Windkraftanlage für ein Privathaus: Spezifität und Fertigungstechnik

In diesem Artikel wird eine solche Art von Ausrüstung wie ein Windgenerator für ein Privathaus ausführlich beschrieben: Konstruktionsmerkmale, Zweck und Umfang, interne Struktur und Klassifizierung. Im Text finden Sie nützliche Informationen, die Ihnen bei der Entscheidung für eine hochwertige Windkraftanlage, Durchschnittspreise für gängige Gerätetypen sowie eine detaillierte Beschreibung der Fertigungstechnologie helfen.

Windkraftanlage für ein Privathaus: Zweck und Gestaltungsmerkmale

Private Hauswindparks werden häufig als alternative elektrische Energiequellen eingesetzt, um Einsparungen zu erzielen. Oft werden solche Geräte in Sommerhäusern installiert.

Windkraftanlagen werden als alternative elektrische Energiequellen eingesetzt

Am häufigsten werden sie in Gebieten eingesetzt, die von den Hauptstromnetzen entfernt sind. Dies ist jedoch bei weitem nicht der einzige Grund für den Kauf einer Windkraftanlage für ein Privathaus. Die meisten Landbesitzer verwenden diese Entwürfe, um Autonomie und Einsparungen zu erzielen.

Nicht jeder Standort ist für die Installation solcher Geräte geeignet, da nicht alle Bedingungen den Anforderungen dieses Geräts entsprechen. Dies betrifft vor allem die Windgeschwindigkeit. Damit ein Windpark normal funktioniert, muss die durchschnittliche Windgeschwindigkeit mindestens 4-4,5 m / s betragen. Nur in diesem Fall ist die Installation der Struktur wirtschaftlich gerechtfertigt.

Mithilfe der Windkarte können Sie die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit ermitteln. Es gibt ungefähre Daten nach Regionen wieder. Genauere Indikatoren können mit einem speziellen Gerät erhalten werden - einem Windmesser sowie einem Gerät zum Lesen seiner Signale.

Beachten Sie! Das Messgerät muss sehr hoch installiert werden, da sonst Bäume und Gebäude das Ergebnis verfälschen.

Für den effizienten Betrieb der Windkraftanlage muss der Bereich ihrer Installation eine Windkraftanlage sein

Das Funktionsprinzip und die Struktur eines Windgenerators

Ein Windgenerator ist eine spezielle Art von Ausrüstung, die kinetische Windenergie in mechanische Energie umwandelt. Es treibt die am Generator montierten Rotorblätter an. Infolgedessen wird in seinen Wicklungen ein Wechselstrom erzeugt. Die erzeugte elektrische Energie wird in Speicherbatterien gespeichert und von dort an Haushaltsgeräte abgegeben.

Das beschriebene Arbeitsschema wird vereinfacht. Natürlich ist der Aufbau eines Windgenerators viel komplizierter. Es gibt auch einen Controller in der Energiekette. Seine Funktion besteht darin, dreiphasigen Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Dann werden die Batterien aufgeladen.

Die meisten Haushaltsgeräte können nicht mit Gleichstrom betrieben werden. Daher ist in der Kette hinter der Batterie ein Wechselrichter installiert. Es wandelt Gleichstrom in Wechselstrom um, dessen Spannung 220 V beträgt. Alle diese Operationen nehmen einen Teil der anfänglichen Energie weg - ungefähr 15-20%.

Das Gebäude kann nicht nur vom Windpark, sondern auch von Sonnenkollektoren sowie von einem Benzin- oder Dieselgenerator aufgeladen werden. Wenn diese Elemente in der Kette vorhanden sind, wird der Stromkreis durch eine andere Komponente ergänzt - einen Leistungsschalter. Wenn die Hauptstromversorgung ausgeschaltet ist, werden die Backup-Netzteile gestartet.

