Ventilador caseiro. Gerador eólico caseiro faça você mesmo para casa

As turbinas eólicas continuam a crescer em popularidade. Eles estão mais frequentemente interessados ​​​​em pessoas que vivem em áreas rurais e que têm a oportunidade de instalar estruturas tão impressionantes em seus terrenos. Mas, dado o alto custo desse equipamento, nem todos têm condições de comprá-lo. Vamos ver como fazer uma turbina eólica DIY e economizar dinheiro criando sua própria fonte alternativa de energia elétrica.

Gerador eólico - uma fonte de eletricidade

Tarifas para utilidades públicas aumentar pelo menos uma vez por ano. E se você olhar de perto, em alguns anos o preço da mesma eletricidade aumenta duas vezes - os números nos documentos de pagamento crescem como cogumelos depois da chuva. Naturalmente, tudo isso atinge o bolso do consumidor, cuja renda não apresenta um crescimento tão constante. E os rendimentos reais, como mostram as estatísticas, mostram uma tendência decrescente.

Até muito recentemente, era possível combater o crescimento das tarifas de electricidade de uma forma simples, mas ilegal - com a ajuda de um íman de neodímio. Este produto foi aplicado no corpo do medidor de vazão e, como resultado, ele parou. Mas não recomendamos fortemente o uso desta técnica - é insegura, ilegal e a multa na captura será tal que não parecerá pequena.

O esquema era ótimo, mas posteriormente parou de funcionar pelos seguintes motivos:

As frequentes rondas de controle começaram a identificar massivamente proprietários sem escrúpulos.

• As rondas de controlo tornaram-se mais frequentes - representantes das autoridades reguladoras vão de casa em casa;
• Adesivos especiais começaram a ser colados nos balcões - sob a influência de um campo magnético eles escurecem, expondo o intruso;
• Os contadores tornaram-se imunes ao campo magnético - aqui são instaladas unidades de contabilidade eletrônica.

Então as pessoas começaram a prestar atenção fontes alternativas eletricidade, como turbinas eólicas.

Outra forma de expor o infrator que rouba energia elétrica é realizar um exame do nível de magnetização do medidor, que revela facilmente os fatos do furto.

Os moinhos de vento para uso doméstico estão se tornando comuns em áreas onde os ventos sopram com frequência. O gerador de energia eólica utiliza a energia das correntes de ar eólica para gerar eletricidade. Para isso, são equipados com pás que acionam os rotores dos geradores. A eletricidade resultante é convertida em DC, após o que é transferido para os consumidores ou armazenado em baterias.

Turbinas eólicas para residências particulares, tanto caseiras quanto montadas em fábrica, podem ser a fonte principal ou auxiliar de eletricidade. Aqui está um exemplo típico de funcionamento de uma fonte auxiliar - ela aquece a água da caldeira ou alimenta as luzes domésticas de baixa tensão, enquanto o restante dos eletrodomésticos é alimentado pela fonte de alimentação principal. Também é possível funcionar como principal fonte de energia elétrica em residências que não estão conectadas à rede elétrica. Aqui eles alimentam:

• Lustres e luminárias;
• Grandes eletrodomésticos;
• Aparelhos de aquecimento e muito mais.

Assim, para aquecer a sua casa, é necessário fabricar ou adquirir um parque eólico de 10 kW - o que deve ser suficiente para todas as necessidades.

O parque eólico pode alimentar tanto aparelhos elétricos tradicionais quanto aparelhos de baixa tensão - eles operam em 12 ou 24 volts. Um gerador eólico de 220 V é realizado de acordo com um esquema que utiliza conversores inversores com acúmulo de eletricidade em baterias. Os geradores eólicos de 12, 24 ou 36 V são mais simples - controladores de carga de bateria mais simples com estabilizadores são usados ​​​​aqui.

Gerador eólico caseiro para casa e suas características

Antes de contarmos como fazer um moinho de vento para gerar eletricidade, vamos falar sobre por que você não pode usar o modelo de fábrica. As turbinas eólicas de fábrica são de facto mais eficientes do que as suas equivalentes caseiras. Tudo o que pode ser feito na produção será mais confiável do que o que pode ser feito em condições artesanais. Esta regra também se aplica a turbinas eólicas.

A autofabricação de um gerador eólico é benéfica por seu baixo custo. Amostras de fábrica com capacidade de 3 kW a 5 kW custarão de 150 a 220 mil rublos, dependendo do fabricante. Então Preço Alto e explica a inacessibilidade modelos de loja para a maioria dos consumidores, porque também afeta o período de retorno do investimento - em alguns casos chega a 10-12 anos, embora alguns modelos se “rebatam” muito antes.

Parques eólicos industriais para uso doméstico são mais confiáveis ​​e menos propensos a quebrar. Mas cada avaria pode levar a custos gigantescos com peças sobressalentes. Já os produtos caseiros são fáceis de consertar por conta própria, pois são montados com materiais improvisados. Isso justifica um design longe de ser o mais perfeito.

Sim, será muito difícil fazer um gerador eólico de 30 kW com as próprias mãos, mas quem souber trabalhar com ferramentas poderá montar um pequeno moinho de vento de baixa potência e se abastecer com a quantidade necessária de energia elétrica.

Esquema de um gerador eólico caseiro - os principais componentes

Fazer uma turbina eólica caseira em casa é relativamente fácil. Abaixo você pode ver um desenho simples explicando a localização dos nós individuais. De acordo com este desenho, precisamos fazer ou preparar os seguintes nós:

Esquema de um moinho de vento caseiro.

• Lâminas - podem ser feitas de diversos materiais;
• Gerador para gerador eólico - você pode comprar pronto ou fazer você mesmo;
• Seção de cauda - direciona as pás na direção do vento, permitindo atingir a máxima eficiência;
• Multiplicador - aumenta a velocidade de rotação do eixo (rotor) do gerador;
• Mastro de montagem - todos os nós acima serão mantidos nele;
• Cabos de tensão - seguram toda a estrutura e evitam que ela caia com rajadas de vento;
• O controlador de carga, baterias e inversor proporcionam a conversão, estabilização e acumulação da eletricidade recebida.

Tentaremos fazer com você um gerador eólico rotativo simples.

