Περιεχόμενο
Το να έχετε τη δική σας ανεμογεννήτρια είναι πολύ κερδοφόρο. Πρώτον, ένα άτομο λαμβάνει δωρεάν ηλεκτρική ενέργεια. Δεύτερον, η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να ληφθεί σε μέρη απομακρυσμένα από τον πολιτισμό, όπου δεν υπάρχουν ηλεκτροφόρα καλώδια. Ο ανεμόμυλος είναι μια συσκευή σχεδιασμένη να παράγει κινητική αιολική ενέργεια. Πολλοί τεχνίτες έχουν μάθει να συναρμολογούν μια κάθετη ανεμογεννήτρια με τα χέρια τους και τώρα θα μάθουμε πώς γίνεται αυτό.
Σχεδιασμός και τύποι ανεμογεννητριών
Οι ανεμογεννήτριες έχουν πολλά ονόματα, αλλά είναι πιο σωστό να τις αποκαλούμε αιολική μονάδα παραγωγής ενέργειας. Ένα αιολικό πάρκο αποτελείται από ηλεκτρικό εξοπλισμό και μια μηχανική δομή - μια ανεμογεννήτρια, τα οποία διασυνδέονται σε ένα ενιαίο σύστημα. Μια ηλεκτρική εγκατάσταση βοηθά στη μετατροπή του ανέμου σε πηγή ενέργειας.
Υπάρχουν πολλοί τύποι ανεμογεννητριών, αλλά σύμφωνα με τη θέση του άξονα εργασίας χωρίζονται συμβατικά σε δύο ομάδες:
- Οι ανεμόμυλοι με οριζόντιο άξονα περιστροφής είναι οι πιο συνηθισμένοι. Η ηλεκτρική εγκατάσταση χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση. Επιπλέον, ο ίδιος ο μηχανισμός μπορεί να αντέξει καλύτερα τους τυφώνες και σε ελαφρούς ανέμους ο ρότορας ξεκινά πιο γρήγορα. Οι οριζόντιες ανεμογεννήτριες έχουν ευκολότερο έλεγχο ισχύος.
- Οι ανεμόμυλοι με κάθετο άξονα περιστροφής είναι σε θέση να λειτουργούν ακόμη και σε χαμηλές ταχύτητες ανέμου. Οι τουρμπίνες είναι αθόρυβες και πιο εύκολο να κατασκευαστούν, επομένως τις περισσότερες φορές τοποθετούνται από τεχνίτες στην αυλή τους.Ωστόσο, το χαρακτηριστικό σχεδιασμού ενός κάθετου ανεμόμυλου επιτρέπει την εγκατάστασή του μόνο χαμηλά από το έδαφος. Εξαιτίας αυτού, η απόδοση της ηλεκτρικής εγκατάστασης μειώνεται σημαντικά.
Οι ανεμογεννήτριες διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο της πτερωτής:
- Τα μοντέλα έλικας ή πτερυγίων είναι εξοπλισμένα με πτερύγια που είναι κάθετα στον οριζόντιο άξονα εργασίας.
- Τα μοντέλα καρουζέλ ονομάζονται επίσης περιστροφικά. Είναι τυπικά για κάθετες ανεμογεννήτριες.
- Τα μοντέλα τυμπάνων έχουν ομοίως κατακόρυφο άξονα εργασίας.
Για την παραγωγή κινητικής αιολικής ενέργειας σε βιομηχανική κλίμακα, χρησιμοποιούνται συνήθως ανεμογεννήτριες με έλικα. Τα μοντέλα τυμπάνων και καρουζέλ είναι μεγαλύτερα σε μέγεθος και έχουν λιγότερο αποδοτικό μηχανισμό.
Όλες οι ανεμογεννήτριες μπορούν να εξοπλιστούν με πολλαπλασιαστή. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων δημιουργεί πολύ θόρυβο κατά τη λειτουργία. Οι πολλαπλασιαστές συνήθως δεν χρησιμοποιούνται σε οικιακές ανεμογεννήτριες.
