2024 Autora: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 05:29
Un generador eòlic per generar electricitat és una font d'electricitat insubstituïble on no hi ha molta llum solar, no hi ha rius a prop i no hi ha xarxes elèctriques centralitzades.
Funcions de disseny
El principi de funcionament d’un generador eòlic és la conversió de l’energia eòlica en energia elèctrica.
En altres tipus de generadors elèctrics, el flux d’aigua al riu, la força de les marees oceàniques i les marees de reflux s’utilitzen com a font d’energia mecànica (cinètica).
En sistemes on es necessita energia tèrmica per generar electricitat, utilitzen:
- un motor que funciona amb gasolina, gasolina o gasoil;
- alliberament de calor de plaques i blocs d’un reactor nuclear, la calor del qual s’utilitza per convertir l’aigua en vapor, en una turbina de vapor;
- diversos tipus de combustible cremats en una central de cogeneració, que substitueixen la calor, la calor d’un reactor nuclear.
Els panells solars es distingeixen, on la llum s’utilitza com a font d’energia i no com a calor ni energia mecànica.
Però tornem als "aerogeneradors", el principi de funcionament dels quals és el següent . La força del vent fa girar l’hèlix, que condueix l’eix del generador del motor. Juntament amb l’eix, el rotor del motor, sobre el qual s’instal·len imants permanents, gira de forma sincrònica. El camp magnètic, que travessa l’enrotllament de l’estator, indueix un corrent altern a causa d’un canvi en la força del flux magnètic que passa a través de les voltes de les bobines, a partir de les quals s’enllaça l’enrotllament. Una tensió elèctrica alterna s’alimenta a un circuit electrònic, on es converteix en tensió directa. Nombrosos dispositius i dispositius que ho necessiten funcionen a partir del corrent continu.
Qualsevol persona pot fabricar un generador per a cases de camp o estats de camp que generi corrent altern amb una tensió de 220 V . Com més impressionants siguin les dimensions de l’estructura, més eficiència rebrà un usuari en particular. No és un problema fabricar un generador que generi un o diversos quilowatts d’electricitat per hora. L'electricitat rebuda d'aquesta instal·lació és capaç d'alimentar gairebé tots els aparells elèctrics de la casa, inclosos els de jardineria.
El generador eòlic s’instal·la el més alt possible al nivell de la carena del sostre. Allà, la força del vent assoleix els valors màxims indicats a la previsió meteorològica.
La instal·lació s’assembla remotament a una veleta amb hèlix, a causa de la qual aquesta estructura gira per on bufa el vent. Això és necessari per maximitzar l'ús de la seva força, velocitat.
L'hèlix horitzontal es fa girar mitjançant un mànec situat a la part posterior de la unitat . No es necessita la canya vertical: les seves pales estan situades de manera que l’hèlix pròpia comenci gairebé mitja volta, independentment del costat del vent.
Perquè un aerogenerador funcioni a la màxima eficiència, cal una velocitat de 3000 rpm o més . Per als generadors que produeixen corrent altern, aquesta freqüència correspon al valor de 50 Hz, que és típic de les centrals industrials domèstiques. Després de fer girar un motor-generador que pesa uns 10 kg, no és un problema obtenir 2 kW cada hora.
De què es pot fer?
L’element principal de qualsevol model de parc eòlic és el generador de motors. Funciona com un motor: el corrent continu o altern fa girar el rotor (i amb ell l’eix). Treballar al revés (com a generador) també és possible.
Entre els motors utilitzats com a generadors, hi ha motors asincrònics sense escombretes i passos . Són aquests tres tipus de motors els més populars entre els aficionats que munten aerogeneradors amb les seves pròpies mans.
En un motor col·lector, els enrotllaments del rotor (armadures) es troben en un camp magnètic constant d’imants d’estator . La tensió constant que s’elimina als terminals d’un motor d’aquest tipus quan el seu eix amb l’armat no es torça es transmet des dels contactes que transporten corrent de l’armat a través dels raspalls. Els propis raspalls són el punt feble d’un motor d’aquest tipus: esgoten ràpidament els seus recursos. Com a regla general, aquest generador està sota càrrega constant; quan es mou l’armadura, els raspalls brillen. Diversos dies de funcionament continu d’una instal·lació d’aquest tipus poden desgastar completament els raspalls, per la qual cosa caldrà substituir aquests darrers.
