Gerador eólico vertical faça você mesmo: como montar um moinho de vento com um eixo vertical de rotação

Renovável, ecológico, verde

Talvez não valha a pena lembrar que tudo que é novo é um velho bem esquecido. As pessoas aprenderam a usar a força do fluxo do rio e a velocidade do vento para obter energia mecânica por muito tempo. O sol aquece a água para nós e move carros, alimenta naves espaciais. Rodas, instaladas nos leitos de córregos e pequenos rios, forneciam água aos campos já na Idade Média. Um moinho de vento poderia fornecer farinha para várias aldeias vizinhas.

No momento, estamos interessados ​​em uma pergunta simples: como fornecer luz e calor baratos à sua casa, como fazer um moinho de vento com suas próprias mãos? 5 kW de potência ou um pouco menos, o principal é que você pode fornecer corrente à sua casa para o funcionamento de aparelhos elétricos.

É interessante que no mundo exista uma classificação de edifícios de acordo com o nível de eficiência dos recursos:

• convencional, construído antes de 1980-1995;
• com baixo e ultrabaixo consumo de energia - até 45-90 kWh por 1 kV / m;
• passivo e não volátil, recebendo corrente de fontes renováveis ​​(por exemplo, instalando um gerador eólico rotativo (5 kW) com suas próprias mãos ou um sistema de painéis solares, você pode resolver esse problema);
• edifícios energeticamente ativos que geram mais eletricidade do que o necessário recebem dinheiro distribuindo-o através da rede para outros consumidores.

Acontece que nossas próprias miniestações domésticas instaladas em telhados e quintais podem eventualmente competir com grandes fornecedores de eletricidade. E os governos de diferentes países incentivam de todas as formas possíveis a criação e o uso ativo de fontes alternativas de energia.

Como fazer um gerador eólico de 220V com suas próprias mãos?

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.

Instalando o gerador no quadro

O motor da bicicleta, quando utilizado para o fim a que se destina, opera sob cargas significativas. Os parâmetros da força calculada do motor satisfazem as condições para usar o produto como gerador de moinho de vento caseiro. O eixo do gerador é fixado através de uma conexão rosqueada a uma estrutura de bricolage feita de liga de alumínio com 10 mm de espessura. A cama é aparafusada à estrutura.

As dimensões da cama, a colocação dos furos são determinadas pelas dimensões do gerador selecionado. Para a fabricação da estrutura, é selecionada uma seção de canal com uma espessura de seção de 6 a 10 mm. As dimensões estruturais do quadro dependem das dimensões da unidade de torneamento.

Elementos estruturais básicos

Apesar da grande variedade de turbinas eólicas e métodos de fabricação, todas elas consistem nos mesmos elementos estruturais.

roda de vento

As pás são consideradas um dos elementos mais importantes de uma turbina eólica. Seu projeto afeta a operação de outros componentes do gerador. Vários materiais são usados ​​para fazer lâminas.

Antes de fabricar, você precisa calcular o comprimento da lâmina. Se um tubo for levado para fabricação, seu diâmetro deve ser de pelo menos 20 cm, com um comprimento de lâmina planejado de 1 metro. Em seguida, o tubo é cortado em 4 partes usando um quebra-cabeça. Uma parte é usada para fazer um modelo, segundo o qual o restante das lâminas é cortada. Depois disso, eles são montados em um disco comum, e toda a estrutura é fixada no eixo do gerador. A roda de vento montada deve ser equilibrada.O balanceamento deve ser realizado em uma sala protegida do vento. Se a operação for realizada corretamente, a roda não irá girar espontaneamente. No caso de rotação espontânea das lâminas, elas são solapadas até que toda a estrutura esteja em equilíbrio. No final, a precisão da rotação das lâminas é verificada. Eles devem girar no mesmo plano, sem distorções. O erro permitido é de 2 mm.

