Como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos: dispositivo, princípio de operação + melhores produtos caseiros

Instalação de uma usina que transformará o vento em energia

Para instalar a estrutura montada em um mastro longo (e será bastante pesado), você precisa fazer o seguinte:

1. Uma fundação confiável é concretada no solo.
2. Durante o vazamento, os pinos são despejados nele para prender uma dobradiça poderosa (fácil de fazer com as próprias mãos).
3. Após o endurecimento completo, a dobradiça é colocada nos pinos e fixada com porcas.
4. O mastro está preso à metade móvel da dobradiça.
5. Na parte superior do mastro, com a ajuda de uma flange (soldada), são fixadas três a quatro extensões. Você vai precisar de um cabo de aço.
6. Para um dos cabos, o mastro na dobradiça sobe (você pode puxar o carro).
7. As estrias fixam a posição estritamente vertical do mastro.

Turbina eólica de um gerador de trator

Como fazer um gerador eólico de 220V faça você mesmo

Para fornecer uma casa particular com um fluxo constante de eletricidade a uma velocidade média do vento de 4 m / s, basta:

• 0,15-0,2 kW, que atendem às necessidades básicas;
• 1-5 kW para equipamentos elétricos;
• 20 kW para toda a casa com aquecimento.

modelo caseiro

Deve-se ter em mente que o vento nem sempre sopra, portanto, com as próprias mãos, um moinho de vento para a casa deve ser fornecido com uma bateria com um controlador de carga, bem como um inversor ao qual os dispositivos estão conectados.

Para qualquer modelo de moinho de vento caseiro, serão necessários os principais elementos:

• rotor - a parte que gira a partir do vento;
• lâminas, geralmente são montadas em madeira ou metal leve;
• um gerador que converterá a energia eólica em eletricidade;
• uma cauda que ajuda a determinar a direção do fluxo de ar (para uma versão horizontal);
• trilho horizontal para segurar o gerador, cauda e turbina;
• Combine;
• fio de conexão e blindagem.

Você pode usar este diagrama para construir

No conjunto completo da blindagem haverá uma bateria, um controlador e um inversor. Considere duas opções de como construir um gerador eólico com suas próprias mãos.

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Qual formato de lâmina é ideal

Um dos principais elementos de uma turbina eólica é um conjunto de pás. Há uma série de fatores associados a esses detalhes que afetam a eficiência de um moinho de vento:

• O peso;
• o tamanho;
• a forma;
• material;
• quantia.

Se você decidir projetar pás para um moinho de vento caseiro, considere todos esses parâmetros. Alguns acreditam que quanto mais asas na hélice do gerador, mais energia eólica pode ser obtida. Em outras palavras, quanto mais, melhor.

No entanto, este não é o caso. Cada parte individual se move contra a resistência do ar. Assim, um grande número de pás em uma hélice requer mais força do vento para completar uma revolução. Além disso, muitas asas largas podem causar a formação da chamada "capota de ar" na frente da hélice, quando o fluxo de ar não passa pelo moinho de vento, mas o contorna.

A forma importa muito. Depende da velocidade do parafuso. Fluxo ruim causa vórtices que desaceleram a roda eólica

O mais eficiente é uma turbina eólica de pá única. Mas construí-lo e equilibrá-lo com suas próprias mãos é muito difícil. O design não é confiável, embora com alta eficiência. De acordo com a experiência de muitos usuários e fabricantes de moinhos de vento, o modelo de três pás é o modelo mais ideal.

O peso da lâmina depende do seu tamanho e do material do qual será feita. O tamanho deve ser selecionado com cuidado, guiado pelas fórmulas para cálculos. As bordas são melhor processadas para que haja um arredondamento de um lado e o lado oposto seja afiado

A forma de pá adequadamente selecionada para uma turbina eólica é a base de seu bom trabalho. Para produtos caseiros, as seguintes opções são adequadas:

• tipo de vela;
• tipo de asa.

