Obsah
Vlastníctvo vlastnej veternej turbíny je veľmi výhodné. Najprv osoba dostane elektrinu zadarmo. Po druhé, elektrinu je možné získať na miestach vzdialených od civilizácie, kde neprejdú elektrické vedenia. Veterná turbína je zariadenie určené na generovanie kinetickej veternej energie. Mnoho remeselníkov sa naučilo, ako zostaviť vertikálnu veternú turbínu vlastnými rukami, a teraz zistíme, ako sa to deje.
Zariadenie a typy veterných turbín
Veterné generátory majú veľa mien, ale je správnejšie označiť ich ako veternú farmu. Veterná farma sa skladá z elektrického zariadenia a mechanickej konštrukcie - veternej turbíny, ktoré sú vzájomne prepojené do jedného systému. Elektrická inštalácia pomáha premeniť vietor na zdroj energie.
Existuje veľa druhov veterných generátorov, ale podľa umiestnenia pracovnej osi sú zvyčajne rozdelené do dvoch skupín:
-
Najčastejšie sú veterné mlyny s horizontálnou osou. Elektrická inštalácia sa vyznačuje vysokou účinnosťou. Samotný mechanizmus navyše lepšie odoláva hurikánom a pri slabom vetre sa rotor naštartuje rýchlejšie. Horizontálne veterné turbíny majú ľahšiu reguláciu výkonu.
-
Veterné mlyny so zvislou osou sú schopné pracovať aj pri nízkej rýchlosti vetra. Turbíny sú tiché a ľahšie sa vyrábajú, preto ich najčastejšie inštalujú remeselníci na svojom dvore. Konštrukčná vlastnosť vertikálnej veternej turbíny však umožňuje, aby bola inštalovaná iba nízko nad zemou. Z tohto dôvodu je účinnosť elektrickej inštalácie výrazne znížená.
Veterné generátory sa vyznačujú typom obežného kolesa:
- Modely s vrtuľami alebo lopatkami sú vybavené čepeľami, ktoré sú kolmé na pracovný vodorovný hriadeľ.
- Kolotočové modely sa tiež nazývajú rotačné. Sú typické pre vertikálne veterné turbíny.
- Bubnové modely majú podobne vertikálnu pracovnú os.
Na výrobu kinetickej veternej energie v priemyselnom meradle sa bežne používajú vrtuľové veterné turbíny. Modely bubnov a kolotočov sú veľké a majú aj menej efektívny mechanizmus.
Všetky veterné turbíny môžu byť vybavené multiplikátorom. Táto prevodovka vydáva počas prevádzky veľký hluk. Na veterných mlynoch pre domácnosť sa multiplikátory zvyčajne nepoužívajú.
Princíp činnosti veterného mlyna
Je potrebné poznamenať, že princíp činnosti veterného generátora je rovnaký, bez ohľadu na jeho dizajn a vzhľad. Výroba energie začína od okamihu, keď sa lopatky veternej turbíny otáčajú. V tejto dobe sa vytvorí magnetické pole medzi rotorom a statorom generátora. Slúži ako zdroj energie, ktorá vyrába elektrinu.
Ako sme teda zistili, veterný generátor sa skladá z dvoch hlavných častí: rotačného mechanizmu s lopatkami a generátora. Teraz o práci multiplikátora. Táto prevodovka je namontovaná na veternej turbíne na zvýšenie rýchlosti pracovného hriadeľa.
Počas otáčania rotora generátora sa generuje striedavý prúd, to znamená, že sa uvoľňujú tri fázy. Generovaná energia ide do ovládača a odtiaľ smeruje do batérie. V tomto reťazci je ďalšie dôležité zariadenie - invertor. Prevedie prúd na stabilné parametre a dodáva ho cez sieť spotrebiteľovi.
Priemyselné plavidlo s veternými turbínami 2
V oblasti veternej energie je dobre známe priemyselné plavidlo 2 s kinetickou veternou turbínou, ktoré má upravenú jednotku na výrobu veternej energie. Na výpočet výkonu elektrickej inštalácie sa súčet rýchlostí jej pracovných telies vynásobí hodnotou 0,1.Veľkosť pracovnej oblasti je určená rozmermi rotora. Počas rotácie generuje kinetický kU, nie elektrickú energiu EÚ.
Rotácia lopatiek závisí od nárazov vetra. Najoptimálnejšia rýchlosť je pozorovaná v nadmorskej výške 160 - 162 m. Búrky zvyšujú rýchlosť vetra o 50% a jednoduchý dážď - až o 20%.
Rotory veternej turbíny priemyselného plavidla 2 sa líšia rozmermi a materiálom lopatiek, ako aj limitnými ukazovateľmi sily vetra, s ktorou sú schopné pracovať:
-
drevený rotor s lopatkami 5x5 je navrhnutý pre rozsah rýchlostí vetra od 10 do 60 MCW;
železný rotor s listami 7x7 je navrhnutý pre rozsah otáčok - od 14 do 75 MCW; - oceľový rotor s lopatkami 9x9 je navrhnutý pre rozsah prietokov vzduchu od 17 do 90 MCW;
- Rotor z uhlíkových vlákien s lopatkami 11x11 je navrhnutý pre rozsah prietokov vzduchu od 20 do 110 MCW.
