Enquanto engenheiros e tecnólogos de grandes corporações desenvolvem projetos para o uso de fontes alternativas de energia na indústria, os artesãos caseiros encontram formas de utilizá-las no lar. Além disso, a transição para geradores de energia não padronizados é determinada não apenas pelo desejo de economizar eletricidade. Em assentamentos de dacha e chalé, as interrupções no fornecimento de eletricidade não são incomuns e, em algumas regiões, não há redes centrais de abastecimento. Para os proprietários de propriedades privadas remotas e aqueles que simplesmente desejam fornecer à sua casa uma fonte independente de energia, é proposta a ideia de fabricar um gerador eólico caseiro em diferentes variações.
Projeto principal de um moinho de vento
Em casa, fazer um gerador eólico é fácil. Basta pegar a parte de trabalho da hélice ou o grupo de pás, conectá-lo ao motor com um conversor elétrico e pensar no sistema de armazenamento de energia. Resta então organizar as condições técnicas para o trabalho criadoa infraestrutura. O problema é que, para volumes de produção mais ou menos significativos, o projeto deve consistir em itens de trabalho em escala real. Em primeiro lugar, o eixo da roda, sua direção e materiais de montagem são calculados. Por exemplo, as turbinas eólicas verticais caseiras do tipo "faça você mesmo" são feitas de placas de metal processadas de maneira especial em máquinas-ferramentas ou com ferramentas manuais. A geometria incorreta da lâmina pode resultar em perda de empuxo devido à reversão do fluxo. Este projeto funcionará contra correntes de vento.
Por sua vez, as instalações horizontais não são tão exigentes na disposição dos órgãos funcionais. Eles também precisarão de lâminas de uma determinada configuração, mas com um formato simplificado.
Além da parte mecânica de trabalho, o projeto do moinho de vento inclui o motor já mencionado. Terá que proporcionar a transformação e o acúmulo de energia. Como regra, um gerador eólico caseiro para casa é feito de motores de eletrodomésticos, mas pode haver outras opções. Atenção especial é dada à estrutura de suporte. Será formado por uma estrutura maciça à base de metal, uma caixa protetora, uma base de estrutura para fixação de unidades auxiliares, um rack e outros componentes.
Especificações
Sem um cálculo preliminar das capacidades, não faz sentido iniciar o desenvolvimento de um gerador eólico. A forma como a instalação é utilizada depende, em última análise, da quantidade de energia convertida. E novamente o desempenhoprojeto é determinado pelas dimensões do corpo de trabalho e pela configuração de seu projeto técnico. Os parâmetros médios de uma turbina eólica caseira podem ser representados da seguinte forma:
- Diâmetro do rotor 200cm
- Número de segmentos de remo – 6.
- A tensão para o gerador é 24W.
- Corrente - cerca de 250 A.
- Potência do gerador - faixa de 0,2 a 3 kW.
- Velocidade do vento até 12 m/s.
- Capacidade da bateria - 500 Ah
Montagem das lâminas da roda
Como já mencionado, na construção de uma estrutura complexa de um moinho vertical, não se pode prescindir de uma chapa metálica. O alumínio anodizado pode ser usado, mas os segmentos de aço são melhores para características de resistência, embora exijam usinagem. De qualquer forma, apenas o metal duro permitirá a montagem de pás confiáveis para a construção de um gerador eólico caseiro vertical. Você também pode fazer uma roda de vento para uma estrutura horizontal com suas próprias mãos usando espaços em branco de cloreto de polivinila (PVC). O plástico é mais maleável no processamento, insensível às influências ambientais e à luz. Suas desvantagens estão na flexibilidade mecânica, então você deve inicialmente focar em ligas de PVC rígido.
Os blanks estruturalmente adequados podem ser encontrados em tubos de pressão ou segmentos de caleiras. No caso do plástico, vale a pena apostar em uma espessura de parede de 5 mm, um comprimento de cerca de 100 cm e um diâmetro de até 15 cm. Para formar um segmento, é aconselhável usarum modelo pronto, desenhe contornos e faça um recorte usando um quebra-cabeça ou uma serra de metal. O balanceamento de pás caseiras para uma turbina eólica é realizado por moagem e moagem fina de superfícies. Todos os cantos e arestas são cuidadosamente arredondados em uma única forma.
