kann.
Vielversprechende Designs von Windmühlen sind klein Windkraftanlagen mit geringer Leistung mit praktisch null Trägheit. Sie sind es, die dem Wind fast die gesamte Energie entziehen können, die er trägt. So dass sie Zeit hatten, schnell hochzudrehen und den Kurswechsel auszuarbeiten. Und um eine hohe Leistung zu erzielen, muss eine Art Windpark mit Windgeneratoren installiert werden, die sich auf Masten unterschiedlicher Höhe befinden (um sich nicht gegenseitig vor dem Wind abzuschirmen). Dies erhöht übrigens die Sturmfestigkeit erheblich und löst Probleme mit mächtigen schweren Masten und Abspannseilen (die Masten halten sich gegenseitig) mit der Zuverlässigkeit des „Kraftwerks“ - schließlich können nicht alle Generatoren ausfallen einmal und geplante Reparaturen und Wartung nicht zu einer vollständigen Abschaltung der Erzeugungskapazität führen.
Nachdem ich zu solch enttäuschenden Schlussfolgerungen gekommen war, beschloss ich, mein Anemometer in ein funktionierendes Modell einer Windkraftanlage umzubauen. Jene. Anstatt dumm über die Wetterfahne nachzudenken, fangen Sie an, praktische Vorteile daraus zu ziehen. Außerdem ist der Windmühlengenerator ein Schrittmotor mit 200 „Schritten“ pro Umdrehung und erzeugt auch bei niedrigen Drehzahlen recht schnell Strom. Generatorleistung ca. Watt 7-8
Zunächst mussten die Klingen durch weniger träge ersetzt werden. Die Tassen vom Ventilator sind immer noch ziemlich schwer. Aus den Resten des Duraluminiumrückflusses habe ich neue Windradflügel für Kunststofffenster hergestellt. Der Propellerdurchmesser beträgt etwa 50 Zentimeter, was das Erreichen der maximalen Leistung für den Generator auch bei einem Wind von 4 m/s verspricht. Ich schneide ein Dreieck aus dickem Sperrholz. Ich habe eine Buchse hineingeklebt (mit Epoxidharz), deren Innendurchmesser mit dem Durchmesser der Achse des Schrittmotors übereinstimmte. Nachdem er sorgfältig markiert hatte, machte er Schnitte in das „Cockpit“ aus Sperrholz und klebte die Klingen in die Schlitze. Zusätzlich mit kleinen Schrauben fixiert. Bis das Epoxid aushärtete, versuchte ich, die Schraube so weit wie möglich auszugleichen, damit sie während der Drehung nicht vibrierte. Nachdem das Epoxid ausgehärtet war, überprüfte ich die Balance erneut und brachte sie zur Perfektion, indem ich die dünnsten Streifen Duraluminium von den Kanten der Klingen abschnitt.
Im Allgemeinen haben unterdimensionierte Windturbinen eine nette Eigenschaft. Es macht praktisch keinen Sinn, sich mit den komplexesten Berechnungen von KIEV, Schaufelprofilen und deren Herstellung zu beschäftigen. Die einfachsten, flachen werden auch gut funktionieren. Und die erforderliche Leistung kann durch einfaches Verlängern erreicht werden (und somit die Kehrfläche vergrößern).
All dies reduziert die Kosten des Windgenerators erheblich, es ist sinnvoll, ihn herzustellen und zu verwenden. Insbesondere habe ich ca. 3-4 Stunden an meinem (inklusive Wetterfahne) und ohne Berücksichtigung der Polymerisationszeit des Epoxidharzes verbracht. Die Kosten beliefen sich auf "Null", da alles "aus Müll" gemacht wurde, d.h. improvisierte Materialien.
Es scheint, wo kann ein solcher Generator mit geringer Leistung verwendet werden? Langfristig werde ich es für... die Warmwasserbereitung verwenden. Vielmehr um den Wärmeverlust des von der Sonne erwärmten Wassers auszugleichen. Die einfachste Rechnung zeigt die absolute Realisierbarkeit meiner Hoffnungen.
