Bagaimana cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri?

Generator angin untuk menghasilkan listrik adalah sumber listrik yang sangat diperlukan di mana tidak ada banyak sinar matahari, tidak ada sungai di dekatnya, dan tidak ada jaringan listrik terpusat.

Prinsip pengoperasian generator angin adalah konversi energi angin menjadi energi listrik.

Dalam sistem di mana energi panas diperlukan untuk menghasilkan listrik, gunakan:

• mesin yang menggunakan bahan bakar gas, bensin atau solar;
• pelepasan panas dari pelat dan blok reaktor nuklir, yang panasnya digunakan untuk mengubah air menjadi uap - dalam turbin uap;
• berbagai jenis bahan bakar yang dibakar di pembangkit listrik termal, menggantikan panas, panas dari reaktor nuklir.

Panel surya berdiri terpisah, di mana cahaya digunakan sebagai energi awal, dan bukan energi panas atau mekanik.

Tetapi kembali ke "kincir angin", yang prinsip operasinya adalah sebagai berikut. Kekuatan angin memutar baling-baling, yang menggerakkan poros motor-generator. Bersama dengan poros, rotor motor, tempat magnet permanen dipasang, berputar secara serempak.Medan magnet, melewati belitan stator, menginduksi arus bolak-balik di dalamnya karena perubahan kekuatan fluks magnet yang melewati belitan koil, dari mana belitan dirakit. Tegangan AC diterapkan ke sirkuit elektronik di mana ia diubah menjadi DC. Dari arus searah, banyak perangkat dan perangkat yang membutuhkannya berfungsi.

Siapa pun dapat membuat generator untuk pondok musim panas atau kondisi berkemah yang menghasilkan arus bolak-balik dengan tegangan 220 V. Semakin mengesankan dimensi struktur, semakin besar efisiensi pengembalian yang akan diterima pengguna tertentu. Tidak masalah untuk membuat generator yang menghasilkan satu atau lebih kilowatt listrik per jam. Listrik yang diterima dari instalasi semacam itu mampu menyalakan hampir semua peralatan listrik di rumah, termasuk peralatan berkebun.

Instalasi samar-samar menyerupai baling-baling cuaca dengan baling-baling, karena itu desain ini berputar ke arah angin bertiup. Ini diperlukan untuk memaksimalkan penggunaan kekuatannya, kecepatannya.

Baling-baling horizontal diputar oleh shank yang terletak di bagian belakang rig. Shank vertikal tidak diperlukan - bilahnya diatur sedemikian rupa sehingga baling-baling itu sendiri akan mulai dengan hampir setengah putaran, tidak peduli sisi mana angin bertiup.

Agar turbin angin dapat beroperasi pada efisiensi maksimum, diperlukan kecepatan putaran 3000 rpm. Untuk generator yang menghasilkan arus bolak-balik, frekuensi ini sesuai dengan nilai 50 hertz, yang khas untuk pembangkit listrik industri rumah tangga. Setelah melepaskan generator motor dengan berat sekitar 10 kg, tidak masalah untuk mendapatkan 2 kW setiap jam.

Elemen utama dari setiap model kincir angin adalah generator motor. Ia bekerja seperti motor - arus searah atau bolak-balik membuat rotor (dan dengan itu poros) dari instalasi berputar. Bekerja sebaliknya - sebagai generator - juga dimungkinkan.

Di antara motor yang digunakan sebagai generator, ada motor kolektor-sikat, asinkron tanpa sikat dan motor langkah. Ketiga jenis motor inilah yang populer di kalangan amatir yang merakit turbin angin dengan tangan mereka sendiri.

Pada motor kolektor, belitan rotor (armature) terletak pada medan magnet konstan dari magnet stator. Tegangan konstan yang dilepaskan dari terminal motor tersebut ketika porosnya tidak dipilin dengan angker ditransmisikan dari kontak pembawa arus dari angker melalui sikat. Sikat itu sendiri adalah titik lemah dari mesin semacam itu - mereka dengan cepat menghabiskan sumber dayanya. Sebagai aturan, generator seperti itu berada di bawah beban konstan, ketika angker bergerak, sikat menyala. Beberapa hari operasi terus menerus dari instalasi semacam itu dapat benar-benar aus, sebagai akibatnya diperlukan penggantian yang terakhir.

