מחולל רוח DIY: כיצד להכין מחולל רוח תוצרת בית ממכונת כביסה, מבקבוקי פלסטיק ומנוע גלגל

2024 מְחַבֵּר: Beatrice Philips | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 05:39

מחולל רוח לייצור חשמל הוא מקור חשמל שאין לו תחליף שבו אין הרבה אור שמש, אין נהרות בקרבת מקום, ואין רשתות חשמל ריכוזיות.

מאפייני עיצוב

עקרון הפעולה של מחולל רוח הוא המרת אנרגיית הרוח לאנרגיה חשמלית.

בסוגים אחרים של גנרטורים חשמליים, זרימת המים בנהר, כוח הגאות והאוקיינוס משמשים כמקור לאנרגיה מכנית (קינטית).

במערכות בהן דרושה אנרגיית חום לייצור חשמל, הן משתמשות ב:

• מנוע הפועל על דלק, בנזין או סולר;
• שחרור חום מלוחות ובלוקים של כור גרעיני, שחוםו משמש להפיכת מים לאדים - בטורבינת קיטור;
• סוגים שונים של דלק שנשרפים במפעל CHP, החלפת חום, חום מכור גרעיני.

פאנלים סולאריים נפרדים, כאשר האור משמש כמקור אנרגיה, ולא חום או אנרגיה מכנית.

אבל בחזרה ל"טורבינות הרוח ", שעיקרון הפעולה שלהן הוא כדלקמן . כוח הרוח מסובב את המדחף, המניע את ציר מחולל המנועים. יחד עם הפיר, הרוטור של המנוע, שעליו מותקנים מגנטים קבועים, מסתובב באופן סינכרוני. השדה המגנטי, העובר בפיתול הסטאטור, מעורר בו זרם חילופין עקב שינוי בכוח השטף המגנטי העובר בסיבובי הסלילים, שממנו מורכבת הסלילה. מתח חשמלי לסירוגין מוזרם למעגל אלקטרוני, שם הוא הופך למתח ישיר. מכשירים והתקנים רבים הזקוקים לו פועלים מזרם ישיר.

כל אחד יכול לייצר גנרטור לבקתות קיץ או לתנאי שטח המייצר זרם חילופין במתח של 220 וולט . ככל שממדי המבנה מרשימים יותר, כך יעילות הרתיעה תתקבל על ידי משתמש מסוים. אין בעיה לייצר גנרטור המייצר קילוואט אחד או מספר חשמל לשעה. החשמל המתקבל ממתקן כזה מסוגל להניע כמעט את כל מוצרי החשמל בבית, כולל ציוד גינון.

מחולל הרוחות מותקן גבוה ככל האפשר - בגובה רכס הגג. שם, כוח הרוח מגיע לערכים המרביים המצויינים בתחזית מזג האוויר.

ההתקנה מזכירה מרחוק אבנית מזג אוויר עם פרופלור, שבגללה מבנה זה מסתובב לאן הרוח נושבת. זה הכרחי על מנת למקסם את השימוש בכוחו, במהירותו.

המדחף האופקי מסתובב על ידי שוק הממוקם בחלק האחורי של היחידה . אין צורך בשיר האנכי - להביו ממוקמים כך שהמדחף עצמו יתחיל כמעט חצי סיבוב, לא משנה מאיזה צד הרוח נושבת.

כדי שטורבינת רוח תפעל ביעילות מרבית, נדרשת מהירות של 3000 סל"ד או יותר . עבור גנרטורים המייצרים זרם חילופין, תדר זה מתאים לערך של 50 הרץ, האופייני לתחנות כוח תעשייתיות ביתיות. לאחר סיבוב גנרטור מנועי במשקל של כ -10 ק"ג, אין בעיה לקבל 2 קילוואט כל שעה.

ממה אפשר להכין?

המרכיב העיקרי של כל דגם של חוות רוח הוא גנרטור מנועים. הוא עובד כמו מנוע - זרם ישיר או לסירוגין גורם לסובב את הרוטור (ואיתו הפיר). עבודה הפוכה - כגנרטור - אפשרית גם היא.

