気団が持つ無尽蔵のエネルギーは常に人々の注目を集めてきました。 私たちの曾祖父たちは風を帆や車輪に利用することを学びました。 風車その後、彼は2世紀にわたって地球の広大な空間をあてもなく走り続けました。
今日、また彼のためにそれを見つけました 役に立つ仕事。 個人住宅用の風力発電機は、技術的に目新しいものから、私たちの日常生活における実際の要素へと変化しています。
風力発電所を詳しく見て、有益な利用条件を評価し、検討してみましょう。 既存の品種。 家庭の職人は、私たちの記事のトピックについて考えるための情報を受け取ります 自己集合風車とそのために必要な装置 効率的な仕事.
風力発電機とは何ですか?
家庭用の動作原理 ウィンドファーム仕組みは簡単です。空気の流れが発電機のシャフトに取り付けられたローターブレードを回転させ、その巻線に交流電流を生み出します。 発電した電気は電池に蓄えられ、必要に応じて家電製品で利用されます。 もちろん、これは家庭用風車の仕組みを簡略化した図です。 実際には、電気を変換するデバイスによって補完されます。
エネルギーチェーンの発電機のすぐ後ろにコントローラーがあります。 三相交流を直流に変換し、バッテリーへの充電を指示します。 過半数 家庭用器具定電力では動作できないため、バッテリーの後ろに別のデバイス、つまりインバーターが取り付けられます。 逆の動作を行い、直流を家庭用に変換します。 可変電圧 220ボルト。 これらの変換は痕跡を残さずには起こらず、元のエネルギーのかなりの部分 (15 ～ 20%) を奪うことは明らかです。
風車が太陽電池または他の発電機（ガソリン、ディーゼル）と組み合わされている場合、回路は補足されます。 自動スイッチ(AVR)。 メイン電流源がオフになると、バックアップ電流源がアクティブになります。
最大の電力を得るには、風力発電機を風の流れに沿って配置する必要があります。 で シンプルなシステム風見鶏の原理が実装されています。 これを行うには、垂直ブレードが発電機の反対側の端に取り付けられ、風に向かって回転します。
より強力な設備には、方向センサーによって制御される回転電気モーターが備えられています。
主な風力発電機の種類とその特徴
風力発電機には 2 つのタイプがあります。
- 水平ローター付き。
- 垂直ローター付き。
最初のタイプが最も一般的です。 特徴的なのは 高効率(40-50%) ですが、 レベルが上がった騒音と振動。 さらに、その設置には広い空きスペース（100メートル）または高いマスト（6メートル以上）が必要です。
垂直ローターを備えた発電機はエネルギー効率が低くなります (効率は水平ローターのほぼ 3 分の 1 です)。
利点としては、取り付けが簡単で信頼性の高い設計が挙げられます。 低騒音により、垂直発電機を家の屋根や地上に設置することも可能になります。 これらの施設は着氷やハリケーンを恐れません。 風車は弱い風 (1.0 ～ 2.0 m/s) で打ち上げられますが、水平風車は中程度の強さ (3.5 m/s 以上) の空気の流れを必要とします。 垂直風力発電機は、羽根車（ローター）の形状が非常に多様です。
垂直風力タービンのローターホイール
ローター速度が低い（最大 200 rpm）ため、このような設備の機械的寿命は水平風力発電機の機械的寿命を大幅に上回ります。
風力発電機を計算して選択するにはどうすればよいですか?
風は、パイプを通して汲み上げられる天然ガスや、電線を通って途切れることなく家に流れ込む電気ではありません。 彼は気まぐれで気まぐれです。 今日はハリケーンが屋根を吹き飛ばし、木々を折りますが、明日には完全な静けさに変わります。 そのため、ご購入前または セルフプロデュース風力タービンを使用する場合は、お住まいの地域の空気エネルギーの可能性を評価する必要があります。 これを行うには、平均年間風力を決定する必要があります。 この値は、リクエストに応じてインターネット上で見つけることができます。
そのような表を受け取った後、私たちは自分の住居の面積を見つけて、その色の強さを見て、それを評価スケールと比較します。 年間平均風速が毎秒4.0メートル未満であれば、風車を設置する意味がありません。 必要な量のエネルギーが供給されません。
風力発電所を設置するのに十分な風の強さがある場合は、次のステップ、発電機の電力の選択に進むことができます。
もし 私たちが話しているのは家庭での自律的なエネルギー供給については、1 世帯の平均的な統計上の電力消費量が考慮されます。 月間100～300kWhの範囲です。 年間風力発電の可能性が低い地域 (5 ～ 8 m/秒) では、出力 2 ～ 3 kW の風力タービンでこの量の電力を生成できます。 冬には平均風速が高くなるため、この期間のエネルギー生産量は夏よりも多くなることに注意してください。
風力発電機の選択。 おおよその価格
容量1.5〜2.0 kWの垂直型家庭用風力発電機の価格は、9万〜11万ルーブルの範囲です。 この価格のパッケージには、マストや追加の機器 (コントローラー、インバーター、ケーブル、バッテリー) は含まれず、ブレード付きの発電機のみが含まれています。 設置を含む完全な発電所のコストは 40 ～ 60% 高くなります。
より強力な風力タービン (3 ～ 5 kW) のコストは 35 万から 45 万ルーブルの範囲です ( 付加装置および設置作業）。
DIY風車。 楽しい節約ですか、それとも本当の節約ですか？
完全で効果的な風力発電機を自分の手で作るのは簡単ではないことをすぐに言ってみましょう。 風力車、伝達機構、出力と速度に適した発電機の選択を適切に計算することは、別のトピックです。 このプロセスの主要な段階については、簡単な推奨事項のみを示します。
発生器
自動車用発電機と電気モーター 洗濯機ダイレクトドライブを備えたものはこの目的には適していません。 風車からエネルギーを生成することはできますが、それは微々たるものです。 効率的に動作するには、自家発電機は非常に高い速度を必要としますが、風車ではそれを実現できません。
洗濯機のモーターには別の問題もあります。 そこにはフェライト磁石がありますが、風力発電機にはより効率的なもの、つまりネオジム磁石が必要です。 それらを処理する 自己インストール電流が流れる巻線を巻くには、忍耐と高い精度が必要です。
自分で組み立てたデバイスの電力は、原則として100〜200ワットを超えません。
で 最近自転車やスクーター用のモーターホイールはDIY愛好家の間で人気があります。 風力エネルギーの観点から見ると、これらは垂直風力車の操作やバッテリーの充電に最適な強力なネオジム発電機です。 このような発電機からは、最大 1 kW の風力エネルギーを取り出すことができます。
モーターホイール - 自家製風力発電所用の既製発電機
スクリュー
製造が最も簡単なのは、セイルプロペラとロータープロペラです。 1 つ目は、中央プレートに取り付けられた軽量の湾曲したチューブで構成されています。 耐久性のある生地で作られたブレードが各チューブに引っ張られます。 プロペラの風損が大きいため、ハリケーンの際にブレードが折りたたまれて変形しないように、ブレードをヒンジで固定する必要があります。
回転風車の設計は垂直発電機に使用されます。 製造が簡単で、動作の信頼性が高いです。
水平回転軸を備えた自家製風力発電機は、プロペラによって動力を供給されます。 家の職人がパイプから組み立てる PVC直径 160〜250mm。 ブレードは、発電機シャフト用の取り付け穴のある丸い鋼板に取り付けられています。
今日は、風力発電機、風力エンジン、発電所、またはもっと単純に、自宅の廃材から自分の手で風車を作る方法について話します。 も検討させていただきます 詳細図と図面 風力発電機わかりやすいイラスト付き
風力発電機は、大きな羽根を備えた風車、ギアボックス（トルクを変換して伝達する特別な機構）、装置を設置するためのマスト、バッテリー、インバーター（結果として得られる電力を変換するために必要）で構成されています。 直流実効交流電流で）。
私たちが検討している発電機の設計は、次の主要部分で構成されていると想定しています。
· エンジンをベースに組み立てられた風力発電機自体 鉱工業生産;
· 電子充電制御ユニット。
· 接続ワイヤのセット。
· マウンティングマスト;
・ ストレッチマーク。
として 電気ドライブ問題の設計では、いわゆる「トレッドミル」の一部のモデルに搭載されている DC モーター (260 V、5 A) が使用されています。 この場合、このタイプのデバイスは、 電磁場リバーシブルです。 シャフトに回転力が加わると、エンジンは自動的に発電機になります。
使用材料
この製品に使用されている材料のほとんどは、ホームセンターで購入できます。 トラックのモーターに加えて、次のコンポーネントと消耗品のセットが必要になります。
· 特別なネジ付きブッシュ。
· 電流30-50A用のダイオードブリッジ。
· ポリ塩化ビニルのチューブの一部。
また、ジェネレーターシャンクとハウジングの製作には、以下の部品と準備が必要です。 消耗品:
・角パイプ25x25mm。
・マスキングフランジ。
· パイプ分岐。
· セルフタッピンねじ。
自分で作る風力発電機の組み立て
風力発電機の製造は、ジュラルミンの薄板からブレードを切り出すことから始まります。 発電機ブレードの概略形状を以下に示します。
固定する前に、必要な形状が得られるまでワークピースを慎重に研磨して、前端が丸くなり、後端が尖ったままになるようにする必要があります。
シャンクはブリキで作られており、そのサイズと形状は決定的な役割を果たしません-主なことは、十分な剛性があることです。
次に、ブッシングが取り付けられたモーターをトレッドミルから取り外し、中心から約 10 cm の距離にある (互いに等距離にある) 3 つの穴の位置に印を付けます。 次に、得られたマーキングに従って穴を開け、取り付けボルトのネジ山を切ります。
風力発電機の設置
最終組み立て我が家では以下の手順で風力発電を行っています。
1.塩ビパイプを2つの部分に切り、角パイプ上のエンジンを取り付ける位置に置きます。 ダイオードブリッジをエンジンの近くに配置し、セルフタッピングネジで固定します。
2. エンジンから出ている黒いワイヤーをダイオードブリッジの「プラス」に接続します。
3. エンジンからの赤いワイヤーをブリッジのマイナスに接続します。
