風力発電所– これは最も代替的な保存オプションです 電気エネルギー現在まで。
多くの場合、そのような設備は夏の別荘で見つけることができます。
人々は次のような場所でそれらを使用します。 郊外地域主要な電気ネットワークから離れた場所にあります。 しかし、これが唯一の理由ではありません。 ほとんどの人は経済性と自立性の理由から風力発電所を利用しています。
風力発電所には、潜在的な購入者が知っておく必要がある独自の特性があり、生産性がその能力にどのように依存するかがわかります。
風力発電機を購入する主な動機-これは間違いなくその方便です。 この目標を達成するための主な基準の 1 つは、風力要件です。 年間平均風速は約4.0～4.5m/sであることが知られており、この数字は家庭用風力発電所を利用するのに十分な数字であり、電力の節約が可能になります。
お住まいの地域の風速を推定するには、風マップを使用できます。 最高の精度で風速を測定したい場合は、これに役立つ特別な装置を購入する必要があります。
本発明には風速計と呼ばれる部品が含まれています。 その助けを借りて、風速に相当する信号を受信します。 また、風速計が発する信号を読み取る装置も必要になります。 このタイプのデバイスは他にもあります。
データをできるだけ正確にするためには、樹木やさまざまな建物などの外部要因によってデバイスの結果が歪められないように、このようなデバイスを高いところに設置する必要があります。
デバイスのコンポーネント
家庭用風力発電所を購入するときは、そのコンポーネントを知ることが非常に重要です。これにより、この点についてより適切に選択できるようになります。 最高のモデルあなたの家のために。
風力発電所には次のものが含まれます。
- ブレード付きローター(モデルに応じて、風力発電機は 2 ブレード、3 ブレード、マルチブレードに分けられます)。
- ギアボックス、つまりギアボックス。その役割は、ローターと発電機の間の速度を調整することです。
- 保護カバー- その名前自体が物語っていますが、風力発電所のすべてのコンポーネントを外部の影響から保護するように設計されています。
- 風力タービンの「尾翼」- 構造物を風の方向に回転させるために必要です。
- 蓄電池– その主な目的は電気を蓄積することです。 これは、気象条件が風力発電所にとって必ずしも好ましいとは限らず、このコンポーネントの助けを借りて一定量のエネルギーが節約されるという事実によるものです。
- インバータの設置– 直流を交流に変換するように設計されています。 これは家庭用電化製品の動作を保証するために必要です。
種類と動作原理
風力発電所は、次の4つの基準に従ってタイプに分類されます。
- ブレードの回転軸方向（横型と縦型に分かれます。縦型は外的条件に強いですが、発電量は少なくなります）。
- 刃数別(この場合、風力発電機は 2 ブレード、3 ブレード、およびマルチブレードです)。
- 使用する素材に応じて（これらは、リジッドブレードとセーリングブレードで区別されます。主な違いは、セーリングブレードの方が安価ですが、耐久性が低いことです）。
- ブレードの制御方法によると(固定ブレードピッチと可変ブレードピッチが存在します。可変ピッチは使用に困難を引き起こすため、専門家は固定ブレードピッチを推奨しています)。
発電所を選ぶ際には、風力発電機の動作原理を知っておくとよいでしょう。 設置の動作原理は非常に簡単です。 この設計は、金属製のマストに取り付けられたブレードを備えたシャンクで構成されており、ブレードは風の助けを借りて回転し、発電機のローターを回転させます。
電流はバッテリー室に供給される前にコンバーターを通過し、そこで交流が直流に変換され、周波数 50 ヘルツの 220 ボルトの電圧になり、穏やかな天候では家に電気を供給します。
最新の風力発電機は強い風を必要としません。 その設計は非常によく考えられているため、民家の場合は最大4〜5 m / sの風速で十分です。
長所と短所
風力発電機の主な利点:
- 費用はデバイスの設置とメンテナンスに当てられます。動作に燃料を必要としない設計のため、さらなる費用は必要ありません。
- 風車の動作を制御したり妨害したりする必要はありません、風があるときはいつでもエネルギー生成が発生するためです。
- 発電機の種類にもよりますが、不要なノイズは発生しません。
- このデバイスはほとんどの気候条件に適しています。
- 部品の磨耗はわずかです。
風力発電所の主な欠点は次のとおりです。
- 特定のモードまたはそうでないとき 正しい取り付けマスト、風力発電機は超低周波音を発生させることができます。
- ハイマスト必ず接地が必要です。
- 定期的な予防の必要性。
- デバイスが損傷する可能性がありますハリケーンの時などに
サイズと位置の選択
風力発電所の規模は非常に大きい 重要な課題潜在的な購入者向け。サイズを決定するには、1か月にどのくらいのエネルギーを消費するかを注意深く研究する必要があります。 結果の数字に 12 か月を掛ける必要があります。
次に、次の式を使用する必要があります。 AEO = 1.64 * D*D * V*V*V。
数式を使用するときに知っておく必要がある表記法:
- AEO- 年間に使用する電力。
- D– ローターの直径。メートル単位で表示されます。
- V– 平均年間風速 (m/秒で表示)。
したがって、これらの計算は、消費電力に基づいて必要な発電機のサイズを決定するのに役立ちます。
自宅用の風力発電所の購入を検討する場合、目標がどの程度満たされるかはこれに依存するため、設計に関連するすべての詳細をできるだけ正確に検討する必要があります。
風力発電機を設置する場合は、次の要素を考慮する必要があります。
- 設置場所の近くに木があってはなりません、発電機の最大の生産性を妨げる可能性のあるさまざまな建物やその他のもの。
- 風力発電機は特別に構築された構造物に設置するのが最善です、少なくとも 200 メートルの距離にある障害物よりも数メートル高くなければなりません。
- 風力発電所は住宅から約30～40メートルの距離に設置することが推奨されています。、不快感をもたらす特定のノイズを生成するためです。
また、風力発電所から常に同じ結果が得られるわけではないことも考慮する必要があります。 自然条件変化に応じて、同じ場所に異なる突風が吹く可能性があり、それに応じて受け取るエネルギーの量も動的になります。
価格の概要
ほとんどの場合、風力発電所の価格は出力に応じて決まります。 で 生活条件 5 ～ 50 kW の出力を持つ発電機で十分です。
価格比と発電機の種類の詳細:
- 出力3 kW /48Vの風力発電機– おおよその費用は93,000.00摩擦。 追加電源としてだけでなく、メイン電源としてもご使用いただけます。 このようなモデルはコテージに電気を供給することができます。
- 5 kW /120V の風力発電機– 約 220,100.00 摩擦。 この設計により、家全体にエネルギーを供給できます。 かなり多くの家電製品を同時にオンにすることができます。
- 出力10kW/240Vの風力発電機– 価格は414,000.00ルーブル以内。 エネルギーを供給できれば十分です 農場またはいくつかの家。 家電製品だけでなく、例えば電設工具なども一日中使用しても問題ありません。 このような発電機は、スーパーマーケットで売場やビデオ監視の継続的な稼働を保証するためによく使用されます。
- 出力20kW/240Vの風力発電機– このようなデバイスの価格は 743,700.00 ルーブルです。 このタイプの発電所は非常に強力です。 水道システム全体に電力を供給できます。 家庭環境では、巨大な家に十分以上のエネルギーを供給できるでしょう。
- 出力30kW/240Vの風力発電機– 価格は961,800.00ルーブル以内。 このモデルは非常に強力なので、5 階建ての建物に電気エネルギーを供給できます。
- 出力50kW/380Vの風力発電機– 概算価格は約 3,107,000.00 摩擦。 このモデルは非常に強力なので、複数の高層ビルにエネルギーを供給する以上の能力があるため、家庭環境での使用には合理的ではありません。
家庭用発電所を購入する場合、ほとんどの場合、価格は完全なセットに対して表示されていますが、特定のコンポーネントを自分で追加または除外できることを知っておく価値があります。 これはあなたの個人的な裁量に左右されます。
効率と利益
家庭用風力発電は、 代替ソリューションエネルギーを節約しながら。 それらはかなり普及しています。
家全体にエネルギーを供給するには、風力発電機を 1 台使用するだけで十分ですが、同時に電力を節約する必要はありません。
このような効果を得るには、最低風速が毎秒 1.8 ～ 4.5 メートルで十分であることも有益です。
ただし、気象条件が常に風力発電機に適しているとは限らないため、エネルギーを蓄えるバックアップ発電機を購入する必要があります。 これにより、家庭用風力発電所の生産性を向上させる機会が得られます。
インストールの肯定的な側面の中で、次の点に注目する価値があります。
- 発電機に多額の費用をかけた、もうお金をかける必要はありません 現金装置の動作に燃料が必要ないためです。 つまり、購入した費用はわずか数年で元が取れます。
- 風力発電機の性能は季節に依存しませんまたはその他の気象条件が影響しても、冬でも機能が停止することはありません。これは間違いなくプラスです。 冬時間年、エネルギー消費量は他の地域よりも高くなります。 この事実は間違いなくその有効性と見返りを証明しています。
- 発電機部品の軽度の摩耗必要な風力発電機の定期的なメンテナンスを考慮しています。 適切かつ適切に設置し、家庭向けの風力発電所を運用すれば、30 年以上使用することができ、これは間違いなく大きな利点です。
全額回収期間 風力発電所約5〜7年で、完全に無料で電気を使用できるようになります。
最近まで風力発電機は珍しいものと考えられていましたが、現在この分野は急速に発展しており、多くの人が発電用の風力タービンの製作経験を積んでいます。 このようなデバイスは、ほとんどの場所で使用できます。 さまざまな地域– 給水、民家の電化、農業ユニット（粉砕機など）の操作、または家庭用暖房用の水の加熱。
産業用モデルには、コストを除けば多くの利点があります。 したがって、今日は自分の手で風力発電機を作る方法と、これに必要な材料/ツールを調べます。
風力発電機の設計上の特徴と仕組み
風力発電機の動作原理は、運動エネルギーを電気に変換することです。 デバイスは多数のシステム要素で構成されており、それぞれが独自の機能を持っています。 これを理解してみましょう。
注記！ 風力発電機は、回転式 (垂直) または従来型 (水平) のいずれかです。 後者は効率が高いため、他のものよりも頻繁に製造されます。
垂直風車は側流では機能しないため、垂直風車は風の方に向ける必要があることに注意してください。 水平発電機には他にも利点があります。 それらについて知りましょう。
- 回転装置のタービンは、風がどの方向から吹くかに関係なく、風を「キャッチ」します。 これは、地域で不安定または変わりやすい風が吹いている場合に非常に便利です。
- 水平風車よりも水平風車の方がはるかに簡単に建設できます。
- 十分な風があれば、構造物を地面に直接設置することもできます。
水平風力発電機の欠点は、効率がかなり低いことです。
将来の風力発電機の電力を計算する
まず、風力発電機がどのような電力を必要とするのか、どのような機能と負荷がかかるのかを自分の手で調べる必要があります。 原則として、代替電源は補助電源として、つまり主電源を補助する目的で使用されます。 したがって、システム電力が 500 ワット以上であれば、これはすでに十分な電力となります。
注記！ 中規模の民家を暖房するには、約2〜3キロワットが必要です。
同時に、風力発電機の最終出力は、次のような他の要因によって決まります。
- 風速;
- 刃の数。
横型デバイスの適切な比率を見つけるには、以下の表をよく理解しておくことをお勧めします。 交差点にある数字は必要な電力 (ワット単位で示されます) です。
テーブル。 計算 必要な電力水平風力発電機用。
| 1m | 3 | 8 | 15 | 27 | 42 | 63 | 90 | 122 | 143 |
| 2m | 13 | 31 | 63 | 107 | 168 | 250 | 357 | 490 | 650 |
| 3m | 30 | 71 | 137 | 236 | 376 | 564 | 804 | 1102 | 1467 |
| 4m | 53 | 128 | 245 | 423 | 672 | 1000 | 1423 | 1960 | 2600 |
| 5m | 83 | 166 | 383 | 662 | 1050 | 1570 | 2233 | 3063 | 4076 |
| 6m | 120 | 283 | 551 | 953 | 1513 | 2258 | 3215 | 4410 | 5866 |
| 7m | 162 | 384 | 750 | 1300 | 2060 | 3070 | 4310 | 6000 | 8000 |
| 8m | 212 | 502 | 980 | 1693 | 2689 | 4014 | 5715 | 7840 | 10435 |
| 9m | 268 | 653 | 1240 | 2140 | 3403 | 5080 | 7230 | 9923 | 13207 |
たとえば、お住まいの地域の風速が主に毎秒 5 ～ 8 メートルで、必要な風力発電機の電力が 1.5 ～ 2 キロワットの場合、構造物の直径は約 6 メートル以上である必要があります。
刃はどうあるべきでしょうか？
ブレードの形状は次のとおりです。
- 航海。
- 翼のある
セイルタイプのブレードは平らであるため、効率が低くなります。 空気力学は考慮されておらず、風の流れの圧力のみで回転します。 その結果、電気エネルギーに変換されるのは全エネルギーの 10% にすぎません。 しかし、翼ブレードの場合、内表面と外表面の面積は異なります。 このようなブレードは風に対して7〜10度の角度で配置する必要があることにも注意してください。
次に、ブレードの材質について少し説明します。 ヴィンテージ用 風車ポールとまぐさからなる木製の強壮フレームが使用されました。 特別な「翼」で作られています。 布地。 生地が摩耗した場合は、新しいものに交換するだけです。 ただし、これらの目的のために高密度の素材（防水シートなど）を使用するという代替オプションもあります。
ただし、より現代的な材料から自分の手で刃を作ることもできます。
- プロペラが小さい場合は、ポリ塩化ビニルのパイプを切断してブレードとして使用できます。
- 軽金属（ジュラルミンなど）も使用できます。
- 「帆」を使用する場合は、合板から切り出すことができます。
- 最後に、大きなユニットの場合、ブレードをボードで作ることができます (ブレードが重くても問題ありません。ブレード同士のバランスが必要なだけです)。
注記！ この地域で強風が吹いている場合は、重いブレードを優先することをお勧めします。これにより、システム全体のより安定した動作が保証されます。
パイプの直径は全長の1/5に相当する必要があります。 これらのパイプはそれぞれ長さ方向に4つの部分に切断され、基部で5x5の長方形を切断する必要があります（留め具はここに配置されます）。その後、斜めに切断します。これにより、各ブレードがそこから先細になります。本拠。 破れた端の処理にはサンドペーパーを使用します。
垂直風力発電機を自宅で作る
では、実際に自分の手で風力発電機を作る方法を見てみましょう。 この手順はいくつかの段階で構成されており、それぞれの段階の特徴を理解しましょう。
ステージ1。 道具や材料を用意します
タービンのサイズに関する要件はありません。タービンが大きければ大きいほど、システム自体にとってはより良いものになります。 この記事で挙げた例では、タービンの直径は 60 センチメートルです。
垂直タービンを自分で作成するには、事前に以下を準備します。
- ステンレス鋼製の直径60センチメートルのパイプ。
- ネジ、ナット、その他の留め具。
- 直径60センチメートルのプラスチックディスクのペア（プラスチックが耐久性があることが重要です）。
- ベース用の車からのハブ。
- ブレードが取り付けられるコーナー (各要素ごとに 6 個、合計 36 個のコピー)。
また、次のツールを事前に準備してください。
- キー。
- ジグソーパズル;
- マスク;
- 保護手袋;
- ブルガリア語;
- ドライバー;
- 電気ドリル。
磁石または小さな金属プレートを使用してブレードのバランスを取ることができます。 アンバランスが軽微な場合は、適切な場所に穴を開けるだけで済みます。
ステージ2。 図面を作成します
ここでは図面なしでは絶対にできません。 以下のものを使用することも、独自に作成することもできます。
ステージ3。 垂直風車を作る
ステップ1。最初のテイク 金属パイプ同じサイズの刃が6枚になるように縦に切ります。
ステップ2。プラスチックから直径60センチメートルの同じ円を2つ切り取ります。 それらはタービンの下部と上部のサポートとして機能します。
ステップ3。上部のサポートに小さな穴（直径約 30 センチメートル）を切ることができ、構造をいくらか軽くすることができます。
ステップ4。車のハブの穴に沿って、固定に必要な下部プラスチック サポートの同様の穴に印を付けます。 ドリルを使用して穴を開けます。
ステップ5。テンプレートに従ってブレードの位置をマークします（星を形成しているように見える三角形のペアが得られるはずです）。 コーナーの取り付け位置に印を付けます。 両方のサポートですべてが同じである必要があります。
ステップ6。刃をトリミングします。 グラインダーを使用して一度に複数をカットできます。
ステップ7ブレードとコーナーに取り付け位置をマークします。 これらの穴をすべて開けてください。
ステップ8アングル、ボルト、ナットを使用してブレードをベースに接続します。
注記！ 装置のパワーはブレードの長さに大きく依存しますが、ブレードが大きい場合、バランスをとるのがはるかに困難になります。 さらに、強風の影響で構造が緩む可能性があります。
ステージ4。 私たちは発電機を作ります
この場合の発電機は自励式で、常に永久磁石が作動している必要があります。 車から通常の発電機を使用する場合、ここでの電圧巻線はバッテリーから動作します。言い換えれば、電圧が存在しない場合は励起はありません。 したがって、単純な発電機をバッテリーと組み合わせて使用し、風が比較的弱い状態で長時間使用すると、バッテリーはすぐに放電してしまい、後で風が戻っても風力発電機は再び始動しなくなります。手。
ネオジム磁石を使用したシステムも製作可能です。 この種の装置は、1.5 キロワット (風が弱い場合) から 3.5 キロワット (風が強い場合) まで発電します。 段階的な説明このようなジェネレーターを作成するには次のようにします。
ステップ1。長さ約50センチの金属製のパンケーキを2枚作ります。
ステップ2。瞬間接着剤を使用して、2.5x5.0.12 センチメートルのネオジム磁石 (各 12 個) をパンケーキの周囲全体に接着します。
ステップ3。極性を忘れずにパンケーキを向かい合わせに置きます。
ステップ4。それらの間に自家製のステーターを配置します（断面0.3センチメートルのワイヤーから9つのコイルを作成し、それぞれ70回巻きます）。 コイルをアスタリスクで接続し (画像を参照)、ポリマー樹脂を充填します。 この場合、コイルが一方向に巻かれていることが重要です。色付きのイソレットを使用して巻きの終わり/始まりをマークできます。これはより便利です。
ステップ5。ステーターの厚さは約 2 センチメートルである必要があります。 巻線はボルトとナットを通して外れるはずです。 ローターとステーターの間の距離は 2 ミリメートルでなければなりません。
磁石は非常に強く吸引されるため、スムーズに接続するには、磁石に穴を開け、スタッド用のネジを切る必要があります。 すぐにローターの位置を合わせ、キーを使用して上のローターを下のローターの上に下げます。 その後、一時的なピンを削除できます。
注記！ 上記の発電機は垂直風車だけでなく、水平風車にも使用できます。
ステージ5。 全体の構造を組み立てます
まず、特別なブラケットをマストに取り付けます。このブラケットを通してステーターが取り付けられます（ステーターには 3 枚または 6 枚のブレードを取り付けることができます）。 同じナットを使用してハブをブラケットの上に固定します。 完成したジェネレーターをハブにある 4 つのスタッドにねじ込みます。 この後、ステーターをマストに固定されたブラケットに接続します。 タービンを 2 番目のローター プレートに取り付けます。 端子を使用してステータワイヤを電圧レギュレータに接続します。
ステージ6。 風を電気に変えるユニットを設置しています
風力発電機全体を自分の手で設置するには、段階的な説明の形式で以下の手順に従う必要があります。
ステップ1。地面に信頼性が高く耐久性のある基礎をコンクリートで固めます。
ステップ2。そこに注ぐ コンクリートモルタル、巨大なヒンジを取り付けるのに必要なスタッドを追加します (これはすべて手作業で簡単に行うことができます)。
ステップ3。コンクリートが完全に固まったら、ヒンジをスタッドの上に置き、ナットで固定します。
ステップ4。マストをヒンジの可動部分に取り付けます。
ステップ5。マストの上部に 3 つまたは 4 つのガイを取り付けます (フランジまたは溶接を使用できます)。 スチールケーブルも必要になります。
ステップ6。準備されたケーブルの 1 つを使用して、ヒンジでマストを上げます (車を使用して引っ張ることもできます)。
ステップ7マスト全体の垂直方向は支線によって厳密に固定されています。
このような風力発電機はどこに設置できるのでしょうか？
風力発電機の稼働効率は、風力発電機を設置する場所をいかに正しく選択するかに大きく依存します。 システムブレードにできるだけ多くの風が当たるような場所に設置してください。 敷地は開けて高くする必要があります (たとえば、家の屋根ですが、木や他の建物からできるだけ離れた場所)。 通常、この理由は干渉だけでなく、動作中にデバイスが何らかのノイズを発生することにもあり、これは隣人や所有者自身に好まれない可能性があります。
この問題をより詳しく理解するには、以下のテーマ別ビデオを視聴することをお勧めします。
ビデオ - 家庭用扇風機を使った風力発電機の作り方
回転式（横型）風力発電機
このような装置は、小さな家やいくつかの別棟への電力供給に対応できます。 風力発電機の最大出力は 1.5 キロワットを超えません。
作業のために次のものを準備します。
- 12ワットの自動車用発電機。
- リレー、バッテリーインジケーターライト;
- バッテリー自体は12ワットです。
- 電流変換器。
- ジュラルミンやステンレス製の大きな鍋やバケツ。
- 発電機をマストに取り付けるための一対のクランプ。
- スイッチ;
- ワイヤー、0.4 センチメートルと 0.25 センチメートル。
- ボルト、ナット、ワッシャー。
- 電圧計。
必要なツールは前の場合と同じです。 まず、鍋（またはバケツ）を用意し、マジックと巻尺を使用して、それを 4 等分します。 刃を切り取りますが、完全に切らないでください（写真に示すように）。
底部にボルト用の穴を開け、ブレードを曲げますが、曲げすぎないようにします。 発電機がどのように回転するか (時計回りまたは反時計回り) という事実を考慮してください。
次に、準備した刃を取り付けた鍋をプーリーに取り付け、ボルトで固定します。 あらかじめ固定されたマストに発電機を設置し（これには付属のクランプを使用します）、すべてのケーブルを接続して回路を組み立てます。 回路全体を書き直し、ワイヤーをサポートに固定します。
バッテリーの接続には、最大長 1 メートルの 4mm ケーブルを使用します。 負荷を接続するには、断面積の小さいケーブルを使用してください。 インバーターも設置します。 以下に接続図の例を示します。
ご覧のとおり、風力発電機を自分の手で構築することはかなり可能です。 デザインは2種類ありますが、技術と熱意があれば一人でも作業は可能です。 以上です、頑張ってください！
これについては、以前の資料で説明しました。 今日は、ポータルのユーザーが構築した風力タービンのモデルを皆さんにご紹介します。 私たちもシェアさせていただきます 役立つヒントこれは、設置を組み立て、間違いを避けるのに役立ちます。 風力発電機を自分の手で組み立てるのは困難な作業です。 すべての実践者が (経験豊富であっても) その解決策に正確に対処できるわけではありません。 ただし、時間内に検出されたエラーは修正できます。 そのためにマスターには頭と手が必要なのです。
この記事では次の質問について説明します。
- 風力発電機のブレードはどのような材料から、どのような図面に従って作成できますか?
- 軸流発電機の組み立て手順。
- 車の発電機を風力タービンに変える価値はあるのか、そしてそれを正しく行う方法。
- 風力発電機を嵐から守る方法。
- 風力発電機はどの高さに設置する必要がありますか?
刃物の製造
家庭用風力タービンのプロペラを自分で作る経験がまだない場合は、見ないことをお勧めします。 難しい決断, ただし、実際にその効果が証明されている簡単な方法を使用してください。 それは普通のものから刃を作ることから成ります 下水道PVCパイプ。 この方法は簡単で、アクセスしやすく、安価です。
ミハイル26 ユーザーフォーラムハウス
さて、ブレードについて：160番目のレッドから作られています。 下水管発泡内層付き。 写真の通り計算してみました。
「赤い」パイプについてユーザーが偶然言及したわけではありません。 この素材は、形状をよりよく保持し、温度変化に強く、長持ちします（従来のものと比較して）。 灰色のパイプ PVC）。
ほとんどの場合、家庭用風力発電では直径 160 ～ 200 mm のパイプが使用されます。 ここから実験を開始する必要があります。
ブレードの形状と構成は、ブレードが作られるパイプの直径、風車の直径、ローターの速度、その他の設計特性に依存するパラメーターです。 空力計算に煩わされないように、作成者がポータルに投稿したそれを使用できます。 これにより、ブレードの形状を決定することができます。 固有値(パイプ径、スクリュー速度など)。
ミハイル26
ジグソーでのこぎりに慣れてきました。 それは本当に迅速かつ効率的に結果が得られます。 注: ファイルが噛んだり破損したりしないように、ジグソー上にファイルの大きな自由ストロークを置くようにしてください。
軸流発電機の設計
三相発電機と単相発電機のどちらを選択する場合は、最初のオプションを選択することをお勧めします。 三相電流源は、不均一な負荷から生じる振動の影響を受けにくく、同じローター速度で一定の電力を得ることができます。
BOB691774 ユーザーフォーラムハウス
単相発電機は巻いてはいけません。実際に長い間テストされ、証明されています。 まともな発電機が得られるのは 3 相だけです。
前回の資料で説明した発電機の設計パラメータは、現在の電力需要によって決まります。 そして、それらが実際に生成される電力量に対応するためには、軸流発電機の設計は特定の要件を満たさなければなりません。
- すべてのディスク (ローターとステーター) の厚さは、磁石の厚さと同じでなければなりません。
- コイルと磁石の最適な比率は 3:4 (コイル 3 個 - 磁石 4 個ごと) です。 9 個のコイルの場合 - 12 個の磁石 (各ローター ディスクに 6 個)、12 個のコイルの場合 - 16 個の磁石など。
- 同じディスク上にある 2 つの隣接する磁石間の最適な距離は、これらの磁石の幅に等しいです。
隣接する 2 つの磁石間の距離が大きくなると、発電量が不均一になります。 この距離を短くすることもできますが、最適なパラメータを観察することをお勧めします。
アレクセイ2011 ユーザーフォーラムハウス
磁石間の距離を磁石の幅の半分にするのは間違いです。 ある人は、その距離は磁石の幅以上であるべきだと言いましたが、それは正しかったです。
ボーリング理論を掘り下げなければ、実際に軸流発電機のコイルと永久磁石を重ねるスキームは次のようになります。
各瞬間において、磁石の同一の極が特定の相のコイルの巻線に同様に重なります。
アレクセイ2011
実際の様子は次のとおりです。すべてが写真とほぼ 100% 一致していますが、コイルの形状がかなり異なるだけです。
ユーザー組み立て装置の例を使用して、軸流発電機の組み立て手順を見てみましょう アレクセイ2011.
アレクセイ2011
今回はディスクアキシャル発電機を作ります。 ディスク直径 – 220 mm、磁石 – 50*30*10 mm。 合計 – 16 個の磁石 (ディスク上に 8 個)。 コイルはワイヤØ1.06 mmで各75回巻かれました。 リール – 12個。
ステータの製造
写真からも分かるように、コイルは細長い水滴のような形をしています。 これは、磁石の移動方向がコイルの長辺部分に対して垂直になるように行われます (ここで最大の EMF が誘導されます)。
丸い磁石を使うと、 内径コイルは磁石の直径にほぼ一致する必要があります。 正方形の磁石を使用する場合、コイルの巻線の構成は、磁石が巻線の直線部分に重なるように構築する必要があります。 最大EMF値は、移動方向に対して垂直に位置する導体のセクションでのみ発生するため、長い磁石を取り付けることはあまり意味がありません。 磁場.
ステーターの製造はコイルを巻くことから始まります。 コイルを巻く最も簡単な方法は、あらかじめ用意されたテンプレートを使用することです。 テンプレートには小さいものからさまざまな種類があります。 ハンドツールミニチュアの手作り機械まで。
各相のコイルは互いに直列に接続されます。最初のコイルの端は 4 番目のコイルの始まりに、4 番目のコイルの終わりは 7 番目のコイルの始まりに、というように接続されます。
「スター」回路に従って相を接続する場合、デバイスの巻線（相）の端は、発電機の中性点となる1つの共通ユニットに接続されることを思い出してください。 この場合、3 本の空きワイヤ (各相の始まり) が三相ダイオード ブリッジに接続されます。
すべてのコイルが 1 つの回路に組み立てられたら、ステーターを充填するための金型を準備できます。 この後、電気部品全体を金型に浸し、エポキシ樹脂を充填します。
アキシアルシャフト用ローターの製作
ほとんどの場合、自家製のアキシャル発電機は、車のハブとそれと互換性のあるブレーキ ディスクに基づいて作成されます (自家製のものも使用できます) 金属車輪どうやってやったのか アレクセイ2011）。 スキームは次のようになります。
この場合、ステータの直径はロータの直径よりも大きくなります。 これにより、金属ピンを使用してステーターを風力発電機のフレームに取り付けることができます。
アレクセイ2011
M6ステーターを固定するためのスタッド（3個）が付いています。 これはジェネレータのテストのみを目的としています。 続いて6つ（M8）になります。 このような出力の発電機としては、これで十分だと思います。
場合によっては、ステーター ディスクは発電機の固定軸に取り付けられます。 このアプローチにより、発電機の設計をより小さくすることが可能になりますが、装置の動作原理は変わりません。
反対側の磁石は、反対の極で互いに向ける必要があります。最初のディスク上で磁石が発電機の固定子に面している場合、 南極「S」、その反対側の 2 番目のディスクにある磁石は、「N」極のステーターに面する必要があります。 この場合、同じディスク上の近くにある磁石も異なる方向に向けられている必要があります。
ネオジム磁石が作る磁場の強さは非常に強力です。 したがって、ステーターディスクと発電機ローター間の距離は、ピンねじ接続を使用して調整する必要があります。
これは、ローターの直径がステーターの直径よりも大きい設計オプションです。 この場合のステーターは、デバイスの固定軸に取り付けられます。
また、ディスク間の距離を調整するには、発電機の固定軸に取り付けられるスペーサー ブッシュ (またはワッシャー) を使用できます。
磁石とステーターの間の距離は最小限 (1 ～ 2 mm) である必要があります。 通常の瞬間接着剤を使用して磁石を発電機ディスクに接着できます。 あらかじめ用意されたテンプレート（合板など）を使用して磁石を貼り付けるのが最善です。
ジェネレーターの予備的なユーザー テストで示された内容は次のとおりです。 アレクセイ2011ドライバーを使用: 310 rpm で、デバイスから 42 ボルトが除去されました (スター接続)。 1 相で 22 ボルトが生成されます。 設計抵抗単相 – 0.95 オーム。 バッテリーを接続した後、ドライバーは発電機を最大 170 rpm で回転させることができ、充電電流は 3.1A でした。
稼働中のプロペラの近代化やその他の小規模な改良を伴う長時間の実験の後、発電機はその最大の性能を実証しました。
アレクセイ2011
ついに風が吹いてきて、風車の最大出力を記録しました。風はさらに強まり、突風は時として12～14m/sに達しました。 記録された最大電力は 476 ワットです。 風車は、風速 10 m/s で約 300 ワットを発電します。
車の発電機による風力発電所
風力タービンを自分の手で作ることを実践している人々の間で人気の解決策は、リメイクすることです。 車の発電機代替ニーズに対応します。 このようなアイデアのすべての魅力にもかかわらず、自動車発電機はエンジンに取り付けられる形であることに注意する必要があります。 車両、風力発電所の一部として使用するにはかなり問題があります。 その理由を考えてみましょう。
- まず、標準的な自動車発電機のコイルの巻線はわずか 5 ～ 7 回です。 したがって、このような発電機がバッテリーの充電を開始するには、そのローターを約 1200 rpm で回転させる必要があります。
- 次に、標準的な自動車発電機では、装置のローターに組み込まれている励磁コイルによって磁気誘導が発生します。 このような発電機が追加の電源に接続せずに動作するには、永久磁石（できればネオジム）を装備し、固定子巻線に特定の調整を行う必要があります。
ミハイル26
改造された自動発電機 (磁石付き) には生存する権利があります。 私は今これを2つ持っています。 2 メートルのプロペラを使用すると、風速 8 メートル/秒の場合、それぞれ 300 ワットの出力が得られます。
車の発電機を風力タービンに改造するには、ある程度のスキルが必要です。 したがって、標準的な円筒ステーターを備えた非同期モーターまたは発電機の巻き戻しの経験から始めることをお勧めします (両方とも、必要に応じて代替発電所に変換できます)。 車の発電機をリメイクすることには独自のニュアンスがあります。 この分野で一定の成功を収めた人に連絡すると、それらを理解するのがはるかに簡単になります。
ケーブルのねじれ防止
ご存知のとおり、風には一定の方向がありません。 風力発電機が風見鶏のように軸を中心に回転する場合、 追加措置風力発電機からシステムの他の要素に延びるケーブルはすぐにねじれ、数日以内に使用できなくなります。 このようなトラブルから身を守るためのいくつかの方法を紹介します。
方法 1: 取り外し可能な接続
最も簡単ですが、完全に非現実的な保護方法は、取り外し可能なケーブル接続を取り付けることです。 コネクタを使用すると、ねじれたケーブルを手動で解き、風力発電機をシステムから切り離すことができます。
わ00わ00 ユーザーフォーラムハウス
底にソケットが付いたプラグのようなものを置く人もいると思います。 ケーブルがよじれてコンセントから抜いてしまいました。 それから彼はそれを緩めてプラグを差し込みました。 また、マストを下げる必要がなく、集電装置も必要ありません。 自家製風車に関するフォーラムでこれを読みました。 著者の言葉から判断すると、すべてが機能し、ケーブルが頻繁にねじれることはありません。
方法 2: リジッド ケーブルを使用する
一部のユーザーは、厚くて弾力性のある硬いケーブル (溶接ケーブルなど) を発電機に接続することを推奨しています。 この方法は一見すると信頼性がありませんが、生きる権利があります。
ユーザー343 ユーザーフォーラムハウス
あるサイトで見つけました。私たちの保護方法は、硬質ゴムでコーティングされた溶接ケーブルを使用することです。 小型風力タービン設計におけるより線の問題は非常に過大評価されており、 溶接ケーブル#4...#6 には特別な特性があります。硬質ゴムはケーブルのねじれを防ぎ、風車が同じ方向に回転するのを防ぎます。
方法 3: スリップ リングの取り付け
私たちの意見では、特別なスリップ リングを取り付けるだけでケーブルのねじれを完全に保護できます。 これはまさにユーザーが風力発電機の設計に実装した保護方法です。 ミハイル26歳。
風力タービンを嵐から守る
私たちはハリケーンや強風からデバイスを保護することについて話しています。 実際には、これは次の 2 つの方法で実装されます。
- 電磁ブレーキにより風車の速度を制限します。
- プロペラの回転面を風の流れの直接的な影響から遠ざけることによって。
最初の方法は風力発電機に基づいています。 これについては、以前の記事ですでに説明しました。
2 番目の方法では、折りたたみ式テールを取り付けることで、公称風の強さではプロペラを風の流れに向けることができ、嵐のときは逆に、プロペラを風から遠ざけることができます。
尾部を折りたたむことによる保護は、次のスキームに従って行われます。
- 穏やかな天候では、尾はわずかに斜めに（下と横に）配置されます。
- 定格風速では、尾翼は真っ直ぐになり、プロペラは空気の流れと平行になります。
- 風速が公称値 (たとえば、10 m/s) を超えると、プロペラにかかる風圧が尾翼の重量によって生じる力よりも大きくなります。 この瞬間、尾翼がたたみ始め、プロペラが風から遠ざかります。
- 風速が臨界値に達すると、プロペラの回転面が風の流れに対して垂直になります。
風が弱まると尾は自重で元に戻ります。 初期位置そしてプロペラを風に向けて回転させます。 バネを追加せずに尻尾を元の位置に戻すために、尻尾の回転軸に傾斜したピン（ヒンジ）を備えた回転機構が使用されています。
最適なテール領域は、風車領域の 15% ～ 20% です。
最も一般的なオプションが表示されます。 機械的保護風力発電機。 何らかの形で、私たちのポータルのユーザーによって実際にうまく使用されています。
ウォッチキャット ユーザーフォーラムハウス
嵐のときは、プロペラを風から遠ざけて減速する必要があります。 たとえば、風が強すぎると、私の風車はプロペラが上を向いたまま倒れてしまいます。 最高ではない 最良の選択肢に戻るため、 作業位置顕著な衝撃を伴う。 しかし、10年経っても風車は壊れませんでした。
風力発電機の正しい設置についての一言
風力発電機の設置に最適なマストの位置と高さを選択するときは、推奨される高さ、風力タービンの近くの障害物の有無、さらには独自の観察や測定など、さまざまな要素に焦点を当てる必要があります。
計算するには 最適な高さ家庭用風力タービンのマストの場合、風力タービンのマストから半径 100 メートル以内にある最も近い障害物 (木、建物など) の高さにさらに 10 メートルを追加する必要があります。 このようにして、風車の最下点の高さを取得します。
獅子座2 ユーザーフォーラムハウス
たとえば、米国では、出力数 kW の風力タービンに推奨される最小マスト高さは 15 m ですが、高ければ高いほど良いとされています。 下部風力タービンは、最も近い障害物より少なくとも 10 m 高くなければなりません。 もちろん、最初にエリアを調査し、最適なマストの高さを選択する必要があります。 非常に経験豊富な専門家だけが目視でこれを行うことができます。 それ以外の場合はすべて、(少なくとも) 1 年以上かけて慎重に測定する必要があります。
自家製の風力発電機を設置する過程では、理論が実践から乖離することが非常に多いため、自家製のマストの高さは平均して6〜12メートルです。 自家製タワー（マスト）の主な利点は、パラメータがニーズを満たさない場合、いつでもデザイン、寸法、設置高さを変更できることです。
導入前 溶接作業構造物の修理や近代化に関連して、発電機の電源を切り、マストから取り外す必要があります。 そうしないと、溶接電流の影響で永久磁石が故障 (減磁) する可能性があります。
フォーラムハウス ユーザーの豊富な経験は、建設ポータルのセクションの 1 つに収集されます。 代替エネルギーに真剣に興味がある場合は、（電池）に関する記事を読むことをお勧めします。 きっと興味があるでしょう 短いビデオ古典的なスキームに従って標準の変電所に接続される、カントリーハウス用の強力で機能的な電源システムの正しい構造の特徴について。
まずはGoogle検索から始めました。 垂直モデルと回転モデルの多種多様なデザイン、図、図面、ビデオがありました。 誰もが共通の原則を持っており、私はそれを風車に使用しました。
すべてのスキームには次の 5 つの共通の特徴がありました。
1. 発電機
2. ブレード
3. 風力をエネルギーに変換するプラントの設置
4. 設置物を高くして風を受けるためのタワー
5. バッテリーと 電子システム管理
作成プロジェクトを 5 つの小さなステップに削減しました。 一度に 1 つのポイントだけを考慮すれば、このプロジェクトはそれほど難しいものではないように思えます。 しかし、まず最初に。
発生器
まずは発電機選びから始めました。 インターネットで調べてみると、多くの人が自分で風車を組み立てていることがわかりました。 彼らの話からわかるように、少なくとも最初の試みでは、彼らにとってそれは非常に難しかったようです。 DC 磁石の設計を好む人もいます。 この解決策はより簡単に思えました。 そこで、このタスクに最適なエンジンを探し始めました。
その多くは、古いコンピューターのモーターとテープ ドライブを使用して風車を作っていたことが判明しました (コンピューターに大型のオープンリール テープ ドライブが搭載されていた時代には珍しいことです)。 どうやら、そのようなエンジンモデルの最良のバージョンはAmetekからのものでした。 私の考えでは、最も適しているのは 99 ボルトの DC モーターです。 小規模な発電所の発電機として最適です。 残念ながら、現在ではそれらを見つけることはほとんど不可能です。 たとえば、Ebay などでは、同様の類似品がまだたくさんあります。 さまざまな Ametek エンジンの長所と短所についての説明もあります (英語での説明: https://www.tlgwindpower.com/ametek.htm)。
ご想像のとおり、他にもたくさんあります 適切なモデル。 これらの DC 磁石は正常に機能しますが、元々は風力タービン用に設計されたものではありません。 定格電圧に近い電圧を生成するには、モーターを定格速度よりもはるかに速く回転させる必要があります。
向けに設計されたモデルを探していました 高 DC 電圧、低速、大電流、低電圧と高速を控えます。 かなり低速で 12 ボルト以上を出力するエンジンが必要でした。
したがって、たとえば、定格 325 rpm、30 ボルトのエンジンは、かなり低い回転数で 12 ボルト以上の電圧を生成することが期待できます。 一方、7200 rpm の 24 ボルト モーターは、数千 rpm で回転しているときに 12 ボルトを生成する可能性はほとんどありません。 これは風力タービンとしては速すぎます。
適合する Ametek 30 ボルト モーターを Ebay でわずか 26 ドルで購入できました。 安いので... ほとんどはより強力なものを探しています。 他のメーカーも見つけることができますので、Ameteksの価格を心配する必要はありません。 いずれにしても、購入したモーターは入っていました 良好な状態そして完璧に機能しました。 手で単純に押すだけでも、12 ボルトのランプを十分に明るく点灯できるほどの勢いを得ました。 私は彼に本当のテストをした ボール盤、適切な負荷に接続します。 良い刃を取り付けることができれば、大きなエネルギーを生み出すことができると確信していました。
ブレード
さらにオンラインで調査すると、多くの人が木から刃を彫っていることがわかりました。 これは私にとってとんでもない量の仕事のように思えました。 他のDIYユーザーが塩ビパイプを使用していることもわかりました。 このオプションのほうが簡単に見えました。
見つけた説明に従いました。 まず、必要な長さを決定する必要がありました。
たとえば、長さ50 cmのブレードが必要な場合、パイプの直径は10 cmである必要があり、1つの部分から4つの部分が得られます。
私の場合は、近所の店で見つけた直径15cm、長さ60cmの黒いパイプを使用しました。まず、それを縦に4等分に切ります。 次に、刃を1つ切り取り、取り付けられる根元から約5 cmの正方形を削除します。 余分な部分を対角線に沿って切り落としました。 正方形を切り取る前に、切り取る角にドリルで穴を開けます。 これにより、材料が破損したり、必要以上に切断されたりするのを防ぐことができます。
切り取られた翼は、次の翼のテンプレートとして機能しました。 合計 4 個 (取り付け用に 3 個と予備の 1 個) を入手しました。
次にエッジを少し滑らかにしました 研削盤そして少しサンディング。 これで風車の動作がどの程度改善されるかはわかりませんが、良さそうです。
インストール
結果に満足し、受け取ったスペアパーツを使って発電所の組み立てを開始しました。