בין המנועים המשמשים גנרטורים, ישנם מנועים אסינכרוניים ומדרגות מוברשות ללא מברשת . שלושת סוגי המנועים האלה פופולריים בקרב חובבים שמרכיבים טורבינות רוח במו ידיהם.

במנוע אספן, פיתולי הרוטור (אבזור) ממוקמים בשדה מגנטי קבוע של מגנטים סטאטוריים . המתח הקבוע המוסר מהמסופים של מנוע כזה כאשר פירו עם האבזור אינו מפותל מועבר מהמגעים נושאי הזרם של האבזור דרך המברשות. המברשות עצמן הן נקודת התורפה של מנוע כזה - הן מרוקנות במהירות את המשאב שלהן. ככלל, גנרטור כזה נמצא בעומס קבוע; כאשר האבזור זז, המברשות נוצצות. מספר ימים של הפעלה רציפה של התקנה כזו עלולים לשחוק לחלוטין את המברשות, וכתוצאה מכך יהיה צורך להחליף את האחרונה.

השימוש במנועי מברשת כגנרטור בעל עומס פעיל קבוע אינו מעשי.

האפשרות הטובה ביותר היא המנוע ללא מברשות .בו מסתובב רוטור עם מגנטים בחלל שבין פיתולי הסטאטור. הפיתולים עצמם נשארים נייחים, הם אינם זקוקים למגעי הזזה. הודות לפתרון כה פשוט, ההתקנה יכולה לפעול במשך עשרות שנים - חשוב רק אחת לעונה או כל שישה חודשים לשמן את מסבי המנוע, האחראים לסיבוב מושלם וללא תגובת גב של הרוטור. פתרונות פופולריים המבוססים על מנוע ללא מברשת - אסינכרוני או צעד - זמינים כמעט לכל "עשה זאת בעצמך".

מנוע אסינכרוני משמש בכלים חשמליים - למשל במכונת שחיקה . ניתן למצוא את המדרגה במגוון רחב של מכשירים - החל מגלגל מוטורי של אופניים ועד הנעה מכנית של מדפסת או כונן דיסק.

מנוע המברשת המשתנה המשמש בפטישים, טוחנים, מברגים, מסורי פאזל ומטוסים חשמליים נבדל זה מזה . החיסרון שלהם הוא הצורך להסיר את המברשות ואת נקב הרוטור עבור מגנטים ניאודימיום. כתוצאה מכך, רק סלילת הסטאטור נשארת מהפיתולים הפעילים - סלילה הרוטור מוסרת לחלוטין.

מדחף טורבינות רוח יכול להיות עשוי מצינורות ביוב מפלסטיק, בקבוקי PET וחומרים דומים למיחזור. ככל שהוא קל וחזק יותר, כך יידרש פחות כוח רוח כדי לפרוק אותו.

גנרטור רוח העשוי ממאוורר ידרוש נקב רוטור עבור מגנטים ניאודימיום .עיצוב מנוע המאוורר הביתי אינו מיועד לקבל זרם חשמלי על ידי סיבוב הרוטור. מצנן מחשב (ציד שבבים) - מאוורר של יחידת המערכת של מחשב נייד או מחשב נייד - נופל תחת אותו שינוי.

טרקטור או מחולל מכוניות משתמש בפיתול שדה נוסף, המונע על ידי סוללת המכונה עצמה .על מנת שהגנרטור ייצר, למשל, זרם חילופין של 135 אמפר במתח של 15 וולט, עירור הרוטור המתפתל לאחר הפעלת ההצתה צורכת זרם ישיר של 3 אמפר במתח של 12, 6-14 V מקור האנרגיה העיקרי לגנרטור הוא עדיין גל הארכובה של מנוע בעירה פנימית הפועל על בנזין, דיזל או מתאן / פרופאן. טרקטור או גנרטור לרכב ידרוש הסרה של פיתול השדה והתקנת מגנטים ניאודימיום במקום זאת.

מה נדרש?

