自分の手で風力発電所を作る方法。何を準備する必要がありますか？ブレードはどうあるべきですか？

電気の価格が上昇しているため、あらゆる場所で代替電源の検索と開発が行われています。国のほとんどの地域では、風力タービンを使用することをお勧めします。完全に電気を供給するために民家、十分に強力で高価なインストールが必要です。

家庭用風力発電機

小型風力発電機を作る場合は、電流水を加熱したり、別棟、庭の小道、ポーチなどの照明の一部に使用したりできます。家庭用の温水または暖房は最も単純なオプション蓄積と変換を伴わない風力エネルギーの使用。ここでの問題は、暖房に十分な電力があるかどうかについてです。

発電機を作る前に、まずその地域の風の特徴を知る必要があります。

ロシアの気候の多くの場所での大型風力発電機は、空気の流れの強さと方向が頻繁に変化するため、あまり適していません。 1 kWを超えると慣性になり、風が変わると完全にスピンアップできなくなります。回転面の慣性は、横風による過負荷につながり、故障につながります。

低電力エネルギー消費者の出現により、コテージを照らすために12ボルト以下の小型の自家製風力発電機を使用することは理にかなっています LEDランプまたは家に電気がないときに電話のバッテリーを充電します。これが必要ない場合は、発電機を使用して水を加熱することができます。

風力発電機の種類

無風地域には、帆風発電機のみが適しています。電源を一定に保つためには、少なくとも12Vの充電式バッテリーが必要です。充電器、インバーター、スタビライザー、整流器。

風の弱い地域では、容量が最大の垂直風力発電機を独自に作成できます。 2-3 kW。多くのオプションがあり、それらは工業デザインとほぼ同じくらい優れています。セーリングローター付きの風車を購入することをお勧めします。タガンログでは、1〜100キロワットの電力を備えた信頼性の高いモデルが製造されています。

風の強い地域では、必要な電力が 0.5〜1.5キロワット。ブレードは、例えばバレルからの即興の手段から作ることができる。より生産性の高いデバイスを購入することをお勧めします。最も安いのは「ヨット」です。垂直風車はより高価ですが、強風でより確実に動作します。

DIY低出力風車

自宅では、小さな自家製の風力発電機を簡単に作ることができます。代替エネルギー源の作成の分野で働き始め、この発電機の組み立て方法で貴重な経験を積むために、コンピューターまたはプリンターのモーターを改造して、自分で簡単なデバイスを作ることができます。

横軸12V風力発電機

自分の手で低出力の風車を作るには、まず図面やスケッチを用意する必要があります。

200-300rpmの回転速度で。電圧は12ボルトに上げることができ、生成される電力は約3ワットになります。小さなバッテリーの充電に使用できます。他の発電機の場合、出力を1000rpmに上げる必要があります。そうして初めて、それらは効果的になります。しかし、ここでは、かなりの抵抗を生み出し、コストも高いギアボックスが必要です。

電気部品

ジェネレーターを組み立てるには、次のコンポーネントが必要です。

古いプリンター、ドライブ、またはスキャナーの小さなモーター。
2つの整流器ブリッジ用の8つのダイオードタイプ1N4007。
1000マイクロファラッドの容量を持つコンデンサ。
PVCパイプとプラスチック部品;
アルミ板。

下の図は、発電機回路を示しています。

ステッピングモーター：整流器とスタビライザーへの接続図

ダイオードブリッジは各モーター巻線に接続されており、そのうち2つがあります。ブリッジの後、LM7805スタビライザーが接続されます。その結果、出力は通常12ボルトのバッテリーに供給される電圧になります。

接着力が非常に高いネオジム磁石発電機が人気を博しています。それらは慎重に使用する必要があります。強い衝撃または80〜250℃の温度への加熱（タイプによって異なります）により、ネオジム磁石は消磁します。

車のハブを日曜大工の発電機の基礎として使用できます。

ネオジム磁石付きローター

直径約25mmのネオジム磁石約20個を瞬間接着剤でハブに接着します。単相発電機は、同数の極と磁石で作られています。

互いに反対側にある磁石は引き付けられる必要があります。つまり、反対の極で回転する必要があります。ネオジム磁石を接着した後、エポキシ樹脂を充填します。

コイルは巻かれ、総巻数は1000〜1200です。ネオジム磁石の発電機の出力は、ソースとして使用できるように選択されています直流、12Vバッテリーを充電するための約6A。

機械的

刃はプラスチックパイプでできています。幅10cm、長さ50cmのワークを描き、切り抜きます。ブレードがネジで取り付けられているフランジを備えたモーターシャフトにブッシングが作られています。それらの数は2から4までです。プラスチックは長持ちしませんが、初めてそれで十分です。現在、炭素繊維やポリプロピレンなど、十分な耐摩耗性材料が登場しています。その後、より強力なアルミニウム合金のブレードを作ることができます。

刃先の余分な部分を切り落としてバランスを取り、曲げて加熱することで傾斜角をつくります。

発電機は、垂直軸が溶接されたプラスチックパイプにボルトで固定されています。アルミ合金製の風見鶏もパイプに同軸に取り付けられています。車軸はマストの垂直管に挿入されます。それらの間にスラストベアリングが取り付けられています。構造全体が水平面内で自由に回転できます。

電気ボードは回転部分に置くことができ、電圧はブラシ付きの2つのスリップリングを介して消費者に伝達することができます。整流器付きのボードを個別に取り付けると、リングの数は6つになり、ステッピングモーターのピン数になります。

風車はに取り付けられています高さ5-8 m。

デバイスが効率的にエネルギーを生成する場合、たとえばバレルから垂直方向に軸方向にすることで改善できます。デザインは、水平方向よりも横方向の過負荷の影響を受けにくくなっています。下の図は、フレームの内側の軸に取り付けられ、転倒力を受けない、バレルの破片で作られたブレードを備えたローターを示しています。

垂直軸とバレルローターを備えた風力タービン

バレルのプロファイルされた表面は、より薄い板金を使用できるため、追加の剛性を作成します。

1キロワット以上の容量を持つ風力発電機

一部の電化製品の電源を入れることができるように、デバイスは具体的な利点をもたらし、220Vの電圧を提供する必要があります。これを行うには、独立して起動し、広範囲で発電する必要があります。

自分の手で風力発電機を作るには、まず設計を決める必要があります。風の強さによります。それが弱い場合は、ローターの帆バージョンが唯一のオプションである可能性があります。 2-3以上ここではキロワットのエネルギーを得ることができません。さらに、ギアボックスと充電器付きの強力なバッテリーが必要になります。

すべての機器の価格が高いので、それが家にとって有益であるかどうかを確認する必要があります。

強風のある地域では、自家製の風力発電機が1.5〜5キロワットの電力を生成できます。その後、接続することができますホーム・ネットワーク 220V用。より強力なデバイスを自分で作ることは困難です。

DCモーターからの発電機

発電機として、400-500rpmで電流を生成する低速モーターを使用することができます：PIK8-6 / 2.5 36V0.3Nm1600min-1。本体長さ143mm、直径80mm、シャフト径12mm。

