Vindgenerator av en bilgenerator själv: monteringsteknik för vindkraftverk och genomgång av misstag

Vindkraftverk – ett lovande alternativ till traditionell energi. Vindenergi omvandlad till elektricitet lovar att bli billig, lätt att utvinna och kostnadseffektiv. Och med tanke på de elräkningar som kommer nu, är det värt att försöka bygga en egen vindgenerator för att spara pengar, eller hur?

Det finns verkliga exempel på installationer som producerar en ansenlig mängd energi. Trots detta har vindkraftverkens potential än så länge ett klart övertag över de alternativ som kan utmana den traditionella elproduktionen.

Vi har tagit fram en guide, genom att följa den kan du bygga en vindgenerator av en bilgenerator på egen hand. I den föreslagna artikeln analyseras vanliga misstag som görs vid konstruktion av vindkraftverk i detalj. För tydlighetens skull kompletteras artikeln med temabilder och videomaterial.

Om hemmabyggda vindkraftverk

Särskilt intresse för vindkraft märks på hushållsnivå. Det är förståeligt om man kastar ett öga på en ny elräkning. Därför blir olika händiga personer mer aktiva och använder alla möjligheter att få billig el.

Ett sådant fullt realistiskt alternativ är nära knutet till ett vindkraftverk byggt av en bilgenerator. En färdig enhet – bilgeneratorn – behöver bara utrustas med korrekt tillverkade blad för att man ska kunna ta ut en viss mängd elektrisk energi från generatorns poler.

Det fungerar dock effektivt endast vid blåsigt väder.

Ett praktiskt exempel på vardagsanvändning av vindgeneratorer. En väl utformad och fullt effektiv praktisk konstruktion av ett vindkraftverk. En trebladig propeller är installerad, vilket är ovanligt för hushållsapparater.

I princip vilken bilgenerator som helst duger för att bygga ett vindkraftverk. Men man strävar oftast efter att välja en kraftfull modell som klarar höga strömmar. Här är generatorer från lastbilar, stora passagerarbussar, traktorer och liknande mest populära.

Förutom generatorn behövs ytterligare komponenter för att tillverka vindkraftverket:

• två- eller trebladig propeller;
• bilbatteri;
• elkabel;
• mast, stödelement, fästdetaljer.

En propeller med två eller tre blad anses vara den bästa lösningen för en klassisk vindgenerator. Men hembyggen avviker ofta från den tekniska klassikern. Därför försöker man oftast skaffa färdiga propellrar till sin hemkonstruktion.

Fläktvingen från en personbils fläkt, som ska användas som propeller på ett vindkraftverk för hemmet. Lätt vikt och stor aktiv yta för vindkraften gör sådana lösningar möjliga.

Exempelvis kan man använda fläkten från utomhusdelen till en luftkonditioneringssplit eller från fläkten till samma bil. Men om man vill följa traditionell vindgeneratordesign måste man bygga vindkraftverkets propeller helt själv från grunden.

Innan man beslutar att montera och installera en vindgenerator bör man bedöma platsens vinddata och kalkylera återbetalningstiden. Stor hjälp får man av informationen i en intressant artikel som vi rekommenderar att läsa.

Monteringsteknik för vindgenerator

Den optimala grunden för en hemvindgenerator förefaller vara modell AT-700 från traktorn i DT-serien. Denna traktorgenerator är dock i originalutförande konstruerad för ett rotorvarvtal upp till 6000 varv/min. För ett vindkraftverk i hemmiljö är en sådan parameter klart överdriven.

Det finns två utvägar:

1. Använda en växellåda eller multiplikator som ger den utväxling som behövs.
2. Linda om den befintliga statorlindningen på AT-700 för låga varvtal.

I princip är båda moderniseringsalternativen för enheten möjliga. Men att döma av recensioner från etablerade konstruktörer är alternativet med omlindning av statorn mer acceptabelt. Särskilt med tanke på vikten på själva generatorn AT-700, som når 6 kg.

Traktorgenerator AT-700. Många projekt inom hushållssektorn har utvecklats baserat på just denna enhet, som har hög strömavkastning. Men en liten modernisering krävs.

Om man kompletterar enheten med en växellåda fördubblas vikten på hela modulen. Och detta är en viktig parameter för vindkraftverkets konstruktion. Man strävar alltid efter att minska vikten.

Vid användning av generator K 701 i vindkraftverkskonstruktionen krävs viss modernisering:

Steg #1. Vindkraftverkets propeller

Materialet för tillverkning av rotorbladen är ett bevattningsrör av aluminium (d = 200 mm) med längden 0,7 – 1,0 m. Inledningsvis skärs det itu på längden i fyra segment, och sedan skärs blad i önskad form från två eller tre av de erhållna delarna.

Eftersom aluminium är ett material som är lätt att bearbeta, är det inget problem att skära ut den önskade bladformen från en rörbit. Det viktiga är att korrekt beräkna och rita en mall.

