Djelatnost kako pojedinaca tako i cijelog današnjeg čovječanstva gotovo je nemoguća bez struje. Nažalost, brzo rastuća potrošnja nafte i plina, ugljena i treseta dovodi do smanjenja rezervi tih resursa na planetu. Što se može učiniti dok zemljani još imaju sve ovo? Prema zaključcima stručnjaka upravo razvoj energetskih kompleksa može riješiti probleme svjetske ekonomske i financijske krize. Stoga su najrelevantnije traženje i korištenje izvora energije bez goriva.
Obnovljiv, održiv, zelen
Možda ne vrijedi podsjećati da je sve novo dobro zaboravljeno staro. Ljudi su jako dugo naučili koristiti snagu riječnog toka i brzinu vjetra za dobivanje mehaničke energije. Sunce nam grije vodu i pokreće automobile, hrani svemirske brodove. Kotači, postavljeni u korita potoka i rječica, već su u srednjem vijeku opskrbljivali polja vodom. Jedna vjetrenjača mogla bi dati brašno za nekoliko okolnih sela.
Trenutno nas zanima jednostavno pitanje: kako osigurativaš dom s jeftinom svjetlošću i toplinom, kako napraviti vjetrenjaču vlastitim rukama? Snaga 5 kW ili malo manje, glavno je da svoj dom možete opskrbiti strujom za rad električnih uređaja.
Zanimljivo je da u svijetu postoji klasifikacija zgrada prema stupnju učinkovitosti resursa:
- konvencionalno, izgrađeno prije 1980-1995;
- s niskom i ultra-niskom potrošnjom energije - do 45-90 kWh po 1 kV/m;
- pasivni i nepostojani, koji primaju struju iz obnovljivih izvora (na primjer, instaliranjem rotacijskog vjetrogeneratora (5 kW) vlastitim rukama ili sustava solarnih panela, možete riješiti ovaj problem);
- energetski aktivne zgrade koje proizvode više električne energije nego što im je potrebno, dobivaju novac dajući ga putem mreže drugim potrošačima.
Ispostavilo se da bi vlastite, kućne mini-stanice instalirane na krovovima i u dvorištima, na kraju mogle konkurirati velikim dobavljačima električne energije. A vlade različitih zemalja na sve moguće načine potiču stvaranje i aktivno korištenje alternativnih izvora energije.
Kako odrediti profitabilnost vlastite elektrane
Istraživači su dokazali da je rezervni kapacitet vjetrova mnogo veći od svih akumuliranih stoljetnih rezervi goriva. Među načinima dobivanja energije iz obnovljivih izvora posebno mjesto zauzimaju vjetrenjače, jer je njihova izrada jednostavnija od izrade solarnih panela. Zapravo, vjetrogenerator od 5 kW može se sastaviti vlastitim rukama, imajući potrebnokomponente, uključujući magnete, bakrenu žicu, šperploču i metal za oštrice.
Poznavatelji kažu da struktura ne samo ispravnog oblika, već i izgrađena na pravom mjestu može postati produktivna i, sukladno tome, isplativa. To znači da je potrebno voditi računa o prisutnosti, postojanosti i ravnomjernoj brzini strujanja zraka u svakom pojedinačnom slučaju, pa čak i u određenoj regiji. Ako je područje periodično mirnih, mirnih i mirnih dana, postavljanje jarbola s generatorom neće donijeti nikakvu korist.
Prije nego počnete izrađivati vjetrenjaču vlastitim rukama (5 kW), morate razmotriti njen model i izgled. Ne očekujte veliku izlaznu energiju od slabog dizajna. Nasuprot tome, kada trebate samo napajati nekoliko žarulja u zemlji, nema smisla graditi ogromnu vjetrenjaču vlastitim rukama. 5 kW dovoljna je snaga za opskrbu električnom energijom gotovo cijelog sustava rasvjete i kućanskih aparata. Bit će stalnog vjetra - bit će svjetla.
Kako napraviti vjetroturbinu vlastitim rukama: slijed radnji
Na mjestu odabranom za visoki jarbol, sama vjetrenjača je ojačana na nju pričvršćenim generatorom. Generirana energija ide kroz žice do željene prostorije. Vjeruje se da što je veći dizajn jarbola, što je veći promjer kotača vjetra i jači protok zraka, to je veća učinkovitost cijelog uređaja. Zapravo, sve nije baš ovako:
- na primjer, jak uragan može lako slomiti oštrice;
- neki modeli se mogu ugraditi na krov konvencionalnogkod kuće;
- Desna turbina lako se pokreće i radi dobro čak i pri vrlo slabom vjetru.
Glavne vrste vjetrenjača
Classic su dizajni s vodoravnom osi rotacije rotora. Obično imaju 2-3 oštrice i postavljene su na velikoj visini od tla. Najveća učinkovitost takve instalacije očituje se kod strujanja zraka konstantnog smjera i njegove brzine od 10 m/s. Značajan nedostatak ovog dizajna s lopaticama je neuspjeh rotacije lopatica u smjeru vjetra koji se često mijenja i naglo. To dovodi ili do neproduktivnog rada ili do uništenja cijele instalacije. Za pokretanje takvog generatora nakon zaustavljanja potrebno je prisilno početno okretanje lopatica. Osim toga, s aktivnom rotacijom, oštrice emitiraju specifične zvukove koji su neugodni ljudskom uhu.
