Inhoud
Het hebben van een eigen windgenerator is zeer winstgevend. Ten eerste ontvangt een persoon gratis elektriciteit. Ten tweede kan elektriciteit worden verkregen op plaatsen ver van de bewoonde wereld, waar geen elektriciteitsleidingen zijn. Een windmolen is een apparaat dat is ontworpen om kinetische windenergie op te wekken. Veel vakmensen hebben geleerd een verticale windgenerator met hun eigen handen in elkaar te zetten, en nu zullen we ontdekken hoe dit wordt gedaan.
Ontwerp en typen windturbines
Windgeneratoren hebben veel namen, maar het is juister om ze een windenergiecentrale te noemen. Een windpark bestaat uit elektrische apparatuur en een mechanische structuur - een windturbine, die met elkaar zijn verbonden tot één systeem. Een elektrische installatie helpt om van wind een energiebron te maken.
Er zijn veel soorten windgeneratoren, maar afhankelijk van de locatie van de werkas worden ze conventioneel in twee groepen verdeeld:
- Windmolens met een horizontale rotatieas komen het meest voor. De elektrische installatie kenmerkt zich door een hoog rendement. Bovendien is het mechanisme zelf beter bestand tegen orkanen en bij lichte wind start de rotor sneller. Horizontale windgeneratoren hebben een eenvoudigere vermogensregeling.
- Windmolens met een verticale rotatieas kunnen zelfs bij lage windsnelheden draaien. Turbines zijn stil en gemakkelijker te vervaardigen, dus worden ze meestal door vakmensen in hun tuin geïnstalleerd.Het ontwerpkenmerk van een verticale windmolen maakt het echter mogelijk dat deze slechts laag boven de grond wordt geïnstalleerd. Hierdoor wordt het rendement van de elektrische installatie sterk verminderd.
Windgeneratoren verschillen afhankelijk van het type waaier:
- Propeller- of vleugelmodellen zijn uitgerust met bladen die loodrecht op de werkende horizontale as staan.
- Carrouselmodellen worden ook wel roterend genoemd. Ze zijn typisch voor verticale windturbines.
- Trommelmodellen hebben eveneens een verticale werkas.
Om kinetische windenergie op industriële schaal op te wekken, worden meestal propellerwindgeneratoren gebruikt. Trommel- en carrouselmodellen zijn groter van formaat en hebben een minder efficiënt mechanisme.
Alle windturbines kunnen worden uitgerust met een multiplier. Deze versnellingsbak maakt veel lawaai tijdens het gebruik. Multipliers worden meestal niet gebruikt in windturbines voor thuisgebruik.
Werkingsprincipe van windturbines
Het is vermeldenswaard dat het werkingsprincipe van een windgenerator hetzelfde is, ongeacht het ontwerp en uiterlijk. De energieopwekking begint vanaf het moment dat de wieken van de windmolen draaien. Op dit moment wordt er een magnetisch veld gecreëerd tussen de rotor en de stator van de generator. Het dient als een energiebron die elektriciteit opwekt.
Zoals we ontdekten, bestaat een windgenerator dus uit twee hoofdonderdelen: een roterend mechanisme met bladen en een generator. Nu over het werk van de animator. Deze versnellingsbak wordt op een windmolen geïnstalleerd om de snelheid van de werkas te verhogen.
Wanneer de generatorrotor draait, wordt er wisselstroom gegenereerd, dat wil zeggen dat er drie fasen naar buiten komen. De opgewekte energie bereikt de controller en gaat van daaruit naar de batterij.In deze keten is er nog een belangrijk apparaat: een omvormer. Het zet de stroom om in stabiele parameters en levert deze via het netwerk aan de consument.
Windmolen industriële ambacht 2
Op het gebied van windenergie is de kinetische windgenerator Industrial Craft 2, die een aangepaste eenheid heeft voor het opwekken van windenergie, zeer beroemd. Om het vermogen van een elektrische installatie te berekenen, wordt de som van de snelheden van de werkende onderdelen vermenigvuldigd met 0,1. De grootte van het werkgebied wordt bepaald door de afmetingen van de rotor. Tijdens rotatie produceert het kinetische energie kU in plaats van elektrische energie EU.
De rotatie van de bladen is afhankelijk van windstoten. De meest optimale snelheid wordt waargenomen op een hoogte van 160-162 m. Een onweersbui verhoogt de windsnelheid met 50%, en eenvoudige regen - tot 20%.
De rotoren van de windgenerator Industrial Craft 2 verschillen in de afmetingen en het materiaal van de bladen, evenals de maximale windkrachtwaarden waarbij ze kunnen werken:
- houten rotor met 5x5 bladen is ontworpen voor een windsnelheidsbereik van 10 tot 60 MCW;
een ijzeren rotor met 7x7 bladen is ontworpen voor een snelheidsbereik van 14 tot 75 MCW; - stalen rotor met 9x9 bladen is ontworpen voor een reeks luchtstroomsnelheden van 17 tot 90 MCW;
- De koolstofvezelrotor met 11x11 bladen is ontworpen voor een reeks luchtstroomsnelheden van 20 tot 110 MCW.
De kinetische windgeneratoren van Industrial Craft 2 worden niet dicht bij elkaar op hetzelfde niveau geplaatst met de ruggen naar elkaar toe.
Zelfproductie van een verticale windgenerator
Een windmolen met verticale as is het makkelijkst zelf te maken. De messen zijn gemaakt van welk materiaal dan ook, het belangrijkste is dat het bestand is tegen vocht en de zon, en ook licht van gewicht is.Voor de bladen van een windgenerator voor thuis kunt u PVC-buis gebruiken, gebruikt in de rioolconstructie. Dit materiaal voldoet aan alle bovenstaande eisen. Vier bladen van 70 cm hoog zijn uit kunststof gesneden, plus twee dezelfde zijn van gegalvaniseerd staal. De tinnen elementen worden tot een halve cirkel gevormd en vervolgens aan beide zijden van de buis bevestigd. De overige messen zijn op dezelfde afstand in een cirkel gemonteerd. De rotatieradius van zo’n windmolen zal 69 cm zijn.
De volgende fase is de rotormontage. Je hebt hier magneten nodig. Neem eerst twee ferrietschijven met een diameter van 23 cm, met lijm worden op één schijf zes neodymiummagneten bevestigd. Bij een magneetdiameter van 165 cm ontstaat daartussen een hoek van 60°O. Als deze elementen kleiner zijn, wordt hun aantal vergroot. De magneten worden niet zomaar lukraak gelijmd, maar de polariteit wordt één voor één veranderd. Ferrietmagneten worden op soortgelijke wijze aan de tweede schijf bevestigd. De gehele structuur is royaal gevuld met lijm.
Het moeilijkste is het maken van de stator. Je moet een koperdraad van 1 mm dik vinden en er negen spoelen van maken. Elk element moet precies 60 beurten bevatten. Vervolgens wordt het elektrische statorcircuit samengesteld uit de voltooide spoelen. Ze liggen alle negen in een cirkel. Verbind eerst de uiteinden van de eerste en vierde spoel. Verbind vervolgens het tweede vrije uiteinde van de vierde met de uitgang van de zevende spoel. Het resultaat was een eenfasig element van drie spoelen. Het tweede fasecircuit wordt op volgorde samengesteld uit de volgende drie spoelen, te beginnen met het tweede element. De laatste fase die op dezelfde manier moet worden geassembleerd, is de derde fase, beginnend bij de derde spoel.
Om het circuit te bevestigen, wordt een vorm uit multiplex gesneden. Er wordt glasvezel bovenop geplaatst en er wordt een circuit van negen spoelen op gelegd. Dit alles wordt met lijm gegoten, waarna het wordt gelaten totdat het volledig is uitgehard.Op zijn vroegst een dag later kunnen de rotor en stator worden aangesloten. Eerst wordt de rotor met de magneten naar boven geplaatst, de stator erop en de tweede schijf er bovenop geplaatst met de magneten naar beneden. Het aansluitprincipe is te zien op de foto.
Nu is het tijd om de windgenerator in elkaar te zetten. Het hele circuit zal bestaan uit een waaier met bladen, een batterij en een omvormer. Om het koppel te vergroten, is het raadzaam een versnellingsbak te installeren. Installatiewerkzaamheden hebben de volgende volgorde:
- Een duurzame mast wordt gelast vanuit een stalen hoek, buizen of profiel. In de hoogte moet de waaier met de bladen boven de dakrand worden opgetild.
- De fundering wordt onder de mast gestort. Er is wapening nodig en er worden ankers aangebracht die uit het beton steken.
- Vervolgens wordt de waaier met de generator aan de mast bevestigd.
- Nadat de mast op de fundering is geplaatst, wordt deze aan ankers bevestigd, waarna deze wordt verstevigd met stalen beugels. Voor deze doeleinden is een kabel of stalen staaf van 10-12 mm dik geschikt.
Wanneer het mechanische deel van de windgenerator klaar is, beginnen ze met het monteren van het elektrische circuit. De generatoruitgang levert driefasige stroom. Om een constante spanning te verkrijgen, wordt een gelijkrichter gemaakt van diodes in het circuit geïnstalleerd. Het opladen van de batterij wordt geregeld via een autorelais. Het circuit eindigt met een omvormer, van waaruit de benodigde 220 volt aan het thuisnetwerk wordt geleverd.
Het uitgangsvermogen van zo’n windgenerator is afhankelijk van de windsnelheid. Bij 5 m/s zal de elektrische installatie bijvoorbeeld ongeveer 15 W produceren, en bij 18 m/s kunt u een vermogen tot 163 W verkrijgen. Om de productiviteit te verhogen is de windmolenmast uitgeschoven tot 26 m. Op deze hoogte is de windsnelheid 30% hoger waardoor de opgewekte elektriciteit ongeveer anderhalf keer zo groot is.
De video toont de montage van een generator voor een windmolen:
Het assembleren van een windgenerator is een complexe zaak. Je moet de basisprincipes van elektrotechniek kennen, schema's kunnen lezen en een soldeerbout kunnen gebruiken.
