Cómo hacer un generador de viento
La instalación de una turbina eólica es una excelente alternativa a las fuentes de energía tradicionales. Pero el costo de las turbinas eólicas es bastante alto, es mucho más fácil hacer una turbina eólica con sus propias manos. Antes de comenzar este proceso, debe familiarizarse con el principio de funcionamiento y los tipos de turbinas eólicas, y luego ir a las instrucciones sobre cómo hacer una turbina eólica..
Tabla de contenido:
El principio de funcionamiento y diseño de la turbina eólica.
El principio de funcionamiento de un molino de viento depende directamente de la función principal de este dispositivo: la conversión de la energía eólica mecánica en constante, que se utiliza para proporcionar electricidad a una casa privada o una aldea entera, según la potencia y el número de instalaciones..
La turbina eólica consta de componentes principales y adicionales. Los principales componentes de cada aerogenerador son:
1. Mástiles: dispositivos para mantener la turbina eólica a la altura requerida, en algunos modelos de los aerogeneradores más potentes, la longitud del mástil alcanza los 200 m. La altura del mástil determina la velocidad y la estabilidad de la turbina eólica.
2. Palas de turbina eólica: dispositivos que atrapan el viento y accionan el generador..
3. Generadores: dispositivos para convertir la energía eólica mecánica en eléctrica..
Además de los componentes principales, las turbinas eólicas están equipadas con componentes adicionales que ayudan a mejorar el generador eólico para garantizar una total independencia de las fuentes tradicionales de electricidad..
Componentes adicionales de la turbina eólica:
- controladores: dispositivos que son responsables de la dirección de las palas, brindan una protección de alta calidad del molino de viento y controlan la carga de la batería;
- Baterías recargables: se utilizan para almacenar energía en fuertes ráfagas de viento. Las baterías realizan la función adicional de ecualizar y estabilizar la energía;
- medidor de viento o anemoscopio: un dispositivo para recopilar y almacenar datos sobre las características de calidad del viento. Los anemoscopios son los encargados de determinar la velocidad, dirección y ráfagas de viento;
- Automatizadores de fuente de energía compartida: si hay varias fuentes de energía, por ejemplo, un generador de viento y un generador de diesel o gasolina, estos dispositivos cambian una fuente de energía a otra;
- inversor: un convertidor de electricidad directa a electricidad alterna, que garantiza el buen funcionamiento de la mayoría de los equipos eléctricos..
El viento que golpea las palas del molino de viento impulsa todo el mecanismo del dispositivo. Durante el movimiento del mecanismo de viento, se genera una corriente alterna, que primero ingresa al controlador del aerogenerador y se procesa en una constante. La corriente continua en el inversor se convierte en corriente alterna monofásica y suministra electricidad a la casa u otro edificio. La corriente residual se acumula en las baterías, que se encargan del suministro de energía, en un momento en que no hay viento y el aerogenerador no es capaz de generar electricidad..
El aerogenerador se utiliza en paralelo con las siguientes fuentes de energía:
- un generador de viento que funciona con baterías recargables;
- operación de una turbina eólica en paralelo con acumuladores y baterías solares;
- el uso de un generador de diesel, gas o gasolina junto con una turbina eólica;
- Fuente de alimentación en paralelo mediante un generador eólico y una red eléctrica tradicional..
Beneficios de instalar una turbina eólica
La instalación de un generador eólico le permite obtener una fuente de alimentación respetuosa con el medio ambiente, segura y confiable, tanto para un hogar como para una gran empresa o una aldea entera. Además, los generadores eólicos se instalan en lugares remotos donde es imposible utilizar la fuente de alimentación tradicional, por ejemplo, en barcos o yates..
La instalación de una turbina eólica reduce significativamente los costos de electricidad. Habiendo gastado una vez en un generador eólico de alta calidad, ya no tiene que gastar dinero en pagar facturas mensuales de electricidad, más es posible diseñar una turbina eólica casera, que costará varias veces más barata que una comprada.
El aerogenerador funciona al máximo en el período otoño-invierno, cuando la prevalencia del viento es máxima. Al mismo tiempo, aumenta la necesidad de electricidad, ya que es necesario utilizar electricidad para calefacción..
El aerogenerador funciona en paralelo con otras fuentes de energía. Entonces, por ejemplo, en invierno y otoño, es posible usar un generador eólico, y en verano y primavera, paneles solares..
Cálculo de potencia de turbina eólica
La potencia de una turbina eólica depende del tipo de terreno y la cantidad de electricidad consumida, por lo tanto, la elección de un aerogenerador es totalmente coherente con las características individuales del consumidor..
Para determinar la potencia de una turbina eólica, debe averiguar la potencia de salida nominal de la turbina eólica, que depende de la potencia del inversor. La potencia de salida está determinada por la cantidad de electricidad consumida. La forma más sencilla de determinar la potencia nominal de salida es calcular el consumo medio de electricidad; para ello, cobrar las facturas de electricidad del último año, determinar la cantidad total de electricidad y dividir la cantidad por 12..
A continuación, debe determinar la velocidad promedio del viento en la región de la futura instalación de la turbina eólica. Esta información se encuentra en el centro meteorológico más cercano..
Fórmula para calcular la potencia de una turbina eólica:
P = 0,5 * rho * S * Cp * V3 * ng * nb. P es el indicador de potencia del generador eólico, rho es la designación de la densidad del aire, S es el indicador del área de lanzamiento del rotor, Cp es la magnitud del efecto aerodinámico, V es el indicador de velocidad del viento, ng es la eficiencia del radiador , nb es la eficiencia del engranaje.
Variedades de aerogeneradores.
Al colocar turbinas en la superficie de la tierra, los aerogeneradores se dividen en:
- vertical,
- horizontal.
La turbina de un aerogenerador vertical está ubicada perpendicular a la superficie del sitio en el que está instalada la turbina eólica, y el aerogenerador horizontal tiene una turbina ubicada paralela a la superficie de la tierra..
Las turbinas eólicas verticales tienen varias variedades:
1. Turbina eólica vertical estándar – caracterizada por la presencia de un eje de rotación vertical y dos cilindros. El molino de viento vertical realiza movimientos de rotación constantes. La desventaja de un molino de viento de este tipo es el bajo consumo de energía eólica..
2. La turbina eólica vertical rotativa se caracteriza por la presencia de un rotor, que reduce la carga total sobre los cojinetes de la turbina eólica, extendiendo así las líneas de operación del dispositivo. Las desventajas de una turbina eólica rotativa son la instalación compleja y el alto costo..
3. Un molino de viento con un eje de rotación vertical con un rotor helicoidal se caracteriza por la presencia de palas giratorias, que son responsables de la uniformidad de la rotación del viento..
4. El aerogenerador vertical de tipo ortogonal no requiere vientos fuertes y funciona incluso con la más mínima velocidad del viento de 0,7 m / s. Las ventajas de un aerogenerador ortogonal son un funcionamiento silencioso, un alto nivel de seguridad y buenas características técnicas. Las desventajas de las turbinas eólicas ortogonales incluyen palas masivas y una instalación difícil..
Los molinos de viento horizontales se caracterizan por la mayor eficiencia y la presencia de una dependencia, que es responsable de encontrar el viento. Las turbinas eólicas horizontales funcionan solo a una velocidad del viento de al menos 2-2,5 m / s.
Entre los aerogeneradores horizontales se encuentran:
- turbinas eólicas de una sola pala, que se caracterizan por su bajo peso y facilidad de instalación;
- los molinos de viento de dos palas tienen dos palas y revoluciones bastante altas;
- los molinos de viento de tres palas tienen un número óptimo de palas y se utilizan en el suministro de energía de casas privadas;
- Las turbinas eólicas de múltiples palas se utilizan para operar estaciones de bombeo o tratamiento de agua..
Dependiendo del material del que estén hechas las palas, se emiten molinos de viento:
- con palas rígidas: metal o fibra de vidrio;
- con palas de vela.
En relación al paso del tornillo, existen:
- generadores eólicos de paso fijo;
- turbinas eólicas de paso medible.
Dependiendo del ámbito de uso, las turbinas eólicas se dividen en:
- industrial;
- hogar.
