เครื่องกำเนิดลมและโครงสร้างแนวตั้งและแนวนอน ลักษณะและประเภทหลักในการแปลงพลังงานลม กังหันลมเรือใบ: การวิเคราะห์การออกแบบและตัวอย่างการใช้งาน กังหันลมเรือใบ

ดูเหมือนนานพอที่จะมีเวลาซื้อตัวเลือกการออกแบบมากมาย หนึ่งในตัวเลือกการออกแบบที่เก่า แต่ยังคงใช้และพัฒนาได้สำเร็จคือโรเตอร์ใบเรือ ความทนทานของการออกแบบเกิดจากความไวสูง - สี่เหลี่ยมใหญ่ใบมีดช่วยให้คุณรับพลังงานลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สำหรับกระแสน้ำความเร็วต่ำ เมื่อกระแสน้ำปกติยังไม่ถูกปล่อยออกมา เรือใบก็กำลังหมุนและสร้างพลังงานอยู่แล้ว ข้อดีเหล่านี้บังคับให้นักออกแบบปรับปรุงการออกแบบอย่างต่อเนื่องและสร้างการออกแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

กังหันลม-ปั๊มน้ำ

ต้นแบบของกังหันลมในปัจจุบันคือกังหันลม. เขาแปลงพลังงานลมเป็นแบบหมุนแล้วเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ โดยบังคับให้ปั๊มที่จ่ายน้ำจากบ่อขึ้นสู่ผิวน้ำต้องเคลื่อนที่ การออกแบบนั้นเรียบง่ายและน่าเชื่อถือมาก กังหันลมดังกล่าวยังคงมีอยู่

เป็นที่น่าสังเกตว่า รูปร่างกังหันลมนั้นแทบจะเหมือนกับรุ่นปัจจุบัน แม้ว่าจะผ่านไปกว่า 100 ปีแล้วนับตั้งแต่มีการออกแบบอุตสาหกรรมครั้งแรกก็ตาม ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือใบมีดดีบุกของรุ่นเก่าและใบมีดผ้านุ่มของสมัยใหม่

กังหันลมสมัยใหม่พร้อมโรเตอร์ใบเรือ

การออกแบบปัจจุบันทำหน้าที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย พวกมันผลิตกระแสไฟฟ้าแม้ว่าหลักการทำงานจะยังคงเหมือนเดิม - เปลี่ยนพลังงานลมเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน

ด้วยการถือกำเนิดของเทคโนโลยีและวัสดุใหม่ ๆ รูปลักษณ์ของใบโรเตอร์ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ปัจจุบันใบมีดกลายเป็นโครงรูปกลีบดอกไม้ที่ทำจากท่อ ใบเรือที่ทำจากผ้าใยสังเคราะห์ที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งไม่กลัวความชื้นหรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะถูกยืดออกไป บางครั้งกรอบก็ไม่มีรูปทรงปิดคล้ายตัวอักษร "G"

โดยปกติแล้วใบเรือจะมี รูปสามเหลี่ยมโดยมียอดอยู่ตรงกลางการหมุน ด้านหนึ่งของสามเหลี่ยมที่อยู่ติดกับจุดยอดไม่ได้ติดกับกรอบ ภายใต้แรงดันลม มันจะโค้งงอเล็กน้อย ทำให้เกิดใบพัดที่มีโปรไฟล์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแรงลมที่กำหนด การหมุนเริ่มต้นที่ความเร็วลมต่ำ - ที่ความเร็ว 3-4 เมตร/วินาที เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้

ข้อได้เปรียบหลักของเรือใบคือความเรียบง่ายของการออกแบบและความสามารถในการซ่อมแซมหรือผลิตเองทั้งหมด เมื่อเทียบกับใบมีดที่ติดกาวเข้าด้วยกันจากไฟเบอร์กลาสหรือตัดจาก ท่อโพรพิลีนการผลิตและการเปลี่ยนไม่ใช่เรื่องยาก ขณะเดียวกันก็มีการออกแบบเชิงอุตสาหกรรมด้วย โดยปกติแล้วจะผลิตโดยทีมงานเล็กๆ แต่การออกแบบก็น่าสนใจมาก มีหลายรุ่นที่รวมใบเรือและดิฟฟิวเซอร์เข้าด้วยกัน

ใบมีดไม่ได้อยู่ในระนาบ แต่เหมือนกลีบดอกที่เปิดครึ่งดอก ลมที่พัดเข้าสู่ช่องดังกล่าว จะถูกอัดแน่นและกระทำการที่ฐานของใบพัดด้วยแรงสูงสุด ความกดดันในบริเวณนี้ไม่เป็นอันตราย และพลังงานจะถูกถ่ายโอนอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

เรือใบที่มีแกนหมุนในแนวตั้งก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน ส่วนใหญ่แล้วจะทำซ้ำการออกแบบทั่วไป โดยส่วนใหญ่เป็นแบบหมุน โครงสร้างของใบเรือเป็นประเภทเฉพาะซึ่งไม่รวมผลกระทบแบบเดียวกันต่อการทำงานและด้านหลังของใบมีด

