Auswahl des richtigen Generators für eine Windmühle. So bauen Sie mit Ihren eigenen Händen einen Windgenerator für Ihr Zuhause zusammen. Windmühle zum Selbermachen aus einem Generator

Es ist schwer zu übersehen, wie sich die Stabilität der Stromversorgung vorstädtischer Einrichtungen von der Stromversorgung städtischer Gebäude und Unternehmen unterscheidet. Geben Sie zu, dass Sie als Eigentümer eines Privathauses oder Ferienhauses mehr als einmal mit Unterbrechungen, damit verbundenen Unannehmlichkeiten und Schäden an der Ausrüstung konfrontiert waren.

Die aufgeführten negativen Situationen und ihre Folgen werden das Leben von Naturraumliebhabern nicht länger erschweren. Darüber hinaus mit minimalem Arbeits- und Finanzaufwand. Dazu müssen Sie lediglich einen Windkraftgenerator bauen, den wir im Artikel ausführlich beschreiben.

Möglichkeiten zur Herstellung eines nützlichen Haushaltssystems, das die Energieabhängigkeit beseitigt, werden hier ausführlich beschrieben. Darüber hinaus trägt ein nach unseren Ratschlägen mit eigenen Händen gebauter Windgenerator dazu bei, die täglichen Kosten deutlich zu senken.

• Rechtmäßigkeit der Installation eines Windgenerators
• Das Funktionsprinzip einer Windkraftanlage
• Klassifizierung der Arten von Energieerzeugern
• Windelektrische Anlage vom Rotortyp
  • Anfangsphase der Installationsfertigung
  • Vor- und Nachteile des Rotationswindmühlenmodells
• Axiale Windkraftanlage mit Neodym-Magneten
  • Magnete verteilen und befestigen
  • Einphasen- und Dreiphasengeneratoren
  • Regeln zum Aufwickeln einer Rolle
  • Endmontage des Gerätes
• Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Rechtmäßigkeit der Installation eines Windgenerators

Alternative Energiequellen sind der Traum eines jeden Sommerbewohners oder Hausbesitzers, dessen Grundstück weit von zentralen Netzen entfernt liegt. Wenn wir jedoch Rechnungen für den in einer Stadtwohnung verbrauchten Strom erhalten und uns die erhöhten Tarife ansehen, wird uns klar, dass uns ein Windgenerator für den Eigenbedarf nicht schaden würde.

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie vielleicht Ihren Traum wahr werden lassen.

Windgenerator - perfekte Lösung eine vorstädtische Anlage mit Strom zu versorgen. Darüber hinaus ist in manchen Fällen die Installation die einzig mögliche Lösung.

Um kein Geld, Mühe und Zeit zu verschwenden, überlegen wir uns: Gibt es äußere Umstände, die uns beim Betrieb des Windgenerators behindern?

Um ein Sommerhaus oder ein kleines Häuschen mit Strom zu versorgen, reicht eine kleine Windkraftanlage mit einer Leistung von maximal 1 kW aus. Solche Geräte werden in Russland mit Haushaltsprodukten gleichgesetzt. Für ihre Installation sind keine Zertifikate, Genehmigungen oder zusätzliche Genehmigungen erforderlich.

Um die Machbarkeit der Installation eines Windgenerators zu ermitteln, muss das Windenergiepotenzial eines bestimmten Gebiets ermittelt werden (zum Vergrößern anklicken).

Die Produktion von Strom, der für die Deckung des eigenen Haushaltsbedarfs ausgegeben wird, wird nicht besteuert. Daher kann eine Windmühle mit geringer Leistung sicher installiert werden und damit kostenlosen Strom erzeugen, ohne Steuern an den Staat zu zahlen.

Für alle Fälle sollten Sie sich jedoch erkundigen, ob es örtliche Vorschriften zur individuellen Stromversorgung gibt, die zu Hindernissen bei der Installation und dem Betrieb dieses Geräts führen könnten.

Windgeneratoren, die die meisten Bedürfnisse eines durchschnittlichen Bauernhofs decken können, können selbst bei Nachbarn keine Beschwerden hervorrufen

Ihre Nachbarn können Ansprüche geltend machen, wenn ihnen durch den Betrieb der Windkraftanlage Unannehmlichkeiten entstehen. Vergessen Sie nicht, dass unsere Rechte dort enden, wo die Rechte anderer Menschen beginnen.

Daher müssen Sie beim Kauf oder bei der unabhängigen Herstellung eines Windgenerators für Ihr Zuhause ernsthaft auf die folgenden Parameter achten:

• Masthöhe. Bei der Montage eines Windgenerators müssen Sie die in vielen Ländern der Welt geltenden Beschränkungen hinsichtlich der Höhe einzelner Gebäude sowie des Standorts berücksichtigen eigenes Grundstück. Bitte beachten Sie, dass in der Nähe von Brücken, Flughäfen und Tunneln Bauwerke mit einer Höhe von mehr als 15 Metern verboten sind.
• Geräusche von Getriebe und Messern. Die Parameter des erzeugten Rauschens können mit eingestellt werden spezielles Gerät und dokumentieren Sie anschließend die Messergebnisse. Es ist wichtig, dass sie die festgelegten Lärmnormen nicht überschreiten.
• Störungen in der Luft. Idealerweise sollte beim Bau einer Windmühle ein Schutz vor TV-Störungen dort vorgesehen werden, wo Ihr Gerät solche Probleme verursachen kann.
• Ansprüche auf Umweltdienstleistungen. Diese Organisation kann Ihnen den Betrieb der Anlage nur dann verbieten, wenn dadurch der Zugvogelzug beeinträchtigt wird. Aber das ist unwahrscheinlich.

Wenn Sie ein Gerät selbst erstellen und installieren, lernen Sie diese Punkte kennen und achten Sie beim Kauf eines fertigen Produkts auf die Parameter im Reisepass. Es ist besser, sich im Voraus zu schützen, als sich später aufzuregen.

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Die Machbarkeit der Installation einer Windkraftanlage wird vor allem durch den ausreichend hohen und stabilen Winddruck in der Gegend begründet

Es ist eine ausreichend große Fläche erforderlich, deren Nutzfläche durch die Installation des Systems nicht wesentlich verringert wird

Aufgrund des Lärms, der mit dem Betrieb einer Windkraftanlage einhergeht, ist es ratsam, zwischen den Nachbarhäusern und der Anlage einen Abstand von mindestens 200 m einzuhalten

Ein überzeugendes Argument für die Installation einer Windkraftanlage sind die stetig steigenden Strompreise.

Die Installation eines Windgenerators ist nur in Gebieten möglich, in denen die Behörden die Nutzung grüner Energie nicht behindern, sondern vielmehr fördern

Wenn es in der Region, in der ein Minikraftwerk zur Verarbeitung von Windenergie gebaut wird, häufig zu Unterbrechungen kommt, minimiert die Installation die Unannehmlichkeiten

Der Eigentümer der Anlage muss darauf vorbereitet sein, dass Investitionen in fertiges Produkt Die Mittel werden sich nicht sofort auszahlen. Der wirtschaftliche Effekt kann sich in 10 – 15 Jahren bemerkbar machen

Wenn die Amortisation der Anlage nicht im letzten Moment erfolgt, sollten Sie über den Bau eines Minikraftwerks mit eigenen Händen nachdenken

Das Funktionsprinzip einer Windkraftanlage

Ein Windgenerator oder Windkraftwerk (WPP) ist ein Gerät, das dazu dient, die kinetische Energie der Windströmung in mechanische Energie umzuwandeln. Die dabei entstehende mechanische Energie dreht den Rotor und wird in die von uns benötigte elektrische Form umgewandelt.

Die Windkraftanlage umfasst:

• Flügel, die einen Propeller bilden,
• rotierender Turbinenrotor,
• die Generatorachse und der Generator selbst,
• ein Wechselrichter, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, der zum Laden von Batterien verwendet wird,
• Batterie.

Das Wesen von Windkraftanlagen ist einfach. Durch die Drehung des Rotors wird ein dreiphasiger Wechselstrom erzeugt, der dann durch die Steuerung fließt und die Batterie lädt Gleichstrom. Der Wechselrichter wandelt dann den Strom um, sodass er zum Betrieb von Lichtern, Radios, Fernsehern, Mikrowellen usw. verwendet werden kann.

Der detaillierte Entwurf eines Windgenerators mit horizontaler Rotationsachse ermöglicht es Ihnen, sich klar vorzustellen, welche Elemente zur Umwandlung kinetischer Energie in mechanische und dann in elektrische Energie beitragen

Dieses Diagramm des Betriebs einer Windkraftanlage ermöglicht es Ihnen zu verstehen, was mit dem Strom passiert, der durch den Betrieb des Windgenerators erzeugt wird: Ein Teil davon wird gespeichert, der andere wird verbraucht

Im Allgemeinen ist das Funktionsprinzip eines Windgenerators jeglicher Art und Bauart wie folgt: Während des Rotationsvorgangs treten drei Arten von Kraftwirkungen auf die Rotorblätter auf: Bremsen, Impuls und Heben. Die letzten beiden Kräfte überwinden die Bremskraft und setzen das Schwungrad in Bewegung. Auf dem stationären Teil des Generators erzeugt der Rotor ein Magnetfeld elektrischer Strom folgte den Drähten.

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Um einen Windenergiegenerator herzustellen, eignet sich ein Motor aus unnötigen Haushaltsgeräten. Je mehr Volt pro Umdrehung, desto effizienter ist das System.

Am Motorrotor ist eine Buchse angebracht, an der die Messer des Gerätes befestigt sind. Besser ist es, die Frontbaugruppe mit einer Schutzhülle abzudecken

Der vordere Teil mit Motor und Messern muss mit dem hinteren Teil im Gleichgewicht sein. Die Schulter des Schwanzes aus einem Rohr oder einer Latte sollte länger sein, an ihrer Kante ist ein beliebig geformter Schaft befestigt

Der Mast, auf dem das Windrad steht, muss über mindestens drei Stützen verfügen, die Struktur muss an eine Erdschleife angeschlossen sein und ein Blitzableiter muss installiert sein

Klassifizierung der Arten von Energieerzeugern

Es gibt mehrere Kriterien, nach denen Windkraftanlagen klassifiziert werden.

Windmühlen unterscheiden sich also in:

• Anzahl der Blätter im Propeller;
• Materialien zur Klingenherstellung;
• die Lage der Rotationsachse relativ zur Erdoberfläche;
• Steigungsmerkmal der Schraube.

Es gibt Modelle mit einer, zwei, drei Klingen und mehreren Klingen.

Produkte mit eine große Anzahl Schon bei leichtem Wind beginnen die Rotorblätter zu rotieren. Sie werden normalerweise bei solchen Arbeiten verwendet, wenn der Rotationsprozess selbst erfolgt wichtiger als Empfangen Elektrizität. Beispielsweise zur Wasserentnahme aus Tiefbrunnen.

Es stellt sich heraus, dass Windgeneratorblätter nicht nur aus harten Materialien, sondern auch aus erschwinglichem Stoff hergestellt werden können

Die Blätter können segelförmig oder starr sein. Segelprodukte sind viel günstiger als starre Produkte aus Metall oder Glasfaser. Aber sie müssen sehr oft repariert werden: Sie sind zerbrechlich.

Bezüglich der Lage der Rotationsachse relativ zur Erdoberfläche werden vertikale und horizontale Modelle unterschieden. Und in diesem Fall hat jede Sorte ihre eigenen Vorteile: Vertikale reagieren empfindlicher auf jeden Windhauch, horizontale dagegen sind kräftiger.

Windgeneratoren werden nach Stufencharakteristik in Modelle mit fester und variabler Steigung unterteilt.

Durch die variable Steigung können Sie die Rotationsgeschwindigkeit deutlich erhöhen, allerdings ist diese Anlage komplex und massiv aufgebaut. Windkraftanlagen mit fester Steigung sind einfacher und zuverlässiger.

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Nach der Demontage blieb von dem ziemlich beschädigten Autogenerator nur noch der Stator übrig, dessen Gehäuse separat geschweißt wurde

Um wiederherzustellen technische Eigenschaften Motor müssen 36 Statorspulen neu gewickelt werden. Zum Zurückspulen ist ein Draht mit einem Durchmesser von 0,56 mm erforderlich. Die Drehungen müssen in 35 Teilen erfolgen

Vor dem Anbringen der Rotorblätter muss der reparierte Motor zusammengebaut, mit Lack oder zumindest Epoxidharz beschichtet und die Oberfläche lackiert werden.

Die Drähte sind parallel geschaltet, drei Drähte werden zum Anschluss an die Stromquelle ausgegeben

Die Achse, die die Drehung gewährleisten soll, besteht aus dem Rohrbogen 15. An der Achse sind Lager angeschweißt, die durch das Rohrstück 52 hindurchgeschweißt sind

Das Endstück besteht aus verzinktem Stahlblech mit einer Stärke von 4 mm, ist an den Kanten gebogen und wird in die ausgewählte Nut der Schiene eingebaut

Die Klingen sind aus Polymer geschnitten Kanalrohr, mit Schrauben am Dreieck befestigt, das mit dem Motor verbunden ist

Aus Schrottteilen kann ein fast kostenloser Windgenerator hergestellt werden: ein Motor aus einem alten Auto und ein Stück Abwasserrohr.

Windelektrische Anlage vom Rotortyp

Lassen Sie uns herausfinden, wie Sie mit Ihren eigenen Händen eine einfache Windmühle mit vertikaler Drehachse vom Rotortyp herstellen.

Dieses Modell kann durchaus den Strombedarf decken Gartenhaus, diverse Nebengebäude, und auch im Dunkeln beleuchtet Ortsbereich und Gartenwege.

