Como fazer um gerador eólico 220 em 220V faça você mesmo: turbina eólica caseira

É difícil não notar como a estabilidade do fornecimento de eletricidade a objetos suburbanos difere da provisão de edifícios urbanos e empresas com eletricidade. Admita que você, como proprietário de uma casa ou casa particular, tenha repetidamente encontrado interrupções, inconveniências e danos ao equipamento.

Essas situações negativas, juntamente com as conseqüências, não complicarão mais a vida dos amantes dos espaços naturais. E com custos trabalhistas e financeiros mínimos. Para fazer isso, você só precisa fazer um gerador de energia eólica, que descrevemos em detalhes no artigo.

Descrevemos em detalhes as opções de produção para um sistema economicamente útil que elimina a dependência energética. De acordo com o nosso conselho, um mestre da casa inexperiente será capaz de construir um gerador eólico com as próprias mãos. Um dispositivo prático ajudará a reduzir significativamente as despesas diárias.

Legalidade da instalação de um gerador eólico

Fontes de energia alternativas - o sonho de qualquer residente de verão ou proprietário, cujo site está localizado longe das redes centrais. No entanto, ao receber as contas de eletricidade consumidas em um apartamento na cidade, e observando o aumento das tarifas, percebemos que um gerador eólico projetado para as necessidades domésticas não nos prejudicaria.

Depois de ler este artigo, talvez você torne o seu sonho uma realidade.

Para não desperdiçar dinheiro, esforço e tempo, vamos decidir: existem circunstâncias externas que criem obstáculos para nós no processo de operar um gerador eólico?

Para fornecer eletricidade para a casa de campo ou uma pequena cabana é o suficiente pequena usina de energia eólicacuja potência não excede 1 kW. Tais dispositivos na Rússia são equiparados a produtos domésticos. Sua instalação não requer certificados, permissões ou quaisquer aprovações adicionais.

Nenhuma tributação da produção de eletricidade, que é gasta em assegurar suas próprias necessidades domésticas, não é fornecida. Portanto, um moinho de vento de baixa potência pode ser instalado com segurança, ele pode produzir eletricidade livre com ele, sem pagar impostos ao estado.

No entanto, apenas no caso, você deve perguntar se há alguma regulamentação local alimentação individual, o que poderia criar obstáculos na instalação e operação deste dispositivos.

As reclamações podem surgir de seus vizinhos se sofrerem inconveniências associadas ao funcionamento de um moinho de vento. Não esqueça que nossos direitos terminam onde começam os direitos de outras pessoas.

Portanto, ao comprar ou auto-fabricação gerador eólico para casa precisa prestar muita atenção aos seguintes parâmetros:

• Altura do mastro Ao montar um gerador eólico, você precisa levar em conta as restrições sobre a altura de edifícios individuais existentes em vários países ao redor do mundo, bem como a localização de seu próprio site. Saber que nas proximidades de pontes, aeroportos e túneis da estrutura, cuja altura excede 15 metros, é proibida.
• Ruído da caixa de velocidades e das lâminas. Os parâmetros do ruído gerado podem ser definidos usando um dispositivo especial, após o qual os resultados das medições são registrados. É importante que eles não excedam os padrões de ruído estabelecidos.
• Interferência de rádio. Idealmente, ao criar um moinho de vento, deve-se fornecer proteção contra a criação de interferências na televisão, onde o dispositivo pode fornecer esse tipo de problema.
• Reclamações de serviços ambientais. Essa organização pode impedir que você opere a instalação somente se ela interferir na migração de aves migratórias. Mas isso é improvável.

Quando auto-criar e instalar o dispositivo, aprender esses pontos, e ao comprar um produto acabado, preste atenção aos parâmetros que estão em seu passaporte. Melhor proteger-se do que ficar chateado depois.

O princípio da turbina eólica

Um gerador eólico ou turbina eólica (turbina eólica) é um dispositivo que é usado para converter a energia cinética do fluxo do vento em energia mecânica. A energia mecânica resultante gira o rotor e é convertida em uma forma elétrica que precisamos.

