再生可能、エコロジー、グリーン
おそらく、新しいものはすべて忘れられがちな古いものであることを思い出す価値はありません。人々は非常に長い間、川の流れの強さと風の速さを使って機械的エネルギーを得る方法を学びました。太陽は私たちのために水を加熱し、車を動かし、宇宙船に餌を与えます。川や小さな川の河床に設置された車輪は、中世には早くも畑に水を供給していました。 1つの風車で、周囲のいくつかの村に小麦粉を供給することができます。
現時点では、簡単な質問に興味があります。家に安価な光と熱を提供する方法、自分の手で風車を作る方法は？ 5 kW以下の電力で、主なことは、電気器具の操作のためにあなたの家に電流を供給することができるということです。
世界には、資源効率のレベルに応じて建物が分類されているのは興味深いことです。
- 従来型、1980年から1995年以前に製造されました。
- 低および超低エネルギー消費で-1kV/ mあたり最大45〜90 kWh;
- 受動的で不揮発性で、再生可能エネルギー源から電流を受け取ります（たとえば、自分の手で回転式風力発電機（5 kW）を設置するか、ソーラーパネルのシステムを使用することで、この問題を解決できます）。
- 必要以上の電力を生成するエネルギー活性のある建物は、ネットワークを介して他の消費者に分配することでお金を受け取ります。
屋上や庭に設置された私たち自身の家庭用ミニステーションは、最終的には大規模な電力会社と競争する可能性があることがわかりました。そして、さまざまな国の政府は、あらゆる方法で、代替エネルギー源の創出と積極的な使用を奨励しています。
自分の手で220Vの風力発電機を作る方法は？
民家に平均風速4m/ sで一定の電気の流れを提供するには、次のようにするだけで十分です。
- 0.15〜0.2 kW、これは基本的なニーズに対応します。
- 電気機器の場合は1〜5kW。
- 暖房付きの家全体で20kW。
自家製モデル
同時に、風が吹くとは限らないことを念頭に置いておく必要があります。したがって、家の風車には、充電コントローラー付きのバッテリーと、それに接続するインバーターを用意する必要があります。デバイスが接続されています。
自家製の風車のどのモデルでも、主な要素が必要になります。
- ローター-風から回転する部分。
- ブレード、通常は木または軽金属で取り付けられています。
- 風力を電気に変換する発電機。
- 空気の流れの方向を決定するのに役立つテール（水平バージョンの場合）。
- 発電機、テール、タービンを保持するための水平レール。
- マッチ;
- 接続線とシールド。
この図を使用して構築できます
シールドの完全なセットには、バッテリー、コントローラー、インバーターがあります。自分の手で風力発電機を構築する方法について、2つのオプションを検討してください。
フレームへの発電機の設置
自転車用モーターは、本来の目的で使用される場合、大きな負荷がかかった状態で動作します。計算されたモーターの強度のパラメーターは、製品を自家製の風力発電機として使用するための条件を満たしています。発電機のシャフトは、ネジ接続を介して、厚さ10mmのアルミニウム合金製の日曜大工のフレームに取り付けられています。ベッドはフレームにボルトで固定されています。
ベッドの寸法、穴の配置は、選択したジェネレーターの寸法によって決まります。フレームの製造には、セクションの厚さが6〜10mmのチャネルセクションが選択されます。フレームの構造寸法は、ターニングユニットの寸法によって異なります。
基本的な構造要素
風力タービンとその製造方法は多種多様ですが、それらはすべて同じ構造要素で構成されています。
風車
ブレードは、風力タービンの最も重要な要素の1つと見なされています。それらの設計は、発電機の他のコンポーネントの動作に影響を与えます。刃にはさまざまな素材が使われています。
製造する前に、ブレードの長さを計算する必要があります。パイプを製造に使用する場合、その直径は少なくとも20 cmで、計画されているブレードの長さは1メートルである必要があります。次に、ジグソーを使用してパイプを4つの部分に切断します。一部はテンプレートを作成するために使用され、それに応じて残りのブレードがカットされます。その後、共通のディスクに組み立てられ、全体の構造が発電機のシャフトに固定されます。組み立てられた風車はバランスが取れていなければなりません。バランス調整は、風から保護された部屋で実行する必要があります。操作が正しく行われていれば、ホイールは自発的に回転しません。ブレードが自発的に回転する場合、構造全体のバランスがとれるまでブレードは弱体化します。最後に、ブレードの回転精度がチェックされます。それらは、歪みなしに同じ平面内で回転する必要があります。許容誤差は2mmです。
マスト
風力タービンの次の構造要素はマストです。ほとんどの場合、それは古い水道管から作られています。その直径は15 cmであってはなりませんが、長さは最大7メートルでなければなりません。設置予定地から半径30メートル以内に構造物や建物がある場合は、マストの高さを高くします。
設置全体が可能な限り効率的に機能するために、ブレード付きホイールは周囲の障害物から少なくとも1メートル上に上昇します。設置後、マストの根元と支線固定用のペグにコンクリートを流し込みます。延長として、直径6mmの亜鉛メッキケーブルを使用することをお勧めします。
発生器
風力タービンの場合、できればより高い出力の任意の自動車用発電機を使用できます。それらはすべて同じデザインであり、変更が必要です。風車用の自動車発電機の同様の変更には、固定子導体の巻き戻し、およびネオジム磁石を使用した回転子の製造が含まれます。それらをしっかりと固定するには、ローターポールに穴を開ける必要があります。磁石の取り付けは、極を交互に行って行われます。ローター自体は紙で包まれており、磁石の間に形成されるすべての空隙はエポキシで満たされています。
磁石を貼り付ける過程で、それらの極性を観察する必要があります。したがって、ローターは電源に接続されています。付属のローターが磁場を発生させ、各磁石は引き付けられる側で所定の位置に接着されます。
ローターを接続するには、電圧が12ボルト、電流が1〜3アンペアの任意の電源を使用できます。牙の近くにある取り外し可能なリングがマイナスになり、プラス側がローターの端に近づくように接続されます。ローターやファングの隙間に磁石を取り付けると、発電機が自励し、これが主な機能と考えられています。
ローターの回転の最初の段階で、磁石が発電機の電流を励起し始めます。この電流はコイルにも流れ込み、牙の磁場が増加します。その結果、発電機はさらに大きな値の電流を生成します。発電機が励起され、電磁極が設置された独自の回転子によってさらに電力が供給されると、一種の電流循環が発生します。組み立てられた発電機をテストし、得られた出力データの測定を行う必要があります。ユニットが300rpmで約30ボルトを生成する場合、これは正常な結果と見なされます。
風力発電機-電気の源
ユーティリティ料金は少なくとも年に1回引き上げられます。そしてよく見ると、同じ電気の価格が2倍に上がる年もあります。支払い書類の数字は、雨が降った後のきのこのように増えます。当然のことながら、これらすべてが消費者のポケットにぶつかり、その収入はそれほど着実な成長を示していません。そして、統計が示すように、実質所得は減少傾向を示しています。
最近では、ネオジム磁石の助けを借りて、電気料金の値上げと簡単に、しかし違法な方法で戦うことができました。この製品は流量計の本体に塗布された結果、停止しました。ただし、この手法を使用することは強くお勧めしません。これは安全ではなく、違法であり、キャプチャ時の罰金は小さく見えないようになります。
スキームは素晴らしかったが、その後、次の理由で機能しなくなった。
頻繁なコントロールラウンドは、悪意のある所有者を大規模に特定し始めました。
- 管理ラウンドはより頻繁になりました-規制当局の代表者は家から家へ行きます。
- 特別なステッカーがカウンターに貼り付けられ始めました-磁場の影響下でそれらは暗くなり、侵入者を露出させました。
- カウンターは磁場の影響を受けなくなりました。ここには電子会計ユニットが設置されています。
そのため、人々は風力タービンなどの代替電源に注意を向けるようになりました。電気を盗む違反者を暴露する別の方法は、メーターの磁化レベルの検査を実施することです。これにより、盗難の事実が簡単に明らかになります。
電気を盗む違反者を暴露する別の方法は、メーターの磁化レベルの検査を実施することです。これにより、盗難の事実が簡単に明らかになります。
風がよく吹く地域では、家庭用の風車が当たり前になっています。風力発電機は、風の気流のエネルギーを利用して発電します。これを行うために、発電機のローターを駆動するブレードが装備されています。得られた電気は直流に変換された後、消費者に送られるか、バッテリーに蓄えられます。
民家用の風力タービンは、自家製のものと工場で組み立てられたものの両方で、主電源または補助電源になります。これは、補助電源の典型的な例です。ボイラーで水を加熱したり、低電圧の家庭用照明を供給したりしますが、残りの家電製品は主電源から電力を供給されます。電気回路網に接続されていない家の主な電力源として働くことも可能です。ここで彼らは餌をやります：
- シャンデリアとランプ;
- 大型家電;
- 暖房器具など。
したがって、家を暖めるには、10kWの風力発電所を作るか購入する必要があります。これはすべてのニーズに十分なはずです。
風力発電所は、従来の電化製品と低電圧の電化製品の両方に電力を供給できます。これらは12ボルトまたは24ボルトで動作します。 220 Vの風力発電機は、バッテリーに電気を蓄積するインバーターコンバーターを使用するスキームに従って実行されます。 12、24、または36 Vの風力発電機はよりシンプルです。ここでは、スタビライザーを備えたよりシンプルなバッテリー充電コントローラーが使用されています。
生成装置
発電機には、パラメータ24 V250Wの自転車用電動機を使用しています。 5から15000ルーブルの費用がかかる同様の製品。インターネット経由で簡単に注文できます。
表2.技術 250Wバイクモーターの仕様
| メーカー | ゴールデンモーター（中国） |
| 定格供給電圧 | 24 V |
| 最大の力 | 250 W |
| 定格速度 | 200rpm |
| トルク | 20 Nm |
| 効率 | 81% |
| 固定子電源タイプ | ブラシレス |
カップリングはスポークを固定するための穴を介してボルトでモーター本体に接続されています。例として、電子計算機のテープドライブからの永久磁石励起を備えた電気モーターのように、より適切な価格で発電機を選択することはかなり可能です。デバイスパラメータ300W、36 V、1600rpm。
必要な特性を備えた発電機は、同様の目的の自動車装置から手作業で作ることができます。固定子は変更されません。回転子にはネオジム磁石が装備されています。発電機のそのような変更についてのマスターのレビューは肯定的です。
自家製発電機の例
各風力発電所は、次の3つの主要な要素から構成されています。
- 風車の発電機は古い車、電化製品から取り外されています。機械部品がない場合、風力発電機は非同期モーターから手作業で作られます。
- マスト、そのサイズはAPUの電力に依存します。
- 発電機に直接取り付けられた、またはベルトフィードによって保持されたプロペラ。
自分の手で効率的な風力発電機を作るには、補助部品が必要になります。
- 受信機の機能を実行する充電式バッテリー-エネルギー貯蔵。
- さまざまな種類の電流を変換するためのコントローラーとインバーター。
- 連続電源用自動電源スイッチ。
プロペラ
プロペラは推力を発生するように設計されています。これは、ブレードとそれらをエンジンシャフトに接続するスリーブで構成されるプロペラです。
実行可能なプロペラの製造では、次の3つの条件が考慮されます。
- モーターのパワー;
- インペラの直径;
- 回転数。
直径 風車用ブレード 表形式の指標またはオンライン計算機に従って、必要な電力を考慮して計算されます。
発生器
車からの手頃な価格の風力タービンが普及しています。しかし、それらはネオジム磁石で手作業で作られたコンパクトな非同期モーターより劣っています。この設計は、巻線の製造でゼロから組み立てられるか、ローターが作り直されます。
機械の電気モーターを完成させる必要があります。
産業設備、ファン、機器からの電気モーターは優れています。ドライバーからの低電力風力発電機の場合、いくつかの追加部品が必要になります。その操作の主な条件は、ブレードの直径が1.5〜3メートルであることです。
