Kincir angin tidak membutuhkan bahan bakar atau energi matahari untuk menghasilkan listrik. Fitur ini membuat banyak orang berpikir tentang cara membuat turbin angin dengan tangan mereka sendiri, karena pembelian dan pemasangan peralatan jadi mahal.
Isi
Prinsip operasi dan jenis generator angin
Anda dapat membuat kincir angin sendiri hanya dengan pemahaman tentang perangkatnya. Prototipe unit ini adalah kincir angin tua. Dengan tekanan aliran udara di sayapnya, sebuah poros bergerak, yang mentransmisikan torsi ke peralatan pabrik.
Dalam turbin angin untuk produksi listrik, prinsip yang sama menggunakan energi angin untuk memutar rotor diterapkan:
- Pergerakan baling-baling saat terkena angin menyebabkan poros input dengan gearbox berputar. Torsi ditransmisikan ke poros sekunder (rotor) generator, dilengkapi dengan 12 magnet.Sebagai hasil dari rotasinya, arus bolak-balik muncul di cincin stator.
- Listrik semacam ini tidak dapat mengisi baterai tanpa perangkat khusus - pengontrol (penyearah). Perangkat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah, memungkinkannya disimpan sehingga peralatan rumah tangga dapat bekerja tanpa gangguan. Pengontrol juga melakukan fungsi lain: ia berhenti mengisi baterai tepat waktu, dan kelebihan energi yang dihasilkan oleh kincir angin ditransfer ke unit yang mengkonsumsinya dalam jumlah besar (misalnya, ke elemen pemanas untuk memanaskan rumah)
- Untuk menyediakan suplai tegangan 220 V, arus disuplai dari baterai ke inverter, dan kemudian mengalir ke titik konsumsi listrik.
Untuk memastikan bahwa baling-baling selalu dalam posisi terbaik untuk berinteraksi dengan angin, ekor dipasang pada perangkat impeller, yang memungkinkan Anda memutar baling-baling ke arah angin. Model pabrik kincir angin memiliki perangkat pengereman atau sirkuit tambahan untuk melipat ekor atau melepas bilah dari hembusan angin dalam cuaca buruk.
Ada beberapa jenis turbin angin, mengklasifikasikannya berdasarkan jumlah dan bahan bilah atau tinggi baling-balingnya. Tetapi pembagian utama terjadi sesuai dengan lokasi sumbu atau poros input:
- Tipe horizontal menyiratkan lokasi poros sejajar dengan tanah. Generator semacam itu disebut generator baling-baling.
- Di kincir angin vertikal, sumbu terletak tegak lurus dengan cakrawala, dan bidang-bidang terletak di sekitarnya. Generator vertikal dapat disebut orthogonal atau carousel.
Terlepas dari lokasi sumbu rotasi, prinsip pengoperasian unit tetap sama.
Model kincir angin dapat memiliki baling-baling atau roda angin dengan 2, 3 atau beberapa bilah.Diyakini bahwa perangkat multi-blade mampu menghasilkan arus dalam angin kecil, dan baling-baling dengan 2-3 sayap membutuhkan aliran udara yang lebih besar. Saat memilih model, perlu mempertimbangkan aturan penting bahwa setiap bilah menciptakan hambatan terhadap aliran angin dan mengurangi kecepatan putaran, sehingga cukup sulit untuk memutar roda multi-bilah ke kecepatan operasi.
Di antara varietas kincir angin ada yang berlayar dan kaku. Nama-nama ini mengacu pada bahan dari mana sayap dibuat. Dengan self-assembly, jenis layar akan lebih sederhana dan ekonomis, tetapi bilah yang terbuat dari bahan plastik (kain, film, dll) tidak tahan lama dan tahan aus.
Opsi vertikal
Lebih mudah untuk membuat generator angin tipe vertikal daripada yang horizontal. Desainnya tidak memerlukan perangkat baling-baling, terletak di ketinggian rendah (hingga 2 m). Ulasan mereka yang menggunakan turbin angin vertikal (pembangkit listrik tenaga angin) menunjukkan sedikit kebisingan selama rotasi dan kemudahan perawatan unit kerja unit. Generator terletak di bagian bawah struktur dan perawatan dapat dilakukan tanpa harus bekerja di ketinggian atau menurunkan tiang ke tanah.
Bantalan dipasang di ujung atas sumbu, yang secara bersamaan bertindak sebagai tiang. Bagian ini hampir tidak memerlukan perawatan dan dapat digunakan selama beberapa tahun tanpa perbaikan.
Tidak seperti kincir angin berbilah, turbin angin vertikal tidak memerlukan pemasangan tiang yang tinggi. Mereka bekerja terlepas dari arah angin, yang menyederhanakan desain bagian yang bergerak.Untuk bilah turbin angin kompak, Anda dapat menggunakan pipa PVC berdiameter besar (misalnya, pipa saluran pembuangan), dan baja galvanis tipis cocok untuk turbin angin yang lebih kuat. Bahan-bahan ini tersedia untuk setiap pengrajin rumah dan relatif murah.
