Gerador eólico faça você mesmo a partir de um gerador automotivo: tecnologia de montagem de turbinas eólicas e análise de erros

As turbinas eólicas são uma alternativa promissora à energia tradicional.A energia eólica, convertida em eletricidade, promete ser barata, fácil de produzir e de baixo custo. E se levarmos em conta as contas que chegam agora de luz, então para economizar vale a pena tentar construir seu próprio gerador eólico, não concorda?

Existem exemplos reais de criação de instalações que geram uma quantidade razoável de energia. No entanto, as capacidades das turbinas eólicas ainda estão significativamente à frente dos concorrentes que podem suportar o método tradicional de geração de eletricidade.

Apresentamos um guia, a partir do qual você poderá montar um gerador eólico a partir de um gerador automotivo com suas próprias mãos. O artigo oferecido à sua atenção discute em detalhes os erros comuns cometidos ao projetar turbinas eólicas. Para maior clareza, o artigo vem acompanhado de materiais temáticos de foto e vídeo.

Sobre moinhos de vento caseiros para casa

Um interesse particular pela energia eólica manifesta-se a nível doméstico. Isso é compreensível se você olhar a próxima conta de energia consumida. Com isso, todos os tipos de artesãos estão se tornando mais ativos, aproveitando todas as possibilidades de obtenção de energia elétrica de forma barata.

Uma dessas possibilidades, bastante real, está intimamente relacionada a um moinho de vento a partir de um gerador automotivo. Um dispositivo pronto – um gerador automotivo – só precisa ser equipado lâminas feitas corretamente, para poder retirar algum valor de energia elétrica dos terminais do gerador.

É verdade que só funcionará de forma eficaz se houver vento.

Um exemplo da prática de uso doméstico de geradores eólicos. Um projeto prático de moinho de vento bem desenvolvido e bastante eficaz. Uma hélice de três pás está instalada, o que é raro em eletrodomésticos

O uso de praticamente qualquer gerador automotivo é aceitável para a construção de um moinho de vento. Mas geralmente tentam escolher um modelo potente para o trabalho, capaz de fornecer altas correntes. Aqui, o projeto de geradores de caminhões, grandes ônibus de passageiros, tratores, etc. está no auge da popularidade.

Além do gerador, para fabricar um moinho de vento serão necessários vários componentes:

• hélice de duas ou três pás;
• bateria de carro;
• cabo eletrico;
• mastro, elementos de suporte, fixadores.

O projeto da hélice com duas ou três pás é considerado o mais ideal para um gerador eólico clássico. Mas um projeto doméstico muitas vezes está longe de ser um clássico da engenharia. Portanto, na maioria das vezes eles tentam selecionar parafusos prontos para a estrutura da casa.

Um impulsor de um ventilador de carro que será usado como hélice para uma turbina eólica doméstica. Leveza e grande área útil para força aérea permitem a utilização de tais opções

Pode ser, por exemplo, um impulsor de uma unidade externa de um sistema de ar condicionado split ou de um ventilador do mesmo carro. Mas quando você quiser seguir as tradições de construção de geradores eólicos, terá que construir a hélice do moinho de vento do início ao fim com suas próprias mãos.

Antes de decidir pela montagem e instalação de um gerador eólico, vale avaliar os dados climáticos do local e calcular o payback. Uma ajuda significativa neste sentido será fornecida por informações muito artigo interessante, que recomendamos para familiarização.

Tecnologia de montagem de gerador eólico

A base ideal para um gerador eólico doméstico parece ser o modelo AT-700, retirado de um trator da série DT. É verdade que este gerador de trator em sua forma original foi projetado para velocidades de rotor de até 6.000 rpm. Para o projeto de um moinho de vento doméstico, este parâmetro é claramente excessivo.

Existem duas maneiras de sair desta situação:

1. Use algum tipo de caixa multiplicadora que forneça a relação de transmissão necessária.
2. Rebobine o enrolamento do estator AT-700 existente em baixa velocidade.

Em princípio, ambas as opções para atualizar o dispositivo são viáveis. Mas, a julgar pelas avaliações de projetistas talentosos, a opção de rebobinar o enrolamento do estator é mais aceitável. Além disso, se levarmos em conta o peso do próprio gerador AT-700, chega a 6 kg.

Gerador de trator AT-700. Numerosos projetos no setor doméstico foram desenvolvidos com base neste dispositivo específico, que possui uma elevada saída de corrente. Mas precisa de um pouco de modernização

Se o dispositivo for complementado com uma caixa de velocidades, o peso do módulo total duplicará. E este é um parâmetro importante para o projeto de uma turbina eólica. Estamos sempre tentando reduzir o peso.

Ao usar o gerador K 701 no projeto de uma turbina eólica, será necessária alguma modernização:

Passo 1. Hélice de turbina eólica

O material para a fabricação das pás da hélice é um tubo de alumínio fundido (d = 200 mm) com 0,7 - 1,0 m de comprimento, inicialmente cortado longitudinalmente em quatro seções e, em seguida, as pás do formato desejado são cortadas de duas ou três resultantes peças.