เรือใบ DIY

สูง ข้อดีของเครื่องกำเนิดลมเดินเรือทำให้นักชิมงานอดิเรกหลายคนเริ่มสร้างโครงสร้างที่คล้ายกัน ความแตกต่างพื้นฐานสิ่งที่แตกต่างจากกังหันลมประเภทอื่นมีเพียงตัวโรเตอร์เท่านั้นองค์ประกอบการติดตั้งที่เหลือจะเหมือนกันสำหรับเครื่องกำเนิดลมทุกประเภท

ใบพัดแบบใบเรือมีมวลและน้ำหนักต่ำ ซึ่งหมายความว่าความเฉื่อยสถิตต่ำ และภาระบนโครงสร้างรองรับและแบริ่งก็ต่ำเช่นกัน คุณสมบัติอีกประการหนึ่งคือความสามารถของเรือใบในการชี้ตัวเองไปตามลม ซึ่งช่วยลดความซับซ้อนในการสร้างโรเตอร์ เส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดสามารถทำให้ใหญ่ขึ้นได้ ทำให้สามารถรับพลังงานการไหลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

สำหรับ การผลิตใบมีดถูกนำมาใช้ ท่อโลหะ. ทางเลือกทั่วไปคือสร้างวงกลมปิดเหมือนห่วง โดยมีแถบรัศมีแยกออกจากศูนย์กลางซึ่งเป็นส่วนยึดใบเรือ จำนวนของพวกเขาอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความแรงของลมในภูมิภาค - มากกว่า การไหลที่แข็งแกร่งขึ้น, เหล่านั้น จำนวนที่มากขึ้นจะต้องทำใบมีด อัตราส่วนนี้ทำขึ้นเพื่อสร้างช่องจำนวนมากขึ้นในระนาบของใบพัด ช่วยให้ลมไหลผ่านและลดภาระส่วนเกินได้

ใบพัดต้องมีความสมดุลอย่างเหมาะสม นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ (สำหรับผู้ที่สามารถจ่ายไฟให้กับบ้านทั้งหลังได้ จะต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 10 ม.) นอกจากนี้จำเป็นต้องจัดเตรียมความเป็นไปได้ในการเบรกล้อและเปลี่ยนใบเรือหากล้มเหลว กังหันลมติดตั้งอยู่ห่างจากบ้านหรืออาคารและต้องแน่ใจว่าสัมผัสกับกระแสลมที่มีกำลังแรงเพียงพอ

นิเวศวิทยาของการบริโภค วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี: เราสามารถพูดได้ว่ากังหันลมใบเป็นหนึ่งในกังหันลมที่ง่ายที่สุดแต่ในขณะเดียวกันก็เป็นหนึ่งในกังหันลมที่ไม่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีอยู่ ค่า KIEV ของกังหันลมสำหรับแล่นเรือใบต้องไม่สูงกว่า 20% แม้แต่ในทางทฤษฎีก็ตาม

มนุษยชาติใช้ใบเรือมาตั้งแต่สมัยโบราณเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว โดยทั่วไปตราบใดที่เขาจำได้ เมื่อพวกเขาไม่มีความคิดเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์ แต่กังหันลมหมุนอยู่แล้ว และเรือก็แล่นไปแล้ว จริงอยู่ ในสมัยนั้นพวกเขามักจะใช้ใบเรือแบน ในยุคกลางมีการประดิษฐ์ใบเรือขั้นสูงขึ้นซึ่งนำไปสู่การก้าวกระโดดอย่างรวดเร็วในการพัฒนาการนำทางในทันทีและผลที่ตามมา - ดังที่สุด การค้นพบทางภูมิศาสตร์. แต่จนถึงขณะนี้ใบเรือยังคงให้บริการและจะให้บริการผู้คนตราบเท่าที่ลมพัด

กังหันลมแล่นเรือใบมีลักษณะอย่างไรน่าจะชัดเจนสำหรับคุณจากภาพถ่าย โดยไม่ต้องเข้าไปในป่าแห่งอากาศพลศาสตร์เราสามารถพูดได้ว่ากังหันลมใบเป็นหนึ่งในกังหันลมที่ง่ายที่สุด แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นหนึ่งในกังหันลมที่ไม่มีประสิทธิภาพมากที่สุดที่มีอยู่ ค่า KIEV ของกังหันลมสำหรับแล่นเรือใบต้องไม่สูงกว่า 20% แม้แต่ในทางทฤษฎีก็ตาม ซึ่งหมายความว่าคุณจะได้รับเพียง 1/5 ของพลังลมที่พัดกระทบใบกังหันลม ตัวอย่างเช่น หากลมพัดด้วยความเร็ว 5 เมตร/วินาที และกังหันลมของคุณมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เมตร พลังงานลมที่พัดจะอยู่ที่ประมาณ 1500 วัตต์ คุณสามารถเอาพลังงานออกจากกังหันลมได้เพียง 300 วัตต์เท่านั้น (อย่างดีที่สุด) และนี่คือจากโครงสร้างห้าเมตร!