Pilihan terbaik adalah motor tanpa sikat. Di dalamnya, rotor dengan magnet berputar di ruang antara belitan stator. Gulungan itu sendiri tetap tidak bergerak, mereka tidak perlu kontak geser.Berkat solusi yang begitu sederhana, pemasangan dapat bekerja selama beberapa dekade - penting hanya sekali dalam satu musim atau setiap enam bulan untuk melumasi bantalan mesin, yang bertanggung jawab atas rotasi rotor yang sempurna dan bebas serangan balik. Solusi populer berdasarkan motor tanpa sikat - asinkron atau stepper - tersedia untuk hampir setiap DIYer rumah.

Motor asinkron digunakan dalam perkakas listrik - misalnya, dalam penggiling. Stepper dapat ditemukan di berbagai perangkat - dari roda motor sepeda hingga penggerak mekanis printer atau disk drive.

Motor sikat variabel yang digunakan dalam pons, penggiling, obeng, gergaji listrik, dan planer listrik berdiri terpisah. Kerugiannya adalah kebutuhan untuk menghapus sikat dan alur rotor untuk magnet neodymium. Akibatnya, hanya belitan stator yang tersisa dari belitan yang ada - belitan rotor dilepas sepenuhnya.

Generator angin yang terbuat dari kipas akan membutuhkan rotor untuk dikerjakan untuk magnet neodymium. Desain motor kipas rumah tangga tidak dirancang untuk menerima arus listrik dengan memutar rotor. Pendingin komputer (pendingin chip) berada di bawah perubahan yang sama - kipas unit sistem PC atau laptop.

Traktor atau generator mobil menggunakan belitan eksitasi tambahan yang ditenagai oleh baterai mobil. Agar generator menghasilkan, misalnya, arus bolak-balik 135 ampere dengan tegangan 15 volt, belitan rotor eksitasi, setelah menyalakan kunci kontak, mengkonsumsi arus searah 3 A dengan tegangan 12,6- 14 V. Sumber energi utama untuk generator masih poros engkol dari mesin pembakaran internal yang menggunakan bensin, solar atau metana/propana. Traktor atau generator mobil akan membutuhkan pelepasan belitan eksitasi dan pemasangan magnet neodymium sebagai gantinya.

Pilihan paling umum adalah menggunakan mesin mesin cuci untuk generator buatan sendiri. Jika tidak ada "mesin cuci" lama yang tersedia, Anda dapat menemukan mesin seperti itu di dealer sampah di pasar rumah tangga, di pusat layanan peralatan rumah tangga terdekat atau di toko khusus. Tidak masalah untuk memesan mesin seperti itu dari Cina.

Baik baru maupun bekas akan bertahan lama. Daya 200 watt mudah diubah menjadi kilowatt atau lebih.

Untuk merakit generator, selain motor, Anda perlu:

• magnet neodymium dalam ukuran 20, 10 dan 5 mm (total 32);
• dioda penyearah atau jembatan dioda dengan arus puluhan ampere (ikuti aturan cadangan daya ganda);
• perekat epoksi;
• pengelasan dingin;
• ampelas;
• timah dari sisi kaleng.

Magnet dipesan secara online dari China.

Alat-alat berikut akan mempercepat proses pembuatan:

• mesin bubut;
• gunting;
• obeng dengan nozel;
• Tang.

Generator sebagai perangkat menghasilkan arus bolak-balik, yang harus diubah menjadi arus searah, dibawa ke tegangan yang diperlukan. Jika motor-generator padam, katakanlah, 40 volt, maka ini tidak mungkin menjadi nilai yang sesuai untuk sebagian besar elektronik konsumen yang mengonsumsi 5 atau 12 volt DC atau 127/220 volt AC.

Terbukti oleh waktu dan jutaan pengguna, skema seluruh instalasi mencakup penyearah, pengontrol, baterai, dan inverter. Baterai mobil dengan kapasitas 55-300 ampere-jam digunakan sebagai penyangga penyimpanan energi yang tersimpan. Tegangan operasinya adalah 10,9-14,4 V dengan pengisian siklik (siklus pengisian-pengosongan penuh) dan 12,6-13,65 dengan penyangga (dibagikan, diberi dosis, ketika Anda perlu mengisi ulang baterai yang kosong sebagian).

Pengontrol mengubah, misalnya, 40 volt yang sama menjadi 15. Efisiensinya dalam hal volt-ampere berkisar antara 80-95% - tanpa memperhitungkan kerugian pada penyearah.

Generator tiga fase memiliki efisiensi tertinggi. - pengembaliannya 50% lebih besar daripada yang satu fase, tidak bergetar selama operasi (getaran mengendurkan struktur, membuatnya berumur pendek).

Kumparan pada belitan masing-masing fase bergantian satu sama lain dan dihubungkan secara seri - seperti kutub magnet, menghadap salah satu sisi ke gulungan.

Peralatan rumah tangga modern dan elektronik dapat bekerja mulai dari 110 volt. (Standar Amerika untuk jaringan rumah tangga) hingga 250 - tidak disarankan untuk memberikan lebih banyak ke peralatan dan perangkat jaringan. Semua konverter adalah pulsa, dibandingkan dengan yang linier, kehilangan panasnya jauh lebih sedikit.

Untuk mengubah desain motor asinkron, lakukan hal berikut.

1. Bongkar motor dan lepaskan rotor.
2. Lepaskan pelat dari armature rotor. Potong mereka hingga kedalaman 2 mm.
3. Buat alur hingga kedalaman 5 mm - di bawah magnet.
4. Tandai strip timah untuk magnet. Mereka harus sama-sama mundur satu sama lain - ini akan mencegah hilangnya daya instalasi yang tidak perlu.
5. Tempelkan ke strip timah ini dengan lem super. Perbaiki strip dengan magnet pada jangkar.
6. Isi ruang antara magnet dengan pengelasan dingin atau epoksi.
7. Hapus gerinda dan gundukan pada rotor dengan amplas.
8. Periksa—dan ganti jika perlu—bantalan dan baut mesin.

Merakit generator motor. Perangkat siap untuk instalasi lebih lanjut. Untuk memeriksa perangkat, klem porosnya di bor atau obeng chuck dan akselerasi ke 1000 rpm.

Dengan nilai yang lebih kecil, kesalahan terletak pada pergantian magnet yang tidak merata di setiap titik lingkaran rotasi angker.

Untuk merakit turbin angin, lakukan hal berikut.

1. Dari pipa PVC dengan diameter 11-16 cm, potong bagian yang sama, sesuai panjangnya dengan bilah di masa depan.
2. Di setiap segmen, gambar garis sewenang-wenang dan mundur dari itu di kedua sisi 22 mm. Dengan demikian, lebar satu bilah akan mencapai 44 mm. Ulangi tindakan yang sama untuk ujung segmen yang berlawanan.
3. Hubungkan titik ekstrim lurus ke satu sisi garis tengah.
4. Gambarlah di sisi lain garis besar bilah masa depan.
5. Gunting bilah yang dihasilkan dan bulatkan ujung bebasnya dengan mengasah. Ulangi langkah di atas untuk sisa pisau.
6. Pasang bilah ke hub menggunakan adaptor hub.Baut dengan mur dan ring pegas cocok sebagai pengencang. Lebar setiap bilah di sepanjang panjangnya berkisar dari 44 hingga 88 mm.

Ini cukup untuk angin dengan kecepatan 3 m / s untuk memutar baling-baling. Desain yang dihasilkan harus seimbang – keseimbangan yang tepat akan mencegah terbentuknya titik mati yang memperlambat generator saat baling-baling berputar.

Generator motor dengan impeler terpasang dapat ditempatkan di selongsong pelindung yang melindunginya dari presipitasi atmosfer. Tetap kering dalam cuaca apa pun, terlindung dari hujan dan salju, generator akan bertahan selama bertahun-tahun. Untuk memasang penutup pelindung, lakukan hal berikut:

1. dalam pipa dengan diameter 7,5 cm atau lebih, potong alur memanjang selebar 2 cm;
2. potong ujung belakang pipa yang dipotong pada sudut 45 derajat;
3. letakkan motor-generator dengan baling-baling di pipa ini dan pasang di atasnya.

Untuk memutar motor dengan bebas, Anda memerlukan putar berbasis bantalan bola, mirip dengan yang ditemukan pada kipas domestik. Itu dapat berputar tanpa batas ke segala arah.

