Turbina wiatrowa do domu prywatnego: specyfika i technologia produkcji

W tym artykule szczegółowo omówiono taki rodzaj sprzętu, jak generator wiatrowy do prywatnego domu: cechy projektowe, jego cel i zakres, strukturę wewnętrzną i klasyfikację. W tekście znajdziesz przydatne informacje, które pomogą Ci podjąć decyzję o wyborze wysokiej jakości turbiny wiatrowej, średnie ceny na popularne typy urządzeń, a także szczegółowy opis technologii wykonania.

Turbina wiatrowa do prywatnego domu: cel i cechy konstrukcyjne

Prywatne farmy wiatrowe są szeroko stosowane jako alternatywne źródła energii elektrycznej w celu uzyskania oszczędności. Często takie urządzenia są instalowane w domkach letniskowych.

Turbiny wiatrowe są wykorzystywane jako alternatywne źródła energii elektrycznej

Najczęściej stosowane są na terenach oddalonych od głównych sieci elektroenergetycznych. Nie jest to jednak jedyny powód przemawiający za zakupem turbiny wiatrowej do prywatnego domu. Większość właścicieli gruntów korzysta z tych projektów w celu uzyskania autonomii i oszczędności.

Nie każda lokalizacja nadaje się do instalacji takich urządzeń, ponieważ nie wszystkie warunki spełniają wymagania tego sprzętu. Dotyczy to przede wszystkim prędkości wiatru. Aby farma wiatrowa funkcjonowała normalnie, średnia prędkość wiatru musi wynosić co najmniej 4-4,5 m / s. Tylko w tym przypadku montaż konstrukcji będzie ekonomicznie uzasadniony.

Możesz skorzystać z mapy wiatru, aby sprawdzić średnią roczną prędkość wiatru. Odzwierciedla przybliżone dane według regionu. Dokładniejsze wskaźniki można uzyskać za pomocą specjalnego urządzenia - anemometru, a także urządzenia do odczytu jego sygnałów.

Uwaga! Miernik musi być zainstalowany bardzo wysoko, w przeciwnym razie drzewa i budynki zniekształcą wynik.

Dla sprawnej pracy turbiny wiatrowej miejscem jej instalacji musi być turbina wiatrowa

Zasada działania i budowa generatora wiatrowego

Generator wiatrowy to specjalny rodzaj sprzętu, który przekształca energię kinetyczną wiatru w energię mechaniczną. Napędza łopaty wirnika zamontowane na generatorze. W rezultacie w jego uzwojeniach powstaje prąd przemienny. Wytworzona energia elektryczna jest magazynowana w akumulatorach, skąd trafia do urządzeń gospodarstwa domowego.

Opisany schemat pracy jest uproszczony. Oczywiście budowa generatora wiatrowego jest znacznie bardziej skomplikowana. W e-prowadniku znajduje się również kontroler. Jego funkcją jest zamiana trójfazowego prądu przemiennego na prąd stały. Następnie idzie do ładowania akumulatorów.

Większość urządzeń gospodarstwa domowego nie może być zasilana prądem stałym. Dlatego falownik jest zainstalowany w łańcuchu za akumulatorem. Przekształca prąd stały w prąd przemienny, którego napięcie wynosi 220 V. Wszystkie te operacje zabierają część energii początkowej - około 15-20%.

Budynek można doładować nie tylko z farmy wiatrowej, ale także z paneli słonecznych, a także z generatora benzyny lub oleju napędowego. Jeśli te elementy są obecne w łańcuchu, obwód jest uzupełniany innym elementem - wyłącznikiem. Gdy główne zasilanie jest wyłączone, uruchamia rezerwowe.

Zasada działania generatora wiatrowego

Farma wiatrowa składa się z następujących elementów:

• wirnik z łopatkami (w zależności od cech modelu może być kilka łopatek dla generatora wiatrowego, z reguły są ich 2 lub 3, chociaż istnieją również opcje wielołopatowe);
• skrzynię biegów lub skrzynię biegów, która kontroluje prędkość między generatorem a wirnikiem;
• obudowa ochronna chroniąca elementy konstrukcyjne przed negatywnym wpływem czynników zewnętrznych;
• „Ogon”, który zapewnia obrót konstrukcji zgodnie z kierunkiem wiatru;
• akumulator, który przechowuje pewną ilość energii;
• instalacja falownika, która przekształca jeden rodzaj prądu w inny.

