Controlador de turbina eólica

O que é um controlador de carga para uma turbina eólica

O controlador é um dispositivo eletrônico responsável por converter a tensão alternada gerada pelo gerador em uma constante e controlar a carga das baterias. A presença de um controlador no esquema de operação do aerogerador permite a operação do gerador eólico em modo automático, independente de fatores externos (velocidade do vento, condições climáticas, etc.).

A função de controlar a quantidade de carga é realizada por um regulador de lastro, ou controlador. Trata-se de um dispositivo eletrônico que desliga a bateria quando a tensão aumenta, ou despeja o excesso de energia no consumidor - um elemento de aquecimento, uma lâmpada ou outro dispositivo simples e pouco exigente para algumas mudanças de potência. Quando a carga cai, o controlador muda a bateria para o modo de carga, ajudando a repor a reserva de energia.

Os primeiros projetos de controladores eram simples e só permitiam acionar a frenagem do eixo.Posteriormente, as funções do aparelho foram revisadas, e o excesso de energia passou a ser utilizado de forma mais racional. E com o início do uso de turbinas eólicas como principal fonte de energia para casas de veraneio ou casas particulares, o problema de usar o excesso de energia desapareceu por si só, pois atualmente sempre há algo para conectar em qualquer casa.

Desenhos do rotor

O inventor não fornece desenhos detalhados de seus desenvolvimentos, mas o princípio de uma espiral matemática é usado como modelo para a construção das lâminas:

É ao longo desta curva que cada uma das três pás do impulsor é construída, formando no total uma superfície contínua, de contornos próximos quando vistos de lado para a forma de um cone. A espiral é construída com base na proporção áurea, três lâminas formam um ângulo entre os eixos de 120 °. Os projetistas consideram possível usar uma variedade de opções para a fabricação de lâminas, considerando o uso de um parafuso de Arquimedes como base como condição principal.

Essa abundância de possibilidades aumenta as chances de fabricantes de moinhos de vento amadores que precisam criar um dispositivo para suas necessidades.

Esquemas de operação de turbinas eólicas

Existem várias opções para a operação de um gerador eólico:

1. Operação autônoma do gerador eólico.

Operação autônoma do gerador eólico

1. Esse trabalho conjunto é considerado uma forma muito confiável e eficiente de fornecimento de energia autônomo. Na ausência de vento, os painéis solares funcionam. À noite, quando os painéis solares não estão funcionando, a bateria é carregada pela turbina eólica.

Operação paralela de uma turbina eólica com painéis solares

1. O gerador eólico também pode funcionar em paralelo com a rede.Com excesso de eletricidade, entra na rede geral e, com falta, os consumidores de eletricidade operam a partir da rede elétrica geral.

Operação paralela da turbina eólica com a rede elétrica

Os geradores eólicos podem funcionar perfeitamente com qualquer tipo de fonte de alimentação autônoma e uma rede elétrica comum. Ao mesmo tempo, criando um sistema unificado de fornecimento de energia.

Geradores de rotor Savonius

Este gerador eólico rotativo também é popular como parque eólico doméstico. A base do design está em vários meio cilindros - dois ou três, menos frequentemente, fixados em um eixo vertical de rotação. Às vezes, para aumentar a potência de um moinho de vento com um rotor Savonius, blocos de meio cilindro são construídos em duas fileiras - uma acima da outra.

Geradores de rotor Savonius produzidos industrialmente geralmente têm uma aparência incomum de alta tecnologia, que lembra as velas espalhadas dos iates. Devido à simplicidade do design, eles geralmente são feitos de forma independente. Mas apenas por causa da simplicidade do design, já que a potência dos moinhos de vento verticais desse tipo - com o rotor Darrieus, com o rotor Savonius e outros, é três vezes menor que a das estruturas horizontais.

Dimensões

Dispositivos para gerar energia a partir do vento podem ser de diferentes tamanhos. A sua potência depende das dimensões da roda eólica, da altura do mastro e da velocidade do vento. A maior unidade tem um comprimento de coluna de 135 m, enquanto o diâmetro de seu rotor é de 127 m. Assim, sua altura total chega a 198 metros. Grandes turbinas eólicas com alta altura e pás longas são adequadas para fornecer energia a pequenas empresas industriais, fazendas. Modelos mais compactos podem ser instalados em casa ou no campo.

Atualmente, eles produzem um moinho de vento tipo marcha com pás de diâmetro de 0,75 e 60 metros.Segundo especialistas, as dimensões do gerador não devem ser grandiosas, pois uma pequena unidade portátil é adequada para gerar uma pequena quantidade de energia. O menor modelo da unidade tem 0,4 metros de altura e pesa menos de 2 quilos.