Angenommen, es gibt einen bestimmten Tank - eine Thermoskanne, 50 Liter, in der abends auf 50 Grad erhitztes Wasser aus dem Sonnenkollektor abgelassen wird. Die Größe des Tanks beträgt ca. 40 x 40 x 40 cm, dementsprechend entspricht die Oberfläche 1 Quadrat. Meter. Der Tank ist von einer Wärmedämmung mit umgeben Zu Wärmeleitfähigkeit von 0,15 W / m * Grad und einer Dicke von 30 cm, und der Wärmeverlust beträgt ungefähr 0,5 W / Grad. Jene. Um einen Temperaturunterschied von 20-25 Grad zwischen dem heißen Wasser in der Thermoskanne und der Umgebungsluft aufrechtzuerhalten, reicht ein Generator mit einer Leistung von nur 10-15 W! Es gleicht den Wärmeverlust aus und einmal erhitztes Wasser kühlt niemals ab. Und wenn eine starke Brise weht, wird es auch wärmer.
Jetzt dreht mein Generator noch ohne Last und wird „Seeversuchen“ unterzogen. Aber in naher Zukunft werde ich ihn dazu bringen, die Batterien in der Beleuchtung der Landtoilette aufzuladen und den Weg dorthin zu beleuchten. Und dann ist das Ziehen des Netzwerkkabels zu faul und schwierig, aber das Wechseln der Batterien in der chinesischen Laterne ist schon müde.
Wind ist kostenlose Energie! Also nutzen wir es für private Zwecke. Wenn die Errichtung eines Windparks im industriellen Maßstab sehr teuer ist, weil neben dem Generator eine Reihe von Studien und Berechnungen durchgeführt werden müssen, trägt der Staat diese Kosten nicht und aus irgendeinem Grund Investoren in den Ländern der ehemaligen UdSSR sind nicht von besonderem Interesse. Dann können Sie privat eine Mini-Windmühle für Ihre eigenen Bedürfnisse bauen. Es versteht sich, dass das Projekt, Ihr Haus auf alternative Energien umzustellen, ein sehr kostspieliges Unterfangen ist.
Wie bereits erwähnt: Um das optimale Verhältnis der Größen von Windrad und Generator passend zu Ihrem Klima, Ihrer Windrose und Ihrer durchschnittlichen Jahreswindgeschwindigkeit zu wählen, müssen Sie langfristige Beobachtungen und Berechnungen anstellen.
Der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage innerhalb derselben Region kann sich erheblich unterscheiden, da die Windbewegung nicht nur von der Klimazone, sondern auch vom Gelände abhängt.
Sie können jedoch lernen, was Windenergie zu minimalen Kosten ist, indem Sie eine kostengünstige Installation zusammenstellen, um eine Last mit geringer Leistung wie ein Smartphone, Glühbirnen oder ein Radio mit Strom zu versorgen. Mit dem richtigen Ansatz können Sie ein kleines Haus oder ein Sommerhaus mit Strom versorgen.
Schauen wir uns an, wie Sie die einfachste Windkraftanlage mit Ihren eigenen Händen bauen können.
Windmühlen mit geringer Leistung aus improvisierten Mitteln
Ein Computerkühler ist ein bürstenloser Motor, der in seiner ursprünglichen Form keinen praktischen Wert hat.
Es muss neu gewickelt werden, da im Original die Wicklungen falsch angeschlossen sind. Spulen abwechselnd wickeln:
Im Uhrzeigersinn;
Gegen den Uhrzeigersinn;
Im Uhrzeigersinn;
Gegen den Uhrzeigersinn.
Sie müssen benachbarte Spulen in Reihe schalten oder noch besser mit einem Stück Draht wickeln, indem Sie sich von einer Nut zur anderen bewegen. Wählen Sie in diesem Fall die Dicke des Drahtes beliebig, es wäre besser, wenn Sie so viele Windungen wie möglich wickeln, und dies ist möglich, wenn Sie den dünnsten Draht verwenden.
Die Ausgangsspannung eines solchen Generators ist variabel und ihr Wert hängt von der Geschwindigkeit (Windgeschwindigkeit) ab. Installieren Sie eine Diodenbrücke aus Schottky-Dioden, um sie auf eine Konstante gleichzurichten. Gewöhnliche Dioden reichen aus, aber es wird schlimmer, weil . Die Spannung fällt von 1 auf 2 Volt ab.
Lyrischer Exkurs, ein wenig Theorie
Denken Sie daran, der Wert des EMF ist:
wobei L die Länge des in einem Magnetfeld platzierten Leiters ist; V ist die Rotationsgeschwindigkeit des Magnetfelds;
Beim Upgrade des Generators können Sie nur die Länge des Leiters beeinflussen, dh die Anzahl der Windungen jeder der Spulen. Die Anzahl der Windungen - bestimmt die Ausgangsspannung und die Dicke des Drahtes - die maximale Strombelastung.
