Czy w ogóle rozumiesz, co piszesz? A może piszesz, aby wesprzeć człowieka w jego staraniach, a on, po wydaniu pieniędzy na komponenty do swojego systemu, ostatecznie otrzymał rzecz absolutnie niesprawną? Odpowiadasz: "Silnik, jak będzie pasował generator" - tak, będzie, ale skąd wziąłeś 1,1-1,5A? Jakie to napięcie? Przy jakiej prędkości obrotowej wirnika? Piszesz wtedy: „Norma mocy dla taśmy 1m to jakby 5W…” – nie ma tu normy mocy, ale są taśmy ok 5W i ok 14W, a na metr ok 7W itd., a jest to bardzo szeroki zakres. Kontynuujemy: „Skoro tak się nakręciłeś, może wystarczy naładować baterię” – co to znaczy? Fakt, że im bardziej skomplikowany, wymyślny i zawiły schemat, tym większy jego zwrot i skuteczność? Kompletna bzdura. Do naładowania akumulatora silnika 12V potrzeba około 14-15V przy prądzie około 0,6-0,7A (dla wydajności około 7A/h). Czy jesteś pewien, że system będzie w stanie generować takie parametry przez długi czas? Przecież do naładowania rozładowanego akumulatora motocykla nie wystarczą 2-3 godziny. Myślisz też, że można ładować od 18V? Tak, możesz, ale elektrolit wygotuje się za tydzień, jeśli nie wcześniej, a płytki będą się kruszyć. Dobra rekomendacja! Bezpretensjonalne w ładowaniu - nie oznacza to, że można je ładować dowolnym napięciem. Potem piszesz: „Będzie bardzo fajnie, bo nagle zapomniałem zgasić światło i bateria usiadła jeszcze zanim zdążyła się doładować” – mówisz, że bateria ładuje się tylko w godzinach dziennych))) To jest wiatrak, a nie bateria słoneczna. Przy prawidłowo działającym systemie, przy stałym wietrze, bateria nie powinna się w ogóle rozładowywać, nawet jeśli zapomniało się zgasić światło. Ale sam pomysł na fotokomórkę jest dobry z punktu widzenia automatyzacji. Dalej: taśma LED prawdopodobnie będzie działać, jak mówisz, ale przy 30 woltach przez jak długo? Rezystancje ograniczają prąd, tak, ale będzie on wzrastał proporcjonalnie do wzrostu napięcia i nie pozostanie stały! Diody nie lubią nadmiernego prądu roboczego. Wynik jest więc znany: przegrzanie diod iw rezultacie gwałtowny spadek żywotności lub ich awaria jest niezwykle szybka. Potem piszesz: „Pojemność też nie jest krytyczna, dodaj jeszcze 1 kondensator foliowy 1 mikrofarad” – po co? Co to jest, filtr przeciwzakłóceniowy? Dlaczego więc 1uF? Dlaczego w ogóle jest filtr? A jeśli nie filtr, a element wygładzający pulsacje, to właśnie jego pojemność jest krytyczna! Pojemność jest właściwie głównym parametrem kondensatora. A 1uF to pusta przestrzeń dla systemu opisywanego przez człowieka, to niczego nie wygładzi. Nawet 1000uF, które chciał ustawić autor pytań, jest bardzo małe jak na jego pomysł. Zrozumiałbym, gdyby to było 5000-7000 lub nawet 10000uF, a nawet więcej. Na koniec osoba pyta, czy jest wystarczająco dużo akumulatora silnika, aby taśma świeciła przez całą noc, a ty odpowiadasz, że mówią, oczywiście, że wystarczy. Czy studiowałeś fizykę w szkole? A może nadal się uczysz? Czy to było twoje założenie palcem w górę, czy przynajmniej elementarna kalkulacja? Przyjmijmy bardzo przybliżone oszacowanie: osoba napisała, że chce zainstalować 10-15m taśmy. Nawet jeśli przyjmiemy wartości minimalne, tj. 10m taśmy o mocy 5W/m, następnie prostymi obliczeniami otrzymujemy 50W mocy. Dzieląc moc taśmy przez napięcie akumulatora (około 12,8 V), otrzymujemy prąd: 50 / 12,8 \u003d 3,9 A. Wydajność konwencjonalnego akumulatora silnikowego wynosi około 7A/h. To. można oszacować, jak długo taśma będzie pracować na w pełni naładowanym akumulatorze: 7 / 3,9 = 1,79h = 1h 47min. prawie dwie godziny. To nie jest cała noc. Dodatkowo brane są pod uwagę parametry minimalne i jeśli długość taśmy i/lub jej moc jest większa, to żywotność baterii będzie się proporcjonalnie zmniejszać. Coś w tym stylu.
