Generador eólico de bricolaje a partir de un generador de automóvil: tecnología de montaje de turbinas eólicas y análisis de errores

Las turbinas eólicas son una alternativa prometedora a la energía tradicional.La energía eólica, convertida en electricidad, promete ser barata, fácil de producir y de bajo coste. Y si tenemos en cuenta las facturas que llegan ahora por la electricidad, entonces, para ahorrar dinero, merece la pena intentar construir tu propio generador eólico, ¿no te parece?

Hay ejemplos reales de creación de instalaciones que generan una cantidad decente de energía. Sin embargo, las capacidades de las turbinas eólicas todavía están muy por delante de las de los competidores que pueden soportar el método tradicional de generación de electricidad.

Hemos presentado una guía, tras la cual podrá ensamblar un generador eólico a partir de un generador de automóvil con sus propias manos. El artículo que se ofrece a su atención analiza en detalle los errores comunes que se cometen al diseñar turbinas eólicas. Para mayor claridad, el artículo va acompañado de materiales temáticos de fotografías y videos.

Sobre molinos de viento caseros para el hogar.

El interés particular por la energía eólica se manifiesta a nivel de los hogares. Esto es comprensible si echa un vistazo a la siguiente factura de energía consumida. Por ello, todo tipo de artesanos son cada vez más activos, aprovechando todas las posibilidades para obtener electricidad a bajo coste.

Una de estas posibilidades, bastante real, está estrechamente relacionada con un molino de viento procedente del generador de un coche. Un dispositivo ya preparado, un generador de coche, sólo necesita ser equipado cuchillas correctamente hechas, para poder retirar algún valor de energía eléctrica de los terminales del generador.

Es cierto que funcionará eficazmente solo si hace viento.

Un ejemplo de la práctica del uso doméstico de generadores eólicos. Un diseño de molino de viento práctico, bien desarrollado y bastante eficaz. Se instala una hélice de tres palas, lo cual es poco común en los dispositivos domésticos.

El uso de prácticamente cualquier generador de automóvil es aceptable para construir un molino de viento. Pero normalmente intentan elegir un modelo potente para el trabajo, capaz de suministrar corrientes elevadas. Aquí, el diseño de generadores de camiones, grandes autobuses de pasajeros, tractores, etc. está en la cima de su popularidad.

Además del generador, para fabricar un molino de viento necesitarás varios componentes:

• hélice de dos o tres palas;
• Batería de coche;
• cable eléctrico;
• mástil, elementos de soporte, sujetadores.

El diseño de la hélice con dos o tres palas se considera el más óptimo para un aerogenerador clásico. Pero un proyecto doméstico suele estar lejos de ser un clásico de la ingeniería. Por lo tanto, la mayoría de las veces intentan seleccionar tornillos ya preparados para la estructura de una casa.

Un impulsor de un ventilador de automóvil que se utilizará como hélice para una turbina eólica doméstica. La ligereza y la gran superficie útil para la fuerza aérea permiten el uso de este tipo de opciones.

Este, por ejemplo, podría ser un impulsor de una unidad externa de un sistema de aire acondicionado split o de un ventilador del mismo coche. Pero si quieres seguir la tradición de construir generadores eólicos, tendrás que construir la hélice del molino de principio a fin con tus propias manos.

Antes de decidirse a montar e instalar un generador eólico, conviene evaluar los datos climáticos del sitio y calcular la recuperación de la inversión. Para ello será de gran ayuda disponer de información muy artículo interesante, que recomendamos para familiarizarse.

Tecnología de montaje de aerogeneradores.

La base óptima para un molino de viento doméstico parece ser el modelo AT-700, tomado de un tractor de la serie DT. Es cierto que este generador de tractor en su forma original está diseñado para velocidades de rotor de hasta 6000 rpm. Para el diseño de un molino de viento doméstico, este parámetro es claramente excesivo.

Hay dos formas de salir de esta situación:

1. Utilice algún tipo de caja de cambios multiplicadora que proporcione la relación de transmisión requerida.
2. Rebobine el devanado del estator AT-700 existente a baja velocidad.

En principio, se pueden realizar ambas opciones para actualizar el dispositivo. Pero, a juzgar por las revisiones de diseñadores consumados, la opción de rebobinar el devanado del estator es más aceptable. Además, si se tiene en cuenta el peso del propio generador AT-700, se alcanzan los 6 kg.

Generador de tractor AT-700. Sobre la base de este dispositivo, que tiene un alto rendimiento de corriente, se han desarrollado numerosos proyectos en el sector doméstico. Pero necesita un poco de modernización.

Si el dispositivo se complementa con una caja de cambios, el peso del módulo total se duplicará. Y este es un parámetro importante para el diseño de una turbina eólica. Siempre estamos tratando de reducir el peso.

Cuando se utiliza el generador K 701 en el diseño de una turbina eólica, se requerirá cierta modernización:

Paso 1. Hélice de turbina eólica

El material para la fabricación de las palas de la hélice es un tubo de aluminio fundido (d = 200 mm) de 0,7 - 1,0 m de largo, inicialmente se corta a lo largo en cuatro secciones y luego se cortan palas de la forma requerida de dos o tres resultantes. partes.