Αρχή λειτουργίας ανεμογεννήτριας
Αξίζει να σημειωθεί ότι η αρχή λειτουργίας μιας ανεμογεννήτριας είναι η ίδια, ανεξάρτητα από το σχεδιασμό και την εμφάνισή της. Η παραγωγή ενέργειας ξεκινά από τη στιγμή που περιστρέφονται τα πτερύγια του ανεμόμυλου. Αυτή τη στιγμή, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο μεταξύ του ρότορα και του στάτορα της γεννήτριας. Λειτουργεί ως πηγή ενέργειας που παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Έτσι, όπως διαπιστώσαμε, μια ανεμογεννήτρια αποτελείται από δύο κύρια μέρη: έναν περιστρεφόμενο μηχανισμό με πτερύγια και μια γεννήτρια. Τώρα για τη δουλειά του εμψυχωτή. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων είναι εγκατεστημένο σε έναν ανεμόμυλο για να αυξήσει την ταχύτητα του άξονα εργασίας.
Όταν ο ρότορας της γεννήτριας περιστρέφεται, παράγεται εναλλασσόμενο ρεύμα, δηλαδή βγαίνουν τρεις φάσεις. Η παραγόμενη ενέργεια φτάνει στον ελεγκτή και από αυτόν πηγαίνει στην μπαταρία.Σε αυτή την αλυσίδα υπάρχει μια άλλη σημαντική συσκευή - ένας μετατροπέας. Μετατρέπει το ρεύμα σε σταθερές παραμέτρους και το παρέχει στον καταναλωτή μέσω του δικτύου.
Βιομηχανική βιοτεχνία ανεμόμυλων 2
Στον τομέα της αιολικής ενέργειας, είναι πολύ διάσημη η βιομηχανική ανεμογεννήτρια κινητικής βιοτεχνίας 2, η οποία διαθέτει τροποποιημένη μονάδα παραγωγής αιολικής ενέργειας. Για τον υπολογισμό της ισχύος μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, το άθροισμα των ταχυτήτων των τμημάτων εργασίας της πολλαπλασιάζεται επί 0,1. Το μέγεθος της περιοχής εργασίας καθορίζεται από τις διαστάσεις του ρότορα. Κατά την περιστροφή παράγει κινητική ενέργεια kU παρά ηλεκτρική ενέργεια EU.
Η περιστροφή των λεπίδων εξαρτάται από τις ριπές ανέμου. Η βέλτιστη ταχύτητα παρατηρείται σε υψόμετρο 160–162 μ. Μια καταιγίδα αυξάνει την ταχύτητα του ανέμου κατά 50%, και η απλή βροχή - έως και 20%.
Οι ρότορες της ανεμογεννήτριας industrial craft 2 διαφέρουν ως προς τις διαστάσεις και το υλικό των πτερυγίων, καθώς και τις μέγιστες τιμές δύναμης ανέμου στις οποίες μπορούν να λειτουργήσουν:
- Ο ξύλινος ρότορας με λεπίδες 5x5 έχει σχεδιαστεί για εύρος ταχύτητας ανέμου από 10 έως 60 MCW.
ένας σιδερένιος ρότορας με λεπίδες 7x7 έχει σχεδιαστεί για εύρος στροφών από 14 έως 75 MCW. - Ο χαλύβδινος ρότορας με λεπίδες 9x9 έχει σχεδιαστεί για μια σειρά ρυθμών ροής αέρα από 17 έως 90 MCW.
- Ο ρότορας από ανθρακονήματα με λεπίδες 11x11 έχει σχεδιαστεί για μια σειρά ρυθμών ροής αέρα από 20 έως 110 MCW.