Como o alumínio é um material que pode ser facilmente processado, cortar o formato de lâmina desejado de um pedaço de tubo não é um problema. O principal é calcular e desenhar corretamente o modelo.

As pás fabricadas da futura hélice devem ser fixadas de alguma forma e montadas no eixo do gerador. Este trabalho é mais complexo, exigindo equilíbrio preciso e principalmente quando se realiza um desenho de três lâminas.Existem muitas opções para fazer um disco propulsor. Uma delas é criar essa peça a partir de placas de alumínio.

Você precisará calcular o diâmetro do disco da hélice levando em consideração o comprimento em metros das pás. Para uma envergadura de 2 metros, o diâmetro estimado do disco pode ser de 150 a 200 mm. Com base no diâmetro calculado, o número necessário de placas redondas (6-7 peças) é cortado em folha de alumínio.

Um exemplo de fabricação de hélice de gerador eólico a partir de um tubo de alumínio de duzentos milímetros, usado em campos agrícolas para irrigação de plantações. O resultado é um design leve e eficiente

As placas redondas cortadas são colocadas umas sobre as outras, alinhadas nas bordas e fixadas. Para a colagem, é melhor usar cola epóxi de alta qualidade. Mas também são possíveis outros métodos de fixação.

No disco colado acabado é necessário marcar e fazer um furo no ponto central para montagem no eixo do gerador. Modifique o furo com um rasgo de chaveta para corresponder ao tamanho da chaveta instalada no eixo do rotor do gerador.

O disco da hélice assim preparado está marcado para montagem das pás. Faça furos ao longo das linhas marcadas para os parafusos de montagem dos suportes. Estas peças também são fabricadas em alumínio com espessura selecionada suficiente para compensar as forças transmitidas.

Resta fixar as lâminas previamente confeccionadas ao disco nos pontos de conexão pretendidos, equilibrá-las sobre uma superfície plana e fixá-las com parafusos.

Passo 2. Fazendo um mastro de um cano

O trator gerador AT-700, equipado com hélice artesanal, já é um verdadeiro moinho de vento. Para obter o máximo efeito da estrutura, é aconselhável elevá-la de 5 a 7 metros e também proporcionar um movimento circular de 360°.

Portanto, o cata-vento é colocado em um mastro, que é mais fácil de fazer com base em um tubo de metal.

Mastro instalado em tubo metálico com diâmetro de 50 mm com gerador eólico no topo. Para garantir a estabilidade do mastro, são utilizados cabos de sustentação feitos de cabo metálico

Um mastro de 5 a 7 metros de altura, equipado com um gerador eólico no topo, sofrerá cargas significativas. Conseqüentemente, o diâmetro do tubo de metal precisa ser bastante grande - pelo menos 50 mm no tamanho externo.

O mastro é preso por quatro cabos de sustentação, fixados por cima, mais próximos do moinho de vento, e esticados uns contra os outros.

Um par de rolamentos adequados é pressionado sob a borda superior do tubo do mastro, na área interna, ou fixado de alguma outra forma. Este será um bloco giratório de suporte onde caberá um cata-vento com gerador e hélice. Resta fazer o próprio cata-vento e instalar nele todo o equipamento necessário.

Etapa 3. Como fazer um cata-vento de alumínio

Recomenda-se fazer uma estrutura de cata-vento, em uma extremidade da qual há lugar para um gerador automotivo com hélice e na outra - um lugar para uma “haste”, de um material leve e durável.

Por exemplo, um tubo de alumínio com perfil retangular caberia logo abaixo da base. Para fixar o gerador ao tubo perfilado, é mais conveniente utilizar braçadeiras de fita metálica macia (de preferência inoxidável).

Um exemplo de possível montagem de uma carcaça de gerador em um tubo perfilado de um cata-vento. Ele usa uma estrutura de metal com suportes aparafusados ​​dianteiros e traseiros

A cauda do cata-vento pode ser construída a partir da mesma folha de alumínio e fixada ao tubo perfilado com cantos.No ponto do centro de gravidade, no tubo perfilado, é necessário reforçar um pino metálico de aço inoxidável.

Esta peça tem a forma de um parafuso longo (250-300 mm), com diâmetro de cerca de 30 mm (calculado), que passa pelo corpo do tubo perfilado de alumínio e é fixado por baixo com uma porca. Uma contraporca é colocada no topo da porca.

O diâmetro da rosca do parafuso deve ser ligeiramente menor que o diâmetro interno dos anéis do rolamento pressionados no tubo do mastro. Um furo de 7 a 10 mm é feito no centro do parafuso, ao longo de seu eixo. O cabo elétrico do gerador passará por esse orifício e descerá pela tubulação até o ponto de conexão.