As lâminas do tipo vela são tiras largas simples, como em um moinho de vento.Este modelo é o mais óbvio e fácil de fabricar. No entanto, sua eficiência é tão baixa que essa forma praticamente não é usada em turbinas eólicas modernas. A eficiência neste caso é de cerca de 10-12%.

Uma forma muito mais eficiente são as lâminas de perfil de palheta. Os princípios da aerodinâmica estão envolvidos aqui, que levantam aviões enormes no ar. Um parafuso desta forma é mais fácil de colocar em movimento e gira mais rápido. O fluxo de ar reduz significativamente a resistência que o moinho de vento encontra em seu caminho.

O perfil correto deve se assemelhar a uma asa de avião. Por um lado, a lâmina tem um espessamento e, por outro, uma descida suave. As massas de ar fluem em torno de uma parte desta forma muito suavemente

A eficiência deste modelo atinge 30-35%. A boa notícia é que você pode construir uma lâmina alada com suas próprias mãos usando um mínimo de ferramentas. Todos os cálculos e desenhos básicos podem ser facilmente adaptados ao seu moinho de vento e você pode desfrutar de energia eólica gratuita e limpa sem restrições.

Variedades de turbinas eólicas

Existem vários tipos de geradores eólicos. De acordo com o número de pás, os moinhos de vento são três, duas, uma, várias pás. Os dispositivos também são produzidos sem pás, onde a “vela”, semelhante a uma grande placa, serve como parte de captura de vento. Tal equipamento tem uma eficiência maior do que outros dispositivos, mas ainda não é amplamente utilizado. Curiosamente, quanto menos pás um moinho de vento tiver, mais energia ele produzirá.

Exemplos de turbinas eólicas planas

De acordo com o material utilizado, as lâminas são rígidas (de metal ou fibra de vidro) e de tecido.O segundo tipo são os chamados aerogeradores à vela, são mais baratos, mas perdem para os mais resistentes em praticidade e eficiência.

Outra característica importante é a característica de passo da hélice, que possibilita alterar a velocidade de rotação das pás. Dispositivos de passo variável permitem que você mantenha a eficiência em diferentes velocidades do vento. Mas, ao mesmo tempo, o custo do sistema aumenta e a confiabilidade diminui devido à complexidade do projeto. Portanto, na maioria dos casos, são utilizados dispositivos de passo fixo, que são de fácil manutenção e confiáveis.

Tipos de turbinas eólicas de acordo com a localização do eixo de trabalho

O eixo de rotação de trabalho da turbina eólica pode ser localizado tanto na vertical como na horizontal

Em ambos os casos, existem vantagens e desvantagens que você deve prestar atenção na hora de escolher.

Existem vários tipos de turbinas eólicas verticais:

1. Geradores eólicos Savonius, cujo projeto consiste em vários semicilindros, que são fixados em um eixo na posição vertical. A força de tal dispositivo é a capacidade de trabalhar em qualquer direção do vento. Mas também há uma séria desvantagem - a energia eólica é usada apenas por 25 a 30%.
2. No rotor Darrieus, são utilizadas faixas elásticas como pás, fixadas em vigas sem o uso de armação. A eficiência do modelo é a mesma da variedade anterior, mas é necessária uma instalação adicional para iniciar o sistema.
3. Os moinhos de vento com várias lâminas são os mais eficientes entre os dispositivos verticais.
4. A opção mais rara são os dispositivos com rotor helicoidal.Lâminas especialmente torcidas garantem a rotação uniforme da roda eólica, mas a complexidade do design torna o preço muito alto, o que limita o uso de mecanismos desse tipo.

Os moinhos de vento de eixo horizontal são mais comuns do que os moinhos de vento de eixo vertical porque são mais eficientes, mas mais caros.

