Инфрақұрылым

Жел генераторын өз қолыңызбен қалай жасауға болады

Соңғы жылдары жасыл энергия тақырыбы өте танымал болды. Кейбіреулер мұндай энергияның жақын арада көмірді, газды, атом электр станцияларын толығымен алмастыратынын болжайды. Жасыл энергия салаларының бірі - жел қуаты. Жел энергиясын электр энергиясына айналдыратын генераторлар жел парктерінің бөлігі ретінде ғана емес, сонымен қатар жеке фермада қызмет ететін кішігірім өндірістер де болып табылады.

Жел генераторын өз қолыңызбен жасай аласыз - бұл материал оған арналады.

Генератор дегеніміз не?

Жалпы мағынада, генератор өнімнің бір түрін шығаратын немесе энергияның бір түрін екінші түріне айналдыратын құрылғы болып табылады. Бұл, мысалы, бу генераторы (бу шығарады), оттегі генераторы, кванттық генератор (электромагниттік сәулелену көзі) болуы мүмкін. Бірақ осы тақырып аясында электр генераторлары қызықтырады. Бұл атау электр энергиясының әртүрлі түрлерін электр энергиясына түрлендіретін құрылғыларға қатысты.

Генераторлардың түрлері

Электр генераторлары ретінде жіктеледі:

  • электромеханикалық - механикалық жұмыстарды электр энергиясына айналдырады;
  • термоэлектрлік - жылу энергиясын электр энергиясына түрлендіру;
  • фотоэлектрлік (фотоэлектрлік жасушалар, күн панельдері) - электр энергиясын жарыққа айналдырады;
  • магнитогидродинамикалық (MHD генераторлары) - магнит өрісі арқылы өтетін плазма энергиясынан электр энергиясын өндіреді;
  • химиялық заттар - химиялық реакциялардың энергиясын электрге айналдыру.

Сонымен қатар, электромеханикалық генераторлар қозғалтқыштың түрі бойынша жіктеледі. Олардың мынадай түрлері бар:

  • турбина генераторларын бу турбинасы басқарады;
  • гидрогенераторлар гидравликалық турбинаны қозғалтқыш ретінде пайдаланады;
  • дизельді генераторлар немесе бензин генераторлары дизельді немесе бензин қозғалтқыштары негізінде жасалады;
  • жел генераторлары ауа массасының энергиясын жел турбинасы арқылы электр энергиясына айналдырады.

Жел турбиналары

Жел турбиналары туралы толығырақ ақпарат (олар да жел турбиналары деп аталады). Ең қарапайым, қуатты жел турбинасы, әдетте, жел турбинасы орнатылған стрейч белгілерімен нығайтылған, әдеттегідей, дөңгелектен тұрады.

Бұл жел турбинасы электр генераторының роторын айдайтын бұрандамен босатылады. Құрылғы, электр генераторына қосымша, зарядтау реттегіші бар аккумуляторды және желіге қосылған түрлендіргіштен тұрады.

Сіз білесіз бе? 2016 жылға қарай әлемдегі жел генерациялайтын зауыттардың жалпы қуаты 432 ГВт. Осылайша, жел күші ядролық энергетикадан асып түсті.

Бұл құрылғыны пайдалану схемасы өте қарапайым: желдің әсерінен бұранданы бұрап, роторды тартып, электр генераторы токтың контроллері арқылы тікелей ток өткізетін айнымалы электр тогын шығарады. Бұл ток батареяны зарядтайды. Батареядан келетін тікелей ток түрлендіргіштен электр энергиясының параметрлері параметрлеріне сәйкес келетін айнымалы токты түрлендіреді.

Өнеркәсіптік аспаптар мұнараға орнатылды. Олар айналмалы тетікпен, анемометрмен (желдің жылдамдығы мен бағытын өлшейтін құрылғы), пышақтардың айналу бұрышын өзгертуге, тежегіш жүйесі, басқару схемалары бар қуат шкафтарына, өрт сөндіру жүйелеріне және найзағайдан қорғанысқа, жабдықтарды монтаждау бойынша деректерді беру жүйесіне және т.б.

Жел генераторларының түрлері

Жер бетіндегі жел турбиналарына қатысты айналу осінің орналасуы тік және көлденең бөлінген. Ең қарапайым тік модель - Savonius роторының монтаждығы..

Ішкі жартылай цилиндрлері бар екі немесе одан көп пышақ бар (цилиндрлер тігінен жарты кесілген). Савоний роторы Бұл пышақтардың орналасуы мен дизайнын жасаудың түрлі нұсқалары бар: симметриялы түрде бекітіліп, бір-бірінің шеттерін аэродинамикалық профилімен орнатады.

Савонийдің роторының артықшылығы - бұл дизайнның қарапайымдылығы мен сенімділігі, сонымен қатар, оның жұмысы желдің бағытына байланысты емес, кемшіліктер төмен тиімділік (15% артық емес).

