Turbina eolica per una casa privata: specificità e tecnologia di produzione

Questo articolo esamina in dettaglio un tipo di apparecchiatura come un generatore eolico per una casa privata: caratteristiche del design, scopo e ambito, struttura interna e classificazione. Nel testo puoi trovare informazioni utili che ti aiuteranno a decidere sulla scelta di una turbina eolica di alta qualità, i prezzi medi per i tipi più diffusi di apparecchiature, nonché una descrizione dettagliata della tecnologia di produzione.

Turbina eolica per una casa privata: scopo e caratteristiche del design

I parchi eolici privati ​​sono ampiamente utilizzati come fonti alternative di energia elettrica per ottenere risparmi. Spesso tali dispositivi sono installati nei cottage estivi.

Le turbine eoliche sono utilizzate come fonti alternative di energia elettrica

Molto spesso vengono utilizzati in aree lontane dalle principali reti elettriche. Tuttavia, questo non è l'unico motivo a favore dell'acquisto di una turbina eolica per una casa privata. La maggior parte dei proprietari terrieri utilizza questi progetti per ottenere autonomia e risparmio.

Non tutti i siti sono adatti per l'installazione di tali dispositivi, poiché non tutte le condizioni soddisfano i requisiti di questa apparecchiatura. Ciò riguarda principalmente la velocità del vento. Affinché un parco eolico funzioni normalmente, la velocità media del vento deve essere di almeno 4-4,5 m / s. Solo in questo caso l'installazione della struttura sarà economicamente giustificata.

È possibile utilizzare la mappa del vento per conoscere la velocità media annuale del vento. Riflette i dati approssimativi per regione. Indicatori più precisi possono essere ottenuti utilizzando un dispositivo speciale: un anemometro e un dispositivo per leggere i suoi segnali.

Nota! Il dispositivo di misurazione deve essere installato molto in alto, altrimenti alberi ed edifici falseranno il risultato.

Per il funzionamento efficiente della turbina eolica, l'area della sua installazione deve essere la turbina eolica

Il principio di funzionamento e struttura di un generatore eolico

Un generatore eolico è un tipo speciale di apparecchiatura che converte l'energia cinetica del vento in energia meccanica. Aziona le pale del rotore montate sul generatore. Di conseguenza, viene creata una corrente alternata nei suoi avvolgimenti. L'energia elettrica generata viene immagazzinata in accumulatori, da dove viene immessa negli elettrodomestici.

Lo schema di lavoro descritto è semplificato. Certo, la costruzione di un generatore eolico è molto più complicata. C'è anche un controller nella catena energetica. La sua funzione è quella di convertire CA trifase in CC. Quindi va a caricare le batterie.

La maggior parte degli elettrodomestici non può essere alimentata da corrente continua. Pertanto, un inverter è installato nella catena dietro la batteria. Converte la corrente continua in corrente alternata, la cui tensione è di 220 V. Tutte queste operazioni tolgono parte dell'energia iniziale - circa il 15-20%.

L'edificio può essere rifornito non solo da un parco eolico, ma anche da pannelli solari, nonché da un generatore a benzina o diesel. Se questi elementi sono presenti nella catena, il circuito è integrato da un altro componente: un interruttore automatico. Quando l'alimentazione principale è spenta, avvia quelle di backup.

Il principio di funzionamento del generatore eolico

Un parco eolico è costituito dai seguenti componenti:

• un rotore con pale (a seconda delle caratteristiche del modello, possono esserci più pale per un generatore eolico, di regola ce ne sono 2 o 3, sebbene ci siano anche opzioni multi-lama);
• un cambio o un cambio che controlla la velocità tra il generatore e il rotore;
• un involucro protettivo che protegge le parti strutturali dall'influenza negativa di fattori esterni;
• "Coda", che assicura la rotazione della struttura seguendo la direzione del vento;
• un accumulatore che immagazzina una certa quantità di energia;
• installazione di inverter che converte un tipo di corrente in un altro.

Che tipo di parco eolico puoi acquistare: classificazione delle attrezzature

Esistono diverse classificazioni in base alle quali gli impianti eolici sono suddivisi in gruppi:

1. Nella direzione del movimento rotatorio delle pale - mulini a vento orizzontali e verticali.
2. In base al numero di lame: dispositivi a due, tre e più lame.
3. In base al tipo di materiale utilizzato per realizzare le pale: design a vela e lama rigida.
4. Secondo il metodo di controllo - mulini a vento con passo della pala fisso o regolabile.