In der Praxis ist es unmöglich, die Windgeschwindigkeit zu beeinflussen. Es gibt jedoch auch einen Ausweg aus dieser Situation, den Sie herausfinden können typische Geschwindigkeit Windkraftanlage für Ihr Gebiet, konstruieren Sie den passenden Drehzahlpropeller für die Windkraftanlage sowie ein Untersetzungsgetriebe oder einen Riemenantrieb, um eine ausreichende Drehzahl bereitzustellen, um die erforderliche Spannung zu erzeugen.
WICHTIG: Schneller heißt nicht besser! Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Windgenerators zu hoch ist, wird seine Ressource reduziert, die Schmiereigenschaften der Buchsen oder Lager des Rotors verschlechtern sich, und es kommt zu einer Blockierung, und es tritt höchstwahrscheinlich ein Zusammenbruch der Wicklungsisolation im Generator auf
Der Generator besteht aus:
Wir erhöhen die Leistung des Generators von einem Computerkühler
Erstens, je mehr Schaufeln und Raddurchmesser, desto besser, also schauen Sie sich 120-mm-Kühler genauer an.
Zweitens haben wir bereits gesagt, dass die Spannung auch vom Magnetfeld abhängt. Tatsache ist, dass industrielle Generatoren mit hoher Leistung Erregerwicklungen und Generatoren mit geringer Leistung starke Magnete haben. Die Magnete im Kühler sind extrem schwach und lassen das nicht zu gute Ergebnisse vom Generator, und der Spalt zwischen Rotor und Stator ist sehr groß - etwa 1 mm, und das bei bereits schwachen Magneten.
Die Lösung für dieses Problem besteht darin, das Design des Generators radikal zu ändern. Vielmehr wird vom Kühler nur ein Laufrad benötigt, als Generator kann ein Motor aus einem Drucker oder einem anderen Haushaltsgerät verwendet werden. Am gebräuchlichsten sind Bürstenmotoren mit Permanentmagneterregung.
Als Ergebnis wird es so aussehen.
Die Leistung eines solchen Generators reicht aus, um die LEDs und das Radio mit Strom zu versorgen. Es reicht nicht aus, das Telefon aufzuladen, das Telefon zeigt den Ladevorgang an, aber der Strom ist extrem gering, bis zu 100 Ampere, bei einem Wind von 5-10 Metern pro Sekunde.
Schrittmotoren als Windgenerator
Ein Schrittmotor findet sich sehr häufig in Computer- und Haushaltsgeräten, in diversen Playern, Diskettenlaufwerken (interessant sind alte 5,25“-Modelle), Druckern (insbesondere Punktmatrix), Scannern usw.
Diese Motoren ohne Änderungen können als Generator arbeiten, sie sind ein Rotor mit Permanentmagneten und ein Stator mit Wicklungen, ein typisches Anschlussdiagramm eines Schrittmotors im Generatormodus ist in der Abbildung dargestellt.
Die Schaltung verfügt über einen linearen 5-Volt-Stabilisator, Typ L7805, mit dem Sie eine sichere Verbindung herstellen können Handys zu einer solchen Windmühle, um sie anzugreifen.
Das Foto zeigt einen Generator aus einem Schrittmotor mit installierten Schaufeln.
Der Motor in einem bestimmten Fall mit 4 Ausgangsleitungen, das Diagramm ist entsprechend dafür. Ein Motor mit solchen Abmessungen leistet im Generatorbetrieb ca. 2 W bei leichtem Wind (Windgeschwindigkeit ca. 3 m/s) und 5 m/s bei starkem Wind (bis 10 m/s).
Hier ist übrigens eine ähnliche Schaltung mit einer Zenerdiode anstelle von L7805. Ermöglicht das Aufladen von Li-Ionen-Akkus.
Veredelung einer selbstgebauten Windmühle
Damit der Generator effizienter arbeitet, müssen Sie einen Führungsschaft dafür herstellen und ihn beweglich am Mast befestigen. Wenn sich dann die Richtung des Windes ändert, ändert sich die Richtung des Windgenerators. Dann tritt folgendes Problem auf: Das Kabel vom Generator zum Verbraucher wird sich um den Mast verdrehen. Um dies zu lösen, müssen Sie einen beweglichen Kontakt bereitstellen. Eine fertige Lösung wird bei Ebay und Aliexpress verkauft.
