Originele dakbedekking en design daken: Vetrogenerator. Hoe maak je zelf een windgenerator, windturbine, elektriciteitscentrale of gemakkelijker een windturbine met je eigen handen van afvalmateriaal thuis

Algemeen werkingsprincipe:

Het belangrijkste werklichaam van de windgenerator zijn de bladen, die door de wind worden geroteerd. Afhankelijk van de locatie van de rotatie-as zijn windturbines onderverdeeld in horizontaal en verticaal:

• Horizontale windturbines meest wijdverbreid. Hun bladen hebben een ontwerp dat lijkt op een vliegtuigpropeller: in de eerste benadering zijn dit platen die schuin staan ​​ten opzichte van het rotatievlak, die een deel van de belasting van winddruk omzetten in rotatie. Een belangrijk kenmerk van een horizontale windgenerator is de noodzaak om de rotatie van het bladsamenstel in overeenstemming met de windrichting te verzekeren, aangezien het maximale rendement wordt gegarandeerd wanneer de richting van de wind loodrecht op het rotatievlak staat.
• Messen verticale windturbine een convex-concave vorm hebben. Doordat de stroomlijning van de bolle zijde groter is dan de concave zijde, draait een dergelijke windturbine altijd in één richting, ongeacht de windrichting, waardoor het zwenkmechanisme, in tegenstelling tot horizontale windturbines, overbodig is. Tegelijkertijd, vanwege het feit dat op een bepaald moment slechts een deel van de bladen nuttig werk doet, en de rest alleen tegen rotatie is, Het rendement van een verticale windmolen is veel lager dan dat van een horizontale: als dit voor een driebladige horizontale windgenerator 45% bereikt, dan zal het voor een verticale niet meer dan 25% bedragen.

Omdat de gemiddelde windsnelheid in Rusland niet hoog is, zal zelfs een grote windturbine meestal vrij langzaam draaien. Om voor voldoende vermogen te zorgen, moet de voeding worden aangesloten op de generator via een versnellingsreductor, riem of tandwiel. Bij een horizontale windmolen is de blad-reducer-generatoreenheid gemonteerd op een zwenkkop, waardoor ze de windrichting kunnen volgen. Het is belangrijk om er rekening mee te houden dat de draaikop een begrenzer moet hebben die verhindert dat deze een volledige draai maakt, omdat anders de bedrading van de generator wordt afgesneden (de optie om contactringen te gebruiken die de kop vrij laten draaien, is meer ingewikkeld). Om rotatie te garanderen, is de windgenerator aangevuld met een werkende windwijzer die langs de rotatie-as is gericht.

Het meest algemene bladmateriaal is PVC-buizen met een grote diameter die in de lengte zijn gesneden. Langs de rand zijn metalen platen eraan vastgeklonken, gelast aan de naaf van het messamenstel. Tekeningen van dit soort bladen zijn het meest verspreid op internet.

De video vertelt over een zelfgemaakte windgenerator

Berekening van een windturbine met bladen

Omdat we al hebben ontdekt dat een horizontale windgenerator veel efficiënter is, zullen we de berekening van het ontwerp ervan overwegen.

Windenergie kan worden bepaald door de formule
P = 0,6 * S * V³, waarbij S de oppervlakte van de cirkel is die wordt beschreven door de toppen van de rotorbladen (werpoppervlak), uitgedrukt in vierkante meters, en V de ontwerpwindsnelheid is in meters per seconde. Je moet ook rekening houden met het rendement van de windmolen zelf, die voor een horizontaal circuit met drie bladen gemiddeld 40% zal zijn, evenals het rendement van de generatorset, die op het hoogtepunt van de stroomsnelheidskarakteristiek 80% is voor een generator met permanente magneetbekrachtiging en 60% voor een generator met een bekrachtigingswikkeling. Gemiddeld wordt nog eens 20% van het vermogen verbruikt door de versnelling (multiplier). Dus de uiteindelijke berekening van de straal van de windturbine (dat wil zeggen de lengte van het blad) voor een bepaald vermogen van de permanente magneetgenerator ziet er als volgt uit:
R = (P / (0,483 * V³)))

Voorbeeld: Laten we aannemen dat het benodigde vermogen van het windpark 500 W is en dat de gemiddelde windsnelheid 2 m/s is. Dan zullen we volgens onze formule bladen moeten gebruiken met een lengte van minimaal 11 meter. Zoals je kunt zien, vereist zelfs zo'n klein vermogen de creatie van een windgenerator van kolossale afmetingen. Voor min of meer rationele constructies met een bladlengte van niet meer dan anderhalve meter in de omstandigheden van doe-het-zelfproductie, zal de windgenerator zelfs bij harde wind slechts 80-90 watt aan vermogen kunnen produceren.

Niet genoeg vermogen? In feite is alles enigszins anders, aangezien de belasting van de windgenerator in feite wordt gevoed door de batterijen, laadt de windturbine ze alleen naar beste vermogen op. Het vermogen van een windturbine bepaalt dus de frequentie waarmee deze energie kan leveren.

Na het schilderen van de mast heb ik de wieken op de motor-generator geïnstalleerd en de hele windturbine naar de "gevechts" -positie gebracht. De windgenerator kwam onmiddellijk tot leven en begon te draaien vanaf een kleine spoel.

Voor het gemak heb ik alle elektronica samen met de batterijen in zo'n plastic doos gedaan. Binnenin bevindt zich een accu, die parallel wordt gevoed door een generator en een zonnebatterij. Ik heb net twee 12 volt bootaccu's gepakt die je bij elke autoaccuwinkel kunt vinden. Aan de zijkanten van de doos heb ik twee gaten gemaakt voor 12-volt-ventilatoren die zijn verwijderd uit oude Mac G4s-computers (niet weergegeven).

Om ervoor te zorgen dat de generator niet in de motormodus gaat, heb ik een diode geplaatst die de mogelijkheid van een dergelijk verbruik door de motorgenerator blokkeert, de stroom vloeit in dit geval alleen van de generator naar de batterijen en de feedback wordt geblokkeerd door de diode ingebouwd in de voedingskabel die van de mast komt.

Toen begon ik te experimenteren met poten, probeerde verschillende opties. Ik heb zelfs twee sets wieken geplaatst, maar de windmolen werkte met zeer lage snelheden en produceerde niets. Aangezien deze motor tenslotte niet ontworpen is om als generator te werken, wilde hij geen stroom opwekken bij lage snelheden en ging ik verder.

Na het zoeken naar informatie over deze problemen, ontdekte ik dat smalle bladen vindingrijker zijn, en ik probeerde een set witte bladen te sturen die langer waren en dit gaf zijn resultaten, nu wint de windgenerator veel meer snelheid en begint te geven voldoende spanning om de batterijen op te laden.

Het enige negatieve is dat het niet werkt bij weinig wind. Om het aan te passen, moet u waarschijnlijk een vermenigvuldiger instellen.

Hieronder vindt u een lijst van alle materialen die worden gebruikt om een ​​windturbine te bouwen

Staalplaat maat 254? 356 mm
Stalen buis met een diameter van 6,3 mm, een lengte van 254 mm
Flens 1-1 / 4 ″ Rechthoekige stalen buis 25 mm, lengte 910 mm
Cirkelzaagblad met 12,7 mm binnengat
Loop 15,9 mm? 12,7 mm om de schijf op de motoras aan te sluiten
Twee metalen autoklemmen
Een stuk PVC-buis met een diameter van 100 mm, een lengte van 200 mm
Een stuk PVC-buis met een diameter van 200 mm, een lengte van 760 mm (een buis met een diameter van 160 mm is ook geschikt)
Permanente magneet DC-motor (bij voorkeur 30V of 260V, 5A loopbandmotor)
Acht 6 mm bouten met haken en ringen
Twee zelftappende schroeven voor metaal met een diameter van 6,3 mm
Gelijkrichterdiode voor 10 ... 40 A (hoe krachtiger, hoe beter)

De meeste van bovenstaande onderdelen (met uitzondering van de motor) zijn in één keer te koop bij Home Supplies. Qua motoren zijn de meest populaire typen de oudere motoren van Ametek. Bijna elke DC-borstelmotor zal het echter doen. Het enige dat nodig is, is dat hij niet minder dan 1 volt per 25 toeren per minuut levert.

Zo kan de motor bij 300 tpm meer dan 12 volt leveren en de batterij opladen. Het is ook mogelijk om de rotatiesnelheid van de generator te verhogen door de vermenigvuldiger in te stellen op 1: 3 of 1: 4, maar dit zal het fabricageproces bemoeilijken en leiden tot een aanzienlijke toename van de diameter van de bladen. Meestal worden voor dergelijke vermenigvuldigers kant-en-klare versnellingsbakken van snijmachines gebruikt.

De kracht van een zelfgemaakte windgenerator is voldoende om batterijen voor verschillende apparatuur op te laden, verlichting te bieden en, in het algemeen, de werking van huishoudelijke elektrische apparaten. Door een windgenerator te installeren, bespaar je jezelf de kosten van elektriciteit. Indien gewenst kan de betreffende unit met de hand worden gemonteerd. U hoeft alleen maar de belangrijkste parameters van de windgenerator te bepalen en alles volgens de instructies te doen.

Het ontwerp van de windgenerator omvat meerdere wieken die draaien onder invloed van windstromen. Als resultaat van deze actie wordt rotatie-energie opgewekt. De opgewekte energie wordt door de rotor toegevoerd aan de vermenigvuldiger, die de energie op zijn beurt overdraagt ​​aan de elektrische generator.

Er zijn ook windturbineontwerpen zonder vermenigvuldigers. Het ontbreken van een vermenigvuldiger kan de productiviteit van de installatie aanzienlijk verhogen.

Windturbines kunnen zowel individueel als in groepsverband in een windpark worden geplaatst. Ook kunnen windturbines worden gecombineerd met dieselgeneratoren, wat brandstof bespaart en zorgt voor de meest efficiënte werking van het elektriciteitsnet in huis.

Wat u moet weten voordat u een windturbine monteert?

Voordat je begint met het monteren van een windgenerator, moet je een aantal hoofdpunten bepalen.