Los molinos de viento industriales ocupan sitios enteros y generan enormes cantidades de electricidad. Dichos dispositivos se fabrican en fábricas especiales..
Los generadores eólicos domésticos se pueden fabricar de forma independiente. Dichos dispositivos son menos potentes y se caracterizan por su simplicidad y facilidad de construcción..
Hacer una turbina eólica casera
Herramientas para el trabajo:
- maquina de soldar;
- taladro eléctrico;
- destornillador;
- maquina de soldar.
Considere las instrucciones para hacer un generador vertical con sus propias manos:
1. En primer lugar, es necesario calcular la potencia del dispositivo y decidir la elección de un generador para la turbina eólica. Está permitido utilizar un generador de automóvil como generador. Pero, el uso de un generador de un automóvil tiene varias desventajas: la velocidad de rotación de las palas debe ser lo suficientemente alta para garantizar el funcionamiento ininterrumpido del molino de viento, se requiere una batería adicional para encender dicho dispositivo, el generador del automóvil es pesado y sobrecarga la estructura general de la turbina eólica. El mejor generador para una turbina eólica sería un motor de CC o motores eléctricos que se utilizaron en las computadoras electrónicas del siglo pasado. Compre estos dispositivos en el mercado de la radio..
2. Para optimizar el funcionamiento de la turbina eólica, se debe utilizar una caja de cambios tipo cadena o correa. La caja de cambios tipo correa es más fácil de fabricar y la caja de cambios tipo cadena proporciona una alta confiabilidad del dispositivo..
3. Usamos un reductor de cadena en el dispositivo fabricado. Para fabricar una caja de cambios de este tipo, es necesario conectar el rotor y el generador con una cadena de bicicleta vieja..
4. Use pernos o tubería de plástico con abrazaderas para sujetar el generador. Rellene las áreas donde se encuentran los puntos de fijación con silicona o pegamento.
5. Consejos para hacer un rotor:
- la eficiencia del aerogenerador depende del nivel de equilibrio del rotor;
- para la fabricación de palas para un molino de viento, use tubos de aluminio o plástico de dos milímetros con un diámetro de 6-8 cm;
- el tamaño de las palas depende de la velocidad del viento: las palas grandes funcionan mejor con vientos suaves, pero tienen una velocidad de rotación baja y las palas estrechas giran más rápido, pero requieren un viento fuerte para funcionar;
- Es mejor construir palas removibles de tamaño mediano para que en un viento débil se puedan quitar y en un viento fuerte se puedan instalar..
6. Utilice trozos de tubería de acero para construir el mástil. El mástil debe constar de varias secciones para facilitar la instalación y el transporte de la turbina eólica. Como mástil se utilizan torres de antena o mástiles telescópicos..
7. La instalación de una bisagra adicional en el mástil protegerá al aerogenerador de sobrecargas durante fuertes ráfagas de viento..
8. Para hacer la cola de la turbina eólica, tome un trozo de tubería o un ángulo y coloque una pala vertical en el extremo del segmento..
9. Los elementos principales del panel de control son la presencia de un voltímetro, amperímetro, resistencia de alambre de balasto y puente de diodos. Cuando mueve el control deslizante de la resistencia a la posición extrema, el circuito se abre y la resistencia comienza a funcionar. La resistencia proporciona una parada de emergencia para el generador. La corriente máxima que puede soportar una resistencia de 20-35 A en medio minuto.
10. Utilice un convertidor de tipo comercial o fuentes de alimentación ininterrumpidas antiguas para computadoras como inversor..
Diagrama del generador de viento:
Instalación de un aerogenerador
1. Determine dónde instalar el mástil del aerogenerador: techo o plataforma. Si el mástil se instala en el sitio, se deben verter los cimientos y se debe instalar un anillo de anclaje para asegurar el mástil..
2. El siguiente paso es ensamblar y conectar las secciones del mástil..
3. Después de ensamblar el mástil, fije el generador con pernos o abrazaderas..
4. Coloque las palas en el rotor. Conecte el rotor al mástil.
5. Instale sensores de dirección del viento.
6. Instale y asegure la turbina eólica.
7. Conecta e inicia el dispositivo..