Instruções passo a passo para montar uma turbina eólica

Faça um moinho de vento com garrafas plásticas até uma criança pode. Ele vai girar alegremente ao vento, fazendo barulho. Existe um grande número de esquemas diversos para a construção de tais moinhos de vento, nos quais o eixo de rotação pode ser localizado tanto vertical quanto horizontalmente. Essas coisas não fornecem eletricidade, mas dispersam perfeitamente as toupeiras lotes domésticos, que prejudicam as plantas e cavam seus visons por toda parte.

Um gerador eólico caseiro para uso doméstico é um pouco semelhante a um moinho de vento de garrafa. Só que é maior em tamanho e o design é mais sério. Mas se você conectar um pequeno motor a esse moinho de vento, ele poderá se tornar uma fonte de eletricidade e até mesmo alimentar alguma coisa elétrica, por exemplo, um LED - sua potência não é suficiente para mais. Olhando o diagrama desse “brinquedo”, você pode entender como fazer um gerador eólico completo.

Fazendo um gerador para um moinho de vento

Para montar um parque eólico é necessário um gerador, e com autoexcitação. Ou seja, seu projeto deve conter ímãs que induzam eletricidade nos enrolamentos. É assim que alguns motores elétricos são dispostos, por exemplo, em chaves de fenda. Mas não funcionará fazer um gerador eólico decente com uma chave de fenda - a potência será simplesmente ridícula, o máximo será suficiente para operar uma pequena lâmpada LED.

Também não adianta fazer um parque eólico a partir de um autogerador - ele usa um enrolamento de excitação alimentado por bateria, por isso não nos convém. De um ventilador doméstico só podemos fazer um espantalho para os pássaros que atacam o jardim. Portanto, você precisa procurar um gerador normal autoexcitado com potência adequada. Melhor ainda, faça alarde e compre um modelo comprado.

É realmente mais lucrativo comprar um gerador do que fabricá-lo - a eficiência de um modelo de fábrica será maior do que a de um caseiro.

Vamos ver como fazer um gerador para o nosso moinho de vento com as próprias mãos.

Sua potência máxima é de 3-3,5 kW. Para isso precisamos:

• Estator - é feito de duas peças chapa metálica, cortado em forma de círculos com diâmetro de 500 mm. 12 ímãs de neodímio com diâmetro de 50 mm são colados em cada círculo ao longo da borda (afastando-se ligeiramente da borda). Os seus pólos devem alternar-se. Da mesma forma, preparamos o segundo círculo, mas apenas os pólos aqui devem estar localizados com deslocamento;
• Rotor - é um desenho de 9 bobinas enroladas com fio de cobre com diâmetro de 3 mm em isolamento de verniz. Fazemos 70 voltas em cada bobina, embora algumas fontes recomendem fazer 90 voltas. Para colocar as bobinas é necessário fazer uma base de material não magnético;
• Eixo - deve ser feito exatamente no centro do rotor. Além disso, não deve haver batidas, a estrutura deve ser cuidadosamente centralizada, caso contrário será rapidamente quebrada pelo vento.

Colocamos os estatores e o rotor - o próprio rotor gira entre os estatores. Uma distância de 2 mm é mantida entre esses elementos. Conectamos todos os enrolamentos de acordo com o diagrama abaixo, para obtermos uma fonte CA monofásica.

Nós fazemos lâminas

Nesta análise, estamos fazendo um gerador eólico bastante potente - sua potência será de 3-3,5 kW com ventos fortes ou de 1,5 ou 2 kW com ventos moderados. Além disso, será bastante silencioso, ao contrário dos geradores com motores elétricos. Em seguida, você precisa pensar na localização das lâminas. Você e eu decidimos fazer um gerador eólico horizontal simples de três pás. Também se poderia pensar em um gerador eólico vertical, mas neste caso o fator de aproveitamento da energia eólica será menor - em média 0,3.

Se você fizer um gerador eólico vertical, ele terá apenas uma vantagem: pode funcionar em qualquer direção do vento.

Em casa, a maneira mais fácil é fazer lâminas simples. Para sua fabricação, você pode usar vários materiais:

• Madeira - porém, com o tempo pode rachar e secar;
• Polipropileno – esse tipo de plástico é indicado para geradores de baixa potência;
• O metal é um material confiável e durável com o qual podem ser feitas lâminas de qualquer tamanho (duralumínio usado na aviação é adequado).

Uma pequena mesa ajudará a estimar o diâmetro das lâminas. Verifique a velocidade aproximada do vento em sua localidade e descubra qual diâmetro as pás do gerador eólico precisam ser feitas.

Fazer pás para uma turbina eólica não é tão difícil. É muito mais difícil garantir que toda a nossa estrutura esteja equilibrada - caso contrário, fortes rajadas de vento irão quebrá-la rapidamente. O balanceamento é feito corrigindo o comprimento das lâminas. Em seguida, combinamos as pás com o rotor do nosso gerador eólico e instalamos a estrutura no local de montagem, ao qual é fixada a cauda.

Inicialização e verificação

O mais importante no futuro é escolher o local certo para instalar o mastro. Deve ser estritamente vertical. O gerador de pás é colocado o mais alto possível, onde o vento é mais forte. Certifique-se de que não haja plantações florestais, árvores isoladas, casas e grandes estruturas bloqueando o fluxo de ar nas proximidades - se houver alguma interferência, coloque o gerador eólico distante deles.

Assim que o gerador eólico começar a se mover, você precisará fazer o seguinte - conectar um multímetro à saída do gerador e verificar a tensão. Agora que o sistema está pronto para pleno funcionamento, resta apenas decidir qual tensão será fornecida à casa e como isso acontecerá.

Conectando consumidores

Já conseguimos fazer um moinho de vento silencioso e bastante potente. É hora de conectar a eletrônica a ele. Ao montar turbinas eólicas com as próprias mãos para 220V, você precisa tomar cuidado ao adquirir conversores inversores. A eficiência desses dispositivos chega a 99%, portanto as perdas na conversão da corrente contínua fornecida em corrente alternada com uma tensão de 220 volts será mínima. No total, o sistema terá três nós adicionais:

• Bateria - acumula o excesso de eletricidade gerada para uso futuro. Esses excedentes são utilizados para alimentar os consumidores em períodos de calmaria ou em momentos de vento muito fraco;

A questão da energia eólica em nossa época inovadora é do interesse de muitos. Quem já visitou países europeus de carro provavelmente já viu enormes parques eólicos.
Centenas de geradores são encontrados ao longo do caminho.