Jaki rodzaj farmy wiatrowej można kupić: klasyfikacja sprzętu

Istnieje kilka klasyfikacji, według których elektrownie wiatrowe są podzielone na grupy:

1. W kierunku ruchu obrotowego łopatek - wiatraki poziome i pionowe.
2. Według liczby ostrzy - urządzenia z dwoma, trzema i wieloma ostrzami.
3. Według rodzaju materiału użytego do produkcji łopatek - konstrukcje żagli i sztywnych łopatek.
4. Metoda sterowania - wiatraki ze stałym lub regulowanym skokiem łopat.

Struktura wewnętrzna generatora wiatrowego

Pomocna rada! W większości przypadków eksperci zalecają właścicielom domów podmiejskich zakup turbiny wiatrowej ze stałym skokiem łopat, ponieważ urządzenia regulowane są zbyt trudne w obsłudze.

Farma wiatrowa z osią poziomą jest ustawiona prostopadle do przepływu powietrza. Konstrukcja ma podobną budowę i działa na tej samej zasadzie, co konwencjonalny wiatrowskaz. Turbiny wiatrowe z generatorem obrotowym mają wysoką sprawność, a jednocześnie są niedrogie. Działanie tych urządzeń opiera się na oporze przepływu powietrza.

Turbiny wiatrowe o osi pionowej, czyli turbiny ortogonalne, mają zwartą konstrukcję, ale ich cena jest znacznie wyższa. Dzięki specjalnej konstrukcji sprzęt tego typu jest całkowicie niezależny od kierunku wiatru. Łopatki mają postać turbin, co znacznie zmniejsza obciążenie części osiowej. Wskazane będzie zakupienie pionowego generatora wiatrowego, jeśli wiatr na miejscu stale zmienia kierunek.

Zalety i wady domowych elektrowni wiatrowych

Jak każdy inny sprzęt, farmy wiatrowe mają zarówno zalety, jak i wady. Aby zdecydować się na zakup tego urządzenia, warto rozważyć jego mocne i słabe strony.

Popularność wykorzystania farm wiatrowych wynika z dużej liczby zalet

Dlaczego opłaca się kupić generator wiatrowy (220 V) do prywatnego domu:

1. Brak dodatkowych kosztów, ponieważ urządzenie nie wymaga paliwa do działania.
2. Nie ma potrzeby ciągłego monitorowania. Konstrukcja sama wytwarza energię elektryczną za każdym razem, gdy wieje wiatr.
3. Stosunkowo cicha i całkowicie przyjazna dla środowiska metoda wytwarzania energii elektrycznej.
4. Urządzenie może być używane w prawie każdych warunkach klimatycznych.
5. Zużycie części jest minimalne.

Instalacji generatora wiatrowego w domu towarzyszą następujące wady:

• koszty zakupu sprzętu zwracają się w ciągu 5-6 lat;
• stosunkowo mały wskaźnik sprawności, który znajduje odzwierciedlenie w mocy;
• wysoka cena turbin wiatrowych;
• aby zrekompensować bezczynność urządzenia w bezwietrzne dni, wymagane jest dodatkowe wyposażenie: generator i akumulator (koszt tych elementów jest bardzo wysoki);
• w niektórych trybach turbiny wiatrowe do domu emitują infradźwięki (to samo dzieje się, jeśli instalacja sprzętu jest wykonana z błędami);
• wymagana jest regularna konserwacja zapobiegawcza;
• huragan może poważnie uszkodzić sprzęt.

W zależności od mocy urządzenia i mapy wiatru obszaru, wiatrak może dostarczać energię elektryczną zarówno do małego wiejskiego domu, jak i dużego wiejskiego domku

Pomocna rada! Konieczne jest obliczenie opłacalności przed zakupem generatora wiatrowego do domu, cena sprzętu może być zbyt wysoka, a koszt jego zakupu się nie opłaci. Aby to zrobić, musisz obliczyć średni wskaźnik mocy w domu (brana jest pod uwagę moc wszystkich urządzeń elektrycznych), ocenić obszar, w którym zostanie zainstalowany sprzęt, i dowiedzieć się, jaka jest liczba wietrznych dni w roku.

Możliwość zakupu: ceny turbin wiatrowych do prywatnego domu

Koszt turbin wiatrowych do domów prywatnych jest dość wysoki. Koszt zakupu sprzętu zwróci się tylko wtedy, gdy teren będzie miał odpowiednie warunki.

Instalacja farmy wiatrowej jest uzasadniona w następujących przypadkach:

• teren spełnia wymagania sprzętowe;
• region, w którym położony jest teren, charakteryzuje się silnymi wiatrami;
• nie ma możliwości wykorzystania innych alternatywnych źródeł energii elektrycznej.

