Hacer un generador de viento con tus propias manos.

Después de comprar el generador, puede comenzar a ensamblar el generador eólico con sus propias manos. La figura muestra el dispositivo de un parque eólico. El método de conexión y ubicación de los nodos puede ser diferente y depende de las capacidades individuales del diseñador, pero debe cumplir con las dimensiones de los nodos principales en la Fig. 1. Estas dimensiones se seleccionan para este parque eólico, teniendo en cuenta el diseño y las dimensiones del aerogenerador.

Generador eléctrico para parque eólico

Al elegir un generador corriente eléctrica Para una planta de energía eólica, en primer lugar, debe determinar la velocidad de la rueda de viento. Calcule la frecuencia de rotación de la rueda de viento W (bajo carga) utilizando la fórmula:

W=V/L*Z*60,
L=π*D,

donde V - velocidad del viento, m/s; L - circunferencia, m; D es el diámetro de la rueda de viento; Z es el indicador de la velocidad de la rueda de viento (ver Tabla 2).

Tabla 2. Indicador de velocidad de aerogeneradores

Número de cuchillas	Índice de velocidad Z

Si sustituimos los datos del aerogenerador seleccionado con un diámetro de 2 m y 6 palas en esta fórmula, obtendremos la frecuencia de rotación. La dependencia de la frecuencia de la velocidad del viento se muestra en la Tabla. 3.

Tabla 3. Rotaciones de una rueda de viento de 2 m de diámetro con seis palas en función de la velocidad del viento

Velocidad del viento, m/s

Número de revoluciones, rpm

Tomemos la velocidad máxima de operación del viento igual a 7-8 m/s. Con vientos más fuertes, la operación de la turbina eólica será insegura y tendrá que ser limitada. Como ya hemos determinado, a una velocidad del viento de 8 m/s, la potencia máxima del diseño de la planta de energía eólica seleccionada será de 240 W, lo que corresponde a una velocidad de la rueda del viento de 229 rpm. Por lo tanto, debe elegir un generador con las características adecuadas.

Afortunadamente, los tiempos de escasez total "se han hundido en el olvido", y no tendremos que adaptar tradicionalmente el generador de automóviles del VAZ-2106 a Granja eólica. El problema es que dicho generador de automóvil, por ejemplo, el G-221, es de alta velocidad con una velocidad nominal de 1100 a 6000 rpm. Resulta que sin una caja de cambios, nuestra rueda de viento de baja velocidad no podrá hacer girar el generador hasta la velocidad de funcionamiento.

No fabricaremos una caja de cambios para nuestro "molino de viento" y, por lo tanto, seleccionaremos otro generador de baja velocidad para fijar la rueda de viento simplemente en el eje del generador. El más adecuado para esto es un motor de bicicleta especialmente diseñado para motores de rueda de bicicleta. Dichos motores de bicicleta tienen una velocidad de funcionamiento baja y pueden funcionar fácilmente en modo generador. La presencia de imanes permanentes en este tipo de motores hará que no haya problemas con la excitación del generador, como ocurre, por ejemplo, con los motores asíncronos de corriente alterna, que suelen utilizar electroimanes (field winding). Sin suministro de corriente al devanado de campo, dicho motor no generará corriente durante la rotación.

Además, una característica muy agradable de los motores de bicicleta es que son motores sin escobillas, lo que significa que no requieren reemplazo de escobillas. En mesa. 4 muestra un ejemplo de las características técnicas de un motor de bicicleta de 250 W. Como puedes ver en la tabla, este motor de bicicleta es perfecto como generador para un “molino de viento” con una potencia de 240 W y con una velocidad máxima de rueda de viento de 229 rpm.

Tabla 4 Especificaciones Motor de bicicleta de 250 W.

Fabricante	Motor dorado(China)
Voltaje de suministro nominal
máximo poder
Velocidad nominal
Esfuerzo de torsión
Tipo de potencia del estator	sin escobillas

Hacer un generador de viento con tus propias manos.

Después de comprar el generador, puede comenzar a ensamblar el generador eólico con sus propias manos. La figura muestra el dispositivo de un parque eólico. El método de conexión y ubicación de los nodos puede ser diferente y depende de las capacidades individuales del diseñador, pero debe cumplir con las dimensiones de los nodos principales en la Fig. 1. Estas dimensiones se seleccionan para este parque eólico, teniendo en cuenta el diseño y las dimensiones del aerogenerador.

dispositivo de parque eólico 1. palas de aerogeneradores; 2. generador (velomotor); 3. marco para fijar el eje del generador; 4. pala lateral para proteger el aerogenerador del viento huracanado; 5. colector de corriente, que transmite corriente a cables fijos; 6. marco para sujetar los nodos del parque eólico; 7. conjunto giratorio que permite que el aerogenerador gire alrededor de su eje; 8. cola con plumaje para instalación de aerogeneradores; 9. mástil de aerogenerador; 10. pinza para sujetar estrías

En la fig. 1 muestra las dimensiones de la pala lateral (1), la cola con plumaje (2), así como la palanca (3), a través de la cual se transmite la fuerza del resorte. La cola con plumaje para girar la rueda de viento en el viento debe hacerse de acuerdo con las dimensiones de la fig. 1 de tubo de perfil 20x40x2,5 mm y techo de hierro como plumaje.

