風力発電機は自分たちで設計します
必要なだけ、デバイス図、
すべての図、図面、およびステップバイステップの説明（写真を使用する場合もあります）を含む作業の説明は、任意の検索エンジンから提供されます。ただし、出くわした最初の指示に取り掛かるために急いではいけません。まず、動作原理と複数の構造物を組み立てるプロセスを詳細に検討し、電力、部品の入手可能性、製造の複雑さの点で適切なものを選択してから、作業を開始することをお勧めします。
したがって、すべての自家製風車では、次のようにする必要があります。
- ブレード;
- 発生器;
- マスト;
- 電流を変換する設備もあります。
これらの各パーツは、個別に作成することも、既存のパーツからやり直すこともできます。だから、例えば、 ブレードはPVCパイプに適合 またはアルミニウム。木やグラスファイバーからそれらを作るためのスキームもあります。ブレードを製造するこれらのすべての方法は、自家製の家庭用または田舎の風車の専門家によって推奨されている水平風車に適しています。垂直装置のブレードは、プラスチックまたは金属のバレルから簡単に作成できます。
ジェネレーターを作成する方法もたくさんあります。最も一般的なものの1つは、ネオジム磁石に基づいて自己組織化されたディスクジェネレータです。その欠点は磁石の価格が高く、その数が多いことですが、利点は組み立てが簡単なことです。
もう1つの方法は、既製の誘導電動機発電機を作り直すことです。この場合、ローターを研ぎ、ステーターコイルを巻き戻すだけで十分です。最後のものは、プロセスの最も難しい部分です。しかし、それは家庭ではかなり実現可能です。
少なくとも5メートル半の長さの鋼管がマストとして機能します。
部品の単一構造への組み立ては、検索エンジンの助けを借りて簡単に見つけることができるスキームに従って実行されます。主なことはそれを理解できることです。
もちろん、自分の手で風力タービンを組み立てることは、誰もができるわけではない作業です。ネオジム磁石を接着したり、固定子コイルを巻き戻したりするプロセスを理解するよりも、誰かがそれを購入する方がはるかに簡単です。
風力発電所の選び方
風力発電所の主なパラメータはその電力です。最大回転速度でのみピーク値に達することを覚えておく必要があります。また、最高速度を実現するためには、風車に適した設置高さを確保し、最適なブレード数のモデルを選択する必要があります。ほとんどの場合、消費者は3ブレードモデルにとどまります。 3 kWの容量のモデルを選択した場合、これはほとんどのニーズに十分対応できます。
4人家族の場合、毎月の電力消費量は約350〜400 kWです。これは、この数値と家庭用電化製品の消費量に基づいています。
風車に加えて、ソーラーパネルも詳しく調べることをお勧めします。気候や地理的条件によっては、このタイプのエネルギー生産はさらに収益性が高い場合があります。
風力発電所からのエネルギーが照明や低電力家電の操作だけでなく使われるのであれば、より強力なモデルが必要になります。これは次の場合に関連します 電子レンジの使用、多くの冷凍庫、電気オーブン、その他の電化製品。ただし、調理には液化ガスを使用するガス設備を使用することをお勧めします。
メーカーについて話しましょう。ヨーロッパ、特にドイツとオーストリアの風力タービンが最も需要があります。所有者のレビューによると、30〜40年続くことができる最も信頼性が高く耐久性のあるユニットが作られているのはここです。ロシア製の風車も需要があり、手頃な価格です。中国製品に関しては、安いだけでなく、最も信頼できるものでもありません。
風力タービンの種類
発電機自体はブレードによって駆動されます。これらのブレードにより、風力発電所は大きく2つのカテゴリに分類されます。
- 水平軸の場合-ここでの発電機は水平に配置され、ブレードは風の主な方向に沿って方向付けられます。風から最大のエネルギーを得るために、風車にはキールが装備されており、ブレード付きの発電機が最も強力な流れの方向に回転します。
- 縦軸を使用すると、このような風力発電所は、風がどちらの方向に吹くかを気にしません。
最も奇妙な形の風車の非常に多くのデザインがあります。これは主に、システム全体の効率に大きな影響を与える多数の外部要因によるものです。
水平軸風力発電機は、風が主に一方向に吹く場合に適しています。それらは、低コスト、設計の単純さ、および電力の増加によって際立っています。縦軸のモデルは、風向が絶えず変化するなど、最も困難な状況でも機能します。それらはより高価ですが、それらの効率は水平モデルよりも劣ります。
民家用の風車を選ぶときは、地元の風配図に注目する必要があります。観測結果が常に同じ方向に吹く気流の存在を示している場合は、横軸の風力発電所を購入することをお勧めします。風が毎日違う方向に吹く場合は、お金を使って縦型風車を購入する必要があります。
