Trong khi các kỹ sư và nhà công nghệ của các tập đoàn lớn đang phát triển các dự án sử dụng các nguồn năng lượng thay thế trong công nghiệp, các thợ thủ công đang tìm cách sử dụng nó trong gia đình. Hơn nữa, việc chuyển đổi sang các máy phát năng lượng không đạt tiêu chuẩn được xác định không chỉ bởi mong muốn tiết kiệm điện. Tại các khu định cư biệt thự và nhà nhỏ, việc cung cấp điện bị gián đoạn không phải là hiếm, và ở một số vùng hoàn toàn không có mạng lưới cung cấp trung tâm. Đối với chủ sở hữu các khu tư nhân ở xa và những người chỉ muốn cung cấp cho hộ gia đình mình một nguồn năng lượng độc lập, ý tưởng sản xuất máy phát điện gió tự chế trong nhà được đề xuất.
Thiết kế chính của cối xay gió
Tại nhà, việc chế tạo một máy phát điện chạy bằng năng lượng gió rất dễ dàng. Chỉ cần lấy bộ phận làm việc của cánh quạt hoặc nhóm cánh quạt, kết nối nó với động cơ bằng bộ chuyển đổi điện và suy nghĩ về hệ thống lưu trữ năng lượng. Sau đó, nó vẫn chỉ là tổ chức các điều kiện kỹ thuật cho tác phẩm được tạo racơ sở hạ tầng. Vấn đề là đối với khối lượng sản xuất nhiều hơn hoặc ít hơn đáng kể, thiết kế nên bao gồm các hạng mục công việc quy mô đầy đủ. Trước hết, trục bánh xe, hướng của nó và vật liệu lắp ráp được tính toán. Ví dụ, tuabin gió thẳng đứng tự chế tại nhà được làm từ các tấm kim loại được xử lý theo cách đặc biệt trên máy công cụ hoặc dụng cụ cầm tay. Hình dạng của lưỡi dao không chính xác có thể dẫn đến mất lực đẩy do sự đảo ngược của dòng chảy. Thiết kế này sẽ chống lại các luồng gió.
Đổi lại, việc lắp đặt theo chiều ngang không đòi hỏi quá nhiều về sự sắp xếp của các cơ quan chức năng. Họ cũng sẽ cần những lưỡi có cấu hình nhất định, nhưng với hình dạng đơn giản hơn.
Ngoài phần cơ khí làm việc, thiết kế của cối xay gió bao gồm động cơ đã được đề cập. Nó sẽ phải cung cấp sự chuyển hóa và tích lũy năng lượng. Theo quy định, máy phát điện gió tự chế cho gia đình được làm từ động cơ từ các thiết bị gia dụng, nhưng có thể có các tùy chọn khác. Đặc biệt chú ý đến cấu trúc hỗ trợ. Nó sẽ được tạo thành bởi một khung làm bằng kim loại lớn, một vỏ bảo vệ, một đế khung để gắn các thiết bị phụ, giá đỡ và các thành phần khác.
Thông số kỹ thuật
Nếu không có tính toán sơ bộ về công suất, việc bắt đầu phát triển thêm một máy phát điện gió là vô nghĩa. Cách cài đặt được sử dụng cuối cùng phụ thuộc vào lượng năng lượng được chuyển đổi. Và một lần nữa, hiệu suấtthiết kế được xác định bởi kích thước của cơ thể làm việc và cấu hình của thiết kế kỹ thuật của nó. Các thông số trung bình của tuabin gió tự chế có thể được biểu diễn như sau:
- Đường kính cánh quạt 200cm
- Số đoạn chèo - 6.
- Điện áp cho máy phát là 24W.
- Hiện tại - khoảng 250 A.
- Công suất máy phát - dải từ 0,2 đến 3 kW.
- Tốc độ gió lên đến 12 m / s.
