Nedavno je proizvodnja vetrnih generatorjev doma postala zelo priljubljena. Vprašanje, kako narediti vetrno turbino z lastnimi rokami, je obravnavano na mnogih forumih. Takšne postaje bodo še posebej potrebne v tistih krajih, kjer oseba nima dostopa do električnega omrežja v gospodinjstvu. Na primer, lahko gre za oddaljeno kočo.
Vetrna turbina bo odlična naprava za varčevanje z električno energijo
Takšne postaje se lahko namestijo na lokaciji in zaradi varčevanja z električno energijo. Seveda nihče ne prepoveduje uporabe bencinskih ali dizelskih generatorjev. Toda iz takih naprav, veliko dima in hrupa, in ob istem času, stroški goriva ne bo prosim.
V zvezi z vetrnimi elektrarnami so takšne strukture sposobne polniti akumulatorske baterije, da se električni aparati v hiši lahko zaužijejo tudi v mirnem vremenu. Glede na to, da danes praktično ni omejitev glede materialov, lahko takšne modele sestavi vsakdo. Glavna stvar tukaj je želja, kot tudi razpoložljivost nekaterih objektov in prostega časa.
Vredno je omeniti, da so vetrne turbine, odvisno od števila obratov, ki jih vijak naredi v minuti, razdeljeni na razred pogona kratkega dosega, ki neposredno vpliva na moč.
Moč kot jamstvo zanesljivosti
Verjetno je veliko ljudi, ki so se zanimali za namestitev domače vetrne elektrarne, želeli ne le hladilnika ali žarnice, ki se napaja iz generatorja, ampak tudimočne ogrevalne baterije ali kotle. Toda v tem primeru bo gradnja postaje z lastnimi rokami težja.
Vedno se je treba spomniti, da bo kompleksnost gradnje generatorja neposredno odvisna od njene moči. Z naraščajočo močjo se bo konstruktivna kompleksnost včasih povečala.
Načelo delovanja vetrne turbine je dovolj preprosto, da je potreben samo veter
.Kot primer vetrnice z nizko porabo energije se lahko proizvaja W-HR2, ki ga proizvaja AVIC. V tej vetrni turbini z močjo do 2 kW je premer rotorja več kot tri metre. Da bi struktura dobila dovolj pretoka zraka, je nameščena na stolpu višine 8 metrov, pritrjenega na površino zemlje s pomočjo močnega temelja.
Ta vetrnica se namesti z žerjavom. Torej, če mislite, da je gradnja vetrnice zelo težak poklic. Vetrno kolo ima lahko 2, 3, 4, 6, 8 ali 12 rezil:
Spodnja tabela prikazuje odvisnost moči od premera pogonskega kolesa generatorja in števila rezil na njem. Z drugimi besedami, kaže, koliko in kakšna dolžina rezila mora biti pri vetrnici, tako da daje dano moč. Podatke pridobimo eksperimentalno z izvedbo številnih testov. Podatki so zanesljivi v primeru uporabe vetrnega generatorja z razmerjem vetra 0,35, pa tudi učinkovitosti menjalnika in generatorja 0,9 oz. 0,8.
Tabela odvisnosti moči od premera kolesa in števila rezil
Moč, W
Zunanji premer obdelovalnega stroja s številom rezil, m
16
8
6
4
3
2
500
5
7
8,16
9,94
11,48
14
300
3,88
5,46
6,34
7,76
8,98
10,94
100
2,24
3,16
3,68
4,5
5,2
6,34
90
2,12
3
3,48
4,26
4,92
6
80
2
2.82
3.28
4
4.64
5.66
70
1.88
2.64
3.08
3.76
4.34
5.3
60
1.74
2.44
2.84
3.48
4
4.9
50
1.58
1.24
2.6
3.18
3.68
4.48
40
1.42
2
2.32
2.84
3.28
4
30
1.22
1.72
2
1.44
2.82
3.44
20
1
1.42
1.64
2
2.32
2.82
10
0,72
1
1,16
1,42
1,64
2
Ti podatki za mnoge se zdijo precenjeni. Na primer, za postajo s kapaciteto 500 vatov s tremi rezili mora biti premer rotorja večji od 11 metrov. Toda te številke ne bi smele biti prestrašene, ker so podatki v tabeli podani za hitrosti vetra štiri metre na sekundo. To je hitrost vetra v običajnem območju daleč od morja. S svojo rastjo se bo zato moč generatorja povečala.
