Alors que les ingénieurs et les technologues des grandes entreprises développent des projets pour l'utilisation de sources d'énergie alternatives dans l'industrie, les artisans à domicile trouvent des moyens de l'utiliser dans le ménage. De plus, la transition vers des générateurs d'énergie non standard n'est pas seulement déterminée par le désir d'économiser de l'électricité. Dans les colonies de datcha et de chalets, les interruptions de la fourniture d'électricité ne sont pas rares et, dans certaines régions, il n'y a pas du tout de réseaux d'alimentation centraux. Pour les propriétaires de domaines privés éloignés et ceux qui souhaitent simplement fournir à leur foyer une source d'énergie indépendante, l'idée de fabriquer une éolienne artisanale en différentes variantes est proposée.
Conception principale d'un moulin à vent
À la maison, fabriquer une éolienne est facile. Il suffit de prendre la partie travaillante de l'hélice ou du groupe à pales, de la connecter au moteur avec un convertisseur électrique et de réfléchir au système de stockage d'énergie. Ensuite, il ne reste plus qu'à organiser les conditions techniques de l'œuvre crééeInfrastructure. Le problème est que pour des volumes de production plus ou moins importants, la conception doit être constituée d'éléments de travail grandeur nature. Tout d'abord, l'axe de roue, sa direction et les matériaux d'assemblage sont calculés. Par exemple, les éoliennes verticales artisanales à faire soi-même sont fabriquées à partir de plaques de métal traitées de manière spéciale sur des machines-outils ou avec des outils à main. Une géométrie incorrecte des pales peut entraîner une perte de poussée due à l'inversion du flux. Cette conception fonctionnera contre les courants de vent.
À leur tour, les installations horizontales ne sont pas si exigeantes sur la disposition des organes fonctionnels. Ils auront également besoin de pales d'une certaine configuration, mais avec une forme simplifiée.
En plus de la partie mécanique fonctionnelle, la conception de l'éolienne comprend le moteur déjà mentionné. Il devra assurer la transformation et l'accumulation d'énergie. En règle générale, une éolienne maison pour la maison est fabriquée à partir de moteurs d'appareils électroménagers, mais il peut y avoir d'autres options. Une attention particulière est portée à la structure portante. Il sera formé d'un cadre métallique massif, d'un boîtier de protection, d'une base de cadre pour la fixation d'unités auxiliaires, d'un rack et d'autres composants.
Spécifications
Sans un calcul préalable des capacités, cela n'a aucun sens de poursuivre le développement d'une éolienne. L'utilisation de l'installation dépend finalement de la quantité d'énergie convertie. Et encore, les performancesla conception est déterminée par les dimensions du corps de travail et la configuration de sa conception technique. Les paramètres moyens d'une éolienne artisanale peuvent être représentés comme suit:
- Diamètre de la turbine 200cm
- Nombre de segments de pagaie – 6.
- La tension du générateur est de 24 W.
- Courant - environ 250 A.
- Puissance du générateur - plage de 0,2 à 3 kW.
- Vitesse du vent jusqu'à 12 m/s.
- Capacité de la batterie - 500 Ah
Montage des lames de roue
Comme déjà indiqué, dans la construction d'une structure complexe d'un moulin à vent vertical, on ne peut pas se passer d'une tôle. L'aluminium anodisé peut être utilisé, mais les segments en acier sont meilleurs pour les caractéristiques de résistance, bien qu'ils nécessitent un usinage. Dans tous les cas, seul le métal dur permettra d'assembler des pales fiables pour la construction d'une éolienne verticale artisanale. Vous pouvez également fabriquer vous-même une éolienne pour une structure horizontale en utilisant des ébauches en polychlorure de vinyle (PVC). Le plastique est plus malléable lors du traitement, insensible aux influences environnementales et à la lumière. Ses inconvénients reposent sur la flexibilité mécanique, vous devez donc vous concentrer dans un premier temps sur les alliages de PVC rigides.
Des ébauches structurellement adaptées peuvent être trouvées dans les tuyaux sous pression ou les segments de gouttière. Dans le cas du plastique, il convient de se concentrer sur une épaisseur de paroi de 5 mm, une longueur d'environ 100 cm et un diamètre allant jusqu'à 15 cm. Pour former un segment, il est conseillé d'utiliserun modèle prêt à l'emploi, dessinez-en les contours et faites une découpe à l'aide d'une scie sauteuse ou d'une scie à métaux. L'équilibrage des pales artisanales d'une éolienne s'effectue par meulage et meulage à grain fin des surfaces. Tous les coins et bords sont soigneusement arrondis en une seule forme.
Ensuite, 6 éléments à pales doivent être installés sur la base de l'éolienne, dans laquelle le générateur sera ensuite intégré. La fixation est effectuée à travers un manchon métallique d'un diamètre de 20 cm et d'une épaisseur de 1 cm. Au moyen d'un soudage délicat à onduleur, des bandes d'atterrissage en acier de 30 cm de long et de 1,2 cm de large doivent être soudées au manchon. Des trous doivent être prévus dans eux pour fixer les lames.
Générateur de moteur de vélo
La question du choix d'une centrale électrique est peut-être la plus importante, c'est pourquoi plusieurs options seront envisagées. L'unité la plus pratique et la plus pratique du point de vue de l'installation est un moteur de vélo électrique, qui peut être acheté pour une moyenne de 7 à 10 000 roubles. Ce sera un modèle avec des caractéristiques de tension jusqu'à 250 V et une vitesse de rotation d'environ 200 tr/min. Ensuite, le couplage de la roue éolienne et le générateur fait maison sont connectés. L'éolienne peut être fixée au corps avec des boulons, en choisissant les trous pour la fixation des rayons. Le résultat devrait être une installation compacte, relativement légère, mais pas la plus productive pour produire de l'électricité. Par conséquent, il vaut la peine d'envisager des alternatives plus puissantes.
Design avec alternateur de voiture
Du point de vue de l'ensemble des qualités de travail, une telle installationunité de puissance optimale, et si possible, il est recommandé d'utiliser des démarreurs de tracteur et de cargaison. La principale difficulté sera d'enrouler l'appareil avec des aimants en néodyme. Ils doivent être collés aux disques du rotor. Ajustez de manière optimale les éléments magnétiques du format 25x8 mm en quantité de 20 pièces. Dans ce cas, les pôles doivent être strictement alternés, sinon le démarreur sera inutile dans la conception.
Il vaut également la peine d'abandonner les aimants ronds au profit des aimants rectangulaires. Le fait est qu'une éolienne faite maison à partir d'un générateur de voiture devra répartir uniformément les ondes électromagnétiques, et les éléments de forme ronde ne pourront pas supporter cette fonction dans la bonne mesure. Le long des contours extérieurs et intérieurs du placement des aimants, les lignes des côtés sont également organisées. Ils peuvent être en pâte à modeler fixée avec de la colle époxy. Cependant, pour une plus grande fiabilité, il vaut la peine de remplir tout le starter avec de la résine astringente.
Application moteur asynchrone
Pour plus de commodité lors des travaux d'installation, vous pouvez prendre une centrale électrique asynchrone et, après une simple modification, la combiner avec la partie mécanique de l'éolienne. La partie principale du raffinement sera associée à la rainure du rotor sur un tour. La finition se fait en fonction de l'épaisseur des éléments magnétiques. Le problème de traitement est dû au fait que la conception des moteurs asynchrones ne prévoit pas de manchons spéciaux pour l'insertion des aimants, de sorte que les rainures sont percées indépendamment.
Comme avec le choix de l'électromagnétique rectangulaireéléments, la formation d'inserts dans le boîtier se fait pour la bonne direction du champ vers le démarreur. Après raffinement technique et mise en place d'équipements de travail, il est possible de remplir la structure avec de la résine époxy. La sortie doit être une éolienne artisanale de 2 kW ou plus - les performances dépendront de la puissance nominale et du format des aimants utilisés. Soit dit en passant, n'ayez pas peur que le champ de traitement avec la composition adhésive baisse un peu la tension. Ce n'est pas d'une importance fondamentale pour les performances de l'éolienne, mais cela peut très bien augmenter la force du courant.
Utiliser un générateur magnétique fait maison
Pour l'entretien des petites batteries, vous pouvez vous limiter à installer un démarreur de votre propre fabrication. Il aura de nombreux inconvénients par rapport aux appareils d'usine, mais pour les consommateurs de faible puissance, un tel système suffira. L'étape la plus importante de la fabrication consiste à effectuer le calcul correct des spires de l'enroulement. Leur nombre dans une éolienne maison avec des aimants dépendra du nombre de bobines. En moyenne, la puissance totale est fournie par 1000-1200 tr/min.