Die unteren drei Drähte gehen bewegungslos nach unten, und das obere Drahtbündel ist beweglich, ein Schleifkontakt oder ein Bürstenmechanismus ist im Inneren installiert. Wenn Sie keine Gelegenheit zum Kauf haben, seien Sie schlau und lassen Sie sich von der Entscheidung der Designer des Zhiguli-Autos inspirieren, nämlich die Implementierung des beweglichen Kontakts des Signalknopfs am Lenkrad, und tun Sie etwas Ähnliches. Oder verwenden Sie das Kontaktpad vom Wasserkocher.
Durch Verbinden der Steckverbinder erhalten Sie einen beweglichen Kontakt.
Leistungsstarker Windgenerator aus improvisierten Mitteln.
Für mehr Leistung können Sie zwei Optionen verwenden:
1. Generator aus einem Schraubendreher (10-50 W);
Sie benötigen nur einen Motor von einem Schraubendreher, die Option ähnelt der vorherigen, Sie können Lüfterflügel als Schraube verwenden, dies erhöht die Endleistung Ihrer Installation.
Hier ist ein Beispiel für ein solches Projekt:
Achten Sie darauf, wie hier ein Getriebe-Overdrive implementiert wird - die Welle des Windgenerators befindet sich in einem Rohr, an dessen Ende sich ein Zahnrad befindet, das die Drehung auf ein kleineres Zahnrad überträgt, das auf der Motorwelle montiert ist. Auch bei industriellen Windkraftanlagen kommt es zu einer Erhöhung der Motordrehzahl. Reduzierstücke werden überall verwendet.
In einer hausgemachten Umgebung wird die Herstellung eines Getriebes jedoch zu einem großen Problem. Sie können das Getriebe vom Elektrowerkzeug abnehmen, es wird dort zum Absenken benötigt hohe Drehzahlen auf der Welle des Kollektormotors auf die normale Drehzahl der Patrone auf der Bohrmaschine oder der Schleifscheibe:
Die Bohrmaschine hat ein Planetengetriebe;
In den Winkelschleifer ist ein Winkelgetriebe eingebaut (es ist nützlich für die Montage einiger Installationen und reduziert die Belastung durch das Heck der Windkraftanlage);
Getriebe aus einer Handbohrmaschine.
Diese Version eines selbstgebauten Windgenerators kann bereits 12-V-Batterien laden, es wird jedoch ein Konverter benötigt, um den Ladestrom und die Spannung zu erzeugen. Diese Aufgabe kann durch die Verwendung eines Autogenerators vereinfacht werden.
Der Vorteil eines solchen Generators ist die Möglichkeit, ihn zum Laden zu verwenden Autobatterien Im Grunde ist es dafür ausgelegt. Autogeneratoren verfügen über ein eingebautes Spannungsreglerrelais, wodurch der Kauf zusätzlicher Stabilisatoren oder Konverter entfällt.
Allerdings wissen Autofahrer das zu gering Leerlauf B. etwa 500-1000 U/min, ist die Leistung eines solchen Generators gering und liefert nicht den richtigen Strom zum Laden der Batterie. Dies führt zu der Notwendigkeit, das Windrad über ein Getriebe oder einen Riemenantrieb zu verbinden.
Über die Auswahl können Sie die Drehzahl bei für Ihre Breitengrade normalen Windgeschwindigkeiten einstellen Übersetzungsverhältnis oder mit Hilfe einer richtig konstruierten Windkraftanlage.
Hilfreiche Ratschläge
Das vielleicht bequemste Design für Windmühlenmasten zur Wiederholung ist auf dem Bild zu sehen. Ein solcher Mast wird auf Seilen gespannt, die an Halterungen im Boden befestigt sind, was für Stabilität sorgt.
Wichtig: Die Höhe des Mastes sollte so hoch wie möglich sein, ungefähr 10 Meter. In höheren Lagen ist der Wind stärker, weil ihm keine Hindernisse in Form von Bodenstrukturen, Hügeln und Bäumen entgegenstehen. Installieren Sie niemals einen Windgenerator auf dem Dach Ihres Hauses. Resonanzschwingungen von Befestigungsstrukturen können die Zerstörung ihrer Wände verursachen.