Die Rotorblätter dieser Rotoranlage mit vertikaler Drehachse bestehen offensichtlich aus Elementen, die aus einem Metallrohr geschnitten sind

Unser Ziel ist es, eine Windkraftanlage mit einer maximalen Leistung von 1,5 kW zu bauen. Dazu benötigen wir folgende Elemente und Materialien:

• 12-V-Autogenerator;
• 12 V Gel- oder Säurebatterie;
• halbhermetischer Schalter vom Typ „Knopf“ für 12 V;
• Konverter 700 W – 1500 W und 12V – 220V;
• ein Eimer, eine große Pfanne oder ein anderer geräumiger Behälter aus Edelstahl oder Aluminium;
• Warnlampenrelais für Autoladung oder Batterieladung;
• Autovoltmeter (Sie können jedes verwenden);
• Schrauben mit Muttern und Unterlegscheiben;
• Drähte mit einem Querschnitt von 4 mm² und 2,5 mm²;
• zwei Klammern zur Befestigung des Generators am Mast.

Für die Fertigstellung der Arbeiten benötigen wir eine Schleifmaschine oder Metallschere, einen Konstruktionsstift oder -marker, ein Maßband, Drahtschneider, eine Bohrmaschine, einen Bohrer, Schlüssel und einen Schraubendreher.

Anfangsphase der Installationsfertigung

Wir beginnen mit dem Bau einer selbstgebauten Windmühle, indem wir eine große nehmen Metallbehälter zylindrische Form. Üblicherweise wird hierfür altes kochendes Wasser, ein Eimer oder eine Pfanne verwendet. Dies wird die Basis für unsere zukünftigen Windkraftanlagen sein.

Bringen Sie mit einem Maßband und einem Baustift (Marker) Markierungen an: Teilen Sie unseren Behälter in vier gleiche Teile.

Bei Schnitten gemäß den im Text enthaltenen Anweisungen darf das Metall auf keinen Fall vollständig durchtrennt werden.

Das Metall muss geschnitten werden. Hierfür können Sie eine Mühle verwenden. Es eignet sich nicht zum Schneiden von Behältern aus verzinktem Stahl oder lackiertem Blech, da diese Metallart mit Sicherheit überhitzt.

In solchen Fällen ist es besser, eine Schere zu verwenden. Wir schneiden die Klingen aus, schneiden sie aber nicht ganz durch.

Während wir nun weiter am Tank arbeiten, werden wir die Generatorriemenscheibe umbauen.

Im Boden der Formpfanne und in der Riemenscheibe müssen Sie Löcher für die Schrauben markieren und bohren. Die Arbeiten in dieser Phase müssen mit größter Sorgfalt durchgeführt werden: Alle Löcher müssen symmetrisch angeordnet sein, damit beim Drehen der Installation kein Ungleichgewicht auftritt.

So sehen die Klingen einer anderen Bauart mit vertikaler Drehachse aus. Jede Klinge wird separat hergestellt und dann in ein gemeinsames Gerät montiert

Wir biegen die Klingen so, dass sie nicht zu sehr hervorstehen. Wenn wir diesen Teil der Arbeit ausführen, berücksichtigen wir unbedingt die Drehrichtung des Generators.

Normalerweise ist die Drehrichtung im Uhrzeigersinn. Der Biegewinkel der Klingen beeinflusst die Aufprallfläche Luftstrom und die Drehzahl des Propellers.

Jetzt müssen Sie einen Eimer mit für die Arbeit vorbereiteten Messern an der Riemenscheibe befestigen. Wir montieren den Generator am Mast und sichern ihn mit Klammern. Es müssen nur noch die Drähte angeschlossen und die Schaltung aufgebaut werden.

Bereiten Sie sich darauf vor, den Schaltplan, die Kabelfarben und die Pinmarkierungen aufzuschreiben. Du wirst es sicherlich später brauchen. Wir befestigen die Drähte am Mast des Geräts.

Zum Anschließen der Batterie müssen Kabel mit einem Querschnitt von 4 mm² verwendet werden. Es reicht aus, ein Stück von 1 Meter Länge zu nehmen. Das ist genug.

Und um eine Last an das Netzwerk anzuschließen, zu der beispielsweise Beleuchtung und Elektrogeräte gehören, reichen Leitungen mit einem Querschnitt von 2,5 mm² aus. Installieren Sie den Wechselrichter (Konverter). Hierfür benötigen Sie zusätzlich einen 4 mm² Draht.

Vor- und Nachteile des Rotationswindmühlenmodells

Wenn Sie alles sorgfältig und konsequent gemacht haben, wird dieser Windgenerator erfolgreich funktionieren. In diesem Fall treten während des Betriebs keine Probleme auf.

Wenn Sie einen 1000-W-Konverter und eine 75-A-Batterie verwenden, liefert diese Installation Strom für Videoüberwachungsgeräte, Sicherheitsalarme und sogar Straßenbeleuchtung.

Die Vorteile dieses Modells sind:

• wirtschaftlich;
• Elemente können leicht durch neue ersetzt oder repariert werden;
• Für den Betrieb sind keine besonderen Bedingungen erforderlich.
• zuverlässig im Betrieb;
• sorgt für umfassenden akustischen Komfort.

Es gibt auch Nachteile, aber nicht zu viele: Die Leistung dieses Geräts ist nicht sehr hoch und es ist stark von plötzlichen Windböen abhängig. Luftströmungen können einen improvisierten Propeller einfach zerstören.

Axiale Windkraftanlage mit Neodym-Magneten

Da Neodym-Magnete in Russland erst vor relativ kurzer Zeit auf den Markt kamen, begann man vor nicht allzu langer Zeit mit der Herstellung von Axialwindgeneratoren mit eisenfreien Statoren.

Das Aufkommen von Magneten löste einen Anstieg der Nachfrage aus, doch nach und nach wurde der Markt gesättigt und die Kosten für dieses Produkt begannen zu sinken. Es wurde Handwerkern zugänglich gemacht, die es sofort an ihre unterschiedlichen Bedürfnisse anpassten.

Eine axiale Windkraftanlage auf Neodym-Magneten mit horizontaler Drehachse ist eine komplexere Konstruktion, die nicht nur Geschick, sondern auch gewisse Kenntnisse erfordert

Wenn Sie eine Nabe von einem alten Auto mit Bremsscheiben haben, dann nehmen wir diese als Basis für den zukünftigen Axialgenerator.

Es wird davon ausgegangen, dass dieses Teil nicht neu ist, sondern bereits verwendet wurde. In diesem Fall ist es notwendig, das Gerät zu zerlegen, die Lager zu überprüfen und zu schmieren sowie Sedimentablagerungen und Rost gründlich zu entfernen. Vergessen Sie nicht, den fertigen Generator zu lackieren.

Die Nabe mit Bremsscheiben geht in der Regel als Bestandteil eines verschrotteten Altwagens an den Handwerker und bedarf daher einer gründlichen Reinigung

Magnete verteilen und befestigen

Neodym-Magnete müssen auf die Rotorscheiben geklebt werden. Für unsere Arbeit nehmen wir 20 Magnete 25x8mm. Selbstverständlich kann auch eine andere Polzahl verwendet werden, allerdings gilt es zu beachten Regeln befolgen: Die Anzahl der Magnete und Pole in einem Einphasengenerator sollte gleich sein, aber wenn es sich um ein Dreiphasenmodell handelt, sollte das Verhältnis von Polen zu Spulen 2/3 oder 4/3 betragen.

Beim Platzieren von Magneten wechseln sich die Pole ab. Es ist wichtig, keinen Fehler zu machen. Wenn Sie nicht sicher sind, ob Sie die Elemente richtig platzieren, erstellen Sie eine Hinweisvorlage oder wenden Sie die Sektoren direkt auf die Festplatte selbst an.

Wenn Sie die Wahl haben, kaufen Sie rechteckige statt runde Magnete. Bei rechteckigen Modellen ist das Magnetfeld über die gesamte Länge konzentriert, bei runden Modellen in der Mitte.

Gegenüberliegende Magnete müssen unterschiedliche Pole haben. Sie werden nichts verwechseln, wenn Sie sie mit einem Marker mit Minus- oder Pluszeichen markieren. Um die Pole zu bestimmen, nehmen Sie Magnete und bringen Sie sie nahe aneinander. Wenn sich die Oberflächen anziehen, markieren Sie sie mit einem Plus, wenn sie sich abstoßen, markieren Sie sie mit Minuspunkten. Beim Platzieren von Magneten auf Scheiben wechseln Sie die Pole.

Die Installation der Magnete erfolgt nach der Regel der Wechselpolitik, die Plastilinseiten befinden sich entlang des Außen- und Innenumfangs: Das Produkt ist bereit zum Befüllen mit Epoxidharz

Um den Magneten sicher zu befestigen, müssen Sie hochwertigen und möglichst starken Kleber verwenden.

Um die Zuverlässigkeit der Fixierung zu erhöhen, können Sie Epoxidharz verwenden. Es sollte wie in der Anleitung angegeben verdünnt und damit auf die Scheibe gefüllt werden. Das Harz sollte die gesamte Scheibe bedecken, aber nicht von ihr ablaufen. Sie können die Möglichkeit eines Tropfens verhindern, indem Sie die Scheibe mit Klebeband umwickeln oder provisorische Plastilin-Barrieren aus einem Polymerstreifen um den Umfang herum anbringen.

Einphasen- und Dreiphasengeneratoren

Wenn wir einphasige und dreiphasige Statoren vergleichen, ist letzterer besser. Ein einphasiger Generator vibriert, wenn er belastet wird. Die Ursache für Vibrationen ist der Unterschied in der Amplitude des Stroms, der aufgrund seiner inkonsistenten Leistung zu einem Zeitpunkt entsteht. Einen solchen Nachteil hat das Dreiphasenmodell nicht. Es zeichnet sich durch eine konstante Leistung aufgrund von Phasen aus, die sich gegenseitig kompensieren: Wenn der Strom in einer Phase zunimmt, nimmt er in der anderen ab.

Den Testergebnissen zufolge ist die Leistung des dreiphasigen Modells fast 50 % höher als die des einphasigen Modells. Ein weiterer Vorteil dieses Modells besteht darin, dass durch das Fehlen unnötiger Vibrationen der akustische Komfort bei Betrieb des Geräts unter Last steigt.

Das heißt, ein Drehstromgenerator brummt während seines Betriebs praktisch nicht. Wenn Vibrationen reduziert werden, erhöht sich logischerweise die Lebensdauer des Geräts.

Im Kampf zwischen dreiphasigen und einphasigen Geräten gewinnt ausnahmslos das dreiphasige Gerät, da es im Betrieb nicht so stark brummt und länger hält als das einphasige Gerät

Regeln zum Aufwickeln einer Rolle

Wenn Sie einen Spezialisten fragen, wird er Ihnen sagen, dass Sie vor dem Wickeln der Spulen eine sorgfältige Berechnung durchführen müssen. Ein Praktiker wird sich in dieser Angelegenheit auf seine Intuition verlassen.

Wir haben uns für einen Generator entschieden, der nicht sehr schnell war. Unser Ladevorgang für eine Zwölf-Volt-Batterie sollte bei 100-150 U/min beginnen. Solche Ausgangsdaten erfordern, dass die Gesamtzahl der Windungen aller Spulen 1000–1200 Stück beträgt. Wir müssen diese Zahl nur auf alle Spulen aufteilen und bestimmen, wie viele Windungen jede einzelne haben wird.

Eine Windmühle kann bei niedrigen Geschwindigkeiten leistungsstärker sein, wenn die Anzahl der Pole erhöht wird. Die Frequenz der Stromschwingungen in den Spulen nimmt zu. Wenn Sie zum Wickeln der Spulen einen Draht mit größerem Querschnitt verwenden, verringert sich der Widerstand und der Strom steigt. Vergessen Sie nicht, dass eine höhere Spannung aufgrund des Wicklungswiderstands Strom „fressen“ kann.

Der Wickelvorgang kann einfacher und effizienter gestaltet werden, wenn Sie hierfür eine spezielle Maschine verwenden.

Es ist überhaupt nicht notwendig, einen so routinemäßigen Vorgang wie das manuelle Wickeln von Spulen durchzuführen. Ein wenig Einfallsreichtum und eine hervorragende Maschine, die das Wickeln problemlos meistert, sind schon vorhanden

Die Leistungsmerkmale selbstgebauter Generatoren werden stark von der Dicke und Anzahl der Magnete beeinflusst, die sich auf den Scheiben befinden. Die Gesamtleistung kann berechnet werden, indem eine Spule gewickelt und dann in einem Generator gedreht wird. Die zukünftige Leistung des Generators wird durch Messung der Spannung bei bestimmten Drehzahlen ohne Last ermittelt.

Geben wir ein Beispiel. Bei einem Widerstand von 3 Ohm und 200 U/min kommen 30 Volt heraus. Zieht man von diesem Ergebnis 12 Volt Batteriespannung ab, erhält man 18 Volt. Teilen Sie dieses Ergebnis durch 3 Ohm und erhalten Sie 6 Ampere. Die Lautstärke beträgt 6 Ampere und geht an die Batterie. Natürlich haben wir bei der Berechnung die Verluste in den Drähten und auf der Diodenbrücke nicht berücksichtigt: Das tatsächliche Ergebnis wird geringer sein als das berechnete.

Normalerweise sind die Spulen rund. Wenn Sie sie jedoch etwas ausdehnen, erhalten Sie mehr Kupfer im Sektor und die Kurven werden gerader. Vergleicht man die Größe des Magneten und den Durchmesser des Innenlochs der Spulen, dann sollten diese zueinander passen, sonst kann die Größe des Magneten etwas kleiner ausfallen.