Nie pisałbym tego wszystkiego, ale faktem jest, że taśma kosztuje, bateria i fotoprzekaźnik też... A to dużo pieniędzy, a osoba, która otrzymała aprobatę i poparcie dla swojego pomysłu w komentarzach ludzie, którzy nie rozumieją istoty i niuansów procesu, z radością biegną do sklepu, wydają pieniądze na komponenty, a na koniec dostają system, który w zasadzie początkowo nie działa. Nie musisz udzielać porad bez zrozumienia problemu!
Przyszedł mi do głowy prosty, oczywisty, ale genialny pomysł. Przecież biorąc pod uwagę, że silnik krokowy to nie tylko silnik, który zapewnia mechaniczną pracę zupełnie różnych urządzeń (od drukarek, skanerów i innego sprzętu biurowego, po różne jednostki stosowane w poważniejszych urządzeniach). Silnik krokowy może również służyć jako doskonały generator prądu!
A jego głównym plusem we wszystkim jest to, że w ogóle nie wymaga dużych prędkości, może dobrze działać nawet przy niskich obciążeniach. Oznacza to, że nawet przy minimalnym działaniu skierowanej na niego siły silnik krokowy doskonale wytwarza energię. Co najważniejsze, ta energia w zupełności wystarcza na różne potrzeby, np. oświetlenie drogi dla rowerzysty za pomocą lampy połączonej z silnikiem krokowym.
Niestety, w przypadku konwencjonalnego alternatora, standardowy rower nadal będzie potrzebował początkowych obrotów, zanim latarka będzie mogła wyemitować wystarczającą ilość wiązek światła, aby wyraźnie oświetlić ścieżkę. Ale przy użyciu silnika krokowego ta wada jest usuwana sama z siebie, to znaczy oświetlenie zostanie dostarczone, gdy tylko koło zacznie się obracać.
Ale prawda jest taka, że ten cud projektowania nadal będzie miał szereg niedociągnięć. Na przykład najbardziej oczywistym z nich jest duże przyklejenie magnetyczne. Ale w rzeczywistości nie jest to takie straszne dla rowerzysty.
Na początek będziemy musieli znaleźć kilka szczegółów:
1) Właściwie sam silnik krokowy.
2) kilka dużych kondensatorów.
3) światła LED
4) stabilizator napięcia 5-6 woltów.
Znalezienie silnika krokowego jest dość łatwe ze względu na to, że jest on bardzo powszechny we wszystkich urządzeniach biurowych. Jedyną rzeczą do zrozumienia jest to, że im większy silnik krokowy, tym odpowiednio dla nas lepiej.
Tutaj zostanie opisanych i zaprezentowanych kilka modeli silników krokowych i różne opcje ich mocowania do żelaznego konia.
Na początek weźmy największy silnik, jaki udało się autorowi zdobyć. Zdemontował go ze zwykłego plotera biurowego do druku (w rzeczywistości jest to drukarka, tylko kilka razy) większy rozmiar).
Zewnętrznie silnik jest dość duży.
Jednak przed przystąpieniem do badania obwodu stabilizacji, a także obwodu zasilania, należy zwrócić uwagę na sposób mocowania tego urządzenia do roweru.
Jeśli spojrzysz na zdjęcie, zrozumiesz, że generator znajduje się bliżej osi koła, a obrót jest przekazywany z dodatkowego koła.
A jednak, ponieważ każdy ma swój model roweru i ktoś nie chce uszkadzać ramy śrubami samogwintującymi, trzeba będzie samemu opracować mocowanie i koło obrotowe, opcji jest naprawdę dużo.
Jeśli nie masz pomysłu na przykręcenie dużego silnika krokowego do konstrukcji, istnieje mniejsza opcja:
Musisz tylko wybrać opcję generatora, która pasuje do wielkości Twojego pojazdu.
Cóż, kiedy wymyśliłeś silniki krokowe, możesz przejść do latarek i obwodów zasilania.
Światła muszą być LED. obwód prostowniczy będzie wyglądał tak: blok diod prostowniczych, kilka dużych kondensatorów i oczywiście regulator napięcia. W zasadzie jest to standardowy schemat zasilania.
Silnik krokowy ma standardowo cztery przewody wyjściowe, które odpowiadają dwóm cewkom. z tego powodu na obrazie znajdują się również dwa bloki prostownika. Ten domowy generator prądu może wytwarzać napięcie do 50 woltów przy dużych prędkościach, dlatego lepiej jest wziąć odpowiednie kondensatory (napięcie powyżej 50). Cóż, stabilizator na napięcie 5-6 woltów.
A więc na czym polega esencja domowej roboty i dlaczego była potrzebna?
Wszystko sprowadza się do jego przewagi, nawet gdy zaczynasz - Twoja ścieżka będzie już jasno oświetlona przez latarnię napędzaną naszym silnikiem krokowym - to także generator.
Zaznaczam też, że podczas ruchu lampa nie będzie mrugać ani gasnąć – oświetlenie będzie płynne i równomierne.
Turbina wiatrowa w domu może być dodatkowym źródłem energii elektrycznej. Będzie to szczególnie przydatne w przypadkach, gdy światła są wyłączone, a trzeba naładować urządzenie. Możesz również podłączyć taki generator wiatrowy do lampy ulicznej na podwórku, oszczędzając jednocześnie energię elektryczną. Ogólnie rzecz biorąc, dla tego urządzenia zawsze można znaleźć zastosowanie w gospodarstwie domowym. Co więcej, może być wykonany praktycznie z improwizowanych materiałów.
W tym artykule pokażemy, jak zrobić prosty generator wiatrowy z silnika krokowego.
Czego potrzebujesz do budowy turbiny wiatrowej?
Aby złożyć generator wiatrowy z silnika krokowego, potrzebne będą następujące części:
- rzeczywisty silnik;
- metalowa blacha;
- rura aluminiowa;
- kołnierz (1/4");
- kwadratowa rura;
- ostrze piły;
- Szpilka;
- zaciski (można używać z samochodu);
- Rury PCV o różnych rozmiarach (na przykład 8x4, 30x8);
- podkładki, śruby itp. do mocowania części;
- diody.
Z narzędzi przyda się piła do metalu, klucz nastawny i gazowy, papier ścierny, taśma miernicza, wiertarka, kątomierz i taśma miernicza.
Zasada działania generatora wiatrowego
Nie warto szczegółowo zastanawiać się, jak działa generator wiatrowy z silnika krokowego. W końcu wszystkie takie generatory mają tę samą zasadę działania: wiatr wprawia w ruch łopaty wiatraka, w wyniku czego zaczyna działać generator, który wytwarza energię elektryczną.
Produkcja turbin wiatrowych
Pierwszą rzeczą, od której należy zacząć, jest przycięcie ostrzy. Do tego użyjemy rur PVC.
Co należy wziąć pod uwagę przy cięciu ostrzy?
- Długość każdej łopatki - im dłuższa, tym łatwiej będą się kręcić przy słabym wietrze, ale jednocześnie będą miały dość niską prędkość obrotową.
- Obrót będzie większy na końcach łopatek generatora - ten moment należy wcześniej uwzględnić i obliczyć stosunek prędkości wiatru do prędkości obrotu łopat.
- Pamiętaj, że moc otrzymana z wiatru będzie równa prędkości wiatru do trzeciej potęgi. Nie zapominaj jednak o prawie Betza, które mówi, że około 59,3 procent energii można uzyskać z energii wiatru.
- Im wyżej wiatrak zostanie podniesiony z ziemi, tym będzie wydajniejszy (więcej energii zostanie wygenerowane).
Wykonanie ostrzy nie będzie dużym problemem. Aby to zrobić, musisz przeciąć rurę PVC na trzy części: dwie pod kątem 150 stopni i jedną pod kątem 60, jak pokazano na zdjęciach.
Zwróć uwagę, że dwa kawałki rurki (150 0) nadają się do szerokich ostrzy. W razie potrzeby możesz je przyciąć na żądaną szerokość.
Kolejnym zadaniem jest wykonanie piasty - punktu mocowania łopat. Do tych celów odpowiedni jest brzeszczot z zaostrzonymi zębami. Będzie musiał zrobić w nim sześć otworów (trzy grupy po 2 w każdej). Otwory wykonuje się z przesunięciem 120 0, a odległość między nimi w jednej grupie powinna wynosić około cala. Rozmieszczenie otworów na dysku pokazano na rysunku:
W tym przypadku używamy trzech ostrzy, chociaż można zamontować sześć: wtedy grupy otworów zostaną przesunięte o 60 0 . Ostrza mocujemy do przygotowanego dysku z otworami - mocujemy je śrubami i nakrętkami.
Kolejnym etapem prac jest zawias do obracania oraz wiatrowskaz. Potrzebny będzie również gramofon, na którym naprawimy generator. To wszystko będzie wyglądać tak:
Aby wykonać ten projekt, potrzebujesz kwadratowej rury PCV, kawałka blachy i kołnierza. „Ogon” generatora wiatrowego jest wycięty z żelaza. W kwadratowej rurze wykonujemy cięcie o długości 20-25 centymetrów i wkładamy tam nasz wiatrowskaz - ten projekt mocujemy za pomocą śrub.
Nawiasem mówiąc, nie zaszkodzi pomyśleć o ochronie generatora przed opadami atmosferycznymi. Na przykład może być wykonany z rury, jak pokazano na zdjęciu:
Następnie pomaluj wszystkie detale naszego wiatraka i pozostaw do wyschnięcia. Następnie składamy wszystko w jedną całość, mocujemy silnik, osłonę do rury za pomocą obejm samochodowych. Konieczne jest również zainstalowanie kołnierza (znajduje się bliżej silnika) za pomocą wkrętów samogwintujących.