Οι κινητικές ανεμογεννήτριες Industrial Craft 2 δεν τοποθετούνται κοντά μεταξύ τους στο ίδιο επίπεδο με την πλάτη τους η μία προς την άλλη.
Ιδιοπαραγωγή κάθετης ανεμογεννήτριας
Ένας ανεμόμυλος με κάθετο άξονα είναι το πιο εύκολο να φτιάξετε μόνοι σας. Οι λεπίδες είναι κατασκευασμένες από οποιοδήποτε υλικό, το κύριο πράγμα είναι ότι είναι ανθεκτικό στην υγρασία και τον ήλιο και είναι επίσης ελαφρύ.Για τα πτερύγια μιας οικιακής ανεμογεννήτριας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σωλήνα PVC, που χρησιμοποιείται στην κατασκευή αποχετεύσεων. Αυτό το υλικό πληροί όλες τις παραπάνω απαιτήσεις. Τέσσερις λεπίδες ύψους 70 cm είναι κομμένες από πλαστικό, συν δύο από τις ίδιες είναι κατασκευασμένες από γαλβανισμένο χάλυβα. Τα στοιχεία κασσίτερου διαμορφώνονται σε ημικύκλιο και στη συνέχεια στερεώνονται και στις δύο πλευρές του σωλήνα. Οι υπόλοιπες λεπίδες τοποθετούνται στην ίδια απόσταση σε κύκλο. Η ακτίνα περιστροφής ενός τέτοιου ανεμόμυλου θα είναι 69 cm.
Το επόμενο στάδιο είναι η συναρμολόγηση του ρότορα. Εδώ θα χρειαστείτε μαγνήτες. Αρχικά, πάρτε δύο δίσκους φερρίτη με διάμετρο 23 εκ. Χρησιμοποιώντας κόλλα, έξι μαγνήτες νεοδυμίου συνδέονται σε έναν δίσκο. Με διάμετρο μαγνήτη 165 cm σχηματίζεται μεταξύ τους γωνία 60Ο. Εάν αυτά τα στοιχεία είναι μικρότερα, τότε ο αριθμός τους αυξάνεται. Οι μαγνήτες δεν είναι απλά κολλημένοι τυχαία, αλλά η πολικότητα αλλάζει μία προς μία. Οι μαγνήτες φερρίτη συνδέονται στον δεύτερο δίσκο με παρόμοιο τρόπο. Ολόκληρη η δομή είναι γενναιόδωρα γεμάτη με κόλλα.
Το πιο δύσκολο πράγμα είναι να φτιάξεις τον στάτορα. Πρέπει να βρείτε ένα χάλκινο σύρμα πάχους 1 mm και να φτιάξετε εννέα πηνία από αυτό. Κάθε στοιχείο πρέπει να περιέχει ακριβώς 60 στροφές. Στη συνέχεια, το ηλεκτρικό κύκλωμα του στάτη συναρμολογείται από τα τελειωμένα πηνία. Και τα εννέα από αυτά είναι τοποθετημένα σε κύκλο. Αρχικά, συνδέστε τα άκρα του πρώτου και του τέταρτου πηνίου. Στη συνέχεια, συνδέστε το δεύτερο ελεύθερο άκρο του τέταρτου στην έξοδο του έβδομου πηνίου. Το αποτέλεσμα ήταν ένα μονοφασικό στοιχείο τριών πηνίων. Το κύκλωμα δεύτερης φάσης συναρμολογείται από τα επόμενα τρία πηνία με τη σειρά, ξεκινώντας από το δεύτερο στοιχείο. Η τελευταία φάση που συναρμολογείται με τον ίδιο τρόπο είναι η τρίτη φάση, ξεκινώντας από το τρίτο πηνίο.