Das Funktionsprinzip des Windgenerators

Ein Windpark besteht aus folgenden Komponenten:

• ein Rotor mit Blättern (abhängig von den Merkmalen des Modells können mehrere Blätter für einen Windgenerator vorhanden sein, in der Regel gibt es 2 oder 3 davon, obwohl es auch Optionen mit mehreren Blättern gibt);
• ein Getriebe oder Getriebe, das die Drehzahl zwischen dem Generator und dem Rotor steuert;
• ein Schutzgehäuse, das Bauteile vor dem negativen Einfluss externer Faktoren schützt;
• "Schwanz", der die Drehung der Struktur in Windrichtung gewährleistet;
• eine Speicherbatterie, die eine bestimmte Energiemenge speichert;
• Wechselrichterinstallation, die eine Stromart in eine andere umwandelt.

Welche Art von Windpark können Sie kaufen: Geräteklassifizierung

Es gibt verschiedene Klassifikationen, nach denen Windkraftanlagen in Gruppen eingeteilt werden:

1. In Richtung der Rotationsbewegung der Blätter - horizontale und vertikale Windmühlen.
2. Durch die Anzahl der Blades - Zwei-, Drei- und Multi-Blade-Geräte.
3. Nach der Art des Materials, aus dem die Klingen hergestellt werden - Segel- und starre Klingenkonstruktionen.
4. Nach der Regelungsmethode - Windmühlen mit fester oder einstellbarer Blattneigung.

Die interne Struktur des Windgenerators

Hilfreicher Tipp! In den meisten Fällen empfehlen Experten den Eigentümern von Vorortwohnungen, eine Windkraftanlage mit fester Blattneigung zu kaufen, da einstellbare Geräte zu schwierig zu bedienen sind.

Ein Windpark mit horizontaler Achse ist senkrecht zum Luftstrom positioniert. Das Design hat eine ähnliche Struktur und funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie eine herkömmliche Wetterfahne. Windmühlen mit Rotationsgenerator haben einen hohen Wirkungsgrad und sind erschwinglich. Der Betrieb dieser Geräte basiert auf dem Widerstand des Luftstroms.

Windkraftanlagen mit vertikaler Achse oder orthogonale Windkraftanlagen sind kompakt aufgebaut, ihr Preis ist jedoch viel höher. Diese Art der Ausrüstung ist aufgrund ihrer besonderen Struktur völlig unabhängig von der Windrichtung. Die Schaufeln sehen aus wie Turbinen, was die Belastung des Achsteils erheblich reduziert. Es ist ratsam, einen vertikalen Windgenerator zu kaufen, wenn der Wind auf dem Gelände ständig seine Richtung ändert.

Vor- und Nachteile von Windkraftanlagen zu Hause

Windparks haben wie jede andere Art von Ausrüstung sowohl Vor- als auch Nachteile. Um über den Kauf dieses Geräts zu entscheiden, ist es ratsam, seine Stärken und Schwächen abzuwägen.

Die Beliebtheit der Nutzung von Windparks ist auf die Vielzahl der Vorteile zurückzuführen

Warum ist es rentabel, einen Windgenerator (220 V) für ein Privathaus zu kaufen:

1. Keine zusätzlichen Kosten, da für den Betrieb des Geräts kein Kraftstoff benötigt wird.
2. Eine ständige Überwachung ist nicht erforderlich. Die Struktur erzeugt jedes Mal, wenn der Wind weht, selbst Strom.
3. Eine relativ leise und völlig umweltfreundliche Methode zur Stromerzeugung.
4. Das Gerät kann unter nahezu allen klimatischen Bedingungen eingesetzt werden.
5. Der Verschleiß der Teile ist minimal.

Die Installation eines Windgenerators für ein Haus ist mit folgenden Nachteilen verbunden:

• Die Anschaffungskosten für Geräte zahlen sich in 5-6 Jahren aus.
• ein relativ kleiner Indikator für die Effizienz, der sich in der Leistung widerspiegelt;
• hoher Preis für Windkraftanlagen;
• Um die Inaktivität des Geräts an windstillen Tagen auszugleichen, sind zusätzliche Geräte erforderlich: ein Generator und eine Speicherbatterie (die Kosten für diese Elemente sind sehr hoch);
• In einigen Modi senden Windkraftanlagen für das Haus Infraschall aus (dasselbe passiert, wenn die Installation der Ausrüstung fehlerhaft erfolgt).
• regelmäßige vorbeugende Wartung ist erforderlich;
• Ein Hurrikan kann die Ausrüstung ernsthaft beschädigen.

