Hoe maak je een windpark met je eigen handen

Een van de meest betaalbare opties voor het gebruik van hernieuwbare energiebronnen is het gebruik van windenergie. Hoe je zelfstandig een berekening maakt, een windturbine monteert en installeert, lees dit artikel.

Classificatie van windturbines

Installaties worden geclassificeerd op basis van de volgende windturbinecriteria:

• de locatie van de rotatieas;
• aantal messen;
• materiaal van elementen;
• schroef spoed.

Windturbines hebben in de regel een ontwerp met een horizontale en verticale rotatieas.

Versie met horizontale as – propellerontwerp met een, twee, drie of meer bladen. Dit is de meest voorkomende versie van luchtcentrales vanwege het hoge rendement..

Uitvoering met een verticale as – orthogonale en carrouselstructuren naar het voorbeeld van Darrieus en Savonius rotors. De laatste twee concepten moeten worden verduidelijkt, aangezien beide enige betekenis hebben bij het ontwerp van windgeneratoren..

De Darrieus rotor is een orthogonaal ontwerp van een windturbine, waarbij aërodynamische bladen (twee of meer) op een bepaalde afstand symmetrisch ten opzichte van elkaar zijn geplaatst en op radiale balken zijn gemonteerd. Een vrij complexe versie van de windturbine, die een zorgvuldige aerodynamische uitvoering van de wieken vereist.

De Savonius-rotor is een carrousel-type windturbine-ontwerp, waarbij twee halfcilindrische bladen tegen elkaar zijn geplaatst en als geheel een sinusvormige vorm vormen. Het rendement van de constructies is laag (ongeveer 15%), maar het kan bijna worden verdubbeld als de bladen niet horizontaal maar verticaal in de richting van de golf worden geplaatst en een meerlagig ontwerp gebruiken met een hoekverplaatsing van elk paar bladen ten opzichte van andere paren.

Voor- en nadelen van “windturbines”

De voordelen van deze apparaten zijn duidelijk, vooral wanneer ze worden toegepast op huishoudelijke omstandigheden. Afgezien van de geringe bouw- en onderhoudskosten krijgen gebruikers van “windturbines” daadwerkelijk de mogelijkheid om gratis elektriciteit te produceren. Maar ook de nadelen van windturbines zijn duidelijk..

Om een ​​efficiënte werking van de installatie te bereiken, moet dus worden voldaan aan de voorwaarden voor de stabiliteit van windstromen. Een persoon kan dergelijke voorwaarden niet creëren. Dit is puur het voorrecht van de natuur. Een ander, maar nu al technisch nadeel, is de lage kwaliteit van de opgewekte elektriciteit, waardoor het noodzakelijk is om het systeem aan te vullen met dure elektrische modules (vermenigvuldigers, laders, batterijen, omvormers, stabilisatoren).

De voor- en nadelen in termen van de kenmerken van elk van de windturbinemodificaties, balanceren misschien op nul. Als horizontaal-axiale modificaties worden gekenmerkt door hoge efficiëntiewaarden, dan vereisen ze voor een stabiele werking het gebruik van windstroomrichtingregelaars en orkaanwindbeschermingsinrichtingen. Verticaal-axiale aanpassingen hebben een laag rendement, maar ze werken stabiel zonder een windrichtingvolgmechanisme. Tegelijkertijd onderscheiden dergelijke windturbines zich door een laag geluidsniveau, sluiten ze het effect van “op hol slaan” uit bij harde wind en zijn ze vrij compact.

Zelfgemaakte windgeneratoren

Met je eigen handen een “windmolen” maken is een volledig oplosbare taak. Bovendien zal een constructieve en rationele benadering van zaken helpen om de onvermijdelijke financiële kosten te minimaliseren. Allereerst is het de moeite waard om een ​​project te schetsen en de nodige balans- en vermogensberekeningen uit te voeren. Deze acties garanderen niet alleen de succesvolle bouw van het windpark, maar zorgen er ook voor dat al het aangekochte materieel intact blijft..

