Generator eolian dintr-un generator de automobil: tehnologie de asamblare și analiza greșelilor

Turbinele eoliene – o alternativă promițătoare la energia tradițională. Energia vântului, transformată în electricitate, promite să fie ieftină, ușor de obținut și cu costuri reduse. Dacă țineți cont de facturile curente la electricitate, pentu a economisi, meriță să încercați să construiți propriul generator eolian, nu-i așa?

Există exemple concrete de creare a unor instalații care produc o cantitate considerabilă de energie. Cu toate acestea, posibilitățile turbinelor eoliene depășesc încă semnificativ concurenții capabili să concureze metoda tradițională de obținere a electricității.

Am prezentat un ghid, respectând căre puteți construi un generator eolian dintr-un alternator auto cu propriile mâini. În articolul propus spre lectură, sunt analizate îm mod detaliat greșelile frecvente care se fac la proiectarea turbinelor eoliene. Pentru a fi mai clar, articolul este însoțit de materile foto și video tematice.

Despre turbinele eoliene de casă

Interesul special pentru energia eoliană se manifestă la nivelul sectorului casnic. Este de înțeles, dacă arunci o privire în treacăt la o nouă factură pentru energia consumată. De aceea, diferiți meșteri se activează, folosind toate posibilitățile de a obține electricitate la preț redus.

Una dintre aceste posibilități, destul de reală, este strâns legată de o turbină eoliană făcută dintr-un generator auto. Dispozitivul deja gata – generatorul auto – trebuie doar echipat cu palete corect realizate, pentru a putea extrage de pe bornele generatorului o anumită cantitate de energie electrică.

Adevărul este că va funcționa eficient doar în condiții de vânt.

Exemplu din practica utilizării casnice a generatoarelor eoliene. O construcție practică bine dezvoltată și destul de eficientă a turbinei. S-a instalat un rotor cu trei pale, ceea ce este rar pentru aparatele casnice.

Utilizarea practic a oricărui generator auto este acceptabilă pentru construirea unei turbine eoliene. Dar, de obicei, se încearcă alegerea unui model puternic, capabil să producă curenți mari. Aici, la vârf de popularitate sunt construcțiile generatoarelor de la camioane, autobuze mari, tractoare etc.

Pe lângă generator, pentru fabricarea turbinei eoliene vor mai fi necesare o serie de piese componente:

• rotor cu două sau trei pale;
• acumulator auto;
• cablu electric;
• stâlp, elemente de susținere, elemente de fixare.

Construcția rotorului cu două sau trei pale este considerată cea mai optimă pentru un generator eolian clasic. Dar proiectul casnic este adesea departe de clasica inginerească. De aceea, cel mai des, pentru construcția de casă se încearcă alegerea unor rotoare deja gata făcute.

Elicea de la ventilatorul unei mașini de pasageri, care va fi folosită ca rotor pentru instalația eoliană de casă. Ușurința și suprafața utilă mare pentru forța aerului permit utilizarea unor astfel de variante.

Astfel, de exemplu, poate fi elicea de la unitatea externă a unui sistem split de aer condiționat sau de la ventilatorul aceleiași mașini. Dar când există dorința de a urma tradițiile de construire a generatoarelor eoliene, va trebui să construiești elicea turbinei de la început până la sfârșit cu propriile mâini.

Înainte de a lua decizia de a asambla și instala un generator eolian, merită să evaluăm datele climatice ale terenului și să calculăm rentabilitatea. Un ajutor semnificativ în acest sens va oferi informația unui articol foarte interesant, pe care vi-l recomandăm spre consultare.

Tehnologia asamblării generatorului eolian

Ca bază optimă pentru generatorul turbinei eoliene de casă se vede modelul AT-700, preluat de la tractorul din seria DT. Adevărul este că acest generator de tractor în forma sa originală este proiectat pentru o viteză de rotație a rotorului de până la 6000 rpm. Pentru construcția turbinei eoliene de casă, acest parametru este clar excesiv.

Există două soluții:

1. Să se aplice un reductor-multiplicator care să ofere raportul de transmisie necesar.
2. Rebobinarea înfășurării existente a statorului AT-700 pentru turații mici.

