Como fazer um mini gerador eólico com suas próprias mãos?

Um moinho de vento não precisa de combustível ou energia solar para gerar eletricidade. Esse recurso faz muitas pessoas pensarem em como construir uma turbina eólica com as próprias mãos, porque a compra e a instalação de equipamentos acabados são caras.

O princípio de operação e tipos de gerador eólico

Você pode fazer um moinho de vento por conta própria apenas com uma compreensão de seu dispositivo. O protótipo desta unidade é um antigo moinho de vento. Com a pressão dos fluxos de ar em suas asas, entrou em movimento um eixo, que transmitiu o torque ao equipamento do moinho.

Nas turbinas eólicas para a produção de eletricidade, aplica-se o mesmo princípio de usar a energia eólica para girar o rotor:

1. O movimento das pás quando expostas ao vento faz com que o eixo de entrada com a caixa de engrenagens gire. O torque é transmitido ao eixo secundário (rotor) do gerador, equipado com 12 ímãs.Como resultado de sua rotação, surge uma corrente alternada no anel do estator.
2. Este tipo de eletricidade não pode carregar baterias sem um dispositivo especial - um controlador (retificador). O dispositivo converte a corrente alternada em corrente contínua, permitindo que ela seja armazenada para que os eletrodomésticos funcionem sem interrupção. O controlador também desempenha outra função: ele para de carregar a bateria a tempo e o excesso de energia gerado pelo moinho de vento é transferido para unidades que consomem grande quantidade (por exemplo, para elementos de aquecimento para aquecer uma casa)
3. Para fornecer uma alimentação de tensão de 220 V, a corrente é fornecida das baterias ao inversor e depois vai para os pontos de consumo de eletricidade.

Para garantir que as pás estejam sempre na melhor posição para interagir com o vento, uma cauda é instalada nos dispositivos do impulsor, o que permite girar a hélice em direção ao vento. Os modelos de fábrica de moinhos de vento possuem dispositivos de frenagem ou circuitos adicionais para dobrar a cauda ou remover as pás dos golpes do vento em condições climáticas adversas.

Existem vários tipos de aerogeradores, classificando-os pelo número e material das pás ou pelo passo da hélice. Mas a divisão principal ocorre de acordo com a localização do eixo ou eixo de entrada:

1. O tipo horizontal implica a localização do eixo paralelo ao solo. Esses geradores são chamados de geradores de palhetas.
2. Nos moinhos de vento verticais, o eixo está localizado perpendicularmente ao horizonte e os planos estão localizados ao redor dele. Os geradores verticais podem ser chamados de ortogonais ou de carrossel.

Independentemente da localização do eixo de rotação, o princípio de funcionamento da unidade permanece o mesmo.

Os modelos de moinhos de vento podem ter uma hélice ou uma roda eólica de 2, 3 ou várias pás.Acredita-se que os dispositivos multipás são capazes de gerar corrente em um vento pequeno, e hélices com 2-3 asas requerem um fluxo de ar maior. Ao escolher um modelo, é necessário levar em conta a importante regra de que cada pá cria resistência ao fluxo do vento e reduz a velocidade de rotação, por isso é bastante difícil girar uma roda multi-pás para a velocidade de operação.

Entre as variedades de moinhos de vento estão os à vela e os rígidos. Esses nomes referem-se ao material de que são feitas as asas. Com a automontagem, o tipo de vela será mais simples e econômico, mas as lâminas feitas de material plástico (tecido, filmes, etc.) não são duráveis ​​e resistentes ao desgaste.

Opção vertical

É mais fácil fazer um gerador eólico do tipo vertical do que um horizontal. O design não requer um dispositivo de palheta, está localizado a uma altura baixa (até 2 m). Comentários de quem usa turbinas eólicas verticais (central eólica) indicam um leve ruído durante a rotação e facilidade de manutenção das unidades de trabalho das unidades. O gerador está localizado na parte inferior da estrutura e a manutenção pode ser realizada sem ter que trabalhar em altura ou abaixar o mastro até o solo.

Um rolamento é instalado na extremidade superior do eixo, que atua simultaneamente como mastro. Esta peça praticamente não requer manutenção e é capaz de servir por vários anos sem reparos.

Ao contrário de um moinho de pás, as turbinas eólicas verticais não requerem a instalação de um mastro alto. Eles funcionam independentemente da direção do vento, o que simplifica o design da parte móvel.Para as pás de uma turbina eólica compacta, você pode usar um tubo de PVC de grande diâmetro (por exemplo, um cano de esgoto) e o aço galvanizado fino é adequado para uma turbina eólica mais potente. Esses materiais estão disponíveis para qualquer artesão caseiro e são relativamente baratos.

O design da roda eólica pode ser escolhido independentemente das muitas opções disponíveis:

• Design Dornier com 2 lâminas planas;
• Sistema Savonius com 4 asas semi-cilíndricas;
• moinho de vento multi-pás ortogonal com 2 filas de planos;
• turbinas eólicas helicoidais com perfis de pás curvas.

Todos os aerogeradores verticais utilizam o princípio do agregado Savonius. Em casa, as lâminas podem ser feitas de barris de aço ou plástico, cortados ao meio no sentido do comprimento. A característica do projeto é que a eficiência da unidade atinge um máximo a uma velocidade da pá 2 vezes menor que a velocidade do vento. Portanto, você não deve tentar aumentar a velocidade de uma turbina eólica vertical.

Modelos horizontais

Ao contrário dos geradores verticais, as turbinas eólicas caseiras com hélice têm maior eficiência com o aumento da velocidade das pás. Mas elementos numerosos e estreitos do parafuso não contribuem para um melhor trabalho: com uma forte pressão do vento, eles não têm tempo para girar o eixo devido à almofada de ar formada na frente do parafuso.

As turbinas eólicas multi-pás do tipo "faça você mesmo" para uma casa são mais bem feitas em áreas com ventos não muito fortes. Se a força do vento na região costuma exceder 10-15 m por segundo, faz sentido construir um moinho de vento com 2-3 pás. Ambos os tipos podem começar a trabalhar a uma velocidade de fluxo de ar de cerca de 2-3 m por segundo.

O modelo horizontal requer a instalação de um mastro alto (6-12 m).Para evitar o trabalho em grandes altitudes durante a manutenção, os artesãos instalam o mecanismo de dobragem mais simples - o eixo - na base do mastro. Para a estabilidade da estrutura com uma forte carga de vento, são necessários suportes estaiados para manter o rack na posição vertical.

A nacela com gerador e hélice deve ser montada em um mancal e provida de plumagem de palheta para que a hélice sempre tenha uma posição vantajosa em relação ao vento. Os cabos que transportam corrente devem ser posicionados de forma que não torçam quando a nacela gira, interfere ou quebra. Portanto, eles são realizados dentro de um mastro tubular.

Como fazer um gerador eólico de 220V?

O trabalho na criação de uma turbina eólica deve começar com a determinação da potência necessária da unidade:

• para iluminar várias salas, basta ter um gerador com potência inferior a 1 kW; fornecerá energia para lâmpadas incandescentes ou econômicas e, além disso, será possível ligar um laptop ou TV à rede;
• um gerador eólico caseiro com capacidade de 5 kW fornecerá eletricidade para eletrodomésticos (geladeira, máquina de lavar, fogão etc.);
• para transferir completamente a casa para um fornecimento autônomo de eletricidade, você precisa de um gerador potente com capacidade superior a 20 kW.

Você mesmo pode fazer o gerador ou adaptar o conjunto correspondente retirado do carro antigo. Desta forma, é possível garantir a produção de corrente até 2-3 kW. Para fazer um gerador eólico de 220V mais potente, você precisará calcular com precisão o número de bobinas e voltas de fio, o tamanho e o número de ímãs no rotor e os parâmetros das asas das pás.

Design simples

Para o design mais simples com uma potência de cerca de 1-1,5 kW, você precisará de:

• gerador de carro (12 V);
• bateria ácida (12 V);
• botão interruptor (12 V);
• conversor de corrente 700-1500 V e 12-220 V;
• metal grande capacidade;
• parafusos, arruelas, porcas;
• braçadeiras para fixação do gerador (2 unid.).

Na polia do gerador do automóvel, você precisa fazer furos simétricos para os parafusos. Divida a circunferência do recipiente em 4 partes iguais. Lâminas de corte:

• na lateral do recipiente, marque os retângulos de acordo com as marcações para dividir o círculo;
• encontre o meio vertical de cada elemento;
• marque a parte superior e inferior do recipiente com bordas sólidas de 3-5 cm de largura;
• corte o metal entre retângulos individuais até a linha dos aros;
• faça cortes ao longo das bordas superior e inferior da marcação para que o meio do retângulo permaneça intacto e conectado às bordas;
• implantar cada lâmina em relação ao eixo central;
• determine o centro do fundo redondo, marque os locais dos orifícios dos parafusos de acordo com sua localização na polia do gerador.