Achten Sie auf die Zuverlässigkeit des Trägermastes, denn das Design einer Windmühle auf der Basis eines solchen Generators ist viel schwerer und bereits eine ziemlich ernsthafte Lösung, die ein Gartenhaus mit einem Minimum an Elektrogeräten autonom mit Strom versorgen kann. Geräte, die mit 220 Volt betrieben werden, können von einem 12-220-V-Wechselrichter gespeist werden.Die gebräuchlichste Version eines solchen Wechselrichters ist.
Es ist besser, Dieselgeneratoren zu verwenden, inkl. Lastwagen weil sie darauf ausgelegt sind, weiter zu arbeiten niedrige Drehzahlen. Im mittleren Dieselmotor Großlastwagen arbeitet im Drehzahlbereich von 300 bis 3500 U/min.
Moderne Generatoren geben 12 oder 24 Volt ab, 100 Ampere Stromstärke sind längst Normalität. Nach einfachen Berechnungen können Sie feststellen, dass ein solcher Generator maximal bis zu 1 kW Leistung liefert und ein Generator aus einem Zhiguli (12 V 40-60 A) 350-500 W, was schon ziemlich ist anständige Figur.
Was sollte ein Windrad für eine selbstgebaute Windkraftanlage sein?
Ich habe im Text erwähnt, dass das Windrad groß und mit einer großen Anzahl von Blättern sein sollte, tatsächlich ist dies nicht der Fall. Diese Aussage galt für jene Mikrogeneratoren, die nicht den Anspruch erheben, ernsthafte elektrische Maschinen zu sein, sondern eher Gewöhnungs- und Freizeitexemplare.
Tatsächlich ist die Konstruktion, Berechnung und Erstellung einer Windenergieanlage eine sehr schwierige Aufgabe. Windenergie wird rationeller genutzt, wenn sie sehr genau gemacht wird und das Profil „Luftfahrt“ ideal angezeigt wird, während sie mit einem minimalen Winkel zur Rotationsebene des Rades installiert werden muss.
Die tatsächliche Leistung von Windrädern mit gleichem Durchmesser und unterschiedlicher Anzahl von Blättern ist gleich, der Unterschied besteht nur in der Geschwindigkeit ihrer Rotation. Je weniger Flügel, desto mehr Drehzahl pro Minute, bei gleichem Wind und Durchmesser. Wenn Sie die maximale Drehzahl erreichen möchten, müssen Sie die Flügel so genau wie möglich mit einem minimalen Winkel zur Rotationsebene montieren.
Sehen Sie sich die Tabelle aus dem Buch „Homemade Wind Farm“ von 1956 an, Hrsg. DOSAAF Moskau. Es zeigt den Zusammenhang zwischen Raddurchmesser, Leistung und Drehzahl.
Zu Hause nützen diese theoretischen Berechnungen wenig, Amateure bauen Windräder aus improvisierten Mitteln, sie verwenden:
Bleche;
Abwasserrohre aus Kunststoff.
Sie können ein Hochgeschwindigkeits-2-4-Blatt-Windrad mit Ihren eigenen Händen aus Abwasserrohren zusammenbauen, zusätzlich benötigen Sie eine Metallsäge oder ein anderes Schneidwerkzeug. Die Verwendung dieser Rohre ist auf ihre Form zurückzuführen, nach dem Schneiden haben sie eine konkave Form, die eine hohe Reaktionsfähigkeit auf Luftströmungen gewährleistet.
Nach dem Zuschneiden werden sie mit BOLTS auf einem Metall-, Textolite- oder Sperrholzrohling befestigt. Wenn Sie es aus Sperrholz herstellen, ist es besser, mehrere Schichten Sperrholz auf beiden Seiten mit Schrauben zu kleben und zu verdrehen, dann können Sie Steifigkeit erreichen.
Hier ist eine Idee für ein zweiflügeliges einteiliges Laufrad für einen Schrittmotorgenerator.
Ergebnisse
Sie können eine Windkraftanlage im Bereich von niedrigen Leistungswerten in Watteinheiten, zur Versorgung einzelner LED-Lampen, Leuchtfeuer und kleiner Geräte bis hin zu guten Leistungswerten in Kilowatteinheiten herstellen, Energie in einer Batterie speichern und in ihrer ursprünglichen Form verwenden oder auf 220 Volt umwandeln. Die Kosten für ein solches Projekt hängen von Ihren Bedürfnissen ab, das vielleicht teuerste Element sind der Mast und die Batterien, es kann im Bereich von 300 bis 500 Dollar liegen.