האפשרות הנפוצה ביותר היא להשתמש במנוע מכונת כביסה לגנרטור תוצרת בית . אם "מכונת הכביסה" הישנה אינה זמינה, תוכל למצוא מנוע כזה בחנויות הזבל בשוק הביתי, במרכז השירות הקרוב ביותר למכשירי חשמל ביתיים או בחנות מתמחה. אין בעיה להזמין מנוע כזה מסין.

בעיקרון, במכונות כביסה, משתמשים במנוע אסינכרוני ללא מברשות.

שניהם חדשים ומשומשים יעבדו זמן רב. ניתן להמיר 200 וואט בקלות לקילוואט או יותר.

חומרים (עריכה)

כדי להרכיב את הגנרטור, בנוסף למנוע, אתה צריך:

• מגנטים ניאודימיום במידות 20, 10 ו -5 מ"מ (32 בסך הכל);
• דיודות מיישר או גשר דיודה עם זרם של עשרות אמפר (שימו לב לכלל של עתודת הספק כפולה);
• דבק אפוקסי;
• ריתוך קר;
• נייר זכוכית;
• פח מהצד של פחית.

מגנטים מוזמנים באינטרנט מסין.

כלים

הכלים הבאים יזרזו את תהליך הייצור:

• מַחֲרָטָה;
• מספריים;
• מברג עם חרירים;
• צְבָת.

בהיעדר מחרטה, צור קשר עם חבר שיודע לעבוד על מחרטה כזו.

ערכות וציורים

הגנרטור כמכשיר יוצר זרם חילופין, אותו יש להמיר לזרם ישיר, ולהביא אותו לערך המתח הנדרש. אם גנרטור מנוע מייצר, למשל, 40 וולט, אז לא סביר שזה יהיה ערך מתאים לרוב האלקטרוניקה הצרכנית באמצעות 5 או 12 וולט DC או 127/220 וולט AC.

סכמטי ההתקנה כולה, שהוכחו על ידי זמן ומיליוני משתמשים, כולל מיישר, בקר, סוללה ומהפך .מצבר לרכב בנפח של 55-300 אמפר-שעות משמש כאחסון מאגר של אנרגיה מאוחסנת. מתח ההפעלה שלה הוא 10, 9-14, 4 V עם מטען מחזורי (מחזור פריקה מלא) ו- 12, 6-13, 65 עם חיץ (במנות, במינון, כאשר אתה צריך להטעין סוללה פריקה חלקית).

הבקר ממיר, למשל, את אותם 40 וולט ל- 15. יעילותו באל-אמפר נעה בין 80-95%-לא כולל הפסדים על המיישר.

למחולל התלת פאזי יש את היעילות הגדולה ביותר . -התפוקה שלו גדולה ב -50% מזה של חד פאזי, היא לא רוטטת במהלך הפעולה (הרטט משחרר את המבנה, מה שהופך אותו לזמן קצר).

הסלילים בהתפתלות כל אחד מהשלבים מתחלפים זה בזה ומחוברים בסדרה - כמו קטבי המגנטים, אחד הצדדים הפונים לסלילים.

משימת המהפך היא להמיר מתח קבוע של כ -12 וולט שנלקח מהסוללה למתח מתחלף של כ -220.

מכשירים ביתיים ואלקטרוניקה מודרניים מסוגלים לפעול מ -110 וולט (תקן אמריקאי לרשתות ביתיות) עד 250 - לא מומלץ לתת יותר למכשירי רשת והתקנים. כל הממירים הם דחפים, בהשוואה לאלה ליניאריים, הפסדי החום שלהם הם הרבה פחות.

שלבי ייצור

כדי לשנות את עיצוב מנוע האינדוקציה, בצע את הפעולות הבאות

1. לפרק את המנוע ולהוציא את הרוטור.
2. הסר את הצלחות מאבזור הרוטור. חתכו אותם לעומק של 2 מ"מ.
3. צור חריצים בעומק של עד 5 מ"מ למגנטים.
4. מסמנים רצועת פח למגנטים. הם צריכים להיות מרווחים זה מזה זה מזה - זה ימנע אובדן כוח מיותר של ההתקנה.
5. צרף אותם לרצועת הפח הזו בעזרת דבק סופר. תקן את הרצועה בעזרת מגנטים על העוגן.
6. מלא את החלל בין המגנטים בריתוך קר או בדבק אפוקסי.
7. הסר קוצים וחוסר אחידות על הרוטור בעזרת נייר זכוכית.
8. בדוק - והחליף במידת הצורך - מיסבים וברגים של המנוע.