โชคดีที่ KIEV ต่ำเท่านั้น (ค่าสัมประสิทธิ์การใช้พลังงานลม) ข้อเสียของกังหันลมแล่นเรือใบมีจำกัด แล้วมีข้อดีเท่านั้น

กังหันลมใบเป็นกังหันลมที่ช้าที่สุด ความเร็วของมันแทบจะไม่เข้าใกล้ 2 แต่โดยปกติจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 1.5 และทั้งหมดเป็นเพราะอากาศพลศาสตร์อันมหึมาของมัน

ในทางกลับกัน กังหันลมใบเรือเป็นหนึ่งในกังหันลมที่ละเอียดอ่อนที่สุด มันทำงานจากด้านล่างสุดของช่วงความเร็วลม โดยเริ่มจากความสงบอย่างแท้จริงตั้งแต่ 1-2 เมตรต่อวินาที และนี่คือปัจจัยสำคัญในสภาวะ รัสเซียตอนกลางโดยที่ลมไม่ค่อยมีความเร็วเกิน 3-5 เมตรต่อวินาที ที่นี่ ที่ซึ่งกังหันลมที่เร็วกว่าส่วนใหญ่จะแกว่งไปมา อย่างน้อย กังหันลมสำหรับแล่นเรือใบก็จะผลิตอะไรบางอย่างขึ้นมา แม้ว่าอย่างที่คุณคงทราบกันดีว่ารัสเซียไม่มีชื่อเสียง กังหันลมนี่ไม่ใช่ชายทะเลฮอลแลนด์และลมก็ไม่ทำให้เราเสีย แต่มีโรงสีน้ำอยู่หลายแห่ง

ข้อดีอีกประการหนึ่งของกังหันลมแล่นเรือใบคือความเรียบง่ายที่น่าทึ่งของการออกแบบ แน่นอนว่าเพลากังหันลมบนแบริ่งบนเพลานั้นเป็นดุมล้อ “เสากระโดง” ที่ติดอยู่กับดุม โดยปกติจะมีขนาดตั้งแต่ 8 ถึง 24 และจากเสากระโดงมีใบเรือเฉียงที่ทำจากวัสดุบางที่ทนทานซึ่งมักเป็นวัสดุสังเคราะห์ อีกส่วนหนึ่งของใบเรือจะติดด้วยแผ่นซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งตัวควบคุมมุมใบเรือและอุปกรณ์ป้องกันพายุ เหล่านั้น. อุปกรณ์การเดินเรือแบบดั้งเดิมที่สุด ง่ายกว่าบนเรือยอทช์ที่ง่ายที่สุด

มันเป็นความเรียบง่ายของการออกแบบที่ไม่อนุญาตให้ส่งกังหันลมแล่นเรือไปยังที่เก็บถาวรของความสำเร็จทางเทคนิคของมนุษยชาติ สำหรับตัวเลือกแบบพกพา พกพาสะดวก ตั้งแคมป์ หรือฉุกเฉิน กังหันลมสำหรับแล่นเรือใบถือเป็นการออกแบบที่ค่อนข้างดี เมื่อประกอบแล้วจะได้เป็นบรรจุภัณฑ์ขนาดไม่ใหญ่ไปกว่าเต็นท์ ใบเรือขนฟู เสากระโดงเรือพับ แม้แต่กังหันลมใบยาว 2 เมตรที่ความเร็วลม 5 เมตร/วินาทีก็ยังให้พลังงาน 25-40 วัตต์ ซึ่งเพียงพอสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่และอุปกรณ์สื่อสารและอุปกรณ์นำทาง และแม้แต่ระบบไฟส่องสว่างธรรมดาที่ใช้ไฟ LED ที่ทรงพลัง .

พลังงานที่ต่ำโดยธรรมชาติของกังหันลมสำหรับแล่นเรือใบแนะนำให้ใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์ที่มีกำลังใกล้เคียงกัน (30-40 วัตต์) เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไม่จำเป็นต้องใช้ความเร็วสูง 200-300 ต่อนาทีก็เพียงพอแล้ว ซึ่งเข้ากันได้อย่างลงตัวกับความเร็วของกังหันลม ท้ายที่สุดด้วยความเร็ว 1.5 มันจะสร้างการปฏิวัติ 200 รอบด้วยลม 4-5 เมตรต่อวินาที โดยใช้แบบสำเร็จรูป สเต็ปเปอร์มอเตอร์คุณจะช่วยตัวเองจากความยุ่งยากในการผลิตเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เนื่องจากในตอนแรกถือว่ามีกระปุกเกียร์หรือตัวคูณอยู่จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะประสานความเร็วของกังหันลมแล่นเรือใบและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