W innych przypadkach koszt zakupu generatora wiatrowego do domu się nie opłaci. Jeśli liczba wietrznych dni w roku jest niewielka, urządzenia te można uzupełnić panelami słonecznymi lub generatorami na olej napędowy lub benzynę.

W zależności od rodzaju konstrukcji turbiny wiatrowe mogą być pionowe lub poziome

Jak zwiększyć rentowność turbiny wiatrowej w prywatnym domu

Obszary nadmorskie, jak również otwarte tereny w obszarach górskich są idealne do instalacji sprzętu wiatrowego. W tych regionach prędkość wiatru przekracza 60-70 m / s. Mieszkańcy tych terenów mogą całkowicie zrezygnować z centralnych systemów zasilania i przenieść się na farmy wiatrowe. Na terenach płaskich przepływy wiatru są bardziej równomierne, ale ich siła nie wystarcza do pełnego zaopatrzenia domu w energię elektryczną.

Wysoce niepożądane jest instalowanie sprzętu w pobliżu lasów i nasadzeń. Drzewa zatrzymają część energii, co obniży opłacalność turbin wiatrowych. Przepływ powietrza rośnie wraz z odległością od podłoża. Oznacza to, że im wyższy maszt farmy wiatrowej, tym większy impuls może wychwycić urządzenie. Z drugiej strony niepotrzebnie wysoka konstrukcja wymaga dodatkowego wzmocnienia. Silnym podmuchom wiatru łatwiej będzie go przewrócić niż turbiny wiatrowe z masztem sięgającym 5-7 m.

Eksperci zalecają instalację sprzętu na wysokości 10-15 m od ziemi. Istnieją dwa sposoby naprawienia takiej struktury:

1. Betonowanie podłoża.
2. Korzystanie z metalowych szelek.

Połączenie turbiny wiatrowej i paneli słonecznych jest uważane za najbardziej wydajne do wytwarzania energii elektrycznej.

Aby zabetonować podstawę wiatraka, musisz wykopać cztery głębokie studnie o małej średnicy. W nich zanurza się przedłużenia masztu, po czym wylewa się je zaprawą cementową. Ten proces jest dość pracochłonny i kosztowny, ale jest wysoce niezawodny. Maszt pozostanie nieruchomy nawet przy silnych podmuchach wiatru. Jedynym ryzykiem jest pęknięcie ostrza.

Mocowanie masztu za pomocą odciągów odbywa się za pomocą metalowej linki. Jest rozciągany, aż turbina wiatrowa znajdzie się dokładnie prostopadle do powierzchni ziemi. Następnie opaski kablowe są bezpiecznie zamocowane w ziemi.

Ważny! Turbiny wiatrowe z wysokimi masztami wymagają uziemienia.

Co lepiej kupić generator wiatrowy do domu: producenci i koszt

Do wyboru farmy wiatrowej należy podejść bardzo dokładnie. Główne kryteria to moc sprzętu, typ osi (pozioma lub pionowa) oraz producent. Przed zakupem należy dokładnie zapoznać się z charakterystyką techniczną i porównać produkty różnych producentów.

Ceny turbin wiatrowych produkcji rosyjskiej:

Wiele z tych organizacji produkuje sprzęt na zamówienie i pomaga w projektowaniu i obliczeniach.

Ceny krajowych turbin wiatrowych wyprodukowanych za granicą są znacznie wyższe. Minimalny koszt instalacji to 120 tysięcy rubli. Produkty firm zagranicznych odznaczają się wysoką jakością dzięki zastosowaniu w produkcji nowoczesnego sprzętu. Jednak naprawa takich jednostek będzie kosztowna, a zakup części zamiennych może być trudny.

Koszt rosyjskiej fabrycznej turbiny wiatrowej może wahać się w granicach 30-600 tysięcy rubli.

Korzyści z fabrycznych turbin wiatrowych:

• możliwość zakupu urządzenia w kompletnym zestawie, a nawet zamówienia jego profesjonalnej instalacji;
• szeroki wybór producentów i modyfikacji o różnych właściwościach;
• Zapewnienie jakości;
• możliwość wezwania wykwalifikowanego specjalisty w celu wykonania naprawy.

Biorąc pod uwagę wysoki koszt wyposażenia fabryki, wielu właścicieli obszarów podmiejskich woli konstrukcje zrób to sam. Wykonanie domowego generatora wiatrowego zajmuje około 3000-5000 rubli. Większość tej kwoty przeznacza się na zakup wysokiej jakości baterii, która może utrzymać ładunek przez długi czas.