Priemyselné remeslo 2 kinetické veterné turbíny nie sú umiestnené blízko k rovnakej úrovni chrbtom k sebe.
Samostatne vyrobená vertikálna veterná turbína
Pri vlastnej výrobe je veterná turbína so zvislým hriadeľom najjednoduchšia. Čepele sú vyrobené z ľubovoľného materiálu, hlavnou vecou je, že je odolná voči vlhkosti a slnku a tiež ľahká. Pre lopatky domáceho veterného generátora môžete použiť PVC rúrku použitú pri stavbe kanalizačného systému. Tento materiál spĺňa všetky vyššie uvedené požiadavky. Štyri čepele s výškou 70 cm sú vyrezané z plastu, plus dve z nich sú vyrobené z pozinkovanej ocele. Cínové prvky sú tvarované do polkruhu a potom upevnené na oboch stranách rúrky. Zvyšok čepele je pripevnený v rovnakej vzdialenosti v kruhu. Polomer otáčania takéhoto veterného mlyna bude 69 cm.
Ďalším krokom je montáž rotora. Tu budete potrebovať magnety. Najskôr vezmite dva feritové disky s priemerom 23 cm, pomocou jedného lepidla sa na jeden disk pripevní šesť neodýmových magnetov. S priemerom magnetu 165 cm, uhlom 60 °o... Ak sú tieto prvky menšie, potom sa ich počet zvyšuje. Magnety nie sú lepené iba náhodne, ale striedavo menia polaritu. Feritové magnety sú pripevnené k druhému disku podobným spôsobom. Celá štruktúra je hojne nalievaná lepidlom.
Najťažšie je vyrobiť stator. Musíte nájsť medený drôt s hrúbkou 1 mm a vyrobiť z neho deväť cievok. Každý prvok musí obsahovať presne 60 závitov. Ďalej je elektrický obvod statora zostavený z hotových cievok. Všetkých deväť je rozložených do kruhu. Najskôr sú spojené konce prvej a štvrtej cievky. Ďalej pripojte druhý voľný koniec štvrtého k výstupu siedmej cievky. Výsledkom je prvok jednej fázy z troch cievok. Obvod druhej fázy je zostavený z nasledujúcich troch cievok postupne, počnúc druhým prvkom. Posledná sa zhromažďuje rovnakým spôsobom, tretia fáza, počínajúc treťou cievkou.
Na upevnenie obvodu je z preglejky vyrezaný tvar. Na ňu je umiestnené sklolaminát a na ňom je položený okruh deviatich cievok. To všetko sa zaleje lepidlom a potom sa nechá stuhnúť. Rotor so statorom je možné pripojiť najskôr za deň. Najskôr je rotor umiestnený s magnetmi hore, je na ňom umiestnený stator a druhý disk je umiestnený zhora s magnetmi dole. Princíp spojenia je vidieť na fotografii.
Nastal čas na zloženie veternej turbíny. Celý jeho obvod bude pozostávať z obežného kolesa s lopatkami, batérie a invertora. Pre zvýšenie krútiaceho momentu je vhodné inštalovať reduktor. Inštalačné práce sú v tomto poradí:
- Silný stožiar je zváraný z oceľového rohu, rúrok alebo profilu. Na výšku musí zdvihnúť obežné koleso s lopatkami nad hrebeňom strechy.
- Pod stožiar sa naleje základ. Nezabudnite urobiť výstuž a zabezpečiť ukotvenie vyčnievajúce z betónu.
- Ďalej je obežné koleso s generátorom pripevnené k stožiaru.
- Po inštalácii stožiara na základňu je pripevnený ku kotvám a potom vystužený oceľovými kotevnými drôtmi. Na tieto účely je vhodný kábel alebo oceľová tyč s hrúbkou 10–12 mm.
Keď je mechanická časť veterného generátora pripravená, začnú zhromažďovať elektrický obvod. Generátor bude vydávať trojfázový prúd. Na získanie konštantného napätia je v obvode inštalovaný usmerňovač diód. Nabíjanie batérie je monitorované prostredníctvom relé vozidla. Invertor končí obvod, z ktorého ide potrebných 220 voltov do domácej siete.
Výstupný výkon takéhoto veterného generátora závisí od rýchlosti vetra. Napríklad pri 5 m / s vydá elektrická inštalácia asi 15 W a pri 18 m / s môžete dosiahnuť až 163 W. Na zvýšenie produktivity sa stožiar veterného mlyna predĺžil na 26 m. V tejto výške je rýchlosť vetra o 30% vyššia, čo znamená, že elektriny bude asi jeden a polkrát viac.
Video ukazuje montáž generátora pre veternú turbínu:
Montáž veternej turbíny je zložitá záležitosť. Potrebujete poznať základy elektrotechniky, vedieť čítať schémy a používať spájkovačku.