หากคุณสร้างตัวเลือกที่มีความแข็ง (ใบเรือพลาสติก) จะสามารถเพิ่มความเร็วได้เล็กน้อยแม้ว่าจะมีค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนที่ลดลงบ้างก็ตาม เมื่อถอดประกอบ กังหันลมจะใช้พื้นที่มากขึ้น

ดังนั้น หากความทะเยอทะยานของคุณในการควบคุมลมให้กับรถเข็นของคุณนั้นถูกจำกัดอยู่เพียงกำลังสองถึงสิบวัตต์สำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กและขนาดกลาง (สูงถึง 100 Ah) การจัดระบบแสงสว่างอย่างง่ายโดยใช้อินเวอร์เตอร์สูงถึง 220 โวลต์ และ หลอดประหยัดไฟแล้วก็กังหันลม - ตัวเลือกที่คุ้มค่ามาก แม้ว่าการใช้พลังงานลมจะไม่ได้มีประสิทธิภาพมากที่สุด แต่ก็เป็นตัวเลือกที่ประหยัดงบประมาณและจ่ายเองได้อย่างรวดเร็ว กังหันลมสูง 2-3 เมตรจะให้พลังงานสูงสุด 1 กิโลวัตต์ต่อวัน

ในฐานะที่เป็นที่ตั้งแคมป์ กังหันลมสำหรับแล่นเรือใบจะมีราคาถูกกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเบนซินที่ถูกที่สุดและจะจ่ายเองในตอนแรก

กังหันลมสำหรับเดินเรือแบบอยู่กับที่เริ่มแรกสร้างขึ้นขนาดใหญ่เนื่องจากมีค่า KIEV ต่ำ มีเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อย 5-6 เมตร มิฉะนั้นจะไม่มีจุดใด กังหันลมดังกล่าวจะผลิตพลังงานได้อย่างต่อเนื่องถึง 2-3 กิโลวัตต์ต่อวัน และเมื่อใช้อย่างระมัดระวังก็สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานแสงสว่างได้ 3-5 กิโลวัตต์ (เช่น สำหรับให้แสงสว่างในเรือนกระจกหรือเรือนกระจก) และเมื่อใช้ ปั๊มความร้อน- พลังงานความร้อน 5-6 กิโลวัตต์ ซึ่งจะช่วยให้ทำความร้อนได้เพียงเล็กน้อย บ้านสวนบนพื้นที่ 20-30 ตร.ม. เมตรและประหยัดน้ำมันอย่างจริงจัง

ดังนั้นกังหันลมสำหรับแล่นเรือใบถึงแม้จะมีการออกแบบที่เก่าแก่ แต่ก็ยังเป็นวิธีการใช้ลมที่ยังคงสมควรได้รับความสนใจ โดยเฉพาะบริเวณที่มีลมพัดต่ำ

ขีดจำกัดบน ความเร็วในการทำงานความเร็วลมของกังหันลมแล่นเรือใบไม่เกิน 10-12 เมตรต่อวินาที แล้วจากกังหันลมที่น่าเชื่อถือที่สุด ดังนั้นเมื่อออกแบบกังหันลมแล่นเรือใบ จึงควรคำนึงถึงการป้องกันพายุอย่างจริงจัง ตัวอย่างเช่น สร้างเสากระโดงที่ "แตกหักได้" ตามการออกแบบของเสาอากาศ Kulikov หรือคิดอุปกรณ์สำหรับปูผ้าปูที่นอนเพื่อเปลี่ยนใบเรือให้เป็นธง หรือพับเสาโดยใช้เชือกดึง เป็นต้น ที่ตีพิมพ์

เพียงพอ การออกแบบที่น่าสนใจเลือกโดยผู้เขียนเครื่องกำเนิดลมนี้ นี่คือเครื่องกำเนิดลมสำหรับเดินเรือที่มีเสาแบบโครงถักและกำลังสูงถึง 4 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง

วัสดุและชิ้นส่วนที่ใช้ในการก่อสร้างเครื่องกำเนิดลมนี้:
1)ชิ้นส่วนจากสะพานและ ขอบล้อ
2) ท่อโปรไฟล์
3) กว้าน
4) เครื่องยนต์ กระแสตรงบนแปรงและแม่เหล็กที่ผลิตในปี 1971

มาดูการออกแบบเครื่องกำเนิดลมนี้กันดีกว่า

ในการยกและติดตั้งชิ้นส่วนบนเสากังหันลมที่ติดตั้งไว้แล้ว ผู้เขียนได้ใช้กว้านธรรมดา
จึงถูกยกขึ้นเป็นครั้งแรก การออกแบบที่หมุนได้แล้วก็ตัวกำเนิดเอง

ในรูปแบบนี้ เครื่องกำเนิดลมได้เริ่มทำงานแล้วและจัดหาพลังงานที่จำเป็นในการชาร์จแบตเตอรี่

