Vėjo generatorius iš automobilio generatoriaus savo rankomis: surinkimo technologija ir klaidų analizė

Vėjo jėgainės – perspektyvi alternatyva tradicinei energetikai. Vėjo energija, paversta elektra, žada tapti pigia, lengvai gaunama ir mažų sąnaudų. O jei atsižvelgsime į sąskaitas, kurios dabar ateina už elektrą, taupumo sumetimais verta pabandyti surinkti nuosavą vėjo generatorių, ar sutinkate?

Yra realių pavyzdžių, kuriant įrenginius, gaminančius padorų energijos kiekį. Vis dėlto vėjo jėgainių galimybės kol kas gerokai lenkia konkurentus, gebančius konkuruoti su tradiciniu elektros gamybos būdu.

Pateikėme vadovą, kuriuo vadovaudamiesi galėsite surinkti vėjo generatorių iš automobilio generatoriaus savo rankomis. Siūlomame susipažinti straipsnyje išsamiai išnagrinėtos paplitusios klaidos, kurios daromos konstruojant vėjo jėgaines. Aiškumo dėlei straipsnis papildytas teminėmis nuotraukomis ir vaizdo medžiaga.

Apie savadarbes vėjo jėgaines namams

Ypatingas susidomėjimas vėjo energija pastebimas buities srityje. Tai suprantama, jei tik akies krašteliu pažvelgsite į eilinę sąskaitą už suvartotą energiją. Todėl įvairaus plauko meistrai suaktyvėja, išnaudodami visas galimybes gauti elektrą pigiai.

Viena iš tokių galimybių, visiškai reali, glaudžiai susijusi su vėjo jėgaine iš automobilio generatoriaus. Jau paruoštą įrenginį – automobilio generatorių – pakanka tik aprūpinti tinkamai pagamintomis mentėmis, kad būtų galima nuimti nuo generatoriaus gnybtų tam tikrą elektros energijos kiekį.

Tiesa, efektyviai jis veiks tik esant vėjuotam orui.

Pavyzdys iš buitinio vėjo generatorių naudojimo praktikos. Sėkmingai sukurta ir gana efektyvi praktinė vėjo jėgainės konstrukcija. Sumontuotas trimentis sraigtas, o tai retenybė buitiniams įrenginiams.

Naudoti praktiškai bet kurį automobilinį generatorių yra priimtina statant vėjo jėgainę. Tačiau darbui paprastai stengiamasi parinkti galingą modelį, galintį duoti dideles sroves. Čia populiariausi yra sunkvežimių, didelių keleivinių autobusų, traktorių ir pan. generatorių modeliai.

Be generatoriaus, vėjo jėgainei pagaminti reikės dar keleto komplektuojančių dalių:

• dviejų ar trijų menčių sraigtas;
• automobilinis akumuliatorius;
• elektros kabelis;
• stiebas, atramų elementai, tvirtinimo detalės.

Dviejų ar trijų menčių sraigto konstrukcija laikoma optimaliausia klasikiniam vėjo generatoriui. Tačiau buitinis projektas dažnai yra toli nuo inžinerinės klasikos. Todėl namų konstrukcijai dažniausiai stengiamasi pasirinkti jau paruoštus sraigtus.

Automobilio ventiliatoriaus sparnuotė, kuri bus naudojama kaip namų vėjo jėgainės sraigtas. Lengvumas ir didelis naudingas plotas oro jėgai leidžia naudoti tokius variantus

Tokia, pavyzdžiui, gali būti sparnuotė iš išorinio oro kondicionieriaus split sistemos bloko arba iš to paties automobilio ventiliatoriaus. Tačiau jei norima laikytis vėjo generatorių konstravimo tradicijų, teks vėjo jėgainės propelerį gaminti nuo pradžios iki pabaigos savo rankomis.

Prieš priimant sprendimą dėl vėjo generatoriaus surinkimo ir montavimo verta įvertinti sklypo klimato duomenis ir apskaičiuoti atsipirkimą. Didelę pagalbą čia suteiks informacija iš labai įdomaus straipsnio, kurį rekomenduojame susipažinti.

Vėjo generatoriaus surinkimo technologija

Optimaliu pagrindu namų vėjo jėgainės generatoriui atrodo modelis AT-700, paimtas iš DT serijos traktoriaus. Tiesa, šis traktoriaus generatorius pradiniame variante yra skirtas rotoriaus sukimosi dažniui iki 6000 aps./min. Namų vėjo jėgainės konstrukcijai toks parametras yra aiškiai per didelis.