La struttura interna del generatore eolico

Consiglio utile! Nella maggior parte dei casi, gli esperti raccomandano ai proprietari di abitazioni suburbane di acquistare una turbina eolica con un passo delle pale fisso, poiché i dispositivi regolabili sono troppo difficili da utilizzare.

Un parco eolico con un asse orizzontale è posizionato perpendicolare al flusso d'aria. Il design ha una struttura simile e funziona secondo lo stesso principio di una banderuola convenzionale. I mulini a vento con un generatore rotante hanno un'elevata efficienza, mentre sono convenienti. Il funzionamento di questi dispositivi si basa sulla resistenza del flusso d'aria.

Le turbine eoliche ad asse verticale, o turbine eoliche ortogonali, hanno un design compatto, ma il loro prezzo è molto più alto. Grazie alla sua struttura speciale, questo tipo di attrezzatura è completamente indipendente dalla direzione del vento. Le lame sembrano turbine, il che riduce significativamente il carico sulla parte dell'asse. Sarà consigliabile acquistare un generatore eolico verticale se il vento sul sito cambia costantemente direzione.

Vantaggi e svantaggi degli impianti eolici domestici

Come ogni altro tipo di apparecchiatura, i parchi eolici presentano vantaggi e svantaggi. Per decidere l'acquisto di questo dispositivo, è consigliabile soppesarne i punti di forza e di debolezza.

La popolarità dell'uso dei parchi eolici è dovuta al gran numero di vantaggi

Perché è vantaggioso acquistare un generatore eolico (220 V) per una casa privata:

1. Nessun costo aggiuntivo, poiché non è richiesto carburante per il funzionamento del dispositivo.
2. Non è necessario un monitoraggio costante. La struttura genera elettricità da sola ogni volta che soffia il vento.
3. Un metodo di generazione di elettricità relativamente silenzioso e completamente rispettoso dell'ambiente.
4. Il dispositivo può essere utilizzato in quasi tutte le condizioni climatiche.
5. L'usura delle parti è minima.

L'installazione di un generatore eolico per una casa è accompagnata dai seguenti svantaggi:

• i costi di acquisto dell'attrezzatura si ripagano in 5-6 anni;
• un indicatore di efficienza relativamente piccolo, che si riflette nella potenza;
• prezzo elevato delle turbine eoliche;
• per compensare l'inattività del dispositivo nei giorni senza vento, è necessaria un'attrezzatura aggiuntiva: un generatore e una batteria di accumulo (il costo di questi elementi è molto alto);
• in alcune modalità, le pale eoliche per la casa emettono infrasuoni (lo stesso accade se l'installazione delle apparecchiature viene effettuata con errori);
• è necessaria una manutenzione preventiva regolare;
• un uragano può danneggiare seriamente l'attrezzatura.

A seconda della potenza del dispositivo e della mappa del vento dell'area, un mulino a vento può fornire elettricità sia a una piccola casa di campagna che a una grande casa di campagna

Consiglio utile! È fondamentale calcolare la redditività prima di acquistare un generatore eolico per la tua casa, il prezzo dell'attrezzatura potrebbe essere troppo alto e il costo di acquisto non pagherà. Per fare ciò, è necessario calcolare l'indicatore di potenza media della casa (viene presa in considerazione la potenza di tutti gli apparecchi elettrici), valutare l'area in cui verrà installata l'apparecchiatura e scoprire qual è il numero di giorni ventosi all'anno.

Fattibilità di acquisto: prezzi delle turbine eoliche per una casa privata

Il costo delle turbine eoliche per le case private è piuttosto elevato. Il costo per l'acquisto dell'attrezzatura verrà ripagato solo se l'area avrà condizioni adeguate.

L'installazione di un parco eolico è giustificata nei seguenti casi:

• il terreno soddisfa i requisiti dell'attrezzatura;
• la regione in cui si trova il sito è caratterizzata da forti venti;
• non è possibile utilizzare altre fonti alternative di energia elettrica.

