Generator angin dengan sumbu rotasi vertikal. Diagram dan desain generator angin vertikal putar Cara membuat generator angin vertikal dengan tangan Anda sendiri

Sekarang sangat mungkin mendapatkan listrik gratis dengan menggunakan angin. Ada beberapa pilihan turbin angin: dengan sumbu vertikal dan horizontal. Hampir semua orang dapat merakit generator angin vertikal dengan tangan mereka sendiri; baca artikel kami tentang cara melakukannya dengan benar.

Prinsip pengoperasian generator angin

Prinsip pengoperasiannya sama pada semua modifikasi turbin angin. Selama perputaran bilah, tiga jenis efek fisik dihasilkan: gaya angkat, impuls, dan pengereman. Akibat pengaruh gaya-gaya ini, stator mulai bergerak, dan rotor pada bagian stasioner generator mulai menciptakan medan magnet dan arus listrik bergerak sepanjang kabel.

Ada banyak sekali pilihan desain untuk generator angin; mereka berbeda tidak hanya dalam hal daya, tetapi juga dalam hal dayanya penampilan. Struktur sebagian besar turbin angin meliputi: generator, bilah, inverter, dan pengganda. Inverter digunakan untuk mengubah muatan yang diterima menjadi D.C.. Pengganda adalah gearbox yang dirancang untuk meningkatkan jumlah putaran poros. Gearbox tidak dipasang pada semua turbin angin, terutama hanya pada turbin angin yang besar dan bertenaga.

Arus bolak-balik tiga fasa dihasilkan karena putaran rotor. Energi yang dihasilkan dikirim melalui pengontrol ke baterai. Selanjutnya inverter mengubah arus dan membuatnya stabil, dalam bentuk ini dapat disuplai daya peralatan Rumah Tangga atau pencahayaan.

Cara membuat generator angin vertikal sendiri

Anda bisa membuat kincir angin sendiri di rumah. Pertama, Anda perlu memutuskan jenis generator angin. Tergantung pada desainnya, turbin angin adalah:

dengan sumbu rotasi vertikal: rotor Darrieus, generator angin Savonius;
dengan sumbu rotasi horizontal: sejajar atau tegak lurus terhadap aliran angin.

Beberapa model turbin angin menggabungkan beberapa jenis instalasi. Mari kita perhatikan contoh pembuatan kincir angin hybrid yang menggabungkan desain generator angin tipe Savonius dan Darrieus.

Merakit rotornya

Untuk merakit rotor, Anda perlu membeli:

6 magnet neodymium D30xH10 mm;
6 magnet cincin ferit D72xd32xh15 mm;
2 cakram logam D230xH5 mm;
resin atau lem epoksi.

Alih-alih disk logam, Anda bisa menggunakan mata gergaji ukuran yang sesuai. 6 magnet neodymium ditempatkan pada satu disk, polaritasnya bergantian, sudut di antara keduanya harus 60 derajat dengan diameter 165 mm.

Magnet cincin ferit ditempatkan pada disk kedua menggunakan prinsip yang sama.

Untuk mencegah magnet bergerak saat kincir angin beroperasi, magnet harus diisi setidaknya setengahnya dengan lem epoksi.

Kami memproduksi stator

Pertama, Anda perlu melilitkan 9 kumparan yang masing-masing terdiri dari 60 putaran, untuk ini Anda menggunakan kawat tembaga berenamel dengan diameter 1 mm.

Selanjutnya kumparan disolder menjadi satu: awal kumparan pertama dengan ujung kumparan keempat, kumparan keempat dengan kumparan ketujuh. Fase kedua dihubungkan dengan cara yang sama melalui dua kumparan, hanya saja mereka mulai menyolder dari kumparan kedua. Penyambungan fasa ketiga dimulai dari kumparan ketiga.

Cetakan dibuat dari kayu lapis, kertas roti ditempatkan di dalamnya, dan sepotong fiberglass dan gulungan ditempatkan di atasnya.

Semua ini diisi dengan resin epoksi. Setelah 24 jam, stator yang sudah jadi dikeluarkan dari cetakan.

Perakitan genset

Semua bagian genset sudah siap, tinggal merakitnya saja.

Generatornya sendiri akan dipasang pada braket dengan hub menggunakan stud. Mari kita lihat lebih dekat proses perakitannya.

Langkah-langkah perakitan genset:

4 lubang berulir dibuat di rotor atas untuk stud. Mereka diperlukan agar rotor “duduk” dengan mulus di dudukannya;
4 lubang dibuat di stator untuk memasang braket;
rotor bawah ditempatkan pada braket dengan magnet menghadap ke atas, dan 4 lubang berulir untuk tiang juga dibor ke dalamnya;
stator ditempatkan di rotor bawah;
Rotor kedua ditempatkan di atas dengan magnet menghadap ke bawah. Semua ini dipasang antara satu sama lain dan braket dengan hub menggunakan stud dan mur.

Hub (flensa dengan bantalan) harus dibeli terpisah: bagian bawah hub harus memiliki diameter pipa 1,5 inci.

Urutan pengikatan seluruh bagian disajikan lebih detail pada diagram di bawah ini:

1 - elemen penghubung; 2 — penyangga bilah; 3 — bagian atas rotor; 4 - magnet; 5 - selongsong; 6 - stator; 7 — bagian bawah rotor; 8 - kacang; 9 — jepit rambut; 10 - pusat; 11 - sumbu; 12 — braket untuk pemasangan stator

Kami membuat pisau

Bilahnya bisa terbuat dari kayu, fiberglass dan bahan lainnya. Lebih cepat dan mudah membuat bagian generator angin ini dari saluran pembuangan Pipa PVC. Lebih baik menggunakan pipa warna oranye, karena kepadatannya baik dan tidak takut terkena sinar matahari langsung.

Untuk generator angin vertikal Anda memerlukan 4 bilah yang terbuat dari pipa PVC dan 2 bilah ortogonal (melengkung) yang terbuat dari lembaran galvanis. Desain ini memungkinkan kincir angin dapat berputar meski dalam kondisi angin sepoi-sepoi dengan kecepatan 2-3 m per detik. Kami mengambil potongan pipa PVC sepanjang satu meter dan memotongnya memanjang menjadi 2 bagian yang sama. Kami memotong setengah lingkaran dari timah sesuai dengan dimensi bilah masa depan dan mengencangkannya dengan baut di sepanjang tepi pipa.

Untuk membuat bilah ortogonal, Anda memerlukan lembaran baja galvanis standar setebal 0,75 mm. Pertama, dua buah potongan berukuran 1 x 0,4 m dan empat buah berbentuk tetesan air mata dipotong dengan menggunakan gunting logam. Kemudian bagian baja perlu ditekuk dan bagian “tetesan” dipasang di tepinya.

Bilahnya dipasang membentuk lingkaran ke bingkai; dapat dilas dari profil pipa persegi 20x20 dan sudut 25x25. Dimensi rangka dan jarak antar bilah dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

Merakit struktur generator angin

Tiang dilas dari pipa air dengan berbagai diameter; tingginya tergantung pada area di mana generator angin akan ditempatkan dan kondisi pengoperasiannya, tetapi bagaimanapun juga, tiang itu harus lebih tinggi dari atap rumah.

Sebelumnya, Anda perlu menyiapkan tiga titik untuk tiang bagian pondasi yang diperkuat. Generator disekrup ke tiang yang sudah jadi di tanah. Selanjutnya, rangka dengan bilah dibaut ke generator. Tiang dengan turbin angin dipasang pada pondasi menggunakan dua penyangga artikulasi dan diangkat ke posisi vertikal menggunakan winch. Setelah tiang dinaikkan, penyangga ketiga disekrup ke dasar kincir angin dengan menggunakan baut. Selain itu, tiang harus diamankan menggunakan tali pengikat.

Bagian listrik

Kincir angin akan menghasilkan arus bolak-balik 3 fasa. Menggunakan penyearah jembatan yang terdiri dari 6 dioda, kami mengubahnya menjadi arus searah.

Hal ini memungkinkan untuk mengisi daya baterai pada 12 V. Untuk mengontrol pengisian baterai dan mencegah pengisian daya yang berlebihan, gunakan relai pengisian daya mobil standar PP-380.

Inverter terhubung ke baterai, yang memungkinkan Anda mengubah 12 V DC yang diterima menjadi 220 V frekuensi variabel 50Hz.

Hasil turbin angin: perhitungan efisiensi

Pengujian pengujian generator angin pada kecepatan angin yang berbeda menunjukkan hasil sebagai berikut:

pada kecepatan angin 5 m/s diperoleh 60 rpm - 7 V dan 2,3 A = 16 W;
pada kecepatan angin 10,6 m/s kita mendapatkan sekitar 120 rpm - 13 V dan 3,4 A = 44 W;
pada kecepatan 15,3 m/s kurang lebih 180 rpm - 15 V dan 5,1 A = 76,5 W;
pada kecepatan angin 18 m/s diperoleh 240 rpm - 18 V dan 9 A = 162 W.

Pada dasarnya, kincir angin menghasilkan 16-45 W, karena kecepatan angin lebih dari 15 m/s jarang terjadi. Namun jika Anda memasang baling-baling berkecepatan tinggi, maka Anda bisa mendapatkan hasil yang lebih baik.

Baru-baru ini, penggemar sumber energi terbarukan lebih memilih desain turbin angin vertikal. Yang horizontal kini menjadi sejarah. Intinya bukan hanya membuat generator angin vertikal dengan tangan Anda sendiri lebih mudah daripada generator angin horizontal. Motif utama pilihan ini adalah efisiensi dan keandalan.

Keuntungan turbin angin vertikal

1. Desain vertikal kincir angin menangkap angin dengan lebih baik: tidak perlu menentukan dari mana angin bertiup dan mengarahkan bilah ke aliran udara. 2. Pemasangan peralatan tersebut tidak memerlukan lokasi yang tinggi, sehingga kincir angin vertikal do-it-yourself akan lebih mudah perawatannya. 3. Desainnya mengandung lebih sedikit bagian yang bergerak, sehingga meningkatkan keandalannya. 4. Profil sudu yang optimal meningkatkan efisiensi turbin angin. 5. Generator multi-kutub yang digunakan untuk menghasilkan listrik tidak terlalu berisik.

Kami akan memberi tahu Anda cara membuat suku cadang dan merakit generator angin vertikal dengan tangan Anda sendiri.

Algoritma membuat turbin dengan tangan Anda sendiri

1. Penopang (atas dan bawah) bilah adalah dua lingkaran konsentris dengan ukuran yang sama. Mereka terbuat dari plastik ABS - dipotong dengan gergaji ukir. Sebuah lubang dengan diameter 300 mm dibuat di salah satunya (itu akan menjadi yang paling atas).

2. Penopang yang lebih rendah harus bertumpu pada hub, yang dapat menjadi hub mobil. Untuk menghubungkan bagian-bagiannya, Anda perlu menandai dan mengebor 4 lubang. 3. Saat merakit generator angin vertikal dengan tangan Anda sendiri, berikan perhatian khusus pada pengikatan bilahnya. Untuk lokasi yang benar bilah membutuhkan templat. Pada penyangga bawah kita menggambar bintang berujung enam (Bintang Daud), yang sudutnya berada di tepi lingkaran. Kami memproyeksikan gambar ke penyangga atas. Bilahnya terbuat dari lembaran logam tipis berbentuk strip dengan panjang 1.160 mm yang lebarnya sedikit lebih besar dari sisi berkas bintang.

4. Bilahnya diikat dengan dua sudut di bagian atas dan bawah, dan harus ditekuk sehingga terbentuk seperempat lingkaran. Mereka ditempatkan satu demi satu di sekeliling keliling, menempatkannya di tepi sinar.

Kami membuat rotor

1. Alas rotor dengan diameter 400 mm dipotong dari kayu lapis setebal 10 mm. Magnet neodymium permanen dengan induktansi tinggi dipasang di sepanjang radius luar menggunakan paku cair atau lem epoksi. Susunannya mirip dengan angka pada pelat jam (tepatnya 12 buah), dengan memperhatikan polaritasnya (disarankan untuk menandainya). Untuk mencegah magnet berpindah dari tempatnya, magnet tersebut dipasang sementara dengan spacer yang terbuat dari potongan kayu.

2. Rotor kedua dibuat serupa dan simetris dengan rotor pertama. Perbedaannya terletak pada polaritas magnetnya - harus berlawanan.

Cara merakit stator

Stator dirakit dari 9 induktor. Harus ada tiga kelompok kumparan yang dihubungkan seri (3 buah per kelompok): ujung kumparan sebelumnya dihubungkan ke awal kumparan berikutnya (konfigurasi bintang). Kumparan tersebut terletak secara simetris pada titik sudut tiga segitiga yang membentuk lingkaran. Berliku sedang berlangsung kawat tembaga Diameter 0,51 mm (tipe 24 AWG). Diperlukan 320 putaran. Ini akan memungkinkan Anda mendapatkan tegangan 100 V pada 120 rpm pada keluaran generator. turbin. Anda dapat membuat generator angin vertikal dengan tangan Anda sendiri dengan parameter tegangan dan arus keluaran yang berbeda dengan mengurangi/menambah jumlah lilitan dan diameter kabel belitan stator. Putaran kumparan dililit dengan cara yang sama. Penting untuk mengamati arah belitan dan menandai awal dan akhir. Lem epoksi diaplikasikan pada putaran luar dan pita listrik dililitkan di empat tempat untuk mencegah pelepasan.

Aturan dan nuansa kumparan penghubung

Ujung kumparan harus dibersihkan dari isolasi pernis. Koneksi dibuat dengan menyolder. Kumparan yang disiapkan dengan cara ini ditempatkan pada selembar kertas, di mana diagram lokasinya diterapkan (sesuai dengan posisi magnet permanen rotor). Amankan dengan selotip. Semua bidang kertas bebas (kecuali bagian tengah gulungan) ditutup dengan fiberglass, isian resin epoksi dengan pengeras. Terminal belitan harus ditempatkan di luar atau di dalam stator. Untuk memasang braket, dibuat lubang pada stator.

Perakitan akhir dan pemasangan

Berikut ini dirangkai menjadi satu sumbu (dari atas ke bawah): penyangga bawah bilah, cakram dengan magnet permanen(basis rotor atas), stator, basis rotor bawah dan hub. Semua komponen dipasang dengan stud ke braket. Untuk kontak yang baik kami menggunakan baut yang terbuat dari baja tahan karat. Setelah menyelesaikan detail lainnya, kami mendapatkan perangkat yang sudah jadi. Kincir angin vertikal do-it-yourself harus dipasang di area terbuka, di mana kekuatan angin paling besar. Disarankan agar tidak ada bangunan tinggi di dekatnya. Kemudian generator angin akan menghasilkan listrik secara efisien, yang akan membantu menghemat uang.

Isu kemandirian energi tidak hanya mengkhawatirkan para pemimpin negara dan perusahaan, namun juga warga negara dan pemilik rumah pribadi. Dengan meningkatnya monopoli dan tarif oleh produsen listrik, masyarakat mencari cara yang efisien sumber alternatif nutrisi. Salah satu sumber tersebut adalah generator angin.

Elemen utama dalam sistem generator angin

Ada banyak model dan pilihan dari berbagai produsen, namun seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman praktis, model dan pilihan tersebut tidak selalu terjangkau dan berkualitas untuk berbagai konsumen. Jika Anda memiliki informasi, pengetahuan tertentu di bidang teknik elektro dan keterampilan praktis, Anda dapat membuat generator angin sendiri.

Prinsip operasi dan elemen utama

Pengoperasian generator angin buatan sendiri tidak berbeda dengan model industri; prinsip pengoperasiannya sama. Energi angin diubah menjadi energi mekanik dengan memutar rotor generator yang menghasilkan listrik.

Elemen desain utama (Gbr. di atas):

baling-baling dengan bilah;
poros rotasi melalui mana torsi ditransmisikan ke rotor generator;
generator;
desain untuk memasang generator di lokasi pemasangan;
jika perlu, untuk meningkatkan kecepatan rotor, dapat dipasang gearbox atau penggerak sabuk antara poros dengan baling-baling dan poros generator;
untuk konversi AC generator ke konverter DC digunakan, jembatan dioda penyearah, yang arusnya disuplai untuk mengisi ulang baterai;
baterai dari mana listrik disuplai melalui inverter ke beban;
Inverter mengubah arus baterai 12 V atau 24 V DC menjadi 220 V AC.

Desain baling-baling, generator, kotak roda gigi, dan elemen lainnya mungkin berbeda dan memilikinya berbagai karakteristik, perangkat tambahan, tetapi komponen yang tercantum di jantung sistem selalu ada.

Seleksi dan produksi sendiri

Oleh desain Ada dua jenis sumbu yang memutar rotor generator:

generator dengan sumbu rotasi horizontal;

Generator dengan sumbu rotasi horizontal

generator dengan sumbu rotasi vertikal.

Generator angin putar dengan sumbu rotasi vertikal

Sumbu rotasi horizontal

Setiap desain memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Opsi paling umum adalah dengan sumbu horizontal. Model ini memiliki efisiensi tinggi dalam mengubah energi angin menjadi gerakan rotasi sumbu, namun terdapat kesulitan tertentu dalam menghitung dan membuat bilahnya sendiri. Bentuk bilah datar yang biasa digunakan pada kincir angin kuno tidak efektif.

Untuk digunakan energi maksimum angin ketika porosnya berputar, bilahnya harus berbentuk sayap. Pada pesawat terbang, bentuk sayap, akibat kekuatan angin sakal, menghasilkan arus pengangkatan. Dalam hal ini, gaya-gaya aliran ini akan diarahkan untuk memutar poros generator. Baling-baling dapat memiliki dua, tiga, atau lebih desain bilah dengan tiga bilah yang paling umum. Ini cukup untuk memberikan kecepatan putaran yang dibutuhkan.

Generator angin dengan sumbu putar horizontal harus selalu diputar bidang baling-balingnya ke arah depan aliran angin yang datang. Untuk melakukan ini, perlu menggunakan unit ekor tipe baling-baling cuaca, yang, di bawah pengaruh angin, seperti layar, memutar seluruh struktur dengan baling-baling ke arah angin sakal.

Sumbu rotasi vertikal

Kerugian utama dari opsi ini adalah efisiensinya yang rendah, tetapi hal ini diimbangi dengan desain yang lebih sederhana yang tidak memerlukan manufaktur elemen tambahan untuk memutar bilahnya ke arah angin. Susunan vertikal sumbu dan bilah memungkinkan Anda menggunakan energi angin untuk berputar dari segala arah; desain ini lebih mudah dibuat dengan tangan Anda sendiri. Poros berputar lebih stabil, tanpa lonjakan kecepatan secara tiba-tiba.

Kecepatan angin rata-rata tahunan di wilayah Rusia tidak sama. Paling kondisi yang menguntungkan untuk pengoperasian generator angin – 6-10 m/s. Hanya ada sedikit daerah seperti itu; angin dengan kecepatan 4-6 m/s umumnya terjadi. Untuk meningkatkan kecepatan putaran perlu menggunakan gearbox dan memperhitungkan ketinggian dan angin yang naik di area pemasangan generator.

Contoh pembuatan generator angin

Varian dengan sumbu rotasi vertikal sedang dipertimbangkan.

Turbin angin DIY

Pilihan termudah untuk memproduksi bilah adalah dengan menggunakan tong logam berukuran 50-200 liter. Tergantung pada jumlah bilah yang dibutuhkan, laras digergaji dengan gerinda dari atas ke bawah menjadi 4 atau 3 bagian yang sama.

Bilah vertikal dari tong logam

Anda cukup menggunakan lembaran besi atap galvanis yang mudah dipotong bentuk yang diinginkan dengan tanganmu sendiri menggunakan gunting logam.

Bilah vertikal terbuat dari besi lembaran

Selanjutnya, bilah dipasang pada bagian atas sumbu rotasi. Dasar pengikatannya bisa berupa cakram kayu yang terbuat dari kayu lapis enam lapis.

Lebih aman untuk digunakan bingkai logam terbuat dari profil persegi panjang yang bilahnya dibaut.

Contoh penempatan bilah vertikal

Contoh pemasangan bilah pada platform

Rangka atau cakram dipasang secara kaku pada sumbu rotasi; sumbu itu sendiri dimasukkan ke dalam kopling dengan bantalan, yang dipasang dengan aman pada rangka menara atau atap bangunan tempat generator berada.

Memasang poros dengan bilah pada menara

Representasi visual pemasangan sumbu putar vertikal pada atap suatu bangunan

Turbin dengan bilah vertikal.
Platform stabilisasi gandar dengan bantalan bola dua baris.
Penahan kabel baja Ø 5mm.
Sumbu vertikal, pipa bajaØ 40-50mm, ketebalan dinding tidak kurang dari 2 mm.
Tuas pengatur kecepatan putaran.
Bilah pengatur aerodinamis terbuat dari kayu lapis atau plastik setebal 3-4 mm.
Batang yang mengatur kecepatan putaran dan jumlah putaran.
Sebuah beban yang beratnya menentukan kecepatan putaran.
Katrol sumbu vertikal untuk penggerak sabuk, pelek roda sepeda yang banyak digunakan, tanpa tabung dan ban.

Bantalan pendukung.
Katrol pada sumbu rotor generator.

Pada ujung bawah Katrol untuk penggerak sabuk atau roda gigi untuk kotak roda gigi dipasang pada poros; ini diperlukan untuk meningkatkan kecepatan putaran rotor. Praktek menunjukkan bahwa pada kecepatan angin 5 m/s, putaran poros dengan bilah horizontal dari laras tidak lebih dari 100 rpm. Pada kecepatan angin 8-10 m/s, putaran mencapai 200 m/s. Jumlah ini sangat sedikit bagi generator untuk menghasilkan daya yang diperlukan untuk mengisi baterai.

Gearbox dengan rasio 1:10 memungkinkan Anda mencapai kecepatan putaran yang dibutuhkan.

Memasang Katrol Sabuk

Generator berkecepatan rendah

Untuk mengubah mekanis energi rotasi Cara termudah untuk menghasilkan listrik adalah dengan menggunakan generator mobil. Tetapi generator biasa dari mobil penumpang tidak direkomendasikan untuk turbin angin karena adanya sikat pada desainnya. Sikat grafit menghilangkan arus yang diinduksi pada rotor selama pengoperasian, sikat tersebut aus dan memerlukan penggantian. Selain itu, generator tersebut berkecepatan tinggi; untuk menghasilkan tegangan 14 V dengan arus hingga 50A, diperlukan 2000 putaran atau lebih.

Generator yang lebih efisien untuk turbin angin dari traktor dan bus G.964.3701 dengan eksitasi magnetis pada belitan. Mereka tidak memiliki sikat dan beroperasi pada kecepatan rendah. Generator G288A.3701 memiliki tiga fasa dan digunakan untuk catu daya kendaraan bersama dengan baterai. Memiliki karakteristik yang baik untuk digunakan dalam sistem turbin angin:

menghasilkan tegangan 28 V;
penyearah bawaan menghasilkan arus searah hingga 47 A;
daya keluaran hingga 1,3 kW;
pada kecepatan idle 1200 rpm;
dengan beban arus 30A diperlukan 2100 rpm.

Generator memiliki dimensi dan berat yang sesuai:

berat total 10kg;
diameter 174 mm;
panjang 230 mm.

Generator dari MAZ - 24V

Genset jenis ini digunakan pada kendaraan KAMAZ, Ural, KRAZ, MAZ dengan mesin dari pabrik Yaroslavl YaMZ 236, 238, 841, 842 dan ZMZ 73. Untuk menghemat uang, Anda dapat membeli genset bekas di titik pembongkaran. Untuk menghasilkan lebih banyak tenaga listrik pada kecepatan rendah, Anda dapat membuat generator dengan tangan Anda sendiri menggunakan magnet neodymium, tetapi ini adalah topik tersendiri dan memerlukan penjelasan lebih rinci.

Urutan perakitan

Pertama-tama, struktur pemasangan menara atau generator dipasang di atap gedung. Sumbu vertikal dipasang ke busing dengan bantalan, dan bilah dipasang.

Setelah memasang poros dengan bilah, katrol untuk penggerak sabuk dipasang di bagian bawah.
Pada tingkat katrol gandar, generator dengan katrol untuk sabuk pada poros rotor dipasang pada platform yang disiapkan khusus. Katrol generator dan gandar dengan bilah harus dipasang pada ketinggian yang sama.

Diameter puli pada poros sebaiknya kira-kira 10 kali lebih besar dari diameter puli pada poros generator. Berdasarkan kondisi perkiraan kecepatan angin kurang lebih 10 m/s, maka kecepatan putaran sumbu akan mencapai 200 rpm.

Rumus yang digunakan adalah:

Wr = Wos x Dosd, dimana

Wr – kecepatan putaran katrol generator;
Dos – diameter katrol pada sumbu vertikal;
d – diameter katrol pada poros rotor generator;
Wos adalah kecepatan putaran puli sumbu vertikal.

Wr = 200 rpm x 500mm/50 mm = 2000 rpm - kecepatan putaran yang cukup bagi generator jenis yang dipilih untuk menghasilkan daya yang diperlukan.

Sabuk dikencangkan; untuk melakukan ini, harus ada slot di platform pemasangan generator, seperti pada pemasangan mobil.
Kabel keluaran generator dihubungkan ke terminal baterai.

Generator ini memiliki penyearah bawaan, keluarannya adalah arus searah, sehingga kabel merah positif dihubungkan ke terminal “+”, dan kabel negatif dihubungkan ke terminal “minus”.

Input inverter 24V/220V dihubungkan ke baterai dengan memperhatikan polaritasnya.
Output inverter dihubungkan ke rangkaian dengan beban.

Video. Generator angin DIY.

Memiliki bahan yang diperlukan, keterampilan praktis dalam pemipaan, menggunakan generator mobil siap pakai dengan eksitasi magnetis pada belitan, generator angin mudah dipasang dengan tangan Anda sendiri. Untuk membuat generator berdaya lebih tinggi dengan menggunakan magnet neodymium, diperlukan pengetahuan yang lebih mendalam di bidang teknik elektro dan keterampilan dalam merakit peralatan listrik. Ini adalah salah satu yang paling banyak cara sederhana merakit generator angin dengan tangan Anda sendiri.

Pemanfaatan energi angin untuk menghasilkan listrik bukanlah ide baru. Ada daerah di mana metode ekstraksi ini dianggap paling menguntungkan dan prioritas - tentu saja, angin terus bertiup di tempat-tempat ini. Sebuah contoh yang mencolok Denmark, dimana energi angin menyumbang 25% dari seluruh listrik yang dikonsumsi di negara tersebut, dapat menjadi contoh.

Hari ini kami akan memberi tahu Anda apa itu generator angin vertikal, apa fitur utamanya, kelebihan dan kekurangannya, dan kami juga akan berbagi informasi tentang cara merakit perangkat tersebut dengan tangan Anda sendiri, hanya menggunakan bahan yang tersedia.

Keunggulan generator angin vertikal cukup signifikan:

Fitur utama perangkat ini adalah arah angin sama sekali tidak penting.
Dipasang pada ketinggian yang cukup rendah, tidak memerlukan peralatan khusus untuk pemeliharaan, dan prosesnya sendiri aman.
Generator angin vertikal hanya memiliki satu sumbu rotasi tanpa mekanisme transmisi, yang berarti pengoperasiannya akan jauh lebih andal dibandingkan generator angin horizontal.
Perangkat ini memiliki tingkat efisiensi yang solid karena bentuk rotor dan bilahnya.

Nasihat! Model kecil untuk keperluan rumah tangga digerakkan oleh hembusan angin yang sangat lemah - mulai dari 1,5 meter per detik, yang selanjutnya meningkatkan efisiensi pemasangan.

Generator tidak mengeluarkan suara apapun sehingga tidak mengganggu kehidupan orang sekitar. Selain itu, perangkat ini tidak mempengaruhi lingkungan dengan cara apa pun dan tidak menimbulkan emisi ke atmosfer.
Perangkat ini akan berfungsi selama bertahun-tahun, hanya memerlukan pemeriksaan berkala terhadap komponen mekanis utama (sangat penting untuk memantau kondisi bantalan). Memperbaiki perangkat juga cukup sederhana.

Cara kerja generator angin dan terhubung ke jaringan

Pengoperasian synchrophasotron... permisi, generator angin, didasarkan pada prinsip levitasi magnetik. Esensinya terletak pada kenyataan bahwa selama rotasi, gaya angkat dan impuls dihasilkan, yang menyebabkan rotor mulai berputar, ditambah gaya pengereman yang sebenarnya.

Akibat putaran rotor, terbentuk medan magnet yang menginduksi ggl pada belitan jangkar generator sehingga timbul arus.

Desainnya sepenuhnya mekanis dan otonom, sehingga tidak memerlukan campur tangan manusia dalam pengoperasiannya. Tentu saja, generator itu sendiri dilengkapi dengan perangkat tambahan, sehingga energi yang dihasilkan cocok untuk digunakan di jaringan rumah.

Dalam situasi apa pun Anda tidak boleh menyambungkan peralatan listrik langsung ke terminal generator, karena perangkat ini akan menghasilkan arus dengan kekuatan dan frekuensi berbeda dalam mode pengoperasian berbeda.
Setelah generator itu sendiri, pengontrol disertakan dalam rangkaian, yang mengontrol (maafkan tautologinya) tingkat pengisian baterai. Foto di atas menunjukkan perangkat jenis ini. Seperti yang Anda lihat, ada 4 terminal pada casing yang menghubungkan output generator itu sendiri, baterai, dan pemberat.
Apa itu pemberat? Kami rasa banyak orang yang sadar bahwa sangat disarankan untuk tidak mengisi ulang baterai, jika tidak elektrolit akan mulai mendidih, tekanan akan tercipta di dalam, dan perangkat mungkin rusak di tengah kembang api yang spektakuler. Oleh karena itu, segera setelah tegangan baterai naik menjadi 14-15 volt, yang menandakan baterai terisi penuh, listrik akan mati.
Baterai dicabut, energi tidak mengalir kemana-mana, misalkan tidak ada orang di rumah, tidak ada peralatan yang mengkonsumsi listrik, dan angin di luar bagus, dan generator terus berputar secara intensif. Apa yang akan terjadi?

Apabila generator angin tidak diberi beban maka putarannya tidak akan mengalami hambatan. Bilahnya berputar terlalu banyak, sehingga meningkatkan beban angin dan menghasilkan kebisingan yang tidak menyenangkan. Dalam situasi tertentu, struktur tersebut mungkin tidak dapat bertahan dan, sambil melambaikan tangannya ke arah Anda, terbang menjauh tanpa janji untuk kembali.
Poin selanjutnya adalah tegangan pada generator tanpa beban dengan putaran yang begitu intens bisa mencapai 60-80 volt, dengan nilai nominal 12. Transistor pengontrol rata-rata dirancang untuk tegangan 40 V - seperti yang Anda pahami, lompatan seperti itu akan menyebabkan keluaran langsungnya rusak.
Untuk mencegah hal ini terjadi, pemberat digunakan - beban cadangan yang dibuat oleh resistor, lampu, atau elemen pemanas.

Nasihat! Jika Anda menggunakan elemen pemanas, energi tidak akan terbuang sia-sia - Anda dapat menyediakan desain di mana, misalnya, air akan dipanaskan.

Konsumsi daya pemberat harus sesuai dengan maksimum yang dapat dihasilkan oleh generator angin.
Jika pengontrol yang Anda beli tidak memiliki terminal untuk menghubungkan beban pemberat, perangkat ini akan bekerja dengan prinsip yang berbeda. Segera setelah baterai terisi penuh, pengontrol akan menutup fase generator angin, yang akibatnya akan menghentikan putarannya. Kunci akan tetap di tempatnya hingga level tegangan baterai turun menjadi 13,5 volt, setelah itu siklus akan berulang.
Perangkat ini hanya dipasang pada generator berdaya rendah.
Jembatan dioda harus ditempatkan di depan pengontrol di sirkuit - perangkat paling sederhana dari empat semikonduktor, yang akan memperbaiki arus masuk. Banyak perangkat memiliki penyearah di dalam casingnya, jadi pastikan untuk mempelajari instruksi saat menghubungkan.

Jadi, rantai selanjutnya adalah baterai. Pada prinsipnya, tegangan 12 volt apa pun bisa digunakan, jadi Anda dapat pergi ke toko onderdil mobil untuk membelinya.
Seperti yang Anda pahami, penggunaan generator angin tidak berarti demikian energi listrik akan bebas. Pertama, pertimbangkan biaya perangkat itu sendiri dan perlengkapannya - jika Anda bukan teknisi radio, Anda pasti harus mengeluarkan uang. Kedua, baterai apa pun memiliki masa pakai tertentu - rata-rata 4-5 tahun dalam kondisi penggunaan intensif.
Baterai berkapasitas baik akan dikenakan biaya sekitar 5-10 ribu rubel (harga untuk 2018). Artinya, bahkan jika Anda menghilangkan biaya pemasangan dan permulaan peralatan, Anda harus membayar 80 hingga 160 rubel per bulan, belum termasuk biaya kemungkinan perbaikan peralatan.
Selain itu, wilayah tempat Anda tinggal harus sangat berangin agar semua biaya dapat terbayar. Secara umum, terserah Anda untuk memutuskan kelayakan akuisisi semacam itu; kami hanya memperkenalkan faktanya kepada Anda;

Jika Anda berencana untuk menyalakan peralatan listrik rumah tangga dengan standar 220 volt dari generator angin, Anda memerlukan inverter yang akan mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik.
Di antara perlengkapan tambahan, saya ingin menyoroti ATS (saklar catu daya otomatis). Perangkat ini masuk modus otomatis akan melakukan peralihan daya ketika generator angin dimatikan ke jaringan publik atau sumber listrik darurat.

Jenis generator angin vertikal

Penampilan dan karakteristik generator angin vertikal sangat bergantung pada struktur struktural perangkat ini. Mari kita lihat yang utama.

Sistem ortogonal

Karakteristik teknis generator angin vertikal tipe ortogonal menunjukkan efisiensi yang tidak terlalu tinggi dengan dimensi yang besar, jika dibandingkan dengan perangkat sumbu horizontal, namun independensi terhadap arah angin menjadikannya prioritas yang lebih tinggi.

Perancangan generator ini didasarkan pada sumbu putar pusat (vertikal) dan beberapa bilah datar yang terletak sejajar dengannya.
Semua bilah dipindahkan dari pusat putaran pada jarak tertentu.
Dengan pengaturan ini, mekanisme penggerak dapat ditempatkan di permukaan tanah, yang sangat memudahkan pemeliharaan dan kegiatan perbaikan.

Pemanfaatan energi angin untuk menghasilkan listrik merupakan salah satu bentuk pembangunan yang paling menjanjikan energi alternatif. Generator angin vertikal merupakan arah yang menjanjikan bagi perkembangan industri, karena memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan analog horizontal.

Prinsip operasi

Kincir angin vertikal adalah silinder yang dipasang pada alas. Berkat bentuknya, ia bekerja terlepas dari arah angin. Terlepas dari jenis generator angin vertikal, generator ini dirancang sedemikian rupa sehingga tekanan aliran udara di salah satu sisinya lebih tinggi daripada sisi lainnya.