L’ús de motors de raspall com a generador amb una càrrega activa constant no és pràctic.
La millor opció és el motor sense escombretes . En ell, un rotor amb imants gira a l’espai entre els bobinatges de l’estator. Els bobinats es mantenen estacionaris, no necessiten contactes lliscants. Gràcies a una solució tan senzilla, la instal·lació pot funcionar durant dècades; només és important lubricar els coixinets del motor, un cop per temporada o cada sis mesos, que són responsables d’una rotació perfecta i lliure de joc del rotor. Les solucions més populars basades en un motor sense escombretes (asíncron o pas a pas) estan disponibles per a gairebé tots els fabricants de bricolatge casolans.
Un motor asíncron s’utilitza en eines elèctriques, per exemple, en una màquina rectificadora . El pas a pas es pot trobar en una àmplia varietat de dispositius, des d’una roda motora d’una bicicleta fins a una unitat mecànica d’una impressora o una unitat de disc.
El motor de raspall variable utilitzat en martells rotatius, trituradores, tornavisos, serres trencaclosques i planificadores elèctriques es distingeix . El seu desavantatge és la necessitat d’eliminar els pinzells i el forat del rotor per als imants de neodimi. Com a resultat, només queda el bobinatge de l’estator dels bobinatges actius; el bobinatge del rotor s’elimina completament.
Una hèlix de turbina eòlica es pot fabricar amb canonades de clavegueram de plàstic, ampolles de PET i materials reciclables similars. Com més lleuger i fort sigui, menys força de vent caldrà per desconnectar-lo.
Un generador de vent fabricat amb un ventilador requerirà un forat del rotor per als imants de neodimi . El disseny del motor del ventilador domèstic no està dissenyat per rebre corrent elèctric fent girar el rotor. Un refrigerador d'ordinador (refrigerador de xips), un ventilador de la unitat del sistema d'un PC o portàtil, cau sota la mateixa alteració.
Un generador de tractor o cotxe utilitza un bobinatge de camp addicional, que s’alimenta amb la bateria de la pròpia màquina . Per tal que el generador produeixi, per exemple, un corrent altern de 135 amperes amb una tensió de 15 volts, el bobinat d’excitació del rotor després d’encendre l’encesa consumeix un corrent continu de 3 amperes amb una tensió de 12, 6-14 V La principal font d'energia del generador continua sent el cigonyal d'un motor de combustió interna que funciona amb gasolina, dièsel o metà / propà. Un tractor o un generador de cotxes requerirà l’eliminació del bobinatge de camp i la instal·lació d’imants de neodimi.
Què es requereix?
L’opció més habitual és utilitzar un motor de rentadora per a un generador casolà . Si l'antiga "rentadora" no està disponible, podeu trobar aquest motor a les botigues de brossa del mercat domèstic, al centre de servei d'electrodomèstics més proper o a una botiga especialitzada. No és un problema demanar aquest motor a la Xina.
Bàsicament, a les rentadores s’utilitza un motor asíncron sense escombretes.
Tant els nous com els usats funcionaran durant molt de temps. Es poden convertir fàcilment 200 watts en quilowatts o més.
Materials (edita)
Per muntar el generador, a més del motor, cal:
- imants de neodimi de mides 20, 10 i 5 mm (32 en total);
- díodes rectificadors o un pont de díodes amb un corrent de desenes d’amperes (observeu la regla d’una reserva de potència doble);
- adhesiu epoxi;
- soldadura en fred;
- paper de vidre;
- llauna del costat d’una llauna.
Els imants es demanen en línia a la Xina.
Eines
Les eines següents acceleraran el procés de fabricació:
- torn;
- tisores;
- tornavís amb broquets;
- alicates.
