Tuulegeneraator autogeneraatorist oma kätega: tuuliku kokkupaneku tehnoloogia ja vigade analüüs

Tuulikud – traditsioonilise energeetika perspektiivikas alternatiiv. Tuuleenergia, muundatuna elektriks, tõotab olla odav, lihtsalt kättesaadav ja vähekulukas. Arvestades praeguseid elektriarveid, tasub kokkuhoiu eesmärgil proovida ise tuulegeneraatorit kokku panna, kas olete nõus?

On reaalseid näiteid seadmete loomisest, mis toodavad arvestatavas koguses energiat. Sellegipoolest on tuulikute võimalused praegu oluliselt ees konkurentidest, kes suudaksid traditsioonilisele elektritootmisele vastu seista.

Esitlesime juhendit, mida järgides saate autogeneraatorist ise tuulegeneraatori kokku panna. Teile tutvumiseks pakutud artiklis on üksikasjalikult käsitletud levinud vigu, mida tuulikute konstrueerimisel tehakse. Selguse huvides on artiklile lisatud teemakohased foto- ja videomaterjalid.

Isetehtud tuulikud kodus

Tuuleenergia vastu tuntakse erilist huvi just kodumajapidamiste tasandil. See on mõistetav, kui kiigata järjekordset tarbitud elektri arvet. Seepärast aktiviseeruvad mitmesugused meistrimehed, kasutades kõiki võimalusi, et elektrit soodsalt toota.

Üks selline võimalus, üsna reaalne, on tihedalt seotud autogeneraatorist valmistatud tuulikuga. Juba valmis seade – autogeneraator – tuleb varustada vaid korralikult valmistatud labadega, et oleks võimalik generaatori klemmidelt mingitki kogust elektrienergiat kätte saada.

Tõsi küll, efektiivne töö on võimalik üksnes tuulise ilmaga.

Näide tuulegeneraatorite kodumajapidamises kasutamise praktikast. Hästi arendatud ja üsna tõhus tuuliku praktiline konstruktsioon. Kasutatud on kolmelabalist propellerit, mis on koduste seadmete puhul harv nähtus.

Tuuliku konstrueerimiseks sobib tegelikult iga autogeneraator. Kuid enamasti püütakse leida võimas mudel, mis suudaks toota suuri voolutugevusi. Siin on eriti populaarsed veoautode, suurte reisibusside, traktorite jms generaatorite konstruktsioonid.

Lisaks generaatorile on tuuliku valmistamiseks vaja veel järgmisi osi:

• kahe- või kolmelabaline propeller;
• autoaku;
• elektrikaabel;
• mast, tugielemendid, kinnitus.

Kahe- või kolme labaga propelleri konstruktsiooni peetakse klassikalise tuulegeneraatori jaoks kõige optimaalsemaks. Kuid kodumajapidamises kasutatav projekt on sageli inseneriklassikast kaugel. Seetõttu püütakse koduse konstruktsiooni jaoks enamasti leida juba valmis propellereid.

Sõiduauto ventilaatori tiivik, mida kasutatakse koduse tuulegeneraatori propellerina. Kergus ja suur kasulik pindala õhujõu jaoks võimaldavad selliseid variante rakendada.

Selliseks võib saada näiteks split-süsteemi õhukonditsioneeri välisseadme tiivik või sama auto ventilaatori tiivik. Kui aga soovitakse järgida tuulegeneraatorite konstrueerimise traditsioone, tuleb tuulegeneraatori propeller algusest lõpuni ise ehitada.

Enne tuulegeneraatori kokkupanemise ja paigaldamise otsustamist tasub hinnata krundi kliimaandmeid ja arvutada tasuvusaeg. Olulist abi selles pakub teave väga huvitavast artiklist, mida soovitame teile tutvumiseks.

Tuulegeneraatori kokkupaneku tehnoloogia

Koduse tuulegeneraatori optimaalseks aluseks peetakse mudelit AT-700, mis on võetud DT-seeria traktorilt. Tõsi, see traktorigeneraator on algselt mõeldud rootori pöörlemissageduseks kuni 6000 p/min. Koduse tuulegeneraatori konstruktsiooni jaoks on see parameeter ilmselgelt liiga suur.

Olukorrast on kaks väljapääsu:

1. Kasutada mõnda reduktor-multiplikatorit, mis tagab vajaliku ülekandearvu.
2. Kerida ümber olemasolev AT-700 staatori mähis väikeste pöörete jaoks.

Põhimõtteliselt on mõlemad seadme moderniseerimise variandid teostatavad. Kuid väljakujunenud konstruktorite arvustuste põhjal on staatori mähise ümberkerimise variant vastuvõetavam. Eriti kui arvestada AT-700 generaatori enda kaalu, mis ulatub 6 kg-ni.

Traktori generaator AT-700. Arvukad kodumajapidamises kasutatavad projektid on välja töötatud just selle seadme baasil, millel on suur voolutagastus. Kuid vaja on väikest moderniseerimist.

Kui seadet täiendada reduktoriga, kahekordistub üldmooduli kaal. Ja see on tuuliku konstruktsiooni jaoks oluline parameeter. Kaalu püütakse alati vähendada.

Kui kasutada tuuliku konstruktsioonis generaatorit K 701, on vaja teatud moderniseerimist:

Samm 1. Tuuleelektrijaama propeller

Tiiviku labade valmistamise materjaliks on niisutusalumiiniumtoru (d = 200 mm) pikkusega 0,7–1,0 m. Algselt lõigatakse see pikisuunas neljaks tükiks ja seejärel lõigatakse kahest või kolmest saadud osast välja vajaliku kujuga labad.

Kuna alumiinium on materjal, mis on hästi töödeldav, pole torutükist vajaliku labakuju väljalõikamine probleem. Peaasi on õigesti arvutada ja joonistada mall.

Valmistatud tulevase tiiviku labad tuleb kuidagi kokku kinnitada ja asetada generaatori võllile. See töö on keerulisem, nõuab täpset tasakaalustamist ja eriti kolmelabalise konstruktsiooni puhul. Tiiviku ketta valmistamiseks on palju võimalusi. Üks neist on selle detaili valmistamine alumiiniumplaatidest.

On vaja arvutada tiiviku ketta läbimõõt, võttes arvesse meetripikkusi labasid. Tiiviku siruulatusega 2 meetrit võib ketta arvutuslik läbimõõt olla 150–200 mm. Arvutatud läbimõõdu alusel lõigatakse lehtalumiiniumist vajalik arv ümmargusi plaate (6–7 tk).

Näide kahesajamilimeetrisest alumiiniumtorust tuulegeneraatori tiiviku valmistamisest, mida kasutatakse põllumajanduspõldudel saagi kastmiseks. Tulemuseks on kerge ja tõhus konstruktsioon.

Väljalõigatud ümmargused plaadid asetatakse üksteise peale, joondatakse äärte järgi ja kinnitatakse. Kinnitamiseks on kõige parem kasutada kvaliteetset epoksüliimi. Kuid välistatud pole ka muud kinnitusmeetodid.

Valmis liimitud kettale tuleb keskmesse märkida ja puurida auk kinnitamiseks generaatori võllile. Auk tuleb viimistleda kiilupiluna vastavalt generaatori rootori võllile paigaldatud kiilu mõõdule.

Sel viisil valmistatud propelleriketas märgistatakse labade kinnitamiseks. Märgitud joonte järgi puuritakse augud kronsteinide kinnituspoltide jaoks. Need detailid valmistatakse samuti alumiiniumist, valides paksus, mis on piisav ülekantavate jõudude kompenseerimiseks.

Jääb üle kinnitada varem valmistatud labad kettale ettenähtud ühenduskohtades, tasakaalustada need tasasel pinnal ja kinnitada poltidega.

Samm 2. Torust masti valmistamine

Traktorigeneraator AT-700, varustatud omavalmistatud sõukruviga, kujutab endast juba reaalset tuulikut. Eesmärgiga saavutada konstruktsioonist maksimaalne efekt, on soovitatav seda tõsta 5–7 meetri kõrgusele ja lisaks tagada selle ringliikumine 360° ulatuses.

Seetõttu paigaldatakse tuuleliip-tuulik mastile, mida on kõige lihtsam valmistada metalltoru baasil.

Paigaldatud mast metalltorust läbimõõduga 50 mm, mille tipus on tuulegeneraator. Masti stabiilsuse tagamiseks kasutatakse metalltrossist trosse.