4. システム全体の平面が地面と平行になるようにシャンクの位置を調整します。 シャンクをパイプに取り付け、事前に準備されたセルフタッピングネジを使用してパイプに固定します。
5. 前にマークしたブレードを所定の位置に置き、ボルトとワッシャーでブッシングに固定し、軸に最も近い穴 (ブレードのベースの両側) に 2 つのワッシャーを取り付けます。 外側の3つの穴にはワッシャーを1枚ずつ取り付けます（ボルト側）。 この後、接続部をしっかりと締めてください。
6. モーター軸をしっかりと固定した後、刃の付いたブッシュを載せ、ペンチなどを使用して反時計回りに止まるまで回します。
7. 次に、ガスレンチを使用してパイプをマスキングフランジまで回転させます。
8. この後、パイプのベースとそれに取り付けられたモーターとシャンクのバランスをとり、平衡位置の点に印を付けます。
9. この時点で、サポートベースをマストに取り付けます（便宜上、このためにブッシングとシャンクのネジを外す必要がある場合があります）。
10. セルフタッピングネジでベースを固定し、以前に取り外したコンポーネントを元に戻します。
ブレードだけでなく、ベース、テール、モーターガードも塗装すると、風力発電機の寿命が大幅に長くなります。
風力タービンを稼働中の電気ネットワークに接続するには、ワイヤーのセット、バッテリー充電コントローラー、電流計、負荷 (バッテリー) が必ず必要になります。
サポートマストに関しては、発電機を確実に固定するための特別な重要性がすぐにわかります。これにより、発電機の長時間の中断のない動作が保証されます。 この構造要素は十分な強度を備えている必要があるだけでなく、優れた安定性も備えていなければなりません。 また、マストにはモーターで昇降する簡単な機構が付いていれば全く問題ありません。
風力エネルギーの流れによりブレード付きの風車が回転し、ギアボックスを介してトルクが発電機のシャフトに伝達され始めます。 このようにして、機械エネルギーが電気エネルギーに変換されます。
風力発電機の動作電力は、風車のパラメーター、風速 (平均に基づく)、マストの高さに直接比例します。 通常、風力タービンのブレードの直径は、0.5 メートルから 50 メートル以上までさまざまです。
既存の風力発電機のほとんどはネットワーク タービンとして分類されます。 これは、それらが存在する場合にのみ機能することを意味します 電気ネットワーク(ローカルまたは集中型、たとえばディーゼル発電機を使用)。 これは風の流れが不安定になるためです。 この場合、ネットワークには安定化効果があります。 ネットワーク風力発電機を使用するための主な条件: ネットワークの出力は風力タービンの出力の少なくとも 1.8 倍でなければなりません。 強力な風の流れにより、風力発電機のブレードが回転し始めます。 その結果生じる回転エネルギーは、ローターを介して増倍器（発電機）に伝達され始めます。 生産性を向上させるために乗算器が取り付けられていない風力発電機の設計もあります。 風力タービンは、一度に 1 台ずつ、または単一の複合体として動作できます。 大きなグループで、一種の風力発電所を形成します。
自分の手で風力発電機を作る前に、どのタイプの装置を製造するか、つまり水平または垂直（回転）タイプの風力タービンを決定する必要があります。 よりシンプルかつ 手頃なオプション– このシステムは係数が高いため、垂直風力発電機の設置 効果的な影響風にさらされたり、デバイスのバランスを取るのがはるかに簡単になります。 選択した発電機が強力であればあるほど、風車の直径と重量は大きくなります。 したがって、構造、そのバランスと固定の複雑さが大幅に増加します。
自家製風力発電所のコンポーネントと要素:
・ジェネレーター12V
· 12V バッテリー (車用のバッテリーを使用することもできますが、代替バッテリーを購入することをお勧めします。コストは約 40 ドルですが、より耐久性があり安全です)
・ローター1.5～2m
・大きな金属製のバケツまたは金属製のバレル（ステンレス鋼またはアルミニウム）
バッテリー充電用リレー
ランプ充電リレー (自動車など)
・半密閉スイッチ。
· 電圧計（車または中古車から入手できます） 測定器)
大きな外部線量（ 接続箱)
・高さ2～10メートルのマスト（ベースとなる塩ビパイプや金属部品から独立して製作可能）
・ワイヤー
M6ボルト4本
・クランプ2個またはステンレスワイヤー（マスト固定用）
マスト構造を設置する前に、現場の気候と土壌の微妙な違いを考慮して、パイプとベースの断面積に応じて基礎を注ぎます。 到着後、風力タービンを備えたマストが設置されます。 コンクリート混合物最大強度（少なくとも1週間）。 信頼性の低いオプションは、ガイロープを使用してマストを地面に 0.5 メートル埋め込むことです。 ローター
彼らはローターを作り、プーリー（動きをロープやロープに伝える、円周の周りに溝やリムが付いた摩擦車）を作り直します。 ドライブベルト） 発生器。 ローター直径は平均風速に基づいて選択されます。 ローター径は年間平均風速に応じて選択されます。 実際、6 ～ 7 m/s の速度までは、3 m ローターの生産力の方が高くなります。
ブレード
マーカーと巻尺を使用してバレルを4つの完全に等しい部分に分割する必要があり、将来のブレードはグラインダーまたは金属ハサミで切り取られます。 次に、発電機の底部とプーリーにボルトで取り付けます。 ボルトの位置は非常に正確に測定されているため、将来的に回転を常に調整する必要はありません。 バレルのブレードは曲がっていますが、風の流れの中でのあまりにも鋭い突風を避けるために賢明です。
接続要素
ワイヤーを発電機に接続し、回路を組み立てます。 発電機をマストに取り付け、ワイヤーを発電機とマストに固定します。 次に、発電機が回路に接続され、バッテリーが回路に接続されます。 ワイヤを使用して負荷を接続します (断面積最大 2.5 kV)。 装置の回転速度は刃の曲がり具合によって設定されます。 このような風力発電機は、ダーチャや カントリーハウス.
発電量の増加
マストを 20 ～ 25 メートルまで上げると、平均風速が最大 30% 増加する可能性があることに注意してください。 同時に、エネルギー生産量は最大1.5倍に増加します。 この技術は、低風速（4 m/s 未満）でも使用されます。 マストを高くすれば建物や樹木の影響を排除できます。
ブレードを切り出すと、最終的に 3 セットのブレード (合計 9 枚) と薄いストリップが得られます。
・長さ60cmの塩ビパイプと角パイプを平らな場所に置きます（長さが直角のものなら何でも使えます）。 しっかりと押し付けて動かします 塩ビパイプ全長に沿って接触点の線を引きます。 この線を A とします。
・パイプの端から1～1.5cmのA線の両端に印をつけます。
・A4用紙を3枚貼り合わせて、長く真っ直ぐな紙になるようにします。 それをパイプに巻き付けて、パイプに付けたマークに 1 つずつ適用する必要があります。 紙の短い辺が線Aにぴったりと均等にフィットし、長い辺が重なる部分で均等に重なるようにしてください。 パイプの両端から紙の端に沿って線を描きます。 これらの行の 1 つを B、もう 1 つを C と呼びましょう。
・B線に近いパイプの端が上になるようにパイプを持ちます。 線AとBが交差するところから開始し、線Aの左側に移動しながら145mmごとに線Bに印を付けます。最後の部分の長さは約115mmでなければなりません。
· パイプを C 線に近い端で裏返します。A 線と C 線が交差する点から開始し、145mm ごとに C 線に印を付けます。ただし、A 線の右側に移動します。
・角管を使用し、塩ビ管の両端の対応する点を線で接続します。
· ジグソーを使用してこれらの線に沿ってパイプを縦に切断し、幅 145 mm のストリップが 4 つ、幅が約 115 mm のストリップが 1 つ得られます。
・全てのストリップをパイプ内面を下にして配置します。
· 各ストリップの一方の端の狭い側面に沿って、左端から 115 mm 離れた位置にマークを付けます。
・もう一方の端からも同様に左端から30mm後退させます。
・カットパイプのストリップを斜めに横切り、これらの点を線で結びます。 ジグソーを使用して、これらの線に沿ってプラスチックを切ります。
· 得られたブレードをパイプの内面を下にして置きます。
・刃の広い端から7.5cmの距離にある斜めのカットラインに沿って印を付けます。
· 長い直線刃から 2.5 cm 離れた各ブレードの広い端に別の印を付けます。
· これらの点を線で結び、得られた角を線に沿って切ります。 こうすることで横風によるブレードのねじれを防ぎます。
シャンクを切り出す。
テール寸法はありません 決定的に重要な。 一枚必要ですか 軽量素材サイズは30x30cm、できれば金属（ブリキ）。 シャンクには任意の形状を与えることができますが、主な基準はその剛性です。
角パイプの穴あけ - 7.5 mm ドリルビットを使用します。
角筒の先端にモーターを、ブッシュが筒の端からはみ出し、取り付けボルト穴が下になるように配置します。 パイプ上の穴の位置に印を付け、印を付けた位置でパイプにドリルで穴を開けます。
マスキング フランジの穴 - これらの穴は構造のバランスを決定するため、この点については、この説明書の取り付けセクションで後述します。
ブレードに穴を開ける - 6.5 mm ドリルを使用します。
· 3 つのブレードのそれぞれの広い端に、直線 (後部) エッジに沿って 2 つの穴の印を付けます。 最初の穴は、ブレードの直線エッジから 9.5 mm、ブレードの下端から 13 mm の位置にある必要があります。 2 番目の位置は、直線エッジから 9.5 mm、ブレードの下端から 32 mm の距離にあります。
・この6つの穴を開けます。
ブッシングの穴あけとタップ穴 - 5.5 mm ドリルと 1/4 インチ タップを使用します。
・トレッドミルモーターにはブッシュが付属しています。 外すときはブッシュから出ているシャフトをペンチでしっかりと固定し、ブッシュを時計回りに回します。 時計回りにネジを緩めると、ブレードが反時計回りに回転します。
· コンパスと分度器を使用して、紙にスリーブのテンプレートを作成します。
· 円の中心から 6 cm の位置に、互いに等距離にある 3 つの穴に印を付けます。
