Nii üksikisikute kui ka kogu tänapäeva inimkonna tegevus on elektrita peaaegu võimatu. Kahjuks toob kiiresti kasvav nafta ja gaasi, kivisöe ja turba tarbimine kaasa nende ressursside varude vähenemise planeedil. Mida saab teha, kui maalastel see kõik alles on? Ekspertide järelduste kohaselt saab just energiakomplekside arendamine lahendada maailma majandus- ja finantskriiside probleeme. Seetõttu on kõige asjakohasemad kütusevabade energiaallikate otsimine ja kasutamine.
Taastuv, jätkusuutlik, roheline
Ehk ei tasu meelde tuletada, et kõik uus on hästi unustatud vana. Inimesed on õppinud väga pikka aega kasutama jõevoolu tugevust ja tuule kiirust mehaanilise energia saamiseks. Päike soojendab meie jaoks vett ja liigutab autosid, toidab kosmoselaevu. Ojade ja jõgede sängidesse paigaldatud rattad varustasid põldudele vett juba keskajal. Üks tuulik võiks anda jahu mitmele ümberkaudsele külale.
Praegu huvitab meid lihtne küsimus: kuidas tagadaoma kodu odava valguse ja soojusega, kuidas oma kätega tuulikut teha? 5 kW või veidi vähem, peaasi, et saaksite oma kodu elektriseadmete tööks vooluga varustada.
Huvitav on see, et maailmas on olemas hoonete klassifikatsioon ressursitõhususe taseme järgi:
- tavapärane, ehitatud enne 1980–1995;
- madala ja ülimadala energiatarbimisega - kuni 45-90 kWh 1 kV/m kohta;
- passiivne ja mittelenduv, saades voolu taastuvatest allikatest (näiteks paigaldades oma kätega pöörleva tuulegeneraatori (5 kW) või päikesepaneelide süsteemi, saate selle probleemi lahendada);
- energiaaktiivsed hooned, mis toodavad rohkem elektrit, kui nad vajavad, saavad raha, andes selle võrgu kaudu teistele tarbijatele.
Selgub, et katustele ja hoovidesse paigaldatud omad, kodused minijaamad võivad lõpuks konkureerida suurte elektritarnijatega. Ja erinevate riikide valitsused julgustavad igal võimalikul viisil alternatiivsete energiaallikate loomist ja aktiivset kasutamist.
Kuidas määrata oma elektrijaama tasuvust
Teadlased on tõestanud, et tuulte reservvõimsus on palju suurem kui kõik kogunenud sajanditevanused kütusevarud. Taastuvatest allikatest energia hankimise viiside hulgas on eriline koht tuulikutel, kuna nende valmistamine on lihtsam kui päikesepaneelide loomine. Tegelikult saab 5 kW tuulegeneraatorit oma kätega kokku panna, omades selleks vajalikkukomponendid, sealhulgas magnetid, vasktraat, vineer ja tera metall.
Asjatundjad ütlevad, et mitte ainult õige kujuga, vaid ka õigesse kohta ehitatud struktuur võib muutuda tootlikuks ja sellest tulenev alt kasumlikuks. See tähendab, et igal üksikjuhul ja isegi konkreetses piirkonnas on vaja arvestada õhuvoolude olemasolu, püsivust ja ühtlast kiirust. Kui piirkonnas on perioodiliselt vaiksed, rahulikud ja rahulikud päevad, ei too generaatoriga masti paigaldamine mingit kasu.
Enne kui hakkate oma kätega tuulikut (5 kW) valmistama, peate arvestama selle mudeli ja välimusega. Ärge oodake nõrg alt disainilt suurt energiaväljundit. Ja vastupidi, kui maal on vaja toita vaid paar lambipirni, pole mõtet oma kätega tohutut tuulikut ehitada. 5 kW on piisav võimsus, et varustada elektriga peaaegu kogu valgustussüsteem ja kodumasinad. Pidev alt puhub tuul – tuleb valgust.
Kuidas oma kätega tuuleturbiini teha: toimingute jada
Kõrge masti jaoks valitud kohas tugevdatakse tuulikut ennast selle külge kinnitatud generaatoriga. Tekkiv energia läheb juhtmete kaudu soovitud ruumi. Arvatakse, et mida kõrgem on masti konstruktsioon, mida suurem on tuuleratta läbimõõt ja tugevam õhuvool, seda suurem on kogu seadme efektiivsus. Tegelikult pole kõik päris nii:
- näiteks võib tugev orkaan labad kergesti murda;
- mõned mudelid saab paigaldada tavalise mudeli katuselekodus;
- Õige turbiin käivitub kergesti ja töötab hästi ka väga nõrga tuulega.
Peamised tuuleveskite tüübid
Classic on rootori horisontaalse pöörlemisteljega konstruktsioonid. Tavaliselt on neil 2-3 tera ja need paigaldatakse maapinnast suurele kõrgusele. Sellise paigaldise suurim efektiivsus avaldub konstantse suunaga õhuvoolul ja selle kiirusel 10 m/s. Selle labade konstruktsiooni oluliseks puuduseks on labade pöörlemise tõrge sageli muutuvas ja puhangulises tuules. See toob kaasa kas ebaproduktiivse töö või kogu paigaldise hävimise. Sellise generaatori käivitamiseks pärast seiskamist on vajalik labade sunnitud esialgne ülespööramine. Lisaks eraldavad labad aktiivse pöörlemise korral spetsiifilisi helisid, mis on inimkõrvale ebameeldivad.