Agar kabel, yang dengannya arus yang diinduksi pada belitan stator dihilangkan, tidak tergulung atau terpuntir, sambungan pada engsel harus digeser, tetapi memberikan kontak listrik yang andal dan stabil dari motor-generator dengan fungsi lebih lanjut. unit sirkuit.

Penggunaan kontak sikat-grafit tidak dapat dibenarkan - grafit memiliki hambatan listrik dengan urutan besarnya lebih tinggi daripada aluminium dan baja, dan kekuatan pemasangan akan turun secara nyata. Engsel dipasang berdasarkan sepotong pipa profil. Setelah perakitan, mereka memeriksa untuk melihat apakah mekanisme putar yang dihasilkan menempel, berputar atau berjumbai kabel.

Setelah memastikan kontak geser dan rotasi bebas pemasangan ke arah angin, betis dipasang ke rumah motor luar tambahan, dibuat, misalnya, dari pipa air plastik dan selembar plastik lembaran atau aluminium.

Pipa bundar atau berbentuk digunakan sebagai penopang, salah satu ujungnya dibeton di tanah - setidaknya satu meter. Agar penyangga tidak menyipit dari waktu ke waktu dari badai, itu dilengkapi dengan tiga atau enam stretch mark, berkumpul di tengah pada sudut yang sama dan diarahkan ke arah yang berbeda.

Setelah menyelesaikan perakitan bagian motor-generator, penyearah dioda dipasang di sebelah motor, jika perlu. Kerugian arus pada kabel dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan transformator step-up yang terletak di dekat genset - seperti pada saluran yang mentransmisikan listrik industri jarak jauh.

Pengontrol pengisian daya, baterai, dan inverter disertakan lebih lanjut dalam diagram. Turbin angin telah dirakit sepenuhnya dan siap digunakan.

Kincir angin buatan sendiri untuk rumah pribadi menghasilkan tegangan konstan atau bolak-balik beberapa puluh volt, yang merupakan peningkatan bahaya bagi manusia. Kontak dan kabel pembawa arus harus diisolasi dengan andal - air hujan adalah media diasamkan yang menghantarkan listrik dengan baik.

Energi angin tidak konstan. Solusi terbaik adalah generator berkecepatan rendah dengan lusinan magnet dan kumparan. Semakin banyak gulungan, semakin tebal kabel yang berliku. Bagian yang terlalu tipis karena hambatan total puluhan ohm akan mengurangi daya berguna generator beberapa kali lipat. Untuk beban serius - misalnya, dari kompor listrik atau mesin cuci - pada 220 volt, arus hingga 10 A akan diperlukan.

Desain generator buatan sendiri - jika mesin yang diubah untuk menghasilkan listrik tidak digunakan - harus benar-benar rata dan simetris. Sebelum memasang koil dan magnet, "meja putar" itu sendiri harus berada di tengah. Tidak masalah apa yang digunakan - CD usang atau salinan kecil kincir angin buatan sendiri, ketidakseimbangan sekecil apa pun sudah tidak dapat diterima.

Cobalah untuk mencapai kebisingan minimal - idealnya, itu harus tidak ada. Jika bantalan Anda yang tidak dilumasi dikeluhkan karena derit dan ketukan terus-menerus selama rotasi, keluhan seperti itu dapat menyebabkan masalah hukum, terutama di malam hari. Alasan lain untuk menyatakan Anda sebagai pemilik turbin angin tidak signifikan - turbin angin sepenuhnya legal, karena pemilik perangkat ini tidak menghasilkan listrik dalam skala industri dengannya, seperti yang dilakukan di Eropa dan Amerika.

Pemasangan tidak boleh terlalu tinggi - di atas tiang yang dilalui saluran listrik. Di setiap kota, desa liburan atau pemukiman pedesaan, ada batasan ketinggian struktur yang sedang dibangun.

Mendekati solusi masalah listrik dengan benar dan sangat bertanggung jawab dengan bantuan generator angin, konsumen akan menghilangkan waktu henti yang terkait dengan pemadaman listrik. Itu selalu lebih baik untuk bekerja di depan kurva - dalam hukum - daripada menunggu bertahun-tahun untuk apa yang dijanjikan pihak berwenang.

Cara membuat generator angin dengan tangan Anda sendiri, lihat di bawah.