Princípio de funcionamento e dispositivo moinho de vento cinético descrito em detalhes no artigo, que recomendamos a leitura.

A estrutura das turbinas eólicas inclui:

• lâminas que formam a hélice,
• rotor de turbina rotativa
• eixo gerador e gerador em si,
• um inversor que converte corrente alternada em corrente contínua, usada para carregar baterias,
• bateria

A essência das turbinas eólicas do dispositivo é simples. Durante a rotação do rotor, uma corrente alternada trifásica é gerada, que passa pelo controlador e carrega a bateria DC. Em seguida, o inversor converte a corrente para que ela possa ser consumida, alimentando a iluminação, o rádio, a TV, o microondas e assim por diante.

Em geral, o princípio de operação de um gerador eólico de qualquer tipo e projeto é o seguinte: no processo de rotação, há três tipos de ação de força nas pás: frenagem, pulso e elevação.

As duas últimas forças superam a força de frenagem e põem em movimento o volante. Na parte fixa do gerador, o rotor forma um campo magnético para que a corrente elétrica passe pelos fios.

Classificação de tipos de geradores de energia

Existem vários sinais através dos quais as usinas eólicas são classificadas. Como escolher a melhor opção para uma propriedade suburbana é descrita em detalhes em um dos artigos mais populares no nosso site.

Então, os moinhos de vento diferem em:

• o número de pás na hélice;
• materiais de 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 leve vento. Geralmente são utilizados em tais obras, quando o próprio processo de rotação é mais importante que a produção de eletricidade. Por exemplo, para extrair água de poços profundos.

As lâminas podem estar navegando ou duras. Os produtos de vela são muito mais baratos do que os duros, que são feitos de metal ou fibra de vidro. Mas muitas vezes eles precisam ser consertados: são frágeis.

Quanto à localização do eixo de rotação em relação à superfície da Terra, existem moinhos verticais e modelos horizontais. E neste caso, cada variedade tem suas vantagens: as verticais são mais sensíveis a cada sopro de vento, mas as horizontais são mais poderosas.

Os geradores eólicos são divididos de acordo com as características da etapa em modelos com passo fixo e variável. O pitch variável permite aumentar significativamente a velocidade de rotação, mas esta instalação tem um design complexo e massivo. Turbinas eólicas com um passo fixo mais fácil e confiável.

Usina de energia eólica rotativa

Vamos descobrir como fazer uma simples turbina eólica com um eixo vertical de rotação do tipo rotativo. Tal modelo pode satisfazer as necessidades de eletricidade de uma casa de jardim, uma variedade de dependências, bem como iluminar no escuro o território da casa e jardim faixas.

Nosso objetivo é fabricar um moinho de vento, cuja potência máxima será de 1,5 kW.

Para isso, precisamos dos seguintes elementos e materiais:

• Gerador de 12 V;
• 12 V hélio ou bateria ácida;
• interruptor semi-hermético da variedade “botão” para 12 V;
• Conversor de 700 W - 1500 W e 12V - 220V;
• um balde, uma panela grande ou outro recipiente grande feito de aço inoxidável ou alumínio;
• carga da lâmpada de controle do relé do carro ou carga da bateria;
• voltímetro de carro (você pode qualquer);
• parafusos com porcas e arruelas;
• fios com uma secção transversal de 4 mm quadrados e 2,5 mm quadrados;
• Dois grampos para fixar o gerador ao mastro.

No processo de fazer o trabalho, precisaremos de um búlgaro ou tesoura para metal, um lápis ou marcador de construção, uma fita métrica, um alicate, uma furadeira, uma furadeira, chaves e uma chave de fenda.

O controlador para o sistema que gera eletricidade, você também pode coletar suas próprias mãos. Com as regras e esquemas de fabricação controlador para moinho de vento leia o artigo, cujo conteúdo aconselhamos a ler.

Fase inicial da instalação

Nós começamos a fazer um moinho de vento caseiro pegando um grande recipiente de metal de forma cilíndrica. Geralmente, para isso, usam um lixo velho, um balde ou uma panela. Que será a base para as nossas futuras turbinas eólicas.