Tipos de turbinas eólicas ao longo do eixo de trabalho

As desvantagens incluem a dependência da eficiência da direção do vento e a necessidade de ajustar a posição da estrutura usando um cata-vento. É aconselhável instalar uma turbina eólica deste tipo em uma área aberta, onde não seja coberta por árvores e edifícios, e é melhor ficar longe do local de residência permanente das pessoas. É bastante barulhento e representa um perigo para os pássaros que voam.

Fabricantes de turbinas eólicas

O mercado inclui tanto dispositivos de origem estrangeira (principalmente América do Norte, Europa e China) quanto instalações domésticas. O preço depende da potência e da configuração - por exemplo, a presença de baterias solares e varia na faixa de dezenas a centenas de milhares de rublos.

Avaliação de viabilidade de instalação

Antes de prosseguir com a fabricação de um gerador eólico do tipo vertical, eles estudam a situação climática de sua região e tentam determinar se a unidade pode fornecer a quantidade necessária de recurso.

Os especialistas recomendam avaliar os seguintes parâmetros:

• o número de dias de vento - tome o valor médio para o ano em que a rajada excede 3 m / s;
• a quantidade de eletricidade consumida por dia pelas famílias;
• um local adequado em seu próprio terreno para equipamentos eólicos.

O primeiro indicador é aprendido a partir dos dados obtidos na estação meteorológica mais próxima ou encontrados na Internet nos portais relevantes. Além disso, consultam publicações geográficas impressas e formam um quadro completo da situação do vento em sua região.

As estatísticas são feitas não para um ano, mas para 15-20 anos, só então os valores médios serão os mais corretos possíveis e mostrarão se o gerador pode satisfazer totalmente a necessidade de eletricidade da casa ou se sua energia é suficiente apenas para fornecer energia individual. necessidades domésticas.

Se o proprietário tiver um grande terreno localizado em declive, próximo à margem do rio ou em área aberta, não haverá problemas com a instalação.

Quando a casa está localizada nas profundezas do assentamento e o quintal é compacto em tamanho e próximo aos edifícios vizinhos, não será fácil instalar um modelo vertical de um moinho de vento com suas próprias mãos. A estrutura terá que ser elevada 3-5 m acima do solo e reforçada adicionalmente para que não caia com uma forte rajada.

É necessário levar em consideração todas essas informações na fase de planejamento, para que fique claro se o gerador eólico poderá assumir a totalidade do fornecimento de energia ou seu papel permanecerá no âmbito de uma fonte de energia auxiliar. Preliminarmente é desejável realizar o cálculo do moinho de vento.

Usando um motor assíncrono para fazer um gerador eólico com suas próprias mãos

Ao usar um motor de indução como gerador, será necessário um pequeno upgrade. Na verdade, um motor de indução é muito mais adequado para fazer um gerador do que um motor elétrico que só pode girar em uma direção.

Motor assíncrono ideal para turbina eólica

Para transformar o motor elétrico em um gerador, é necessária a ajuda de um torneiro. Isso deve ser cuidado com antecedência, concordando com especialistas. Você também deve preparar ímãs oblongos (6-8 unid.). Melhor se forem de neodímio. É à sua espessura que será necessário lixar o rotor do motor assíncrono e depois colar as tiras magnéticas ao longo do eixo. Os ímãs são colados com polaridade alternada. O epóxi é perfeito para isso. Depois de completamente seco, você pode montar o motor elétrico, que já virou gerador, na ordem inversa.

Uma das opções para instalar ímãs no estator para converter o motor em um gerador

Peças e consumíveis

Para a fabricação de um gerador eólico rotativo de baixa potência (não superior a 1,5 kW), serão necessários os seguintes componentes:

• alternador de carro de 12 volts;
• bateria de 12 volts;
• conversor de 12 V a 220 V, projetado para potência de 700 W a 1500 W;
• recipiente cilíndrico metálico. Você pode usar um balde comum ou uma panela bem grande;
• um relé para carregar baterias de um carro e uma lâmpada para controle de carga;
• interruptor de botão para 12 V;
• voltímetro;
• detalhes para conexões rosqueadas;
• fios com seção transversal de 2,5 e 4 quadrados;
• braçadeiras para fixação do gerador eólico ao mastro.