DCモーターはどのように見えますか？

ギア比が1:12のマルチプライヤが必要です。風車のブレードが1回転すると、発電機は12回転します。次の図は、デバイスの図を示しています。

風車装置図

ギアボックスは追加の負荷を作成しますが、それでもそれは車の発電機または少なくとも1:25のギア比が必要なスターター。

60x12x2のアルミニウムシートからブレードを作成することをお勧めします。それらのうちの6つをモーターに取り付けると、デバイスはそれほど速くならず、大きな突風で干からびることはありません。バランスを取ることが可能であるはずです。これを行うために、ブレードはブッシングにはんだ付けされ、ローターに巻き付けられる可能性があるため、ブレードをその中心にさらに近づけたり近づけたりすることができます。

フェライトまたは鋼で作られた永久磁石発電機の電力は、0.5〜0.7キロワットを超えません。特殊なネオジム磁石でのみ増やすことができます。

磁化されていない固定子を備えた発電機は、操作には適していません。小さな風で止まり、その後は自力で始動できなくなります。

寒い季節に一定の暖房をすることは多くのエネルギーを必要とし、大きな家を暖房することは問題です。この点で与えるために、あなたが週に1回しかそこに行かなければならないとき、それは役に立ちます。すべてが正しく計量されている場合、国の暖房システムは数時間しか機能しません。残りの時間、所有者は自然界にいます。バッテリーを充電するための直流電源として風車を使用すると、1〜2週間で、このような期間の暖房用の電気を蓄積することができ、それによってあなた自身に十分な快適さを作り出すことができます。

エンジンから発電機を作るには交流電流または車のスターター、彼らは変更が必要です。ローターがネオジム磁石で作られ、その厚さに機械加工されている場合、モーターは発電機にアップグレードできます。それは、固定子のように、互いに交互になっている極の数で作られています。その表面に接着されたネオジム磁石のローターは、回転中にくっつかないようにする必要があります。

ローターの種類

ローターの設計はさまざまです。一般的なオプションを次の図に示します。ここには、風力エネルギー利用率（KIEV）の値が示されています。

風力タービンローターの種類と設計

回転のために、風車は垂直または水平軸で作られています。垂直バージョンには、メインノードが下部にある場合にメンテナンスが容易であるという利点があります。スラストベアリングは自動調心で、長寿命です。

サボニウスローターの2つのブレードはジャークを生成しますが、これはあまり便利ではありません。このため、2レベル離れた2対のブレードで構成されており、一方が他方に対して90°回転しています。樽、バケツ、鍋はブランクとして使用できます。

ブレードが弾性テープでできているダリウス風車は、製造が簡単です。昇進を容易にするために、それらの数は奇数でなければなりません。動きがぎくしゃくしているため、機械部品がすぐに壊れます。また、テープが回転すると振動し、轟音を立てます。ブレードは吸音材で作られていることもありますが、恒久的な使用にはあまり適していません。
直交ローターでは、翼の輪郭が描かれます。ブレードの最適な数は3つです。デバイスは高速ですが、起動時にねじりを解く必要があります。

ヘリコイドローターは、ブレードの曲率が複雑であるため効率が高く、損失が少なくなります。コストが高いため、他の風車よりも使用頻度が低くなっています。

水平ブレードローター設計が最も効率的です。しかし、それは安定した平均風を必要とし、ハリケーン保護も必要です。ブレードは、直径が1 m未満の場合、プロピレンで作ることができます。

厚肉のプラスチックパイプまたはバレルからブレードを切り取ると、200ワットを超える電力を実現できなくなります。セグメントプロファイルは、圧縮性ガス媒体には適していません。ここでは複雑なプロファイルが必要です。

ローターの直径は、必要な電力量とブレードの数によって異なります。 2枚羽根の10Wには、直径1.16 m、100 W〜6.34 mのローターが必要です。4枚羽根のローターと6枚羽根のローターの場合、直径はそれぞれ4.5mと3.68mになります。

ローターを発電機のシャフトに直接置くと、すべてのブレードの負荷が不均一になるため、ベアリングは長持ちしません。風車シャフトのサポートベアリングは、2段または3段の自動調心である必要があります。そうすれば、ローターシャフトは回転中の曲がりや変位を恐れなくなります。

風車の操作における大きな役割は、定期的に整備する必要がある集電装置によって果たされます：潤滑、洗浄、調整。これを行うのは難しいですが、その予防の可能性を提供する必要があります。

安全性

出力が100Wを超える風力タービンはノイズの多いデバイスです。民家の中庭には、認定されていれば産業用風力タービンを設置することができます。その高さは、最寄りの家よりも高くする必要があります。低電力の風車でさえ屋根に設置することはできません。その作業からの機械的振動は、共振を引き起こし、構造の破壊につながる可能性があります。

風力発電機の高い回転速度には、高品質の製造が必要です。そうしないと、デバイスが破壊された場合、その部品が長距離を飛んで、人やペットに怪我をさせる危険があります。これは、即興の素材から自分の手で風車を作るときに特に考慮に入れる必要があります。

ビデオ。自分の手で風力発電機。

風力タービンの使用は、気候の特徴に依存するため、すべての地域で推奨されるわけではありません。また、自分の手で作ることは、ある程度の経験と知識がなければ意味がありません。はじめに、数ワットの電力と最大12ボルトの電圧を備えたシンプルなデザインを作成して、携帯電話を充電したり点灯させたりすることができます。省エネランプ。発電機にネオジム磁石を使用すると、その出力を大幅に高めることができます。

家庭用電源の大部分を占める強力な風力タービンは、長所と短所を慎重に検討しながら、220Vの電圧を生成するために産業用に購入するのが最適です。それらを他のタイプの代替エネルギー源と組み合わせると、家庭用暖房システムを含むすべての家庭のニーズに電気で十分になります。

私たちは民家で自分たちの手で風力発電所を作っています。市場に出回っている既存の工業用類似物や職人の作品を知りましょう。

人類はその開発を通じて、エネルギー供給の多くの問題を解決できる安価な再生可能エネルギー源を探すことをやめません。これらの供給源の1つは風力エネルギーであり、そのエネルギーを電気エネルギーに変換するために、風力発電所（WPP）、またはより一般的に呼ばれる風力発電所が開発されています。

すべての人、特にプライベートまたは別荘、手頃な価格の住宅を提供する独自の風力発電機が欲しい電気エネルギー。これに対する障害は、風力タービンの工業デザインのコストが高いことであり、したがって、個々の住宅所有者にとって回収期間が長すぎて、それを購入することは不採算になります。方法の1つは、自分の手で風力発電所を製造することです。これにより、取得の総コストを削減できるだけでなく、作業がかなりの期間行われるため、これらのコストを一定期間に分配することもできます。長い間。

するためにウィンドファーム、気象条件が恒久的なエネルギー源として風力エネルギーの使用を許可するかどうかを判断する必要があります。結局のところ、お住まいの地域で風がまれである場合、自家製の風力発電所の建設を開始する価値はほとんどありません。すべてが風に問題がない場合は、一般的な気候特性、特に風速とその経時分布を知ることが望ましいです。風速を知ることで、自分の手で風力発電所の設計を選択して作成することができます。

種類

日曜大工の風力発電所は、回転軸の位置に応じて分類され、次のようなものがあります。

水平配置で;
垂直位置で。

横軸の設備はプロペラ式設備と呼ばれ、効率が高いことから最も広く使用されています。これらの設備の欠点は、より複雑な設計であり、自家製の製造オプションを困難にし、風の方向を追跡するメカニズムを使用する必要があり、作業が風速に大きく依存することです-原則として、これらの設備は低速では動作しません。