ในภาพนี้คุณสามารถดูได้ แผนภาพไฟฟ้าตัวควบคุมบัลลาสต์

มีการสร้างตัวควบคุมการชาร์จและการปิดเครื่องด้วย

ผู้เขียนได้สร้างเครื่องกำเนิดลมนี้ขึ้นมาเพื่อเป็นการทดลอง เป็นผลให้ตัวอย่างทดลองนี้มีประสิทธิภาพดีเยี่ยม เมื่อการอัพเกรดเหล่านี้เสร็จสิ้น กังหันลมจะใช้ร่วมกับแบตเตอรี่ 12 โวลต์ 155A การออกแบบได้รับการเสริมด้วยอินเวอร์เตอร์มาตรฐาน 12\220 โวลต์ ซึ่งผู้เขียนสามารถใช้ทีวี แล็ปท็อป และเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนอื่น ๆ จากพลังงานลม ในอนาคตผู้เขียนวางแผนที่จะสร้างคอนเวอร์เตอร์ซึ่งเป็นคอยล์เทสลาเพื่อส่งพลังงานแบบไร้สายนั่นคือเพื่อทำการทดลองต่อไป

เป็นการยากที่จะไม่สังเกตว่าความเสถียรของการจ่ายไฟฟ้าให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกในเขตชานเมืองแตกต่างจากการจัดหาอาคารในเมืองและสถานประกอบการที่มีไฟฟ้าอย่างไร ยอมรับว่าคุณในฐานะเจ้าของบ้านหรือกระท่อมส่วนตัวต้องเผชิญกับการหยุดชะงัก ความไม่สะดวกที่เกี่ยวข้อง และความเสียหายต่ออุปกรณ์มากกว่าหนึ่งครั้ง

จดทะเบียนแล้ว สถานการณ์เชิงลบเมื่อรวมกับผลที่ตามมา พวกเขาจะไม่ทำให้ชีวิตของคนรักพื้นที่ธรรมชาติยุ่งยากอีกต่อไป อีกทั้งมีต้นทุนแรงงานและการเงินน้อยที่สุด ในการทำเช่นนี้คุณเพียงแค่ต้องสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมซึ่งเราจะอธิบายโดยละเอียดในบทความ

เราได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับตัวเลือกสำหรับการผลิตระบบที่มีประโยชน์ในครัวเรือนและลดการพึ่งพาพลังงาน ตามคำแนะนำของเราผู้ไม่มีประสบการณ์สามารถสร้างเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของตนเองได้ เจ้าบ้าน. อุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงนี้จะช่วยลดค่าใช้จ่ายรายวันของคุณได้อย่างมาก

แหล่งพลังงานทางเลือกเป็นความฝันของผู้พักอาศัยในฤดูร้อนหรือเจ้าของบ้านที่มีที่ดินอยู่ห่างจากเครือข่ายส่วนกลาง อย่างไรก็ตาม เมื่อเราได้รับบิลค่าไฟฟ้าที่ใช้ในอพาร์ทเมนต์ในเมืองและพิจารณาอัตราภาษีที่เพิ่มขึ้น เราก็พบว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมได้รับการออกแบบมาเพื่อ ความต้องการของครัวเรือนมันจะไม่ทำร้ายเรา

หลังจากอ่านบทความนี้ บางทีคุณอาจทำความฝันของคุณให้เป็นจริงได้

เครื่องกำเนิดลมเป็นทางออกที่ดีเยี่ยมในการจัดหาไฟฟ้าให้กับที่ดินในชนบท นอกจากนี้ ในบางกรณี การติดตั้งเป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาเท่านั้น

เพื่อไม่ให้เสียเงิน ความพยายาม และเวลา เรามาตัดสินใจว่ามีสถานการณ์ภายนอกใดบ้างที่จะสร้างอุปสรรคให้เราระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดลม?

เพื่อให้ไฟฟ้าแก่บ้านพักฤดูร้อนหรือกระท่อมเล็ก ๆ ก็เพียงพอแล้วซึ่งมีกำลังไม่เกิน 1 กิโลวัตต์ อุปกรณ์ดังกล่าวในรัสเซียนั้นเทียบเท่ากับผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน การติดตั้งไม่จำเป็นต้องมีใบรับรอง ใบอนุญาต หรือการอนุมัติเพิ่มเติมใดๆ

กิจกรรมต่างๆ เช่น บุคคลและมนุษยชาติในปัจจุบันทั้งหมดแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีไฟฟ้า น่าเสียดายที่การบริโภคน้ำมันและก๊าซ ถ่านหิน และพีทที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วส่งผลให้ปริมาณสำรองของทรัพยากรเหล่านี้บนโลกลดลง จะทำอะไรได้บ้างในขณะที่มนุษย์โลกยังมีเรื่องทั้งหมดนี้อยู่? ตามข้อสรุปของผู้เชี่ยวชาญคือการพัฒนา คอมเพล็กซ์พลังงานสามารถแก้ไขปัญหาวิกฤตเศรษฐกิจและการเงินโลกได้ ดังนั้นการค้นหาและการใช้แหล่งพลังงานไร้เชื้อเพลิงจึงเป็นเรื่องเร่งด่วนที่สุด