Ne smemo pozabiti, da bo moč postaje sorazmerna s hitrostjo toka vetra v kocki. S povečevanjem hitrosti dvakrat, do 8 m /s, se bo moč povečala 8-krat. Če je hitrost vetra višja, je potrebno urediti zaščito vetrne postaje pred poškodbami.
Slabosti treh in dveh rezil
Preden začnete izdelovati vetrno turbino za svoj dom z lastnimi rokami, morate določiti število rezil. Danes so najpogostejši generatorji z dvema in tremi močmi. Toda prepričani sopomanjkljivosti
Visoki pretoki v procesu vodijo do pojava precej visokih žiroskopskih in centrifugalnih sil. Prvi bistveno poveča obremenitev na osi generatorja, dvižni teleskop in nosilec, medtem ko je centrifugalno nenehno v prizadevanju, da bi se rezila razbila na kose.
Shema za izdelavo dvo - in trilopatnega vetričnega kolesa
Shema za oblikovanje dveh in trilopatnih verig
Hitreje se bo vrtel vijak, višja bo sila trenja na zraku. Zato imajo hitri rezili visoke zahteve za kakovost aerodinamike. Tudi mejne napake lahko zmanjšajo uporabnost vetrnega toka v časih. Poleg tega je vredno skrbeti za obliko rezila, kot je mlin na veter. Moral bi biti podoben krilu letala. Če je to vijak s počasnim gibanjem, ga lahko kdorkoli opravi, v nasprotju z zahtevano večjo natančnostjo visoke hitrosti.
Hitri mlini na veter s takimi rotorji proizvajajo veliko hrupa. To stanje je posledica dejstva, da celo rezila z visoko aerodinamiko ustvarjajo območja, v katerih se tlak močno stisne, in ne omenjamo ročnih ventilatorjev. V skladu s tem je večji kot je lopatica za lopatico, kot tudi njena obodna hitrost, več hrupa, ki ga bo ustvaril v procesu delovanja. Tako da taka vetrna turbina na strehi hiše ne bo nameščena, sicer se lahko ponoči zbudite v zvokih letalskih letal.
In zadnja, vendar nič manj pomembna pomanjkljivost takih vetrnic je količinarezila bodo odvisna od količine vibracij. Ker je težko uravnotežiti vetrne turbine z dvema lopaticama, bodo ustvarile več hrupa.
Dolžina rezil
Glede na vse zgoraj navedeno je bolje, da se vetrne elektrarne gradijo s 5-6 rezili. V tem primeru bo obodna hitrost nižja, obremenitev na osi generatorja bo padla, poleg tega pa je lahko premer kolesa manjši kot pri 3 rezilih. Ob upoštevanju podatkov iz zgornje tabele lahko izračunamo maksimalno dolžino rezila za vetrno elektrarno.
Seveda bo izdelava vijaka s premerom 3 metrov s šestimi rezili precej težka. Težko si je celo zamisliti, da bi takšno strukturo namestili na jambor, ki bi moral biti zelo trpežen. Enako velja za izravnavo - malo verjetno je, da bo lahko dosegla sto odstotkov.
Lopate je mogoče izdelati iz kakršnega koli materiala
.Če pa je premer 2 metra, je vse delo na moč celo začetnikov. Mnogi bodo morda želeli še povečati uporabno moč svojega generatorja in želijo zgraditi kolo z 12 rezili. Zahteva več napora, časa in materialov. S takšnim številom rezil bo veter s hitrostjo 8 m /s prejel 500 W moči.
Toda to kolo bo zelo tiho, kar povzroča dodatne in nepotrebne težave. Najprej gre za hitrost podobnega oblikovanja. Glede na svojo nizko raven, bo poveljnik moral postaviti posebno gonilo, kar močno oteži zasnovo postaje inše dražji. Z navdušenjem lahko govorimo, da bo za navdušence najprimernejša različica kolo s premerom 2 metra in 6 rezil.
Zaščita postaje pred močnim vetrom
Omeniti je treba, da se lahko navpična vetrna turbina opravi z lastnimi rokami in da bo imela višje hitrosti vetra kot horizontalne. Največja dovoljena hitrost vetra za delovanje vetra je 8-9 metrov na sekundo. V primeru preseganja dane hitrosti pretoka zraka je treba delo postaje omejiti. In to je potrebno, tudi če mlin na veter pripada vrsti počasnega gibanja.
Seveda ni verjetno, da se bo odlagališče lahko pomaknilo do takšne hitrosti, da se bo zrušilo. Toda, če je veter močan, se tlak na repu perja bistveno poveča, v primeru ostre spremembe v smeri generatorja pretoka zraka pa ostro zavije.
Ob upoštevanju dejstva, da se pri visokih hitrostih vetra rotator generatorja lahko zelo hitro vrti, se celotna konstrukcija pretvori v žiroskop, ki je odporen na kakršne koli ovinke. To postane razlog, da se osredotočimo na gred generatorja pomembnih obremenitev med vetrnim kolesom in okvirjem.
V zgodovini je veliko primerov, ko so ljubitelji zgradili svoje elektrogeneratorje, vendar niso zagotovili nobene zaščite pred močnimi vetrovi. Zato so imeli celo močne osi avtomobilskega generatorja, da ne bi zdržali celotnega bremena in se zlomili kot tekme.
Med drugim bo prej izbrano kolo s 6 rezili s premerom 2 metra imelo visoko aerodinamično odpornost. V močnih vetrovih je poln visokih obremenitev na jamboru. Zato je za bolj zanesljivo in dolgoročno izkoriščanje vetrne turbine potrebno poskrbeti za zaščito.
Najlažji način za uporabo tako imenovane stranske lopate za te namene. To je dokaj preprosta naprava, ki lahko znatno prihrani denar, moč in čas, porabljen za gradnjo postaje.
Delovanje take naprave je, da pri delu z vetrom s hitrostjo 8 m /s pritisk vetra na konstrukcijo niżji od tlaka varovalne vzmeti. To omogoča generatorju normalno delovanje in ohranjanje vetra s perjem. Da bi bila mlin v vetru v delovnem načinu, je razdalja med stransko lopato in repom. Toda z močnim pretokom vetra tlak na vetrnem kolesu presega silo tlaka vzmeti, zaradi česar deluje zaščita. Ko se generator začne kopičiti, vetrni tok vstopa v vetrno turbino pod kotom, kar močno zmanjšuje njegovo moč.
Pri zelo visokih hitrostih vetra je generator popolnoma zaščiten z generatorjem, ki poteka vzporedno s smerjo toka vetra. Posledica tega je, da delo vetrnice skoraj popolnoma preneha. Treba je omeniti, da v tem primeru rep pero ne prilega togo z okvirjem, ampak ima sposobnost vrtenja. V ta namen uporabljen tečaj mora biti izdelan iz jekla visoke trdnosti, njegov premer pa ne sme biti manjši od 12 milimetrov.
Ustrezna nega
Da bi električni generator deloval čim bolj učinkovito, je vredno poskrbeti za njegovo izpustitev. Nizka hitrostna vetrna turbina, tudi če je narejena z lastnimi rokami, se zelo slabo giblje pri nizkih hitrostih vetra. Da bi bilo njegovo delo normalno, je vredno opazovati izvajanje določenih pravil.
Dva tedna po prvi namestitvi mora generator razstaviti in preveriti vse priključke. Vredno je narediti vse pri nizkih vetrovih, sicer obstaja veliko tveganje za poškodbe.
Ležaji generatorja in obračalni vozel konstrukcije je treba mazati vsaj enkrat na vsakih šest mesecev. Z najmanjšim dokazom, da je vetrno kolo neuravnoteženo, ga je potrebno odstraniti in odpraviti okvaro. Kot znak takšnih težav se lahko stresajo rezila, tudi če je generator nameščen na vetru.
Vsakih šest mesecev je vredno nekaj minut, da se preverijo krtače trenutnega kolektorja. Vsakih 2-5 let je potrebno barvati kovinske dele postaje, da se izognemo koroziji in drugim težavam.
Vetrna turbina zahteva stalno nego, ne pozabite nanj
Vloga generatorja je med drugim pomembna pri tej napravi, zato ji je treba nameniti posebno pozornost. Redno ga je treba preveriti za ogrevanje. Če je težko držati roko na generatorju, jo je bolje dati v servisno delavnico, ki bo odpravila okvaro. Tudi stanje ne samo ščetk, ampak tudi zbiralec je zelo pomembno. V primeru prisotnosti na stikihonesnaženje, ga je treba takoj odstraniti, sicer bo delo neučinkovito.
Potrebno je spremljati mehansko stanje teh stikov, ker se v primeru velikega razvoja učinkovitost generatorja včasih zmanjša, med drugim pa se lahko opazijo stranski učinki v obliki gorečih navitij, pregrevanja generatorja itd.150]
Če se proces ustvarjanja in skrbi za lastne roke zdi zelo zapleten, lahko kupite vetrni generator za dom in se zaščitite pred različnimi težavami. Vendar je v tem primeru mogoče pozabiti na prihranek denarja.
