Mientras los ingenieros y tecnólogos de las grandes corporaciones están desarrollando proyectos para el uso de fuentes de energía alternativas en la industria, los artesanos del hogar están encontrando formas de usarlas en el hogar. Además, la transición a generadores de energía no estándar está determinada no solo por el deseo de ahorrar electricidad. En los asentamientos de casas de campo y casas de campo, las interrupciones en el suministro de electricidad no son infrecuentes, y en algunas regiones no hay redes de suministro central en absoluto. Para los propietarios de fincas privadas remotas y aquellos que simplemente quieren proporcionar a su hogar una fuente de energía independiente, se propone la idea de fabricar un generador eólico casero en diferentes variaciones.
Diseño principal de un molino de viento
En casa, hacer un generador de energía eólica es fácil. Basta con tomar la parte de trabajo de la hélice o el grupo de palas, conectarlo al motor con un convertidor eléctrico y pensar en el sistema de almacenamiento de energía. Entonces solo queda organizar las condiciones técnicas para el trabajo creado.infraestructura. El problema es que para volúmenes de producción más o menos significativos, el diseño debe consistir en elementos de trabajo a escala real. En primer lugar, se calcula el eje de la rueda, su dirección y los materiales de montaje. Por ejemplo, las turbinas eólicas caseras verticales de bricolaje están hechas de placas de metal procesadas de una manera especial en máquinas herramienta o con herramientas manuales. La geometría incorrecta de las palas puede provocar la pérdida de empuje debido a la inversión del flujo. Este diseño funcionará contra las corrientes de viento.
A su vez, las instalaciones horizontales no exigen tanto la disposición de los órganos funcionales. También necesitarán palas de cierta configuración, pero con una forma simplificada.
Además de la parte mecánica de trabajo, el diseño del molino de viento incluye el motor ya mencionado. Tendrá que proporcionar la transformación y acumulación de energía. Como regla general, un generador de viento casero para el hogar está hecho de motores de electrodomésticos, pero puede haber otras opciones. Se presta especial atención a la estructura de soporte. Estará formado por un marco macizo de base metálica, una caja protectora, una base de marco para la fijación de unidades auxiliares, un rack y otros componentes.
Especificaciones
Sin un cálculo preliminar de las capacidades, no tiene sentido iniciar un mayor desarrollo de un generador eólico. La forma en que se utiliza la instalación depende en última instancia de la cantidad de energía convertida. Y de nuevo, rendimientoel diseño está determinado por las dimensiones del cuerpo de trabajo y la configuración de su diseño técnico. Los parámetros promedio de una turbina eólica casera se pueden representar de la siguiente manera:
- Diámetro del impulsor 200cm
- Número de segmentos de paleta – 6.
- El voltaje del generador es de 24W.
- Actual - alrededor de 250 A.
- Potencia del generador: rango de 0,2 a 3 kW.
- Velocidad del viento de hasta 12 m/s.
- Capacidad de la batería - 500 Ah
Montaje de las palas de las ruedas
Como ya se señaló, en la construcción de una estructura compleja de un molino de viento vertical, uno no puede prescindir de una lámina de metal. Se puede usar aluminio anodizado, pero los segmentos de acero son mejores para las características de resistencia, aunque requerirán maquinado. En cualquier caso, solo el metal duro permitirá ensamblar palas confiables para la construcción de un generador eólico vertical casero. También puede hacer una rueda de viento para una estructura horizontal con sus propias manos utilizando espacios en blanco de cloruro de polivinilo (PVC). El plástico es más maleable en el procesamiento, insensible a las influencias ambientales y la luz. Sus desventajas se basan en la flexibilidad mecánica, por lo que inicialmente debe centrarse en las aleaciones de PVC rígido.
Los espacios en blanco estructuralmente adecuados se pueden encontrar en tuberías de presión o segmentos de canalones. En el caso del plástico, vale la pena centrarse en un espesor de pared de 5 mm, una longitud de unos 100 cm y un diámetro de hasta 15 cm. Para formar un segmento, se recomienda utilizaruna plantilla preparada, dibuje contornos a partir de ella y haga un corte con una sierra de calar o una sierra para metal. El equilibrio de las palas caseras para una turbina eólica se realiza mediante rectificado y rectificado de superficies de grano fino. Todas las esquinas y bordes están cuidadosamente redondeados en una sola forma.
A continuación, se deben instalar 6 elementos de palas en la base de la rueda de viento, en los que luego se integrará el generador. La fijación se realiza a través de un manguito de metal con un diámetro de 20 cm y un espesor de 1 cm. Mediante soldadura delicada inversora, se deben soldar a la manga tiras de aterrizaje de acero de 30 cm de largo y 1,2 cm de ancho. Se deben proporcionar orificios en para fijar las cuchillas.
Motor generador de bicicleta
El tema de elegir una planta generadora es quizás el más importante, por lo que se considerarán varias opciones. La unidad más práctica y conveniente desde el punto de vista de la instalación es un motor de bicicleta eléctrica, que se puede comprar por un promedio de 7 a 10 mil rublos. Será un modelo con características de voltaje de hasta 250 V y una velocidad de rotación de unas 200 rpm. A continuación, se conectan el acoplamiento de la rueda de viento y el generador casero. El aerogenerador se puede fijar a la carrocería con tornillos, eligiendo los agujeros para la fijación de los radios. El resultado debería ser una instalación compacta, relativamente ligera, pero no la más productiva para generar electricidad. Por lo tanto, vale la pena considerar alternativas más potentes.
Diseño con alternador de coche
En términos de la totalidad de las cualidades de trabajo, tal instalaciónunidad de potencia óptima, y si es posible, se recomienda utilizar arrancadores de tractor y carga. La principal dificultad será enrollar el dispositivo con imanes de neodimio. Deben estar pegados a los discos del rotor. Se ajustan de manera óptima los elementos magnéticos del formato 25x8 mm en la cantidad de 20 piezas. En este caso, los polos deben alternarse estrictamente, de lo contrario, el motor de arranque será inútil en el diseño.
También vale la pena abandonar los imanes redondos en favor de los rectangulares. El hecho es que un generador eólico casero de un generador de automóvil tendrá que distribuir uniformemente las ondas electromagnéticas, y los elementos de forma redonda no podrán soportar esta función en la medida adecuada. A lo largo de los contornos exterior e interior de la colocación de los imanes, también se organizan las líneas de los lados. Pueden ser de plastilina fijada con cola epoxi. Sin embargo, para mayor confiabilidad, vale la pena llenar todo el iniciador con resina astringente.
Aplicación de motor asíncrono
Para mayor comodidad al realizar trabajos de instalación, puede tomar una planta de energía asíncrona y, después de una simple modificación, combinarla con la parte de trabajo mecánico del molino de viento. La parte principal del refinamiento estará asociada con la ranura del rotor en un torno. El acabado se realiza según el espesor de los elementos magnéticos. El problema de procesamiento se debe al hecho de que el diseño de los motores asíncronos no proporciona manguitos especiales para insertar imanes, por lo que las ranuras se taladran de forma independiente.
Al igual que con la elección de electromagnética rectangularelementos, la formación de insertos en la carcasa se realiza para la correcta dirección del campo al motor de arranque. Después del refinamiento técnico y la introducción de equipos de trabajo, es posible rellenar la estructura con resina epoxi. La salida debe ser un aerogenerador casero de 2 kW o más; el rendimiento dependerá de la potencia nominal y del formato de los imanes utilizados. Por cierto, no tenga miedo de que el campo de tratamiento con composición adhesiva baje un poco el voltaje. No es de importancia fundamental para el rendimiento del molino de viento, pero bien puede aumentar la fuerza actual.
Uso de un generador magnético casero
Para el mantenimiento de baterías pequeñas, puede limitarse a instalar un arrancador de su propia fabricación. Tendrá muchas desventajas en comparación con los dispositivos de fábrica, pero para los consumidores de baja potencia, dicho sistema será suficiente. El paso más importante en la fabricación es realizar el cálculo correcto de las vueltas del devanado. Su número en un aerogenerador casero con imanes dependerá del número de bobinas. En promedio, la potencia total es proporcionada por 1000-1200 rpm.
Si usa un cable más grande para enrollar, la resistencia disminuirá y, por el contrario, aumentará la intensidad de la corriente. Pero en cualquier caso, necesitará una máquina para crear bobinas con bobinado. El proceso es rutinario y largo, por lo que la mecanización es indispensable. La unidad de bobinado puede ser manual sobre la base de un banco de trabajo. Basta con organizar un equipo giratorio en una varilla de metal y llevarlobobina con alambre de cobre. La bobina en sí será redonda. Más significativa es la cuestión de su longitud, ya que un diseño alargado proporcionará giros más rectos con un gran consumo de cobre en el sector. Los sectores separados para la distribución correcta del devanado sobre el área se pueden marcar inicialmente en papel, después de lo cual se pueden usar las mismas barreras de plastilina en el blanco de la bobina.
Para aumentar la fuerza de un generador de viento hecho en casa con sus propias manos, se recomienda aplicar fibra de vidrio en la parte inferior del molde. Para evitar que se pegue a la superficie, es recomendable tratar la parte trasera con cera o vaselina. En el sistema de arranque, el grupo de bobinas se ensambla sin contactos directos. Cada elemento debe fijarse de forma segura y los extremos de las fases se sacan con aislamiento multicapa. Se pueden combinar varios cables en una sola forma: una estrella o un triángulo.
Instalación del generador en el marco
La unidad de potencia ensamblada debe estar diseñada para ciertas cargas eléctricas, pero no se olvide del impacto mecánico de terceros. Para que la estructura resista la presión dinámica y estática, el eje del generador debe estar firmemente fijado en el marco. Para hacer esto, use un marco de metal adecuado para un generador eólico casero en forma y tamaño. En casos extremos, se pueden utilizar materiales amortiguadores para sujetar la unidad a la carcasa. Los marcos demasiado pesados también son indeseables. La mejor opción es un marco de aluminio de 1-2 cm de espesor.
Protección contra viento fuerte
BEn modo normal, el molino de viento funciona y genera una corriente estable a una velocidad del viento de unos 10 m/s. Superar este indicador será perjudicial tanto para la estructura de soporte como para el relleno eléctrico del equipo. Por tanto, la instalación está protegida por un sistema de aletas laterales. Por ejemplo, las turbinas eólicas verticales caseras se protegen de los huracanes mediante paneles que proporcionan fuerza de resorte. En este diseño, el generador trabajará en la dirección del flujo con la cola, es decir, la función del sistema se limita a la mecánica, pero sin cargas excesivas por corrientes de aire.
Mástil de aerogenerador
El componente de apoyo central y principal de la instalación, del que depende la fiabilidad mecánica de todo el conjunto. Las esquinas de perfil, las tuberías y los postes se pueden usar como esta varilla. Un tubo de metal con un diámetro de 10 cm es más práctico y más fácil de instalar. En cuanto a la longitud, hay que tener en cuenta que la posición óptima del generador sobre el suelo es de 4-5 m. Las plantas industriales también se montan en una altura mayor, pero para una instalación confiable con tales parámetros se requiere equipo adicional. En este caso, de acuerdo con el principio de pilotes de tornillo, es posible instalar un generador de viento hecho en casa en una tubería con una profundidad de 1-1.5 m en el suelo Al elegir un punto de posición, se debe tener en cuenta que no debe haber interferencia al mismo nivel dentro de un radio de 30 m. En casos extremos, deberá elevar la estructura de trabajo 1 m por encima de la barrera.
También puedes calcular de antemano los dispositivos de descenso y ascenso. Todavía no puede prescindir del mantenimiento, y el soporte de una escalera común no es la solución más confiable. Además, los diseñadores recomiendan instalar cables de seguridad con muescas de 5 m a lo largo de la altura del mástil. Se anclan al suelo con anclajes dentro de un radio que es la mitad de la altura del poste.
Conclusión
Los grupos electrógenos alimentados por fuentes de energía natural aún no se utilizan ampliamente debido al alto costo de los equipos básicos y los considerables costos de mantenimiento. En este caso, el más costoso puede ser un generador de viento casero a partir de un motor asíncrono, que requerirá una base de energía potente y soporte técnico regular. Por otro lado, también tiene la mayor productividad (eficiencia de alrededor del 80%), lo que permitirá recuperar los costos de instalación y materiales relacionados. ¿Cuánta energía es suficiente de una batería conectada a dicho generador? Como muestra la práctica, el umbral mínimo de energía de un sistema con un retorno de 2-3 kW le permite cubrir las necesidades de los sistemas de climatización, grupos domésticos de dispositivos de iluminación, equipos de refrigeración, etc.
