Nu is het heel goed mogelijk om gratis elektriciteit uit de wind te halen. Voor windturbines zijn er verschillende opties: met een verticale en horizontale as. Bijna iedereen kan met zijn eigen handen een verticale windgenerator in elkaar zetten, lees ons artikel over hoe u dit correct moet doen..
Het werkingsprincipe van windturbines
Het werkingsprincipe bij alle modificaties van windturbines is hetzelfde. Tijdens het rotatieproces van de bladen worden drie soorten fysieke effecten gevormd: hef-, impuls- en remkrachten. Als gevolg van de werking van deze krachten begint de stator te bewegen en begint de rotor op het stationaire deel van de generator een magnetisch veld te creëren en beweegt er een elektrische stroom langs de draden.
Er is een groot aantal versies van windgeneratoren, ze verschillen niet alleen in vermogen, maar ook in uiterlijk. De structuur van de meeste windturbines omvat: generator, wieken, inverter, multiplicator. Een omvormer wordt gebruikt om de ontvangen lading om te zetten in gelijkstroom. De vermenigvuldiger is een versnellingsbak die is ontworpen om het aantal asomwentelingen te vergroten. Versnellingsbakken worden niet op alle windturbines geïnstalleerd, vooral alleen op grote en krachtige windturbines.
Door de rotatie van de rotor wordt driefasige wisselstroom opgewekt. De ontvangen energie wordt via de controller naar de batterij geleid. Verder zet de omvormer de stroom om en maakt deze stabiel, het is in deze vorm dat hij kan worden geleverd om huishoudelijke apparaten of verlichting van stroom te voorzien.
Zelf een windgenerator van het verticale type maken
Je kunt thuis zelf een windmolen maken. Eerst moet u beslissen over het type windgenerator. Afhankelijk van hun ontwerp zijn windturbines:
- met verticale rotatieas: Darrieus rotor, Savonius windgenerator;
- met horizontale rotatieas: parallel of loodrecht op de windstroom.
Sommige modellen windturbines combineren verschillende soorten installaties. Beschouw een voorbeeld van het maken van een hybride windturbine die het ontwerp van windgeneratoren zoals Savonius en Darrieus combineert.
De rotor in elkaar zetten
Om een rotor te monteren, moet u het volgende aanschaffen:
- 6 neodymium magneten D30xH10 mm;
- 6 ferriet ringmagneten D72xd32xh15 mm;
- 2 metalen schijven D230xH5 mm;
- epoxy of lijm.
In plaats van metalen bladen kunnen zaagbladen met een geschikte maat worden gebruikt. 6 neodymium magneten worden op één schijf geplaatst, wisselend van polariteit, de hoek tussen hen moet 60 graden zijn bij een diameter van 165 mm.
Volgens hetzelfde principe worden ferrietringmagneten op de tweede schijf geplaatst..
Om te voorkomen dat de magneten tijdens de werking van de windmolen gaan bewegen, moeten ze minimaal halverwege met epoxylijm worden ingegoten.
We maken de stator
Je moet eerst 9 spoelen van 60 windingen wikkelen, gebruik hiervoor een geëmailleerd koperdraad met een diameter van 1 mm.
Vervolgens worden de spoelen aan elkaar gesoldeerd: het begin van de eerste spoel met het einde van de vierde, de vierde met de zevende. De tweede fase is op dezelfde manier verbonden via twee spoelen, alleen beginnen ze te solderen vanaf de tweede spoel. De derde fase-aansluiting begint bij de derde spoel.
Een mal is gemaakt van multiplex, er wordt perkamentpapier in geplaatst, waarop een stuk glasvezel en spoelen worden geplaatst.
Dit alles is gevuld met epoxyhars. Na 24 uur wordt de voltooide stator uit de mal verwijderd.
Generatorassemblage
Alle onderdelen van de generator zijn klaar, het blijft alleen om ze te monteren.
De generator zelf wordt met behulp van tapeinden met de naaf aan de beugel bevestigd. Laten we het bouwproces eens nader bekijken.
Generator montage stappen:
- In de bovenrotor zijn 4 draadgaten voor tapeinden gemaakt. Ze zijn nodig om de rotor soepel in zijn zitting te laten “zitten”;
- In de stator zijn 4 gaten gemaakt voor montage van de beugel;
- de onderste rotor wordt met magneten omhoog op de beugel geplaatst, er worden ook 4 gaten voor de schroefdraad voor de tapeind in geboord;
- een stator wordt op de onderste rotor geplaatst;
- de tweede rotor wordt bovenop geplaatst met magneten naar beneden. Dit alles is aan elkaar en de beugel met de naaf bevestigd met tapeinden en moeren.
De naaf (flens met lagers) moet apart worden gekocht: de onderkant van de naaf moet 1,5 ” in diameter zijn.
De volgorde van het bevestigen van alle onderdelen wordt in meer detail weergegeven in het onderstaande schema:
1 – verbindingselement; 2 – ondersteuning van de messen; 3 – het bovenste deel van de rotor; 4 – magneet; 5 – bus; 6 – stator; 7 – het onderste deel van de rotor; 8 – moer; 9 – haarspeld; 10 – hub; 11 – as; 12 – beugel voor statorbevestiging
We maken mesjes
Bladen kunnen worden gemaakt van hout, glasvezel en andere materialen. Het is sneller en gemakkelijker om dit deel van de windgenerator te maken van een PVC-rioolbuis. Het is beter om oranje pijpen te gebruiken, omdat ze een goede dichtheid hebben en niet bang zijn voor direct zonlicht.
Voor een verticale windgenerator heb je 4 bladen van PVC-buizen en 2 orthogonale (gebogen) bladen van verzinkte plaat nodig. Door dit ontwerp kan de windturbine zelfs bij zwakke wind draaien met een snelheid van 2-3 m per seconde. We nemen stukken PVC-buis van een meter lang en snijden ze in de lengte in 2 gelijke delen. We snijden halve cirkels uit het blik volgens de grootte van het toekomstige mes en bevestigen ze met bouten langs de randen van de buis.
Om orthogonale bladen te maken, heeft u een standaard 0,75 mm gegalvaniseerde staalplaat nodig. Eerst worden met een metalen schaar twee stukken van 1×0,4 m groot en vier stukken in de vorm van een druppel uitgesneden. Vervolgens moeten de stukjes staal worden gebogen en worden er stukjes “druppeltjes” aan de randen bevestigd.
De lamellen zijn in een cirkel aan het frame bevestigd en kunnen worden gelast vanaf een 20×20 profiel vierkante buis en 25×25 hoeken. De afmetingen van het frame en de afstand tussen de lamellen zijn te zien in onderstaand schema:
Montage van de structuur van de windturbine
Een mast is gelast van waterleidingen met verschillende diameters, de hoogte hangt af van het gebied waar de windgenerator zal worden geplaatst en de omstandigheden van zijn werking, maar hij moet in elk geval boven het dak van het huis zijn.
Voor de sectionele mast moet vooraf een driepunts versterkte fundering worden voorbereid. De generator wordt op de grond op de afgewerkte mast geschroefd. Vervolgens wordt een frame met bladen aan de generator vastgeschroefd. De windmolenmast wordt middels twee scharnierende steunen aan de fundering bevestigd en middels een lier naar een verticale positie gehesen. Na het heffen van de mast wordt de derde steun met een bout aan de voet van de windmolen vastgeschroefd. Bovendien moet de mast worden vastgemaakt met een beugel.
Elektrisch gedeelte
De windturbine levert 3-fasen wisselstroom. Met behulp van een bruggelijkrichter, bestaande uit 6 diodes, zetten we deze om naar gelijkstroom.
Hierdoor is het mogelijk om de accu op 12 V op te laden. Om het opladen van de accu te regelen en te voorkomen dat deze overladen wordt, wordt een standaard auto-oplaadrelais PP-380 gebruikt..
Op de accu is een omvormer aangesloten, waarmee je de verkregen 12 V DC kunt omzetten naar 220 V AC met een frequentie van 50 Hz.
Resultaat windturbine: efficiëntieberekening
Testproeven van de windturbine bij verschillende windsnelheden lieten de volgende resultaten zien:
- bij een windsnelheid van 5 m / s krijgen we 60 tpm – 7 V en 2,3 A = 16 W;
- bij een windsnelheid van 10,6 m / s krijgen we ongeveer 120 tpm – 13 V en 3,4 A = 44 W;
- bij een snelheid van 15,3 m / s ongeveer 180 tpm – 15 V en 5,1 A = 76,5 W;
- bij een windsnelheid van 18 m / s halen we 240 tpm – 18 V en 9 A = 162 W.
In principe produceert de windturbine 16–45 W, aangezien wind boven de 15 m / s zeldzaam is. Als je echter een hogesnelheidsschroef plaatst, kun je hoger komen resultaten.
Hoe kan ik mijn eigen windmolen bouwen om energie op te wekken? Zijn er specifieke materialen of technieken die ik moet kennen? En hoe kan ik het licht precies laten werken met behulp van de wind? Alvast bedankt voor uw hulp!
Hoe gemakkelijk is het om een DIY windmolen te bouwen en hoeveel energie kan het genereren om licht te krijgen?