Com a ajuda de uma fita métrica e um lápis de construção (marcador), aplicaremos uma marcação: dividiremos nossa capacidade em quatro partes iguais.

Metal terá que cortar. Para isso você pode usar o moedor. Não é usado para cortar recipientes feitos de aço galvanizado ou estanho pintado, porque o metal deste tipo deve superaquecer. Para tais casos, é melhor usar uma tesoura. Corte as lâminas, mas não as corte até o fim.

Opções, esquemas e recomendações para a fabricação de vários modelos lâminas para turbinas eólicas Você encontrará em nosso artigo recomendado.

Simultaneamente com a continuação do trabalho na capacidade, nós refazeremos a polia do gerador. No fundo da panela anterior e na polia você precisa mapear e perfurar os furos para os parafusos. Os trabalhos nesta fase devem ser tomados com o maior cuidado possível: todas as aberturas devem ser dispostas simetricamente de modo que durante a rotação da instalação não haja desequilíbrio.

Dobre as lâminas para que elas não fiquem grudadas. Quando executamos essa parte do trabalho, sempre consideramos em qual direção o gerador irá girar.

Normalmente, a direção de sua rotação é orientada no sentido horário. O ângulo de curvatura das pás afeta a área de impacto do fluxo de ar e a velocidade de rotação da hélice.

Agora você precisa consertar o balde da polia com as lâminas preparadas para operação. Instale o gerador no mastro, fixando-o com grampos. Resta anexar os fios e montar o circuito. Prepare-se para escrever o diagrama de fiação, cores dos fios e marcações dos pinos. Mais tarde, ela certamente será útil. Fixe os fios no mastro.

Para conectar a bateria, você precisa aplicar fios de 4 mm². É o suficiente para levar um segmento com um comprimento de 1 metro. Isso é o suficiente.

E para conectar a rede a carga, que inclui, por exemplo, iluminação e eletrodomésticos, os fios com seção transversal de 2,5 mm² são suficientes. Instale o inversor (conversor). Para isso, um fio de 4 mm² também será necessário.

Vantagens e desvantagens do modelo de rotor do moinho de vento

Se você fez tudo de forma limpa e consistente, então este gerador eólico funcionará com sucesso. Ao mesmo tempo, nenhum problema surgirá durante sua operação.

Se você usar um conversor de 1000 W e uma bateria de 75A, esta instalação fornecerá dispositivos de vigilância de eletricidade e vídeo, alarmes contra roubo e até iluminação pública.

As vantagens deste modelo são as seguintes:

• econômico;
• elementos podem ser facilmente substituídos por novos ou reparados;
• condições especiais de operação não são necessárias;
• confiável em operação;
• fornece conforto acústico completo.

Há também desvantagens, mas não há muitas delas: o desempenho deste dispositivo não é muito alto e tem uma dependência significativa de rajadas repentinas de vento. As correntes de ar podem simplesmente interromper uma hélice improvisada.

Para selecionar com precisão o modelo de energia necessária do gerador eólico antes de iniciar o trabalho, recomendamos faça um cálculo de acordo com as fórmulas dadas no artigo recomendado.

Montagem de turbinas eólicas axiais em ímãs de neodímio

Como os ímãs de neodímio surgiram na Rússia há relativamente pouco tempo, os geradores eólicos axiais com estatores livres de ferro começaram a ser fabricados há não muito tempo.

O surgimento de ímãs causou uma demanda excessiva, mas gradualmente o mercado ficou saturado, e o custo deste produto começou a declinar. Tornou-se disponível para artesãos, que imediatamente adaptaram-no para as suas várias necessidades.

Se você tem um hub de um carro antigo com discos de freio, então tomamos como base para o futuro gerador axial.

Supõe-se que esta parte não é nova, mas já explorada. Neste caso, é necessário desmontar, inspecionar e lubrificar os mancais, limpar cuidadosamente as camadas sedimentares e toda a ferrugem. Pronto para o gerador, não esqueça de pintar.

Distribuição e fixação de ímãs

Ímãs de neodímio devem ser anexados aos discos do rotor. Para o nosso trabalho, pegamos 20 ímãs de 25x8mm.