De tillverkade bladen för den framtida rotorn måste fästas ihop och monteras på generatoraxeln. Detta arbete är mer komplicerat, kräver noggrann balans och särskilt vid konstruktion av en trebladig rotor. Det finns många varianter för att tillverka rotorskivan. En av dem är att skapa denna del från aluminiumplattor.

Du måste beräkna propellerns skivdiameter med hänsyn till bladens en meters längd. För ett vingspann på 2 meter kan den beräknade skivdiametern vara 150–200 mm. Baserat på den beräknade diametern skärs det nödvändiga antalet runda plattor (6–7 st.) ut ur aluminiumplåt.

Exempel på tillverkning av en propeller till en vindgenerator från ett 200 mm aluminiumrör som används på jordbruksfält för bevattning av grödor. Resultatet blir en lätt och effektiv konstruktion.

De utskurna runda plattorna läggs ovanpå varandra, riktas in längs kanterna och fästs ihop. För sammanfogning är det bäst att använda kvalitativt epoxilim. Men andra fästmetoder är inte heller uteslutna.

På den färdiga limmade skivan måste du i mittpunkten markera och borra ett hål för infästning på generatorns axel. Hålet bearbetas med ett kilspår som passar kilen som är monterad på generatorns rotoraxel.

Den på detta sätt förberedda propellerskivan markeras för infästning av bladen. Längs de markerade linjerna borras hål för bultar till fäste för konsoler. Dessa delar görs också i aluminium med val av lämplig tjocklek för att kompensera överförda krafter.

Sedan återstår det att montera de tidigare tillverkade bladen på skivan vid de markerade anslutningspunkterna, balansera dem på en plan yta och fästa med bultar.

Steg #2. Tillverkning av mast av rör

Traktorgeneratorn AT-700, utrustad med en hembyggd propeller, är redan en riktig vindkraftverk. För att få maximal effekt av konstruktionen bör den lyftas 5–7 meter och dessutom förses med cirkulär rörelse på 360°.

Därför placeras vindflöjel-vindkraftverket på en mast, som enklast tillverkas baserad på ett metallrör.

Monterad mast av metallrör med diameter 50 mm med vindgenerator på toppen. För mastens stabilitet används stag av metallina.

En mast med höjd 5–7 meter, utrustad med vindgenerator på toppen, kommer att utsättas för betydande belastningar. Därför måste metallrörets diameter vara tillräckligt stor – minst 50 mm i ytterdiameter.

Mastens infästning sker med hjälp av fyra linor, fästa upptill nära vindkraftverket och spända som motvikt mot varandra.

I den övre änden av maströret, i det inre utrymmet, pressas ett par lämpliga lager in eller fästs på något annat sätt. Detta blir ett roterande stödblock där vindflöjeln med generatorn och propellern placeras. Det återstår att göra själva vindflöjeln och montera all nödvändig utrustning på den.

Steg #3. Hur man gör en aluminiumvindflöjel

Vindflöjelkonstruktionen, i ena änden plats för bilgenerator med propeller och i den andra – plats för «svans», rekommenderas att göra av ett lätt och starkt material.

Till exempel skulle ett aluminiumrör med rektangulär profil passa perfekt som bas. För att fästa generatorn på profilröret är det bekvämare att använda klämmor av mjuk metallband (helst rostfritt stål).

Exempel på möjligt fäste av generatorhuset på flöjelns profilrör. Här används en metallram med främre och bakre konsoler för skruvförband.

Flöjelns svans kan byggas av samma aluminiumplåt och fästas på profilröret med vinkelbeslag. I tyngdpunkten på profilröret måste en metallstång av rostfritt stål förstärkas.

Denna del är i form av en lång bult (250-300 mm), med en diameter på cirka 30 mm (beräknas), går tvärs genom den profilerade aluminiumrörets kropp och fästs underifrån med en mutter. Ovanpå muttern sätts en låsmutter.

Bultens gängdiameter bör vara något mindre än innerdiametern på lagerringarna som pressats in i maströret. I mitten av bulten, längs dess axel, borras ett hål på 7-10 mm. Genom detta hål kommer den elektriska kabeln från generatorn att dras och gå ner genom röret till anslutningsplatsen.

Steg #4. Installation och anslutning av vindgeneratorn

Efter alla beskrivna förberedelser (obligatoriskt i vindstilla väder) påbörjas installationen:

1. På flöjelns bas fästs traktorgeneratorn med klämmor.
2. Lyft masten från marken 1,5–2 meter och sätt flöjeln med stödbulten på lagren.
3. Samtidigt dras kabeln från generatorn genom bultens kropp och vidare inuti röret till den nedre utgångspunkten.
4. Även strax under flöjelns bas monteras en stoppare som gör att flöjeln kan rotera 360° åt ena eller andra hållet, men inte mer.
5. Lyft masten slutligen och förstärk den med vajrar.
6. Anslut kabeländarna till mottagarenheten (vanligtvis via en kontrollenhet till ett batteri).