Monte el generador a una distancia tal que la distancia mínima entre las palas y el mástil sea de al menos 250 mm. EN de lo contrario no hay garantía de que las palas, dobladas bajo la influencia del viento y las fuerzas giroscópicas, no se rompan en el mástil.

Fabricación de palas

Un molino de viento de bricolaje generalmente comienza con las aspas. La mayoría material adecuado para la fabricación de palas de un molino de viento de baja velocidad es de plástico, más precisamente un tubo de plástico. Hacer cuchillas de tubo plástico la forma más fácil es un poco laboriosa y es difícil que un principiante cometa un error. Además, se garantiza que las cuchillas de plástico, a diferencia de las de madera, no se deformarán con la humedad.

La tubería debe ser de PVC con un diámetro de 160 mm para una tubería de presión o alcantarillado, por ejemplo SDR PN 6.3. Dichos tubos tienen un espesor de pared de al menos 4 mm. ¡Las tuberías para aguas residuales sin presión no funcionarán! Estas tuberías son demasiado delgadas y frágiles.

La foto muestra un aerogenerador con palas rotas. Estas cuchillas estaban hechas de delgadas tubos de PVC(para alcantarillado sin presión). Se doblaron bajo la presión del viento y se estrellaron contra el mástil.

El cálculo de la forma óptima de la pala es bastante complicado y no hace falta traerlo aquí, deja que lo hagan los profesionales. Nos basta con fabricar las palas utilizando la plantilla ya calculada según la Fig. 2, que muestra las dimensiones de la plantilla en milímetros. Solo necesita recortar una plantilla de este tipo del papel (foto de la plantilla de la cuchilla en una escala de 1: 2), luego adjuntarla a la tubería de 160 mm, dibujar el contorno de la plantilla en la tubería con un marcador y cortar el cuchillas con una sierra de vaivén o manualmente. Los puntos rojos en la Fig. 2 muestra la ubicación aproximada de los soportes de las aspas.

Como resultado, debería obtener seis cuchillas, con la forma de la foto. Para que las cuchillas resultantes tengan un KIEV más alto y hagan menos ruido durante la rotación, es necesario lijar esquinas y bordes afilados, así como lijar todas las superficies rugosas.

Para unir las palas al cuerpo del motor de la bicicleta, debe usar la cabeza de la turbina eólica, que es un disco de acero dulce con un espesor de 6-10 mm. A él se sueldan seis tiras de acero de 12 mm de espesor y 30 cm de largo con orificios para sujetar las cuchillas. El disco se fija al cuerpo del motor de la bicicleta con tornillos con contratuercas para los orificios de fijación de los radios.

Después de la fabricación del aerogenerador, se debe equilibrar. Para hacer esto, la rueda de viento se fija a una altura en una posición estrictamente horizontal. Es recomendable hacerlo en interiores, donde no haya viento. Con una rueda de viento equilibrada, las palas no deben girar espontáneamente. Si alguna pala es más pesada, debe rectificarse desde el extremo para equilibrar en cualquier posición de la rueda de viento.

También debe verificar si todas las cuchillas giran en el mismo plano. Para hacer esto, mida la distancia desde el extremo de la cuchilla inferior hasta el objeto más cercano. Luego, la rueda de viento gira y se mide la distancia desde el objeto seleccionado hasta las otras aspas. La distancia de todas las cuchillas debe estar dentro de +/- 2 mm. Si la diferencia es mayor, entonces el sesgo debe eliminarse doblando la tira de acero a la que está unida la cuchilla.

Fijación del generador (motor de bicicleta) al cuadro

Dado que el generador está sometido a cargas pesadas, incluidas las fuerzas giroscópicas, debe sujetarse de forma segura. El motor de la bicicleta en sí tiene un eje fuerte, ya que se usa bajo cargas pesadas. Por lo tanto, su eje debe soportar el peso de un adulto bajo las cargas dinámicas que se producen al andar en bicicleta.

Pero en el cuadro de la bicicleta, el motor de la bicicleta está montado en ambos lados, y no en un lado, como lo estará cuando funcione como generador de corriente para un parque eólico. Por lo tanto, el eje debe fijarse al cuadro, que es una pieza metálica con un orificio roscado para atornillar al eje del motor de la bicicleta del diámetro adecuado (D) y cuatro orificios de fijación para fijar con tornillos de acero M8 al cuadro.

Se aconseja utilizar la longitud máxima del extremo libre del eje para la fijación. Para evitar que el eje gire en el marco, debe asegurarse con una tuerca con una arandela de seguridad. La cama está mejor hecha de duraluminio.

Para la fabricación del marco del aerogenerador, es decir, la base sobre la que se ubicarán todas las demás partes, debe utilizar una placa de acero de 6-10 mm de espesor o una sección de un canal de ancho adecuado (dependiendo de la diámetro exterior de la unidad giratoria).