În principiu, ambele variante de modernizare a dispozitivului sunt realizabile. Dar, judecând după recenziile constructorilor consacrați, varianta cu rebobinarea înfășurării statorului este mai acceptabilă. Cu atât mai mult dacă se ia în considerare greutatea generatorului AT-700, care atinge 6 kg.

Generatorul tractor AT-700. Numeroase proiecte în domeniul casnic au fost dezvoltate pe baza acestui dispozitiv, care are o putere de curent ridicată. Dar este necesară o ușoară modernizare.

Dacă dispozitivul este completat cu un reductor, greutatea modulului general se va dubla. Iar acesta este un parametru important pentru construcția turbinei eoliene. Greutatea se încearcă întotdeauna să fie redusă.

La utilizarea generatorului K 701 în construcția turbinei eoliene, va fi necesară o anumită modernizare:

Pasul 1. Elicea turbinei eoliene

Materialul pentru fabricarea palelor elicei este o țeavă de aluminiu turnat (d = 200 mm) cu lungimea de 0,7 – 1,0 m. Inițial, aceasta este tăiată longitudinal în patru segmente, iar apoi din două sau trei dintre părțile obținute se decupează palele cu forma necesară.

Deoarece aluminiul este un material ușor de prelucrat, decuparea formei necesare a palei dintr-o bucată de țeavă nu este o problemă. Principalul lucru este să calculați și să desenați corect șablonul.

Palele fabricate ale viitoarei elice trebuie cumva fixate și montate pe arborele generatorului. Această lucrare este mai complexă, necesită un echilibru precis și mai ales la realizarea unei construcții cu trei pale. Există o mulțime de variante de fabricare a discului elicei. Una dintre ele – crearea acestei piese din plăci de aluminiu.

Va fi necesar să se calculeze diametrul discului elicei ținând cont de lungimea de un metru a palelor. Pentru o anvergură a aripii de 2 metri, diametrul de calcul al discului poate fi de 150-200 mm. Pe baza diametrului calculat, se decupează din tablă de aluminiu numărul necesar de plăci rotunde (6-7 buc.)

Exemplu de fabricare a elicei unui generator eolian dintr-o țeavă de aluminiu de 200 mm, utilizată pe câmpurile agricole pentru irigarea culturilor. Rezultă o construcție ușoară și eficientă

Plăcile rotunde decupate se suprapun, se aliniază pe margini și se fixează. Pentru fixare, cel mai bine este să se utilizeze un adeziv epoxidic de calitate. Dar nu sunt excluse nici alte metode de prindere.

Pe discul finit lipit, este necesar să se marcheze și să se găurească în punctul central un orificiu pentru fixarea pe arborele generatorului. Orificiul se prelucrează cu un canal de pană, corespunzător dimensiunii penei montate pe arborele rotorului generatorului.

Discul elicei preparat în acest mod se marchează pentru fixarea palelor. De-a lungul liniilor marcate se găuresc orificii pentru șuruburile de fixare a consolelor. Aceste piese se fac de asemenea din aluminiu, alegându-se grosimea suficientă pentru a compensa eforturile transmise.

Rămâne să se aplice palele fabricate anterior pe disc în punctele de îmbinare marcate, să se echilibreze pe o suprafață plană și să se fixeze cu șuruburi.

Pasul 2. Fabricarea unui catarg dintr-o țeavă

Generatorul de tractor AT-700, echipat cu o elice de casă, reprezintă deja o turbină eoliană reală. Pentru a obține efectul maxim al construcției, este de dorit să se ridice la 5-7 metri și, de asemenea, să se asigure o mișcare circulară de 360°.

De aceea, girueta eoliană se montează pe un catarg, care este cel mai simplu de fabricat pe baza unei țevi metalice.

Catargul instalat, realizat dintr-o țeavă metalică cu diametrul de 50 mm, cu generatorul eolian în vârf. Pentru asigurarea stabilității catargului se utilizează cabluri de întindere din sârmă metalică

Catargul cu o înălțime de 5-7 metri, echipat cu un generator eolian în vârf, va suporta sarcini semnificative. Prin urmare, diametrul țevii metalice trebuie să fie suficient de mare – cel puțin 50 mm în diametrul exterior.

