Molino de viento de bricolaje o cómo iluminarse con el viento

El contenido del artículo

• El principio de funcionamiento de las turbinas eólicas.
• Cómo hacer tú mismo un aerogenerador de tipo vertical
• Montaje del rotor
• Hacemos el estator
• Montaje generador
• Hacemos cuchillas
• Montaje de la estructura de la turbina eólica.
• Parte eléctrica
• Resultado del aerogenerador: cálculo de la eficiencia

Ahora es muy posible obtener electricidad gratis del viento. Hay varias opciones para aerogeneradores: con eje vertical y horizontal. Casi todo el mundo puede montar un generador de viento vertical con sus propias manos, lea cómo hacerlo correctamente en nuestro artículo..

El principio de funcionamiento de las turbinas eólicas.

El principio de funcionamiento en todas las modificaciones de las turbinas eólicas es el mismo. En el proceso de rotación de las palas se forman tres tipos de efectos físicos: fuerzas de elevación, impulsivas y de frenado. Como resultado de la acción de estas fuerzas, el estator comienza a moverse y el rotor en la parte estacionaria del generador comienza a crear un campo magnético y una corriente eléctrica se mueve a lo largo de los cables..

Hay una gran cantidad de versiones de generadores eólicos, se diferencian no solo en la potencia, sino también en su apariencia. La estructura de la mayoría de las turbinas eólicas incluye: generador, palas, inversor, multiplicador. Se utiliza un inversor para convertir la carga recibida en corriente continua. El multiplicador es una caja de cambios diseñada para aumentar el número de revoluciones del eje. Las cajas de engranajes no se instalan en todas las turbinas eólicas, principalmente solo en turbinas eólicas grandes y potentes.

La corriente alterna trifásica es generada por la rotación del rotor. La energía recibida se dirige a través del controlador a la batería. Además, el inversor convierte la corriente y la hace estable, es de esta forma que se puede suministrar para alimentar electrodomésticos o iluminación..

Cómo hacer tú mismo un aerogenerador de tipo vertical

Puedes hacer un molino de viento tú mismo en casa. Primero debe decidir el tipo de generador eólico. Según su diseño, los aerogeneradores son:

• con eje de rotación vertical: rotor Darrieus, aerogenerador Savonius;
• con eje de rotación horizontal: paralelo o perpendicular al flujo del viento.

Algunos modelos de aerogeneradores combinan varios tipos de instalaciones. Considere un ejemplo de creación de una turbina eólica híbrida que combina el diseño de generadores eólicos como Savonius y Darrieus..

Montaje del rotor

Para ensamblar un rotor, debe comprar:

• 6 imanes de neodimio D30xH10 mm;
• 6 anillos magnéticos de ferrita D72xd32xh15 mm;
• 2 discos de metal D230xH5 mm;
• epoxi o pegamento.

Se pueden utilizar hojas de sierra de un tamaño adecuado en lugar de hojas de metal. Se colocan 6 imanes de neodimio en un disco, alternando su polaridad, el ángulo entre ellos debe ser de 60 grados con un diámetro de 165 mm.

Los imanes de anillo de ferrita se colocan en el segundo disco de acuerdo con el mismo principio..

Para evitar que los imanes se muevan durante el funcionamiento del molino de viento, deben verterse al menos hasta la mitad con pegamento epoxi..

Hacemos el estator

Primero necesita enrollar 9 bobinas de 60 vueltas, para esto use un alambre de cobre esmaltado con un diámetro de 1 mm.

Además, las bobinas se sueldan juntas: el comienzo de la primera bobina con el final de la cuarta, la cuarta con la séptima. La segunda fase se conecta de la misma manera a través de dos bobinas, solo que comienzan a soldar desde la segunda bobina. La conexión de la tercera fase comienza desde la tercera bobina.

Se hace un molde de madera contrachapada, en él se coloca papel pergamino, encima del cual se coloca un trozo de fibra de vidrio y carretes.

Todo esto está relleno de resina epoxi. Después de 24 horas, el estator terminado se retira del molde..

Montaje generador

Todas las partes del generador están listas, solo queda ensamblarlas..

El generador en sí se adjuntará al soporte con el cubo mediante pernos. Echemos un vistazo más de cerca al proceso de construcción.