Especificações

Ao comprar um controlador de carga para um gerador eólico, você deve estudar cuidadosamente sua folha de dados. Ao escolher, as características são importantes:

• potência - deve corresponder à potência do aerogerador;
• voltagem - deve corresponder à voltagem das baterias instaladas no aerogerador;
• Máx. potência - indica a potência máxima permitida para o modelo do controlador;
• Máx. corrente - indica com quais potências máximas do gerador eólico o controlador pode trabalhar;
• faixa de tensão - indicadores max. e min. tensão da bateria para operação adequada do dispositivo;
• recursos de exibição - quais dados sobre o dispositivo e sua operação são exibidos na tela de um modelo específico;
• condições de operação - em quais temperaturas, nível de umidade o dispositivo selecionado pode operar.

Se você não puder escolher um dispositivo de controle de carga por conta própria, entre em contato com um consultor e mostre a ele a folha de dados do seu moinho de vento. O dispositivo é selecionado de acordo com as capacidades da instalação eólica. Condições de operação incorretas e desvios da faixa de tensão afetarão adversamente a operação de todo o sistema eólico.

Prós e contras

A presença de dispositivos adicionais no esquema de operação das turbinas eólicas permite melhorar os parâmetros da energia elétrica recebida.

O controlador, como elemento de tal esquema, tem as seguintes vantagens:

• Permite operar a turbina eólica no modo automático.
• O uso de um controlador prolonga a vida útil das baterias, proporcionando, para elas, modos de operação seguros.
• A capacidade de aproveitamento mais completo da energia gerada pelo gerador eólico é o aquecimento de elementos de aquecimento, ou outras cargas, nos momentos em que as baterias estão totalmente carregadas.
• As condições de funcionamento da turbina eólica são melhoradas (arranque fácil com vento fraco, etc.).

As desvantagens do controlador instalado no esquema de operação do gerador eólico incluem o aumento do custo de um conjunto de equipamentos, bem como a probabilidade de um aerogerador quebrar, operando em modo automático, em caso de falha deste elemento de o circuito de controle.

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A legalidade da instalação de uma turbina eólica

As fontes alternativas de energia são o sonho de qualquer morador de veraneio ou proprietário cujo local esteja localizado longe das redes centrais. No entanto, quando recebemos faturas de eletricidade consumida em um apartamento da cidade, e olhando para o aumento das tarifas, percebemos que um gerador eólico criado para necessidades domésticas não nos faria mal.

Depois de ler este artigo, talvez você realize seu sonho.

Um gerador eólico é uma excelente solução para fornecer eletricidade a uma instalação suburbana.Além disso, em alguns casos, sua instalação é a única saída possível.

Para não desperdiçar dinheiro, esforço e tempo, vamos decidir: há alguma circunstância externa que possa criar obstáculos para nós no processo de operação de uma turbina eólica?

Para fornecer eletricidade a uma dacha ou uma pequena casa de campo, é suficiente uma pequena usina eólica, cuja potência não excederá 1 kW. Tais dispositivos na Rússia são equiparados a produtos domésticos. A sua instalação não requer certificados, licenças ou quaisquer aprovações adicionais.

Para determinar a viabilidade de instalação de um gerador eólico, é necessário conhecer o potencial eólico de uma determinada área (clique para ampliar)

No entanto, por precaução, você deve perguntar se há alguma regulamentação local relativa ao fornecimento individual de energia que possa criar obstáculos na instalação e operação deste dispositivo.

Reclamações podem surgir de seus vizinhos se sentirem inconvenientes associados à operação do moinho de vento. Lembre-se de que nossos direitos terminam onde começam os direitos de outras pessoas.

Portanto, ao comprar ou auto-fabricar uma turbina eólica para uma casa, você precisa prestar muita atenção aos seguintes parâmetros:

Altura do mastro. Ao montar uma turbina eólica, é necessário levar em consideração as restrições de altura de edifícios individuais que existem em vários países do mundo, bem como a localização de seu próprio local. Esteja ciente de que perto de pontes, aeroportos e túneis, edifícios com mais de 15 metros de altura são proibidos.
Ruído da caixa de engrenagens e lâminas.Os parâmetros do ruído gerado podem ser definidos usando um dispositivo especial, após o qual os resultados da medição podem ser documentados

É importante que não ultrapassem os padrões de ruído estabelecidos.
Interferência de éter. Idealmente, ao criar um moinho de vento, a proteção contra tele-interferência deve ser fornecida onde seu dispositivo pode fornecer tais problemas.
reivindicações ambientais. Esta organização pode impedi-lo de operar a instalação apenas se interferir na migração de aves migratórias. Mas isso é improvável.

Ao criar e instalar o dispositivo você mesmo, aprenda esses pontos e, ao comprar um produto acabado, preste atenção aos parâmetros que estão em seu passaporte. É melhor se proteger com antecedência do que ficar chateado depois.