一種のミニチュア代替品として、ポータブル電気設備はプリンターステッピングモーターから簡単に作ることができます。そのようなデバイスは、家から離れてあなたの電話を再充電するための救済になります。
マスト
タイプの選択は、所有者の財政的および技術的能力に依存します。自家製の発電所は、マストのタイプの1つに設置されています。
- ストレッチ;
- 溶接;
- 円錐形;
- 油圧。
スチールケーブルのストレッチマークは、同じレベルまたは異なるレベルで小径のパイプに取り付けられます。コーナー、チャネル、埋設またはコンクリートは、杭に適しています。重くて高いサポートには、キャストアンカーを備えたしっかりした土台が必要です。最大1kWの低い発電機電力と軽量設計により、強度の問題は重要ではありません。
騒音や振動の広がりにより、家屋の屋上に横型風車を設置することはできません。
ロパトニキ
自家製の風力タービンのエネルギー効率は、翼の数、形状、重量、材質に影響されます。利用可能な資金から自分の手で風力タービン用のブレードを作る方が安いです。ソースは通常、プラスチック、金属、木材です。
最も単純なものはペットボトル、家庭用クーラーから作られていますが、耐久性はありません。安価なオプションとしては、スキームに従って切断されたPVCパイプが適しています。
アルミ板は長持ちします。流線型の形状と正しい曲げを与えるために、圧延機で金属部品を処理することが望ましい。
マスターは興味があるかもしれません ガラス繊維の刃。これには、モデリング用のグラスファイバー、エポキシ接着剤、および木製マトリックスが必要になります。この設計は、自分の手で帆走風力発電機や帆船を作るのに適しています。
作業進捗
マスト
構造物全体を設置する前に、気候や土壌のニュアンスを考慮して、適切な量の3点基礎を埋めます。コンクリートが最大強度に達した後（1週間）に風力タービン付きのマストを設置します。信頼性の低いオプションは、マストを0.5メートル地面に埋めて、延長部分を使用することです。
ローター
その後、ローターを作り、ジェネレーターのプーリー（円周にリムまたは溝があり、ドライブベルトまたはロープに動きを伝達するフリクションホイール）を作り直す必要があります。ローターの直径は、平均年間風速に基づいて選択されます。 6〜7m / sまでの速度では、5mローターの効率は4mローターの効率よりも高くなります。
ブレード
巻尺とマーカーを使用してバレルを4つの等しい部分に分割し、金属用のはさみまたはグラインダーで将来の刃を切り取ります。次に、プーリーと底部にボルトで発電機に取り付けます。後で回転調整に悩まされないように、ボルトの位置は非常に正確に測定する必要があります。バレルでは、鋭い突風を避けるために、ブレードを曲げますが、妥当な範囲内です。
化合物
ワイヤーを発電機に接続し、回路を一気に組み立てます。発電機をマストに固定し、ワイヤーをマストと発電機に固定します。次に、発電機を回路に接続し、バッテリーを回路に接続します（ワイヤーの長さは1メートル以下です）。ワイヤーを使用して負荷を接続します（最大2.5 kVのセクション）。オプションで、700〜1000Wの12〜220Vインバーターを取り付けることができます。風力発電機の回転速度は、ブレードの曲げによって設定されます。
4〜5時間で、デバイス全体が組み立てられます。このような風力発電機は、カントリーハウスやコテージに完全に電力を供給するのに十分です。
エネルギー生産の増加
マストの高さを18〜26 mに上げると、年間平均風速が15〜30％増加することに注意してください。エネルギー生産は1.3〜1.5倍に増加します。この手法は、風速が4m/s未満の場合に使用されます。高いマストは木や建物の影響を排除します。
ローターの直径は、年間平均風速に応じて選択されます。実際、6〜7 m / sまでは、3mローターの出力は2mローターの出力よりも高くなります。標準の平均年間速度では、出力は横ばいになります。
このような風力発電機は、カントリーハウスやコテージに完全に電力を供給するのに十分です。
風車の利点と動作原理
現代の垂直発電機は、家庭用の代替エネルギーの選択肢の1つです。ユニットは突風をエネルギー資源に変換することができます。正しく動作するために、風の方向を決定する追加のデバイスは必要ありません。
