Variedades de geradores caseiros para moinhos de vento. Gerador eólico faça você mesmo a partir de um gerador automotivo: tecnologia de montagem de turbinas eólicas e análise de erros

As turbinas eólicas são uma alternativa promissora à energia tradicional. A energia eólica, convertida em eletricidade, promete ser barata, fácil de produzir e de baixo custo. E se levarmos em conta as contas que chegam agora de luz, então para economizar vale a pena tentar construir seu próprio gerador eólico, não concorda?

Comer exemplos reais criando instalações que gerem uma quantidade razoável de energia. No entanto, as capacidades das turbinas eólicas ainda estão significativamente à frente dos concorrentes que podem suportar maneira tradicional produção de eletricidade.

Apresentamos um guia, a partir do qual você poderá montar um gerador eólico a partir de um gerador automotivo com suas próprias mãos. O artigo oferecido à sua atenção examina detalhadamente os erros comuns cometidos ao projetar turbinas eólicas. Para maior clareza, o artigo vem acompanhado de materiais temáticos de foto e vídeo.

Um interesse particular pela energia eólica manifesta-se a nível doméstico. Isso é compreensível se você olhar a próxima conta de energia consumida. É por isso vários tipos os artesãos estão se tornando mais ativos, aproveitando todas as oportunidades para obter eletricidade de forma barata.

Uma dessas possibilidades, bastante real, está intimamente relacionada a um moinho de vento a partir de um gerador automotivo. Um dispositivo pronto - um gerador automotivo - só precisa ser equipado para poder retirar algum valor de energia elétrica dos terminais do gerador.

É verdade que só funcionará de forma eficaz se houver vento.

Estudo de caso uso doméstico geradores eólicos. Um projeto prático de moinho de vento bem desenvolvido e bastante eficaz. Uma hélice de três pás está instalada, o que é raro em eletrodomésticos

O uso de praticamente qualquer gerador automotivo é aceitável para a construção de um moinho de vento. Mas geralmente tentam escolher um modelo potente para o trabalho, capaz de fornecer altas correntes. Aqui, o projeto de geradores de caminhões, grandes ônibus de passageiros, tratores, etc. está no auge da popularidade.

Além do gerador, para fabricar um moinho de vento serão necessários vários componentes:

• hélice de duas ou três pás;
• bateria de carro;
• cabo elétrico;
• mastro, elementos de suporte, fixadores.

O projeto da hélice com duas ou três pás é considerado o mais ideal para um gerador eólico clássico. Mas um projeto doméstico muitas vezes está longe de ser um clássico da engenharia. Portanto, na maioria das vezes eles tentam selecionar parafusos prontos para a estrutura da casa.

Um impulsor de um ventilador de carro que será usado como hélice para uma turbina eólica doméstica. Área útil leve e grande para força aérea permitir o uso de tais opções

Este, por exemplo, poderia ser o impulsor do unidade externa sistema de ar condicionado split ou de ventilador do mesmo carro. Mas quando você quiser seguir as tradições de construção de geradores eólicos, terá que construir uma hélice de turbina eólica do início ao fim com suas próprias mãos.

Antes de decidir pela montagem e instalação de um gerador eólico, vale a pena avaliar os dados climáticos do local e calcular o payback. As informações que recomendamos para familiarização fornecerão uma ajuda significativa nesse sentido.

Tecnologia de montagem de gerador eólico

A base ideal para um gerador eólico doméstico parece ser o modelo AT-700, retirado de um trator da série DT. É verdade que este gerador de trator em sua forma original foi projetado para velocidades de rotor de até 6.000 rpm. Para o projeto de um moinho de vento doméstico, este parâmetro é claramente excessivo.

Existem duas maneiras de sair desta situação:

1. Use algum tipo de caixa multiplicadora que forneça a relação de transmissão necessária.
2. Rebobine o enrolamento do estator AT-700 existente em baixa velocidade.

Em princípio, ambas as opções para atualizar o dispositivo são viáveis. Mas, a julgar pelas avaliações de projetistas talentosos, a opção de rebobinar o enrolamento do estator é mais aceitável. Além disso, se levarmos em conta o peso do próprio gerador AT-700, chega a 6 kg.

Gerador de trator AT-700. Numerosos projetos no setor doméstico foram desenvolvidos com base neste dispositivo específico, que possui uma elevada saída de corrente. Mas precisa de um pouco de modernização

Se o dispositivo for complementado com uma caixa de velocidades, o peso do módulo total duplicará. E isso parâmetro importante para projeto de turbinas eólicas. Estamos sempre tentando reduzir o peso.

Ao usar o gerador K 701 no projeto de uma turbina eólica, será necessária alguma modernização:

Galeria de imagens

Um gerador eólico de um gerador automotivo é uma boa alternativa a um dispositivo de fábrica, que custa de várias dezenas a várias centenas de milhares de rublos. Para a montagem você precisará construir pás, um mastro e alterar um pouco o design do autogerador.

Sobre moinhos de vento caseiros para casa

Um interesse particular pela energia eólica manifesta-se a nível doméstico. Isso é compreensível se você olhar a próxima conta de energia consumida. Com isso, todos os tipos de artesãos estão se tornando mais ativos, aproveitando todas as possibilidades de obtenção de energia elétrica de forma barata.

Uma dessas possibilidades, bastante real, está intimamente relacionada a um moinho de vento a partir de um gerador automotivo. Um dispositivo pronto - um gerador automotivo - só precisa ser equipado com pás feitas corretamente para poder retirar algum valor de energia elétrica dos terminais do gerador.

É verdade que só funcionará de forma eficaz se houver vento.

Um exemplo da prática de uso doméstico de geradores eólicos. Um projeto prático de moinho de vento bem desenvolvido e bastante eficaz. Uma hélice de três pás está instalada, o que é raro em eletrodomésticos

O uso de praticamente qualquer gerador automotivo é aceitável para a construção de um moinho de vento. Mas geralmente tentam escolher um modelo potente para o trabalho, capaz de fornecer altas correntes. Aqui, o projeto de geradores de caminhões, grandes ônibus de passageiros, tratores, etc. está no auge da popularidade.

Além do gerador, para fabricar um moinho de vento serão necessários vários componentes:

• hélice de duas ou três pás;
• bateria de carro;
• cabo elétrico;
• mastro, elementos de suporte, fixadores.

O projeto da hélice com duas ou três pás é considerado o mais ideal para um gerador eólico clássico. Mas um projeto doméstico muitas vezes está longe de ser um clássico da engenharia. Portanto, na maioria das vezes eles tentam selecionar parafusos prontos para a estrutura da casa.

Um impulsor de um ventilador de carro que será usado como hélice para uma turbina eólica doméstica. Leveza e grande área útil para força aérea permitem a utilização de tais opções

Pode ser, por exemplo, um impulsor de uma unidade externa de um sistema de ar condicionado split ou de um ventilador do mesmo carro. Mas quando você quiser seguir as tradições de construção de geradores eólicos, terá que construir uma hélice de turbina eólica do início ao fim com suas próprias mãos.

Antes de decidir pela montagem e instalação de um gerador eólico, vale a pena avaliar os dados climáticos do local e calcular o payback. As informações contidas neste artigo muito interessante, que recomendamos a leitura, fornecerão uma ajuda significativa nesse sentido.

Projeto de gerador eólico

Existe uma grande variedade de tipos de geradores eólicos e desenhos para sua fabricação. Mas qualquer projeto inclui os seguintes elementos obrigatórios:

• gerador;
• lâminas;
• bateria de armazenamento;
• mastro;
• unidade eletrônica.

Com algumas habilidades, você pode fazer um gerador eólico com suas próprias mãos

Além disso, é necessário pensar com antecedência no sistema de controle e distribuição de energia elétrica e traçar um diagrama de instalação.

Vantagens e desvantagens de usar um gerador automotivo

Usar um gerador automotivo como elemento de uma usina eólica oferece vantagens significativas:

• Disponível gerador pronto, que pode ser utilizado sem intervenção ou com alguma modificação.
• Um gerador automotivo produz uma tensão estável, o que é importante para moinhos de vento com sua velocidade de rotação em constante mudança.
• É utilizado equipamento padrão acessível e que não requer intervenção no projeto.
• Os alternadores de automóveis estão amplamente disponíveis, tornando-os reparáveis ​​e fáceis de substituir, se necessário.

Junto com as vantagens, também existem algumas desvantagens:

• Um gerador automotivo requer alta velocidade de rotação, o que requer o uso de uma caixa de câmbio elevadora ou alterações no design do dispositivo.
• O recurso de um gerador automotivo é limitado a aproximadamente 4.000 horas de operação (em média). Mesmo um gerador novo não resistirá nem mesmo a um ano de operação contínua e exigirá reparos.
• O sistema de excitação de alguns geradores requer o fornecimento de tensão à bobina, o que os obriga a alterar o projeto e instalar ímãs permanentes.

Apesar das deficiências existentes, um gerador automotivo é considerado a melhor opção, possível com a criação independente de uma usina eólica.

Nós fazemos uma roda de vento

As pás são talvez a parte mais importante de um gerador eólico. O funcionamento dos demais componentes do dispositivo dependerá do projeto. Eles são feitos de materiais diferentes. Mesmo de plástico cano de esgoto. As lâminas para tubos são fáceis de fabricar, baratas e não são suscetíveis à umidade. O procedimento para fabricar uma roda eólica é o seguinte:

1. É necessário calcular o comprimento da lâmina. O diâmetro do tubo deve ser igual a 1/5 da metragem total. Por exemplo, se a lâmina tiver um metro de comprimento, um tubo com diâmetro de 20 cm servirá.
2. Usando um quebra-cabeças, corte o tubo longitudinalmente em 4 pedaços.
3. De uma parte fazemos uma asa, que servirá de modelo para o recorte das lâminas subsequentes.
4. Alisamos rebarbas nas bordas com abrasivo.
5. As lâminas são fixadas em um disco de alumínio com tiras soldadas para fixação.
6. A seguir, o gerador é aparafusado a este disco.

Lâminas para roda eólica

Após a montagem, a roda eólica precisa de balanceamento. Ele é montado horizontalmente em um tripé. A operação é realizada em sala fechada ao vento. Se o balanceamento for realizado corretamente, a roda não deverá se mover. Se as lâminas girarem sozinhas, elas precisam ser afiadas até que toda a estrutura esteja equilibrada.