· このテンプレートをスリーブ上に置き、印を付けた位置で紙に下穴を開けます。
· 5.5 mm ドリルビットでこれらの穴を開けます。
· 1/4"x20 タップを使用してねじ山を付けます。
· 1/4"x20 mm ボルトを使用してブレードをブッシュにねじ込みます。 この時点では、ブッシュの境界に近い外側の穴はまだ開けられていません。
・各刃の先端の直線端間の距離を測定します。 等間隔になるように調整してください。 各ブレードのブッシングの各穴に印を付けてタップします。
· 後の組み立て段階でそれぞれの取り付け位置を混同しないように、各ブレードとブッシュに印を付けます。
· ハブからブレードを外し、これらの 3 つの外側の穴にドリルとタップを立てます。
エンジン用保護スリーブの製造。
· 直径 7.5 cm の PVC パイプに、長さに沿って互いに 2 cm の距離で 2 本の平行線を描きます。 この線に沿ってパイプを切断します。
・パイプの一端を45°の角度でカットします。
・ラジオペンチを穴に差し込み、そこからパイプを検査します。
· モーターのボルト穴が PVC パイプのスロットの中央にあることを確認し、モーターをパイプ内に配置します。 アシスタントを使用すると、これを行うのがはるかに簡単になります。
インストール
・モーターを角パイプの上に置き、8×19mmのボルトで固定します。
・ダイオードはモーター後方の角パイプ上に5cm離して設置してください。 タッピンねじでパイプにねじ込みます。
· エンジンから出ている黒い線をダイオードの「プラス」入力接点に接続します (「プラス」側に AC とマークされています)。
· エンジンから出ている赤いワイヤーをダイオードの「マイナス」入力接点に接続します (「マイナス」側に AC とマークされています)。
・角パイプのモーター側と反対側の端が中心を通るようにシャンクを設置してください。 クランプまたは万力を使用してテールをパイプに押し付けます。
· 2 本のタッピングねじを使用してシャンクをパイプにねじ込みます。
・すべての穴が揃うようにすべてのブレードをハブに置きます。 6x20mm ボルトとワッシャーを使用して、ブレードをハブにねじ込みます。 内側の 3 つの円の穴 (ハブ軸に最も近い) には、ブレードの両側に 1 つずつ、2 つのワッシャーを使用します。 残りの 3 つは、一度に 1 つずつ使用します (ボルトの頭に最も近い刃の側から)。 しっかりと引っ張ってください。 。
・ブッシュの穴に通したモーター軸をペンチでしっかりと固定し、ブッシュを付けたまま反時計方向に完全にねじ込まれるまでねじ込んでください。
・ガスレンチを使用して50mmパイプをマスキングフランジにしっかりとねじ込みます。
・フランジが万力の顎の上に水平に位置するようにパイプを万力にクランプします。
・ 位置 角パイプ、モーターとシャンクをフランジ上に搭載し、完璧なバランスの位置を実現します。
・バランスが取れたら、角パイプにフランジの穴を通して印をつけます。
· 5.5 mm ドリルビットを使用してこれら 2 つの穴を開けます。 これを行うには、テールとブッシュが邪魔にならないようにひねる必要がある場合があります。
・支持角パイプを2本のタッピングねじでフランジにねじ込みます。
風力発電機の寿命を延ばすには、ブレード、エンジン保護スリーブ、ベース、テールを塗装する必要があります。
追加情報
風力発電機を使用するには、マスト、ワイヤー、電流計、充電コントローラー、バッテリーが必要です。
マストは最も重要なものの 1 つです 重要なコンポーネント風力発電機。 強度があり、安定していて、しっかりと固定されており、上げ下ろしが簡単である必要があります。 高さが大きくなるほど、 より大きな影響発電機は風にさらされます。 支線はマストの高さ 5.5 m ごとに配置する必要があります。 支柱はマストの基部から高さの少なくとも 50% の距離で地面に固定する必要があります。
自家製風力発電機制作のためのインスタレーションです 電気エネルギー風を利用することで。 このようなデバイスは通常、次のように使用されます。 代替ソース電気。 家庭用の自家製風力発電機は、数人の家族に十分な電力を供給することができます。 このようなインスタレーションは、 効果的な方法での発電 人口密集地域、中央の送電網から遠く離れた場所にあります。 風力発電機は、風の力で回転エネルギーに変換して駆動します。 30kWユニットは次のように使用できます。 自律型ソース産業施設や住宅施設のニーズを満たす電力。
手作り風力発電機の特徴
電気を供給するため 民家に使える 垂直風力発電機最大2kWの電力を供給します。 風力発電設備の動作原理は、風の流れの運動エネルギーをブレードの機械エネルギーに変換することです。 力学的エネルギー次にローターを回転させ、電流を生成します。
標準的な風力発電機は次のコンポーネントで構成されます。
- 回転刃
- タービンローター
- 発電機とその軸
- 交流を直流に変換するインバーター
- バッテリー
風力発電機にはコントローラーを追加装備することができます。 自作コントローラー風力発電機の場合、バッテリーの充電とバッテリーの状態の監視に使用されます。 バッテリーが完全に充電されると、コントローラーは風車を停止します。
風力発電機の運転は次のように行われます。 ローターが回転すると三相交流が発生し、コントローラーを介して直流バッテリーを充電します。 インバーターは消費電流を変換してオンにし、テレビ、冷蔵庫、その他の家庭用電化製品に照明と電力を供給します。
風力発電機の種類
風力タービンは次のパラメータで異なる場合があります。
- 刃の数
- 製造材料
- 地球の表面に対する回転軸の向き
- ネジピッチ記号
マルチブレード モデルは最小限の動作で駆動されるため、2 ブレードまたは 3 ブレード モデルよりも効率的です。 気流。 ブレードは硬いものや帆のようなものもあります。 硬いものは通常、金属またはグラスファイバーで作られています。 回転軸の方向では、垂直方向と水平方向の変更が区別されます。
ローター回転軸が水平である風力発電機は、より広く使用されるようになりました。 このような設備は、高効率、ハリケーンの突風に対する保護の向上、および簡単な電力調整を特徴としています。 縦型モデルは設置が簡単で、静かで、軽い突風でも動作します。
ネオジム磁石搭載モデル
ネオジム磁石を使用した自家製風力発電機は、ロシアの多くの地域で人気が高まっている。 このようなデバイスの基礎として、ブレーキディスクを備えた車のハブを使用する必要があります。 部品を分解し、ベアリングに注油したり錆を落としたりして、保守性を確認することをお勧めします。
ネオジム磁石がローターディスクに接着されています。 たとえば、磁石を 20 個使用できます。 小さいサイズ。 磁石の数を選択するときは、単相発電機では極の数が磁石の数と一致する必要があることに注意する必要があります。 磁気要素。 三相モデルの場合、この比率は 2 対 3 または 4 対 3 になります。磁石の取り付け中、磁石の極を交互に切り替える必要があります。 間違いを避けるために、長方形の磁石を使用することをお勧めします。 磁石を取り付けるには、最も信頼性の高い接着剤を使用する必要があります。
このような発電機の組み立てに関するビデオは、ここで見ることができます。
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ステーターコイルのサイズが適切であれば、磁気発電機は効率的に動作します。 経験から、12 V バッテリを充電するには、コイル内に約 1000 ターンを均等に配分する必要があることが知られています。 コイルは抵抗を減らすために太い線で巻かれています。 風力発電機のマストの高さは 6 メートル以上でなければなりません。 マストの下に穴を掘り、コンクリートを流し込む必要があります。 装置の羽根は塩化ビニルパイプでできています。
車の発電機からのモデル
自家製風力発電機 車の発電機 1 台のマシンのコンポーネント (バッテリー、リレーなど) から作成する必要があります。 同時に、風車を作成するには、自動車発電機を使用することをお勧めします。 強力なテクノロジー（トラクターなどから）。
需要家は交流を必要とするため、インバータやコンバータを設ける必要があります。 風速が高い地域では、より大きな電力を生成するために風力発電機を設置できます。
このモデルを組み立てるには、次のものが必要です。
- 12V車用発電機
- バッテリー
- 電圧計
- バッテリー充電リレー
- ブレード
- 締結材
まずはローターを作ります。 最適なソリューション 4枚のブレードからなるローターホイールの作成になります。 この要素は鉄板から作られています。 可能であれば、鉄製のバレルを使用できます。
完成した風車は発電機の軸に接続されます。 これを行うには、穴を開け、接続をボルトで固定します。 この後は続きます 電気図そしてマストが取り付けられます。 次に、バッテリーと電圧コンバーターに接続するワイヤーで車のオルタネーターを固定する必要があります。 のために 正しい組み立てあらかじめ用意された図面を使用する方がよいでしょう。
このようなインストールは、特別な困難を伴うことなく、十分に迅速にインストールできます。 この風力発電機は、そのシンプルさ、信頼性、静かな動作という点で優れています。
このような風力発電機の組み立てのビデオは、ここで見ることができます。
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非同期モーターからのモデル
自家製風力発電機 非同期モーター最大 10 kW が家庭用に広く使用されています。 このような装置を製造するには、まず 3 対または 4 対の極を持つ低速電動モーターを選択する必要があります。
発電機のニーズに合わせてエンジンを変更するには、ローターを機械加工し、エポキシ接着剤を使用して磁石をローターに接着する必要があります。 ステーターは電流を増やすために太いワイヤーで巻き直されています。 ローターは旋盤で回すことができます。
