風車は、電気を生成するために燃料や太陽エネルギーを必要としません。この機能は、完成した機器の購入と設置に費用がかかるため、多くの人が自分の手で風力タービンを構築する方法を考えさせます。
動作原理と風力発電機の種類
風車は、その装置を理解していれば、自分で作ることができます。このユニットのプロトタイプは古い風車です。翼に空気の圧力が流れると、シャフトが動き始め、トルクがミル装置に伝達されました。
発電用の風力タービンでは、風力エネルギーを使用してローターを回転させるのと同じ原理が適用されます。
- 風にさらされたときのブレードの動きにより、ギアボックスを備えた入力シャフトが回転します。トルクは、12個の磁石を備えた発電機の二次シャフト（ローター）に伝達されます。その回転の結果として、交流が固定子リングに発生します。
- この種の電気は、コントローラー（整流器）という特別な装置なしではバッテリーを充電できません。この装置は交流を直流に変換し、家電製品が途切れることなく動作できるように保管できるようにします。コントローラーは別の機能も実行します。時間内にバッテリーの充電を停止し、風車によって生成された余分なエネルギーは、バッテリーを大量に消費するユニット（たとえば、家を暖房するための発熱体）に転送されます。
- 220 Vの電圧を供給するために、電流はバッテリーからインバーターに供給され、次に消費電力のポイントに流れます。
ブレードが常に風と相互作用するのに最適な位置にあることを保証するために、テールがインペラ装置に取り付けられており、これによりプロペラを風に向けることができます。風車の工場モデルには、悪天候時にテールを折りたたんだり、風からブレードを取り外したりするためのブレーキ装置または追加の回路があります。
風力タービンにはいくつかの種類があり、ブレードの数と材質、またはプロペラのピッチによって分類されます。ただし、主な分割は、軸または入力シャフトの位置に応じて行われます。
- 水平タイプは、地面に平行なシャフトの位置を意味します。このような発電機はベーン発電機と呼ばれます。
- 垂直風車では、軸は地平線に垂直に配置され、平面はその周りに配置されます。垂直ジェネレータは、直交またはカルーセルと呼ばれます。
回転軸の位置に関係なく、ユニットの動作原理は同じです。
風車のモデルは、2、3、または複数のブレードのプロペラまたは風車を持つことができます。マルチブレード装置は小風で電流を発生させることができると考えられており、2〜3羽のプロペラはより多くの空気の流れを必要とします。モデルを選択する際には、各ブレードが風の流れに対する抵抗を生み出し、回転速度を低下させるという重要なルールを考慮する必要があるため、マルチブレードホイールを動作速度まで回転させることは非常に困難です。
風車の種類の中には、帆走と硬いものがあります。これらの名前は、翼が作られている材料を指します。自己組織化により、帆のタイプはよりシンプルで経済的になりますが、プラスチック材料（ファブリック、フィルムなど）で作られたブレードは耐久性がなく、耐摩耗性がありません。
垂直オプション
横型の風力発電機よりも縦型の風力発電機を作る方が簡単です。ベーン装置を必要としない設計で、低い高さ（最大2 m）に配置されています。垂直風力タービン（風力発電所）を使用している人のレビューは、回転中のわずかなノイズとユニットの作業ユニットのメンテナンスのしやすさを示しています。発電機は構造物の下部に配置されており、高さで作業したり、マストを地面に降ろしたりすることなく、メンテナンスを実行できます。
軸の上端にはベアリングが取り付けられており、同時にマストとしても機能します。この部品は実質的にメンテナンスを必要とせず、修理なしで数年間使用できます。
ブレード付き風車とは異なり、垂直風力タービンは高いマストを設置する必要がありません。風向きに関係なく動作するため、可動部の設計が簡単になります。コンパクトな風力タービンのブレードには、大口径のPVCパイプ（下水道管など）を使用できます。より強力な風力タービンには、薄い亜鉛メッキ鋼が適しています。これらの材料は、家庭の職人なら誰でも利用でき、比較的安価です。