Si vous utilisez un fil plus gros pour l'enroulement, la résistance diminuera et l'intensité du courant, au contraire, augmentera. Mais dans tous les cas, vous aurez besoin d'une machine pour créer des bobines avec un enroulement. Le processus est routinier et long, la mécanisation est donc indispensable. L'unité d'enroulement peut être manuelle sur la base d'un établi. Il suffit d'organiser un équipement tournant sur une tige métallique et d'y amenerbobine avec fil de cuivre. La bobine elle-même sera ronde. Plus prégnante est la question de sa longueur, puisqu'une conception allongée offrira des virages plus droits avec une forte consommation de cuivre sur le secteur. Des secteurs séparés pour la répartition correcte de l'enroulement sur la zone peuvent être initialement marqués sur du papier, après quoi les mêmes barrières en pâte à modeler peuvent être utilisées sur le flan de la bobine.
Afin d'augmenter la résistance d'une éolienne artisanale de vos propres mains, il est recommandé d'appliquer de la fibre de verre sur le fond du moule. Pour éviter qu'il ne colle à la surface, il est conseillé de traiter le verso avec de la cire ou de la vaseline. Dans le système de démarrage, le groupe de bobines est assemblé sans contacts directs. Chaque élément doit être solidement fixé et les extrémités des phases sont mises en évidence avec une isolation multicouche. Plusieurs fils peuvent être combinés en une seule forme - une étoile ou un triangle.
Installation du générateur sur le châssis
L'unité de puissance assemblée doit être conçue pour certaines charges électriques, mais n'oubliez pas l'impact mécanique de tiers. Pour que la structure puisse résister à la pression dynamique et statique, l'arbre du générateur doit être solidement fixé dans le châssis. Pour ce faire, utilisez un cadre métallique adapté à une éolienne maison en forme et en taille. Dans les cas extrêmes, des matériaux d'amortissement peuvent être utilisés pour serrer l'unité dans le boîtier. Les cadres trop lourds sont également indésirables. La meilleure option est un cadre en aluminium de 1 à 2 cm d'épaisseur.
Protection contre les grands vents
BEn mode normal, l'éolienne fonctionne et génère un courant stable à une vitesse de vent d'environ 10 m/s. Le dépassement de cet indicateur sera préjudiciable à la fois pour la structure porteuse et pour le rembourrage électrique de l'équipement. L'installation est donc protégée par un système d'ailettes latérales. Par exemple, les éoliennes verticales artisanales sont protégées des ouragans à l'aide de panneaux qui fournissent une force de ressort. Dans cette conception, le générateur fonctionnera dans le sens de l'écoulement avec la queue, c'est-à-dire que la fonction du système est limitée à la mécanique, mais sans charges excessives des courants d'air.
Mât d'éolienne
Le composant central et principal de l'installation, dont dépend la fiabilité mécanique de l'ensemble du complexe. Les coins de profil, les tuyaux et les poteaux peuvent être utilisés comme cette tige. Un tuyau métallique d'un diamètre de 10 cm est plus pratique et plus facile à installer. En ce qui concerne la longueur, il faut garder à l'esprit que la position optimale du générateur au-dessus du sol est de 4 à 5 m. Des installations industrielles sont également montées à une hauteur plus élevée, mais pour une installation fiable avec de tels paramètres, un équipement supplémentaire est nécessaire. Dans ce cas, selon le principe des pieux vissés, il est possible d'installer une éolienne artisanale sur un tuyau d'une profondeur de 1 à 1,5 m dans le sol. Lors du choix d'un point de position, il faut en tenir compte qu'il ne doit y avoir aucune interférence au même niveau dans un rayon de 30 m. Dans les cas extrêmes, vous devrez surélever la structure de travail à 1 m au-dessus de la barrière.
Vous pouvez également calculer à l'avance les dispositifs de descente et de montée. Vous ne pouvez toujours pas vous passer d'entretien et le support d'une échelle ordinaire n'est pas la solution la plus fiable. De plus, les concepteurs recommandent d'installer des haubans de sécurité avec des empreintes de 5 m sur la hauteur du mât. Ils sont ancrés au sol avec des ancres dans un rayon égal à la moitié de la hauteur du poteau.
Conclusion
Les groupes électrogènes alimentés par des sources d'énergie naturelles sont encore peu utilisés en raison du coût élevé des équipements de base et des coûts de maintenance considérables. Dans ce cas, le plus cher peut être une éolienne maison à partir d'un moteur asynchrone, qui nécessitera une base d'alimentation puissante et un support technique régulier. D'autre part, il a également la productivité la plus élevée (rendement d'environ 80%), ce qui permettra de récupérer les coûts d'installation et des matériaux associés. Quelle est la quantité d'énergie suffisante d'une batterie connectée à un tel générateur ? Comme le montre la pratique, le seuil énergétique minimal d'un système avec un retour de 2-3 kW vous permet de couvrir les besoins des systèmes climatiques, des groupes domestiques d'appareils d'éclairage, des équipements de réfrigération, etc.