磁石を接着する前に、ローターに極のマークを付ける必要があります。 計算するには 必要量磁石の場合、溝加工後のローターの外周を決定する必要があります。 この長さは袖の高さに相当します。 磁石の厚さは (0.1 ～ 0.15) D の範囲内である必要があります。D はローターの円周の直径です。 この後、1極の磁石を接着する部分の数を計算します。 セクションの数は L/p になります。ここで、p は電気モーターの極数、L はスリーブの高さです。
磁石はわずかに角度を付けて配置する必要があります。 極は交互に配置する必要があります。 磁石は互いにしっかりと配置され、エポキシに接着した後、テープで巻き付けられます。
このような風力発電機モデルのビデオは、ここで見ることができます。
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風力発電機のアセンブリが完成したら、出力をテストする必要があります。 これを行うには、改造された電気モーターの定格速度に対応する速度でローターを回転させます。 このようなテストは、ドリルとさまざまなワット数の電球を使用して実行できます。
最適な風力発電機オプションは、以下に基づいて選択する必要があります。 必要な電力から 気候条件特定の地域。
ロシアは風力エネルギー資源に関して二重の立場を占めています。 一方で、総面積が広大で平坦なエリアが多いため、風は一般的に多く、ほぼ均一です。 一方、私たちの風は主に低ポテンシャルで遅いです（図を参照）。 3 番目は、人口の少ない地域では風が激しくなります。 これに基づいて、農場に風力発電機を設置する作業は非常に重要です。 しかし、決断するには十分な量を購入してください 高価なデバイス、または自分で作る場合、どのような目的でどのタイプを選択するか（そしてそれらの数はたくさんあります）、慎重に考える必要があります。
基本概念
- KIEV – 風力エネルギー利用係数。 機械的フラットウィンドモデルが計算に使用される場合 (以下を参照)、それは風力発電所 (WPU) のローターの効率と等しくなります。
- 効率 – 向かい風から発電機の端子、またはタンクに汲み上げられる水の量に至るまでの、APU のエンドツーエンドの効率。
- 最小動作風速 (MRS) は、風車が負荷に電流を供給し始める速度です。
- 最大許容風速 (MAS) は、エネルギー生産が停止する速度です。自動化により、発電機がオフになるか、ローターを風見鶏の中に置くか、折りたたんで隠すか、ローター自体が停止するか、APU が停止します。単純に破壊されます。
- 開始風速 (SW) - この速度では、ローターは無負荷で回転し、スピンアップして動作モードに入ることができ、その後、発電機をオンにすることができます。
- 負の始動速度 (OSS) - これは、APU (または風力タービン - 風力発電ユニット、WEA、風力発電ユニット) が任意の風速で始動するには、外部エネルギー源からの強制的なスピンアップが必要であることを意味します。
- 始動 (初期) トルクは、空気の流れの中で強制的にブレーキをかけられたローターがシャフトにトルクを生み出す能力です。
- 風力タービン (WM) は、ローターから発電機やポンプ、その他のエネルギー消費装置のシャフトに至るまで、APU の一部です。
- 回転風力発電機 - 空気の流れの中でローターを回転させることにより、風力エネルギーがパワーテイクオフシャフト上のトルクに変換される APU。
- ロータの動作速度範囲は、定格負荷で動作した場合のMMFとMRSの差となります。
- 低速風車 - 流れの中のローター部分の線速度は風速を大幅に超えないか、風速よりも低くなります。 流れの動圧をそのままブレード推力に変換します。
- 高速風車 - ブレードの線速度は風速よりも大幅に (最大 20 倍以上) 速く、ローターは独自の空気循環を形成します。 流れエネルギーを推力に変換するサイクルは複雑です。
ノート：
- 低速 APU は、原則として、高速 APU よりも KIEV が低くなりますが、負荷を切断せずに発電機を回転させるのに十分な始動トルクと、TAC をゼロにします。 完全に自動始動し、最も弱い風でも使用可能です。
- 遅さと速さは相対的な概念です。 300 rpmの家庭用風車は低速ですが、風力発電所や風力発電所のフィールドが組み立てられ（図を参照）、ローターが約10 rpmで回転するユーロウィンドタイプの強力なAPUは高速です。なぜなら このような直径では、ブレードの線速度とスパンの大部分にわたる空気力学は非常に「飛行機のよう」です (以下を参照)。
どのような発電機が必要ですか?
風車用発電機 家庭用幅広い回転速度で発電し、自動化せずに自己始動する機能が必要です。 外部ソース栄養。 OSS (スピンアップ風力タービン) を備えた APU を使用する場合、通常、高い KIEV と効率を備えていますが、可逆性も必要です。 エンジンとして働くことができる。 最大 5 kW の電力では、この条件は満たされます。 電気自動車ニオブベースの永久磁石（超磁石）を使用。 スチールまたはフェライト磁石では、0.5 ～ 0.7 kW までしか期待できません。
注記： 非同期ジェネレーター 交流電流または非磁化ステーターを備えたコレクターのものは完全に不適です。 風力が弱まると、速度が MPC に低下するずっと前に「停止」し、その後は自ら始動しなくなります。
0.3 ～ 1 ～ 2 kW の出力を持つ APU の優れた「心臓部」は、整流器を内蔵した交流自己発電機から得られます。 今ではこれらが多数派です。 まず、外部電子スタビライザーなしで、かなり広い速度範囲にわたって 11.6 ～ 14.7 V の出力電圧を維持します。 次に、巻線の電圧が約 1.4 V に達するとシリコン バルブが開き、その前に発電機は負荷を「認識」しません。 これを行うには、ジェネレーターを適切に回転させる必要があります。
ほとんどの場合、自家発電機はギアやベルトドライブを使わずに高速高圧エンジンのシャフトに直接接続でき、ブレードの数を選択することで速度を選択できます。以下を参照してください。 「高速列車」の始動トルクは小さいかゼロですが、負荷を切断しなくても、バルブが開いて発電機が電流を生成する前にローターが十分に回転する時間があります。
風に合わせて選ぶ
どのタイプの風力発電機を作るかを決める前に、地域の風力学を決定しましょう。 灰緑色がかった風マップの（風のない）エリアでは、帆走用風力エンジンのみが役に立ちます。(それらについては後で説明します)。 常時電源が必要な場合は、ブースター (電圧安定装置付き整流器)、充電器、強力なバッテリー、12/24/36/48 V DC から 220/380 V 50 Hz AC までのインバーターを追加する必要があります。 このような設備には 2 万ドル以上の費用がかかり、3 ～ 4 kW を超える電力を長期的に取り出すことは不可能でしょう。 一般に、代替エネルギーに対する揺るぎない欲求がある場合は、別のエネルギー源を探す方が良いでしょう。
黄緑色の風の弱い場所で、最大 2 ～ 3 kW の電力が必要な場合は、低速の垂直風力発電機を自分で使用できます。。 それらは無数に開発されており、KIEV と効率の点で工業的に製造された「ブレードブレード」とほぼ同等の設計のものもあります。
家庭用に風力タービンを購入する予定がある場合は、セイルローターを備えた風力タービンに注目することをお勧めします。 多くの論争があり、理論的にはまだすべてが明らかになっていませんが、それらは機能します。 ロシア連邦では、出力 1 ～ 100 kW の「帆船」がタガンログで生産されています。
赤く風の強い地域では、必要な電力に応じて選択します。 0.5〜1.5 kWの範囲では、自家製の「垂直」が正当化されます。 1.5〜5 kW - 購入した「ヨット」。 「垂直型」も購入できますが、水平型 APU よりも高価になります。 そして最後に、5 kW 以上の出力の風力タービンが必要な場合は、水平購入の「ブレード」または「ヨット」のどちらかを選択する必要があります。
注記： 多くのメーカー、特に第 2 層は、最大 10 kW の出力を持つ風力発電機を自分で組み立てることができる部品のキットを提供しています。 このようなキットのコストは、取り付け付きの既製キットよりも20〜50％低くなります。 ただし、購入する前に、設置予定場所の空気学を注意深く研究し、仕様に従って適切なタイプとモデルを選択する必要があります。
セキュリティについて
家庭用の風力タービンの部品は、稼働中に線速度が 120 m/s、さらには 150 m/s を超える場合があり、 硬い素材重さは20グラム、速度は100メートル/秒で飛行し、「成功」した場合、健康な人を完全に殺します。 スチール、または 硬いプラスチック、厚さ 2 mm の板を 20 m/s の速度で移動すると、半分に切断されます。
さらに、出力が 100 W を超えるほとんどの風力タービンは非常に騒音が大きくなります。 多くは超低周波 (16 Hz 未満) の気圧変動、つまり超低周波音を生成します。 超低周波音は聞こえませんが、健康に有害であり、非常に遠くまで伝わります。
注記： 80年代後半に米国でスキャンダルがあり、当時国内最大の風力発電所は閉鎖されなければならなかった。 風力発電所の畑から200キロ離れた居留地に住むインディアンは、風力発電所の稼働後に急増した健康障害が超低周波音によって引き起こされたことを法廷で証明した。
上記の理由により、APU は最寄りの住宅から高さの 5 以上の距離を置いて設置することが許可されています。 一般家庭の中庭には、適切に認定された工業的に製造された風車を設置することが可能です。 APU を屋根に設置することは一般に不可能です。APU の動作中は、たとえ低出力であっても、共振を引き起こす可能性のある交互の機械的負荷が発生します。 建物の構造そしてその破壊。
注記： APUの高さを考慮 最高点スイープ ディスク (ブレード付きローターの場合) または幾何学的図形 (シャフト上にローターを備えた垂直 APU の場合)。 APU マストまたはローター軸がさらに高く突き出ている場合、高さはその頂点、つまり最上部で計算されます。
風、空気力学、キエフ
自家製の風力発電機は、コンピューターで計算された工場の風力発電機と同じ自然法則に従います。 そして、主婦は自分の仕事の基本をよく理解する必要があります。多くの場合、主婦は自由に使える高価で最先端の材料や道具を持っていません。 技術設備。 APUの空力は本当に難しいです...