Claro, você pode usar um número diferente de pólos, mas você deve observar as seguintes regras: o número de ímãs e pólos em gerador monofásico deve ser o mesmo, mas se estamos falando de um modelo trifásico, a relação dos pólos para as bobinas deve ser de 2/3 ou 4/3.

Ao colocar os ímãs, os pólos alternam. É importante não cometer um erro. Se você não tiver certeza de que os elementos estão posicionados corretamente, crie um modelo de dicas ou aplique um setor diretamente no próprio disco.

Se você tiver uma opção, compre ímãs retangulares em vez de redondos. Em modelos retangulares, o campo magnético é concentrado ao longo de todo o comprimento e nos circulares - no centro.

Ímãs opostos devem ter pólos diferentes. Você não irá confundir nada se usar o marcador para marcá-los com sinais de menos ou mais. Para determinar os pólos, pegue os ímãs e junte-os.

Se as superfícies forem atraídas, coloque uma vantagem sobre elas, se elas se repelirem, marque-as com desvantagens. Quando colocar os ímanes nos discos, alterne os pólos.

Para fixação confiável do ímã, você precisa usar cola de alta qualidade e extremamente forte.

Para aumentar a confiabilidade da fixação, você pode usar resina epóxi. Deve ser diluído conforme indicado nas instruções e preenchê-lo com um disco. A resina deve cobrir todo o disco, mas não drená-lo. É possível evitar a possibilidade de escoamento se você enrolar um disco com fita ou fazer cercas temporárias de plasticina de uma faixa de polímero ao redor de seu perímetro.

Geradores monofásicos e trifásicos

Se compararmos estatores monofásicos e trifásicos, o último será melhor. Gerador monofásico vibra quando carregado. A causa da vibração é a diferença na amplitude da corrente, que surge devido ao seu retorno instável ao longo do tempo.

Esta falta de um modelo trifásico não é. Tem um poder constante devido a fases compensando uma a outra: quando uma corrente se acumula em uma, ela cai na outra.

De acordo com os resultados do teste, o retorno do modelo trifásico é quase 50% maior do que o do modelo monofásico. Outra vantagem deste modelo é que, na ausência de vibração desnecessária, o conforto acústico aumenta quando o dispositivo está operando sob carga.

Ou seja, o gerador trifásico praticamente não zumbe durante sua operação. Quando a vibração é reduzida, a vida útil do dispositivo aumenta logicamente.

Regras de enrolamento da bobina

Se você perguntar a um especialista, ele dirá que antes de enrolar as bobinas, você precisa realizar um cálculo completo. O praticante neste assunto dependerá de sua intuição.

Nós escolhemos uma opção de gerador não muito alta velocidade. Nosso procedimento para carregar uma bateria de 12 volts deve começar em 100-150 rotações por minuto. Esses dados iniciais exigem que o número total de voltas de todas as bobinas seja de 1000 a 1200 peças. Resta-nos dividir essa figura entre todas as bobinas e determinar quantos turnos haverá em cada uma.

Uma turbina eólica de baixa velocidade pode ser mais poderosa se o número de pólos aumentar. A freqüência das oscilações atuais nas bobinas aumentará. Se um fio com seção transversal maior for usado para bobinas de enrolamento, a resistência diminui e a corrente aumenta. Não perca de vista o fato de que mais voltagem pode "consumir" a corrente devido à resistência do enrolamento.

O processo de bobinagem pode ser facilitado e tornado mais eficiente usando uma máquina especial para esse propósito.

O desempenho e o desempenho dos geradores caseiros são muito influenciados pela espessura e pelo número de ímãs localizados nos discos. A potência total total pode ser calculada enrolando uma bobina e rolando-a no gerador. A potência futura do gerador é determinada medindo a tensão a uma velocidade específica sem carga.

Vamos dar um exemplo. Com uma resistência de 3 ohms e 200 rotações por minuto, são emitidos 30 volts. Se tirarmos esse resultado de tensão de bateria de 12 volts, você obtém 18 volts. Nós dividimos este resultado por 3 Ohms e temos 6 amps. Volume de 6 amps e vá para a bateria. É claro que, no cálculo, não levamos em consideração as perdas nos fios e na ponte de diodos: o resultado real será menor do que o calculado.

