최근 몇 년 동안 친환경 에너지라는 주제가 대단히 인기를 얻었습니다. 일부는 심지어 가까운 미래에 그러한 에너지가 석탄, 가스, 원자력 발전소를 완전히 대체 할 것이라고 예측합니다. 그린 에너지 분야 중 하나는 풍력입니다. 풍력 에너지를 전기로 전환시키는 발전기는 풍력 발전 단지의 일부로서 산업 일뿐만 아니라 규모가 작아서 민간 농장을 제공합니다.
당신은 심지어 자신의 손으로 풍력 발전기를 만들 수 있습니다 -이 자료는 그것에 전념하고 있습니다.
발전기 란 무엇인가?
넓은 의미에서 발전기는 일종의 제품을 생산하거나 일종의 에너지를 다른 제품으로 전환시키는 장치입니다. 예를 들어, 증기 발생기 (증기 발생기), 산소 발생기, 양자 발생기 (전자기 복사 원) 일 수 있습니다. 그러나이 주제의 틀 안에서 우리는 발전기에 관심이 있습니다. 이 이름은 다양한 유형의 비 전기 에너지를 전기로 변환하는 장치를 의미합니다.
발전기의 종류
전기 발전기는 다음과 같이 분류됩니다 :
- 전자 기계의 - 기계 작업을 전기로 변환합니다.
- 열전 - 열 에너지를 전기로 전환;
- 광전자 (광전지, 태양 전지판) - 빛을 전기로 전환;
- 자기 유체 역학 (MHD- 발전기) - 전기는 자기장을 통해 이동하는 플라즈마 에너지로부터 생성됩니다.
- 화학 물질 - 화학 반응의 에너지를 전기로 변환합니다.
또한 전기 기계 발전기는 엔진 유형별로 분류됩니다. 다음과 같은 유형이 있습니다.
- 터빈 발전기는 증기 터빈에 의해 구동된다.
- 수력 발전기는 유압 터빈을 엔진으로 사용합니다.
- 디젤 발전기 또는 가솔린 발전기는 디젤 또는 가솔린 엔진을 기준으로 만들어진다.
- 풍력 발전기는 풍력 터빈을 사용하여 기단의 에너지를 전기로 변환합니다.
풍력 터빈
풍력 터빈에 대한 자세한 내용 (풍력 터빈이라고도 함). 가장 간단한 저전력 풍력 터빈은 일반적으로 풍력 터빈을 설치하는 스트레치 마크로 강화 된 마스트로 구성됩니다.
이 풍력 터빈은 발전기의 회 전자를 구동하는 나사로 풀립니다. 이 장치에는 발전기 외에도 충전 컨트롤러가있는 배터리와 전원에 연결된 인버터가 포함됩니다.
아십니까? 2016 년까지 전 세계 모든 풍력 발전소의 총 용량은 432GW입니다. 따라서 풍력 발전은 권력에서 원자력을 능가했다.
이 장치의 구성은 매우 간단합니다 : 바람의 동작으로 로터를 회전시키는 스크류를 회전 시키면 발전기는 충전 컨트롤러에 의해 직류로 변환되는 교류를 발생시킵니다. 이 전류가 배터리를 충전하고 있습니다. 배터리로부터 나오는 직류는 인버터에 의해 교류로 변환되며, 그 파라미터는 전력망의 파라미터에 상응한다.
산업용 장치는 타워에 장착됩니다. 회전 메커니즘, 풍속계 (풍속 및 방향 측정 장치), 블레이드 회전 각도 변경 장치, 제동 장치, 제어 회로가있는 전원 캐비닛, 소화 장치 및 낙뢰 보호 장치, 설치 작업시 데이터 전송 시스템 등이 추가로 장착되어 있습니다.
풍력 발전기의 종류
지표면에 상대적인 회전축의 위치는 수직 및 수평으로 구분됩니다. 가장 간단한 수직 모델은 Savonius 로터 마운트입니다..
그것은 두 개 이상의 블레이드를 가지며, 이는 중공 형 반 실린더 (실린더는 수직으로 반으로 자른다)입니다. Savonius rotor 이러한 블레이드의 레이아웃과 디자인에는 다양한 옵션이 있습니다. 대칭 적으로 고정되고 서로의 가장자리를 공기 역학적 프로파일로 설정합니다.
Savonius 로터의 장점은 디자인의 단순성과 신뢰성이며, 그 작동은 풍향에 의존하지 않으며, 단점은 낮은 효율 (15 % 이하)이라는 것입니다.
아십니까? 풍차는 기원전 200 년경에 나타났습니다. 어. 페르시아 (이란). 그들은 곡물에서 밀가루를 만들기 위해 사용되었습니다. 유럽에서는 이러한 제재소가 13 세기에만 나타났습니다.
또 다른 수직 디자인은 Darier 로터입니다.. 블레이드는 공기 역학 프로파일을 지닌 날개입니다. 그것들은 아치형, H 형, 나선 형일 수 있습니다. 블레이드는 2 개 이상일 수 있습니다. Rotor Daria 이러한 풍력 발전기의 장점은 다음과 같습니다.
- 높은 효율,
- 직장에서 소음 감소,
- 비교적 단순한 디자인.
언급 된 단점 :
- 큰 돛대 짐 (Magnus 효력 때문에);
- 이 회 전자의 작업에 대한 수학적 모델이 부족하여 개선이 복잡하다.
- 원심 하중으로 인한 빠른 마모.
수직 설치의 또 다른 유형은 나선형 로터입니다.. 베어링 축을 따라 꼬인 블레이드가 장착되어 있습니다. 나선형 로터 내구성과 고효율을 보장합니다. 단점은 제조의 복잡성 때문에 높은 비용이 소요된다는 것입니다.
다중 블레이드 유형의 풍차는 2 열의 수직 블레이드 (외부 및 내부)가있는 구조입니다. 이 디자인은 최고의 효율성을 제공하지만 비용이 높습니다.
수평 모델이 다릅니다.
- 블레이드 수 (단일 블레이드 및 다수 포함);
- 날이 만들어지는 재료 (단단한 또는 유연한 항해);
- 가변 또는 고정 날 피치.
구조적으로 그들은 모두 비슷합니다. 일반적으로이 유형의 풍력 터빈은 고효율로 구별되지만 바람 방향에 대한 일정한 조정이 필요합니다. 풍향은 풍속 베인을 사용하여 센서 판독 값에 따라 회전 메커니즘을 사용하여 설치를 자동 설계하거나 디자인 할 때 해결됩니다.
풍력 발전기 DIY
시장에 나와있는 풍력 발전기 모델의 선택은 가장 다양하며 다양한 디자인과 다양한 용량의 장치를 사용할 수 있습니다. 그러나 간단한 설치는 독립적으로 수행 할 수 있습니다.
수영장, 목욕탕, 지하실 및 베란다를 만드는 방법뿐만 아니라 화기, 페르 골라, 전망대, 건조한 시내, 폭포 및 자신의 손으로 콘크리트 경로를 만드는 방법에 대해 읽어 보는 것이 좋습니다.
적합한 자료 검색
발전기로는 3 상 영구 자석 (예 : 트랙터)을 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 당신은 전기 모터에서 그것을 만들 수 있습니다. 블레이드 선택 문제는 중요합니다. 풍력 터빈이 수직 형의 경우, 일반적으로 Savonius 로터의 변형이 사용됩니다. 트랙터 발전기 블레이드의 제조를 위해 원통형의 용기, 예를 들어 오래 끓는 것이 아주 적합합니다. 그러나 위에서 언급 한 바와 같이이 유형의 풍력 터빈은 효율성이 낮으며 수직 풍차에 대해보다 복잡한 형태의 블레이드를 제작하는 것이 가능하지는 않습니다. 수제 제품에서는 일반적으로 4 개의 반 원통형 블레이드를 사용합니다.
수평 형 풍력 터빈의 경우 단일 블레이드 구조가 저전력 설치에 최적이지만 모든 명백한 단순성을 위해 수공예 방식으로 균형 블레이드를 제작하는 것은 극히 어려울 것이며 풍력 터빈은 종종 실패 할 것입니다.
그것은 중요합니다! 많은 수의 블레이드에 관여해서는 안됩니다. 작동 할 때 공기가 풍차 주위로 흐르지 않고 소위 "에어 캡"을 형성 할 수 있기 때문입니다. 수평 타입의 수제 장치의 경우, 날개 형의 3 개의 블레이드가 최적 인 것으로 간주됩니다.
- 수평 풍차에서는 두 가지 종류의 블레이드를 사용할 수 있습니다 : 항해와 날개. 세일링은 매우 간단합니다. 풍차의 블레이드처럼 보이는 넓은 차선입니다. 이러한 요소의 단점은 효율성이 매우 낮다는 것입니다. 이와 관련하여 훨씬 더 유망한 날개 날개. 가정에서는 일반적으로 패턴에 따라 160mm PVC 파이프로 만들어집니다.
알루미늄도 사용할 수 있지만 훨씬 더 비쌉니다. 또한, PVC 파이프 제품은 처음에는 굴곡성이있어 추가적인 공기 역학적 특성을 제공합니다. PVC 파이프의 블레이드 블레이드의 길이는 다음과 같은 원칙에 따라 선택됩니다. 풍력의 출력이 강력할수록 길어집니다. 더 많을수록 짧아집니다. 예를 들어, 10W의 3 블레이드 풍력 터빈의 경우, 최적 길이는 1.6m이며, 4 블레이드 풍력 터빈의 경우 1.4m입니다.
전원이 20W 인 경우, 표시기는 3-bladed의 경우 2.3m로, 4-bladed의 경우 2m로 변경됩니다.
제조의 주요 단계
다음은 세탁기의 비동기식 모터 제너레이터에서 변경된 수평 3 중 블레이드 설치의 자체 제조 예입니다.
엔진 재 작업
자신의 손으로 풍력 발전기를 만드는 가장 중요한 순간 중 하나는 전기 모터를 발전기로 전환하는 것입니다. 변경을 위해 소비에트 제조의 오래된 세탁기의 전기 모터가 사용됩니다.
- 로터가 엔진에서 제거되고 넓은 홈이 관통합니다.
- 홈의 전체 길이에 걸쳐 직사각형 모양의 네오디뮴 자석 (19x10x1mm 크기)이 극성을 고려하지 않고 한 쌍의 자석으로 그루브의 각 모서리에 서로 접착됩니다. 고착 된 자석은 에폭시 일 수 있습니다.
- 모터가 가고있다.
- 5V 및 1A 휴대 전화 용 충전기는 교류 전류를 직류 전류로 변환하는 장치를 수집하는 데 사용됩니다 (칩에만 장치를 사용할 수없고 트랜지스터 만 사용할 수 있음).
- 전원 공급 장치가 분해되었습니다.
- 납땜 된 USB 및 플러그.
- 3 개의 준비된 전원 공급 장치의 보드는 직렬로 연결되고 단일 어셈블리로 조립됩니다.
- 220V의 조립 된 어셈블리의 입력은 발전기에 연결되고, 출력은 배터리 충전 컨트롤러에 연결됩니다.
비디오 : 풍력 발전기 엔진을 어떻게 다시 만드는가? 전류를 증가 시키려면 병렬로 연결된 여러 개의 어셈블리를 사용할 수 있습니다.
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선체 및 블레이드의 생성
풍차 제조의 다음 단계는 풍력 발전기의 요소가 장착되는베이스의 조립입니다.
- 받침대는 구조의 형태로 강관으로 용접되며, 한쪽 끝은 두 갈래로 갈라지고, 가로 요소로 요새화되며, 다른 한 쪽은 장치의 꼬리를 고정하기 위해 단 하나입니다.
- 두 갈래의 끝 부분에는 발전기 장착을위한 4 개의 구멍이 뚫려 있습니다.
- 베어링을 기준으로 장착 된 회전 부품.
- 장착 구멍이있는 플랜지가 베어링에 부착됩니다.
- 꼬리는 금속 시트로 만들어져 있습니다.
- 디자인은 청소 및 페인트됩니다.
- 꼬리 색깔입니다.
- 보호 케이싱 - 페어링은 얇은 금속 시트로 만들어지고 페인트됩니다.
- 도장 된 요소를 건조시킨 후,베이스에 발전기를 설치하고 케이싱과 테일을 부착합니다.
- 블레이드는 트랙터 엔진의 냉각 시스템에서 임펠러에 장착됩니다.
- 스페이서는 블레이드 (이 경우 금속 블레이드)에 용접됩니다.
그것은 중요합니다! 풍력 발전기의 마스트 높이는 적어도 6 미터가되어야합니다. 기초는 그것의 밑에 concreted.
보시다시피, 자신의 손으로 풍력 터빈을 조립하는 것은 그렇게 간단하지 않습니다. 이를 위해서는 전기 공학 및 전자 공학에 대한 특정 기술과 지식이 필요합니다. 그러나 그러한 지식을 가진 사람들에게는이 임무가 매우 유용합니다. 또한 수제 풍력 터빈은 구매 디자인보다 훨씬 저렴합니다.