Eerste stap. Kies een geschikt type windturbineontwerp. Installatie kan verticaal of horizontaal zijn. Bij zelfmontage is het beter om de keuze voor verticale modellen te geven, omdat ze zijn gemakkelijker te vervaardigen en te balanceren.

Tweede stap. Bepaal het juiste vermogen. Op dit moment is alles individueel - focus op je eigen behoeften. Om meer vermogen te verkrijgen, is het noodzakelijk om de diameter en massa van de waaier te vergroten.

Een toename van deze kenmerken zal leiden tot bepaalde moeilijkheden bij het bevestigen en balanceren van het windturbinewiel. Overweeg dit moment en beoordeel objectief uw capaciteiten. Als je een beginner bent, overweeg dan om meerdere mid-range windturbines te installeren in plaats van één zeer efficiënte unit.

Stap drie. Bedenk of je alle elementen van de windgenerator zelf kunt maken. Elk detail moet nauwkeurig worden berekend en gemaakt in volledige overeenstemming met de fabriekstegenhangers. Bij gebrek aan de nodige vaardigheden, is het beter om kant-en-klare elementen te kopen.

Vierde stap. Kies geschikte batterijen. Het is beter om autobatterijen te weigeren, omdat: ze zijn van korte duur, explosief en veeleisend in zorg en onderhoud.

Verzegelde batterijen hebben de voorkeur. Ze kosten een paar keer meer, maar ze gaan meerdere keren langer mee en presteren over het algemeen beter.

Besteed speciale aandacht aan de selectie van een geschikt aantal messen. De meest populaire zijn windgeneratoren met 2 en 3 bladen. Dergelijke installaties hebben echter een aantal nadelen.

Wanneer een generator met 2 of 3 bladen in werking is, treden er krachtige centrifugale en gyroscopische krachten op. Onder invloed van deze krachten neemt de belasting op de hoofdelementen van de windgenerator aanzienlijk toe. Bovendien werken de krachten op sommige momenten tegengesteld aan elkaar.

Om de inkomende belastingen te egaliseren en de structuur van de windturbine intact te houden, moet u presteren: competente aerodynamische berekening van de bladen en maak ze exact in overeenstemming met de berekende gegevens. Zelfs minimale fouten verminderen de efficiëntie van de installatie meerdere keren en vergroten de kans op een vroegtijdige uitval van de windgenerator.

Snelle windturbines maken veel geluid, vooral als het om zelfgemaakte installaties gaat, hoe groter de wieken, hoe harder het geluid zal zijn. Dit moment legt een aantal beperkingen op. Het zal bijvoorbeeld niet langer werken om zo'n lawaaierige constructie op het dak van een huis te installeren, tenzij de eigenaar natuurlijk niet van het gevoel van leven op een vliegveld houdt.

Houd er rekening mee dat met een toename van het aantal bladen, het trillingsniveau dat wordt gegenereerd tijdens de werking van de windgenerator zal toenemen. Sets met twee bladen zijn moeilijker te balanceren, vooral voor de onervaren gebruiker. Daardoor zal er veel geluid en trillingen zijn van windturbines met twee wieken.

Geef een keuze voor een windgenerator met 5-6 bladen. De praktijk leert dat dergelijke modellen het meest optimaal zijn voor onafhankelijke productie en gebruik thuis.

Het wordt aanbevolen om de schroef te maken met een diameter van ongeveer 2 m. Bijna iedereen kan het werk van het monteren en balanceren aan. Met meer ervaring kunt u proberen een wiel met 12 bladen te monteren en te installeren. De montage van zo'n unit zal meer inspanning vergen. Ook het materiaalverbruik en de tijdkosten zullen toenemen. Met 12 bladen kan echter, zelfs bij een zwakke wind van 6-8 m / s, een vermogen van 450-500 W worden ontvangen.

Houd er rekening mee dat met 12 messen het wiel vrij langzaam zal bewegen, en dit kan tot verschillende problemen leiden. U moet bijvoorbeeld een speciale versnellingsbak monteren, die ingewikkelder en duurder is om te produceren.

De beste optie voor een beginnende thuisvakman is dus een windgenerator met een wiel met een diameter van 200 cm, uitgerust met bladen van gemiddelde lengte in een hoeveelheid van 6 stuks.

Accessoires en gereedschappen voor montage

Voor het assembleren van een windturbine zijn veel verschillende componenten en accessoires nodig. Verzamel en koop alles wat je nodig hebt van tevoren zodat je je er in de toekomst niet door hoeft te laten afleiden.

Afhankelijk van de omstandigheden van een bepaalde situatie, kan de lijst met benodigde gereedschappen enigszins variëren. Op dit moment oriënteer je je zelfstandig op de werkzaamheden.

Een stapsgewijze handleiding voor het monteren van een windturbine

De montage en installatie van een zelfgemaakte windgenerator wordt in verschillende fasen uitgevoerd.

Eerste stap. Bereid een driepunts betonnen basis voor. Bepaal de diepte en algehele sterkte van de fundering in overeenstemming met de grondsoort en klimatologische omstandigheden op de bouwplaats. Laat het beton 1 tot 2 weken uitharden en zet de mast op. Om dit te doen, begraaft u de steunmast ongeveer 50-60 cm in de grond en zet u deze vast met scheerlijnen.

Tweede fase. Bereid de rotor en poelie voor. De katrol is een wrijvingswiel. Rond de omtrek van een dergelijk wiel bevindt zich een groef of velg. Bij het kiezen van een rotordiameter moet u zich richten op de gemiddelde jaarlijkse windsnelheid. Met een gemiddelde snelheid van 6-8 m/s zal een rotor met een diameter van 5 m dus efficiënter zijn dan een rotor van 4 m.

Fase drie. Maak de wieken van de toekomstige windturbine. Neem hiervoor een vat en verdeel het in verschillende gelijke delen in overeenstemming met het geselecteerde aantal bladen. Markeer de messen met een marker en knip vervolgens de elementen uit. Een grinder is perfect om te snijden, je kunt ook een metalen schaar gebruiken.

Fase vier. Bevestig de onderkant van de trommel aan de generatorpoelie. Gebruik bouten voor bevestiging. Daarna moet je de messen op het vat buigen. Overdrijf het niet, anders wordt de voltooide installatie onstabiel. Stel de juiste rotatiesnelheid van de windturbine in door de kromming van de wieken te veranderen.

Vijfde etappe. Sluit de draden aan op de generator en verzamel ze in een ketting in een dosis. Bevestig de generator aan de mast. Sluit de draden aan op de generator en de mast. Monteer de generator in een ketting. Sluit ook de batterij aan op het circuit. Houd er rekening mee dat de maximaal toegestane draadlengte voor deze installatie 100 cm is.Verbind de belasting met draden.

De montage van één generator duurt gemiddeld 3-6 uur, afhankelijk van de beschikbare vaardigheden en de algehele prestaties en de voorman.

De windturbine heeft regelmatig zorg en onderhoud nodig.

1. 2-3 weken na het installeren van een nieuwe generator, moet u: demonteer het apparaat en zorg ervoor dat de bestaande bevestigingen goed vastzitten... Controleer voor uw eigen veiligheid de bevestigingen alleen bij lichte wind.
2. Smeer de lagers ten minste eenmaal per 6 maanden. Wanneer de eerste tekenen van onbalans op het wiel verschijnen, verwijder het dan onmiddellijk en verhelp de bestaande storingen. Het meest voorkomende teken van onbalans is abnormaal schudden van het mes.
3. Controleer de pantograafborstels minstens om de 6 maanden... Elke 2-6 jaar verf metalen elementen installatie. Regelmatig schilderen beschermt het metaal tegen corrosieschade.
4. Bewaak de status van de generator... Controleer regelmatig of de generator tijdens bedrijf niet oververhit raakt. Als het installatieoppervlak zo heet wordt dat het erg moeilijk wordt om uw hand erop vast te houden, breng de generator dan naar een werkplaats.
5. Toezicht houden op de staat van de collector... Eventuele verontreinigingen moeten zo snel mogelijk van de contacten worden verwijderd, omdat: ze verminderen de efficiëntie van de installatie aanzienlijk. Let op de mechanische staat van de contacten. Oververhitting van het apparaat, doorgebrande wikkelingen en andere soortgelijke defecten - dit alles moet onmiddellijk worden geëlimineerd.

Er is dus niets ingewikkelds aan het monteren van een windturbine. Het volstaat om alle benodigde elementen voor te bereiden, de installatie volgens de instructies te monteren en de voltooide unit op het lichtnet aan te sluiten. Een goed gemonteerde windgenerator voor uw huis wordt een betrouwbare bron van gratis elektriciteit. Volg de tutorial en het komt goed.

Gelukkig werk!

Video - DIY windturbines voor thuis

Rusland heeft een tweeledige positie met betrekking tot windenergiebronnen. Enerzijds is er door het enorme totale gebied en de overvloed aan vlakke gebieden over het algemeen veel wind en is het grotendeels vlak. Aan de andere kant zijn onze winden meestal laag potentieel, traag, zie fig. Op de derde, in dunbevolkte gebieden, zijn de winden hevig. Op basis hiervan is de taak om een ​​windgenerator op het park te starten best relevant. Maar om te beslissen of je een vrij duur apparaat wilt kopen of het zelf wilt maken, moet je goed nadenken over welk type (en er zijn er veel) voor welk doel je moet kiezen.

