Vėjo malūnui elektros energijai gaminti nereikia kuro ar saulės energijos. Ši savybė verčia daugelį galvoti, kaip savo rankomis pasistatyti vėjo turbiną, nes gatavos įrangos pirkimas ir montavimas yra brangus.
Turinys
Vėjo generatoriaus veikimo principas ir tipai
Vėjo malūną galite pasidaryti patys tik supratę jo įrenginį. Šio įrenginio prototipas – senas vėjo malūnas. Oro srautams spaudžiant jo sparnus, pajudėjo velenas, kuris sukimo momentą perdavė malūno įrangai.
Vėjo turbinose, skirtose elektros energijai gaminti, taikomas tas pats vėjo energijos naudojimo rotoriui sukti principas:
- Menčių judėjimas, veikiamas vėjo, priverčia suktis įvesties veleną su pavarų dėže. Sukimo momentas perduodamas antriniam generatoriaus velenui (rotoriui), kuriame yra 12 magnetų.Dėl jo sukimosi statoriaus žiede atsiranda kintamoji srovė.
- Tokia elektra negali įkrauti baterijų be specialaus įrenginio – valdiklio (lygintuvo). Įrenginys kintamąją srovę paverčia nuolatine srove, todėl ją galima laikyti taip, kad buitinė technika galėtų veikti be trikdžių. Valdiklis atlieka ir kitą funkciją: laiku nustoja krauti bateriją, o vėjo malūno generuojamas energijos perteklius perduodamas daug jos sunaudojantiems agregatams (pavyzdžiui, į šildymo elementus namui šildyti)
- Norint tiekti 220 V įtampą, srovė iš akumuliatorių tiekiama į keitiklį, o tada ji patenka į elektros energijos suvartojimo taškus.
Siekiant užtikrinti, kad mentės visada būtų geriausioje padėtyje, kad galėtų sąveikauti su vėju, ant sparnuotės įtaisų sumontuota uodega, leidžianti pasukti sraigtą link vėjo. Gamykliniai vėjo malūnų modeliai turi stabdžių įtaisus arba papildomas grandines, skirtas užlenkti uodegą arba nuimti ašmenis nuo vėjo pučiant nepalankiu oru.
Yra keletas vėjo turbinų tipų, klasifikuojant jas pagal menčių skaičių ir medžiagą arba sraigto žingsnį. Tačiau pagrindinis padalijimas vyksta pagal ašies arba įvesties veleno vietą:
- Horizontalus tipas reiškia, kad velenas yra lygiagrečiai žemei. Tokie generatoriai vadinami mentiniais generatoriais.
- Vertikaliuose vėjo malūnuose ašis yra statmena horizontui, o plokštumos yra aplink ją. Vertikalūs generatoriai gali būti vadinami ortogoniniais arba karuseline.
Nepriklausomai nuo sukimosi ašies vietos, įrenginio veikimo principas išlieka tas pats.
Vėjo malūnų modeliai gali turėti sraigtą arba vėjo ratą iš 2, 3 ar kelių menčių.Manoma, kad kelių menčių įrenginiai gali generuoti srovę esant nedideliam vėjui, o sraigtams su 2-3 sparnais reikia didesnio oro srauto. Renkantis modelį, būtina atsižvelgti į svarbią taisyklę, kad kiekviena mentė sukuria pasipriešinimą vėjo srautui ir sumažina sukimosi greitį, todėl kelių ašmenų ratą sukti iki darbinio greičio yra gana sunku.
Tarp vėjo malūnų veislių yra burinių ir standžių. Šie pavadinimai nurodo medžiagą, iš kurios pagaminti sparnai. Savarankiškai sumontuojant burės tipas bus paprastesnis ir ekonomiškesnis, tačiau iš plastikinės medžiagos (medžiagos, plėvelių ir kt.) ašmenys nėra patvarūs ir atsparūs dilimui.
Vertikalus variantas
Vertikalaus tipo vėjo generatorių pagaminti lengviau nei horizontalų. Konstrukcijai nereikia mentės įtaiso, jis yra žemame aukštyje (iki 2 m). Atsiliepimai apie tuos, kurie naudoja vertikalias vėjo turbinas (vėjo jėgainę), rodo nedidelį triukšmą sukimosi metu ir agregatų darbo mazgų priežiūros paprastumą. Generatorius yra konstrukcijos apačioje, o techninę priežiūrą galima atlikti nedirbant aukštyje arba nenuleidžiant stiebo ant žemės.
Viršutiniame ašies gale yra sumontuotas guolis, kuris kartu veikia kaip stiebas. Ši dalis praktiškai nereikalauja priežiūros ir gali tarnauti keletą metų be remonto.
Skirtingai nuo menčių vėjo malūno, vertikalioms vėjo turbinoms nereikia montuoti aukšto stiebo. Jie veikia nepriklausomai nuo vėjo krypties, o tai supaprastina judančios dalies dizainą.Kompaktiškos vėjo turbinos mentėms galite naudoti didelio skersmens PVC vamzdį (pavyzdžiui, kanalizacijos vamzdį), o galingesnei vėjo jėgainei tinka plonas cinkuotas plienas. Šios medžiagos yra prieinamos bet kuriam namų meistrui ir yra palyginti pigios.