Teraz pozostaje tylko dopasować do generatora wiatrowego. Do tych celów odpowiednia jest rura PVC i akcesoria używane z rurami z tworzywa sztucznego. Możesz zrobić taki maszt:
Ostatnim krokiem będzie bezpośrednie zamocowanie turbiny wiatrowej do masztu i jej montaż. Wcześniej na wał silnika nakładamy wcześniej wykonaną piastę z łopatkami. To wszystko.
Na zakończenie kilka słów o komorze baterii wiatraka. Można do tego wykorzystać dwie baterie (na przykład akumulatory samochodowe). Diody będą musiały być przylutowane między generatorem a akumulatorami, aby prąd płynął bezpośrednio do akumulatorów, a nie do generatora.
Taki domowy generator wiatrowy nadaje się do ładowania akumulatorów i innych celów. Możesz także poeksperymentować i stworzyć mocniejszy wiatrak: na przykład dodać łopaty, zmienić ich rozmiar itp.
O domowym wiatraku - anemometrze pisałam już na początku lata.
Jego celem było zorganizowanie zbierania statystyk wiatrowych i podjęcie na ich podstawie decyzji o budowie dużego, poważnego wiatraka. Niestety nie było ani programisty, który chciałby napisać program do przetwarzania danych z anemometru, ani specjalisty od mikrokontrolerów do stworzenia odpowiedniego urządzenia. Dlatego, niestety, musiałem obserwować wiatr wizualnie, ponieważ wiatrowskaz był zawsze w zasięgu wzroku. I niestety te obserwacje są niezwykle przygnębiające…
Faktem jest, że wiatr w środkowej strefie europejskiej części Rosji ma ekstremalne turbulencje w swoich warstwach powierzchniowych. Dosłownie w ciągu 3-5 minut wiatrak wielokrotnie się zatrzymuje (lub bardzo spowalnia) i obraca się tak, że nie widać łopat. Jednocześnie kierunek wiatru zmienia się w sektorze do 90-120 stopni. Niezwykle rzadko zdarzają się dni, kiedy wieje stosunkowo silny i równomierny wiatr. Przez całe lato w mojej okolicy były takie dni tylko 4. Było kilka spokojnych dni. A w pozostałych - wiatr był bardzo burzliwy, zarówno pod względem prędkości, jak i kierunku.
W takich warunkach nie ma sensu tworzenie „globalnego” generatora wiatrowego (o mocy 1-2 kW lub więcej). Nie tylko nigdy się nie zwróci, ale generalnie będzie działać słabo. Ponieważ potężny generator będzie wymagał dużych ostrzy i będą miały dużą bezwładność, a zatem „przejdą” silne podmuchy wiatru. Tych. po prostu nie będzie miał czasu na odpoczynek. Czasami takie porywy, niosące główną siłę „przeciętnego” strumienia wiatru, trwają tylko 15-30 sekund.
Ponadto każdy obracający się obiekt ma znaczny moment bezwładności w płaszczyźnie obrotu i jest w rzeczywistości żyroskopem. Mam nadzieję, że czytelnik pamięta proste szkolne doświadczenie, jakim było zademonstrowanie efektu żyroskopowego za pomocą koła rowerowego. Będąc nieskręconym, z łatwością trzyma się go dosłownie „dwoma palcami” za jeden z wystających końców jego osi. I niezwykle trudno jest obrócić go na boki i sprawić, by obracał się w innej płaszczyźnie. Mniej więcej to samo stanie się ze śmigłem wiatraka, gdy zmieni się kierunek wiatru. Zarówno oś, jak i łopaty śmigła będą poddawane monstrualnym bocznym naprzemiennym obciążeniom.
Okoliczności te położyły kres nadziejom na przetrwanie z jednym wielkim wiatrakiem. Oczywiście będzie pracował. Ale rzadko i głupio. Przy słabych, burzliwych wiatrach nadal będzie dawał słabą moc, a przy silnych nie będziesz wiedział, co zrobić z nadmiarem. I oczywiście powinieneś zapomnieć o jego zwrocie. To będzie tylko droga i piękna zabawka, najgłupsza inwestycja pieniędzy i pracy, jaką można sobie wyobrazić.
Obiecujące projekty wiatraków są małe turbiny wiatrowe małej mocy o praktycznie zerowej bezwładności. To oni są w stanie odebrać wiatrowi prawie całą energię, którą on niesie. Tak, żeby mieli czas na szybkie rozkręcenie i wypracowanie zmiany kursu. A do uzyskania dużej mocy konieczne będzie zainstalowanie czegoś w rodzaju farmy wiatrowej z generatorami wiatrowymi umieszczonymi na masztach o różnej wysokości (aby nie osłonić się nawzajem przed wiatrem). To, nawiasem mówiąc, znacznie zwiększy odporność na burze, rozwiązując problemy z potężnymi ciężkimi masztami i odciągami (maszty będą się trzymać), z niezawodnością „elektrowni” - w końcu wszystkie generatory nie mogą się zepsuć przy raz i zaplanowane naprawy a konserwacja nie doprowadzi do całkowitego wyłączenia mocy wytwórczych.