Vertikaalsel tuulegeneraatoril ("Whirlwind" 5 kW või muu) on rootori paigutus erinev. H-kujuline või tünnikujuline turbiinid püüavad tuult igast suunast. Need konstruktsioonid on väiksemad, töötavad isegi kõige nõrgema õhuvooluga (1,5–3 m / s), ei vaja kõrgeid maste, neid saab kasutada isegi linnapiirkondades. Lisaks saavutavad isetehtud (5 kW – see on tõeline) tuulikud oma nimivõimsuse tuulega 3-4 m/s.
Purjed pole laevadel, vaid maal
Tuuleenergia üks kuumimaid trende tänapäevaloli pehmete labadega horisontaalse generaatori loomine. Peamine erinevus on nii valmistamise materjal kui ka kuju ise: isetehtavatel tuulikutel (5 kW, purjetüüp) on 4-6 kolmnurkset kangast laba. Pealegi, erinev alt traditsioonilistest struktuuridest, suureneb nende ristlõige keskelt perifeeria suunas. See funktsioon võimaldab mitte ainult "püüda" nõrka tuult, vaid ka vältida kaotusi orkaani õhuvoolu ajal.
Purjekate eelisteks võib nimetada järgmisi näitajaid:
- suur võimsus aeglase pöörlemisega;
- eneseorienteerumine ja kohanemine mis tahes tuulega;
- kõrge laba ja madal inerts;
- ratta sunniviisilist pöörlemist pole vaja;
- täiesti vaikne pöörlemine isegi suurtel kiirustel;
- vibratsiooni ja helihäirete puudumine;
- suhteliselt odav disain.
Tuuleveskid teevad seda ise
5 kW vajalikku elektrienergiat saab hankida mitmel viisil:
- ehitage lihtsaim pöörlev struktuur;
- monteerida kompleks mitmest järjestikusest samal teljel paiknevast purjerattast;
- Kasutage neodüümi teljekonstruktsiooni.
Oluline on meeles pidada, et tuuleratta võimsus on võrdeline tuule kiiruse kuupväärtuse ja turbiini pühkimisala korrutisega. Niisiis, kuidas teha 5 kW tuulegeneraatorit? Järgnevad juhised.
Võite aluseks võttaauto rumm ja pidurikettad. Iga ketta jaoks asetatakse rootori tulevastele ketastele (generaatori liikuv osa) paralleelselt ringis 32 magnetit (25 x 8 mm), 16 tükki, pealegi vahelduvad plussid tingimata miinustega. Vastasmagnetitel peavad olema erinevad pooluste väärtused. Pärast märgistamist ja paigutamist täidetakse kõik ringil olev epoksiidiga.
Staatorile asetatakse vasktraadi mähised. Nende arv peaks olema väiksem kui magnetite arv ehk 12. Kõigepe alt tuuakse kõik juhtmed välja ja ühendatakse omavahel tähe või kolmnurgaga, seejärel täidetakse need ka epoksüliimiga. Enne valamist on soovitatav sisestada rullidesse plastiliinitükid. Pärast vaigu kõvenemist ja eemaldamist jäävad alles augud, mida on vaja staatori ventilatsiooniks ja jahutamiseks.
Kuidas see kõik toimib
Staatori suhtes pöörlevad rootori kettad moodustavad magnetvälja ja mähistesse ilmub elektrivool. Ja tuulikut, mis on ühendatud rihmarataste süsteemiga, on vaja nende tööstruktuuri osade liigutamiseks. Kuidas oma kätega tuulegeneraatorit teha? Mõned alustavad oma elektrijaama ehitamist generaatori kokkupanemisega. Muud – labaga pöörleva osa loomisest.
Tuuleveski võll on ühendatud ühe rootorikettaga liugliigendiga. Alumine, teine magnetitega ketas asetatakse tugevale laagrile. Staator asub keskel. Kõik osad kinnitatakse vineeriringi külge pikkade poltidega ja fikseeritakse mutritega. Kõigi "pannkookide" vahele jäta kindlasti miinimumvahed rootori ketaste vabaks pöörlemiseks. Tulemuseks on 3-faasiline generaator.
Tünn
Jääb üle tuuleveskite tegemine. Oma kätega saab 3 ringist vineerist ja kõige õhemast ja kergemast duralumiiniumist lehest valmistada 5 kW pöörleva konstruktsiooni. Metallist ristkülikukujulised tiivad kinnitatakse vineerile poltide ja nurkadega. Esialgselt on ringi igas tasapinnas õõnestatud lainekujulised juhtsooned, millesse lehed sisestatakse. Saadud kahekorruselises rootoris on 4 lainelist laba, mis on üksteise külge kinnitatud täisnurga all. See tähendab, et mõlema vineerist pannkookidega kinnitatud rummu vahel on 2 lainekujulist duralumiiniumist laba.
See disain on paigaldatud keskele terastihvtile, mis edastab pöördemomendi generaatorile. Selle konstruktsiooniga isetehtud tuulikud (5 kW) kaaluvad umbes 16–18 kg, kõrgusega 160–170 cm ja põhja läbimõõduga 80–90 cm.
Asjad, mida arvestada
Tuuleveski-"tünni" saab paigaldada isegi hoone katusele, kuigi 3-4 meetri kõrgune torn on täiesti piisav. Siiski on hädavajalik kaitsta generaatori korpust looduslike sademete eest. Samuti on soovitatav paigaldada aku.
Vahelduvvoolu saamiseks 3-faasilisest alalisvoolust peab vooluringis olema ka muundur.
Piisava arvu tuuliste päevade korral piirkonnas suudab isemonteeritud tuulik (5 kW) anda voolu mitte ainult telerile ja lambipirnidele, vaid ka videovalvesüsteemile, kliimaseadmele, külmikule ja muud elektriseadmed.