Abhängig von der Leistung des Geräts und der Windkarte des Gebiets kann eine Windkraftanlage sowohl ein kleines Landhaus als auch ein großes Landhaus mit Strom versorgen

Hilfreicher Tipp! Es ist unbedingt erforderlich, die Rentabilität zu berechnen, bevor Sie einen Windgenerator für Ihr Haus kaufen. Der Preis der Ausrüstung ist möglicherweise zu hoch und die Anschaffungskosten zahlen sich nicht aus. Dazu müssen Sie die durchschnittliche Leistungsanzeige des Hauses berechnen (die Leistung aller Elektrogeräte wird berücksichtigt), den Bereich bewerten, in dem die Geräte installiert werden sollen, und die Anzahl der Windtage in einem Jahr ermitteln.

Machbarkeit des Kaufs: Preise für Windkraftanlagen für ein Privathaus

Die Kosten für Windkraftanlagen für Privathäuser sind recht hoch. Die Kosten für den Kauf von Ausrüstung zahlen sich nur aus, wenn das Gebiet geeignete Bedingungen hat.

Die Installation eines Windparks ist in folgenden Fällen gerechtfertigt:

• Das Gelände erfüllt die Ausrüstungsanforderungen.
• Die Region, in der sich der Standort befindet, ist durch starke Winde gekennzeichnet.
• Es gibt keine Möglichkeit, andere alternative elektrische Energiequellen zu nutzen.

In anderen Fällen zahlen sich die Kosten für den Kauf eines Windgenerators für ein Haus nicht aus. Wenn die Anzahl der Windtage in einem Jahr gering ist, können diese Geräte durch Sonnenkollektoren oder Generatoren ergänzt werden, die mit Diesel oder Benzin betrieben werden.

Windkraftanlagen können je nach Bauart vertikal oder horizontal sein

So steigern Sie die Rentabilität einer Windkraftanlage für ein Privathaus

Küstengebiete sowie Freiflächen in Berggebieten sind ideal für die Installation von Windgeräten. In diesen Regionen liegt die Windgeschwindigkeit über 60-70 m / s. Bewohner dieser Gebiete können zentrale Stromversorgungssysteme vollständig aufgeben und in Windparks umziehen. Auf ebenen Flächen sind die Windströme gleichmäßiger, aber ihre Stärke reicht nicht aus, um das Haus vollständig mit Strom zu versorgen.

Es ist höchst unerwünscht, Geräte in der Nähe von Wäldern und Pflanzungen zu installieren. Bäume werden einen Teil der Energie einfangen, was die Rentabilität von Windkraftanlagen verringert. Der Luftstrom nimmt mit der Entfernung vom Boden zu. Dies bedeutet, je höher der Mast des Windparks ist, desto mehr Impulse kann das Gerät erfassen. Andererseits benötigt eine zu hohe Struktur eine zusätzliche Verstärkung. Starke Windböen machen es einfacher, es niederzuschlagen als Windmühlen mit einem Mast, der 5-7 m erreicht.

Experten empfehlen die Installation von Geräten in einer Höhe von 10-15 m über dem Boden. Es gibt zwei Möglichkeiten, eine solche Struktur zu reparieren:

1. Durch Betonieren der Basis.
2. Verwenden Sie Metallklammern.

Eine Kombination aus Windkraftanlage und Sonnenkollektoren gilt als die effizienteste zur Stromerzeugung.

Um die Basis der Windmühle zu betonieren, müssen Sie vier tiefe Brunnen mit einem kleinen Durchmesser graben. Die Mastverlängerungen werden in sie eingetaucht, wonach sie mit Zementmörtel gegossen werden. Dieser Prozess ist ziemlich mühsam und kostspielig, aber er ist sehr zuverlässig. Auch bei starken Windböen bleibt der Mast stationär. Das einzige Risiko ist ein Klingenbruch.

