Den uuttømmelige energien som luftmassene bærer med seg har alltid tiltrukket seg oppmerksomhet fra mennesker. Våre oldefedre lærte å utnytte vinden i seilene og hjulene på vindmøllene, hvorpå den stormet målløst over de store vidder på jorden i to århundrer.
En nyttig jobb ble funnet for ham igjen i dag. En vindgenerator for et privat hus fra kategorien tekniske innovasjoner blir en virkelig faktor i livet vårt.
La oss se nærmere på vindparker, vurdere forholdene for kostnadseffektiv bruk og vurdere eksisterende varianter. Hjemmearbeidere vil i vår artikkel motta informasjon for refleksjon over emnet selvmontering av en vindmølle og innretningene som er nødvendige for effektiv drift.
Hva er en vindturbin?
Prinsippet for drift av et husholdningsvindkraftverk er enkelt: luftstrømmen roterer rotorbladene montert på generatorakselen og skaper en vekselstrøm i viklingene. Den resulterende strømmen lagres i batterier og konsumeres av husholdningsapparater etter behov. Dette er selvfølgelig et forenklet diagram over hvordan en hjemmevindturbin fungerer. Rent praktisk suppleres den med enheter som konverterer strøm.
Rett bak generatoren i energikjeden er kontrolleren. Den konverterer trefaset vekselstrøm til likestrøm og leder den til å lade batteriene. De fleste husholdningsapparater kan ikke fungere "konstant", så en annen enhet plasseres bak batteriene – en inverter. Den utfører motsatt operasjon: den gjør likestrøm til husholdnings vekselstrøm med en spenning på 220 volt. Det er klart at disse transformasjonene ikke går uten å etterlate seg spor og tar en ganske anstendig del av den opprinnelige energien (15-20%).
Hvis vindturbinen er parret med et solbatteri eller annen generator av elektrisitet (bensin, diesel), blir kretsen supplert med en automatisk bryter (ATS). Når hovedstrømforsyningen er frakoblet, aktiverer den sikkerhetskopien.
For maksimal effekt må vindgeneratoren være plassert langs vindstrømmen. I enkle systemer er værbladets prinsipp implementert. For å gjøre dette er et loddrett blad festet i motsatt ende av generatoren, som vender det mot vinden.
I kraftigere installasjoner er det en roterende elektrisk motor styrt av en retningssensor.
Hovedtyper av vindturbiner og deres funksjoner
Det er to typer vindturbiner:
- Med horisontal rotor.
- Med en vertikal rotor.
Den første typen er den vanligste. Den er preget av høy effektivitet (40-50%), men har et økt nivå av støy og vibrasjoner. I tillegg krever installasjonen en stor ledig plass (100 meter) eller en høy mast (fra 6 meter).
Generatorer med en vertikal rotor er mindre energieffektive (effektiviteten er nesten 3 ganger lavere enn for horisontale rotorer).
Fordelene deres inkluderer enkel installasjon og strukturell pålitelighet. Lavt støynivå gjør det mulig å installere vertikale generatorer på hustak og til og med på bakkenivå. Disse installasjonene er ikke redd for ising og orkaner. De sendes ut fra en svak vind (fra 1,0-2,0 m / s), mens en horisontal vindturbin trenger en luftstrøm av middels styrke (3,5 m / s og over). I form av løpehjulet (rotoren) er vertikale vindgeneratorer veldig forskjellige.
Roterende hjul på vertikale vindturbiner
På grunn av den lave rotorhastigheten (opptil 200 o / min), overgår den mekaniske levetiden til slike installasjoner betydelig ytelsen til horisontale vindgeneratorer.
Hvordan beregne og velge en vindgenerator?
Vind pumpes ikke naturgass gjennom rør, og det strømmer heller ikke strøm gjennom ledninger til hjemmet vårt uten avbrudd. Han er lunefull og ustadig. I dag river en orkan av tak og bryter trær, og i morgen gir den vei til fullstendig ro. Derfor må du vurdere potensialet til luftenergi i ditt område før du kjøper eller lager din egen vindturbin. For å gjøre dette, bør du bestemme den gjennomsnittlige årlige vindstyrken. Denne verdien kan du finne på Internett på forespørsel.