Somente após a conclusão bem-sucedida deste procedimento você deve verificar a precisão da rotação das lâminas, elas devem girar no mesmo plano sem distorção; Por favor, permita um erro de 2 mm.

Diagrama de montagem do gerador

Fazendo um mastro

Para fazer um mastro, é adequado um cano de água antigo com um diâmetro de pelo menos 15 cm e um comprimento de cerca de 7 m. Se houver edifícios a menos de 30 m do local de instalação pretendido, a altura da estrutura é ajustada para cima. Para trabalho eficiente As turbinas eólicas de lâmina elevam o obstáculo pelo menos 1 m acima do obstáculo.

A base do mastro e os pinos de fixação dos cabos de sustentação são concretados. Grampos com parafusos são soldados às estacas. Para cabos de sustentação, é utilizado cabo galvanizado de 6 mm.

Conselho. O mastro montado tem um peso considerável; se instalado manualmente, será necessário um contrapeso de um tubo com carga.

Refazendo um gerador movido a energia nuclear

Para fazer um gerador eólico, um gerador de qualquer carro é adequado. Seus designs são semelhantes entre si, e a modificação se resume a rebobinar o fio do estator e fazer um rotor com ímãs de neodímio. Furos são feitos nos pólos do rotor para fixar os ímãs. Instale-os em pólos alternados. O rotor é embrulhado em papel e os vazios entre os ímãs são preenchidos com resina epóxi.

Gerador de carro

Da mesma forma, você pode refazer o motor de uma máquina de lavar antiga. Somente os ímãs, neste caso, são colados em ângulo para evitar que grudem.

O novo enrolamento é rebobinado ao longo da bobina até o dente do estator. Você pode fazer um enrolamento aleatório, dependendo de com quem você se sente confortável. Quanto maior o número de voltas, mais eficiente será o gerador. As bobinas são enroladas em uma direção de acordo com um circuito trifásico.

Vale a pena testar o gerador finalizado e medir os dados. Se a 300 rpm o gerador produzir cerca de 30 volts, este é um bom resultado.

Gerador para um moinho de vento a partir de um gerador automotivo

Montagem final

A estrutura do gerador é soldada de tubo de perfil. A cauda é feita de chapa galvanizada. O eixo rotativo é um tubo com dois rolamentos. O gerador é fixado ao mastro de forma que a distância da pá ao mastro seja de no mínimo 25 cm. Por questões de segurança, vale a pena escolher um dia calmo para a montagem final e instalação do mastro. Quando expostas a ventos fortes, as pás podem entortar e quebrar contra o mastro.

Para utilizar baterias para alimentar equipamentos que operam em rede de 220 V, será necessário instalar um inversor de conversão de tensão.

A capacidade da bateria é selecionada individualmente para o gerador eólico. Este indicador depende da velocidade do vento na área, da potência dos equipamentos conectados e da frequência de seu uso.

Dispositivo gerador eólico

Para evitar danos à bateria por sobrecarga, você precisará de um controlador de tensão. Você mesmo pode fazer se tiver conhecimento suficiente em eletrônica ou comprar um já pronto. Existem muitos controladores disponíveis para venda para mecanismos alternativos de produção de energia.

Conselho. Para evitar que a lâmina quebre com ventos fortes, instale um dispositivo simples - um cata-vento de proteção.

Hélice de duas pás para gerador sem modificação

Em princípio, se você instalar uma hélice de duas pás de alta velocidade com um diâmetro de 1 a 1,2 metros no gerador, essas velocidades poderão ser facilmente alcançadas com vento de 7 a 8 m/s. Isso significa que você pode fazer um moinho de vento sem modificar o gerador, só que ele funcionará com ventos de 7 m/s. Abaixo está uma captura de tela com dados de uma hélice de duas pás. Como você pode ver, a velocidade dessa hélice com vento de 8 m/s é 1339 rpm.

Com um vento de 10 m/s, a velocidade será (1339:8*10=1673 rpm), a tensão em marcha lenta (14:1200*1673=19,5 volts) e sob carga da bateria (19,5-13=6,5: 0,4=16,2 amperes *13=210 watts). O resultado são 210 watts de potência menos 40 watts por bobina, deixando 170 watts de potência útil. A 12 m/s será aproximadamente 2.008 rpm, tensão sem carga de 23,4 volts, corrente de 26 amperes, menos 3 amperes para excitação e, em seguida, 23 amperes de corrente de carga da bateria, potência de 300 watts.

Se você fizer o parafuso com um diâmetro menor, a velocidade aumentará ainda mais, mas o parafuso não puxará o gerador quando atingir o limite de carga da bateria. eu contei opções diferentes No momento em que este artigo foi escrito, uma hélice de duas pás revelou-se a mais ideal para um gerador sem modificação.

Em princípio, se contarmos com ventos de 7 m/s e superiores, então tal gerador eólico funcionará bem e produzirá 300 watts a 12 m/s. Ao mesmo tempo, o custo do moinho de vento será muito pequeno, essencialmente apenas o preço do gerador, e a hélice e o resto podem ser feitos com o que estiver disponível. Somente o parafuso deve ser feito conforme cálculos.

Um gerador corretamente convertido começa a carregar a 4 m/s, a 5 m/s a corrente de carga já é de 2 amperes e, como o rotor é magnético, toda a corrente vai para a bateria.

A 7 m/s a corrente de carga é de 4 a 5 amperes e a 10 m/s já é de 8 a 10 amperes. Acontece que somente com um vento forte de 10-12 m/s um gerador sem modificação pode ser comparável a um convertido, mas não dará nada com um vento inferior a 8 m/s.

Autoexcitação de um gerador automotivo

Para que o gerador se autoexcite sem bateria, é necessário colocar alguns pequenos ímãs no rotor. Se a bobina de excitação for alimentada por bateria, ela irá constantemente, independentemente de o gerador eólico gerar energia ou não, consumir seus 3 amperes e carregar a bateria. Para evitar que isso aconteça, é necessário instalar um diodo de bloqueio para que a corrente flua apenas para a bateria e não volte.

Você também pode usar o chamado tablet, ou seja, um relé-regulador como o de um carro, que desligará a excitação se a tensão da bateria atingir 14,2 volts, para não sobrecarregar. Abaixo está um diagrama da autoexcitação do gerador. Em geral, o próprio gerador é excitado porque o rotor possui magnetização residual, mas isso acontece em altas velocidades, é melhor adicionar ímãs para maior confiabilidade; O circuito inclui um relé regulador, mas pode ser excluído. É necessário um diodo de desacoplamento para que a bateria não descarregue, pois sem o diodo a corrente fluirá para o enrolamento de campo (rotor).

Como o gerador eólico será muito pequeno com uma hélice de apenas 1 metro de diâmetro, nenhuma proteção contra ventos fortes é necessária e nada acontecerá com ele se houver um mastro forte e uma hélice forte.

Existem geradores de 28 volts, mas se forem usados ​​para carregar uma bateria de 12 volts, as rotações necessárias serão a metade, cerca de 600 rpm.

Mas como a tensão não será de 28 volts, mas de 14, a bobina de excitação fornecerá apenas metade da potência e a tensão do gerador será menor, então nada resultará disso. Você pode, é claro, tentar colocar um rotor de 12 volts em um gerador cujo estator está enrolado em 28 volts, então deve ser melhor e o carregamento começará mais cedo, mas então você precisará de dois geradores idênticos para substituir o rotor, ou procure por um rotor ou estator separado.

Análise de erros de projeto Montagem de gerador eólico em condições de vida com minhas próprias mãos

– a questão, claro, não é infalível. Mesmo nos projetos de turbinas eólicas industriais, os engenheiros cometem erros. Mas aprendem com os erros, como evidenciado por estruturas familiares bem estabelecidas.

Assim, entre os erros no projeto de geradores eólicos domésticos, muitas vezes aparece um detalhe como a ausência de um módulo de frenagem no projeto do gerador. A versão padrão de tais dispositivos (automotivo ou trator) não fornece tal peça. Isso significa que o gerador precisa ser modificado.

Porém, nem todo “designer” quer lidar com esse assunto delicado. Muitas pessoas ignoram esse detalhe, esperando por “talvez”. Como resultado, com ventos fortes, a hélice gira a velocidades incrivelmente altas. Os rolamentos do gerador não suportam e quebram os assentos das tampas de alumínio. O rotor fica preso.

A mesma questão diz respeito ao defeito associado à falta de limitador de rotação do cata-vento. Muitas vezes esse componente é simplesmente esquecido de ser instalado e lembrado apenas quando as correntes do vento começam a girar o “galo” em torno de seu eixo, como o pião do programa “O quê? Onde? Quando?". O resultado é desastroso.

Danos mínimos – torção e quebra cabo elétrico, e em casos graves - destruição de toda a estrutura.

Outro erro notável de montagem foi o cálculo incorreto do ponto do centro de gravidade na base do cata-vento. Neste caso, o dispositivo poderá funcionar normalmente por algum tempo. Mas com o tempo, forma-se um desalinhamento no conjunto do rolamento, a liberdade de rotação é limitada e a eficiência da estrutura em termos de produção de energia diminui drasticamente.

Freqüentemente, eles tentam alimentar diretamente a bateria com a corrente recebida do gerador. Muito em breve eles começam a se perguntar por que a bateria não mantém a carga ou descobrem uma quebra de 2 a 3 latas.

Este é um erro banal e natural, pois em qualquer caso a bateria deve ser carregada sob condições de determinadas correntes e tensões. Aqui precisamos do controle desse processo.

Manutenção do dispositivo

Para que um aerogerador opere por muitos anos sem interrupção, é necessário realizar monitoramentos técnicos e manutenções periódicas.

1. O coletor de corrente precisa ser limpo, lubrificado e ajustado uma vez a cada 2 meses.
2. Repare as lâminas se ocorrer vibração e desequilíbrio durante a rotação.
3. Uma vez a cada 3 anos, pinte os elementos metálicos com tinta anticorrosiva.
4. Verifique e ajuste as fixações do mastro e o cabo.

A eficiência do dispositivo é afetada pela área onde o gerador eólico está instalado (terrenos baldios, presença de ventos). Mas em qualquer caso, ter esta fonte de energia, independente da fonte de alimentação estacionária, nunca será supérfluo.