Yra dvi išeitys:

1. Pritaikyti kokį nors greitį didinantį reduktorių, užtikrinantį reikiamą perdavimo santykį.
2. Pervynioti esamą AT-700 statoriaus apviją mažiems sūkiams.

Iš principo abu prietaiso modernizavimo variantai yra pasiekiami. Tačiau, sprendžiant iš patyrusių konstruktorių atsiliepimų, variantas su statoriaus apvijos pervyniojimu yra priimtinesnis. Juolab kad paties AT-700 generatoriaus svoris siekia 6 kg.

Traktoriaus generatorius AT-700. Daugybė buitinių projektų buvo sukurti būtent šio įrenginio pagrindu, pasižyminčio didele srovės grąža. Tačiau reikalinga nedidelė modernizacija

Jei prietaisas papildomas reduktoriumi, bendro modulio svoris padvigubės. O tai svarbus vėjo jėgainės konstrukcijos parametras. Svorio visada siekiama sumažinti.

Naudojant vėjo jėgainės konstrukcijoje K 701 generatorių, reikės tam tikros modernizacijos:

1 žingsnis. Vėjo jėgainės sraigtas

Medžiaga sraigto mentėms gaminti yra laistymo aliumininis vamzdis (d = 200 mm) 0,7–1,0 m ilgio. Iš pradžių jis perpjaunamas išilgai į keturias dalis, o po to iš dviejų ar trijų gautų dalių išpjaunamos reikiamos formos mentės.

Kadangi aliuminis yra lengvai apdirbama medžiaga, iš vamzdžio gabalo išpjauti reikiamą mentės formą nėra problema. Svarbiausia – teisingai apskaičiuoti ir nupiešti šabloną.

Pagamintas būsimo sraigto mentes reikia kažkaip sutvirtinti ir uždėti ant generatoriaus veleno. Šis darbas yra sudėtingesnis, reikalauja tikslaus balanso, ypač atliekant trijų menčių konstrukciją. Yra daugybė sraigto disko gamybos variantų. Vienas iš jų – šios detalės sukūrimas iš aliumininių plokščių.

Reikės apskaičiuoti sraigto disko skersmenį, atsižvelgiant į vieno metro ilgio mentes. Dviejų metrų sparno plotui apskaičiuotas disko skersmuo gali būti 150–200 mm. Pagal apskaičiuotą skersmenį iš aliuminio lakšto išpjaunamas reikiamas kiekis apvalių plokštelių (6–7 vnt.).

Pavyzdys, kaip pagaminti vėjo generatoriaus sraigtą iš dviejų šimtų milimetrų aliuminio vamzdžio, naudojamo žemės ūkio laukuose derliui laistyti. Gaunama lengva ir efektyvi konstrukcija.

Išpjautos apvalios plokštelės dedamos viena ant kitos, sulygiuojamos kraštais ir sutvirtinamos. Tvirtinimui geriausia naudoti kokybiškus epoksidinius klijus. Tačiau neatmetami ir kiti tvirtinimo būdai.

Ant paruošto suklijuoto disko centriniame taške reikia pažymėti ir išgręžti skylę tvirtinimui prie generatoriaus veleno. Skylę reikia apdirbti su grioveliu, atitinkančiu ant generatoriaus rotoriaus veleno sumontuoto raktelio dydį.

Taip paruoštas propelerio diskas pažymimas mentims tvirtinti. Pagal pažymėtas linijas išgręžiamos skylės kronšteinų tvirtinimo varžtams. Šios detalės taip pat gaminamos iš aliuminio, parenkant tokį storį, kad pakaktų perduodamoms jėgoms kompensuoti.

Belieka pritvirtinti anksčiau pagamintas mentis prie disko pažymėtuose sujungimo taškuose, subalansuoti jas ant lygaus paviršiaus ir pritvirtinti varžtais.

2 žingsnis. Stiebo gamyba iš vamzdžio

Traktorinis generatorius AT‑700, aprūpintas savadarbiu sraigtu, jau yra tikras vėjo malūnas. Siekiant maksimalaus efekto iš konstrukcijos, pageidautina ją pakelti maždaug 5–7 metrus ir taip pat užtikrinti sukamąjį judėjimą 360° kampu.

Todėl vėjarodis-vėjo malūnas statomas ant stiebo, kurį lengviausia pagaminti iš metalinio vamzdžio.

Sumontuotas stiebas iš 50 mm skersmens metalinio vamzdžio su vėjo generatoriumi viršuje. Stiebo stabilumui užtikrinti naudojami metalinio troso atotampai.

5–7 metrų aukščio stiebas, viršuje aprūpintas vėjo generatoriumi, patirs dideles apkrovas. Atitinkamai metalinio vamzdžio skersmuo turi būti pakankamai didelis – ne mažiau kaip 50 mm išorinio matmens.