Powiązany artykuł:

Panele słoneczne do samodzielnego montażu: niedrogie źródło energii

Co to za urządzenie, jak to działa. Odmiany paneli słonecznych. Możliwość wykorzystania na letnią rezydencję iw domu.

Zalety farm wiatrowych DIY:

• znaczne oszczędności pieniędzy;
• tworząc wiatrak domowej roboty, projektant będzie znał wszystkie cechy jego konstrukcji;
• możliwość wykonania własnymi rękami głównych części i łopatek turbiny wiatrowej ze złomu.

Domowe konstrukcje, w przeciwieństwie do fabrycznych farm wiatrowych, zawodzą znacznie częściej.

Uwaga! Lepiej zadzwonić do specjalisty w celu zainstalowania projektu fabrycznego. W przeciwnym razie jakikolwiek błąd popełniony podczas procesu instalacji spowoduje utratę gwarancji.

Domowe projekty turbin wiatrowych są gorszej jakości i niezawodności niż modele przemysłowe

Jak zrobić wiatrak własnymi rękami: technologia i zalecenia

Korzystanie z domowego urządzenia w witrynie może wywołać niechęć sąsiadów.Dlatego przed wykonaniem generatora wiatrowego własnymi rękami musisz zadbać o przestrzeganie kilku zasad.

Wszystkie poszczególne budynki podlegają ograniczeniom wysokości. Zabrania się montażu wiatraka o wysokości masztu większej niż 15 m, jeżeli w pobliżu znajdują się następujące obiekty:

• tunele;
• mosty;
• lotniska.

Turbina wiatrowa nie powinna powodować zakłóceń w powietrzu. Aby zapobiec ich wystąpieniu, zaleca się stosowanie specjalnej ochrony. Ponadto poziom hałasu emitowanego przez łopaty powinien być monitorowany i utrzymywany w normalnych granicach.

Najprostsza turbina wiatrowa domowej roboty wykonana z plastikowych butelek

Materiały potrzebne do wykonania pionowej turbiny wiatrowej własnymi rękami

Farma wiatrowa o osi pionowej może służyć do dostarczania energii elektrycznej do różnych budynków domowych lub małej altanki ogrodowej. Jego moc wystarczy, aby oświetlić okolicę w ciemności.

Aby stworzyć generator wiatrowy własnymi rękami z generatora samochodowego, będziesz potrzebować następujących materiałów:

• akumulator na 12V (kwasowy lub helowy);
• pojemny pojemnik cylindryczny wykonany z aluminium lub stali nierdzewnej (patelnia, wiaderko);
• generator samochodowy (12 V);
• woltomierz;
• przełącznik przyciskany półhermetyczny (12V);
• przekaźnik ładowania akumulatora samochodowego lub lampka kontrolna ładowania;
• konwertery (12-220V i 700-1500W);
• druty o przekroju poprzecznym 2,5 i 4 mm;
• zacisk do mocowania generatora do masztu (2 szt.).

Urządzenie konstrukcji generującej wiatr

Do wykonania pracy potrzebne będą narzędzia i urządzenia takie jak:

• szlifierka (możesz użyć metalowych nożyczek);
• marker lub ołówek budowlany;
• szczypce i taśma miernicza;
• wiertarka z zestawem wierteł;
• śrubokręt i komplet kluczy.

Technologia wytwarzania generatora wiatrowego z generatora samochodowego

Jako podstawę posłuży cylindryczny pojemnik, na przykład wiadro, stary garnek lub rondel. Za pomocą ołówka i centymetra musisz to zaznaczyć, aby uzyskać podział na 4 równe części. Zgodnie z oznaczeniami cięcia wykonuje się za pomocą szlifierki, dzięki czemu uzyskuje się pionowe płytki ostrzy. W takim przypadku bardzo ważne jest, aby nie ciąć metalu do końca.

Uwaga! Jeśli pojemnik jest wykonany z malowanej blachy lub stali ocynkowanej, nie można użyć szlifierki do cięcia, w przeciwnym razie metal się przegrzeje. W takim przypadku wskazane jest użycie nożyczek.

Otwory na śruby należy wykonać w kole pasowym, a także w dnie pojemnika. Na tym etapie tworzenia generatora wiatrowego dla prywatnego domu własnymi rękami musisz być niezwykle ostrożny i uważać na symetrię. Wszelkie niedokładności w rozmieszczeniu otworów spowodują niezrównoważoną strukturę podczas obrotu.

