על הרצון שיהיה גנרטור חשמלי לשימושכם מאפיל מטרד אחד – זהו עלות גבוהה של היחידה. לא משנה מה אפשר לומר, לדגמים בעלי ההספק הנמוך ביותר יש עלות מוגזמת למדי - מ-15,000 רובל ומעלה. עובדה זו היא שמציעה את הרעיון של יצירת גנרטור במו ידיך. עם זאת, הוא עצמו התהליך יכול להיות קשה, אם:

• אין מיומנות בעבודה עם כלים ודיאגרמות;
• אין ניסיון ביצירת מכשירים כאלה;
• החלקים וחלקי החילוף הדרושים אינם זמינים.

אם כל זה ורצון גדול קיימים, אז אתה יכול לנסות לבנות גנרטור, בהנחיית הוראות ההרכבה והתרשים המצורף.

זה לא סוד שלגנרטור חשמלי שנרכש תהיה רשימה מורחבת יותר של יכולות ופונקציות, בעוד שגנרטור תוצרת בית מסוגל להיכשל ולתפקד לכל היותר רגעים לא מתאימים. לכן, האם לקנות או לעשות זאת בעצמך היא שאלה אינדיבידואלית גרידא שדורשת גישה אחראית.

כיצד פועל גנרטור חשמלי?

עקרון הפעולה של גנרטור חשמלי מבוסס על התופעה הפיזיקלית של אינדוקציה אלקטרומגנטית. מוליך העובר דרך שדה אלקטרומגנטי שנוצר באופן מלאכותי יוצר פולס המומר לזרם ישר.

לגנרטור יש מנוע המסוגל לייצר חשמל על ידי שריפת סוג מסוים של דלק בתאים שלו:, או. בתורו, הדלק, הנכנס לתא הבעירה, מייצר גז במהלך תהליך הבעירה, המסובב את גל הארכובה. האחרון מעביר דחף לציר המונע, שכבר מסוגל לספק כמות מסוימת של אנרגיית פלט.

עם עליית מחירי החשמל, החיפוש והפיתוח של מקורות חלופיים מתבצעים בכל מקום. ברוב אזורי הארץ רצוי להשתמש בגנראטורי רוח. לספק חשמל באופן מלא בית פרטי, נדרשת התקנה חזקה ויקרה למדי.

גנרטור רוח לבית

אם אתה מייצר גנרטור רוח קטן, אתה יכול להשתמש בזרם חשמלי כדי לחמם מים או להשתמש בו לתאורה מסוימת, למשל, מבנים חיצוניים, שבילי גןומרפסת. חימום מים לצרכי בית או חימום היא האפשרות הפשוטה ביותר לשימוש באנרגיית הרוח ללא הצטברותה והמרתה. כאן השאלה היא יותר האם יהיה מספיק כוח לחימום.

לפני ביצוע גנרטור, תחילה עליך לברר את דפוסי הרוח באזור.

גנרטור רוח גדול אינו מתאים למקומות רבים באקלים הרוסי עקב שינויים תכופים בעוצמת ובכיוון זרימות האוויר. עם הספק מעל 1 קילוואט, הוא יהיה אינרציאלי ולא יוכל להסתחרר במלואו כאשר הרוח משתנה. אינרציה במישור הסיבוב מובילה לעומסי יתר מרוחות צולבות, המובילות לכישלון שלה.

עם כניסתם של צרכני אנרגיה בעלי הספק נמוך, הגיוני להשתמש במחוללי רוח תוצרת בית קטנים של לא יותר מ-12 וולט כדי להאיר את הדאצ'ה מנורות לדאו להטעין סוללות טלפון כשאין חשמל בבית. כאשר אין צורך בכך, ניתן להשתמש בגנרטור חשמלי לחימום מים.

סוג מחולל רוח

לאזורים ללא רוח, רק גנרטור רוח מפרש מתאים. כדי להבטיח אספקת חשמל קבועה תזדקק לסוללה של לפחות 12V, מטען, מהפך, מייצב ומיישר.

עבור אזורי רוח נמוכה, אתה יכול לעשות באופן עצמאי גנרטור רוח אנכי עם הספק של לא יותר מ 2-3 קילוואט. ישנן אפשרויות רבות והן טובות כמעט כמו עיצובים תעשייתיים. רצוי לקנות טורבינות רוח עם רוטור מפרש. דגמים אמינים עם הספק של 1 עד 100 קילוואט מיוצרים ב-Taganrog.

באזורים סוערים, אתה יכול לעשות גנרטור אנכי לבית שלך במו ידיך אם ההספק הנדרש הוא 0.5-1.5 קילוואט. ניתן לייצר להבים מחומרים זמינים, למשל, מחבית. רצוי לקנות מכשירים פרודוקטיביים יותר. הזולות ביותר הן "סירות מפרש". טחנת רוח אנכית היא יקרה יותר, אך היא פועלת בצורה אמינה יותר ברוחות חזקות.

טחנת רוח עשה זאת בעצמך בהספק נמוך

זה לא קשה לעשות גנרטור רוח תוצרת בית קטן בבית. כדי להתחיל לעבוד בתחום של יצירת מקורות אנרגיה חלופיים ולצבור ניסיון יקר בכך, איך להרכיב גנרטור, אתה יכול לעשות מכשיר פשוט בעצמך על ידי התאמת מנוע ממחשב או מדפסת.

מחולל רוח 12V עם ציר אופקי

כדי ליצור טחנת רוח בעוצמה נמוכה במו ידיך, עליך להכין תחילה ציורים או סקיצות.

במהירות סיבוב של 200-300 סל"ד. ניתן להעלות את המתח ל-12 וולט, וההספק המופק יהיה כ-3 וואט. זה יכול לשמש לטעינת סוללה קטנה. עבור גנרטורים אחרים, יש להגביר את ההספק ל-1000 סל"ד. רק במקרה זה הם יהיו יעילים. אבל כאן תצטרכו תיבת הילוכים, שיוצרת התנגדות משמעותית וגם יש לה עלות גבוהה.

חלק חשמלי

כדי להרכיב גנרטור חשמלי, יש צורך ברכיבים הבאים:

1. מנוע קטן ממדפסת ישנה, ​​כונן דיסקים או סורק;
2. 8 דיודות מסוג 1N4007 עבור שני גשרים מיישרים;
3. קבל עם קיבולת של 1000 microfarads;
4. צינור PVC וחלקי פלסטיק;
5. לוחות אלומיניום.

האיור שלהלן מציג את מעגל הגנרטור.

מנוע צעד: דיאגרמת חיבור למיישר ולמייצב

גשרי דיודה מחוברים לכל פיתול מנוע, מהם שניים. אחרי הגשרים מחברים את המייצב LM7805. הפלט המתקבל הוא מתח המופעל בדרך כלל על סוללת 12 וולט.

גנרטורים חשמליים המשתמשים במגנטים ניאודימיום בעלי כוח הדבקה גבוה במיוחד הפכו פופולריים מאוד. יש להשתמש בהם בזהירות. בְּ השפעה חזקהאו חימום לטמפרטורה של 80-250 0 C (תלוי בסוג), דה-מגנטיזציה מתרחשת במגנטים ניאודימיום.

אתה יכול לקחת רכזת רכב כבסיס לגנרטור מתוצרת עצמית.

רוטור עם מגנטים ניאודימיום

כ-20 חתיכות של מגנטים ניאודימיום בקוטר של כ-25 מ"מ מודבקים על הרכזת בעזרת דבק-על. גנרטורים חשמליים חד פאזיים מיוצרים עם מספר שווה של קטבים ומגנטים.

מגנטים הממוקמים זה מול זה חייבים למשוך, כלומר, הם מסובבים עם קטבים מנוגדים. לאחר הדבקת מגנטי הנאודימיום, הם ממולאים בשרף אפוקסי.

הסלילים מפותלים עגולים, ומספר הסיבובים הכולל הוא 1000-1200. הספק של מחולל המגנטים הנאודימיום נבחר כך שיוכל לשמש כמקור זרם ישר, כ-6A, לטעינת סוללת 12V.

חלק מכני

הלהבים עשויים מ צינור פלסטיק. ריקים ברוחב 10 ס"מ ואורך 50 ס"מ מצוירים עליו ואז חותכים אותם. יוצר תותב לציר המנוע עם אוגן אליו מחוברים הלהבים באמצעות ברגים. מספרם יכול להיות בין שניים לארבעה. פלסטיק לא יחזיק מעמד זמן רב, אבל זה יספיק בפעם הראשונה. כיום, חומרים עמידים למדי הופיעו, למשל, פחמן ופוליפרופילן. לאחר מכן ניתן לייצר להבים חזקים יותר מסגסוגת אלומיניום.

הלהבים מאוזנים על ידי חיתוך חלקים עודפים בקצוות, וזווית הנטייה נוצרת על ידי חימום וכיפוף שלהם.

הגנרטור מוברג לפיסת צינור פלסטיק עם ציר אנכי מרותך אליו. שבשבת מזג אוויר מסגסוגת אלומיניום מותקנת גם בקואקסיאלית על הצינור. הציר מוכנס לתוך הצינור האנכי של התורן. מיסב דחף מותקן ביניהם. המבנה כולו יכול להסתובב בחופשיות במישור אופקי.

ניתן להניח את לוח החשמל על החלק המסתובב, וניתן להעביר את המתח לצרכן באמצעות שתי טבעות החלקה עם מברשות. אם הלוח עם המיישר מותקן בנפרד, אז מספר הטבעות יהיה שווה לשש, מספר הפינים שיש למנוע הצעד.

טחנת הרוח מותקנת בגובה של 5-8 מ'.

אם המכשיר מייצר אנרגיה ביעילות, ניתן לשפר אותו על ידי הפיכתו לציר אנכי, למשל, מחבית. המבנה פחות רגיש לעומסי יתר רוחביים מאשר אופקיים. האיור שלהלן מציג רוטור עם להבים עשויים משברי קנה, מותקן על ציר בתוך המסגרת ואינו נתון לכוח התהפכות.

טחנת רוח עם ציר אנכי ורוטור חבית

המשטח הצדודית של הקנה יוצר קשיחות נוספת, שבגללה ניתן להשתמש בפח דק יותר.

מחולל רוח בהספק של יותר מ-1 קילוואט

המכשיר חייב לספק יתרונות מוחשיים ולספק מתח של 220 וולט כדי שניתן יהיה להפעיל חלק מהמכשירים החשמליים. לשם כך, עליו להתחיל באופן עצמאי ולייצר חשמל בטווח רחב.

כדי ליצור מחולל רוח במו ידיך, תחילה עליך לקבוע את העיצוב. זה תלוי כמה חזקה הרוח. אם הוא חלש, אז האפשרות היחידה עשויה להיות גרסת מפרש של הרוטור. אתה לא יכול לקבל כאן יותר מ-2-3 קילוואט של אנרגיה. בנוסף, הוא ידרוש תיבת הילוכים וסוללה חזקה עם מטען.