Stiebo tvirtinimas atliekamas naudojant keturias troso atotampas, pritvirtintas viršuje arčiau vėjo malūno ir ištemptas viena prieš kitą.

Po viršutiniu stiebo vamzdžio kraštu, į vidinę sritį, įspaudžiama pora tinkamų guolių arba tvirtinama kokiu nors kitu būdu. Tai bus atraminis besisukantis blokas, į kurį stos vėjarodis su generatoriumi ir sraigtu. Belieka pagaminti patį vėjarodį ir ant jo sumontuoti visą reikalingą įrangą.

3 žingsnis. Kaip pasigaminti aliumininę vėtrungę

Vėjarodžio konstrukciją, kurios viename gale yra vieta automobiliniam generatoriui su sraigtu, o kitame gale – vieta „uodegėlei“, rekomenduojama gaminti iš lengvos tvirtos medžiagos.

Pavyzdžiui, aliumininis stačiakampio profilio vamzdis puikiai tiktų pagrindui. Generatoriaus tvirtinimui prie profilinio vamzdžio patogiau naudoti spaustukus iš minkštos metalinės juostos (geriau nerūdijančios).

Galimo generatoriaus korpuso tvirtinimo ant vėjarodžio profilinio vamzdžio pavyzdys. Čia naudojamas metalinis rėmas su priekiniu ir galiniu kronšteinais, skirtas varžtinei jungčiai.

Vėjarodžio uodegą galima pagaminti iš to paties aliuminio lakšto ir pritvirtinti prie profilinio vamzdžio kampainiais. Sunkio centre, ant profilinio vamzdžio, reikia sutvirtinti metalinį nerūdijančio plieno strypą.

Ši detalė yra ilgo varžto (250-300 mm) formos, maždaug 30 mm skersmens (apskaičiuojama), ji eina skersai per profilinio aliuminio vamzdžio korpusą ir tvirtinama iš apačios veržle. Ant veržlės uždedama kontraveržlė.

Varžto sriegio skersmuo turi būti šiek tiek mažesnis už guolių žiedų, įspaustų į stiebo vamzdį, vidinį skersmenį. Varžto centre, išilgai jo ašies, išgręžiama 7-10 mm skylė. Per šią skylę bus praleidžiamas elektros kabelis nuo generatoriaus ir vamzdžiu nuleidžiamas žemyn į prijungimo vietą.

4 žingsnis. Vėjo generatoriaus įrengimas ir prijungimas

Atlikus visus aprašytus parengiamuosius darbus (būtinai bevėjo sąlygomis), pradedama montuoti:

1. Ant vėtrungės pagrindo spaustuvais tvirtinamas traktoriaus generatorius.
2. Stiebas pakeliamas nuo žemės 1,5–2 metrais ir vėtrungė sumontuojama ant guolių atraminiu varžtu.
3. Tuo pačiu metu generatoriaus kabelis praleidžiamas per varžto korpusą ir toliau vamzdžio viduje iki apatinio išėjimo taško.
4. Taip pat šiek tiek žemiau vėtrungės pagrindo standžiai sumontuojamas ribotuvas, leidžiantis vėtrungei suktis 360° į vieną ar kitą pusę, bet ne daugiau.
5. Stiebas galutinai pakeliamas ir sutvirtinamas lynų atotampomis.
6. Kabelio galai prijungiami prie priėmimo įrenginio (paprastai per valdiklį prie akumuliatoriaus baterijos).

Tuo vėjo generatoriaus konstravimą galima laikyti baigtu. Tačiau dar yra daug atskirų proceso detalių, su kuriomis teks susidurti naudojant įrenginį.

Pilnos vėjo jėgainės struktūrinė schema: 1 – vėjo malūnas, 2 – akumuliatoriaus įkrovimo keitiklis; 3 – automobilinis akumuliatorius; 4 – inverteris 24/220; 5,6 – 220V ir 24V įtampos išėjimai

Šios detalės jau susijusios su automatika, reguliuojančia energijos kaupimą ir paskirstymą. Tokie įrenginiai kaip įkrovimo valdiklis, srovės inverteris ir kiti yra privalomi vėjo generatorių komponentai.

Vėjo jėgainės surinkimo žingsnis po žingsnio nuotraukos

Panagrinėkime 24 V vėjo malūno, surinkto bazėje automobilinio generatoriaus, pavyzdį. Šis naminis gaminys pradeda stabiliai dirbti, kai vėjo greitis yra 5 m/s. Vidutiniškai vėjuotu oru, kai gūsiai siekia 15 m/s, įrenginys tiekia nuo 8 iki 11 A, o dienomis su stipriais vėjais efektyvumas didėja. Galia ne didesnė kaip 300 W.

Iš esmės visi darbai atlikti, belieka sujungti atskirus naudingos buityje instaliacijos komponentus:

Savo rankomis pastatyta instaliacija generuoja 24 V, ją galima naudoti mobilios įrangos akumuliatorių įkrovimui ir energijos tiekimui į apšvietimo linijas su energiją taupančiais šviestuvais.

Konstravimo klaidų analizė

Naminio vėjo generatoriaus surinkimas savo rankomis – žinoma, ne be klaidų. Net pramoninių vėjo malūnų konstrukcijose inžinieriai daro klaidų. Tačiau iš klaidų mokomasi, ką patvirtina gana sėkmingos naminės konstrukcijos.

Taigi, tarp klaidų įrengiant naminius vėjo generatorius dažnai minima tokia detalė kaip stabdymo modulio nebuvimas generatoriaus konstrukcijoje. Standartinė tokių prietaisų (automobilių ar traktorių) konstrukcija tokios detalės nenumato. Vadinasi, generatorių reikia patobulinti.

Tačiau ne kiekvienas „konstruktorius“ nori užsiimti šiuo subtiliu darbu. Daugelis ignoruoja šią detalę, pasikliaudami „gal išsis“. Rezultatas – esant stipriam vėjui sraigtas išsisuka iki neįtikėtinai didelių greičių. Generatoriaus guoliai neatlaiko, išardo aliuminių dangtelių lizdus. Įvyksta rotoriaus užstrigimas.

Sugriuvęs vėjo generatorius dėl konstrukcijos trūkumų. Tokių konstrukcijų projektavimo ir montavimo klaidos sukelia sunkias pasekmes.

Tai pačiai temai priklauso trūkumas, susijęs su vėtrungės sukimosi ribotuvo nebuvimu. Neretai šį komponentą tiesiog pamiršta sumontuoti ir prisimena tik tada, kai vėjo srautai pradeda sukti „gaidelį“ aplink savo ašį, kaip viršūnę laidoje „Kas? Kur? Kada?“. Rezultatas apgailėtinas.

Mažiausia žala – elektros kabelio susisukimas ir nutrūkimas, o sunkiais atvejais – visos konstrukcijos suardymas.

Kita pastebima surinkimo klaida – neteisingas sunkio centro skaičiavimas ant vėtrungės pagrindo. Tokiu atveju įrenginys kurį laiką gali veikti normaliai. Tačiau laikui bėgant atsiranda pasvirimas guolio mazge, sukimosi laisvė apribojama, o konstrukcijos energijos atidavimo efektyvumas smarkiai sumažėja.

Apie tai, kaip teisingai apskaičiuoti vėjo generatorių, sužinosite iš mūsų pasiūlyto straipsnio.

Neretai generatoriaus srove bandoma tiesiogiai maitinti akumuliatorių. Labai greitai imama stebėtis – kodėl akumuliatorius nelaiko įkrovos, arba aptinkama 2–3 elementų pramušimą.

Tai banali ir natūrali klaida, nes bet kuriuo atveju akumuliatoriaus įkrovimas turi vykti esant tam tikroms srovėms ir įtampoms. Čia reikalinga šio proceso kontrolė.

Namų meistrams, besidomintiems vėjo generatoriaus surinkimo tema, siūlome susipažinti su dar vienu originaliu variantu. Pasiūlytame straipsnyje aprašomas generuojančio įrenginio gaminimas iš skalbimo mašinos atliekų dalių.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Net įprastas elektrinis atsuktuvas gali tapti vėjo jėgaine, jei žinai vėjo generatoriaus įrenginio pagrindus.

Susidomėjimas vėjo generatoriais nemažėja. Priešingai, šis elektros energijos gavimo variantas vis dažniau svarstomas priemiesčio nekilnojamojo turto savininkų lygmeniu.

Akivaizdu, jei derinti kelis energijos tipus – vėjo, saulės, hidro turbinų ar atominių stočių, toks derinys gali duoti ekonominį efektą. Tuo pačiu vartotojo rizika likti be elektros sumažinama iki nulio.

Norite papasakoti, kaip savo rankomis surinkote vėjo jėgainę, kad aprūpintumėte sodą elektra? Norite pasidalyti naudinga informacija, nepaminėta straipsnyje? Rašykite, prašome, komentarus žemiau esančiame bloke, dalinkitės įspūdžiais, tik jums žinomais techniniais niuansais ir straipsnio temą atitinkančiomis nuotraukomis.