Generador de viento vertical de bricolaje: cómo ensamblar un molino de viento con un eje de rotación vertical

Renovable, ecológico, verde

Quizás no valga la pena recordar que todo lo nuevo es un viejo bien olvidado. La gente ha aprendido a usar la fuerza del flujo del río y la velocidad del viento para obtener energía mecánica durante mucho tiempo. El sol calienta el agua para nosotros y mueve autos, alimenta naves espaciales. Las ruedas, instaladas en los lechos de arroyos y pequeños ríos, abastecían de agua a los campos ya en la Edad Media. Un molino de viento podría proporcionar harina a varios pueblos de los alrededores.

Por el momento, estamos interesados ​​​​en una pregunta simple: ¿cómo proporcionar luz y calor baratos a su hogar, cómo hacer un molino de viento con sus propias manos? De 5 kW de potencia o un poco menos, lo principal es que podrás abastecer tu hogar de corriente para el funcionamiento de los electrodomésticos.

Es interesante que en el mundo exista una clasificación de los edificios según el nivel de eficiencia de los recursos:

• convencional, construido antes de 1980-1995;
• con consumo de energía bajo y ultra bajo - hasta 45-90 kWh por 1 kV / m;
• pasivo y no volátil, que recibe corriente de fuentes renovables (por ejemplo, al instalar un generador eólico rotativo (5 kW) con sus propias manos o un sistema de paneles solares, puede resolver este problema);
• Los edificios energéticamente activos que generan más electricidad de la que necesitan reciben dinero distribuyéndola a través de la red a otros consumidores.

Resulta que nuestras propias miniestaciones domésticas instaladas en los techos y en los patios pueden eventualmente competir con los grandes proveedores de electricidad. Y los gobiernos de diferentes países fomentan de todas las formas posibles la creación y el uso activo de fuentes de energía alternativas.

¿Cómo hacer un generador eólico de 220V con tus propias manos?

Para proporcionar a una casa privada un flujo constante de electricidad a una velocidad promedio del viento de 4 m / s, es suficiente:

• 0,15-0,2 kW, que van a necesidades básicas;
• 1-5 kW para equipos eléctricos;
• 20 kW para toda la casa con calefacción.

modelo casero

Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta que el viento no siempre sopla, por lo tanto, con sus propias manos, se debe proporcionar un molino de viento para la casa con una batería con un controlador de carga, así como un inversor al que el los dispositivos están conectados.

Para cualquier modelo de molino de viento casero, se requerirán los elementos principales:

• rotor - la parte que gira del viento;
• cuchillas, generalmente están montadas de madera o metal ligero;
• un generador que convertirá la energía eólica en electricidad;
• una cola que ayuda a determinar la dirección del flujo de aire (para una versión horizontal);
• riel horizontal para sujetar el generador, la cola y la turbina;
• juego;
• cable de conexión y blindaje.

Puedes usar este diagrama para construir

En el conjunto completo del escudo habrá una batería, un controlador y un inversor. Considere dos opciones sobre cómo construir un generador de viento con sus propias manos.

Instalación del generador en el marco.

El motor de la bicicleta, cuando se utiliza para el fin previsto, funciona bajo cargas significativas. Los parámetros de la fuerza calculada del motor cumplen las condiciones para usar el producto como un generador de molino de viento casero. El eje del generador se une a través de una conexión roscada a un marco de bricolaje hecho de aleación de aluminio de 10 mm de espesor. La cama está atornillada al marco.

Las dimensiones de la cama, la ubicación de los agujeros están determinadas por las dimensiones del generador seleccionado. Para la fabricación del marco, se selecciona una sección de canal con un espesor de sección de 6-10 mm. Las dimensiones estructurales del marco dependen de las dimensiones de la unidad de giro.

Elementos estructurales básicos

A pesar de la gran variedad de turbinas eólicas y métodos de fabricación, todas constan de los mismos elementos estructurales.

rueda de viento

Las palas se consideran uno de los elementos más importantes de un aerogenerador. Su diseño afecta el funcionamiento de otros componentes del generador. Se utilizan varios materiales para hacer cuchillas.

Antes de fabricar, debe calcular la longitud de la hoja. Si se toma una tubería para la fabricación, su diámetro debe ser de al menos 20 cm, con una longitud de hoja planificada de 1 metro. A continuación, el tubo se corta en 4 partes con una sierra de vaivén. Una parte se usa para hacer una plantilla, según la cual se cortan el resto de las cuchillas. Después de eso, se ensamblan en un disco común y toda la estructura se fija en el eje del generador. La rueda de viento montada debe estar equilibrada.El equilibrado debe realizarse en una habitación protegida del viento. Si la operación se realiza correctamente, la rueda no girará espontáneamente. En el caso de rotación espontánea de las palas, se socavan hasta que toda la estructura está en equilibrio. Al final, se verifica la precisión de rotación de las cuchillas. Deben girar en el mismo plano, sin distorsiones. El error permisible es de 2 mm.

Mástil

El siguiente elemento estructural del aerogenerador es el mástil. En la mayoría de los casos, está hecho de una tubería de agua vieja, cuyo diámetro no debe ser de 15 cm, pero la longitud debe ser de hasta 7 metros. Si hay estructuras o edificios en un radio de 30 metros desde el lugar de instalación previsto, en este caso se aumenta la altura del mástil.

Para que toda la instalación funcione de la manera más eficiente posible, la rueda de palas se eleva por encima de los obstáculos circundantes en al menos 1 metro. Después de la instalación, la base del mástil y las clavijas para fijar los cables de sujeción se vierten con hormigón. Como extensiones se recomienda utilizar cable galvanizado de 6 mm de diámetro.

Generador

Para una turbina eólica, puede usar cualquier generador de automóvil, preferiblemente con una potencia superior. Todos tienen un diseño idéntico y requieren modificación. Una alteración similar de un generador de automóvil para un molino de viento implica rebobinar el conductor del estator, así como fabricar un rotor con imanes de neodimio. Para fijarlos de forma segura, es necesario taladrar agujeros en los polos del rotor. La instalación de imanes se realiza con alternancia de polos.El rotor en sí está envuelto en papel y todos los vacíos que se forman entre los imanes se rellenan con epoxi.

En el proceso de pegar imanes, se debe observar su polaridad. Por lo tanto, el rotor está conectado a una fuente de energía. El rotor incluido crea un campo magnético y cada imán se pega en su lugar por el lado que es atraído.

Para conectar el rotor, puede usar cualquier fuente de alimentación con un voltaje de 12 voltios y una corriente de 1 a 3 amperios. La conexión se realiza de tal manera que el anillo removible ubicado más cerca de los colmillos es el menos, y el lado positivo se encuentra más cerca del final del rotor. Los imanes instalados en los huecos del rotor o colmillos hacen que el generador se autoexcite, y esta se considera su función principal.

Al comienzo de la rotación del rotor, los imanes comienzan a excitar la corriente en el generador, que también ingresa a la bobina, lo que aumenta los campos magnéticos de los colmillos. Como resultado, el generador produce una corriente con un valor aún mayor. Resulta una especie de circulación de corriente cuando el generador es excitado y alimentado por su propio rotor, en el que se instalan los polos electromagnéticos. El generador ensamblado debe probarse y deben realizarse mediciones de los datos de salida obtenidos. Si la unidad produce aproximadamente 30 voltios a 300 rpm, se considera un resultado normal.

Generador de viento - una fuente de electricidad

Las tarifas de los servicios públicos se elevan al menos una vez al año. Y si observa detenidamente, en algunos años el precio de la misma electricidad aumenta el doble: los números en los documentos de pago crecen como hongos después de la lluvia. Naturalmente, todo esto golpea el bolsillo del consumidor, cuyos ingresos no muestran un crecimiento tan sostenido.Y los ingresos reales, como muestran las estadísticas, muestran una tendencia a la baja.

Más recientemente, fue posible luchar contra el aumento de las tarifas eléctricas de una manera simple pero ilegal: con la ayuda de un imán de neodimio. Este producto se aplicó al cuerpo del caudalímetro, por lo que se detuvo. Pero no recomendamos encarecidamente el uso de esta técnica: es insegura, ilegal y la multa por captura será tal que no parecerá pequeña.

El esquema era simplemente genial, pero posteriormente dejó de funcionar por las siguientes razones:

Las frecuentes rondas de control comenzaron a identificar masivamente a propietarios sin escrúpulos.

• Las rondas de control se han vuelto más frecuentes: los representantes de las autoridades reguladoras van de casa en casa;
• Se comenzaron a pegar calcomanías especiales en los mostradores: bajo la influencia de un campo magnético, se oscurecen y exponen al intruso;
• Los contadores se han vuelto inmunes al campo magnético: aquí se instalan unidades de contabilidad electrónica.

Por lo tanto, la gente comenzó a prestar atención a las fuentes alternativas de electricidad, como las turbinas eólicas. Otra forma de exponer al infractor que roba electricidad es realizar un examen del nivel de magnetización del medidor, que revela fácilmente los hechos del robo.

Otra forma de exponer al infractor que roba electricidad es realizar un examen del nivel de magnetización del medidor, que revela fácilmente los hechos del robo.

Los molinos de viento para el hogar se están volviendo comunes en áreas donde los vientos soplan a menudo. El generador de energía eólica utiliza la energía de las corrientes de aire del viento para generar electricidad. Para ello, están equipados con palas que accionan los rotores de los generadores.La electricidad resultante se convierte en corriente continua, después de lo cual se transmite a los consumidores o se almacena en baterías.

Las turbinas eólicas para una casa privada, tanto caseras como ensambladas en fábrica, pueden ser las fuentes principales o auxiliares de electricidad. Este es un ejemplo típico de una fuente auxiliar en funcionamiento: calienta el agua en una caldera o alimenta las luces domésticas de bajo voltaje, mientras que el resto de los electrodomésticos se alimentan de la fuente de alimentación principal. También es posible que funcione como fuente principal de energía eléctrica en viviendas que no estén conectadas a redes eléctricas. Aquí se alimentan:

• Candelabros y lámparas;
• Grandes electrodomésticos;
• Aparatos de calefacción y más.

En consecuencia, para calentar su hogar, debe fabricar o comprar un parque eólico de 10 kW; esto debería ser suficiente para todas las necesidades.

El parque eólico puede alimentar tanto aparatos eléctricos tradicionales como de bajo voltaje: funcionan con 12 o 24 voltios. Un generador eólico de 220 V se lleva a cabo según un esquema que utiliza convertidores inversores con la acumulación de electricidad en baterías. Los aerogeneradores de 12, 24 o 36 V son más sencillos: aquí se utilizan controladores de carga de batería más sencillos con estabilizadores.

dispositivo generador

Se utiliza como generador un motor eléctrico para una bicicleta con parámetros de 24 V 250 W. Un producto similar que cuesta de 5 a 15 mil rublos. se puede pedir fácilmente a través de Internet.

Tabla 2. Técnica especificaciones del motor de bicicleta de 250W

El acoplamiento está conectado al cuerpo del motor con pernos a través de los orificios para sujetar los radios. Es muy posible elegir un generador a un precio más adecuado, por ejemplo, un motor eléctrico con excitación de imanes permanentes desde una unidad de cinta de una computadora electrónica. Parámetros del dispositivo 300 W, 36 V, 1600 rpm.

Los generadores con las características necesarias pueden fabricarse a mano a partir de un dispositivo automotriz de un propósito similar. El estator no está sujeto a cambios, el rotor está equipado con imanes de neodimio. Las revisiones de los maestros sobre tales alteraciones del generador son positivas.

Ejemplos de generadores caseros

Cada planta de energía eólica se ensambla a partir de tres elementos principales:

• El generador para el molino de viento se retira del automóvil viejo, electrodomésticos. A falta de piezas mecánicas, un aerogenerador se fabrica a mano a partir de un motor asíncrono.
• Mástil, cuyo tamaño depende de la potencia de la APU.
• Hélice montada directamente en el generador o sostenida por una correa de alimentación.

Para hacer un generador de viento eficiente con sus propias manos, necesitará piezas auxiliares:

• Batería recargable que realiza la función del receptor - almacenamiento de energía.
• Controlador e inversor para convertir diferentes tipos de corriente.
• Interruptor de alimentación automático para alimentación continua.

Hélice

La hélice está diseñada para producir empuje. Esta es una hélice que consta de palas y un manguito que las conecta al eje del motor.

Para la fabricación de una hélice viable se tienen en cuenta 3 condiciones:

• fuerza de motor;
• diámetro del impulsor;
• frecuencia de rotacion

Diámetro cuchillas para molino de viento calculado teniendo en cuenta la potencia requerida según indicadores tabulares o en una calculadora en línea.

Generador

Las turbinas eólicas asequibles de los automóviles se han generalizado. Pero son inferiores a los motores asíncronos compactos hechos a mano con imanes de neodimio. Este diseño se ensambla desde cero con la fabricación de bobinados o se rehace el rotor.

El motor eléctrico de la máquina necesita ser finalizado.

Los motores eléctricos de instalaciones industriales, ventiladores, equipos son excelentes. Para un generador eólico de baja potencia de un destornillador, necesitará algunas piezas adicionales, las condiciones principales para su funcionamiento son que el diámetro de las aspas debe ser de 1,5 a 3 metros.

Como una especie de alternativa en miniatura, se puede hacer fácilmente una instalación eléctrica portátil a partir de un motor paso a paso de impresora. Tal dispositivo será una salvación para recargar su teléfono fuera de casa.

Mástil

La elección del tipo depende de las capacidades financieras y técnicas del propietario. Se instala una planta de energía casera en uno de los tipos de mástiles:

• extensión;
• soldado;
• cónico;
• hidráulico.

Las estrías de un cable de acero están unidas a tuberías de pequeño diámetro en el mismo o diferente nivel. Las esquinas, canales, enterrados o hormigonados son adecuados para estacas. Los soportes pesados ​​y altos requieren una base sólida con anclajes fundidos. Con una baja potencia del generador de hasta 1 kW y un diseño ligero, el tema de la fuerza no es significativo.

Los molinos de viento horizontales no se pueden montar en el techo de la casa debido a la propagación del ruido y las vibraciones.

Lopatniki

La eficiencia energética de un aerogenerador casero se ve afectada por el número, la forma, el peso y el material de las alas.Es más barato hacer palas para una turbina eólica con sus propias manos con los fondos disponibles. La fuente suele ser de plástico, metal, madera.

Los más simples están hechos de botellas de plástico, una hielera doméstica, pero no son duraderos. Para una opción económica, son adecuadas las tuberías de PVC cortadas de acuerdo con los esquemas.

Las placas de aluminio durarán más. Para dar una forma aerodinámica y una flexión correcta, es deseable procesar una pieza de metal en un laminador.

Los maestros pueden estar interesados cuchillas de fibra de vidrio. Esto requerirá fibra de vidrio, pegamento epoxi y una matriz de madera para modelar. Este diseño es adecuado para hacer un generador de viento a vela o un velero con sus propias manos.

Trabajo en progreso

Mástil

Antes de instalar toda la estructura, rellenamos una base de tres puntos del volumen apropiado, teniendo en cuenta los matices del clima y el suelo. Instalamos un mástil con un aerogenerador después de que el hormigón alcance su máxima resistencia (una semana). Una opción menos fiable es enterrar el mástil en el suelo durante medio metro y utilizar extensiones.

Rotor

Después de eso, debe hacer un rotor y volver a hacer la polea (rueda de fricción con un borde o ranura alrededor de la circunferencia, que transmite el movimiento a la correa o cuerda de transmisión) del generador. El diámetro del rotor se elige en función de la velocidad media anual del viento. A velocidades de hasta 6-7 m/s, la eficiencia del rotor de 5 m es mayor que la del rotor de 4 m.

cuchillas

Dividimos el barril en 4 partes iguales con una cinta métrica y un marcador, luego cortamos las cuchillas futuras con unas tijeras para metal o una amoladora. A continuación, lo sujetamos al generador con pernos en la polea y la parte inferior. Los lugares para los pernos deben medirse con mucha precisión, para que luego no sufra con el ajuste de rotación.En el cañón, doblamos las palas, pero dentro de límites razonables, para evitar fuertes ráfagas de viento.

Compuesto

Conectamos los cables al generador y ensamblamos el circuito en una dosis. Sujetamos el generador al mástil y los cables al mástil y al generador. Luego conectamos el generador al circuito y conectamos la batería al circuito (la longitud de los cables no es más de un metro). Conectamos la carga mediante cables (sección hasta 2,5 kV). Opcionalmente se puede instalar un inversor de 12-220 V para 700-1000 W. La velocidad de rotación del aerogenerador se establece mediante la flexión de las palas.

En 4-5 horas, se ensamblará todo el dispositivo. Tal generador de viento es suficiente para alimentar completamente una casa de campo o una casa de campo.

Aumento de la producción de energía

Tenga en cuenta que aumentar la altura del mástil a 18-26 m aumenta la velocidad media anual del viento en un 15-30 %. La producción de energía aumenta entre 1,3 y 1,5 veces. Esta técnica se utiliza cuando la velocidad del viento es inferior a 4 m/s. El mástil alto elimina la influencia de árboles y edificios.

El diámetro del rotor se elige de acuerdo con la velocidad media anual del viento. De hecho, hasta 6-7 m/s, la salida del rotor de 3 m es mayor que la del rotor de 2 m A velocidades anuales promedio estándar, la salida se nivela.

Tal generador de viento es suficiente para alimentar completamente una casa de campo o una casa de campo.

Ventajas y principio de funcionamiento de los molinos de viento.

Un generador vertical moderno es una de las opciones de energía alternativa para el hogar. La unidad es capaz de convertir ráfagas de viento en un recurso energético. Para su correcto funcionamiento, no necesita dispositivos adicionales que determinen la dirección del viento.

Un generador de viento rotativo es muy fácil de hacer con tus propias manos.Por supuesto, no podrá hacerse cargo por completo de la provisión de energía de una cabaña privada de gran tamaño, pero se encargará perfectamente de la iluminación de las dependencias, los senderos del jardín y el área local.

El dispositivo de tipo vertical opera a baja altitud. Para su mantenimiento, no se necesitan varios dispositivos para garantizar la realización segura de trabajos de reparación y mantenimiento a gran altura.

Un mínimo de piezas móviles hace que la turbina eólica sea más fiable y estable desde el punto de vista operativo. El perfil óptimo de las palas y la forma original del rotor dotan al equipo de un alto nivel de eficiencia, independientemente de la dirección del viento en cada momento.

Los modelos domésticos pequeños constan de tres o más palas ligeras, capturan instantáneamente la ráfaga más débil y comienzan a girar tan pronto como la fuerza del viento supera los 1,5 m / s. Debido a esta capacidad, su eficiencia a menudo supera la eficiencia de las grandes instalaciones que necesitan un viento más fuerte.

El generador funciona de manera absolutamente silenciosa, no interfiere con los propietarios y vecinos, no crea emisiones nocivas a la atmósfera y sirve de manera confiable durante muchos años, suministrando energía con precisión a las instalaciones residenciales.

El generador de viento vertical funciona según el principio de levitación magnética. Durante la rotación de las turbinas, se forman fuerzas de impulso y sustentación, así como la fuerza de frenado real. Los dos primeros hacen girar las aspas de la unidad. Esta acción activa el rotor y crea un campo magnético que genera electricidad.

Un molino de viento con un eje de rotación vertical no es inferior en eficiencia a sus contrapartes horizontales.Además, no reclama la ubicación territorial y funciona completamente en casi cualquier lugar conveniente para los propietarios.

El dispositivo funciona de forma completamente independiente y no requiere la intervención de los propietarios en el proceso.

Ventajas de un generador casero

Un generador casero supera a uno comprado a un costo más asequible. Por supuesto, el aspecto financiero es importante, pero un dispositivo de bricolaje es un dispositivo con solo los requisitos necesarios y establecidos.

Vale la pena considerar que el diseño elegido afecta directamente la eficiencia. Por lo que en los generadores asíncronos, las pérdidas de eficiencia no superan el 5%. El diseño lacónico de su cuerpo con protección del motor contra la humedad y la suciedad reduce la necesidad de un mantenimiento frecuente. Un generador asíncrono es más resistente a las sobretensiones debido al rectificador en la salida, lo que evita daños a los equipos conectados.

Un generador casero funciona independientemente de la distancia de la línea eléctrica, proporcionando electricidad en cualquier condición. Convierte la energía utilizando un tipo de combustible disponible.

Tal dispositivo alimenta efectivamente máquinas de soldar, lámparas incandescentes, computadoras y equipos móviles con sensibilidad a las caídas de voltaje. Tiene buen rendimiento y recursos motores.

El dispositivo es una buena alternativa a las fuentes de energía convencionales, ayuda en caso de un corte de energía de emergencia y ahorra dinero. Móvil, de tamaño pequeño, con un diseño simple, fácil de reparar: puede reemplazar piezas y ensamblajes defectuosos por su cuenta.

Entre otras cosas, casera tiene un tamaño pequeño, por lo que se puede instalar fácilmente incluso en habitaciones pequeñas.

Puede colocar un generador casero en una habitación pequeña, debido al diseño compacto, el dispositivo no requiere mucho espacio para su instalación.

Dependiendo del tipo de combustible utilizado, el generador solo requiere precauciones durante su uso. Durante el funcionamiento de un generador casero, es necesario observar precauciones de seguridad: controlar los cables eléctricos, evitar que se tuerzan, no tocar los cables pelados con las manos, etc.

Durante el funcionamiento de un generador casero, es necesario observar precauciones de seguridad: controlar los cables eléctricos, evitar que se tuerzan, no tocar los cables pelados con las manos, etc.

Finalmente

Con la selección adecuada de elementos para un aerogenerador casero, se puede hacer un buen modelo que proporcione tensión ininterrumpida a toda la casa.

Si no confía en sus habilidades o no tiene suficientes herramientas, puede comprar un molino de viento doméstico, que valdrá la pena al ahorrar electricidad. Dicho equipo se está volviendo cada vez más popular en la economía actual, es perfecto para casas particulares.

Las turbinas eólicas caseras generalmente no son ruidosas ni confiables, sin embargo, el rendimiento es mucho más bajo que el de las compradas. Elige y monta el equipo a tu gusto.

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