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Ter seu próprio gerador eólico é muito lucrativo. Em primeiro lugar, uma pessoa recebe eletricidade gratuita. Em segundo lugar, a eletricidade pode ser obtida em locais distantes da civilização, onde não existem linhas de energia. Um moinho de vento 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.
Projeto e tipos de turbinas eólicas
Os geradores eólicos têm muitos nomes, mas é mais correto chamá-los de usina eólica. Um parque eólico é composto por um equipamento elétrico e uma estrutura mecânica - uma turbina eólica, que estão interligados em um único sistema. Uma 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:
- Os moinhos de vento com eixo de rotação horizontal são os mais comuns. A instalação elétrica é caracterizada por alta eficiência. Além disso, o próprio mecanismo é mais capaz de resistir a furacões e, com ventos fracos, o rotor dá partida mais rápido. Os geradores eólicos horizontais têm um controle de potência mais fácil.
- Moinhos de vento com eixo de rotação vertical são capazes de operar mesmo com ventos de baixa velocidade. As turbinas são silenciosas e mais fáceis de fabricar, por isso na maioria das vezes são instaladas por artesãos em seu quintal.No entanto, a característica de design de um moinho de vento vertical permite que ele seja instalado apenas abaixo do solo. Por causa disso, a eficiência da instalação elétrica é bastante reduzida.
Os geradores eólicos diferem de acordo com o tipo de impulsor:
- Os modelos de hélice ou asa são equipados com pás perpendiculares ao eixo horizontal de trabalho.
- Os modelos carrossel também são chamados de rotativos. Eles são típicos de turbinas eólicas verticais.
- Os modelos de tambor também possuem um eixo de trabalho vertical.
Para gerar energia eólica cinética em escala industrial, geralmente são utilizados geradores eólicos de hélice. Os modelos de tambor e carrossel são maiores e possuem um mecanismo menos eficiente.
Todas as turbinas eólicas podem ser equipadas com um multiplicador. Esta caixa de câmbio cria muito ruído durante a operação. Os multiplicadores geralmente não são usados em turbinas eólicas domésticas.
Princípio de funcionamento da turbina eólica
É importante ressaltar que o princípio de funcionamento de um gerador eólico é o mesmo, independente de seu design e aparência. A geração de energia começa a partir do momento em que as pás do moinho giram. Neste 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 animador. Esta caixa de engrenagens é instalada em um moinho de vento para aumentar a velocidade do eixo de trabalho.
Quando o rotor do gerador gira, é gerada corrente alternada, ou seja, saem três fases. A energia gerada chega ao controlador e dele vai para a bateria.Nesta cadeia existe outro dispositivo importante - um inversor. Ele converte a corrente em parâmetros estáveis e a fornece ao consumidor através da rede.
Artesanato industrial de moinho de vento 2
No campo da energia eólica, é muito famoso o gerador eólico cinético industrial craft 2, que possui uma unidade modificada para geração de energia eólica. Para calcular a potência de uma instalação elétrica, a soma das velocidades de suas partes funcionais é multiplicada por 0,1. O tamanho da área de trabalho é determinado pelas dimensões do rotor. Durante a rotação produz energia cinética kU em vez de energia elétrica EU.
A rotação das pás depende das rajadas de vento. A velocidade ideal é observada a uma altitude de 160-162 M. Uma tempestade aumenta a velocidade do vento em 50% e uma simples chuva - em até 20%.
Os rotores do gerador eólico industrial craft 2 diferem nas dimensões e no material das pás, bem como nos valores máximos de força do vento nos quais são capazes de operar:
- rotor de madeira com pás 5x5 é projetado para uma faixa de velocidade do vento de 10 a 60 MCW;
um rotor de ferro com pás 7x7 é projetado para uma faixa de velocidade de 14 a 75 MCW; - o rotor de aço com pás 9x9 foi projetado para uma faixa de vazões de ar de 17 a 90 MCW;
- O rotor de fibra de carbono com pás 11x11 foi projetado para uma faixa de vazões de ar de 20 a 110 MCW.
Os geradores eólicos cinéticos Industrial Craft 2 não são colocados próximos uns dos outros no mesmo nível, de costas um para o outro.
Autoprodução de um gerador eólico vertical
Um moinho de vento com eixo vertical é o mais fácil de fazer você mesmo. 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 tubo de PVC, usado na construção de esgoto. Este material atende a todos os requisitos acima. Quatro lâminas de 70 cm de altura são recortadas em plástico, e duas iguais são de aço galvanizado. Os elementos de estanho são moldados em semicírculo e depois fixados em ambos os lados do tubo. As lâminas restantes são montadas à mesma distância em círculo. O raio de rotação desse moinho de vento será de 69 cm.
A próxima etapa é a montagem do rotor. Você precisará de ímãs aqui. Primeiro, pegamos dois discos de ferrite com diâmetro de 23 cm e, com cola, fixamos seis ímãs de neodímio em um disco. Com um diâmetro magnético de 165 cm, um ângulo de 60 é formado entre elesÓ. Se esses elementos forem menores, seu número aumentará. Os ímãs não são simplesmente colados ao acaso, mas a polaridade é alterada um por um. Os ímãs de ferrite são fixados ao segundo disco de maneira semelhante. Toda a estrutura é generosamente preenchida com cola.
O mais difícil é fazer o estator. Você precisa encontrar um fio de cobre com 1 mm de espessura e fazer nove bobinas com ele. Cada elemento deve conter exatamente 60 voltas. Em seguida, o circuito elétrico do estator é montado a partir das bobinas acabadas. Todos os nove estão dispostos em círculo. Primeiro, conecte as extremidades da primeira e da quarta bobinas. Em seguida, conecte a segunda extremidade livre da quarta à saída da sétima bobina. O resultado foi um elemento monofásico de três bobinas. O circuito da segunda fase é montado a partir das próximas três bobinas em ordem, começando pelo segundo elemento. A última fase a ser montada da mesma forma é a terceira fase, a partir da terceira bobina.
Para fixar 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 sobre ele. Tudo isso é derramado com cola e depois deixado até endurecer completamente.Não antes de um dia depois, o rotor e o estator podem ser conectados. Primeiro, o rotor é colocado com os ímãs para cima, o estator é colocado sobre ele e o segundo disco é colocado em cima com os ímãs para baixo. O princípio da conexão pode ser visto na foto.
Agora é hora de montar o gerador eólico. Todo o seu circuito será composto por um impulsor com pás, uma bateria e um inversor. Para aumentar o torque, é aconselhável instalar uma caixa de câmbio. O trabalho de instalação segue a seguinte ordem:
- Um mastro durável é soldado a partir de um ângulo de aço, tubos ou perfil. Em altura, deve elevar o impulsor com pás acima da cumeeira.
- A fundação é colocada sob o mastro. É necessário reforço e são fornecidas âncoras salientes do concreto.
- Em seguida, o impulsor com o gerador é fixado ao mastro.
- Após a instalação do mastro na fundação, ele é fixado com âncoras, após o que é reforçado com escoras de aço. Para esses fins, é adequado um cabo ou haste de aço com espessura de 10–12 mm.
Quando a parte mecânica do gerador eólico estiver pronta, prossiga para a montagem do circuito elétrico. A saída do gerador fornecerá corrente trifásica. Para obter uma tensão constante, um retificador feito de diodos é instalado no circuito. O carregamento da bateria é controlado através de um relé do carro. O circuito termina com um inversor, a partir do qual os 220 volts necessários são fornecidos à rede doméstica.
A potência de saída de tal gerador eólico depende da velocidade do vento. Por exemplo, a 5 m/s a instalação elétrica produzirá cerca de 15 W, e a 18 m/s poderá obter uma potência de até 163 W. Para aumentar a produtividade, o mastro do moinho é estendido até 26 m, nesta altura a velocidade do vento é 30% maior, o que significa que a eletricidade gerada é aproximadamente uma vez e meia maior.
O vídeo mostra a montagem de um gerador para um moinho de vento:
Montar um gerador eólico é uma questão complexa. Você precisa conhecer noções básicas de engenharia elétrica, ser capaz de ler esquemas e usar um ferro de soldar.