Zum Befestigen des Mastes mit Abspannseilen wird ein Metallkabel verwendet. Es wird gedehnt, bis sich die Windkraftanlage streng senkrecht zur Erdoberfläche befindet. Danach werden die Kabelbinder sicher im Boden befestigt.

Wichtig! Windkraftanlagen mit hohen Masten müssen geerdet werden.

Was ist besser, um einen Windgenerator für zu Hause zu kaufen: Hersteller und Kosten

Die Wahl eines Windparks muss gründlich angegangen werden. Die Hauptkriterien sind die Leistung des Geräts, die Art der Achse (horizontal oder vertikal) und der Hersteller. Vor dem Kauf müssen Sie die technischen Eigenschaften sorgfältig studieren und Produkte verschiedener Hersteller vergleichen.

Preise für in Russland hergestellte Windkraftanlagen:

Viele dieser Organisationen stellen maßgeschneiderte Geräte her und helfen bei der Planung und Berechnung.

Die Preise für im Ausland hergestellte Windkraftanlagen sind viel höher. Die Mindestkosten für Installationen betragen 120.000 Rubel. Die Produkte ausländischer Unternehmen zeichnen sich durch ein hohes Qualitätsniveau durch den Einsatz von Hightech-Geräten in der Produktion aus. Die Reparatur solcher Einheiten ist jedoch kostspielig und der Kauf von Ersatzteilen kann schwierig sein.

Die Kosten für eine in Russland hergestellte Fabrikwindkraftanlage können zwischen 30 und 600.000 Rubel variieren.

Vorteile von werksseitig hergestellten Windkraftanlagen:

• die Möglichkeit, ein Gerät in einem kompletten Set zu kaufen und sogar seine professionelle Installation zu bestellen;
• eine umfangreiche Auswahl an Herstellern und Modifikationen mit verschiedenen Eigenschaften;
• Qualitätskontrolle;
• die Fähigkeit, einen qualifizierten Spezialisten für Reparaturarbeiten zu rufen.

Angesichts der hohen Kosten für Fabrikausrüstung bevorzugen viele Eigentümer von Vorstadtgebieten Do-it-yourself-Strukturen. Es dauert ungefähr 3000-5000 Rubel, um einen hausgemachten Windgenerator herzustellen. Der größte Teil dieses Betrags wird für den Kauf eines Qualitätsakkus ausgegeben, der eine Ladung für eine lange Zeit halten kann.

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Die Vorteile von DIY-Windparks:

• erhebliche Geldersparnisse;
• Bei der Herstellung einer hausgemachten Windmühle kennt der Designer alle Merkmale ihrer Struktur.
• die Fähigkeit, die Hauptteile und Schaufeln für eine Windkraftanlage mit eigenen Händen aus Schrott herzustellen.

Hausgemachte Strukturen versagen im Gegensatz zu Fabrikwindparks viel häufiger.

Beachten Sie! Es ist besser, einen Spezialisten für die Installation eines Fabrikdesigns zu rufen. Andernfalls erlischt die Garantie, wenn während des Installationsvorgangs ein Fehler gemacht wird.

Selbstgemachte Konstruktionen von Windkraftanlagen sind in Qualität und Zuverlässigkeit Industriemodellen unterlegen

Wie man eine Windmühle mit eigenen Händen baut: Technologie und Empfehlungen

Die Verwendung eines hausgemachten Geräts auf der Website kann zu Ressentiments der Nachbarn führen.Bevor Sie einen Windgenerator mit Ihren eigenen Händen herstellen, müssen Sie daher verschiedene Regeln beachten.

Alle Einzelgebäude unterliegen Höhenbeschränkungen. Die Installation einer Windmühle mit einer Masthöhe von mehr als 15 m ist verboten, wenn sich folgende Gegenstände in der Nähe befinden:

• Tunnel;
• Brücken;
• Flughäfen.

Die Windkraftanlage darf keine Luftstörungen verursachen. Um deren Auftreten zu verhindern, wird empfohlen, einen besonderen Schutz zu verwenden. Darüber hinaus sollte der Geräuschpegel der Schaufeln überwacht und innerhalb normaler Grenzen gehalten werden.