Dado que el aluminio es un material que se puede procesar fácilmente, cortar un trozo de tubo con la forma de hoja deseada no es un problema. Lo principal es calcular y dibujar correctamente la plantilla.

Las palas fabricadas de la futura hélice deben fijarse y montarse de alguna manera en el eje del generador. Este trabajo es más complejo y requiere un equilibrio preciso, especialmente cuando se realiza una estructura de tres palas.Hay muchas opciones para hacer un disco de hélice. Una de ellas es crear esta pieza a partir de placas de aluminio.

Deberá calcular el diámetro del disco de la hélice teniendo en cuenta el metro de longitud de las palas. Para una envergadura de 2 metros, el diámetro estimado del disco puede ser de 150 a 200 mm. Según el diámetro calculado, se corta de chapa de aluminio el número necesario de placas redondas (6-7 piezas).

Un ejemplo de fabricación de la hélice de un generador eólico a partir de un tubo de aluminio de doscientos milímetros, utilizado en campos agrícolas para regar los cultivos. El resultado es un diseño ligero y eficiente.

Las placas redondas cortadas se colocan una encima de otra, se alinean a lo largo de los bordes y se fijan. Para unir, lo mejor es utilizar pegamento epoxi de alta calidad. Pero también son posibles otros métodos de fijación.

En el disco encolado terminado, es necesario marcar y perforar un orificio en el punto central para montarlo en el eje del generador. Modifique el orificio con una chaveta para que coincida con el tamaño de la chaveta instalada en el eje del rotor del generador.

El disco de la hélice así preparado está marcado para el montaje de las palas. Taladre agujeros a lo largo de las líneas marcadas para los pernos de montaje de los soportes. Estas piezas también están fabricadas en aluminio con un espesor seleccionado suficiente para compensar las fuerzas transmitidas.

Todo lo que queda es unir las cuchillas previamente hechas al disco en los puntos de conexión previstos, equilibrarlas sobre una superficie plana y asegurarlas con pernos.

Paso 2. Hacer un mástil a partir de una tubería

El tractor generador AT-700, equipado con una hélice casera, ya es un auténtico molino de viento. Para obtener el máximo efecto de la estructura, es aconsejable elevarla entre 5 y 7 metros y también proporcionar un movimiento circular de 360°.

Por lo tanto, la veleta se coloca sobre un mástil, que es más fácil de hacer a base de un tubo de metal.

Mástil instalado de tubo metálico de 50 mm de diámetro con un aerogenerador en la parte superior. Para garantizar la estabilidad del mástil, se utilizan tirantes hechos de cable metálico.

Un mástil de 5 a 7 metros de altura, equipado con un generador eólico en la parte superior, experimentará cargas importantes. En consecuencia, el diámetro del tubo metálico debe ser bastante grande: al menos 50 mm de tamaño exterior.

El mástil está asegurado por cuatro tirantes, fijados desde arriba más cerca del molino y tensados ​​uno contra el otro.

Un par de cojinetes adecuados se colocan a presión debajo del borde superior del tubo del mástil, en la zona interior, o se fijan de otro modo. Este será un bloque giratorio de soporte donde encajará una veleta con un generador y una hélice. Solo queda hacer la veleta e instalar en ella todo el equipo necesario.

Paso 3. Cómo hacer una veleta de aluminio.

Se recomienda hacer una estructura de veleta, en un extremo de la cual hay un lugar para un generador de automóvil con hélice, y en el otro, un lugar para un "vástago", hecho de un material liviano y duradero.

Por ejemplo, un tubo de aluminio con perfil rectangular encajaría perfectamente debajo de la base. Para sujetar el generador al tubo perfilado, es más conveniente utilizar abrazaderas hechas de cinta de metal blando (preferiblemente inoxidable).

Un ejemplo de un posible montaje de la carcasa de un generador en un tubo perfilado de una veleta. Utiliza un marco de metal con soportes atornillados delanteros y traseros.

La cola de la veleta se puede construir con la misma lámina de aluminio y fijarla al tubo perfilado con esquinas.En el punto del centro de gravedad, en el tubo perfilado, es necesario reforzar un pasador metálico de acero inoxidable.

Esta pieza tiene la forma de un perno largo (250-300 mm), con un diámetro de unos 30 mm (calculado), que atraviesa el cuerpo del tubo perfilado de aluminio y se fija desde abajo con una tuerca. Se coloca una contratuerca encima de la tuerca.

El diámetro de la rosca del perno debe ser ligeramente menor que el diámetro interno de los anillos de rodamiento presionados en el tubo del mástil. Se perfora un orificio de 7 a 10 mm en el centro del perno, a lo largo de su eje. El cable eléctrico del generador pasará por este orificio y bajará por la tubería hasta el punto de conexión.

Etapa 4. Instalación y conexión de aerogeneradores.