המחיר של כל הציוד גבוה ולכן כדאי לברר האם הוא יועיל לביתכם.

באזורים עם רוחות חזקות, גנרטור רוח תוצרת ביתאתה יכול לקבל 1.5-5 קילוואט של כוח. לאחר מכן ניתן לחבר אותו לרשת ביתית של 220V. קשה ליצור בעצמך מכשיר בעל עוצמה גדולה יותר.

גנרטור חשמלי ממנוע DC

בתור גנרטור, אתה יכול להשתמש במנוע במהירות נמוכה שיוצר זרם חשמלי ב-400-500 סל"ד: PIK8-6/2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. אורך המארז 143 מ"מ, קוטר – 80 מ"מ, קוטר פיר – 12 מ"מ.

איך נראה מנוע DC?

זה דורש מכפיל עם יחס העברה של 1:12. עם סיבוב אחד של להבי טחנת הרוח, הגנרטור החשמלי יבצע 12 סיבובים. האיור שלהלן מציג תרשים של המכשיר.

תרשים עיצוב טורבינת רוח

תיבת ההילוכים יוצרת עומס נוסף, אבל זה עדיין פחות מאשר עבור גנרטור לרכבאו מתנע, שבו נדרש יחס העברה של 1:25 לפחות.

רצוי להכין מהם להבים יריעת אלומיניוםגודל 60x12x2. אם תתקין 6 מהם על המנוע, המכשיר לא יהיה כל כך מהיר ולא יסתובב בזמן משבי רוח גדולים. יש לספק אפשרות לאיזון. לשם כך, הלהבים מולחמים לתותבים עם יכולת הברגה על הרוטור כך שניתן להזיז אותם רחוק יותר או קרוב יותר ממרכזו.

הספק של גנרטור באמצעות מגנטים קבועים עשויים פריט או פלדה אינו עולה על 0.5-0.7 קילוואט. ניתן להגדיל אותו רק עם מגנטים ניאודימיום מיוחדים.

גנרטור עם סטטור לא ממוגנט אינו מתאים לפעולה. כשיש רוח קלה היא נעצרת, ואחריה היא לא תוכל להתחיל מעצמה.

חימום מתמיד בעונה הקרה דורש הרבה אנרגיה, וחימום בית גדול- זו בעיה. בהקשר זה, זה יכול להיות שימושי עבור דאצ'ה כאשר אתה צריך ללכת לשם לא יותר מפעם בשבוע. אם אתה שוקל הכל נכון, מערכת החימום בדאצ'ה פועלת רק לכמה שעות. בשאר הזמן הבעלים נמצאים בטבע. באמצעות טחנת רוח כמקור זרם ישר לטעינת הסוללה, תוך 1-2 שבועות אתה יכול לצבור חשמל כדי לחמם את המקום לפרק זמן כזה, ובכך ליצור נוחות מספקת לעצמך.

כדי ליצור גנרטור ממנוע זרם חילופין או מתנע לרכב, יש לשנות אותם. ניתן לשדרג את המנוע להפוך לגנרטור אם הרוטור עשוי עם מגנטים ניאודימיום, המעובדים במכונה לעובי שלהם. הוא עשוי עם אותו מספר קטבים כמו הסטטור, לסירוגין זה עם זה. הרוטור עם מגנטים ניאודימיום מודבק על פני השטח שלו לא צריך להידבק בעת סיבוב.

סוגי רוטור

עיצובי הרוטור משתנים. האפשרויות הנפוצות מוצגות באיור שלהלן, המציגה את ערכי גורם ניצול אנרגיית הרוח (WEI).

סוגים ועיצובים של רוטורים של טורבינות רוח

לסיבוב, טחנות רוח מיוצרות עם ציר אנכי או אופקי. לאפשרות האנכית יש יתרון של קלות תחזוקה כאשר הרכיבים העיקריים ממוקמים בתחתית. מיסב התמיכה מכוון את עצמו ובעל חיי שירות ארוכים.

שני הלהבים של הרוטור של Savonius יוצרים טלטולים, וזה לא מאוד נוח. מסיבה זו, הוא עשוי משני זוגות להבים, המרווחים ב-2 מפלסים כאשר אחד מסתובב ביחס לשני ב-90 0. חביות, דליים ומחבתות יכולים לשמש כחסר.

קל לייצר את הרוטור של דריה, שהלהבים שלו עשויים סרט אלסטי. כדי להקל על הקידום, מספרם צריך להיות אי זוגי. התנועה מתרחשת בתנועות, וזו הסיבה שהחלק המכני נשבר במהירות. בנוסף, הקלטת רוטטת בעת סיבוב, ומשמיעה שאגה. עיצוב זה אינו מתאים במיוחד לשימוש קבוע, למרות שהלהבים עשויים לפעמים חומרים בולמי קול.
ברוטור אורתוגונלי, הכנפיים עשויות צדודיות. המספר האופטימלי של להבים הוא שלושה. המכשיר מהיר, אך יש לבטל אותו בעת ההפעלה.

לרוטור ההליקואיד יש יעילות גבוההבשל העקמומיות המורכבת של הלהבים, אשר מפחיתה הפסדים. נעשה בו שימוש פחות מטורבינות רוח אחרות בשל עלותו הגבוהה.

עיצוב רוטור הלהב האופקי הוא היעיל ביותר. אבל זה דורש רוחות ממוצעות יציבות וגם דורש הגנה מפני הוריקן. ניתן לייצר להבים מפרופילן כאשר הקוטר שלהם קטן מ-1 מ'.

אם תחתכו את הלהבים מצינור או חבית פלסטיק עבה דופן, לא תוכלו להשיג הספק גבוה מ-200 W. פרופיל בצורת קטע אינו מתאים למדיום גזי דחוס. זה דורש פרופיל מורכב.

קוטר הרוטור תלוי בכמות הכוח הנדרשת, כמו גם במספר הלהבים. דו-להב של 10 W דורש רוטור בקוטר של 1.16 מ', ורוטור של 100 W צריך 6.34 מ' עבור ארבעה ושישה להבים, הקוטר יהיה 4.5 מ' ו-3.68 מ', בהתאמה.

אם תניח את הרוטור ישירות על גל הגנרטור, המיסב שלו לא יחזיק מעמד זמן רב, מכיוון שהעומס על כל הלהבים אינו אחיד. מיסב התמיכה של פיר טחנת הרוח חייב להיות מיושר עצמי, עם שתיים או שלוש קומות. אז ציר הרוטור לא יפחד מכיפוף ותזוזה במהלך הסיבוב.

תפקיד מרכזי בתפעול של טחנת רוח ממלא אספן הזרם, אשר יש לתחזק באופן קבוע: משומן, ניקה, מותאם. יש לספק אפשרות למניעתו, אם כי קשה לעשות זאת.

בְּטִיחוּת

טחנות רוח בעלות הספק העולה על 100 וואט הן מכשירים רועשים. ניתן להתקין טורבינת רוח תעשייתית בחצר בית פרטי, במידה והיא מוסמכת. גובהו צריך להיות גבוה מהבתים הקרובים ביותר. אפילו טחנת רוח בעלת הספק נמוך לא ניתן להתקין על הגג. רעידות מכניות מהפעלתו עלולות ליצור תהודה ולהוביל להרס המבנה.

מהירויות סיבוב גבוהות של מחולל הרוח דורשות ביצוע באיכות גבוהה. אחרת, אם המכשיר נהרס, קיימת סכנה שחלקיו עלולים לעוף למרחקים ארוכים ולגרום לפציעה של אנשים או חיות מחמד. זה צריך להילקח בחשבון במיוחד בעת ביצוע טחנת רוח במו ידיך מחומרי גרוטאות.

וִידֵאוֹ. גנרטור רוח עשה זאת בעצמך.

השימוש במחוללי רוח אינו מומלץ בכל האזורים, שכן הוא תלוי תכונות אקלימיות. בנוסף, אין זה הגיוני להכין אותם בעצמך ללא ניסיון וידע. מלכתחילה תוכלו להתחיל ליצור עיצוב פשוט בהספק של כמה וואטים ומתח של עד 12 וולט, בעזרתו תוכלו להטעין את הטלפון או להדליק אש. מנורה חסכונית באנרגיה. השימוש במגנטים ניאודימיום בגנרטור יכול להגדיל משמעותית את הספק שלו.

חָזָק טורבינות רוח, לוקח על עצמו חלק משמעותי מאספקת החשמל לבית, עדיף לרכוש תעשייתיים כדי ליצור מתח של 220V, תוך שקלול קפדני של כל היתרונות והחסרונות. אם תשלב אותם עם סוגים אחרים של מקורות אנרגיה חלופיים, ייתכן שיהיה מספיק חשמל לכל דבר צרכים כלכליים, כולל מערכת החימום של הבית.

הבעיה עם רשתות חשמל בארצנו היא לא רק שהאנרגיה הולכת ומתייקרת, אלא גם היעדרן באזורים מסוימים. ובמספר כפרים ועיירות מרוחקות, אספקת חשמל ריכוזית היא כל כך נדירה שיש צורך בגנרטור.

איך זה יכול להיות?

כמובן, השוק המודרני מציע מאות דגמים כאלה שיכולים לספק אנרגיה אפילו לכפר קטן. הקושי היחיד הוא שהעלות שלהם לפעמים עולה על השכר הממוצע במשך כמה חודשים. האם זה אפשרי לעשות גנרטור חשמלי במו ידיך?

גנרטור על בסיס מסור חשמלי ישן

בואו נבצע הזמנה מיד שנשקול רק אפשרויות עם "תפוקה" מקסימלית, מכיוון שלא כדאי לבנות גנרטור תוצרת בית רק כדי להפעיל כמה נורות. עדיף לתכנן מכשיר המבוסס על מנוע מסור חשמלי, מכיוון שהוא יספק אנרגיה בקלות בית כפריגודל בינוני. לפני יצירת גנרטור חשמלי, חשב את צריכת החשמל של כל המכשירים שלך.

איזה דגם כדאי לי לקחת?

בהתחשב בשכיחות של דגמים ישנים יותר של מסורים, עדיף לקבל דרוז'בה או אוראל ישנה.

איפה משיגים גנרטור

אם אתה מרגיש כמו צאצא של השמאלנים האגדי, אז אתה יכול לצקת את כל החלקים בעצמך ולבצע את הפיתול בעצמך. אבל כל זה כל כך מסובך שגנרטור חשמלי שנבנה במו ידיך פשוט לא יהיה רווחי. אז עדיף לקחת גנרטור מ-KAMAZ או סוג של רכב חקלאי.

דרישות

אם אתה לוקח מסור ביתי ישן, המנוע שלו יכול בקלות למשוך אפילו 2-3 קילוואט. אבל באופן אופטימלי - לא יותר מ-1.5 קילוואט. הדבר הטוב בבחירת גנרטור לרכב הוא שהוא שומר על מתח אופטימלי גם בהפרש מהירות מנוע של 1-5 אלף לדקה.

