Wie man einen Windgenerator mit eigenen Händen macht

In den letzten Jahren ist das Thema grüne Energie äußerst populär geworden. Einige sagen sogar voraus, dass diese Energie in naher Zukunft Kohle-, Gas- und Kernkraftwerke vollständig ersetzen wird. Ein Bereich der grünen Energie ist die Windenergie. Generatoren, die Windenergie in Strom umwandeln, sind nicht nur in Windparks industriell, sondern auch klein und dienen einer privaten Farm.

Sie können sogar einen Windgenerator mit eigenen Händen herstellen - dieses Material ist dafür bestimmt.

Was ist ein Generator?

Im weitesten Sinne ist ein Generator ein Gerät, das eine Art Produkt erzeugt oder eine Art Energie in eine andere umwandelt. Dies kann zum Beispiel ein Dampferzeuger (erzeugt Dampf), ein Sauerstoffgenerator, ein Quantengenerator (eine Quelle elektromagnetischer Strahlung) sein. Im Rahmen dieses Themas interessieren wir uns jedoch für elektrische Generatoren. Dieser Name bezieht sich auf Geräte, die verschiedene Arten nichtelektrischer Energie in Elektrizität umwandeln.

Arten von Generatoren

Stromerzeuger werden klassifiziert als:

• elektromechanisch - sie wandeln mechanische Arbeit in Elektrizität um;
• thermoelektrisch - Wärmeenergie in Strom umwandeln;
• photoelektrisch (Photovoltaikzellen, Sonnenkollektoren) - Licht in Strom umwandeln;
• magnetohydrodynamisch (MHD-Generatoren) - Elektrizität wird aus Plasmaenergie erzeugt, die sich durch ein Magnetfeld bewegt.
• chemisch - die Energie chemischer Reaktionen in Elektrizität umwandeln.

Darüber hinaus werden elektromechanische Generatoren nach Motortyp klassifiziert. Es gibt folgende Arten von ihnen:

• Turbogeneratoren werden von einer Dampfturbine angetrieben;
• Hydrogeneratoren verwenden eine hydraulische Turbine als Motor;
• Dieselgeneratoren oder Benzingeneratoren werden auf der Basis von Diesel- oder Benzinmotoren hergestellt;
• Windgeneratoren wandeln die Energie von Luftmassen mithilfe einer Windkraftanlage in Strom um.

Windturbinen

Weitere Details zu den Windkraftanlagen (sie werden auch als Windkraftanlagen bezeichnet). Die einfachste Windenergieanlage mit geringer Leistung besteht in der Regel aus einem Mast, der in der Regel durch Dehnungsstreifen verstärkt ist, auf denen die Windenergieanlage installiert ist.

Diese Windkraftanlage wird mit einer den Rotor des elektrischen Generators antreibenden Schraube abgewickelt. Das Gerät umfasst neben dem elektrischen Generator auch eine Batterie mit Laderegler und einen an das Netz angeschlossenen Wechselrichter.

Wissen Sie? Bis 2016 betrug die Gesamtkapazität aller Windenergieanlagen der Welt 432 GW. Somit hat die Windenergie die Atomkraft in der Kraft übertroffen.

Das Funktionsschema dieser Vorrichtung ist ziemlich einfach: Unter der Wirkung des Windes dreht sich die Schraube, wobei der Rotor sich abwickelt und der elektrische Generator einen elektrischen Wechselstrom erzeugt, der vom Laderegler in Gleichstrom umgewandelt wird. Dieser Strom lädt die Batterie auf. Der von der Batterie kommende Gleichstrom wird vom Wechselrichter in Wechselstrom umgewandelt, dessen Parameter den Parametern des Stromnetzes entsprechen.

Industrieanlagen werden an Türmen montiert. Sie sind zusätzlich mit einem Drehmechanismus, einem Anemometer (einer Vorrichtung zum Messen der Windgeschwindigkeit und -richtung), einer Vorrichtung zum Ändern des Drehwinkels der Lamellen, einem Bremssystem, einem Leistungsschrank mit Steuerkreisen, Feuerlöschsystemen und einem Blitzschutz, einem System zur Datenübertragung bei der Installation usw. ausgestattet.

Arten von Windkraftanlagen

Die Position der Drehachse relativ zu den Windturbinen der Erde ist in vertikal und horizontal unterteilt. Das einfachste vertikale Modell ist eine Savonius-Rotorhalterung..

Es hat zwei oder mehr Klingen, die hohle Halbzylinder sind (Zylinder halbieren sich vertikal). Savonius-Rotor Es gibt verschiedene Optionen für die Anordnung und das Design dieser Schaufeln: Symmetrisch festgelegt, wobei die Kanten zueinander eingestellt werden, mit einem aerodynamischen Profil.

Der Vorteil des Savonius-Rotors liegt in der Einfachheit und Zuverlässigkeit der Konstruktion. Außerdem ist der Betrieb nicht von der Windrichtung abhängig. Der Nachteil ist der niedrige Wirkungsgrad (nicht mehr als 15%).

Wissen Sie? Windmühlen erschienen um 200 v. er in Persien (Iran). Sie wurden verwendet, um Mehl aus Getreide herzustellen. In Europa gab es solche Mühlen erst im 13. Jahrhundert.

Eine andere vertikale Konstruktion ist der Darier-Rotor. Ihre Blätter sind Flügel mit einem aerodynamischen Profil. Sie können bogenförmig, H-förmig und spiralförmig sein. Die Klingen können zwei oder mehr sein. Rotor Daria Die Vorteile eines solchen Windgenerators sind:

• seine hohe Effizienz,
• weniger Lärm bei der Arbeit
• relativ einfaches Design.

Von den genannten Nachteilen:

• große Mastlast (aufgrund des Magnus-Effekts);
• das Fehlen eines mathematischen Modells der Arbeit dieses Rotors, was dessen Verbesserung erschwert;
• schneller Verschleiß durch Zentrifugalbelastung.

Eine andere Art der vertikalen Installation ist ein Helikoidrotor.. Es ist mit Klingen ausgestattet, die entlang der Lagerachse verdreht sind. Helicoidrotor Dies gewährleistet eine lange Lebensdauer und einen hohen Wirkungsgrad. Der Nachteil sind die hohen Kosten aufgrund der Komplexität der Herstellung.

Der Multi-Blade-Typ einer Windmühle ist eine Struktur mit zwei Reihen vertikaler Blätter - außen und innen. Diese Konstruktion bietet die größte Effizienz, ist jedoch mit hohen Kosten verbunden.

Horizontale Modelle unterscheiden sich:

• die Anzahl der Klingen (Einzelklinge und mit einer großen Anzahl);
• das Material, aus dem die Klingen bestehen (starres oder flexibles Segeln);
• variable oder feste Blattverstellung.

Strukturell sind sie sich alle ähnlich. Im Allgemeinen zeichnen sich Windturbinen dieser Art durch einen hohen Wirkungsgrad aus, der jedoch eine ständige Anpassung an die Windrichtung erfordert, was durch die Verwendung einer Heck-Wetterfahne bei der Konstruktion oder durch die automatische Positionierung der Anlage unter Verwendung eines Drehmechanismus gemäß den Sensorwerten gelöst wird.

Windgenerator DIY

Die Auswahl an Windgeneratormodellen auf dem Markt ist am breitesten, es sind Geräte in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Kapazitäten verfügbar. Eine einfache Installation kann jedoch unabhängig voneinander erfolgen.

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Suchen Sie nach geeigneten Materialien

Als Generator wird empfohlen, einen dreiphasigen Permanentmagneten zu verwenden, beispielsweise einen Traktor. Sie können es aber auch von einem Elektromotor aus machen, wie im Folgenden näher erläutert wird. Die Frage nach der Auswahl der Klingen ist wichtig. Wenn die Windenergieanlage vertikal ist, werden normalerweise Variationen des Savonius-Rotors verwendet. Traktorgenerator Für die Herstellung von Schaufeln ist ein zylindrisch geformter Behälter, zum Beispiel altes Kochen, durchaus geeignet. Wie oben erwähnt, weisen Windenergieanlagen dieses Typs jedoch einen niedrigen Wirkungsgrad auf, und es ist unwahrscheinlich, dass es möglich ist, Schaufeln mit einer komplexeren Form für eine vertikale Windmühle herzustellen. Bei hausgemachten Produkten verwenden Sie normalerweise vier halbzylindrische Klingen.

Bei Windenergieanlagen des horizontalen Typs ist eine Einzelblattkonstruktion für eine Installation mit geringem Stromverbrauch optimal, jedoch wird es trotz ihrer scheinbaren Einfachheit äußerst schwierig sein, ein ausbalanciertes Blatt auf handwerkliche Weise herzustellen, und ohne dieses System fällt die Windkraftanlage häufig aus.

Es ist wichtig! Sie sollten sich nicht auf eine große Anzahl von Schaufeln einlassen, denn wenn sie funktionieren, können sie eine sogenannte "Luftkappe" bilden, aufgrund derer die Luft um die Windmühle herumgeht und nicht durch sie hindurchgeht. Für hausgemachte Geräte des horizontalen Typs werden drei Flügel des Flügeltyps als optimal angesehen.