風とキエフ
シリアル ファクトリー APU を計算するには、いわゆる。 風の平面的なメカニズムモデル。 これは次の仮定に基づいています。
- 風速と風向はローター有効面内では一定です。
- 空気は連続的な媒体です。
- ローターの有効表面積は掃引面積に等しくなります。
- 空気流のエネルギーは純粋に運動的なものです。
このような条件下では、空気の単位体積あたりの最大エネルギーは、空気密度を仮定して学校の公式を使用して計算されます。 通常の状態 1.29kg*カブ。 風速 10 m/s の場合、空気 1 立方体は 65 J を運び、APU 全体の効率 100% でローターの有効面 1 平方から 650 W を除去できます。 これは非常に単純化されたアプローチです。風が完全に均一ではないことは誰もが知っています。 しかし、これは製品の再現性を確保するために行う必要があり、これはテクノロジーでは一般的なことです。
フラット モデルは、利用可能な風力エネルギーの明確な最小値を示すものであるため、無視してはなりません。 しかし、空気は、第一に圧縮性があり、第二に非常に流動性があります (動粘度はわずか 17.2 μPa * s)。 これは、流れが掃引領域の周囲を流れる可能性があり、有効表面積と最も頻繁に観察される KIEV が減少する可能性があることを意味します。 しかし原理的には、逆の状況も可能です。つまり、風がローターに向かって流れ、有効表面積が掃引面よりも大きくなり、フラットウィンドの場合、KIEV がそれに比べて 1 より大きくなります。
2 つの例を挙げてみましょう。 1つ目はプレジャーヨットで、非常に重いです。ヨットは風に逆らって航行できるだけでなく、風よりも速く航行することもできます。 風は外部を意味します。 見かけの風はまだ速いはずです。そうでなければどうやって船を引っ張るでしょうか？
2番目は航空史の古典です。 MIG-19のテスト中に、最前線の戦闘機よりも1トン重い迎撃機がより速く加速することが判明した。 同じ機体に同じエンジンを搭載。
理論家たちは何を考えてよいのかわからず、エネルギー保存則を真剣に疑っていました。 結局、問題はエアインテークから突き出たレーダーレドームのコーンだったことが判明した。 つま先からシェルまで、まるで側面からエンジンのコンプレッサーまでかき集めているかのように、空気の圧縮が生じました。 それ以来、衝撃波は理論的に有用であることが確固たるものとなり、現代の航空機の素晴らしい飛行性能は、衝撃波の巧みな使用による部分が少なくありません。
空気力学
空気力学の発展は通常、N. G. ジュコフスキー以前とその後の 2 つの時代に分けられます。 1905 年 11 月 15 日付けの彼の報告書「付着渦について」が始まりでした 新時代航空で。
ジュコフスキー以前は、彼らは平らな帆で飛行していました。対向する流れの粒子がそのすべての運動量を翼の前縁に与えると考えられていました。 これにより、骨の折れる、そしてほとんどの場合非解析的な数学を引き起こすベクトル量 (角運動量) を即座に取り除くことが可能になり、より便利なスカラー純粋エネルギー関係に移行し、最終的に計算された圧力場を得ることが可能になりました。耐荷重面は、実際の面とほぼ同じです。
この機械的アプローチにより、少なくとも、途中で地面に衝突することなく、ある場所から別の場所へ飛行できる装置を作成することが可能になりました。 しかし、速度、積載量、その他の飛行品質を向上させたいという願望により、元の空気力学理論の不完全性がますます明らかになりました。
ジュコフスキーのアイデアは次のとおりです。空気は翼の上面と下面に沿って異なる経路を移動します。 媒体の連続性の条件（真空気泡自体は空気中に形成されない）から、後縁から下降する上流と下流の速度は異なるはずであるということになります。 空気の粘度は小さいですが有限であるため、速度の違いにより渦が形成されます。
渦は回転し、運動量保存則はエネルギー保存則と同様に不変であり、ベクトル量にも当てはまります。 移動の方向も考慮する必要があります。 したがって、まさにそこの後縁に、同じ性質を持つ逆回転渦が発生します。 トルクオーム 何のせいでしょうか？ エンジンが発生するエネルギーによるものです。
航空の実践にとって、これは革命を意味しました。適切な翼の輪郭を選択することで、循環 G の形で翼の周りに付着した渦を送り、揚力を増加させることができました。 つまり、翼にかかる高速性と負荷の一部、つまりモーター出力のほとんどを費やすことで、デバイスの周囲に空気の流れを作り出すことができ、より良い飛行品質を達成することができます。
これにより、航空は航空学の一部ではなく、航空になりました。 航空機飛行に必要な環境を自分で作り出すことができ、もはや気流のおもちゃではなくなる。 必要なのは、より強力なエンジン、そしてますます強力になることだけです...
キエフ再び
しかし、風車にはモーターがありません。 それどころか、風からエネルギーを取り出して消費者に提供しなければなりません。 そしてここで判明しました-彼の足は引き抜かれ、尻尾は引っかかっていました。 ローター自体の循環に使用した風力エネルギーが少なすぎました。風力は弱く、ブレードの推力は低くなり、KIEV と出力も低くなります。 私たちは循環に多くのことを与えます - ローターはオンになります アイドリング狂ったように回転しますが、消費者が得られるものはまたもやわずかです。ほとんど負荷がかからず、ローターの速度が低下し、風が循環を吹き飛ばし、ローターが停止しました。
エネルギー保存の法則は、ちょうどその中間にある「黄金の平均値」を示します。つまり、エネルギーの 50% を負荷に与え、残りの 50% について流量を最適化します。 実践により、次の仮定が確認されます。 効率が良い牽引プロペラが 75 ～ 80% である場合、同様に慎重に計算されて風洞で吹き飛ばされたブレード ローターの KIEV は 38 ～ 40%、つまり 38 ～ 40% に達します。 過剰なエネルギーで達成できる量の最大半分。
現代性
現在、現代の数学とコンピューターを活用した空気力学は、必然的に単純化されるモデルから、実際の流れにおける実際の体の挙動を正確に記述する方向にますます移行しています。 そしてここでは、一般的なラインに加えて、パワー、パワー、そしてもう一度パワー！ – 側道が発見されますが、システムに入るエネルギー量が制限されている場合にこそ有望です。
有名な代替飛行士ポール・マクレディは、16 馬力の出力を持つ 2 つのチェーンソー モーターを備えた飛行機を 80 年代に作成しました。 時速360kmを示しています。 さらに、そのシャーシは格納式ではない三輪車であり、車輪にはフェアリングがありませんでした。 マクレディの装置はいずれもオンラインになったり、戦闘任務に就いたりしなかったが、史上初めて 2 台 (1 台はピストン エンジンとプロペラを備え、もう 1 台はジェット機) が飛行した。 グローブ 1つのガソリンスタンドに着陸することなく。
この理論の発展は、元の翼を生み出した帆にも大きな影響を与えました。 「ライブ」空気力学により、ヨットは 8 ノットの風でも航行することができました。 水中翼の上に立つ（図を参照）。 このようなモンスターをプロペラで必要な速度まで加速するには、少なくとも100馬力のエンジンが必要です。 レース用双胴船は同じ風の中を約 30 ノットの速度で航行します。 (55 km/h)。
まったく自明ではない発見もあります。 最も稀で最もエクストリームなスポーツであるベースジャンプのファンは、特別なウィングスーツであるウィングスーツを着て、モーターなしで時速200km以上の速度で飛行し（右の写真）、その後スムーズにプレ着陸します。 -選ばれた場所。 どのおとぎ話の中で人々は自力で空を飛びますか?
自然の多くの謎も解決されました。 特にカブトムシの飛行。 古典的な空気力学によれば、飛行することはできません。 ステルス機の創始者と同じように、ひし形の翼を持つF-117も離陸することができません。 そして、しばらくの間、尾翼を先に飛行できるMIG-29とSu-27は、どの考えにもまったく適合しません。
それでは、なぜ風力タービンに取り組むとき、楽しいものではなく、同種のものを破壊するためのツールでもなく、重要な資源の源であるにもかかわらず、平らな風モデルによる弱い流れの理論から離れて踊る必要があるのでしょうか? 本当に前に進む方法はないのでしょうか？
クラシックに何を期待しますか?