Si no hi ha torn, poseu-vos en contacte amb un amic que sàpiga treballar en aquest torn.
Esquemes i dibuixos
El generador com a dispositiu genera corrent altern, que s’ha de convertir en corrent continu, portant el valor de tensió requerit. Si un motor-generador produeix, per exemple, 40 volts, és poc probable que sigui un valor adequat per a la majoria d’electrònica de consum que utilitzi 5 o 12 volts de CC o 127/220 volts de CA.
L’esquema de tota la instal·lació, provat pel temps i milions d’usuaris, inclou un rectificador, un controlador, una bateria i un inversor . Una bateria de cotxe amb una capacitat de 55-300 amperes-hora s’utilitza com a emmagatzematge de memòria intermèdia d’energia emmagatzemada. La seva tensió de funcionament és de 10, 9-14, 4 V amb una càrrega cíclica (cicle de càrrega-descàrrega completa) i 12, 6-13, 65 amb una memòria intermèdia (porcionada, dosificada, quan necessiteu recarregar una bateria parcialment descarregada).
El controlador converteix, per exemple, els mateixos 40 volts en 15. La seva eficiència en voltatge-amperatge oscil·la entre el 80-95%, excloent les pèrdues del rectificador.
El generador trifàsic té la major eficiència . - La seva producció és un 50% més que la d'una fase monofàsica, no vibra durant el funcionament (la vibració afluixa l'estructura, cosa que fa que sigui de curta durada).
Les bobines de l’enrotllament de cadascuna de les fases s’alternen entre elles i es connecten en sèrie, com els pols dels imants, un dels costats orientats a les bobines.
La tasca de l’inversor és convertir un voltatge constant d’uns 12 volts presos de la bateria en un voltatge alternatiu d’uns 220.
Els electrodomèstics i l’electrònica moderns poden funcionar a partir de 110 volts (Estàndard americà per a xarxes domèstiques) fins a 250: no es recomana dedicar-ne més als aparells i dispositius de la xarxa. Tots els convertidors són d’impuls, en comparació amb els lineals, les seves pèrdues de calor són molt menors.
Etapes de fabricació
Per modificar el disseny d'un motor d'inducció, feu el següent
- Desmunteu el motor i traieu el rotor.
- Traieu les plaques de la armadura del rotor. Retalleu-los a una profunditat de 2 mm.
- Feu ranures de fins a 5 mm de profunditat per als imants.
- Marqueu una tira de llauna per als imants. Han d'estar igualment separats entre si, cosa que evitarà la pèrdua innecessària de potència de la instal·lació.
- Enganxeu-los a aquesta tira de llauna amb súper cola. Fixeu la tira amb imants a l’ancoratge.
- Ompliu l’espai entre els imants amb soldadura en fred o cola epoxi.
- Traieu les rebaves i els desnivells del rotor amb paper de vidre.
- Comproveu i substituïu, si cal, els coixinets i els cargols del motor.
Muntar el generador del motor. El dispositiu està preparat per a la seva posterior instal·lació. Per comprovar el dispositiu, fixeu el seu eix en una broca o un tornavís i accelereu fins a 1000 rpm.
Es pot considerar adequat un voltatge als extrems del bobinat de 110 volts.
A un valor inferior, l'error rau en l'alternança desigual dels imants en qualsevol punt del cercle de rotació de l'armadura.
Per muntar l’aerogenerador, feu el següent
- Retalleu peces idèntiques d’una canonada de PVC d’un diàmetre d’11-16 cm, que correspongui en longitud a les futures fulles.
- A cada segment, traqueu una línia arbitrària i retireu-la per tots dos costats de 22 mm. En conseqüència, l’amplada d’una fulla arribarà als 44 mm. Repetiu aquesta acció per l'extrem oposat del segment de línia.
- Connecteu directament els punts extrems d’un costat de la línia central.
- Dibuixa a l’altra banda els contorns de la futura fulla.
- Retalleu la fulla resultant i arrodoneu-ne l'extrem lliure afilant. Repetiu els passos anteriors per a la resta de fulles.
- Connecteu les fulles al cub mitjançant un adaptador de casquillo. Els cargols amb femelles i volanderes són adequats com a elements de subjecció. L'amplada de cada fulla al llarg de tota la seva longitud oscil·la entre els 44 i els 88 mm.
Això és suficient perquè el vent faci girar el rodet a una velocitat de 3 m / s. L’estructura resultant ha de ser equilibrada: un equilibri correcte evitarà la formació de punts cecs que frenin el generador quan l’hèlix gira.
Es pot col·locar un motor-generador amb un impulsor instal·lat en una funda protectora que el protegeixi de la precipitació atmosfèrica. Mantenint-se sec en totes les condicions meteorològiques, protegit de la pluja i la neu, el generador durarà anys. Per muntar la protecció, feu el següent:
- en una canonada amb un diàmetre de 7,5 cm, tallar una ranura longitudinal de 2 cm d'ample;
- tallar l'extrem posterior de la canonada tallada amb un angle de 45 graus;
- col·loqueu el generador del motor amb l'hèlix en aquest tub i fixeu-lo-hi.
La rotació lliure del motor requerirà una articulació giratòria de rodaments, similar a la que es troba en un ventilador domèstic . Es pot girar sense fi cap a cap costat.
De manera que el cable, amb l’ajut del qual s’eliminen les corrents induïdes al bobinatge de l’estator, no s’enrotlla ni es torça, la connexió a la frontissa ha de ser lliscant, però proporcionant un contacte elèctric fiable i estable del motor-generador amb més unitats funcionals del circuit localitzades.
El millor contacte el proporcionaran els terminals xapats en or extrets de qualsevol tecnologia antiga.
L’ús d’un contacte pinzell-grafit és injustificat: el grafit té una resistència elèctrica d’un ordre de magnitud superior a la de l’alumini i l’acer i la potència de la instal·lació disminuirà notablement. La frontissa s’instal·la sobre una base feta d’un tros d’una canonada amb forma. Després del muntatge, comproven si el mecanisme giratori resultant està encallat, no gira i si el cable està desgastat.
Proporcionant un contacte lliscant i una rotació lliure de la instal·lació en la direcció del vent, s’adjunta a la carcassa exterior addicional del motor una canya, feta, per exemple, d’una canonada d’aigua de plàstic i una peça de xapa de plàstic o alumini.
Com a suport s’utilitza una canonada rodona o de perfil, un extrem del qual es concreta al terra, no menys d’un metre. Per tal que el suport no es sacsegi amb el pas del temps de l'huracà, es complementa amb tres o sis estries, que convergeixen al centre amb el mateix angle i es dirigeixen en diferents direccions.
Després de completar el muntatge de la part del motor-generador, si és necessari es munta un rectificador de díodes al costat del motor . Les pèrdues de corrent en els cables es poden reduir significativament mitjançant l’ús d’un transformador amplificador situat a prop del grup electrogen, com en les línies que transmeten electricitat industrial a llargues distàncies.
Segons el diagrama, s’inclouen el controlador de càrrega, la bateria i l’inversor. L’aerogenerador està totalment muntat i a punt per començar.
Recomanacions
Un molí de vent casolà per a una casa privada genera un voltatge constant o altern de diverses desenes de volts, cosa que suposa un perill més gran per a una persona. Els contactes i els cables en directe han d’estar aïllats de manera fiable: l’aigua de pluja és un entorn acidificat que condueix bé el corrent elèctric.
El treball sobre un torn o un molinet es realitza amb ulleres i guants de protecció. Està prohibit muntar el circuit quan l’aerogenerador estigui en funcionament.
L’energia eòlica és voluble. La millor solució seria un generador de baixa velocitat amb més d’una dotzena d’imants i bobines. Com més bobines, més gruixut hauria de ser el filferro de bobinatge . Una secció massa fina a causa d’una resistència total de desenes d’ohms reduirà la potència útil del generador diverses vegades més. Per a càrregues greus (per exemple, des d’una estufa elèctrica o una rentadora) a 220 volts, un corrent de fins a 10 A.