よりシンプルで気取らず、風の速度と方向にわずかに依存するのは、ダリウス風車と直交する作業シャフトとサボニウス風車と直交するカルーセルを垂直に配置した設置です。それらの欠点は、効率が非常に低く、約15％であるということです。

両方のタイプの自家製風力発電所の欠点は低品質発電された電気は、この品質を補うための高価なオプションを必要とします-安定化装置、バッテリー、電気変換器。純粋な形の電気は、白熱灯や単純な暖房装置など、家庭でのアクティブな負荷での使用にのみ適しています。この品質の電気は、家電製品への電力供給には適していません。

構造要素

構造的には、軸の位置に関係なく、自家製の本格的な風力発電所は次の要素で構成されている必要があります。

オリエンテーション装置風力タービン風の方向に;
風力タービンから発電機に回転を伝達するためのギアボックスまたは乗数。
DC発電機;
充電器;
電力貯蔵用蓄電池;
DCをACに変換するインバーター。

電流源の選択の特徴

風力発電所の複雑な要素の1つは、発電機です。 DIYに最適なのは、動作電圧が60〜100ボルトのDCモーターです。このオプションは変更を必要とせず、車のバッテリー充電装置で動作することができます。

自動車の電圧源の使用は、その公称速度が約1800〜2500 rpmであるという事実によって妨げられており、風力タービンの設計では、直接接続でそのような速度を提供することはできません。この場合、設置の一環として、必要な寸法で回転速度を上げるために、適切な設計のギアボックスまたはマルチプライヤを提供する必要があります。ほとんどの場合、このパラメータは実験的に選択する必要があります。

考えられる選択肢は、ネオジム磁石を使用して再構築された誘導モーターですが、この方法では複雑な計算と旋削作業が必要であり、自家製の作業には受け入れられないことがよくあります。コンデンサのモーター巻線への相間接続のバリエーションがあり、その静電容量はその電力に応じて計算されます。

製造

横軸の発電所の効率が最も効率の指標であり、バッテリーにエネルギーを蓄えることで途切れのない電力供給が確保されることを考えると、このタイプの風力タービンでは自分で行うことが望ましいです。これについては、この記事で検討します。

このような発電所を自分の手で作るには、次のツールが必要になります。

電気アーク溶接機;
レンチのセット;
金属用のドリルのセット。
電気ドリル;
カッティングディスクを備えた弓のこまたはアングルグラインダー。
ブレードをプーリーに取り付け、アルミニウムシートを四角いチューブに取り付けるためのナット付きの直径6mmのボルト。

自分の手で風力発電所を作るには、次の材料が必要になります。

プラスチックパイプ150mm、長さ600 mm;
サイズが300x300mm、厚さが2.0〜2.5mmのアルミニウムシート。
金属製の四角いパイプ80x40mm、長さ1.0 m;
直径25mm、長さ300mmのパイプ。
直径32mm、長さ4000-6000mmのパイプ;
長さ6mのマストにある電気モーターとこの電流源が供給する負荷を接続するのに十分な長さの銅線。
DCモーター500rpm;
直径120〜150mmのエンジン用プーリー。
12ボルト電池;
車のバッテリー充電リレー;
12/220ボルトのインバーター。

日曜大工の製造プロセスは、次の順序で実行されます。

さらに、設備の操作中に、ブレードの寸法と構成を変更する必要がある場合があります。風力タービンと発電機のギア比-さまざまな用途のために、自分の手で作られた各風力発電機は個別ですコンポーネントと風力発電条件。当初は、多額の投資をせずに受け取った情報を把握できる、容量の小さい風力発電所を作ることをお勧めします。

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この記事から、自宅で自分の手で簡単な風力発電機を作る方法を学びます。このような風力発電所は、家電製品にアクセスできない遠隔地で常に役立ちます。電気ネットワークたとえば、遠隔地の郊外にあります。もちろん、ガソリン発電機を使用することもできますが、エンジンからのガタガタと煙内燃機関誰もがそれを好きになる可能性は低く、確かにそれはアウトドアレクリエーションを助長しません。さらに、ガソリンのコストはかなり高くなります。

風力発電所はバッテリーを充電できるようになりますバッテリー寿命あまり強力な家電製品や照明ではありません。しかし、受け取ったエネルギーを正確にどこで使うかはあなた次第です。

この記事は、自分の手で風力タービンを設計する分野のアマチュアを対象としています。簡単な回路風力発電所。比較的低速の自家製風車（速度インジケーターZ = 3）になります。この設計は、信頼性が高く、操作が安全です。

風力発電所の電力の選択

確かに、この記事を読んだ多くの人は、国内の冷蔵庫や照明に電力を供給する風力発電機の建設に限定されることを望まないでしょうが、すぐにそのような発電所を建設して、バッテリーだけでなく、加熱バッテリーやボイラーにも電力を供給しますお湯。しかし、このような強力な発電所は、電力の増加に伴う設計の複雑さが正方形ではなくほぼ立方体で増加するため、製造が非常に困難になります。

容量がわずか2kWの風力発電所の例として、国際企業AVICの産業用風力発電機W-HR2を引用できます（写真を参照）。定格出力2kWのこの風力発電機は、直径3.2 mのローターと空力金属ブレード、巨大な鉄筋コンクリートの基礎の上に高さ8mの頑丈な鉄塔を備えています。ノードの設置は、トラッククレーンを使用して行われます。このような風力タービンの計算と製造は、個々の専門企業でも困難であることは明らかであり、専門家でない人が自分の手でこのような風車を作ることはほとんど不可能です。

表1.4m/sの風速での風力発電機の出力のブレード数と風車の直径への依存性

パワー、W	風車の直径とブレードの数、m
パワー、W

表に。図１は、翼型風力タービンの出力の直径およびブレード数への依存性を示している。言い換えれば、特定の風力タービンのブレードを取得するためにどのくらいの時間が必要ですか？希望のパワー。この表のデータは、風力タービンのCIEI（風力エネルギー利用係数）が0.35（中程度の品質プロファイル）、発電機効率が0.8、ギアボックス効率が0.9の風力タービンの実際のテストに基づいています。

一部の人にとって、このデータは一見高すぎるように見えるかもしれません。したがって、たとえば、表から。図1は、3枚のブレードを備えた500 Wの風力発電所を構築するには、風車の直径を11.48 mにする必要があることを示しています。ただし、データは4 m / sの弱風であるため、この図を恐れないでください。これは、海から離れた平坦な地形の通常の風です。

同時に、風速が上がると、風力発電所の出力も上がります。図にこのような依存性は、定格電力が240Wの発電所で示されています。グラフは、最小風速4 m / s（発電所が稼働を開始する時点）で、電力がわずか30ワットであることを示しています。しかし、風力発電所の電力は、3乗された風速に比例します。つまり、風速を2倍にして最大動作速度の8 m / sにすると、風力発電所の電力は2 3 = 8倍、つまり30ワットから240ワットの全電力に増加します。より高い風速では、ウィンドファームの運用を制限する必要があります。

一般に、実際の経験に基づいて、比較的単純な自家製の風力発電機は200〜500ワットの範囲の電力を持っていると結論付けることができます。これは一種の中庸です。個々の設計者が自分の手でより強力な風力発電機を組み立てることはめったにありません。これは実際に機能します。

風力タービン設計の選択

風車は風力タービンの最も重要な部分です。風力エネルギーを機械的エネルギーに変換するのはそれです。また、電流発生器など、他のすべてのノードの選択は、その設計によって異なります。

