車の発電機からの風力発電機-自分で作る方法

コンテンツ

何に注意を払う必要がありますか？
家庭用自家製風車について
何に注意を払う必要がありますか？
自家製風力発電機：長所と短所
動作原理
自動車の発電機を風力発電機に変換するプロセスはどうですか
風力タービンの運転条件
デザインの選択
スキームと図面
発電機の種類
発電機の位置に応じて、デバイスは水平または垂直にすることができます
公称発生電圧による
デバイスのメンテナンス
デバイスのメンテナンス
製造オプション
デザインの選択
古いコンピュータークーラーを使用する
発電機テスト
トピックに関する結論と有用なビデオ

何に注意を払う必要がありますか？

家庭用の風力発電機を選ぶときは、風力利用率に注意を払う必要があります。もちろん、最も重要なことは電力です。優れた家庭用風力タービンのオプションでは、係数は最大45％に達し、非常に生産的です。

家電製品の電源は300Wから10kWで始まります（2番目のインジケーターは、すべての電化製品が家で機能することを保証するのに十分です）。

家に風車を選ぶときに非常に重要な側面は、その速度です。標準バージョンでは、5〜7ユニットの範囲です。たとえば、速度単位が「5」の風車を選択した場合、これは、毎秒10メートルの風で、プロペラが5倍の速度、つまり毎秒50メートルで回転することを意味します。

水平回転軸と垂直方向の風力発電機の両方が作成され、それらのスクリューは垂直ではなく、水平インペラーです。 2つ目のデバイスを選択するときは、風の方向に焦点を合わせる必要はありませんが、製造、設置、操作が難しいため、あまり人気がありません。

から効率は何に依存しますか作品：

特定のユニットの設計。各風車はアセンブリ内に独自の機能を持っているため、これに大きく依存します。したがって、それぞれのパフォーマンスは異なります。風車自体のサイズとそのブレードの軽さに大きく依存します。ジェネレーター自体（構造全体の中心）も重要な役割を果たします。
風車が設置されている地域の気象条件。先に述べたように、風のない場所にこれを設置しても意味がありません。弱風の状態で設置した場合、その恩恵を受けることはできません。

家庭用自家製風車について

風力エネルギーへの特別な関心は、国内圏のレベルで明らかにされています。これは、目の隅から消費されたエネルギーの次の請求書を見れば理解できます。そのため、安価に電気を得ることができるあらゆる可能性を利用して、あらゆる種類の職人が活性化されます。

これらの可能性の1つは、非常に現実的であり、自動車の発電機からの風車と密接に関連しています。既製のデバイス（自動車の発電機）は、発電機の端子から電気エネルギーのある値を取り除くことができるように、正しく作られたブレードを装備する必要があります。

確かに、それは風の強い天気がある場合にのみ効果的に機能します。

風力発電機の家庭での使用の実践からの例。風車のよく設計された非常に効果的な実用的な設計。家電製品では珍しい3枚羽根のプロペラを搭載

風車の建設には、事実上すべての自動車用発電機の使用が許容されます。しかし、彼らは通常、大電流を供給することができるビジネス用の強力なモデルを選択しようとします。ここでは、人気のピーク時に、トラック、大型乗用バス、トラクターなどの発電機の設計が行われます。

風車を製造するための発電機に加えて、他の多くのコンポーネントが必要になります。

2枚または3枚羽根のプロペラ。
車の電池;
電気ケーブル;
マスト、サポート要素、ファスナー。

2つまたは3つのブレードを備えたプロペラ設計は、従来の風力発電機に最適であると考えられています。しかし、家庭用プロジェクトは、多くの場合、古典的なエンジニアリングとはかけ離れています。したがって、ほとんどの場合、彼らは住宅建設用の既製のネジを拾おうとします。

家庭用風力タービンのプロペラとして使用される自動車ファンのインペラ。軽量で空軍の使用可能領域が広いため、このようなオプションを使用できます

そのようなものは、例えば、分割空調システムの外部ユニットからの、または同じ車のファンからのインペラであり得る。しかし、風力タービンの設計の伝統に従いたい場合は、最初から最後まで自分の手で風車のプロペラを構築する必要があります。

風力タービンの組み立てと設置を決定する前に、サイトの気候データを評価し、投資回収を計算する価値があります。これに関する重要な支援は、レビューのために推奨する非常に興味深い記事の情報によって提供されます。

何に注意を払う必要がありますか？

家電製品の電源は300Wから10kWで始まります（2番目のインジケーターは、すべての電化製品が家で機能することを保証するのに十分です）。

また読む：洗濯機からの日曜大工の風力発電機：風車を組み立てるための指示

作業の効率を決定するもの：

特定のユニットの設計。各風車はアセンブリ内に独自の機能を持っているため、これに大きく依存します。したがって、それぞれのパフォーマンスは異なります。風車自体のサイズとそのブレードの軽さに大きく依存します。ジェネレーター自体（構造全体の中心）も重要な役割を果たします。
風車が設置されている地域の気象条件。先に述べたように、風のない場所にこれを設置しても意味がありません。弱風の状態で設置した場合、その恩恵を受けることはできません。

自家製風力発電機：長所と短所

サイトに電力が供給されていない場合、電力網が絶えず中断されている場合、または電気料金を節約したい場合は、風力タービンの設置が必要になることがあります。風車は購入することも、自分で作ることもできます。

自家製の風力発電機には次の利点があります。

ほとんどの場合、製造は即興の部品から行われるため、工場のデバイスの購入にかかる費用を節約できます。
お住まいの地域の風の密度と強さを考慮してデバイスの電力を自分で計算するため、ニーズと動作条件に最適です。
風車の外観はあなたの想像力とスキルにのみ依存するため、家のデザインや風景のデザインとよりよく調和します。

自家製のデバイスの欠点には、信頼性と脆弱性があります。自家製の製品は、多くの場合、家電製品や自動車の古いエンジンで作られているため、すぐに故障します。ただし、風力タービンを効率的にするには、デバイスの出力を正しく計算する必要があります。

動作原理

揚力が作用し始めると、発電機のローターが回転し始めます。この力は、ブレードが風の流れの周りを流れ始めるときに発生します。このような状況では、発電機は可変で不安定な電流を生成し始め、コントローラーで整流されます。

この電流はバッテリーの充電に使用されます。同時に、2番目のデバイスがバッテリーに接続されます。これは、バッテリー機器のDC電圧を消費者が使用するAC単相または三相に変換するインバーターです。

風力発電機は通常、コントローラーとインバーターでその役割を果たしますが、それを使用する他の方法があります。

自動バッテリー操作。
バッテリーとソーラーバッテリーによる自動操作。
バッテリーとディーゼルバックアップ発電機による自動運転。
ネットワークと並行して動作する風車。

風力発電のメリットは確かに良いです。風力エネルギーは豊富で、環境に害を与えず、発電のための資源として完全に安全で信頼できます。

風力発電機ができないコンポーネント：

基礎基盤;
電気キャビネット;
塔;
階段;
回転機構;
ゴンドラ;
発電機;
風速計;
ブレーキシステム;
トランスミッション;
ブレード;
ブレードの迎え角を変更するためのシステム。

必要なツール：

ドリル付き電気ドリル（5.5-7.5mm）;
ガスとモンキーレンチ。
金属用のこぎり付き電気ジグソー;
ドライバー;
ルーレット;
分度器;
方位磁針;
マーカー;
¼×20タップ;

自動車の発電機を風力発電機に変換するプロセスはどうですか

工業用風車はコストが高いので、自分で作るのが一番です。この場合、ほとんどすべての運転手に見られる自動車発電機が便利です。一部の部品はまだ機能する可能性があるため、欠陥のあるユニットでも問題ありません。

車から良い風力発電機を手に入れるには日曜大工のジェネレーター、そのようなデバイスを適切に作り直す必要があります。そうしないと、必要な速度が得られず、効果がありません。風車を入手するには、追加のデバイスを購入または見つける必要があります。

コントローラ;
インバーター;
バッテリー。

自家製の風車のデザインを考えると、それが安くはないことは明らかです。動作中は定期的に電池を交換する必要があることを忘れてはなりません。

風力タービンの運転条件

風力発電所は、風力エネルギーを電気に変換する装置です。風力発電所には2つのタイプがあります。

ローターが水平に配置されている場所。
ここで、ローターは垂直です。

ほとんどの場合、最初のタイプのジェネレーターが使用されます。それらは高効率（効率-50％まで）が特徴です。それらの主な欠点は次のとおりです。

高度な騒音と振動;
それらの設置には、大量の空きスペース（最大100 m）または高さ6メートルからのマストの存在が必要です。

垂直ローターを備えた風力タービンの効率は、水平ローターの効率の3分の1です。

日曜大工の垂直風力発電機の図

風力発電機の操作は、5つの主要な段階で構成されています。

風の影響で、風力発電機のブレードが回転し始めます。
その結果、発電機とローターが作動し始めます。
生成されたエネルギーは、充電コンバーターに転送され、次にカーバッテリーに転送されます。
次に、エネルギーはインバーターに送られ、12（24）ボルトから220（380）Vに変換されます。
電気は電力網に転送されます。