Fixarea catargului se realizează cu ajutorul a patru cabluri de întindere, fixate în partea superioară mai aproape de turbina eoliană și întinse în contrabalans unele față de altele.

Sub tăietura superioară a țevii-catarg, în zona interioară, se presează o pereche de rulmenți potriviți sau se fixează într-un alt mod. Acesta va fi un bloc de sprijin rotativ, în care se va monta girueta cu generator și elice. Rămâne să se facă girueta propriu-zisă și să se instaleze pe ea tot echipamentul necesar.

Pasul 3. Cum să realizați o giruetă din aluminiu

Construcția giruetei, la un capăt al căreia se află locul pentru generatorul auto cu elice, iar la celălalt – locul pentru codița, se recomandă a fi realizată dintr-un material ușor și rezistent.

De exemplu, o țeavă de aluminiu cu profil dreptunghiular s-ar potrivi perfect pentru bază. Pentru fixarea generatorului de țeava profilată, este mai convenabil să folosiți cleme din bandă metalică moale (de preferință din oțel inoxidabil).

Exemplu de fixare posibilă a carcasei generatorului pe țeava profilată a giruetei. Aici se utilizează un cadru metalic cu suporturi față și spate pentru o conexiune cu șuruburi.

Coada giruetei poate fi construită din aceeași foaie de aluminiu și fixată de țeava profilată cu ajutorul unor colțare. În punctul centrului de greutate, pe țeava profilată, trebuie să se întărească un știft metalic din oțel inoxidabil.

Această piesă – sub formă de șurub lung (250-300 mm), cu diametrul de aproximativ 30 mm (se calculează), trece transversal prin corpul țevii profilate de aluminiu și se fixează de jos cu o piuliță. Deasupra piuliței se pune o contrapiuliță.

Diametrul filetului șurubului trebuie să fie puțin mai mic decât diametrul interior al inelelor rulmenților, presate în țeava-mast. În centrul șurubului, pe axa acestuia, se găurește un orificiu de 7-10 mm. Prin acest orificiu va trece cablul electric de la generator și va coborî prin țeavă până la locul de conectare.

Pasul 4. Instalarea și conectarea generatorului eolian

După toate pregătirile descrise (obligatoriu în condiții de vreme fără vânt), se trece la instalare:

1. Pe baza giruetei se fixează cu cleme generatorul de tractor.
2. Se ridică mastul de la sol cu 1,5 – 2 metri și se instalează girueta cu șurubul de sprijin pe rulmenți.
3. În același timp, se trece cablul de la generator prin corpul șurubului și mai departe în interiorul țevii până la punctul inferior de ieșire.
4. De asemenea, puțin mai jos de baza giruetei, se instalează rigid un limitator care permite giruetei să se rotească la 360° într-o parte sau alta, dar nu mai mult.
5. Se ridică mastul definitiv și se întărește cu cabluri de ancorare.
6. Se conectează capetele cablului la dispozitivul receptor (de obicei prin controler la bateria acumulatorului).

Cu aceasta, construcția generatorului eolian poate fi considerată finalizată. Cu toate acestea, mai există o mulțime de detalii separate ale procesului cu care va trebui să vă confruntați în perioada de utilizare a dispozitivului.

Schema structurală a unei instalații eoliene complete: 1 – turbină eoliană, 2 – convertor de încărcare a acumulatorului; 3 – acumulator auto; 4 – invertor 24/220; 5,6 – ieșiri de tensiune 220V și 24V

Aceste piese sunt deja legate de automatizarea care reglează acumularea și distribuția energiei. Dispozitive precum controlerul de încărcare, invertorul de curent și altele, sunt componente obligatorii ale generatoarelor eoliene.

Exemplu foto de asamblare a turbinei eoliene pas cu pas

Să analizăm un exemplu de construcție a unei turbine eoliene de 24 V, asamblată pe baza unui generator auto. Dispozitivul de casă începe să funcționeze stabil la o viteză a vântului de 5 m/s. Pe vreme moderat vântoasă, cu rafale de la 15 m/s, instalația furnizează de la 8 la 11 A, în zilele cu vânturi puternice randamentul crește. Puterea nu depășește 300 W.