確かに、誰もが古代の風車の風車の形に精通しています。これは、忘れられた古いものすべてが必ずしも良いとは限らない場合の例外の場合です。風車のそのような風車は、0.10-0.15のオーダーの非常に低いKIEVを持っています。これは、0.46に達する現代の高速パドルホイールのKIEVよりもはるかに小さいです。これは、古いマスターの空気力学に関する知識が少ないため、より高度な設計を構築できなかったためです。

この図は、帆（1）と羽根（2）の2種類のブレードの動作を示しています。帆の刃（1）を作るには、シート材を軸に取り付けて、風に対して斜めに配置するだけで十分です。つまり、古代の風車と同じです。しかし、そのようなブレードが回転すると、大きな空気力学的抗力が発生し、迎え角が大きくなると増加します。また、その両端に渦が発生し、ブレードの後ろに低圧のゾーンが現れます。これらすべてが、セイルブレードを非効率的な風の推進力にします。

はるかに効率的なのは、翼タイプのブレード（2）です。航空機の翼に似たこのブレードの形状により、摩擦と希薄化による損失が最小限に抑えられます。ブレードの迎え角に関しては、実際には10〜12°が最適な角度であることがわかっています。より高い迎え角では、ブレードへのより高い風圧の結果としての出力の増加は、空力損失の増加によってカバーされません。

もちろん、サボニウス垂直軸ローターやダリウス風車など、他にも多くの興味深いタイプの風力タービンがあります。しかし、それらはすべて、風力エネルギーの使用係数が低く、材料の消費量が多くなっています（インペラーと比較して）。たとえば、直径2メートル、高さ2メートル、穏やかな風が4 m / sのサボニウスローターを備えた設備では、20ワットの有効電力が得られます。同じ電力は、直径わずか1メートルの16枚羽根のプロペラによって生成されます。

したがって、「車輪の再発明」は行わず、水平回転軸を備えたベーンタイプのブレードを使用する設計をすぐに基本とします。材料の消費を最小限に抑えながら最大のKIEVを実現するのは、このタイプの風力タービンです。当然のことながら、この設計は、稼働しているすべての産業用風力発電所のほぼ99％で使用されています。

まず、ブレードの数を選択する必要があります。最も安価なのは2枚羽根と3枚羽根の風車ですが、高速であり、次の欠点があります。

-動作速度が速いと、大きな遠心力とジャイロスコープの力が発生します。ジャイロスコープの力は発電機の軸、マウント、マストに負荷をかけますが、遠心力はブレードをバラバラにする傾向があります。そのため、高速二枚翼風車の翼端の周速は、200m/s以上に達することが多い。比較のために、1808年のベイカーライフルから発射された弾丸の速度は150 m/sでした。したがって、飛んでいる壊れたプロペラの破片は、人を傷つけたり、殺したりする可能性があります。このため、プラスチックパイプで高速風力タービンのブレードを作ることはお勧めできません。これらの目的には、より引張りのある木材が適しています。木製の刃を作ることは非常に骨の折れるプロセスです。

-ブレードの回転が速いほど、空気に対する摩擦力が大きくなることが知られています。したがって、高速風車のブレードは、空力的な仕上がりの品質に対してはるかに厳しいものになっています。小さなエラーでも、高速ブレードのKIEVが大幅に低下します。高速ブレードを凹面にすることは非常に望ましくなく、飛行機の翼の形状でなければなりません。低速プロペラのブレードを作ることは、アマチュアにとってはるかに簡単です。 KIEVが0.3より悪いカットパイプから低速プロペラのブレードを作るために「一生懸命努力する」必要があります。

-高速風力タービンは、高速回転中の空気力学的に高品質のブレードでさえ、空気の圧縮と排出の重要なゾーンを作成し、手工芸品のブレードはさらにそうなるため、回転中に多くの騒音を出します。したがって、円周速度とブレードの寸法が大きいほど、騒音が大きくなります。そのため、家の屋根や密集した建物のある庭に強力な高速風車を設置するだけでは、ヘリコプターの離陸音や隣人との関係を壊して夜中に目覚める危険があります。

-風車のブレードが少ないほど、振動が大きくなります。したがって、ブレードの数が少ない風力タービン（2〜3）は、バランスを取るのがより困難になります。

高速風車のこれらすべての欠点を考慮すると、多かれ少なかれ強力な「風車」には、少なくとも5〜6枚のブレードの数を選択することをお勧めします。

表のデータに基づいています。 1、単純な発電所を作るのに適したブレードの最大長を考えてみましょう。明らかに、直径2.5〜3mの6枚羽根のプロペラは製造が困難です。少なくとも、そのようなプロペラとマストへの取り付けのバランスをとるプロセスを想像してみてください。マストは、そのようなプロペラの重量と空力荷重に耐えるのに十分な強度が必要です。しかし、直径2メートル程度の6枚羽根のプロペラは、愛好家が自分の手で作るのに手頃な価格になります。

おそらく誰かが材料のコストを無視し、風力タービンの有効出力を増やすためにブレードの数をさらに増やしたいと思うでしょう。したがって、2メートルのプロペラのブレード数が12に等しい場合、「新鮮な」風（8 m / s）での出力はほぼ500ワットに達します。しかし、そのような高価な風車は遅すぎることが判明します。つまり、必然的に別のギアボックスを使用する必要があり、風力発電所の設計が非常に複雑になります。

したがって、最適な設計は、直径2 m、ブレード数が6の風力タービンプロペラです。

風力発電所用発電機

風力発電所用の発電機を選択するときは、まず、風力発電機の速度を決定する必要があります。次の式を使用して、風車Wの回転周波数（負荷がかかった状態）を計算します。

W = V / L * Z * 60、
L=π*D、

ここで、Vは風速、m/sです。 Lは円周、mです。 Dは風車の直径です。 Zは風力タービンの速度指数です（表2を参照）。

表2.風力タービン速度インジケーター

ブレードの数	スピードインデックスZ

選択した直径2mの風力タービンと6枚のブレードのデータをこの式に代入すると、回転周波数が得られます。周波数の風速依存性を表に示します。 3.3。

表3.風速に応じた6枚のブレードを備えた直径2mの風車のターンオーバー

風速、m / s

回転数、rpm

7〜8 m/sに等しい最大動作風速を取りましょう。強風では、風力タービンの操作は安全ではなく、制限する必要があります。すでに決定したように、8 m / sの風速で、選択した風力発電所の設計の最大出力は240 Wになります。これは、229rpmの風車速度に相当します。したがって、適切な特性を持つジェネレータを選択する必要があります。

幸いなことに、完全な不足の時代は「忘却に沈んで」おり、従来、VAZ-2106から風力発電所に自動車の発電機を適応させる必要はありません。問題は、このような自動車の発電機、たとえばG-221は、公称速度が1100〜6000rpmの高速発電機であるということです。ギアボックスがないと、低速のウインドホイールで発電機を動作速度まで回転させることができません。

「風車」用のギアボックスは作成しないため、別の低速発電機を選択して、風車を発電機のシャフトに固定するだけにします。これに最も適しているのは、自転車のホイールモーター用に特別に設計された自転車モーターです。このような自転車用モーターは動作速度が遅く、発電機モードで簡単に動作できます。このタイプのモーターに永久磁石が存在するということは、たとえば、通常電磁石（界磁巻線）を使用する非同期ACモーターの場合のように、発電機の励起に問題がないことを意味します。界磁巻線に電流が供給されていないと、このようなモーターは回転中に電流を生成しません。

