Turbină eoliană pentru o casă privată: specificitate și tehnologie de fabricație

Acest articol examinează în detaliu un astfel de tip de echipament ca un generator eolian pentru o casă privată: caracteristicile de proiectare, scopul și scopul său, structura internă și clasificarea. În text puteți găsi informații utile care vă vor ajuta să decideți alegerea unei turbine eoliene de înaltă calitate, prețurile medii pentru tipurile populare de echipamente, precum și o descriere detaliată a tehnologiei de fabricație.

Turbină eoliană pentru o casă privată: scop și caracteristici de proiectare

Parcurile eoliene private sunt utilizate pe scară largă ca surse alternative de energie electrică pentru a realiza economii. Adesea, astfel de dispozitive sunt instalate în cabane de vară.

Turbinele eoliene sunt utilizate ca surse alternative de energie electrică

Cel mai adesea sunt folosite în zone îndepărtate de rețelele electrice principale. Cu toate acestea, acesta este departe de a fi singurul motiv în favoarea cumpărării unei turbine eoliene pentru o casă privată. Majoritatea proprietarilor de terenuri folosesc aceste modele pentru a obține autonomie și economii.

Nu fiecare site este potrivit pentru instalarea unor astfel de dispozitive, deoarece nu toate condițiile îndeplinesc cerințele acestui echipament. Aceasta se referă în primul rând la viteza vântului. Pentru ca un parc eolian să funcționeze normal, viteza medie a vântului trebuie să fie de cel puțin 4-4,5 m / s. Doar în acest caz instalarea structurii va fi justificată economic.

Puteți utiliza harta vântului pentru a afla viteza medie anuală a vântului. Acesta reflectă date aproximative în funcție de regiune. Indicatori mai exacți pot fi obținuți folosind un dispozitiv special - un anemometru, precum și un dispozitiv pentru citirea semnalelor sale.

Notă! Dispozitivul de măsurare trebuie instalat foarte sus, în caz contrar arborii și clădirile vor denatura rezultatul.

Pentru funcționarea eficientă a turbinei eoliene, zona de instalare a acesteia trebuie să fie turbina eoliană

Principiul de funcționare și structura unui generator eolian

Un generator eolian este un tip special de echipament care transformă energia eoliană cinetică în energie mecanică. Acționează lamele rotorului montate pe generator. Ca rezultat, în înfășurările sale se creează un curent alternativ. Energia electrică generată este stocată în baterii de stocare, de unde este alimentată la aparatele de uz casnic.

Schema de lucru descrisă este simplificată. Desigur, construcția unui generator eolian este mult mai complicată. Există, de asemenea, un controler în lanțul energetic. Funcția sa este de a converti AC trifazat în CC. Apoi merge la încărcarea bateriilor.

Majoritatea aparatelor de uz casnic nu pot fi alimentate cu curent continuu. Prin urmare, un invertor este instalat în lanțul din spatele bateriei. Convertește curentul continuu în curent alternativ, a cărui tensiune este de 220V. Toate aceste operațiuni îndepărtează o parte din energia inițială - aproximativ 15-20%.

Clădirea poate fi reîncărcată nu numai de la un parc eolian, ci și de la panouri solare, precum și de la un generator pe benzină sau motorină. Dacă aceste elemente sunt prezente în lanț, atunci circuitul este completat de o altă componentă - un întrerupător. Când sursa principală de alimentare este oprită, aceasta pornește cele de rezervă.

Principiul de funcționare al generatorului eolian

Un parc eolian constă din următoarele componente:

• un rotor cu lame (în funcție de caracteristicile modelului, pot exista mai multe lame pentru un generator de vânt, de regulă, există 2 sau 3 dintre ele, deși există și opțiuni multi-lame);
• o cutie de viteze sau o cutie de viteze care controlează viteza dintre generator și rotor;
• o carcasă de protecție care protejează părțile structurale de influența negativă a factorilor externi;
• „Coada”, care asigură rotația structurii urmând direcția vântului;
• o baterie de stocare care stochează o anumită cantitate de energie;
• instalație invertor care convertește un tip de curent în altul.

Ce fel de parc eolian puteți cumpăra: clasificarea echipamentelor

Există mai multe clasificări în funcție de care centralele eoliene sunt împărțite în grupuri:

1. În direcția mișcării de rotație a lamelor - morile de vânt orizontale și verticale.
2. După numărul de lame - dispozitive cu două, trei și mai multe lame.
3. După tipul de material folosit pentru realizarea lamelor - modele de navă și lame rigide.
4. Conform metodei de control - mori de vânt cu pas fix al lamei sau reglabil.

Structura internă a generatorului eolian

Sfaturi utile! În majoritatea cazurilor, experții recomandă ca proprietarii de locuințe suburbane să cumpere o turbină eoliană cu un pas fix al lamei, deoarece dispozitivele reglabile sunt prea greu de operat.

Un parc eolian cu axă orizontală este poziționat perpendicular pe fluxul de aer. Designul are o structură similară și funcționează pe același principiu ca și o paletă convențională. Morile de vânt cu generator rotativ au o eficiență ridicată, în timp ce sunt accesibile. Funcționarea acestor dispozitive se bazează pe rezistența fluxului de aer.

Turbinele eoliene cu ax vertical sau turbine eoliene ortogonale au un design compact, dar prețul lor este mult mai mare. Datorită structurii sale speciale, acest tip de echipament este complet independent de direcția vântului. Lamele arată ca niște turbine, ceea ce reduce semnificativ sarcina pe partea axului. Va fi recomandabil să cumpărați un generator de vânt vertical dacă vântul de pe site își schimbă în mod constant direcția.

Avantajele și dezavantajele centralelor eoliene de acasă

Ca orice alt tip de echipament, parcurile eoliene au atât avantaje, cât și dezavantaje. Pentru a decide cu privire la achiziționarea acestui dispozitiv, este recomandabil să îi cântăriți punctele tari și punctele slabe.

Popularitatea utilizării parcurilor eoliene se datorează numărului mare de avantaje

De ce este profitabil să cumperi un generator eolian (220V) pentru o casă privată:

1. Fără costuri suplimentare, deoarece nu este necesar combustibil pentru funcționarea dispozitivului.
2. Nu este nevoie de o monitorizare constantă. Structura generează electricitate singură de fiecare dată când bate vântul.
3. O metodă relativ silențioasă și complet ecologică de generare a energiei electrice.
4. Dispozitivul poate fi utilizat în aproape orice condiții climatice.
5. Uzura pieselor este minimă.

Instalarea unui generator eolian pentru o casă este însoțită de următoarele dezavantaje:

• costurile de achiziție a echipamentelor se plătesc în 5-6 ani;
• un indicator relativ mic de eficiență, care se reflectă în putere;
• preț ridicat al turbinelor eoliene;
• pentru a compensa inactivitatea dispozitivului în zilele fără vânt, sunt necesare echipamente suplimentare: un generator și o baterie de stocare (costul acestor elemente este foarte mare);
• în unele moduri, turbinele eoliene pentru casă emit infrasunete (la fel se întâmplă dacă instalarea echipamentului se face cu erori);
• este necesară o întreținere preventivă regulată;
• un uragan poate deteriora grav echipamentul.

În funcție de puterea dispozitivului și de harta vântului din zonă, o moară de vânt poate furniza energie electrică atât unei case mici la țară, cât și unei cabane mari la țară

Sfaturi utile! Este imperativ să calculați profitabilitatea înainte de a cumpăra un generator eolian pentru casa dvs., prețul echipamentului poate fi prea mare, iar costul achiziționării acestuia nu va da roade. Pentru a face acest lucru, trebuie să calculați indicatorul mediu de putere al casei (se ia în considerare puterea tuturor aparatelor electrice), să evaluați zona în care echipamentul va fi instalat și să aflați care este numărul de zile cu vânt pe an.

Fezabilitatea cumpărării: prețurile turbinelor eoliene pentru o casă privată

Costul turbinelor eoliene pentru casele private este destul de mare. Costul achiziționării echipamentului se va achita numai dacă zona are condiții adecvate.

Instalarea unui parc eolian este justificată în următoarele cazuri:

• terenul îndeplinește cerințele de echipare;
• regiunea în care se află situl este caracterizată de vânturi puternice;
• nu există posibilitatea de a utiliza alte surse alternative de energie electrică.

În alte cazuri, costul cumpărării unui generator eolian pentru o casă nu va da roade. Dacă numărul de zile cu vânt dintr-un an este mic, aceste dispozitive pot fi suplimentate cu panouri solare sau generatoare care funcționează cu motorină sau benzină.

În funcție de tipul de construcție, turbinele eoliene pot fi verticale sau orizontale

Cum se crește rentabilitatea unei turbine eoliene pentru o casă privată

Zonele de pe litoral, precum și zonele deschise din zonele montane sunt ideale pentru instalarea echipamentelor eoliene. În aceste regiuni, viteza vântului este de peste 60-70 m / s. Locuitorii acestor zone pot abandona complet sistemele centrale de alimentare cu energie electrică și se pot muta în parcurile eoliene. Pe zonele plane, fluxurile de vânt sunt mai uniforme, dar puterea lor nu este suficientă pentru a furniza complet electricității casei.

Este extrem de nedorit să instalați echipamente lângă păduri și plantații. Copacii vor păstra o parte din energie, ceea ce va reduce profitabilitatea turbinelor eoliene. Debitul de aer crește odată cu distanța față de sol. Aceasta înseamnă că, cu cât catargul parcului eolian este mai înalt, cu atât dispozitivul poate capta mai mult impuls. Pe de altă parte, o structură excesiv de înaltă necesită o armare suplimentară. Rafalele puternice de vânt vor face mai ușoară doborârea ei decât morile de vânt cu catargul care atinge 5-7 m.

Experții recomandă instalarea echipamentului la o înălțime de 10-15 m de la sol. Există două moduri de a remedia o astfel de structură:

1. Prin betonarea bazei.
2. Folosind acolade metalice.

O combinație între o turbină eoliană și panouri solare este considerată cea mai eficientă pentru generarea de energie electrică.

Pentru a betona baza morii de vânt, va trebui să sape patru fântâni adânci cu un diametru mic. Extensiile catargului sunt scufundate în ele, după care sunt umplute cu mortar de ciment. Acest proces este destul de laborios și costisitor, dar este extrem de fiabil. Chiar și cu rafale puternice de vânt, catargul va rămâne staționar. Singurul risc este ruperea lamei.

Fixarea catargului cu cabluri tip implică utilizarea unui cablu metalic. Se întinde până când turbina eoliană este amplasată strict perpendicular pe suprafața pământului. După aceea, legăturile de cablu sunt fixate ferm în sol.

Important! Turbinele eoliene cu catarguri înalte trebuie să fie împământate.

Ceea ce este mai bine să cumpărați un generator eolian pentru casă: producători și costuri

Alegerea unui parc eolian trebuie abordată cu atenție. Principalele criterii sunt puterea echipamentului, tipul de axă (orizontală sau verticală) și producătorul. Înainte de a cumpăra, trebuie să studiați cu atenție caracteristicile tehnice și să comparați produsele de la diferiți producători.

Prețurile pentru turbinele eoliene fabricate în Rusia:

Multe dintre aceste organizații produc echipamente personalizate și ajută la proiectare și calcule.

Prețurile turbinelor eoliene casnice fabricate în străinătate sunt mult mai mari. Costul minim al instalațiilor este de 120 de mii de ruble. Produsele companiilor străine se disting printr-un nivel ridicat de calitate datorită utilizării echipamentelor de înaltă tehnologie în producție. Cu toate acestea, repararea unor astfel de unități va fi costisitoare și achiziționarea de piese de schimb poate fi dificilă.

Costul unei turbine eoliene fabricate în Rusia poate varia între 30-600 de mii de ruble.

Avantajele turbinelor eoliene fabricate din fabrică:

• capacitatea de a achiziționa un dispozitiv într-un set complet și chiar de a comanda instalarea sa profesională;
• o selecție extinsă de producători și modificări cu diverse caracteristici;
• asigurarea calității;
• capacitatea de a apela un specialist calificat pentru a efectua lucrări de reparații.

Având în vedere costul ridicat al echipamentelor din fabrică, mulți proprietari ai zonelor suburbane preferă structurile de bricolaj. Este nevoie de aproximativ 3000-5000 de ruble pentru a crea un generator eolian de casă. Cea mai mare parte a acestei sume este cheltuită pentru achiziționarea unei baterii de calitate care poate încărca o perioadă lungă de timp.

Articol asociat:

Panouri solare DIY: o sursă de energie accesibilă

Ce este dispozitivul, cum funcționează. Soiuri de panouri solare. Fezabilitatea utilizării pentru o reședință de vară și acasă.

Avantajele parcurilor eoliene DIY:

• economii semnificative în bani;
• atunci când creează o moară de vânt de casă, designerul va cunoaște toate caracteristicile structurii sale;
• abilitatea de a realiza principalele părți și lame pentru o turbină eoliană cu propriile mâini din materiale uzate.

Structurile de casă, spre deosebire de fermele eoliene din fabrică, eșuează mult mai des.

Notă! Este mai bine să apelați un specialist pentru instalarea unui proiect de fabrică. În caz contrar, orice greșeală făcută în timpul procesului de instalare va anula garanția.

Modelele de casă ale turbinelor eoliene sunt inferioare calității și fiabilității modelelor industriale

Cum să faci o moară de vânt cu propriile mâini: tehnologie și recomandări

Utilizarea unui dispozitiv de casă pe site poate provoca resentimente din partea vecinilor.Prin urmare, înainte de a crea un generator eolian cu propriile mâini, trebuie să aveți grijă să respectați mai multe reguli.

Toate clădirile individuale sunt supuse restricțiilor de înălțime. Instalarea unei mori de vânt cu o înălțime a catargului mai mare de 15 m este interzisă dacă următoarele obiecte sunt în apropiere:

• tuneluri;
• poduri;
• aeroporturi.

Turbina eoliană nu ar trebui să creeze interferențe aeriene. Pentru a preveni apariția acestora, se recomandă utilizarea unei protecții speciale. În plus, nivelul de zgomot emis de lame trebuie monitorizat și menținut în limite normale.

Cea mai simplă turbină eoliană de casă din sticle de plastic

Materiale necesare pentru realizarea unui generator de vânt vertical cu propriile mâini

Un parc eolian cu axă verticală poate fi utilizat pentru a furniza energie electrică diferitelor clădiri casnice sau unei case mici în grădină. Puterea sa este suficientă pentru a ilumina zona locală în întuneric.

Pentru a crea un generator eolian cu propriile mâini dintr-un generator auto, veți avea nevoie de următoarele materiale:

• baterie reîncărcabilă pentru 12V (acid sau heliu);
• recipient cilindric incapabil din aluminiu sau otel inoxidabil (tigaie, galeata);
• generator de automobile (12V);
• voltmetru;
• comutator semi-ermetic cu buton (12V);
• releu de încărcare a bateriei auto sau lampă indicatoare de încărcare;
• convertoare (12-220V și 700-1500W);
• fire cu o secțiune transversală de 2,5 și 4 mm;
• clemă pentru fixarea generatorului pe catarg (2 buc.).

Dispozitiv de structură eoliană

Pentru a face treaba, veți avea nevoie de instrumente și dispozitive precum:

• polizor (puteți folosi foarfece metalice);
• creion de marcaj sau de construcție;
• tăietoare și bandă de măsurat;
• burghi cu un set de burghie;
• șurubelniță și un set de chei.

Tehnologia de fabricație a unui generator eolian de la un generator auto

Ca bază, se va folosi un recipient cilindric, de exemplu, o găleată, o oală veche sau o cratiță. Folosind un creion și o bandă măsurătoare, trebuie să o marcați astfel încât să obțineți o împărțire în 4 părți egale. Conform semnelor, tăierile se fac cu ajutorul unui polizor, astfel încât să se obțină plăci verticale. În acest caz, este foarte important să nu tăiați metalul până la capăt.

Notă! Dacă recipientul este realizat din tablă vopsită sau oțel galvanizat, nu puteți folosi o polizor pentru tăiere, altfel metalul se va supraîncălzi. În acest caz, este recomandabil să folosiți foarfece.

Găurile pentru șuruburi ar trebui să fie făcute în scripete, precum și în partea inferioară a containerului. În acest stadiu de creare a unui generator eolian pentru o casă privată cu propriile mâini, trebuie să fiți extrem de atenți și atenți la simetrie. Orice inexactități în amplasarea găurilor va duce la o structură dezechilibrată în timpul rotației.

Pentru a crea un generator eolian cu propriile mâini, puteți folosi un generator auto

Lamele ar trebui să fie îndoite, în timp ce nu ar trebui să iasă prea mult. La efectuarea acestei lucrări, este necesar să se ia în considerare direcția mișcării de rotație a generatorului. Cel mai adesea, moara de vânt este orientată în sensul acelor de ceasornic. Viteza de rotație și zona de contact a fluxului de aer cu structura vor depinde de unghiul de îndoire ales al lamelor.