回転式風力発電機は、自分の手で非常に簡単に作成できます。もちろん、私有の大型コテージのエネルギー供給を完全に引き継ぐことはできませんが、別棟、庭の小道、地域の照明に完璧に対応します。
縦型装置は低高度で動作します。その保守のために、高高度の修理および保守作業を安全に実行するために、さまざまな装置は必要ありません。
可動部品を最小限に抑えることで、風力タービンの信頼性と動作の安定性が向上します。ブレードの最適なプロファイルとローターの元の形状により、任意の瞬間に風が吹いている方向に関係なく、ユニットに高レベルの効率が提供されます。
小さな家庭用モデルは3つ以上のライトブレードで構成されており、最も弱い突風を瞬時にキャッチし、風の強さが1.5 m/sを超えるとすぐに回転を開始します。この能力のために、それらの効率は、より強い風を必要とする大規模な設備の効率を超えることがよくあります。
発電機は完全に静かに作動し、所有者や隣人に干渉せず、大気中に有害な排出物を発生させず、長年にわたって確実に機能し、住宅の敷地に正確にエネルギーを供給します。
垂直風型発電機は、磁気浮上の原理に基づいて動作します。タービンの回転中に、実際のブレーキ力だけでなく、衝撃力と揚力が生成されます。最初の2つは、ユニットのブレードを回転させます。この動作によりローターが作動し、電気を発生させる磁場が発生します。
垂直回転軸を備えた風車は、水平回転軸に比べて効率が劣ることはありません。さらに、それは領土の場所を主張せず、住宅所有者にとって便利なほとんどすべての場所で完全に機能します。
デバイスは完全に独立して機能し、プロセスに所有者の介入を必要としません。
自家製発電機の利点
自家製の発電機は、より手頃な価格で購入した発電機よりも優れています。もちろん、経済的な側面は重要ですが、日曜大工のデバイスは、必要かつ規定された要件のみを備えたデバイスです。
選択した設計が効率に直接影響することを考慮する価値があります。したがって、非同期発電機では、効率の低下は5％を超えません。湿気や汚れからモーターを保護するボディの簡潔なデザインにより、頻繁なメンテナンスの必要性が減少します。非同期発電機は、出力の整流器による電力サージに対してより耐性があり、接続された機器の損傷を防ぎます。
自家製の発電機は、電力線の距離に関係なく動作し、あらゆる条件で電力を供給します。利用可能な種類の燃料を使用してエネルギーを変換します。
このようなデバイスは、溶接機、白熱灯、コンピューター、およびモバイル機器に電圧降下に敏感な電力を効果的に供給します。それは良いパフォーマンスとモーターリソースを持っています。
このデバイスは、従来の電源の優れた代替手段であり、緊急停電の場合に役立ち、コストを節約します。モバイル、小型、シンプルなデザイン、修理が簡単-故障した部品やアセンブリを自分で交換できます。
なかでも自家製はサイズが小さいので、狭い部屋にも簡単に設置できます。
コンパクトなデザインのため、小さな部屋に自家製の発電機を置くことができます。デバイスは、設置のために多くのスペースを必要としません。
使用する燃料の種類にもよりますが、発電機は使用中の注意のみが必要です。自家製の発電機の運転中は、安全上の注意を守る必要があります。電気ケーブルを監視し、ねじれないようにし、裸線に手で触れないようにします。
自家製の発電機の運転中は、安全上の注意を守る必要があります。電気ケーブルを監視し、ねじれないようにし、裸線に手で触れないようにします。
ついに
自家製の風力発電機の要素を適切に選択することで、家全体に途切れることのない電圧を提供する優れたモデルを作成できます。
自分の能力に自信がない場合や十分な道具がない場合は、家庭用風車を購入することができます。これは、電力を節約することで利益をもたらします。このような機器は、今日の経済でますます人気が高まっており、個人の家に最適です。
自家製の風力タービンは通常、騒音や信頼性は高くありませんが、性能は購入したものよりもはるかに低くなります。お好みに合わせて機器を選択して取り付けてください。
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