Fabricación del conjunto pantógrafo y rotativo

Si simplemente ata los cables al generador, tarde o temprano los cables se torcerán cuando el molino de viento gire alrededor del eje y se rompa. Para evitar que esto suceda, debe usar un contacto móvil: un colector de corriente, que consiste en una manga hecha de material aislante(1), contactos (2) y escobillas (3). Para proteger contra la precipitación, los contactos del colector de corriente deben estar cerrados.

Para la fabricación de un colector de corriente de un generador eólico, es conveniente utilizar este método: primero, los contactos se colocan en el conjunto giratorio terminado, por ejemplo, de un alambre grueso de latón o cobre de sección transversal rectangular (utilizado para transformadores) , los contactos ya deben estar con cables soldados (10), para lo cual debe usar uno, o cable de cobre trenzado con una sección transversal de al menos 4 mm 2. Los contactos se tapan con un vaso de plástico u otro recipiente, se cierra el orificio del manguito de soporte (8) y se rellena con resina epoxi. La foto utiliza resina epoxi con la adición de dióxido de titanio. Después de curar resina epoxica el detalle está molido a torno antes de hacer contactos.

Como contacto móvil, es mejor usar cepillos de cobre y grafito de un motor de arranque con resortes planos.

Para que la rueda de viento de la turbina eólica gire con el viento, es necesario proporcionar una conexión móvil entre el marco de la turbina eólica y el mástil fijo. Los rodamientos se encuentran entre el manguito de apoyo (8), que se atornilla al tubo del mástil a través de una brida, y el acoplamiento (6), que se suelda por arco (5) al bastidor (4). Para facilitar el giro, se requiere un conjunto giratorio mediante cojinetes (7) con un diámetro interior de al menos 60 mm. Los rodamientos de rodillos son los más adecuados porque absorben mejor las cargas axiales.

Proteger un parque eólico de los vientos huracanados

La velocidad máxima del viento a la que puede funcionar este parque eólico es de 8-9 m/s. Si la velocidad del viento es mayor, se debe limitar la operación del parque eólico.

Por supuesto, este tipo propuesto de molino de viento de bricolaje es de baja velocidad. Es poco probable que las palas giren a velocidades extremadamente altas, a las que colapsan. Pero si el viento es demasiado fuerte, la presión en la cola se vuelve muy significativa y, con un cambio brusco en la dirección del viento, el generador de viento girará bruscamente.

Dado que las palas giran rápidamente con vientos fuertes, la rueda de viento se convierte en un giroscopio grande y pesado que resiste cualquier giro. Es por eso que surgen cargas significativas entre el bastidor y la rueda de viento, que se concentran en el eje del generador. Hay muchos casos en los que los aficionados construyeron turbinas eólicas con sus propias manos sin ninguna protección contra los vientos huracanados y, debido a las fuerzas giroscópicas significativas, los fuertes ejes de los generadores de automóviles se rompieron debido a las fuerzas giroscópicas significativas.

Además, una rueda de viento de seis palas con un diámetro de 2 m tiene una resistencia aerodinámica significativa y, con vientos fuertes, cargará significativamente el mástil.

Por lo tanto, para poder aerogenerador casero sirvió durante mucho tiempo y de manera confiable, y la rueda de viento no cayó sobre la cabeza de los transeúntes, es necesario protegerla de los vientos huracanados. La forma más fácil de proteger un molino de viento es con una pala lateral. Este es un dispositivo bastante simple que ha demostrado su eficacia en la práctica.

El funcionamiento de la pala lateral es el siguiente: con un viento de trabajo (hasta 8 m / s), la presión del viento en la pala lateral (1) es menor que la rigidez del resorte (3), y se instala el molino de viento aproximadamente a favor del viento con la ayuda del plumaje. Para que el resorte no pliegue el aerogenerador cuando el viento de trabajo es más del necesario, se estira una extensión (4) entre la cola (2) y la pala lateral.

Cuando la velocidad del viento alcanza los 8 m/s, la presión en la pala lateral se vuelve más fuerte que la fuerza del resorte y el generador de viento comienza a plegarse. En este caso, el flujo de viento comienza a correr hacia las palas en ángulo, lo que limita la potencia de la rueda de viento.

En vientos muy fuertes, el molino de viento se pliega por completo, y las palas se instalan paralelas a la dirección del viento, el funcionamiento del molino de viento prácticamente se detiene. Tenga en cuenta que la cola del empenaje no está rígidamente conectada al marco, sino que gira sobre una bisagra (5), que debe ser de acero estructural y tener un diámetro de al menos 12 mm.

Las dimensiones de la pala lateral se muestran en la fig. 1. La pala lateral en sí, así como el plumaje, se fabrica mejor con un tubo de perfil de 20x40x2,5 mm y una lámina de acero de 1-2 mm de espesor.