Você também precisará das seguintes ferramentas:

• tesouras para processamento de chapas metálicas (podem ser substituídas por rebarbadoras);
• roleta;
• marcador;
• Chave de fenda;
• chaves diferentes;
• perfurar com brocas;
• alicates e cortadores laterais.

foto DIY de turbinas eólicas

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O dispositivo e o princípio de operação do gerador de gás

Todas as fontes de alimentação autônomas funcionam com o princípio de converter uma energia em outra.

O projeto do gerador de gás consiste em três partes:

1. Motor de combustão interna a gasolina. As unidades de baixa potência são equipadas com um motor de dois tempos e as unidades potentes são equipadas com um motor de quatro tempos.
2. Gerador de corrente.
3. Bloco de modulação elétrica.

Todos os elementos são montados em um único suporte.Além das peças principais, o gerador a gasolina está equipado com elementos adicionais:

• elemento combustível.
• bateria.
• Acionador de partida manual.
• Filtro de ar.
• Silenciador.

As principais etapas da operação de um gerador de gás

1. A gasolina é despejada no tanque do gerador.
2. No motor, após a queima do combustível de carbono, o gás é formado. Ele gira o virabrequim com o volante.
3. Girando, o virabrequim transmite energia ao eixo do gerador.
4. Quando a rotação com alta frequência do enrolamento primário é alcançada, os fluxos magnéticos são deslocados - as cargas são redistribuídas.
5. Potenciais da magnitude necessária são criados em diferentes pólos. No entanto, para obter corrente alternada, a partir da qual eletrodomésticos industriais e domésticos podem operar, é necessário um dispositivo adicional - uma unidade de modulação elétrica. Você pode usar transformador ou inversor.
6. Graças ao inversor, você pode trazer a tensão para o valor necessário - 220 V com uma frequência de 50 Hz. Além do objetivo principal, com a ajuda de uma unidade de modulação elétrica, a sobretensão impulsiva e a interferência são removidas. A unidade também monitora a fuga de corrente. O bloco protege a unidade contra curto-circuito e sobrecarga.

Gerador de gasolina caseiro: prós e contras

Alguns especialistas argumentam que, se um gerador a gasolina for montado com cuidado e competência, ele durará tanto quanto o equivalente de fábrica. Eles fornecem os seguintes argumentos em seu apoio:

• possível modernização - o dispositivo pode ser ajustado a qualquer momento para atender às suas próprias necessidades;
• economia - por exemplo, para a compra de um gerador a gás montado em fábrica com pequena capacidade (0,75 a 1 kW), você terá que gastar de 9 mil a 12 mil rublos;
• satisfação com o projeto concluído.

Os defensores da montagem em fábrica são céticos em relação aos modelos e contra-argumentos de "artesanato", argumentando sobre as deficiências dos produtos caseiros:

• A economia prática da montagem de geradores é insignificante. Comprar peças de um gerador a gasolina separadamente custará bastante. Para montar o gerador, é melhor usar peças de dispositivos desnecessários.
• É difícil encontrar um motor e um gerador que tenham parâmetros ótimos.
• Para fabricar um gerador a gasolina, você deve ter conhecimento, habilidades especiais e ser capaz de trabalhar com ferramentas. A implementação do projeto em si pode levar muito tempo.
• Os geradores de gás montados na fábrica são equipados com autodiagnóstico - esta unidade monitora os parâmetros operacionais do dispositivo. Além disso, o gerador inclui um dispositivo de partida automática - a unidade começa a funcionar assim que a eletricidade é perdida na rede. Além disso, o gerador de gás pode ser equipado com outros dispositivos adicionais que não estão disponíveis nos modelos "artesanal".
• Ao contrário dos geradores a gasolina caseiros de fábrica, eles geralmente têm grandes dimensões e peso.