Observando tal quadro, muitos passam a acreditar que obter eletricidade com a ajuda do vento é uma ocupação muito promissora e lucrativa. Os europeus sábios não podem estar errados.

Ao mesmo tempo, por alguma razão, ignora-se o facto de que noutros locais da mesma Europa praticamente não existem tais parques eólicos. Por que isso aconteceu?
É isso, quando, onde e como é lucrativo usar moinhos de vento, e quando não, e será discutido no artigo.

autonomia

Certamente, após o próximo aumento no preço da eletricidade, você pensou em instalar um gerador eólico em seu local. Assim, suprindo, senão todas, pelo menos a maior parte de suas necessidades de eletricidade.

Alguns estão até a considerar tornar-se independentes da rede desta forma. Quão realista e possível é isso? Infelizmente, para 90% dos proprietários de casas particulares, esses sonhos continuarão sendo sonhos.

E para que você não desperdice seu dinheiro, nós lhe diremos com o cálculo de todos os números porque isso acontece.

Velocidade do vento

Infelizmente, não existem muitas regiões em nosso país onde a velocidade do vento esteja pelo menos no nível de 5 a 7 metros por segundo. Os dados são obtidos em média anual. Na grande maioria das latitudes adequadas para habitação, esta mesma velocidade é igual a um máximo de 2-4 m/s.

Isso sugere que sua turbina eólica, na maioria das vezes, simplesmente não funcionará. Para uma geração estável de eletricidade, é necessário um vento de cerca de 10 m/s.

Se o vento na sua área for de 7m/s, o gerador funcionará no máximo a 50% do seu valor nominal. E se for apenas 2 m/s, então em 5%.

Na verdade, em uma hora, um gerador de 2kW não fornecerá mais do que 100W.

Você também encontrará outro problema de vento sobre o qual os fabricantes não falam. Perto do solo, sua velocidade é bem menor do que no topo, onde estão instaladas instalações industriais de 25 a 30 m de altura.

Você montará sua unidade a no máximo dez metros. Portanto, nem se deixe guiar por tabelas de vento de locais diferentes. Esta informação não se aplica a você.

Os fabricantes silenciam modestamente que, para seus mapas de recursos eólicos, as medições são feitas a uma altura de 50 a 70 metros! Além disso, os dados sobre turbulência e redemoinhos não são levados em consideração.

Se você tentar levantá-lo acima de 10 m, com certeza pensará em proteção contra raios. Lâminas eletrificadas pela fricção do ar, isca muito saborosa para descargas!

Além disso, por algum motivo, todos se preocupam apenas com um parâmetro como a velocidade do vento e, ao mesmo tempo, esquecem sua densidade ou pressão. E a diferença em termos de energia é muito significativa. A dependência da produção de electricidade da pressão do vento é desproporcional.

Assim, se a pressão do vento duplicar, a potência gerada aumenta oito vezes!

Além disso, há uma certa astúcia no indicado especificações técnicas geradores.

Claro que você pode confiar neles, mas apenas para condições ideais. Porque:

• e em fluxo laminar com direção constante e densidade aumentada

Você está usando área suburbana a velocidade do vento pode ser tal que não será possível girar o eixo e muito menos gerar energia.

E isto é primavera ou outono. É durante este período que ocorrem os movimentos mais ativos das massas de ar.

Não esqueça que o moinho de vento não funciona no modo movimento ocioso toca-discos, mas deve girar o rotor do gerador cercado por ímãs de neodímio.

E isso ocorre apenas enquanto o potencial elétrico do moinho de vento for inferior à tensão da bateria. Quando a tensão é suficiente para iniciar o carregamento, a bateria se transforma em carga.

Se forem utilizadas estruturas de baixa velocidade com eixo de rotação vertical, já existe uma caixa de engrenagens elevadora. Você já tentou girar o booster? Tal projeto se torna mais complicado, o peso, o vento e o custo aumentam.

Mesmo nos faróis da Frota do Norte, dados os ventos constantes e a noite polar, os especialistas preferem usar painéis solares. Quando questionados sobre por que isso acontece, eles respondem de forma simples - há menos problemas!

Baterias de turbinas eólicas

Grandes turbinas eólicas industriais podem transferir energia diretamente para a rede, ignorando quaisquer baterias.

Mas você não pode viver sem eles. Sem bateria, nem a TV nem a geladeira funcionarão. Até a iluminação brilhará aos trancos e barrancos, dependendo das rajadas de vento.

Ao mesmo tempo, durante 12 a 15 anos de operação do gerador, você precisará trocar de 3 a 4 conjuntos de baterias, dobrando assim seus custos iniciais. Além disso, optamos por uma opção quase ideal, quando as baterias não serão descarregadas mais do que metade de sua capacidade.

Claro, você pode comprar modelos de bateria baratos, mas os custos não diminuirão com isso. Só ir à loja comprar pilhas novas não será feito 4 vezes, mas já 8.

Qual é o melhor lugar para instalar

Outra coisa a considerar seriamente é a disponibilidade de espaço livre. Além disso, em termos de área, pode percorrer 100 metros ou mais em cada direção a partir do mastro.

O vento deve mover-se livremente ao longo das pás e alcançá-las sem interferência de todos os lados. Acontece que você deve morar na estepe ou perto do mar (de preferência diretamente em sua costa).

A localização ideal seria no topo da colina. Onde, do ponto de vista aerodinâmico, o fluxo de ar é compactado com um aumento correspondente na velocidade e pressão do vento.

Esqueça os vizinhos. Seus jardins e mansões de dois e três andares vão “beber seu sangue” muito bem, bloqueando sempre o vento favorável. Bem como plantações florestais vizinhas.

Os mesmos moinhos industriais não são colocados diretamente um atrás do outro, mas montados diagonalmente. Cada subseqüente não deve fechar o anterior.