Berkat perbedaan tekanan ini, poros generator berputar dan listrik dihasilkan. Karena gaya angin diarahkan ke kedua sisi generator angin, kecepatan angin awal sedikit lebih tinggi dibandingkan turbin angin horizontal, tetapi dengan kualitas suku cadang yang tepat, terdapat penggerak mandiri - mis. peningkatan kecepatan generator yang signifikan bahkan dengan angin yang kecil (dari 3,5 m/s).

Desain mana yang lebih baik?

Ada beberapa hal mendasar desain yang berbeda generator angin vertikal, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.

Kincir angin Savonius - bilah setengah lingkaran

Rotor Savonius. Model kincir angin vertikal meliputi dua atau lebih bilah yang dibuat berbentuk setengah lingkaran. Dalam hal ini, tekanan yang diberikan pada bagian lingkaran yang “terbuka” secara signifikan melebihi tekanan yang diberikan pada sisi yang berlawanan. Desainnya cukup sederhana untuk dibuat, sehingga paling populer di kalangan generator angin vertikal buatan sendiri. Kekurangan:

"Angin" besar. Dampak angin memiringkan seluruh struktur, menimbulkan tekanan pada poros dan merusak bantalan tempat seluruh rotor berputar.
Desain tidak dapat mulai berputar sendiri jika terdapat dua atau tiga bilah, sehingga dua rotor tersebut harus dipasang pada sumbu yang sama, satu di bawah yang lain pada sudut 90°

Layar statis tambahan dipasang pada rotor ortogonal untuk meningkatkan produktivitas
Darrieus atau rotor ortogonal. Ada banyak modifikasi generator angin vertikal, tetapi prinsip operasinya tetap tidak berubah. Rotasi terjadi karena bentuk sudu generator yang berbentuk sayap. Ketika terkena aliran udara, gaya angkat tercipta, yang menyebabkan poros berputar. Kekurangan:
- Rendah, bahkan menurut standar generator angin, efisiensinya.
- Untuk memutar generator seperti itu sepenuhnya, kecepatan angin harus minimal 4 m/s. Pada saat yang sama, sampai rotor tersebut mencapai kecepatan putaran penuh, beban tidak dapat dihubungkan ke kincir angin - ia akan berhenti.
- Bising. Jika pada model lain hanya bagian yang bergerak (bantalan) yang mengeluarkan suara, maka generator angin vertikal jenis ini mengeluarkan suara dari bilahnya. Sangat banyak.
- Karena getaran, bantalan cepat rusak dan hanya itu elemen penahan beban desain.
Rotor helicoid memiliki desain yang kompleks
Rotor helikoidal. Generator angin vertikal ini mempunyai bentuk yang rumit, namun pada hakikatnya merupakan generator angin ortogonal dengan sumbu vertikal, hanya bilahnya yang dipelintir sepanjang sumbu penahan beban, yang secara signifikan meningkatkan masa pakai seluruh struktur, karena memastikan beban seragam pada bantalan dan tiang dari semua sisi. Kekurangan:
- Sulit untuk diproduksi, sehingga mahalnya biaya kincir angin vertikal.
Turbin angin multi-bilah
Generator angin vertikal multi-bilah. Jika kita hanya mempertimbangkan sampel komersial, maka jenis rotor ini adalah yang paling produktif dan memberikan beban paling sedikit pada bagian penahan beban. Di dalam kincir angin vertikal ini terdapat tambahan deretan bilah statis yang mengarahkan aliran udara sedemikian rupa untuk memaksimalkan efisiensi rotor. Kekurangan:
- Tingginya biaya perangkat karena jumlah besar detail.

Kelebihan sumbu vertikal

Kualitas positif dari semua generator angin vertikal:

Mereka tidak diarahkan oleh angin, mereka bekerja ke segala arah.
Berbeda dengan generator angin dengan sumbu horizontal, generator ini hanya mempunyai satu sumbu rotasi, sehingga masa pakainya lebih lama.
Pemasangan pada ketinggian rendah dimungkinkan - mulai 1,5 m, tergantung modelnya.
Semua komponen bergerak yang penting terletak di bagian bawah generator, sehingga mudah untuk diservis.
Penting. Jika perlu, poros rotor ditambah hingga panjang yang diperlukan untuk memudahkan akses ke stator, tanpa kehilangan efisiensi yang signifikan.
Kemampuan merakit generator angin yang berfungsi dengan tangan Anda sendiri dari bahan bekas.
Berkat kemampuan menciptakan struktur kaku dengan banyak titik penyangga, generator angin vertikal beroperasi pada kecepatan angin maksimum yang lebih tinggi.
Ketahanan yang lebih tinggi terhadap efek merusak dari angin.
Di kincir angin ini dimungkinkan untuk menciptakan sirkulasi udaranya sendiri, yang menghasilkan efek kecepatan tinggi ketika kecepatan linier bilahnya 20 kali atau lebih tinggi daripada kecepatan angin.

Kontra

Desain yang rumit. Yang paling ringan turbin angin vertikal berat minimal 300 kg termasuk dudukan.
Efisiensi rendah dibandingkan dengan horizontal.
Bising. Kincir angin mengeluarkan suara bising dari bilahnya selama pengoperasian.

Video. Generator angin helikoid

Video tersebut dengan jelas memperlihatkan pengoperasian kincir angin helicoidal yang dipasang pada tiang khusus