Selbstgemachter Windgenerator und seine industriellen Analoga

Theorie, Praxis, das aktuelle Modell eines Windgenerators und seine industriellen Analoga mit Beschreibung und Preis.

Für diejenigen, die oft tagelang und nachts in der Natur reisen und anhalten, kam mir wahrscheinlich der Gedanke, dass es schön wäre, eine Ladequelle für eine Autobatterie und Batterien anderer mobiler Geräte zu haben: Laptops, Telefone, GPS-Navigatoren, Lichter usw.

Mit einer ausreichend leistungsstarken Energiequelle von sogar 12 V können Sie einen Spannungswandler 12 220 verwenden, um eine vollwertige 220-V-Steckdose zu erhalten. Dies erhöht den Komfort, an den alle Bürger gewöhnt sind, und erhöht die Anzahl der verwendeten Geräte auf das übliche Niveau.

Sie können dieses Maß an Komfort mit erhalten Sonnenkollektoren, Windgeneratoren und Hydrogeneratoren. Mit einer Leistung von bis zu 1000 W können diese Geräte selbst für das Tragen durch eine Person kompakt genug sein. Wenn wir über Fahrzeuge sprechen, können Sie leistungsstärkere Energiequellen mitnehmen.

Wo soll ich anfangen?

Wenn Sie die Fähigkeit haben, mit einfachen Werkzeugen wie einem „Schleifer“, einer elektrischen Bohrmaschine, einem Schweißgerät, zu arbeiten, LötkolbenDann wird es Ihnen nicht schwer fallen, eine selbstgemachte Windmühle zusammenzubauen. Aber denken Sie daran, dass wie in jedem Unternehmen Geschicklichkeit mit Erfahrung verbunden ist. Es ist eine Sache, ein vorhandenes Layout und eine völlig andere Windmühle für jeden Wind zusammenzustellen, mit Spannungsstabilisierung und Schutz vor Überlast.

Lassen Sie uns nun genauer erläutern, wie eine einfache Windmühle zusammengebaut wird und was dafür erforderlich ist. Es sollte gesagt werden, dass es Windmühlen vom horizontalen und vertikalen Typ gibt, d.h. mit der Rotationsebene des Rotors in der vertikalen und horizontalen Ebene.

Die historisch am häufigsten verwendeten Windmühlen mit vertikal angeordneten Rotoren (Windmühlen). Dies ist etwas seltsam, wenn Sie sich daran erinnern, dass die Horizontale mehrere offensichtliche Vorteile hat. Zum Beispiel sind sie alle perspektivisch, d.h. Wind von beiden Seiten dreht ihren Rotor. Sie brauchen nur ein Lager.

"Vertikale" Windmühlen benötigen das gleiche Drehgerät, Heck, um den Wind zu verfolgen und sich im Wind zu drehen. Zusätzlich benötigen sie ein zusätzliches Lager zum Drehen des Arbeitsrotors und ein weiteres Scharnier zum Schutz vor zu starken Winden.

Herz einer Windmühle.

Zu Beginn, während des Baus einer Windmühle, ist es notwendig zu bestimmen elektrischer Generator. Dies ist das Herz Ihres Geräts. Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist Auto-Generator. Aber wir müssen einige Nuancen berücksichtigen.

Erstens benötigen Automobilgeneratoren eine Erregerspannung, d.h. Zum Anschließen ist ein zusätzliches Kabel und zum Betrieb eine zusätzliche Batterie erforderlich, was nicht sehr praktisch ist.

Zweitens benötigen Automobilgeneratoren eine hohe Drehzahl für einen effizienten Betrieb (mehr als 1000 U / min), was den Antrieb erschwert.

Drittens sind sie ziemlich schwer, was das Design des Mastes erschwert.

Basierend auf dem Vorstehenden wählen Sie als funktionierender Generator normalerweise Gleichstrommotoren. Wenn Sie einen solchen Motor an der Arbeitswelle drehen, wird an den Klemmen Spannung angezeigt.

Bewährte Elektromotoren aus alten Computern der Mitte des letzten Jahrhunderts. In diesen Geräten drehten sie Laufwerke von Laufwerken und Bandlaufwerken. Solche Motoren sind auf dem Mitino-Funkmarkt in Moskau oder auf einem anderen Flohmarkt erhältlich.