Practic, toată munca este finalizată, rămâne să conectați componentele disparate ale instalației utile în gospodărie:

Instalația construită cu propriile mâini dezvoltă 24 V, poate fi utilizată pentru încărcarea bateriilor echipamentelor mobile și pentru furnizarea de energie în liniile de iluminat cu corpuri de iluminat economice.

Analiza greșelilor de proiectare

Asamblarea unui generator eolian în condiții casnice cu propriile mâini – o treabă, desigur, nu fără greșeli. Chiar și în construcțiile generatoarelor eoliene industriale, inginerii fac greșeli. Dar din greșeli se învață, ceea ce confirmă construcțiile casnice bine reușite.

Deci, printre greșelile la construcția generatoarelor eoliene casnice apare adesea un detaliu precum absența modulului de frânare în construcția generatorului. Execuția standard a acestor dispozitive (auto sau tractor) nu prevede un astfel de detaliu. Așadar, generatorul trebuie modificat.

Totuși, nu orice «constructor» dorește să se ocupe de această treabă delicată. Mulți ignoră acest detaliu, bazându-se pe «poate merge așa». Drept rezultat – la vânt puternic, elicea se învârte până la viteze incredibil de mari. Lagărele generatorului nu rezistă, distrug locurile de fixare ale capacelor de aluminiu. Are loc griparea rotorului.

Generator eolian distrus din cauza deficiențelor de construcție. Erorile de proiectare și montare a unor astfel de construcții duc la consecințe grave.

La aceeași temă se referă o deficiență legată de lipsa limitatorului de rotație al giruetei. Adesea, această componentă este pur și simplu uitată a fi instalată și este amintită doar atunci când curenții de vânt încep să învârtă «cocoșul» în jurul axei sale, ca un titirez în emisiunea «Ce? Unde? Când?». Rezultatul este lamentabil.

Prejudiciul minim – răsucirea și ruperea cablului electric, iar în cazuri grave – distrugerea întregii construcții.

O altă eroare notabilă de asamblare – calcularea incorectă a punctului de centru de greutate la baza giruetei. În acest caz, dispozitivul poate funcționa normal o perioadă. Însă, în timp, apare o deformare la ansamblul lagărelor, libertatea de rotație este limitată, iar eficiența construcției în cedarea energiei scade brusc.

Despre cum să calculați corect generatorul eolian, veți afla din articolul propus de noi.

Adesea, cu curentul obținut de la generator, se încearcă alimentarea directă a bateriei acumulatoare. Foarte curând încep să se întrebe – de ce acumulatorul nu menține încărcarea sau descoperă perforarea a 2-3 celule.

Aceasta este o eroare banală și naturală, deoarece, în orice caz, încărcarea acumulatorului trebuie să aibă loc în condiții de curenți și tensiuni determinate. Aici este necesar un control al acestui proces.

Meșterilor de acasă interesați de subiectul asamblării generatorului eolian, le propunem să se familiarizeze cu încă o variantă originală. În articolul propus este descrisă fabricarea unei instalații generatoare din piese de deșeuri ale mașinii de spălat.

Concluzii și material video util pe această temă

Chiar și o simplă șurubelniță electrică poate deveni o turbină eoliană, dacă se cunosc bazele de funcționare ale generatorului eolian.

Interesul pentru generatoarele eoliene nu scade. Dimpotrivă, această variantă de obținere a energiei electrice este tot mai des luată în considerare de proprietarii de proprietăți imobiliare din afara orașului.

Evident, dacă se combină mai multe tipuri de energie – eoliană, solară, hidroturbine sau centrale nucleare, o astfel de combinare poate da un efect economic. În același timp, riscurile utilizatorului de a rămâne fără electricitate sunt reduse la zero.

Doriți să povestiți cum ați asamblat personal o turbină eoliană pentru a furniza electricitate casei de la țară? Doriți să împărtășiți informații utile ne menționate în articol? Vă rugăm, scrieți comentarii în blocul de mai jos, împărtășiți impresiile, nuanțele tehnice cunoscute doar de dumneavoastră și fotografii pe tema articolului.