Basisconcepten

1. KIEV - coëfficiënt van windenergiegebruik. Indien gebruikt voor het berekenen van een mechanisch model van een vlakke wind (zie hieronder), is het gelijk aan het rendement van de rotor van een windenergiecentrale (APU).
2. Efficiëntie - de doorgaande efficiëntie van de APU, van de naderende wind tot de terminals van de elektrische generator, of tot de hoeveelheid water die in de tank wordt gepompt.
3. De minimale operationele windsnelheid (MWS) is de snelheid waarmee de windturbine stroom begint te leveren aan de belasting.
4. De maximaal toelaatbare windsnelheid (MDS) is de snelheid waarmee de opwekking van energie stopt: de automatisering schakelt de generator uit, of plaatst de rotor in een windwijzer, of vouwt deze op en verbergt deze, of de rotor stopt vanzelf, of de APU stort gewoon in.
5. Startwindsnelheid (SWS) - bij deze snelheid kan de rotor onbelast draaien, draaien en in de bedrijfsmodus gaan, waarna u de generator kunt inschakelen.
6. Negatieve startsnelheid (OSS) - dit betekent dat de APU (of windturbine - windkrachtcentrale, of VEA, windkrachteenheid) om te starten bij elke windsnelheid een verplichte spin-up van een externe energiebron vereist.
7. Startkoppel (aanvankelijk) - het vermogen van een rotor, met kracht vertraagd in de luchtstroom, om een ​​koppel op de as te creëren.
8. Een windturbine (VD) is een onderdeel van de APU van de rotor tot aan de as van een generator of pomp, of een andere energieverbruiker.
9. Roterende windgenerator - APU, waarbij windenergie wordt omgezet in koppel op de aftakas door de rotor in de luchtstroom te laten draaien.
10. Het werksnelheidsbereik van de rotor is het verschil tussen MDS en MPC bij gebruik bij nominale belasting.
11. Windturbine met lage snelheid - daarin overschrijdt de lineaire snelheid van de rotordelen in de stroom de windsnelheid of eronder niet significant. De dynamische stroomkop wordt direct omgezet in bladstuwkracht.
12. Hogesnelheidswindturbine - de lineaire snelheid van de bladen is aanzienlijk (tot 20 of meer keer) hoger dan de windsnelheid en de rotor vormt zijn eigen luchtcirculatie. De cyclus van het omzetten van de stroomenergie in stuwkracht is complex.

Opmerkingen:

1. APU's met lage snelheid hebben in de regel een KIEV die lager is dan die met hoge snelheid, maar hebben een startkoppel dat voldoende is om de generator te laten draaien zonder de belasting te ontkoppelen en nul TCO, d.w.z. volledig zelfstartend en toepasbaar bij de minste wind.
2. Traagheid en snelheid zijn relatieve begrippen. Een huishoudelijke windturbine met 300 tpm kan lage snelheid zijn, en krachtige APU's van het EuroWind-type, waarvan de velden van windenergiecentrales, windparken (zie figuur) En waarvan de rotors ongeveer 10 tpm maken, hoge snelheid zijn, omdat met zo'n diameter zijn de lineaire snelheid van de bladen en hun aerodynamica over het grootste deel van hun spanwijdte behoorlijk "vliegtuigachtig", zie hieronder.

Wat voor generator heb je nodig?

Een elektrische generator voor een huishoudelijke windturbine moet elektriciteit opwekken met een breed scala aan rotatiesnelheden en het vermogen hebben om zelf te starten zonder automatisering en externe stroombronnen. Bij gebruik van een APU met OSS (windturbines met spin), die in de regel een hoge KIEV en efficiëntie hebben, moet deze ook omkeerbaar zijn, d.w.z. als motor kunnen werken. Bij vermogens tot 5 kW wordt aan deze voorwaarde voldaan door elektrische machines met permanente magneten op basis van niobium (supermagneten); op staal- of ferrietmagneten kunt u rekenen op maximaal 0,5-0,7 kW.

Opmerking: asynchrone dynamo's of collectorgeneratoren met een niet-gemagnetiseerde stator zijn helemaal niet geschikt. Als de windkracht afneemt, gaan ze "uit" lang voordat de snelheid naar de MPC zakt, en dan starten ze zelf niet.

Een uitstekend "hart" van een APU met een vermogen van 0,3 tot 1-2 kW wordt verkregen uit een wisselstroom-autogenerator met een ingebouwde gelijkrichter; dit zijn nu de meerderheid. Ten eerste houden ze de uitgangsspanning van 11,6-14,7 V in een vrij breed bereik van snelheden zonder externe elektronische stabilisatoren. Ten tweede openen de siliciumkleppen wanneer de spanning over de wikkeling ongeveer 1,4 V bereikt, en daarvoor "ziet" de generator de belasting niet. Om dit te doen, moet de generator behoorlijk goed worden rondgedraaid.

In de meeste gevallen kan de autogenerator direct worden aangesloten op de hogesnelheids-HP-as, zonder tandwiel- of riemaandrijving, door het toerental te selecteren door het aantal schoepen te kiezen, zie hieronder. "Fast-walkers" hebben een klein of nul startkoppel, maar de rotor heeft genoeg tijd om voldoende te draaien zonder de belasting los te koppelen voordat de kleppen opengaan en de generator stroom zal geven.

Keuze door de wind

Laten we, voordat we beslissen welke windgenerator we gaan maken, een beslissing nemen over de lokale aerologie. In grijs-groenachtig(windstille) delen van de windkaart zullen op zijn minst enigzins alleen afkomstig zijn van een zeilende windturbine(en we zullen er verder over praten). Als je een constante stroomvoorziening nodig hebt, moet je een booster (een gelijkrichter met een spanningsstabilisator), een lader, een krachtige batterij, een omvormer toevoegen 12/24/36/48 V DC tot 220/380 V 50 Hz AC . Zo'n economie kost maar liefst $ 20.000, en het is onwaarschijnlijk dat het mogelijk zal zijn om een ​​langdurig vermogen van meer dan 3-4 kW te verwijderen. Over het algemeen is het bij een onvermurwbaar streven naar alternatieve energie beter om een ​​andere bron ervan te zoeken.

Op geelgroene, zwak winderige plaatsen, als de behoefte aan elektriciteit tot 2-3 kW is, kunt u zelf een langzame verticale windgenerator opnemen... Ze zijn ontelbaar ontwikkeld en er zijn ontwerpen die qua KIEV en efficiëntie bijna niet onderdoen voor industriële "bladen".

Als er een windturbine voor een huis gekocht moet worden, dan is het beter om te focussen op een windturbine met een zeilrotor. Er zijn veel geschillen en er zijn er veel, en in theorie is alles nog niet duidelijk, maar ze werken. In de Russische Federatie worden in Taganrog "zeilboten" geproduceerd met een vermogen van 1-100 kW.

In rode, winderige streken hangt de keuze af van het benodigde vermogen. In het bereik van 0,5-1,5 kW zijn zelfgemaakte "verticalen" gerechtvaardigd; 1,5-5 kW - gekochte "zeilboten". "Verticaal" kan ook worden gekocht, maar het zal meer kosten dan een horizontale APU. En tot slot, als een windturbine met een vermogen van 5 kW of meer nodig is, moet u kiezen tussen horizontaal gekochte "bladen" of "zeilboten".

Opmerking: veel fabrikanten, vooral van het tweede niveau, bieden kits met onderdelen waaruit u zelf een windgenerator met een vermogen tot 10 kW kunt samenstellen. Zo'n set kost 20-50% goedkoper dan een kant-en-klaar exemplaar met installatie. Maar voordat u koopt, moet u de aerologie van de voorgestelde installatielocatie zorgvuldig bestuderen en vervolgens, volgens de specificaties, het juiste type en model selecteren.

over veiligheid

Delen van een huishoudelijke windturbine die in bedrijf is, kunnen een lineaire snelheid hebben van meer dan 120 en zelfs 150 m / s, en een stuk vast materiaal met een gewicht van 20 g, vliegend met een snelheid van 100 m / s, met een "succesvolle" hit, doodt ter plekke een gezonde man. Een stalen of harde plastic plaat van 2 mm dik, die beweegt met een snelheid van 20 m / s, snijdt hem doormidden.

Bovendien zijn de meeste windturbines van meer dan 100 W nogal luidruchtig. Velen genereren ultralage (minder dan 16 Hz) luchtdrukschommelingen - infrageluiden. Infrageluiden zijn onhoorbaar, maar schadelijk voor de gezondheid en verspreiden zich zeer ver.

Opmerking: eind jaren tachtig was er een schandaal in de Verenigde Staten - het grootste windpark van het land in die tijd moest worden gesloten. De Indianen uit het reservaat op 200 km van het veld van zijn strijdkrachten bewezen voor de rechtbank dat de gezondheidsproblemen die bij hen sterk zijn toegenomen sinds de ingebruikname van de WPP te wijten is aan het infrageluid.

Om de bovenstaande redenen is de installatie van de APU toegestaan ​​op een afstand van ten minste 5 van hun hoogten van de dichtstbijzijnde woongebouwen. Op de binnenplaatsen van particuliere huishoudens kunt u industriële windturbines installeren, passend gecertificeerd. Het is over het algemeen onmogelijk om een ​​APU op de daken te installeren - tijdens hun werking, zelfs met laag vermogen, treden er wisselende mechanische belastingen op die een resonantie van de bouwconstructie en de vernietiging ervan kunnen veroorzaken.

Opmerking: APU-hoogte is het hoogste punt van de geveegde schijf (voor bladrotors) of geometrische figuur (voor verticale APU met een rotor op de as). Als de APU-mast of de rotoras nog hoger naar boven uitsteken, wordt de hoogte berekend vanaf hun bovenkant - de bovenkant.

Wind, aerodynamica, KIEV

Een zelfgemaakte windgenerator gehoorzaamt aan dezelfde natuurwetten als een fabrieksgenerator, berekend op een computer. En de huizenbouwer moet de basis van zijn werk heel goed begrijpen - meestal heeft hij geen dure supermoderne materialen en technologische apparatuur tot zijn beschikking. De aerodynamica van de APU is, oh, hoe moeilijk is het ...

Wind en KIEV

Voor het berekenen van de seriële fabrieks-APU, de zogenaamde. plat mechanisch windmodel. Het is gebaseerd op de volgende aannames:

• Windsnelheid en -richting zijn constant binnen het effectieve rotoroppervlak.
• Lucht is een continu medium.
• Het effectieve oppervlak van de rotor is gelijk aan het geveegde oppervlak.
• De energie van de luchtstroom is puur kinetisch.

Onder dergelijke omstandigheden wordt de maximale energie per volume-eenheid lucht berekend volgens de schoolformule, ervan uitgaande dat de luchtdichtheid onder normale omstandigheden 1,29 kg * kubieke meter is. m. Bij een windsnelheid van 10 m / s draagt ​​één luchtkubus 65 J en kan 650 watt worden verwijderd uit één vierkant van het effectieve rotoroppervlak, met 100% efficiëntie van de gehele APU. Dit is een zeer simplistische benadering - iedereen weet dat de wind nooit perfect vlak is. Maar dit moet worden gedaan om de herhaalbaarheid van producten te garanderen - een gangbare praktijk in de technologie.