Vėjo rato dizainą galima pasirinkti nepriklausomai iš daugybės galimų variantų:
- Dornier dizainas su 2 plokščiais ašmenimis;
- Savonius sistema su 4 pusiau cilindriniais sparnais;
- stačiakampis kelių menčių vėjo malūnas su 2 plokštumų eilėmis;
- spiralinės vėjo turbinos su lenktais mentės profiliais.
Visuose vertikaliuose vėjo malūnuose naudojamas Savonius agregato principas. Namuose peiliai gali būti pagaminti iš plieninių arba plastikinių statinių, perpjautų per pusę išilgai. Konstrukcijos ypatybė yra ta, kad įrenginio efektyvumas pasiekia maksimalų, kai ašmenų greitis yra 2 kartus mažesnis nei vėjo greitis. Todėl vertikalios vėjo turbinos greičio didinti nereikėtų.
Horizontalūs modeliai
Skirtingai nuo vertikalių generatorių, namuose pagamintos vėjo turbinos su sraigtu turi didesnį efektyvumą, kai padidėja menčių greitis. Tačiau daugybė ir siaurų varžto elementų neprisideda prie geresnio darbo: esant stipriam vėjo slėgiui, jie neturi laiko sukti veleno dėl oro pagalvės, susidariusios prieš varžtą.
„Pasidaryk pats“ kelių menčių vėjo turbinas namams geriausia pasidaryti ten, kur pučia ne per stiprus vėjas. Jei vėjo jėga regione dažnai viršija 10-15 m per sekundę, prasminga statyti vėjo malūną su 2-3 mentėmis. Abu tipai gali pradėti dirbti maždaug 2-3 m per sekundę oro srauto greičiu.
Horizontaliam modeliui reikia įrengti aukštą stiebą (6-12 m).Kad techninės priežiūros metu būtų išvengta darbų dideliame aukštyje, stiebo apačioje meistrai montuoja paprasčiausią sulankstymo mechanizmą – ašį. Kad konstrukcija būtų stabili esant stipriai vėjo apkrovai, reikalingos trosinės laikikliai, kad stovas būtų laikomas vertikalioje padėtyje.
Galva su generatoriumi ir oro sraigtu turi būti sumontuota ant guolio ir su mentele, kad sraigtas visada užimtų palankią padėtį vėjo atžvilgiu. Srovę nešantys kabeliai turi būti išdėstyti taip, kad nesisuktų, kai galvelė sukasi, netrukdytų ir nenutrūktų. Todėl jie atliekami vamzdinio stiebo viduje.
Kaip pasidaryti 220V vėjo generatorių?
Vėjo turbinos kūrimo darbas turėtų prasidėti nustatant reikiamą įrenginio galią:
- norint apšviesti keletą patalpų, pakanka turėti mažesnės nei 1 kW galios generatorių; jis tieks maitinimą kaitrinėms arba energiją taupančioms lempoms, be to, į tinklą bus galima įjungti nešiojamąjį kompiuterį ar televizorių;
- namų gamybos 5 kW galios vėjo generatorius aprūpins elektra buitinius prietaisus (šaldytuvą, skalbimo mašiną, viryklę ir kt.);
- norint visiškai perkelti namą į autonominį elektros tiekimą, jums reikia galingo generatoriaus, kurio galia didesnė nei 20 kW.
Generatorių galite pasigaminti patys arba pritaikyti atitinkamą agregatą, išimtą iš seno automobilio. Tokiu būdu galima užtikrinti iki 2-3 kW srovės gamybą. Norint pagaminti galingesnį 220 V „pasidaryk pats“ vėjo generatorių, reikės tiksliai apskaičiuoti vielos ritių ir apsisukimų skaičių, rotoriaus magnetų dydį ir skaičių bei menčių sparnų parametrus.
Paprastas dizainas
Paprasčiausiam dizainui, kurio galia yra apie 1–1,5 kW, jums reikės:
- automobilio generatorius (12 V);
- rūgšties akumuliatorius (12 V);
- perjungimo mygtukas (12 V);
- srovės keitiklis 700-1500 V ir 12-220 V;
- metalas didelės talpos;
- varžtai, poveržlės, veržlės;
- spaustukai generatoriaus tvirtinimui (2 vnt.).
Automobilio generatoriaus skriemulyje reikia padaryti simetriškas skylutes varžtams. Padalinkite konteinerio perimetrą į 4 lygias dalis. Pjovimo peiliukai:
- konteinerio šone pažymėkite stačiakampius pagal apskritimo padalijimo žymes;
- rasti kiekvieno elemento vertikalų vidurį;
- konteinerio viršų ir apačią pažymėkite tvirtais 3-5 cm pločio apvadais;
- nupjaukite metalą tarp atskirų stačiakampių iki ratlankių linijos;
- padarykite pjūvius išilgai viršutinės ir apatinės žymėjimo kraštų, kad stačiakampio vidurys liktų nepažeistas ir sujungtas su ratlankiais;
- išskleiskite kiekvieną mentę centrinės ašies atžvilgiu;
- nustatykite apvalaus dugno centrą, pažymėkite varžtų angų vietas pagal jų vietą ant generatoriaus skriemulio.