Etter å ha mottatt en slik tabell, finner vi området der vi bor, og ser på intensiteten til fargen, og sammenligner den med vurderingsskalaen. Hvis den gjennomsnittlige årlige vindhastigheten viser seg å være mindre enn 4,0 meter per sekund, gir det ingen mening å installere en vindturbin. Det vil ikke gi den nødvendige mengden energi.
Hvis vindstyrken er tilstrekkelig til å installere en vindpark, kan du fortsette til neste trinn: velge kraften til generatoren.
Hvis vi snakker om autonom strømforsyning hjemme, tas det gjennomsnittlige strømforbruket av 1 familie i betraktning. Det varierer fra 100 til 300 kWh per måned. I regioner med lavt årlig vindpotensial (5-8 m / s), kan en slik mengde elektrisitet genereres av en 2-3 kW vindturbin. Det bør tas i betraktning at om vinteren er den gjennomsnittlige vindhastigheten høyere, derfor vil energiproduksjonen i denne perioden være større enn om sommeren.
Velge en vindgenerator. Anslåtte priser
Når du sammenligner alternativer, anbefaler vi at du fokuserer på russiskproduserte vindturbiner, samt installasjoner av høy kvalitet produsert i Kina. De er betydelig billigere enn sine europeiske kolleger.
Prisene for vertikale innenlandske vindgeneratorer med en kapasitet på 1,5-2,0 kW er i området fra 90 til 110 tusen rubler. Det komplette settet til denne prisen inkluderer bare en generator med kniver, uten mast og tilleggsutstyr (kontroller, inverter, kabel, batterier). Et komplett kraftverk sammen med installasjon vil koste 40-60% mer.
Kostnaden for kraftigere vindturbiner (3-5 kW) varierer fra 350 til 450 tusen rubler (med tilleggsutstyr og installasjonsarbeid).
DIY vindmølle. Morsomme eller reelle besparelser?
La oss si med en gang at det ikke er enkelt å lage en vindgenerator med egne hender fulle og effektive. Kompetent beregning av vindhjul, overføringsmekanisme, valg av generator som passer for kraft og hastighet er et eget tema. Vi vil bare gi korte anbefalinger om hovedfasen i denne prosessen.
Generator
Bilgeneratorer og elektriske motorer fra vaskemaskiner med direkte kjøring er ikke egnet for dette formålet. De er i stand til å generere energi fra vindhjulet, men det vil være ubetydelig. For effektiv drift trenger autogeneratorer veldig høye hastigheter som en vindturbin ikke kan utvikle.
Vaskemotorer har et annet problem. Det er ferrittmagneter der, og for en vindgenerator er det behov for mer produktive – niodimium. Prosessen med selvmontering og vikling av strømbærende viklinger krever tålmodighet og høy presisjon.
Kraften til en selvmontert enhet overstiger som regel ikke 100-200 watt.
Nylig har motorhjul for sykler og scootere blitt populære blant hjemmebyggere. Fra et vindenergisynspunkt er dette kraftige neodymgeneratorer som er optimalt egnet for arbeid med vertikale vindhjul og lading av batterier. Opptil 1 kW vindenergi kan fjernes fra en slik generator.
Motorhjul – en ferdig generator for en hjemmelaget vindpark
Skru
Det enkleste å lage er seil- og rotorpropeller. Den første består av lette buede rør festet til en sentral plate. Kniver laget av slitesterkt stoff trekkes over hvert rør. Den store vindingen på propellen krever et hengslet feste av bladene, slik at de under en orkan brettes og ikke deformeres.
Vindturbin seil propell
Vindhjulets rotordesign brukes til vertikale generatorer. Den er enkel å produsere og pålitelig i drift.
Selvlagde vindturbiner med en horisontal rotasjonsakse drives av en propellskrue. Hjemmehåndverkere monterer den av PVC-rør med en diameter på 160-250 mm. Bladene er montert på en rund stålplate med en boring for generatorakselen.
Konfigurasjon av rør i plast