הרכיבו את מחולל המנועים. המכשיר מוכן להתקנה נוספת. כדי לבדוק את המכשיר, הידוק את פירו במברח או במברג מברג והאיץ ל -1000 סל ד.

מתח בקצות הסלילה מ -110 וולט יכול להיחשב מתאים.

בערך נמוך יותר, השגיאה נעוצה בחילוף המגנטים הבלתי אחיד בכל נקודה של מעגל סיבוב האבזור.

כדי להרכיב את טורבינת הרוח, בצע את הפעולות הבאות

1. גזרו חתיכות זהות מצינור PVC בקוטר 11-16 ס"מ, המתאימות באורך ללהבים העתידיים.
2. על כל קטע, צייר קו שרירותי ונסוג ממנו משני הצדדים ב -22 מ"מ. בהתאם לכך, רוחב להב אחד יגיע ל -44 מ"מ. חזור על פעולה זו עבור הקצה הנגדי של קטע הקו.
3. ישר לחבר את נקודות הקיצון בצד אחד של קו האמצע.
4. צייר בצד השני את קווי המתאר של הלהב העתידי.
5. חותכים את הלהב המתקבל ומעגלים את הקצה החופשי שלו על ידי חידוד. חזור על השלבים לעיל עבור שאר הלהבים.
6. חבר את הלהבים לרכזת באמצעות מתאם תותבים. ברגים עם אגוזים ומנקי קפיצים מתאימים כמחברים. רוחב כל להב לכל אורכו נע בין 44 ל -88 מ"מ.

זה מספיק כדי שהרוח תסובב את האימפלר במהירות של 3 מ / ש.המבנה המתקבל חייב להיות מאוזן - איזון נכון ימנע היווצרות כתמים עיוורים המאטים את הגנרטור כאשר המדחף מסתובב.

ניתן להניח גנרטור מנועים עם אימפלר מותקן בשרוול מגן המגן עליו מפני משקעים אטמוספריים. הישארות יבשה בכל תנאי מזג האוויר, מוגנת מפני גשם ושלג, הגנרטור יחזיק לאורך שנים. כדי להרכיב את השומר, בצע את הפעולות הבאות:

1. בצינור בקוטר 7.5 ס"מ, חותכים חריץ אורך ברוחב 2 ס"מ;
2. חותכים את הקצה האחורי של הצינור החתוך בזווית של 45 מעלות;
3. מקם את מחולל המנועים עם המדחף בצינור זה ותקן אותו אליו.

סיבוב חופשי של המנוע ידרוש מפרק מסתובב בעל כדור, בדומה לזה שנמצא במאוורר ביתי . הוא יכול להסתובב בלי סוף לכל צד.

כדי שהכבל, שבעזרתו יוסרו הזרמים המפותלים בפיתול הסטאטור, לא יתפתל או יתפתל, החיבור בציר חייב להיות מחליק, אך מספק מגע חשמלי אמין ויציב של הגנרטור המנועי עם יחידות פונקציונאליות נוספות של המעגל.

איש הקשר הטוב ביותר יסופק על ידי מסופים מצופים זהב שנלקחו מכל טכנולוגיה ישנה.

השימוש במגע מברשת -גרפיט אינו מוצדק - לגרפיט יש התנגדות חשמלית בסדר גודל גבוה מזה של אלומיניום ופלדה, והעוצמה של המתקן תפחת באופן ניכר. הציר מותקן על בסיס עשוי פיסת צינור מעוצב. לאחר ההרכבה, הם בודקים אם מנגנון הסיבוב שנוצר נתקע, אינו מסתובב והאם הכבל קרוע.