- Dung lượng pin - 500 Ah
Lắp ráp bánh xe
Như đã lưu ý, trong việc xây dựng một cấu trúc phức tạp của cối xay gió thẳng đứng, người ta không thể thiếu một tấm kim loại. Có thể sử dụng nhôm anodized, nhưng các đoạn thép tốt hơn về đặc tính độ bền, mặc dù chúng sẽ yêu cầu gia công. Trong mọi trường hợp, chỉ có kim loại cứng mới có thể lắp ráp các cánh quạt đáng tin cậy để chế tạo máy phát điện gió sản xuất tại nhà theo phương thẳng đứng. Bạn cũng có thể tự tay làm một bánh xe gió cho cấu trúc nằm ngang bằng cách sử dụng các phôi polyvinyl clorua (PVC). Nhựa dẻo hơn trong quá trình chế biến, không nhạy cảm với ảnh hưởng của môi trường và ánh sáng. Nhược điểm của nó nằm ở tính linh hoạt cơ học, vì vậy ban đầu bạn nên tập trung vào các hợp kim PVC cứng.
Khoảng trống phù hợp về cấu trúc có thể được tìm thấy trong các đường ống áp lực hoặc các đoạn máng xối. Trong trường hợp bằng nhựa, đáng chú trọng là độ dày thành 5 mm, chiều dài khoảng 100 cm và đường kính lên đến 15 cm, để tạo thành một phân đoạn, nên sử dụngmột mẫu làm sẵn, vẽ các đường viền từ đó và tạo hình cắt bằng cách sử dụng ghép hình hoặc cưa kim loại. Cân bằng các cánh tự chế cho tuabin gió được thực hiện bằng cách mài và mài mịn các bề mặt. Tất cả các góc và cạnh đều được bo tròn cẩn thận thành một hình dạng duy nhất.
Tiếp theo, 6 phần tử có cánh nên được lắp đặt trên đế của bánh xe gió, sau đó máy phát điện sẽ được tích hợp vào đó. Việc buộc được thực hiện thông qua một ống bọc kim loại có đường kính 20 cm và dày 1 cm. Bằng phương pháp hàn tinh vi biến tần, các dải thép dài 30 cm và rộng 1,2 cm phải được hàn vào ống bọc. Phải có lỗ trong chúng để sửa các lưỡi dao.
Máy phát động cơ xe đạp
Vấn đề chọn nhà máy phát điện có lẽ là quan trọng nhất, vì vậy một số phương án sẽ được xem xét. Đơn vị thiết thực và thuận tiện nhất từ quan điểm lắp đặt là động cơ xe đạp điện, có thể được mua với giá trung bình 7-10 nghìn rúp. Nó sẽ là một mô hình có đặc tính điện áp lên đến 250 V và tốc độ quay khoảng 200 vòng / phút. Tiếp theo, khớp nối bánh xe gió và máy phát điện tự chế được kết nối. Máy tạo gió có thể cố định vào thân bằng bu lông, chọn lỗ để buộc chặt các nan. Kết quả là một thiết bị nhỏ gọn, tương đối nhẹ, nhưng không phải là cách lắp đặt hiệu quả nhất để tạo ra điện. Do đó, cần xem xét các lựa chọn thay thế mạnh mẽ hơn.
Thiết kế với máy phát điện trên ô tô
Xét về tổng thể các chất lượng làm việc, việc lắp đặt như vậy sẽbộ công suất tối ưu, và nếu có thể, nên sử dụng bộ khởi động máy kéo và hàng hóa. Khó khăn chính sẽ nằm ở việc quấn thiết bị bằng nam châm neodymium. Chúng nên được dán vào các đĩa rôto. Phù hợp tối ưu các phần tử từ tính có định dạng 25x8 mm với số lượng 20 chiếc. Trong trường hợp này, các cực phải được xen kẽ chặt chẽ, nếu không bộ khởi động sẽ vô dụng trong thiết kế.
Cũng nên bỏ nam châm tròn để chuyển sang nam châm hình chữ nhật. Thực tế là một máy phát điện gió sản xuất tại nhà từ máy phát điện trên ô tô sẽ phải phân bổ đều sóng điện từ, và các phần tử hình tròn sẽ không thể hỗ trợ chức năng này ở mức độ phù hợp. Dọc theo các đường viền bên ngoài và bên trong của vị trí các nam châm, các đường của các mặt cũng được tổ chức. Chúng có thể được làm bằng plasticine cố định bằng keo epoxy. Tuy nhiên, để có độ tin cậy cao hơn, nên lấp đầy toàn bộ bộ khởi động bằng nhựa làm se.