Geralmente as bobinas são redondas. Mas, se você tirá-los um pouco, você obtém mais cobre no setor e as curvas ficarão mais retas. Se compararmos o tamanho do imã e o diâmetro do orifício interno das bobinas, eles devem combinar um com o outro ou o tamanho do imã pode ser um pouco menor.

A espessura do estator, que fazemos, deve estar adequadamente relacionada com a espessura dos ímãs. Se o estator for aumentado aumentando o número de voltas nas bobinas, o espaço entre os discos aumentará e o fluxo magnético diminuirá. O resultado pode ser o mesmo: a mesma voltagem é gerada, mas, devido ao aumento da resistência das bobinas, temos menos corrente.

Para o fabrico de formas para o estator utilizado contraplacado. No entanto, o setor para as bobinas pode ser marcado em papel, usando argila como bordas.

Se a fibra de vidro é colocada na parte inferior do molde sobre as bobinas, a força do produto aumentará. Antes de aplicar a resina epóxi, é necessário lubrificar a forma com vaselina ou cera, então a resina não grudará no molde. Alguns usam scotch ou fita em vez de graxa.

Entre as bobinas estão fixas. Nesse caso, as extremidades das fases são exibidas. Seis fios de saída devem ser conectados por uma estrela ou um triângulo. Girando o gerador montado manualmente, produz seus testes. Se a tensão for 40 V, a corrente será de cerca de 10 amperes.

Montagem final do dispositivo

O comprimento do mastro acabado deve ser de aproximadamente 6-12 metros. Com tais parâmetros, sua base deve ser concretada. A turbina eólica será montada no topo do mastro.

A fim de alcançá-lo em caso de avaria, um acessório especial deve ser fornecido na base do mastro, o que permitirá que o tubo seja levantado e abaixado, enquanto estiver usando um guincho manual.

Para fazer um parafuso, você pode usar um tubo de PVC com um diâmetro de 160 mm. Ele será usado para cortar um parafuso de dois metros, consistindo de seis lâminas de sua superfície. A forma das pás é melhor desenvolvida de forma independente por experimento. O objetivo é aumentar o torque em baixas rotações.

A hélice de parafuso deve ser protegida contra vento forte demais. Para resolver este problema usando uma cauda dobrável. A energia gerada é armazenada em baterias.

Para a atenção dos nossos leitores, fornecemos duas versões de turbinas eólicas, feitas à mão a 220 V, que gozam de maior atenção não só aos proprietários de imóveis suburbanos, mas também simples residentes de verão.

Ambos os modelos de turbinas eólicas são eficazes à sua maneira. Particularmente bons resultados, estes dispositivos são capazes de demonstrar na área de estepe com ventos freqüentes e fortes. Eles são eficazes o suficiente para serem usados ​​em uma organização. aquecimento doméstico alternativo e no fornecimento de eletricidade. E eles não são tão difíceis de construir suas próprias mãos.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Este vídeo mostra um exemplo de uma turbina eólica com um eixo horizontal de rotação. O autor do dispositivo explica em detalhes as nuances do design da instalação, feitas à mão, chama a atenção dos espectadores erros que podem ser cometidos no processo de fabricação própria de um gerador eólico, dicas

Preste atenção que chegar ao dispositivo, elevado a uma altura decente, não é tão fácil. Reinstalar essa turbina eólica provavelmente será problemático. Portanto, o design dobrável do mastro neste caso não será supérfluo.

Este vídeo mostra um moinho rotativo com um eixo vertical de rotação. Esta instalação é baixa, original e altamente sensível: até mesmo um leve vento aciona as pás do dispositivo.

Se você mora em uma área onde os ventos não são considerados raros, o uso dessa fonte específica de energia alternativa pode ser o mais eficaz para você. Os exemplos acima de turbinas eólicas de auto-fabricação provam que fazê-las você mesmo não é tão difícil. A energia eólica é um recurso compartilhado e renovável que pode e deve ser usado.

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