Για τη σύνδεση του κυκλώματος, κόβεται ένα σχήμα από κόντρα πλακέ. Πάνω του τοποθετείται υαλοβάμβακα και πάνω του απλώνεται ένα κύκλωμα εννέα πηνίων. Όλα αυτά χύνονται με κόλλα, μετά την οποία αφήνονται μέχρι να σκληρυνθούν εντελώς.Όχι νωρίτερα από μια μέρα αργότερα, ο ρότορας και ο στάτορας μπορούν να συνδεθούν. Πρώτον, ο ρότορας τοποθετείται με τους μαγνήτες προς τα πάνω, ο στάτορας τοποθετείται πάνω του και ο δεύτερος δίσκος τοποθετείται στην κορυφή με τους μαγνήτες προς τα κάτω. Η αρχή σύνδεσης φαίνεται στη φωτογραφία.
Τώρα ήρθε η ώρα να συναρμολογήσετε την ανεμογεννήτρια. Όλο το κύκλωμά του θα αποτελείται από μια πτερωτή με πτερύγια, μια μπαταρία και έναν μετατροπέα. Για να αυξήσετε τη ροπή, συνιστάται να εγκαταστήσετε ένα κιβώτιο ταχυτήτων. Οι εργασίες εγκατάστασης έχουν την ακόλουθη σειρά:
- Ένας ανθεκτικός ιστός συγκολλάται από χαλύβδινη γωνία, σωλήνες ή προφίλ. Σε ύψος, θα πρέπει να ανυψώνει την πτερωτή με λεπίδες πάνω από την κορυφογραμμή της οροφής.
- Το θεμέλιο χύνεται κάτω από τον ιστό. Απαιτείται ενίσχυση και προβλέπονται άγκυρες που προεξέχουν από το σκυρόδεμα.
- Στη συνέχεια, η πτερωτή με τη γεννήτρια στερεώνεται στον ιστό.
- Μετά την τοποθέτηση του ιστού στο θεμέλιο, στερεώνεται σε άγκυρες, μετά από τις οποίες ενισχύεται με χαλύβδινα σιδεράκια. Για τους σκοπούς αυτούς, είναι κατάλληλο ένα καλώδιο ή μια χαλύβδινη ράβδος πάχους 10–12 mm.
Όταν το μηχανικό μέρος της ανεμογεννήτριας είναι έτοιμο, αρχίζουν να συναρμολογούν το ηλεκτρικό κύκλωμα. Η έξοδος της γεννήτριας θα παρέχει τριφασικό ρεύμα. Για να ληφθεί σταθερή τάση, εγκαθίσταται στο κύκλωμα ένας ανορθωτής από διόδους. Η φόρτιση της μπαταρίας ελέγχεται μέσω ρελέ αυτοκινήτου. Το κύκλωμα τελειώνει με έναν μετατροπέα, από τον οποίο τροφοδοτούνται τα απαιτούμενα 220 βολτ στο οικιακό δίκτυο.
Η ισχύς εξόδου μιας τέτοιας ανεμογεννήτριας εξαρτάται από την ταχύτητα του ανέμου. Για παράδειγμα, στα 5 m/s η ηλεκτρική εγκατάσταση θα παράγει περίπου 15 W και στα 18 m/s μπορείτε να λάβετε ισχύ έως και 163 W. Για να αυξηθεί η παραγωγικότητα, ο ιστός του ανεμόμυλου επεκτείνεται στα 26 μ. Σε αυτό το ύψος, η ταχύτητα του ανέμου είναι 30% μεγαλύτερη, πράγμα που σημαίνει ότι η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια είναι περίπου μιάμιση φορά μεγαλύτερη.
Το βίντεο δείχνει τη συναρμολόγηση μιας γεννήτριας για έναν ανεμόμυλο:
Η συναρμολόγηση μιας ανεμογεννήτριας είναι ένα περίπλοκο θέμα. Πρέπει να γνωρίζετε τα βασικά της ηλεκτρολογικής μηχανικής, να είστε σε θέση να διαβάζετε σχηματικά και να χρησιμοποιείτε κολλητήρι.
