Gør-det-selv vindgenerator fra en bilgenerator: teknologi til samling af vindmølle og fejlanalyse

Vindmøller – et lovende alternativ til traditionel energi. Vindenergi omdannet til elektricitet lover at være billig, let at udvinde og med lave omkostninger. Og hvis du tager de elregninger, der kommer nu, i betragtning, så er det for at spare penge værd at prøve at samle din egen vindgenerator, er du enig?

Der findes reelle eksempler på at skabe installationer, der producerer en anstændig mængde energi. Ikke desto mindre overstiger vindmøllernes muligheder på nuværende tidspunkt klart konkurrenter, der kan modstå den traditionelle måde at udvinde elektricitet på.

Vi har præsenteret en vejledning, som du kan følge for at samle en vindgenerator fra en bilgenerator på egen hånd. I artiklen, der er tilgængelig her, gennemgås de almindelige fejl, der begås ved konstruktion af vindmøller, i detaljer. For tydelighedens skyld er artiklen ledsaget af temarelaterede foto- og videomaterialer.

Om hjemmelavede vindmøller til boligen

Der er en særlig interesse for vindenergi på husholdningsniveau. Det er forståeligt, hvis du kaster et blik på den næste elregning. Derfor aktiverer forskellige gør-det-selv-folk sig og udnytter alle muligheder for at få elektricitet billigt.

En af disse muligheder, som er fuldt realistisk, er tæt knyttet til en vindmølle lavet af en bilgenerator. Den allerede færdige enhed – en bilgenerator – skal blot udstyres med korrekt fremstillede vinger, så du kan trække en vis mængde elektrisk energi fra generatorens terminaler.

Men den vil kun fungere effektivt, hvis det er blæsende vejr.

Et eksempel fra praktisk anvendelse af vindgeneratorer i hjemmet. En vellykket udviklet og ganske effektiv praktisk vindmøllekonstruktion. Der er monteret en treblads propel, hvilket er sjældent for husholdningsapparater.

Brugen af stort set enhver bilgenerator er acceptabel til konstruktion af en vindmølle. Men man forsøger normalt at vælge en kraftig model, der kan levere store strømme. Her er konstruktioner af generatorer fra lastbiler, store passagerbusser, traktorer osv. mest populære.

Ud over generatoren kræves der også en række komponenter til fremstilling af en vindmølle:

• En to- eller trebladet propel;
• Et bilbatteri;
• Elkabel;
• Mast, støtteelementer, beslag.

En propel med to eller tre blade anses for at være optimal for en klassisk vindmøllegenerator. Men et husholdningsprojekt er ofte langt fra ingeniørklassikere. Derfor forsøger man oftest at vælge færdige propeller til en hjemmekonstruktion.

En ventilatorvinge fra en personbil, som skal bruges som propel til en hjemmelavet vindmølle. Letheden og den store nyttige overflade for luftkraften gør det muligt at anvende sådanne varianter.

Sådan kan for eksempel et vingehjul fra en udendørsenhed af et split-airconditionanlæg eller fra en bilventilator være. Men hvis man ønsker at følge traditionerne for konstruktion af vindmøllegeneratorer, må man bygge vindmøllens propel fra start til slut med egne hænder.

Før man beslutter at samle og installere en vindmøllegenerator, bør man vurdere klimaforholdene på stedet og beregne tilbagebetalingstiden. Betydelig hjælp i denne henseende vil blive givet af oplysningerne i en meget interessant artikel, som vi anbefaler at læse.

Teknologi til samling af en vindgenerator

Den optimale basis for generatoren til en hjemmelavet vindmølle synes at være model AT-700, taget fra en DT-serie traktor. Dog er denne traktorgenerator i sin oprindelige form designet til en rotorhastighed på op til 6000 omdrejninger/min. For en hjemmelavet vindmøllekonstruktion er denne parameter helt klart for høj.

Der er to veje ud af situationen:

1. Anvende en eller anden gearmultiplikator, der giver det nødvendige udvekslingsforhold.
2. Omsno den eksisterende statorvikling på AT-700 til lave omdrejninger.

I princippet er begge moderniseringsmuligheder opnåelige. Men ifølge feedback fra etablerede konstruktører er muligheden med omsnoning af statorviklingen mere acceptabel. Især når man tager højde for vægten af selve generatoren AT-700, som når op til 6 kg.

Traktorgenerator AT-700. Talrige projekter i husholdningssektoren er blevet udviklet på basis af netop denne enhed, som har et højt strømafkast. Men der kræves en lille modernisering.

Hvis enheden suppleres med en gearkasse, vil vægten af det samlede modul fordobles. Og det er en vigtig parameter for vindmøllekonstruktionen. Vægten forsøger man altid at reducere.

Ved brug af en K 701 generator i vindmøllekonstruktionen kræves der en vis modernisering:

Trin #1. Propel til vindkraftværket

Materialet til fremstilling af skruens blade er et vandingsaluminiumsrør (d = 200 mm) med en længde på 0,7 – 1,0 m. Først skæres det på langs i fire stykker, og derefter skæres bladene i den ønskede form ud af to eller tre af de resulterende dele.

Da aluminium er et materiale, der er let at bearbejde, er det ikke noget problem at skære den ønskede bladform ud af et rørstykke. Det vigtigste er at beregne og tegne en skabelon korrekt.

De fremstillede blade til den fremtidige skrue skal på en eller anden måde fastgøres og monteres på generatorakslen. Dette arbejde er mere komplekst, kræver præcis balance, især ved udførelse af en trebladet konstruktion. Der er mange måder at fremstille skruedisken på. En af dem er at lave denne del af aluminiumsplader.

Det er nødvendigt at beregne skruediskens diameter under hensyntagen til bladenes meterlængde. For et vingefang på 2 meter kan den beregnede diameter af disken være 150-200 mm. På baggrund af den beregnede diameter skæres det nødvendige antal runde plader (6-7 stk.) ud af aluminiumsplade.

Eksempel på fremstilling af en vindgeneratorskrue af et 200 mm aluminiumsrør, der bruges på landbrugsmarker til kunstvanding af afgrøder. Resultatet er en let og effektiv konstruktion.

De udskårne runde plader lægges oven på hinanden, justeres efter kanterne og fastgøres. Til fastgørelse er det bedst at bruge epoxyklæber af høj kvalitet. Men andre fastgørelsesmetoder er også mulige.

På den færdiglimede skive skal der i midtpunktet markeres og bores et hul til fastgørelse på generatorakslen. Hullet skal viderebearbejdes med et kilespor til størrelsen af den kile, der er monteret på generatorrotorens aksel.

Den på denne måde forberedte propelskive markeres til fastgørelse af bladene. Langs de markerede linjer bores huller til monteringsbeslagenes bolte. Disse dele er også lavet af aluminium med en tykkelse, der er tilstrækkelig til at kompensere for de overførte kræfter.

Tilbage er at placere de tidligere fremstillede blade på skiven ved de markerede samlingspunkter, balancere dem på en jævn overflade og fastgøre med bolte.

Trin #2. Fremstilling af en mast af et rør

Traktorgeneratoren AT-700, udstyret med en hjemmelavet propel, er allerede en rigtig vindmølle. For at opnå maksimal effekt fra konstruktionen bør den løftes omkring 5-7 meter og desuden sikres 360° rotation.

Derfor placeres vindfane-vindmøllen på en mast, som lettest fremstilles af et metalrør.

Monteret mast af metalrør med diameter 50 mm med vindgenerator på toppen. For at sikre mastens stabilitet anvendes afstivninger af metalwire.

En mast på 5-7 meter, udstyret med vindgenerator på toppen, vil blive udsat for betydelige belastninger. Derfor skal metalrørets diameter være tilstrækkelig stor – mindst 50 mm i ydre mål.

Mastens fastgørelse udføres ved hjælp af fire wireafstivninger, fastgjort foroven tæt på vindmøllen og strakt i modvægt til hinanden.

Under mastrørets øverste snit, inde i røret, presses et par passende lejer ind eller fastgøres på anden vis. Dette vil være en roterende støtteenhed, hvor vindfanen med generator og propel placeres. Det eneste, der er tilbage, er at lave selve vindfanen og montere alt nødvendigt udstyr på den.

Trin #3. Sådan laver du en aluminiums vindfløj

Vindfanekonstruktionen, med plads til en bilgenerator med propel i den ene ende og plads til «halestykket» i den anden ende, anbefales at lave af et let, holdbart materiale.

For eksempel ville et aluminiumsrør med rektangulært tværsnit passe perfekt som base. Til fastgørelse af generatoren til profilrøret er det mest praktisk at bruge klemmer af blødt metalbånd (helst rustfrit).

Eksempel på mulig fastgørelse af generatorkroppen på vindfanens profilrør. Her anvendes en metalramme med forreste og bageste beslag til boltesamling.

Vindfanens hale kan bygges af samme aluminiumsplade og fastgøres til profilrøret med vinkelbeslag. I tyngdepunktet på profilrøret skal der monteres en metalstift af rustfrit stål.

Denne del er i form af en lang bolt (250-300 mm), med en diameter på omkring 30 mm (beregnes), som går på tværs gennem en profileret aluminiumsrør og fastgøres nedefra med en møtrik. Oven på møtrikken sættes en kontramøtrik.

Boltens gevinddiameter skal være lidt mindre end den indre diameter af lejerringene, som er presset ind i mastrøret. I midten af bolten, langs dens akse, bores et hul på 7-10 mm. Gennem dette hul føres elkablet fra generatoren, og det går ned gennem røret til tilslutningsstedet.

Trin #4. Installation og tilslutning af vindgeneratoren

Efter alle de beskrevne forberedelser (nødvendigvis under vindstille vejr) går man i gang med monteringen:

1. På vindfangets base fastgøres traktorgeneratoren med klemmer.
2. Løft masten fra jorden 1,5-2 meter og monter vindfanget med støttebolten på lejerne.
3. Samtidig føres kablet fra generatoren gennem bolten og videre inde i røret til det nederste udgangspunkt.
4. Lige under vindfangsbasen monteres også en stopper, der tillader vindfanget at rotere 360° i den ene eller anden retning, men ikke mere.
5. Løft masten helt op og forstærk den med wireafstivninger.
6. Tilslut kablets ender til modtagerenheden (normalt via controller til batteriet).

Hermed kan konstruktionen af vindgeneratoren betragtes som afsluttet. Der er dog mange flere detaljer i processen, som man vil støde på under brugen af enheden.

Strukturelt diagram af en komplet vindinstallation: 1 – vindmølle, 2 – batteriopladerkonverter; 3 – bilbatteri; 4 – inverter 24/220; 5,6 – udgange for spænding 220V og 24V

Disse dele er forbundet med automatikken, der regulerer energilagring og distribution. Enheder som opladningscontroller, strøminverter og andre er obligatoriske komponenter i vindgeneratorer.

Fotoeksempel på trinvis samling af en vindmølle

Lad os se på et eksempel på en 24 V vindmølle, bygget på basis af en bilgenerator. Hjemmelavet enhed begynder at arbejde stabilt ved vindhastighed på 5 m/s. I moderat blæsende vejr med vindstød på 15 m/s leverer installationen mellem 8 og 11 A, på dage med stærk vind øges virkningsgraden. Effekt højst 300 W.

Hele arbejdet er stort set udført, det eneste der mangler er at forbinde de spredte komponenter i et nyttigt husholdningsanlæg:

Det hjemmelavede anlæg leverer 24 V, og det kan bruges til at oplade batterier til mobiludstyr og til at forsyne lyslinjer med energibesparende lamper.

Analyse af konstruktionsfejl

Samling af en vindgenerator derhjemme med egne hænder er selvfølgelig ikke fejlfrit. Selv i industrielle vindmøllers konstruktion begår ingeniører fejl. Men man lærer af fejl, som mange velfungerende hjemmelavede konstruktioner bekræfter.

Således er en af de fejl, der ofte ses ved hjemmelavede vindgeneratorer, manglen på en bremsemodul i generatorkonstruktionen. Standardudførelsen af sådanne apparater (bil- eller traktorgeneratorer) har ikke en sådan del. Derfor skal generatoren modificeres.

Men ikke enhver 'konstruktør' gider beskæftige sig med dette finurlige arbejde. Mange ignorerer denne del og stoler på 'det går nok'. Resultatet er, at ved kraftig vind spinner skruen op til utroligt høje hastigheder. Generatorens lejer kan ikke holde til det, og de ødelægger sæderne i aluminiumscoverne. Rotoren låser.

En ødelagt vindmølle på grund af konstruktionsfejl. Fejl i konstruktion og installation af lignende strukturer fører til alvorlige konsekvenser.

Til samme emne hører en fejl med manglende vindsnellebegrænser. Ofte glemmer man simpelthen at installere denne komponent, og man husker det først, når vindstrømmene begynder at snurre 'hanen' rundt om sin egen akse, som en snurretop i programmet 'Hvad? Hvor? Hvornår?'. Resultatet er sørgeligt.

Mindste skade – vridning og brud på elkablet, og i alvorlige tilfælde – ødelæggelse af hele konstruktionen.

En anden bemærkelsesværdig monteringsfejl er forkert beregning af tyngdepunktet på vindfløjens base. I dette tilfælde kan enheden fungere normalt i et stykke tid. Men med tiden opstår der en skævhed i lejeenheden, rotationsfriheden begrænses, og konstruktionens energieffektivitet falder drastisk.

Om hvordan man beregner en vindmølle korrekt, kan du læse i den artikel, vi foreslår.

Ofte forsøger man at forsyne batteriet direkte med strøm fra generatoren. Meget snart bliver man overrasket – hvorfor holder batteriet ikke ladningen, eller man opdager gennembrud i 2-3 celler.

Dette er en banal og naturlig fejl, da opladning af batteriet under alle omstændigheder skal foregå under bestemte strøm- og spændingsforhold. Her er der behov for kontrol af denne proces.

Til hjemmeværkstedere, der er interesserede i emnet samling af vindmølle, tilbyder vi at se endnu et originalt alternativ. I den foreslåede artikel beskrives fremstillingen af et generatoranlæg af affaldsdele fra en vaskemaskine.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Selv en almindelig elektrisk skruetrækker kan blive til en vindmølle, hvis man kender grundprincipperne for en vindmølles opbygning.

Interessen for vindmøller falder ikke. Tværtimod bliver denne mulighed for at generere elektrisk energi i stigende grad overvejet af ejere af landejendomme.

Det er klart, at hvis man kombinerer flere energikilder – vind, sol, vandturbiner eller atomkraftværker – kan en sådan kombination give en økonomisk effekt. Samtidig reduceres brugerens risiko for at stå uden strøm til nul.

Vil du fortælle om, hvordan du selv samlede en vindmølle til at forsyne dit sommerhus med strøm? Ønsker du at dele nyttige oplysninger, der ikke er nævnt i artiklen? Skriv venligst kommentarer i boksen nedenfor, del dine indtryk, tekniske detaljer, som kun du kender, og billeder relateret til artikelens emne.