מֵמִיר

מכיוון שהסיבות לעיל (מהפכות) אי אפשר להשתמש בגנרטור חשמלי רגיל 220V, אתה צריך לצרף ממיר לעיצוב שלך במו ידיך. שימו לב למהפך MAP Energy שקל למצוא אותו בשוק הפתוח.

איך להתחבר?

הפתרון האופטימלי הוא יצירת בלוק מיוחד להחלפה שניתן לחבר במהירות למסור ולפרק באותה מידה. במקרה זה, קל לקחת מכשיר כזה לטיול, מכיוון שתצטרך את הרבגוניות שלו. לחיזוק, השתמש במדריך מסור ישן או סוגר תוצרת בית. החיבור האופטימלי הוא חיבור רצועה, שכן הנעת השרשרת רועשת מדי וגם דורשת שימון. יש לבחור את החגורה כך שהגנרטור החשמלי (קל להכין אותו במו ידיכם) ממוקם קרוב ככל האפשר למסור עצמו.

מאפיינים אחרים

אנו מחברים את יציאת הגנרטור (באמצעות מד זרם 30-40 אמפר) ואת המתג עם סוללה בעלת קיבולת מתאימה, ומחברים אותו לממיר מתח. רצוי מאוד לספק מד מתח במעגל זה, שכן אחרת ציוד יקר ערך יכול להישרף בקלות בגלל כמה בעיות.

כיצד להשתמש

מכיוון שאין לך בקר מהירות, תצטרך לבחור אותם כך שהמנוע "יהנה" מעט. כמובן שזה יגדיל מעט את צריכת הדלק. כדי להקל על פעולת המנגנון, אתה רק צריך סוללה. קיבולת גדולהמי ישתלט רובםעומסים בזמני שיא. ליציבות כזו תהיה השפעה חיובית לא רק על מתח המוצא, אלא גם על המנגנון כולו.

לפיכך, ביצוע גנרטור חשמלי בעצמך הוא אפשרי בהחלט.

רוסיה תופסת עמדה כפולה בכל הנוגע למשאבי אנרגיית רוח. מצד אחד, בזכות הענק שטח כוללובשל שפע השטחים המישוריים, בדרך כלל יש הרבה רוח, והיא לרוב אחידה. מצד שני, הרוחות שלנו הן בעיקר בעלות פוטנציאל נמוך ואיטיות, ראה איור. בשלישית, באזורים מיושבים בדלילות הרוחות עזות. בהתבסס על זה, המשימה של התקנת גנרטור רוח בחווה היא די רלוונטית. אבל כדי להחליט אם לקנות מכשיר יקר למדי או להכין אותו בעצמך, צריך לחשוב היטב איזה סוג (ויש הרבה כאלה) לבחור לאיזו מטרה.

מושגים בסיסיים

1. KIEV – מקדם ניצול אנרגיית הרוח. כאשר משתמשים בו לחישוב מודל מכניסטי של רוח שטוחה (ראה להלן), הוא שווה ליעילות הרוטור של תחנת כוח רוח (WPU).
2. יעילות – יעילות מקצה לקצה של ה-APU, מהרוח המתקרבת לטרמינלים של הגנרטור החשמלי, או לכמות המים הנשאבת למיכל.
3. מהירות רוח הפעלה מינימלית (MRS) היא המהירות שבה טחנת הרוח מתחילה לספק זרם לעומס.
4. מהירות הרוח המקסימלית המותרת (MAS) היא המהירות שבה ייצור האנרגיה נפסק: האוטומציה מכבה את הגנרטור, או מכניסה את הרוטור לשבשבת מזג אוויר, או מקפלת אותו ומסתירה אותו, או שהרוטור עצמו עוצר, או ה-APU פשוט נהרס.
5. מהירות רוח התחלתית (SW) - במהירות זו, הרוטור מסוגל להסתובב ללא עומס, להסתחרר ולהיכנס למצב הפעלה, ולאחר מכן ניתן להפעיל את הגנרטור.
6. מהירות התחלה שלילית (OSS) - זה אומר ש-APU (או טורבינת רוח - יחידת כוח רוח, או WEA, יחידת כוח רוח) כדי להתחיל בכל מהירות רוח דורש ספין-אפ חובה ממקור אנרגיה חיצוני.
7. מומנט התחלתי (ראשוני) הוא היכולת של רוטור, שבולם בכוח בזרימת האוויר, ליצור מומנט על הציר.
8. טורבינת רוח (WM) היא חלק מה-APU מהרוטור אל הציר של הגנרטור או המשאבה, או צרכן אנרגיה אחר.
9. מחולל רוח סיבובי - APU בו מומרת אנרגיית הרוח למומנט על ציר ההמראה על ידי סיבוב הרוטור בזרימת האוויר.
10. טווח מהירויות ההפעלה של הרוטור הוא ההבדל בין MMF ל-MRS בעת עבודה בעומס נקוב.
11. טחנת רוח במהירות נמוכה - בה המהירות הליניארית של חלקי הרוטור בזרימה אינה עולה משמעותית על מהירות הרוח או נמוכה ממנה. הלחץ הדינמי של הזרימה מומר ישירות לדחף להב.
12. טחנת רוח במהירות גבוהה - המהירות הליניארית של הלהבים גבוהה משמעותית (עד פי 20 או יותר) ממהירות הרוח, והרוטור יוצר זרימת אוויר משלו. מחזור המרת אנרגיית הזרימה לדחף הוא מורכב.

הערות:

1. ל-APU במהירות נמוכה, ככלל, יש KIEV נמוך יותר מאלה במהירות גבוהה, אך יש להם רגע התחלה, מספיק כדי לסובב את הגנרטור מבלי לנתק את העומס ואפס TCO, כלומר. מתניע לחלוטין ושמיש ברוחות הקלות ביותר.
2. איטיות ומהירות הם מושגים יחסיים. טחנת רוח ביתית ב-300 סל"ד יכולה להיות מהירות נמוכה, אבל APUs חזקים כמו EuroWind, שמהם מורכבים שדות תחנות כוח הרוח וחוות הרוח (ראו איור) והרוטורים שלהם מייצרים כ-10 סל"ד, הם מהירים, מכיוון עם קוטר כזה, המהירות הליניארית של הלהבים והאווירודינמיקה שלהם על פני רוב הטווח הם די "דמויי מטוס", ראה להלן.

איזה סוג של גנרטור אתה צריך?

גנרטור חשמלי לטחנת רוח ביתית חייב לייצר חשמל בטווח רחב של מהירויות סיבוב ולהיות מסוגל להתניע ללא אוטומציה או מקורות כוח חיצוניים. במקרה של שימוש ב-APU עם OSS (טורבינות רוח מסתובבות), אשר, ככלל, בעלות KIEV ויעילות גבוהה, היא חייבת להיות גם הפיכה, כלומר. להיות מסוגל לעבוד כמנוע. בהספקים של עד 5 קילוואט, תנאי זה מתקיים על ידי מכונות חשמליות עם מגנטים קבועים מבוססי ניוביום (מגנטים על); על מגנטים מפלדה או פריט אתה יכול לסמוך על לא יותר מ-0.5-0.7 קילוואט.

פֶּתֶק: מחוללי זרם חילופין אסינכרוניים או אספנים עם סטטור לא ממוגנט אינם מתאימים לחלוטין. כאשר כוח הרוח יורד, הם "יצאו" הרבה לפני שמהירותה תרד ל-MPC, ואז הם לא יתניעו בעצמם.

ה"לב" המעולה של ה-APU עם הספק של 0.3 עד 1-2 קילוואט מתקבל מגנרטור עצמי של זרם חילופין עם מיישר מובנה; אלה הם הרוב עכשיו. ראשית, הם שומרים על מתח מוצא של 11.6-14.7 וולט בטווח מהיר למדי ללא מייצבים אלקטרוניים חיצוניים. שנית, שסתומי הסיליקון נפתחים כאשר המתח על הפיתול מגיע לכ-1.4 וולט, ולפני כן הגנרטור "לא רואה" את העומס. לשם כך, יש לסובב את הגנרטור בצורה הגונה למדי.

ברוב המקרים, גנרטור עצמי יכול להיות מחובר ישירות, ללא הילוך או הנעת רצועה, לציר של מנוע מהיר בלחץ גבוה, בחירת המהירות על ידי בחירת מספר הלהבים, ראה להלן. ל"רכבות מהירות" יש מומנט התחלה קטן או אפסי, אבל הרוטור, גם בלי לנתק את העומס, יספיק להסתובב מספיק לפני שהשסתומים ייפתחו והגנרטור יפיק זרם.

בחירה לפי הרוח

לפני שנחליט איזה סוג של גנרטור רוח לייצר, בואו נחליט על האווירולוגיה המקומית. בצבע אפור-ירקרקאזורים (נטולי רוח) במפת הרוחות, רק מנוע רוח שייט יביא תועלת כלשהי(נדבר עליהם מאוחר יותר). אם אתה צריך אספקת חשמל קבועה, תצטרך להוסיף בוסטר (מיישר עם מייצב מתח), מטען, חזק סוֹלְלָה, מהפך 12/24/36/48 V DC עד 220/380 V 50 הרץ AC. מתקן כזה יעלה לא פחות מ-20,000 דולר, ולא סביר שניתן יהיה להסיר הספק לטווח ארוך של יותר מ-3-4 קילוואט. באופן כללי, עם מחויבות בלתי מעורערת ל אנרגיה חלופיתעדיף לחפש מקור אחר.

במקומות צהוב-ירוק, עם רוח נמוכה, אם אתה צריך חשמל עד 2-3 קילוואט, אתה יכול להשתמש במחולל רוח אנכי במהירות נמוכה בעצמך. יש אינספור מהם מפותחים, ויש עיצובים טובים כמעט כמו "להב" מבחינת KIEV ויעילות. ייצור תעשייתי.

אם אתם מתכננים לקנות טורבינת רוח לבית, אז עדיף להתמקד בטורבינת רוח עם רוטור מפרש. יש הרבה מחלוקות, ובתיאוריה הכל עדיין לא ברור, אבל הם עובדים. בפדרציה הרוסית, "סירות מפרש" מיוצרות בטגנרוג עם הספק של 1-100 קילוואט.

באזורים אדומים, סוערים, הבחירה תלויה בכוח הנדרש.בטווח של 0.5-1.5 קילוואט, "אנכיים" תוצרת בית מוצדקים; 1.5-5 קילוואט – "סירות מפרש" קנויות. ניתן לרכוש גם "אנכי", אך יעלה יותר מ-APU אופקי. ולבסוף, אם אתה צריך טורבינת רוח עם הספק של 5 קילוואט או יותר, אז אתה צריך לבחור בין "להבים" קנויים אופקיים או "סירות מפרש".