Como resorte de trabajo, se puede usar cualquier resorte de acero al carbono con un revestimiento protector de zinc. Lo principal es que en la posición extrema la fuerza del resorte es de 12 kg, y en la posición inicial (cuando el molino de viento aún no se pliega) - 6 kg.

Para la fabricación de extensiones, se debe usar un cable de bicicleta de acero, los extremos del cable se doblan en un bucle y los extremos libres se fijan con ocho vueltas de alambre de cobre con un diámetro de 1,5-2 mm y se sueldan con estaño.

mástil de aerogenerador

Como mástil para un parque eólico, puedes usar acero tubería de agua con un diámetro de al menos 101-115 mm y una longitud mínima de 6-7 metros, siempre que el área sea relativamente abierta, donde no haya obstáculos para el viento a una distancia de 30 m.

Si el parque eólico no se puede instalar en un área abierta, entonces no se puede hacer nada. Es necesario aumentar la altura del mástil para que la rueda de viento sea al menos 1 m más alta que los obstáculos circundantes (casas, árboles), de lo contrario, la generación de energía disminuirá significativamente.

La base del mástil debe instalarse en base de concreto para que no empuje en el suelo empapado.

Los cables de montaje de acero galvanizado con un diámetro de al menos 6 mm deben usarse como estrías. Las estrías se unen al mástil con una abrazadera. En el suelo, los cables se sujetan a fuertes clavijas de acero (de una tubería, canal, ángulo, etc.), que se entierran en el suelo en un ángulo a una profundidad total de un metro y medio. Es incluso mejor si además son monolíticos en la base con hormigón.

Dado que el conjunto del mástil con el aerogenerador tiene un peso importante, por Instalación manual utilizar un contrapeso hecho del mismo tubo de acero que el mástil o viga de madera 100x100 mm con carga.

Diagrama de cableado de un parque eólico

La figura muestra el circuito de carga de batería más simple: tres salidas del generador están conectadas a un rectificador trifásico, que son tres medios puentes de diodos conectados en paralelo y conectados por una estrella. Los diodos deben estar clasificados para un voltaje de funcionamiento mínimo de 50 V y una corriente de 20 A. Dado que el voltaje máximo de operación del generador será de 25-26 V, las salidas del rectificador están conectadas a dos baterías de 12 voltios conectadas en serie.

Cuando se usa un circuito tan simple, las baterías se cargan de la siguiente manera: a un voltaje bajo de menos de 22 V, las baterías se cargan muy débilmente, ya que la corriente está limitada por la resistencia interna de las baterías. A una velocidad del viento de 7-8 m/s, el voltaje generado por el generador estará en el rango de 23-25 ​​V, y comenzará un proceso intensivo de carga de las baterías. A velocidades de viento más altas, la operación del aerogenerador estará limitada por la pala lateral. Para proteger las baterías (durante el funcionamiento de emergencia del parque eólico) de una corriente excesivamente alta, el circuito debe tener un fusible con capacidad para una corriente máxima de 25 A.

Como puedes ver, este circuito sencillo tiene un inconveniente importante: con un viento tranquilo (4-6 m / s), la batería prácticamente no se cargará, y son precisamente esos vientos los que se encuentran con mayor frecuencia en terrenos planos. Para recargar las baterías con vientos ligeros, debe usar un controlador de carga que se conecta frente a las baterías. El controlador de carga convertirá automáticamente el voltaje requerido, también el controlador es más confiable que un fusible y evita la sobrecarga de las baterías.

Para utilizar pilas recargables para la alimentación electrodomésticos Diseñado para voltaje de CA de 220 V, necesitará un inversor adicional para convertir el voltaje de CC de 24 V de la potencia adecuada, que se selecciona en función de la potencia máxima. Por ejemplo, si conecta iluminación, una computadora, un refrigerador al inversor, entonces un inversor de 600W es suficiente, pero si planea usar un taladro eléctrico o una sierra circular (1500W) al menos ocasionalmente, entonces debe elegir uno de 2000W inversor.

La figura muestra una forma más compleja. diagrama de cableado: en él, la corriente del generador (1) es primero rectificada en un rectificador trifásico (2), luego el voltaje es estabilizado por el controlador de carga (3) y carga las baterías a 24 V (4). Un inversor (5) está conectado para alimentar los electrodomésticos.

Las corrientes del generador alcanzan decenas de amperios, por lo que se deben usar cables de cobre con una sección transversal total de 3-4 mm 2 para conectar todos los dispositivos en el circuito.

Es deseable tomar la capacidad de las baterías al menos 120 a / h. La capacidad total de las baterías dependerá de la intensidad media del viento en la región, así como de la potencia y frecuencia de la carga conectada. Más precisamente, la capacidad requerida se conocerá durante la operación del parque eólico.

Cuidado de parques eólicos

Consideró aerogenerador de baja velocidad para hacer con sus propias manos, por regla general, comienza bien con vientos suaves. Para el funcionamiento normal del generador eólico en su conjunto, debe cumplir con las siguientes reglas:

1. Dos semanas después del lanzamiento, baje el generador eólico con viento ligero y revise todos los sujetadores.

La velocidad máxima del viento permitida para operar un generador de viento con sus propias manos es de 20-25 metros por segundo. Si se supera este indicador de caudal de aire, se debe limitar el funcionamiento de la estación. Además, esto debe hacerse incluso si el molino de viento es del tipo de movimiento lento.