Ao implantar as asas, vale a pena determinar a direção de rotação da roda de vento para destacar as partes necessárias dos aviões. Para garantir a mesma carga em todas as lâminas, seus ângulos de rotação devem ser medidos.

A montagem da estrutura consiste em aparafusar a polia do gerador e o fundo do tanque. Depois disso, é preparada uma base para a instalação de um gerador eólico (um mastro feito de um tubo grosso com cerca de 2 m de altura). É mais fácil conectar o gerador a ele com grampos de diâmetro apropriado. Para carregar a bateria, a corrente do gerador deve passar pelo retificador, a conexão deve ser feita usando os circuitos elétricos do carro.

Gerador caseiro para uma turbina eólica com lâminas

A unidade para um gerador eólico horizontal pode ser montada a partir de cubos de roda de um carro ou pode ser usado um motor elétrico de uma máquina de lavar. Para funcionar, você precisará comprar ímãs feitos de neodímio (liga de nióbio). É melhor levar elementos retangulares.

Você pode determinar seu número pelo número de bobinas, se um motor for usado. Para um gerador trifásico, o número de ímãs deve ser 2/3 do número de bobinas e, para um gerador monofásico, deve corresponder a ele. Os praticantes mestres aconselham optar por um gerador trifásico.

Ao usar um motor de uma máquina de lavar, os ímãs devem ser colados no rotor do motor. Se for usado um cubo de roda, os ímãs são colocados em um círculo de chapa de aço com cerca de 5 mm de espessura. Ao montar o rotor, siga as regras:

1. A distância entre os ímãs deve ser a mesma. Elementos retangulares no cubo têm lados longos ao longo dos raios do círculo e no eixo do motor - ao longo de seu eixo longitudinal.
2. Antes do trabalho, você precisa determinar e marcar os pólos dos ímãs. Eles são instalados de modo que os elementos opostos tenham polaridades diferentes. Ao colocar ímãs, alterne os pólos positivo e negativo das partes adjacentes.
3. Para manter os ímãs firmemente na superfície do rotor, recomenda-se preenchê-los com epóxi.

Ao usar o eixo do motor como rotor, a peça é instalada em seu lugar no enrolamento e a operacionalidade da estrutura é verificada aplicando sondas de voltímetro nos fios e girando o eixo com uma furadeira.

Se um hub for usado, as bobinas serão enroladas independentemente do fio de cobre esmaltado com uma seção transversal de 1 mm.Cada bobina deve consistir em 60 voltas e ter uma altura de 9 mm. As bobinas devem ser montadas na parte plana do cubo da roda.

Para um gerador trifásico, conecte as extremidades dos fios assim:

• deixe o terminal externo 1 da bobina livre e conecte o terminal interno ao externo por 4;
• conecte a fiação interna de 4 bobinas com a externa em 7 e continue até o final, conectando as partes do enrolamento a cada 2 peças; neste último, deve permanecer uma extremidade interna livre, que é facilmente torcida com a saída já deixada ou marcada de forma diferente;
• repita o processo com 2 bobinas, conectando os fios de acordo com o mesmo princípio a cada 2 elementos;
• faça o mesmo com 3 bobinas e as restantes desconectadas.

Ao final do trabalho, o mestre terá 6 pinos separados. O enrolamento deve ser preenchido com epóxi e seco.

Então, no rolamento do cubo, você precisa prender o eixo, no qual colocar o anel do rotor com ímãs. A folga entre os planos das peças é de 1-1,5 mm. Verifique a presença de corrente nos terminais, monte o aerogerador e instale-o no mastro.

Serviço de equipamentos

Durante a operação do aerogerador, uma vez por mês, é necessário realizar uma inspeção geral dos fixadores, verificar o sistema elétrico quanto a desequilíbrio de tensão, o controlador está em boas condições e os cabos estão uniformemente tensionados. Para operação ininterrupta, uma vez a cada 3-4 meses, vale a pena inspecionar as conexões dos terminais da bateria, verificando os níveis de eletrólito e óleo na caixa de engrenagens do gerador.

A inspeção anual inclui a verificação das superfícies das lâminas, determinando o desempenho dos rolamentos e substituindo-os. Durante esses períodos, o nível de eletrólito também é reabastecido, óleo é adicionado à caixa de engrenagens. A manutenção anual envolve a verificação de todos os nós quanto à operacionalidade.

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