法律は何と言っていますか？
風力タービンの使用を禁止する法規制はありません。いずれにせよ、最大75kWの電力で。このようなデバイスは、許可が不要な家庭用電気設備と同等です。 75 kWを超える容量の設備は産業用と見なされ、認定を受ける必要があるため、使用が非常に複雑になります。
別の性質の問題が発生する可能性があります。たとえば、地域によっては、風車の許容マスト高さに制限がある場合があります。飛行場、送電線、ラジオ局の放射アンテナなどの近くにマストを設置するための同様の基準があります。地域の規則に違反すると、風車の使用を完全に禁止するか、構造物の状態を確立された基準に戻すように命令する裁判所の決定が生じる可能性があります。
課税
同様に頻繁な問題は、風力タービンの課税です。ここでは、発電の目的を明確に区別する必要があります。販売がある場合は税金を支払う必要がありますが、設置が自分のニーズに使用される場合は、風力料金がまだ導入されていないため、課税は行われません。
そのような場合、正しい解決策はそのような主張を無視することです。可能であれば、彼らが彼らの主張を証明するところで、彼らに訴えさせてください
風車のユーザーは、規制に違反していないことを理解することが重要です。この場合のリソースの使用には、リソースが無尽蔵であるため、ライセンスは必要ありません。隣人からの苦情がなければ、すべてが順調であり、風力タービンの使用は完全に合法です
風車を使用するための装置と機能
風力タービンが主な電力源として使用されることはめったにありませんが、追加または代替として理想的です。
これは、電気の問題が頻繁に発生する地域にあるコテージや民家に適したソリューションです。
古い家電製品や金属くずから風車を組み立てることは、地球を守るための実際の行動です。ごみは、炭化水素の燃焼生成物による環境汚染と同じくらい緊急の環境問題です。
スクリュードライバー、自動車の発電機、または洗濯機のエンジンからの自家製の風力発電機は文字通りペニーの費用がかかりますが、それはエネルギー料金のまともな金額を節約するのに役立ちます。
これは、過払いを望まず、コストを削減するためにいくらかの努力を惜しまない熱心なホストにとっては良いオプションです。
多くの場合、自動車の発電機は自分の手で風車を作るために使用されます。それらは工業生産構造ほど魅力的には見えませんが、非常に機能的であり、電力需要の一部をカバーしています。
標準的な風力発電機は、いくつかの機械装置で構成されており、その機能は、風の運動エネルギーを機械エネルギーに変換し、次に電気エネルギーに変換することです。風力発電機の装置とその動作原理に関する記事をご覧になることをお勧めします。
ほとんどの場合、最新のモデルには3つのブレードが装備されており、効率を高め、風速が少なくとも2〜3 m/sに達したときに動作を開始します。
風速は、設備の電力が直接依存する基本的に重要な指標です。
産業用風力タービンの技術文書には、設備が最大効率で動作する公称風速パラメータが常に示されています。ほとんどの場合、この数値は9〜10 m/sです。
エネルギー源としての風力の主な利点は、再生可能性と無尽蔵性です。人々は長い間、要素の力を合理的に使用できるようにするさまざまな装置を発明してきました。風力発電機は、風を抑えるための成功した試みの1つです。
最大許容風速のパラメータもあります-25m/s。このような指標を使用すると、風車の効率はすでに大幅に低下しています。取り付けのブレードの位置が変わります。自家製のデザインとなると、その技術的特徴を判断することは困難です。
平均的な指標に焦点を当て、基本的なニーズに必要なエネルギー量を計算することは理にかなっています。
自家製の220V風車を作る必要がある場合は、詳細な組み立て手順を読むことをお勧めします。
メーカー
今日、風力タービンの生産は世界の多くの国で確立されています。市場では、ロシア製のモデルと中国製のユニットを見つけることができます。国内メーカーの中で、以下の企業が最も人気があると考えられています。
- "風の光";
- Rkraft;
- "SKBイスクラ";
- "サプサン-エネルギー";
- 「風力エネルギー」。
発電機の外国メーカーも非常に人気があります：
- ゴールドウィンド-中国;
- ヴェスタス-デンマーク;
- Gamesa-スペイン;
- スズロン-インド;
- GEエナジー-米国;
- シーメンス、エネルコン-ドイツ。
ただし、このような風力タービンの使用には、国内の店舗ではほとんど見つけることができない高価な修理やスペアパーツの使用が含まれることを覚えておく価値があります。発電のためのユニットのコストは、通常、設計上の特徴、容量、およびメーカーによって異なります。