Por supuesto, es poco probable que un molino de viento casero pueda girar a tal velocidad que se derrumbe por completo. Pero hay muchos casos en la historia en los que los entusiastas construyeron sus propias turbinas eólicas, pero no proporcionaron ninguna protección contra los vientos fuertes. Como resultado, incluso tienen ejes fuertes. generador de coche no pudo soportar la carga completa y se rompió como fósforos. Por lo tanto, si el viento es fuerte, la presión sobre la cola del plumaje aumenta significativamente y, en caso de un cambio brusco en la dirección del flujo de aire, el generador girará bruscamente.

Teniendo en cuenta el hecho de que a altas velocidades del viento, el impulsor del generador puede girar lo suficientemente rápido, toda la estructura se convierte en un giroscopio que resiste cualquier giro. Esto hace que se concentren cargas significativas en el eje del generador entre la rueda de viento y el bastidor.

Entre otras cosas, una rueda con un diámetro de 2 metros tendrá una gran resistencia aerodinámica. Con un viento fuerte, esto amenaza con grandes cargas en el mástil. Y por lo tanto, para una operación más confiable y duradera del generador eólico, vale la pena preocuparse por la protección.

La forma más fácil de usar para tales fines es la llamada pala lateral. Este es un dispositivo muy simple que puede ahorrar significativamente dinero, esfuerzo y tiempo dedicado a la construcción de la estación.

El funcionamiento de dicho dispositivo radica en el hecho de que con un viento de trabajo a una velocidad de 8 m / s, la presión del viento sobre la estructura es menor que la presión del resorte de protección. Esto permite que el generador funcione normalmente y se mantenga contra el viento con la ayuda de las plumas. Para evitar que el molino de viento se derrumbe en modo operativo, hay un tramo entre la pala lateral y la cola. Pero con un fuerte flujo de viento, la presión sobre la rueda de viento excede la fuerza de la presión del resorte, como resultado, se activa la protección. Cuando el generador comienza a plegarse, el flujo de viento golpea el generador eólico en ángulo, lo que reduce seriamente su potencia.

A velocidades de viento muy altas, la protección pliega completamente el generador, que se encuentra paralelo a la dirección del flujo de viento. Como resultado, el funcionamiento del molino de viento se detiene casi por completo. Vale la pena señalar que, en este caso, la cola del empenaje no está rígidamente unida al marco, pero tiene la capacidad de girar. La bisagra, que se utiliza en este caso, debe estar hecha de acero de alta resistencia y su diámetro no debe ser inferior a 12 milímetros.

La idea, el principio básico de un mecanismo o dispositivo, es importante para un maestro del hogar. Él mismo pensará en los detalles, en función de su comprensión de la eficacia del diseño, la presencia materiales necesarios y nodos.

Las turbinas eólicas para una casa privada, a pesar de todos sus méritos, siguen siendo equipos exóticos y costosos en Rusia. El precio de un dispositivo fabricado en fábrica con una capacidad de 750 vatios comienza desde 50 mil rublos, por la compra de un generador eólico de 1500 vatios se le cobrará más de 100 mil rublos. Los maestros que fabricaron más de un mecanismo doméstico con sus propias manos no pudieron dejar pasar la oportunidad de diseñar un aerogenerador casero. Su experiencia, conocimiento y asesoramiento se utilizan en la descripción ofrecida para la autoejecución del molino de viento.

La principal diferencia entre un aerogenerador y otros sistemas de generación es que genera energía constantemente cuando el aire se mueve a una velocidad a partir de 2 m/s. Las condiciones climáticas continentales de Rusia determinan la presencia estable de tal viento en casi todo el territorio.

Los aerogeneradores, en mayor o menor medida, proporcionan independencia de las redes de suministro eléctrico. Esta independencia la proporciona la batería. Las turbinas eólicas caseras son fáciles de hacer con sus propias manos, son pequeñas y fáciles de instalar.

Elección de diseño. Principales componentes y mecanismos.

Las manos de los artesanos hicieron muchos mecanismos que utilizan la energía del viento. Las turbinas eólicas caseras se dividen en grupos. Estos son aerogeneradores horizontales y verticales. Los dispositivos difieren en la dirección del eje de la rueda de viento. Para ruedas verticales, las aspas trabajan media vuelta de la rueda contra el flujo de viento.

Los aerogeneradores horizontales pierden velocidad de rotación debido a un cambio en la dirección del viento. Como regla general, los artesanos domésticos toman como base una rueda de viento con un eje de rotación horizontal. Es importante considerar que en toda la historia de las soluciones técnicas del hombre, es difícil encontrar el uso de molinos de viento de eje vertical, y los molinos de viento horizontales agitan sus alas desde hace siglos.