Classificação dos tipos de geradores de energia

Existem vários critérios pelos quais as turbinas eólicas são classificadas.

Assim, os moinhos de vento diferem em:

• o número de pás na hélice;
• materiais para fabricação de lâminas;
• a localização do eixo de rotação em relação à superfície da terra;
• sinal de passo do parafuso.

Existem modelos com uma, duas, três lâminas e várias lâminas.

Produtos com um grande número de lâminas começam a girar mesmo com um pequeno vento. Normalmente são utilizados em tais obras, quando o próprio processo de rotação é mais importante do que a geração de eletricidade.Por exemplo, para extrair água de poços profundos.

As pás podem ser à vela ou rígidas. Os produtos de vela são muito mais baratos que os rígidos, feitos de metal ou fibra de vidro. Mas eles precisam ser consertados com muita frequência: são frágeis.

No que diz respeito à localização do eixo de rotação em relação à superfície terrestre, existem modelos verticais e horizontais. E neste caso, cada variedade tem suas próprias vantagens: as verticais são mais sensíveis a cada sopro de vento, mas as horizontais são mais poderosas.

As turbinas eólicas são divididas de acordo com as características das etapas em modelos com etapa fixa e variável.

O passo variável permite aumentar significativamente a velocidade de rotação, mas esta instalação é caracterizada por um design complexo e maciço. As turbinas eólicas de passo fixo são mais simples e confiáveis.

Galeria de imagens
Foto de
Do oscilador muito danificado após a desmontagem, restava apenas o estator, para o qual a caixa foi soldada separadamente

Para restaurar as características técnicas do motor, é necessário rebobinar 36 bobinas do estator. No rebobinamento, é necessário um fio com um diâmetro de 0,56 mm. As voltas devem ser feitas em 35 peças

Antes de fixar as lâminas, o motor reparado deve ser montado, envernizado ou pelo menos revestido com epóxi, a superfície deve ser pintada

Os fios são conectados em paralelo, três fios são trazidos para conexão a uma fonte de energia

O eixo, projetado para garantir a rotação, é feito a partir de uma saída de tubo 15. Os rolamentos são soldados ao eixo, que são fixados através de uma seção de tubo 52

Na fabricação da cauda foi utilizada chapa de aço galvanizado de 4 mm de espessura, dobrada nas bordas e instalada na ranhura selecionada no trilho

As lâminas são cortadas de um tubo de esgoto de polímero, preso ao triângulo conectado ao motor com parafusos

Um gerador eólico praticamente gratuito pode ser feito de peças de sucata: um motor de um carro antigo e um cano de esgoto cortado

Etapa 1: desmontagem do gerador usado

Etapa 2: Restaurando as capacidades do motor

Etapa 3: Construindo um motor de moinho de vento reconstruído

Passo 4: Conectando os fios do motor e conduzindo-os para a linha de energia

Etapa 5: recursos específicos do dispositivo giratório

Passo 6: Fazendo a cauda para responder ao vento

Etapa 7: anexando as lâminas do mini moinho de vento

Passo 8: Construa um Gerador de Energia Quase Gratuito

Em que se baseia a geração eólica?

A geração eólica é a capacidade de gerar eletricidade a partir da energia eólica. Um gerador eólico é, na verdade, um gerador solar: os ventos são formados devido ao aquecimento desigual da superfície da Terra pelo sol, a rotação do planeta e seu relevo. Os geradores usam o movimento das massas de ar e o convertem em eletricidade através da energia mecânica.