Das aktuelle Modell.

Der speziell verwendete Motor hatte die folgenden Parameter: U = 48 V, I = 15 A, N = 1200 U / min. Der Rotor einer Windkraftanlage dreht sich mit einer Frequenz von etwa 500 U / min, und mit zunehmender Frequenz steigt nicht die Spannung an, sondern der Betriebsstrom.

Um den Betrieb des Gerätes zu optimieren, ist der Arbeitsrotor nicht auf der Motorwelle montiert, sondern es wird ein Getriebe verwendet.Das Getriebe kann entweder eine Kette oder ein Riemen sein. Die Kette ist viel zuverlässiger und der Riemen ist einfacher herzustellen.

Angewandte Kette. Als Antrieb können Sie die "Mechanik" des alten Fahrrads und die Rohre des Rahmens verwenden. Auf dem Rotor befindet sich ein Sternchen Z = 48, auf dem Generator Z = 10 erfolgt die Verbindung über eine Fahrradkette.

Der Generator ist mit Schrauben befestigt. Sie können jedoch ein Stück Kunststoffrohr verwenden, indem Sie zuerst den Generator einführen und mit Autoschraubenklemmen sichern. Es ist besser, die Befestigungsstellen der Schrauben und Klemmen mit Gummikleber „Moment“ zu füllen.

Die Nuancen der Herstellung eines Rotors.

Es ist sehr verantwortungsbewusst, sich der Herstellung des Rotors zu nähern. Der Wirkungsgrad des Generators hängt stark von seiner Qualität ab. Der Rotor muss nach der Herstellung sorgfältig ausgewuchtet werden. Die Lebensdauer des gesamten Geräts hängt davon ab.

Die Klingen bestehen aus 2 mm Aluminium- oder Kunststoffrohren mit einem Durchmesser von 60-80 mm. Es ist einfacher, Rohre herzustellen, weil Dieses Material ist weicher und es ist einfacher, das gewünschte Profil zu erhalten. Möglicherweise müssen Sie die Größe der Klingen experimentell ändern.

Große und breite Blätter arbeiten bei sehr schwachen Winden, entwickeln jedoch aufgrund des hohen Luftwiderstands keine hohen Umdrehungen. Kleine drehen sich schnell, aber mit ausreichend starkem Wind.

Meine Windmühle hat einen Rotor mit einem Durchmesser von 2,5 Metern, bei schwachem Wind (5-8 m / s) werden 6 Blätter verwendet. Bei starkem Wind werden vier Blätter entfernt, selbst bei zwei Blättern liefert die Windmühle 4-6 A bei einer Spannung von 14 V.

Sie können die Größe des Rotors auf 1,6 reduzieren und ständig 2-3 Blätter verwenden. Wenn Sie die Anzahl der Blätter in Abhängigkeit von der Stärke des Windes ändern möchten, muss der Mast mit einem Scharnier an der Basis hergestellt werden, damit er ohne Falten abgesenkt werden kann.

Wie macht man einen Mast?

Der Mast besteht aus mehreren Abschnitten mit einer Länge von 2 bis 2,5 Metern, die aus einem ¾-Zoll-Stahlrohr oder einem Aluminiumrohr bestehen, jedoch einen größeren Durchmesser haben. Normalerweise werden 3-4 Abschnitte verwendet, damit sie einfacher zu montieren und zu transportieren sind. Um zu verhindern, dass Ihr Mast herunterfällt, müssen Sie eine „Ferse“ in Form eines Metallrechtecks ​​von 30 x 30 cm und ein System aus drei Verlängerungen mit Metallstiften verwenden. Sie können beispielsweise einen vorgefertigten Mast verwenden, der für Antennen im Mikrowellenbereich verwendet wird. Sehr bequeme professionelle Teleskopmasten stehen ebenfalls zum Verkauf.

Starker Windschutz.

Ein paar Worte zum Überlastschutz bei sehr starkem Wind. Die einfachste Option ist ein zusätzliches Scharnier am Mast. Mit Hilfe dieses Scharniers kann eine Windmühle selbst umkippen und den Rotor bei sehr starkem Wind in den Himmel "heben", oder Sie können ihn selbst mit einem Seil umkippen, das am "Heck" der Windmühle befestigt ist. Übrigens besteht der Schwanz aus einem Rohr oder einer Ecke mit einer vertikalen Klinge am Ende, die ungefähr 50 x 50 cm misst. Die Gesamtlänge des Schwanzes beträgt ungefähr 1,8 m.

