DIY Windmühle oder wie man Licht mit dem Wind bekommt

Jetzt ist es durchaus möglich, kostenlosen Windstrom zu erhalten. Für Windkraftanlagen gibt es mehrere Optionen: mit vertikaler und horizontaler Achse. Fast jeder kann einen vertikalen Windgenerator mit eigenen Händen zusammenbauen. Lesen Sie unseren Artikel darüber, wie man es richtig macht..

Kostenloser Strom oder wie Sie Licht vom Wind bekommen können

Das Funktionsprinzip von Windkraftanlagen

Das Funktionsprinzip bei allen Modifikationen von Windkraftanlagen ist das gleiche. Bei der Rotation der Schaufeln entstehen drei Arten von physikalischen Effekten: Hub-, Impuls- und Bremskräfte. Infolge der Wirkung dieser Kräfte beginnt sich der Stator zu bewegen, und der Rotor am stationären Teil des Generators beginnt, ein Magnetfeld zu erzeugen, und ein elektrischer Strom bewegt sich entlang der Drähte.

Es gibt eine Vielzahl von Versionen von Windgeneratoren, die sich nicht nur in der Leistung, sondern auch im Aussehen unterscheiden. Die Struktur der meisten Windkraftanlagen umfasst: Generator, Schaufeln, Wechselrichter, Multiplikator. Ein Wechselrichter wird verwendet, um die empfangene Ladung in Gleichstrom umzuwandeln. Der Multiplikator ist ein Getriebe, das die Anzahl der Wellenumdrehungen erhöht. Getriebe sind nicht bei allen Windkraftanlagen installiert, hauptsächlich nur bei großen und leistungsstarken Windkraftanlagen.

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Dreiphasiger Wechselstrom wird durch die Drehung des Rotors erzeugt. Die empfangene Energie wird über die Steuerung zur Batterie geleitet. Ferner wandelt der Wechselrichter den Strom um und macht ihn stabil. In dieser Form kann er zur Versorgung von Haushaltsgeräten oder Beleuchtung mit Strom versorgt werden.

Wie man eine vertikale Windkraftanlage selbst herstellt

Sie können selbst zu Hause eine Windmühle bauen. Zuerst müssen Sie sich für den Typ des Windgenerators entscheiden. Windkraftanlagen sind je nach Ausführung:

  • mit vertikaler Drehachse: Darrieus-Rotor, Savonius-Windgenerator;
  • mit horizontaler Drehachse: parallel oder senkrecht zur Windströmung.

Einige Modelle von Windkraftanlagen kombinieren verschiedene Arten von Installationen. Betrachten Sie ein Beispiel für die Schaffung einer Hybrid-Windkraftanlage, die das Design von Windgeneratoren wie Savonius und Darrieus kombiniert.

Rotor zusammenbauen

Um einen Rotor zusammenzubauen, müssen Sie Folgendes kaufen:

  • 6 Neodym-Magnete D30xH10 mm;
  • 6 Ferritringmagnete D72xd32xh15 mm;
  • 2 Metallscheiben D230xH5 mm;
  • Epoxid oder Kleber.

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Anstelle von Metallblättern können Sägeblätter geeigneter Größe verwendet werden. 6 Neodym-Magnete werden abwechselnd auf einer Scheibe auf einer Scheibe platziert. Der Winkel zwischen ihnen sollte 60 Grad bei einem Durchmesser von 165 mm betragen.

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Ferritringmagnete werden nach dem gleichen Prinzip auf der zweiten Scheibe platziert..

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Um zu verhindern, dass sich die Magnete während des Betriebs der Windmühle bewegen, müssen sie mindestens zur Hälfte mit Epoxidkleber gegossen werden.

Wir machen den Stator

Zunächst müssen Sie 9 Spulen mit 60 Windungen aufwickeln. Verwenden Sie dazu einen emaillierten Kupferdraht mit einem Durchmesser von 1 mm.

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Ferner sind die Spulen miteinander verlötet: der Anfang der ersten Spule mit dem Ende der vierten, der vierte mit der siebten. Die zweite Phase ist auf die gleiche Weise über zwei Spulen verbunden, nur beginnen sie von der zweiten Spule aus zu löten. Die dritte Phasenverbindung beginnt bei der dritten Spule.

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Eine Form besteht aus Sperrholz, in das Pergamentpapier eingelegt ist, auf das ein Stück Glasfaser und Spulen gelegt werden.

DIY Windmühle oder wie man Licht mit dem Wind bekommt

All dies ist mit Epoxidharz gefüllt. Nach 24 Stunden wird der fertige Stator aus der Form genommen.

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Generatorbaugruppe

Alle Teile des Generators sind fertig, es müssen nur noch sie zusammengebaut werden.

Der Generator selbst wird mit Bolzen an der Halterung mit der Nabe befestigt. Schauen wir uns den Erstellungsprozess genauer an.

Schritte zur Generatormontage:

  • Im oberen Rotor sind 4 Gewindebohrungen für Stehbolzen angebracht. Sie sind notwendig, damit der Rotor reibungslos in seinem Sitz „sitzt“;
  • Im Stator sind 4 Löcher für die Montage der Halterung vorgesehen.
  • Der untere Rotor wird mit Magneten nach oben auf die Halterung gesetzt. Darin sind auch 4 Löcher für das Gewinde für den Bolzen gebohrt.
  • ein Stator ist auf dem unteren Rotor angeordnet;
  • Der zweite Rotor wird mit Magneten nach unten oben platziert. All dies ist aneinander und an der Halterung mit der Nabe mit Stehbolzen und Muttern befestigt.

Die Nabe (Flansch mit Lagern) muss separat erworben werden: Der Boden der Nabe muss einen Durchmesser von 1,5 Zoll haben.

Die Reihenfolge der Befestigung aller Teile ist in der folgenden Abbildung detaillierter dargestellt:

Kostenloser Strom oder wie Sie Licht vom Wind bekommen können 1 – Verbindungselement; 2 – Unterstützung der Klingen; 3 – der obere Teil des Rotors; 4 – Magnet; 5 – Buchse; 6 – Stator; 7 – der untere Teil des Rotors; 8 – Mutter; 9 – Haarnadel; 10 – Nabe; 11 – Achse; 12 – Halterung zur Statorbefestigung

Wir machen Klingen

Klingen können aus Holz, Glasfaser und anderen Materialien hergestellt werden. Es ist schneller und einfacher, diesen Teil des Windgenerators aus einem PVC-Abwasserrohr herzustellen. Es ist besser, orangefarbene Pfeifen zu verwenden, da diese eine gute Dichte haben und keine Angst vor direkter Sonneneinstrahlung haben.

Für einen vertikalen Windgenerator benötigen Sie 4 Schaufeln aus PVC-Rohren und 2 orthogonale (gekrümmte) Schaufeln aus verzinktem Blech. Diese Konstruktion ermöglicht es der Windkraftanlage, sich auch bei schwachen Windverhältnissen mit einer Geschwindigkeit von 2-3 m pro Sekunde zu drehen. Wir nehmen meterlange PVC-Rohrstücke und schneiden sie der Länge nach in 2 gleiche Teile. Wir schneiden Halbkreise aus der Dose entsprechend der Größe der zukünftigen Klinge aus und befestigen sie mit Schrauben an den Rohrkanten.

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Für die Herstellung orthogonaler Klingen benötigen Sie ein standardmäßiges verzinktes Stahlblech mit 0,75 mm. Zunächst werden mit einer Metallschere zwei Stücke von 1 x 0,4 m Größe und vier Stücke in Form eines Tropfens ausgeschnitten. Dann müssen die Stahlstücke gebogen werden und an den Rändern werden „Tröpfchen“ angebracht.

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Die Klingen sind kreisförmig am Rahmen befestigt und können aus einem Vierkantrohr mit einem Profil von 20 x 20 und Ecken von 25 x 25 geschweißt werden. Die Abmessungen des Rahmens und der Abstand zwischen den Klingen sind in der folgenden Abbildung dargestellt:

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Aufbau der Struktur der Windkraftanlage

Ein Mast wird aus Wasserrohren mit verschiedenen Durchmessern geschweißt. Seine Höhe hängt von dem Bereich ab, in dem sich der Windgenerator befindet, und von den Betriebsbedingungen. In jedem Fall muss er sich jedoch über dem Dach des Hauses befinden.

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Für den Schnittmast muss vorab ein dreipunktverstärktes Fundament vorbereitet werden. Der Generator wird am Boden mit dem fertigen Mast verschraubt. Als nächstes wird ein Rahmen mit Schaufeln mit dem Generator verschraubt. Der Windmühlenmast wird mit zwei Gelenkstützen am Fundament befestigt und mit einer Winde in eine vertikale Position gehoben. Nach dem Anheben des Mastes wird die dritte Stütze mit der Basis der Windmühle verschraubt. Zusätzlich muss der Mast mit einer Stütze befestigt werden.

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Elektrischer Teil

Die Windkraftanlage liefert 3-Phasen-Wechselstrom. Mit Hilfe eines Brückengleichrichters, bestehend aus 6 Dioden, wandeln wir ihn in Gleichstrom um.

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Auf diese Weise kann der Akku mit 12 V aufgeladen werden. Um den Ladevorgang des Akkus zu steuern und ein Überladen zu verhindern, wird ein Standard-Autoladerelais PP-380 verwendet..

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An die Batterie ist ein Wechselrichter angeschlossen, mit dem Sie die erhaltenen 12 V DC in 220 V AC mit einer Frequenz von 50 Hz umwandeln können.

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Ergebnis der Windkraftanlage: Wirkungsgradberechnung

Testversuche der Windkraftanlage bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten ergaben folgende Ergebnisse:

  • bei einer Windgeschwindigkeit von 5 m / s erhalten wir 60 U / min – 7 V und 2,3 A = 16 W;
  • bei einer Windgeschwindigkeit von 10,6 m / s erhalten wir ungefähr 120 U / min – 13 V und 3,4 A = 44 W;
  • bei einer Geschwindigkeit von 15,3 m / s etwa 180 U / min – 15 V und 5,1 A = 76,5 W;
  • Bei einer Windgeschwindigkeit von 18 m / s erhalten wir 240 U / min – 18 V und 9 A = 162 W..

Grundsätzlich erzeugt die Windkraftanlage 16–45 W, da der Wind über 15 m / s selten ist. Wenn Sie jedoch einen Hochgeschwindigkeitspropeller einsetzen, können Sie höher werden Ergebnisse.

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