Esquema general del aerogenerador

1. palas de ruedas de viento;
2. dispositivo generador;
3. marco del eje del generador;
4. protección lateral de las palas contra vientos fuertes;
5. colector de corriente;
6. marco de fijación de nudos;
7. nudo giratorio;
8. caña;
9. mástil;
10. pinzas para estrias.

Tabla 1. Especificaciones

Palas de rueda de viento

Los espacios en blanco de bricolaje están hechos de cloruro de polivinilo (PVC). Las cuchillas de plástico son fáciles de procesar, insensibles a un ambiente húmedo. El tubo de presión SDR PN 6.3 (diámetro 160 mm, espesor de pared 4 mm, longitud 1000 mm) se utiliza como pieza en bruto.

El cálculo de la forma de la pala es bastante complicado. Utilizamos una plantilla (Figura 2, dimensiones en mm), ya calculada por especialistas. La plantilla se corta de una densa hoja de papel, se aplica a la tubería y se dibuja un contorno. Los espacios en blanco de bricolaje se cortan con una sierra convencional o una sierra de calar eléctrica.

Recibirás 6 hojas en blanco. Para aumentar la eficiencia de la rueda de viento, reducir el nivel de ruido, es necesario lijar todas las esquinas y lijar las superficies de los productos. Es aconsejable procesar todas las piezas de trabajo a la vez, sujetándolas con abrazaderas o un perno a través de un orificio de trabajo fuera del contorno de la pieza de trabajo.

Las cuchillas están unidas al cuerpo del motor de la bicicleta a través de un acoplamiento de acero (espesor 10 mm, diámetro 200 mm). Seis tiras de acero con un ancho de 12 mm y una longitud de 300 mm con orificios para unir las cuchillas se unen al acoplamiento mediante soldadura.

La rueda de viento ensamblada está cuidadosamente equilibrada. No se permite la rotación espontánea. El equilibrio se realiza moliendo el material con una lima desde el extremo del producto con sus propias manos. Las ruedas de viento se conducen a un plano de rotación doblando las tiras de sujeción de acero.

dispositivo generador

Se utiliza como generador un motor eléctrico para una bicicleta con parámetros de 24 V 250 W. Un producto similar que cuesta de 5 a 15 mil rublos. se puede pedir fácilmente a través de Internet.

Tabla 2. Especificaciones de un motor de bicicleta de 250 W

El acoplamiento está conectado al cuerpo del motor con pernos a través de los orificios para sujetar los radios. Es muy posible comprar un generador a un precio más adecuado, por ejemplo, un motor eléctrico con excitación en magnetos permanentes desde una unidad de cinta de una computadora electrónica. Parámetros del dispositivo 300 W, 36 V, 1600 rpm.

Se pueden fabricar a mano generadores con las características necesarias a partir de dispositivo automotriz propósito similar. El estator no está sujeto a cambios, el rotor está equipado con imanes de neodimio. Las revisiones de los maestros sobre tales alteraciones del generador son positivas.

Instalación del generador en el marco.

El motor de la bicicleta, cuando se utiliza para el fin previsto, funciona bajo cargas significativas. Los parámetros de la fuerza calculada del motor cumplen las condiciones para usar el producto como un generador de molino de viento casero. eje del generador a través Conexión roscada unido a un marco hecho a mano de aleación de aluminio de 10 mm de espesor. La cama está atornillada al marco.

Las dimensiones de la cama, la ubicación de los agujeros están determinadas por las dimensiones del generador seleccionado. Para la fabricación del marco, se selecciona una sección de canal con un espesor de sección de 6-10 mm. Las dimensiones estructurales del marco dependen de las dimensiones de la unidad de giro.

Conjunto giratorio y colector de corriente

La rotación del generador de viento en el viento, su montaje en el mástil, la transmisión de electricidad a la unidad de control proporciona una unidad de giro.

1. eje dieléctrico del colector de corriente;
2. nodo de contacto;
3. colectores de corriente;
4. marco;
5. Soldar;
6. cuerpo del dispositivo rotatorio;
7. rodamientos;
8. eje del dispositivo giratorio;
9. mástil;
10. cables eléctricos.

A partir de la imagen y la foto, es fácil comprender el diseño del ensamblaje giratorio y hacer un mecanismo con sus propias manos, material para espacios en blanco. tubos de acero. Es mejor usar rodamientos de rodillos, ya que son más resistentes a las cargas axiales.

El diseño del colector actual no es más complicado.

El conjunto de contactos está formado por una barra de cobre de sección cuadrada de 10 mm de lado. Se les suelda un cable de cobre aislado con una sección transversal de al menos 4 mm.

Fuerte protección contra el viento

La velocidad del flujo de viento, a la que operan los aerogeneradores caseros en modo nominal, es de 8 m/s. Los vientos fuertes requieren protección contra daños al producto. Un dispositivo de protección confiable es el mecanismo de hoja lateral de bricolaje.