Ứng dụng động cơ không đồng bộ
Để thuận tiện khi thực hiện công việc lắp đặt, bạn có thể lấy một nhà máy điện không đồng bộ và sau khi thay đổi đơn giản, kết hợp nó với bộ phận làm việc cơ học của cối xay gió. Phần chính của quá trình tinh chỉnh sẽ được liên kết với rãnh của rôto trên máy tiện. Việc hoàn thiện được thực hiện tùy theo độ dày của các phần tử từ tính. Vấn đề xử lý là do thiết kế của động cơ không đồng bộ không cung cấp các ống bọc đặc biệt để chèn nam châm, vì vậy các rãnh được khoét độc lập.
Như với sự lựa chọn của điện từ hình chữ nhậtcác yếu tố, sự hình thành của chèn trong vỏ được thực hiện cho hướng chính xác của trường đối với bộ khởi động. Sau khi hoàn thiện kỹ thuật và đưa vào thiết bị làm việc, có thể lấp đầy cấu trúc bằng nhựa epoxy. Đầu ra phải là máy phát điện gió tự chế từ 2 kW trở lên - hiệu suất sẽ phụ thuộc vào công suất định mức và định dạng nam châm được sử dụng. Nhân tiện, đừng sợ rằng lĩnh vực xử lý với thành phần kết dính sẽ giảm điện áp một chút. Nó không có tầm quan trọng cơ bản đối với hiệu suất của cối xay gió, nhưng nó có thể nâng cao sức mạnh hiện tại.
Sử dụng Máy tạo Từ tính Tự chế
Để bảo dưỡng ắc quy nhỏ, bạn có thể giới hạn việc lắp đặt bộ khởi động do chính bạn sản xuất. Nó sẽ có nhiều nhược điểm so với các thiết bị nhà máy, nhưng đối với người tiêu dùng công suất thấp, một hệ thống như vậy là đủ. Bước quan trọng nhất trong sản xuất là tính toán chính xác số vòng của cuộn dây. Số lượng của chúng trong máy phát điện gió tự chế với nam châm sẽ phụ thuộc vào số lượng cuộn dây. Trung bình, tổng công suất được cung cấp bởi 1000-1200 vòng / phút.
Nếu bạn sử dụng dây lớn hơn để quấn, thì điện trở sẽ giảm và cường độ dòng điện, ngược lại, sẽ tăng lên. Nhưng trong mọi trường hợp, bạn sẽ cần một chiếc máy để tạo ra các cuộn dây có dây quấn. Quá trình này diễn ra thường xuyên và lâu dài nên cơ giới hóa là không thể thiếu. Bộ phận quấn có thể được làm thủ công trên cơ sở bàn làm việc. Nó là đủ để tổ chức một thiết bị quay trên một thanh kim loại và đưa đến nócuộn dây bằng dây đồng. Bản thân cuộn dây sẽ tròn. Quan trọng hơn là câu hỏi về chiều dài của nó, vì một thiết kế dài sẽ cung cấp các vòng quay thẳng hơn với mức tiêu thụ đồng lớn trong lĩnh vực này. Ban đầu có thể đánh dấu các khu vực riêng biệt để phân bố chính xác cuộn dây trên khu vực trên giấy, sau đó có thể sử dụng các rào cản bằng chất dẻo tương tự trên cuộn dây trống.
Để tăng độ bền của máy tạo gió tự chế bằng tay của bạn, bạn nên phủ sợi thủy tinh dưới đáy khuôn. Để ngăn không dính vào bề mặt, bạn nên xử lý mặt sau bằng sáp hoặc dầu hỏa. Trong hệ thống khởi động, nhóm cuộn dây được lắp ráp mà không có các tiếp điểm trực tiếp. Mỗi phần tử phải được cố định chắc chắn và các đầu của các pha được đưa ra ngoài bằng cách điện nhiều lớp. Một số dây có thể được kết hợp thành một hình dạng - một ngôi sao hoặc một hình tam giác.