פֶּתֶק: יצרנים רבים, במיוחד השכבה השנייה, מציעים ערכות חלקים שמהן תוכלו להרכיב בעצמכם גנרטור רוח בהספק של עד 10 קילוואט. ערכה כזו תעלה 20-50% פחות מערכה מוכנה עם התקנה. אבל לפני הרכישה, אתה צריך ללמוד בזהירות את האווירולוגיה של מיקום ההתקנה המיועד, ולאחר מכן לבחור את הסוג והדגם המתאים בהתאם למפרט.

לגבי אבטחה

חלקי טורבינת רוח לשימוש ביתי בפעולה יכולים להיות בעלי מהירות ליניארית העולה על 120 ואפילו 150 מ"ש, וחתיכת כל חומר מוצק במשקל 20 גרם, שטסה במהירות של 100 מ"ש, עם "מוצלח" "פגע, יהרוג אדם בריא על הסף. צלחת פלדה או פלסטיק קשיח בעובי 2 מ"מ, הנעה במהירות של 20 מ' לשנייה, חותכת אותה לשניים.

בנוסף, רוב טורבינות הרוח בעלות הספק של יותר מ-100 וואט רועשות למדי. רבים מייצרים תנודות בלחץ אוויר בתדרים נמוכים במיוחד (פחות מ-16 הרץ) - אינפרסאונד. אינפרסאונדים אינם נשמעים, אך מזיקים לבריאות ונוסעים רחוק מאוד.

פֶּתֶק: בסוף שנות ה-80 הייתה שערורייה בארצות הברית - חוות הרוח הגדולה ביותר במדינה באותה תקופה נאלצה להיסגר. אינדיאנים משמורה במרחק של 200 ק"מ משדה חוות הרוח שלה הוכיחו בבית המשפט שהפרעות הבריאותיות שלהם, שעלו בחדות לאחר הפעלת חוות הרוח, נגרמו מהאינפרסאונד שלה.

בשל הסיבות לעיל, התקנת APUs מותרת במרחק של לפחות 5 מהגבהים שלהם מבנייני המגורים הקרובים ביותר. בחצרות של משקי בית פרטיים ניתן להתקין טחנות רוח מתוצרת תעשייתית עם הסמכה מתאימה. בדרך כלל זה בלתי אפשרי להתקין APUs על גגות - במהלך פעולתם, אפילו בעלי הספק נמוך, נוצרים עומסים מכניים מתחלפים שעלולים לגרום לתהודה מבנה מבנהוהרס שלו.

פֶּתֶק: גובה ה-APU נחשב לנקודה הגבוהה ביותר של הדיסק הסוחף (עבור רוטורים עם להבים) או דמות גיאומטרית (עבור APUs אנכיים עם רוטור על הציר). אם תורן ה-APU או ציר הרוטור בולטים אפילו גבוה יותר, הגובה מחושב לפי החלק העליון שלהם - העליון.

רוח, אווירודינמיקה, KIEV

מחולל רוח תוצרת בית מציית לאותם חוקי טבע כמו מחולל מפעל, המחושב במחשב. והעובד הביתי צריך להבין היטב את יסודות עבודתו - לרוב אין לרשותו חומרים יקרים ומתקדמים. ציוד טכנולוגי. האווירודינמיקה של ה-APU היא כל כך קשה...

רוח וקייב

כדי לחשב סדרתי מפעל APUs, מה שנקרא. דגם מכניסטי שטוח של רוח. הוא מבוסס על ההנחות הבאות:

• מהירות וכיוון הרוח קבועים בתוך משטח הרוטור היעיל.
• אוויר הוא מדיום רציף.
• המשטח היעיל של הרוטור שווה לשטח הנסחף.
• האנרגיה של זרימת האוויר היא קינטית בלבד.

בתנאים כאלה, האנרגיה המקסימלית ליחידת נפח אוויר מחושבת באמצעות נוסחת בית הספר, בהנחה שצפיפות האוויר בתנאים רגילים היא 1.29 ק"ג* מעוקב. מ' במהירות רוח של 10 מ' לשנייה, קוביית אוויר אחת נושאת 65 J, ומריבוע אחד של המשטח היעיל של הרוטור, עם יעילות של 100% מכל ה-APU, ניתן להסיר 650 W. זוהי גישה מאוד פשוטה - כולם יודעים שהרוח אף פעם לא אחידה לחלוטין. אבל זה צריך להיעשות כדי להבטיח חזרה של מוצרים - דבר נפוץ בטכנולוגיה.

אין להתעלם מהמודל השטוח שהוא נותן מינימום ברור של אנרגיית רוח זמינה. אבל האוויר, ראשית, ניתן לדחיסה, ושנית, הוא נוזלי מאוד (צמיגות דינמית היא רק 17.2 מיקרו-פ"א * שניות). משמעות הדבר היא שהזרימה יכולה לזרום סביב האזור הנסחף, ולהפחית את פני השטח היעילים ואת KIEV, אשר נצפה לרוב. אבל באופן עקרוני, אפשרי גם מצב הפוך: הרוח זורמת לכיוון הרוטור ושטח הפנים האפקטיבי אז יהיה גדול מהסוחף, וה-KIEV יהיה גדול מ-1 ביחס אליו לרוח שטוחה.

בוא ניתן שתי דוגמאות. הראשונה היא יאכטה תענוגות, כבדה למדי היאכטה יכולה להפליג לא רק נגד הרוח, אלא גם מהר ממנה. רוח פירושה חיצוני; הרוח הנראית חייבת להיות מהירה יותר, אחרת איך היא תמשוך את הספינה?

השני הוא קלאסיקה של היסטוריית התעופה. במהלך בדיקות ה-MIG-19 התברר שהמיירט, שהיה כבד יותר בטונה מהלוחם בקו החזית, מאיץ מהר יותר במהירות. עם אותם מנועים באותו מסגרת אוויר.

התיאורטיקנים לא ידעו מה לחשוב, ופקפקו ברצינות בחוק שימור האנרגיה. בסופו של דבר התברר שהבעיה היא חרוט רדום הרדאר הבולט מכונס האוויר. מהבוהן ועד למעטפת נוצרה דחיסות אוויר, כאילו גורפת אותו מהצדדים אל מדחסי המנוע. מאז, גלי הלם התבססו היטב בתיאוריה כשימושיים, וביצועי הטיסה הפנטסטיים של מטוסים מודרניים נובעים לא מעט מהשימוש המיומן בהם.

אֲוִירוֹדִינָמִיקָה

התפתחות האווירודינמיקה מתחלקת בדרך כלל לשתי תקופות - לפני N.G. Zhukovsky ואחריה. הדו"ח שלו "על מערבולות מחוברות" מיום 15 בנובמבר 1905 היה ההתחלה עידן חדשבתעופה.

לפני ז'וקובסקי, הם טסו במפרשים שטוחים: ההנחה הייתה שחלקיקי הזרימה המתקרבת נתנו את כל המומנטום שלהם לקצה המוביל של הכנף. זה איפשר להיפטר מיידית מהכמות הווקטורית - תנע זוויתי - שהוליד מתמטיקה שוברת שיניים ולרוב לא אנליטית, לעבור ליחסי אנרגיה סקלרים נוחים הרבה יותר, ובסופו של דבר לקבל שדה לחץ מחושב על מטוס נושא עומס, פחות או יותר דומה לזה האמיתי.

גישה מכניסטית זו אפשרה ליצור מכשירים שיכלו, לכל הפחות, לעלות לאוויר ולעוף ממקום אחד לאחר, מבלי בהכרח להתרסק על הקרקע איפשהו בדרך. אבל הרצון להגביר את המהירות, קיבולת הטעינה ואיכויות טיסה אחרות חשף יותר ויותר את חוסר השלמות של התיאוריה האווירודינמית המקורית.

הרעיון של ז'וקובסקי היה זה: האוויר עובר בנתיב אחר לאורך המשטחים העליונים והתחתונים של הכנף. ממצב ההמשכיות של המדיום (בועות ואקום כשלעצמן אינן נוצרות באוויר) נובע כי המהירויות של הזרימות העליונות והתחתונות היורדות מהקצה האחורי צריכות להיות שונות. בשל הצמיגות הקטנה אך הסופית של האוויר, אמורה להיווצר שם מערבולת בשל ההבדל במהירויות.

המערבולת מסתובבת, וחוק שימור המומנטום, בלתי משתנה בדיוק כמו חוק שימור האנרגיה, תקף גם עבור כמויות וקטוריות, כלומר. חייב לקחת בחשבון גם את כיוון התנועה. לכן, ממש שם, על הקצה האחורי, אמורה להיווצר מערבולת מסתובבת נגדית עם אותו מומנט. בגלל מה? בשל האנרגיה שנוצרת מהמנוע.

עבור תרגול תעופה, משמעות הדבר הייתה מהפכה: על ידי בחירת פרופיל הכנף המתאים, ניתן היה לשלוח מערבולת מחוברת סביב הכנף בצורת מחזור G, להגדיל את העילוי שלה. כלומר, על ידי הוצאת חלק, ועבור מהירויות ועומסים גבוהים על הכנף - רוב כוח המנוע, אתה יכול ליצור זרימת אוויר סביב המכשיר, המאפשר לך להשיג איכויות טיסה טובות יותר.

זה הפך את התעופה לתעופה, ולא לחלק מהאווירונאוטיקה: כעת המטוס יכול ליצור לעצמו את הסביבה הדרושה לטיסה ולא להיות עוד צעצוע של זרמי אוויר. כל מה שאתה צריך זה מנוע חזק יותר, ויותר חזק...

שוב KIEV

אבל לטחנת הרוח אין מנוע. להיפך, היא חייבת לקחת אנרגיה מהרוח ולתת אותה לצרכנים. והנה מתברר - רגליו נשלפו החוצה, הזנב נתקע. השתמשנו במעט מדי אנרגיית רוח למחזור של הרוטור עצמו - הוא יהיה חלש, הדחף של הלהבים יהיה נמוך, וה-KIEV וההספק יהיו נמוכים. אנחנו נותנים הרבה למחזור הדם - ברוח חלשה הרוטור יסתובב כמו מטורף בסרק, אבל הצרכנים שוב מקבלים מעט: הם פשוט עומסים, הרוטור האט, הרוח העיפה את המחזור, והרוטור נעצר עובד.

חוק שימור האנרגיה נותן את "אמצע הזהב" ממש באמצע: אנו נותנים 50% מהאנרגיה לעומס, וב-50% הנותרים אנו מגבירים את הזרימה לאופטימום. התרגול מאשש את ההנחות: אם היעילות של מדחף מושך טוב היא 75-80%, אזי היעילות של רוטור בעל להב שמחושב בקפידה ומפוצץ גם במנהרת רוח מגיעה ל-38-40%, כלומר. עד מחצית ממה שניתן להשיג עם עודף אנרגיה.

מודרניות

בימינו, האווירודינמיקה, חמושה במתמטיקה ובמחשבים מודרניים, מתרחקת יותר ויותר מפישוט בלתי נמנע של מודלים לעבר תיאור מדויק של התנהגותו של גוף אמיתי בזרימה אמיתית. והנה, בנוסף לקו הכללי - כוח, כוח, ושוב כוח! – נתיבים צדדיים מתגלים, אך מבטיחים דווקא כאשר כמות האנרגיה הנכנסת למערכת מוגבלת.

הטייס האלטרנטיבי המפורסם פול מקרידי יצר מטוס עוד בשנות ה-80 עם שני מנועי מסור חשמלי בהספק של 16 כ"ס. מציג 360 קמ"ש. יתרה מכך, השלדה שלו הייתה תלת אופן, בלתי נשלפת, והגלגלים שלו היו ללא יריעות. אף אחד מהמכשירים של מקרידי לא עלה לרשת או יצא לשירות קרבי, אבל שניים - אחד עם מנועי בוכנה ומדחפים, והשני מטוס - לראשונה בהיסטוריה טסו מסביב לגלובוס בלי לנחות באותה תחנת דלק.

התפתחות התיאוריה השפיעה בצורה משמעותית למדי גם על המפרשים שהולידו את הכנף המקורית. אווירודינמיקה "חיה" אפשרה ליאכטות לפעול ברוחות של 8 קשר. לעמוד על hydrofoils (ראה איור); כדי להאיץ מפלצת כזו למהירות הנדרשת עם מדחף, נדרש מנוע של לפחות 100 כ"ס. קטמרנים מירוץ שטים במהירות של כ-30 קשר באותה רוח. (55 קמ"ש).

יש גם ממצאים שהם לגמרי לא טריוויאליים. חובבי הספורט הנדיר והאקסטרים ביותר - קפיצת בסיס - לובשים חליפת כנף מיוחדת, חליפת כנף, טסים ללא מנוע, מתמרנים במהירות של יותר מ-200 קמ"ש (תמונה מימין), ואז נוחתים בצורה חלקה במטרה מקדימה. -מקום נבחר. באיזו אגדה אנשים עפים בעצמם?

גם תעלומות טבע רבות נפתרו; בפרט, מעוף של חיפושית. לפי האווירודינמיקה הקלאסית, הוא אינו מסוגל לעוף. ממש כמו מייסד מטוס החמקן, גם ה-F-117, עם כנפו בצורת יהלום, אינו מסוגל להמריא. וה-MIG-29 וה-Su-27, שיכולים לעוף זנב ראשון במשך זמן מה, לא מתאימים לשום רעיון בכלל.

ולמה אם כן, כשעובדים על טורבינות רוח, לא רק כיף ולא כלי להשמדת הסוג שלהם, אלא מקור למשאב חיוני, אתה צריך לרקוד הרחק מהתיאוריה של זרימות חלשות עם מודל הרוח השטוח שלה? האם באמת אין דרך להתקדם?

למה לצפות מהקלאסיקה?

עם זאת, אין לנטוש את הקלאסיקה בשום פנים ואופן. הוא מספק בסיס שבלעדיו אי אפשר להתרומם גבוה יותר מבלי להסתמך עליו. בדיוק כפי שתורת הקבוצות אינה מבטלת את לוח הכפל, והכרומודינמיקה הקוונטית לא תגרום לתפוחים לעוף מהעצים.

אז למה אתה יכול לצפות בגישה הקלאסית? בואו נסתכל על התמונה. בצד שמאל יש סוגי רוטורים; הם מתוארים בתנאי. 1 - קרוסלה אנכית, 2 - אורתוגונלית אנכית (טורבינת רוח); 2-5 - רוטורים להבים עם כמויות שונותלהבים עם פרופילים מותאמים.

בצד ימין לאורך הציר האופקי נמצאת המהירות היחסית של הרוטור, כלומר, היחס בין המהירות הליניארית של הלהב למהירות הרוח. אנכי למעלה - KIEV. ולמטה - שוב, מומנט יחסי. מומנט בודד (100%) נחשב לזה שנוצר על ידי רוטור שבולם בכוח בזרימה עם 100% KIEV, כלומר. כאשר כל אנרגיית הזרימה מומרת לכוח מסתובב.

גישה זו מאפשרת לנו להסיק מסקנות מרחיקות לכת. למשל, יש לבחור את מספר הלהבים לא רק ולא כל כך לפי מהירות הסיבוב הרצויה: 3 ו-4 להבים מאבדים מיד הרבה מבחינת KIEV ומומנט לעומת 2 ו-6 להבים שעובדים טוב. בערך באותו טווח מהירות. ולקרוסלה והאורתוגונל הדומים כלפי חוץ יש תכונות שונות מהותית.

באופן כללי, יש להעדיף רוטורים בעלי להבים, למעט מקרים בהם נדרשות עלות נמוכה במיוחד, פשטות, התנעה עצמית ללא תחזוקה ללא אוטומציה, והרמה על תורן בלתי אפשרית.

פֶּתֶק: בואו נדבר על רוטורים שייט במיוחד - נראה שהם לא מתאימים לקלאסיקה.

אנכיים

ל-APUs עם ציר סיבוב אנכי יש יתרון שאין להכחישה לחיי היומיום: הרכיבים שלהם הדורשים תחזוקה מרוכזים בתחתית ואין צורך בהרמה. נשאר, וגם אז לא תמיד, מיסב מכוון עצמי תומך דחף, אבל הוא חזק ועמיד. לכן, בעת תכנון גנרטור רוח פשוט, מבחר האפשרויות צריך להתחיל עם אנכיים. הסוגים העיקריים שלהם מוצגים באיור.

שֶׁמֶש

בעמדה הראשונה הוא הפשוט ביותר, הנקרא לרוב הרוטור Savonius. למעשה, הוא הומצא ב-1924 בברית המועצות על ידי ג'יי א. וא.א. וורונין, והתעשיין הפיני סיגורד סבווניוס ניכס לעצמו את ההמצאה ללא בושה, תוך התעלמות מתעודת זכויות היוצרים הסובייטית, והחל בייצור סדרתי. אבל להכנסת המצאה בעתיד יש משמעות רבה, אז כדי לא לעורר את העבר ולא להפריע לאפר הנפטר, נקרא לטחנת הרוח הזו רוטור Voronin-Savonius, או בקיצור, VS.

המטוס טוב לאדם תוצרת בית, למעט "הקטר" KIEV ב-10-18%. עם זאת, בברית המועצות עבדו על זה הרבה, ויש התפתחויות. להלן נסתכל על עיצוב משופר, לא הרבה יותר מורכב, אבל לפי KIEV, הוא נותן לבליידרים בראש.

הערה: המטוס בעל שני הלהבים אינו מסתובב, אלא מטלטל בקטטות; 4 הלהבים רק מעט חלקים יותר, אבל מאבדים הרבה ב-KIEV. כדי לשפר, להבים 4 שוקת מחולקים לרוב לשתי קומות - זוג להבים מתחת, וזוג נוסף, מסובב 90 מעלות אופקית, מעליהם. KIEV נשמר, והעומסים הרוחביים על המכניקה נחלשים, אך עומסי הכיפוף גדלים במקצת, ועם רוח של יותר מ-25 מ'/שנ' APU כזה נמצא על הפיר, כלומר. ללא מיסב שנמתח על ידי כבלים מעל הרוטור, הוא "הורס את המגדל".

דריה

הבא הוא הרוטור של דריה; KIEV – עד 20%. זה אפילו יותר פשוט: הלהבים עשויים סרט אלסטי פשוט ללא כל פרופיל. התיאוריה של הרוטור דאריאוס עדיין לא מפותחת מספיק. זה רק ברור שהוא מתחיל להירגע בגלל ההבדל בהתנגדות האווירודינמית של הדבשת וכיס הקלטת, ואז הוא הופך לסוג של מהירות גבוהה, ויוצר סירקולציה משלו.

המומנט קטן, ובמצבי ההתחלה של הרוטור מקבילים ומאונכים לרוח הוא נעדר לחלוטין, כך שסיבוב עצמי אפשרי רק עם מספר אי זוגי של להבים (כנפיים?) בכל מקרה, העומס מהגנרטור. חייב להיות מנותק במהלך ספין-אפ.

לרוטור דריה יש עוד שתי תכונות רעות. ראשית, בעת סיבוב, וקטור הדחף של הלהב מתאר סיבוב מלא ביחס למוקד האווירודינמי שלו, ולא בצורה חלקה, אלא בקטטות. לכן, הרוטור דאריאוס מפרק במהירות את המכניקה שלו אפילו ברוח קבועה.

שנית, דריה לא רק עושה רעש, אלא צורחת וצווחת, עד כדי כך שהקלטת נשברת. זה קורה בגלל הרטט שלו. וככל שיותר להבים, כך השאגה חזקה יותר. לכן, אם הם מייצרים את דריה, יש להם שני להבים, מחומרים יקרים ובעלי חוזק גבוה (פחמן, מיילר), ומטוס קטן משמש לסחרור באמצע עמוד התורן.

מְאוּנָך

בפוז. 3 - רוטור אנכי אורתוגונלי עם להבים עם צדודית. אורתוגונלי כי הכנפיים בולטות אנכית. המעבר מ-BC לאורתוגונלי מודגם באיור. שְׁמֹאל.

זווית ההתקנה של הלהבים ביחס למשיק למעגל הנוגע במוקדים האווירודינמיים של הכנפיים יכולה להיות חיובית (בתמונה) או שלילית, בהתאם לכוח הרוח. לפעמים הלהבים נעשים מסתובבים ושבשבות מזג אוויר מונחות עליהם, מחזיקים אוטומטית את ה"אלפא", אבל מבנים כאלה נשברים לעתים קרובות.

הגוף המרכזי (כחול באיור) מאפשר להגדיל את ה- KIEV לכמעט 50% באורתוגונל בעל שלושה להבים, הוא צריך להיות בעל צורה של משולש בחתך עם צלעות קמורות מעט ופינות מעוגלות, ועם מספר גדול יותר של להבים מספיק צילינדר פשוט. אבל התיאוריה לאורתוגונל כמות אופטימליתנותן תשובה חד משמעית: צריכים להיות בדיוק 3 מהם.

אורתוגונל מתייחס לטורבינות רוח מהירות עם OSS, כלומר. מצריך בהכרח קידום במהלך ההזמנה ולאחר רגיעה. על פי התוכנית האורתוגונלית, מיוצרים APU טוריים ללא תחזוקה עם הספק של עד 20 קילוואט.

הליקואיד

רוטור סליל, או רוטור Gorlov (פריט 4) הוא סוג של אורתוגונלי המבטיח סיבוב אחיד; אורתוגונל עם כנפיים ישרות "קורע" רק מעט חלש יותר ממטוס בעל שני להבים. כיפוף הלהבים לאורך הליקואיד מאפשר למנוע אובדן של CIEV עקב העקמומיות שלהם. למרות שהלהב המעוקל דוחה חלק מהזרימה מבלי להשתמש בו, הוא גם שואב חלק לאזור של המהירות הליניארית הגבוהה ביותר, ומפצה על הפסדים. הליקואידים משמשים בתדירות נמוכה יותר מאשר טורבינות רוח אחרות, בגלל בשל מורכבות הייצור, הם יקרים יותר מאשר עמיתיהם באיכות שווה.

גריפה של חבית

עבור 5 פוזיציות. - רוטור מסוג BC מוקף שבשבת מנחה; הדיאגרמה שלו מוצגת באיור. יָמִינָה. זה נמצא רק לעתים רחוקות ביישומים תעשייתיים, כי רכישת קרקע יקרה אינה מפצה על הגידול בקיבולת, וצריכת החומר ומורכבות הייצור גבוהים. אבל עשה זאת בעצמך שפוחד מעבודה הוא כבר לא אמן, אלא צרכן, ואם אתה לא צריך יותר מ-0.5-1.5 קילוואט, אז בשבילו "גריפה של חבית" היא טיפה:

• רוטור מסוג זה בטוח לחלוטין, שקט, אינו יוצר רעידות וניתן להתקין אותו בכל מקום, גם במגרש משחקים.
• לכופף "שוקת" מגולוונת ולרתך מסגרת של צינורות זו עבודה שטות.
• הסיבוב הוא אחיד לחלוטין, ניתן לקחת את החלקים המכניים מהזול ביותר או מהאשפה.
• לא מפחד מהוריקנים - רוח חזקה מדי לא יכולה לדחוף לתוך "החבית"; פקעת מערבולת יעילה מופיעה סביבו (נתקל באפקט הזה מאוחר יותר).
• והדבר החשוב ביותר הוא שמכיוון ששטח ה"קנה" גדול פי כמה מזה של הרוטור שבתוכו, ה- KIEV יכול להיות יחידת יתר, ומומנט הסיבוב כבר ב-3 מ"ש ל"קנה" של קוטר שלושה מטרים הוא כזה שגנרטור 1 קילוואט עם עומס מקסימלי של הם אומרים שעדיף לא להתעוות.

וידאו: מחולל רוח לנץ

בשנות ה-60 בברית המועצות, E.S. Biryukov רשם פטנט על APU קרוסלה עם KIEV של 46%. קצת מאוחר יותר, V. Blinov השיג 58% KIEV מעיצוב המבוסס על אותו עיקרון, אך אין נתונים על הבדיקות שלו. ובדיקות בקנה מידה מלא של APU של Biryukov בוצעו על ידי עובדי המגזין "ממציא ומחדש". רוטור דו קומתי בקוטר 0.75 מ' ובגובה 2 מ' הסתובב בשעה עוצמה מלאהגנרטור אסינכרוני 1.2 קילוואט ועמד 30 מ'/ש' ללא תקלה. ציורים של ה-APU של Biryukov מוצגים באיור.

1. רוטור עשוי קירוי מגולוון;
2. מיסב כדורי כפול שורת יישור עצמי;
3. תכריכים – כבל פלדה 5 מ"מ;
4. ציר-ציר - צינור פלדה בעובי דופן של 1.5-2.5 מ"מ;
5. מנופי בקרת מהירות אווירודינמית;
6. להבי בקרת מהירות - דיקט 3-4 מ"מ או יריעת פלסטיק;
7. מוטות בקרת מהירות;
8. עומס בקר מהירות, משקלו קובע את מהירות הסיבוב;
9. גלגלת הנעה - גלגל אופניים ללא צמיג עם צינור;
10. מיסב דחף - מיסב דחף;
11. גלגלת מונעת - גלגלת גנרטור רגילה;
12. גֵנֵרָטוֹר.

ביריוקוב קיבל כמה תעודות זכויות יוצרים עבור ה-APU שלו. ראשית, שימו לב לחתוך הרוטור. בעת האצה, הוא פועל כמו מטוס, ויוצר מומנט התחלה גדול. בזמן שהוא מסתובב, נוצרת כרית מערבולת בכיסים החיצוניים של הלהבים. מנקודת מבטה של ​​הרוח, הלהבים הופכים לפרופילים והרוטור הופך לאורתוגונל במהירות גבוהה, כאשר הפרופיל הווירטואלי משתנה בהתאם לעוצמת הרוח.

שנית, התעלה הצדודית בין הלהבים פועלת כגוף מרכזי בטווח מהירות הפעולה. אם הרוח מתעצמת, אז נוצרת בו גם כרית מערבולת המשתרעת מעבר לרוטור. אותו פקעת מערבולת מופיעה כמו סביב ה-APU עם שבשבת מנחה. האנרגיה ליצירתו נלקחת מהרוח, והיא כבר לא מספיקה לשבור את טחנת הרוח.

שלישית, בקר המהירות מיועד בעיקר לטורבינה. הוא שומר על מהירותו אופטימלית מנקודת המבט של KIEV. ומהירות סיבוב הגנרטור האופטימלית מובטחת על ידי בחירת יחס העברה מכני.

הערה: לאחר פרסומים ב-IR לשנת 1965, הכוחות המזוינים של אוקראינה Biryukova שקעו בשכחה. המחבר מעולם לא קיבל תגובה מהרשויות. גורלן של המצאות סובייטיות רבות. הם אומרים שחלק מהיפנים הפכו למיליארדר על ידי קריאה קבועה של מגזינים סובייטיים פופולריים-טכניים ופטנטים על כל מה שראוי לתשומת לב.

לופאסטניקי

כאמור, לפי הקלאסיקה, גנרטור רוח אופקי עם רוטור להבים הוא הטוב ביותר. אבל, ראשית, הוא זקוק לרוח יציבה בעוצמה בינונית לפחות. שנית, העיצוב של ה-DIYer טומן בחובו מלכודות רבות, וזו הסיבה שהפרי של עבודה קשה ארוכה ב התרחיש הטוב ביותרמאיר את השירותים, המסדרון או המרפסת, או אפילו מסתבר שהוא מסוגל רק לקדם את עצמו.

לפי התרשימים באיור. בואו נסתכל מקרוב; עמדות:

• תְאֵנָה. א:

1. להבי רוטור;
2. גֵנֵרָטוֹר;
3. מסגרת גנרטור;
4. שבשבת מגן (אתת הוריקן);
5. אספן נוכחי;
6. שִׁלדָה;
7. יחידה מסתובבת;
8. שבשבת פועלת;
9. תוֹרֶן;
10. מהדק עבור התכריכים.

• תְאֵנָה. B, מבט מלמעלה:

1. שבשבת מזג אוויר מגן;
2. שבשבת פועלת;
3. ווסת מתח קפיץ של שבשבת מזג האוויר.

• תְאֵנָה. G, אספן נוכחי:

1. אספן עם פסי טבעת נחושת רציפים;
2. מברשות נחושת-גרפיט קפיציות.

פֶּתֶק: הגנה מפני הוריקן עבור להב אופקי בקוטר של יותר מ-1 מ' נחוצה לחלוטין, מכיוון הוא אינו מסוגל ליצור פקעת מערבולת סביב עצמו. עם גדלים קטנים יותר, ניתן להשיג סיבולת רוטור של עד 30 מ' לשנייה עם להבי פרופילן.

אז איפה אנחנו מועדים?

להבים

הציפייה להשיג הספק על גל הגנרטור של יותר מ-150-200 וואט על להבים בכל גודל שנחתכו מצינור פלסטיק בעל דופן עבה, כפי שמומלץ לעתים קרובות, היא התקווה של חובב חסר תקנה. להב צינור (אלא אם הוא כל כך עבה שהוא פשוט משמש כריק) יהיה בעל פרופיל מפולח, כלומר. החלק העליון שלו או שני המשטחים יהיו קשתות של מעגל.

פרופילים מפולחים מתאימים למדיה בלתי ניתנת לדחיסה, כגון הידרופולים או להבי מדחף. עבור גזים, יש צורך בלהב בעל פרופיל וגובה משתנים, לדוגמה, ראה איור; תוחלת - 2 מ' זה יהיה מוצר מורכב ועתיר עבודה, הדורש חישובים קפדניים בתיאוריה מלאה, ניפוח בצינור ובדיקה בקנה מידה מלא.

גֵנֵרָטוֹר

אם הרוטור מותקן ישירות על הציר שלו, המיסב הסטנדרטי ישבר בקרוב - אין עומס שווה על כל הלהבים בטחנות רוח. אתה צריך פיר ביניים עם מיסב תמיכה מיוחד ותמסורת מכנית ממנו לגנרטור. עבור טחנות רוח גדולות, מיסב התמיכה הוא מיסב דו-שורה מתיישר עצמי; בדגמים הטובים ביותר - תלת קומות, איור. D באיור. גבוה יותר. זה מאפשר לציר הרוטור לא רק להתכופף מעט, אלא גם לנוע מעט מצד לצד או למעלה ולמטה.

פֶּתֶק: לקח בערך 30 שנה לפתח מיסב תמיכה עבור APU מסוג EuroWind.

שבשבת חירום

עקרון פעולתו מוצג באיור. ב.הרוח, שמתעצמת, מפעילה לחץ על האת, הקפיץ נמתח, הרוטור מתעקם, מהירותו יורדת ובסופו של דבר הוא הופך מקביל לזרימה. הכל נראה בסדר, אבל זה היה חלק על הנייר...

ביום סוער, נסה להחזיק את מכסה הדוד או סיר גדול ליד הידית במקביל לרוח. רק תיזהר - חתיכת הברזל המעצבנת עלולה להכות אותך בפנים כל כך חזק שהיא תשבור את האף שלך, חותכת את השפה שלך, או אפילו תפיל את העין שלך.

רוח שטוחה מתרחשת רק בחישובים תיאורטיים ובדיוק מספיק לתרגול, במנהרות רוח. במציאות, סופת הוריקן פוגעת בטחנות רוח עם חפירת הוריקן יותר מאשר נטלות הגנה לחלוטין. עדיף להחליף להבים פגומים מאשר לעשות הכל שוב. במתקנים תעשייתיים זה עניין אחר. שם, גובה הלהבים, כל אחד בנפרד, מנוטר ומתכוונן על ידי אוטומציה בשליטת המחשב המובנה. והם עשויים מחומרים מרוכבים כבדים, לא צינורות מים.

אספן נוכחי

זוהי יחידה בשירות קבוע. כל מהנדס חשמל יודע שצריך לנקות, לשמן ולהתאים את הקומוטטור עם המברשות. והתורן הוא מ צינור מים. אם אינך יכול לטפס, אחת לחודש או חודשיים תצטרך לזרוק את טחנת הרוח כולה אל הקרקע ואז להרים אותה שוב. כמה זמן הוא יחזיק מעמד מ"מניעה" כזו?

וידאו: מחולל רוח להבים + פאנל סולארי לאספקת חשמל לדאצ'ה

מיני ומיקרו

אבל ככל שגודל ההנעה פוחת, הקשיים נופלים לפי ריבוע קוטר הגלגל. כבר אפשר לייצר בעצמך APU בעל להבים אופקיים בהספק של עד 100 וואט. אחד בעל 6 להבים יהיה אופטימלי. עם יותר להבים, קוטר הרוטור המיועד לאותו כוח יהיה קטן יותר, אך יהיה קשה לחבר אותם בחוזקה לרכזת. אין צורך לקחת בחשבון רוטורים עם פחות מ-6 להבים: רוטור בעל 2 להבים 100 W צריך רוטור בקוטר של 6.34 מ', ו-4 להבים באותו הספק צריך 4.5 מ' עבור 6 להבים קשר הספק-קוטר מתבטא באופן הבא:

• 10 W – 1.16 מ'.
• 20 W – 1.64 מ'.
• 30 ואט - 2 מ'.
• 40 W – 2.32 מ'.
• 50 W – 2.6 מ'.
• 60 ואט – 2.84 מ'.
• 70 ואט – 3.08 מ'.
• 80 ואט – 3.28 מ'.
• 90 W – 3.48 מ'.
• 100 W – 3.68 מ'.
• 300 W – 6.34 מ'.

זה יהיה אופטימלי לסמוך על הספק של 10-20 W. ראשית, להב פלסטיק עם תוחלת של יותר מ-0.8 מ' בלי אמצעים נוספיםההגנה לא תעמוד ברוחות של יותר מ-20 מ' לשנייה. שנית, עם תוחלת להב של עד אותו 0.8 מ', המהירות הליניארית של קצותיו לא תעלה על מהירות הרוח ביותר מפי שלושה, והדרישות לפרופיל עם פיתול מצטמצמות בסדרי גודל; כאן "שוקת" עם פרופיל צינור מפולח, pos. ב' באיור. ו-10-20 וואט יספקו כוח לטאבלט, יטעינו סמארטפון או יאיר נורה חוסכת בית.

לאחר מכן, בחר גנרטור. גָדוֹל הסינים יעשו זאתמנוע – רכזת גלגלים לאופניים חשמליים, pos. 1 באיור. ההספק שלו כמנוע הוא 200-300 וואט, אך במצב גנרטור הוא ייתן עד כ-100 וואט. אבל האם זה יתאים לנו מבחינת מהירות?

מדד המהירות z עבור 6 להבים הוא 3. הנוסחה לחישוב מהירות הסיבוב בעומס היא N = v/l*z*60, כאשר N היא מהירות הסיבוב, 1/min, v היא מהירות הרוח, ו-l היא היקף הרוטור. עם תוחלת להבים של 0.8 מ' ורוח של 5 מ' לשנייה, נקבל 72 סל"ד; במהירות 20 מ' לשנייה - 288 סל"ד. גם גלגל אופניים מסתובב בערך באותה מהירות, אז נוריד את ה-10-20 W שלנו מגנרטור המסוגל להפיק 100. אתה יכול למקם את הרוטור ישירות על הציר שלו.

אבל אז זה עולה הבעיה הבאה: אחרי שבזבזנו הרבה עבודה וכסף, לפחות על מנוע, קיבלנו... צעצוע! מה זה 10-20, ובכן, 50 W? אבל אתה לא יכול ליצור טחנת רוח בעלת להב המסוגלת להפעיל אפילו טלוויזיה בבית. האם אפשר לקנות מיני גנרטור רוח מוכן, והאם זה לא יהיה זול יותר? כמה שאפשר, וכמה שיותר זול, ראה פוסט. 4 ו-5. בנוסף, הוא יהיה גם נייד. הניחו אותו על גדם והשתמשו בו.

האפשרות השנייה היא אם מנוע צעד מכונן תקליטונים ישן בגודל 5 או 8 אינץ' שוכב איפשהו, או מכונן נייר או כרכרה של מדפסת הזרקת דיו או מדפסת נקודות מטריצה ​​בלתי שמישה. זה יכול לעבוד כגנרטור, ולחבר אליו רוטור קרוסלה קופסאות פח(תפקיד 6) קל יותר מהרכבת מבנה כמו זה שמוצג ב-pos. 3.

באופן כללי, המסקנה לגבי "להבים" ברורה: אלה תוצרת בית נוטים יותר להתעסק כאוות נפשך, אך לא לתפוקת אנרגיה אמיתית לטווח ארוך.

וידאו: מחולל הרוח הפשוט ביותר להדלקת דאצ'ה

סירות מפרש

מחולל הרוח השייט ידוע כבר זמן רב, אך לוחות רכים על להביו (ראה איור) החלו להיווצר עם הופעתם של בדים סינתטיים וסרטים בעלי חוזק גבוה ועמיד בפני שחיקה. טחנות רוח מרובות להבים עם מפרשים קשיחים התפשטו ברחבי העולם כמניע למשאבות מים אוטומטיות בעלות הספק נמוך, אך המפרט הטכני שלהן נמוך אפילו מאלה של קרוסלות.

עם זאת, מפרש רך כמו כנף טחנת רוח, כך נראה, התברר כל כך לא פשוט. העניין הוא לא בהתנגדות לרוח (היצרנים לא מגבילים את מהירות הרוח המרבית המותרת): שייטי סירות מפרש כבר יודעים שכמעט בלתי אפשרי שהרוח תקרע את הפאנל של מפרש ברמודה. סביר להניח שהסדין ייקרע החוצה, או שהתורן ישבר, או שכל הכלי יעשה "סיבוב מוגזם". זה קשור לאנרגיה.

למרבה הצער, לא ניתן למצוא נתוני בדיקה מדויקים. בהתבסס על ביקורות משתמשים, ניתן היה ליצור תלות "סינטטית" להתקנת טורבינת רוח מתוצרת טגנרוג-4.380/220.50 בקוטר גלגל רוח של 5 מ', משקל ראש רוח של 160 ק"ג ומהירות סיבוב של מעלה עד 40 1/דקה; הם מוצגים באיור.

כמובן, לא יכולות להיות ערבויות לאמינות של 100%, אבל ברור שאין כאן ריח של דגם שטוח-מכניסטי. אין סיכוי שגלגל של 5 מטר ברוח שטוחה של 3 מ' לשנייה יכול להפיק כ-1 קילוואט, ב-7 מ' לשנייה להגיע לרמה בעוצמה ואז לשמור עליה עד לסערה קשה. יצרנים, אגב, טוענים שניתן להשיג את ה-4 קילוואט הנומינליים ב-3 מ' לשנייה, אבל כשהם מותקן על ידי כוחות על סמך תוצאות מחקרים של אירולוגיה מקומית.

גם תיאוריה כמותית לא ניתן למצוא; ההסברים של היזמים אינם ברורים. עם זאת, מכיוון שאנשים קונים טורבינות רוח של Taganrog והן עובדות, אנו יכולים רק להניח שהמחזור החרוטי המוצהר והאפקט ההנעה אינם פיקציה. בכל מקרה, הם אפשריים.

ואז, מסתבר, מול הרוטור, על פי חוק שימור המומנטום, אמורה להיווצר גם מערבולת חרוטית, אך מתרחבת ואיטית. ומשפך כזה יניע את הרוח לכיוון הרוטור, זה משטח יעילזה יתברר כסוחף יותר, וקייב תהיה יחידת יתר.

מדידות שדה של שדה הלחץ מול הרוטור, אפילו עם אנרואיד ביתי, יכולות לשפוך אור על נושא זה. אם יתברר שהוא גבוה יותר מאשר בצדדים, אז, אכן, ה-APU לשייט פועלים כמו זבובי חיפושית.

גנרטור תוצרת בית

ממה שנאמר לעיל, ברור שעדיף לבעלי מלאכה תוצרת בית לקחת או אנכיים או מפרשיות. אבל שניהם מאוד איטיים, והעברה לגנרטור במהירות גבוהה היא עבודה נוספת, עלויות נוספות והפסדים. האם ניתן לייצר גנרטור חשמלי יעיל במהירות נמוכה בעצמך?

כן, אתה יכול, על מגנטים עשויים מסגסוגת ניוביום, מה שנקרא. מגנטים על. תהליך הייצור של החלקים העיקריים מוצג באיור. סלילים - כל אחד מ-55 סיבובים של חוט נחושת 1 מ"מ בבידוד אמייל עמיד בחום, PEMM, PETV וכו'. גובה הפיתולים הוא 9 מ"מ.

שימו לב לחריצים למפתחות בחצאי הרוטור. יש למקם אותם כך שהמגנטים (הם מודבקים לליבה המגנטית עם אפוקסי או אקריליק) יתכנסו לקטבים מנוגדים לאחר ההרכבה. "פנקייק" (ליבות מגנטיות) חייבות להיות עשויות מפרומגנט מגנטי רך; פלדה מבנית רגילה תתאים. עובי ה"פנקייק" הוא לפחות 6 מ"מ.

באופן כללי, עדיף לקנות מגנטים עם חור צירי ולהדק אותם עם ברגים; מגנטים על מושכים כוח נורא. מאותה סיבה, מניחים מרווח גלילי בגובה 12 מ"מ על הפיר בין ה"פנקייקים".

הפיתולים המרכיבים את חלקי הסטטור מחוברים לפי התרשימים המוצגים גם באיור. אין למתוח את הקצוות המולחמים, אלא ליצור לולאות, אחרת האפוקסי שבו יתמלא הסטטור עלול להתקשות ולשבור את החוטים.

את הסטטור יוצקים לתוך התבנית בעובי של 10 מ"מ. אין צורך לרכז או לאזן, הסטטור אינו מסתובב. הרווח בין הרוטור לסטטור הוא 1 מ"מ מכל צד. הסטטור בבית הגנרטור חייב להיות מאובטח היטב לא רק מפני תזוזה לאורך הציר, אלא גם מסיבוב; שדה מגנטי חזק עם זרם בעומס ימשוך אותו יחד איתו.

וידאו: מחולל טחנת רוח עשה זאת בעצמך

מַסְקָנָה

ומה יש לנו בסופו של דבר? העניין ב"להבים" מוסבר יותר על ידי המראה המרהיב שלהם מאשר על ידי איכויות ביצועים בפועל בעיצוב ביתי ובהספק נמוך. APU תוצרת בית של קרוסלה יספק כוח "המתנה" לטעינת סוללת רכב או הפעלת בית קטן.

אבל עם APUs לשייט כדאי להתנסות עם אומנים עם פס יצירתי, במיוחד בגרסת המיני, עם גלגל בקוטר 1-2 מ'. אם ההנחות של המפתחים נכונות, אז ניתן יהיה להסיר את כל ה-200-300 W מזה, באמצעות מחולל המנוע הסיני שתואר לעיל.

אנדריי אמר:

תודה על הייעוץ בחינם... והמחירים "מחברות" לא ממש יקרים, ואני חושב שבעלי מלאכה מהאזור יצליחו לייצר גנרטורים דומים לשלך וניתן להזמין סוללות Li-po מסין, ממירים בצ'ליאבינסק מייצרים כאלה טובים מאוד (עם סינוס חלק ומפרשים, להבים או רוטורים הם סיבה נוספת למסע המחשבה של הגברים הרוסים השימושיים שלנו).

איבן אמר:

שְׁאֵלָה:
לטחנות רוח בעלות ציר אנכי (מצב 1) וגרסת "לנץ", ניתן להוסיף חלק נוסף - אימפלר שמצביע לכיוון הרוח, ומכסה ממנו את הצד חסר התועלת (הולך לכיוון הרוח) . כלומר, הרוח לא תאט את הלהב, אלא ה"מסך" הזה. מיקום במורד הרוח כשה"זנב" ממוקם מאחורי טחנת הרוח עצמה מתחת ומעל הלהבים (הרכסים). קראתי את המאמר ונולד רעיון.

בלחיצה על כפתור "הוסף תגובה", אני מסכים עם האתר.

קבוע ו אספקה ​​ללא הפרעהחשמל בבית הוא המפתח לבילוי נעים ונוח בכל עת של השנה. כדי לארגן אספקת חשמל אוטונומית לאזור פרברי, נצטרך לפנות ליחידות ניידות - גנרטורים חשמליים, שהיו פופולריים במיוחד בשנים האחרונות בשל המגוון הגדול של היכולות השונות.

היקף היישום

אנשים רבים מתעניינים כיצד להכין גנרטור חשמלי לקוטג' קיץ? נדבר על כך להלן. ברוב המקרים נשתמש במחולל זרם חילופין אסינכרוני, שיפיק אנרגיה להפעלת מכשירי חשמל. בגנרטור אסינכרוני מהירות הסיבוב של הרוטורים גבוהה יותר מאשר בגנרטור סינכרוני והיעילות תהיה גבוהה יותר.

עם זאת, תחנות כוח מצאו את היישום שלהן במגוון רחב יותר, כגון תרופה מצוינתלייצור אנרגיה, כלומר:

• הם משמשים בתחנות כוח רוח.
• משמש כיחידות ריתוך.
• הם מספקים תמיכה אוטונומית לחשמל בבית בדומה לתחנת כוח הידרואלקטרית מיניאטורית.

היחידה מופעלת באמצעות המתח הנכנס. לעתים קרובות, המכשיר מחובר לחשמל כדי להתניע, אבל זה לא פתרון הגיוני ורציונלי במיוחד עבור מיני-תחנה, שבעצמה חייבת לייצר חשמל, ולא לצרוך אותו כדי להתניע. לכן, בשנים האחרונות נוצרו באופן פעיל גנרטורים עם עירור עצמי או מיתוג רציף של קבלים.

איך עובד גנרטור חשמלי?

מחולל חשמל אסינכרוני מייצר משאב אם מהירות סיבוב המנוע מהירה יותר מסינכרונית. הגנרטור הנפוץ ביותר פועל בפרמטרים החל מ-1500 סל"ד.

זה מייצר אנרגיה אם הרוטור פועל מהר יותר מהמהירות הסינכרונית בהתחלה. ההבדל בין מחוונים אלו נקרא החלקה והוא מחושב כאחוז ביחס למהירות הסינכרונית. עם זאת, מהירות הסטטור גבוהה אפילו ממהירות הרוטור. בשל כך, נוצר זרם של חלקיקים טעונים המשנים קוטביות.

צפו בסרטון, איך זה עובד:

כאשר מתרגש, מכשיר המחולל המחובר משתלט על המהירות הסינכרונית, ושולט באופן עצמאי בהחלקה. האנרגיה היוצאת מהסטטור עוברת דרך הרוטור, אולם הכוח הפעיל כבר עבר לסלילי הסטטור.

עקרון הפעולה הבסיסי של גנרטור חשמלי הוא הפיכת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית. נדרש מומנט חזק כדי להפעיל את הרוטור להפקת כוח. האפשרות המתאימה ביותר, לדברי חשמלאים, היא "סרק תמידי", השומר על מהירות סיבוב אחת בזמן שהגנרטור פועל.

מדוע משתמשים בגנרטור אסינכרוני?

בניגוד לגנרטור סינכרוני, לאסינכרוני יש כמות עצומהיתרונות ויתרונות. הגורם העיקרי בבחירת האופציה הא-סינכרונית היה הגורם הברור הנמוך. גורם ברור גבוה מאפיין את הנוכחות הכמותית של הרמוניות גבוהות יותר במתח המוצא. הם גורמים לחימום מיותר של המנוע ולסיבוב לא אחיד. למחוללים סינכרוניים יש ערך פקטור ברור של 5-15% באלה האסינכרוניים הוא אינו עולה על 2%. מכאן נובע שמחולל אנרגיה אסינכרוני מייצר רק אנרגיה שימושית.

קצת על הגנרטור האסינכרוני והחיבור שלו:

יתרון לא פחות משמעותי של גנרטור חשמלי מסוג זה הוא היעדר מוחלט של פיתולים מסתובבים וחלקים אלקטרוניים הרגישים לנזק ו גורמים חיצוניים. כתוצאה מכך, מכשיר מסוג זה אינו נתון לבלאי אקטיבי והוא יחזיק מעמד זמן רב יותר.

איך להכין גנרטור במו ידיך

מכשיר מחולל זרם חילופין אסינכרוני

רכישת גנרטור חשמלי אסינכרוני היא תענוג יקר למדי עבור התושב הממוצע של ארצנו. לכן, בעלי מלאכה רבים פונים לפתור את סוגיית הרכבת המכשיר בעצמם. עקרון הפעולה, כמו גם העיצוב, הוא די פשוט. אם יש לך את כל הכלים, ההרכבה לא תיקח יותר מ-1-2 שעות.

על פי עקרון הפעולה שהוגדר לעיל של הגנרטור החשמלי, יש להגדיר את כל הציוד כך שהסיבובים יהיו מהירים יותר ממהירות המנוע. כדי לעשות זאת, עליך לחבר את המנוע לרשת ולהפעיל אותו. כדי לחשב את מספר הסיבובים לדקה, השתמש בטכומטר או טכוגנרטור.

לאחר קביעת הערך של מהירות סיבוב המנוע, הוסף לו 10%. אם מהירות הסיבוב היא 1500 סל"ד, הגנרטור צריך לפעול ב-1650 סל"ד.

עכשיו אתה צריך ליצור מחדש את הגנרטור האסינכרוני "לעצמך", באמצעות קבלים בעלי היכולות הנדרשות. השתמש בתווית הבאה כדי לקבוע את הסוג והקיבולת:

אנו מקווים שכבר ברור כיצד להרכיב גנרטור חשמלי במו ידיכם, אך שימו לב: קיבולת הקבל לא צריכה להיות גבוהה מדי, אחרת הגנרטור הפועל על סולר יתחמם מאוד.

התקן קבלים לפי חישובים. ההתקנה דורשת מידה לא מבוטלת של תשומת לב. הקפידו על בידוד טוב והשתמשו בכיסויים מיוחדים במידת הצורך.

בבסיס המנוע, תהליך הרכבת הגנרטור הושלם. עכשיו זה כבר יכול לשמש כ מקור הכרחיאֵנֶרְגִיָה. זכרו שבמקרה בו למכשיר יש רוטור של כלוב סנאי ומייצר מתח די רציני העולה על 220 וולט, יש צורך להתקין שנאי מטה שמייצב את המתח ברמה הנדרשת. זכרו, על מנת שכל מכשירי החשמל בבית יעבדו, חייבת להיות בקרה קפדנית על גנרטור חשמלי 220 וולט תוצרת בית מבחינת מתח.

צפו בסרטון, שלבי העבודה:

עבור גנרטור שיפעל בהספק נמוך, על מנת לחסוך כסף, ניתן להשתמש במנועים אסינכרוניים עם פאזה אחת מישנים או מיותרים מכשירי חשמל ביתייםלמשל מכונות כביסה, משאבות ניקוז, מכסחות דשא, מסורי שרשרת וכו'. מנועים מכאלה מכשירי חשמל ביתייםצריך להיות מחובר במקביל לפיתול. לחלופין, ניתן להשתמש בקבלים להזזת פאזה. לעתים נדירות הם שונים בכוח הנדרש, ולכן יהיה צורך להגדיל אותו לרמות הנדרשות.

גנרטורים כאלה מתפקדים טוב מאוד כאשר יש צורך להפעיל נורות, מודמים ומכשירים קטנים אחרים עם מתח פעיל יציב. עם ידע מסוים, אתה יכול לחבר גנרטור חשמלי לכיריים או תנור חימום חשמליים.

הגנרטור, מוכן לפעולה, צריך להיות מותקן כך שהוא לא מושפע משקעים ו סְבִיבָה. דאג למעטפת נוספת שתגן על ההתקנה מתנאים שליליים.

כמעט כל גנרטור אסינכרוני, בין אם זה ללא מברשות, חשמלי, בנזין או גנרטור דיזל, זה נחשב למכשיר עם מספיק רמה גבוההסַכָּנָה. טפל בציוד כזה בזהירות רבה ושמור אותו תמיד מוגן מפני מזג אוויר חיצוני והשפעות מכניות או צור לו מעטפת.

בואו לראות את הסרטון, עצה טובהמוּמחֶה:

כל יחידה אוטונומית צריכה להיות מצוידת במיוחד מכשירי מדידה, אשר יתעד ויציג נתוני ביצועים. לשם כך, אתה יכול להשתמש בטכומטר, מד מתח ומד תדר.

• ציידו את הגנרטור בכפתור הפעלה/כיבוי בכל הזדמנות אפשרית. כדי להתחיל, אתה יכול להשתמש בהפעלה ידנית.
• חלק מהגנרטורים החשמליים דורשים הארקה לפני השימוש, העריכו בקפידה את השטח ובחרו מיקום להתקנה.
• בעת המרת אנרגיה מכנית לחשמל, לפעמים המקדם פעולה שימושיתיכול לרדת עד 30%.
• אם אתה לא בטוח ביכולות שלך או חושש לעשות משהו לא בסדר, אנו ממליצים לך לרכוש גנרטור בחנות המתאימה. לפעמים סיכונים יכולים להתברר גרועים ביותר...
• עקוב אחר הטמפרטורה גנרטור אסינכרוניוהמשטר התרמי שלו.

תוצאות

למרות קלות היישום שלהם, גנרטורים חשמליים תוצרת בית הם עבודה קפדנית מאוד הדורשת ריכוז מוחלט בעיצוב ובתכנון. חיבור נכון. הרכבה מומלצת רק מבחינה פיננסית אם כבר יש לך מנוע עובד ומיותר. אחרת, תשלם יותר ממחצית מהעלות שלו עבור המרכיב העיקרי של ההתקנה, והעלויות הכוללות עשויות לעלות באופן משמעותי על שווי השוק של הגנרטור.