さらに、自転車用モーターの非常に楽しい特徴は、それらがに属していることですブラシレスモーター、したがって、ブラシの交換は必要ありません。表に。図４は、２５０Ｗの自転車用モーターの技術的特性の例を示している。表からわかるように、このバイクモーターは、出力240 W、最大風車速度229rpmの「風車」の発電機として最適です。

表4.250Wバイクモーターの仕様

メーカー	ゴールデンモーター（中国）
定格供給電圧
最大の力
定格速度
トルク

固定子電源タイプ	ブラシレス

自分の手で風力発電機を作る

発電機を購入したら、自分の手で風力発電機の組み立てを開始できます。この図は、風力発電所の装置を示しています。ノードの取り付け方法と位置は、設計者の個々の機能によって異なる場合がありますが、図のメインノードの寸法に従う必要があります。 1.これらの寸法は、風力タービンの設計と寸法を考慮して、この風力発電所用に選択されています。

図に図１は、サイドショベル（１）、羽毛のあるテール（２）、およびばねからの力が伝達されるレバー（３）の寸法を示している。風の中で風車を回すための羽のある尾は、図1の寸法に従って作成する必要があります。 20x40x2.5mmのプロファイルパイプと羽としての屋根ふき鉄から1つ。

ブレードとマストの間の最小距離が少なくとも250mmになるような距離で発電機を取り付けます。そうしないと、風やジャイロスコープの力の作用で曲がるブレードがマストで破損しないという保証はありません。

ブレード製造

日曜大工の風車は通常、ブレードから始まります。低速風車のブレードの製造に最も適した材料は、プラスチック、またはむしろプラスチックパイプです。プラスチックパイプで刃を作るのが一番簡単です。少し手間がかかり、初心者でも間違えにくいです。また、プラスチック製のブレードは、木製のブレードとは異なり、湿気によって反らないことが保証されています。

圧力パイプまたは下水道の場合、パイプは直径160 mmのPVCでできている必要があります（例：SDR PN 6.3）。そのようなパイプは少なくとも4mmの壁の厚さを持っています。非圧力下水用のパイプは機能しません！これらのパイプは細すぎて壊れやすいです。

写真は、ブレードが壊れた風力タービンを示しています。これらのブレードは、細いPVCパイプ（非圧力下水用）から作られました。彼らは風の圧力で座屈し、マストに衝突しました。

最適な刃の形状の計算は非常に複雑であり、ここに持ってくる必要はありません。専門家に任せてください。図に従って計算済みのテンプレートを使用してブレードを作成するだけで十分です。図２は、テンプレートの寸法をミリメートルで示している。そのようなテンプレートを紙から切り取り（）、パイプに160 mm取り付け、マーカーでパイプにテンプレートの輪郭を描き、ジグソーパズルまたは手動でブレードを切り取るだけです。図の赤い点。図２は、ブレードマウントのおおよその位置を示している。

その結果、写真のような形の6枚のブレードが得られるはずです。得られたブレードのKIEVを高くし、回転中のノイズを少なくするには、鋭い角やエッジを削り取り、粗い表面をすべて削り取る必要があります。

ブレードを自転車のモーターの本体に取り付けるには、風力タービンのヘッドを使用する必要があります。これは、厚さ6〜10mmの軟鋼のディスクです。ブレードを取り付けるための穴のある厚さ12mm、長さ30cmの6本の鋼片が溶接されています。ディスクは、スポークを固定するための穴用のロックナット付きのボルトでバイクモーターの本体に取り付けられています。

風力タービンの製造後は、バランスを取る必要があります。これを行うには、風車を厳密に水平位置の高さに固定します。風のない屋内でこれを行うことをお勧めします。バランスの取れた風車では、ブレードが自発的に回転しないようにする必要があります。一部のブレードが重い場合は、風車の任意の位置でバランスを取るために、端から研磨する必要があります。

また、すべてのブレードが同じ平面で回転するかどうかを確認する必要があります。これを行うには、下側のブレードの端から最も近い物体までの距離を測定します。次に、風車が回転し、選択したオブジェクトから他のブレードまでの距離が測定されます。すべてのブレードからの距離は+/-2mm以内である必要があります。差が大きい場合は、ブレードが取り付けられている鋼板を曲げてスキューをなくす必要があります。

発電機（バイクモーター）をフレームに固定する

発電機はジャイロスコープの力などの大きな負荷がかかるため、しっかりと固定する必要があります。自転車のモーター自体は、高負荷で使用されるため、強い車軸を備えています。そのため、その軸は、自転車に乗るときに発生する動的な負荷の下で大人の体重に耐える必要があります。

しかし、自転車のフレームでは、風力発電所の発電機として機能する場合のように、自転車のモーターは片側ではなく両側に取り付けられています。したがって、シャフトはフレームに取り付ける必要があります。フレームは、適切な直径（D）の自転車モーターシャフトにねじ込むためのネジ穴と、M8スチールボルトでフレームに取り付けるための4つの取り付け穴がある金属部品です。

固定にはシャフトの自由端の最大長を使用することをお勧めします。シャフトがフレーム内で回転しないようにするには、ロックワッシャー付きのナットでシャフトを固定する必要があります。ベッドはジュラルミンで作るのが一番です。

風力発電機のフレーム、つまり他のすべての部品が配置されるベースの製造には、厚さ6〜10 mmの鋼板、または適切な幅のチャネルのセクションを使用する必要があります（スイベルユニットの外径）。

パンタグラフとロータリーアセンブリの製造

ワイヤーを発電機に接続するだけの場合、遅かれ早かれ、風車が軸を中心に回転して断線すると、ワイヤーがねじれます。これを防ぐには、可動接点（絶縁材料（1）、接点（2）、ブラシ（3）でできたスリーブで構成される集電装置）を使用する必要があります。沈殿を防ぐために、集電装置の接点を閉じる必要があります。

風力発電機の集電体の製造には、この方法を使用すると便利です。まず、たとえば、断面が長方形の太い真鍮または銅線（変圧器に使用）から、完成したロータリーアセンブリに接点を配置します。、接点はすでにはんだ付けされたワイヤ（10）である必要があります。そのためには、少なくとも4mm2の断面を持つ1本またはより線の銅線を使用する必要があります。接点はプラスチックカップまたは他の容器で覆われ、サポートスリーブ（8）の穴は閉じられ、エポキシ樹脂で満たされています。写真は二酸化チタンを添加したエポキシ樹脂を使用しています。エポキシ樹脂が硬化した後、接触が現れるまで部品を旋盤で研磨します。

可動接点として、フラットスプリングを備えたカースターターの銅-グラファイトブラシを使用するのが最適です。

風力タービンの風車が風で回転するためには、風力タービンのフレームと固定マストの間に可動接続を提供する必要があります。ベアリングは、フランジを介してボルトでマストチューブに接続されているサポートスリーブ（8）と、溶接されているカップリング（6）の間に配置されています。アーク溶接（5）からフレーム（4）へ。回転を容易にするために、内径が少なくとも60 mmのベアリング（7）を使用したスイベルアセンブリが必要です。ころがり軸受は、軸方向荷重の吸収に優れているため、最適です。