• A conveniência de um moinho de vento é justificada principalmente por uma pressão de vento suficientemente alta e estável na área;
• É necessário ter uma área suficientemente grande, a área útil de \u200b\u200bque não será significativamente reduzida devido à instalação do sistema;
• Devido ao ruído que acompanha o trabalho do moinho, é desejável que haja pelo menos 200 m entre a habitação dos vizinhos e a instalação;
• O custo cada vez maior da eletricidade argumenta convincentemente a favor de um gerador eólico;
• O dispositivo de um gerador eólico só é possível em áreas cujas autoridades não interferem, mas sim incentivam o uso de energias verdes;
• Se houver interrupções frequentes na área de construção da mini usina eólica, a instalação minimiza o transtorno;
• O proprietário do sistema deve estar preparado para o fato de que os fundos investidos no produto acabado não serão pagos imediatamente.O efeito econômico pode se tornar tangível em 10-15 anos;
• Se o retorno do sistema não for no último momento, você deve pensar em construir uma mini usina com suas próprias mãos.

Proteção contra torção do cabo

Como você sabe, o vento não tem uma direção constante. E se o seu gerador eólico girar em torno de seu eixo como um cata-vento, sem medidas de proteção adicionais, o cabo que vai do gerador eólico para outros elementos do sistema torcerá rapidamente e se tornará inutilizável em alguns dias. Oferecemos várias maneiras de se proteger de tais problemas.

Método um: conexão destacável

A maneira mais simples, mas completamente impraticável de proteger é instalar uma conexão de cabo destacável. O conector permite desembaraçar o cabo torcido manualmente desconectando o gerador eólico do sistema.

w00w00 usuário

Eu sei que algumas pessoas colocam algo como um plugue com uma tomada no andar de baixo. Torceu o cabo - desconectado da tomada. Então - desenrolou e prendeu o plugue de volta. E o mastro não precisa ser abaixado e os coletores de corrente não são necessários. Eu li isso em um fórum sobre moinhos de vento caseiros. A julgar pelas palavras do autor, tudo funciona e não torce o cabo com muita frequência.

Método dois: usando um cabo rígido

Alguns usuários aconselham conectar cabos grossos, elásticos e rígidos (por exemplo, cabos de solda) ao gerador. O método, à primeira vista, não é confiável, mas tem direito à vida.

usuário343 usuário

Encontrado em um site: nosso método de proteção é usar um cabo de solda com revestimento de borracha dura.O problema dos fios torcidos no projeto de pequenas turbinas eólicas é muito superestimado, e o cabo de soldagem #4 ... # 6 tem qualidades especiais: borracha dura impede que o cabo se torça e impede que o moinho de vento gire na mesma direção.

Método três: instalação de anéis coletores

Em nossa opinião, apenas a instalação de anéis deslizantes especiais ajudará a proteger completamente o cabo da torção. É este método de proteção que o usuário Mikhail 26 implementou no projeto de seu gerador eólico.

Sobre moinhos de vento caseiros para casa

O interesse particular pela energia eólica manifesta-se ao nível da esfera doméstica. Isso é compreensível se você olhar para a próxima conta de energia consumida com o canto do olho. Portanto, todos os tipos de artesãos são acionados, utilizando todas as possibilidades de obtenção de eletricidade de forma barata.

Uma dessas possibilidades, bastante real, está intimamente moinho de vento de um carro gerador. Um dispositivo pronto - um gerador de carro - só precisa ser equipado com lâminas feitas corretamente para poder remover algum valor de energia elétrica dos terminais do gerador.

É verdade que funcionará efetivamente apenas se houver tempo ventoso.

Um exemplo da prática de uso doméstico de geradores eólicos. Um projeto prático bem projetado e bastante eficaz de um moinho de vento. Uma hélice de três pás é instalada, o que é raro para eletrodomésticos

O uso de praticamente qualquer gerador automotivo é aceitável para a construção de moinhos de vento. Mas eles geralmente tentam pegar um modelo poderoso de negócios, capaz de fornecer grandes correntes. Aqui, no auge da popularidade, o design de geradores de caminhões, grandes ônibus de passageiros, tratores etc.

Além do gerador para a fabricação de um moinho de vento, vários outros componentes serão necessários:

• hélice de duas ou três pás;
• bateria de carro;
• cabo eletrico;
• mastro, elementos de suporte, fixadores.

O projeto da hélice com duas ou três pás é considerado o mais ideal para um gerador eólico clássico. Mas um projeto doméstico geralmente está longe de ser um clássico da engenharia. Portanto, na maioria das vezes eles tentam pegar parafusos prontos para construção de casas.