מתן מגע הזזה וסיבוב חופשי של המתקן לכיוון הרוח, שוק, עשוי, למשל, מצינור מים מפלסטיק ופיסת פלסטיק או אלומיניום, מוצמד למעטפת החיצונית הנוספת של המנוע.

צינור עגול או פרופיל משמש כתמיכה, שקצהו אחד נתון באדמה - לא פחות ממטר. כדי שהתמיכה לא תזנק עם הזמן מההוריקן, היא משלימה שלושה או שישה סימני מתיחה, המתכנסים במרכז באותה זווית ומכוונים לכיוונים שונים.

לאחר השלמת הרכבה של חלק המנוע-גנרטור, במידת הצורך מותקן מיישר דיודה ליד המנוע . ניתן להפחית באופן משמעותי את ההפסדים הנוכחיים בחוטים באמצעות שנאי הגבהה הממוקם ליד מערך הגנרטורים - כמו בקווים המשדרים חשמל תעשייתי למרחקים ארוכים.

בקר הטעינה, הסוללה ומהפך כלולים עוד יותר על פי התרשים. טורבינת הרוח מורכבת לגמרי ומוכנה לדרך.

המלצות

טחנת רוח ביתית לבית פרטי מייצרת מתח קבוע או מתחלף של כמה עשרות וולט, המהווה סכנה מוגברת לאדם. מגעים וחוטים חיים חייבים להיות מבודדים באופן אמין - מי גשמים הם סביבה מחומצמת המוליכה זרם חשמלי היטב.

העבודה על מחרטה או מטחנה מתבצעת במשקפי מגן וכפפות. חל איסור להרכיב את המעגל כאשר טורבינת הרוח פועלת.

אנרגיית הרוח היא הפכפכה. הפתרון הטוב ביותר יהיה גנרטור במהירות נמוכה עם יותר מעשר מגנטים וסלילים. ככל שיותר סלילים כך החוט המתפתל צריך להיות עבה יותר . קטע דק מדי עקב התנגדות כוללת של עשרות אוהם יפחית את הכוח השימושי של הגנרטור פי כמה. לעומס רציני - למשל, מכיריים חשמליות או מכונת כביסה - ב 220 וולט, זרם של עד 10 A.

עיצובו של גנרטור תוצרת בית - אלא אם כן נעשה שימוש במנוע שהוסב לייצור חשמל - צריך להיות שטוח וסימטרי לחלוטין . לפני התקנת הסלילים והמגנטים, "הספינר" עצמו חייב להיות במרכז. לא משנה מה נעשה בו שימוש - תקליטור שנזרק או עותק מיניאטורי תוצרת בית של טחנת רוח, חוסר האיזון הקל ביותר כבר אינו מקובל.

נסה להשיג רעש מינימלי - באופן אידיאלי, זה אמור להיעדר . אם ההתקנה שלך, שאינה משומנת במקום המסבים, מתלוננת בגלל החריקה והדפיקה המתמדת בעת סיבוב, תלונה כזו עלולה להוביל לבעיות בחוק, במיוחד בלילה. שאר הסיבות לטעון לך כבעלים של טורבינת רוח אינן משמעותיות - טורבינות רוח חוקיות לחלוטין, שכן הבעלים של מכשיר זה אינו מייצר באמצעותו חשמל בקנה מידה תעשייתי, כפי שעושים באירופה ובאמריקה.

ההתקנה לא צריכה להיות גבוהה מדי - מעל העמודים לאורכם עוברים קווי חשמל . בכל עיר, יישוב קוטג 'או יישוב כפרי, יש הגבלה על גובה המבנים הנבנים.

לדוגמה, אספקת מגדל בן 40 מטרים לתחנת בסיס סלולרית דורשת שורה של אישורים וביקורות של רגולטורים ממשלתיים. אותו דבר לגבי טורבינות רוח.

כשהוא ניגש בצורה נכונה ואחראית ביותר לפתרון הבעיה עם חשמל בעזרת גנרטור רוח, הצרכן יפטר מהשבתה הכרוכה בהפסקות חשמל. תמיד עדיף להיות יוזם - במסגרת החוק - מאשר לחכות שנים למה שהרשויות מבטיחות.