Fertige Spulen sollten in der Größe den Magneten entsprechen: Sie sollten etwas größer als die Magnete oder gleich groß wie diese sein

Die Dicke des von uns hergestellten Stators muss im richtigen Verhältnis zur Dicke der Magnete stehen. Wenn der Stator durch Erhöhen der Windungszahl der Spulen vergrößert wird, vergrößert sich der Zwischenscheibenraum und der magnetische Fluss nimmt ab. Das Ergebnis könnte so aussehen: Es wird die gleiche Spannung erzeugt, aber aufgrund des erhöhten Widerstands der Spulen erhalten wir weniger Strom.

Zur Herstellung der Statorform wird Sperrholz verwendet. Allerdings können Sektoren für Spulen auf Papier markiert werden, indem man Plastilin als Ränder verwendet.

Wenn Sie Glasfasergewebe auf die Spulen unten in der Form legen, erhöht sich die Festigkeit des Produkts. Vor der Anwendung Epoxidharz Sie müssen die Form mit Vaseline oder Wachs einfetten, damit das Harz nicht an der Form haften bleibt. Manche Leute verwenden Klebeband oder Film anstelle von Gleitmittel.

Die Spulen sind fest miteinander verbunden. In diesem Fall werden die Enden der Phasen herausgeführt. Die sechs herausgeführten Drähte sollten sternförmig oder dreieckig angeschlossen werden. Durch Drehen des zusammengebauten Generators von Hand wird dieser getestet. Bei einer Spannung von 40 V beträgt der Strom etwa 10 Ampere.

Endmontage des Gerätes

Die Länge des fertigen Mastes sollte etwa 6-12 Meter betragen. Bei solchen Parametern muss sein Sockel betoniert werden. Die Windmühle selbst wird oben am Mast befestigt. Um es im Pannenfall erreichen zu können, ist es notwendig, am Fuß des Mastes eine spezielle Halterung vorzusehen, die das Heben und Senken des Rohres mit einer Handwinde ermöglicht.

Der Mast mit dem daran befestigten Windgenerator ragt hoch in die Höhe, doch der umsichtige Handwerker baute eine spezielle Vorrichtung, die es ermöglicht, die Struktur bei Bedarf auf den Boden abzusenken

Um eine Schraube herzustellen, können Sie verwenden PVC Rohr Durchmesser 160 mm. Damit soll ein zwei Meter langer Propeller bestehend aus sechs Flügeln aus seiner Oberfläche geschnitten werden. Es ist besser, die Form der Klingen experimentell selbst zu entwickeln. Ziel ist es, das Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen zu erhöhen.

Der Propeller sollte vor übermäßiger Überlastung geschützt werden starker Wind. Um dieses Problem zu lösen, verwenden Sie einen Klappschwanz. Die erzeugte Energie wird in Batterien gespeichert.

Für die Aufmerksamkeit unserer Leser haben wir zwei Optionen für selbstgebaute 220-V-Windgeneratoren bereitgestellt, die Folgendes verwenden: erhöhte Aufmerksamkeit nicht nur Eigentümer von Landimmobilien, sondern auch normale Sommerbewohner.

Beide Windkraftanlagenmodelle sind auf ihre Art effektiv. Besonders gute Ergebnisse können diese Geräte in Steppengebieten mit häufigem und starkem Wind erzielen. Und es ist nicht so schwer, sie mit eigenen Händen zu bauen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Dieses Video zeigt ein Beispiel einer Windkraftanlage mit horizontaler Rotationsachse. Der Autor des Geräts erklärt ausführlich die Nuancen der von Hand gefertigten Gestaltung der Installation und macht das Publikum auf Fehler aufmerksam, die dabei gemacht werden können selbstgemacht Windgenerator, gibt praktische Ratschläge.

Bitte beachten Sie, dass es nicht so einfach ist, an das Gerät heranzukommen, wenn es auf eine angemessene Höhe angehoben ist. Die Neuinstallation einer solchen Windkraftanlage wird höchstwahrscheinlich problematisch sein. Daher ist die Faltkonstruktion des Mastes in diesem Fall keineswegs überflüssig.

Dieses Video zeigt eine rotierende Windmühle mit vertikaler Drehachse. Diese Installation ist niedrig angebracht, auf originelle Weise gefertigt und sehr empfindlich: Schon ein leichter Wind versetzt die Flügel des Geräts in Bewegung.

Wenn Sie in einer Gegend leben, in der Winde kein seltenes Phänomen sind, ist die Nutzung dieser speziellen alternativen Energiequelle möglicherweise die effektivste für Sie. Die oben genannten Beispiele selbstgebauter Windmühlen beweisen, dass es gar nicht so schwierig ist, sie mit eigenen Händen herzustellen. Windenergie ist eine öffentlich zugängliche und erneuerbare Ressource, die genutzt werden kann und sollte.

1. Grundlegendes Konzept
2. Welche Art von Generator benötigen Sie?
3. Je nach Wind auswählen
4. Über Sicherheit
5. Wind, Aerodynamik, KIEW
6. Was kann man von den Klassikern erwarten?
7. Vertikale
8. Lopastniki
9. Mini und Mikro
10. Segelboote
11. Selbstgebauter Generator
12. Abschluss

Russland nimmt hinsichtlich der Windenergieressourcen eine Doppelposition ein. Einerseits weht aufgrund der riesigen Gesamtfläche und der Fülle an Flachflächen in der Regel viel Wind, und zwar meist gleichmäßig. Andererseits sind unsere Winde überwiegend potenzialarm und langsam, siehe Abb. Drittens sind die Winde in dünn besiedelten Gebieten heftig. Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe, einen Windgenerator auf dem Bauernhof zu installieren, durchaus relevant. Aber um zu entscheiden - genug kaufen teures Gerät Ob Sie es selbst herstellen oder es selbst herstellen möchten, Sie müssen sorgfältig darüber nachdenken, welchen Typ (und davon gibt es viele) Sie für welchen Zweck auswählen.

Grundlegendes Konzept

1. KIEW – Windenergienutzungskoeffizient. Wird für die Berechnungen ein mechanistisches Flachwindmodell verwendet (siehe unten), entspricht es dem Wirkungsgrad des Rotors einer Windkraftanlage (WPU).
2. Effizienz – Gesamteffizienz der APU, vom entgegenkommenden Wind bis zu den Anschlüssen des Stromgenerators oder der in den Tank gepumpten Wassermenge.
3. Die minimale Betriebswindgeschwindigkeit (MRS) ist die Geschwindigkeit, bei der die Windkraftanlage beginnt, Strom an die Last zu liefern.
4. Die maximal zulässige Windgeschwindigkeit (MAS) ist die Geschwindigkeit, bei der die Energieproduktion stoppt: Die Automatisierung schaltet entweder den Generator ab oder steckt den Rotor in eine Wetterfahne oder faltet ihn zusammen und versteckt ihn oder der Rotor selbst stoppt oder die APU wird einfach zerstört.
5. Startwindgeschwindigkeit (SW) – bei dieser Geschwindigkeit kann sich der Rotor ohne Last drehen, hochdrehen und in den Betriebsmodus wechseln, wonach der Generator eingeschaltet werden kann.
6. Negative Startgeschwindigkeit (OSS) – das bedeutet, dass die APU (oder Windkraftanlage – Windkraftanlage oder WEA, Windkraftanlage) bei jeder Windgeschwindigkeit einen zwingenden Hochlauf von einer externen Energiequelle erfordert.
7. Das Startdrehmoment (Anfangsdrehmoment) ist die Fähigkeit eines Rotors, der im Luftstrom zwangsweise abgebremst wird, ein Drehmoment auf die Welle zu erzeugen.
8. Eine Windkraftanlage (WM) ist Teil der APU vom Rotor bis zur Welle des Generators oder der Pumpe oder eines anderen Energieverbrauchers.
9. Rotationswindgenerator – eine APU, bei der Windenergie an der Zapfwelle in Drehmoment umgewandelt wird, indem der Rotor im Luftstrom rotiert.
10. Der Bereich der Rotorbetriebsgeschwindigkeiten ist der Unterschied zwischen MMF und MRS bei Betrieb mit Nennlast.
11. Langsamlaufende Windmühle – dabei übersteigt die lineare Geschwindigkeit der Rotorteile in der Strömung die Windgeschwindigkeit nicht wesentlich oder liegt darunter. Der dynamische Druck der Strömung wird direkt in Schaufelschub umgewandelt.
12. Hochgeschwindigkeitswindmühle – die lineare Geschwindigkeit der Rotorblätter ist deutlich (bis zum 20-fachen oder mehr) höher als die Windgeschwindigkeit, und der Rotor bildet seine eigene Luftzirkulation. Der Zyklus der Umwandlung von Strömungsenergie in Schub ist komplex.

Anmerkungen:

1. APUs mit niedriger Drehzahl haben in der Regel einen niedrigeren KIEV als APUs mit hoher Drehzahl, verfügen aber über ein Startdrehmoment, das ausreicht, um den Generator hochzudrehen, ohne die Last abzuschalten, und einen TAC von Null, d. h. Absolut selbststartend und bei leichtem Wind einsetzbar.
2. Langsamkeit und Geschwindigkeit sind relative Konzepte. Eine Haushaltswindmühle mit 300 U/min kann eine langsame, aber leistungsstarke APU vom Typ EuroWind sein, aus der die Felder von Windkraftanlagen und Windparks zusammengesetzt werden (siehe Abbildung) und deren Rotoren etwa 10 U/min machen, sind schnell, Weil Bei einem solchen Durchmesser sind die lineare Geschwindigkeit der Rotorblätter und ihre Aerodynamik über den größten Teil der Spannweite ziemlich „flugzeugähnlich“, siehe unten.

Welche Art von Generator benötigen Sie?

Ein elektrischer Generator für eine heimische Windmühle muss über einen weiten Drehzahlbereich Strom erzeugen und ohne Automatisierung oder externe Stromquellen selbstständig starten können. Bei der Verwendung von APU mit OSS (Spin-up-Windkraftanlagen), die in der Regel einen hohen KIEV und Wirkungsgrad aufweisen, muss diese auch reversibel sein, d. h. als Motor arbeiten können. Bei Leistungen bis 5 kW erfüllen elektrische Maschinen mit Permanentmagneten auf Niobbasis (Supermagnete) diese Bedingung; Bei Stahl- oder Ferritmagneten können Sie mit nicht mehr als 0,5-0,7 kW rechnen.

Notiz: Völlig ungeeignet sind asynchrone Wechselstromgeneratoren oder Kollektorgeneratoren mit nicht magnetisiertem Stator. Wenn die Windstärke nachlässt, „erlöschen“ sie, lange bevor die Geschwindigkeit auf MPC sinkt, und starten dann nicht von selbst.

Das hervorragende „Herz“ der APU mit einer Leistung von 0,3 bis 1-2 kW wird aus einem Wechselstrom-Selbstgenerator mit eingebautem Gleichrichter gewonnen; Das ist mittlerweile die Mehrheit. Erstens halten sie eine Ausgangsspannung von 11,6-14,7 V über einen ziemlich großen Drehzahlbereich ohne externe elektronische Stabilisatoren aufrecht. Zweitens öffnen sich die Siliziumventile, wenn die Spannung an der Wicklung etwa 1,4 V erreicht und der Generator davor die Last „nicht sieht“. Dazu muss der Generator recht ordentlich hochgedreht werden.

In den meisten Fällen kann ein Selbstgenerator direkt, ohne Zahnrad- oder Riemenantrieb, an die Welle eines schnelllaufenden Hochdruckmotors angeschlossen werden, wobei die Geschwindigkeit durch Auswahl der Anzahl der Schaufeln eingestellt wird, siehe unten. „Hochgeschwindigkeitszüge“ haben ein geringes oder gar kein Anlaufdrehmoment, aber der Rotor hat auch ohne Abschalten der Last Zeit, sich ausreichend zu drehen, bevor die Ventile öffnen und der Generator Strom erzeugt.

Je nach Wind auswählen

Bevor wir uns für den Bau eines Windgenerators entscheiden, sollten wir uns über die lokale Klimasituation informieren. In grau-grünlich In (windstillen) Gebieten der Windkarte ist nur eine Segelwindmaschine von Nutzen(Wir werden später darüber sprechen). Wenn Sie eine konstante Stromversorgung benötigen, müssen Sie einen Booster (Gleichrichter mit Spannungsstabilisator), ein Ladegerät, eine leistungsstarke Batterie und einen Wechselrichter von 12/24/36/48 V DC auf 220/380 V 50 Hz AC hinzufügen. Eine solche Anlage wird nicht weniger als 20.000 US-Dollar kosten, und es ist unwahrscheinlich, dass es möglich sein wird, langfristig eine Leistung von mehr als 3-4 kW abzunehmen. Im Allgemeinen ist es bei einem ungebrochenen Wunsch nach alternativer Energie besser, nach einer anderen Quelle zu suchen.

An gelbgrünen, windschwachen Orten mit einem Strombedarf von bis zu 2-3 kW können Sie selbst eine langsame Variante in Angriff nehmen Vertikaler Windgenerator . Es wurden unzählige davon entwickelt, und es gibt Designs, die in Bezug auf KIEV und Effizienz fast so gut sind wie industriell gefertigte „Blade Blades“.

Wenn Sie planen, eine Windkraftanlage für Ihr Zuhause zu kaufen, dann ist es besser, sich auf eine Windkraftanlage mit Segelrotor zu konzentrieren. Es gibt viele Kontroversen und theoretisch ist noch nicht alles klar, aber sie funktionieren. In der Russischen Föderation werden in Taganrog „Segelboote“ mit einer Leistung von 1-100 kW hergestellt.

In roten, windigen Regionen hängt die Wahl von der benötigten Leistung ab. Im Bereich von 0,5 bis 1,5 kW sind selbstgebaute „Vertikale“ gerechtfertigt; 1,5-5 kW – gekaufte „Segelboote“. „Vertical“ kann ebenfalls erworben werden, kostet aber mehr als eine horizontale APU. Und schließlich, wenn Sie eine Windkraftanlage mit einer Leistung von 5 kW oder mehr benötigen, müssen Sie zwischen horizontal gekauften „Blättern“ oder „Segelbooten“ wählen.

Notiz: Viele Hersteller, insbesondere der zweiten Reihe, bieten Teilesätze an, aus denen Sie einen Windgenerator mit einer Leistung von bis zu 10 kW selbst zusammenbauen können. Ein solcher Bausatz kostet 20-50 % weniger als ein fertiger Bausatz mit Einbau. Vor dem Kauf müssen Sie jedoch die Aerologie des vorgesehenen Installationsorts sorgfältig studieren und ihn dann entsprechend den Spezifikationen auswählen geeigneter Typ und Modell.

Über Sicherheit

Teile einer Windkraftanlage für den Hausgebrauch können im Betrieb eine lineare Geschwindigkeit von mehr als 120 und sogar 150 m/s haben, und ein Teil davon kann beliebig sein hartes Material Mit einem Gewicht von 20 g und einer Geschwindigkeit von 100 m/s tötet es bei einem „erfolgreichen“ Treffer einen gesunden Menschen völlig. Eine 2 mm dicke Stahl- oder Hartplastikplatte, die sich mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s bewegt, schneidet es in zwei Hälften.

Zudem sind die meisten Windkraftanlagen mit einer Leistung von mehr als 100 W recht laut. Viele erzeugen Luftdruckschwankungen mit extrem niedrigen Frequenzen (weniger als 16 Hz) – Infraschall. Infraschall ist zwar nicht hörbar, aber gesundheitsschädlich und weit verbreitet.

Notiz: Ende der 80er Jahre kam es in den USA zu einem Skandal – der damals größte Windpark des Landes musste geschlossen werden. Indianer aus einem Reservat 200 km vom Feld des Windparks entfernt bewiesen vor Gericht, dass ihre Gesundheitsstörungen, die nach der Inbetriebnahme des Windparks stark zunahmen, durch dessen Infraschall verursacht wurden.

Aus den oben genannten Gründen ist die Installation von APUs in einem Abstand von mindestens 5 ihrer Höhe von den nächstgelegenen Wohngebäuden zulässig. In den Innenhöfen privater Haushalte besteht die Möglichkeit, industriell gefertigte Windräder mit entsprechender Zertifizierung aufzustellen. Es ist grundsätzlich nicht möglich, APUs auf Dächern zu installieren – während ihres Betriebs treten auch bei geringer Leistung mechanische Wechselbelastungen auf, die zu Resonanzen der Gebäudestruktur und deren Zerstörung führen können.

Schukowskis Idee war folgende: Die Luft bewegt sich entlang der Ober- und Unterseite des Flügels auf einem anderen Weg. Aus der Bedingung der Kontinuität des Mediums (Vakuumblasen selbst bilden sich nicht in der Luft) folgt, dass die Geschwindigkeiten der oberen und unteren Strömungen, die von der Hinterkante absteigen, unterschiedlich sein sollten. Aufgrund der kleinen, aber endlichen Viskosität der Luft sollte sich dort aufgrund der Geschwindigkeitsunterschiede ein Wirbel bilden.

Der Wirbel dreht sich, und der Impulserhaltungssatz gilt, ebenso unveränderlich wie der Energieerhaltungssatz, auch für Vektorgrößen, d. h. Dabei ist auch die Bewegungsrichtung zu berücksichtigen. Deshalb sollte sich genau dort, an der Hinterkante, ein gegenläufiger Wirbel mit dem gleichen Drehmoment bilden. Wegen was? Aufgrund der vom Motor erzeugten Energie.

Für die Luftfahrtpraxis bedeutete dies eine Revolution: Durch die Wahl des passenden Flügelprofils war es möglich, einen angebrachten Wirbel in Form einer Zirkulation G um den Flügel zu schicken und so dessen Auftrieb zu erhöhen. Das heißt, indem Sie einen Teil der Motorleistung und bei hohen Geschwindigkeiten und Belastungen den größten Teil der Motorleistung aufwenden, können Sie einen Luftstrom um das Gerät erzeugen und so bessere Flugeigenschaften erzielen.

Dies machte die Luftfahrt zur Luftfahrt und nicht mehr zu einem Teil der Luftfahrt: Jetzt konnte sich das Flugzeug die für den Flug notwendige Umgebung selbst schaffen und war nicht länger ein Spielzeug der Luftströmungen. Alles, was Sie brauchen, ist ein leistungsstärkerer Motor, und zwar immer leistungsstärker...

Wieder Kiew

Aber die Windmühle hat keinen Motor. Im Gegenteil, es muss Energie aus dem Wind aufnehmen und an die Verbraucher weitergeben. Und hier stellt sich heraus: Seine Beine wurden ausgezogen, sein Schwanz blieb stecken. Wir haben zu wenig Windenergie für die Eigenzirkulation des Rotors verbraucht – er wird schwach sein, der Schub der Rotorblätter wird gering sein und der KIEV und die Leistung werden gering sein. Wir werden viel für die Zirkulation geben – der Rotor wird eingeschaltet sein Leerlauf dreht sich wie verrückt, aber die Verbraucher bekommen wieder wenig: Sie haben die Last kaum aufgebracht, der Rotor wurde langsamer, der Wind blies die Zirkulation weg und der Rotor blieb stehen.

Gesetz der Energieeinsparung“ goldene Mitte" gibt genau in der Mitte: Wir geben 50 % der Energie an die Last ab und für die restlichen 50 % drehen wir den Durchfluss auf das Optimum hoch. Die Praxis bestätigt die Annahmen: Wenn der Wirkungsgrad eines guten Zugpropellers 75–80 % beträgt, dann erreicht der Wirkungsgrad eines ebenfalls sorgfältig berechneten und im Windkanal geblasenen Blattrotors 38–40 %, d. h. bis zur Hälfte dessen, was mit überschüssiger Energie erreicht werden kann.

Modernität

Heutzutage bewegt sich die Aerodynamik, ausgestattet mit moderner Mathematik und Computern, zunehmend weg von der zwangsläufigen Vereinfachung von Modellen hin zu einer genauen Beschreibung des Verhaltens eines realen Körpers in einer realen Strömung. Und hier zusätzlich zur allgemeinen Linie: Macht, Macht und noch einmal Macht! – Nebenpfade werden entdeckt, sind aber gerade dann vielversprechend, wenn die in das System eintretende Energiemenge begrenzt ist.

Der berühmte alternative Flieger Paul McCready schuf bereits in den 80er Jahren ein Flugzeug mit zwei Kettensägenmotoren und einer Leistung von 16 PS. Zeigt 360 km/h an. Darüber hinaus war das Fahrgestell ein Dreiradfahrwerk, nicht einziehbar, und die Räder waren ohne Verkleidung. Keines von McCreadys Geräten ging online oder ging in den Kampfeinsatz, aber zwei – eines mit Kolbenmotoren und Propellern und das andere ein Jet – flogen zum ersten Mal in der Geschichte um den Globus, ohne an derselben Tankstelle zu landen.

Die Entwicklung der Theorie wirkte sich auch erheblich auf die Segel aus, aus denen der ursprüngliche Flügel entstand. „Live“-Aerodynamik ermöglichte den Einsatz der Yachten bei Windgeschwindigkeiten von 8 Knoten. auf Tragflügelbooten stehen (siehe Abbildung); Um ein solches Monster mit einem Propeller auf die erforderliche Geschwindigkeit zu beschleunigen, ist ein Motor mit mindestens 100 PS erforderlich. Rennkatamarane fahren bei gleichem Wind mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 Knoten. (55 km/h).

Es gibt auch Funde, die völlig nicht trivial sind. Fans der seltensten und extremsten Sportart – Basejumping – fliegen in einem speziellen Wingsuit, dem Wingsuit, ohne Motor, manövrieren mit einer Geschwindigkeit von mehr als 200 km/h (Bild rechts) und landen dann sanft in einem Pre -ausgewählter Ort. In welchem ​​Märchen fliegen Menschen alleine?

Auch viele Naturrätsel wurden gelöst; insbesondere der Flug eines Käfers. Nach der klassischen Aerodynamik ist es nicht flugfähig. Ebenso wie der Begründer des Stealth-Flugzeugs ist auch die F-117 mit ihrem rautenförmigen Flügel nicht in der Lage, abzuheben. Und die MIG-29 und Su-27, die eine Zeit lang mit dem Heck voran fliegen können, passen überhaupt nicht in jede Idee.

Und warum muss man dann bei der Arbeit an Windkraftanlagen, die keine lustige Sache sind und kein Werkzeug zur Zerstörung ihresgleichen, sondern eine Quelle einer lebenswichtigen Ressource darstellen, von der Theorie der schwachen Strömungen mit ihrem Modell des flachen Windes abrücken? Gibt es wirklich keine Möglichkeit, voranzukommen?

Was kann man von den Klassikern erwarten?

Allerdings sollte man auf keinen Fall auf die Klassiker verzichten. Es stellt ein Fundament dar, ohne das man nicht höher aufsteigen kann, ohne sich darauf zu verlassen. Genauso wie die Mengenlehre das Einmaleins nicht abschafft und die Quantenchromodynamik keine Äpfel vom Baum fliegen lässt.

Was können Sie also vom klassischen Ansatz erwarten? Schauen wir uns das Bild an. Auf der linken Seite sind Rotortypen aufgeführt; sie werden bedingt dargestellt. 1 – vertikales Karussell, 2 – vertikales Orthogonal (Windkraftanlage); 2-5 – Blattrotoren mit unterschiedlicher Blattanzahl und optimierten Profilen.

Auf der rechten Seite der horizontalen Achse ist die Relativgeschwindigkeit des Rotors angegeben, also das Verhältnis der linearen Geschwindigkeit des Rotorblatts zur Windgeschwindigkeit. Vertikal nach oben - KIEW. Und nach unten – wieder relatives Drehmoment. Als einzelnes (100 %) Drehmoment gilt dasjenige, das von einem in der Strömung mit 100 % KIEV zwangsweise abgebremsten Rotor erzeugt wird, d.h. wenn die gesamte Strömungsenergie in rotierende Kraft umgewandelt wird.

Dieser Ansatz ermöglicht es uns, weitreichende Schlussfolgerungen zu ziehen. Beispielsweise muss die Anzahl der Flügel nicht nur und nicht so sehr nach der gewünschten Rotationsgeschwindigkeit ausgewählt werden: 3- und 4-Blätter verlieren sofort viel an KIEV und Drehmoment im Vergleich zu 2- und 6-Blättern, die gut funktionieren im ungefähr gleichen Geschwindigkeitsbereich. Und das äußerlich ähnliche Karussell und Orthogonal haben grundsätzlich unterschiedliche Eigenschaften.

Im Allgemeinen sollte Rotoren mit Rotorblättern der Vorzug gegeben werden, außer in Fällen, in denen extrem niedrige Kosten, Einfachheit, wartungsfreier Selbststart ohne Automatisierung erforderlich sind und ein Anheben auf einen Mast nicht möglich ist.

Notiz: Sprechen wir speziell über Segelrotoren – die scheinen nicht zu den Klassikern zu passen.

Vertikale

APUs mit vertikaler Drehachse haben für den Alltag einen unbestreitbaren Vorteil: Ihre wartungsbedürftigen Komponenten sind unten konzentriert und ein Anheben ist nicht erforderlich. Es bleibt, und auch dann nicht immer, ein selbstausrichtendes Axiallager, aber es ist robust und langlebig. Daher sollte beim Entwurf eines einfachen Windgenerators die Auswahl der Optionen mit der Vertikalen beginnen. Ihre Haupttypen sind in Abb. dargestellt.

Sonne

In der ersten Position befindet sich der einfachste Rotor, der am häufigsten als Savonius-Rotor bezeichnet wird. Tatsächlich wurde es 1924 in der UdSSR von J. A. und A. A. Voronin erfunden, und der finnische Industrielle Sigurd Savonius machte sich die Erfindung schamlos zu eigen, ignorierte das sowjetische Urheberrechtszertifikat und begann mit der Serienproduktion. Aber die Einführung einer Erfindung in der Zukunft bedeutet viel. Um die Vergangenheit nicht aufzuwühlen und die Asche des Verstorbenen nicht zu stören, nennen wir diese Windmühle einen Voronin-Savonius-Rotor, oder kurz VS.

Das Flugzeug ist gut für den Heimwerker, mit Ausnahme der „Lokomotive“ KIEV mit 10-18%. In der UdSSR wurde jedoch viel daran gearbeitet, und es gibt Entwicklungen. Im Folgenden werden wir uns ein verbessertes Design ansehen, das nicht viel komplexer ist, aber laut Kiew den Bladern einen Vorsprung verschafft.

Hinweis: Das Zweiblattflugzeug dreht sich nicht, sondern zuckt ruckartig; Der 4-Blatt ist nur geringfügig geschmeidiger, verliert aber in KIEV deutlich. Zur Verbesserung werden 4-Trog-Schilde meist in zwei Etagen unterteilt – ein Paar Schaufeln darunter und ein weiteres Paar, horizontal um 90 Grad gedreht, darüber. KIEV bleibt erhalten, und die seitlichen Belastungen der Mechanik werden schwächer, aber die Biegebelastungen nehmen etwas zu, und bei einem Wind von mehr als 25 m/s steht eine solche APU auf der Welle, d.h. Ohne ein durch Kabel über dem Rotor gespanntes Lager reißt es „den Turm ein“.

Daria

Als nächstes kommt der Daria-Rotor; KIEW – bis zu 20 %. Es geht noch einfacher: Die Lamellen bestehen aus einem einfachen elastischen Band ohne jegliches Profil. Die Theorie des Darrieus-Rotors ist noch nicht ausreichend entwickelt. Es ist nur klar, dass es aufgrund des Unterschieds im aerodynamischen Widerstand des Buckels und der Bandtasche beginnt, sich abzuwickeln, und dann eine Art Hochgeschwindigkeit annimmt und einen eigenen Kreislauf bildet.

Das Drehmoment ist gering und in den Ausgangspositionen des Rotors parallel und senkrecht zum Wind fehlt es vollständig, sodass ein Selbstdrehen nur bei einer ungeraden Anzahl von Blättern (Flügeln?) möglich ist. In jedem Fall erfolgt die Belastung durch den Generator muss während des Hochfahrens getrennt werden.

Der Daria-Rotor hat zwei weitere schlechte Eigenschaften. Erstens beschreibt der Schubvektor des Blattes beim Drehen eine vollständige Drehung relativ zu seinem aerodynamischen Schwerpunkt, und zwar nicht gleichmäßig, sondern ruckartig. Daher versagt die Mechanik des Darrieus-Rotors auch bei stetigem Wind schnell.

Zweitens macht Daria nicht nur Lärm, sondern schreit und quietscht, bis das Band reißt. Dies geschieht aufgrund seiner Vibration. Und je mehr Klingen, desto stärker das Brüllen. Wenn sie also eine Daria herstellen, dann mit zwei Blättern aus teuren, hochfesten schallabsorbierenden Materialien (Carbon, Mylar), und in der Mitte der Maststange wird ein kleines Flugzeug zum Drehen verwendet.

Senkrecht

Am Pos. 3 – orthogonal vertikaler Rotor mit profilierten Schneiden. Orthogonal, weil die Flügel vertikal abstehen. Der Übergang von BC zu Orthogonal ist in Abb. dargestellt. links.

Der Installationswinkel der Blätter relativ zur Tangente an den Kreis, der die aerodynamischen Schwerpunkte der Flügel berührt, kann je nach Windstärke entweder positiv (in der Abbildung) oder negativ sein. Manchmal werden die Rotorblätter in Rotation versetzt und Wetterfahnen darauf angebracht, die automatisch das „Alpha“ halten, aber solche Strukturen brechen oft.

Mit dem zentralen Körper (blau in der Abbildung) können Sie den KIEV auf fast 50 % erhöhen. In einem orthogonalen Dreiblatt sollte er im Querschnitt die Form eines Dreiecks mit leicht konvexen Seiten und abgerundeten Ecken haben und mit a Bei größerer Messeranzahl genügt ein einfacher Zylinder. Aber die Theorie für das Orthogonale gibt eine eindeutig optimale Anzahl von Schaufeln an: Es sollten genau 3 davon sein.

Orthogonal bezieht sich auf Hochgeschwindigkeits-Windkraftanlagen mit OSS, d. h. erfordert unbedingt eine Förderung während der Inbetriebnahme und nach Ruhe. Nach dem orthogonalen Schema werden serienmäßig wartungsfreie APUs mit einer Leistung von bis zu 20 kW hergestellt.

Helikoid

Der helikoidale Rotor oder Gorlov-Rotor (Punkt 4) ist eine Art Orthogonalrotor, der eine gleichmäßige Rotation gewährleistet; Ein Orthogonalflugzeug mit geraden Flügeln „reißt“ nur geringfügig schwächer als ein zweiflügeliges Flugzeug. Durch das Biegen der Rotorblätter entlang eines Helikoids können CIEV-Verluste aufgrund ihrer Krümmung vermieden werden. Obwohl die gebogene Schaufel einen Teil des Flusses abweist, ohne ihn zu nutzen, schöpft sie auch einen Teil in die Zone der höchsten linearen Geschwindigkeit und gleicht so Verluste aus. Helikoide werden seltener eingesetzt als andere Windkraftanlagen, weil Aufgrund der Komplexität der Herstellung sind sie teurer als ihre gleichwertigen Pendants.

Fassharken

Für 5 Pos. – Rotor vom Typ BC, umgeben von einer Leitschaufel; sein Diagramm ist in Abb. dargestellt. rechts. Es kommt selten in industriellen Anwendungen vor, weil Der teure Landerwerb kompensiert die Kapazitätssteigerung nicht, der Materialverbrauch und die Komplexität der Produktion sind hoch. Aber ein Heimwerker, der Angst vor der Arbeit hat, ist kein Meister mehr, sondern ein Verbraucher, und wenn Sie nicht mehr als 0,5-1,5 kW benötigen, ist ein „Fassharken“ für ihn ein Leckerbissen:

• Ein solcher Rotor ist absolut sicher, geräuschlos, erzeugt keine Vibrationen und kann überall installiert werden, sogar auf einem Spielplatz.
• Einen verzinkten „Trog“ zu biegen und einen Rahmen aus Rohren zu schweißen, ist Unsinn.
• Die Rotation ist absolut gleichmäßig, mechanische Teile können vom billigsten oder aus dem Müll genommen werden.
• Keine Angst vor Hurrikanen – ein zu starker Wind kann nicht in das „Fass“ eindringen; Um ihn herum entsteht ein stromlinienförmiger Wirbelkokon (diesem Effekt werden wir später noch begegnen).
• Und das Wichtigste ist, dass, da die Oberfläche des „Fasses“ um ein Vielfaches größer ist als die des Rotors im Inneren, der KIEV über der Einheit liegen kann und das Rotationsmoment bereits bei 3 m/s für ein „Fass“ liegt Der Durchmesser von drei Metern ist so groß, dass ein 1-kW-Generator mit einer maximalen Last von 1,5 m ist. Man sagt, es sei besser, nicht zu zucken.

Video: Lenz Windgenerator

In den 60er Jahren patentierte E. S. Biryukov in der UdSSR eine Karussell-APU mit einem Kiew von 46 %. Wenig später erreichte V. Blinov mit einem Entwurf, der auf dem gleichen Prinzip basierte, 58 % KIEV, es liegen jedoch keine Daten zu seinen Tests vor. Und umfassende Tests der APU von Biryukov wurden von Mitarbeitern der Zeitschrift „Inventor and Innovator“ durchgeführt. Ein zweistöckiger Rotor mit einem Durchmesser von 0,75 m und einer Höhe von 2 m drehte sich bei frischem Wind mit voller Leistung Asynchrongenerator 1,2 kW und überstand 30 m/s ohne Ausfall. Zeichnungen von Biryukovs APU sind in Abb. dargestellt.

1. Rotor aus verzinktem Dach;
2. selbstausrichtendes zweireihiges Kugellager;
3. Wanten – 5 mm Stahlseil;
4. Achswelle – Stahlrohr mit einer Wandstärke von 1,5-2,5 mm;
5. aerodynamische Geschwindigkeitsregelhebel;
6. Geschwindigkeitsregelblätter – 3-4 mm Sperrholz oder Kunststoffplatte;
7. Geschwindigkeitsregelstangen;
8. Last des Drehzahlreglers, sein Gewicht bestimmt die Drehzahl;
9. Antriebsriemenscheibe – ein Fahrradrad ohne Reifen mit Schlauch;
10. Drucklager - Drucklager;
11. angetriebene Riemenscheibe – Standard-Generatorriemenscheibe;
12. Generator.

Biryukov erhielt mehrere Urheberrechtszertifikate für seine Streitkräfte. Achten Sie zunächst auf den Schnitt des Rotors. Beim Beschleunigen funktioniert es wie ein Flugzeug und erzeugt ein großes Startdrehmoment. Während es sich dreht, entsteht in den Außentaschen der Schaufeln ein Wirbelkissen. Aus der Sicht des Windes werden die Rotorblätter profiliert und der Rotor wird zu einem Hochgeschwindigkeits-Orthogonal, wobei sich das virtuelle Profil entsprechend der Windstärke ändert.

Zweitens fungiert der profilierte Kanal zwischen den Schaufeln als zentraler Körper im Betriebsgeschwindigkeitsbereich. Nimmt der Wind zu, entsteht auch darin ein Wirbelkissen, das über den Rotor hinausreicht. Es entsteht der gleiche Wirbelkokon wie um die APU mit Leitschaufel. Die Energie für seine Entstehung wird dem Wind entnommen und reicht nicht mehr aus, um die Windmühle zu zerstören.

Drittens ist der Drehzahlregler in erster Linie für die Turbine gedacht. Es hält seine Geschwindigkeit aus Kiew-Sicht optimal. Und die optimale Generatordrehzahl wird durch die Wahl des mechanischen Übersetzungsverhältnisses gewährleistet.

Hinweis: Nach Veröffentlichungen im IR für 1965 geriet Biryukova bei den Streitkräften der Ukraine in Vergessenheit. Der Autor erhielt nie eine Antwort von den Behörden. Das Schicksal vieler sowjetischer Erfindungen. Sie sagen, dass einige Japaner Milliardäre wurden, indem sie regelmäßig sowjetische populärtechnische Zeitschriften lasen und alles patentieren ließen, was Aufmerksamkeit verdiente.

Lopastniki

Den Klassikern zufolge ist ein horizontaler Windgenerator mit einem Blattrotor der beste. Aber erstens braucht es einen stabilen Wind von mindestens mittlerer Stärke. Zweitens ist das Design für den Heimwerker mit vielen Fallstricken behaftet, weshalb das Ergebnis langer harter Arbeit darin liegt Best-Case-Szenario beleuchtet die Toilette, den Flur oder die Veranda, oder es stellt sich sogar heraus, dass sie nur für sich selbst werben kann.

Gemäß den Diagrammen in Abb. Lass uns genauer hinschauen; Positionen:

• Feige. A:

1. Rotorblätter;
2. Generator;
3. Generatorrahmen;
4. schützende Wetterfahne (Hurrikanschaufel);
5. Stromabnehmer;
6. Chassis;
7. Schwenkeinheit;
8. funktionierende Wetterfahne;
9. Mast;
10. Klemme für die Wanten.

• Feige. B, Draufsicht:

1. schützende Wetterfahne;
2. funktionierende Wetterfahne;
3. Federspannungsregler für schützende Wetterfahnen.

• Feige. G, Stromabnehmer:

1. Kollektor mit durchgehenden Kupfer-Ringsammelschienen;
2. Federbelastete Kupfer-Graphit-Bürsten.

Notiz: Ein Hurrikanschutz für ein horizontales Blatt mit einem Durchmesser von mehr als 1 m ist unbedingt erforderlich, weil er ist nicht in der Lage, einen Wirbelkokon um sich herum zu erschaffen. Bei kleineren Größen ist es möglich, mit Propylenblättern eine Rotorlebensdauer von bis zu 30 m/s zu erreichen.

Wo stolpern wir also?

Klingen

Erwarten Sie eine Leistung an der Generatorwelle von mehr als 150–200 W bei Rotorblättern jeder Größe, die aus dickwandigen Rotorblättern geschnitten sind Kunststoffrohr sind, wie oft gesagt wird, die Hoffnungen eines hoffnungslosen Amateurs. Ein Rohrblatt (es sei denn, es ist so dick, dass es einfach als Rohling verwendet wird) hat ein segmentiertes Profil, d. h. seine Oberseite oder beide Flächen werden Kreisbögen sein.

Segmentierte Profile eignen sich für inkompressible Medien wie Tragflügelboote oder Propellerblätter. Für Gase wird eine Schaufel mit variablem Profil und variabler Steigung benötigt, ein Beispiel siehe Abb.; Spannweite - 2 m. Dies wird ein komplexes und arbeitsintensives Produkt sein, das sorgfältige Berechnungen in der Theorie, das Einblasen eines Rohrs und umfassende Tests erfordert.

Generator

Wenn der Rotor direkt auf seiner Welle montiert ist, geht das Standardlager schnell kaputt – bei Windmühlen sind nicht alle Flügel gleichermaßen belastet. Sie benötigen eine Zwischenwelle mit einem speziellen Stützlager und einer mechanischen Übertragung von dieser auf den Generator. Bei großen Windrädern ist das Stützlager ein selbstausrichtendes zweireihiges Lager; V beste Modelle– dreistufig, Abb. D in Abb. höher. Dadurch kann sich die Rotorwelle nicht nur leicht biegen, sondern auch leicht von einer Seite zur anderen oder nach oben und unten bewegen.

Notiz: Die Entwicklung eines Stützlagers für die APU vom Typ EuroWind dauerte etwa 30 Jahre.

Notfall-Wetterfahne

Das Funktionsprinzip ist in Abb. dargestellt. B. Der stärker werdende Wind übt Druck auf die Schaufel aus, die Feder dehnt sich, der Rotor verzieht sich, seine Geschwindigkeit nimmt ab und schließlich wird er parallel zur Strömung. Alles scheint in Ordnung zu sein, aber auf dem Papier war es glatt...

Versuchen Sie an einem windigen Tag, einen Kesseldeckel oder einen großen Topf am Griff parallel zum Wind zu halten. Seien Sie vorsichtig – das zappelnde Eisenstück kann Ihnen so hart ins Gesicht treffen, dass es Ihnen die Nase bricht, Ihre Lippe schneidet oder Ihnen sogar das Auge ausschlägt.

Flacher Wind tritt nur in theoretischen Berechnungen und mit ausreichender Genauigkeit für die Praxis in Windkanälen auf. In Wirklichkeit beschädigt ein Hurrikan Windmühlen mit einer Hurrikanschaufel stärker als völlig wehrlose. Es ist besser, beschädigte Klingen auszutauschen, als alles noch einmal zu machen. Anders verhält es sich bei Industrieanlagen. Dort wird die Neigung der Rotorblätter einzeln überwacht und automatisiert unter Steuerung des Bordcomputers angepasst. Und sie bestehen aus hochbelastbaren Verbundwerkstoffen, nicht aus Wasserrohren.