Het verdient aanbeveling om te beginnen met de bouw van een micro-windmolen met een vermogen van enkele tientallen watt. In de toekomst zal de opgedane ervaring helpen om een ​​krachtigere structuur te creëren. Bij het maken van een windgenerator voor thuis, moet u zich niet concentreren op het verkrijgen van hoogwaardige elektriciteit (220 V, 50 Hz), aangezien deze optie aanzienlijke financiële investeringen vereist. Het is verstandiger om het gebruik van de aanvankelijk verkregen elektriciteit te beperken, die met succes kan worden gebruikt zonder conversie voor andere doeleinden, bijvoorbeeld ter ondersteuning van verwarmings- en warmwatervoorzieningssystemen die zijn gebouwd op elektrische kachels (TEN) – dergelijke apparaten hebben geen stabiele spanning en frequentie nodig. Dit maakt het mogelijk om een ​​eenvoudig circuit te creëren dat rechtstreeks vanuit de generator werkt..

Hoogstwaarschijnlijk zal niemand beweren dat verwarming en warmwatervoorziening in een huis minder belangrijk zijn dan huishoudelijke apparaten en verlichtingsapparatuur, waarvoor vaak stroom wordt gevraagd om windturbines voor thuis te installeren. Het apparaat van een windturbine, precies om het huis van warmte en warm water te voorzien, is de minimale kosten en eenvoud van ontwerp.

Gegeneraliseerd project van een windturbine voor thuis

Structureel is het woningproject grotendeels hetzelfde als een industriële installatie. Toegegeven, huishoudelijke oplossingen zijn vaak gebaseerd op verticaal-axiale windturbines en zijn uitgerust met laagspannings-gelijkstroomgeneratoren. De samenstelling van de modules van een huishoudelijke windturbine, op voorwaarde dat er hoogwaardige elektriciteit wordt verkregen (220 V, 50 Hz):

• windturbine;
• wind oriëntatie apparaat;
• vermenigvuldiger;
• Gelijkstroomgenerator (12V, 24V);
• batterij oplaadmodule;
• oplaadbare batterijen (lithium-ion, lithium-polymeer, loodzuur);
• omvormer van gelijkspanning 12 V (24 V) naar wisselspanning 220 V..

Windgenerator PIC 8-6 / 2.5

Hoe het werkt? Alleen maar. De wind doet de windturbine draaien. Het koppel wordt via een vermenigvuldiger overgebracht op de DC-generatoras. De energie die via de oplaadmodule aan de generatoruitgang wordt ontvangen, wordt in de accu’s verzameld. Vanaf de accupolen wordt een constante spanning van 12 V (24 V, 48 V) geleverd aan de omvormer, waar deze wordt omgezet in een spanning die geschikt is voor het voeden van huishoudelijke elektrische netwerken.

Over generatoren voor ‘windturbines’ in huis

De meeste huishoudelijke constructies van windturbines zijn in de regel gebouwd met behulp van gelijkstroommotoren met lage snelheid. Dit is de eenvoudigste generatoroptie waarvoor geen upgrades nodig zijn. Optimaal – elektromotoren met permanente magneten, ontworpen voor een voedingsspanning in de orde van 60-100 volt. Er is een gewoonte om auto-generatoren te gebruiken, maar in dat geval is de introductie van een vermenigvuldiger vereist, aangezien autogeneratoren de vereiste spanning alleen leveren bij hoge (1800-2500) tpm. Een van de mogelijke opties is de reconstructie van een asynchrone AC-motor, maar deze is ook behoorlijk complex en vereist nauwkeurige berekeningen, draaiwerk en het installeren van neodymiummagneten in het rotorgebied. Er is een optie voor een driefasige asynchrone motor met de aansluiting van condensatoren met dezelfde capaciteit tussen de fasen. Ten slotte is er de mogelijkheid om met uw eigen handen een generator helemaal zelf te maken. Hierover zijn veel instructies..

Zelfgemaakte “windmolen” met verticale as

Op basis van de Savonius-rotor kan een redelijk efficiënte en vooral goedkope windgenerator worden gebouwd. Hier wordt een micro-energiecentrale als voorbeeld beschouwd, waarvan het vermogen niet groter is dan 20 watt. Dit apparaat is echter voldoende om bijvoorbeeld elektrische energie te leveren aan sommige huishoudelijke apparaten die werken op een spanning van 12 volt..

Set onderdelen:

1. Aluminiumplaat 1,5-2 mm dik.
2. Kunststof buis: diameter 125 mm, lengte 3000 mm.
3. Aluminium buis: diameter 32 mm, lengte 500 mm.
4. Gelijkstroommotor (potentiaalgenerator), 30-60V, 360-450 tpm, bijvoorbeeld elektromotor PIK8-6 / 2,5.
5. Spanningsregelaar .
6. Accu.

De Savonius-rotor maken

Uit de aluminiumplaat worden drie “pannenkoeken” met een diameter van 285 mm gesneden. In het midden van elk zijn gaten geboord voor een 32 mm aluminium buis. Het blijkt zoiets als cd’s. Twee stukken van 150 mm lang worden uit de kunststof buis gesneden en in de lengte doormidden gesneden. Het resultaat zijn vier halfronde lamellen van 125×150 mm. Alle drie de aluminium “compact discs” worden op een buis van 32 mm geplaatst en strikt horizontaal op een afstand van 320, 170, 20 mm vanaf het bovenste punt bevestigd, waarbij ze twee lagen vormen. Bladen worden tussen de schijven gestoken, twee stukken per laag, en strikt tegen elkaar bevestigd, waardoor een sinusoïde wordt gevormd. In dit geval worden de bladen van de bovenste laag over een hoek van 90 graden verplaatst ten opzichte van de bladen van de onderste laag. Het resultaat is een vierbladige Savonius-rotor. Voor het bevestigen van de elementen kunt u klinknagels, schroeven, hoeken gebruiken of andere methoden toepassen.

Motoraansluiting en mastmontage

De as van gelijkstroommotoren met bovenstaande parameters heeft doorgaans een diameter van niet meer dan 10–12 mm. Om de motoras met de windturbinebuis te verbinden, wordt een messing bus met de vereiste binnendiameter in het onderste deel van de buis gedrukt. Er wordt een gat geboord door de wand van de buis en huls, er wordt een schroefdraad gesneden om de borgschroef in te schroeven. Vervolgens wordt de windturbinebuis op de generatoras geplaatst, waarna de verbinding stevig wordt vastgezet met een borgschroef.

De rest van de kunststof buis (2800 mm) is de mast van de windturbine. De generatorset met het Savonius-wiel wordt bovenaan de mast gemonteerd – hij wordt eenvoudig tot aan de aanslag in de buis gestoken. Als stop wordt een metalen schijfafdekking gebruikt, bevestigd aan de voorkant van de motor, met een diameter die iets groter is dan de diameter van de mast. In de omtrek van de kap zijn gaten geboord voor het bevestigen van de tuidraden. Omdat de diameter van het motorhuis kleiner is dan de binnendiameter van de buis, worden afstandhouders of aanslagen gebruikt om de generator in het midden uit te lijnen. De kabel van de generator wordt in de buis geleid en aan de onderkant door een raam naar buiten geleid. Bij de installatie moet rekening worden gehouden met het ontwerp van de generatorbescherming tegen vocht, met behulp van afdichtingspakkingen. Ook hier kan ter bescherming tegen neerslag een paraplukap worden aangebracht boven de verbinding van de windturbinebuis met de generatoras..

De installatie van de hele constructie wordt uitgevoerd in een open, goed geventileerde ruimte. Een gat van 0,5 meter diep wordt gegraven onder de mast, het onderste deel van de buis wordt in het gat neergelaten, de constructie wordt geëgaliseerd met tuidraden, waarna het gat wordt gevuld met beton.