風車のデザインは、利用可能な多くのオプションとは別に選択できます。
- 2枚のフラットブレードを備えたドルニエデザイン。
- 4つの半円筒形の翼を備えたサボニウスシステム。
- 2列の飛行機を備えた直交マルチブレード風車。
- 湾曲したブレードプロファイルを備えたヘリコイド風力タービン。
すべての垂直風車は、サボニウス風力発電所の原理を使用しています。家庭では、ブレードは鋼またはプラスチックのバレルで作ることができ、縦に半分にカットされます。設計上の特徴は、風速の2分の1のブレード速度でユニットの効率が最大になることです。したがって、垂直風力タービンの速度を上げようとしないでください。
水平モデル
垂直発電機とは異なり、プロペラを備えた自家製の風力タービンは、ブレードの速度が上がるほど効率が高くなります。しかし、スクリューの多数の狭い要素は、より良い作業には貢献しません。強い風圧では、スクリューの前にエアクッションが形成されているため、シャフトを回転させる時間がありません。
家庭用の日曜大工のマルチブレード風力タービンは、風が強すぎない地域で行うのが最適です。この地域の風力が毎秒10〜15 mを超えることが多い場合は、2〜3枚のブレードを備えた風車を構築するのが理にかなっています。どちらのタイプも、毎秒約2〜3mの気流速度で動作を開始できます。
水平モデルでは、高いマスト（6〜12 m）を取り付ける必要があります。メンテナンス中の高地作業を避けるために、職人はマストの基部に最も単純な折り畳み機構である軸を取り付けます。強い風荷重で構造を安定させるために、ラックを垂直位置に保持するために斜張ブレースが必要です。
発電機とプロペラを備えたナセルは、プロペラが常に風に対して有利な位置を占めるように、ベアリングに取り付けられ、ベーン羽毛を備えている必要があります。電流が流れるケーブルは、ナセルが回転したり、干渉したり、破損したりしたときにねじれないように配置する必要があります。したがって、それらは管状マストの内部で実行されます。
220V風力発電機の作り方は？
風力タービンの作成に関する作業は、ユニットに必要な電力を決定することから始める必要があります。
- 複数の部屋を照らすには、1kW未満の電力の発電機があれば十分です。白熱灯や省エネランプに電力を供給し、さらにネットワークへのラップトップやテレビの電源を入れることができます。
- 容量5kWの自家製風力発電機は、家電製品（冷蔵庫、洗濯機、ストーブなど）に電力を供給します。
- 家を完全に自律的な電力供給に移すには、20kW以上の容量を持つ強力な発電機が必要です。
あなたは自分で発電機を作るか、古い車から取り外された対応するアセンブリを適応させることができます。このようにして、最大2〜3kWの電流を確実に生成することができます。より強力な220Vの自作風力発電機を作るには、コイルの数とワイヤーの巻き数、ローターの磁石のサイズと数、およびブレードウィングのパラメーターを正確に計算する必要があります。
シンプルなデザイン
電力が約1〜1.5 kWの最も単純な設計では、次のものが必要になります。
- 車の発電機（12 V）;
- 酸バッテリー（12 V）;
- スイッチボタン（12 V）;
- 電流変換器700-1500Vおよび12-220V;
- 金属大容量;
- ボルト、ワッシャー、ナット;
- 発電機を固定するためのクランプ（2個）。
自動車の発電機の滑車には、ボルト用の対称的な穴を開ける必要があります。容器の円周を4等分します。カットブレード：
- コンテナの側面で、円を分割するためのマーキングに従って長方形にマークを付けます。
- 各要素の垂直方向の中央を見つけます。
- 容器の上部と下部に幅3〜5cmのしっかりした縁で印を付けます。
- 個々の長方形の間の金属をリムの線に合わせてカットします。
- 長方形の中央がそのまま残り、リムに接続されるように、マークアップの上下の境界に沿ってカットを作成します。
- 中心軸を基準にして各ブレードを展開します。
- 丸底の中心を決定し、発電機プーリー上の位置に従ってボルト穴の位置をマークします。
翼を展開するときは、飛行機の必要な部分を引き出すために、風車の回転方向を決定する価値があります。すべてのブレードに同じ負荷をかけるには、それらの回転角を測定する必要があります。
構造物の組み立ては、発電機の滑車とタンクの底をボルトで固定することで構成されています。その後、風力発電機（高さ約2mの太いパイプでできたマスト）を設置するための土台を用意します。適切な直径のクランプを使用して発電機を取り付けるのが最も簡単です。バッテリーを充電するには、発電機からの電流を整流器に流し、車の電気回路を使用して接続する必要があります。
ブレード付き風力タービン用の自家製発電機
横型風力発電機のユニットは、自動車のホイールハブから組み立てたり、洗濯機の電気モーターを使用したりできます。動作するには、ネオジム（ニオブ合金）製の磁石を購入する必要があります。長方形の要素を取る方が良いです。
エンジンを使用している場合は、コイルの数でそれらの数を決定できます。三相発電機の場合、磁石の数はコイルの数の2/3である必要があり、単相発電機の場合、それに対応する必要があります。マスタープラクティショナーは、三相発電機を選択することをお勧めします。
洗濯機のモーターを使用する場合は、モーターローターに磁石を接着する必要があります。ホイールハブを使用する場合、磁石は厚さ約5mmの鋼板の円上に配置されます。ローターを組み立てるときは、次の規則に従ってください。
- 磁石間の距離は同じでなければなりません。ハブ上の長方形の要素は、円の半径に沿って長辺を持ち、モーターシャフトにはその縦軸に沿って長辺があります。
- 作業の前に、磁石の極を決定してマークを付ける必要があります。それらは、反対の要素が異なる極性を持つように取り付けられています。磁石を配置するときは、隣接する部品の正極と負極を交互に配置してください。
- 磁石をローターの表面にしっかりと固定するために、エポキシを充填することをお勧めします。
モーターシャフトをローターとして使用する場合は、部品を巻線の所定の位置に取り付け、電圧計プローブをリード線に適用し、ドリルでシャフトを回転させることにより、構造の動作性をチェックします。
ハブを使用する場合、コイルは断面が1mmのエナメル銅線とは別に巻かれます。各コイルは60ターンで構成され、高さは9mmである必要があります。コイルはホイールハブの平らな部分に取り付ける必要があります。
三相発電機の場合、次のようにワイヤの端を接続します。
- コイルの外側の端子1を空けたままにし、内側の端子を外側の端子に4ずつ接続します。
- 4つのコイルの内側の配線を7の外側の配線に接続し、最後まで続けて、2個ごとに巻線部品を接続します。後者の場合、自由な内側の端を残す必要があります。これは、出力がすでに残っているか、別の方法でマークされているため、簡単にねじれます。
- 2つのコイルでこのプロセスを繰り返し、2つの要素ごとに同じ原理に従ってワイヤを接続します。
- 3つのコイルと残りの未接続で同じことを行います。
作業の終わりに、マスターには6つの別々のピンがあります。巻線はエポキシで満たされ、乾燥されている必要があります。
次に、ハブベアリングで、ローターリングを磁石で固定するシャフトをクランプする必要があります。パーツの平面間のギャップは1〜1.5mmです。端子に電流が流れているか確認し、風車を組み立ててマストに取り付けます。
機器サービス
風車の運転中は、月に1回、留め具の一般的な検査を行い、電気系統の電圧の不均衡をチェックし、コントローラーの状態が良好で、ケーブルに均等に張力がかかっていることを確認する必要があります。中断のない操作のために、3〜4か月に1回、バッテリー端子の接続を検査し、発電機のギアボックスの電解液とオイルのレベルを確認する価値があります。
年次検査には、ブレードの表面のチェック、ベアリングの性能の決定、およびそれらの交換が含まれます。これらの期間中に、電解液レベルも補充され、ギアボックスにオイルが追加されます。毎年のメンテナンスでは、すべてのノードの操作性をチェックします。
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