作業場を探し回ったところ、エンジンシャフトを固定している歯付きプーリーを発見しました。 しかし、直径が小さすぎてブレードをボルトで固定できないことが判明しました。 金属スクラップの中から直径13cmのアルミニウムの円盤も見つけました。これは十分な大きさですが、それをエンジンのシャフトに取り付ける方法はありませんでした。 もちろん、最も簡単な解決策は、2 つの部品を一緒に固定することでした。 これを行うために、ディスクに必要な穴を開けました。
ブレードとディスクをボルトで固定しました。
近所のお店でこのスクリューキャップを見つけました。
すぐにカウンターを追加することを考えました。 このデザインはすでにプロが作った風力発電所のように見えました。 作業場や配管部品の中にあるゴミの中から見つけた即席の材料を使ってこれを作ったということは、たとえ友人であっても納得させることはできそうにありません。 その後、そのようなメーターは空気の循環を妨げ、ブレードの効率を低下させると主張するサイトを見つけました。 このような発言がどの程度正当化されるのかは誰にもわかりませんが、少なくとも今のところはカウンターを放棄することにしました。
次に、タービンを取り付ける必要があります。 つけることにしました 木製スタンド。 ボードのサイズは、高度に科学的な方法を使用して計算され、入手可能なゴミの中から最適なピースが選択されます。
一部を切り取ります プラスチックパイプ直径10cmのシールドを作り、エンジンを雨から守ります。 プロペラを風の方向に回転させるテール部分には、単純に重いアルミ板を使用しました。 尻尾が足りないのではないかと心配していました ビッグサイズ、しかし実際にやってみると非常にうまくいきました。 風力タービンが方向を変えるたびに、尾翼が風力タービンを直接風に向けます。
正確な図面や図表に興味がある人のために、尾部セクションの主な寸法を写真に示しました。 ただし、これらのサイズが重要である可能性は低いと思います。
設置用タワー
作成プロセスはタワーへの設置まで進みました。 タワーは風に向かって自由に回転できます。 しばらく考えて地元の店舗を訪問した結果、最終的にはうまくいきそうな解決策にたどり着きました。
直径 2.5 cm の鉄パイプは、3 cm の鋼製 EMT 電気パイプライン内で良好な滑りを実現します。 長いパイプをタワーとして使用し、両端に 2.5 cm のパイプ継手を付けることができます。 中央の2.5cmの鉄製フランジを発電機の端から19cmの本体に接続し、鉄パイプの端をねじ込みました。 ワイヤーはパイプの中心にある穴を通過し、タワーの基部から出ます。
ベースはベニヤ板から直径60cmの円盤を切り出し製作しました。 U字型 2.5cmからのアセンブリ パイプライン継手。 真ん中に3.5cmのTシャツを置きました。 自由に回転できるようになり、タワーを上げ下げすることもできます。 地面に固定するために、木製のディスクにスチールインサート用の穴を開けました。
写真上では - 上部ベース留め具付き。 それらがどのように組み合わされるかはすでに推測できると思います。 両方の部分を接続する 3 メートルのパイプを想像してください。
風力発電機は自宅で製作しており、山小屋で使用する予定だったので、3メートルの支持パイプの購入は現場に到着するまで保留することにしました。 これは、構造が部分的にしか組み立てられていないため、現場での設置前に適切にテストできないことを意味しました。 もちろん、この順番では少し心配になりました。テストが始まる前に、すべての計算が本当に確認され、システムが適切に動作するかどうか、最後の瞬間まで確信が持てなかったからです。
それから、雨や腐りから木を守るために、改修で残った白いペンキをすべての木片に数回塗りました。 翼をねじ込み、尾部にカウンターウェイトを追加してシステムのバランスをとりました。
結局これがどう機能するのか興味がありました。 システムをテストするために、風の強い日に屋外に出て、単に頭の上にシステムを持ち上げました。 ブレードは数秒以内に回転しました（発電機に接続する必要はありません）。 私は狂ったように回転する死のコマを手に持っていましたが、刃が私を四分の一にしないようにそれを下げる方法がわかりませんでした。 幸いなことに、ある時点で突風は収まり、私はこの巨像を止めることができました。 この間違いを二度と繰り返すことはないだろう。
バッテリーと電子制御システム
すべての機械部品の準備ができたので、計画の 5 番目のポイントである電子システムに進むときが来ました。
風力発電所は次のもので構成されています。 風力タービン; 1 つ以上の エネルギー貯蔵電池、ジェネレーターによって生成されます。 ブロッキングダイオード、バッテリーが完全に充電されているときに、蓄えられたバッテリーの電気と過剰なエネルギーのバラスト負荷によってエンジンが回転するのを防ぎます。 チャージコントローラーシステム全体を起動します。
太陽光発電所や風力発電所用のコントローラーは数多くあります。 Anyplace はシステムを受信するためのメカニズムを提供します 代替エネルギー、Ebayで販売されています。 コントローラーを自作してみることにしました。 少しグーグルで調べたところ、完全なコントローラーの回路図を含む多くの情報が見つかりました。 複雑そうに見えなかったので、ブロックを簡単に組み立てることができました。
幼い頃からエレクトロニクスに興味があったので、すでにたくさんの部品を持っていました。 したがって、あとは少しだけ購入するだけでシステムが完成します。 既存のコンポーネントを使用できるように、既存のストックに合わせて回路をわずかに変更しました。 しかし、やはりリレーを買わなければなりませんでした。
私のコントローラー回路
上で述べたように、私が持っている部品を使用するには、見つけた図を自分に合うように変更する必要がありました。 すべてを正確に複製する必要はまったくありません。 ほとんどの抵抗値は重要ではありません。 関連する知識があれば、自分で選択できます 最適なオプション。 実験することを恐れないでください。
既製のコントローラーを購入するか自分で作成するかに関係なく、風力タービンはバッテリー電圧を監視し、再充電のためにエネルギーを直接そこに送るか、バッテリーが完全に充電されたときに余分なエネルギーをバラストする必要があるため、風力タービンには必須です。過充電とバッテリーの故障を防ぎます）。
自分で作ったコントローラーはこんな感じです。 最初のテストでは、合板にボルトで固定するだけでした。 続いて耐候性のケースをかぶせていきます。
最後に、すべての要素の準備が整いました。 あとは山にある我が家に持って行って設置するだけです。 今度は離れた家に電気を供給したいと考えて、装置のすべての部品を慎重に梱包し、必要な工具を集めて旅行の準備をしました。
設置の最終組み立て
現場に到着して最初に取り組んだのは、風車の支持塔を作成して取り付けることでした。 最寄りの店で、ライザーを作るために長さ3メートル、厚さ35 mmのパイプを購入しました。 組み立てはすぐに進みました。 ナイロンロープと木の杭を使ってライザーの四方を固定しました。
タワーのベースディスクは地面に直接置かれています。 ワイヤーは穴から出て、タービンとコントローラーを接続します。 パイプにワイヤーを通すために、硬いワイヤーを使用しました。ワイヤーの一方の端をねじ込み、ワイヤーをパイプに挿入して、ワイヤーを引っ張りました。
効いてるよ！ この日は風がほとんどなかったのですが、ブレードの加速はバッチリでした。
他のデバイスの写真: コントローラー、バッテリー、電子機器。 120 ボルトのインバーターがバッテリーに接続されているほか、バッテリー電圧と風力発電機からの出力電圧を監視するマルチメーターも接続されています。 さらに、充電器がインバーターに接続されており、120 ボルトの交流に変換されます。
使用済み電子機器の拡大図。 マルチメーターによると、風車は 13.32 ボルトを生成します。 電気シェーバーと充電器は、AC インバーターを介してシステムに負荷を与える試験機器です。
もちろん、このようにすべての電子機器をベニヤ板の上に屋外に放置するのは非常に危険です。 このような高電圧と多数の配線接続では、短絡の危険性が非常に高くなります。 最初のテストの後、適切な延長コードを選択し、デバイスを保護された場所に移動します。