Сіз білесіз бе? Жел диірмені шамамен 200 BC пайда болды. ер Парсыда (Иран). Олар дәннен ұн жасау үшін қолданылған. Еуропада бұл станоктар XIII ғасырда пайда болды.

Тағы бір тік конструкция - Darier роторы. Оның жүздері аэродинамикалық профильді қанаттары болып табылады. Олар арвиатта болуы мүмкін, H-тәрізді, спираль. Пышақтар екі немесе одан көп болуы мүмкін. Rotor Daria Мұндай жел генераторының артықшылықтары:

  • оның жоғары тиімділігі,
  • жұмыс кезінде шуылдың төмендеуі,
  • қарапайым дизайн.

Кемшіліктердің бірі:

  • үлкен тірек жүктемесі (Magnus эффектісіне байланысты);
  • бұл ротордың жұмысының математикалық моделінің жоқтығы, оны жетілдіруді қиындатады;
  • центрифугалы жүктемелерге байланысты тез тозу.

Тік орнатудың басқа түрі - тікұшақ роторы.. Ол мойынтіректер осіне бойлай бұралған пышақтармен жабдықталған. Helicoid rotor Бұл беріктік пен жоғары тиімділікті қамтамасыз етеді. Кемшіліктер өндірістің күрделілігіне байланысты жоғары құн болып табылады.

Жел диірменінің көп пішінді түрі - сыртқы және ішкі тік сызықтардың екі қатарымен құрылым. Бұл дизайн ең жоғары тиімділікті береді, бірақ құны жоғары.

Көлденең модельдер ерекшеленеді:

  • пышақтардың саны (бір пышақ және үлкен саны);
  • пышақтар жасалған материал (қатты немесе икемді желкендеу);
  • айнымалы немесе бекітілген пышақ қадамы.

Құрылымдық, олар бәріне ұқсас. Жалпы алғанда, осы типтегі жел турбиналары жоғары тиімділікпен ерекшеленеді, бірақ олар желдің бағыты бойынша тұрақты күйге келтiрудi қажет етедi, бұл датчиктiң көрсеткiшiне сәйкес айналмалы тетiктi пайдалана отырып, қондырғының жобалануына немесе автоматты түрде орналасуына қарай құйынды ауа желiсiн пайдалану арқылы шешiледi.

Жел генераторы

Нарықтағы жел генераторларын таңдау - ең кең, әр түрлі конструкциялардың құрылғылары және түрлі қуаттар. Бірақ қарапайым орнатуды өз бетіңізше жасауға болады.

Бассейн, ванна, жертөле мен веранда салу, сондай-ақ өз қолыңызбен маргарит, пергола, газбоо, құрғақ ағын, сарқырама және бетон жолын қалай жасау керектігі жайлы оқуға кеңес береміз.

Қолайлы материалдарды іздеңіз

Генератор ретінде үшфазалы тұрақты магнитті алу ұсынылады, мысалы, трактор. Бірақ оны электр қозғалтқышынан жасай аласыз, ол төменде толығырақ қарастырылады. Пышақтарды таңдау мәселесі маңызды. Егер жел турбинасы тік түрдегі болса, әдетте Савониус роторының нұсқалары пайдаланылады. Трактор генераторы Пышақтарды дайындау үшін цилиндр тәрізді контейнер, мысалы, ескі қайнату өте қолайлы. Бірақ, жоғарыда айтылғандай, осы типтегі жел турбиналары төмен тиімділікке ие және тік жел диірмені үшін күрделі пішінді пышақтарды өндіру мүмкін болмайды. Үйге арналған өнімдерде әдетте төрт жартылай цилиндрлік пышақ қолданылады.

Көлденең түрдегі жел турбиналарына келетін болсақ, бір пышақ конструкциясы төмен қуатты қондырғы үшін оңтайлы болып табылады, бірақ оның барлық қарапайымдылығымен қолмен жұмыс жасайтын теңдестірілген жүздерді жасау өте қиын болады, және онсыз жел генераторы жиі орындалмайды.

Бұл маңызды! Көптеген пышақтарға араласпауыңыз керек, өйткені олар жұмыс істеп жатқанда, ауа желдеткіш айналасына айналады және ол арқылы өтпейтін «ауа қалпағы» деп атауға болады. Көлденең түрдегі үй құрылғылары үшін қанаттың үш пленкасы оңтайлы болып саналады.

  • Көлденең жел диірменінде жүзудің екі түрін қолдануға болады: жүзу және қанат. Жүзу өте қарапайым, бұл жел диірмендерінің жүздері сияқты жай кең жолақтар. Мұндай элементтердің кемшілігі тиімділігі өте төмен. Осыған байланысты әлдеқайда перспективалы қанат жүздері. Үйде, әдетте, үлгі бойынша 160 мм PVC құбырынан жасалған.