El disseny d’un generador casolà (tret que s’utilitzi un motor convertit per generar electricitat) ha de ser perfectament pla i simètric . Abans d’instal·lar les bobines i els imants, s’ha de centrar el propi “filador”. No importa el que s’utilitzi: un CD rebutjat o una còpia en miniatura d’un molí de vent casolà, el mínim desequilibri ja és inacceptable.
Intenteu aconseguir un soroll mínim, idealment hauria d’estar absent . Si es queixa de la seva instal·lació, que no està lubricada al lloc dels coixinets, a causa dels grinyols i cops constants en girar, aquesta queixa pot comportar problemes amb la llei, especialment a la nit. La resta de motius per reclamar-vos com a propietari d’un aerogenerador són insignificants: els aerogeneradors són completament legals, ja que el propietari d’aquest dispositiu no produeix electricitat amb ell a escala industrial, com es fa a Europa i Amèrica.
La instal·lació no hauria de ser massa alta, per sobre dels pilars per on passen les línies elèctriques . A totes les ciutats, assentaments de cases d'estiu o assentaments rurals, hi ha una restricció a l'alçada de les estructures que s'estan construint.
Per exemple, subministrar una torre de 40 metres per a una estació base cel·lular requereix una sèrie de permisos i auditories dels reguladors governamentals. El mateix s'aplica als aerogeneradors.
En acostar-se de forma correcta i extremadament responsable a la solució del problema amb l’electricitat amb l’ajut d’un generador eòlic, el consumidor es lliurarà dels temps d’inactivitat associats a les interrupcions elèctriques. Sempre és millor ser proactiu (en el marc de la llei) que esperar durant anys el que prometen les autoritats.
Recomanat:
Generador Eòlic (49 Fotos): Opció Per A Una Casa Privada D’un Aerogenerador Per Generar Electricitat, Avantatges I Desavantatges, Construcció D’un Parc Eòlic
Què és un aerogenerador i quina finalitat té? Com es pot triar el pavelló d’un molí de vent per a una casa particular? Tipus d’unitats per generar electricitat, els seus pros i contres. Com fer un molí de vent amb les teves pròpies mans?
Un Generador Eòlic D'un Generador De Cotxes: Com Fer Un "aerogenerador" Amb Les Vostres Mans Sense Alterar-lo? Esquema D’un Generador Eòlic Casolà
Un generador eòlic d’un generador de cotxes és un dels dispositius més populars entre els artesans populars. Voleu saber fer un molí de vent amb les vostres mans sense alteracions? Llegiu el nostre article
Otomà Bricolatge Amb Ampolles De Plàstic: Com Fer Un Otomà Amb Ampolles De 5 Litres De Plàstic I Altres? Diagrama Pas A Pas Per A Principiants
És molt fàcil fer un otomà elegant amb ampolles de plàstic amb les seves pròpies mans. Com triar ampolles? Com subjectar-los? Com triar tapisseria i decoració per a un moble tan inusual?
Porta Ampolles Per A La Cuina (44 Fotos): Una Visió General De La Càrrega: Armaris Alts Per A Ampolles I Porta-ampolles Extraïbles En Un Joc De Cuina. Per A Què Es Necessiten? Regles D’emmagatzematge
Què és un porta-ampolles de cuina? Revisió de la càrrega: de què serveix, per a què serveix, quins avantatges i desavantatges tenen els porta-ampolles? Opcions d’allotjament i normes de selecció
Braser A Partir De Discos (40 Fotos): Fer Un Braser A Partir De Les Rodes Del Cotxe Amb Les Teves Mans, Com Fer Un Braser A Partir De Discos De Rodes A Partir D’un Cotxe
Cada cop més, la graella de discs s’està convertint en una part integral de les cases d’estiu. Fer un braser amb rodes de cotxe amb les teves pròpies mans triga unes quantes hores. Quines són les variacions de disseny? Què requereix això?