ハリケーンの風から風力発電所を保護する

このウィンドファームを運用できる最大風速は8〜9 m/sです。風速が速い場合は、ウィンドファームの運用を制限する必要があります。

もちろん、この提案されたタイプのDIY風車は低速です。ブレードが非常に高速で回転し、崩壊する可能性はほとんどありません。しかし、風が強すぎると、尾部への圧力が非常に大きくなり、風向が急激に変化すると、風力発電機が急激に回転します。

強風時にブレードが急速に回転することを考えると、風車はどんな回転にも抵抗する大きな重いジャイロスコープに変わります。そのため、フレームと風車の間に大きな負荷がかかり、発電機のシャフトに集中します。アマチュアがハリケーンの風から保護せずに自分の手で風力タービンを作った場合が多く、大きなジャイロスコープの力のために、自動車の発電機の強い車軸が大きなジャイロスコープの力のために壊れました。

また、直径2mの6枚羽根の風車は空力抵抗が大きく、強風時にはマストに大きな負荷がかかります。

したがって、自家製の風力発電機が長期間確実に機能し、風車が通行人の頭に落ちないようにするためには、ハリケーンの風から風力発電機を保護する必要があります。風車を保護する最も簡単な方法は、サイドショベルを使用することです。これは、実際にそれ自体が証明されているかなり単純なデバイスです。

サイドショベルの操作は次のとおりです。作動風（最大8 m / s）の場合、サイドショベル（1）の風圧はスプリング（3）の剛性よりも低く、風車が設置されます。羽の助けを借りてほぼ風下。作業風が必要以上にあるときにスプリングが風車を折りたたまないようにするために、延長部（4）がテール（2）とサイドショベルの間に張られています。

風速が8m/sに達すると、サイドショベルの圧力がバネの力よりも強くなり、風力発電機が折りたたまれ始めます。この場合、風の流れはある角度でブレードに流れ始め、それがウインドホイールの力を制限します。

非常に強い風では、風車は完全に折りたたまれ、ブレードは風向と平行に取り付けられ、風車の動作は実質的に停止します。尾翼の尾翼はフレームにしっかりと接続されていませんが、ヒンジ（5）で回転します。ヒンジ（5）は構造用鋼製で、直径が12mm以上である必要があります。

サイドショベルの寸法を図1に示します。 1.サイドショベル自体と羽毛は、20x40x2.5 mmのプロファイルパイプと1〜2mmの厚さの鋼板で作成するのが最適です。

作動ばねとして、保護亜鉛コーティングを施した任意の炭素鋼ばねを使用できます。主なことは、極端な位置では、ばね力は12 kgであり、初期位置（風車がまだ折りたたまれていないとき）では-6kgです。

エクステンションの製造には、スチール製の自転車ケーブルを使用し、ケーブルの端をループ状に曲げ、自由端を直径1.5〜2 mmの銅線で8ターン固定し、スズではんだ付けします。

風力タービンマスト

風力発電所のマストとして、鋼を使用できます水管少なくとも101-115mmの直径と最小の長さ 6〜7メートル 30メートルの距離で風の障害物がない比較的オープンなエリアにさらされます。

風力発電所をオープンエリアに設置できない場合は、何もできません。マストの高さを高くして、風車が周囲の障害物（家、木）より少なくとも1 m高くなるようにする必要があります。そうしないと、発電量が大幅に減少します。

マスト自体のベースは、ねばねばした土に押し込まれないように、コンクリートのプラットフォームに設置する必要があります。

ストレッチマークとして、直径6mm以上の亜鉛メッキ鋼製取り付けケーブルを使用する必要があります。ストレッチマークはクランプでマストに取り付けられています。地面では、ケーブルは（パイプ、チャネル、角度などから）強力な鋼製ペグに取り付けられており、1.5メートルの深さまである角度で地面に埋め込まれています。それらがコンクリートでベースでさらにモノリシックであるならば、それはさらに良いです。

風力タービンを備えたマストアセンブリはかなりの重量があるため、手動で取り付ける場合は、マストと同じ鋼管で作られたカウンターウェイトを使用する必要があります。木の梁荷重で100x100mm。

風力発電所の配線図

この図は、最も単純なバッテリー充電回路を示しています。発電機からの3つの出力は、並列に接続され、スターで接続された3つのダイオードハーフブリッジである三相整流器に接続されています。ダイオードの定格は最小である必要があります動作電圧 50Vおよび電流20A。発電機からの最大動作電圧は25〜26 Vになるため、整流器からの出力は、直列に接続された2つの12ボルト電池に接続されます。

このような単純な回路を使用する場合、バッテリーは次のように充電されます。22V未満の低電圧では、電流がバッテリーの内部抵抗によって制限されるため、バッテリーは非常に弱く充電されます。 7〜8 m / sの風速では、発電機の生成電圧は23〜25 Vの範囲になり、バッテリーを充電する集中的なプロセスが開始されます。より高い風速では、風力発電機の動作はサイドショベルによって制限されます。警備員用電池（風力発電所の緊急運転中）回路内の過度の大電流に対して、定格のヒューズが必要です最大電流 25A。

ご覧のとおり、この単純なスキームには重大な欠点があります。穏やかな風（4〜6 m / s）では、バッテリーは実際には充電されません。平坦な地形で最もよく見られるのはまさにそのような風です。微風でバッテリーを充電するには、バッテリーの前に接続されている充電コントローラーを使用する必要があります。充電コントローラーは必要な電圧を自動的に変換します。また、コントローラーはヒューズよりも信頼性が高く、バッテリーの過充電を防ぎます。

AC電圧220V用に設計された家電製品にバッテリーを使用して電力を供給するためには、変換するための追加のインバーターが必要になります定電圧ピーク電力に応じて選択される24V対応電力。たとえば、照明、コンピューター、冷蔵庫をインバーターに接続する場合は、600Wのインバーターで十分ですが、少なくとも時々電気ドリルまたは丸のこ（1500W）を使用する場合は、2000Wを選択する必要があります。インバーター。

この図は、より複雑なものを示しています配線図：その中で、発電機（1）からの電流は、最初に三相整流器（2）で整流され、次に電圧は充電コントローラー（3）によって安定化され、24 V（4）でバッテリーを充電します。インバーター（5）は家電製品に接続されています。

発電機からの電流は数十アンペアに達するため、回路内のすべてのデバイスを接続するには、銅線全般的セクション3-4 mm2。

バッテリーの容量は少なくとも120a/hにすることが望ましいです。バッテリーの総容量は、地域の平均風速、および接続された負荷の電力と周波数に依存します。より正確には、風力発電所の運用中に必要な容量がわかります。

ウィンドファームケア

考えられている低速の日曜大工の風力発電機は、原則として、微風でうまく起動します。風力発電機全体を正常に動作させるには、次の規則に従う必要があります。

1. 打ち上げから2週間後、風力発電機を弱風で下げ、すべての留め具を確認します。

2. 少なくとも年に2回、スイベルヘッドとオルタネーターのベアリングに注油してください。

3. 風車の不均衡の最初の兆候（風によって確立された位置での回転中のブレードの震え）で、風力発電機を下げて、障害を排除する必要があります。

4. 現在のコレクターブラシを年に一度チェックしてください。

5. 風力発電所の金属部分を2〜3年に1回塗装します。

Igor Solarov、特に

発行日：2013年12月16日

風力発電機の自己組織化には、主に発電機自体の作成が含まれます。そして、結局のところ、これは即興の手段から簡単に行うことができます。

製造オプション

代替エネルギーが存在する長い間、さまざまな設計の発電機が作成されてきました。手作業で作ることができます。ある程度の知識や様々な高価な材料などが必要なため、これは難しいと考える人がほとんどです。この場合、ジェネレーターのパフォーマンスは非常に低くなります。多数誤算。自分の手で風車を作るというアイデアを捨てたい人を作るのはこれらの考えです。しかし、すべてのステートメントは絶対に間違っているので、次にそれを示します。