Алюминийді де қолдануға болады, бірақ ол әлдеқайда қымбат болады. Сонымен қатар, PVC түтікшесі бастапқыда қосымша аэродинамикалық қасиеттерін беретін бүктелген. ПВХ құбырларының пышақтары Пышақтардың ұзындығы келесі қағидаға сәйкес таңдалады: жел диірменінің шығу қуаты неғұрлым қуатты болса, олар соғұрлым ұзақ; олар қаншалықты көп болса, соғұрлым қысқа. Мәселен, 10 Вт-да үшбұрышты жел турбинасы үшін оңтайлы ұзындығы 1,6 м, төртбұрышты жел турбинасы үшін - 1,4 м.

Егер электр қуаты 20 Вт болса, индикатор үшбұрышты үшін 2,3 м, ал төртбұрышты 2 м үшін өзгереді.

Өндірістің негізгі кезеңдері

Төменде кір жуғыш машинадан асинхронды қозғалтқыш генераторына ауысып, көлденең үшбұрышты қондырғының өзін-өзі өндіру үлгісі берілген.

Қозғалтқышты күрделі жөндеу

Жел генераторын өз қолыңызбен жасаудың басты сәттерінің бірі электр қозғалтқышын электр генераторына айналдыру болып табылады. Өзгерту үшін бұрынғы кеңестік өндірістегі бұрынғы кір жуғыш машинадан электр қозғалтқышы қолданылады.

  1. Ротор қозғалтқыштан алынып тасталады және оның бойында кең тесігі бар.
  2. Толқындардың барлық ұзындығы бойынша тікбұрышты нысанның неодималы магниттері (өлшемдері 19x10x1 мм) жұппен, бір-біріне қарама-қарсы қарама-қарсылықты есепке алмай, бір-біріне қарама-қарсы орналасқан бір магнитпен бекітілген. Желімделген магниттерді эпоксидті болуы мүмкін.
  3. Қозғалтқыш қозғалады.
  4. Зарядтағыштар үшін 5 V және 1 ұялы телефондар жинау үшін пайдаланылады, ол айнымалы ток түрлендіреді ток тікелей (сіз құрылғыға пайдалана аласыз чипте, тек транзисторлар).
  5. Қуат көзі бөлшектелген.
  6. Тығыздағыш USB және штепсель.
  7. Үш дайындалған қуат көзінің тақталары бір қатарға қосылып, бір жинақ ретінде жиналады.
  8. 220 В құрастырылған қондырғы генераторға қосылды, шығыс батареяны зарядтауға арналған контроллерге қосылған.

Бейне: жел генераторы үшін қозғалтқышты қалай түзетуге болады Ағымды арттыру үшін, параллель қосылған бірнеше жинақтарды пайдалануға болады.

Жеке үйдің немесе қала маңындағы ауданның әрбір иесі: ағаш бөшкелерді қалай жасауға, ағаштан жасалған қадамға, ағаш тақтайшаны қалай жылытуға, паллет дивандарын жасауға, креслоларды салуға, гаражда жертөле салуды, тандырды, ландшафты дизайн Каминді және өз қолыңызбен голландтық пешті қалай үйренуге пайдалы болады .

Корпустың және жүздерді жасау

Жел диірменін дайындаудағы келесі қадам жел генераторының элементтері орнатылған базаның құрастырылуы болып табылады.

  1. Негізі болат құбырлардан құрылымның түрінде дәнекерленген, оның бір жағы бифуркацияланып, көлденең элементтермен нығайтылған, екіншісі құрылғының құйрығын бекітуге арналған.
  2. Бифуркацияланған соң, генераторды орнату үшін 4 тесік бұрғыланды.
  3. Тірек негізіндегі бекітілген бұрылу бөлігі.
  4. Тірек тесікшелері бар фланец мойынтіректерге бекітіледі.
  5. Құйрық металл парақтан жасалған.
  6. Дизайн тазартылып, бояулы.
  7. Құйрық түсті.
  8. Корпустың корпусы жіңішке металл парақтан жасалған және боялған.
  9. Боялған элементтерді кептіргеннен кейін, негізде электр генераторы орнатылған, корпусы мен қалдықтары бекітілген.
  10. Пышақтар қозғалтқышқа трактор қозғалтқышының салқындату жүйесінен орнатылады.
  11. Араластырғыштар пышақтарға дәнекерленген (бұл жағдайда металл пышақтар).
Бейне: жел генераторларын қалай жасауға болады

Бұл маңызды! Жел генераторының тіреуінің биіктігі кемінде 6 метр болуы керек. Бұл іргетастың астына бетон төгіледі.

Өздеріңіз көріп отырғандай, өзіңіздің қолыңызбен жел турбинасын жинау оңай емес. Бұл электротехника мен электроникадағы белгілі бір дағдылар мен білімдерді талап етеді. Бірақ мұндай білімі бар адамдар үшін бұл тапсырма өте қабілетті. Сонымен қатар, үй жел турбинасы сатып алу дизайнынан әлдеқайда арзан болады.