Desain kincir angin dapat dipilih secara independen dari banyak opsi yang tersedia:
- Desain dornier dengan 2 bilah datar;
- Sistem Savonius dengan 4 sayap setengah silinder;
- kincir angin multi-bilah ortogonal dengan 2 baris bidang;
- turbin angin helicoid dengan profil sudu melengkung.
Semua kincir angin vertikal menggunakan prinsip agregat Savonius. Di rumah, bilah dapat dibuat dari baja atau tong plastik, dipotong setengah memanjang. Fitur desainnya adalah efisiensi unit mencapai maksimum pada kecepatan blade 2 kali lebih kecil dari kecepatan angin. Oleh karena itu, Anda tidak boleh mencoba meningkatkan kecepatan untuk turbin angin vertikal.
Model Horisontal
Tidak seperti generator vertikal, turbin angin buatan sendiri dengan baling-baling memiliki efisiensi yang lebih tinggi dengan peningkatan kecepatan bilah. Tetapi elemen sekrup yang banyak dan sempit tidak berkontribusi pada pekerjaan yang lebih baik: dengan tekanan angin yang kuat, mereka tidak punya waktu untuk memutar poros karena bantalan udara yang terbentuk di depan sekrup.
Turbin angin multi-bilah do-it-yourself untuk rumah paling baik dilakukan di daerah dengan angin yang tidak terlalu kencang. Jika kekuatan angin di wilayah tersebut sering melebihi 10-15 m per detik, masuk akal untuk membangun kincir angin dengan 2-3 bilah. Kedua tipe tersebut mampu mulai bekerja pada kecepatan aliran udara sekitar 2-3 m per detik.
Model horizontal membutuhkan pemasangan tiang tinggi (6-12 m).Untuk menghindari pekerjaan di ketinggian selama pemeliharaan, pengrajin memasang mekanisme lipat paling sederhana - sumbu - di dasar tiang. Untuk stabilitas struktur dengan beban angin yang kuat, diperlukan bresing cable-stayed untuk menahan rak dalam posisi vertikal.
Nacelle dengan generator dan baling-baling harus dipasang pada bantalan dan dilengkapi dengan bulu baling-baling sehingga baling-baling selalu mengambil posisi yang menguntungkan relatif terhadap angin. Kabel yang membawa arus harus ditempatkan sedemikian rupa sehingga tidak terpuntir ketika nacelle berputar, mengganggu atau putus. Oleh karena itu, mereka dilakukan di dalam tiang tubular.
Bagaimana cara membuat generator angin 220V?
Pekerjaan pembuatan turbin angin harus dimulai dengan menentukan daya unit yang diperlukan:
- untuk menerangi beberapa ruangan, cukup memiliki generator dengan daya kurang dari 1 kW; itu akan memberikan daya ke lampu pijar atau hemat energi, dan selain itu dimungkinkan untuk menyalakan laptop atau TV ke jaringan;
- generator angin buatan sendiri dengan kapasitas 5 kW akan menyediakan listrik untuk peralatan rumah tangga (kulkas, mesin cuci, kompor, dll.);
- untuk memindahkan rumah sepenuhnya ke pasokan listrik otonom, Anda memerlukan generator yang kuat dengan kapasitas lebih dari 20 kW.
Anda dapat membuat generator sendiri atau menyesuaikan rakitan yang sesuai yang dikeluarkan dari mobil lama. Dengan cara ini, dimungkinkan untuk memastikan produksi arus hingga 2-3 kW. Untuk membuat generator angin 220V do-it-yourself yang lebih kuat, Anda perlu menghitung secara akurat jumlah gulungan dan putaran kawat, ukuran dan jumlah magnet pada rotor, dan parameter sayap bilah.
Desain sederhana
Untuk desain paling sederhana dengan daya sekitar 1-1,5 kW, Anda akan membutuhkan:
- genset mobil (12 V);
- baterai asam (12 V);
- tombol sakelar (12 V);
- konverter arus 700-1500 V dan 12-220 V;
- kapasitas besar logam;
- baut, ring, mur;
- klem untuk mengencangkan generator (2 pcs.).
Di katrol generator mobil, Anda perlu membuat lubang simetris untuk baut. Bagilah keliling wadah menjadi 4 bagian yang sama. Pisau potong:
- di sisi wadah, tandai persegi panjang sesuai dengan tanda untuk membagi lingkaran;
- temukan bagian tengah vertikal dari setiap elemen;
- tandai bagian atas dan bawah wadah dengan pelek padat selebar 3-5 cm;
- potong logam di antara persegi panjang individu ke garis pelek;
- buat potongan di sepanjang batas atas dan bawah markup sehingga bagian tengah persegi panjang tetap utuh dan terhubung ke pelek;
- menyebarkan setiap bilah relatif terhadap sumbu tengah;
- tentukan bagian tengah round bottom, tandai letak lubang baut sesuai dengan letaknya pada pulley generator.
Saat menyebarkan sayap, ada baiknya menentukan arah rotasi roda angin untuk mengeluarkan bagian-bagian pesawat yang diperlukan. Untuk memastikan beban yang sama pada semua bilah, sudut rotasinya harus diukur.
Perakitan struktur terdiri dari mengunci katrol generator dan bagian bawah tangki. Setelah itu, pangkalan disiapkan untuk pemasangan generator angin (tiang yang terbuat dari pipa tebal setinggi sekitar 2 m). Paling mudah untuk memasang generator dengan klem dengan diameter yang sesuai. Untuk mengisi baterai, arus dari generator harus melewati penyearah, koneksi harus dilakukan menggunakan sirkuit listrik mobil.
Generator buatan sendiri untuk turbin angin berbilah
Unit untuk generator angin horizontal dapat dirakit dari hub roda dari mobil atau motor listrik dari mesin cuci dapat digunakan. Untuk bekerja, Anda perlu membeli magnet yang terbuat dari neodymium (paduan niobium). Lebih baik mengambil elemen persegi panjang.
Anda dapat menentukan jumlahnya dengan jumlah kumparan, jika mesin digunakan. Untuk generator tiga fase, jumlah magnet harus 2/3 dari jumlah kumparan, dan untuk generator satu fase, itu harus sesuai dengannya. Praktisi master menyarankan untuk memilih generator tiga fase.
Saat menggunakan motor dari mesin cuci, magnet harus direkatkan ke rotor motor. Jika hub roda digunakan, magnet ditempatkan pada lingkaran baja lembaran setebal sekitar 5 mm. Saat memasang rotor, ikuti aturan:
- Jarak antar magnet harus sama. Elemen persegi panjang pada hub memiliki sisi panjang di sepanjang jari-jari lingkaran, dan pada poros motor - di sepanjang sumbu longitudinalnya.
- Sebelum bekerja, Anda perlu menentukan dan menandai kutub magnet. Mereka dipasang sehingga elemen yang berlawanan memiliki polaritas yang berbeda. Saat menempatkan magnet, ganti kutub positif dan negatif dari bagian yang berdekatan.
- Untuk menjaga magnet tetap kuat di permukaan rotor, disarankan untuk mengisinya dengan epoksi.
Saat menggunakan poros motor sebagai rotor, bagian dipasang di tempatnya di belitan dan pengoperasian struktur diperiksa dengan menerapkan probe voltmeter ke kabel dan memutar poros dengan bor.
Jika hub digunakan, maka gulungan dililit secara independen dari kawat tembaga berenamel dengan penampang 1 mm.Setiap kumparan harus terdiri dari 60 putaran dan memiliki ketinggian 9 mm. Kumparan harus dipasang pada bagian datar dari hub roda.
Untuk generator tiga fase, sambungkan ujung kabel seperti ini:
- biarkan terminal luar 1 koil bebas, dan hubungkan terminal dalam ke terminal luar sebanyak 4;
- hubungkan kabel dalam 4 gulungan dengan yang luar pada 7 dan lanjutkan ke ujung, sambungkan bagian belitan setiap 2 buah; pada yang terakhir, ujung bagian dalam yang bebas harus tetap ada, yang mudah dipelintir dengan output yang sudah ditinggalkan atau ditandai secara berbeda;
- ulangi proses dengan 2 gulungan, sambungkan kabel sesuai dengan prinsip yang sama setiap 2 elemen;
- lakukan hal yang sama dengan 3 gulungan dan sisanya tidak terhubung.
Di akhir pekerjaan, master akan memiliki 6 pin terpisah. Gulungan harus diisi dengan epoksi dan dikeringkan.
Kemudian, di bantalan hub, Anda perlu menjepit poros, tempat cincin rotor dipasang magnet. Kesenjangan antara bidang bagian adalah 1-1,5 mm. Periksa keberadaan arus di terminal, pasang kincir angin dan pasang di tiang.
Layanan peralatan
Selama pengoperasian kincir angin, sebulan sekali, perlu untuk melakukan pemeriksaan umum pengencang, memeriksa sistem kelistrikan untuk ketidakseimbangan tegangan, pengontrol dalam kondisi baik, dan kabel dikencangkan secara merata. Untuk operasi tanpa gangguan, setiap 3-4 bulan sekali, ada baiknya memeriksa koneksi terminal baterai, memeriksa level elektrolit dan oli di gearbox generator.
Inspeksi tahunan termasuk memeriksa permukaan bilah, menentukan kinerja bantalan dan menggantinya. Selama periode ini, level elektrolit juga diisi ulang, oli ditambahkan ke gearbox. Pemeliharaan tahunan melibatkan pemeriksaan semua node untuk operabilitas.
Artikel serupa:
