Generatore eolico fai-da-te da un generatore per auto: tecnologia di assemblaggio di turbine eoliche e analisi degli errori

Le turbine eoliche rappresentano una promettente alternativa all’energia tradizionale.L’energia eolica, convertita in elettricità, promette di essere economica, facile da produrre e a basso costo. E se consideriamo le bollette che arrivano adesso per l'elettricità, allora per risparmiare vale la pena provare a costruire il proprio generatore eolico, non sei d'accordo?

Esistono esempi reali di creazione di impianti che generano una discreta quantità di energia. Tuttavia, le capacità delle turbine eoliche sono ancora significativamente superiori a quelle dei concorrenti che possono resistere al metodo tradizionale di generazione di elettricità.

Abbiamo presentato una guida, a seguito della quale puoi assemblare un generatore eolico da un generatore per auto con le tue mani. L'articolo offerto alla vostra attenzione discute in dettaglio gli errori comuni che vengono commessi durante la progettazione delle turbine eoliche. Per chiarezza, l'articolo è accompagnato da materiale fotografico e video tematico.

A proposito di mulini a vento fatti in casa per la casa

Un particolare interesse per l'energia eolica si manifesta a livello familiare. Ciò è comprensibile se si dà un'occhiata alla prossima fattura per l'energia consumata. Pertanto, tutti i tipi di artigiani stanno diventando più attivi, sfruttando tutte le possibilità di ottenere elettricità a buon mercato.

Una di queste possibilità, del tutto reale, è strettamente correlata al mulino a vento del generatore di un'auto. Un dispositivo già pronto – un generatore per auto – deve solo essere equipaggiato lame realizzate correttamente, in modo da poter prelevare un certo valore di energia elettrica dai terminali del generatore.

È vero, funzionerà in modo efficace solo in caso di vento.

Un esempio tratto dalla pratica dell'uso domestico dei generatori eolici. Un design pratico del mulino a vento ben sviluppato e abbastanza efficace. È installata un'elica a tre pale, cosa rara per gli elettrodomestici

L'uso di praticamente qualsiasi generatore automobilistico è accettabile per la costruzione di un mulino a vento. Ma di solito cercano di scegliere un modello potente per il lavoro, in grado di erogare correnti elevate. Qui, la progettazione di generatori di camion, autobus passeggeri di grandi dimensioni, trattori, ecc. è all'apice della popolarità.

Oltre al generatore, per fabbricare un mulino a vento avrai bisogno di una serie di componenti:

• elica a due o tre pale;
• batteria dell'auto;
• cavo elettrico;
• albero, elementi di supporto, elementi di fissaggio.

Il design dell'elica con due o tre pale è considerato il più ottimale per un generatore eolico classico. Ma un progetto domestico è spesso ben lungi dall’essere un classico dell’ingegneria. Pertanto, molto spesso cercano di selezionare viti già pronte per la struttura della casa.

La girante di un ventilatore per auto che verrà utilizzata come elica per una turbina eolica domestica. La leggerezza e l'ampia area utile per l'aeronautica consentono l'uso di tali opzioni

Potrebbe trattarsi, ad esempio, della girante di un'unità esterna di un impianto di climatizzazione split o di un ventilatore della stessa vettura. Ma se vuoi seguire la tradizione della costruzione dei generatori eolici, dovrai costruire l'elica del mulino a vento dall'inizio alla fine con le tue mani.

Prima di decidere di assemblare e installare un generatore eolico, vale la pena valutare i dati climatici del sito e calcolare il rimborso. Un aiuto significativo in questo sarà fornito dalle informazioni molto articolo interessante, che consigliamo per familiarizzare.

Tecnologia di assemblaggio dei generatori eolici

La base ottimale per un generatore eolico domestico sembra essere il modello AT-700, tratto da un trattore della serie DT. È vero, questo generatore per trattore nella sua forma originale è progettato per velocità del rotore fino a 6000 giri al minuto. Per la progettazione di un mulino a vento domestico, questo parametro è chiaramente eccessivo.

Ci sono due modi per uscire da questa situazione:

1. Utilizzare una sorta di moltiplicatore che fornisca il rapporto di trasmissione richiesto.
2. Riavvolgere l'avvolgimento dello statore AT-700 esistente a bassa velocità.

In linea di principio sono realizzabili entrambe le opzioni per l'aggiornamento del dispositivo. Ma, a giudicare dalle recensioni di progettisti affermati, l'opzione di riavvolgere l'avvolgimento dello statore è più accettabile. Inoltre, se si tiene conto del peso del generatore AT-700 stesso, raggiunge i 6 kg.

Generatore per trattore AT-700. Numerosi progetti nel settore domestico sono stati sviluppati sulla base di questo particolare dispositivo, che ha un'elevata corrente erogata. Ma necessita di un piccolo ammodernamento

Se il dispositivo è integrato con un riduttore, il peso dell'intero modulo raddoppierà. E questo è un parametro importante per la progettazione di una turbina eolica. Cerchiamo sempre di ridurre il peso.

Quando si utilizza il generatore K 701 nella progettazione di una turbina eolica, saranno necessari alcuni ammodernamenti:

Passo 1. Elica della turbina eolica

Il materiale per la fabbricazione delle pale dell'elica è un tubo di alluminio pressofuso (d = 200 mm) lungo 0,7 - 1,0 m, inizialmente tagliato longitudinalmente in quattro sezioni, quindi le pale della forma richiesta vengono tagliate in due o tre risultanti parti.

Poiché l'alluminio è un materiale che può essere facilmente lavorato, tagliare la forma desiderata della lama da un pezzo di tubo non è un problema. La cosa principale è calcolare e disegnare correttamente il modello.

Le pale fabbricate della futura elica devono essere in qualche modo fissate e montate sull'albero del generatore. Questo lavoro è più complesso e richiede un equilibrio preciso, soprattutto quando si esegue un disegno a tre pale.Esistono molte opzioni per realizzare un disco dell'elica. Uno di questi è creare questa parte da piastre di alluminio.

Dovrai calcolare il diametro del disco dell'elica tenendo conto della lunghezza del metro delle pale. Per un'apertura alare di 2 metri, il diametro stimato del disco può essere di 150-200 mm. In base al diametro calcolato, dalla lamiera di alluminio viene ritagliato il numero richiesto di piastre rotonde (6-7 pezzi).

Un esempio di realizzazione dell'elica di un generatore eolico da un tubo di alluminio da duecento millimetri, utilizzato nei campi agricoli per l'irrigazione dei raccolti. Il risultato è un design leggero ed efficiente

Le piastre rotonde tagliate vengono posizionate una sopra l'altra, allineate lungo i bordi e fissate. Per l'incollaggio è meglio utilizzare colla epossidica di alta qualità. Ma sono possibili anche altri metodi di fissaggio.

Sul disco incollato finito è necessario segnare e praticare un foro nel punto centrale per il montaggio sull'albero del generatore. Modificare il foro con una sede per chiavetta in modo che corrisponda alla dimensione della chiavetta installata sull'albero del rotore del generatore.

Il disco dell'elica così preparato è contrassegnato per il montaggio delle pale. Praticare dei fori lungo le linee segnate per i bulloni di montaggio delle staffe. Anche queste parti sono realizzate in alluminio con uno spessore selezionato sufficiente a compensare le forze trasmesse.

Non resta che fissare le lame precedentemente realizzate al disco nei punti di collegamento previsti, bilanciarle su una superficie piana e fissarle con bulloni.

Passo 2. Realizzare un albero da un tubo

Il generatore del trattore AT-700, dotato di un'elica fatta in casa, è già un vero mulino a vento. Per ottenere il massimo effetto dalla struttura è consigliabile rialzarla di 5-7 metri e prevedere anche un movimento circolare a 360°.

Pertanto, la banderuola è posizionata su un albero, che è più semplice da realizzare sulla base di un tubo metallico.

Albero installato realizzato in tubo metallico con un diametro di 50 mm con un generatore eolico in cima. Per garantire la stabilità dell'albero vengono utilizzati tiranti in cavo metallico

Un albero alto 5-7 metri, dotato di un generatore eolico nella parte superiore, subirà carichi significativi. Di conseguenza, il diametro del tubo metallico deve essere piuttosto grande, almeno 50 mm come dimensione esterna.

L'albero è assicurato da quattro tiranti, fissati dall'alto più vicino al mulino a vento e tesi in opposizione l'uno all'altro.

Una coppia di cuscinetti adatti viene premuta sotto il bordo superiore del tubo dell'albero, nella zona interna, o fissata in altro modo. Questo sarà un blocco rotante di supporto in cui si adatterà una banderuola con un generatore e un'elica. Non resta che realizzare la banderuola stessa e installare su di essa tutta l'attrezzatura necessaria.

Passaggio n.3. Come realizzare una banderuola in alluminio

Si consiglia di realizzare una struttura a banderuola, a un'estremità della quale c'è un posto per un generatore di automobili con un'elica, e all'altra - un posto per un "gambo", in materiale leggero e resistente.

Ad esempio, un tubo di alluminio con profilo rettangolare si adatterebbe proprio sotto la base. Per fissare il generatore al tubo profilato è più conveniente utilizzare fascette in nastro di metallo morbido (preferibilmente inossidabile).

Un esempio di possibile montaggio dell'alloggiamento del generatore su un tubo profilato di una banderuola. Utilizza un telaio in metallo con staffe imbullonate anteriori e posteriori

La coda della banderuola può essere realizzata con la stessa lamiera di alluminio e fissata con angoli al tubo profilato.Nel punto baricentrico, sul tubo profilato, è necessario rinforzare un perno metallico in acciaio inox.

Questa parte ha la forma di un bullone lungo (250-300 mm), con un diametro di circa 30 mm (calcolato), passa attraverso il corpo del tubo profilato in alluminio ed è fissato dal basso con un dado. Un controdado è posizionato sopra il dado.

Il diametro della filettatura del bullone deve essere leggermente inferiore al diametro interno degli anelli del cuscinetto pressati nel tubo dell'albero. Al centro del bullone, lungo il suo asse, viene praticato un foro di 7-10 mm. Il cavo elettrico proveniente dal generatore passerà attraverso questo foro e scenderà lungo il tubo fino al punto di connessione.

Passaggio n.4. Installazione e collegamento di generatori eolici

Dopo tutti i preparativi descritti (necessariamente in condizioni di tempo calmo), procedere all'installazione:

1. Un generatore trattore è fissato alla base della banderuola con morsetti.
2. Sollevare l'albero da terra di 1,5 - 2 metri e installare la banderuola con un bullone di supporto sui cuscinetti.
3. Allo stesso tempo, far passare il cavo dal generatore attraverso il corpo del bullone e ulteriormente all'interno del tubo fino al punto di uscita inferiore.
4. Inoltre, appena sotto la base della banderuola, è installato rigidamente un limitatore che consente alla banderuola di ruotare di 360° in una direzione o nell'altra, ma niente di più.
5. L'albero viene infine sollevato e rinforzato con tiranti per cavi.
6. Collegare le estremità del cavo al dispositivo ricevente (solitamente attraverso controllore alla batteria).

A questo punto la costruzione del generatore eolico può considerarsi completata. Tuttavia, ci sono ancora molti dettagli individuali del processo che dovrai affrontare durante l'utilizzo del dispositivo.

Schema a blocchi di una turbina eolica a tutti gli effetti: 1 – turbina eolica, 2 – convertitore di carica della batteria; 3 – batteria dell'auto; 4 – inverter 24/220; 5.6 – uscite in tensione 220V e 24V

Questi dettagli sono già associati all’automazione che regola l’accumulo e la distribuzione dell’energia. Dispositivi come un regolatore di carica, un inverter di corrente e altri sono componenti obbligatori dei generatori eolici.

Esempio fotografico di assemblaggio di un mulino a vento passo dopo passo

Consideriamo un esempio di costruzione di un mulino a vento da 24 V assemblato sulla base di un generatore per auto. Il prodotto fatto in casa inizia a funzionare stabilmente con una forza del vento di 5 m/s. Con tempo moderatamente ventoso con raffiche di 15 m/s l'impianto eroga da 8 a 11 A; nelle giornate con vento forte l'efficienza aumenta. Potenza non superiore a 300 W.

In effetti, tutto il lavoro è fatto, non resta che collegare i più disparati componenti di un'installazione utile per la vita di tutti i giorni:

L'impianto autocostruito sviluppa 24 V; può essere utilizzato per caricare batterie di apparecchiature mobili e per fornire energia a linee di illuminazione con lampade a risparmio energetico.

Analisi degli errori di progettazione

Assemblare un generatore eolico a casa con le proprie mani, ovviamente, non è un compito infallibile.Anche nella progettazione delle turbine eoliche industriali, gli ingegneri commettono errori. Ma imparano dagli errori, come dimostrano le strutture familiari ben consolidate.

Quindi, tra gli errori nella progettazione dei generatori eolici domestici, spesso appare un dettaglio come l'assenza di un modulo di frenatura nella progettazione del generatore. La versione standard di tali dispositivi (automobilistici o trattori) non prevede tale parte. Ciò significa che il generatore deve essere modificato.

Tuttavia, non tutti i “designer” vogliono occuparsi di questa delicata questione. Molte persone ignorano questo dettaglio, sperando in un “forse”. Di conseguenza, con vento forte l'elica gira a velocità incredibilmente elevate. I cuscinetti del generatore non reggono e rompono le sedi dei coperchi in alluminio. Il rotore si incunea.

Generatore eolico distrutto a causa di difetti di progettazione. Errori nella progettazione e nell'installazione di tali strutture portano a gravi conseguenze.

Lo stesso problema riguarda il difetto legato alla mancanza di un limitatore di rotazione della banderuola. Spesso questo componente viene semplicemente dimenticato di essere installato e ricordato solo quando le correnti del vento iniziano a far girare il “galletto” attorno al proprio asse, come la trottola nel programma “Cosa? Dove? Quando?". Il risultato è disastroso.

Il danno minimo è l'attorcigliamento e la rottura del cavo elettrico e, nei casi più gravi, la distruzione dell'intera struttura.

Un altro notevole errore di montaggio è stato il calcolo errato del baricentro sulla base della banderuola. In questo caso, il dispositivo potrebbe funzionare normalmente per qualche tempo. Ma col tempo si forma un disallineamento sul gruppo cuscinetto, la libertà di rotazione è limitata e l'efficienza della struttura in termini di produzione di energia diminuisce drasticamente.

Come calcolare correttamente il generatore eolico, imparerai dall'articolo che ti abbiamo proposto.

Spesso cercano di alimentare direttamente la batteria con la corrente ricevuta dal generatore. Ben presto iniziano a chiedersi perché la batteria non mantiene la carica o scoprono il guasto di 2-3 lattine.

Questo è un errore banale e naturale, poiché in ogni caso la batteria deve essere caricata in condizioni di determinate correnti e tensioni. Qui abbiamo bisogno del controllo di questo processo.

Per gli artigiani domestici interessati all'argomento gruppi di generatori eolici, ti suggeriamo di familiarizzare con un'altra opzione originale. Questo articolo descrive la produzione di un'unità generatrice da parti di scarti di lavatrici.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Anche un normale cacciavite elettrico può diventare un mulino a vento se si conoscono le basi di un generatore eolico.

L'interesse per i generatori eolici non diminuisce. Al contrario, questa opzione per la produzione di energia elettrica viene sempre più presa in considerazione a livello dei proprietari terrieri.

Ovviamente, se si combinano diversi tipi di energia contemporaneamente: eolica, solare, turbine idroelettriche o centrali nucleari, tale combinazione può fornire un effetto economico. In questo caso il rischio per l’utente di rimanere senza energia elettrica è ridotto a zero.

Vuoi raccontarci come hai assemblato un mulino a vento con le tue mani per fornire elettricità alla tua dacia? Vorresti condividere informazioni utili non menzionate nell'articolo? Scrivi commenti nel blocco sottostante, condividi le tue impressioni, le sfumature tecniche conosciute solo da te e le foto sull'argomento dell'articolo.