Preço por 1 kW de potência

A quarta razão é o preço alto. Não se deixe enganar pelos preços dos vendedores nas tabelas de preços. Nunca mostram o custo real de todo o equipamento necessário.
Por isso, multiplique sempre os preços por 2, mesmo na escolha dos chamados kits prontos.

Mas isso não é tudo. Não se esqueça dos custos operacionais, que chegam a 70% do custo dos aerogeradores. Tente consertar o gerador em altura ou desmontar e desmontar e montar o mastro todas as vezes.

Não se esqueça de substituir a bateria periodicamente. Portanto, não espere que um moinho de vento possa custar US$ 1 por 1 kW de eletricidade.

Quando você calcula todos os custos reais, verifica-se que cada quilowatt de potência desse gerador eólico custa pelo menos 5 dólares.

Período de retorno e cálculo de economia

A quinta razão está inextricavelmente ligada às quatro primeiras. Este é o período de retorno.

Para a sua turbina eólica individual, este período NUNCA é.

O custo de um moinho de vento, mastro e equipamento adicional para modelos de alta qualidade de 2 quilowatts atingirá uma média de 200 mil rublos. O desempenho dessas instalações é de 100 a 200 kW por mês, não mais. E isso ocorre em boas condições climáticas.

Até a precipitação reduz a potência dos moinhos de vento. Chuva em 20%, neve em 30%.

Acontece que todas as suas economias são 500 rublos. Para 12 meses de trabalho contínuo, entrará um pouco mais - 6 mil.

Mas se você se lembrar do gasto inicial de 200 mil, você os devolverá em trinta e dois anos!

E tudo isso sem levar em conta os custos operacionais. E se você estimar que a vida média de um bom moinho de vento é de cerca de 20 anos, acontece que ele irá finalmente e irrevogavelmente quebrar antes mesmo de atingir o retorno.

Ao mesmo tempo, uma unidade de 2 quilowatts não cobrirá 100% das suas necessidades. No máximo um terço! Se você deseja conectar tudo completamente, escolha um modelo de 10 quilowatts, nada menos. O período de retorno não mudará.

Mas já haverá dimensões e pesos completamente diferentes.

E consertá-lo assim em um cano que passa pelo sótão do seu telhado definitivamente não funcionará.

No entanto, alguns ainda estão convencidos de que, devido ao aumento interminável do preço da eletricidade, o gerador eólico num determinado momento, em qualquer caso, se tornará lucrativo.

Quando comprar um moinho de vento

É claro que a eletricidade está ficando mais cara a cada ano. Por exemplo, há 10 anos, o seu preço era 70% inferior. Vamos fazer cálculos aproximados e descobrir a perspectiva de retorno do moinho eólico, levando em consideração o forte aumento do custo da energia elétrica.

Consideraremos um gerador com potência de 2 kW.

Como descobrimos anteriormente, o custo desse modelo é de cerca de 200 mil. Mas levando em consideração todos os custos adicionais, é preciso multiplicar por dois. Acontecerá pelo menos 400 mil rublos. custos, com vida útil de vinte anos.

Ou seja, em um ano são 20 mil. Ao mesmo tempo, de fato, este ano a unidade fornecerá no máximo 900 kW. Por causa do coeficiente capacidade instalada (não excede cinco por cento para pequenos moinhos), você acabará com 75 kW por mês.

Mesmo se considerarmos 1.000 kW por ano para facilitar o cálculo, o custo de 1 kW / h recebido de um moinho de vento será de 20 rublos para você. Se assumirmos que o preço da eletricidade das termelétricas aumentará 4 vezes, isso não acontecerá amanhã, nem mesmo daqui a 5 anos.

Quais moinhos de vento escolher

Pois bem, para quem mora longe de subestações e VL-0,4kv, vale a pena adquirir os modelos de moinhos mais potentes que você puder pagar. Já que da potência indicada nas fotos você não conseguirá mais que 15%.

Outra categoria de consumidores, merecidamente, opta não pelos modelos de fábrica chineses, mas, pelo contrário, prefere moinhos de vento caseiros de mestres autodidatas. Também tem seus benefícios.

Na maioria das vezes, os inventores de tais dispositivos são pessoas competentes e responsáveis. E em quase 100% dos casos, sem problemas, podem devolver a instalação caso algo dê errado ou precise ser consertado. Definitivamente isso não será um problema.

Nos moinhos de vento industriais chineses, aparência certamente mais bonito. E se ainda assim decidir comprá-lo, logo após verificá-lo com furadeira elétrica, faça a manutenção preventiva e substitua a sucata chinesa por rolamentos com graxa de alta qualidade.

Se houver grandes ninhos de pássaros perto de você, não custa nada comprar um conjunto adicional de lâminas.

Os pintinhos às vezes caem na distribuição de uma "mini mill" giratória. As lâminas de plástico quebram e as de metal entortam.

E gostaria de finalizar com a sabedoria daqueles usuários que não ouviram todos os argumentos e se depararam com todos os problemas descritos acima. Lembre-se de que o cata-vento mais caro para uma casa é uma turbina eólica!

Desde os tempos antigos, a humanidade tem usado a força do vento para seus próprios fins. Moinhos de vento, barcos à vela são familiares para muitos, são escritos em livros e filmes históricos são feitos. Hoje em dia, o gerador eólico não perdeu relevância, pois. com ele, você pode obter eletricidade gratuita no país, o que pode ser útil se as luzes se apagarem. Vamos falar de moinhos de vento caseiros que podem ser montados a partir de materiais improvisados ​​​​e peças disponíveis com custo mínimo. Para você, fornecemos instruções detalhadas com fotos, bem como ideias de vídeos para várias outras opções de montagem. Então, vamos ver como fazer um gerador eólico com as próprias mãos em casa.

Instruções de montagem

Existem vários tipos de turbinas eólicas, nomeadamente horizontais, verticais e turbinas. Eles têm diferenças fundamentais, seus prós e contras. Porém, o princípio de funcionamento de todas as turbinas eólicas é o mesmo - a energia eólica é convertida em energia elétrica e acumulada em baterias, e delas vai para as necessidades humanas. O tipo mais comum é horizontal.