Mast kõrgusega 5–7 meetrit, mille tipus on tuulegeneraator, kogeb olulisi koormusi. Vastavalt sellele peab metalltoru läbimõõt olema piisavalt suur – vähemalt 50 mm välismõõduga.

Masti kinnitamine toimub nelja trossist trossi abil, mis on kinnitatud ülalt tuuliku lähedale ja venitatud teineteise vastukaaluks.

Mastitoru ülemise otsa alla, sisemusse, pressitakse paar sobivat laagrit või kinnitatakse muul viisil. See on pöörlev tugiplokk, kuhu tuleb tuuleliip koos generaatori ja sõukruviga. Jääb üle teha tuuleliip ise ja paigaldada sellele kogu vajalik varustus.

Samm 3. Kuidas valmistada alumiiniumist tuulelippu

Tuuleliibi konstruktsiooni, mille ühes otsas on koht autogeneraatorile koos sõukruviga ja teises otsas – koht sabale, soovitatakse teha kergest ja tugevast materjalist.

Näiteks sobiks alumiiniumist ristkülikprofiiltoru aluseks suurepäraselt. Generaatori kinnitamiseks profiiltoru külge on mugavam kasutada klambreid pehmest metallist lindist (eelistatavalt roostevabast terasest).

Näide generaatori korpuse võimalikust kinnitusest tuuleliibi profiiltorule. Siin kasutatakse metallraami esi- ja tagumiste konsoolidega poldühenduse jaoks.

Tuuleliibi saba saab valmistada samast alumiiniumlehest ja kinnitada see profiiltoru külge nurkade abil. Raskuskeskme punktis, profiiltorul, tuleb kinnitada roostevabast terasest metallvarras.

See detail – pika poldi kujul (250–300 mm), läbimõõduga umbes 30 mm (arvutatakse), läbib risti läbi profiilalumiiniumtoru keha ja kinnitatakse altpoolt mutriga. Mutri peale paigaldatakse vastumutter.

Poldi keerme läbimõõt peab olema veidi väiksem kui mastitorusse pressitud laagrirõngaste siseläbimõõt. Poldi keskel, piki selle telge, puuritakse 7–10 mm ava. Selle ava kaudu lastakse generaatori elektriline kaabel ja see läheb mööda toru alla ühenduskohta.

Samm 4. Tuulegeneraatori paigaldamine ja ühendamine

Pärast kõiki kirjeldatud ettevalmistusi (kindlasti tuulevaikse ilmaga) asutakse paigaldama:

1. Tuulelippu alusele kinnitatakse klambritega traktori generaator.
2. Tõstetakse mast maast 1,5–2 meetri kõrgusele ja paigaldatakse tuulelipp tugipoldiga laagritele.
3. Samal ajal juhitakse generaatori kaabel läbi poldi keha ja edasi toru sees kuni alumise väljumispunktini.
4. Samuti paigaldatakse veidi tuulelipu alusest allapoole jäik piirik, mis võimaldab tuulelipul pöörlema 360° ühes või teises suunas, kuid mitte rohkem.
5. Tõstetakse mast lõplikult üles ja tugevdatakse troppidega.
6. Ühendatakse kaabli otsad vastuvõtva seadmega (tavaliselt läbi kontrolleri akupatareiga).

Sellega võib tuulegeneraatori ehitamist lugeda lõpetatuks. Siiski on veel palju üksikasju protsessist, millega seadme kasutamise ajal kokku puututakse.

Täieliku tuulepaigaldise struktuurskeem: 1 – tuulegeneraator, 2 – aku laadimiskonverter; 3 – autoaku; 4 – inverter 24/220; 5,6 – väljundid pingega 220V ja 24V

Need detailid on seotud automaatikaga, mis reguleerib energia kogumist ja jaotamist. Sellised seadmed nagu laadimiskontroller, vooluinverter jne on tuulegeneraatorite kohustuslikud komponendid.

Tuuliku samm-sammulise kokkupaneku fotonäide

Vaatleme näidet 24 V tuulegeneraatorist, mis on kokku pandud auto generaatori baasil. Ise tehtud seade hakkab stabiilselt töötama tuule kiirusel 5 m/s. Keskmise tuulega ilmastikul, kui puhangud alates 15 m/s, annab paigaldis 8–11 A, tugeva tuulega päevadel kasvab kasutegur. Võimsus ei ületa 300 W.

Tegelikult on kogu töö tehtud, jääb vaid ühendada laialipillatud komponendid kasulikuks koduseks seadmeks:

Isehakatud seade annab 24 V, seda saab kasutada mobiilseadmete akude laadimiseks ja energia varustamiseks valgustusliinidesse energiasäästlike valgustitega.

Konstrueerimisvigade analüüs

Tuuliku kokkupanek kodustes tingimustes oma kätega pole muidugi veatu asi. Isegi tööstuslike tuulikute konstruktsioonides teevad insenerid vigu. Kuid vigadest õpitakse, mida kinnitavad täiesti väljakujunenud kodused konstruktsioonid.

Niisiis, koduste tuulikugeneraatorite ehitamisel esineb sageli viga, et generaatori konstruktsioonist puudub pidurdusmoodul. Selliste seadmete (auto- või traktorigeneraatorite) standardne teostus seda detaili ette ei näe. Seega tuleb generaatorit täiendada.

Kuid mitte iga «konstruktor» ei taha selle peene tööga tegeleda. Paljud ignoreerivad seda detaili, lootes «ehk läheb». Tulemuseks – tugeva tuule korral keerleb propeller uskumatult suurel kiirusel. Generaatori laagrid ei pea vastu, lõhuvad alumiiniumkatete istmed. Tekib rootori kinnikiilumine.

Purustatud tuulik konstruktsiooni puuduste tõttu. Selliste konstruktsioonide projekteerimise ja paigalduse vead toovad kaasa rasked tagajärjed.

Samasse teemasse kuulub puudus, mis on seotud tuulelippu pöörde piiraja puudumisega. Tihti unustatakse see komponent lihtsalt paigaldada ja meenutatakse alles siis, kui tuulevoolud hakkavad «kukke» ümber oma telje keerutama, nagu vurr saates «Mis? Kus? Millal?». Tulemus on kahetsusväärne.

Minimaalne kahju on elektrikaabli keerdu minek ja katkemine, rasketel juhtudel aga kogu konstruktsiooni purunemine.

Teine tähelepanuväärne koosteviga – raskuskeskme punkti vale arvutamine tuulelipu põhjal. Sellisel juhul võib seade mõnda aega normaalselt töötada. Kuid aja jooksul tekib laagrisõlmes kalle, pöörlemisvabadus piirdub, konstruktsiooni energiatagastuse efektiivsus väheneb järsult.

Selle kohta, kuidas tuulikut õigesti arvutada, saate teada meie pakutud artiklist.

Sageli üritatakse generaatorist saadud vooluga otse akut toita. Üsna pea hakatakse imestama – miks aku laetust ei säilita või avastatakse 2-3 purgi läbilöök.

See on banaalne ja loomulik viga, kuna igal juhul peab aku laadimine toimuma kindlate voolude ja pingete tingimustes. Siin on vaja selle protsessi jälgimist.

Kodumeistritele, kes on huvitatud teemast tuuliku koostamine, pakume tutvuda veel ühe originaalse variandiga. Pakutud artiklis kirjeldatakse genereeriva seadme valmistamist pesumasina vanaraua osadest.

Järeldused ja kasulik video teemal

Isegi tavaline elektritrell võib saada tuulikuks, kui tead tuuliku ehituse põhitõdesid.

Huvi tuulikute vastu ei vähene. Vastupidi, seda elektrienergia hankimise varianti kaalutakse üha enam maapiirkondade kinnisvaraomanike seas.

Ilmselgelt, kui kombineerida korraga mitut energiaviisi – tuult, päikest, hüdroturbiine või tuumaelektrijaamu, võib selline kombineerimine anda majandusliku efekti. Samal ajal vähenevad kasutaja riskid jääda elektrita nullini.

Kas soovite rääkida, kuidas ise tuuliku kokku panite, et varustada suvila elektrienergiaga? Kas soovite jagada kasulikku teavet, mida artiklis ei mainita? Palun kirjutage kommentaarid allpool asuvasse plokki, jagage muljeid, ainult teile teadaolevaid tehnilisi nüansse ja artikliteemalisi fotosid.