Kui suurkorporatsioonide insenerid ja tehnoloogid töötavad välja projekte alternatiivsete energiaallikate kasutamiseks tööstuses, siis kodumeistrid leiavad võimalusi selle kasutamiseks majapidamises. Pealegi ei määra mittestandardsetele energiageneraatoritele üleminekut mitte ainult soov elektrit säästa. Suvila- ja suvilaasulates ei ole elektrivarustuse katkestused haruldased ning mõnes piirkonnas puuduvad tsentraalsed toitevõrgud üldse. Kaugemate eravalduste omanikele ja neile, kes soovivad oma majapidamist lihts alt iseseisva energiaallikaga varustada, pakutakse välja idee valmistada isetehtud tuulegeneraator erinevates variatsioonides.
Tuuleveski põhikujundus
Kodus on tuulejõul töötava generaatori valmistamine lihtne. Piisab, kui võtta sõukruvi või labade grupi tööosa, ühendada see elektrimuunduriga mootoriga ja mõelda läbi energiasalvestussüsteem. Siis jääb üle vaid loodud töö tehniliste tingimuste korraldamineinfrastruktuuri. Probleem on selles, et enam-vähem oluliste tootmismahtude puhul peaks projekteerimine koosnema täismahus tööobjektidest. Kõigepe alt arvutatakse ratta telg, selle suund ja montaaži materjalid. Näiteks valmistatakse isetehtud vertikaalsed kodused tuulikud spetsiaalsel viisil tööpinkidel või käsitööriistadega töödeldud metallplaatidest. Tera vale geomeetria võib põhjustada tõukejõu kaotuse voolu ümberpööramise tõttu. See disain töötab tuulevoolude vastu.
Risontaalpaigaldised ei ole omakorda funktsionaalsete organite paigutusele nii nõudlikud. Neil on vaja ka teatud konfiguratsiooniga, kuid lihtsustatud kujuga terasid.
Lisaks töötavale mehaanilisele osale on tuuliku konstruktsioonis juba mainitud mootor. See peab tagama energia muundamise ja akumuleerimise. Kodune kodu tuulegeneraator on reeglina valmistatud kodumasinate mootoritest, kuid võib olla ka muid võimalusi. Erilist tähelepanu pööratakse tugistruktuurile. Selle moodustavad massiivne metallil põhinev raam, kaitseümbris, raami alus abiseadmete kinnitamiseks, rack ja muud komponendid.
Tehnilised andmed
Ilma võimsuste eelarvestuseta pole mõtet tuulegeneraatori edasiarendust alustada. Paigalduse kasutusviis sõltub lõppkokkuvõttes muundatud energia hulgast. Ja jälle esituskonstruktsiooni määravad töökorpuse mõõtmed ja selle tehnilise projekti konfiguratsioon. Omatehtud tuuleturbiini keskmisi parameetreid saab esitada järgmiselt:
- Tiibu läbimõõt 200cm
- Aeru segmentide arv – 6.
- Generaatori pinge on 24 W.
- Praegune – umbes 250 A.
- Generaatori võimsus – vahemikus 0,2 kuni 3 kW.
- Tuule kiirus kuni 12 m/s.
- Aku maht – 500 Ah
Rattalabade kokkupanek
Nagu juba märgitud, ei saa vertikaalse tuuleveski keeruka konstruktsiooni ehitamisel ilma metallleheta hakkama. Anodeeritud alumiiniumi saab kasutada, kuid terassegmendid on tugevusomaduste jaoks paremad, kuigi need nõuavad töötlemist. Igal juhul võimaldab ainult kõva metall vertikaalse koduse tuulegeneraatori ehitamiseks usaldusväärseid labasid kokku panna. Polüvinüülkloriidist (PVC) toorikutest saate ka oma kätega teha tuuleratta horisontaalse konstruktsiooni jaoks. Plast on töötlemisel tempermalmist, keskkonnamõjude ja valguse suhtes tundetu. Selle puudused tulenevad mehaanilisest paindlikkusest, seega peaksite esialgu keskenduma jäikadele PVC-sulamitele.
Struktuuriliselt sobivaid toorikuid võib leida survetorudest või renni segmentidest. Plasti puhul tasub keskenduda seinapaksusele 5 mm, pikkusele ca 100 cm ja läbimõõdule kuni 15 cm Segmendi moodustamiseks on soovitav kasutadavalmis šabloon, tõmmake sellest kontuurid ja tehke pusle või metallsaega väljalõige. Tuuleturbiini omatehtud labade tasakaalustamine toimub pindade lihvimise ja peeneteralise lihvimise teel. Kõik nurgad ja servad on hoolik alt ümardatud ühtseks kujundiks.