Härmed kan konstruktionen av vindgeneratorn anses vara färdig. Det finns dock fortfarande många detaljer i processen som man kommer att stöta på under användningen av enheten.

Blockschema över en komplett vindkraftanläggning: 1 – vindkraftverk, 2 – batteriladdningsomvandlare; 3 – bilbatteri; 4 – växelriktare 24/220; 5,6 – utgångar för spänningarna 220V och 24V

Dessa detaljer är kopplade till automatik som reglerar lagring och distribution av energi. Sådana enheter som laddningsregulator, strömriktare och andra är obligatoriska komponenter i vindgeneratorer.

Exempel på montering av vindkraftverk i bilder, steg för steg

Låt oss titta på ett exempel på en 24 V vindkraftverk byggd baserat på en bilgenerator. Hemmabygget börjar fungera stabilt vid vindstyrka 5 m/s. I måttlig blåst med vindbyar från 15 m/s levererar anläggningen 8 till 11 A, under dagar med stark vind ökar verkningsgraden. Effekten är högst 300 W.

I princip är allt arbete utfört, det återstår att koppla ihop de olika komponenterna i den hushållsnyttiga anläggningen:

Den hemmagjorda anläggningen ger 24 V och kan användas för att ladda batterier till mobil utrustning och för att leverera energi till belysningslinjer med energisnåla lampor.

Analys av konstruktionsfel

Att montera ett vindkraftverk i hemmiljö med egna händer är förstås inte felfritt. Även i konstruktionen av industriella vindkraftverk gör ingenjörer fel. Men man lär sig av misstagen, vilket bevisas av fullt fungerande hemmakonstruktioner.

Bland misstagen vid installation av hushållsvindkraftverk förekommer ofta detaljen att generatorn saknar en bromsmodul. Standardutförandet av sådana apparater (bil- eller traktorgeneratorer) har inte denna komponent. Generatorn måste därför modifieras.

Men inte varje 'konstruktör' vill ägna sig åt detta finlir. Många ignorerar denna detalj och hoppas på att 'det löser sig'. Resultatet – vid kraftig vind varvar propellern upp till oerhört höga hastigheter. Generatorns lager klarar inte av det och förstör lägena i aluminiumlocken. Rotorn låser sig.

Förstörd vindgenerator på grund av konstruktionsbrister. Fel vid konstruktion och montering av liknande anordningar leder till allvarliga konsekvenser

Till samma tema hör bristen på en begränsare för vindflöjelns rotation. Ofta glömmer man helt enkelt bort att installera denna komponent och kommer ihåg det först när vindströmmarna börjar snurra 'tuppen' runt sin axel som en snurra i programmet 'Vad? Var? När?'. Resultatet är beklagligt.

Minsta skada – vridning och avbrott av elkabeln, och i svåra fall – hela konstruktionen slits sönder.

Ett annat anmärkningsvärt monteringsfel är felaktig beräkning av tyngdpunkten på vindflöjelns bas. I sådana fall kan enheten fungera normalt ett tag. Men med tiden uppstår en snedbelastning i lagren, rotationsfriheten begränsas och konstruktionens effektivitet vad gäller energiutvinning minskar kraftigt.

Om hur man beräknar en vindgenerator korrekt får du lära dig i vår föreslagna artikel.

Ofta försöker man driva ett batteri direkt med strömmen från generatorn. Snart börjar man undra varför batteriet inte håller laddningen, eller upptäcker att 2–3 celler har gått sönder.

Detta är ett banalt och naturligt misstag, eftersom laddning av batteriet i alla fall måste ske under specifika ström- och spänningsförhållanden. Här krävs övervakning av processen.

Hemtillverkare som är intresserade av ämnet montering av en vindgenerator erbjuds att bekanta sig med ytterligare ett originellt alternativ. Den föreslagna artikeln beskriver tillverkning av en generatoranordning från skrotade tvättmaskinsdelar.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Även en vanlig elektrisk skruvdragare kan bli ett vindkraftverk om man känner till grunderna i hur en vindgenerator fungerar.

Intresset för vindkraftverk minskar inte. Tvärtom övervägs detta alternativ för att producera elektrisk energi allt oftare av ägare av lantegendomar.

Det är uppenbart att om man kombinerar flera energikällor – vind, sol, vattenturbiner eller kärnkraftverk – kan en sådan kombination ge ekonomisk effekt. Samtidigt reduceras risken för att användaren blir utan elektricitet till noll.

Vill du berätta om hur du själv byggde ett vindkraftverk för att förse din sommarstuga med el? Vill du dela med dig av användbar information som inte nämns i artikeln? Skriv gärna kommentarer i blocket nedan, dela dina intryck, tekniska detaljer som bara du känner till, och foton relaterade till artikelämnet.