Vídeo

1. Conceitos Básicos
2. Que tipo de gerador você precisa?
3. Escolhendo de acordo com o vento
4. Sobre segurança
5. Vento, aerodinâmica, KIEV
6. O que esperar dos clássicos?
7. Verticais
8. Lopastniki
9. Mini e micro
10. Veleiros
11. Gerador caseiro
12. Conclusão

A Rússia ocupa uma posição dupla no que diz respeito aos recursos de energia eólica. Por um lado, devido à enorme área total e à abundância de áreas planas, geralmente há muito vento, e é majoritariamente suave. Por outro lado, os nossos ventos são predominantemente de baixo potencial e lentos, ver Fig. No terceiro, em áreas pouco povoadas os ventos são violentos. Com base nisso, a tarefa de instalar um gerador eólico na fazenda é bastante relevante. Mas para decidir se deve comprar um dispositivo bastante caro ou fabricá-lo você mesmo, você precisa pensar cuidadosamente sobre qual tipo (e há muitos deles) escolher e para qual finalidade.

Conceitos Básicos

1. KIEV – coeficiente de utilização de energia eólica. Quando usado para calcular um modelo mecanístico de vento plano (veja abaixo), é igual à eficiência do rotor de uma usina eólica (WPU).
2. Eficiência – eficiência ponta a ponta da APU, desde o vento contrário até os terminais do gerador elétrico, ou até a quantidade de água bombeada para o tanque.
3. A velocidade mínima operacional do vento (MRS) é a velocidade na qual o moinho de vento começa a fornecer corrente para a carga.
4. A velocidade máxima permitida do vento (MAS) é a velocidade na qual a produção de energia para: a automação ou desliga o gerador, ou coloca o rotor em um cata-vento, ou o dobra e esconde, ou o próprio rotor para, ou o APU é simplesmente destruído.
5. Velocidade inicial do vento (SW) - nesta velocidade o rotor é capaz de girar sem carga, girar e entrar no modo de operação, após o qual o gerador pode ser ligado.
6. Velocidade de partida negativa (OSS) - isso significa que a APU (ou turbina eólica - unidade de energia eólica, ou WEA, unidade de energia eólica) para iniciar em qualquer velocidade do vento requer rotação obrigatória de uma fonte externa de energia.
7. O torque inicial (inicial) é a capacidade de um rotor, freado à força no fluxo de ar, de criar torque no eixo.
8. A turbina eólica (WM) faz parte da APU desde o rotor até o eixo do gerador ou bomba, ou outro consumidor de energia.
9. Gerador eólico rotativo - uma APU na qual a energia eólica é convertida em torque no eixo da tomada de força girando o rotor no fluxo de ar.
10. A faixa de velocidades operacionais do rotor é a diferença entre MMF e MRS quando operando com carga nominal.
11. Moinho de vento de baixa velocidade - nele a velocidade linear das partes do rotor no fluxo não excede significativamente a velocidade do vento ou é inferior a ela. A pressão dinâmica do fluxo é diretamente convertida em impulso da pá.
12. Moinho eólico de alta velocidade - a velocidade linear das pás é significativamente (até 20 ou mais vezes) maior que a velocidade do vento, e o rotor forma sua própria circulação de ar. O ciclo de conversão da energia do fluxo em impulso é complexo.

Notas:

1. As APUs de baixa velocidade, via de regra, possuem KIEV inferior às de alta velocidade, mas possuem torque de partida suficiente para girar o gerador sem desconectar a carga e TAC zero, ou seja, Absolutamente auto-inicial e utilizável nos ventos mais fracos.
2. Lentidão e velocidade são conceitos relativos. Um moinho de vento doméstico a 300 rpm pode ser de baixa velocidade, mas APUs potentes como o EuroWind, a partir do qual são montados os campos de usinas eólicas e parques eólicos (ver figura) e cujos rotores fazem cerca de 10 rpm, são de alta velocidade, porque com tal diâmetro, a velocidade linear das pás e sua aerodinâmica na maior parte do vão são bastante “semelhantes às de um avião”, veja abaixo.

Que tipo de gerador você precisa?

Um gerador elétrico para um moinho de vento doméstico deve gerar eletricidade em uma ampla faixa de velocidades de rotação e ser capaz de iniciar automaticamente sem automação ou fontes de energia externas. No caso de utilização de APU com OSS (turbinas eólicas spin-up), que, via de regra, possuem alto KIEV e eficiência, também deve ser reversível, ou seja, ser capaz de funcionar como um motor. Em potências de até 5 kW, esta condição é satisfeita por máquinas elétricas com ímãs permanentes à base de nióbio (superímãs); em ímãs de aço ou ferrite, você não pode contar com mais do que 0,5-0,7 kW.

Observação: geradores assíncronos de corrente alternada ou coletores com estator não magnetizado são totalmente inadequados. Quando a força do vento diminui, eles “apagam” muito antes de sua velocidade cair para MPC e então não iniciam sozinhos.

O excelente “coração” da APU com potência de 0,3 a 1-2 kW é obtido a partir de um autogerador de corrente alternada com retificador embutido; estes são a maioria agora. Primeiro, eles mantêm uma tensão de saída de 11,6-14,7 V em uma faixa de velocidade bastante ampla sem estabilizadores eletrônicos externos. Em segundo lugar, as válvulas de silício abrem quando a tensão no enrolamento atinge aproximadamente 1,4 V, e antes disso o gerador “não vê” a carga. Para fazer isso, o gerador precisa ser girado de maneira bastante decente.

Na maioria dos casos, um autogerador pode ser conectado diretamente, sem engrenagem ou acionamento por correia, ao eixo de um motor de alta velocidade e alta pressão, selecionando a velocidade selecionando o número de pás, veja abaixo. Os “trens de alta velocidade” têm torque de partida baixo ou nulo, mas o rotor, mesmo sem desconectar a carga, terá tempo de girar o suficiente antes que as válvulas se abram e o gerador produza corrente.

Escolhendo de acordo com o vento

Antes de decidir que tipo de gerador eólico fabricar, vamos decidir sobre a aerologia local. Em cinza esverdeadoáreas (sem vento) do mapa de vento, apenas um motor eólico à vela terá alguma utilidade(Falaremos sobre eles mais tarde). Se precisar de uma fonte de alimentação constante, terá que adicionar um booster (retificador com estabilizador de tensão), carregador, bateria potente, inversor 12/24/36/48 V DC para 220/380 V 50 Hz AC. Tal instalação não custará menos de US$ 20.000, e é improvável que seja possível remover energia de longo prazo superior a 3-4 kW. Em geral, com um desejo inabalável por energias alternativas, é melhor procurar outra fonte.

Em locais verde-amarelos e com pouco vento, se precisar de eletricidade de até 2-3 kW, você mesmo pode usar um gerador eólico vertical de baixa velocidade. Existem inúmeros deles desenvolvidos e existem designs que são quase tão bons quanto os de “lâmina” em termos de KIEV e eficiência. produção industrial.

Se você planeja comprar uma turbina eólica para sua casa, é melhor focar em uma turbina eólica com rotor de vela. As polêmicas são muitas e, em teoria, tudo ainda não está claro, mas funcionam. Na Federação Russa, os “veleiros” são produzidos em Taganrog com potência de 1 a 100 kW.

Nas regiões vermelhas e com muito vento, a escolha depende da potência necessária. Na faixa de 0,5-1,5 kW, justificam-se “verticais” caseiros; 1,5-5 kW – “veleiros” adquiridos. “Vertical” também pode ser adquirido, mas custará mais que um APU horizontal. E por último, se você precisa de uma turbina eólica com potência de 5 kW ou mais, então você precisa escolher entre “pás” ou “veleiros” adquiridos horizontais.

Observação: Muitos fabricantes, especialmente os de segundo nível, oferecem kits de peças com os quais você mesmo pode montar um gerador eólico com potência de até 10 kW. Esse kit custará 20-50% menos que um kit pronto com instalação. Mas antes de comprar, é necessário estudar cuidadosamente a aerologia do local de instalação pretendido e, em seguida, selecionar de acordo com as especificações. tipo adequado e modelo.

Sobre segurança

As partes de uma turbina eólica de uso doméstico em operação podem ter velocidade linear superior a 120 e até 150 m/s, e um pedaço de qualquer material sólido pesando 20 g, voando a uma velocidade de 100 m/s, com um “sucesso ”Acertou, matará um homem saudável de uma vez. Uma placa de aço ou plástico rígido com 2 mm de espessura, movendo-se a uma velocidade de 20 m/s, corta-o ao meio.

Além disso, a maioria das turbinas eólicas com potência superior a 100 W são bastante barulhentas. Muitos geram flutuações na pressão do ar em frequências ultrabaixas (menos de 16 Hz) - infrassons. Os infra-sons são inaudíveis, mas são prejudiciais à saúde e viajam muito longe.

Observação: no final dos anos 80 houve um escândalo nos Estados Unidos - o maior parque eólico do país na época teve que ser fechado. Índios de uma reserva a 200 km do campo de seu parque eólico provaram na Justiça que seus problemas de saúde, que aumentaram acentuadamente após a entrada em operação do parque eólico, eram causados ​​por seus infrassons.

Pelas razões acima, a instalação de APUs é permitida a uma distância de pelo menos 5 de suas alturas dos edifícios residenciais mais próximos. Nos pátios das residências particulares é possível instalar moinhos de vento de fabricação industrial e devidamente certificados. Geralmente é impossível instalar APUs em telhados - durante sua operação, mesmo as de baixa potência, surgem cargas mecânicas alternadas que podem causar ressonância estrutura do edifício e sua destruição.

A ideia de Zhukovsky era esta: o ar percorre um caminho diferente ao longo das superfícies superior e inferior da asa. Da condição de continuidade do meio (bolhas de vácuo por si só não se formam no ar), segue-se que as velocidades dos fluxos superior e inferior que descem do bordo de fuga devem ser diferentes. Devido à pequena, mas finita viscosidade do ar, um vórtice deve se formar ali devido à diferença de velocidades.

O vórtice gira, e a lei da conservação do momento, tão imutável quanto a lei da conservação da energia, também é válida para quantidades vetoriais, ou seja, também deve levar em conta a direção do movimento. Portanto, ali mesmo, no bordo de fuga, deve se formar um vórtice em contra-rotação com o mesmo torque. Devido a quê? Devido à energia gerada pelo motor.

Para a prática da aviação, isso significou uma revolução: ao escolher o perfil de asa adequado, foi possível enviar um vórtice anexado ao redor da asa na forma de uma circulação G, aumentando sua sustentação. Ou seja, gastando parte, e para altas velocidades e cargas na asa – a maior parte da potência do motor, é possível criar um fluxo de ar ao redor do dispositivo, permitindo obter melhores qualidades de vôo.