Okomiti vjetrogenerator ("Whirlwind" 5 kW ili drugi) ima drugačiji položaj rotora. Turbine u obliku slova H ili bačvaste turbine hvataju vjetar iz bilo kojeg smjera. Ovi dizajni su manji, rade i pri najslabijim strujama zraka (na 1,5-3 m / s), ne zahtijevaju visoke jarbole, mogu se koristiti čak i u urbanim sredinama. Osim toga, sastavljene vjetroturbine "uradi sam" (5 kW - ovo je stvarno) postižu svoju nazivnu snagu uz vjetar od 3-4 m/s.
Jedra nisu na brodovima, već na kopnu
Jedan od najtoplijih trendova energije vjetra danasje stvaranje horizontalnog generatora s mekim lopaticama. Glavna razlika je u materijalu izrade i samom obliku: vjetrenjače (5 kW, tip jedra) imaju 4-6 trokutastih lopatica od tkanine. Štoviše, za razliku od tradicionalnih struktura, njihov se poprečni presjek povećava u smjeru od središta prema periferiji. Ova značajka omogućuje ne samo "hvatanje" slabog vjetra, već i izbjegavanje gubitaka tijekom uraganskog strujanja zraka.
Sljedeći pokazatelji mogu se nazvati prednostima jedrilica:
- velika snaga sa sporom rotacijom;
- samoorijentacija i prilagodba svakom vjetru;
- visoka lopatica i niska inercija;
- nema potrebe za prisilnim okretanjem kotača;
- potpuno tiha rotacija čak i pri velikim brzinama;
- nedostatak vibracija i zvučnih smetnji;
- relativno jeftin dizajn.
Vjetrenjača učini to sama
5kW potrebne električne energije može se dobiti na nekoliko načina:
- izgradite najjednostavniju rotirajuću strukturu;
- za sastavljanje kompleksa od nekoliko uzastopno smještenih na istoj osi kotača jedra;
- Koristite neodimijsku konstrukciju osovine.
Važno je zapamtiti da je snaga kotača vjetra proporcionalna umnošku kubične vrijednosti brzine vjetra i površine turbine. Dakle, kako napraviti vjetrogenerator od 5 kW? Slijede upute.
Možete uzeti kao osnovuglavčina automobila i kočioni diskovi. 32 magneta (25 x 8 mm) postavljena su paralelno u krug na buduće diskove rotora (pokretni dio generatora) za svaki disk, 16 komada, štoviše, plusevi se nužno izmjenjuju s minusima. Nasuprotni magneti moraju imati različite vrijednosti polova. Nakon označavanja i postavljanja, sve na krugu je ispunjeno epoksidom.
Zavojnice bakrene žice postavljene su na stator. Njihov broj trebao bi biti manji od broja magneta, odnosno 12. Prvo se sve žice izvode i spajaju jedna s drugom zvijezdom ili trokutom, a zatim se također pune epoksidnim ljepilom. Prije izlijevanja preporuča se umetnuti komadiće plastelina u zavojnice. Nakon što se smola stvrdne i ukloni, ostat će rupe koje su potrebne za ventilaciju i hlađenje statora.
Kako sve funkcionira
Diskovi rotora, rotirajući u odnosu na stator, tvore magnetsko polje, a električna struja se pojavljuje u zavojnicama. A vjetrenjača, povezana sustavom remenica, potrebna je za pomicanje ovih dijelova radne konstrukcije. Kako napraviti vjetrogenerator vlastitim rukama? Neki počnu graditi vlastitu elektranu sastavljanjem generatora. Ostali - od stvaranja rotirajućeg dijela s oštricom.
Osovina vjetrenjače je spojena kliznim zglobom na jedan od diskova rotora. Donji, drugi disk s magnetima postavljen je na jak ležaj. Stator se nalazi u sredini. Svi dijelovi su pričvršćeni na krug od šperploče dugim vijcima i pričvršćeni maticama. Između svih "palačinki" svakako ostavite minimumpraznine za slobodno okretanje diskova rotora. Rezultat je 3-fazni generator.
Bačva
Ostalo je napraviti vjetrenjače. Svojim vlastitim rukama može se napraviti rotirajuća struktura od 5 kW od 3 kruga šperploče i lima najtanjeg i najlakšeg duraluminija. Metalna pravokutna krila pričvršćena su na šperploču vijcima i uglovima. Prethodno su u svakoj ravnini kruga izdubljeni žljebovi za vođenje u obliku valova, u koje se umetnu listovi. Rezultirajući dvokatni rotor ima 4 valovite lopatice pričvršćene jedna na drugu pod pravim kutom. Odnosno, između svake dvije glavčine pričvršćene palačinkama od šperploče, nalaze se 2 duraluminske oštrice u obliku valova.
Ovaj dizajn je montiran u sredini na čeličnu iglu, koja će prenositi moment na generator. DIY vjetrenjače (5 kW) ovog dizajna teže približno 16-18 kg s visinom od 160-170 cm i promjerom baze 80-90 cm.
Stvari koje treba uzeti u obzir
Vjetrenjača-"bačva" može se postaviti čak i na krov zgrade, iako je toranj visok 3-4 metra sasvim dovoljan. Međutim, neophodno je zaštititi kućište generatora od prirodnih oborina. Također se preporučuje ugradnja baterije.
Za dobivanje izmjenične struje iz 3-fazne istosmjerne struje, pretvarač također mora biti uključen u krug.
Uz dovoljan broj vjetrovitih dana u regiji, samostalna vjetrenjača (5 kW) može osigurati struju ne samo za TV i žarulje, već i za video nadzor, klima uređaj, hladnjak i druga električna oprema.