風力発電所の種類
風力発電所を分類するには、次の基準があります。
- ブレードの数。最大4枚のブレードを備えた風力タービンは、低速ブレードおよび高速と呼ばれます。ブレード数が4以上で、マルチブレードで動きが遅い。この基準による分割は、ブレードの数が少ないほど、風力タービンの回転数が多いという事実によるものです。
- 定格出力。基準はかなり恣意的ですが、次のグラデーションが適用されます：最大15 kW世帯（民家、ポータブル用）、15-100 kW半工業用（小規模農場、店舗、ポンプ場用）、100kW-MW単位産業用-エネルギーを生成するように設計されており、多数の消費者が使用します。
- 回転軸の方向。この基準は、風車の主な特性に影響を与えるため、最も基本的なものです。
- 水平回転軸付き。ほとんどの場合、2枚または3枚のブレードの高速です。このようなデバイスの利点は次のとおりです。速度。これは、より単純なジェネレーターを意味します。風力エネルギーの利用率が高く、その結果、効率が高くなります。デザインのシンプルさ。不利な点は次のとおりです。高い騒音レベル、設置のための高いマストの必要性。
- 垂直回転軸付き。サボニウス風力タービン、ダリウス風車、ヘリコイドローター、マルチブレード風力タービンなど、さまざまな設計があります。記事の著者によると、そのようなすべての構造のメリットは非常に疑わしいです。これらのデバイスは、複雑な設計であり、複雑な発電機を必要とし、風力エネルギーの利用率が低くなっています（水平デバイスの場合は0.42に対して0.18〜0.2）。利点には、低ノイズレベル、低高さに設置できることが含まれます。
家庭用風力発電所AEROE
購入する電圧変換器：メーカーと価格
インバーター市場はかなり飽和しています。任意のタスクと目的に合わせてデバイスを選択できます。国内市場では、ロシアと外国の両方の類似体が人気があります。
さまざまなメーカーのインバーターのコストを考慮してください。
- スイス。 Xtender XTH / XTM/XTS。価格：75,000から90,000ルーブル。
- ドイツ。サニーアイランド5048。価格：240,000ルーブル。
- ドイツ。 「SchniederElectricConextXW+シリーズ」。価格は240,000から500,000ルーブルです。
- 中国。プロソーラーPVハイブリッド。 80000ルーブルからの価格。
- ロシア。 MAPEnergiaSIN。 35000ルーブルからの価格。
インバーターのコストは、そのタイプ、電力、保護システム、および製造国によって異なります。
機器の故障や故障なしにグリーンエネルギーを受け取りたい場合は、インバーターの選択に十分注意してください。不安定なネットワーク動作からデバイスを保護するだけでなく、バッテリーとしても機能します
アプライアンスの消費量と消費量のピーク負荷を慎重に計算します。正弦波が変更されたモデルを優先します。このようにして、家の中のすべての電化製品を保護します。
風力発電機はどのように機能しますか？
この質問に答えるには、まずそのデバイスを検討します。
風力タービンには次のものが必要です。
- 風の影響下で回転し、ローターを動かすブレード。
- 交流発電機;
- ブレードを制御し、発電機からの電気をバッテリーの充電に必要な直流に変換するコントローラー。
- 電気を蓄積し、それを平準化することができる充電式電池;
- インバーター-バッテリーからの直流を交流に変換する装置で、電球、冷蔵庫、テレビ、その他の電化製品が作動します。
- ブレードを地面からできるだけ高く上げるマスト。
最も単純化された形式でのデバイスの動作スキームは、次のように表すことができます。風がブレードを回転させ、ブレードが回転してローターを動かします。次に、機械的エネルギーが電気エネルギーに変換されます。
発電機の回転子が回転すると、三相交流が発生し、そこから電化製品が動作できなくなるため、変換する必要があります。
この目的のために、風車の設計にコントローラーが用意されています。それは発電機から来る電流を直流に変えます。後者から、バッテリーが充電されます。それらを通過する電流はインバーターに入り、そこで当社の電化製品の動作に許容できる特性を獲得します。一定から、それは再び可変になりますが、すでに私たちに馴染みのあるインジケーターがあります：単相、電圧220 V、周波数50Hz。
3風力発電-長所と短所
一見したところ、風力タービンを使用して民家に電力を供給することには欠点はありません。残念ながら、そうではありません。運転中、ユニットは大きな音を立て、家の住人や近所の人に不快感を与えます。ヨーロッパでは、風力タービンの許容騒音レベルは法律で定められています。さらに、ヨーロッパ人は鳥の季節的な移動中に風力タービンの運転を停止します（法律の別の要件）。