デザインの選択

ロータリータービンを備えた風力発電機は、2枚、場合によっては4枚のブレードで構成されています。即興の素材を使用しているため、このデザインはシンプルです。もちろん、このような風力発電機を備えた2階建ての家は提供できません。

別棟やランタンの照明や小型家電製品へのエネルギー供給に適しています。このようなジェネレーターは長持ちし、問題は発生しません。利点には、製造と修理の初期価格が低いことが含まれます。ノイズレベルに応じて、この設計は低ノイズに属します。

風力タービンの軸方向の設計は、ネオジム磁石を使用して行われます。主な構造要素は、ブレーキディスクと一緒に車のホイールハブです。最近磁石が安くなったので、このデザインは予算にも起因する可能性があります。回転式とは異なり、発電量が多くなります。

また読む：キネティック風力発電機：装置、動作原理、用途

スキームと図面

デバイスとしての発電機は交流電流を生成しますが、これを直流に変換して必要な電圧値にする必要があります。モータージェネレーターがたとえば40ボルトを出力している場合、これは5または12ボルトのDCまたは127/220ボルトのACを消費するほとんどの家電製品に適した値ではない可能性があります。

時間と何百万人ものユーザーによって証明された、設置全体のスキームには、整流器、コントローラー、バッテリー、インバーターが含まれます。 55〜300アンペア時の容量のカーバッテリーは、蓄積されたエネルギーのバッファーストレージとして使用されます。その動作電圧は、周期的充電（完全充電-放電サイクル）で10.9〜14.4 V、バッファーで12.6〜13.65 Vです（部分的に放電されたバッテリーを再充電する必要がある場合は、部分的に充電されます）。

コントローラは、たとえば、同じ40ボルトを15に変換します。ボルトアンペアでの効率は、整流器での損失を考慮せずに、80〜95％の範囲です。

三相発電機の効率が最も高く、その出力は単相発電機の出力より50％大きく、動作中に振動しません（振動によって構造が緩み、寿命が短くなります）。

各相の巻線のコイルは互いに交互になっており、磁石の極のように直列に接続されており、コイルの片側に面しています。

最新の家電製品と電子機器は、110ボルト（家庭用ネットワークの米国標準）から250ボルトまで動作可能です。ネットワークアプライアンスとデバイスにそれ以上を与えることはお勧めしません。すべてのコンバータはパルスであり、線形のものと比較して、それらの熱損失ははるかに少ないです。

発電機の種類

自分の手で風力発電機を作る方法を決める前に、設計上の特徴を検討してください。

発電機の位置に応じて、デバイスは水平または垂直にすることができます

古典的なデザイン-回転軸は地面に平行であり、ブレードの平面は垂直です。このようなスキームは、「風下」に配置するために、垂直軸を中心に自由に回転します。回転面が常に風向に垂直な有効位置を占めるためには、原理に基づいて機能するテールユニットが必要です。風見鶏の。動作原理は単純です。風が方向を変え、水平尾翼に影響を与え、発電機の回転軸は常に気流の動きに沿って配置されます。唯一の問題は、電源ケーブルを接続することです。発電機のハウジングが垂直軸を中心に数回転すると、ワイヤーがマストに巻き付いて破損します。したがって、リミッターが必要です。完全に回転することはできませんが、デッドゾーンでのボディの凍結につながります）工業デザインには電子方向追跡コントローラーがあり、内蔵の電気モーターを使用してボディを回転させます。この問題は、円筒形のプロペラを使用して解決できます。回転軸を横切って、そして回転軸に沿って空気の流れを受け取ります。確かに、効果は迎え角に依存します。風が90°の角度から外れるほど効率は悪くなりますが、ムーバーの空気力学が難しいため、自分の手で設計するのは困難です。
最良のオプションは垂直発電機です（つまり、シャフトの回転軸は地面に垂直です）。この空力推進力の配置により、風向にまったく依存しなくなります。回転も同様に効果的で、空気の流れの強さにのみ依存します。ブレードの形状は大きく異なる可能性があるため、エンジニアリングの余地があります。科学機関によって開発された多くの興味深い空力プロジェクトがあります。さらに、それらのほとんどの図面は自由に入手できます。さらに、ソ連の時代の技術文献に発表された設計が最も合理的であることが判明することがあります。ローターネジには、垂直発電機が静的に固定されているため、電気接続が簡単になるという紛れもない利点があります。水平スキームのように回転ストップを取り付ける必要はありません。