A un caudal nominal de 8 m/s para productos como turbinas eólicas caseras, la presión en el álabe lateral es menor que la fuerza de tracción del resorte de protección. El aerogenerador funciona y es guiado aguas abajo por la cola. Cuando aumenta la presión de flujo en la rueda de viento, se activa el resorte de hoja. La rueda de viento gira, reduciendo la potencia generada. Caudales elevados, mediante la presión en la pala lateral, giran completamente la rueda de viento, poniéndola paralela a la dirección del flujo, la generación de energía se detiene.

Diagrama de cableado

El circuito eléctrico se ensambla a partir de los siguientes componentes:

Generador (motor de bicicleta);

unidad de control;

batería;

Cables de alimentación y conmutación.

El diagrama de circuito dado se está finalizando teniendo en cuenta el hecho de que la unidad de control debe proporcionar:

Cargar la batería limitando la corriente de carga a valores aceptables;

Conexión al dispositivo generador de la carga de lastre al final de la carga de la batería, excluyendo la transición de rueda a rueda;

Modo de frenado eléctrico, deteniendo el generador de viento.

mástil de aerogenerador

El mástil para el generador de viento puede ser tubos de metal con un diámetro de 100 mm y superior. La altura mínima del mástil es de 6 metros en áreas abiertas. Si no hay área abierta, la altura del mástil se incrementa en 1 m contra la altura de los obstáculos dentro de un radio de 30 m desde la base de la torre.

El peso del aerogenerador montado con el mástil es bastante significativo, lo que requiere el uso de un contrapeso, lo que facilitará la instalación y descenso del mástil, trabajos de reparación. Cuanto mayor sea la altura de un mástil hecho a sí mismo, mayor será el impacto del flujo de viento en sus nodos caseros. Las revisiones de los maestros recomiendan instalar extensiones cada 5,5 m de altura del mástil. Las estrías caseras se fijan al suelo con anclas a lo largo de un radio de al menos el 50% de la altura del mástil.

La foto muestra un generador eólico casero terminado. Rueda de viento giratoria, generador, voltaje eléctrico generado por él y cambio. las condiciones climáticas fabricar mecanismos peligrosos caseros. Tenga mucho cuidado al operar y trabajo de reparación en un artículo hecho a mano. Asegúrese de conectar a tierra de forma segura el mástil.

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Al crear un molino de viento, se debe tener en cuenta la posibilidad de fuertes ráfagas de viento y tomar las medidas adecuadas para proteger la estructura de ellas.

¿Por qué necesita protección contra los fuertes vientos?

Operación de aerogeneradores diseñado para una fuerza de viento determinada. Por lo general, se tienen en cuenta los indicadores promedio típicos de una región determinada. Pero cuando el flujo de viento aumenta a valores críticos, lo que a veces sucede en cualquier área, existe el riesgo de falla del dispositivo y, en algunos casos, de destrucción completa.

Están equipados con protección contra tales sobrecargas bien por corriente (si se supera el valor de tensión admisible, se activa un freno electromagnético) o bien por velocidad de rotación (freno mecánico). Diseños caseros también deben estar equipados con dispositivos similares.

Los impulsores, especialmente los equipados con altas velocidades de rotación, comienzan a actuar según el principio de un giroscopio y retienen el plano de rotación. En tales condiciones, la cola no puede hacer su trabajo y orientar el dispositivo a lo largo del eje de flujo, lo que provoca averías. Esto es posible incluso si la velocidad del viento no es demasiado alta. Por lo tanto, un dispositivo que disminuya la velocidad del impulsor es un elemento de diseño necesario.

¿Es posible hacer un dispositivo con tus propias manos?

Hacer un accesorio es bastante posible. Además, es una necesidad absoluta. Dispositivo de freno debe proporcionarse en la etapa de diseño del molino de viento. Los parámetros operativos del dispositivo deben calcularse con el mayor cuidado posible para que sus capacidades no sean demasiado bajas en comparación con las necesidades reales de la estructura.

En primer lugar, debe elegir una forma de implementar el dispositivo de frenado. Por lo general, se utilizan dispositivos mecánicos simples y sin problemas para tales diseños, pero también se pueden crear muestras electromagnéticas. La elección depende de qué vientos prevalecen en la región y cuál es el diseño del propio molino de viento.

La opción más fácil es cambiar la dirección del eje del rotor, lo que se hace manualmente. Para ello, solo necesitas instalar una bisagra, pero la necesidad de salir a la calle con viento fuerte no es lo más la mejor decisión. Además, no siempre es posible parar manualmente, ya que en este momento puedes estar lejos de casa.

Principio de operación

Hay varias formas mecánicas de frenar el impulsor. Las opciones más comunes para los diseños de aerogeneradores horizontales son:

• desviación del rotor del viento con la ayuda de una pala lateral (detención por el método de cola plegable);
• frenado del rotor mediante pala lateral.

Las estructuras verticales suelen frenarse mediante pesos colgados en las puntas exteriores de las palas. Con un aumento en la velocidad de rotación, están bajo la acción fuerza centrífuga comienzan a ejercer presión sobre las palas, obligándolas a plegarse o girar lateralmente con el viento, provocando que la velocidad de rotación disminuya.