• In horizontalen Windmühlen können Sie zwei Arten von Blättern verwenden: Segeln und Flügel. Das Segeln ist sehr einfach, es sind nur breite Bahnen, die wie die Flügel von Windmühlen aussehen. Der Nachteil solcher Elemente ist ein sehr niedriger Wirkungsgrad. In dieser Hinsicht vielversprechendere Flügelblätter. Zu Hause bestehen sie normalerweise aus 160 mm PVC-Rohren, je nach Muster.

Aluminium kann ebenfalls verwendet werden, ist jedoch wesentlich teurer. Außerdem hat das PVC-Rohrprodukt zunächst eine Biegung, die ihm zusätzliche aerodynamische Eigenschaften verleiht. Die Klingen des PVC-Rohrs Die Länge der Klingen wird nach folgendem Prinzip gewählt: Je höher die Ausgangsleistung der Windmühle ist, desto länger sind sie; Je mehr es gibt, desto kürzer sind sie. Für eine dreiflügelige Windenergieanlage mit 10 W beträgt die optimale Länge beispielsweise 1,6 m, für eine vierseitige Windenergieanlage - 1,4 m.

Wenn die Leistung 20 W beträgt, wechselt die Anzeige auf 2,3 m für Dreiblatt und 2 m für Vierblatt.

Die Hauptschritte der Fertigung

Nachfolgend ist ein Beispiel für die Selbstherstellung einer horizontalen dreischneidigen Anlage mit Änderung eines Asynchronmotorgenerators von einer Waschmaschine dargestellt.

Motorüberholung

Einer der Schlüsselmomente beim Erstellen eines Windgenerators mit eigenen Händen ist die Umwandlung des Elektromotors in einen elektrischen Generator. Zur Veränderung wird ein Elektromotor aus einer alten, noch sowjetischen Waschmaschine verwendet.

1. Der Rotor wird vom Motor entfernt und eine breite Nut wird durchbohrt.
2. Über die gesamte Länge der Nut werden Neodym-Magneten mit rechteckiger Form (Abmessungen 19x10x1 mm) paarweise geklebt, wobei sich an jeder Kante der Nut ein Magnet befindet, ohne dass deren Polarität berücksichtigt wird. Festgeklebte Magnete können Epoxid sein.
3. Der Elektromotor läuft.
4. Ladegeräte für 5 V und 1 A-Mobiltelefone erfassen ein Gerät, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt (Sie können ein Gerät auf einem Chip nicht verwenden, nur einen Transistor).
5. Die Stromversorgung ist demontiert.
6. Gelöteter USB und Stecker.
7. Die Platinen der drei vorbereiteten Netzteile werden in Reihe geschaltet und als eine Baugruppe zusammengebaut.
8. Der Eingang der zusammengebauten Baugruppe von 220 V ist mit dem Generator verbunden, der Ausgang ist mit dem Batterieladecontroller verbunden.

Video: Wie man einen Motor für einen Windgenerator neu gestaltet Um den Strom zu erhöhen, können Sie mehrere parallel geschaltete Baugruppen verwenden.

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Schaffung von Rumpf und Klingen

Der nächste Schritt bei der Herstellung der Windmühle ist die Montage der Basis, auf der die Elemente des Windgenerators montiert sind.

1. Die Basis ist aus Stahlrohren in Form einer Struktur geschweißt, deren eines Ende gegabelt ist, mit Querelementen verstärkt ist, und das andere ist einzeln zum Befestigen des Endstücks der Vorrichtung.
2. Am gegabelten Ende sind 4 Löcher zur Montage des Generators gebohrt.
3. Schwenklager auf Lager montiert.
4. Der Flansch mit Befestigungsbohrungen ist am Lager befestigt.
5. Der Schwanz besteht aus Blech.
6. Das Design wird gereinigt und lackiert.
7. Der Schwanz ist farbig.
8. Die Schutzverkleidung ist aus dünnem Blech gefertigt und lackiert.
9. Nach dem Trocknen der lackierten Elemente wird ein elektrischer Generator an der Basis installiert, das Gehäuse und der Schwanz werden befestigt.
10. Die Schaufeln sind auf dem Flügelrad vom Kühlsystem des Traktormotors montiert.
11. Abstandshalter sind mit den Klingen (in diesem Fall Metallklingen) verschweißt.

Es ist wichtig! Die Masthöhe eines Windgenerators sollte mindestens 6 Meter betragen. Die Stiftung wird darunter betoniert.

Wie Sie sehen, ist es nicht so einfach, eine Windkraftanlage mit eigenen Händen zusammenzubauen. Dies erfordert gewisse Kenntnisse und Kenntnisse in der Elektrotechnik und Elektronik. Aber für Menschen mit solchen Kenntnissen ist diese Aufgabe durchaus geeignet. Selbst gemachte Windturbinen kosten zudem wesentlich günstiger als das Kaufdesign.