Pasos de montaje del generador:

• En el rotor superior se hacen 4 orificios roscados para espárragos. Son necesarios para que el rotor se «asiente» suavemente en su asiento;
• Se hacen 4 agujeros en el estator para montar el soporte;
• el rotor inferior se coloca en el soporte con imanes hacia arriba, también se perforan 4 orificios para la rosca para el perno;
• se coloca un estator en el rotor inferior;
• el segundo rotor se coloca encima con los imanes hacia abajo. Todo esto se fija entre sí y al soporte con el buje con espárragos y tuercas..

El cubo (brida con cojinetes) debe comprarse por separado: la parte inferior del cubo debe tener un diámetro de 1,5 ».

La secuencia de fijación de todas las piezas se presenta con más detalle en el siguiente diagrama:

1 – elemento de conexión; 2 – soporte de las palas; 3 – la parte superior del rotor; 4 – imán; 5 – casquillo; 6 – estator; 7 – la parte inferior del rotor; 8 – nuez; 9 – horquilla; 10 – concentrador; 11 ejes; 12 – soporte para fijación del estator

Hacemos cuchillas

Las hojas pueden estar hechas de madera, fibra de vidrio y otros materiales. Es más rápido y fácil hacer esta parte del generador eólico a partir de una tubería de alcantarillado de PVC. Es mejor usar tuberías naranjas, ya que tienen buena densidad y no temen la luz solar directa..

Para un aerogenerador vertical, necesitará 4 palas de tubos de PVC y 2 palas ortogonales (curvas) de chapa galvanizada. Este diseño permitirá que la turbina eólica gire incluso en condiciones de viento débil a una velocidad de 2-3 m por segundo. Tomamos trozos de tubo de PVC de un metro de largo y los cortamos a lo largo en 2 partes iguales. Cortamos semicírculos de la lata de acuerdo con el tamaño de la cuchilla futura y los sujetamos con pernos a lo largo de los bordes de la tubería..

Para fabricar hojas ortogonales, necesita una hoja de acero galvanizado estándar de 0,75 mm. Primero, con unas tijeras de metal, se cortan dos piezas de 1×0,4 my cuatro piezas en forma de gota. Luego, las piezas de acero deben doblarse y las piezas de «gotitas» se unen a los bordes..

Las lamas se sujetan en círculo al marco, se puede soldar a partir de un tubo cuadrado de perfil 20×20 y esquinas de 25×25. Las dimensiones del marco y la distancia entre las palas se pueden ver en el siguiente diagrama:

Montaje de la estructura de la turbina eólica.

Un mástil está soldado a partir de tuberías de agua de varios diámetros, su altura depende del área donde se ubicará el generador eólico y las condiciones de su funcionamiento, pero en cualquier caso debe estar por encima del techo de la casa..

Se debe preparar de antemano una cimentación reforzada de tres puntos para el mástil seccional. El generador se atornilla al mástil terminado en el suelo. A continuación, se atornilla un marco con palas al generador. El mástil del molino de viento se fija a la cimentación mediante dos soportes articulados y se eleva a una posición vertical mediante un cabrestante. Después de levantar el mástil, el tercer soporte se atornilla a la base del molino de viento con un perno. Además, el mástil debe fijarse con una abrazadera..

Parte eléctrica

El aerogenerador suministrará corriente alterna trifásica. Con la ayuda de un puente rectificador, formado por 6 diodos, lo convertimos a corriente continua.

Esto permite cargar la batería a 12 V. Para controlar la carga de la batería y evitar que se sobrecargue, se utiliza un relé de carga de automóvil estándar PP-380..

Un inversor está conectado a la batería, lo que le permite convertir los 12 V CC obtenidos en 220 V CA con una frecuencia de 50 Hz.

Resultado del aerogenerador: cálculo de la eficiencia

Las pruebas de prueba del aerogenerador a diferentes velocidades del viento mostraron los siguientes resultados:

• a una velocidad del viento de 5 m / s, obtenemos 60 rpm – 7 V y 2,3 A = 16 W;
• a una velocidad del viento de 10,6 m / s, obtenemos aproximadamente 120 rpm – 13 V y 3,4 A = 44 W;
• a una velocidad de 15,3 m / s aproximadamente 180 rpm – 15 V y 5,1 A = 76,5 W;
• a una velocidad del viento de 18 m / s obtenemos 240 rpm – 18 V y 9 A = 162 W.

Básicamente, la turbina eólica produce de 16 a 45 W, ya que el viento de más de 15 m / s es raro. Sin embargo, si pones una hélice de alta velocidad, entonces puedes subir más resultados.