Apoi, un recipient cu lame este fixat pe scripete. Generatorul este instalat pe un catarg, după care este fixat cu cleme. Tot ce rămâne este să conectați toate firele și să asamblați circuitul. Toate cablurile sunt fixate pe catargul morii de vânt. Pentru a conecta bateria de stocare, utilizați fire cu o secțiune transversală de 4 mm. Pentru aceasta, o bucată de 100 cm lungime va fi suficientă. Conexiunea la rețeaua de dispozitive de uz casnic și de iluminat se realizează folosind fire cu o secțiune transversală de 2,5 mm. Invertorul sau convertorul necesită fir de 4 mm.

Cum se face o turbină eoliană de la o mașină de spălat

Pentru a crea un generator de vânt de la o mașină de spălat cu propriile mâini, veți avea nevoie de o listă cu anumite piese. Unele dintre ele pot fi scoase din aparatele electrocasnice vechi, iar restul va trebui cumpărat.

Proiectarea turbinei eoliene va consta din următoarele elemente:

• reductor pentru reglarea vitezei de rotație;
• rotor cu lame;
• carcasă de protecție;
• Acumulator;
• secțiunea cozii;
• invertor;
• catarguri pentru fixarea generatorului.

Turbină eoliană realizată din piese ale mașinii de spălat

Generatorul de design este fabricat dintr-un motor electric de la o mașină de spălat. Puterea sa trebuie să fie de cel puțin 1,5 kW.

În plus, veți avea nevoie de:

• șmirghel și lipici;
• magneți de neodim de 5 și 12 mm fiecare (32 buc.);
• rășină epoxidicăa sau sudare la rece.

Magneții de neodim vor fi montați pe rotor. Acestea pot fi achiziționate de la multe magazine staționare sau online. Este necesar să scoateți miezurile din rotorul motorului asincron. După aceea, aceste părți sunt parțial tăiate. Adâncimea de tăiere nu trebuie să depășească 2 mm. Puteți folosi un strung pentru aceasta. Mai mult, canelurile trebuie realizate în miezuri, a căror adâncime este de 5 mm.

În etapa următoare a fabricării unui generator eolian pentru o casă, instalarea magneților se realizează manual. Pentru început, pe miez este montat un capac dur. După aceea, magneții sunt așezați în locurile corespunzătoare la o distanță egală. Este foarte important să păstrați o distanță, altfel în viitor magneții vor rămâne împreună, ceea ce va afecta negativ puterea parcului eolian. Este mai bine să folosiți super lipici pentru a fixa aceste piese. Când lucrați, este recomandabil să purtați ochelari de protecție, deoarece magneții pot sări în timpul procesului de lipire.

Amplasarea magneților de neodim în fabricarea unei mori de vânt de casă

Când șablonul cu magneți este complet gata, se potrivește pe rotor. Lacunele rezultate trebuie completate cu rășină epoxidică sau sudare la rece. La sfârșitul lucrării, rotorul este strâns ușor într-un menghină, iar suprafața acestuia este prelucrată cu șmirghel. Înainte de a porni moara de vânt, verificați rezistența tuturor rulmenților și conexiunilor cu șurub. Nu trebuie să utilizați nici măcar părți uzate parțial pentru asamblarea structurii; este mai bine să cumpărați altele noi.

Pentru a crea un rotor, este mai bine să alegeți un material ușor cu o marjă mare de siguranță. În aceste scopuri, fibra de sticlă este potrivită. Prin urmare, lamele sunt ușoare și rezistente la uzură. Catargul este cel mai bine realizat din țevi de oțel. Diametrul optim este de 32 mm.

Asamblarea unei turbine eoliene poate fi gestionată de oricine care înțelege modul în care funcționează circuitele electrice. Principalul lucru în acest caz este să fii atent la toate detaliile și să verifici cu atenție toate acțiunile tale. Pentru a elimina posibilitatea erorilor, puteți utiliza videoclipuri vizuale, care descriu în detaliu întregul proces de fabricație a pieselor și asamblarea lor ulterioară.

Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini pentru 220V (4 kW): video