Passo 4. Instalação e conexão de gerador eólico

Após todos os preparativos descritos (necessariamente em condições de tempo calmo), proceda à instalação:

1. Um gerador de trator é preso à base do cata-vento com braçadeiras.
2. Levante o mastro do solo 1,5 - 2 metros e instale o cata-vento com um parafuso de suporte nos rolamentos.
3. Ao mesmo tempo, passe o cabo do gerador através do corpo do parafuso e mais dentro do tubo até o ponto de saída inferior.
4. Além disso, logo abaixo da base do cata-vento, um limitador é instalado rigidamente, permitindo que o cata-vento gire 360° em uma direção ou outra, mas nada mais.
5. O mastro é finalmente elevado e reforçado com braçadeiras de cabos.
6. Conecte as extremidades do cabo ao dispositivo receptor (geralmente através controlador para a bateria).

Neste ponto, a construção do gerador eólico pode ser considerada concluída. No entanto, ainda existem muitos detalhes individuais do processo com os quais você terá que lidar durante o uso do dispositivo.

Diagrama de blocos de uma turbina eólica completa: 1 – turbina eólica, 2 – conversor de carga da bateria; 3 – bateria de carro; 4 – inversor 24/220; 5.6 – saídas de tensão 220V e 24V

Esses detalhes já estão associados à automação que regula o acúmulo e distribuição de energia. Dispositivos como controlador de carga, inversor de corrente e outros são componentes obrigatórios dos geradores eólicos.

Exemplo fotográfico de montagem passo a passo de um moinho de vento

Consideremos um exemplo de construção de um moinho de vento de 24 V montado na base de um gerador automotivo. O produto caseiro começa a funcionar de forma estável com uma força de vento de 5 m/s. Em tempo de vento moderado com rajadas de 15 m/s a instalação fornece de 8 a 11 A; em dias de vento forte a eficiência aumenta. Potência não superior a 300 W.

Na verdade, todo o trabalho está feito, resta apenas conectar os componentes díspares de uma instalação útil para a vida cotidiana:

A instalação autoconstruída desenvolve 24 V, podendo ser utilizada para carregar baterias de equipamentos móveis e fornecer energia a linhas de iluminação com lâmpadas economizadoras.

Análise de erros de projeto

Montar um gerador eólico em casa com as próprias mãos não é, obviamente, uma tarefa infalível.Mesmo nos projetos de turbinas eólicas industriais, os engenheiros cometem erros. Mas aprendem com os erros, como evidenciado por estruturas familiares bem estabelecidas.

Assim, entre os erros no projeto de geradores eólicos domésticos, muitas vezes aparece um detalhe como a ausência de um módulo de frenagem no projeto do gerador. A versão padrão de tais dispositivos (automotivo ou trator) não fornece tal peça. Isso significa que o gerador precisa ser modificado.

Porém, nem todo “designer” quer lidar com esse assunto delicado. Muitas pessoas ignoram esse detalhe, esperando por “talvez”. Como resultado, com ventos fortes, a hélice gira a velocidades incrivelmente altas. Os mancais do gerador não resistem e quebram os assentos das tampas de alumínio. O rotor fica preso.

Gerador eólico destruído devido a falhas de projeto. Erros no projeto e instalação de tais estruturas levam a consequências graves.

A mesma questão diz respeito ao defeito associado à falta de limitador de rotação do cata-vento. Muitas vezes esse componente é simplesmente esquecido de ser instalado e lembrado apenas quando as correntes do vento começam a girar o “galo” em torno de seu eixo, como o pião do programa “O quê? Onde? Quando?". O resultado é desastroso.

O dano mínimo é a torção e rompimento do cabo elétrico e, em casos graves, a destruição de toda a estrutura.

Outro erro notável de montagem foi o cálculo incorreto do ponto do centro de gravidade na base do cata-vento. Neste caso, o dispositivo poderá funcionar normalmente por algum tempo. Mas com o tempo, forma-se um desalinhamento no conjunto do rolamento, a liberdade de rotação é limitada e a eficiência da estrutura em termos de produção de energia diminui drasticamente.

Como calcular corretamente o gerador eólico, você aprenderá com o artigo que propomos.

Freqüentemente, eles tentam alimentar diretamente a bateria com a corrente recebida do gerador. Logo eles começam a se perguntar por que a bateria não mantém a carga ou descobrem uma quebra de 2 a 3 latas.

Este é um erro banal e natural, pois em qualquer caso a bateria deve ser carregada sob condições de determinadas correntes e tensões. Aqui precisamos do controle desse processo.

Para artesãos domésticos interessados ​​​​no assunto conjuntos de geradores eólicos, sugerimos que você se familiarize com outra opção original. Este artigo descreve a fabricação de uma unidade geradora a partir de resíduos de peças de máquinas de lavar.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Até mesmo uma chave de fenda elétrica comum pode se tornar um moinho de vento se você conhecer o básico de um gerador eólico.

O interesse em geradores eólicos não está diminuindo. Pelo contrário, esta opção de produção de energia eléctrica é cada vez mais considerada ao nível dos proprietários rurais.

Obviamente, se combinarmos vários tipos de energia ao mesmo tempo - eólica, solar, turbinas hidrelétricas ou usinas nucleares, tal combinação pode ter um efeito econômico. Neste caso, o risco do usuário ficar sem energia elétrica é reduzido a zero.

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