Po dojściu do tak rozczarowujących wniosków postanowiłem przerobić swój anemometr na działający model turbiny wiatrowej. Tych. zamiast głupiej kontemplacji wiatrowskazu, zacznij czerpać z niego praktyczne korzyści. Co więcej, generator wiatrowy jest silnikiem krokowym o 200 „krokach” na obrót i dość szybko generuje prąd nawet przy niskich prędkościach. Moc generatora około Watów 7-8
Przede wszystkim konieczna była wymiana ostrzy na mniej bezwładnościowe. Kubki z wentylatora wciąż są dość ciężkie. Zrobiłem nowe śmigła do wiatraków z resztek refluksu duraluminium do okien plastikowych. Średnica śmigła wynosi około 50 centymetrów, co obiecuje osiągnięcie maksymalnej mocy generatora nawet przy wietrze 4 m/s. Z grubej sklejki wyciąłem trójkąt. Wkleiłem w nią tuleję (żywicą epoksydową), której średnica wewnętrzna pokrywała się ze średnicą osi silnika krokowego. Po dokładnym zaznaczeniu wykonał nacięcia w „kokpicie” sklejki i wkleił ostrza w szczeliny. Dodatkowo mocowano je małymi śrubami. Dopóki żywica nie stwardniała, starałem się maksymalnie wyważyć śrubę, aby nie wibrowała podczas obrotu. Po stwardnieniu żywicy epoksydowej ponownie sprawdziłem równowagę i doprowadziłem ją do perfekcji, odcinając najcieńsze paski duraluminium z krawędzi ostrzy.
Ogólnie rzecz biorąc, niewymiarowe turbiny wiatrowe mają przyjemną cechę. Praktycznie nie ma sensu zawracać sobie głowy najbardziej skomplikowanymi obliczeniami KIJÓW, profili łopat i ich produkcji. Te najprostsze, płaskie też sprawdzą się świetnie. A wymaganą moc można uzyskać, po prostu je wydłużając (a tym samym zwiększając obszar zamiatania).
Wszystko to znacznie obniża koszt generatora wiatrowego, sensowne jest jego wytwarzanie i użytkowanie. W szczególności na kopalni spędziłem około 3-4 godzin (łącznie z wiatrowskazem) i bez uwzględnienia czasu polimeryzacji żywicy epoksydowej. Koszty wyniosły „zero”, ponieważ wszystko zostało zrobione „ze śmieci”, czyli improwizowane materiały.
Wydawałoby się, gdzie można zastosować generator tak małej mocy? Na dłuższą metę wykorzystam go do... podgrzewania wody. Raczej, aby zrekompensować utratę ciepła wody podgrzanej przez słońce. Najprostsza kalkulacja pokazuje absolutną wykonalność moich nadziei.
Załóżmy, że jest pewien zbiornik - termos, 50 litrów, w którym wieczorem woda podgrzana do 50 stopni jest odprowadzana z kolektora słonecznego. Rozmiar zbiornika wynosi około 40 x 40 x 40 cm, w związku z czym powierzchnia będzie równa 1 kwadracie. metr. Zbiornik otoczony jest izolacją termiczną z DO przewodność cieplna 0,15 W/m*st i grubość 30 cm, a straty ciepła wyniosą około 0,5 W/st. Tych. aby utrzymać różnicę temperatur 20-25 stopni pomiędzy gorącą wodą w termosie a otaczającym powietrzem wystarczy generator o mocy zaledwie 10-15 W! Zrekompensuje straty ciepła, a raz podgrzana woda nigdy nie ostygnie. A jeśli wieje silna bryza, to też się rozgrzeje.
Teraz mój generator kręci się jeszcze bez obciążenia, przechodząc „próby morskie”. Ale w niedalekiej przyszłości każę mu naładować baterie w oświetleniu wiejskiej toalety i oświetlić drogę do niej. A potem przeciąganie tam przewodu sieciowego jest zbyt leniwe i trudne, ale wymiana baterii w chińskiej latarni jest już zmęczona.
Wiatr to darmowa energia! Użyjmy go więc do celów osobistych. Jeśli stworzenie farmy wiatrowej na skalę przemysłową jest bardzo kosztowne, bo oprócz generatora konieczne jest wykonanie szeregu opracowań i obliczeń, to państwo nie ponosi takich wydatków, a z jakiegoś powodu inwestorzy w krajach byłego ZSRR nie są szczególnie interesujące. Wtedy prywatnie możesz zrobić mini wiatrak na własne potrzeby. Należy rozumieć, że projekt zamiany domu na energię alternatywną jest bardzo kosztownym przedsięwzięciem.
