Zawartość
Posiadanie własnej turbiny wiatrowej jest bardzo korzystne. Najpierw osoba otrzymuje darmową energię elektryczną. Po drugie, prąd można uzyskać w miejscach oddalonych od cywilizacji, gdzie nie przechodzą linie energetyczne. Turbina wiatrowa to urządzenie przeznaczone do generowania kinetycznej energii wiatru. Wielu rzemieślników nauczyło się, jak własnoręcznie montować pionowy generator wiatrowy, a teraz dowiemy się, jak to się robi.
Urządzenie i typy turbin wiatrowych
Generatory wiatrowe mają wiele nazw, ale bardziej poprawne jest oznaczanie ich jako farmy wiatrowej. Farma wiatrowa składa się z urządzeń elektrycznych i konstrukcji mechanicznej - turbiny wiatrowej, które są połączone w jeden system. Instalacja elektryczna pomaga zamienić wiatr w źródło energii.
Istnieje wiele typów generatorów wiatrowych, ale w zależności od położenia osi roboczej są one tradycyjnie podzielone na dwie grupy:
-
Najczęstsze są wiatraki o osi poziomej. Instalacja elektryczna charakteryzuje się dużą sprawnością. Ponadto sam mechanizm lepiej wytrzymuje huragany, a przy słabym wietrze wirnik uruchamia się szybciej. Poziome turbiny wiatrowe mają łatwiejszą regulację mocy.
-
Wiatraki o osi pionowej mogą pracować nawet przy małych prędkościach wiatru. Turbiny są ciche i łatwiejsze w produkcji, dlatego najczęściej instalują je rzemieślnicy na swoim podwórku. Jednak cecha konstrukcyjna pionowej turbiny wiatrowej pozwala na jej instalację tylko nisko nad ziemią. Z tego powodu wydajność instalacji elektrycznej jest znacznie zmniejszona.
Generatory wiatrowe wyróżniają się rodzajem wirnika:
- Modele śmigieł lub łopatek są wyposażone w łopatki ustawione prostopadle do roboczego wału poziomego.
- Modele karuzelowe nazywane są również obrotowymi. Są typowe dla pionowych turbin wiatrowych.
- Modele bębnów podobnie mają pionową oś roboczą.
Do wytwarzania kinetycznej energii wiatru na skalę przemysłową powszechnie stosuje się turbiny wiatrowe napędzane śrubą napędową. Modele bębna i karuzeli są duże, a także mniej wydajny mechanizm.
Wszystkie turbiny wiatrowe mogą być wyposażone w multiplikator. Ta skrzynia biegów hałasuje podczas pracy. W wiatrakach domowych zwykle nie stosuje się mnożników.
Zasada działania wiatraka
Należy zauważyć, że zasada działania generatora wiatrowego jest taka sama, niezależnie od jego konstrukcji i wyglądu. Wytwarzanie energii rozpoczyna się w momencie, gdy obracają się łopatki turbiny wiatrowej. W tym czasie między wirnikiem a stojanem generatora powstaje pole magnetyczne. Służy jako źródło energii, która wytwarza energię elektryczną.
Tak więc, jak się dowiedzieliśmy, generator wiatrowy składa się z dwóch głównych części: mechanizmu obrotowego z ostrzami i generatora. Teraz o pracy mnożnika. Ta skrzynia biegów jest zainstalowana na turbinie wiatrowej w celu zwiększenia prędkości wału roboczego.
Podczas obrotu wirnika generatora generowany jest prąd przemienny, to znaczy wychodzą trzy fazy. Wytworzona energia trafia do sterownika, a stamtąd trafia do akumulatora. W tym łańcuchu jest jeszcze jedno ważne urządzenie - falownik. Konwertuje prąd na stabilne parametry i dostarcza go poprzez sieć do konsumenta.
Statki przemysłowe turbin wiatrowych 2
W dziedzinie energii wiatrowej dobrze znany jest statek przemysłowy 2 turbiny wiatrowej kinetycznej, który ma zmodyfikowaną jednostkę do wytwarzania energii wiatrowej. Aby obliczyć moc instalacji elektrycznej, sumę prędkości jej ciał roboczych należy pomnożyć przez wartość 0,1.Wielkość obszaru roboczego zależy od wymiarów wirnika. Podczas rotacji wytwarza kU kinetyczne, a nie energię elektryczną UE.
Obrót łopatek zależy od podmuchów wiatru. Najbardziej optymalną prędkość obserwuje się na wysokości 160-162 m. Burze zwiększają prędkość wiatru o 50%, a zwykły deszcz - nawet o 20%.
Wirniki turbiny wiatrowej 2 przemysłowej różnią się wymiarami i materiałem łopatek, a także ograniczającymi wskaźnikami siły wiatru, przy której są w stanie pracować:
-
drewniany wirnik z łopatkami 5x5 przeznaczony do zakresu prędkości wiatru od 10 do 60 MCW;
żelazny wirnik z łopatkami 7x7 jest przystosowany do zakresu prędkości - od 14 do 75 MCW; - stalowy wirnik z łopatkami 9x9 jest zaprojektowany dla zakresu natężeń przepływu powietrza od 17 do 90 MCW;
- Wirnik z włókna węglowego z łopatkami 11x11 jest zaprojektowany dla zakresu prędkości powietrza od 20 do 110 MCW.
