Własnymi rękami tworzymy farmę wiatrową

W naszym prywatnym domu wykonujemy farmę wiatrową własnymi rękami. Zapoznajmy się z istniejącymi już na rynku analogami przemysłowymi i dziełami rzemieślników.

Ludzkość przez cały swój rozwój nie przestaje szukać tanich odnawialnych źródeł energii, które mogłyby rozwiązać wiele problemów zaopatrzenia w energię. Jednym z takich źródeł jest energetyka wiatrowa, do konwersji której na energię elektryczną powstały elektrownie wiatrowe (WPP) lub, jak się je potocznie nazywa, elektrownie wiatrowe.

Każda osoba, zwłaszcza ta, która posiada dom prywatny lub wiejski, chciałaby mieć własny generator wiatrowy, który zaopatruje mieszkanie w niedrogą energię elektryczną. Przeszkodą w tym są wysokie koszty przemysłowych modeli turbin wiatrowych, a zatem okres zwrotu jest zbyt długi dla indywidualnego właściciela domu, co sprawia, że zakup jest nieopłacalny. Jednym z wyjść może być produkcja farmy wiatrowej własnymi rękami, co pozwala nie tylko obniżyć całkowity koszt jej nabycia, ale także rozłożyć te koszty na pewien okres, ponieważ prace są wykonywane dość długo. długi czas.

W celu wykonania farmy wiatrowej konieczne jest ustalenie, czy warunki pogodowe pozwalają na wykorzystanie energii wiatru jako stałego źródła energii. W końcu, jeśli wiatr jest rzadkością na twoim obszarze, nie warto rozpoczynać budowy domowej farmy wiatrowej. Jeśli z wiatrem wszystko jest w porządku, dobrze jest znać ogólną charakterystykę klimatyczną, a w szczególności prędkość wiatru, wraz z jego rozkładem w czasie. Znajomość prędkości wiatru pozwoli Ci wybrać i wykonać projekt farmy wiatrowej własnymi rękami.

Rodzaje

Farma wiatrowa typu „zrób to sam” jest klasyfikowana według położenia osi obrotu i obejmuje:

z układem poziomym;
z pozycją pionową.

Instalacje z osią poziomą nazywane są instalacjami śmigłowymi i są najszerzej stosowane ze względu na ich wysoką sprawność. Wadą tych instalacji jest ich bardziej skomplikowana konstrukcja, która utrudnia samodzielne wykonanie opcji produkcyjnych, konieczność stosowania mechanizmu podążania za kierunkiem wiatru oraz duża zależność pracy od prędkości wiatru – z reguły instalacje te nie działają przy niskich prędkościach.

Prostsze, bezpretensjonalne i mało zależne od prędkości i kierunku wiatru są instalacje z pionowym układem wału roboczego – ortogonalnym z wirnikiem Darrieus i karuzelą z wirnikiem Savonius. Ich wadą jest bardzo niska sprawność, która wynosi około 15%.

Wadą obu typów domowej farmy wiatrowej jest niska jakość wytwarzanej energii elektrycznej, która wymaga drogich opcji kompensacji tej jakości - urządzeń stabilizujących, akumulatorów, konwerterów elektrycznych. W czystej postaci energia elektryczna nadaje się tylko do użytku w aktywnych obciążeniach domowych - żarówkach i prostych urządzeniach grzewczych. Energia elektryczna tej jakości nie nadaje się do zasilania urządzeń AGD.

Elementy konstrukcyjne

Strukturalnie, niezależnie od położenia osi, domowa pełnoprawna farma wiatrowa powinna składać się z następujących elementów:

urządzenie do orientowania turbiny wiatrowej w kierunku wiatru;
skrzynia biegów lub multiplikator do przenoszenia obrotów z turbiny wiatrowej do generatora;
generator prądu stałego;
Ładowarka;
akumulator do przechowywania energii elektrycznej;
falownik do konwersji prądu stałego na prąd przemienny.

Cechy wyboru źródła prądu

Jednym ze skomplikowanych elementów farmy wiatrowej jest generator. Najbardziej odpowiedni dla majsterkowiczów jest silnik prądu stałego o napięciu roboczym 60-100 woltów. Ta opcja nie wymaga przeróbek i może współpracować z urządzeniami do ładowania akumulatorów samochodowych.

Zastosowanie samochodowego źródła napięcia jest utrudnione przez fakt, że jego nominalna prędkość wynosi około 1800-2500 obr./min, a żadna konstrukcja turbiny wiatrowej nie może zapewnić takiej prędkości przy bezpośrednim połączeniu. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie w instalacji reduktora lub wzmacniacza o odpowiedniej konstrukcji, aby zwiększyć prędkość obrotową w wymaganych wymiarach. Najprawdopodobniej ten parametr będzie musiał zostać wybrany eksperymentalnie.

Możliwą opcją byłby zrekonstruowany silnik indukcyjny przy użyciu magnesów neodymowych, ale ta metoda wymaga skomplikowanych obliczeń i prac tokarskich, co często jest nie do przyjęcia w przypadku prac domowych. Istnieje wariant z połączeniem faza-faza z uzwojeniami silnika kondensatorów, których pojemność jest obliczana w zależności od jego mocy.

Produkcja

Biorąc pod uwagę, że sprawność elektrowni z osią poziomą ma najlepsze wskaźniki sprawności, a nieprzerwane dostarczanie energii elektrycznej ma zapewnić magazynowanie energii w akumulatorze, dla tego typu turbiny wiatrowej najlepiej zrobić to samemu, co rozważymy w tym artykule.

Aby zrobić taką elektrownię własnymi rękami, będziesz potrzebować następującego narzędzia:

spawarka elektryczna do spawania łukowego;
zestaw kluczy;
zestaw wierteł do metalu;
wiertarka elektryczna;
piła do metalu lub szlifierka kątowa z tarczą tnącą;
śruby o średnicy 6 mm z nakrętkami do mocowania łopatek do koła pasowego oraz blachy aluminiowej do kwadratowej rury.

Aby zrobić farmę wiatrową własnymi rękami, będziesz potrzebować następujących materiałów:

rura plastikowa 150 mm, długość 600 mm;
blacha aluminiowa o wymiarach 300x300 mm i grubości 2,0 - 2,5 mm;
metalowa rura kwadratowa 80x40 mm i długości 1,0 m;
rura o średnicy 25 mm i długości 300 mm;
rura o średnicy 32 mm i długości 4000-6000 mm;
przewód miedziany o długości wystarczającej do podłączenia silnika elektrycznego umieszczonego na maszcie o długości 6 m i obciążenia, jakie będzie zasilać to źródło prądu;
silnik prądu stałego 500 obr/min;
koło pasowe do silnika o średnicy 120-150 mm;
bateria 12 V;
przekaźnik ładowania akumulatora samochodowego;
Falownik 12/220 V.

Proces produkcji „zrób to sam” odbywa się w następującej kolejności:

Ponadto podczas pracy instalacji może zajść konieczność zmiany wymiarów i konfiguracji łopat, przełożenia między turbiną wiatrową a generatorem - każdy generator wiatrowy wykonany własnymi rękami jest indywidualny ze względu na zastosowanie różnych komponenty i warunki powstawania wiatru. Początkowo zaleca się wykonanie farmy wiatrowej o małej mocy, na której można bez inwestowania dużej ilości pieniędzy opracować otrzymane informacje.