Isso tornou a aviação a aviação, e não parte da aeronáutica: agora a aeronave poderia criar para si o ambiente necessário ao vôo e não ser mais um brinquedo fluxo de ar. Tudo que você precisa é de um motor mais potente, e cada vez mais potente...

Kiev novamente

Mas o moinho de vento não tem motor. Pelo contrário, deve retirar energia do vento e entregá-la aos consumidores. E aqui acontece que suas pernas foram puxadas para fora, seu rabo ficou preso. Usamos muito pouca energia eólica para a circulação do próprio rotor - ela será fraca, o empuxo das pás será baixo e o KIEV e a potência serão baixos. Damos muito à circulação - com vento fraco, o rotor vai girar loucamente em marcha lenta, mas os consumidores novamente ganham pouco: eles apenas colocaram uma carga, o rotor desacelerou, o vento soprou a circulação e o rotor parou de funcionar.

A lei da conservação da energia dá o “meio-termo” bem no meio: damos 50% da energia para a carga e, para os 50% restantes, aumentamos o fluxo para o nível ideal. A prática confirma as suposições: se a eficiência de uma boa hélice de tração for de 75 a 80%, então a eficiência de um rotor de pás, que também é cuidadosamente calculado e soprado em um túnel de vento, atinge 38 a 40%, ou seja, até metade do que pode ser alcançado com o excesso de energia.

Modernidade

Hoje em dia, a aerodinâmica, armada com matemática e computadores modernos, está cada vez mais se afastando de modelos inevitavelmente simplificadores em direção a uma descrição precisa do comportamento de um corpo real em um fluxo real. E aqui, além da linha geral - poder, poder e mais uma vez poder! – caminhos secundários são descobertos, mas promissores justamente quando a quantidade de energia que entra no sistema é limitada.

O famoso aviador alternativo Paul McCready criou um avião na década de 80 com dois motores de motosserra com potência de 16 cv. mostrando 360 km/h. Além disso, seu chassi era triciclo, não retrátil e suas rodas não possuíam carenagens. Nenhum dos dispositivos de McCready entrou em operação ou entrou em serviço de combate, mas dois - um com motores a pistão e hélices e o outro um jato - voaram ao redor do globo pela primeira vez na história sem pousar no mesmo posto de gasolina.

O desenvolvimento da teoria também afetou significativamente as velas que deram origem à asa original. A aerodinâmica “ao vivo” permitiu que os iates operassem com ventos de 8 nós. fique em hidrofólios (veja a figura); para acelerar tal monstro até a velocidade necessária com uma hélice, é necessário um motor de pelo menos 100 HP. Os catamarãs de corrida navegam a uma velocidade de cerca de 30 nós com o mesmo vento. (55km/h).

Existem também descobertas que não são nada triviais. Fãs do esporte mais raro e radical - base jumping - vestindo um wingsuit especial, wingsuit, voam sem motor, manobrando a uma velocidade superior a 200 km/h (foto à direita), e depois pousam suavemente em um pré -local selecionado. Em qual conto de fadas as pessoas voam sozinhas?

Muitos mistérios da natureza também foram resolvidos; em particular, o vôo de um besouro. De acordo com a aerodinâmica clássica, não é capaz de voar. Assim como o fundador da aeronave stealth, o F-117, com sua asa em formato de diamante, também não consegue decolar. E o MIG-29 e o Su-27, que podem voar primeiro por algum tempo, não se enquadram em nenhuma ideia.

E por que então, ao trabalhar em turbinas eólicas, não apenas divertidas e não uma ferramenta para destruir sua própria espécie, mas uma fonte de um recurso vital, você precisa se afastar da teoria dos fluxos fracos com seu modelo de vento plano? Não há realmente nenhuma maneira de seguir em frente?

O que esperar dos clássicos?

Porém, não se deve abandonar os clássicos em hipótese alguma. Ele fornece uma base sem a qual não se pode subir mais alto sem confiar nele. Assim como a teoria dos conjuntos não abole a tabuada, e a cromodinâmica quântica não fará maçãs voarem das árvores.

Então, o que você pode esperar da abordagem clássica? Vejamos a foto. À esquerda estão os tipos de rotores; eles são representados condicionalmente. 1 – carrossel vertical, 2 – vertical ortogonal (turbina eólica); 2-5 – rotores de pás com quantidades diferentes lâminas com perfis otimizados.

À direita, ao longo do eixo horizontal, está a velocidade relativa do rotor, ou seja, a razão entre a velocidade linear da pá e a velocidade do vento. Vertical para cima - KIEV. E para baixo - novamente, torque relativo. Um único torque (100%) é considerado aquele criado por um rotor freado à força no fluxo com 100% KIEV, ou seja, quando toda a energia do fluxo é convertida em força rotativa.

Esta abordagem permite-nos tirar conclusões de longo alcance. Por exemplo, o número de lâminas deve ser selecionado não apenas e nem tanto de acordo com a velocidade de rotação desejada: 3 e 4 lâminas perdem imediatamente muito em termos de KIEV e torque em comparação com 2 e 6 lâminas que funcionam bem aproximadamente na mesma faixa de velocidade. E o carrossel e o ortogonal aparentemente semelhantes têm propriedades fundamentalmente diferentes.

Em geral, deve-se dar preferência aos rotores de pás, exceto nos casos em que são necessários custo extremamente baixo, simplicidade, partida automática sem manutenção e sem automação, e a elevação em um mastro é impossível.

Observação: Vamos falar especialmente sobre rotores à vela - eles não parecem se encaixar nos clássicos.

Verticais

As APUs com eixo de rotação vertical apresentam uma vantagem inegável para o dia a dia: seus componentes que necessitam de manutenção ficam concentrados na parte inferior e não necessitam de levantamento. Resta, e mesmo assim nem sempre, um rolamento autocompensador de suporte de impulso, mas é forte e durável. Portanto, ao projetar um gerador eólico simples, a seleção de opções deve começar pelas verticais. Seus principais tipos são apresentados na Fig.

Sol

Na primeira posição está o mais simples, mais comumente chamado de rotor Savonius. Na verdade, foi inventado em 1924 na URSS por J. A. e A. A. Voronin, e o industrial finlandês Sigurd Savonius se apropriou descaradamente da invenção, ignorando o certificado de direitos autorais soviético, e iniciou a produção em série. Mas a introdução de uma invenção no futuro significa muito, por isso, para não remexer no passado e não perturbar as cinzas do falecido, chamaremos este moinho de vento de rotor Voronin-Savonius, ou abreviadamente, VS.

A aeronave é boa para o homem caseiro, exceto para a “locomotiva” KIEV em 10-18%. Porém, na URSS trabalharam muito nisso e há desenvolvimentos. Abaixo veremos um design aprimorado, não muito mais complexo, mas de acordo com KIEV, dá uma vantagem aos bladers.

Nota: a aeronave de duas pás não gira, mas dá solavancos; O de 4 lâminas é apenas um pouco mais suave, mas perde muito no KIEV. Para melhorar, as lâminas de 4 canais são geralmente divididas em dois andares - um par de lâminas abaixo e outro par, girado 90 graus horizontalmente, acima delas. O KIEV é preservado e as cargas laterais na mecânica enfraquecem, mas as cargas de flexão aumentam um pouco e, com um vento de mais de 25 m/s, tal APU está no eixo, ou seja, sem um rolamento esticado por cabos acima do rotor, ele “derruba a torre”.

Dária

O próximo é o rotor Daria; Kiev – até 20%. É ainda mais simples: as lâminas são feitas de uma simples fita elástica sem perfil. A teoria do rotor Darrieus ainda não está suficientemente desenvolvida. Só fica claro que ele começa a se desenrolar devido à diferença na resistência aerodinâmica da protuberância e do bolso da fita, e então se torna uma espécie de alta velocidade, formando sua própria circulação.

O momento rotacional é pequeno, e nas posições iniciais do rotor paralelo e perpendicular ao vento está completamente ausente, portanto o auto-spin-up só é possível com um número ímpar de pás (asas?) Em qualquer caso, a carga do gerador deve ser desconectado durante a rotação.

O rotor Daria tem mais duas qualidades ruins. Em primeiro lugar, ao girar, o vetor de empuxo da pá descreve uma rotação completa em relação ao seu foco aerodinâmico, e não suavemente, mas de forma brusca. Portanto, o rotor Darrieus quebra rapidamente sua mecânica, mesmo com vento constante.

Em segundo lugar, Daria não só faz barulho, mas grita e guincha, a ponto de a fita quebrar. Isso acontece devido à sua vibração. E quanto mais lâminas, mais forte será o rugido. Portanto, se eles fabricam Daria, eles têm duas pás, feitas de materiais absorventes de som caros e de alta resistência (carbono, mylar), e uma pequena aeronave é usada para girar no meio do mastro.

Ortogonal

Na posição. 3 – rotor vertical ortogonal com pás perfiladas. Ortogonal porque as asas se projetam verticalmente. A transição de BC para ortogonal é ilustrada na Fig. esquerda.

O ângulo de instalação das pás em relação à tangente ao círculo que toca os focos aerodinâmicos das asas pode ser positivo (na figura) ou negativo, dependendo da força do vento. Às vezes, as lâminas são giradas e cata-ventos são colocados sobre elas, segurando automaticamente o “alfa”, mas essas estruturas geralmente quebram.

O corpo central (azul na figura) permite aumentar o KIEV para quase 50%. Em uma ortogonal de três lâminas, deve ter a forma de um triângulo em seção transversal com lados ligeiramente convexos e cantos arredondados, e com um maior número de lâminas, um cilindro simples é suficiente. Mas a teoria do ortogonal fornece um número ideal inequívoco de lâminas: deveria haver exatamente 3 delas.

Ortogonal refere-se a turbinas eólicas de alta velocidade com OSS, ou seja, requer necessariamente promoção durante o comissionamento e após a calma. De acordo com o esquema ortogonal, são produzidas APUs seriais livres de manutenção com potência de até 20 kW.

Helicóide

Rotor helicoidal, ou rotor Gorlov (item 4) é um tipo de ortogonal que garante rotação uniforme; um ortogonal com asas retas “rasga” apenas um pouco mais fraco que uma aeronave de duas pás. Dobrar as pás ao longo de um helicóide permite evitar perdas de CIEV devido à sua curvatura. Embora a lâmina curva rejeite parte do fluxo sem utilizá-lo, ela também leva parte para a zona de maior velocidade linear, compensando as perdas. Os helicóides são usados ​​com menos frequência do que outras turbinas eólicas, porque Devido à complexidade de fabricação, são mais caros que seus equivalentes de igual qualidade.