ทดแทน, นิเวศวิทยา, สีเขียว

บางทีอาจไม่คุ้มที่จะเตือนว่าทุกสิ่งใหม่นั้นถูกลืมไปแล้วเก่า ผู้คนเรียนรู้ที่จะใช้พลังของการไหลของแม่น้ำและความเร็วลมเพื่อสร้างพลังงานกลเมื่อนานมาแล้ว แสงอาทิตย์ทำให้น้ำร้อนและทำให้รถของเราเคลื่อนที่ได้ ยานอวกาศ. ล้อที่ติดตั้งอยู่ริมลำธารและแม่น้ำสายเล็กทำหน้าที่ส่งน้ำให้กับทุ่งนาในยุคกลาง สามารถจัดหาแป้งให้กับหมู่บ้านรอบๆ หลายแห่งได้

ใน ตอนนี้เราสนใจคำถามง่ายๆ: จะทำให้บ้านของคุณมีแสงและความร้อนราคาถูกได้อย่างไร, จะทำกังหันลมด้วยมือของคุณเองได้อย่างไร? กำลังไฟ 5 kW หรือน้อยกว่านั้นเล็กน้อย สิ่งสำคัญคือคุณสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับบ้านเพื่อใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าได้

ที่น่าสนใจในโลกนี้มีการจำแนกอาคารตามระดับประสิทธิภาพของทรัพยากร:

• ธรรมดา สร้างก่อนปี 1980-1995
• ด้วยการใช้พลังงานต่ำและต่ำมาก - สูงถึง 45-90 kWh ต่อ 1 kW/m;
• แบบพาสซีฟและไม่ระเหย รับกระแสจากแหล่งหมุนเวียน (เช่น โดยการติดตั้งเครื่องกำเนิดลมแบบหมุน (5 kW) ด้วยมือของคุณเองหรือระบบ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้);
• อาคารประหยัดพลังงานที่ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่ต้องการสร้างรายได้ด้วยการส่งต่อไปยังผู้บริโภครายอื่นผ่านโครงข่ายไฟฟ้า

ปรากฎว่าสถานีขนาดเล็กในบ้านของคุณเองซึ่งติดตั้งบนหลังคาและในสนามหญ้าสามารถกลายเป็นการแข่งขันกับซัพพลายเออร์ไฟฟ้ารายใหญ่ได้ในที่สุด ใช่และรัฐบาล ประเทศต่างๆส่งเสริมการสร้างและการใช้งานอย่างแข็งขัน

วิธีกำหนดความสามารถในการทำกำไรของโรงไฟฟ้าของคุณเอง

นักวิจัยได้พิสูจน์แล้วว่าความสามารถในการสำรองของลมนั้นมากกว่าปริมาณสำรองเชื้อเพลิงที่สะสมมานานหลายศตวรรษมาก ในบรรดาวิธีการรับพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน กังหันลมมีสถานที่พิเศษเนื่องจากการผลิตนั้นง่ายกว่าการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ ในความเป็นจริง คุณสามารถประกอบเครื่องกำเนิดลมขนาด 5 kW ได้ด้วยมือของคุณเอง โดยมีส่วนประกอบที่จำเป็น เช่น แม่เหล็ก ลวดทองแดง ไม้อัด และโลหะสำหรับใบมีด

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าการออกแบบสามารถมีประสิทธิผลและไม่เพียงแต่ให้ผลกำไรเท่านั้น แบบฟอร์มที่ถูกต้องแต่ยังสร้างขึ้นมาด้วย ถูกที่แล้ว. ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องคำนึงถึงการมีอยู่ ความสม่ำเสมอ และแม้แต่ความเร็วของการไหลของอากาศในแต่ละด้าน กรณีพิเศษและแม้แต่ในภูมิภาคใดพื้นที่หนึ่งโดยเฉพาะ หากพื้นที่ประสบกับวันที่สงบเงียบและไม่มีลมเป็นระยะ ๆ การติดตั้งเสากระโดงพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไม่เกิดประโยชน์ใด ๆ

ก่อนที่คุณจะเริ่มสร้างกังหันลมด้วยมือของคุณเอง (5 กิโลวัตต์) คุณต้องคิดถึงรุ่นและประเภทของมันก่อน คุณไม่ควรคาดหวังว่าจะได้รับพลังงานจำนวนมากจากการออกแบบที่อ่อนแอ และในทางกลับกันเมื่อคุณต้องการจ่ายไฟให้กับหลอดไฟเพียงไม่กี่ดวงในประเทศของคุณก็ไม่มีประโยชน์ที่จะสร้างกังหันลมขนาดใหญ่ด้วยมือของคุณเอง 5 kW เป็นพลังงานที่เพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้กับระบบแสงสว่างและเครื่องใช้ในครัวเรือนเกือบทั้งหมด ถ้ามีลมสม่ำเสมอก็จะมีแสงสว่าง

วิธีสร้างเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเอง: ลำดับของการกระทำ