Spanningsregelaar (eenvoudige oplader)

Een gefabriceerde windgenerator kan vanwege zijn lage snelheid meestal geen 12 volt leveren. De maximale rotatiesnelheid van de windturbine bij een windsnelheid van 6–8 m / s. bereikt een waarde van 200-250 tpm. Aan de uitgang is het mogelijk om een ​​spanning te krijgen van ongeveer 5-7 volt. Het opladen van de batterij vereist een spanning van 13,5-15 volt. De uitweg is om een ​​simpele puls-spanningsomvormer te gebruiken, die bijvoorbeeld is samengesteld op basis van de LM2577ADJ-spanningsregelaar. Door 5 volt gelijkstroom aan de ingang van de omzetter toe te passen, wordt 12-15 volt aan de uitgang verkregen, wat voldoende is om een ​​auto-accu op te laden.

Klaar spanningsomvormer voor LM2577

Deze micro-windgenerator kan zeker verbeterd worden. Verhoog het turbinevermogen, verander mastmateriaal en hoogte, voeg DC-naar-AC-omvormer toe, enz..

Horizontaal-axiale winderige elektrische installatie

Set onderdelen:

1. Kunststof buis met een diameter van 150 mm, aluminiumplaat 1,5-2,5 mm dik, houten blok 80×40 1 m lang, sanitair: flens – 3, hoek – 2, T-stuk – 1.
2. Gelijkstroommotor (generator) 30-60 V, 300-470 tpm.
3. Wielkatrol voor een motor met een diameter van 130-150 mm (aluminium, messing, textoliet, etc.).
4. Stalen buizen met een diameter van 25 mm en 32 mm en een lengte van respectievelijk 35 mm en 3000 mm.
5. Batterij oplaadmodule.
6. Batterijen.
7. Spanningsomvormer 12 V – 120 V (220 V).

Productie van een “windturbine” met horizontale as

Om windturbinebladen te maken is een kunststof buis nodig. Een stuk van zo’n buis, 600 mm lang, wordt in de lengte in vier identieke segmenten gesneden. Voor een windmolen zijn drie wieken nodig, die gemaakt zijn van de verkregen segmenten door een deel van het materiaal diagonaal over de hele lengte af te snijden, maar niet precies van hoek naar hoek, maar van de benedenhoek naar de bovenhoek, met een kleine afwijking ten opzichte van de laatste. De verwerking van het onderste deel van de segmenten wordt gereduceerd tot de vorming van een bevestigingsblad op elk van de drie segmenten. Om dit te doen, wordt een vierkant met een afmeting van ongeveer 50×50 mm langs één rand gesneden en het resterende deel dient als een bevestigingsblad.

De wieken van de windturbine worden met boutverbindingen op de wielpoelie bevestigd. De poelie is direct op de as van de DC-motor-generator gemonteerd. Als chassis van de windturbine wordt een eenvoudig houten blok gebruikt met een doorsnede van 80×40 mm en een lengte van 1 m. Aan een uiteinde van het houten blok is de generator geplaatst. Aan het andere uiteinde van de bar is een “staart” gemonteerd, gemaakt van een plaat aluminium. In het onderste deel van de staaf is een metalen buis van 25 mm bevestigd, ontworpen om de rol van een roterende as te spelen. Als mast wordt een drie meter lange metalen buis 32 mm gebruikt. De bovenkant van de mast is de zwenkbus waar de windturbinebuis in wordt gestoken. De maststeun is gemaakt van een plaat dik multiplex. Op deze steun, in de vorm van een schijf met een diameter van 600 mm, wordt een constructie samengesteld uit loodgietersonderdelen, waardoor de mast gemakkelijk kan worden opgetild of neergelaten, of gemonteerd – gedemonteerd. Striae worden gebruikt om de mast vast te zetten.