しかし、どんな状況であっても古典を放棄してはなりません。 それがなければ人はそこに依存しなければ、より高く上がることができない基盤を提供します。 集合論が九九を廃止しないのと同じように、量子色力学がリンゴを木から飛び立たせることはありません。
では、古典的なアプローチでは何が期待できるのでしょうか? 写真を見てみましょう。 左側はローターの種類です。 それらは条件付きで表示されます。 1 – 垂直カルーセル、2 – 垂直直交 (風力タービン)。 2-5 – ブレード付きローター 異なる金額最適化されたプロファイルを備えたブレード。
水平軸に沿って右側にはローターの相対速度、つまりブレードの線速度と風速の比が表示されます。 垂直方向のアップ - キエフ。 そして下に - 再び相対トルク。 単一 (100%) トルクは、100% KIEV の流れの中で強制的にブレーキをかけられたローターによって生成されるトルクと見なされます。 すべての流れエネルギーが回転力に変換されるとき。
このアプローチにより、広範囲にわたる結論を導き出すことができます。 たとえば、ブレードの数は、目的の回転速度に応じて選択するだけでなく、それほど選択する必要もありません。3 ブレードと 4 ブレードは、良好に機能する 2 ブレードと 6 ブレードと比較して、KIEV とトルクの点ですぐに大きく失われます。ほぼ同じ速度域で。 そして、外見的には似ているカルーセルと直交は根本的に異なる特性を持っています。
一般に、極度の低コスト、簡素性、自動化なしのメンテナンスフリーの自己始動が必要で、マストへの吊り上げが不可能な場合を除いて、ブレード付きローターを優先する必要があります。
注記： 特にセーリングローターについて話しましょう。それらは古典的なものには当てはまらないようです。
垂直方向
垂直回転軸を備えた APU には、日常生活において紛れもない利点があります。メンテナンスが必要なコンポーネントが底部に集中しており、持ち上げる必要がありません。 自動調心スラスト ベアリングはまだ残っていますが、常にではありませんが、強力で耐久性があります。 したがって、単純な風力発電機を設計する場合、オプションの選択は垂直方向から始める必要があります。 その主なタイプを図に示します。
太陽
最初の位置は最も単純なもので、最もよくサボニウス ローターと呼ばれます。 実際、これは 1924 年にソ連の J. A. ボローニンと A. A. ボローニンによって発明され、フィンランドの実業家シグルド サボニウスは、ソ連の著作権証明書を無視して恥知らずにもその発明を盗用し、連続生産を開始しました。 しかし、未来に発明を導入するということは非常に意味のあることなので、過去をかき立てたり、故人の遺灰を乱したりしないように、この風車をボロニン・サボニウス・ローター、または略して VS と呼ぶことにします。
この航空機は、10〜18％の「機関車」KIEVを除いて、自家製の人に適しています。 しかし、ソ連では多くの研究が行われ、発展が見られました。 以下では、それほど複雑ではない改良されたデザインを見ていきますが、KIEV によれば、これによりブレーダーは有利なスタートを切ることができます。
注: 2 枚のブレードの航空機は回転しませんが、ぎくしゃくと動きます。 4 ブレードはわずかに滑らかですが、KIEV では大幅に失われます。 改良のため、4 トラフ ブレードは 2 つのフロアに分割されることがほとんどです。下に 1 対のブレードがあり、その上に水平に 90 度回転したもう 1 対のブレードがあります。 KIEVは維持され、機構にかかる横方向の荷重は弱まりますが、曲げ荷重は若干増加し、25 m/sを超える風では、そのようなAPUはシャフト上にあります。 ローターの上にケーブルで張られたベアリングがなければ、「タワーを引き裂く」ことになります。
ダリア
次はダリアローターです。 キエフ – 最大 20%。 それはさらにシンプルです。ブレードは輪郭のない単純な弾性テープでできています。 ダリウス回転子の理論はまだ十分に開発されていません。 ハンプとテープポケットの空気力学的抵抗の違いにより巻きが緩み始め、その後一種の高速になり、独自の循環を形成することだけが明らかです。
トルクは小さく、風に対して平行および垂直のローターの開始位置ではトルクがまったく存在しないため、奇数枚のブレード (翼?) でのみ自己回転が可能です。 いずれにせよ、発電機からの負荷がかかります。スピンアップ中は切断する必要があります。
Daria ローターにはさらに 2 つの悪い点があります。 まず、回転時、ブレードの推力ベクトルは空力焦点に対して完全な回転を描き、滑らかではなくぎくしゃくしています。 したがって、ダリウスローターは、たとえ安定した風の中でもすぐにその機構を故障させます。
第二に、ダリアは騒音を立てるだけでなく、テープが切れるほど叫び声を上げます。 これは振動によって起こります。 そして刃の数が多いほど、咆哮は強くなります。 そのため、ダリアを作る場合は、高価で強度の高い刃を 2 枚使用します。 吸音材(カーボン、マイラー)、マストポールの中央で巻き戻すために小型航空機が採用されています。
直交
位置で。 3 – プロファイルブレードを備えた直交垂直ローター。 翼が垂直に突き出ているため直交しています。 BC から直交への移行を図に示します。 左。
翼の空力焦点に接する円の接線に対する翼の設置角度は、風力に応じて正（図中）または負のいずれかになります。 場合によっては、ブレードを回転させ、その上に風見鶏を配置して、自動的に「アルファ」を保持することもありますが、そのような構造は壊れることがよくあります。
中央のボディ (図の青色) を使用すると、KIEV をほぼ 50% にすることができます。直交 3 ブレードでは、側面がわずかに凸で角が丸い三角形の断面を持つ必要があります。 もっとブレードには単純なシリンダーで十分です。 しかし、直交理論ではブレードの最適な数が明確に示されています。ブレードはちょうど 3 つあるはずです。
直交とは、OSS を備えた高速風力タービンを指します。 試運転中と落ち着いた後に必ず昇進が必要になります。 直交スキームによれば、最大 20 kW の出力を持つメンテナンスフリーのシリアル APU が製造されます。
ヘリコイド
ヘリコイド ローター、またはゴルロフ ローター (項目 4) は、均一な回転を保証する一種の直交ローターです。 真っ直ぐな翼を備えた直交翼の「引き裂き」は、2枚翼の航空機よりもわずかに弱いだけです。 ヘリコイドに沿ってブレードを曲げると、その曲率による CIEV の損失を回避できます。 湾曲したブレードは流れの一部を使用せずに拒否しますが、一部を最高線速度のゾーンにすくい上げて損失を補償します。 ヘリコイドは他の風力タービンに比べてあまり使用されません。 製造が複雑なため、同等の品質の同等品よりも高価です。
樽のかき集め
5ポジションの場合。 – ガイドベーンに囲まれた BC タイプのローター。 その図を図に示します。 右側。 工業用途ではほとんど見られません。 高価な土地の取得は生産能力の増加を補うことはできず、材料の消費と生産の複雑さは高くなります。 しかし、仕事を恐れている日曜大工の人はもはやマスターではなく消費者であり、0.5〜1.5 kWしか必要ない場合、彼にとって「樽かき」はちょっとしたことです。
- このタイプのローターは絶対に安全で、静かで、振動も発生せず、遊び場などどこにでも設置できます。
- 亜鉛メッキの「トラフ」を曲げたり、パイプのフレームを溶接したりするのはナンセンスな作業です。
- 回転は完全に均一であり、機械部品は最も安いものから、またはゴミから取り出すことができます。
- ハリケーンを恐れません - 風が強すぎると「バレル」に押し込むことができません。 流線型の渦繭がその周囲に表示されます (この効果については後で説明します)。
- そして最も重要なことは、「バレル」の表面は内部のローターの表面よりも数倍大きいため、KIEVはユニットを超えて、「バレル」の回転モーメントはすでに3 m/sになる可能性があるということです。直径3メートルは、最大負荷がかかる1 kWの発電機に相当します。 けいれんしないほうが良いと言われています。
ビデオ: レンツ風力発電機
60 年代のソ連では、E.S. ビリュコフが KIEV 46% のカルーセル APU の特許を取得しました。 少し後に、V. Blinov が同じ原理に基づいた設計で 58% KIEV を達成しましたが、そのテストに関するデータはありません。 そして、ビリュコフのAPUの本格的なテストは、雑誌「発明者と革新者」の従業員によって実行されました。 爽やかな風を受けてフル回転する直径0.75m、高さ2mの2階建てローター 非同期ジェネレーター 1.2 kW で 30 m/s に耐えましたが、故障はありませんでした。 ビリュコフのAPUの図面を図に示します。
- ローターは亜鉛メッキ屋根で作られています。
- 自動調心複列ボールベアリング。
- シュラウド - 5 mm スチールケーブル。
- 軸-シャフト - 壁厚1.5〜2.5 mmの鋼管。
- 空力速度制御レバー。
- 速度制御ブレード – 3 ～ 4 mm の合板またはシートプラスチック。
- 速度制御棒。
- スピードコントローラーの負荷、その重量が回転速度を決定します。
- ドライブプーリー - チューブが付いたタイヤのない自転車の車輪。
- スラストベアリング - スラストベアリング;
- 従動プーリー - 標準の発電機プーリー。
- 発生器。
ビリュコフ氏は、APU のためにいくつかの著作権証明書を受け取りました。 まずローターのカットに注目してください。 加速時には飛行機のように動き、大きな始動トルクを生み出します。 回転すると、ブレードの外側のポケットに渦クッションが作成されます。 風の観点から見ると、ブレードはプロファイルになり、ローターは高速直交になり、仮想プロファイルは風の強さに応じて変化します。
第二に、ブレード間のプロファイルされたチャネルは、動作速度範囲で中心体として機能します。 風が強くなると、その中に渦クッションも発生し、ローターを超えて広がります。 ガイドベーンのあるAPUの周囲にも同様の渦繭が現れます。 作るためのエネルギーは風から取られており、もはや風車を壊すだけでは十分ではありません。
第三に、速度コントローラーは主にタービンを対象としています。 KIEV の観点から最適な速度を維持します。 また、機械式変速比の選択により、最適な発電機回転速度が確保されます。
注: 1965 年の IR での出版後、ウクライナ国軍ビリュコワは忘れ去られました。 著者は当局から返答を受け取らなかった。 ソ連の多くの発明の運命。 ソ連の大衆技術雑誌を定期的に読み、注目に値するものはすべて特許を取得して億万長者になった日本人もいるという。
ロパドニキ
前述したように、古典によれば、ブレード付きローターを備えた水平風力発電機が最適です。 ただし、まず、少なくとも中程度の強さの安定した風が必要です。 第二に、日曜大工向けの設計には多くの落とし穴がはびこっています。そのため、長い努力の成果が、せいぜいトイレ、廊下、ベランダを照らすだけ、あるいはただくつろぐだけであることが判明することさえあるのはこのためです。 。
図の図によると、 詳しく見てみましょう。 ポジション:
- イチジク。 答え:
- ローターブレード。
- 発生器;
- 発電機フレーム。
- 保護用風見鶏 (ハリケーン シャベル)。
- 集電装置。
- シャーシ。
- スイベルユニット。
- 作動する風見鶏。
- マスト;
- シュラウド用のクランプ。
- イチジク。 B、上面図:
- 保護風見鶏。
- 作動する風見鶏。
- 保護風見鶏スプリングテンションレギュレーター。
- イチジク。 G、集電装置:
- 銅の連続リング母線を備えたコレクタ。
- バネ式銅グラファイトブラシ。
注記： 直径 1 m を超える水平ブレードのハリケーン保護は絶対に必要です。 彼は自分の周りに渦の繭を作り出すことができません。 より小さいサイズでは、プロピレンブレードを使用して最大 30 m/s のローター耐久性を達成することが可能です。
では、どこでつまずくのでしょうか？
ブレード
厚肉から切断されたあらゆるサイズのブレードで、発電機シャフトで 150 ～ 200 W を超える出力を達成できることが期待されます。 プラスチックパイプ、よくアドバイスされるように、これはどうしようもないアマチュアの希望です。 パイプブレードは（単にブランクとして使用されるほど厚い場合を除き）セグメント化されたプロファイルを持ちます。 その上面または両面は円弧になります。
セグメント化されたプロファイルは、水中翼やプロペラ ブレードなどの非圧縮性媒体に適しています。 ガスの場合、可変プロファイルとピッチのブレードが必要です。たとえば、図を参照してください。 スパン - 2 m これは複雑で労働集約的な製品であり、完全な理論に基づく骨の折れる計算、パイプの吹き込み、および本格的なテストが必要です。
発生器
ローターがシャフトに直接取り付けられている場合、標準のベアリングはすぐに破損します。風車のすべてのブレードに均等な負荷がかかることはありません。 特別なサポートベアリングを備えた中間シャフトと、そこから発電機までの機械的トランスミッションが必要です。 大型の風車の場合、サポート ベアリングは自動調心式の複列ベアリングです。 V 最高のモデル– 3 層、図。 図のD。 より高い。 これにより、ローターシャフトはわずかに曲がるだけでなく、左右または上下にわずかに動くことができます。
注記： ユーロウィンド型APUのサポートベアリングの開発には約30年かかりました。
緊急風見鶏
その動作原理を図に示します。 B. 風が強くなり、シャベルに圧力がかかり、バネが伸び、ローターが歪み、速度が低下し、最終的には流れと平行になります。 すべて問題ないようですが、紙の上ではスムーズでした...