In altri casi, il costo di acquisto di un generatore eolico per una casa non sarà ripagato. Se il numero di giorni ventosi in un anno è piccolo, questi dispositivi possono essere integrati con pannelli solari o generatori che funzionano a diesel o benzina.

A seconda del tipo di costruzione, le turbine eoliche possono essere verticali o orizzontali

Come aumentare la redditività di una turbina eolica per una casa privata

Le aree balneari così come le aree aperte nelle zone montuose sono ideali per l'installazione di apparecchiature eoliche. In queste regioni, la velocità del vento è di oltre 60-70 m / s. I residenti di queste aree possono abbandonare completamente i sistemi di alimentazione centrale e trasferirsi nei parchi eolici. Sulle zone pianeggianti, i flussi del vento sono più uniformi, ma la loro forza non è sufficiente per fornire completamente l'elettricità alla casa.

È altamente indesiderabile installare attrezzature vicino a foreste e piantagioni. Gli alberi intrappoleranno parte dell'energia, il che ridurrà la redditività delle turbine eoliche. Il flusso d'aria aumenta con la distanza dal suolo. Ciò significa che maggiore è l'albero del parco eolico, maggiore è l'impulso che il dispositivo può catturare. D'altra parte, una struttura eccessivamente alta necessita di rinforzi aggiuntivi. Sarà più facile per forti raffiche di vento abbatterlo rispetto alle turbine eoliche con un albero che raggiunge i 5-7 m.

Gli esperti consigliano di installare l'attrezzatura ad un'altezza di 10-15 m dal suolo. Esistono due modi per correggere una tale struttura:

1. Cementando la base.
2. Utilizzando parentesi graffe di metallo.

Una combinazione di una turbina eolica e di pannelli solari è considerata la più efficiente per la generazione di elettricità.

Per cementare la base del mulino a vento, dovrai scavare quattro pozzi profondi di piccolo diametro. Le estensioni dell'albero sono immerse in esse, dopo di che vengono colate con malta cementizia. Questo processo è piuttosto laborioso e costoso, ma è altamente affidabile. Anche con forti raffiche di vento, l'albero rimarrà fermo. L'unico rischio è la rottura della lama.

Il fissaggio del palo con tiranti prevede l'utilizzo di un cavo metallico. Viene allungato fino a quando la turbina eolica si trova strettamente perpendicolare alla superficie della terra. Successivamente, le fascette vengono fissate saldamente nel terreno.

Importante! Le turbine eoliche con alberi alti devono essere messe a terra.

Quale è meglio acquistare un generatore eolico per la casa: produttori e costi

La scelta di un parco eolico deve essere affrontata a fondo. I criteri principali sono la potenza dell'attrezzatura, il tipo di asse (orizzontale o verticale) e il produttore. Prima di acquistare, è necessario studiare attentamente le caratteristiche tecniche e confrontare i prodotti di diversi produttori.

Prezzi per turbine eoliche di fabbricazione russa:

Molte di queste organizzazioni producono apparecchiature su misura e assistono nella progettazione e nei calcoli.

I prezzi delle turbine eoliche domestiche di fabbricazione estera sono molto più alti. Il costo minimo delle installazioni è di 120 mila rubli. I prodotti di aziende estere si distinguono per un alto livello di qualità dovuto all'utilizzo di attrezzature ad alta tecnologia nella produzione. Tuttavia, la riparazione di tali unità sarà costosa e l'acquisto di pezzi di ricambio può essere difficile.

Il costo di una turbina eolica di fabbricazione russa può variare tra 30 e 600 mila rubli.

Vantaggi delle turbine eoliche prodotte in fabbrica:

• la possibilità di acquistare un dispositivo in un set completo e persino di ordinarne l'installazione professionale;
• un'ampia selezione di produttori e modifiche con varie caratteristiche;
• garanzia di qualità;
• la possibilità di chiamare uno specialista qualificato per eseguire lavori di riparazione.

Dato l'alto costo delle attrezzature di fabbrica, molti proprietari di aree suburbane preferiscono strutture fai-da-te. Occorrono circa 3000-5000 rubli per realizzare un generatore eolico fatto in casa. La maggior parte di questo importo viene speso per l'acquisto di una batteria di qualità in grado di mantenere la carica a lungo.