ณ ตำแหน่งที่เลือกสำหรับเสาสูง กังหันลมที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าติดอยู่จะได้รับการเสริมกำลัง พลังงานที่สร้างขึ้นจะถูกส่งผ่านสายไฟไปยังห้องที่ต้องการ เชื่อกันว่ายิ่งการออกแบบเสาสูงเท่าใด เส้นผ่านศูนย์กลางของวงล้อลมก็จะยิ่งมากขึ้น และการไหลของอากาศก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทั้งหมดก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย ในความเป็นจริงทุกอย่างไม่ได้เป็นเช่นนั้น:

• ตัวอย่างเช่น พายุเฮอริเคนที่รุนแรงสามารถหักใบมีดได้ง่าย
• บางรุ่นสามารถติดตั้งบนหลังคาบ้านทั่วไปได้
• กังหันที่เลือกอย่างเหมาะสมจะสตาร์ทเครื่องได้อย่างง่ายดายและทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบแม้ที่ความเร็วลมต่ำมาก

กังหันลมประเภทหลัก

การออกแบบที่มีแกนหมุนแนวนอนของโรเตอร์ถือเป็นแบบคลาสสิก โดยปกติจะมีใบมีด 2-3 ใบและติดตั้งอยู่ ระดับความสูงจากแผ่นดินโลก ประสิทธิภาพสูงสุดของการติดตั้งดังกล่าวจะแสดงที่ทิศทางคงที่และความเร็ว 10 m/s ข้อเสียที่สำคัญของการออกแบบใบมีดนี้คือความล้มเหลวในการหมุนใบมีดในระหว่างสภาวะที่มีลมแรงและมีลมแรงบ่อยครั้ง สิ่งนี้นำไปสู่การทำงานที่ไม่เกิดผลหรือการทำลายการติดตั้งทั้งหมด ในการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลังจากหยุดแล้วจำเป็นต้องหมุนใบพัดเริ่มต้นแบบบังคับ นอกจากนี้เมื่อใบมีดหมุนอย่างแข็งขัน มันจะสร้างเสียงเฉพาะที่ไม่พึงประสงค์ต่อหูของมนุษย์

เครื่องกำเนิดลมแนวตั้ง (“Volchok” 5 kW หรืออย่างอื่น) มีตำแหน่งของโรเตอร์ที่แตกต่างกัน กังหันรูปตัว H หรือรูปทรงกระบอกจับลมได้จากทุกทิศทาง โครงสร้างเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่า เริ่มได้แม้ในช่วงที่มีกระแสลมพัดผ่านน้อยที่สุด (ที่ 1.5-3 ม./วินาที) ไม่ต้องใช้เสากระโดงสูงและสามารถใช้งานได้แม้ในสภาพแวดล้อมในเมือง นอกจากนี้ กังหันลมแบบประกอบเอง (5 kW ซึ่งเป็นของจริง) ยังให้กำลังไฟพิกัดที่ความเร็วลม 3-4 เมตร/วินาที

ใบเรือไม่ได้อยู่บนเรือ แต่อยู่บนบก

หนึ่งในเทรนด์พลังงานลมที่ได้รับความนิยมในขณะนี้คือการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวนอนพร้อมใบมีดแบบอ่อน ความแตกต่างที่สำคัญคือทั้งวัสดุในการผลิตและรูปร่าง: กังหันลมที่ต้องทำด้วยตัวเอง (5 กิโลวัตต์แบบใบเรือ) มีใบมีดผ้าสามเหลี่ยม 4-6 ใบ ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เหมือนกับโครงสร้างแบบเดิมตรงที่หน้าตัดจะเพิ่มทิศทางจากศูนย์กลางไปยังขอบด้านนอก คุณสมบัตินี้ช่วยให้คุณไม่เพียง "จับ" ลมอ่อนเท่านั้น แต่ยังหลีกเลี่ยงการสูญเสียระหว่างการไหลของอากาศพายุเฮอริเคนอีกด้วย

ข้อดีของเรือใบ ได้แก่ ตัวชี้วัดต่อไปนี้:

• กำลังสูงเมื่อหมุนช้า
• การวางแนวอิสระและการปรับให้เข้ากับลมใด ๆ
• ใบพัดสภาพอากาศสูงและแรงเฉื่อยต่ำ
• ไม่จำเป็นต้องบังคับล้อให้หมุน
• การหมุนเงียบสนิทแม้ที่ความเร็วสูง
• ไม่มีการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
• ความเลวของการก่อสร้าง

กังหันลมทำเอง

สามารถรับไฟฟ้าที่ต้องการ 5 kW ได้หลายวิธี:

• สร้างโครงสร้างโรเตอร์อย่างง่าย
• ประกอบวงล้อเรือใบหลายอันที่ซับซ้อนเรียงกันเป็นชุดบนแกนเดียวกัน
• ใช้การออกแบบแกนพร้อมแม่เหล็กนีโอไดเมียม