¡Atención! Este método de frenado es simple y más efectivo, le permite ajustar la velocidad de rotación del impulsor, pero es aplicable solo para estructuras verticales.

Método de defensa de plegado de cola.

Un dispositivo que se aleja del viento doblando la cola le permite ajustar la velocidad de rotación del rotor de manera suave y bastante flexible. El principio de funcionamiento de dicho sistema es utilizar una palanca lateral instalada en un plano horizontal perpendicular al eje de rotación. El impulsor giratorio y el brazo están rígidamente conectados, y la cola está unida a través de una junta giratoria accionada por resorte que actúa en un plano horizontal.

A valores nominales de la fuerza del viento, el brazo lateral no puede mover el rotor hacia un lado, ya que la cola lo dirige hacia el viento. Cuando aumenta el viento, la presión sobre la hoja lateral aumenta y supera la fuerza del resorte. En este caso, el eje del rotor se aleja del viento, se reduce el impacto sobre las palas y el rotor se ralentiza.

otros metodos

El segundo método de frenado mecánico tiene un diseño similar, pero la hoja lateral actúa de manera diferente: cuando aumenta el viento, comienza a ejercer presión sobre el eje del rotor a través de almohadillas especiales, lo que ralentiza su rotación. En este caso, el rotor y la cola están montados en el mismo eje, y el pivote con resorte se usa en la palanca lateral.

A velocidades de viento normales, el resorte mantiene la palanca perpendicular al eje, cuando se fortalece, comienza a desviarse hacia la cola, presionando las pastillas de freno contra el eje y ralentizando la rotación. Esta opción es buena para hojas de tamaño pequeño, ya que la fuerza aplicada al eje para detenerlo debe ser bastante grande. En la práctica, esta opción se usa solo con velocidades del viento relativamente bajas; con ráfagas de turbonada, el método es ineficaz.

Además de los dispositivos mecánicos, los dispositivos electromagnéticos son ampliamente utilizados. A medida que aumenta el voltaje, un relé comienza a operar, atrayendo las pastillas de freno hacia el eje.

Otra opción que se puede utilizar para la protección es abrir el circuito cuando se produce un voltaje demasiado alto.

¡Atención! Algunos métodos solo protegen la parte eléctrica del conjunto sin afectar los elementos mecánicos de la estructura. Dichos métodos no pueden garantizar la integridad del molino de viento en caso de fuertes vientos repentinos y solo pueden usarse como medidas adicionales, actuando en conjunto con dispositivos mecánicos.

Planos de esquemas y protecciones

Para una representación más visual del principio de funcionamiento del dispositivo de frenado, considere un diagrama cinemático.

La figura muestra que el resorte en estado normal mantiene el conjunto giratorio y la cola en el mismo eje. La fuerza creada por el flujo del viento supera la resistencia del resorte cuando la velocidad aumenta y gradualmente comienza a cambiar la dirección del eje del rotor, la presión del viento sobre las palas disminuye, por lo que la velocidad de rotación disminuye.

Este esquema es el más común y efectivo. Es fácil de realizar, le permite crear un dispositivo a partir de materiales improvisados. Además, configurar este freno es simple y se reduce a seleccionar un resorte o ajustar su fuerza.

¡Atención! No se recomienda que el ángulo máximo de rotación del rotor sea superior a 40-45°. Los ángulos grandes contribuyen a la parada completa del molino de viento, que luego arranca con dificultad con vientos irregulares.

Procedimiento de cálculo

Cálculo del dispositivo de frenado. bastante complicado Requerirá varios datos, que no son fáciles de encontrar. Es difícil para una persona no preparada hacer tal cálculo, la probabilidad de errores es alta.

Sin embargo, si el autocálculo es necesario por algún motivo, puede usar la fórmula:

P x S x V 2 = (m x gramo x h) x sinα, donde:

• P es la fuerza aplicada al tornillo por el flujo de viento,
• S es el área de las palas de la hélice,
• V - velocidad del viento,
• m - masa,
• g - aceleración caida libre (9,8),
• h es la distancia desde la bisagra hasta el punto de fijación del resorte,
• sinα - ángulo de inclinación de la cola en relación con el eje de rotación.

Cabe señalar que los valores obtenidos con cálculos independientes, requieren una interpretación correcta y una comprensión completa de la esencia física del proceso que ocurre durante la rotación. En este caso, no serán lo suficientemente correctos, ya que no se tendrán en cuenta los efectos sutiles que acompañan al funcionamiento del molino de viento. Sin embargo, los valores calculados de esta manera podrán dar el orden de magnitud requerido para la fabricación del dispositivo.

El proceso de creación de un aerogenerador. va acompañado de muchos gastos y requiere una variedad de acciones, lo que en sí mismo obliga a proteger la estructura tanto como sea posible de la posibilidad de destrucción. Si existe un peligro previsible de destrucción o falla del complejo, en ningún caso se debe descuidar la creación y el uso de dispositivos de protección.