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Possuir sua própria turbina eólica é muito benéfico. Primeiro, a pessoa recebe eletricidade gratuita. Em segundo lugar, a eletricidade pode ser obtida em lugares distantes da civilização, onde as linhas de força não passam. Uma turbina eólica é um dispositivo projetado para gerar energia eólica cinética. Muitos artesãos aprenderam a montar um gerador eólico vertical com as próprias mãos e agora vamos descobrir como isso é feito.
O dispositivo e os tipos de turbinas eólicas
Os geradores eólicos têm muitos nomes, mas é mais correto designá-los como um parque eólico. O parque eólico é composto por equipamentos elétricos e uma estrutura mecânica - uma turbina eólica, que são interligados em um único sistema. A instalação elétrica ajuda a transformar o vento em fonte de energia.
Existem muitos tipos de geradores eólicos, mas de acordo com a localização do eixo de trabalho, eles são convencionalmente divididos em dois grupos:
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Os moinhos de vento de eixo horizontal são os mais comuns. A instalação elétrica é caracterizada por alta eficiência. Além disso, o próprio mecanismo resiste melhor a furacões e, em ventos fracos, o rotor dá partida mais rápido. Turbinas eólicas horizontais têm regulação de energia mais fácil.
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Os moinhos de vento de eixo vertical são capazes de operar mesmo em baixas velocidades de vento. As turbinas são silenciosas e mais fáceis de fabricar, por isso, na maioria das vezes, são instaladas por artesãos em seu quintal. No entanto, o recurso de design da turbina eólica vertical permite que ela seja instalada apenas na parte baixa do solo. Por causa disso, a eficiência da instalação elétrica é bastante reduzida.
Os geradores eólicos são diferenciados pelo tipo de impulsor:
- Os modelos de hélice ou palheta são equipados com lâminas perpendiculares ao eixo horizontal de trabalho.
- Os modelos de carrossel também são chamados de rotativos. Eles são típicos para turbinas eólicas verticais.
- Os modelos de tambor também possuem um eixo de trabalho vertical.
Para a geração de energia eólica cinética em escala industrial, turbinas eólicas movidas a hélice são comumente usadas. Os modelos de tambor e carrossel são grandes, além de um mecanismo menos eficiente.
Todas as turbinas eólicas podem ser equipadas com um multiplicador. Esta caixa de engrenagens faz muito barulho durante a operação. Em moinhos de vento domésticos, os multiplicadores geralmente não são usados.
O princípio de operação de um moinho de vento
Deve-se ressaltar que o princípio de funcionamento de um gerador eólico é o mesmo, independente de sua concepção e aparência. A geração de energia começa a partir do momento em que as pás da turbina eólica giram. Nesse momento, um campo magnético é criado entre o rotor e o estator do gerador. Serve como fonte de energia que gera eletricidade.
Assim, como descobrimos, um gerador eólico consiste em duas partes principais: um mecanismo rotativo com pás e um gerador. Agora sobre o trabalho do multiplicador. Esta caixa de engrenagens é instalada em uma turbina eólica para aumentar a velocidade do eixo de trabalho.
Durante a rotação do rotor do gerador, é gerada uma corrente alternada, ou seja, três fases saem. A energia gerada vai para o controlador e, de lá, para a bateria. Existe outro dispositivo importante nesta cadeia - um inversor. Ele converte os parâmetros atuais em estáveis e os entrega ao consumidor por meio da rede.
Embarcação industrial de turbina eólica 2
No campo da energia eólica, é bem conhecida a embarcação industrial 2 de turbinas eólicas cinéticas, que possui uma unidade modificada para geração de energia eólica. Para calcular a potência de uma instalação elétrica, a soma das velocidades de seus corpos de trabalho é multiplicada por um valor de 0,1.O tamanho da área de trabalho é determinado pelas dimensões do rotor. Durante a rotação, ele gera kU cinético, não energia elétrica EU.
A rotação das lâminas depende das rajadas de vento. A velocidade ideal é observada a uma altitude de 160-162 m. As tempestades aumentam a velocidade do vento em 50% e a chuva simples - até 20%.
Os rotores da turbina eólica de embarcação industrial 2 diferem nas dimensões e no material das pás, bem como nos indicadores de limitação da força do vento em que são capazes de trabalhar:
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um rotor de madeira com pás 5x5 é projetado para uma faixa de velocidades de vento de 10 a 60 MCW;
o rotor de ferro com pás 7x7 é projetado para a faixa de velocidade - de 14 a 75 MCW; - rotor de aço com lâminas 9x9 é projetado para uma faixa de taxas de fluxo de ar de 17 a 90 MCW;
- O rotor de fibra de carbono com lâminas 11x11 é projetado para uma faixa de velocidades do ar de 20 a 110 MCW.
As turbinas eólicas cinéticas de embarcações industriais 2 não são colocadas próximas ao mesmo nível, de costas uma para a outra.
Turbina eólica vertical de fabricação própria
Na fabricação própria, uma turbina eólica com eixo vertical é a mais simples. As lâminas são feitas de qualquer material, o principal é que sejam resistentes à umidade e ao sol, além de serem leves. Para as pás de um gerador eólico doméstico, pode-se usar o tubo de PVC usado na construção do sistema de esgoto. Este material atende a todos os requisitos acima. Quatro lâminas com 70 cm de altura são cortadas em plástico e duas das mesmas em aço galvanizado. Os elementos de estanho são moldados em um semicírculo e, em seguida, fixados em ambos os lados do tubo. O resto das lâminas são fixadas na mesma distância em um círculo. O raio de rotação de tal moinho de vento será de 69 cm.
A próxima etapa é a montagem do rotor. Você precisará de ímãs aqui. Primeiramente, são retirados dois discos de ferrite com diâmetro de 23 cm e, com o auxílio de uma cola, seis ímãs de neodímio são fixados em um disco. Com um diâmetro de ímã de 165 cm, um ângulo de 60cerca de... Se esses elementos forem menores, seu número aumenta. Os ímãs não são colados aleatoriamente, mas mudam alternadamente de polaridade. Os ímãs de ferrite são fixados ao segundo disco de maneira semelhante. Toda a estrutura é derramada abundantemente com cola.
A parte mais difícil é fazer o estator. Você precisa encontrar um fio de cobre de 1 mm de espessura e fazer nove bobinas com ele. Cada elemento deve conter exatamente 60 voltas. Além disso, o circuito elétrico do estator é montado a partir das bobinas acabadas. Todos os nove deles estão dispostos em um círculo. Primeiro, as extremidades da primeira e da quarta bobinas são conectadas. Em seguida, conecte a segunda extremidade livre da quarta à saída da sétima bobina. O resultado é um elemento de uma fase de três bobinas. O circuito da segunda fase é montado a partir das três bobinas seguintes em sequência, partindo do segundo elemento. Este último é coletado da mesma forma, a terceira fase, a partir da terceira bobina.
Para consertar o circuito, uma forma é cortada em madeira compensada. Fibra de vidro é colocada em cima dele e um circuito de nove bobinas é colocado nele. Tudo isso é despejado com cola e depois deixado para solidificar. Não antes de um dia, o rotor com o estator pode ser conectado. Primeiro, o rotor é colocado com os ímãs para cima, o estator é colocado nele e o segundo disco é colocado no topo com os ímãs para baixo. O princípio de conexão pode ser visto na foto.
Agora é a hora de montar a turbina eólica. Todo o seu circuito será composto por um impulsor com pás, uma bateria e um inversor. Para aumentar o torque, é aconselhável instalar um redutor. Os trabalhos de instalação estão na seguinte ordem:
- Um mastro forte é soldado a partir de um canto de aço, tubos ou perfis. Em altura, deve elevar o impulsor com lâminas acima da cumeeira.
- A fundação é derramada sob o mastro. Certifique-se de fazer reforço e fornecer ancoragem projetando-se do concreto.
- Além disso, um impulsor com um gerador é fixado ao mastro.
- Após a instalação do mastro na fundação, este é fixado às âncoras, após o que é reforçado com cintas de aço. Para este propósito, um cabo ou barra de aço com espessura de 10-12 mm é adequado.
Quando a parte mecânica do gerador eólico está pronta, eles começam a montar o circuito elétrico. O gerador produzirá corrente trifásica. Para obter uma tensão constante, um retificador de diodos é instalado no circuito. O carregamento da bateria é monitorado por meio de um relé do veículo. O inversor encerra o circuito, do qual os 220 volts necessários vão para a rede doméstica.
A potência de saída de tal gerador eólico depende da velocidade do vento. Por exemplo, a 5 m / s, a instalação elétrica dará cerca de 15 W, e a 18 m / s, você pode chegar a 163 W. Para aumentar a produtividade, o mastro do moinho é alongado para 26 m. Nessa altura, a velocidade do vento é 30% maior, o que significa que a eletricidade será cerca de uma vez e meia mais.
O vídeo mostra a montagem de um gerador para uma turbina eólica:
Montar uma turbina eólica é um negócio complicado. Você precisa saber o básico de engenharia elétrica, ser capaz de ler diagramas e usar um ferro de solda.