公称発生電圧による

220ボルト用の日曜大工の風力タービンは、追加の電圧変換器を必要とせず、直接使用の設計です。しかし、彼らの仕事は風の強さに依存します。少なくとも、さまざまなシャフト速度でレギュレーターとして機能する出力スタビライザーが必要です。風がない場合、システムは機能しません。利点は否定できません。原則として、強力な電気モーターを使用し、その上にネジを取り付けて、ローターシャフトに直接固定します。人件費の面で変更は最小限であり、そのようなモーターにはすでに便利な台座があり、サポートプラットフォームを作成するだけです。電気モーターは、廃止された電気設備から、最小限の経済的コストで見つけることができます。たとえば、産業用ファン。家庭用電化製品のモーターも適しています：洗濯機、掃除機。
12ボルト（まれに24ボルト）。最も人気のあるデザインは、自動車の発電機からの日曜大工の風力発電機です。さらに、それは電圧変換器を備えたドナーカーから解体されます。回路の変更は必要ありません。出力では、14ボルト（車の場合、バッテリーはこの電圧で充電されます）、または電源システムに電力を供給するために必要な12ボルトのいずれかを取得します。プーリーの存在により、必要な回転比でベルトドライブを設計できます。対応するものをドナーカーから取り外すこともできます。必要に応じて、ブレードをシャフトに直接取り付けます。このような風力発電機は、消費者への直接接続とカーモードの両方で使用でき、バッテリーを備えた充電システムを再現します。電源に12ボルトが必要な場合、電力はバッテリー端子から直接供給されます。220ボルトを得るために、コンバーターが使用されます。適切なオプションは、無停電電源装置です。システムは次のように機能します。使用する電力が発電機が提供できる電力よりも低い場合、バッテリーは充電されます。しきい値を超えると、バッテリーから電力が生成されます。

デバイスのメンテナンス

風車を何年も途切れることなく動かすためには、定期的な技術管理とメンテナンスを行う必要があります。

2か月に1回、集電装置の清掃、注油、調整を行ってください。
回転中に振動や不均衡が発生した場合は、ブレードを修理してください。
3年に1回、金属元素を防食塗料で塗装します。
マストアンカーとケーブルを確認して調整します。

また読む：風力タービンの計算方法：式+実際の計算例

デバイスの効率は、風力発電機が設置されているエリア（荒れ地、風の存在）によって影響を受けます。しかし、いずれにせよ、固定電源から独立してこのエネルギー源を持つことは決して不必要ではありません。

デバイスのメンテナンス

風車を何年も途切れることなく動かすためには、定期的な技術管理とメンテナンスを行う必要があります。

2か月に1回、集電装置の清掃、注油、調整を行ってください。
回転中に振動や不均衡が発生した場合は、ブレードを修理してください。
3年に1回、金属元素を防食塗料で塗装します。
マストアンカーとケーブルを確認して調整します。

製造オプション

代替エネルギーが存在する長い間、さまざまな設計の発電機が作成されてきました。手作業で作ることができます。ある程度の知識や高価な材料などが必要なため、難しいと思う人がほとんどです。この場合、計算ミスが多いため、ジェネレータのパフォーマンスは非常に低くなります。自分の手で風車を作るというアイデアを捨てたい人を作るのはこれらの考えです。しかし、すべてのステートメントは絶対に間違っているので、次にそれを示します。
職人はほとんどの場合、2つの方法で風車用の発電機を作成します。

ハブから;
完成したエンジンは発電機に変換されます。

これらのオプションについて詳しく見ていきましょう。

デザインの選択

多くのデザインがありますが、この記事では、ロータータイプのデザインと磁石を使用したアキシャルデザインの2つのタイプを検討します。

古いコンピュータークーラーを使用する

風車を作るには、大きなクーラーが必要です。それは最良の結果をもたらし、使いやすいです。まず、分解する必要があります。ステッカーをはがし、プラグと止め輪を外します。その後、クーラーは回転軸に沿ってほぼ同じサイズの2つの半分に簡単に分解できます。

それらの1つはローターであり、そのブレードはより大きなものに変更する必要があります。これを行うには、古いブレードを慎重に切断または切断します。新しいブレードは、以前のブレードの約4倍の長さのペットボトルから作成されます。 3つのピースを作るのが最も便利です、それらは強い接着のために十分なベースエリアを持っています。

固定子には4つの巻線があります。それらはそのままにしておくことも、ターン数を変更することもできます。さらに細いワイヤーが取られ、すべてのコイルに順番に異なる方向に巻かれます。それに応じてコイルが接続されます。

その後、4つのダイオードが必要な整流器を作る必要があります。それらはペアで直列に接続され、次に並列に接続されます。ワイヤーが接続され、デバイスの準備が整いました。風に設置するには、スタンドまたは小さなマストが必要です。これは、金属管を切断することで最も簡単に作成できます。風車が独立して風に向かって操縦するためには、飛行機の尾翼のような尾翼が必要です。

性能を確認するために、テスターまたはLED懐中電灯が取り付けられています。