Stromabnehmer

Dies ist ein regelmäßig gewartetes Gerät. Jeder Energietechniker weiß, dass der Kommutator mit Bürsten gereinigt, geschmiert und eingestellt werden muss. Und der Mast besteht aus einer Wasserleitung. Wenn Sie nicht klettern können, müssen Sie alle ein bis zwei Monate die gesamte Windmühle zu Boden werfen und sie dann wieder aufheben. Wie lange wird er eine solche „Verhinderung“ durchhalten?

Video: Flügelwindgenerator + Solarpanel zur Stromversorgung einer Datscha

Mini und Mikro

Mit abnehmender Größe des Paddels nehmen die Schwierigkeiten jedoch proportional zum Quadrat des Raddurchmessers ab. Es ist bereits möglich, eine horizontale Blade-APU mit einer Leistung von bis zu 100 W selbst herzustellen. Ein 6-Blatt wäre optimal. Bei mehr Rotorblättern wird der Durchmesser des Rotors, der für die gleiche Leistung ausgelegt ist, kleiner, aber es wird schwieriger, sie fest an der Nabe zu befestigen. Rotoren mit weniger als 6 Blättern müssen nicht berücksichtigt werden: Ein 2-Blatt-100-W-Rotor benötigt einen Rotor mit einem Durchmesser von 6,34 m, und ein 4-Blatt-Rotor mit der gleichen Leistung benötigt 4,5 m. Für einen 6-Blatt-Rotor beträgt der Das Leistungs-Durchmesser-Verhältnis wird wie folgt ausgedrückt:

• 10 W – 1,16 m.
• 20 W – 1,64 m.
• 30 W – 2 m.
• 40 W – 2,32 m.
• 50 W – 2,6 m.
• 60 W – 2,84 m.
• 70 W – 3,08 m.
• 80 W – 3,28 m.
• 90 W – 3,48 m.
• 100 W – 3,68 m.
• 300 W – 6,34 m.

Optimal wäre es, mit einer Leistung von 10-20 W zu rechnen. Erstens hält ein Kunststoffblatt mit einer Spannweite von mehr als 0,8 m ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen Windgeschwindigkeiten von mehr als 20 m/s nicht stand. Zweitens wird bei einer Blattspannweite von bis zu 0,8 m die lineare Geschwindigkeit seiner Enden die Windgeschwindigkeit nicht um mehr als das Dreifache überschreiten, und die Anforderungen an die Profilierung mit Drehung werden um Größenordnungen reduziert; hier ein „Trog“ mit segmentiertem Rohrprofil, Pos. B in Abb. Und 10–20 W versorgen ein Tablet mit Strom, laden ein Smartphone auf oder bringen eine Sparlampe zum Leuchten.

Wählen Sie als Nächstes einen Generator aus. Ein chinesischer Motor ist perfekt - Radnabe für Elektrofahrräder, Pos. 1 in Abb. Seine Leistung als Motor beträgt 200-300 W, im Generatorbetrieb gibt er jedoch bis zu etwa 100 W ab. Aber wird es uns von der Geschwindigkeit her passen?

Der Geschwindigkeitsindex z für 6 Rotorblätter beträgt 3. Die Formel zur Berechnung der Drehzahl unter Last lautet N = v/l*z*60, wobei N die Drehzahl, 1/min, v die Windgeschwindigkeit und l ist der Rotorumfang. Bei einer Blattspannweite von 0,8 m und einem Wind von 5 m/s ergeben sich 72 U/min; bei 20 m/s – 288 U/min. Ein Fahrradrad dreht sich ebenfalls ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit, daher beziehen wir unsere 10-20 W von einem Generator, der 100 W erzeugen kann. Sie können den Rotor direkt auf seine Welle setzen.

Doch hier entsteht folgendes Problem: Nachdem wir viel Arbeit und Geld investiert haben, zumindest in einen Motor, haben wir ... ein Spielzeug bekommen! Was sind 10-20, also 50 W? Aber man kann eine Windmühle mit Flügeln nicht so bauen, dass sie auch nur einen Fernseher zu Hause mit Strom versorgt. Ist es möglich, einen fertigen Mini-Windgenerator zu kaufen, und wäre das nicht günstiger? So viel wie möglich und so günstig wie möglich, siehe Pos. 4 und 5. Darüber hinaus wird es auch mobil sein. Legen Sie es auf einen Baumstumpf und verwenden Sie es.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass irgendwo ein Schrittmotor von einem alten 5- oder 8-Zoll-Diskettenlaufwerk herumliegt, oder von einem Papierlaufwerk oder Schlitten eines unbrauchbaren Tintenstrahl- oder Nadeldruckers. Es kann als Generator fungieren, und das Anbringen eines Karussellrotors aus Dosen daran (Pos. 6) ist einfacher als der Zusammenbau einer Struktur wie der in Pos. gezeigten. 3.

Generell ist das Fazit zum Thema „Blade-Blades“ eindeutig: Selbstgemachte eignen sich eher zum Basteln nach Herzenslust, nicht aber für echten langfristigen Energieausstoß.

Video: Der einfachste Windgenerator zur Beleuchtung einer Datscha

Segelboote

Der Segelwindgenerator ist seit langem bekannt, aber mit dem Aufkommen hochfester, verschleißfester synthetischer Stoffe und Folien begann man mit der Herstellung weicher Paneele an seinen Rotorblättern (siehe Abbildung). Mehrflügelige Windmühlen mit starren Segeln haben sich weltweit als Antrieb für automatische Wasserpumpen mit geringer Leistung verbreitet, ihre technischen Spezifikationen sind jedoch noch niedriger als die von Karussells.

Es scheint jedoch, dass ein weiches Segel wie ein Windmühlenflügel nicht so einfach war. Dabei geht es nicht um den Windwiderstand (Hersteller begrenzen die maximal zulässige Windgeschwindigkeit nicht): Segelbootsegler wissen bereits, dass es nahezu unmöglich ist, dass der Wind das Panel eines Bermuda-Segels zerreißt. Höchstwahrscheinlich wird die Schot herausgerissen, oder der Mast wird gebrochen, oder das ganze Schiff macht eine „Overkill-Kurve“. Es geht um Energie.

Genaue Testdaten können leider nicht gefunden werden. Basierend auf Benutzerbewertungen war es möglich, „synthetische“ Abhängigkeiten für die Installation einer in Taganrog hergestellten Windkraftanlage 4.380/220.50 mit einem Windraddurchmesser von 5 m, einem Windkopfgewicht von 160 kg und einer Rotationsgeschwindigkeit von bis zu erstellen bis 40 1/min; sie sind in Abb. dargestellt.

Natürlich gibt es keine Garantien für eine 100-prozentige Zuverlässigkeit, aber es ist klar, dass es hier nicht nach einem flachmechanischen Modell riecht. Es ist unmöglich, dass ein 5-Meter-Rad bei einem flachen Wind von 3 m/s etwa 1 kW erzeugen kann, bei 7 m/s ein Leistungsplateau erreicht und es dann bis zu einem schweren Sturm aufrechterhält. Die Hersteller geben übrigens an, dass die Nennleistung von 4 kW bei 3 m/s erreicht werden kann, allerdings bei Installation durch Kräfte, die auf den Ergebnissen lokaler aerologischer Untersuchungen basieren.

Es gibt auch keine quantitative Theorie; Die Erklärungen der Entwickler sind unklar. Da die Menschen jedoch Taganrog-Windkraftanlagen kaufen und diese funktionieren, können wir nur davon ausgehen, dass die angegebene konische Zirkulation und die Antriebswirkung keine Fiktion sind. Auf jeden Fall sind sie möglich.

Dann stellt sich heraus, dass VOR dem Rotor nach dem Impulserhaltungssatz ebenfalls ein konischer Wirbel entstehen sollte, der sich jedoch ausdehnt und langsam ist. Und ein solcher Trichter treibt den Wind in Richtung des Rotors wirksame Oberfläche Es wird sich herausstellen, dass es geschwungener ist, und Kiew wird über der Einheit liegen.

Feldmessungen des Druckfeldes vor dem Rotor, selbst mit einem Haushaltsaneroid, könnten Aufschluss über diese Frage geben. Wenn es höher ausfällt als an den Seiten, dann funktionieren die Segel-APUs tatsächlich wie ein Käfer.

Selbstgebauter Generator

Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass es für Heimwerker besser ist, entweder Vertikalboote oder Segelboote zu übernehmen. Aber beide sind sehr langsam und die Übertragung auf einen Hochgeschwindigkeitsgenerator ist zusätzliche Arbeit, zusätzliche Kosten und Verluste. Ist es möglich, selbst einen effizienten Stromgenerator mit niedriger Drehzahl herzustellen?

Ja, das ist bei Magneten aus einer sogenannten Nioblegierung möglich. Supermagnete. Der Herstellungsprozess der Hauptteile ist in Abb. dargestellt. Spulen – jeweils 55 Windungen aus 1 mm dickem Kupferdraht mit hitzebeständiger, hochfester Emaille-Isolierung, PEMM, PETV usw. Die Höhe der Windungen beträgt 9 mm.

Achten Sie auf die Nuten für die Keile in den Rotorhälften. Sie müssen so positioniert werden, dass die Magnete (sie werden mit Epoxidharz oder Acryl auf den Magnetkern geklebt) nach der Montage mit entgegengesetzten Polen zusammenlaufen. „Pancakes“ (Magnetkerne) müssen aus einem weichmagnetischen Ferromagneten bestehen; Normaler Baustahl reicht aus. Die Dicke der „Pfannkuchen“ beträgt mindestens 6 mm.

Im Allgemeinen ist es besser, Magnete mit einem axialen Loch zu kaufen und diese mit Schrauben festzuziehen; Supermagnete ziehen mit schrecklicher Kraft an. Aus dem gleichen Grund wird zwischen den „Pfannkuchen“ ein zylindrischer Abstandshalter mit einer Höhe von 12 mm auf die Welle gesetzt.

Die Wicklungen, aus denen die Statorabschnitte bestehen, werden gemäß den ebenfalls in Abb. gezeigten Diagrammen angeschlossen. Die gelöteten Enden sollten nicht gedehnt werden, sondern sollten Schleifen bilden, da sonst das Epoxidharz, mit dem der Stator gefüllt wird, aushärten und die Drähte brechen kann.

Der Stator wird mit einer Dicke von 10 mm in die Form gegossen. Eine Zentrierung oder Auswuchtung ist nicht erforderlich, der Stator dreht sich nicht. Der Spalt zwischen Rotor und Stator beträgt auf jeder Seite 1 mm. Der Stator im Generatorgehäuse muss nicht nur gegen Verschiebung entlang der Achse, sondern auch gegen Drehung sicher gesichert sein; Ein starkes Magnetfeld mit Strom in der Last zieht diese mit sich.

Video: DIY-Windmühlengenerator

Abschluss

Und was haben wir am Ende? Das Interesse an „Blade Blades“ erklärt sich eher durch deren Spektakel Aussehen als echt Leistungsqualitäten in einer hausgemachten Version und mit geringer Leistung. Eine selbstgebaute Karussell-APU liefert „Standby“-Strom zum Laden einer Autobatterie oder zum Betreiben eines kleinen Hauses.

Aber bei Segel-APUs lohnt es sich, mit Handwerkern mit einer kreativen Ader zu experimentieren, insbesondere in der Mini-Version mit einem Rad von 1-2 m Durchmesser. Wenn die Annahmen der Entwickler richtig sind, wird es möglich sein, mit dem oben beschriebenen chinesischen Motorgenerator alle 200-300 W aus diesem zu entfernen.

Einen Rahmen (Holm) für einen Segelrotor herzustellen ist nicht schwierig. Darüber hinaus sind Segel-APUs sicher und die von ihnen ausgehenden Geräusche, ob infrarot oder hörbar, werden nicht erkannt. Und Sie müssen den Rotor nicht zu hoch verstehen, ein Raddurchmesser reicht aus.

Video: Produktionstechnologie für Windkraftanlagen

Ein Windgenerator von einem Autogenerator ist eine gute Alternative zu einem Fabrikgerät, das mehrere zehn bis mehrere hunderttausend Rubel kostet. Für den Zusammenbau müssen Sie Rotorblätter und einen Mast bauen und das Design des Autogenerators leicht ändern.

Über selbstgebaute Windmühlen für zu Hause

Ein besonderes Interesse an Windenergie zeigt sich auf Haushaltsebene. Dies ist verständlich, wenn man einen Blick auf die nächste Rechnung für die verbrauchte Energie wirft. Daher werden Handwerker aller Art aktiver und nutzen alle Möglichkeiten, Strom kostengünstig zu beziehen.

Eine dieser durchaus realen Möglichkeiten hängt eng mit einer Windmühle aus einem Autogenerator zusammen. Ein fertiges Gerät – ein Autogenerator – muss lediglich mit korrekt gefertigten Schaufeln ausgestattet werden, um einen gewissen Wert an elektrischer Energie aus den Generatoranschlüssen entnehmen zu können.

Allerdings funktioniert es nur dann effektiv, wenn das Wetter windig ist.

Fallstudie Haushaltsgebrauch Windgeneratoren. Ein gut entwickeltes und recht effektives praktisches Windmühlendesign. Es ist ein dreiflügeliger Propeller verbaut, was bei Haushaltsgeräten selten vorkommt

Für den Bau einer Windmühle ist die Verwendung praktisch jedes Autogenerators zulässig. Normalerweise versuchen sie jedoch, ein leistungsstarkes Modell für die Aufgabe auszuwählen, das hohe Ströme liefern kann. Hier erfreut sich die Konstruktion von Generatoren aus LKWs, großen Personenbussen, Traktoren etc. größter Beliebtheit.

Für die Herstellung einer Windmühle benötigen Sie neben dem Generator eine Reihe von Komponenten:

• Zwei- oder Dreiblattpropeller;
• Autobatterie;
• elektrisches Kabel;
• Mast, Stützelemente, Befestigungselemente.