Ele é familiar e reconhecível. A vantagem de um gerador eólico horizontal é uma maior eficiência em relação aos demais, já que as pás de um moinho eólico estão sempre sob a influência do fluxo de ar. As desvantagens incluem uma alta exigência de vento - deve ser mais forte que 5 metros por segundo. Este tipo de moinho de vento é o mais fácil de fazer, por isso os artesãos costumam tomá-lo como base.

Se você decidir tentar montar uma turbina eólica com suas próprias mãos, aqui estão algumas recomendações.

Você precisa começar com o gerador - este é o coração do sistema, o projeto do conjunto do parafuso dependerá de seus parâmetros. Para isso, são adequados geradores automotivos de produção nacional e estrangeira, há informações sobre a utilização de motores de passo de impressoras ou outros equipamentos de escritório. Você também pode usar o motor da roda de uma bicicleta para fazer seu próprio moinho de vento para gerar eletricidade. Em geral, quase qualquer motor ou gerador pode ser usado, mas sua eficiência deve ser testada.

Decidido o conversor de energia, é necessário montar o conjunto da caixa de engrenagens para aumentar a velocidade no eixo do gerador. Uma rotação da hélice deve equivaler a 4-5 rotações no eixo do gerador. No entanto, esses parâmetros são selecionados individualmente, com base na potência e nas características do seu gerador e do conjunto da lâmina. Uma peça de uma retificadora ou de um sistema de correias e rolos pode atuar como caixa de engrenagens.

Quando o conjunto caixa-gerador é montado, eles começam a descobrir sua resistência ao torque (gramas por milímetro). Para isso, é necessário fazer um ressalto com contrapeso no eixo da futura instalação e, com o auxílio de uma carga, descobrir com que peso o ressalto irá descer. Menos de 200 gramas por metro são considerados aceitáveis. O tamanho do ombro, neste caso, é considerado o comprimento da lâmina.

Muitas pessoas pensam que quanto mais lâminas, melhor. Isso não é inteiramente verdade. Precisamos de altas velocidades, e muitas hélices criam mais resistência ao vento, já que as fazemos em casa, fazendo com que em algum momento o fluxo contrário desacelere a hélice e a eficiência da instalação caia. Você pode usar uma hélice de duas pás. Tal hélice com vento normal pode girar mais de 1.000 rotações por minuto. Você pode fazer as pás de um gerador eólico caseiro a partir de meios improvisados ​​​​- desde compensado e galvanização até plástico de canos de água (como na foto abaixo). A principal condição é que o material seja leve e durável.

Um parafuso leve aumentará a eficiência do moinho de vento e a sensibilidade ao fluxo de ar. Não se esqueça de equilibrar a roda pneumática e remover solavancos, caso contrário, enquanto o gerador estiver funcionando, você ouvirá uivos e uivos, e as vibrações levarão ao rápido desgaste das peças.

O próximo elemento importante é a cauda. Ele manterá a roda no fluxo do vento e girará a estrutura em caso de mudança de direção.

Ser colecionador atual ou não, depende de você. Isso complicará o projeto, no entanto, evitará torções frequentes do fio, que podem causar quebras de cabo. É claro que, na sua ausência, às vezes você mesmo terá que desenrolar o fio. Durante o teste do gerador eólico, não se esqueça dos cuidados de segurança, pois as pás giratórias são um grande perigo.

Um moinho de vento sintonizado e balanceado é instalado em um mastro, a pelo menos 7 metros de altura do solo, fixado com cabos espaçadores. Em seguida, um nó não menos importante é a bateria de armazenamento. A bateria ácida automotiva mais comumente usada. É impossível conectar a saída de um gerador eólico caseiro diretamente à bateria, isso deve ser feito através de um relé de carga ou de um controlador que você mesmo pode montar ou adquirir pronto.

O princípio de funcionamento do relé é controlar a carga e a carga. Em caso de carga total da bateria, ele liga o gerador e a bateria para carregar o lastro, o sistema se esforça para estar sempre carregado, evitando sobrecargas, e não deixa o gerador sem carga. Um moinho de vento sem carga pode girar com bastante força e danificar o isolamento dos enrolamentos pelo potencial gerado. Além disso, altas velocidades podem causar destruição mecânica dos elementos do gerador eólico. A seguir está um conversor de tensão de 12 a 220 volts 50 Hz para conectar eletrodomésticos.

Agora a Internet está cheia de diagramas e desenhos, onde artesãos mostram como fazer sozinhos um gerador eólico com ímãs poderosos. Se eles são tão eficazes quanto prometem é uma questão discutível. Mas vale a pena tentar montar uma usina eólica para sua casa e depois decidir como melhorá-la. É importante ganhar experiência e aí você já pode mirar em um aparelho mais sério. A liberdade e a variedade dos moinhos de vento caseiros são tão vastas, e base do elemento diverso, que não faz sentido descrever todos eles, o significado principal permanece o mesmo - o vento gira o parafuso, a caixa de câmbio aumenta a velocidade do eixo, o gerador emite tensão, então o controlador mantém o nível de carga da bateria, e já está sendo retirada energia dele para diversas necessidades. Aqui, de acordo com este princípio, você pode fazer um gerador eólico com as próprias mãos em casa. Esperamos que nosso instruções detalhadas com exemplos de fotos, ela explicou como fazer um modelo adequado de moinho de vento para uma casa ou residência de verão. Também recomendamos que você se familiarize com as master classes de montagem dispositivo caseiro em formato de vídeo.

Tutoriais em vídeo visuais

Para fazer facilmente um gerador eólico para gerar eletricidade em casa, recomendamos que você se familiarize com as ideias prontas em exemplos de vídeo:

Por isso, fornecemos todas as ideias mais simples e acessíveis para montar um moinho de vento caseiro. Como você pode ver, até uma criança pode facilmente fazer alguns modelos de dispositivos. Existem muitas outras opções caseiras: com ímãs potentes, com lâminas complexas, etc. Esses projetos devem ser repetidos somente se você tiver alguma experiência no assunto; você deve começar com esquemas simples. Se você deseja fazer um gerador eólico para que funcione e seja utilizado para o fim a que se destina, siga as instruções por nós fornecidas. Se você tiver alguma dúvida, deixe-a nos comentários.

O vento é energia livre! Então, vamos usá-lo para fins pessoais. Se a criação de um parque eólico em escala industrial é muito cara, porque além do gerador é necessário fazer uma série de estudos e cálculos, o estado não arca com tais custos, e os investidores nos países ex-URSS- por algum motivo não causa muito interesse. Então, de forma privada, você pode fazer um mini-moinho de vento para suas próprias necessidades. Deve-se entender que o projeto de converter sua casa em energia alternativa é um empreendimento muito caro.

Como já mencionado: você precisa fazer observações e cálculos de longo prazo para escolher a proporção ideal entre os tamanhos da roda eólica e do gerador, adequada ao seu clima, rosa dos ventos e velocidade média anual do vento.

A eficiência de uma usina eólica dentro de uma mesma região pode diferir significativamente, isso se deve ao fato de que o movimento do vento depende não só da zona climática, mas também do terreno.

No entanto, você pode descobrir o que é energia eólica com um custo mínimo montando uma instalação econômica para alimentar uma carga de baixa potência, como um smartphone, lâmpadas ou rádio. Com a abordagem certa, você pode fornecer eletricidade casa pequena ou área de chalé.

Vejamos como você pode fazer a turbina eólica mais simples com suas próprias mãos.

Moinhos eólicos de baixa potência de meios improvisados

Um cooler de computador é um motor sem escovas, que em sua forma original não tem valor prático.

Precisa ser rebobinado, pois no original os enrolamentos estão conectados de forma inadequada. Enrolamento de bobinas alternadamente:

Sentido horário;

Sentido anti-horário;

Sentido horário;

Sentido anti-horário.

Você precisa conectar bobinas adjacentes em série, ou melhor ainda, enrolá-las com um pedaço de fio, passando de uma ranhura para outra. Neste caso, escolha arbitrariamente a espessura do fio, seria melhor enrolar o máximo de voltas possível, e isso é possível usando o fio mais fino.

A tensão de saída de tal gerador será variável, e seu valor dependerá da velocidade (velocidade do vento), instale uma ponte de diodos de diodos Schottky para retificá-la para uma constante, diodos comuns servirão, mas será pior, porque . a tensão cairá de 1 para 2 volts.

Digressão lírica, um pouco de teoria

Lembre-se que o valor do EMF é:

onde L é o comprimento do condutor colocado em um campo magnético; V é a velocidade de rotação do campo magnético;

Ao atualizar o gerador, você só pode influenciar o comprimento do condutor, ou seja, o número de voltas de cada uma das bobinas. O número de voltas determina a tensão de saída e a espessura do fio determina a carga máxima de corrente.

Na prática, é impossível influenciar a velocidade do vento. No entanto, também há uma saída para esta situação: se você conhece a velocidade típica do vento para sua área, você pode projetar um parafuso adequado para uma turbina eólica, bem como uma caixa de engrenagens ou acionamento por correia, para fornecer velocidade suficiente para gerar o tensão necessária.

IMPORTANTE: Mais rápido não significa melhor! Se a velocidade de rotação do gerador eólico for muito alta, seus recursos serão reduzidos, as propriedades lubrificantes das buchas ou rolamentos do rotor se deteriorarão e ele irá emperrar, e a quebra do isolamento do enrolamento no gerador provavelmente ocorrerá ocorrer

O gerador consiste em:

Aumentamos a potência do gerador de um cooler de computador

Primeiro, quanto mais lâminas e diâmetro da roda, melhor, então dê uma olhada nos coolers de 120 mm.

Em segundo lugar, já dissemos que a tensão também depende do campo magnético, o fato é que os geradores industriais de alta potência possuem enrolamentos de excitação, e os de baixa potência possuem ímãs fortes. Os ímãs do cooler são extremamente fracos e não permitem bons resultados do gerador, e a distância entre o rotor e o estator é muito grande - cerca de 1 mm, e isso ocorre com ímãs já fracos.

A solução para este problema é mudar radicalmente o design do gerador. Em vez disso, apenas um impulsor é necessário no refrigerador; um motor de uma impressora ou qualquer outro eletrodoméstico pode ser usado como gerador. Mais comum motores de escova excitados por ímãs permanentes.

Como resultado, ficará assim.

A potência desse gerador é suficiente para alimentar os LEDs, o rádio. Não será suficiente recarregar o telefone, o telefone exibirá o processo de carregamento, mas a corrente será extremamente pequena, de até 100 amperes, com vento de 5 a 10 metros por segundo.

Motores de passo como gerador eólico

O motor de passo é muito comum em computadores e electrodomésticos, em vários players, unidades de disquete (modelos antigos 5.25 são interessantes), impressoras (especialmente matriciais), scanners, etc.

Esses motores sem alterações podem funcionar como gerador, são um rotor com ímãs permanentes e um estator com enrolamentos, um diagrama de conexão típico de um motor de passo em modo gerador é mostrado na figura.

O circuito possui um estabilizador linear de 5 volts, tipo L7805, que permitirá conectar com segurança Celulares a tal moinho de vento para carregá-los.

A foto mostra um gerador de motor de passo com pás instaladas.

O motor em um caso particular com 4 fios de saída, o diagrama é adequado para isso. Um motor com tais dimensões em modo gerador produz aproximadamente 2 W em vento fraco (velocidade do vento de cerca de 3 m/s) e 5 m/s em vento forte (até 10 m/s).

A propósito, aqui está um circuito semelhante com diodo zener, em vez do L7805. Permite carregar baterias de íons de lítio.

Refinamento de um moinho de vento caseiro

Para que o gerador funcione com mais eficiência, é necessário fazer uma haste guia para ele e fixá-lo de forma móvel no mastro. Então, quando a direção do vento mudar, a direção do gerador eólico mudará. Então surge o seguinte problema - o cabo que vai do gerador ao consumidor vai enrolar no mastro. Para resolver isso, você precisa fornecer um contato móvel. Uma solução pronta é vendida no Ebay e no Aliexpress.