Järgmisena tuleks tuuleratta alusele paigaldada 6 labaga elementi, millesse siis generaator integreeritakse. Kinnitus toimub läbi metallhülsi läbimõõduga 20 cm ja paksusega 1 cm Inverter õrnkeevitusega tuleks keevitada 30 cm pikkused ja 1,2 cm laiused terasest maandumisliistud hülsi külge. need terade kinnitamiseks.
Jalgrattamootori generaator
Tootmisjaama valiku küsimus on võib-olla kõige olulisem, seega kaalutakse mitut võimalust. Paigaldamise seisukoh alt kõige praktilisem ja mugavam seade on elektriline jalgrattamootor, mida saab osta keskmiselt 7-10 tuhande rubla eest. See on mudel, mille pingekarakteristikud on kuni 250 V ja pöörlemiskiirus on umbes 200 pööret minutis. Järgmisena ühendatakse tuuleratta ühendus ja isetehtud generaator. Tuulegeneraatorit saab kinnitada kere külge poltidega, valides kodarate kinnituseks augud. Tulemuseks peaks olema kompaktne, suhteliselt kerge, kuid mitte kõige produktiivsem seade elektrienergia tootmiseks. Seetõttu tasub kaaluda võimsamaid alternatiive.
Disain autogeneraatoriga
Tööomaduste kogumi osas on selline paigaldusoptimaalne jõuallikas ning võimalusel on soovitatav kasutada traktori ja lasti startereid. Peamine raskus on seadme kerimisel neodüümmagnetitega. Need tuleks liimida rootori ketaste külge. Optimaalselt sobivad magnetelemendid formaadis 25x8 mm koguses 20 tk. Sel juhul tuleks poste rangelt vahetada, vastasel juhul on starter disainis kasutu.
Samuti tasub loobuda ümaratest magnetitest ja eelistada ristkülikukujulisi magneteid. Fakt on see, et autogeneraatorist valmistatud omatehtud tuulegeneraator peab elektromagnetlaineid ühtlaselt jaotama ja ümara kujuga elemendid ei suuda seda funktsiooni õigel määral toetada. Mööda magnetite paigutuse välis- ja sisekontuure on korrastatud ka külgede jooned. Need võivad olla valmistatud plastiliinist, mis on kinnitatud epoksüliimiga. Suurema töökindluse huvides tasub aga täita kogu starter kokkutõmbava vaiguga.
Asünkroonse mootori rakendus
Paigaldustööde tegemise mugavuse huvides võite võtta asünkroonse elektrijaama ja pärast lihtsat ümberehitust ühendada selle tuuliku mehaanilise tööosaga. Täiustuse põhiosa seostatakse treipingi rootori soonega. Viimistlemine toimub vastav alt magnetelementide paksusele. Töötlemisprobleem on tingitud asjaolust, et asünkroonsete mootorite konstruktsioonis ei ole ette nähtud spetsiaalseid hülssi magnetite sisestamiseks, mistõttu sooned puuritakse iseseisv alt.
Nagu ristkülikukujulise elektromagnetilise valiku puhulelemendid, sisetükkide moodustamine korpusesse tehakse põllu õigeks suunaks starteri poole. Pärast tehnilist viimistlemist ja tööseadmete kasutuselevõttu on võimalik konstruktsiooni täita epoksüvaiguga. Väljund peaks olema omatehtud tuulegeneraator võimsusega 2 kW või rohkem – jõudlus sõltub nimivõimsusest ja kasutatavate magnetite vormingust. Muide, ärge kartke, et liimikompositsiooniga töötlemisväli pinge pisut langeb. See ei ole tuuliku jõudluse seisukoh alt põhimõttelise tähtsusega, kuid see võib voolutugevust tõsta.
Isetehtud magnetgeneraatori kasutamine
Väikeste akude hooldamiseks võite piirduda enda valmistatud starteri paigaldamisega. Sellel on tehaseseadmetega võrreldes palju puudusi, kuid väikese võimsusega tarbijatele piisab sellisest süsteemist. Tootmise kõige olulisem samm on mähise pöörete õige arvutamine. Nende arv omatehtud magnetitega tuulegeneraatoris sõltub mähiste arvust. Keskmiselt annab koguvõimsuse 1000–1200 p/min.