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่ากำลังของล้อลมเป็นสัดส่วนกับค่าลูกบาศก์ของความเร็วลมคูณด้วยพื้นที่กวาดของกังหัน แล้วจะสร้างกังหันลมขนาด 5 kW ได้อย่างไร? คำแนะนำด้านล่าง

คุณสามารถใช้ดุมรถยนต์และดิสก์เบรกเป็นพื้นฐานได้ แม่เหล็ก 32 ชิ้น (25 x 8 มม.) วางขนานกันเป็นวงกลมบนดิสก์โรเตอร์ในอนาคต (ส่วนที่เคลื่อนที่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) 16 ชิ้นต่อดิสก์ และเครื่องหมายบวกจะต้องสลับกับเครื่องหมายลบ แม่เหล็กฝั่งตรงข้ามต้องมี ความหมายที่แตกต่างกันเสา หลังจากการทำเครื่องหมายและตำแหน่ง ทุกอย่างบนวงกลมจะเต็มไปด้วยอีพอกซี

ขดลวดทองแดงวางอยู่บนสเตเตอร์ จำนวนของพวกเขาควรน้อยกว่าจำนวนแม่เหล็กนั่นคือ 12 ขั้นแรกให้นำสายไฟทั้งหมดออกและเชื่อมต่อกันเป็นรูปดาวหรือสามเหลี่ยมจากนั้นจึงเติมกาวอีพอกซีด้วย ขอแนะนำให้ใส่ชิ้นส่วนของดินน้ำมันเข้าไปในขดลวดก่อนเท หลังจากที่เรซินแข็งตัวและเอาออกแล้ว จะเหลือรูที่จำเป็นสำหรับการระบายอากาศและระบายความร้อนของสเตเตอร์

มันทำงานอย่างไร

ดิสก์โรเตอร์หมุนสัมพันธ์กับสเตเตอร์ ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็ก และกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในขดลวด และจำเป็นต้องใช้กังหันลมที่เชื่อมต่อผ่านระบบรอกเพื่อเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนเหล่านี้ โครงสร้างการทำงาน. วิธีทำเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเอง? บางคนเริ่มสร้างโรงไฟฟ้าของตนเองด้วยการประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อื่นๆ - จากการสร้างชิ้นส่วนใบมีดหมุนได้

เพลาจากกังหันลมมีส่วนร่วมโดยการเชื่อมต่อแบบเลื่อนกับดิสก์โรเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง ดิสก์แผ่นที่สองด้านล่างที่มีแม่เหล็กวางอยู่บนตลับลูกปืนที่แข็งแรง สเตเตอร์ตั้งอยู่ตรงกลาง ชิ้นส่วนทั้งหมดติดอยู่กับวงกลมไม้อัดโดยใช้สลักเกลียวยาวและยึดด้วยน็อต ระหว่าง "แพนเค้ก" ทั้งหมดต้องเว้นช่องว่างขั้นต่ำเพื่อให้ดิสก์โรเตอร์หมุนฟรี ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟส

"บาร์เรล"

สิ่งที่เหลืออยู่คือการสร้างกังหันลม คุณสามารถสร้างโครงสร้างหมุนได้ 5 kW ด้วยมือของคุณเองจากไม้อัด 3 วงและแผ่นดูราลูมินที่บางที่สุดและเบาที่สุด ปีกสี่เหลี่ยมโลหะติดกับไม้อัดโดยใช้สลักเกลียวและมุม ขั้นแรก ร่องนำที่มีรูปร่างเป็นคลื่นจะถูกกลวงออกในแต่ละระนาบของวงกลมที่สอดแผ่นเข้าไป โรเตอร์สองชั้นที่ได้นั้นมีใบมีดหยัก 4 ใบติดกันเป็นมุมฉาก นั่นคือระหว่างแพนเค้กไม้อัดสองตัวที่ยึดกับฮับจะมีใบมีดดูราลูมิน 2 อันโค้งเป็นรูปคลื่น

โครงสร้างนี้ติดตั้งอยู่ตรงกลางบนหมุดเหล็ก ซึ่งจะส่งแรงบิดไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันลมที่ผลิตเอง (5 kW) ของการออกแบบนี้มีน้ำหนักประมาณ 16-18 กก. สูง 160-170 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลางฐาน 80-90 ซม.

สิ่งที่ต้องพิจารณา

กังหันลมแบบ "ถัง" สามารถติดตั้งบนหลังคาอาคารได้ แม้ว่าหอคอยสูง 3-4 เมตรก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องปกป้องตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากการตกตะกอนตามธรรมชาติ ขอแนะนำให้ติดตั้งอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ด้วย

หากต้องการรับกระแสสลับจากกระแสตรง 3 เฟส ต้องมีตัวแปลงรวมอยู่ในวงจรด้วย

หากมีวันที่ลมแรงเพียงพอในภูมิภาคนี้ กังหันลมที่ประกอบเอง (5 กิโลวัตต์) ไม่เพียงแต่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับทีวีและหลอดไฟเท่านั้น แต่ยังจ่ายให้กับระบบกล้องวงจรปิด เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ อีกด้วย