ついに自作風車の設置が完了しました！ 電気あるよ！ これで、携帯電話、カメラを充電したり、ラップトップを接続したりできるようになりました。 家庭用器具。 そして、少なくとも風が吹いている間は、従来の電源に依存する必要はなくなります。
で 現代の現実すべての住宅所有者は、光熱費が絶えず増加していることをよく知っています。これは電気エネルギーにも当てはまります。 したがって、作成するには 快適な環境郊外の住宅建設に住んでいる場合、夏でも冬でも、エネルギー供給サービスの料金を支払うか、自然エネルギー源は無料であるため、現在の状況から抜け出す別の方法を見つける必要があります。
自分の手で風力発電機を作る方法 - ステップバイステップガイド
私たちの州の領土はほとんどが平野です。 都市部では高層ビルによって風へのアクセスが遮られているにもかかわらず、都市部の外では強風が吹き荒れます。 気流。 それが理由です セルフプロデュース風力発電機 - 唯一のもの 正しい解決策提供する カントリーハウス電気。 ただし、最初にどのモデルが自己生産に適しているかを理解する必要があります。
ロータリー
回転風車は、自分の手で簡単に作ることができるシンプルな変換装置です。 当然のことながら、そのような製品は田舎の邸宅に電力を供給することはできませんが、 カントリーハウス大丈夫です。 住宅だけでなく、別棟や庭の小道まで照らすことができます。 のために 自己集合最大 1500 ワットの電力のユニットを準備する必要があります 消耗品および次のリストのコンポーネント:
当然のことながら、金属を切断するためのはさみ、グラインダー、巻尺、鉛筆、レンチとドライバーのセット、ドリルとペンチを備えたドリルなど、最小限の工具セットが必要です。
段階的なアクション
組み立てはローターの製作とプーリーの変更から始まり、一定の順序で作業が行われます。
バッテリーを接続するには、断面が 4 mm、長さが 100 cm 以下の導体が使用されます。消費者は断面が 2 mm の導体に接続されます。 開回路にコンバータを含めることが重要です 直流電圧端子接触図に従って交流値220Vで。
デザインの長所と短所
すべての操作が正しく行われれば、デバイスはかなり長期間使用できます。 十分に強力なバッテリーと最大 1.5 kW の適切なインバーターを使用すると、街路照明や屋内照明、冷蔵庫、テレビに電力を供給できます。 このような風車の製造は非常に簡単で、費用対効果が高くなります。 この製品は修理が簡単で、気取らずに使用できます。 動作に関しては非常に信頼性が高く、騒音を立てず、家の住人に迷惑をかけることもありません。 しかし、回転風車は効率が低く、その動作は風の有無に依存します。
鉄を含まないネオジムステーターを備えたアキシャル設計 永久磁石、コンポーネント部品が入手できないため、少し前に私たちの州の領土に登場しました。 しかし今日は、 強力な磁石は珍しいことではなく、数年前に比べて価格が大幅に下がっています。
このような発電機の基礎は、ブレーキディスクを備えたハブです。 乗用車。 そうでない場合 新しい部品場合は、整理して変更することをお勧めします。 潤滑剤そしてベアリング。
ネオジム磁石の配置と取り付け
作業はローターディスクに磁石を接着することから始まります。 この目的のために、20 個の磁石が使用されます。 および寸法は 2.5 x 0.8 cm 極の数を変更するには、次の規則に従う必要があります。
- 単相発電機は、極の数に対応する磁石の数を意味します。
- 三相デバイスの場合、極とコイルの比率はそれぞれ 2/3 に維持されます。
- 磁石の配置は極を交互にして行う必要があり、配置を簡素化するには、厚紙で作られた既製のテンプレートを使用することをお勧めします。
可能であれば磁石を使用することをお勧めします 長方形、丸い類似物では、磁場の集中が表面全体ではなく中心で発生するためです。 向かい合う磁石が反対の極を持っていることを確認することが重要です。 極を決めるには磁石を近づけ、吸引側がプラス、反発側がマイナスとなります。
磁石の取り付けには専用のものを使用しております。 接着剤組成物、その後、強度を高めるために、を使用して補強が行われます。 エポキシ樹脂。 この目的のために、磁性要素が充填されています。 樹脂の広がりを防ぐために、側面は通常の粘土を使用して作成されます。
三相・単相タイプユニット
単相ステータは、負荷が増加すると振動が増加するため、パラメータが三相ステータよりも劣ります。 これは、一定期間にわたる出力の変動に起因する電流振幅の違いによるものです。 一方、三相アナログではそのような問題はありません。 これにより、三相発電機は単相に比べて出力を約50％向上させることができました。 さらに、追加の振動がないため、デバイスの動作中に無関係な騒音が発生しません。
巻線コイル
電気技師なら誰でも、コイルを巻き始める前に予備計算を行うことが重要であることを知っています。 自家製風力発電機 220V - 低速で動作するデバイス。 バッテリーの充電が 100 rpm で開始されるようにする必要があります。
これらのパラメータに基づくと、すべてのコイルを巻くのに必要な巻き数は 1200 回以内です。 1 つのコイルの巻き数を決定するには、合計インジケーターを個々の要素の数で単純に割る必要があります。
低速風車の出力を高めるには、ポールの数が増加します。 この場合、コイルに流れる電流の周波数が増加します。 コイルの巻きは太くする必要があります 銅線。 これにより抵抗値が減少し、電流強度が増加します。 電圧が急激に増加すると、電流が巻線の抵抗に完全に費やされる可能性があることを考慮することが重要です。 巻き取りを簡素化するには、特別な機械を使用できます。
ディスクに取り付けられた磁石の数と厚さに応じて、デバイスの性能特性が変化します。 最終的にどのようなパワーインジケーターが得られるかを知るには、1つの要素を巻いてユニット内で回転させるだけで十分です。 電力特性を決定するために、特定の速度で電圧が測定されます。
コイルは丸く作ることが多いですが、少し延長することをお勧めします。 この場合、各セクターの銅の量が増加し、ターンの配置がより密になります。 コイルの内穴の直径は磁石の寸法と同じである必要があります。 ステータを製造するときは、その厚さが磁石のパラメータと等しくなければならないことを考慮することが重要です。
通常、固定子のブランクとして合板が使用されますが、コイルのセクターを描いて紙シートにマーキングを作成し、境界線に通常の粘土を使用することもかなり可能です。 製品に強度を与えるために、コイルの上の金型の底部にグラスファイバーが使用されています。 エポキシ樹脂が金型に付着しないことが重要です。 これを行うには、ワックスで上をコーティングします。 コイル同士は固定されており、各相の端部が引き出される。 その後、すべてのワイヤーが星型または三角形のパターンに従って接続されます。 完成したデバイスをテストするには、手動で回転させます。
通常、マストの最終的な高さは 6 メートルですが、可能であれば 2 倍にすることをお勧めします。 このため、それを保護するために使用されます。 コンクリート基礎。 固定は、ウインチを使用してパイプを簡単に上げ下げできるようにする必要があります。 パイプの上端にはネジが固定されています。
ネジを作るために必要なもの 塩ビパイプ、断面は16 cmである必要があります。6枚の刃を備えた長さ2メートルのネジがパイプから切り取られます。 ブレードの最適な形状は実験的に決定され、最低速度でのトルクを向上させることができます。 強い突風からプロペラを格納するために、折り畳み式の尾翼が使用されます。 発電した電気はバッテリーに蓄えられます。
ビデオ: 手作り風力発電機
風力発電機に利用可能なオプションを検討した後、各住宅所有者は目的に適した装置を決定することができます。 それぞれに独自のものがあります 肯定的な側面、 それで ネガティブな性質。 特に、気団の動きが絶えずある都市郊外では、風力タービンの有効性を実感できます。