Schalttafel.

Das Batteriesteuerungs- und Ladefeld enthält in seiner einfachsten Form ein 30-V-Voltmeter. Amperemeter bei 30 A; Diodenbrücke für 30 A 100 V; Ballast-Drahtwiderstand mit einem Motor (Rheostat) bei 50 W, Widerstand 5-10 Ohm. Der Widerstand wird durch Entfernen der letzten Windungen fertiggestellt.

Wenn Sie den Widerstandsschieber nach der Verfeinerung in seine äußerste Position bringen, ist sein Stromkreis offen. Dies ist sein Arbeitszustand. Der Widerstand wird parallel zum Generator vor der Diodenbrücke, aber nach dem Amperemeter eingeschaltet. Es dient zum Notstopp des Generators (Reduzierung der Rotordrehzahl).

Elektrische Schutz- und Kontrollmethoden.

Der Widerstand muss 30 Sekunden lang einem Strom von 20-30 A standhalten. Wenn der Akku bereits vollständig aufgeladen ist und keine zusätzlichen Lasten eingeschaltet werden müssen, schließen wir den Generator innerhalb weniger Sekunden mit einem Widerstand kurz. Der Strom ist in diesem Fall 2-3 mal geringer als der Arbeitsstrom.

Nach dem Anhalten „kippen“ wir den Generator um oder binden eine der Schaufeln an den Mast. Halten Sie die Generatorblätter niemals mit Ihren Händen oder mit Fremdkörpern an, wie z Dies führt immer zu Personen- und Geräteschäden.

Begrenzen Sie den Batterieladestrom nicht mit einem Widerstand, daDies wird wahrscheinlich zu seinem Scheitern führen. Verwenden Sie zur Begrenzung des Stroms zusätzliche Lasten, normalerweise Glühlampen. Zur Verbindung von Generator und Steuerung wird ein herkömmliches Kabel ohne Gleitringe verwendet. Kabelquerschnitt 2x2,5 Quadratmillimeter. Das beste Material ist Gummi oder Silikon.

Spannungswandler 12-220 V.

Gekaufte Geräte werden normalerweise als 12-220-V-Wechselrichter verwendet, sind jedoch recht teuer (von 1.500 bis 10.000 Rubel). Für solche Zwecke können Sie stillgelegt verwenden Büro "unterbrechungsfrei" USV 1000-USV 5000. Nach einem Betriebsjahr „halten“ die Batterien die Last nicht mehr. Solche Geräte werden entsorgt und im Müll entsorgt. Wenn Sie eine Autobatterie an die USV anschließen, erhalten Sie kostenlos einen schönen Wechselrichter.

Comments

[#1]

Vielen Dank, ein sehr interessanter Artikel, hier sammle ich Old zu diesem Thema. Frage: Wenn alle horizontale Windmühlen auf diese Weise loben und die meisten vertikalen Windmühlen bauen, warum stellt sich dann die Frage?
Und ist es noch möglich, eine Windmühle und einen Magnetstromgenerator zu kombinieren?

[#2 Vita Li]

Und wie baut man eine Windmühle auf Basis des Shkondin-Motors?

[#3 Wladimir]

Eine super Idee!!! Diese Motoren für Computer wurden auf Präzisionslagern hergestellt. Hier ist die Goldgrube für Unternehmer! Die einfachste Berechnung der Schaufeln, das einfache Mastdesign, der elektrische Teil ist einfach und welche Unabhängigkeit von Stromleitungen. Ein modisches Thema der Ökologie ist ihre Verkörperung.

[#5 Stanislav]

Etwas wächst nicht zusammen.

Der Autor gibt dem Generator 14 V.

Und er empfiehlt unterbrechungsfreie Stromversorgungen von 1500 bis 5000 VA
Und er schreibt über eine Autobatterie.