Alle elektronica van de windturbine is in een aparte module gemonteerd, waarvan de interface zorgt voor de aansluiting van batterijen en verbruikersbelasting. De module bevat een acculaadregelaar en een spanningsomvormer. Dergelijke apparaten kunnen met de juiste ervaring op zichzelf worden gemonteerd of op de markt worden gekocht. Er zijn veel verschillende oplossingen op de markt om de gewenste uitgangsspanningen en stromen te verkrijgen..

Gecombineerde windturbines

Gecombineerde windturbines zijn een serieuze optie voor een energiemodule voor thuis. Eigenlijk is de combinatie het combineren van een windgenerator, zonnebatterij, diesel- of benzinekrachtcentrale in één systeem. U kunt op alle mogelijke manieren combineren, op basis van uw mogelijkheden en behoeften. Als er een drie-in-één-optie is, is dit natuurlijk de meest effectieve en betrouwbare oplossing..

Ook wordt bij de combinatie van windturbines verondersteld dat er windenergiecentrales ontstaan, die tegelijkertijd twee verschillende modificaties bevatten. Bijvoorbeeld wanneer de Savonius-rotor en de traditionele driebladige machine in één bundel werken. De eerste turbine werkt bij lage windsnelheid en de tweede alleen op nominaal. Zo blijft de efficiëntie van de installatie behouden, worden ongerechtvaardigde energieverliezen uitgesloten en in het geval van asynchrone generatoren worden reactieve stromen gecompenseerd.

Gecombineerde systemen zijn technisch complexe en kostbare opties voor thuisgebruik.

Het berekenen van het vermogen van een windmolenpark thuis

Om het vermogen van een windgenerator met horizontale as te berekenen, kunt u de standaardformule gebruiken:

• N = p S V3 / 2
• N – installatievermogen, W
• p – luchtdichtheid (1,2 kg / m³)
• S – geblazen gebied, m²
• V. – windsnelheid, m / s

Zo wordt het vermogen van een installatie met een maximale bladoverspanning van 1 meter en een windsnelheid van 7 m / s:

• N = 1,2 1343/2 = 205,8 W

Een geschatte berekening van het vermogen van de windturbine gecreëerd op basis van de Savonius-rotor kan worden berekend met behulp van de formule:

• N = p R H V3
• N – installatievermogen, W
• R – waaierradius, m
• V. – windsnelheid, m / s

Bijvoorbeeld voor het ontwerp van een windenergiecentrale met een Savonius-rotor genoemd in de tekst, de vermogenswaarde bij een windsnelheid van 7 m / s. zal zijn:

• N = 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W

Vergelijkbare inzendingen:

1. Foto’s van zeeschelpen met hun eigen handen met een foto. Hoe maak je een foto van zeeschelpen een masterclass voor beginners Het is leuk als het huis is versierd met verschillende schilderijen, panelen of andere handgemaakte ambachten. Dergelijke dingen hebben hun eigen energie, een soort aantrekkingskracht, de stijl van de auteur wordt...
2. Schminken voor kinderen – ideeën voor tekeningen met foto’s. Hoe maak je een gezichtsschildering voor een kind met zijn eigen handen voor beginners Er is veel entertainment beschikbaar voor moderne kinderen, bijvoorbeeld schminken van kinderen is erg populair. Dit type body art is veilig door de bijzondere kleursamenstelling en erg populair bij kinderfeestjes. De...
3. Wat is een phytowall en hoe maak je met je eigen handen een phytomodule? In dit artikel leer je wat een fytomuur is en hoe je verticaal landschap met fytoschilderijen in het interieur kunt gebruiken. In het tweede deel van het artikel zullen we het...
4. Hoe maak je met je eigen handen een stenen vuurpot voor een zomerresidentie Een stationaire bakstenen vuurpot in het land kan met uw eigen handen worden gebouwd zonder veel geld en arbeid. De verwarmde steen geeft geleidelijk warmte af, het wordt mogelijk om de...

Meer lezen  Stormriolering thuis: bakken, putten, leidingen, doe-het-zelf-installatie