Os três fios inferiores ficam imóveis descendo e o feixe de fios superior é móvel, um contato deslizante ou um mecanismo de escova é instalado em seu interior. Se não tiver oportunidade de comprar, seja esperto e, inspire-se na decisão dos designers do automóvel Zhiguli, nomeadamente a implementação do contacto móvel do botão de sinalização no volante, e faça algo semelhante. Ou use a almofada de contato da chaleira elétrica.

Ao conectar os conectores, você obtém um contato móvel.

Poderoso gerador eólico de meios improvisados.

Para mais potência, você pode usar duas opções:

1. Gerador de chave de fenda (10-50 W);

Você só precisa de um motor de chave de fenda, a opção é semelhante à anterior, você pode usar as pás do ventilador como parafuso, isso aumentará a potência final da sua instalação.

Aqui está um exemplo de tal projeto:

Preste atenção em como um overdrive de engrenagem é implementado aqui - o eixo do gerador eólico está localizado em um tubo, em sua extremidade há uma engrenagem que transmite a rotação para uma engrenagem menor montada no eixo do motor. Um aumento na velocidade do motor também ocorre em turbinas eólicas industriais. Redutores são usados ​​em todos os lugares.

Porém, em um ambiente caseiro, fazer uma caixa de câmbio torna-se um grande problema. Você pode remover a caixa de engrenagens da ferramenta elétrica, ela é necessária para reduzir a alta velocidade no eixo do motor coletor para a velocidade normal do mandril na furadeira ou no disco triturador:

A furadeira possui caixa de engrenagens planetárias;

Uma caixa de engrenagens angular é instalada na rebarbadora (será útil para a instalação de algumas instalações e reduzirá a carga da cauda da turbina eólica);

Caixa de engrenagens de uma furadeira manual.

Esta versão de gerador eólico caseiro já pode carregar baterias de 12 V, mas é necessário um conversor para formar corrente de carga e tensão. Esta tarefa pode ser simplificada usando um gerador automotivo.

A vantagem de tal gerador é a capacidade de usá-lo para carregar baterias de carro Basicamente, é para isso que foi projetado. Os autogeradores possuem um relé regulador de tensão integrado, o que elimina a necessidade de compra de estabilizadores ou conversores adicionais.

No entanto, os motoristas sabem que em marcha lenta, aproximadamente 500-1000 rpm, a potência desse gerador é pequena e não fornece a corrente adequada para carregar a bateria. Isso leva à necessidade de conexão à roda eólica por meio de uma caixa de engrenagens ou acionamento por correia.

Você pode ajustar o número de revoluções em velocidades do vento normais para suas latitudes selecionando uma relação de transmissão ou usando uma roda eólica adequadamente projetada.

Dicas úteis

Talvez o design de mastro de moinho de vento mais conveniente para repetição seja mostrado na imagem. Esse mastro é esticado sobre cabos fixados em suportes no solo, o que garante estabilidade.

Importante: A altura do mastro deve ser a mais alta possível, aproximadamente 10 metros. Em altitudes mais elevadas, o vento é mais forte porque não existem obstáculos na forma de estruturas terrestres, morros e árvores. Nunca instale um gerador eólico no telhado de sua casa. Vibrações ressonantes de estruturas de fixação podem causar a destruição de suas paredes.

Cuide da confiabilidade do mastro transportador, pois o projeto de um moinho de vento baseado em tal gerador fica muito mais pesado e já é uma solução bastante séria que pode fornecer energia autônoma para uma casa de veraneio com um conjunto mínimo de aparelhos elétricos. Dispositivos que operam em 220 Volts podem ser alimentados por um inversor de 12-220 V. A versão mais comum desse inversor é.

É melhor usar geradores a diesel, incl. caminhões porque eles são projetados para trabalhar em baixas velocidades. Em média, o motor diesel de um caminhão grande funciona entre 300 e 3.500 rpm.

Os geradores modernos emitem 12 ou 24 volts, e uma corrente de 100 amperes já se tornou normal. Depois de realizar cálculos simples, você pode determinar que tal gerador fornecerá no máximo 1 kW de potência, e um gerador de um Zhiguli (12 V 40-60 A) 350-500 W, que já é um belo figura decente.

O que deveria ser uma roda eólica para uma turbina eólica caseira?

Mencionei no texto que a roda do vento deveria ser grande e grande quantia lâminas, na verdade não é. Esta afirmação era verdadeira para aqueles microgeradores que não pretendem ser máquinas elétricas sérias, mas sim exemplares de familiarização e lazer.

Na verdade, o projeto, cálculo e criação de uma turbina eólica é uma tarefa muito difícil. A energia eólica será utilizada de forma mais racional se for feita com muita precisão e o perfil de “aviação” for idealmente exibido, devendo ser instalada com um ângulo mínimo em relação ao plano de rotação da roda.

A potência real das rodas eólicas com o mesmo diâmetro e número diferente de pás é a mesma, a diferença está apenas na velocidade de rotação. Quanto menores as asas, mais rotações por minuto, com o mesmo vento e diâmetro. Se você pretende atingir o RPM máximo, você deve montar as asas com a maior precisão possível, com um ângulo mínimo em relação ao plano de rotação.

Confira a tabela do livro "Homemade Wind Farm" de 1956 ed. DOSAAF Moscou. Mostra a relação entre diâmetro da roda, potência e rpm.

Em casa esses cálculos teóricos são de pouca utilidade, os amadores fazem rodas eólicas a partir de meios improvisados, eles usam:

• Chapas metálicas;

  Canos de esgoto de plástico.

Você pode montar uma turbina eólica de alta velocidade com 2 a 4 pás com suas próprias mãos a partir de canos de esgoto, além deles, você precisará de uma serra ou qualquer outra ferramenta de corte. A utilização destes tubos deve-se ao seu formato, após o corte apresentam formato côncavo, o que garante alta capacidade de resposta aos fluxos de ar.

Após o recorte, são fixados com PARAFUSOS em metal, textolite ou compensado. Se for fazer de compensado, é melhor colar e torcer várias camadas de compensado em ambos os lados com parafusos, assim você conseguirá rigidez.