Gekaufte Geräte werden normalerweise als 12-220-V-Wechselrichter verwendet, sind jedoch recht teuer (von 1.500 bis 10.000 Rubel). Für solche Zwecke können Sie die stillgelegte „unterbrechungsfreie“ USV 1000-USV 5000 verwenden. Nach einem Betriebsjahr halten die Batterien die Last nicht mehr. Solche Geräte werden entsorgt und im Müll entsorgt. Wenn Sie eine Autobatterie an die USV anschließen, erhalten Sie kostenlos einen schönen Wechselrichter.

Das heißt, der Autor hat nicht versucht, eine große unterbrechungsfreie Stromversorgung zu verwenden, und ist sich nicht bewusst, dass die Batterien in Reihe geschaltet sind
für 1500 ist es von 4 Stk - 48V
5000 ist von 8 Stk. - 92 V.

Wenn Sie eine Autobatterie an eine normale USV anschließen, funktioniert sie außerdem für einen Bitzyklus. Wenn Sie jedoch versuchen, das Gerät aufzuladen, das für die Arbeit mit Hochleistungsbatterien ungeeignet ist, stirbt die USV einfach, wenn sie versucht, die Spannung zu halten, die sie an kleinen Batterien an den Reifen einer entladenen Batterie abgegeben hat.

Und noch etwas. 14V 6 A. Nach dem Wechselrichter erhalten wir 220V * 0,38A = 84 VA. Für eine 60-Watt-Glühbirne reicht das aus. Was hat die 5-kVA-USV damit zu tun?

Also sei vorsichtig, Genossen.

[#6 Sergey]

Der Autor verwirrt ein wenig, Windgeneratoren werden etwas anders klassifiziert, nicht nach der Ebene, in der sich der Propeller (oder Rotor) dreht, sondern nach der Position der Achse des Propellers (Rotors) im Raum. )))

[#7]

Theia ist interessant und übersichtlich. Mein Windgenerator verwendet einen Traktorgenerator, da er keine Energie zur Erregung benötigt. Die Turbine ist für 16 Schaufeln mit einem Durchmesser von 2 Metern ausgelegt. Heute gibt es 8 Schaufeln. Der Konverter vom Computer auf 500vat. Er lehnte den Schwanz ab. drohend und unzuverlässig. Ich mache einen elektrischen Antrieb durch die Windrichtung des Sensorfängers. Der Sensor selbst ist leicht zu entlüften, ein kleines Heck, zwei Mikrika, und der Stromkreis selbst besteht nur aus zwei Fahrzeugrelais, was nicht über den elektrischen Antrieb zum Drehen des Mastes gesagt werden kann. Es lohnt sich, den Verstand zu brechen.Die Mastrotation sollte gleichmäßig sein, keine Geräusche verursachen und vorzugsweise nicht energieintensiv sein. Es ist auch erwähnenswert, dass es schwierig ist, Stromkollektoren mit mindestens drei Bürsten herzustellen. Zwei (+) (-) und einer vom Windrichtungssensor, der die linke oder rechte Drehung des Mastes mit Strom versorgt. Als Antrieb denke ich, einen elektrischen Antrieb von Autowischern zu verwenden. Erfolg! Zvenigorod M.O.

[#8 Admin]

Für Andrey

Es ist besser, den Schwanz zu stecken und sich nicht mit elektronischer Rotation und Sensoren den Kopf zu zerbrechen, es ist offensichtlich)))

[#9]

und Sie können den Konverter 12-220 bis 5000 Watt vom Transformator versorgen

[#10]

Stanislav, das ist bedingt. Natürlich müssen Sie ein Gerät an ein anderes anpassen. Dafür existiert diese Seite. Wir sind Menschen, die unser Wissen auf dem Gebiet der Funkelektronik in praktische Entwicklungen einbringen. Vielen Dank an alle, die mich verstanden haben.

[#11 Vitaly Zhukov]

Warum summen Amateur-Erfinder Windmühlen? Laut, weil hohe Geschwindigkeit. Und sie brechen wegen des gleichen. Und das liegt daran, dass hausgemachte Hersteller fertige Generatoren aus Autos nehmen. Und diese sind schnell und für Tausende von Umdrehungen pro Minute ausgelegt. Für solche Generatoren werden Hochgeschwindigkeitswindmühlen hergestellt. Dies ist ein Propellertyp mit einer horizontalen Drehachse und einer kleinen Anzahl von Blättern. Je kleiner die Blätter sind, desto höher ist die Geschwindigkeit der Windmühle.