Ajuntamento de barril

Para 5 posições. – Rotor tipo BC rodeado por palheta guia; seu diagrama é mostrado na Fig. certo. Raramente é encontrado em aplicações industriais, porque a dispendiosa aquisição de terrenos não compensa o aumento da capacidade e o consumo de materiais e a complexidade da produção são elevados. Mas um faz-você-mesmo que tem medo de trabalhar não é mais um mestre, mas um consumidor, e se ele não precisa de mais do que 0,5-1,5 kW, então para ele “arrumar barris” é um petisco:

• Um rotor deste tipo é absolutamente seguro, silencioso, não cria vibrações e pode ser instalado em qualquer lugar, até mesmo em um playground.
• Dobrar uma “calha” galvanizada e soldar uma estrutura de tubos é um trabalho absurdo.
• A rotação é absolutamente uniforme, as peças mecânicas podem ser retiradas do mais barato ou do lixo.
• Não tenho medo de furacões - um vento muito forte não pode entrar no “barril”; um casulo de vórtice aerodinâmico aparece ao seu redor (encontraremos esse efeito mais tarde).
• E o mais importante é que como a superfície do “barril” é várias vezes maior que a do rotor interno, o KIEV pode ser superunitário, e o momento rotacional já é de 3 m/s para um “barril” de O diâmetro de três metros é tal que um gerador de 1 kW com carga máxima de Dizem que é melhor não se contorcer.

Vídeo: gerador eólico Lenz

Na década de 60, na URSS, E. S. Biryukov patenteou um carrossel APU com KIEV de 46%. Um pouco mais tarde, V. Blinov alcançou 58% do KIEV a partir de um projeto baseado no mesmo princípio, mas não há dados sobre seus testes. E testes em grande escala da APU de Biryukov foram realizados por funcionários da revista “Inventor and Innovator”. Um rotor de dois andares com diâmetro de 0,75 m e altura de 2 m girava com força total sob vento fresco gerador assíncrono 1,2 kW e resistiu a 30 m/s sem quebra. Os desenhos da APU de Biryukov são mostrados na Fig.

1. rotor em cobertura galvanizada;
2. rolamento de esferas autocompensador de duas carreiras;
3. mortalhas – cabo de aço de 5 mm;
4. eixo-eixo – tubo de aço com espessura de parede de 1,5-2,5 mm;
5. alavancas de controle de velocidade aerodinâmica;
6. lâminas de controle de velocidade – compensado de 3-4 mm ou folha de plástico;
7. hastes de controle de velocidade;
8. carga do controlador de velocidade, seu peso determina a velocidade de rotação;
9. polia motriz - uma roda de bicicleta sem pneu com câmara;
10. rolamento de impulso - rolamento de impulso;
11. polia acionada – polia geradora padrão;
12. gerador.

Biryukov recebeu vários certificados de direitos autorais para suas Forças Armadas. Primeiro, preste atenção ao corte do rotor. Ao acelerar, funciona como uma aeronave, criando um grande torque inicial. À medida que gira, uma almofada de vórtice é criada nos bolsos externos das lâminas. Do ponto de vista do vento, as pás tornam-se perfiladas e o rotor torna-se ortogonal de alta velocidade, com o perfil virtual mudando de acordo com a força do vento.

Em segundo lugar, o canal perfilado entre as lâminas atua como um corpo central na faixa de velocidade operacional. Se o vento se intensificar, uma almofada de vórtice também será criada nele, estendendo-se além do rotor. O mesmo casulo de vórtice aparece ao redor da APU com uma palheta guia. A energia para sua criação vem do vento e não é mais suficiente para quebrar o moinho de vento.

Em terceiro lugar, o controlador de velocidade destina-se principalmente à turbina. Ele mantém sua velocidade ideal do ponto de vista do KIEV. E a velocidade ideal de rotação do gerador é garantida pela escolha da relação de transmissão mecânica.

Nota: após publicações no IR de 1965, as Forças Armadas da Ucrânia Biryukova caíram no esquecimento. O autor nunca recebeu resposta das autoridades. O destino de muitas invenções soviéticas. Dizem que alguns japoneses se tornaram bilionários por lerem regularmente revistas técnicas populares soviéticas e patentearem tudo que merecesse atenção.

Lopastniki

Como afirmado, segundo os clássicos, um gerador eólico horizontal com rotor de pás é o melhor. Mas, em primeiro lugar, precisa de um vento estável de força pelo menos média. Em segundo lugar, o design para quem faz você mesmo está repleto de muitas armadilhas, e é por isso que muitas vezes o fruto de um longo trabalho árduo, na melhor das hipóteses, ilumina um banheiro, corredor ou varanda, ou mesmo acaba sendo apenas capaz de relaxar. .

De acordo com os diagramas da Fig. Vamos dar uma olhada mais de perto; posições:

• Figo. UM:

1. pás de rotor;
2. gerador;
3. estrutura do gerador;
4. cata-vento protetor (pá contra furacões);
5. coletor atual;
6. chassis;
7. unidade giratória;
8. cata-vento funcional;
9. mastro;
10. braçadeira para as mortalhas.

• Figo. B, vista superior:

1. cata-vento protetor;
2. cata-vento funcional;
3. regulador de tensão da mola do cata-vento protetor.

• Figo. G, coletor de corrente:

1. coletor com barramentos em anel contínuo de cobre;
2. escovas de cobre-grafite com mola.

Observação: A proteção contra furacões para uma lâmina horizontal com diâmetro superior a 1 m é absolutamente necessária, porque ele não é capaz de criar um casulo de vórtice ao seu redor. Com tamanhos menores, é possível atingir uma resistência do rotor de até 30 m/s com pás de propileno.

Então, onde tropeçamos?

Lâminas

Espere atingir potência no eixo do gerador de mais de 150-200 W em pás de qualquer tamanho cortadas de paredes espessas tubo de plástico, como muitas vezes se aconselha, são as esperanças de um amador desesperado. Uma lâmina de tubo (a menos que seja tão espessa que seja simplesmente usada como peça bruta) terá um perfil segmentado, ou seja, seu topo ou ambas as superfícies serão arcos de círculo.

Perfis segmentados são adequados para meios incompressíveis, como hidrofólios ou pás de hélice. Para gases, é necessária uma lâmina de perfil e passo variáveis, por exemplo, ver Fig.; vão - 2 m. Este será um produto complexo e trabalhoso, exigindo cálculos meticulosos baseados em teoria, sopro de tubos e testes em escala real.

Gerador

Se o rotor for montado diretamente em seu eixo, o rolamento padrão logo quebrará - não há carga igual em todas as pás dos moinhos de vento. Você precisa de um eixo intermediário com um rolamento de suporte especial e uma transmissão mecânica dele para o gerador. Para grandes moinhos de vento, é usado um rolamento de suporte autocompensador de duas carreiras; V melhores modelos– três camadas, Fig. D na Fig. mais alto. Isso permite que o eixo do rotor não apenas dobre ligeiramente, mas também se mova ligeiramente de um lado para o outro ou para cima e para baixo.

Observação: Demorou cerca de 30 anos para desenvolver um rolamento de suporte para o APU do tipo EuroWind.

Cata-vento de emergência

O princípio de seu funcionamento é mostrado na Fig. B. O vento, intensificando-se, pressiona a pá, a mola se estica, o rotor deforma, sua velocidade cai e eventualmente fica paralelo ao fluxo. Tudo parece estar bem, mas estava tranquilo no papel...

Em um dia de vento, experimente segurar a tampa de uma panela fervendo ou de uma panela grande paralela ao vento pela alça. Apenas tome cuidado - o pedaço de ferro inquieto pode bater em seu rosto com tanta força que quebrará seu nariz, cortará seu lábio ou até mesmo arrancará seu olho.

O vento plano ocorre apenas em cálculos teóricos e, com precisão suficiente para a prática, em túneis de vento. Na realidade, um furacão danifica mais os moinhos de vento com uma pá de furacão do que os completamente indefesos. É melhor trocar as lâminas danificadas do que fazer tudo de novo. Nas instalações industriais a situação é diferente. Lá, o passo das pás, cada uma individualmente, é monitorado e ajustado por automação sob controle do computador de bordo. E eles são feitos de compósitos resistentes, não de canos de água.

Colecionador atual

Esta é uma unidade com manutenção regular. Qualquer engenheiro de energia sabe que o comutador com escovas precisa ser limpo, lubrificado e ajustado. E o mastro é de cano de água. Se você não conseguir escalar, uma ou duas vezes por mês você terá que jogar o moinho inteiro no chão e depois pegá-lo novamente. Quanto tempo ele durará com tal “prevenção”?

Vídeo: gerador eólico de pás + painel solar para fornecimento de energia a uma dacha

Mini e micro

Mas à medida que o tamanho da pá diminui, as dificuldades diminuem de acordo com o quadrado do diâmetro da roda. Já é possível fabricar sozinho um APU de lâmina horizontal com potência de até 100 W. Um de 6 lâminas seria o ideal. Com mais pás, o diâmetro do rotor projetado para a mesma potência será menor, mas será difícil prendê-las firmemente ao cubo. Rotores com menos de 6 pás não precisam ser levados em consideração: um rotor de 2 pás de 100 W precisa de um rotor com diâmetro de 6,34 m, e um rotor de 4 pás com a mesma potência precisa de 4,5 m. A relação potência-diâmetro é expressa da seguinte forma:

• 10W – 1,16m.
• 20W – 1,64m.
• 30 W – 2 m.
• 40 W – 2,32 m.
• 50 W – 2,6 m.
• 60W – 2,84m.
• 70 W – 3,08 m.
• 80 W – 3,28 m.
• 90W – 3,48m.
• 100 W – 3,68m.
• 300 W – 6,34 m.

Seria ótimo contar com uma potência de 10-20 W. Em primeiro lugar, uma lâmina de plástico com uma envergadura superior a 0,8 m não suportará ventos superiores a 20 m/s sem medidas de proteção adicionais. Em segundo lugar, com uma extensão de pá de até 0,8 m, a velocidade linear de suas extremidades não excederá a velocidade do vento em mais de três vezes, e os requisitos para perfilamento com torção serão reduzidos em ordens de grandeza; aqui uma “calha” com perfil de tubo segmentado, pos. B na Fig. E 10-20 W fornecerão energia para um tablet, recarregará um smartphone ou acenderá uma lâmpada doméstica.

Em seguida, selecione um gerador. Um motor chinês é perfeito - cubo de roda para bicicletas elétricas, pos. 1 na Fig. Sua potência como motor é de 200-300 W, mas no modo gerador cederá até cerca de 100 W. Mas isso será adequado para nós em termos de velocidade?

O índice de velocidade z para 6 pás é 3. A fórmula para calcular a velocidade de rotação sob carga é N = v/l*z*60, onde N é a velocidade de rotação, 1/min, v é a velocidade do vento e l é a circunferência do rotor. Com envergadura de pá de 0,8 m e vento de 5 m/s, obtemos 72 rpm; a 20 m/s – 288 rpm. Uma roda de bicicleta também gira aproximadamente na mesma velocidade, então retiraremos nossos 10-20 W de um gerador capaz de produzir 100. Você pode colocar o rotor diretamente em seu eixo.

Mas aqui surge o seguinte problema: depois de gastar muito trabalho e dinheiro, pelo menos num motor, conseguimos... um brinquedo! O que é 10-20, bem, 50 W? Mas você não pode fazer um moinho de vento capaz de alimentar até mesmo uma TV em casa. É possível comprar um minigerador eólico pronto e não seria mais barato? Tanto quanto possível e o mais barato possível, consulte a pos. 4 e 5. Além disso, também será móvel. Coloque-o em um toco e use-o.

A segunda opção é se um motor de passo de uma unidade de disquete antiga de 5 ou 8 polegadas estiver em algum lugar, ou de uma unidade de papel ou carro de uma impressora jato de tinta ou matricial inutilizável. Pode funcionar como gerador, e fixar nele um rotor carrossel de latas (pos. 6) é mais fácil do que montar uma estrutura como a mostrada na pos. 3.

Em geral, a conclusão sobre as “lâminas” é clara: as caseiras são mais propensas a mexer o quanto quiser, mas não para a produção real de energia a longo prazo.

Vídeo: o gerador eólico mais simples para iluminar uma dacha

Veleiros

O gerador eólico à vela é conhecido há muito tempo, mas painéis macios em suas pás (ver figura) começaram a ser feitos com o advento de tecidos e filmes sintéticos de alta resistência e resistentes ao desgaste. Moinhos eólicos de múltiplas pás com velas rígidas se espalharam amplamente pelo mundo como propulsores de bombas d'água automáticas de baixa potência, mas suas especificações técnicas são ainda mais baixas que as dos carrosséis.

No entanto, uma vela macia como a asa de um moinho de vento, ao que parece, acabou não sendo tão simples. A questão não é a resistência do vento (os fabricantes não limitam a velocidade máxima permitida do vento): os velejadores já sabem que é quase impossível o vento rasgar o painel de uma vela das Bermudas. Muito provavelmente, a lona será arrancada, ou o mastro será quebrado, ou toda a embarcação fará uma “curva exagerada”. É sobre energia.

Infelizmente, dados de teste exatos não podem ser encontrados. Com base nas avaliações dos usuários, foi possível criar dependências “sintéticas” para a instalação de uma turbina eólica fabricada em Taganrog-4.380/220.50 com diâmetro de roda eólica de 5 m, peso da cabeça do vento de 160 kg e velocidade de rotação de até a 40 1/min; eles são apresentados na Fig.

É claro que não pode haver garantias de 100% de confiabilidade, mas é claro que não há cheiro de modelo mecanicista plano aqui. Não há como uma roda de 5 metros com vento fraco de 3 m/s poder produzir cerca de 1 kW, a 7 m/s atingir um patamar de potência e depois mantê-lo até uma forte tempestade. Os fabricantes, aliás, afirmam que os 4 kW nominais podem ser obtidos a 3 m/s, mas quando instalados por forças baseadas nos resultados de estudos de aerologia local.

Também não existe nenhuma teoria quantitativa a ser encontrada; As explicações dos desenvolvedores não são claras. No entanto, como as pessoas compram turbinas eólicas Taganrog e elas funcionam, só podemos assumir que a circulação cónica declarada e o efeito propulsor não são uma ficção. De qualquer forma, eles são possíveis.

Acontece então que NA FRENTE do rotor, de acordo com a lei da conservação do momento, também deveria surgir um vórtice cônico, mas em expansão e lento. E tal funil conduzirá o vento em direção ao rotor, superfície eficaz acabará sendo mais varrido e KIEV será super-unidade.

Medições de campo do campo de pressão na frente do rotor, mesmo com um aneróide doméstico, poderiam esclarecer esta questão. Se for mais alto do que nas laterais, então, de fato, as APUs à vela funcionam como um besouro voa.

Gerador caseiro

Pelo que foi dito acima, fica claro que é melhor para os artesãos caseiros praticarem verticais ou veleiros. Mas ambos são muito lentos e a transmissão para um gerador de alta velocidade é trabalho extra, custos extras e perdas. É possível fazer você mesmo um gerador elétrico eficiente de baixa velocidade?

Sim, é possível, em ímãs feitos de liga de nióbio, os chamados. superímãs. O processo de fabricação das peças principais é mostrado na Fig. Bobinas - cada uma das 55 voltas de fio de cobre de 1 mm em isolamento de esmalte resistente ao calor e de alta resistência, PEMM, PETV, etc. A altura dos enrolamentos é de 9 mm.

Preste atenção nas ranhuras das chavetas nas metades do rotor. Devem ser posicionados de forma que os ímãs (são colados ao núcleo magnético com epóxi ou acrílico) convirjam com pólos opostos após a montagem. As “panquecas” (núcleos magnéticos) devem ser feitas de um ferromagneto magnético macio; O aço estrutural normal serve. A espessura das “panquecas” é de pelo menos 6 mm.

Em geral, é melhor comprar ímãs com furo axial e apertá-los com parafusos; os superímãs se atraem com uma força terrível. Pelo mesmo motivo, um espaçador cilíndrico de 12 mm de altura é colocado no eixo entre as “panquecas”.

Os enrolamentos que compõem as seções do estator são conectados conforme diagramas também mostrados na Fig. As pontas soldadas não devem ser esticadas, mas devem formar laços, caso contrário o epóxi com que será preenchido o estator pode endurecer e quebrar os fios.

O estator é vazado no molde com uma espessura de 10 mm. Não há necessidade de centralizar ou equilibrar, o estator não gira. A folga entre o rotor e o estator é de 1 mm de cada lado. O estator na carcaça do gerador deve ser protegido com segurança não apenas contra deslocamento ao longo do eixo, mas também contra rotação; um forte campo magnético com corrente na carga irá puxá-la junto com ela.

Vídeo: Gerador de moinho de vento DIY

Conclusão

E o que temos no final? O interesse pelas “lâminas” é explicado antes pela sua espetacular aparência, do que o desempenho real em uma versão caseira e com baixo consumo de energia. Uma APU carrossel caseira fornecerá energia “em espera” para carregar a bateria de um carro ou alimentar uma pequena casa.

Mas com APUs à vela vale a pena experimentar artesãos com veia criativa, principalmente na versão mini, com roda de 1 a 2 m de diâmetro. Se as suposições dos desenvolvedores estiverem corretas, será possível remover todos os 200-300 W deste, usando o motor-gerador chinês descrito acima.

Fazer uma estrutura (longarina) para um rotor de vela não é difícil. Além disso, as APUs à vela são seguras e os sons delas, infra e audíveis, não são detectados. E você não precisa entender que o rotor é muito alto;

Vídeo: tecnologia de produção de turbinas eólicas

O pagamento da eletricidade hoje representa uma parcela significativa do custo de manutenção de uma casa. EM prédios de apartamentos, a única maneira de economizar dinheiro é mudar para tecnologias de poupança de energia e otimização de custos em regimes multitarifários (a modalidade noturna é paga a preços reduzidos). E se você tem um terreno pessoal, você pode não só economizar no consumo, mas também organizar um fornecimento de energia independente para sua casa particular.

Esta é uma prática normal que se originou na Europa e na América do Norte e tem sido ativamente implementada na Rússia nas últimas décadas. No entanto, o equipamento para fornecimento de energia autónomo é bastante caro; o retorno até “zero” não ocorre antes de 10 anos. Em alguns estados é possível devolver energia às redes públicas a taxas fixas, o que reduz o tempo de retorno. Na Federação Russa, para obter um “cashback” é necessário passar por uma série de procedimentos burocráticos, por isso a maioria dos usuários de energia “gratuita” prefere construir um gerador eólico com as próprias mãos e usá-lo apenas para necessidades pessoais.

Lado jurídico da questão

O gerador eólico caseiro para uso doméstico não é proibido, sua fabricação e uso não acarretam penalidades administrativas ou criminais. Se a potência de um gerador eólico não exceder 5 kW, ele é classificado como um aparelho doméstico e não requer qualquer aprovação da empresa de energia local. Além disso, você não é obrigado a pagar nenhum imposto se não obtiver lucro com a venda de eletricidade. Além disso, um moinho gerador caseiro, mesmo com tamanha produtividade, exige soluções de engenharia: É fácil fazer um. Portanto, a potência de um produto caseiro raramente ultrapassa 2 kW. Na verdade, essa potência costuma ser suficiente para abastecer uma casa particular (claro, se você não tiver uma caldeira e um ar condicionado potente).

Nesse caso, estamos falando de legislação federal. Portanto, antes de decidir fazer um moinho de vento com as próprias mãos, seria uma boa ideia verificar a presença (ausência) de regulamentações disciplinares e municipais que possam impor algumas restrições e proibições. Por exemplo, se a sua casa estiver localizada em uma área especialmente protegida área natural, o uso de energia eólica (que é um recurso natural) pode exigir aprovações adicionais.

Podem surgir problemas com a lei se você tiver vizinhos problemáticos. Os moinhos de vento para uso doméstico são classificados como edifícios individuais, pelo que também estão sujeitos a algumas restrições:

Tipos de geradores

Antes de decidir como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos, consideremos os recursos de design:

De acordo com a localização do gerador, o dispositivo pode ser horizontal ou vertical

De acordo com a classificação de tensão gerada

Exemplos típicos de geradores eólicos caseiros

O design do gerador eólico é o mesmo, independente do esquema escolhido.