Die einfachste hausgemachte Windkraftanlage aus Plastikflaschen

Materialien, die für die Herstellung eines vertikalen Windgenerators mit eigenen Händen benötigt werden

Ein Windpark mit vertikaler Achse kann verwendet werden, um verschiedene Haushaltsgebäude oder ein kleines Gartenhaus mit Strom zu versorgen. Seine Leistung reicht aus, um den lokalen Bereich im Dunkeln zu beleuchten.

Um einen Windgenerator mit Ihren eigenen Händen aus einem Autogenerator zu erstellen, benötigen Sie die folgenden Materialien:

• wiederaufladbare Batterie für 12 V (sauer oder Helium);
• geräumiger zylindrischer Behälter aus Aluminium oder Edelstahl (Pfanne, Eimer);
• Automobilgenerator (12 V);
• Voltmeter;
• halbhermetischer Druckknopfschalter (12 V);
• Kfz-Batterieraderelais oder Ladekontrollleuchte;
• Wandler (12-220 V und 700-1500 W);
• Drähte mit einer Querschnittsfläche von 2,5 und 4 mm;
• Klemme zur Befestigung des Generators am Mast (2 Stk.).

Wind erzeugende Strukturvorrichtung

Für diese Aufgabe benötigen Sie Tools und Geräte wie:

• Schleifmaschine (Sie können eine Schere für Metall verwenden);
• Marker oder Konstruktionsstift;
• Zangen und Maßband;
• Bohren mit einer Reihe von Bohrern;
• Schraubendreher und ein Satz Schlüssel.

Herstellungstechnologie eines Windgenerators aus einem Autogenerator

Als Basis wird ein zylindrischer Behälter verwendet, beispielsweise ein Eimer, ein alter Kochtopf oder ein Topf. Mit einem Bleistift und einem Maßband müssen Sie es markieren, damit Sie eine Unterteilung in 4 gleiche Teile erhalten. Entsprechend den Markierungen werden Schnitte unter Verwendung einer Schleifmaschine ausgeführt, so dass vertikale Klingenplatten erhalten werden. In diesem Fall ist es sehr wichtig, das Metall nicht bis zum Ende zu schneiden.

Beachten Sie! Wenn der Behälter aus lackiertem Blech oder verzinktem Stahl besteht, können Sie keine Mühle zum Schneiden verwenden, da sich das Metall sonst überhitzt. In diesem Fall ist es ratsam, eine Schere zu verwenden.

Löcher für Schrauben sollten sowohl in der Riemenscheibe als auch am Boden des Behälters angebracht werden. In dieser Phase der Erstellung eines Windgenerators für ein Privathaus mit eigenen Händen müssen Sie äußerst vorsichtig und vorsichtig mit der Symmetrie umgehen. Jegliche Ungenauigkeiten bei der Lochplatzierung führen zu einer unausgeglichenen Struktur während der Drehung.

Um einen Windgenerator mit Ihren eigenen Händen herzustellen, können Sie einen Autogenerator verwenden

Die Klingen sollten gebogen sein, während sie nicht zu stark herausragen sollten. Bei dieser Arbeit ist die Richtung der Drehbewegung des Generators zu berücksichtigen. Meistens ist die Windmühle im Uhrzeigersinn ausgerichtet. Die Drehzahl und der Kontaktbereich der Luftströme mit der Struktur hängen vom gewählten Biegewinkel der Schaufeln ab.

Als nächstes wird ein Behälter mit Schaufeln an der Riemenscheibe befestigt. Der Generator wird an einem Mast installiert und anschließend mit Klammern befestigt. Alles was bleibt ist, alle Drähte anzuschließen und die Schaltung zusammenzubauen. Alle Kabel sind am Windmühlenmast befestigt. Verwenden Sie zum Anschließen des Akkus Kabel mit einem Querschnitt von 4 mm. Hierzu reicht ein Stück mit einer Länge von 100 cm. Der Anschluss von Haushalts- und Beleuchtungsgeräten an das Netzwerk erfolgt über Kabel mit einer Querschnittsfläche von 2,5 mm. Der Wechselrichter oder Konverter benötigt 4 mm Kabel.

Wie man eine Windkraftanlage aus einer Waschmaschine macht

Um einen Windgenerator aus einer Waschmaschine mit Ihren eigenen Händen zu erstellen, benötigen Sie eine Liste bestimmter Teile. Einige von ihnen können aus alten Haushaltsgeräten entfernt werden, der Rest muss gekauft werden.

Das Design der Windkraftanlage besteht aus folgenden Elementen:

• Reduzierstück zum Einstellen der Drehzahl;
• Rotor mit Schaufeln;
• Schutzhülle;
• Akku;
• Heckteil;
• Wandler;
• Mast zur Befestigung des Generators.

Windkraftanlage aus Waschmaschinenteilen

Der Generator der Konstruktion besteht aus einem Elektromotor einer Waschmaschine. Die Leistung muss mindestens 1,5 kW betragen.

Darüber hinaus benötigen Sie:

• Schleifpapier und Kleber;
• Neodym-Magnete 5 und 12 mm (32 Stk.);
• Epoxidharza oder Kaltschweißen.

Die Neodym-Magnete werden am Rotor montiert. Sie können in vielen stationären oder Online-Shops gekauft werden. Die Kerne müssen vom Rotor des Asynchronmotors entfernt werden. Danach werden diese Teile teilweise abgeschnitten. Die Schnitttiefe sollte 2 mm nicht überschreiten. Hierfür können Sie eine Drehmaschine verwenden. Ferner müssen Rillen in den Kernen hergestellt werden, deren Tiefe 5 mm beträgt.

In der nächsten Phase der Herstellung eines Windgenerators für ein Haus wird die Installation von Magneten von Hand durchgeführt. Zunächst wird eine harte Abdeckung auf den Kern montiert. Danach werden die Magnete in gleichem Abstand an den entsprechenden Stellen platziert. Es ist sehr wichtig, Abstand zu halten, da sonst die Magnete in Zukunft zusammenkleben, was sich negativ auf die Leistung des Windparks auswirkt. Es ist besser, Superkleber zu verwenden, um diese Teile zu befestigen. Es ist ratsam, während der Arbeit eine Schutzbrille zu tragen, da die Magnete während des Klebevorgangs abprallen können.

Der Standort von Neodym-Magneten bei der Herstellung einer hausgemachten Windkraftanlage

Wenn die Schablone mit Magneten vollständig fertig ist, passt sie auf den Rotor. Die daraus resultierenden Lücken müssen gefüllt werden Epoxidharz oder Kaltschweißen. Am Ende der Arbeit wird der Rotor vorsichtig in einen Schraubstock eingespannt und seine Oberfläche mit Sandpapier bearbeitet. Überprüfen Sie vor dem Starten der Windmühle alle Lager und Schraubverbindungen auf Festigkeit. Sie sollten nicht einmal teilweise verschlissene Teile für die Montage der Struktur verwenden, es ist besser, neue zu kaufen.

Um ein Laufrad herzustellen, ist es besser, ein leichtes Material mit einem hohen Sicherheitsspielraum zu wählen. Für diese Zwecke ist Glasfaser geeignet. Dadurch sind die Klingen leicht und verschleißfest. Der Mast besteht am besten aus Stahlrohren. Der optimale Durchmesser beträgt 32 mm.

Die Montage einer Windkraftanlage kann von jedem durchgeführt werden, der weiß, wie elektrische Schaltkreise funktionieren. In diesem Fall ist es wichtig, auf alle Details zu achten und alle Ihre Handlungen sorgfältig zu überprüfen. Um die Wahrscheinlichkeit von Fehlern auszuschließen, können Sie visuelle Videos verwenden, die den gesamten Prozess der Herstellung von Teilen und deren weitere Montage detailliert beschreiben.

Wie man einen Windgenerator mit eigenen Händen für 220 V (4 kW) herstellt: Video