職人はほとんどの場合、2つの方法で風車用の発電機を作成します。

ハブから;
完成したエンジンは発電機に変換されます。

これらのオプションについて詳しく見ていきましょう。

ハブからの製造

すべてのオプションの中で最も公表されているのは、ネオジム磁石を使用して作成された、風車用の通常の自家製ディスクジェネレーターです。その主な利点は次のとおりです。組み立てが簡単で、特別な知識を必要とせず、正確なパラメータに従わない能力。とにかく風車で発電していて、練習の到来で思い浮かぶので、間違えても怖くないです。

だから、最初に準備する必要があります主な要素風力発電機を組み立てるには：

ハブ;
ブレーキディスク;
ネオジム磁石30x10mm;
直径1.35mmの銅ニスワイヤー。
のり;
合板;
グラスファイバー;
エポキシまたはポリエステル樹脂。

自家製のディスクジェネレーターは、VAZ 2108のハブと2つのブレーキディスクに基づいて作られています。ほとんどの所有者は、車のこれらの部品をガレージで見つけると言っても過言ではありません。

ブレーキディスクにネオマグネットを配置します。それらは4で割り切れる量で取られなければなりません。12+12または16+16単位を使用することをお勧めします。これらは、効率とコストの観点から最も受け入れられるオプションです。あなたはそれらを交互の極で配置する必要があります。自家製の風力発電機の固定子も合板を使用して作られています。さらに、その上に巻かれたコイルが取り付けられており、すべてがエポキシまたはポリエステル樹脂で満たされています。ガラス繊維から、固定子と同じサイズの2つの円をカットすることをお勧めします。彼らはトップをカバーし、底部側より大きな構造的剛性のために。

ネオマグネットはどのような形でも使用できます。要素間のギャップを最小限に抑えて、ホイール全体を完全に埋めるようにしてください。総巻数が1000〜1200の範囲になるようにコイルを巻く必要があります。これにより、オルタネーターは200 rpmで30Vと6Aを生成できるようになります。また、円形ではなく楕円形にする方がはるかに優れています。このソリューションのおかげで、風力発電機はより強力になります。

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将来の風車用発電機の固定子は、必ず磁石のサイズよりも薄くする必要があります。たとえば、磁石の厚さが10 mmの場合、固定子は8 mmにするのが最適です（1 mmのギャップを残します）。。ディスクの寸法は、磁石の厚さよりも大きくする必要があります。重要なのは、すべての磁石が鉄を介して相互に給電し、すべての力が有用な仕事に入るには、この条件が満たされている必要があるということです。これを踏まえて、自分の手で発電機を作ることで、わずかに効率を上げることができます。

コイル接続

風車用の自己組織化発電機は、単相または三相のいずれかです。ほとんどの初心者は、最初のオプションが少しシンプルで簡単なので、最初のオプションを選択します。しかし単相接続負荷がかかると振動が大きくなり（ナットがほどける可能性があります）、一種のハム音という不利な点があります。これらのインジケータが重要でない場合は、コイルを次のように接続する必要があります。最初のコイルの端を2番目の端にはんだ付けし、2番目のコイルを3番目のコイルにはんだ付けする必要があります。何かが混同されている場合、スキームは機能しません。ここで何か悪いことをするのは難しいですが。

三相回路にはさらに注意が必要ですが、負荷がかかった状態での設置ではハム音が発生せず、実際には振動しません。また、120度で離婚した相は、特定の動作モードで電力を増加させます。三相接続日曜大工のコイルは、3つのユニットを介してそれらを接続することで構成されています。たとえば、12個のコイルを使用する場合、最初のフェーズ1、4、7、および10ではんだ付けされます。2番目のフェーズでは-2、5、8、および11です。3番目のコイルでは-3、6、9、および12です。端は固定子から安全に引き出すことができます。相を星（より多くの電圧の場合）または三角形（より多くの電流の場合）で接続できます。

基本要素はターナーから注文できます。車のハブとブレーキディスクは非常に大きいので、これはより正しい決定になります。ホイール全体の直径を大きくするという形でちょっとしたトリックを行うこともできます。ホイールが大きいほど、風力発電機の半径方向の速度が速くなるからです。

ディスクジェネレーターにはシンプルなデザイン, 高効率スティック効果はありません。さらに、それらに基づく風力タービンは非常に軽量です。しかし、コアが不足しているため、磁石は2倍使用する必要があります。考えられるオプションは、自分の手で風車を作成するのが最も簡単です。

非同期モーターからの製造

風車用の発電機も改造のおかげで作ることができます誘導電動機. これには、ローターをネオマグネットのサイズに再研磨するか、自分で作る必要があります。ネイティブローターの再研磨には、磁場を閉じるスチールスリーブの使用も含まれます。このため、その厚さも考慮する必要があります。丸磁石と角磁石の両方を使用できます。後者のオプションは、より高密度でインストールできるため、より効率的です。

ローターの固着は避けられないため、ネオマグネットをわずかな斜角で接着する必要があります。オフセットは、歯+溝の原理に従って行う必要があります。自分の手で発電機を作るときは、コイルを巻き戻す必要もあります。この理由は、高電圧および高アンペア用に設計されていない細い線巻きを使用しているためです。低速エンジンを使用する場合は、すでに良質の太いワイヤーを使用しているため、発電機の下で巻き戻す必要はありません。

発電機用のエンジンを自分の手で巻き戻すことは難しくありませんが、委託することをお勧めしますこの作品電気技師。これにより、ミスが回避されると同時に、非同期機の風車の効率が大幅に向上します。

風力タービンに乗数を装備するという決定により、エンジンを巻き戻さないことが可能になります。自己励起用の小さな電磁石を置くこともできます。風車自体の回転で動くので、バッテリーからの電力を消費しないように、強力なダイオードが回路に取り付けられています。

結局、風車用の自家製発電機を作るのはとても簡単だと言いたいです。そして、これは特別な知識を必要としません。あなたは忍耐強く、実験することをいとわない必要があります。しかし同時に、発電機は大電流を発生させる可能性があるため、安全上の注意を覚えておく必要があります。

古代から現在に至るまで、人類は代替エネルギー源を模索してきました。しかし、例外なくすべての産業が進歩し、革新的な発電方法が定期的に生産に導入されているにもかかわらず、最も信頼性が高く普及しているのは、水や風力などの天然資源です。水力発電所なら、ほぼすべての所有者が民家用の風車などの機構を装備することができます。それはこのデバイスについてです、その技術仕様、インストールのタイプと機能についてさらに説明します。

風力発電機とは何ですか？

このようなメカニズムは、風力エネルギーをに変換することを主な目的とする製品です。電圧。消費者の間では風車と呼ばれる同様の装置が、私たちの時代の夜明けに使用されましたが、もちろん、それらの形状だけが異なっていました。今日、そのようなデバイスは大幅に改善されています。