• Uma hélice que pode ser instalada diretamente no eixo do gerador ou por meio de acionamento por correia (corrente, engrenagem).
• O próprio gerador. Pode ser um dispositivo pronto (por exemplo, de um carro) ou um motor elétrico normal que gera corrente elétrica quando girado.
• Inversor, regulador de tensão, estabilizador - dependendo da tensão selecionada.
• Elemento tampão - baterias recarregáveis ​​que garantem a continuidade da geração, independente da presença de vento.
• Estrutura de instalação: mastro, suporte de montagem no telhado.

Hélice

Pode ser feito de qualquer material: até mesmo de garrafas plásticas. É verdade que as lâminas flexíveis limitam significativamente a potência.

Basta abrir cavidades neles para absorver o vento.

Uma boa opção é um moinho de vento doméstico feito de refrigerador. você consegue projeto finalizado com lâminas de fabricação profissional e motor elétrico balanceado.

Um design semelhante é feito de um cooler para fontes de alimentação de computador. É verdade que a potência desse gerador é escassa - a menos que você acenda uma lâmpada LED ou carregue um telefone celular.

No entanto, o sistema é bastante funcional.

Boas lâminas são feitas de folhas de alumínio. O material está disponível, é fácil de moldar e a hélice é bastante leve.

Se você estiver criando uma hélice rotativa para um gerador vertical, poderá usar latas cortadas longitudinalmente. Para sistemas potentes, são utilizados meios barris de aço (até um volume de 200 litros).

Claro, você terá que abordar a questão da confiabilidade com cuidado especial. Estrutura poderosa, eixo sobre rolamentos.

Gerador

Conforme mencionado acima, você pode usar um automóvel ou motor elétrico pronto de instalações elétricas industriais ( eletrodomésticos). Por exemplo: um gerador eólico feito de uma chave de fenda. Toda a estrutura é utilizada: motor, caixa de câmbio, cartucho para fixação das lâminas.

Um gerador compacto é obtido a partir de um motor de passo de impressora. Novamente, o poder é suficiente apenas para alimentar Lâmpada LED ou carregador smartphone. Na natureza - uma coisa insubstituível.

Se você se sentir confortável com um ferro de soldar e tiver um bom conhecimento de engenharia de rádio, poderá montar o gerador sozinho. Esquema popular: gerador eólico usando ímãs de neodímio. Vantagens do design - você pode calcular independentemente a potência para carga de vento na sua área. Por que ímãs de neodímio? Compacto com alta potência.

Você pode refazer o rotor de um gerador existente.

Ou crie seu próprio projeto, com a fabricação de enrolamentos.

A eficiência de tal moinho de vento é uma ordem de grandeza maior do que quando se usa um circuito com motor elétrico. Outra vantagem inegável é a compactação. O gerador de neodímio é plano e pode ser colocado diretamente no acoplamento central da hélice.

Mastro

A fabricação deste elemento não requer conhecimentos de eletrônica, mas a viabilidade de todo o gerador eólico depende de sua resistência.

Por exemplo, um mastro de 10 a 15 metros de altura requer cabos de sustentação e contrapesos devidamente calculados. Caso contrário, uma forte rajada de vento poderá derrubar a estrutura.

Se a potência do gerador não exceder 1 kW, o peso da estrutura não será tão grande e as questões de resistência do mastro ficarão em segundo plano.

Resultado final

Gerador eólico caseiro - não é assim projeto complexo, como pode parecer à primeira vista. Levando em conta alto custo produtos de fábrica, você pode economizar muito fazendo produtos caseiros parque eólico e materiais bastante acessíveis. Levando em consideração os pequenos custos de criação de um moinho de vento, ele se pagará rapidamente.

Vídeo sobre o tema

Falamos sobre isso em um de nossos materiais anteriores. Hoje apresentaremos a sua atenção modelos de turbinas eólicas construídas pelos usuários do nosso portal. Também compartilharemos dicas úteis que o ajudarão a montar a instalação e evitar erros. Construir um gerador eólico com as próprias mãos é uma tarefa difícil. Nem todo praticante (mesmo experiente) consegue lidar com sua solução com precisão. No entanto, qualquer erro detectado a tempo pode ser corrigido. É para isso que o mestre precisa da cabeça e das mãos.

O artigo aborda as seguintes questões:

• De quais materiais e de acordo com quais desenhos podem ser feitas as pás dos geradores eólicos?
• Procedimento de montagem do gerador axial.
• Vale a pena converter um gerador automotivo em turbina eólica e como fazê-lo corretamente.
• Como proteger um gerador eólico de uma tempestade.
• A que altura o gerador eólico deve ser instalado?

Fabricação de lâminas

Se você ainda não tem experiência autoprodução parafusos para turbinas eólicas domésticas, recomendamos não procurar decisões difíceis, mas aproveite método simples que provaram sua eficácia na prática. Consiste em fazer lâminas de esgoto comum Tubos de PVC. Este método é simples, acessível e barato.

Michael26 Usuário FORUMHOUSE

Agora sobre as lâminas: fiz com um cano de esgoto vermelho 160 com espuma camada interna. Fiz conforme o cálculo mostrado na foto.

O cano “vermelho” não foi mencionado pelo usuário por acaso. É este material que mantém melhor a sua forma, é resistente às mudanças de temperatura e dura mais tempo (em comparação com os tubos de PVC cinzento).

Na maioria das vezes, tubos com diâmetro de 160 a 200 mm são usados ​​​​na energia eólica doméstica. É aqui que você deve começar seus experimentos.

A forma e a configuração das pás são parâmetros que dependem do diâmetro do tubo com que são feitas, do diâmetro da roda eólica, da velocidade do rotor e de outras características de projeto. Para não se preocupar com cálculos aerodinâmicos, você pode utilizá-lo, que seu autor postou em nosso portal. Isso permitirá que você determine a geometria das pás substituindo seus próprios valores (diâmetro do tubo, velocidade da hélice, etc.) na tabela de cálculo.

Michael26

Acostumei-me a serrar com um quebra-cabeças. Acontece de forma muito rápida e eficiente. Observação: certifique-se de colocar um grande curso livre da lima no quebra-cabeças para que a lima não morda ou quebre.

Projeto de gerador axial

Na hora de escolher entre gerador trifásico ou monofásico, é melhor optar pela primeira opção. Uma fonte de corrente trifásica é menos suscetível a vibrações decorrentes de cargas irregulares e permite obter potência constante na mesma velocidade do rotor.

BOB691774 Usuário FORUMHOUSE

Os geradores monofásicos não devem ser enrolados: isso foi testado e comprovado na prática há muito tempo. Somente em três fases você pode obter geradores decentes.

Os parâmetros de projeto do gerador, que discutimos em nosso material anterior, são determinados pelas necessidades atuais de eletricidade. E para que correspondam na prática à quantidade de potência gerada, o projeto do gerador axial deve atender a alguns requisitos:

1. A espessura de todos os discos (rotor e estator) deve ser igual à espessura dos ímãs.
2. A proporção ideal de bobinas e ímãs é 3:4 (para cada 3 bobinas - 4 ímãs). Para 9 bobinas - 12 ímãs (6 para cada disco do rotor), para 12 bobinas - 16 ímãs e assim por diante.
3. A distância ideal entre dois ímãs adjacentes localizados no mesmo disco é igual à largura desses ímãs.

Aumentar a distância entre dois ímãs adjacentes resultará em geração de energia desigual. Você pode reduzir essa distância, mas ainda é melhor observar os parâmetros ideais.

Alexei2011 Usuário FORUMHOUSE

É um erro fazer com que a distância entre os ímãs seja igual à metade da largura do ímã. Uma pessoa estava certa quando disse que a distância não deveria ser menor que a largura do ímã.

Se você não se aprofundar na teoria enfadonha, na prática o esquema para cobrir as bobinas de um gerador axial com ímãs permanentes deve ser assim.

A cada momento, pólos idênticos dos ímãs se sobrepõem de maneira semelhante aos enrolamentos das bobinas de uma fase específica.

Alexei2011

É assim que acontece na vida real: tudo corresponde quase 100% à imagem, apenas as bobinas diferem um pouco no formato.

Vejamos a sequência de montagem de um gerador axial usando o exemplo de um dispositivo montado pelo usuário Alexei2011.

Alexei2011

Desta vez estou fazendo um gerador axial de disco. Diâmetro do disco – 220 mm, ímãs – 50*30*10 mm. Total – 16 ímãs (8 peças em discos). As bobinas foram enroladas com fio Ø1,06 mm, 75 voltas cada. Bobinas – 12 peças.

Fabricação de estator

Como você pode ver na foto, as bobinas têm formato semelhante a uma gota d'água alongada. Isso é feito para que a direção do movimento dos ímãs seja perpendicular às seções laterais longas da bobina (é aqui que o EMF máximo é induzido).

Se forem usados ​​ímãs redondos, o diâmetro interno da bobina deve corresponder aproximadamente ao diâmetro do ímã. Se forem utilizados ímãs quadrados, a configuração das espiras da bobina deve ser construída de tal forma que os ímãs se sobreponham às seções retas das espiras. Instalar ímãs mais longos não faz muito sentido, porque os valores máximos de EMF ocorrem apenas nas seções do condutor localizadas perpendicularmente à direção do movimento campo magnético.

A fabricação do estator começa com o enrolamento das bobinas. A maneira mais fácil de enrolar bobinas é usar um modelo pré-preparado. Os modelos vêm em uma ampla variedade: desde pequenos ferramentas manuais até máquinas caseiras em miniatura.

As bobinas de cada fase individual são conectadas entre si em série: o final da primeira bobina é conectado ao início da quarta, o final da quarta ao início da sétima, etc.

Lembremos que ao conectar as fases de acordo com o circuito “estrela”, as extremidades dos enrolamentos (fases) do dispositivo são conectadas em uma unidade comum, que será o neutro do gerador. Neste caso, três fios livres (início de cada fase) são conectados a uma ponte de diodos trifásica.

Quando todas as bobinas estiverem montadas em um único circuito, você poderá preparar um molde para preencher o estator. Depois disso, mergulhamos todo o parte elétrica e preencha com resina epóxi.

Fabricação de um rotor para um eixo axial

Na maioria das vezes, os geradores axiais caseiros são feitos com base no cubo do carro e nos discos de freio compatíveis com ele (você pode usar discos de metal caseiros, como eu fiz Alexei2011). O esquema será o seguinte.