Das Design des Propellers mit zwei oder drei Blättern gilt als das optimalste für einen klassischen Windgenerator. Aber ein Haushaltsprojekt ist oft weit entfernt von einem Klassiker der Ingenieurskunst. Daher versuchen sie meistens, vorgefertigte Schrauben für eine Hausstruktur auszuwählen.

Ein Laufrad eines Autoventilators, das als Propeller für eine Heimwindkraftanlage verwendet wird. Leichtigkeit und große Nutzfläche für die Luftwaffe ermöglichen den Einsatz solcher Optionen

Dabei kann es sich beispielsweise um ein Laufrad einer Außeneinheit einer Split-Klimaanlage oder um einen Lüfter desselben Autos handeln. Wenn Sie jedoch den Traditionen des Windgeneratorbaus folgen möchten, müssen Sie den Windmühlenpropeller von Anfang bis Ende mit Ihren eigenen Händen bauen.

Bevor Sie sich für die Montage und Installation eines Windgenerators entscheiden, lohnt es sich, die klimatischen Daten des Standorts zu beurteilen und die Amortisation zu berechnen. Eine wesentliche Hilfe dabei wird die Information sehr leisten interessanter Artikel, das wir zur Einarbeitung empfehlen.

Design eines Windgenerators

Es gibt eine große Vielfalt an Windgeneratortypen und Zeichnungen für deren Herstellung. Aber jedes Design enthält die folgenden obligatorischen Elemente:

• Generator;
• Klingen;
• Akku;
• Mast;
• die elektronische Einheit.

Mit etwas Geschick können Sie mit Ihren eigenen Händen einen Windgenerator bauen

Darüber hinaus ist es notwendig, das Steuerungs- und Verteilungssystem der Elektrizität im Voraus zu durchdenken und einen Installationsplan zu erstellen.

Vor- und Nachteile der Verwendung eines Autogenerators

Der Einsatz eines Autogenerators als Element einer Windkraftanlage bietet erhebliche Vorteile:

• Es gibt einen fertigen Generator, der ohne Eingriff oder mit einigen Modifikationen verwendet werden kann.
• Ein Autogenerator erzeugt eine stabile Spannung, die für Windmühlen mit ihrer ständig wechselnden Drehzahl wichtig ist.
• Es werden Standardgeräte verwendet, die zugänglich sind und keinen Eingriff in die Konstruktion erfordern.
• Lichtmaschinen für Autos sind weit verbreitet, sodass sie bei Bedarf repariert und leicht ausgetauscht werden können.

Neben den Vorteilen gibt es auch einige Nachteile:

• Ein Autogenerator erfordert eine hohe Drehzahl, was den Einsatz eines Übersetzungsgetriebes oder Änderungen im Design des Geräts erfordert.
• Die Lebensdauer eines Autogenerators ist auf etwa 4000 Betriebsstunden (durchschnittlich) begrenzt. Selbst ein neuer Generator hält nicht einmal einem Jahr Dauerbetrieb stand und muss repariert werden.
• Das Erregungssystem einiger Generatoren erfordert das Anlegen einer Spannung an die Spule, was sie dazu zwingt, das Design zu ändern und Permanentmagnete einzubauen.

Trotz der bestehenden Mängel wird über einen Autogenerator nachgedacht Die beste Option, möglich mit der eigenständigen Errichtung einer Windkraftanlage.

Wir machen ein Windrad

Die Rotorblätter sind vielleicht der wichtigste Teil eines Windgenerators. Die Funktionsweise der übrigen Gerätekomponenten hängt vom Design ab. Sie bestehen aus verschiedene Materialien. Sogar aus einem Abwasserrohr aus Kunststoff. Rohrblätter sind einfach herzustellen, kostengünstig und unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit. Der Ablauf zur Herstellung eines Windrads ist wie folgt:

1. Es ist notwendig, die Länge der Klinge zu berechnen. Der Durchmesser des Rohrs sollte 1/5 des Gesamtmaterials betragen. Wenn die Klinge beispielsweise einen Meter lang ist, reicht ein Rohr mit einem Durchmesser von 20 cm.
2. Schneiden Sie das Rohr mit einer Stichsäge der Länge nach in 4 Teile.
3. Aus einem Teil fertigen wir einen Flügel, der als Vorlage für das Ausschneiden nachfolgender Flügel dient.
4. Grate an den Kanten glätten wir mit Schleifmittel.
5. Die Schaufeln sind mit angeschweißten Laschen zur Befestigung auf einer Aluminiumscheibe befestigt.
6. Als nächstes wird der Generator mit dieser Scheibe verschraubt.

Flügel für Windrad

Nach der Montage muss das Windrad ausgewuchtet werden. Es wird horizontal auf einem Stativ montiert. Die Operation wird in einem windgeschützten Raum durchgeführt. Bei korrekter Auswuchtung darf sich das Rad nicht bewegen. Wenn sich die Klingen von selbst drehen, müssen sie geschärft werden, bis die gesamte Struktur im Gleichgewicht ist.

Erst nach erfolgreichem Abschluss dieses Vorgangs sollten Sie mit der Überprüfung der Drehgenauigkeit der Klingen fortfahren; sie sollten sich ohne Verzerrung in derselben Ebene drehen. Bitte erlauben Sie einen Fehler von 2 mm.

Montagediagramm des Generators

Einen Mast bauen

Zur Herstellung eines Mastes eignet sich eine alte Wasserleitung mit einem Durchmesser von mindestens 15 cm und einer Länge von ca. 7 m. Befinden sich Gebäude im Umkreis von 30 m um den vorgesehenen Aufstellungsort, wird die Höhe des Bauwerks nach oben angepasst. Für effiziente Arbeit Rotorblatt-Windkraftanlagen heben das Hindernis mindestens 1 m über das Hindernis.

Der Mastfuß und die Heringe zur Befestigung der Abspannseile sind betoniert. An den Pfählen sind Klammern mit Bolzen angeschweißt. Für Abspannseile wird verzinktes 6-mm-Kabel verwendet.

Beratung. Der zusammengebaute Mast hat ein erhebliches Gewicht. Bei manueller Installation benötigen Sie ein Gegengewicht aus einem Rohr mit einer Last.

Umbau eines nuklearbetriebenen Generators

Um einen Windmühlengenerator herzustellen, eignet sich ein Generator aus jedem Auto. Ihre Designs ähneln einander, und die Modifikation läuft darauf hinaus, den Statordraht neu zu wickeln und einen Rotor mit Neodym-Magneten herzustellen. Zur Befestigung der Magnete werden Löcher in die Rotorpole gebohrt. Installieren Sie sie abwechselnd gepolt. Der Rotor ist in Papier eingewickelt und die Hohlräume zwischen den Magneten sind mit Epoxidharz gefüllt.

Autogenerator

Auf die gleiche Weise können Sie den Motor einer alten Waschmaschine umbauen. Lediglich die Magnete sind in diesem Fall schräg aufgeklebt, um ein Festkleben zu verhindern.

Die neue Wicklung wird entlang der Spule auf den Statorzahn zurückgespult. Sie können eine zufällige Wicklung vornehmen, je nachdem, mit wem Sie sich wohl fühlen. Je größer die Windungszahl, desto effizienter ist der Generator. Die Spulen sind entsprechend einer Drehstromschaltung in eine Richtung gewickelt.

Der fertige Generator ist es wert, getestet und gemessen zu werden. Wenn der Generator bei 300 U/min etwa 30 Volt erzeugt, ist das ein gutes Ergebnis.

Generator für eine Windmühle aus einem Autogenerator

Endmontage

Der Generatorrahmen ist aus geschweißtem Material Profilrohr. Das Heck besteht aus verzinktem Blech. Die Drehachse ist ein Rohr mit zwei Lagern. Der Generator wird so am Mast befestigt, dass der Abstand vom Rotorblatt zum Mast mindestens 25 cm beträgt. Aus Sicherheitsgründen lohnt es sich, für die Endmontage und Installation des Mastes einen ruhigen Tag zu wählen. Bei starkem Wind können sich die Rotorblätter verbiegen und am Mast brechen.

Um Geräte, die an einem 220-V-Netz betrieben werden, mit Batterien zu versorgen, müssen Sie einen Spinstallieren. Die Batteriekapazität wird individuell für den Windgenerator ausgewählt. Dieser Indikator hängt von der Windgeschwindigkeit in der Region, der Leistung der angeschlossenen Geräte und der Häufigkeit ihrer Nutzung ab.

Windgeneratorgerät

Um zu verhindern, dass der Akku durch Überladung beschädigt wird, benötigen Sie einen Spannungsregler. Sie können es selbst herstellen, wenn Sie über ausreichende Kenntnisse in der Elektronik verfügen, oder ein fertiges Gerät kaufen. Es sind viele Steuerungen für alternative Energieerzeugungsmechanismen erhältlich.

Beratung. Um zu verhindern, dass das Blatt bei starkem Wind bricht, installieren Sie ein einfaches Gerät – eine schützende Wetterfahne.

Zweiflügeliger Propeller für einen Generator ohne Modifikation

Wenn man am Generator einen Hochgeschwindigkeits-Zweiblattpropeller mit einem Durchmesser von 1-1,2 Metern anbaut, dann können solche Geschwindigkeiten im Prinzip problemlos bei einem Wind von 7-8 m/s erreicht werden. Das bedeutet, dass Sie eine Windmühle bauen können, ohne den Generator zu modifizieren, nur dass sie bei Windgeschwindigkeiten von 7 m/s funktioniert. Unten ist ein Screenshot mit Daten für einen zweiflügeligen Propeller. Wie Sie sehen, beträgt die Geschwindigkeit eines solchen Propellers bei einem Wind von 8 m/s 1339 U/min.

Da die Propellergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit linear zunimmt, beginnt der Akku bei 7 m/s (1339:8*7=1171 U/min) aufzuladen. Bei 8 m/s sollte die erwartete Leistung wiederum laut Berechnung (14:1200*1339=15,6 Volt) (15,6-13=2,6:0,4=6,5 Ampere*13=84,5 Watt) betragen. Die Nutzleistung des Propellers beträgt, dem Screenshot nach zu urteilen, 100 Watt, sodass er den Generator frei anzieht und bei Unterlast noch mehr Umdrehungen erzeugen sollte als angegeben. Dadurch sollten 84,5 Watt bei 8 m/s vom Generator kommen, die Erregerspule verbraucht jedoch etwa 30-40 Watt, was bedeutet, dass nur 40-50 Watt Energie an die Batterie gehen. Natürlich sehr wenig, da ein Generator, der auf Magneten umgerüstet und im gleichen Wind mit 500–600 U/min umgedreht wird, dreimal mehr Leistung erzeugt.

Bei einem Wind von 10 m/s beträgt die Geschwindigkeit (1339:8*10=1673 U/min), die Spannung im Leerlauf (14:1200*1673=19,5 Volt) und unter Batterielast (19,5-13=6,5: 0,4=16,2 Ampere *13=210 Watt). Das Ergebnis sind 210 Watt Leistung minus 40 Watt pro Spule, sodass 170 Watt Nutzleistung übrig bleiben. Bei 12 m/s sind es ca. 2008 U/min, Leerlaufspannung 23,4 Volt, Strom 26 Ampere, minus 3 Ampere für Erregung, und dann 23 Ampere Batterieladestrom, Leistung 300 Watt.

Wenn Sie die Schraube mit einem kleineren Durchmesser herstellen, erhöht sich die Geschwindigkeit weiter, aber dann zieht die Schraube den Generator nicht an, wenn sie die Batterieladeschwelle erreicht. Beim Schreiben dieses Artikels habe ich verschiedene Optionen in Betracht gezogen und ein Zweiblattpropeller erwies sich ohne Modifikation als die optimalste für den Generator.

Wenn man mit Windgeschwindigkeiten von 7 m/s und mehr rechnet, funktioniert ein solcher Windgenerator grundsätzlich gut und erzeugt 300 Watt bei 12 m/s. Gleichzeitig werden die Kosten der Windmühle sehr gering sein, im Wesentlichen nur der Preis des Generators, und der Propeller und der Rest können aus dem hergestellt werden, was verfügbar ist. Lediglich die Schraube muss nach Berechnung gefertigt werden.

Ein richtig umgebauter Generator beginnt bei 4 m/s zu laden, bei 5 m/s beträgt der Ladestrom bereits 2 Ampere und da der Rotor auf Magneten steht, fließt der gesamte Strom zur Batterie. Bei 7 m/s beträgt der Ladestrom 4-5 Ampere, bei 10 m/s bereits 8-10 Ampere. Es stellt sich heraus, dass ein Generator ohne Modifikation nur bei einem starken Wind von 10-12 m/s mit einem umgebauten vergleichbar sein kann, bei einem Wind von weniger als 8 m/s wird er jedoch nichts geben.

Selbsterregung eines Autogenerators

Damit sich der Generator ohne Batterie selbst erregt, müssen Sie ein paar kleine Magnete in den Rotor einbauen. Wenn die Erregerspule von einer Batterie gespeist wird, verbraucht sie unabhängig davon, ob der Windgenerator Energie erzeugt oder nicht, ständig ihre 3 Ampere und lädt die Batterie auf. Um dies zu verhindern, müssen Sie eine Sperrdiode installieren, damit der Strom nur in die Batterie fließt und nicht zurückfließt.

Die Erregerspule kann vom Generator selbst, vom Minus vom Gehäuse und vom Plus-Bolzen mit Strom versorgt werden. Und Sie müssen zur Selbsterregung ein paar kleine Magnete in die Zähne des Rotors stecken. Dazu können Sie mit einem Bohrer Löcher bohren und kleine Neodym-Magnete auf den Kleber legen. Wenn keine Neodym-Magnete vorhanden sind, können Sie normale Ferritmagnete aus Lautsprechern einsetzen. Wenn diese klein sind, bohren Sie sie auf und setzen Sie sie ein, oder legen Sie sie zwischen die Krallen und füllen Sie sie mit Epoxidharz.