Aby zrobić generator wiatrowy własnymi rękami, możesz użyć generatora samochodowego

Ostrza powinny być wygięte, ale nie powinny zbytnio odstawać. Podczas wykonywania tej pracy należy wziąć pod uwagę kierunek ruchu obrotowego generatora. Najczęściej wiatrak jest zorientowany zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Prędkość obrotowa oraz powierzchnia styku strumieni powietrza z konstrukcją będą zależały od wybranego kąta zagięcia łopatek.

Następnie na kole pasowym mocowany jest pojemnik z ostrzami. Generator jest zainstalowany na maszcie, po czym jest mocowany za pomocą zacisków. Pozostaje tylko podłączyć wszystkie przewody i zmontować obwód. Wszystkie kable są przymocowane do masztu wiatraka. Do podłączenia akumulatora użyj przewodów o przekroju 4 mm. Do tego wystarczy kawałek o długości 100 cm Podłączenie do sieci urządzeń domowych i oświetleniowych odbywa się za pomocą przewodów o przekroju 2,5 mm. Falownik lub konwerter wymaga przewodu 4 mm.

Jak zrobić turbinę wiatrową z pralki

Aby stworzyć generator wiatru z pralki własnymi rękami, będziesz potrzebować listy niektórych części. Część z nich można wyjąć ze starych sprzętów AGD, a resztę trzeba będzie kupić.

Projekt turbiny wiatrowej będzie składał się z następujących elementów:

• reduktor do regulacji prędkości obrotowej;
• wirnik z łopatkami;
• obudowa ochronna;
• akumulator;
• sekcja ogonowa;
• falownik;
• maszty do mocowania generatora.

Turbina wiatrowa wykonana z części pralki

Generator konstrukcji wykonany jest z silnika elektrycznego z pralki. Jego moc musi wynosić co najmniej 1,5 kW.

Ponadto będziesz potrzebować:

• papier ścierny i klej;
• magnesy neodymowe 5 i 12 mm każdy (32 szt.);
• żywica epoksydowaa lub spawanie na zimno.

Magnesy neodymowe zostaną zamontowane na wirniku. Można je kupić w wielu sklepach stacjonarnych lub internetowych. Konieczne jest usunięcie rdzeni z wirnika silnika asynchronicznego. Następnie części te są częściowo odcinane. Głębokość cięcia nie powinna przekraczać 2 mm. Możesz do tego użyć tokarki. Ponadto w rdzeniach należy wykonać rowki, których głębokość wynosi 5 mm.

Na kolejnym etapie produkcji generatora wiatrowego do domu montaż magnesów odbywa się własnymi rękami. Na początek na rdzeniu zamontowana jest twarda osłona. Następnie magnesy są umieszczane w odpowiednich miejscach w równej odległości. Bardzo ważne jest zachowanie dystansu, w przeciwnym razie w przyszłości magnesy będą się sklejać, co negatywnie wpłynie na moc farmy wiatrowej. Do naprawy tych części lepiej jest użyć super kleju. Podczas pracy zaleca się noszenie okularów ochronnych, ponieważ magnesy mogą odbijać się podczas procesu klejenia.

Lokalizacja magnesów neodymowych w produkcji domowego wiatraka

Gdy szablon z magnesami jest całkowicie gotowy, pasuje do wirnika. Powstałe luki należy wypełnić żywica epoksydowa lub spawanie na zimno. Pod koniec pracy wirnik jest ostrożnie mocowany w imadle, a jego powierzchnia jest obrabiana papierem ściernym. Przed uruchomieniem wiatraka sprawdź wytrzymałość wszystkich łożysk i połączeń śrubowych. Do montażu konstrukcji nie należy używać nawet częściowo zużytych części, lepiej kupić nowe.

Aby stworzyć wirnik, lepiej wybrać lekki materiał o wysokim marginesie bezpieczeństwa. Do tych celów odpowiednie jest włókno szklane. W rezultacie ostrza są lekkie i odporne na zużycie. Maszt najlepiej jest wykonany z rur stalowych. Optymalna średnica to 32 mm.

Montaż turbiny wiatrowej może wykonać każdy, kto ma wiedzę na temat działania obwodów elektrycznych. Najważniejsze w tym jest zwracanie uwagi na wszystkie szczegóły i dokładne sprawdzanie wszystkich swoich działań. Aby wyeliminować prawdopodobieństwo wystąpienia błędów, możesz skorzystać z wizualnych filmów, które szczegółowo opisują cały proces wytwarzania części i ich dalszego montażu.

Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami na 220 V (4 kW): wideo