Um impulsor de um ventilador de carro que será usado como hélice para uma turbina eólica doméstica. Leveza e grande área útil para força aérea permitem o uso de tais opções

Tal, por exemplo, pode ser um rotor de uma unidade externa de um sistema de ar condicionado split ou de um ventilador do mesmo carro. Mas quando há o desejo de seguir as tradições de projetar turbinas eólicas, você terá que construir uma hélice de moinho de vento do início ao fim com suas próprias mãos.

Antes de decidir sobre a montagem e instalação de um aerogerador, vale avaliar os dados climáticos do local e calcular o retorno. Ajuda significativa nisso será fornecida pelas informações de um artigo muito interessante, que recomendamos para revisão.

Instalação

Instalar um moinho de vento é um procedimento muito complicado. Antes de tudo, você deve comprar hipotecas na fundação, detalhes de fixação. Em seguida, você deve derramar uma base de concreto que irá segurar sua unidade. Ao despejar a fundação, você deve instalar imediatamente os elementos adquiridos anteriormente para fixação. Depois que a fundação é derramada, ela deve permanecer por 21 dias antes que o mastro possa ser instalado.

Além disso, o trabalho é mais difícil.Você não pode fazer isso sozinho, você precisa de pessoal especialmente treinado e equipamentos pesados ​​(um guindaste é obrigatório). A montagem de uma turbina eólica para uma casa levará pelo menos um dia inteiro.

Todos os trabalhos relacionados à montagem e instalação de equipamentos (incluindo a conexão à rede, a conexão de toda a fiação, a montagem de toda a unidade etc.) devem ser realizados exclusivamente por trabalhadores qualificados.

A auto-atividade neste assunto complexo não é bem-vinda. A instalação de todos os equipamentos é realizada em uma sala seca com temperatura de 10 a 30 graus Celsius. Trabalhadores especiais que montaram e instalaram o equipamento devem fornecer um pacote de serviços, segundo o qual serão obrigados a reparar o gerador eólico durante a operação.

Vantagens de usar uma turbina eólica em casa:

1. O maior benefício é a eletricidade gratuita. Depois de pagar por todos os equipamentos e instalação desta unidade, você não precisará mais pagar pela eletricidade. Agora você está fazendo o seu próprio.
2. É uma ocorrência muito comum quando, em épocas difíceis do ano, ocorrem cortes de energia. Isso geralmente acontece devido a uma linha quebrada ou algum tipo de problema com o transformador. Ao instalar um gerador eólico em casa, seus aparelhos elétricos não serão mais afetados pelo clima. Em condições climáticas difíceis, o moinho de vento funcionará ainda mais rápido que o normal.
3. Essas unidades são ecologicamente corretas e praticamente não produzem ruído durante a operação. Esta é uma opção energética muito melhor do que aquela que destrói o ecossistema do planeta.
4. O moinho de vento é muito bom em termos técnicos.Afinal, ele pode funcionar em combinação com várias fontes de energia, por exemplo: uma usina a diesel, painéis solares e assim por diante. Isso é conveniente se alguma fonte de eletricidade com força total não puder fornecer energia para sua casa.

Contras de geradores eólicos:

1. A primeira desvantagem significativa é, obviamente, a dependência das condições climáticas. O moinho de vento não funcionará onde o vento é fraco. É razoável instalá-lo apenas na costa do mar e em locais onde a ventania é aumentada. Ao instalar um gerador eólico em casa, em uma área onde os fluxos de vento estão abaixo da média, você nunca conseguirá que esse tipo de produção de eletricidade seja o principal.
2. O preço também não é muito agradável. Tal prazer é muito, muito caro. Esta unidade será capaz de pagar, na melhor das hipóteses, depois de apenas 10 anos. O gerador em si, o mastro e o moinho de vento representam apenas 30% do custo de toda a estrutura, o restante fica com as baterias e o inversor. Além disso, as próprias baterias não são duráveis ​​hoje, e você terá que substituí-las com muita frequência, o que também atingirá seu bolso com golpes fortes.
3. A segurança desta fonte alternativa de energia não é das mais avançadas. Lâminas com grande desgaste podem simplesmente se soltar e causar danos significativos à propriedade ou, pior ainda, à vida humana.

Vídeo de instalação da turbina eólica:

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.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O desejo de fazer equipamentos para uso doméstico com as próprias mãos às vezes é mais forte do que uma solução mais simples - comprar um dispositivo barato. O que aconteceu, veja o vídeo:

Avaliando as perspectivas de fabricar eletrônicos por conta própria, independentemente de sua finalidade, é preciso encarar a ideia de que a era do "feito em casa" está acabando. O mercado está saturado com dispositivos eletrônicos prontos e componentes modulares para quase todos os produtos domésticos. Agora, a única coisa que resta para os engenheiros eletrônicos amadores é montar kits domésticos.