ロシアでは、風力タービンはまだまれであり、その運用は規制上の法律によって制限されていません。確かに、隣人の意見や愛する人の快適さを考慮して、風力タービンの所有者は住宅から離れた場所に風力タービンを設置しています。ただし、ほとんどの制限は古いモデルに適用されます。民家用の最新の風力発電機はほとんど静かに動作します。
風力タービンの主な欠点は、運転中の騒音が多いことです。
欠点は、風力タービンの利点を上回ります。風力タービンの運転には燃料は必要ありません。大気があり、太陽が輝いている限り、風力エネルギーは地球上にあります。もちろん、風力タービンよりもガソリンやディーゼル発電機の使用を開始する方が簡単です。しかし、風車は定期的に燃料を補給する必要はありません。
主な電力源としての風力タービンの使用を制限する状況が1つあります。ロシア連邦の多くの地域では、気団（風）の絶え間ない動きを保証することは不可能です。したがって、風力タービンは、原則として、追加のエネルギー源として機能します。
風力タービンの種類
風車は次のように区別できます：-ブレードの数; –ブレード材料の種類。 –設置軸の垂直または水平配置。 -ブレードのステッピングバージョン。
設計上、風力タービンはブレードの数、1枚、2枚ブレード、3枚ブレード、およびマルチブレードで分割されます。多数のブレードが存在するため、非常に小さな風でブレードを回転させることができます。ブレードのデザインは、リジッドとセイルに分けることができます。セーリング風車は他の風車よりも安いですが、頻繁に修理する必要があります。
風力タービンのタイプの1つは水平です
垂直実行の風力発電機は、小さな風で回転し始めます。彼らは風見鶏を必要としません。ただし、出力の点では、横軸の風車より劣っています。風力タービンのブレードピッチは、固定または可変にすることができます。ブレードのピッチが可変であるため、回転速度を上げることができます。これらの風車はより高価です。固定ピッチ風力タービンの設計は信頼性が高く、シンプルです。
垂直発電機
これらの風車は低い高さに設置されているため、維持費が安くなります。また、可動部品が少なく、修理や製造が簡単です。このインストールオプションは、自分の手で簡単に実行できます。
垂直風力発電機
最適なブレードと独特のローターを備えた風力発電機の設計は、高効率を提供し、風の方向に依存しません。垂直設計の風力発電機は静かです。垂直風力発電機にはいくつかの種類の実行があります。
直交風力タービン
直交風力発電機
このような風車には、垂直軸から離れた場所に設置されたいくつかの平行なブレードがあります。直交風車の動作は、風向の影響を受けません。それらは地上に設置され、ユニットの設置と操作を容易にします。
サボニウスローターをベースにした風力タービン
サボニウスローターをベースにした風力タービン
このインスタレーションのブレードは、高トルクを生み出す特殊な半円筒です。これらの風車の欠点の中で、大量の材料消費を特定することができ、高効率ではありません。サボニウスローターで高トルクを得るために、ダリエローターも取り付けられています。
ダリウス風車付き風力タービン
ダリウス風車に加えて、これらのユニットには、空気力学を改善するための独自の設計を備えたブレードのペアがいくつかあります。これらのユニットの利点は、地上に設置できることです。
ヘリコイド風力発電機。
それらは、ローターの均一な回転を与えるブレードの特別な構成を備えた直交ローターの修正です。ローターエレメントへの負荷を軽減することにより、ローターエレメントの耐用年数が延長されます。
ダリウス風車をベースにした風力タービン
マルチブレード風力タービン
マルチブレード風力発電機
このタイプの風車は、直交ローターの修正バージョンです。これらの設備のブレードは、いくつかの列に設置されています。風の流れを固定ブレードの最初の列のブレードに向けます。
セーリング風力発電機
このような設置の主な利点は、0.5 m/sの小さな風で作業できることです。セーリング風力発電機は、どこにでも、どの高さにでも設置できます。
セーリング風力発電機
利点の中には、低風速、風への素早い応答、建設の容易さ、材料の入手可能性、保守性、自分の手で風車を作る能力があります。不利な点は、強風で破損する可能性があることです。
風力発電機水平
風力発電機水平
これらのインストールでは、ブレードの数が異なる場合があります。
風力タービンの運転には、正しい風向を選択することが重要です。設置の効率は、ブレードの小さな迎え角とそれらの調整の可能性によって達成されます
このような風力発電機は、寸法と重量が小さい。
計算に関する基本的な推奨事項