このようなメカニズムの主なリソースは風です。専門家は、速度と密度に基づいて行われた観察に基づいて、このデバイスを配置するための正確な高さ、必要なブレードの数などを見つけます。風車の発電機は専門企業で製造されていますが、多くの所有者は製造を好みますハンドツールの助けを借りて、それ自体でそのようなメカニズム。しかし、このプロセスの特徴について話す前に、そのようなメカニズムがどのように機能するかを知る必要があります。

自家製風車の動作原理

この発電機のシステムと非常によく似ているのは、よく知られている航空機のタービンです。主な違いは、強力なエンジンの動作により、風車のブレードの回転が発生しないことです。操作は風の自由エネルギーに基づいており、それは吸収され、その後所有者が必要とする電力に変換されます。

原則として、ブレードの形状は、わずかな呼吸でも触知できるように選択され、メカニズムはすぐにそれに反応します。回転速度が遅いように見えることが多いという事実にもかかわらず、小さな歯車は大きな歯車よりもはるかに速く回転します。これは一見しただけでは必ずしも目立ちません。このように機能することで、メカニズムはブレードの加速に完全に対応し、エネルギーが適切な量で生成されます。

風力発電機の主な利点

このような製品の紛れもない利点は次のとおりです。

環境安全。民家用の風車は、運転に燃料を必要としないため、大気の状態に影響を与えることはなく、有害な排出物やガスを大気中に放出することもありません。

明らかになるように、このメカニズムは、燃料にお金をかける必要がないため、経済的な観点から非常に有益です。すべての費用は、風車の構造部品、特にその発電機の設置にのみ関連します。

ただし、このような機能デバイスには、無視できないいくつかのマイナスの特性があります。

風車のデメリット

製品の主な欠点は、動作速度を制御できないことです。これは、生成されるエネルギー量の一定の違いを説明しています。簡単に言えば、風がない場合、ある種の燃料ですでに作動している別の供給源を使用する必要が避けられません。

さらに、人間工学の観点から、そのような設置は、それらが多くのスペースを占めるので、あまり便利ではありません。さらに、最大限の効果を得るには、平坦な地形ではなく、丘の上に配置することをお勧めします。

垂直風車を設置する場合、このメカニズムが深刻な障害となる場合があるため、隣接する風車との設置を調整することが非常に重要です。テレビアンテナ騒音レベルが高すぎることもあります。

水平風力発電機の装置

これらのメカニズムの上記の2つのタイプの違いは、軸の位置にあります。水平バージョンは、小さな民間の建物に電力を供給するためにより一般的であり、次の構造コンポーネントで構成されています。

ローターシャフト。
伝染 ; 感染。
ジェネレーターを直接。
ブレーキシステム。

風車を作る前に、そのような製品のブレードは悪天候の影響に耐えることができる耐久性のある金属で作られている必要があることを明確に理解する必要があります。ギアボックスのおかげで、メカニズム全体が確実に機能します。不測の事態を防ぐために、電気エネルギーを生成できる追加のモーターを取り付けることができます。

垂直風車の機能

このシステムには、水平ではなく真っ直ぐなローターシャフトが装備されています。この設計の主な利点は、空気から得られる自由エネルギーが特定のエネルギーに関係なく生成されることです。さらに、水平サンプルとは異なり、このようなメカニズムをオープンエリアに取り付ける必要はまったくありません。建物内に設置。

垂直に装備された風車の発電機は非常に簡単に動作します。入ってくるエネルギーは回転するブレードによって電気に変換され、ブレードはローターシャフトのおかげで機能します。この場合、結果として生じる電圧は、常にリビングルームに送信されるだけでなく、特定の機器またはデバイスに送られることもあります。

風力タービン組立材料

このような自家製のデバイスのパッケージには、入手が困難な部品は含まれていません。原則として、すべての要素は市場または農場で自由に入手できます。したがって、メカニズムは次の材料を使用して取り付けられます。

風力タービン用12V;
同じ容量の従来のバッテリー。
アルミ製の道具ステンレス鋼のたとえば、バケツや大きなソースパン。
車のリレー;
ボタンの形で切り替えます。
電圧を測定するための特別な装置-電圧計;
必要な長さのワイヤー;
技術ツール-ドリル、ドライバー、ワイヤーカッター;
ナット、ボルト、ワッシャーの形の留め具。

上記のすべての材料が利用可能になったら、水平または垂直の風車の組み立てを開始できます。

製造プロセス

装置の刃をバケツで作る場合は、4つの部分に分けて将来の部分の比率を観察し、最後まで到達せずに、金属用に設計された特別なはさみで要素を切り取ります。

下部とプーリーには、ボルトを固定するためのマークとドリル穴を付ける必要があります。得られた開口部が互いに対称に配置されていることが重要です。そうしないと、回転中に風車が回転する可能性があります。

その後、ブレードを少し曲げます。風車の発電機はさまざまな方向に回転する可能性があるため、ここでは、金属部品をこの方向に移動するために、どの方向に移動するかを検討する必要があります。曲げの角度は、回転速度に直接影響します。

ブレードが用意されたバケットは、ボルトでプーリーに固定されています。

次に、発電機がシステムに接続されます。すべての配線を正しく組み合わせることで、機器の中断のない動作を実現し、住宅の敷地だけでなく、盗難警報装置、ビデオ監視などの追加の通信にも電力を供給することができます。

まったく異なる部品を使用する他の組み立てオプションがあり、そのうちの1つは風力発電機用の磁石です。しかし、から作られた製品車の電池、インストールと操作が最も簡単です。

ハリケーンから風力タービンを保護する方法は？

このようなデバイスの使用は非常に望ましくない場合があります。特に、これは突風の速度が8〜9 m/sを超える状況に当てはまります。この場合、自家製の製品にはある程度の保護が必要です。

悪天候時には、風車の発電機はサイドショベルで覆うのが最適です。そのようなメカニズムは、主にそのデバイスの単純さのために、消費者の間で広く人気を得ています。このショベルは、断面が20x40x2.5 mmの標準プロファイルパイプと、厚さが1〜2mmを超えてはならない通常の鋼板から取り付けられます。

そのような要素を保持するばねは、炭素鋼でできており、亜鉛で処理された任意の材料であり得る。

このような保護ツールを設置することで、最強の風でも発電機に機械的損傷を与えることができないため、発電機の完全性について落ち着くことができます。これは、製品のデザイン全体にも当てはまります。

自家製風車の適切な手入れ

自宅で作成された機器が正常に機能するためには、その操作に関する次の推奨事項に従う必要があります。

風力タービンの最初の始動から数週間後、すべての留め具の信頼性を下げて確認する必要があります。
発電機のすべての構造部品は、少なくとも年に2回オイルで潤滑する必要があります。
ブレードが曲がって回転したり、常に震えていることに気付いた場合は、風車をすぐに下げて、すべての障害をすぐに解消する必要があります。
現在のコレクターブラシは、少なくとも年に1回チェックする必要があります。これにより、ネットワークの短絡に関連して発生する可能性のあるトラブルを回避できます。
メカニズム全体の構造部品の塗装は、2〜3年に1回行うことができます。

したがって、自家製の風車を操作する方がはるかに簡単で安価であると言っても過言ではありません。価格がかなり高い発電機は、高価な工場設備を購入するよりも、手作業で作るのが最善です。すべての組み立て規則に準拠することが重要です。そうすれば、結果として得られるデバイスは長期間、確実に機能します。

自分の手で風力発電所を作る方法。 何を準備する必要がありますか？ ブレードはどうあるべきですか？