Het platte model mag niet worden genegeerd; het zorgt voor een duidelijk minimum aan beschikbare windenergie. Maar de lucht wordt ten eerste gecomprimeerd en ten tweede is het erg vloeibaar (dynamische viscositeit is slechts 17,2 μPa * s). Dit betekent dat de stroom rond het geveegde gebied kan stromen, waardoor het effectieve oppervlak en de KIEV, die het vaakst wordt waargenomen, worden verminderd. Maar in principe is ook de omgekeerde situatie mogelijk: de wind stroomt naar de rotor en het effectieve oppervlak zal dan groter zijn dan het geveegde oppervlak en de KIEV zal groter zijn dan 1 ten opzichte van dezelfde voor vlakke wind.

Hier zijn twee voorbeelden. De eerste is een plezierjacht, vrij zwaar, het jacht kan niet alleen tegen de wind in, maar ook sneller. Wind is buiten bedoeld; de schijnbare wind moet nog steeds sneller zijn, hoe zal hij anders het schip trekken?

De tweede is een klassieker uit de luchtvaartgeschiedenis. Tijdens de tests van de MIG-19 bleek dat de interceptor, die een ton zwaarder was dan de frontliniejager, sneller accelereerde. Met dezelfde motoren in hetzelfde zweefvliegtuig.

Theoretici wisten niet wat ze moesten denken en twijfelden ernstig aan de wet van behoud van energie. Uiteindelijk bleek het de radarkuipkegel te zijn die uit de luchtinlaat stak. Van de neus tot de schaal werd lucht samengeperst, alsof het van de zijkanten naar de motorcompressoren werd geharkt. Sindsdien zijn schokgolven in theorie stevig verankerd als nuttig, en de fantastische vliegprestaties van moderne vliegtuigen zijn niet in de laatste plaats te danken aan hun vakkundig gebruik.

Aërodynamica

De ontwikkeling van aerodynamica is meestal verdeeld in twee tijdperken - vóór N. G. Zhukovsky en daarna. Zijn rapport "On the Attached vortices" van 15 november 1905 markeerde het begin van een nieuw tijdperk in de luchtvaart.

Voorafgaand aan Zhukovsky vlogen ze op plat staande zeilen: er werd aangenomen dat de deeltjes van de inkomende stroom al hun momentum geven aan de voorrand van de vleugel. Dit maakte het mogelijk om onmiddellijk af te komen van de vectorgrootheid - het impulsmoment - die aanleiding gaf tot furieuze en meestal niet-analytische wiskunde, om over te gaan naar veel handiger scalaire puur energierelaties, en als resultaat het berekende drukveld te verkrijgen op het peilvlak, min of meer vergelijkbaar met het heden.

Een dergelijke mechanistische benadering maakte het mogelijk om voertuigen te maken die op zijn minst kunnen opstijgen en van de ene plaats naar de andere kunnen vliegen, zonder dat ze noodzakelijkerwijs ergens onderweg op de grond neerstorten. Maar de wens om snelheid, draagvermogen en andere vliegeigenschappen te verhogen onthulde steeds meer de onvolkomenheid van de oorspronkelijke aerodynamische theorie.

Zhukovsky's idee was dit: langs de boven- en onderkant van de vleugel reist de lucht een ander pad. Uit de toestand van de continuïteit van het medium (vacuümbellen worden niet vanzelf in de lucht gevormd), volgt dat de snelheden van de bovenste en onderste stromen die van de achterrand afdalen, verschillend moeten zijn. Vanwege de kleine maar eindige viscositeit van de lucht zou daar een vortex moeten ontstaan ​​vanwege het verschil in snelheden.

De vortex roteert en de wet van behoud van momentum, even onveranderlijk als de wet van behoud van energie, is ook geldig voor vectorgrootheden, d.w.z. moet rekening houden met de bewegingsrichting. Daarom moet precies daar, aan de achterrand, een tegengesteld draaiende vortex met hetzelfde koppel worden gevormd. Met welke middelen? Door de energie die door de motor wordt opgewekt.

Voor de praktijk van de luchtvaart betekende dit een revolutie: door het juiste vleugelprofiel te kiezen, was het mogelijk om de bevestigde vortex rond de vleugel te laten lopen in de vorm van een circulatie G, waardoor de lift werd vergroot. Dat wil zeggen, na een deel te hebben uitgegeven, en voor hoge snelheden en vleugelbelastingen - een groot deel, het motorvermogen, is het mogelijk om een ​​luchtstroom rond het apparaat te creëren, waardoor de beste vliegeigenschappen kunnen worden bereikt.

Dit maakte van de luchtvaart een luchtvaart en geen onderdeel van de luchtvaart: nu kon het vliegtuig zelf de omgeving creëren die nodig was om te vliegen en niet langer een speelgoed van luchtstromingen zijn. Het enige dat u nodig hebt, is een krachtigere motor en steeds krachtiger ...

KIEV weer

Maar de windturbine heeft geen motor. Integendeel, het moet energie uit de wind halen en aan de consument geven. En hier komt het uit - trok zijn benen uit, de staart kwam vast te zitten. Er was te weinig windenergie toegestaan ​​op de eigen circulatie van de rotor - het zal zwak zijn, de stuwkracht van de bladen zal laag zijn en de KIEV en het vermogen zullen laag zijn. Laten we veel geven voor de circulatie - de rotor draait als een gek stationair bij een zwakke wind, maar de consumenten krijgen weer weinig: ze gaven een beetje belasting, de rotor remde, de wind blies de circulatie af en de rotor werd.

De wet van behoud van energie geeft de "gulden middenweg" precies in het midden: we geven 50% van de energie aan de belasting en voor de resterende 50% draaien we de stroom naar het optimum. De praktijk bevestigt de aannames: als het rendement van een goed trekkende propeller 75-80% is, dan bereikt de KIEV, net zo zorgvuldig berekend en in een windtunnel geblazen, een bladrotor 38-40%, d.w.z. tot de helft van wat kan worden bereikt met een teveel aan energie.

Moderniteit

Tegenwoordig gaat de aerodynamica, gewapend met moderne wiskunde en computers, steeds meer weg van onvermijdelijk iets en vereenvoudigt modellen naar een nauwkeurige beschrijving van het gedrag van een echt lichaam in een echte stroom. En hier, naast de algemene lijn - kracht, kracht en nog meer kracht! - zijpaden worden gevonden, maar veelbelovend met slechts een beperkte hoeveelheid energie die het systeem binnenkomt.

De beroemde alternatieve vlieger Paul McCready creëerde in de jaren 80 een vliegtuig met twee motoren uit een kettingzaag met een vermogen van 16 pk. met 360 km/u. Bovendien was het chassis een niet-intrekbare driewieler en waren de wielen zonder stroomlijnkappen. Geen van McCready's voertuigen ging online en ging op alarm, maar twee - een met zuigermotoren en propellers, en de andere jet - vlogen voor het eerst in de geschiedenis de wereld rond zonder bij een tankstation te landen.

De ontwikkeling van de theorie had ook grote invloed op de zeilen die aanleiding gaven tot de oorspronkelijke vleugel. "Live" aerodynamica liet de jachten in 8 knopen wind toe. op draagvleugels staan ​​(zie afb.); om zo'n joekel met een propeller op de gewenste snelheid te krijgen is een motor van minimaal 100 pk nodig. Racecatamarans varen met ongeveer 30 knopen in dezelfde wind. (55km/u).

Er zijn ook volledig niet-triviale vondsten. Fans van de zeldzaamste en meest extreme sport - basejumping - dragen een apecial wingsuit, wingsuit, vliegen zonder motor, manoeuvreren met een snelheid van meer dan 200 km / u (foto rechts), en landen dan soepel in een pre -geselecteerde plaats. In welk sprookje vliegen mensen alleen?

Veel mysteries van de natuur zijn ook opgelost; in het bijzonder - de vlucht van een kever. Volgens de klassieke aerodynamica is het niet in staat om te vliegen. Op dezelfde manier als de voorouder van de "stealth" F-117 met zijn ruitvormige vleugel, ook niet in staat is om de lucht in te gaan. En de MiG-29 en Su-27, die al een tijdje met hun staart naar voren kunnen vliegen, passen in geen enkel idee.

En waarom dan, als het om windturbines gaat, niet zo leuk en niet als een hulpmiddel om hun eigen soort te vernietigen, maar als een bron van een essentiële hulpbron, is het dan absoluut noodzakelijk om te dansen vanuit de theorie van zwakke stromen met zijn model van een platte wind? Is er geen manier om verder te gaan?

Wat te verwachten van een klassieker?

Men mag echter in geen geval de klassiekers opgeven. Het biedt een fundament, zonder te leunen waarop men niet hoger kan komen. Op dezelfde manier, zoals de verzamelingenleer de tafel van vermenigvuldiging niet opheft, en kwantumchromodynamica geen appels uit de bomen laat vliegen.

Dus wat kun je verwachten met de klassieke aanpak? Laten we naar de foto kijken. Links - soorten rotoren; ze worden voorwaardelijk weergegeven. 1 - verticale carrousel, 2 - verticale orthogonale (windturbine); 2-5 - bladrotors met een ander aantal bladen met geoptimaliseerde profielen.

Aan de rechterkant, langs de horizontale as, is de relatieve rotorsnelheid uitgezet, d.w.z. de verhouding van de lineaire snelheid van het blad tot de windsnelheid. Verticaal naar boven - KIEV. En naar beneden - nogmaals, het relatieve koppel. Een enkel (100%) koppel wordt beschouwd als het koppel dat een rotor creëert die gedwongen wordt afgeremd in de stroom met 100% KIEV, d.w.z. wanneer alle energie van de stroom wordt omgezet in een roterende kracht.

Deze benadering maakt verregaande conclusies mogelijk. Zo moet het aantal bladen niet alleen en niet zozeer gekozen worden op het gewenste toerental: 3- en 4-blads verliezen direct veel qua KIEV en koppel tov 2- en 6-blads die goed werken in ongeveer hetzelfde snelheidsbereik. En uiterlijk vergelijkbare carrousel en orthogonaal hebben fundamenteel verschillende eigenschappen.

In het algemeen dient de voorkeur te worden gegeven aan bladrotors, behalve in gevallen waarin uiterste goedkoopheid, eenvoud en onderhoudsvrij zelfstarten zonder automatisering vereist zijn en het naar de mast heffen onmogelijk is.

Opmerking: laten we het vooral hebben over zeilrotoren - ze lijken niet in de klassiekers te passen.

Verticaal

APU's met een verticale rotatie-as hebben een onbetwistbaar voordeel voor het dagelijks leven: hun eenheden die onderhoud nodig hebben, zijn geconcentreerd aan de onderkant en het is niet nodig om ze op te tillen. Er blijft, en zelfs dan niet altijd, een zelfinstellend druklager, maar het is sterk en duurzaam. Daarom moet bij het ontwerpen van een eenvoudige windturbine de selectie van opties worden gestart met verticale eenheden. Hun belangrijkste typen worden getoond in Fig.

zon

In de eerste positie - de eenvoudigste, meestal de Savonius-rotor genoemd. In feite werd het in 1924 in de USSR uitgevonden door Ya. A. en A. A. Voronin, en de Finse industrieel Sigurd Savonius eigende zich de uitvinding schaamteloos toe, negeerde het Sovjet-auteursrechtcertificaat en begon met serieproductie. Maar de introductie in het lot van de uitvinding betekent veel, daarom zullen we deze windturbine de Voronin-Savonius-rotor noemen, of, in het kort, VS. .

Het vliegtuig is goed voor iedereen, behalve de "locomotief" KIEV in 10-18%. In de USSR hebben ze er echter veel aan gewerkt en er zijn enkele ontwikkelingen. Hieronder zullen we een verbeterd ontwerp beschouwen, niet veel complexer, maar volgens KIEV een voorsprong op de bladen.

Let op: het tweebladige vliegtuig draait niet, maar schokt; Het 4-blad is alleen iets soepeler, maar verliest veel in KIEV. Om de 4 te verbeteren - "trog" worden ze meestal op twee verdiepingen gedragen - een paar bladen aan de onderkant en een ander paar, 90 graden horizontaal gedraaid, erboven. De KIEV blijft en de zijdelingse belastingen op de mechanica worden verzwakt, maar de buigbelastingen nemen iets toe, en bij een wind van meer dan 25 m / s, zo'n APU op de as, d.w.z. zonder het lager over de rotor gespannen door de lijkwaden, "scheurt de toren naar beneden".

Daria

De volgende is de Darrieus-rotor; KIEV - tot 20%. Het is nog eenvoudiger: de bladen zijn gemaakt van een eenvoudige elastische band zonder enig profiel. De Darrieus-rotortheorie is nog niet voldoende ontwikkeld. Het is alleen duidelijk dat het begint af te wikkelen vanwege het verschil in de aerodynamische weerstand van de bult en de zak van de tape, en dan wordt het een beetje snel en vormt het zijn eigen circulatie.

Het koppel is klein en in de startposities van de rotor is er helemaal geen parallel of loodrecht op de wind, dus zelfdraaiend is alleen mogelijk met een oneven aantal bladen (vleugels?). de generator moet worden losgekoppeld tijdens het opstarten.

De Darrieus-rotor heeft nog twee slechte eigenschappen. Ten eerste beschrijft de stuwkrachtvector van het blad tijdens rotatie een volledige omwenteling ten opzichte van zijn aerodynamische focus, en niet soepel, maar in schokken. Daarom breekt de Darrieus-rotor snel zijn mechanica, zelfs bij gelijkmatige wind.

Ten tweede maakt Daria niet alleen lawaai, maar gilt en gilt het zelfs zo erg dat de band breekt. Dit komt door zijn vibratie. En hoe meer messen, hoe sterker het gebrul. Dus als Daria is gemaakt, is het tweebladig, gemaakt van dure, zeer sterke geluidsabsorberende materialen (koolstofvezel, mylar), en een klein vliegtuig is aangepast om in het midden van de mastpaal te draaien.

orthogonaal

Op pos. 3 - orthogonale verticale rotor met geprofileerde bladen. Orthogonaal omdat de vleugels verticaal uitsteken. De overgang van de VS naar de orthogonaal wordt geïllustreerd in Fig. links.

De installatiehoek van de bladen ten opzichte van de raaklijn aan de cirkel die de aerodynamische brandpunten van de vleugels raakt, kan positief (in de afbeelding) of negatief zijn, in overeenstemming met de kracht van de wind. Soms worden de bladen draaibaar gemaakt en worden er weerbusjes op geplaatst, die automatisch de "alpha" vasthouden, maar dergelijke structuren breken vaak.

Het centrale lichaam (blauw in de afbeelding) stelt u in staat om de KIEV op bijna 50% te brengen. In een orthogonaal met drie bladen moet het de vorm hebben van een driehoek in doorsnede met licht convexe zijden en afgeronde hoeken, en met een groter aantal van messen is een eenvoudige cilinder voldoende. Maar de theorie voor de orthogonaal geeft het optimale aantal bladen ondubbelzinnig: het zouden er precies 3 moeten zijn.

Orthogonaal verwijst naar hogesnelheidswindturbines met OSS, d.w.z. vereist noodzakelijkerwijs promotie tijdens de inbedrijfstelling en na rust. Seriële onbemande APU's met een vermogen tot 20 kW worden geproduceerd volgens het orthogonale schema.

Helicoïde

Helicoïde rotor, of Gorlov's rotor (pos. 4) - een soort orthogonaal, die zorgt voor uniforme rotatie; de orthogonale met rechte vleugels "tranen" slechts iets zwakker dan de tweebladige BC. Het buigen van de bladen langs de helicoïde maakt het mogelijk om verliezen van KIEV door hun kromming te voorkomen. Hoewel het gebogen blad een deel van de stroom afstoot zonder het te gebruiken, harkt het een deel ervan in de zone met de hoogste lineaire snelheid, om de verliezen te compenseren. Helicoïden worden minder vaak gebruikt dan andere windturbines, omdat: vanwege de complexiteit van de productie blijken ze duurder te zijn dan hun tegenhangers van gelijke kwaliteit.

Barrel-zagrebka

5 pos. - een rotor van het type BC, omgeven door leischoepen; het diagram wordt getoond in Fig. rechts. Het wordt zelden aangetroffen in industrieel ontwerp, omdat: dure grondverwerving compenseert de capaciteitsuitbreiding niet en het materiaalverbruik en de complexiteit van de productie zijn groot. Maar een huizenbouwer die bang is voor werk is niet langer een meester, maar een consument, en als er niet meer dan 0,5-1,5 kW nodig is, dan is een lekkernij voor hem:

• Een rotor van dit type is absoluut veilig, stil, trilt niet en kan overal worden geïnstalleerd, zelfs op een speelplaats.
• Gegalvaniseerde troggen buigen en een frame uit buizen lassen is een onzinklus.
• De rotatie is absoluut uniform, de mechanische onderdelen kunnen van de goedkoopste of uit de prullenbak worden gehaald.
• Niet bang voor orkanen - te sterke wind kan niet in de "barrel" duwen; er verschijnt een gestroomlijnde vortexcocon omheen (dit effect zullen we later tegenkomen).
• En nog belangrijker, aangezien het oppervlak van de "grijper" meerdere malen groter is dan dat van de rotor aan de binnenkant, kan de KIEV over-eenheid zijn, en het koppel al bij 3 m / s bij de "loop" met een diameter van drie meter is zodanig dat een generator van 1 kW met een maximale belasting wordt gezegd dat het beter is om niet te trillen.

Video: Lenz windturbine

In de jaren 60 patenteerde E.S.Biryukov in de USSR een carrousel-APU met 46% KIEV. Even later bereikte V. Blinov 58% van het ontwerp op basis van hetzelfde principe van KIEV, maar er zijn geen gegevens over de tests. En volledige tests van de strijdkrachten van Biryukov werden uitgevoerd door het personeel van het tijdschrift Inventor and Rationalizer. Een rotor van twee verdiepingen met een diameter van 0,75 m en een hoogte van 2 m draaide in een frisse wind een asynchrone generator van 1,2 kW op vol vermogen en doorstond 30 m / s zonder te breken. De APU-tekeningen van Biryukov worden getoond in Fig.

1. gegalvaniseerde dakrotor;
2. zelfinstellende dubbele rij kogellagers;
3. kabels - 5 mm staalkabel;
4. asas - stalen buis met een wanddikte van 1,5-2,5 mm;
5. aerodynamische hendels voor snelheidsregeling;
6. snelheidsregelaarbladen - 3-4 mm multiplex of plastic plaat;
7. staven van de snelheidsregelaar;
8. de belasting van de snelheidsregelaar, het gewicht bepaalt de snelheid;
9. aandrijfpoelie - een fietswiel zonder band met een binnenband;
10. druklager - druklager;
11. aangedreven poelie - standaard generatorpoelie;
12. generator.

Biryukov ontving verschillende auteursrechtcertificaten voor zijn APU. Let eerst op de uitsparing van de rotor. Bij het accelereren werkt het als een vliegtuig, waardoor er een groot startmoment ontstaat. Naarmate de spin vordert, wordt een vortexkussen gecreëerd in de buitenste vakken van de messen. Vanuit het oogpunt van de wind worden de bladen geprofileerd en verandert de rotor in een orthogonaal met hoge snelheid, waarbij het virtuele profiel verandert afhankelijk van de windsterkte.

Ten tweede fungeert het geprofileerde kanaal tussen de lamellen in het werksnelheidsbereik als een centraal lichaam. Als de wind toeneemt, ontstaat er ook een vortexkussen dat zich voorbij de rotor uitstrekt. Dezelfde vortexcocon verschijnt als rond de APU met de leischoepen. De energie voor het maken ervan wordt uit de wind gehaald en is niet langer voldoende voor het afbreken van de windmolen.

Ten derde is de snelheidsregelaar in de eerste plaats ontworpen voor de turbine. Hij houdt haar omzet optimaal vanuit het oogpunt van KIEV. En de optimale generatorsnelheid wordt geleverd door de keuze van de overbrengingsverhouding van de mechanica.

Opmerking: na publicaties in de IR voor 1965, de strijdkrachten van Oekraïne, raakte Biryukova in de vergetelheid. De auteur heeft geen reactie ontvangen van de autoriteiten. Het lot van veel Sovjet-uitvindingen. Ze zeggen dat sommige Japanners miljardair werden, regelmatig populaire technische Sovjettijdschriften lazen en patenten op alles wat aandacht verdient.

Messen

Zoals hierboven vermeld, is een windturbine met horizontale bladrotor de beste in de klassiekers. Maar ten eerste heeft hij een stabiele, op zijn minst middelmatige wind nodig. Ten tweede, de constructie voor de doe-het-zelver is beladen met veel valkuilen, daarom verlicht vaak de vrucht van lang hard werken op zijn best het toilet, de gang of de veranda, of blijkt zelfs alleen zichzelf te kunnen ontwarren.

Volgens de schema's in Fig. laten we dat eens van dichterbij bekijken; posities:

• Afb. EEN:

1. rotorbladen;
2. generator;
3. generatorbed;
4. beschermende windwijzer (orkaanschop);
5. stroomafnemer;
6. chassis;
7. draaibare knoop;
8. werkende windwijzer;
9. mast;
10. klem voor kabels.

• Afb. B, bovenaanzicht:

1. beschermende windwijzer;
2. werkende windwijzer;
3. veerspanningsregelaar van de beschermende windwijzer.

• Afb. G, sleepring:

1. een collector met doorlopende koperen ringrails;
2. veerbelaste koper-grafietborstels.

Opmerking: orkaanbescherming voor een horizontale schoep met een diameter van meer dan 1 m is absoluut noodzakelijk, omdat hij is niet in staat om een ​​draaikolkcocon om zich heen te creëren. Bij kleinere afmetingen kan met propyleenbladen een rotorduurzaamheid tot 30 m/s worden bereikt.

Dus waar zijn de struikelblokken?

Messen

Verwacht een vermogen van meer dan 150-200 W op de generatoras op bladen van elke grootte die uit een dikwandige plastic pijp zijn gesneden, zoals vaak wordt geadviseerd, is de hoop van een hopeloze amateur. Een pijpblad (tenzij het zo dik is dat het gewoon als plano wordt gebruikt) zal een gesegmenteerd profiel hebben, d.w.z. de bovenkant, of beide, zullen cirkelbogen zijn.

Segmentprofielen zijn geschikt voor een onsamendrukbaar medium, zoals draagvleugelboten of propellerbladen. Voor gassen is een blad met variabel profiel en een variabele spoed nodig, zie bijvoorbeeld fig.; overspanning - 2 m. Het zal een complex en tijdrovend product zijn, dat nauwgezette berekeningen vereist, volledig gewapend met theorie, inblazen in een pijp en grootschalige tests.

Generator

Wanneer de rotor direct op zijn as wordt gemonteerd, zal het standaardlager snel breken - dezelfde belasting op alle bladen in windturbines gebeurt niet. U hebt een tussenas nodig met een speciaal steunlager en een mechanische overbrenging daarvan naar de generator. Voor grote windturbines wordt een zelfrichtend dubbelrijig lager genomen; in de beste modellen - drieledig, Fig. D in afb. bovenstaand. Hierdoor kan de rotoras niet alleen licht buigen, maar ook lichtjes heen en weer of op en neer bewegen.

Opmerking: het duurde ongeveer 30 jaar om een ​​druklager voor de EuroWind APU te ontwikkelen.

Nood windwijzer

Het principe van zijn werking wordt getoond in FIG. C. De wind, die toeneemt, drukt op de schop, de veer rekt zich uit, de rotor trekt krom, zijn omwentelingen vallen en uiteindelijk wordt hij evenwijdig aan de stroom. Alles lijkt in orde te zijn, maar het was glad op papier ...

Probeer op een winderige dag een kookdeksel of een grote pan bij het handvat parallel aan de wind vast te houden. Alleen voorzichtig - een zenuwachtig stuk ijzer kan het gezicht zo raken dat het over de neus wrijft, de lip snijdt of zelfs het oog uitschakelt.

Vlakke wind komt alleen voor in theoretische berekeningen en, met voldoende nauwkeurigheid voor de praktijk, in windtunnels. In werkelijkheid beheert een orkaanwindturbine met een orkaanschop meer dan volledig weerloze. Het is beter om toch de kromme messen te vervangen dan alles opnieuw te doen. Bij industriële installaties ligt dat anders. Daar wordt de spoed van de wieken één voor één gecontroleerd en aangepast door de automatisering onder besturing van de boordcomputer. En ze zijn gemaakt van heavy-duty composieten, niet van waterleidingen.

Stroomafnemer

Dit is een regelmatig onderhouden site. Elke energietechnicus weet dat een collector met borstels gereinigd, gesmeerd en geregeld moet worden. En de mast komt uit een waterleiding. Als je er niet in komt, moet je eens in de twee maanden de hele molen op de grond gooien en dan weer optillen. Hoe lang zal hij het uithouden van zo'n "preventie"?

Video: windgenerator met bladen + zonnepaneel voor stroomvoorziening van het zomerhuisje

Mini en micro

Maar met een afname van de afmeting van de schoep, vallen de moeilijkheden langs het kwadraat van de diameter van het wiel. Het is al mogelijk om zelf een APU met horizontale lamel te vervaardigen voor een vermogen tot 100 W. Een 6-blads exemplaar zou optimaal zijn. Met meer bladen zal de rotordiameter voor hetzelfde vermogen kleiner zijn, maar het zal moeilijk zijn om ze stevig op de naaf te bevestigen. Rotoren met minder dan 6 bladen kunnen worden genegeerd: een 100 W 2-blads rotor heeft een diameter van 6,34 m nodig en een 4-blads met hetzelfde vermogen heeft 4,5 m. Voor een 6-blads blad wordt de afhankelijkheid van vermogen en diameter uitgedrukt als volgt:

• 10W - 1,16m.
• 20W - 1,64 meter.
• 30W - 2 meter.
• 40 W - 2,32 meter.
• 50W - 2,6 meter.
• 60W - 2,84 meter.
• 70 W - 3,08 meter.
• 80 W - 3,28 meter.
• 90 W - 3,48 meter.
• 100 W - 3,68 m
• 300 W - 6,34 meter.

Reken dan het beste op een vermogen van 10-20 watt. Ten eerste is een kunststof blad met een spanwijdte van meer dan 0,8 m niet bestand tegen wind van meer dan 20 m/s zonder aanvullende beschermingsmaatregelen. Ten tweede, met een spanwijdte van maximaal 0,8 m, zal de lineaire snelheid van de uiteinden de windsnelheid niet meer dan driemaal overschrijden, en de vereisten voor profilering met twist worden met ordes van grootte verminderd; hier een "trog" met een gesegmenteerd profiel van een pijp, pos. B in afb. En 10-20 W zal de tablet van stroom voorzien, een smartphone opladen of een huishoudlamp verlichten.

Selecteer vervolgens de generator. Een Chinese motor is perfect - een wielnaaf voor elektrische fietsen, pos. 1 op afb. Het vermogen als motor is 200-300 W, maar in generatormodus zal het ongeveer 100 W geven. Maar past het bij ons qua omzet?

De snelheidsindex z voor 6 bladen is 3. De formule voor het berekenen van de rotatiesnelheid onder belasting is N = v / l * z * 60, waarbij N de rotatiesnelheid is, 1 / min, v de windsnelheid en l is de rotoromtrek. Met een spanwijdte van 0,8 m en een wind van 5 m/s halen we 72 toeren per minuut; bij 20 m/s - 288 tpm. Het fietswiel draait met ongeveer dezelfde snelheid, dus we zullen onze 10-20 watt verwijderen van een generator die 100 kan leveren. U kunt de rotor direct op zijn as monteren.

Maar hier doet zich het volgende probleem voor: we hebben, na veel arbeid en geld te hebben uitgegeven, in ieder geval voor een motor, ... een stuk speelgoed gekregen! Wat is 10-20, nou ja, 50 watt? En je kunt een windmolen met bladen niet maken om in ieder geval een tv thuis van stroom te voorzien. Is het mogelijk om een ​​kant-en-klare mini-windgenerator te kopen en kost het minder? Zoveel mogelijk en zelfs goedkoper, zie pos. 4 en 5. Daarnaast wordt hij ook mobiel. Zet het op een boomstronk - en gebruik het.

De tweede optie is als er ergens een stappenmotor ligt van een oude 5 of 8-inch schijf, of van een papierschijf of wagen van een onbruikbare inkjet- of dot-matrixprinter. Het kan als generator werken en het is gemakkelijker om er een carrouselrotor uit blikken (pos. 6) aan te bevestigen dan om een ​​structuur te monteren zoals die in pos. 3.

Over het algemeen is de conclusie over de "bladen" ondubbelzinnig: zelfgemaakte - waarschijnlijker om naar hartenlust te tweaken, maar niet voor echte energie-output op lange termijn.

Video: de eenvoudigste windgenerator voor het verlichten van een zomerhuisje

Zeilboten

Een zeilende windgenerator is al lang bekend, maar de zachte panelen van de bladen (zie afb.) werden gemaakt met de komst van zeer sterke, slijtvaste synthetische stoffen en films. Meerbladige windmolens met starre zeilen zijn wijdverbreid over de hele wereld als aandrijving voor automatische waterpompen met laag vermogen, maar hun technische gegevens zijn zelfs lager dan die van carrousels.

Een zacht zeil als de vleugel van een windmolen bleek echter niet zo eenvoudig te zijn. Het gaat niet om windweerstand (fabrikanten beperken de maximaal toelaatbare windsnelheid niet): zeiljachten weten al dat het bijna onmogelijk is voor de wind om de bermuda-zeilen te breken. Integendeel, het zeil zal eruit scheuren, of de mast zal breken, of het hele schip zal een "overkill" maken. Het gaat om energie.

Helaas zijn er geen precieze testgegevens te vinden. Volgens gebruikersrecensies was het mogelijk om "synthetische" afhankelijkheden op te stellen voor de installatie van een windturbine-4.380 / 220.50 gemaakt in Taganrog met een windwieldiameter van 5 m, een windkopgewicht van 160 kg en een rotatiesnelheid van tot 40 tpm; ze worden getoond in Fig.

Natuurlijk kunnen er geen garanties zijn voor 100% betrouwbaarheid, maar toch is het duidelijk dat er hier geen teken is van een plat-mechanisch model. Op geen enkele manier kan een wiel van 5 meter op een vlakke wind van 3 m / s ongeveer 1 kW geven, bij 7 m / s kan het een plateau bereiken in termen van vermogen en het dan vasthouden tot een zware storm. Fabrikanten verklaren trouwens dat nominaal 4 kW kan worden verkregen bij 3 m / s, maar wanneer ze door hun krachten worden geïnstalleerd volgens de resultaten van lokale aerologische studies.

Er is ook geen kwantitatieve theorie; de verklaringen van de ontwikkelaars zijn onduidelijk. Aangezien de mensen echter de Taganrog-windturbines kopen en ze werken, blijft het om aan te nemen dat de aangegeven conische circulatie en het voortstuwende effect geen fictie zijn. Ze zijn in ieder geval mogelijk.

Dan blijkt dat VR de rotor, volgens de wet van behoud van momentum, er ook een conische vortex zou moeten zijn, maar die uitzet en langzaam. En zo'n trechter zal de wind naar de rotor drijven, het effectieve oppervlak zal meer geveegd blijken te zijn, en KIEV - over-eenheid.

Licht op deze vraag zou kunnen worden geworpen door veldmetingen van het drukveld voor de rotor, althans met een huishoudelijke aneroïde. Als het hoger blijkt te zijn dan van de zijkanten naar de zijkant, dan werken zeilende APU's inderdaad als een kever.

Zelfgemaakte generator

Uit wat hierboven is gezegd, is het duidelijk dat het voor huizenbouwers beter is om verticale of zeilboten te nemen. Maar beide zijn erg traag, en overstappen naar een snelle generator is onnodig werk, onnodige kosten en verliezen. Kun je zelf een efficiënte laagtoerige elektrische generator maken?

Ja, dat kan, met magneten van niobiumlegering, de zgn. supermagneten. Het fabricageproces van de belangrijkste onderdelen wordt getoond in Fig. Spoelen - elk van 55 windingen koperdraad van 1 mm in hittebestendige, zeer sterke email-isolatie, FEMM, PETV, enz. De hoogte van de windingen is 9 mm.

Let op de spiebanen in de rotorhelften. Ze moeten zo worden geplaatst dat de magneten (ze worden met epoxy of acryl op het magnetische circuit gelijmd) na montage met tegengestelde polen samenkomen. "Pannenkoeken" (magnetische kernen) moeten gemaakt zijn van een zachte magnetische ferromagneet; gewoon constructiestaal is voldoende. De dikte van de "pannenkoeken" is minimaal 6 mm.

Over het algemeen is het beter om magneten met een axiaal gat te kopen en deze met schroeven vast te draaien; supermagneten trekken met verschrikkelijke kracht aan. Om dezelfde reden wordt op de as tussen de "pannenkoeken" een cilindrische afstandhouder van 12 mm hoog geplaatst.

De wikkelingen waaruit de statorsecties bestaan, zijn verbonden volgens de diagrammen die ook in Fig. De gesoldeerde uiteinden mogen niet worden uitgerekt, maar moeten lussen vormen, anders kan de epoxy die de stator zal vullen, uitharden, de draden breken.

De stator wordt in de mal gegoten tot een dikte van 10 mm. Centreren en balanceren is niet nodig, de stator draait niet. De opening tussen de rotor en de stator is aan elke kant 1 mm. De stator in het generatorhuis moet niet alleen stevig worden vastgezet tegen axiale verplaatsing, maar ook tegen draaien; een sterk magnetisch veld met een stroom in de belasting trekt het mee.

Video: DIY windturbinegenerator

Uitgang:

En wat hebben we uiteindelijk? Interesse in "bladen" wordt eerder verklaard door hun spectaculaire uiterlijk dan door de daadwerkelijke prestaties in een zelfgemaakt ontwerp en bij een laag vermogen. Een zelfgemaakte carrousel-APU zal "standby" -stroom leveren voor het opladen van een auto-accu of het leveren van stroom aan een klein huis.

Maar met de zeilende APU is het de moeite waard om te experimenteren met ambachtslieden met een creatieve inslag, vooral in een miniversie, met een wiel met een diameter van 1-2 m. Als de aannames van de ontwikkelaars kloppen, is het mogelijk om door middel van de hierboven beschreven Chinese motorgenerator al zijn 200-300 watt te verwijderen.

Andrey zei:

Bedankt voor uw gratis consult ... En de prijzen "van bedrijven" zijn niet echt duur, en ik denk dat ambachtslieden uit de provincie generatoren kunnen maken die vergelijkbaar zijn met die van u. En Li-po-batterijen kunnen worden besteld vanuit China, omvormers in Chelyabinsk zijn zeer goede sinus). En zeilen, bladen of rotoren - dit is een andere reden voor de gedachtevlucht van onze handige Russische mannen.

Ivan zei:

vraag:
Voor windturbines met een verticale as (positie 1) en de "Lenz"-versie is het mogelijk om een ​​extra detail toe te voegen - een waaier die wordt blootgesteld aan de wind en de nutteloze kant ervan afsluit (naar de windkant gaan). Dat wil zeggen, de wind zal het blad niet vertragen, maar dit "scherm". In de wind staan ​​met de "staart" achter de molen zelf onder en boven de wieken (ribbels). Ik las het artikel en een idee was geboren.

Door op de knop "Reactie toevoegen" te klikken, ga ik akkoord met de site.

Zelfgemaakte windmolen

Toen de perestrojka plaatsvond, moesten velen van beroep veranderen en moeizaam zoeken naar een nieuwe toepassing voor hun handen en geest. Onder vele andere pogingen die ik heb en windturbines.

Ik heb hier in goed vertrouwen meer dan een jaar aan besteed. Ik realiseerde me al snel dat er niets waardevols zou komen zonder grondige studie. Er was veel dat onbegrijpelijk was, maar gaandeweg werd het duidelijk. Ten slotte heeft het zevende exemplaar min of meer verdiend volgens de berekende kenmerken.

De windmolen is opgevat als energiebron voor een zomerverblijf met bezoek voor een onvolledige week. Bedacht als een commercieel product. Vandaar de maat.

DIY windgenerator

Turbinediameter 1,15 - 1,17 m, driebladig. De meest besproken kwestie van het aantal bladen werd besloten tussen twee en drie in het voordeel van drie vanwege het feit dat hij wilde turbine werkte meer vertrouwen in lichte wind. Ontwerpsnelheid 600 - 700 tpm.

Generator - collector motor 36V met permanente magneten gemaakt in Bulgarije. Het lijkt erop dat deze motoren massaal werden gebruikt in computers van de EC-familie.

Motordiameter 80 mm, lengte ongeveer 140 mm?

Ik nam ijverig de kenmerken ervan op de standaard, met behulp van een toerenteller, gekalibreerde belastingen enzovoort. Ontvangen de afhankelijkheid van spanning op snelheid (2,22V * rev / s), interne weerstand (2,5 Ohm) en ventilatorverliezen (mechanisch voor wrijving en luchtmenging).

De optimale overbrengingsverhouding van de multiplier was gepland op 4, maar vanwege de wens om deze compact in één fase uit te voeren, stopte deze bij 3,33. (Hoewel 4 het geprobeerd). De tandwielen zijn spiraalvormig, ze maken minder geluid. Het is Carter niet gelukt, al is het voor de serie waarschijnlijk wel nodig. Een paar keer per maand met vaste olie smeren is onwaardig.

Zwenkmechanisme - vrij bewegen op de draad. De draaihoek na 2 - 3 windingen werd beperkt door de elasticiteit van de kabel. Dit bleek de eenvoudigste en meest betrouwbare oplossing. De kop draait op een lange draad op een halve inch pijp door een koppeling. Natuurlijk is er een lichte terugslag in deze plaats. Aanvankelijk werd de koppeling langer gemaakt (60 - 70 mm) en om beweging te vergemakkelijken, werd een groef op de draad gemaakt, alleen de bovenste en onderste windingen bleven over (elk 2 - 2,5 draden). Toen bleek dat de speling niet zo verschrikkelijk was en werd de eenheid vereenvoudigd.

De kabel van de generator werd in een gedeelte van een verticale pijp geleid (ongeveer 500 mm) en via een T-stuk naar buiten gegaan op het punt waar de kop aan de mast was bevestigd. De elasticiteit van een stuk kabel van een halve meter dik was voldoende om te voorkomen dat de kop meer dan 1,5 - 2 slagen in het horizontale vlak zou draaien.

Ik heb ook de staartloze versie geprobeerd, met een stroming aan de achterkant van de turbine, maar toch gekozen voor de klassieker - met een staartvaan van ongeveer 200x400 mm, uitgevoerd op een 70 centimeter doorsnede van een halve inch pijp. De uitlaatpijp balanceert de zenderkop horizontaal. Het geheel wordt afgesloten met een kunststof rioolbuis 100 (106) mm. Achter de generator bevindt zich een verticaal draaipunt en een 400mm stuk half-inch pijp voor bevestiging aan de mast met een standaard koppeling. Daar bevinden zich ook de generatoruitgangen. De valdraad loopt van buitenaf verder langs de mast, hoewel het mogelijk is om deze in de pijp helemaal tot aan de grond te laten lopen.

Een stuk van een kunststof rioolbuis van 100 (106?) Mm werkte perfect als omhulsel. Gestopt met één zelftappende schroef van onderaf. Het deksel was aan de voor- en achterkant open. In een opening van ongeveer 8 - 10 mm tussen de behuizing en de voorkuip, kwam er lucht binnen om de generator te koelen, van achter de behuizing hing 20 - 25 mm over de staartboombevestiging zodat er geen water op de schroefdraden zou druppelen.

De staart op een halve inch plastic buis met een staartblad (ca. 200x400mm) gaat verloren. Aangemeerd met een klein gewicht en in lengte aangepast om de kop op de mast als geheel in evenwicht te houden.

Bij een generatormassa van 2,5 kg heeft de gehele kop zonder turbine een massa van ongeveer 5 kg. Dit leek mij een mooi resultaat.