Mastro

O próximo elemento estrutural da turbina eólica é o mastro. Na maioria das vezes, é feito de um cano de água antigo, cujo diâmetro não deve ser de 15 cm, mas o comprimento deve ser de até 7 metros. Se houver estruturas ou edifícios em um raio de 30 metros do local de instalação planejado, neste caso a altura do mastro é aumentada.

Para que toda a instalação funcione da forma mais eficiente possível, a roda de pás se eleva acima dos obstáculos circundantes em pelo menos 1 metro. Após a instalação, a base do mastro e os pinos para fixação dos cabos de sustentação são despejados com concreto. Como extensões recomenda-se a utilização de um cabo galvanizado com diâmetro de 6 mm.

Gerador

Para uma turbina eólica, você pode usar qualquer gerador de carro, de preferência com uma potência maior. Todos eles têm um design idêntico e requerem alteração. Uma alteração semelhante de um gerador de carro para um moinho de vento envolve o rebobinamento do condutor do estator, bem como a fabricação de um rotor usando ímãs de neodímio. Para fixá-los com segurança, você precisa fazer furos nos pólos do rotor. A instalação dos ímãs é realizada com alternância de pólos.O próprio rotor é embrulhado em papel e todos os vazios que se formam entre os ímãs são preenchidos com epóxi.

No processo de colar ímãs, sua polaridade deve ser observada. Portanto, o rotor é conectado a uma fonte de energia. O rotor incluído cria um campo magnético e cada ímã é colado no lugar pelo lado que é atraído.

Para conectar o rotor, você pode usar qualquer fonte de alimentação com tensão de 12 volts e corrente de 1 a 3 amperes. A conexão é feita de tal forma que o anel removível localizado mais próximo das presas seja o menos, e o lado positivo esteja localizado mais próximo da extremidade do rotor. Ímãs instalados nas folgas do rotor ou presas fazem com que o gerador se auto-excite, e esta é considerada sua função principal.

No início da rotação do rotor, os ímãs começam a excitar a corrente no gerador, que também entra na bobina, levando a um aumento nos campos magnéticos das presas. Como resultado, o gerador produz uma corrente com um valor ainda maior. Acontece uma espécie de circulação de corrente quando o gerador é excitado e ainda alimentado por seu próprio rotor, no qual estão instalados pólos eletromagnéticos. O gerador montado deve ser testado e as medições dos dados de saída obtidos devem ser feitas. Se a unidade a 300 rpm produzir aproximadamente 30 volts, isso é considerado um resultado normal.

Gerador de vento - uma fonte de eletricidade

As tarifas de serviços públicos são aumentadas pelo menos uma vez por ano. E se você olhar de perto, em alguns anos a mesma eletricidade aumenta de preço duas vezes - os números nos documentos de pagamento crescem como cogumelos após a 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 de queda.

Até bem recentemente, era possível lutar contra o crescimento das tarifas de eletricidade de uma maneira simples, mas ilegal - com a ajuda de um ímã de neodímio. Este produto foi aplicado ao corpo do medidor de vazão, como resultado do qual parou. Mas não recomendamos o uso dessa 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 rodadas de controle começaram a identificar massivamente proprietários sem escrúpulos.

• As rodadas de controle se tornaram mais frequentes - os 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.

Portanto, as pessoas começaram a prestar atenção em fontes alternativas de 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 facilmente revela os fatos do furto.

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

Moinhos de vento para casa estão se tornando comuns em áreas onde os ventos costumam soprar. O gerador de energia eólica usa a energia das correntes de ar do vento para gerar eletricidade. Para isso, são equipados com pás que acionam os rotores dos geradores.A eletricidade resultante é convertida em corrente contínua, após o que é transmitida aos consumidores ou armazenada em baterias.

Turbinas eólicas para uma casa particular, tanto caseiras quanto montadas na fábrica, podem ser as fontes principais ou auxiliares de eletricidade. Aqui está um exemplo típico de uma fonte auxiliar funcionando - ela aquece a água em uma 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 eletricidade em residências que não estão conectadas a redes elétricas. Aqui eles se alimentam:

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

Assim, para aquecer sua casa, você precisa fazer ou comprar um parque eólico de 10 kW - isso deve ser suficiente para todas as necessidades.