Sie können auch ein sogenanntes Tablet verwenden, also einen Relaisregler wie im Auto, der die Erregung abschaltet, wenn die Batteriespannung 14,2 Volt erreicht, um eine Überladung zu vermeiden. Nachfolgend finden Sie ein Diagramm der Selbsterregung des Generators. Im Allgemeinen wird der Generator selbst erregt, weil der Rotor eine Restmagnetisierung aufweist. Dies geschieht jedoch bei hohen Drehzahlen. Aus Gründen der Zuverlässigkeit ist es besser, Magnete hinzuzufügen. Die Schaltung enthält einen Relaisregler, der jedoch ausgeschlossen werden kann. Damit sich die Batterie nicht entlädt, ist eine Entkopplungsdiode erforderlich, da ohne die Diode Strom in die Feldwicklung (Rotor) fließt.

Da der Windgenerator mit einem Propeller von nur 1 Meter Durchmesser sehr klein wird, ist kein Schutz vor starkem Wind erforderlich und es passiert ihm nichts, wenn ein starker Mast und ein starker Propeller vorhanden sind.

Es gibt 28-Volt-Generatoren, aber wenn sie zum Laden einer 12-Volt-Batterie verwendet werden, sind die erforderlichen Umdrehungen halb so hoch, etwa 600 U/min. Da die Spannung aber nicht 28 Volt, sondern 14 Volt beträgt, liefert die Erregerspule nur die halbe Leistung und die Generatorspannung ist geringer, sodass daraus nichts wird. Sie können natürlich versuchen, einen 12-Volt-Rotor in einen Generator einzubauen, dessen Stator mit 28 Volt gewickelt ist. Dann sollte es besser sein und der Ladevorgang beginnt früher, aber dann benötigen Sie zwei identische Generatoren, um den Rotor zu ersetzen, oder suchen Sie danach ein separater Rotor oder Stator.

Analyse von Designfehlern

Einen Windgenerator zu Hause mit eigenen Händen zusammenzubauen, ist natürlich keine unfehlbare Aufgabe. Selbst bei der Konstruktion industrieller Windkraftanlagen machen Ingenieure Fehler. Aber sie lernen aus Fehlern, wie gut etablierte Haushaltsstrukturen beweisen.

Unter den Fehlern bei der Konstruktion von Haushaltswindgeneratoren taucht daher häufig ein Detail wie das Fehlen eines Bremsmoduls bei der Konstruktion des Generators auf. Die Standardversion solcher Geräte (Automobil oder Traktor) sieht einen solchen Teil nicht vor. Dies bedeutet, dass der Generator geändert werden muss.

Allerdings möchte sich nicht jeder „Designer“ mit dieser heiklen Angelegenheit befassen. Viele Menschen ignorieren dieses Detail und hoffen auf ein „Vielleicht“. Dadurch erreicht der Propeller bei starkem Wind unglaublich hohe Geschwindigkeiten. Die Generatorlager halten dem nicht stand und brechen die Sitze der Aluminiumabdeckungen. Der Rotor verkeilt sich.

Zerstörter Windgenerator aufgrund von Konstruktionsfehlern. Fehler bei der Planung und Installation solcher Bauwerke haben schwerwiegende Folgen.

Das gleiche Problem betrifft den Mangel, der mit dem Fehlen eines Drehbegrenzers der Wetterfahne zusammenhängt. Oft wird einfach vergessen, diese Komponente zu installieren und sich erst daran zu erinnern, wenn Windströmungen beginnen, den „Hahn“ um seine Achse zu drehen, wie der Kreisel im Programm „Was?“ Wo? Wann?". Das Ergebnis ist katastrophal.

Der minimale Schaden besteht im Abknicken und Brechen des Elektrokabels und in schweren Fällen in der Zerstörung der gesamten Struktur.

Ein weiterer bemerkenswerter Montagefehler war die falsche Berechnung des Schwerpunkts auf der Basis der Wetterfahne. In diesem Fall funktioniert das Gerät möglicherweise einige Zeit normal. Doch im Laufe der Zeit kommt es zu einer Fehlausrichtung der Lageranordnung, die Rotationsfreiheit wird eingeschränkt und die Effizienz der Struktur in Bezug auf die Energieabgabe nimmt stark ab.

Oft wird versucht, die Batterie direkt mit dem vom Generator empfangenen Strom zu versorgen. Schon bald wundern sie sich, warum der Akku die Ladung nicht hält, oder stellen fest, dass 2-3 Dosen kaputt sind.

Dies ist ein banaler und natürlicher Fehler, da die Batterie in jedem Fall unter Bedingungen bestimmter Ströme und Spannungen geladen werden muss. Hier brauchen wir die Kontrolle über diesen Prozess.

Gerätewartung

Damit eine Windkraftanlage über viele Jahre hinweg ohne Unterbrechung betrieben werden kann, ist eine regelmäßige technische Überwachung und Wartung erforderlich.

1. Der Stromabnehmer muss alle 2 Monate gereinigt, geschmiert und eingestellt werden.
2. Reparieren Sie die Messer, wenn während der Rotation Vibrationen und Unwucht auftreten.
3. Metallteile alle 3 Jahre mit Korrosionsschutzfarbe lackieren.
4. Überprüfen Sie die Mastbefestigungen und das Kabel und stellen Sie sie ein.

Die Effizienz des Geräts wird durch den Standort des Windgenerators (Brachland, Wind) beeinflusst. Aber auf jeden Fall wird es niemals überflüssig sein, über diese Energiequelle unabhängig von der stationären Stromversorgung zu verfügen.

Video

Die Bezahlung von Strom macht heute einen erheblichen Teil der Unterhaltskosten eines Hauses aus. IN Apartmentgebäude Die einzige Möglichkeit, Geld zu sparen, besteht darin, auf energiesparende Technologien umzusteigen und die Kosten durch Mehrtarifsysteme zu optimieren (Nachtmodus wird zu reduzierten Preisen bezahlt). Und wenn Sie über ein Privatgrundstück verfügen, können Sie nicht nur Verbrauch sparen, sondern auch eine unabhängige Energieversorgung für Ihr Privathaus organisieren.

Dies ist eine normale Praxis, die ihren Ursprung in Europa hat Nordamerika, und in den letzten Jahrzehnten wurde es in Russland aktiv umgesetzt. Allerdings sind Geräte zur autonomen Stromversorgung recht teuer, die Amortisation auf „Null“ erfolgt frühestens nach 10 Jahren. In einigen Staaten ist es möglich, Energie zu festen Tarifen in die öffentlichen Netze einzuspeisen, was die Amortisationszeit verkürzt. IN Russische Föderation Um einen „Cashback“ zu erhalten, müssen Sie eine Reihe bürokratischer Verfahren durchlaufen. Daher ziehen es die meisten Nutzer „kostenloser“ Energie vor, einen Windgenerator mit eigenen Händen zu bauen und ihn nur für den persönlichen Bedarf zu verwenden.

Die rechtliche Seite des Problems

Ein selbstgebauter Windgenerator für zu Hause ist nicht verboten; seine Herstellung und Verwendung zieht keine verwaltungsrechtlichen oder strafrechtlichen Sanktionen nach sich. Wenn die Leistung eines Windgenerators 5 kW nicht überschreitet, gilt er als Haushaltsgerät und bedarf keiner Genehmigung des örtlichen Energieversorgers. Darüber hinaus müssen Sie keine Steuern zahlen, wenn Sie beim Verkauf von Strom keinen Gewinn erzielen. Darüber hinaus erfordert eine selbstgebaute Windkraftanlage trotz dieser Produktivität komplexe technische Lösungen: Sie ist einfach herzustellen. Daher überschreitet die Leistung eines selbstgemachten Produkts selten 2 kW. Tatsächlich reicht diese Leistung normalerweise aus, um ein Privathaus mit Strom zu versorgen (natürlich, wenn Sie keinen Heizkessel und keine leistungsstarke Klimaanlage haben).

In diesem Fall handelt es sich um eine Bundesgesetzgebung. Daher wäre es eine gute Idee, vor der Entscheidung, eine Windmühle mit eigenen Händen zu bauen, zu prüfen, ob regionale und kommunale Vorschriften vorhanden sind (fehlen), die möglicherweise Einschränkungen und Verbote vorsehen. Liegt Ihr Haus beispielsweise in einem besonders geschützten Naturgebiet, ist die Nutzung von Windenergie (und dies natürliche Ressource) erfordern möglicherweise zusätzliche Genehmigungen.

Wenn Sie lästige Nachbarn haben, kann es zu Problemen mit dem Gesetz kommen. Windmühlen für Privathaushalte werden als Einzelgebäude klassifiziert und unterliegen daher auch einigen Einschränkungen:

Arten von Generatoren

Bevor wir uns entscheiden, wie man einen Windgenerator mit eigenen Händen herstellt, betrachten wir die Konstruktionsmerkmale:

Je nach Standort des Generators kann das Gerät horizontal oder vertikal aufgestellt werden

Entsprechend der erzeugten Nennspannung

Typische Beispiele für selbstgebaute Windgeneratoren

Der Aufbau des Windgenerators ist unabhängig vom gewählten Schema gleich.

• Ein Propeller, der entweder direkt auf der Generatorwelle oder über einen Riemenantrieb (Kette, Zahnrad) montiert werden kann.
• Der Generator selbst. Dies kann ein fertiges Gerät (z. B. aus einem Auto) oder ein normaler Elektromotor sein, der beim Drehen elektrischen Strom erzeugt.
• Wechselrichter, Spannungsregler, Stabilisator – abhängig von der gewählten Spannung.
• Pufferelement – ​​wiederaufladbare Batterien, die die Kontinuität der Stromerzeugung unabhängig vom Wind gewährleisten.
• Installationsstruktur: Mast, Dachmontagehalterung.

Propeller

Kann aus jedem Material hergestellt werden: sogar aus Plastikflaschen. Tatsächlich schränken flexible Klingen die Leistung erheblich ein.

Es reicht aus, Hohlräume hineinzuschneiden, um den Wind aufzunehmen.

Eine gute Option ist eine Haushaltswindmühle aus einer Kühlbox. Sie erhalten ein fertiges Design mit professionell gefertigten Klingen und einem ausgewogenen Elektromotor.

Ein ähnlicher Entwurf besteht aus einem Kühler für Computer-Netzteile. Zwar ist die Leistung eines solchen Generators dürftig – es sei denn, man zündet eine LED-Lampe an oder lädt ein Mobiltelefon auf.

Das System ist jedoch recht funktionsfähig.

Gute Klingen werden aus Aluminiumblechen hergestellt. Das Material ist verfügbar, es lässt sich leicht formen und der Propeller ist recht leicht.

Wenn Sie einen Rotationspropeller für einen Vertikalgenerator erstellen, können Sie ihn verwenden Blechdosen, der Länge nach schneiden. Bei leistungsstarken Systemen werden Hälften verwendet Stahlfässer(bis zu einem Volumen von 200 Litern).

Natürlich müssen Sie das Thema Zuverlässigkeit mit besonderer Sorgfalt angehen. Kraftvoller Rahmen, Welle gelagert.

Generator

Wie oben erwähnt, können Sie einen fertigen Automotor oder einen Elektromotor aus industriellen Elektroinstallationen (Haushaltsgeräten) verwenden. Als Beispiel: ein Windgenerator aus einem Schraubenzieher. Die gesamte Struktur wird genutzt: Motor, Getriebe, Patrone zur Befestigung der Messer.

Aus einem Drucker-Schrittmotor entsteht ein kompakter Generator. Auch hier reicht die Leistung nur zur Stromversorgung aus LED-Lampe oder Smartphone-Ladegerät. In der Natur - eine unersetzliche Sache.

Wenn Sie mit einem Lötkolben vertraut sind und über gute Kenntnisse in der Funktechnik verfügen, können Sie den Generator selbst zusammenbauen. Beliebtes Schema: Windgenerator mit Neodym-Magneten. Vorteile des Designs: Sie können die Leistung für die Windlast in Ihrer Region unabhängig berechnen. Warum Neodym-Magnete? Kompakt mit hoher Leistung.

Sie können den Rotor eines vorhandenen Generators umbauen.

Oder erstellen Sie Ihr eigenes Design mit der Herstellung von Wicklungen.

Der Wirkungsgrad einer solchen Windmühle ist um eine Größenordnung höher als bei Verwendung einer Schaltung mit Elektromotor. Ein weiterer unbestreitbarer Vorteil ist die Kompaktheit. Der Neodym-Generator ist flach und kann direkt in der Mittelkupplung des Propellers platziert werden.

Mast

Für die Herstellung dieses Elements sind keine Kenntnisse in der Elektronik erforderlich, aber die Funktionsfähigkeit des gesamten Windgenerators hängt von seiner Festigkeit ab.

Beispielsweise erfordert ein 10–15 Meter hoher Mast richtig berechnete Abspannseile und Gegengewichte. Andernfalls könnte ein starker Windstoß das Bauwerk umstürzen.

Wenn die Generatorleistung 1 kW nicht überschreitet, ist das Gewicht der Struktur nicht so groß und Fragen der Mastfestigkeit treten in den Hintergrund.

Endeffekt

Ein selbstgebauter Windgenerator ist kein so komplexes Design, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Unter Berücksichtigung der hohen Kosten von Fabrikprodukten können Sie viel sparen, indem Sie eine Windkraftanlage komplett zu Hause bauen verfügbaren Materialien. Berücksichtigt man die geringen Kosten für den Bau einer Windmühle, wird sie sich relativ schnell amortisieren.

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