Aqui está uma ideia para um impulsor de duas pás de uma só peça para um gerador de motor de passo.

conclusões

Você pode fazer uma usina eólica começando com baixa potência - unidades de watts, até alimentar individualmente Lampadas de led, balizas e pequenos equipamentos, com bons valores de potência em unidades de quilowatts, armazenam energia em uma bateria, utilizam-na em sua forma original ou convertem até 220 volts. O custo de tal projeto dependerá de suas necessidades, talvez o elemento mais caro seja o mastro e as baterias, pode estar na faixa de 300-500 dólares.

Neste artigo analisaremos detalhadamente como fazer uma turbina eólica com as próprias mãos. Afinal, a vida homem moderno Sem eletricidade, é difícil imaginar. E mesmo pequenas interrupções no fornecimento de energia elétrica às vezes se tornam um “momento paralisante” para uma vida normal em sua própria casa. E tais problemas, temos que admitir, para algumas aldeias suburbanas ou assentamentos nas áreas rurais - infelizmente, não é incomum. Isso significa que você precisa se proteger de alguma forma de problemas, adquirir uma fonte reserva de energia. E se você levar em conta as tarifas cada vez maiores, então ter fonte própria, e até trabalhar quase “de graça”, torna-se o sonho de muitos proprietários.

Uma das áreas de desenvolvimento da “energia livre” em nossa época é a utilização da energia eólica. Muitos provavelmente já viram imagens impressionantes de enormes moinhos de vento utilizados com sucesso em alguns países europeus - em alguns locais, a percentagem de energia gerada pelo vento já atinge várias dezenas de por cento do total. Então surge a tentação - por que não tentar fazer um gerador eólico com minhas próprias mãos para ganhar independência da rede elétrica de uma vez por todas?

A pergunta é razoável, mas deve-se imediatamente esfriar um pouco o ardor do “sonhador”. Para criar uma instalação produtiva e de alta qualidade para geração de eletricidade, são necessários conhecimentos consideráveis ​​​​em mecânica e engenharia elétrica. Você precisa ser um pau para toda obra muito experiente - há uma série de operações pela frente alta complexidade exigindo projeto preciso e uma abordagem qualificada para execução. Pela combinação destes motivos, como se pode aferir pelas discussões nos fóruns, muitos “candidatos” ou não obtiveram o resultado esperado, ou mesmo abandonaram o projeto planeado.

Portanto, este artigo dará uma visão geral mostrando problemas comuns e orientações para sua solução no processo de criação de turbinas eólicas. Será possível estimar aproximadamente a escala do trabalho e pesar com sobriedade suas capacidades - se vale a pena assumir por conta própria.

O que é um gerador eólico? Arranjo geral do sistema

Existem várias maneiras de obter energia elétrica - devido ao impacto de um fluxo de fótons (luz, por exemplo, painéis solares), devido a certos reações químicas(amplamente utilizado em baterias), devido à diferença de temperatura. Mas o mais utilizado é a conversão de energia cinética em energia elétrica. Essa transformação ocorre em dispositivos especiais, chamados geradores.

O princípio de funcionamento do gerador conversor de energia cinética em energia elétrica foi descoberto e descrito no século XIX por Faraday.

Está no fato de que se um circuito condutor for colocado em um campo magnético variável, então uma força eletromotriz será induzida nele, o que, quando o circuito for fechado, levará ao aparecimento corrente elétrica. E uma mudança no fluxo magnético pode ser alcançada girando este quadro em um campo magnético, seja criado por ímãs permanentes, ou aparecendo nos enrolamentos de excitação. Quando a posição da estrutura muda, a magnitude do fluxo magnético que a atravessa muda. E quanto maior a taxa de mudança, maior será o desempenho e o EMF induzido. Assim, quanto mais revoluções são transmitidas ao rotor (a parte rotativa do gerador), maior será a tensão que pode ser alcançada na saída.

O diagrama é, obviamente, mostrado com grandes simplificações, apenas para esclarecer o princípio.

A transmissão da rotação ao rotor do gerador pode ser realizada de diferentes maneiras. E uma maneira de encontrar uma fonte gratuita de energia que acione a parte cinemática do dispositivo é “capturar” a força do vento. Ou seja, quase o mesmo que os criadores de moinhos de vento conseguiram fazer.

Assim, o dispositivo de um gerador eólico implica a presença de um dispositivo gerador e de um mecanismo de transmissão do movimento rotacional ao estator, ou seja, um moinho de vento. Além disso, um projeto que garanta a instalação confiável do sistema torna-se um pré-requisito, uma vez que muitas vezes é necessário colocá-lo a uma altura considerável para que obstáculos naturais ou artificiais não interfiram na “captura do vento” completa. Em alguns casos, também é utilizada uma transmissão cinemática, projetada para aumentar o número de rotações do rotor.

Mas isto não é tudo. A presença e a velocidade do vento são frequentemente valores extremamente variáveis. E colocar o consumo da energia gerada na dependência dos “caprichos do clima” é um negócio descabido. Portanto, um gerador eólico geralmente funciona em conjunto com um sistema de armazenamento de energia.

A corrente gerada é retificada, estabilizada e, por meio de um dispositivo controlador especial, vai diretamente para consumo posterior, ou é redirecionada para carregar as potentes baterias incluídas no circuito. A partir das baterias, por meio de um inversor que converte corrente contínua em corrente alternada na tensão e frequência exigidas, a energia é fornecida aos pontos de consumo. As baterias tornam-se uma espécie de link de buffer: se a carga atual for menor que a potência atual (muito dependente do vento) do gerador, ou se os dispositivos de consumo não estiverem conectados por algum tempo, as baterias estão sendo carregadas. Se a carga for superior à potência gerada, as baterias estão descarregadas.

Um ponto interessante é que é essa característica da usina eólica que permite planejar a potência do próprio gerador, não com base em indicadores de pico de carga (o inversor será responsável em maior medida por isso), mas com base no consumo de energia previsto durante um determinado período (por exemplo, um mês).

Claro, mais pode ser usado no dia a dia. circuitos simples. Por exemplo, uma turbina eólica serve simplesmente para algum equipamento de iluminação de baixa tensão, etc.

Por exemplo, vejamos primeiro o design mais simples gerador eólico, que até um estudante do ensino médio pode montar. Uso pratico tal “usina” - não muito ampla, mas apenas para expandir sua compreensão e adquirir algumas habilidades - por que não?