A seguir, 6 elementos de pás devem ser instalados na base da roda eólica, na qual o gerador será então integrado. A fixação é realizada através de uma luva de metal com diâmetro de 20 cm e espessura de 1 cm. Por meio de soldagem delicada por inversor, devem ser soldadas tiras de aterrissagem de aço com 30 cm de comprimento e 1,2 cm de largura. para fixar as lâminas.
Gerador de motor de bicicleta
A questão da escolha de uma usina geradora talvez seja a mais importante, por isso várias opções serão consideradas. A unidade mais prática e conveniente do ponto de vista da instalação é um motor de bicicleta elétrica, que pode ser adquirido por uma média de 7 a 10 mil rublos. Será um modelo com características de tensão de até 250 V e velocidade de rotação de cerca de 200 rpm. Em seguida, o acoplamento da roda eólica e o gerador caseiro são conectados. O gerador eólico pode ser fixado ao corpo com parafusos, escolhendo os furos para fixação dos raios. O resultado deve ser uma instalação compacta, relativamente leve, mas não a mais produtiva para geração de eletricidade. Portanto, vale a pena considerar alternativas mais poderosas.
Design com alternador de carro
Em termos da totalidade das qualidades de trabalho, tal instalação iráunidade de potência ideal e, se possível, recomenda-se o uso de partidas de trator e carga. A principal dificuldade será em enrolar o aparelho com ímãs de neodímio. Eles devem ser colados aos discos do rotor. Encaixe perfeitamente os elementos magnéticos do formato 25x8 mm na quantidade de 20 peças. Neste caso, os pólos devem ser alternados rigorosamente, caso contrário a partida será inútil no projeto.
Também vale a pena abandonar os ímãs redondos em favor dos retangulares. O fato é que um gerador eólico caseiro de um gerador de carro terá que distribuir uniformemente as ondas eletromagnéticas, e os elementos redondos não serão capazes de suportar essa função na medida certa. Ao longo dos contornos externos e internos da colocação dos ímãs, as linhas das laterais também são organizadas. Eles podem ser feitos de plasticina fixados com cola epóxi. No entanto, para maior confiabilidade, vale a pena preencher todo o starter com resina adstringente.
Aplicação de motor assíncrono
Por conveniência ao realizar trabalhos de instalação, você pode pegar uma usina assíncrona e, após uma simples alteração, combiná-la com a parte mecânica de trabalho do moinho de vento. A parte principal do refinamento será associada à ranhura do rotor em um torno. O acabamento é feito de acordo com a espessura dos elementos magnéticos. O problema de processamento se deve ao fato de que o projeto de motores assíncronos não fornece mangas especiais para inserção de ímãs, de modo que as ranhuras são perfuradas de forma independente.
Como com a escolha de eletromagnéticos retangulareselementos, a formação de insertos na carcaça é feita para o correto direcionamento do campo para a partida. Após o refinamento técnico e a introdução de equipamentos de trabalho, é possível preencher a estrutura com resina epóxi. A saída deve ser um gerador eólico caseiro de 2 kW ou mais - o desempenho dependerá da potência nominal e do formato dos ímãs usados. A propósito, não tenha medo de que o campo de tratamento com composição adesiva diminua um pouco a tensão. Não é de fundamental importância para o desempenho do moinho de vento, mas pode muito bem aumentar a força da corrente.
Usando um gerador magnético caseiro
Para manutenção de baterias pequenas, você pode se limitar a instalar um starter de sua própria fabricação. Ele terá muitas desvantagens em comparação com os dispositivos de fábrica, mas para consumidores de baixa potência, esse sistema será suficiente. O passo mais importante na fabricação é fazer o cálculo correto das voltas do enrolamento. Seu número em um gerador eólico caseiro com ímãs dependerá do número de bobinas. Em média, a potência total é fornecida por 1000-1200 rpm.