風の強い日は、ボイラーの蓋や大きな鍋のハンドルを風と平行に持ってみてください。 ただ注意してください。そわそわする鉄片が顔に強く当たると、鼻が折れたり、唇が切れたり、目を飛ばされることもあります。
フラット風は理論上の計算でのみ発生し、実践に十分な精度で風洞内で発生します。 実際には、ハリケーンは、完全に無防備な風車よりも、ハリケーン シャベルを使った風車の方が被害を与えます。 すべてをやり直すよりも、損傷したブレードを交換する方が良いでしょう。 産業設備では話は別です。 そこでは、ブレードのピッチがそれぞれ個別に監視され、搭載コンピューターの制御下で自動化によって調整されます。 しかも水道管ではなく、丈夫な複合材料で作られています。
集電装置
定期的にメンテナンスを行っているユニットです。 電力技術者なら誰でも、ブラシ付き整流子を清掃、潤滑、調整する必要があることを知っています。 そしてマストは 水管。 登ることができない場合は、1 ～ 2 か月に 1 回、風車全体を地面に投げて、再び拾わなければなりません。 彼はそのような「予防」からどれくらい続くでしょうか？
ビデオ: ダーチャへの電力供給用のブレード風力発電機 + ソーラー パネル
ミニとマイクロ
しかし、パドルのサイズが小さくなると、難易度はホイールの直径の二乗に応じて低下します。 最大 100 W の電力を備えた水平ブレード APU を自分で製造することはすでに可能です。 6枚刃のものが最適でしょう。 ブレードの数が増えると、同じ出力で設計されたローターの直径は小さくなりますが、ハブにしっかりと取り付けるのが難しくなります。 ブレード数が 6 枚未満のローターは考慮する必要はありません。2 ブレードの 100 W ローターには直径 6.34 m のローターが必要で、同じ出力の 4 ブレードには 4.5 m が必要です。6 ブレードの場合、パワーと直径の関係は次のように表されます。
- 10W – 1.16m。
- 20W – 1.64m。
- 30W-2m。
- 40W – 2.32m。
- 50W – 2.6m。
- 60W – 2.84m。
- 70W – 3.08m。
- 80W – 3.28m。
- 90W – 3.48m。
- 100W – 3.68m。
- 300W – 6.34m。
10 ～ 20 W の電力を期待するのが最適です。 まず、スパンが0.8mを超えるプラスチックブレードを使用します。 追加措置保護は 20 m/s を超える風には耐えられません。 第二に、ブレードのスパンが同じ 0.8 m までであれば、その端の線速度は風速の 3 倍を超えず、ねじれを伴うプロファイリングの要件が桁違いに軽減されます。 ここでは、セグメント化されたパイププロファイルを持つ「トラフ」が示されています。 図のB。 また、10 ～ 20 W でタブレットに電力を供給したり、スマートフォンを充電したり、住宅用の電球を点灯したりできます。
次にジェネレーターを選択します。 中国のモーターは完璧です - 電動自転車のホイールハブ、pos。 図の1。 モーターとしての出力は 200 ～ 300 W ですが、発電機モードでは最大約 100 W を発揮します。 しかし、速度の点でそれは私たちに適しているでしょうか？
6 枚のブレードの速度指数 z は 3 です。負荷時の回転速度の計算式は、N = v/l*z*60 です。ここで、N は回転速度、1/min、v は風速、l はローター周囲。 ブレードスパンが 0.8 m、風速が 5 m/s の場合、72 rpm が得られます。 20 m/s – 288 rpm。 自転車の車輪もほぼ同じ速度で回転するため、100 出力できる発電機から 10 ～ 20 W を消費することになります。 ローターをシャフトに直接配置できます。
しかし、ここで次の問題が発生します。少なくともモーターに多大な労力とお金を費やした後、私たちは... おもちゃを手に入れました。 10-20、つまり 50 W とは何ですか? しかし、家庭のテレビにさえ電力を供給できる羽根付き風車を作ることはできません。 既製のミニ風力発電機を購入することは可能ですか?もっと安くならないでしょうか? できるだけ安く、ポスをご覧ください。 さらに、モバイルにもなります。 切り株に置いて使用します。
2 番目のオプションは、古い 5 インチまたは 8 インチのフロッピー ドライブのステッピング モーターがどこかに転がっているか、使用できないインクジェット プリンターやドットマトリックス プリンターのペーパー ドライブやキャリッジにある場合です。 発電機として機能し、カルーセルローターを取り付けることができます。 ブリキ缶(pos. 6) は、pos. に示されているような構造を組み立てるよりも簡単です。 3.
一般に、「ブレードの刃」に関する結論は明らかです。自家製のものは、心ゆくまでいじることができる可能性が高くなりますが、実際の長期的なエネルギー出力には適さないということです。
ビデオ: ダーチャを照らすための最も単純な風力発電機
ヨット
帆走用風力発電機は長い間知られていましたが、高強度で耐摩耗性の合成繊維やフィルムの出現により、ブレードの柔らかいパネル（図を参照）が作られるようになりました。 堅い帆を備えた多翼風車は、低出力の自動給水ポンプの駆動装置として世界中で広く使用されていますが、その技術仕様はメリーゴーランドの風車よりも低いです。
しかし、風車の翼のような柔らかい帆は、それほど単純ではないことが判明したようです。 重要なのは耐風のことではありません（メーカーは最大許容風速を制限していません）。ヨットの船員は風でバミューダの帆のパネルが破れることはほとんど不可能であることをすでに知っています。 おそらく、シートが引き裂かれるか、マストが折れるか、あるいは船全体が「過剰な回転」をすることになるでしょう。 それはエネルギーについてです。
残念ながら、正確なテストデータは見つかりません。 ユーザーレビューに基づいて、風車直径5 m、風頭重量160 kg、回転速度最大のTaganrog製風力タービン-4.380/220.50を設置するための「合成」依存関係を作成することが可能でした。 40 1/分まで。 それらは図に示されています。
もちろん、100％の信頼性を保証することはできませんが、フラットメカモデルの匂いがまったくないことは明らかです。 3 m/s の平風で 5 メートルの車輪が約 1 kW を生み出すことはできず、7 m/s では出力がプラトーに達し、その後激しい嵐が来るまで維持することはできません。 ちなみに、メーカーは、公称4 kWは3 m / sで得られるが、局所的なエアロロジーの研究結果に基づいて強制的に設置された場合に得られると述べています。
また、定量的な理論も見つかりません。 開発者の説明は不明瞭です。 しかし、人々がタガンログ風力タービンを購入し、稼働しているのですから、宣言されている円錐形の循環と推進効果はフィクションではないと考えるしかありません。 いずれにせよ、それらは可能です。
すると、運動量保存の法則に従って、ローターの前にも円錐形の渦が発生するはずですが、その速度はゆっくりと拡大します。 そして、そのような漏斗はローターに向かって風を送り、その有効表面はより掃引され、KIEVは単一性以上のものになります。
家庭用アネロイドを使用した場合でも、ローター前面の圧力場のフィールド測定により、この問題を解明できる可能性があります。 それが側面よりも高いことが判明した場合、実際、セーリングAPUはカブトムシが飛ぶように機能します。
自家製発電機
これまで述べてきたことから、自家製の職人にとっては垂直船か帆船のどちらかを引き受ける方が良いことは明らかです。 しかし、どちらも非常に遅く、高速発電機に送信するのは余分な作業であり、 追加費用そして損失。 効率的な低速発電機を自分で作ることは可能ですか?