Ich persönlich glaube, dass die windresistentesten von ihnen drei Blätter haben. Mit zwei Blättern - weniger widerstandsfähig gegen Windböen und Flugbahnänderungen. Wenn sich der Propeller unter dem Wind dreht, wird die horizontale Achse erheblich überlastet. Die schnellsten Windgeneratoren werden von Firmen mit einem Blatt und Gegengewicht hergestellt. Dies sind kleine Windmühlen und die Wellendrehzahl ist maximal. Aber die Lasten sind unglaublich. Tatsache ist, dass eine solche Windmühle bei einem Windstoß stark beschleunigt und sich dreht und den Windstrom mit einem starken Summen durchschneidet. Ein Windstoß lässt nach einigen Sekunden ebenso stark nach, und das Blatt bremst auch in der Luft und auch mit Geräuschen scharf ab.

Dies ist der Hauptgrund, über den verärgerte Nachbarn klagen. Die zweite - "was deine Windmühle in deinen Augen kräuselt und schwindelig!" - Das ist subjektiv. Die Klingen sind weiß gestrichen oder die Farbe des Himmels, so dass es weniger auffällt. Aber gerade von den Wissenschaftlern und Produktionsmitarbeitern hängt diese Frage in größerem Maße ab.

Notwendigkeit, mehr langsame Generatoren für hausgemachte Designs zu produzieren. Schließlich kann es sich nicht jeder leisten, eine voll industrialisierte Windmühle zu kaufen. Auf die gleiche Weise bauten die Menschen Maschinen für sich selbst und Traktoren für sich selbst, aber jetzt erlauben sie ihnen nicht, hausgemachte Straßen zu fahren. Und es ist sehr schwierig, sie zu legalisieren - es ist einfacher, ein fertiges Auto zu kaufen. Jeder kann eine Windmühle machen. Und die Produktion von Niedriggeschwindigkeits-Generatoren mit geringem Stromverbrauch ist ein notwendiges und profitables Geschäft. Dann können die Windmühlen mit einer vertikalen Drehachse leise gemacht werden. Solche - schaden Sie anderen nicht, sind absolut sicher, langlebig und sogar schön.

[#12 Praktizierender]

Stanislav,

Sie alle verwechselt:

> Wenn Sie eine Autobatterie an eine normale USV anschließen, funktioniert sie außerdem für einen Bitzyklus.
> Wenn Sie jedoch versuchen, das Gerät aufzuladen, das nicht für die Arbeit mit Hochleistungsbatterien geeignet ist, stirbt die USV einfach, wenn sie versucht, die Spannung einer entladenen Batterie an den Reifen einer entladenen Batterie zu halten.

Dies ist der Fall, wenn Sie über das eingebaute Ladegerät aus einem 220-Volt-Netzwerk aufladen. Und wenn Sie den Akku über eine Windmühle aufladen, tut UPS einfach nichts.

> Und noch etwas. 14V 6 A. Nach dem Wechselrichter erhalten wir 220V * 0,38A = 84 VA. Für eine 60-Watt-Glühbirne reicht das aus. Was hat die 5-kVA-USV damit zu tun?

Und hier wird die Batterie nur während des Betriebs der Windkraftanlage mit einem Strom von 6 Ampere aufgeladen, kann sich aber über den Wechselrichter auf eine Last von 5 kVA entladen - aber zumindest, um den Elektroofen mit Strom zu versorgen.
Wie lange halten die geladenen Batterien? Wenn Sie eine 40-Ah-Batterie haben, werden Sie dort natürlich nicht viel bekommen ...

> Also sei vorsichtig, Genossen.

Das ist es. Verwechseln Sie nicht weich mit warm, und alles wird gut.

[#13 Andrey]

Nein, der Autor hat das Thema und die Schaufeln von Kunststoffrohren nicht genug studiert, er war begeistert und der fertige Motor bei 500 U / min. es passt nicht, du brauchst einen langsam laufenden Generator, damit die Erzeugung von der "Hand" ausgeht. Ruhiger Wind (3-7 m / s) 20 Tage im Monat und starker (7-15 m / s) 3 Tage. Wenn eine experimentelle Probe bei ruhigem Wind die Batterie nicht auflädt, wozu dann auf etwas warten? dann wird das Solarpanel mehr Vorteile kaufen.