Išskleidus sparnus, verta nustatyti vėjo rato sukimosi kryptį, kad būtų ištrauktos reikiamos plokštumų dalys. Norint užtikrinti vienodą visų ašmenų apkrovą, reikia išmatuoti jų sukimosi kampus.
Konstrukcijos surinkimas susideda iš generatoriaus skriemulio ir bako dugno prisukimo varžtais. Po to paruošiamas pagrindas vėjo generatoriaus montavimui (stiebas iš storo apie 2 m aukščio vamzdžio). Prie jo lengviausia pritvirtinti generatorių atitinkamo skersmens spaustukais. Norint įkrauti akumuliatorių, generatoriaus srovė turi būti praleista per lygintuvą, prijungimas turi būti atliekamas naudojant automobilio elektros grandines.
Naminis generatorius mentinei vėjo turbinai
Horizontaliojo vėjo generatoriaus bloką galima surinkti iš automobilio ratų stebulių arba naudoti skalbimo mašinos elektros variklį. Norėdami dirbti, turėsite įsigyti magnetų, pagamintų iš neodimio (niobio lydinio). Geriau paimti stačiakampius elementus.
Jų skaičių galite nustatyti pagal ritių skaičių, jei naudojamas variklis. Trifazio generatoriaus magnetų skaičius turėtų būti 2/3 ritių skaičiaus, o vienfazio generatoriaus - jį atitikti. Meistrai praktikai pataria rinktis trifazį generatorių.
Naudojant skalbimo mašinos variklį, prie variklio rotoriaus reikia priklijuoti magnetus. Jei naudojama rato stebulė, magnetai dedami ant maždaug 5 mm storio lakštinio plieno apskritimo. Surinkdami rotorių laikykitės taisyklių:
- Atstumas tarp magnetų turi būti vienodas. Stačiakampiai elementai ant stebulės turi ilgas puses išilgai apskritimo spindulių, o ant variklio veleno - išilgai jo išilginės ašies.
- Prieš pradėdami dirbti, turite nustatyti ir pažymėti magnetų polius. Jie sumontuoti taip, kad priešingi elementai turėtų skirtingą poliškumą. Dėdami magnetus, kaitaliokite teigiamus ir neigiamus gretimų dalių polius.
- Kad magnetai tvirtai laikytųsi ant rotoriaus paviršiaus, rekomenduojama juos užpildyti epoksidine derva.
Variklio veleną naudojant kaip rotorių, dalis į savo vietą įmontuojama apvijoje ir konstrukcijos veikimas tikrinamas uždedant voltmetro zondus ant laidų laidų ir sukant veleną grąžtu.
Jei naudojama stebulė, ritės vyniojamos atskirai nuo emaliuotos varinės vielos, kurios skerspjūvis yra 1 mm.Kiekvieną ritę turi sudaryti 60 apsisukimų ir 9 mm aukščio. Ritės turi būti sumontuotos ant plokščios rato stebulės dalies.
Trifazio generatoriaus laidų galus prijunkite taip:
- palikite laisvą išorinį ritės gnybtą 1, o vidinį gnybtą sujunkite su išoriniu po 4;
- sujunkite vidinius 4 ritių laidus su išoriniais ties 7 ir tęskite iki galo, sujungdami apvijos dalis kas 2 vnt.; ant pastarojo turi likti laisvas vidinis galas, kuris lengvai susukamas su jau palikta išvestimi arba pažymėta kitaip;
- pakartokite procesą su 2 ritėmis, sujungdami laidus tuo pačiu principu kas 2 elementus;
- tą patį padarykite su 3 ritėmis, o likusiomis neprijungtomis.
Darbo pabaigoje meistras turės 6 atskirus kaiščius. Apvija turi būti užpildyta epoksidine derva ir išdžiovinta.
Tada stebulės guolyje reikia įspausti veleną, ant kurio uždėti rotoriaus žiedą su magnetais. Tarpas tarp dalių plokštumų 1-1,5 mm. Patikrinkite, ar gnybtuose yra srovė, sumontuokite vėjo malūną ir sumontuokite jį ant stiebo.
Įrangos aptarnavimas
Vėjo malūno veikimo metu kartą per mėnesį būtina atlikti bendrą tvirtinimo detalių apžiūrą, patikrinti, ar elektros sistemoje nėra įtampos disbalanso, tvarkingas valdiklis, tolygiai įtempti laidai. Kad veiktų nepertraukiamai, kartą per 3-4 mėnesius verta apžiūrėti akumuliatoriaus gnybtų jungtis, patikrinti elektrolito ir alyvos lygį prie generatoriaus pavarų dėžės.
Kasmetinė patikra apima menčių paviršių patikrinimą, guolių našumo nustatymą ir jų keitimą. Šiais laikotarpiais taip pat papildomas elektrolitų lygis, į greičių dėžę pilama alyva. Kasmetinė priežiūra apima visų mazgų veikimo patikrinimą.
Panašūs straipsniai:
