Gan indivīdu, gan visas mūsdienu cilvēces darbība ir gandrīz neiespējama bez elektrības. Diemžēl strauji pieaugošais naftas un gāzes, ogļu un kūdras patēriņš noved pie šo resursu rezervju samazināšanās uz planētas. Ko darīt, kamēr zemniekiem tas viss vēl ir? Pēc ekspertu secinājumiem, tieši enerģētikas kompleksu attīstība var atrisināt pasaules ekonomikas un finanšu krīžu problēmas. Tāpēc visatbilstošākā ir bezdegvielu enerģijas avotu meklēšana un izmantošana.
Atjaunojams, ilgtspējīgs, zaļš
Varbūt nav vērts atgādināt, ka viss jaunais ir labi aizmirsts vecais. Cilvēki ļoti ilgu laiku ir iemācījušies izmantot upes plūsmas spēku un vēja ātrumu mehāniskās enerģijas iegūšanai. Saule mums silda ūdeni un pārvieto mašīnas, baro kosmosa kuģus. Riteņi, kas uzstādīti strautu un mazo upju gultnēs, jau viduslaikos apgādāja laukus ar ūdeni. Vienas vējdzirnavas varētu nodrošināt miltus vairākiem apkārtējiem ciemiem.
Šobrīd mūs interesē vienkāršs jautājums: kā nodrošinātjūsu mājās ar lētu gaismu un siltumu, kā ar savām rokām izgatavot vējdzirnavas? 5 kW jauda vai nedaudz mazāk, galvenais, lai mājokli varētu nodrošināt ar strāvu elektroierīču darbībai.
Interesanti, ka pasaulē pastāv ēku klasifikācija pēc resursefektivitātes līmeņa:
- parastais, būvēts pirms 1980.–1995. gada;
- ar zemu un īpaši zemu enerģijas patēriņu - līdz 45-90 kWh uz 1 kV/m;
- pasīvs un nepastāvīgs, saņemot strāvu no atjaunojamiem avotiem (piemēram, uzstādot ar savām rokām rotējošo vēja ģeneratoru (5 kW) vai saules paneļu sistēmu, jūs varat atrisināt šo problēmu);
- energoaktīvas ēkas, kas saražo vairāk elektroenerģijas, nekā tām nepieciešams, iegūstiet naudu, atdodot to caur tīklu citiem patērētājiem.
Izrādās, ka uz jumtiem un pagalmos uzstādītās savas mājas ministacijas ar laiku var konkurēt ar lielajiem elektroenerģijas piegādātājiem. Un dažādu valstu valdības visos iespējamos veidos veicina alternatīvu enerģijas avotu radīšanu un aktīvu izmantošanu.
Kā noteikt savas elektrostacijas rentabilitāti
Pētnieki ir pierādījuši, ka vēju rezerves jauda ir daudz lielāka nekā visas uzkrātās gadsimtiem vecās degvielas rezerves. Starp veidiem, kā iegūt enerģiju no atjaunojamiem avotiem, īpaša vieta ir vējdzirnavām, jo to izgatavošana ir vienkāršāka nekā saules paneļu izveide. Faktiski 5 kW vēja ģeneratoru var samontēt ar savām rokām, ja ir nepieciešamssastāvdaļas, tostarp magnēti, vara stieple, saplāksnis un asmens metāls.
Pazinēji saka, ka ne tikai pareizas formas, bet arī īstajā vietā uzbūvēta konstrukcija var kļūt produktīva un attiecīgi izdevīga. Tas nozīmē, ka ir jāņem vērā gaisa plūsmu klātbūtne, pastāvība un vienmērīgs ātrums katrā atsevišķā gadījumā un pat noteiktā reģionā. Ja apkārtnē periodiski ir mierīgas, mierīgas un mierīgas dienas, masta ar ģeneratoru uzstādīšana nekādu labumu nedos.
Pirms sākat izgatavot vējdzirnavas ar savām rokām (5 kW), jums jāņem vērā to modelis un izskats. Negaidiet lielu enerģijas atdevi no vāja dizaina. Un otrādi, ja valstī ir nepieciešams darbināt tikai pāris spuldzes, nav jēgas būvēt milzīgas vējdzirnavas ar savām rokām. 5 kW ir pietiekami daudz jaudas, lai nodrošinātu elektrību gandrīz visai apgaismojuma sistēmai un sadzīves tehnikai. Būs pastāvīgs vējš - būs gaisma.
Kā ar savām rokām izgatavot vēja turbīnu: darbību secība
Augstajam mastam izvēlētajā vietā pašas vējdzirnavas tiek stiprinātas ar tām piestiprinātu ģeneratoru. Radītā enerģija pa vadiem nonāk vēlamajā telpā. Tiek uzskatīts, ka, jo augstāks ir masta dizains, jo lielāks ir vēja riteņa diametrs un spēcīgāka gaisa plūsma, jo augstāka ir visas ierīces efektivitāte. Patiesībā viss nav gluži tā:
- piemēram, spēcīga viesuļvētra var viegli salauzt asmeņus;
- dažus modeļus var uzstādīt uz parastā jumtamājās;
- Pareizā turbīna ieslēdzas viegli un labi darbojas pat ļoti vājā vējā.
Galvenie vējdzirnavu veidi
Classic ir modeļi ar rotora rotācijas horizontālo asi. Parasti tiem ir 2-3 asmeņi un tie ir uzstādīti lielā augstumā no zemes. Šādas iekārtas lielākā efektivitāte izpaužas ar nemainīga virziena gaisa plūsmu un tās ātrumu 10 m/s. Būtisks šīs lāpstiņu konstrukcijas trūkums ir lāpstiņu rotācijas kļūme bieži mainīgā, brāzmainā vēja virzienā. Tas noved pie neproduktīva darba vai visas iekārtas iznīcināšanas. Lai pēc apstāšanās iedarbinātu šādu ģeneratoru, ir nepieciešama piespiedu sākotnējā asmeņu pagriešana. Turklāt, aktīvi griežoties, asmeņi izdala specifiskas skaņas, kas ir nepatīkamas cilvēka ausij.
Vertikālajam vēja ģeneratoram ("Whirlwind" 5 kW vai citam) ir atšķirīgs rotora izvietojums. H-veida vai mucas formas turbīnas uztver vēju no jebkura virziena. Šīs konstrukcijas ir mazākas, darbojas pat pie vājākajām gaisa plūsmām (pie 1,5-3 m / s), nav nepieciešami augsti masti, tos var izmantot pat pilsētās. Turklāt dari pats (5 kW – tas ir īsts) saliktās vēja turbīnas sasniedz savu nominālo jaudu ar vēju 3-4 m/s.
Buras ir nevis uz kuģiem, bet uz sauszemes
Viena no aktuālākajām vēja enerģijas tendencēm mūsdienāsbija horizontāla ģeneratora izveide ar mīkstiem asmeņiem. Galvenā atšķirība ir gan izgatavošanas materiāls, gan pati forma: dari pats vējdzirnavām (5 kW, buru tips) ir 4-6 trīsstūrveida auduma asmeņi. Turklāt atšķirībā no tradicionālajām konstrukcijām to šķērsgriezums palielinās virzienā no centra uz perifēriju. Šī funkcija ļauj ne tikai "noķert" vāju vēju, bet arī izvairīties no zaudējumiem viesuļvētras gaisa plūsmas laikā.
Par buru laivu priekšrocībām var saukt šādus rādītājus:
- liela jauda ar lēnu rotāciju;
- pašorientēšanās un pielāgošanās jebkuram vējam;
- augsta lāpstiņa un zema inerce;
- nav nepieciešama riteņa piespiedu griešanās;
- pilnīgi klusa rotācija pat lielā ātrumā;
- vibrāciju un skaņas traucējumu trūkums;
- relatīvi lēts dizains.
Vējdzirnavas dara to pats
5kW nepieciešamās elektroenerģijas var iegūt vairākos veidos:
- izveidojiet visvienkāršāko rotējošo struktūru;
- samontēt kompleksu no vairākiem secīgi izvietotiem uz vienas ass buru riteņiem;
- Izmantojiet neodīma asu konstrukciju.
Ir svarīgi atcerēties, ka vēja rata jauda ir proporcionāla vēja ātruma kubikvērtības un turbīnas noslīdētā laukuma reizinājumam. Tātad, kā izveidot 5 kW vēja ģeneratoru? Tālāk ir sniegti norādījumi.
Varat ņemt par pamatuauto rumba un bremžu diski. Uz rotora topošajiem diskiem (ģeneratora kustīgā daļa) ir novietoti paralēli aplī katram diskam 32 magnēti (25 x 8 mm), 16 gabali, turklāt plusi obligāti mijas ar mīnusiem. Pretējiem magnētiem jābūt ar dažādām polu vērtībām. Pēc marķēšanas un novietošanas viss uz apļa ir piepildīts ar epoksīdu.
Vara stieples spoles ir novietotas uz statora. To skaitam jābūt mazākam par magnētu skaitu, tas ir, 12. Vispirms visi vadi tiek izvilkti un savienoti viens ar otru ar zvaigznīti vai trīsstūri, pēc tam tos arī piepilda ar epoksīda līmi. Pirms ieliešanas tinumos ieteicams ievietot plastilīna gabalus. Pēc sveķu sacietēšanas un noņemšanas paliks caurumi, kas nepieciešami statora ventilācijai un dzesēšanai.
Kā tas viss darbojas
Rotora diski, kas rotē attiecībā pret statoru, veido magnētisko lauku, un spolēs parādās elektriskā strāva. Un vējdzirnavas, kas savienotas ar skriemeļu sistēmu, ir nepieciešamas, lai pārvietotu šīs darba struktūras daļas. Kā ar savām rokām izgatavot vēja ģeneratoru? Daži sāk būvēt savu spēkstaciju, montējot ģeneratoru. Pārējie - no lāpstiņas rotējošās daļas izveides.
Vējdzirnavu vārpsta ir savienota ar slīdošo savienojumu ar vienu no rotora diskiem. Apakšējais, otrais disks ar magnētiem ir novietots uz stipra gultņa. Stators atrodas vidū. Visas detaļas ir piestiprinātas pie saplākšņa apļa ar garām skrūvēm un nostiprinātas ar uzgriežņiem. Starp visām "pankūkām" noteikti atstājiet minimumuspraugas rotora disku brīvai rotācijai. Rezultāts ir 3 fāžu ģenerators.
Muca
Atliek taisīt vējdzirnavas. Ar savām rokām no 3 saplākšņa apļiem un plānākā un vieglākā duralumīnija loksnes var izgatavot 5 kW rotējošu konstrukciju. Metāla taisnstūrveida spārni ir piestiprināti pie saplākšņa ar skrūvēm un stūriem. Sākotnēji katrā apļa plaknē ir izdobtas viļņveida virzošās rievas, kurās tiek ievietotas loksnes. Iegūtajam divstāvu rotoram ir 4 viļņaini lāpstiņas, kas piestiprinātas viens otram taisnā leņķī. Tas ir, starp abām rumbas, kas piestiprinātas ar saplākšņa pankūkām, ir 2 viļņveida duralumīnija asmeņi.
Šis dizains ir uzstādīts centrā uz tērauda tapas, kas pārvadīs griezes momentu uz ģeneratoru. Šādas konstrukcijas DIY vējdzirnavas (5 kW) sver aptuveni 16-18 kg ar augstumu 160-170 cm un pamatnes diametru 80-90 cm.
Lietas, kas jāņem vērā
Vējdzirnavas-"mucas" var uzstādīt pat uz ēkas jumta, lai gan pilnīgi pietiek ar 3-4 metrus augstu torni. Tomēr ir obligāti jāaizsargā ģeneratora korpuss no dabiskiem nokrišņiem. Ieteicams arī ievietot akumulatoru.
Lai iegūtu maiņstrāvu no 3 fāžu līdzstrāvas, ķēdē ir jāiekļauj arī pārveidotājs.
Ar pietiekamu skaitu vējainu dienu reģionā pašmontētas vējdzirnavas (5 kW) var nodrošināt strāvu ne tikai televizoram un spuldzēm, bet arī videonovērošanas sistēmai, gaisa kondicionēšanai, ledusskapim un citas elektriskās iekārtas.