エンジン
前者にはフェライト磁石があり、より生産性の高いネオジム磁石が必要です。後者の効率的な運用のためには、風車が開発できない大きな回転が必要です。
メーカーの自己組織化と巻線の巻き取りには、高い精度と忍耐力が必要です。このような自家製のデバイスの電力は2Wを超えません。
これらは、垂直風車で動作し、バッテリーを充電するデバイスの要件を最適に満たします。この場合の出力電力は1kWに達する可能性があります。
ネジ作り
2つ目は、中央プレートに取り付けられた湾曲したライトチューブで構成されています。風量の大きいブレードはヒンジで固定されています。これにより、強い突風による変形や折り畳みがなくなります。
どのブレード形状が最適か
風力タービンの主要な要素の1つは、ブレードのセットです。風車の効率に影響を与えるこれらの詳細に関連するいくつかの要因があります。
- 重み;
- サイズ;
- フォーム;
- 素材;
- 額。
自家製の風車用のブレードを設計する場合は、これらすべてのパラメーターを必ず考慮してください。発電機のプロペラの翼が多ければ多いほど、より多くの風力を得ることができると考える人もいます。言い換えれば、より良いです。
ただし、そうではありません。個々の部品は空気抵抗に逆らって動きます。したがって、プロペラのブレードの数が多いと、1回転を完了するためにより多くの風力が必要になります。さらに、幅の広い翼が多すぎると、空気の流れが風車を通過せずに風車の周りを回るときに、プロペラの前にいわゆる「エアキャップ」が形成される可能性があります。
フォームは非常に重要です。それはネジの速度に依存します。流れが悪いと、風車の速度を低下させる渦が発生します
最も効率的なのは、シングルブレード風力タービンです。しかし、それを自分の手で構築してバランスを取ることは非常に困難です。効率は高いものの、設計の信頼性は低くなっています。風車の多くのユーザーやメーカーの経験によると、最適なモデルは3枚羽根のモデルです。
ブレードの重量は、そのサイズとそれが作られる材料によって異なります。サイズは、計算式に基づいて慎重に選択する必要があります。エッジは、片側が丸みを帯び、反対側が鋭くなるように処理するのが最適です。
風力タービン用に適切に選択されたブレード形状は、その優れた作業の基盤です。自家製の場合、次のオプションが適しています。
- セールタイプ;
- 翼型。
セーリングタイプのブレードは、風車のように単純な幅の広いストリップです。このモデルは最も明白で、製造が簡単です。ただし、その効率は非常に低いため、この形式は最新の風力タービンでは実際には使用されていません。この場合の効率は約10〜12％です。
はるかに効率的な形式は、ベーンプロファイルブレードです。ここには、巨大な飛行機を空中に持ち上げる空気力学の原理が含まれています。この形状のネジは、動きやすく、回転も速くなります。空気の流れは、風車が途中で遭遇する抵抗を大幅に減らします。
正しいプロファイルは飛行機の翼に似ている必要があります。一方では、ブレードには厚みがあり、もう一方では、緩やかな下降です。気団はこの形状の一部の周りを非常にスムーズに流れます
このモデルの効率は30〜35％に達します。良いニュースは、最小限のツールを使用して、自分の手で翼のあるブレードを作成できることです。すべての基本的な計算と図面は風車に簡単に適合させることができ、制限なしで自由でクリーンな風力エネルギーを楽しむことができます。
使用するメリットはありますか？
多くの人々は、自分たちの地域の風力発電の可能性が低いと信じて、風力発電機の購入に警戒しています。 5年前にこのシステムを購入してインストールした人々のレビューを読んだ後、ほとんどの人々は、希望する利益を得ることなく、無駄に多くのお金を使うことを恐れています。しかし、手頃な価格のカテゴリーのこれらのユニットは、現在よりも品質と信頼性が低くなりました。
現代の技術のおかげで、国内の生産者による代替エネルギーの開発は良い結果を達成しました。それらはより強力で信頼性が高く、比較的低コストになっていると言っても過言ではありません。 4年前に1.5kWの中国の風力タービンを設置した人に国内メーカーから3kWの製品が提供されたとしても、彼は失望することはありません。
風力エネルギーの普及には2つの障害があります。それは、その方向と強さの変動性と、風力がない場合や電力が少ない場合にエネルギーを蓄積する必要があることです。まず第一に、化石燃料の消費を減らすことを可能にする追加のエネルギーを得る方法の1つとして風力発電機を考慮する必要があるようです。
もちろん、多くの点で風力発電機を使用しないことは有益であるかどうかは、機器の効率に依存します。接続にかかる費用、時間、労力は、個人ごとに計算する必要があります。