Com base no princípio da geração eólica, tanto uma usina inteira pode ser construída quanto dispositivos autônomos podem ser construídos para fornecer eletricidade a determinadas áreas e até casas. Hoje, 45% de toda a energia é gerada por turbinas eólicas. O maior parque eólico está localizado na Alemanha e produz anualmente até 7 milhões de kWh de energia por hora. Portanto, cada vez mais, os proprietários de casas de campo em regiões e aldeias remotas estão pensando em usar a energia eólica para fins domésticos. Ao mesmo tempo, os moinhos de vento podem ser usados ​​como fonte única ou adicional de energia.

foto DIY de turbinas eólicas

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Escolhendo um local para uma turbina eólica

Escolher o local certo para instalar uma turbina eólica é um passo importante. É melhor colocar o dispositivo em um ponto aberto, o mais alto possível e garantir cuidadosamente que ele não caia abaixo do nível de edifícios residenciais e comerciais adjacentes. Caso contrário, os edifícios se tornarão um obstáculo ao fluxo de ar e a eficiência da unidade será bastante reduzida.

Se o local for para um rio ou lago, o moinho de vento é colocado na costa, onde os ventos sopram com frequência. Idealmente adequado para a localização do gerador são colinas disponíveis no território ou grandes espaços vazios onde não há obstruções artificiais ou naturais do fluxo de ar.

Quando os imóveis residenciais (casa, chalé, apartamento, etc.) estão localizados dentro da cidade ou fora da cidade, mas em áreas densamente construídas, o complexo de energia eólica é colocado no telhado.

Para colocar um gerador no telhado de um prédio de apartamentos, eles recebem o consentimento por escrito dos vizinhos e obtêm permissão oficial das autoridades competentes.

Ao instalar um gerador vertical no telhado de um prédio de apartamentos, deve-se lembrar que a unidade é bastante barulhenta e pode causar transtornos tanto para os proprietários quanto para o restante dos moradores. Por isso, é necessário colocar o aparelho mais próximo do centro do telhado, para que os proprietários de apartamentos nos andares superiores não sofram com o zumbido alto emitido pelo moinho de vento durante o funcionamento.

Em uma casa particular com um grande jardim, é muito mais fácil escolher um local adequado. A principal coisa a considerar é que a estrutura está a uma distância de 15 a 25 metros dos alojamentos. Então os efeitos sonoros das lâminas rotativas não incomodarão ninguém.

Gerador e lei: é preciso formalizar um moinho de vento

A resposta a esta pergunta dependerá de várias nuances. Como tal, a permissão oficial para instalar uma turbina eólica não é necessária, mas a inveja ou a nocividade habitual dos vizinhos pode se tornar um problema. Eles podem reclamar de ruído excessivo das pás e do próprio gerador, ou que o motor interfere nas ondas de rádio. Além disso, os serviços ambientais podem entrar em cena se, por exemplo, um moinho de vento interferir na migração de aves migratórias.

Os parques eólicos são ecologicamente corretos, produtivos e usam uma fonte de energia renovável

Outra nuance em relação à altura do mastro da turbina eólica. Se houver um aeroporto ou escola de voo nas proximidades, será proibida a instalação de estruturas superiores a 15 m. Caso contrário, não há barreiras para instalar um moinho de vento em seu site.

Um moinho de vento no pátio de uma casa particular não parece mais exótico - todos economizam da melhor maneira possível

Resumindo o que foi dito acima

As turbinas eólicas, se bem feitas, podem ajudar a economizar no consumo de eletricidade. E se eles estiverem conectados à rede elétrica de uma casa particular por meio de baterias de alta capacidade, é bem possível que o proprietário esqueça completamente o pagamento de contas de eletricidade. Além disso, aqui já será possível não ter medo de picos de energia que podem desativar eletrodomésticos e eletrônicos. Mas todos os dias há cada vez mais aparelhos de alta tecnologia nas residências. Portanto, você não deve se arrepender do tempo livre que deseja passar no sofá em frente ao painel de plasma. É melhor gastá-lo apenas para proteger este painel. Caso contrário, pode acontecer que no próximo fim de semana você tenha que levá-lo para reparo ou até mesmo comprar um novo. Pense se você precisa perder dinheiro em vez de salvá-lo.

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