Jednostki przemysłowe 2 turbiny wiatrowe kinetyczne nie są umieszczone blisko tego samego poziomu, plecami do siebie.
Samodzielnie wykonana pionowa turbina wiatrowa
W produkcji własnej najprostsza jest turbina wiatrowa z pionowym wałem. Ostrza są wykonane z dowolnego materiału, najważniejsze jest to, że są odporne na wilgoć i słońce, a także są lekkie. W przypadku łopatek domowego generatora wiatrowego można zastosować rurę PVC używaną do budowy kanalizacji. Materiał ten spełnia wszystkie powyższe wymagania. Cztery ostrza o wysokości 70 cm są wycięte z tworzywa sztucznego, a dwa takie same są wykonane ze stali ocynkowanej. Elementy blaszane są kształtowane w półkole, a następnie mocowane po obu stronach rury. Reszta ostrzy jest zamocowana w tej samej odległości w kole. Promień obrotu takiego wiatraka wyniesie 69 cm.
Następnym krokiem jest montaż wirnika. Będziesz potrzebował magnesów. Najpierw pobiera się dwa krążki ferrytowe o średnicy 23 cm, do których za pomocą kleju mocuje się sześć magnesów neodymowych. Przy średnicy magnesu 165 cm, kącie 60o... Jeśli te elementy są mniejsze, zwiększa się ich liczba. Magnesy nie są przyklejane przypadkowo, ale na przemian zmieniają polaryzację. Magnesy ferrytowe mocowane są do drugiej tarczy w podobny sposób. Całość obficie zalewana klejem.
Najtrudniejsze jest wykonanie stojana. Musisz znaleźć drut miedziany o grubości 1 mm i zrobić z niego dziewięć cewek. Każdy element musi zawierać dokładnie 60 tur. Ponadto obwód elektryczny stojana jest złożony z gotowych cewek. Wszystkie dziewięć z nich jest ułożonych w okrąg. Najpierw połączone są końce pierwszej i czwartej cewki. Następnie podłącz drugi wolny koniec czwartej do wyjścia siódmej cewki. Rezultatem jest element jednej fazy z trzech cewek. Obwód drugiej fazy składa się z następujących trzech cewek kolejno, zaczynając od drugiego elementu. Ten ostatni jest zbierany w ten sam sposób, trzecia faza, zaczynając od trzeciej cewki.
Aby naprawić obwód, ze sklejki wycina się kształt. Na nim umieszcza się włókno szklane, a na nim układa się obwód dziewięciu cewek. Wszystko to wylewa się klejem, a następnie pozostawia do zestalenia. Nie wcześniej niż za dzień można połączyć wirnik i stojan. Najpierw wirnik umieszcza się magnesami do góry, stojan umieszcza się na nim, a drugi dysk umieszcza się na górze z magnesami do dołu. Zasadę połączenia można zobaczyć na zdjęciu.
Nadszedł czas na montaż turbiny wiatrowej. Cały jego obwód będzie składał się z wirnika z łopatkami, baterii i falownika. Aby zwiększyć moment obrotowy, zaleca się zainstalowanie reduktora. Prace instalacyjne przebiegają w następującej kolejności:
- Mocny maszt jest spawany ze stalowego narożnika, rur lub profilu. Na wysokości musi podnosić wirnik z łopatkami ponad kalenicę dachu.
- Fundament wlewa się pod maszt. Upewnij się, że wykonujesz zbrojenie i zapewnij zakotwienie wystające z betonu.
- Ponadto do masztu przymocowany jest wirnik z generatorem.
- Po zamontowaniu masztu na fundamencie mocuje się go do kotew, a następnie wzmacnia stalowymi odciągami. Do tych celów odpowiedni jest kabel lub pręt stalowy o grubości 10–12 mm.
Gdy część mechaniczna generatora wiatrowego jest gotowa, zaczynają montować obwód elektryczny. Generator wyprowadza prąd trójfazowy. Aby uzyskać stałe napięcie, w obwodzie zainstalowany jest prostownik diod. Ładowanie akumulatora jest monitorowane przez przekaźnik pojazdu. Falownik kończy obwód, z którego wymagane 220 woltów trafia do sieci domowej.
Moc wyjściowa takiego generatora wiatrowego zależy od prędkości wiatru. Na przykład przy 5 m / s instalacja elektryczna da około 15 W, a przy 18 m / s można uzyskać do 163 W. Aby zwiększyć produktywność, maszt wiatraka wydłuża się do 26 m. Na tej wysokości prędkość wiatru jest o 30% większa, co oznacza, że energia elektryczna będzie około półtora raza większa.
Film przedstawia montaż generatora do turbiny wiatrowej:
Montaż turbiny wiatrowej to trudna sprawa. Musisz znać podstawy elektrotechniki, umieć czytać schematy i korzystać z lutownicy.