はい、いわゆるニオブ合金製の磁石では可能です。 超磁石。 主要部品の製造工程を図に示します。 コイル - 耐熱性高強度エナメル絶縁体に 1 mm の銅線を 55 回巻いたもの、PEMM、PETV など。 巻線の高さは9mmです。
ローター半分のキーの溝に注目してください。 磁石（磁石はエポキシまたはアクリルで磁気コアに接着されています）が組み立て後に反対の極に収束するように配置する必要があります。 「パンケーキ」（磁性コア）は軟磁性強磁性体で作られていなければなりません。 通常の構造用鋼材で十分です。 「パンケーキ」の厚さは少なくとも6mmです。
一般に、軸穴のある磁石を購入し、ネジで締める方が良いでしょう。 超磁石は恐ろしい力で引き寄せられます。 同じ理由で、高さ 12 mm の円筒形のスペーサーが「パンケーキ」間のシャフト上に配置されます。
固定子セクションを構成する巻線は、図にも示されている図に従って接続されます。 はんだ付けされた端は伸ばさず、ループを形成する必要があります。そうしないと、ステーターに充填されるエポキシが硬化してワイヤが断線する可能性があります。
ステーターは金型に厚さ 10 mm で注入されます。 中心出しやバランスをとる必要がなく、ステーターは回転しません。 ローターとステーターの間のギャップは両側で 1 mm です。 発電機ハウジング内のステータは、軸に沿った変位だけでなく回転からもしっかりと固定されなければなりません。 負荷に電流が流れる強力な磁場により、負荷も一緒に引っ張られます。
ビデオ: DIY 風車発電機
結論
そして最終的には何が得られるのでしょうか？ 「ブレードブレード」への興味は、むしろその壮観さによって説明されます。 外観本物よりも パフォーマンスの質自家製バージョンで低電力です。 自家製カルーセル APU は、車のバッテリーを充電したり、小さな家に電力を供給したりするための「待機」電力を提供します。
しかし、セーリングAPUの場合、特に直径1〜2メートルの車輪を備えたミニバージョンでは、創造的なストリークを持つ職人と実験する価値があります。 開発者の仮定が正しければ、上記の中国製エンジン発電機を使用して、この発電機から 200 ～ 300 W をすべて取り除くことが可能になります。
セイルローターのフレーム（スパー）を作るのは難しくありません。 さらに、航行中の APU は安全であり、APU からの赤外線および可聴音は検出されません。 また、ローターの直径が大きすぎることを理解する必要はありません。
動画：風力発電の製造技術
最も効果的な情報源の 1 つ 代替エネルギー風力発電機です。 太陽光パネルは普及しつつありますが、これまでのところ発電コストは風力発電所の 3 倍です。 さらに、24 時間太陽が当たらず、曇りの天候では生産性が 5 倍低下し、効率が低下します。 ソーラーパネル毎年5%減少します。
車の発電機から風力発電機はどのように見えますか?
風力タービンの設計の選択
風力発電機は 2 軸構成にすることができます。 コストが低く、効率が 2 倍高いため、水平方向が優先されます。
水平軸を備えた風力発電機の図
垂直ローターは重量と寸法が大きいため、下部に設置する必要があり、風速が 2 倍低くなり、設置電力が 8 分の 1 に減少します。 場合によっては、騒音が少なく、風向きが悪く、始動速度が低く、使いやすいという理由で使用されます。
垂直ドラムユニット専用ガイドを製作すると生産性が向上し、強風によるドリフトも解消されます。 デザインは複雑ですが、それだけの価値のある結果が得られます。
ブレードの数は、ほとんどの場合 3 つ以下が選択されます。 高速回転も良くなり騒音も少なくなりました。 で 大きな風折れる可能性もありますが、工業設計ではブレードの回転角度が変化するため、速度を調整し、ハム音を低減することができます。
工業生産の1 kWの風力発電機は、完全なセットを合わせて約5万ルーブルの費用がかかります。 そしてそれよりも高い。 ほとんどのユーザーにとって、この量は高すぎます。
必要なスキルと入手可能な材料があれば、自分の手で風車を作ることができます。
自動生成器の変更
現在は自動車発電機の風車を徹底的にDIY製作向けに開発しています。 多くの自動車愛好家にとって、車はガレージに眠っているかもしれません。 たとえ何らかの不具合があったとしても、大規模な手直しが必要となるため、部品は役に立ちます。 ジェネレータに必要なのは 高速、強風によってのみ提供できます。 風が弱い場合、この装置はたとえ低速に改造されても風力発電機としては適しません。
自分の手で風力発電機を作り始める前に、さらにコントローラー、バッテリー、インバーターが次々に直列に必要になることに留意する必要があります。
完成した風力タービンはどのようなものですか?
一般的に、デザインは安っぽくありません。 また、電池は定期的に新しいものと交換する必要があります。
ローターの製造
自動発電機のローターには電磁励起巻線があり、追加の制御電子機器と整流子付きのブラシが必要です。
自分の手で作るなら 永久磁石コレクタを削除することで設計を簡素化できます。 また、高速から低速に回転させるために固定子巻線を巻き戻す必要があります。 また、鉄製ローターも作り直す必要があります。これにより磁力線が閉じられ、ステーター コイルに電流が発生しなくなります。 以下の図は、分解された発電機を示しています。
分解された自動発電機
古いローターシャフトへの非磁性アタッチメントはアルミニウムから機械加工されています。 それから包帯を作ります 鋼管。 そこにマーキングをし、極を交互に配置した長方形のネオジム磁石を瞬間接着剤で接着します。 彼らの間にそれが降り注いでいる エポキシ樹脂その後、表面を平らにします。
ネオジム磁石を使用した DIY ローター
発電機は約 6000 rpm の速度で回転すると十分なエネルギーを生成します。 600 rpm で効果を発揮するには、固定子巻線を巻き戻し、巻き数を 5 倍にする必要があります。 この場合、ワイヤの断面積を小さくする必要があります。
入手するには 強力なソース必要なエネルギー 自家製発電機ネオジム磁石を使用した風車用。
超磁石発電機の欠点は、シャフトを所定の位置から移動することが困難な場合の磁気固着です。
それを軽減するために、磁石は若干の歪みを持たせて接着されています。 さらに、ブレードも作成する必要があります 大きいサイズ。 すべてのステータープレートをナイフとハンマーで分離すると、磁場が減少します。 次に、ゴムハンマーを使用してアンビル上で平らにされます。 ステーターは特別な装置を使用して組み立てられ、プレートはクランプで締め付けられます。
DIY風車
ブレードはプラスチックやジュラルミンのパイプでできており、その直径は映像の20％です。 直径20cmのメーターパイプを縦に4等分に切ります。 翼は 1 つのパーツから作成され、それをテンプレートとして使用して次のパーツが続きます。 刃先は丸く研磨されバリを取り除いています。 ブレードは古いディスクに取り付けられています。 丸鋸、歯を研磨して取り付け用の穴を開けます。
セグメント化されたブレードは通常、非圧縮性メディアに使用されます。 空気プロファイルには次の条件が必要です 複雑な形状高いパフォーマンスを確保するために。 主な仕事はブレードの外側の端によって行われます。 ローター付近の内部部品は機能しないため、職人はピンヒールで作ります。 下の図は、ブレードが丸鋼棒に溶接されているような設計を示しています。
4枚羽根風車の眺め
風車は三脚に水平に取り付けられ、構造のバランスが取れるまでブレードを研いでバランスをとります。 それらは 2 mm 以内の傾きで同一平面内で回転する必要があります。
風力タービンアセンブリ
風車シャフトの直径は少なくとも 20 mm である必要があります。 発電機が小型の場合は、シャフトを同軸に設置し、カップリングで接続する必要があります。 風車はキーに取り付けられ、さらに車軸にねじ込まれたナットで固定されます。
装置のフレームは次のように構成されています。 プロファイルパイプ。 回転軸は2つのベアリングに取り付けられたパイプです。 マストの上部に取り付けられています。 風見鶏は 40x60 cm の亜鉛メッキ板金から切り出され、ボルトで固定されます。 尾の長さは1.5メートルで、強風で曲がっても壊れないように、ブレードからマストまでの距離は少なくとも25cmです。
発電機はバッテリーを再充電するために動作し、バッテリーから電力を供給する必要があります。 家庭用器具 220Vで。
電圧を変換するにはインバーターが必要です。 高速回転すると充電電流が大きくなり、バッテリーが故障する可能性があります。 これを防ぐには、電圧コントローラーを取り付ける必要があります。 購入することも、自分で作ることもできます。
風力発電機は次のようにメンテナンスされます。
- 2 か月ごとに集電装置の調整、清掃、および注油を行う。
- アンバランスや振動が発生した場合のブレードの修理。
- 3年後の金属部品の塗装。
- 留め具の確認と調整。
ビデオ。 DIY風力発電機。
変換を行わない自家発電機は、高い回転速度を必要とするため、風力発電機には適しません。 回転抵抗が増加するため、ギアボックスは問題を解決しません。 ある程度の経験がなければ、自分の手で効果的なユニットを作成することは困難です。 よく作られた風力タービンは、最大 1 kW の電力を簡単に生成できます。