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

dispositivo gerador

Um motor elétrico para uma bicicleta com parâmetros de 24 V 250 W é usado como gerador. Um produto semelhante custa de 5 a 15 mil rublos. pode ser facilmente encomendado através da Internet.

Tabela 2. Técnico especificações do motor de bicicleta de 250 w

O acoplamento é conectado ao corpo do motor com parafusos através dos furos para fixação dos raios. É bem possível escolher um gerador a um preço mais adequado, como por exemplo, um motor elétrico com excitação de ímã permanente a partir de um drive de fita de um computador eletrônico. Parâmetros do aparelho 300 W, 36 V, 1600 rpm.

Geradores com as características necessárias podem ser feitos à mão a partir de um dispositivo automotivo de finalidade semelhante. O estator não está sujeito a alterações, o rotor é equipado com ímãs de neodímio. As críticas dos mestres sobre essas alterações do gerador são positivas.

Exemplos de geradores caseiros

Cada usina eólica é montada a partir de três elementos principais:

• O gerador para o moinho de vento é removido do carro antigo, eletrodomésticos. Na ausência de peças de máquina, um gerador eólico é feito à mão a partir de um motor assíncrono.
• Mastro, cujo tamanho depende da potência da APU.
• Hélice montada diretamente no gerador ou mantida por uma correia de alimentação.

Para fazer um gerador eólico eficiente com suas próprias mãos, você precisará de peças auxiliares:

• Bateria recarregável que desempenha a função do receptor - armazenamento de energia.
• Controlador e inversor para conversão de diferentes tipos de corrente.
• Interruptor de alimentação automática para alimentação contínua.

Hélice

A hélice é projetada para produzir empuxo. Trata-se de uma hélice composta por pás e uma manga que as conecta ao eixo do motor.

Para a fabricação de uma hélice funcional, 3 condições são levadas em consideração:

• potência motora;
• diâmetro do impulsor;
• frequência de rotação.

Diâmetro lâminas para moinho de vento calculado levando em consideração a potência necessária de acordo com indicadores tabulares ou em uma calculadora online.

Gerador

Turbinas eólicas acessíveis de carros tornaram-se generalizadas. Mas eles são inferiores aos motores assíncronos compactos feitos à mão em ímãs de neodímio. Este projeto é montado de raiz com a fabricação de enrolamentos ou o rotor é refeito.

O motor elétrico da máquina precisa ser finalizado.

Motores elétricos de instalações industriais, ventiladores, equipamentos são excelentes. Para um gerador eólico de baixa potência de uma chave de fenda, você precisará de algumas peças adicionais, as principais condições para sua operação são o diâmetro das lâminas deve ser de 1,5 a 3 metros.

Como uma espécie de alternativa em miniatura, uma instalação elétrica portátil pode ser feita facilmente a partir de um motor de passo de impressora. Tal dispositivo será uma salvação para recarregar seu telefone fora de casa.

Mastro

A escolha do tipo depende das capacidades financeiras e técnicas do proprietário. Uma usina de energia caseira é instalada em um dos tipos de mastros:

• alongamento;
• soldado;
• cônico;
• hidráulico.

As estrias de um cabo de aço são presas a tubos de pequeno diâmetro no mesmo nível ou em níveis diferentes. Cantos, canais, enterrados ou concretados são adequados para estacas. Suportes pesados ​​e altos requerem uma base sólida com âncoras fundidas. Com um gerador de baixa potência de até 1 kW e um design leve, a questão da força não é significativa.

Moinhos de vento horizontais não podem ser montados no telhado da casa devido à propagação de ruído e vibração.

Lopatnik

A eficiência energética de uma turbina eólica caseira é afetada pelo número, forma, peso e material das asas.É mais barato fazer pás para uma turbina eólica com suas próprias mãos com os fundos disponíveis. A fonte é geralmente de plástico, metal, madeira.

Os mais simples são feitos de garrafas plásticas, um refrigerador doméstico, mas não são duráveis. Para uma opção barata, os tubos de PVC cortados de acordo com os esquemas são adequados.

As placas de alumínio duram mais. Para dar uma forma aerodinâmica e uma dobra correta, é desejável processar uma peça de metal em um laminador.

Mestres podem se interessar lâminas de fibra de vidro. Isso exigirá fibra de vidro, cola epóxi e uma matriz de madeira para modelagem. Este design é adequado para fazer um gerador eólico à vela ou um veleiro com suas próprias mãos.

Progresso de trabalho

Mastro

Antes de instalar toda a estrutura, preenchemos uma fundação de três pontos do volume apropriado, levando em consideração as nuances do clima e do solo. Instalamos um mastro com uma turbina eólica depois que o concreto atinge a resistência máxima (uma semana). Uma opção menos confiável é enterrar o mastro no solo por meio metro e usar extensões.

Rotor

Depois disso, você precisa fazer um rotor e refazer a polia (roda de fricção com aro ou ranhura ao redor da circunferência, que transmite o movimento à correia ou corda) do gerador. O diâmetro do rotor é escolhido com base na velocidade média anual do vento. Em velocidades de até 6-7m/s, a eficiência do rotor de 5m é maior que a do rotor de 4m.

lâminas

Dividimos o barril em 4 partes iguais usando uma fita métrica e um marcador, depois recortamos as futuras lâminas com uma tesoura para metal ou um moedor. Em seguida, nós o prendemos ao gerador com parafusos na polia e no fundo. Os lugares para os parafusos devem ser medidos com muita precisão, para que depois você não sofra com o ajuste de rotação.No cano dobramos as lâminas, mas dentro de limites razoáveis, para evitar rajadas de vento fortes.

Composto

Conectamos os fios ao gerador e montamos o circuito em uma dose. Prendemos o gerador ao mastro e os fios ao mastro e ao gerador. Em seguida, conectamos o gerador ao circuito e conectamos a bateria ao circuito (o comprimento dos fios não é superior a um metro). Conectamos a carga usando fios (seção de até 2,5 kV). Opcionalmente, você pode instalar um inversor de 12-220 V para 700-1000 W. A velocidade de rotação do gerador eólico é definida pela flexão das pás.

Em 4-5 horas, todo o dispositivo será montado. Esse gerador eólico é suficiente para alimentar totalmente uma casa de campo ou chalé.

Aumentando a produção de energia

Observe que aumentar a altura do mastro para 18-26m aumenta a velocidade média anual do vento em 15-30%. A produção de energia aumenta em 1,3-1,5 vezes. Esta técnica é usada quando a velocidade do vento está abaixo de 4m/s. O mastro alto elimina a influência de árvores e edifícios.

O diâmetro do rotor é escolhido de acordo com a velocidade média anual do vento. Na verdade, até 6-7 m/s, a potência do rotor de 3 m é maior que a do rotor de 2 m. Em velocidades médias anuais padrão, a potência se estabiliza.

Esse gerador eólico é suficiente para alimentar totalmente uma casa de campo ou chalé.

Vantagens e princípio de funcionamento dos moinhos de vento

Um moderno gerador vertical é uma das opções de energia alternativa para a casa. A unidade é capaz de converter rajadas de vento em um recurso energético. Para um funcionamento correto, não necessita de dispositivos adicionais que determinem a direção do vento.

Um gerador eólico rotativo é muito fácil de fazer com suas próprias mãos.Obviamente, ele não poderá assumir totalmente o fornecimento de uma casa de campo privada de grande porte com energia, mas lidará perfeitamente com a iluminação de dependências, caminhos de jardim e área local

O dispositivo do tipo vertical opera em baixa altitude. Para sua manutenção, não são necessários vários dispositivos para garantir a execução segura de trabalhos de reparo e manutenção em grandes altitudes.

Um mínimo de peças móveis torna a turbina eólica mais confiável e operacionalmente estável. O perfil ideal das pás e a forma original do rotor conferem à unidade um alto nível de eficiência, independentemente da direção em que o vento está soprando em um determinado momento.

Os modelos domésticos pequenos consistem em três ou mais lâminas leves, capturam instantaneamente a rajada mais fraca e começam a girar assim que a força do vento excede 1,5 m / s. Devido a essa capacidade, sua eficiência muitas vezes excede a eficiência de grandes instalações que precisam de ventos mais fortes.

O gerador opera de forma absolutamente silenciosa, não interfere com os proprietários e vizinhos, não cria emissões nocivas para a atmosfera e serve de forma confiável por muitos anos, fornecendo energia com precisão às instalações residenciais.

O gerador eólico vertical funciona segundo o princípio da levitação magnética. Durante a rotação das turbinas, forças de impulso e sustentação são formadas, bem como a força real de frenagem. Os dois primeiros fazem girar as lâminas da unidade. Esta ação ativa o rotor e cria um campo magnético que gera eletricidade.

Um moinho de vento com um eixo vertical de rotação não é inferior em eficiência aos seus equivalentes horizontais.Além disso, não reivindica a localização territorial e funciona totalmente em quase qualquer local conveniente para os proprietários.

O dispositivo funciona de forma totalmente independente e não requer a intervenção dos proprietários no processo.

Vantagens de um gerador caseiro

Um gerador caseiro supera um comprado a um custo mais acessível. Claro, o lado financeiro é importante, mas um dispositivo faça você mesmo é um dispositivo com apenas os requisitos necessários e declarados.

Vale a pena considerar que o design escolhido afeta diretamente a eficiência. Assim, em geradores assíncronos, as perdas de eficiência não excedem 5%. O design lacônico de seu corpo com proteção do motor contra umidade e sujeira reduz a necessidade de manutenção frequente. Um gerador assíncrono é mais resistente a surtos de energia devido ao retificador na saída, o que evita danos aos equipamentos conectados.

Um gerador caseiro funciona independentemente da distância da linha de energia, fornecendo eletricidade em qualquer condição. Ele converte energia usando um tipo de combustível disponível.

Tal dispositivo alimenta efetivamente máquinas de solda, lâmpadas incandescentes, computadores e equipamentos móveis com sensibilidade a quedas de tensão. Tem bom desempenho e recursos motores.

O dispositivo é uma boa alternativa às fontes de energia convencionais, ajuda em caso de falta de energia de emergência, economiza dinheiro. Móvel, de pequeno porte, com um design simples, fácil de reparar - você pode substituir peças e montagens defeituosas por conta própria.

Entre outras coisas, o caseiro tem um tamanho pequeno, por isso pode ser facilmente instalado mesmo em salas pequenas.

Você pode colocar um gerador caseiro em uma pequena sala, devido ao design compacto, o dispositivo não requer muito espaço para sua instalação

Dependendo do tipo de combustível utilizado, o gerador requer apenas precauções durante o uso. Durante a operação de um gerador caseiro, é necessário observar as precauções de segurança: monitorar os cabos elétricos, evitar que se torçam, não tocar nos fios desencapados com as mãos, etc.

Durante a operação de um gerador caseiro, é necessário observar as precauções de segurança: monitorar os cabos elétricos, evitar que se torçam, não tocar nos fios desencapados com as mãos, etc.

Finalmente

Com a seleção certa de elementos para um gerador eólico caseiro, você pode fazer um bom modelo que fornece toda a casa com tensão ininterrupta.

Se você não está confiante em suas habilidades ou não tem ferramentas suficientes, você pode comprar um moinho de vento doméstico, que será recompensado com a economia de eletricidade. Esse equipamento está se tornando cada vez mais popular na economia de hoje, é perfeito para residências particulares.

As turbinas eólicas caseiras geralmente não são barulhentas e confiáveis, no entanto, o desempenho é muito inferior ao das compradas. Escolha e monte o equipamento ao seu gosto.

Economize tempo: artigos em destaque toda semana pelo correio