Jak już wspomniano: trzeba dokonywać długoterminowych obserwacji i obliczeń, aby wybrać optymalny stosunek wielkości koła wiatrowego i generatora, odpowiedni dla Twojego klimatu, róży wiatrów i średniej rocznej prędkości wiatru.
Sprawność elektrowni wiatrowych w obrębie tego samego regionu może się znacznie różnić, wynika to z faktu, że ruch wiatru zależy nie tylko od strefy klimatycznej, ale także od ukształtowania terenu.
Możesz jednak dowiedzieć się, czym jest energia wiatrowa przy minimalnych kosztach, montując budżetową instalację do zasilania odbiorników o małej mocy, takich jak smartfon, żarówki czy radio. Przy odpowiednim podejściu możesz dostarczyć prąd do małego domu lub domku letniskowego.
Spójrzmy, jak możesz zrobić najprostszą turbinę wiatrową własnymi rękami.
Wiatraki małej mocy z improwizowanych środków
Chłodnica komputerowa to silnik bezszczotkowy, który w swojej pierwotnej postaci nie ma żadnej praktycznej wartości.
Należy go przewinąć, ponieważ w oryginale uzwojenia są połączone w niewłaściwy sposób. Nawijanie cewek naprzemiennie:
Zgodnie ze wskazówkami zegara;
przeciwnie do ruchu wskazówek zegara;
Zgodnie ze wskazówkami zegara;
Zgodnie z ruchem wskazówek zegara.
Musisz połączyć sąsiednie cewki szeregowo, a jeszcze lepiej nawinąć je jednym kawałkiem drutu, przesuwając się z jednego rowka do drugiego. W takim przypadku wybierz arbitralnie grubość drutu, lepiej byłoby nawinąć jak najwięcej zwojów, a jest to możliwe przy użyciu najcieńszego drutu.
Napięcie wyjściowe z takiego generatora będzie zmienne, a jego wartość będzie zależeć od prędkości (prędkości wiatru), zainstaluj mostek diodowy z diod Schottky'ego, aby wyprostować go na stałą, zrobią to zwykłe diody, ale będzie gorzej, ponieważ . napięcie spadnie z 1 do 2 woltów.
Dygresja liryczna, mała teoria
Pamiętaj, że wartość pola elektromagnetycznego to:
gdzie L jest długością przewodnika umieszczonego w polu magnetycznym; V to prędkość rotacji pola magnetycznego;
Podczas ulepszania generatora możesz wpływać tylko na długość przewodnika, czyli liczbę zwojów każdej z cewek. Liczba zwojów - określa napięcie wyjściowe, a grubość drutu - maksymalne obciążenie prądowe.
W praktyce nie da się wpłynąć na prędkość wiatru. Jednak jest też wyjście z tej sytuacji, możesz się przekonać typowa prędkość turbina wiatrowa dla Twojej okolicy, zaprojektuj odpowiednie śmigło RPM dla turbiny wiatrowej, a także reduktor lub napęd pasowy, aby zapewnić wystarczającą prędkość obrotową do wygenerowania wymaganego napięcia.
WAŻNY: Szybciej nie znaczy lepiej! Jeśli prędkość obrotowa generatora wiatrowego będzie zbyt duża, jego zasoby ulegną zmniejszeniu, właściwości smarne tulei lub łożysk wirnika ulegną pogorszeniu i zatnie się, a najprawdopodobniej nastąpi przebicie izolacji uzwojenia w generatorze
Generator składa się z:
Zwiększamy moc generatora z chłodnicy komputerowej
Po pierwsze, im więcej łopatek i średnica koła, tym lepiej, więc przyjrzyj się chłodnicom 120mm.
Po drugie, powiedzieliśmy już, że napięcie zależy również od pola magnetycznego, faktem jest, że generatory przemysłowe dużej mocy mają uzwojenia wzbudzające, a generatory małej mocy mają silne magnesy. Magnesy w chłodnicy są wyjątkowo słabe i nie pozwalają dobre wyniki z generatora, a szczelina między wirnikiem a stojanem jest bardzo duża - około 1 mm, a to już przy już słabych magnesach.
Rozwiązaniem tego problemu jest radykalna zmiana konstrukcji generatora. Zamiast tego potrzebny jest tylko wirnik z chłodnicy, jako sam generator można zastosować silnik z drukarki lub innego urządzenia gospodarstwa domowego. Najczęściej spotykane są silniki szczotkowe z wzbudzeniem z magnesów trwałych.
W rezultacie będzie to wyglądać tak.
Moc takiego generatora wystarcza do zasilania diod LED, radia. Nie wystarczy naładować telefonu, telefon wyświetli proces ładowania, ale prąd będzie niezwykle mały, do 100 amperów, przy wietrze 5-10 metrów na sekundę.
Silniki krokowe jako generator wiatrowy
Silnik krokowy jest bardzo często spotykany w komputerach i sprzęcie AGD, w różnych odtwarzaczach, napędach dyskietek (ciekawe są stare modele 5,25”), drukarkach (zwłaszcza igłowych), skanerach itp.
Silniki te bez przeróbek mogą pracować jako prądnica, są to wirnik z magnesami trwałymi oraz stojan z uzwojeniami, typowy schemat połączeń silnika krokowego w trybie prądnicy pokazano na rysunku.
Obwód posiada stabilizator liniowy 5 V typu L7805, który pozwoli na bezpieczne podłączenie telefony komórkowe do takiego wiatraka, żeby je naładować.
Na zdjęciu generator z silnika krokowego z zamontowanymi łopatkami.
Silnik w konkretnym przypadku z 4 przewodami wyjściowymi, schemat jest dla niego odpowiedni. Silnik o takich wymiarach w trybie generatora wytwarza około 2 W przy słabym wietrze (prędkość wiatru około 3 m/s) i 5 m/s przy silnym (do 10 m/s).
Nawiasem mówiąc, tutaj jest podobny obwód z diodą Zenera zamiast L7805. Umożliwia ładowanie akumulatorów litowo-jonowych.
Udoskonalenie domowego wiatraka
Aby generator działał wydajniej, należy wykonać dla niego trzpień prowadzący i zamocować go ruchomo na maszcie. Następnie, gdy zmieni się kierunek wiatru, zmieni się kierunek generatora wiatrowego. Pojawia się wtedy następujący problem – kabel biegnący od generatora do odbiornika skręci się wokół masztu. Aby rozwiązać ten problem, musisz podać ruchomy kontakt. Gotowe rozwiązanie sprzedawane jest na Ebayu i Aliexpressie.
Dolne trzy druty schodzą nieruchomo w dół, a górna wiązka drutów jest ruchoma, wewnątrz zamontowany jest styk ślizgowy lub mechanizm szczotkowy. Jeśli nie masz możliwości zakupu, bądź sprytny i zainspirowany decyzją projektantów samochodu Zhiguli, a mianowicie wykonaniem ruchomego styku przycisku sygnału na kierownicy, zrób coś podobnego. Lub użyj podkładki kontaktowej z czajnika elektrycznego.
Łącząc złącza, uzyskujesz ruchomy kontakt.
Potężny generator wiatrowy z improwizowanych środków.
Aby uzyskać więcej mocy, możesz skorzystać z dwóch opcji:
1. Generator ze śrubokręta (10-50 W);
Potrzebujesz tylko silnika od śrubokręta, opcja jest podobna do poprzedniej, możesz użyć łopatek wentylatora jako śruby, zwiększy to końcową moc Twojej instalacji.
Oto przykład takiego projektu:
Zwróć uwagę na to, jak realizowany jest tutaj nadbieg przekładni - wał generatora wiatrowego znajduje się w rurze, na jego końcu znajduje się koło zębate, które przekazuje obroty na mniejsze koło zębate zamontowane na wale silnika. Wzrost prędkości obrotowej silnika występuje również w przemysłowych turbinach wiatrowych. Reduktory są używane wszędzie.
Jednak w domowym środowisku wykonanie skrzyni biegów staje się dużym problemem. Skrzynię można wyjąć z elektronarzędzia, tam trzeba ją opuścić wysokie obroty na wale silnika kolektora do normalnej prędkości wkładu na wiertarce lub tarczy szlifierskiej:
Wiertarka posiada przekładnię planetarną;
W szlifierce kątowej zamontowana jest przekładnia kątowa (przyda się do montażu niektórych instalacji i zmniejszy obciążenie ogona turbiny wiatrowej);
Skrzynia biegów z wiertarki ręcznej.
Ta wersja domowego generatora wiatrowego może już ładować akumulatory 12 V, ale do generowania prądu i napięcia ładowania potrzebny jest konwerter. Zadanie to można uprościć za pomocą generatora samochodowego.
Zaletą takiego generatora jest możliwość wykorzystania go do ładowania akumulatory samochodowe Zasadniczo po to jest przeznaczony. Autogeneratory mają wbudowany przekaźnik regulatora napięcia, co eliminuje konieczność zakupu dodatkowych stabilizatorów lub przetwornic.
Jednak kierowcy wiedzą, że na niskim poziomie na biegu jałowym, około 500-1000 obr/min, moc takiego generatora jest niewielka i nie zapewnia odpowiedniego prądu do ładowania akumulatora. Prowadzi to do konieczności połączenia z wiatrakiem poprzez przekładnię lub napęd pasowy.
Możesz dostosować liczbę obrotów przy normalnych prędkościach wiatru dla twoich szerokości geograficznych za pomocą wyboru przełożenie lub za pomocą odpowiednio zaprojektowanej turbiny wiatrowej.