Neste caso, o diâmetro do estator é maior que o diâmetro do rotor. Isso permite que o estator seja fixado à estrutura do gerador eólico usando pinos de metal.

Alexei2011

Existem pinos para fixação do estator M6 (3 peças). Isto é apenas para teste do gerador. Posteriormente serão 6 (M8). Acho que para um gerador com tanta potência isso será suficiente.

Em alguns casos, o disco do estator é fixado a um eixo fixo do gerador. Essa abordagem permite diminuir o projeto do gerador, mas os princípios de funcionamento do dispositivo não mudam.

Os ímãs opostos devem ser direcionados um para o outro com pólos opostos: se no primeiro disco o ímã estiver voltado para o estator do gerador com seu pólo sul “S”, então o ímã oposto localizado no segundo disco deve estar voltado para o estator com seu pólo “N” . Neste caso, os ímãs localizados próximos no mesmo disco também devem ser orientados em direções diferentes.

A força do campo magnético criado pelos ímãs de neodímio é bastante forte. Portanto, a distância entre os discos do estator e o rotor do gerador deve ser ajustada por meio de uma conexão roscada de pino.

Esta é uma opção de projeto em que o diâmetro do rotor é maior que o diâmetro do estator. O estator, neste caso, é fixado ao eixo fixo do dispositivo.

Além disso, para ajustar a distância entre os discos, você pode usar buchas espaçadoras (ou arruelas), que são instaladas no eixo estacionário do gerador.

A distância entre os ímãs e o estator deve ser mínima (1...2 mm). Você pode colar ímãs nos discos do gerador com supercola comum. É melhor colar ímãs usando um modelo pré-preparado (por exemplo, feito de madeira compensada).

Aqui está o que os testes preliminares do usuário do gerador mostraram: Alexei2011 usando uma chave de fenda: a 310 rpm, foram retirados 42 volts do aparelho (conexão estrela). Uma fase produz 22 volts. A resistência calculada de uma fase é de 0,95 Ohm. Depois de conectar a bateria, a chave de fenda conseguiu girar o gerador até 170 rpm e a corrente de carga era de 3,1A.

Após longos experimentos, associados à modernização da hélice de trabalho e outras melhorias de menor escala, o gerador demonstrou seu desempenho máximo.

Alexei2011

Finalmente, o vento veio até nós e registrei a potência máxima do moinho: o vento se intensificou e as rajadas às vezes chegavam a 12 - 14 m/s. A potência máxima registrada é de 476 Watts. Com um vento de 10 m/s, o moinho produz aproximadamente 300 watts.

Usina eólica de um gerador automotivo

Uma solução popular entre as pessoas que praticam a fabricação de turbinas eólicas com as próprias mãos é refazer um gerador automotivo para necessidades alternativas. Apesar de toda a atratividade de tal ideia, deve-se notar que um gerador automotivo na forma em que é instalado no motor de um veículo é bastante problemático para uso como parte de uma usina eólica. Vamos descobrir o porquê:

1. Em primeiro lugar, o enrolamento das bobinas de um gerador automotivo padrão consiste em apenas 5...7 voltas. Portanto, para que tal gerador comece a carregar a bateria, seu rotor deve ser girado a aproximadamente 1200 rpm.
2. Em segundo lugar, a indução magnética em um gerador automotivo padrão ocorre devido à bobina de excitação, que está embutida no rotor do dispositivo. Para que tal gerador funcione sem conexão a uma fonte de energia adicional, ele deve ser equipado com ímãs permanentes (de preferência neodímio) e certos ajustes devem ser feitos no enrolamento do estator.

Michael26

Um autogerador convertido (com ímãs) tem direito à vida. Eu tenho dois desses agora. Com vento de 8 m/s e hélices de dois metros, eles fornecem honestos 300 watts cada.

Converter um gerador de carro em uma turbina eólica requer alguma habilidade. Portanto, é aconselhável iniciá-lo com experiência em rebobinamento de motores assíncronos ou geradores com estator cilíndrico padrão (ambos, se desejado, podem ser convertidos em usina alternativa). Refazer um gerador automotivo tem suas próprias nuances. Será muito mais fácil entendê-los se você entrar em contato com quem obteve certo sucesso nesta área.

Proteção contra torção do cabo

Como você sabe, o vento não tem direção constante. E se o seu gerador eólico girar em torno de seu eixo como um cata-vento, sem medidas de proteção adicionais, o cabo que vai do gerador eólico a outros elementos do sistema irá torcer rapidamente e se tornar inutilizável em poucos dias. Chamamos sua atenção para várias maneiras de se proteger de tais problemas.

Método um: conexão destacável

O método de proteção mais simples, mas totalmente impraticável, é instalar uma conexão de cabo removível. O conector permite desembaraçar manualmente um cabo torcido, desconectando o gerador eólico do sistema.

w00w00 Usuário FORUMHOUSE

Eu sei que algumas pessoas colocam algo parecido com um plugue com tomada na parte inferior. O cabo ficou torcido e eu o desconectei da tomada. Então ele desparafusou e colocou o plugue de volta. E o mastro não precisa ser abaixado e os coletores de corrente não são necessários. estou no fórum moinhos de vento caseiros leia. A julgar pelas palavras do autor, tudo funciona e o cabo não torce com muita frequência.

Método dois: usando um cabo rígido

Alguns usuários aconselham conectar cabos grossos, elásticos e rígidos (por exemplo, cabos de soldagem) ao gerador. O método, à primeira vista, não é confiável, mas tem direito à vida.

usuário343 Usuário FORUMHOUSE

Encontrei em um site: nosso método de proteção é usar um cabo de soldagem com revestimento de borracha dura. O problema dos fios torcidos no projeto de pequenas turbinas eólicas é muito superestimado, e o cabo de soldagem nº 4...#6 tem qualidades especiais: a borracha dura evita que o cabo se torça e evita que o moinho de vento gire na mesma direção.

Método três: instalação de anéis coletores

Em nossa opinião, apenas a instalação de anéis coletores especiais ajudará a proteger completamente o cabo contra torções. Este é exatamente o método de proteção que o usuário implementou no projeto de seu gerador eólico Miguel 26.

Proteção de turbinas eólicas contra tempestades

Estamos falando em proteger o aparelho de furacões e fortes rajadas de vento. Na prática, isso é implementado de duas maneiras:

1. Limitar a velocidade da roda eólica usando um freio eletromagnético.
2. Afastando o plano de rotação da hélice da influência direta do fluxo do vento.

O primeiro método é baseado em um gerador eólico. Já falamos sobre isso em um dos artigos anteriores.

O segundo método envolve a instalação de uma cauda dobrável, que permite, com força nominal do vento, direcionar a hélice na direção do fluxo do vento, e durante uma tempestade, ao contrário, mover a hélice contra o vento.

A proteção dobrando a cauda ocorre de acordo com o esquema a seguir.

1. Em tempo calmo, a cauda fica posicionada ligeiramente inclinada (para baixo e para o lado).
2. Na velocidade nominal do vento, a cauda se endireita e a hélice fica paralela ao fluxo de ar.
3. Quando a velocidade do vento excede o valor nominal (por exemplo, 10 m/s), a pressão do vento na hélice torna-se maior do que a força criada pelo peso da cauda. Neste momento a cauda começa a dobrar e a hélice se move contra o vento.
4. Quando a velocidade do vento atinge valores críticos, o plano de rotação da hélice torna-se perpendicular ao fluxo do vento.

Quando o vento enfraquece, a cauda, ​​sob seu próprio peso, retorna à sua posição original e gira a hélice na direção do vento. Para que a cauda retorne à sua posição original sem molas adicionais, é utilizado um mecanismo giratório com pino inclinado (dobradiça), que é instalado no eixo de rotação da cauda.

A área ideal da cauda é de 15% a 20% da área da roda eólica.

Apresentamos a sua atenção a opção mais comum de proteção mecânica de um gerador eólico. De uma forma ou de outra, é utilizado com sucesso na prática pelos usuários do nosso portal.

WatchCat Usuário FORUMHOUSE

Durante uma tempestade, você precisa desacelerar a hélice movendo-a contra o vento. Por exemplo, quando o vento está muito forte, meu moinho tomba com a hélice voltada para cima. Não é o melhor melhor opção, porque o retorno posição de trabalho acompanhado por um choque perceptível. Mas em dez anos o moinho de vento não quebrou.

Algumas palavras sobre a correta instalação de um gerador eólico

Ao escolher a localização e a altura do mastro ideais para a instalação de um gerador eólico, você deve se concentrar em vários fatores: a altura recomendada, a presença de obstáculos próximos à turbina eólica, bem como suas próprias observações e medições.

Para calcular a altura ideal do mastro para uma turbina eólica doméstica, é necessário adicionar mais 10 metros à altura do obstáculo mais próximo (árvore, edifício, etc.), que está localizado num raio de 100 metros do vento mastro da turbina. Desta forma você obterá a altura do ponto inferior da roda eólica.

Leão2 Usuário FORUMHOUSE

Nos EUA, por exemplo, a altura mínima recomendada do mastro para turbinas eólicas com potência de vários kW é de 15 m, mas quanto maior, melhor. Parte inferior A turbina eólica deve estar pelo menos 10 m mais alta que o obstáculo mais próximo. Claro, primeiro você precisa examinar a área e escolher a altura ideal do mastro. Isso só pode ser feito a olho nu especialista experiente. Em todos os outros casos, medições cuidadosas devem ser realizadas durante um ano (pelo menos).

No processo de instalação de geradores eólicos caseiros, a teoria muitas vezes diverge da prática, pois, em média, os mastros caseiros têm altura de 6 a 12 metros. A principal vantagem das torres (mastros) caseiras é que caso algum parâmetro não atenda às suas necessidades, o projeto, as dimensões e a altura de instalação podem ser alterados a qualquer momento.

Antes de realizar trabalhos de soldagem relacionados à reparação ou modernização da estrutura, o gerador deve ser desligado e retirado do mastro. Caso contrário, sob a influência das correntes de soldagem, os ímãs permanentes podem falhar (desmagnetizar).

A rica experiência dos usuários do FORUMHOUSE é coletada em uma das seções de nosso portal de construção. Se você está seriamente interessado em energias alternativas, recomendamos a leitura do artigo sobre (baterias). Certamente você também se interessará por um pequeno vídeo sobre as características da correta construção de um potente e funcional sistema de alimentação para uma casa de campo, que, segundo o esquema clássico, está conectado a uma subestação transformadora padrão.