Kui kasutate mähistamiseks suuremat traati, siis takistus väheneb ja voolutugevus, vastupidi, suureneb. Kuid igal juhul vajate mähisega mähiste loomiseks masinat. Protsess on rutiinne ja pikk, seega on mehhaniseerimine hädavajalik. Mähisüksus võib olla käsitsi töölaua baasil. Piisab, kui organiseerida pöörlev seade metallvardale ja tuua selle juurdemähis vasktraadiga. Mähis ise saab olema ümmargune. Olulisem on selle pikkuse küsimus, kuna piklik disain tagab sirgemad pöörded ja suure vasetarbimisega sektoris. Eraldi sektorid mähise õigeks jaotamiseks üle ala võib algselt paberile märkida, misjärel saab mähise toorikul kasutada samu plastiliinist tõkkeid.
Koduse tuulegeneraatori tugevuse suurendamiseks oma kätega on soovitatav kanda vormi põhjale klaaskiud. Selleks, et see ei kleepuks pinnale, on soovitatav tagumine pool töödelda vaha või vaseliiniga. Käivitussüsteemis on poolirühm kokku pandud ilma otsekontaktideta. Iga element peab olema kindl alt fikseeritud ja faaside otsad tuuakse välja mitmekihilise isolatsiooniga. Mitu juhet saab ühendada üheks kujundiks – täheks või kolmnurgaks.
Generaatori paigaldamine raamile
Komplekteeritud toiteplokk peab olema konstrueeritud teatud elektriliste koormuste jaoks, kuid ärge unustage kolmanda osapoole mehaanilist mõju. Selleks, et konstruktsioon taluks dünaamilist ja staatilist survet, tuleb generaatori võll kindl alt raami sisse kinnitada. Selleks kasutage omatehtud tuulegeneraatorile sobiva kuju ja suurusega metallraami. Äärmuslikel juhtudel võib seadme korpusesse kinnitamiseks kasutada summutusmaterjale. Liiga rasked raamid on samuti ebasoovitavad. Parim variant on 1–2 cm paksune alumiiniumraam.
Kõrge tuulekaitse
BTavarežiimis tuuleveski töötab ja genereerib stabiilset voolu tuule kiirusel umbes 10 m/s. Selle näitaja ületamine on kahjulik nii kandekonstruktsioonile kui ka seadme elektrilisele täidisele. Seetõttu on paigaldust kaitstud külgmiste labade süsteemiga. Näiteks omatehtud vertika altuulikuid kaitstakse orkaanide eest vedrujõudu andvate paneelide abil. Selle konstruktsiooni korral töötab generaator sabaga voolu suunas, see tähendab, et süsteemi funktsioon on piiratud mehaanikaga, kuid ilma õhuvoolude liigsete koormusteta.
Tuuleturbiini mast
Paigalduse keskne ja peamine kandekomponent, millest sõltub kogu kompleksi mehaaniline töökindlus. Selle vardana saab kasutada profiilnurki, torusid ja poste. 10 cm läbimõõduga metalltoru on praktilisem ja lihtsamini paigaldatav. Pikkuse osas tuleb silmas pidada, et generaatori optimaalne asend maapinnast on 4-5 m. Tööstusettevõtted paigaldatakse ka kl. kõrgem kõrgus, kuid selliste parameetritega usaldusväärseks paigaldamiseks on vaja lisavarustust. Sel juhul on kruvivaiade põhimõttel võimalik paigaldada isetehtud tuulegeneraator 1-1,5 m sügavusele maasse torule. Asendipunkti valikul tuleb arvestada sellega. et 30 m raadiuses ei tohiks olla häireid samal tasemel. Äärmuslikel juhtudel peate tõstma töökonstruktsiooni tõkkest 1 m kõrgemale.
Samuti saate ette arvutada laskumise ja tõusu seadmed. Ilma hoolduseta ikka hakkama ei saa ja tavalise redeli alus pole just kõige töökindlam lahendus. Lisaks soovitavad disainerid paigaldada piki masti kõrgust 5 m süvenditega turvajuhtmed. Need ankurdatakse maa külge ankrutega raadiuses, mis on pool varda kõrgusest.
Järeldus
Looduslikest energiaallikatest toidetavaid generaatorseadmeid ei kasutata endiselt laialdaselt põhivarustuse kõrge hinna ja märkimisväärsete hoolduskulude tõttu. Sel juhul võib kõige kallim olla asünkroonmootorist omatehtud tuulegeneraator, mis nõuab võimsat toitebaasi ja regulaarset tehnilist tuge. Teisest küljest on sellel ka kõrgeim tootlikkus (kasutegur umbes 80%), mis võimaldab hüvitada paigaldamise ja sellega seotud materjalide kulud. Kui palju energiat sellise generaatoriga ühendatud akust piisab? Nagu praktika näitab, võimaldab 2–3 kW tagasivooluga süsteemi minimaalne energialävi katta kliimasüsteemide, majapidamiste valgustusseadmete rühmade, külmutusseadmete jms vajadused.