Cài đặt máy phát điện trên khung
Bộ nguồn được lắp ráp phải được thiết kế cho một số tải điện nhất định, nhưng đừng quên tác động cơ học của bên thứ ba. Để kết cấu chịu được áp suất động và tĩnh, trục máy phát điện phải được cố định chắc chắn trong khung. Để làm điều này, hãy sử dụng khung kim loại phù hợp với máy phát điện gió tự chế về hình dạng và kích thước. Trong trường hợp nghiêm trọng, vật liệu giảm chấn có thể được sử dụng để kẹp thiết bị vào vỏ. Khung quá nặng cũng là điều không mong muốn. Lựa chọn tốt nhất là khung nhôm dày 1-2 cm.
Chống gió cao
BỞ chế độ bình thường, cối xay gió hoạt động và tạo ra dòng điện ổn định với tốc độ gió khoảng 10 m / s. Vượt quá chỉ số này sẽ có hại cho cả kết cấu đỡ và việc nhồi điện của thiết bị. Do đó, việc lắp đặt được bảo vệ bởi một hệ thống cánh gạt bên. Ví dụ, các tuabin gió thẳng đứng tự chế được bảo vệ khỏi bão bằng cách sử dụng các tấm cung cấp lực lò xo. Trong thiết kế này, máy phát điện sẽ hoạt động theo hướng dòng chảy có đuôi, tức là, chức năng của hệ thống được giới hạn ở phần cơ học, nhưng không có tải quá mức từ các dòng không khí.
Cột tuabin gió
Thành phần chịu lực trung tâm và chính của công trình, phụ thuộc vào độ tin cậy cơ học của toàn bộ khu phức hợp. Các góc định hình, đường ống và cực có thể được sử dụng làm thanh này. Ống kim loại có đường kính 10 cm thiết thực hơn và dễ lắp đặt hơn. Về chiều dài, cần lưu ý rằng vị trí tối ưu của máy phát điện trên mặt đất là 4-5 m. Các nhà máy công nghiệp cũng được lắp đặt tại chiều cao lớn hơn, nhưng để lắp đặt đáng tin cậy với các thông số như vậy, cần phải có thêm thiết bị. Trong trường hợp này, theo nguyên lý cọc vít, có thể lắp đặt máy phát điện gió tự chế trên đường ống có độ sâu từ 1-1,5 m xuống đất, khi chọn điểm vị trí phải tính đến. không được giao thoa cùng mức trong bán kính 30 m. Trong trường hợp cực đoan, bạn sẽ phải nâng kết cấu làm việc lên cao hơn 1 m so với rào chắn.
Bạn cũng có thể tính toán trước các thiết bị đi xuống và đi lên. Bạn vẫn không thể làm được nếu không bảo trì và giá đỡ của một chiếc thang thông thường không phải là giải pháp đáng tin cậy nhất. Ngoài ra, các nhà thiết kế khuyên bạn nên lắp đặt dây an toàn với các vết lõm 5 m dọc theo chiều cao của cột buồm. Chúng được neo vào mặt đất bằng các mỏ neo trong bán kính bằng một nửa chiều cao của cột.
Kết
Tổ máy phát điện chạy bằng nguồn năng lượng tự nhiên vẫn chưa được sử dụng rộng rãi do chi phí thiết bị cơ bản cao và chi phí bảo dưỡng đáng kể. Trong trường hợp này, đắt nhất có thể là máy phát điện gió tự chế từ động cơ không đồng bộ, loại máy này sẽ yêu cầu cơ sở công suất mạnh và hỗ trợ kỹ thuật thường xuyên. Mặt khác, nó cũng có năng suất cao nhất (hiệu suất khoảng 80%), do đó sẽ có khả năng thu hồi chi phí lắp đặt và các nguyên vật liệu liên quan. Bao nhiêu năng lượng là đủ từ một pin nối với một máy phát điện như vậy? Như thực tế cho thấy, ngưỡng năng lượng tối thiểu của hệ thống có công suất hoàn vốn là 2-3 kW cho phép bạn đáp ứng nhu cầu của hệ thống khí hậu, nhóm thiết bị chiếu sáng, thiết bị điện lạnh, v.v.