Vooral de turbine is het vermelden waard. Misschien wel de technologisch meest moeilijke eenheid. Alle literatuur die voorhanden was, is geschreven door mensen die totaal ver verwijderd waren van aerodynamica. De meeste adviseurs noemden de populaire luchtvaartprofielen CLARK Y, BC2 en anderen. De methoden voor het berekenen van vliegtuigpropellers en grote turbines waren volledig ongeschikt voor een kleine, lage snelheidsturbine, gericht op het werken bij zwakke en matige wind (3-6 m / s). De standaardtechnologie voor het vervaardigen van bladen was ook behoorlijk arbeidsintensief en, belangrijker nog, garandeerde geen hoge nauwkeurigheid en herhaalbaarheid van het profiel.

Wat betreft het profiel, met de gegeven Reynolds nummers 40.000 - 60.000, bleek het Kupfer type profiel, Götingen 420 en dergelijke het beste te zijn. Bouwers van modelvliegtuigen weten dit. Grofweg is dit slechts een boog, het profiel van de Farman- of Nieuport-vleugel tijdens de Eerste Wereldoorlog. Bij lichte wind geeft het een moment, bijna 1,5 keer meer dan traditionele traanvormige. Bij hoge snelheden begint de stroming te stagneren en is de turbine deels zelfregulerend.

Het profiel trok ook technologie.

Een plano met het oppervlak van het onderste deel van het blad werd uitgesneden volgens de theoretische tekening en sjablonen. Vervolgens zijn door een laag polyethyleen lagen eikenfineer op de lijm aangebracht. Aan het uiteinde tot 10, aan het einde - 3 - 4 lagen. De hele cake werd zorgvuldig omwikkeld met een rubberen band en bleef een dag of twee staan.

Nadat de lijm was uitgehard, werd het halffabrikaat van het mes van de plano verwijderd en relatief eenvoudig aan het uiteinde en langs de randen verfijnd door te slijpen. Uiteindelijk, als duurzaamheid gewenst was, kan dit alles nog worden geplakt met één laag glasvezel op epoxy.

De foto rechts toont een plano voor het verlijmen van de bladen. Een verlijmd pakket eikenfineer zit er stevig aan vast met een elastiekje. Aan de kolf zijn er 8 - 10 lagen, helemaal aan het einde van het mes 3 - 4. Vervolgens worden de getrapte lagen verwijderd door te slijpen en worden de randen geslepen. Welnu, de vorm in het plan is aangepast volgens het sjabloon. De bladen zijn licht, stijf en redelijk uniform, gemakkelijk te balanceren. De eik is echter te serieus. Het is heel goed mogelijk en iets gemakkelijker. Over het algemeen ben ik gek op linde ... Nou, het kan geen kwaad om eroverheen te plakken met glasvezel, als je duurzaamheid nodig hebt.

Links twee met glasvezel verlijmde omlopende lindebladen van een ander, eerder model met verlijmde nokken van het mechanisme voor het veranderen van de spoed van de propeller. Ondanks alle pretentie zijn ze er op de een of andere manier in geslaagd om 2000 tpm te weerstaan.

Een stuk hout, zorgvuldig gegrond en geverfd met PF115, is bestand tegen één seizoen. Na winterstalling in een onverwarmde ruimte werd geen bijzondere kromtrekking geconstateerd. Maar de turbine moet hangend aan de as worden opgeslagen. Je kunt het mes niet tegen de muur plaatsen.

De turbine werd op de as geschroefd en tot aan de aanslag op zichzelf geschroefd.

Dit alles gemonteerd werd geïnstalleerd op een hoogte van 5 meter op een mast van halve inch, driekwart inch pijpsecties verbonden door adapterkoppelingen. De mast had een draaibare bevestiging nabij de grond en een systeem met vier kabels van striae gemaakt van een 5 mm nylon koord. Door dit ontwerp kan één persoon de mast omhoog / omlaag brengen.

De belasting was een 12-volt 55Ah-alkalinebatterij die eenvoudig via een 10A-diode was aangesloten. Plus voltmeter en ampèremeter..

Als doorontwikkeling en aanvulling is een ingewikkelde controller ontwikkeld. De bedrijfsspanning van de generator moet worden gevarieerd om het maximale vermogen af ​​te nemen. De meest voordelige modus in deze zin is een vaste stroom bij een variërende spanning. Werken via een diode geeft de batterij gewoon het tegenovergestelde - een relatief constante spanning met een variërende laadstroom.

En terwijl de controller periodiek werd binnengebracht, gepast en mee naar huis werd genomen, bleek de turbine zonder controller interessante eigenschappen te hebben.

De lancering is heel eenvoudig, met minder dan 3 m / s. Verder haalt de turbine snel snelheid op voordat hij wordt opgeladen (ongeveer 13-14V). Daarna gaat de snelheidstoename zeer langzaam, alleen het koppel op de turbine-as en de laadstroom nemen toe. Natuurlijk nemen ook de verliezen in de generator zelf en in de valdraden toe. Maar de generator wordt bij harde wind effectief gekoeld door de wind zelf via speciaal daarvoor voorziene kanalen. Kenmerkend is dat de turbine geluid maakt tijdens het accelereren, zodra de laadstroom verschijnt neemt het geluid sterk af. Over het algemeen is het geluid vrij zwak. Wanneer je op het platteland slaapt met een harde wind, wordt deze volledig gemaskeerd door het geluid van bomen, als je niet weet dat de turbine is geïnstalleerd.

Ik was erg bang dat tijdens een bui de generator gewoon zou doorbranden. Toen telde hij alle mogelijke verliezen en kwam tot de conclusie dat het met de warmtecapaciteit van de structuur veertig minuten nodig heeft om op te warmen, net als een blanco, tot 70 - 80 graden.

De molen heeft de hele zomer onder toezicht gewerkt. het was onmogelijk om hem te verlaten vanwege de zeden van ons volk en ook: nogmaals, ik was bang voor een bui, een storm. Eens nam de wind toe tot 30 - 35 m / s. Er was geen nauwkeurige windmeter bij de hand, maar toen was ik al perfect georiënteerd door de turbine zelf. Het is voldoende om eenmaal 2 - 3 spanningsmetingen voor de referentiebelasting uit te voeren met behulp van de anemometer en een tabel te maken - de windturbine is zijn eigen anemometer. De turbine gaf 900 rpm, de generator gaf ongeveer 150 - 170 W bij 5 - 7A (de helft van het vermogen ging verloren in te dunne draden met een afname van ongeveer 20 m) de mast en de wind deinden me in vlagen. Ik was bang dat dit allemaal in duigen zou vallen, maar beproevingen zijn beproevingen.

Tien keer stopte ik vol vertrouwen de turbine "in volle galop", waardoor de generatoruitgang werd kortgesloten. Tegelijkertijd daalde de stroom tot 2 - 3A en het toerental tot 1 - 2 in s. Toen toch ergens de splitpen werd afgesneden en het allemaal opzij floot, moest de mast dringend worden neergelaten.

De belangrijkste conclusie van dit experiment is dat een turbine met laag vermogen bij harde wind veilig kan worden geblokkeerd door een generator. Extra remmen zijn niet nodig. Dit is dan eenvoudig in theorie te verklaren.

Ik heb hier veel experimenten achterwege gelaten. Hij werkte twee seizoenen nauw samen. Ik probeerde Savonius, verticale bladen en een paar andere ontwerpen. Turbines van 2 tot 12 bladen, automatische evacuatiemachines, enz. Hij maakte ook een permanente magneetgenerator, maakte een servoaandrijving van een variabele spoed van de turbinebladen, enzovoort. Ik had geen tijd om slechts één mes te bouwen.

Ik kan met vertrouwen zeggen

1. Een windmolen is een zeer kostbaar genoegen, als we het niet over speelgoed hebben. In mijn geval is dit alleen verlichting, een klein elektrisch gereedschap (8 - 12 kW*h per maand). Voor degenen die gewend zijn hun sweatshirts in het land met een strijkijzer te strijken, is de benzine-eenheid veel goedkoper.

2. Er is niets beter dan een klassieke propellerturbine, berekend in de jaren 1920, in windenergie, en dat kan niet. Uitvindingen worden hier gedaan omwille van de uitvindingen zelf.

3. Een windmolen is geen eenmanszaak. Windturbine - SYSTEEM. Zonder diepgaand begrip van alle processen, zonder kennis van de basisprincipes van mechanica, aerodynamica, elektrotechniek, is het beter om je niet bezig te houden met werk van dergelijke complexiteit. Dit is niet voor amateurs, als je uiteindelijk iets echt werkend wilt krijgen.

Er was een poging om een ​​langzamere turbine te maken met een tweetraps multiplier ergens rond de 1 op 5. En een staartloze versie met een oriëntatie vanwege de windkracht van de turbine zelf ("back to the wind", de pijp naar voren balancerend) .

Maar de vermenigvuldiger bleek lastig en de turbine wilde niet ronddraaien bij zwakke wind. Ik heb ook een propeller met variabele spoed geïmplementeerd met een servo-aandrijving (ergens eerder op de foto van het blad ervan). Maar de servo bleek te traag om snel te reageren op windstoten. En neuriede eindeloos. Toen ik verder kwam, realiseerde ik me dat dit voor zo'n vlo overbodig is.

Het werk was interessant, maar ik moest de realiteit in. Het commerciële project van zo'n windpark moest nog worden herzien, de eigen middelen begonnen te smelten en toen kwam er iets dat mij bekend was - impulsbronnen - op. Dit is wat ik nu voor het vijfde jaar doe.

Voor vandaag lijkt het mij dat dromen van een windmolen die de vloer verwarmt en strijkijzers aandrijft met een boiler, voorlopig opzij moeten worden gezet. Technisch is het mogelijk, maar het kost zoveel dat de fantasie van de leek er niet tegen kan.

Maar zulke kleintjes voor een zomerresidentie zouden enig succes kunnen hebben. Dit is ook niet goedkoop, maar wie heeft er een lampje, een kleine tv, een mobiele telefoon en een laptop nodig - best wel.

Dit is ongeveer 10-15 kWh per maand.

Windenergie, DIY windturbine, alternatieve energie, windturbine, DIY windturbine, zelfgemaakte windturbine, windturbine power