Se você usar um fio maior para enrolar, a resistência diminuirá e a força da corrente, pelo contrário, aumentará. Mas em qualquer caso, você precisará de uma máquina para criar bobinas com enrolamento. O processo é rotineiro e demorado, por isso a mecanização é indispensável. A unidade de enrolamento pode ser manual com base em uma bancada. Basta organizar um equipamento rotativo em uma haste de metal e trazê-lobobina com fio de cobre. A bobina em si será redonda. Mais significativa é a questão do seu comprimento, já que um desenho alongado proporcionará curvas mais retas com grande consumo de cobre no setor. Setores separados para a distribuição correta do enrolamento sobre a área podem ser inicialmente marcados no papel, após o que as mesmas barreiras de plasticina podem ser usadas no blank da bobina.
Para aumentar a resistência de um gerador eólico caseiro com as próprias mãos, recomenda-se aplicar fibra de vidro no fundo do molde. Para evitar que grude na superfície, é aconselhável tratar a parte de trás com cera ou vaselina. No sistema de partida, o grupo de bobinas é montado sem contatos diretos. Cada elemento deve ser fixado com segurança e as extremidades das fases são trazidas com isolamento multicamada. Vários fios podem ser combinados em uma forma - uma estrela ou um triângulo.
Instalando o gerador no quadro
A unidade de potência montada deve ser projetada para determinadas cargas elétricas, mas não se esqueça do impacto mecânico de terceiros. Para que a estrutura suporte a pressão dinâmica e estática, o eixo do gerador deve ser fixado com segurança na estrutura. Para fazer isso, use uma armação de metal adequada para um gerador eólico caseiro em forma e tamanho. Em casos extremos, materiais de amortecimento podem ser usados para prender a unidade na carcaça. Quadros muito pesados também são indesejáveis. A melhor opção é uma moldura de alumínio com 1-2 cm de espessura.
Proteção contra vento forte
BNo modo normal, o moinho de vento opera e gera corrente estável a uma velocidade do vento de cerca de 10 m/s. A ultrapassagem deste indicador será prejudicial tanto para a estrutura de sustentação quanto para o enchimento elétrico do equipamento. Portanto, a instalação é protegida por um sistema de palhetas laterais. Por exemplo, turbinas eólicas verticais caseiras são protegidas de furacões usando painéis que fornecem força de mola. Neste projeto, o gerador trabalhará no sentido do fluxo com a cauda, ou seja, a função do sistema fica limitada à mecânica, mas sem cargas excessivas das correntes de ar.
Mastro de turbina eólica
O componente central e principal do rolamento da instalação, do qual depende a confiabilidade mecânica de todo o complexo. Cantos de perfil, tubos e postes podem ser usados como esta haste. Um tubo metálico com diâmetro de 10 cm é mais prático e fácil de instalar. Quanto ao comprimento, deve-se ter em mente que a posição ideal do gerador acima do solo é de 4-5 m. As plantas industriais também são montadas em uma altura mais alta, mas para uma instalação confiável com tais parâmetros é necessário equipamento adicional. Neste caso, de acordo com o princípio das estacas de parafuso, é possível instalar um gerador eólico caseiro em um tubo com uma profundidade de 1-1,5 m no solo. Ao escolher um ponto de posição, deve-se levar em consideração que não deve haver interferência no mesmo nível dentro de um raio de 30 m. Em casos extremos, você terá que elevar a estrutura de trabalho 1 m acima da barreira.
Você também pode calcular antecipadamente os dispositivos para descida e subida. Você ainda não pode ficar sem manutenção, e o suporte de uma escada comum não é a solução mais confiável. Além disso, os projetistas recomendam a instalação de cabos de segurança com recuos de 5 m ao longo da altura do mastro. Eles são ancorados ao solo com âncoras dentro de um raio que é metade da altura do poste.
Conclusão
Geradores alimentados por fontes naturais de energia ainda não são amplamente utilizados devido ao alto custo dos equipamentos básicos e custos de manutenção consideráveis. Nesse caso, o mais caro pode ser um gerador eólico caseiro de um motor assíncrono, que exigirá uma poderosa base de energia e suporte técnico regular. Por outro lado, apresenta também a maior produtividade (eficiência de cerca de 80%), o que permitirá recuperar os custos de instalação e materiais associados. Quanta energia é suficiente de uma bateria conectada a esse gerador? Como mostra a prática, o limite mínimo de energia de um sistema com um retorno de 2-3 kW permite cobrir as necessidades de sistemas climáticos, grupos domésticos de dispositivos de iluminação, equipamentos de refrigeração, etc.