Pomocne wskazówki
Być może najwygodniejszy projekt masztu wiatraka do powtórzeń pokazano na zdjęciu. Taki maszt rozciągnięty jest na linkach przymocowanych do uchwytów w ziemi, co zapewnia stabilność.
Ważny: Wysokość masztu powinna być jak najwyższa, około 10 metrów. Na większych wysokościach wiatr jest silniejszy, ponieważ nie ma dla niego przeszkód w postaci konstrukcji naziemnych, wzniesień i drzew. Nigdy nie instaluj generatora wiatrowego na dachu swojego domu. Drgania rezonansowe konstrukcji mocujących mogą spowodować zniszczenie jej ścian.
Zadbaj o niezawodność masztu nośnego, ponieważ konstrukcja wiatraka opartego na takim generatorze jest znacznie cięższa i jest już dość poważnym rozwiązaniem, które może zapewnić autonomiczne zasilanie domku letniskowego z minimalnym zestawem urządzeń elektrycznych. Urządzenia działające na 220 V mogą być zasilane z falownika 12-220 V. Najpopularniejszą wersją takiego falownika jest.
Lepiej jest używać generatorów diesla, w tym. samochody ciężarowe ponieważ są przeznaczone do pracy nad niskie obroty. Przeciętny silnik wysokoprężny duży wózek pracuje w zakresie prędkości od 300 do 3500 obr/min.
Nowoczesne generatory wydzielają 12 lub 24 wolty, a prąd o natężeniu 100 amperów już dawno stał się normalny. Po wykonaniu prostych obliczeń można określić, że taki generator da maksymalnie do 1 kW mocy, a generator z Zhiguli (12 V 40-60 A) 350-500 W, co już jest całkiem niezłe. przyzwoita postać.
Czym powinno być koło wiatrowe dla domowej turbiny wiatrowej?
Wspomniałem w tekście, że koło wiatrowe powinno być duże i z dużą liczbą łopat, w rzeczywistości tak nie jest. To stwierdzenie było prawdziwe w przypadku tych mikrogeneratorów, które nie twierdzą, że są poważnymi maszynami elektrycznymi, ale raczej okazami do zapoznania się i wypoczynku.
W rzeczywistości zaprojektowanie, obliczenia i wykonanie turbiny wiatrowej to bardzo trudne zadanie. Energia wiatru będzie wykorzystywana bardziej racjonalnie, jeśli zostanie wykonana bardzo dokładnie, a profil „lotniczy” będzie idealnie wyeksponowany, natomiast musi być zainstalowana pod minimalnym kątem do płaszczyzny obrotu koła.
Rzeczywista moc kół wiatrowych o tej samej średnicy i różnej liczbie łopat jest taka sama, różnica polega jedynie na prędkości ich obrotu. Im mniej skrzydeł, tym więcej obrotów na minutę, przy tym samym wietrze i średnicy. Jeśli zamierzasz osiągnąć maksymalne obroty, musisz montować skrzydła jak najdokładniej, zachowując minimalny kąt do płaszczyzny ich obrotu.
Sprawdź tabelę z książki z 1956 r. „Domowa farma wiatrowa”, wyd. DOSAAF Moskwa. Pokazuje zależność między średnicą koła, mocą i prędkością obrotową.
W domu te teoretyczne obliczenia są mało przydatne, amatorzy robią koła wiatrowe z improwizowanych środków, używają:
Arkusze metalowe;
Plastikowe rury kanalizacyjne.
Możesz zmontować szybkobieżne koło wiatrowe z 2-4 ostrzami własnymi rękami z rur kanalizacyjnych, oprócz nich potrzebujesz piły do metalu lub dowolnego innego narzędzia tnącego. Zastosowanie tych rur wynika z ich kształtu, po przecięciu mają kształt wklęsły, co zapewnia wysoką responsywność na przepływy powietrza.
Po przycięciu mocuje się je ŚRUBAMI na półfabrykacie z metalu, tekstuolitu lub sklejki. Jeśli zamierzasz zrobić to ze sklejki, lepiej skleić i skręcić kilka warstw sklejki z obu stron za pomocą śrub, wtedy będziesz w stanie osiągnąć sztywność.
Oto pomysł na dwułopatowy jednoczęściowy wirnik do prądnicy z silnikiem krokowym.
wnioski
Możesz zrobić elektrownię wiatrową począwszy od małej mocy - jednostki watów, poprzez zasilanie pojedynczych lamp LED, beaconów i drobnego sprzętu, aż po dobre wartości mocy w jednostkach kilowatów, magazynować energię w baterii, używać jej w oryginalnej formie lub przekonwertuj do 220 woltów. Koszt takiego projektu będzie zależał od Twoich potrzeb, być może najdroższym elementem jest maszt i baterie, może to być w granicach 300-500 dolarów.