Después de todos los preparativos descritos (necesariamente en condiciones climáticas tranquilas), proceda a la instalación:

1. Un generador de tractor se fija a la base de la veleta con abrazaderas.
2. Levante el mástil del suelo entre 1,5 y 2 metros e instale la veleta con un perno de soporte en los cojinetes.
3. Al mismo tiempo, pase el cable del generador a través del cuerpo del perno y más adentro de la tubería hasta el punto de salida inferior.
4. Además, justo debajo de la base de la veleta, se instala rígidamente un limitador, que permite que la veleta gire 360° en una dirección u otra, pero nada más.
5. Finalmente se levanta el mástil y se refuerza con tirantes de cable.
6. Conecte los extremos del cable al dispositivo receptor (generalmente a través de controlador a la batería).

En este punto, la construcción del aerogenerador se puede considerar completa. Sin embargo, todavía quedan muchos detalles individuales del proceso con los que tendrá que lidiar durante el uso del dispositivo.

Diagrama de bloques de una turbina eólica completa: 1 – turbina eólica, 2 – convertidor de carga de batería; 3 – batería de coche; 4 – inversor 24/220; 5.6 – salidas de tensión 220V y 24V

Estos detalles ya están asociados a la automatización que regula la acumulación y distribución de energía. Dispositivos como un controlador de carga, un inversor de corriente y otros son componentes obligatorios de los generadores eólicos.

Foto de ejemplo de montaje de un molino de viento paso a paso.

Consideremos un ejemplo de construcción de un molino de viento de 24 V montado sobre la base de un generador de automóvil. El producto casero comienza a funcionar de manera estable con una fuerza del viento de 5 m/s. En tiempo de viento moderado con rachas de 15 m/s, la instalación suministra de 8 a 11 A; en días con viento fuerte, la eficiencia aumenta. Potencia no más de 300 W.

De hecho, todo el trabajo está hecho, sólo queda conectar los distintos componentes de una instalación útil para la vida cotidiana:

La instalación de construcción propia desarrolla 24 V y puede utilizarse para cargar baterías de equipos móviles y para suministrar energía a líneas de iluminación con lámparas de bajo consumo.

Análisis de errores de diseño.

Montar un generador eólico en casa con sus propias manos no es, por supuesto, una tarea infalible.Incluso en el diseño de turbinas eólicas industriales, los ingenieros cometen errores. Pero aprenden de los errores, como lo demuestran las estructuras domésticas bien establecidas.

Entonces, entre los errores en el diseño de los generadores eólicos domésticos, a menudo aparece un detalle como la ausencia de un módulo de frenado en el diseño del generador. La versión estándar de dichos dispositivos (automóvil o tractor) no incluye dicha pieza. Esto significa que es necesario modificar el generador.

Sin embargo, no todos los “diseñadores” quieren abordar este delicado asunto. Mucha gente ignora este detalle y espera un "tal vez". Como resultado, con vientos fuertes la hélice gira a velocidades increíblemente altas. Los cojinetes del generador no pueden soportarlo y rompen los asientos de las tapas de aluminio. El rotor queda atascado.

Generador eólico destruido debido a defectos de diseño. Los errores en el diseño e instalación de tales estructuras tienen graves consecuencias.

El mismo problema se relaciona con el defecto asociado a la falta de un limitador de rotación de la veleta. A menudo, este componente simplemente se olvida y se recuerda solo cuando las corrientes de viento comienzan a hacer girar el "gallo" alrededor de su eje, como la peonza del programa "¿Qué?" ¿Dónde? ¿Cuando?". El resultado es desastroso.

El daño mínimo es la torsión y rotura del cable eléctrico y, en casos graves, la destrucción de toda la estructura.

Otro error de montaje destacable fue el cálculo incorrecto del punto del centro de gravedad en la base de la veleta. En este caso, es posible que el dispositivo funcione normalmente durante algún tiempo. Pero con el tiempo, se forma una desalineación en el conjunto del cojinete, la libertad de rotación es limitada y la eficiencia de la estructura en términos de producción de energía disminuye drásticamente.

Cómo calcular correctamente el generador eólico, aprenderás del artículo que te hemos propuesto.

A menudo intentan alimentar la batería directamente con la corriente recibida del generador. Muy pronto empiezan a preguntarse por qué la batería no retiene la carga o descubren una avería en 2-3 latas.

Este es un error banal y natural, ya que en cualquier caso la batería debe cargarse en condiciones de determinadas corrientes y voltajes. Aquí necesitamos el control de este proceso.

Para artesanos del hogar interesados ​​en el tema. conjuntos de generadores eólicos, le sugerimos que se familiarice con otra opción original. Este artículo describe la fabricación de una unidad generadora a partir de piezas de desecho de una lavadora.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Incluso un destornillador eléctrico común y corriente puede convertirse en un molino de viento si conoce los conceptos básicos de un generador eólico.

El interés por los aerogeneradores no disminuye. Por el contrario, los propietarios de propiedades rurales consideran cada vez más esta posibilidad de producir energía eléctrica.

Obviamente, si se combinan varios tipos de energía a la vez (eólica, solar, turbinas hidráulicas o centrales nucleares), dicha combinación puede tener un efecto económico. En este caso, el riesgo del usuario de quedarse sin electricidad se reduce a cero.

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