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I vantaggi dei parchi eolici fai da te:

• notevole risparmio di denaro;
• quando si crea un mulino a vento fatto in casa, il progettista conoscerà tutte le caratteristiche della sua struttura;
• la capacità di realizzare le parti principali e le pale di una turbina eolica con le proprie mani da materiali di scarto.

Le strutture fatte in casa, a differenza dei parchi eolici di fabbrica, falliscono molto più spesso.

Nota! È meglio chiamare uno specialista per l'installazione di un progetto di fabbrica. In caso contrario, qualsiasi errore commesso durante il processo di installazione invaliderà la garanzia.

I progetti fatti in casa di turbine eoliche sono di qualità e affidabilità inferiori ai modelli industriali

Come realizzare un mulino a vento con le tue mani: tecnologia e raccomandazioni

Il funzionamento di un dispositivo fatto in casa sul sito può causare risentimento da parte dei vicini.Pertanto, prima di realizzare un generatore eolico con le proprie mani, è necessario aver cura di osservare diverse regole.

Tutti i singoli edifici sono soggetti a limitazioni di altezza. L'installazione di un mulino a vento con un'altezza dell'albero superiore a 15 m è vietata se i seguenti oggetti si trovano nelle vicinanze:

• tunnel;
• ponti;
• aeroporti.

La turbina eolica non dovrebbe creare interferenze aeree. Per prevenire il loro verificarsi, si consiglia di utilizzare una protezione speciale. Inoltre, il livello di rumore emesso dalle pale deve essere monitorato e mantenuto entro limiti normali.

La più semplice turbina eolica fatta in casa fatta di bottiglie di plastica

Materiali necessari per realizzare un generatore eolico verticale con le tue mani

Un parco eolico ad asse verticale può essere utilizzato per fornire energia elettrica a vari edifici domestici o un piccolo giardino. Il suo potere è sufficiente per illuminare l'area locale nell'oscurità.

Per creare un generatore eolico con le tue mani da un generatore di auto, avrai bisogno dei seguenti materiali:

• batteria ricaricabile per 12V (acida o elio);
• capiente contenitore cilindrico in alluminio o acciaio inox (padella, secchio);
• generatore di automobile (12V);
• voltmetro;
• interruttore a pulsante semiermetico (12V);
• relè di carica della batteria automobilistica o spia dell'indicatore di carica;
• convertitori (12-220 V e 700-1500 W);
• fili con un'area della sezione trasversale di 2,5 e 4 mm;
• morsetto per il fissaggio del generatore al palo (2 pz.).

Dispositivo struttura generatore di vento

Per fare il lavoro, avrai bisogno di strumenti e dispositivi come:

• smerigliatrice (puoi usare le forbici di metallo);
• pennarello o matita da costruzione;
• pinze e metro a nastro;
• trapano con una serie di trapani;
• cacciavite e un mazzo di chiavi.

Tecnologia di produzione di un generatore eolico da un generatore di automobili

Come base, verrà utilizzato un contenitore cilindrico, ad esempio un secchio, una vecchia pentola o una casseruola. Usando una matita e un metro a nastro, devi segnarlo in modo da ottenere una divisione in 4 parti uguali. Secondo i segni, i tagli vengono eseguiti utilizzando una smerigliatrice in modo da ottenere piatti di lame verticali. In questo caso, è molto importante non tagliare il metallo fino in fondo.

Nota! Se il contenitore è in lamiera verniciata o acciaio zincato, non è possibile utilizzare una smerigliatrice per il taglio, altrimenti il ​​metallo si surriscalda. In questo caso, è consigliabile utilizzare le forbici.

I fori per i bulloni dovrebbero essere praticati nella puleggia, così come nel fondo del contenitore. In questa fase della creazione di un generatore eolico per una casa privata con le tue mani, devi essere estremamente attento e attento alla simmetria. Eventuali imprecisioni nel posizionamento dei fori determineranno uno squilibrio della struttura durante la rotazione.

Per creare un generatore eolico con le tue mani, puoi usare un generatore di automobili

Le lame dovrebbero essere piegate, mentre non dovrebbero sporgere troppo. Quando si esegue questo lavoro, è necessario tenere conto della direzione del movimento rotatorio del generatore. Molto spesso, il mulino a vento è orientato in senso orario. La velocità di rotazione e l'area di contatto dei flussi d'aria con la struttura dipenderanno dall'angolo di flessione delle pale scelto.

Successivamente, un contenitore con lame viene fissato sulla puleggia. Il generatore è installato su un albero, dopo di che viene fissato con morsetti. Non resta che collegare tutti i fili e assemblare il circuito. Tutti i cavi sono fissati all'albero del mulino a vento. Per collegare l'accumulatore, utilizzare cavi con una sezione di 4 mm. Per questo, sarà sufficiente un pezzo di 100 cm di lunghezza Il collegamento alla rete di dispositivi domestici e di illuminazione viene effettuato utilizzando fili con un'area della sezione trasversale di 2,5 mm. L'inverter o il convertitore richiede un cavo da 4 mm.

Come realizzare una turbina eolica da una lavatrice

Per creare un generatore eolico da una lavatrice con le tue mani, avrai bisogno di un elenco di alcune parti. Alcuni di essi possono essere rimossi dai vecchi elettrodomestici e il resto dovrà essere acquistato.

Il progetto della turbina eolica sarà costituito dai seguenti elementi:

• riduttore per la regolazione della velocità di rotazione;
• rotore con lame;
• involucro protettivo;
• accumulatore;
• sezione di coda;
• inverter;
• alberi per il fissaggio del generatore.

Turbina eolica realizzata con parti di lavatrice

Il generatore del design è costituito da un motore elettrico di una lavatrice. La sua potenza deve essere di almeno 1,5 kW.

Inoltre, avrai bisogno di:

• carta vetrata e colla;
• magneti al neodimio da 5 e 12 mm ciascuno (32 pz.);
• resina epossidicaa o saldatura a freddo.

I magneti al neodimio saranno montati sul rotore. Possono essere acquistati in molti negozi fissi o online. È necessario rimuovere i nuclei dal rotore del motore asincrono. Dopodiché, queste parti vengono parzialmente tagliate. La profondità di taglio non deve superare i 2 mm. Puoi usare un tornio per questo. Inoltre, le scanalature devono essere realizzate nei nuclei, la cui profondità è di 5 mm.

Nella fase successiva della realizzazione di un generatore eolico per una casa, l'installazione dei magneti viene eseguita con le proprie mani. Per cominciare, una copertina rigida è montata sul nucleo. Successivamente, i magneti vengono posizionati nei punti appropriati a uguale distanza. È molto importante mantenere una distanza, altrimenti in futuro i magneti rimarranno uniti, il che influirà negativamente sulla potenza del parco eolico. È meglio usare la super colla per fissare queste parti. Si consiglia di indossare occhiali protettivi durante il lavoro, poiché i magneti possono rimbalzare durante il processo di incollaggio.

La posizione dei magneti al neodimio nella produzione di un mulino a vento fatto in casa

Quando il modello con i magneti è completamente pronto, si adatta al rotore. Le lacune risultanti devono essere colmate resina epossidica o saldatura a freddo. Alla fine del lavoro, il rotore viene accuratamente bloccato in una morsa e la sua superficie viene lavorata con carta vetrata. Prima di avviare il mulino a vento, controllare la resistenza di tutti i cuscinetti e le connessioni bullonate. Non si devono utilizzare parti anche parzialmente usurate per il montaggio della struttura, è meglio acquistarne di nuove.

Per creare una girante, è meglio scegliere un materiale leggero con un alto margine di sicurezza. Per questi scopi, la fibra di vetro è adatta. Di conseguenza, le lame sono leggere e resistenti all'usura. L'albero è realizzato al meglio con tubi d'acciaio. Il diametro ottimale è 32 mm.

L'assemblaggio di una turbina eolica può essere gestito da chiunque abbia una conoscenza di come funzionano i circuiti elettrici. La cosa principale in questo è essere attenti a tutti i dettagli e controllare attentamente tutte le tue azioni. Per eliminare la possibilità di errori, è possibile utilizzare video visivi, che descrivono in dettaglio l'intero processo di produzione delle parti e il loro ulteriore assemblaggio.

Come realizzare un generatore eolico con le tue mani per 220V (4 kW): video