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Der Besitz einer eigenen Windkraftanlage ist sehr vorteilhaft. Erstens erhält die Person kostenlosen Strom. Zweitens kann Elektrizität an Orten außerhalb der Zivilisation gewonnen werden, an denen keine Stromleitungen verlaufen. Eine Windkraftanlage ist ein Gerät zur Erzeugung kinetischer Windenergie. Viele Handwerker haben gelernt, wie man einen vertikalen Windgenerator mit eigenen Händen zusammenbaut, und wir werden jetzt herausfinden, wie dies gemacht wird.
Das Gerät und die Arten von Windkraftanlagen
Windgeneratoren haben viele Namen, aber es ist richtiger, sie als Windpark zu bezeichnen. Der Windpark besteht aus elektrischen Geräten und einer mechanischen Struktur - einer Windkraftanlage, die zu einem einzigen System verbunden sind. Die elektrische Installation hilft, den Wind in eine Energiequelle zu verwandeln.
Es gibt viele Arten von Windgeneratoren, aber je nach Position der Arbeitsachse werden sie herkömmlicherweise in zwei Gruppen unterteilt:
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Windmühlen mit horizontaler Achse sind am häufigsten. Die Elektroinstallation zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Darüber hinaus ist der Mechanismus selbst besser in der Lage, Hurrikanen zu widerstehen, und bei leichtem Wind startet der Rotor schneller. Horizontale Windkraftanlagen haben eine einfachere Leistungsregelung.
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Windmühlen mit vertikaler Achse können auch bei niedrigen Windgeschwindigkeiten betrieben werden. Turbinen sind leise und einfacher herzustellen, daher werden sie meistens von Handwerkern in ihrem Garten installiert. Aufgrund des Konstruktionsmerkmals der vertikalen Windkraftanlage kann sie jedoch nur tief über dem Boden installiert werden. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Elektroinstallation stark reduziert.
Windgeneratoren unterscheiden sich durch die Art des Laufrads:
- Propeller- oder Flügelmodelle sind mit Schaufeln ausgestattet, die senkrecht zur horizontalen Arbeitswelle stehen.
- Karussellmodelle werden auch als Drehmodelle bezeichnet. Sie sind typisch für vertikale Windkraftanlagen.
- Trommelmodelle haben ebenfalls eine vertikale Arbeitsachse.
Zur Erzeugung von kinetischer Windenergie im industriellen Maßstab werden üblicherweise propellergetriebene Windkraftanlagen verwendet. Trommel- und Karussellmodelle sind groß und verfügen über einen weniger effizienten Mechanismus.
Alle Windkraftanlagen können mit einem Multiplikator ausgestattet werden. Dieses Getriebe macht während des Betriebs viel Lärm. In Haushaltswindmühlen werden Multiplikatoren normalerweise nicht verwendet.
Das Funktionsprinzip einer Windmühle
Es ist zu beachten, dass das Funktionsprinzip eines Windgenerators unabhängig von seiner Konstruktion und seinem Aussehen dasselbe ist. Die Energieerzeugung beginnt ab dem Moment, an dem sich die Blätter der Windkraftanlage drehen. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Magnetfeld zwischen dem Rotor und dem Stator des Generators erzeugt. Es dient als Energiequelle, die Strom erzeugt.
Wie wir herausgefunden haben, besteht ein Windgenerator aus zwei Hauptteilen: einem Drehmechanismus mit Schaufeln und einem Generator. Nun zur Arbeit des Multiplikators. Dieses Getriebe ist an einer Windkraftanlage installiert, um die Drehzahl der Arbeitswelle zu erhöhen.
Während der Drehung des Rotors des Generators wird ein Wechselstrom erzeugt, dh drei Phasen treten aus. Die erzeugte Energie geht an die Steuerung und von dort an die Batterie. In dieser Kette befindet sich ein weiteres wichtiges Gerät - ein Wechselrichter. Es wandelt den Strom in stabile Parameter um und liefert ihn über das Netzwerk an den Verbraucher.
Industriefahrzeuge für Windkraftanlagen 2
Auf dem Gebiet der Windenergie ist das kinetische Windkraftanlagen-Industriefahrzeug 2 bekannt, das über eine modifizierte Einheit zur Erzeugung von Windenergie verfügt. Um die Leistung einer elektrischen Anlage zu berechnen, wird die Summe der Geschwindigkeiten ihrer Arbeitskörper mit einem Wert von 0,1 multipliziert.Die Größe des Arbeitsbereichs wird durch die Abmessungen des Rotors bestimmt. Während der Rotation erzeugt es kinetische kU, keine elektrische Energie EU.
Die Drehung der Blätter hängt von den Windböen ab. Die optimalste Geschwindigkeit wird in einer Höhe von 160 bis 162 m beobachtet. Gewitter erhöhen die Windgeschwindigkeit um 50% und einfachen Regen um bis zu 20%.
Die Rotoren der Windkraftanlage des Industriefahrzeugs 2 unterscheiden sich in den Abmessungen und dem Material der Blätter sowie in den Grenzindikatoren der Windkraft, mit der sie arbeiten können:
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Ein Holzrotor mit 5x5 Blättern ist für einen Bereich von Windgeschwindigkeiten von 10 bis 60 MCW ausgelegt.
Der Eisenrotor mit 7x7-Blättern ist für den Drehzahlbereich ausgelegt - von 14 bis 75 MCW; - Stahlrotor mit 9x9 Schaufeln ist für einen Bereich von Luftströmungsraten von 17 bis 90 MCW ausgelegt;
- Der Kohlefaser-Rotor mit 11x11-Blättern ist für einen Bereich von Luftgeschwindigkeiten von 20 bis 110 MCW ausgelegt.
Kinetische Windkraftanlagen für Industriefahrzeuge 2 sind nicht mit dem Rücken zueinander in der Nähe des gleichen Niveaus angeordnet.
Selbstgemachte vertikale Windkraftanlage
Bei der Selbstherstellung ist eine Windkraftanlage mit vertikaler Welle am einfachsten. Die Klingen bestehen aus jedem Material. Hauptsache, sie sind feuchtigkeits- und sonnenbeständig und leicht. Für die Schaufeln eines Heimwindgenerators können Sie das PVC-Rohr verwenden, das für den Bau des Abwassersystems verwendet wird. Dieses Material erfüllt alle oben genannten Anforderungen. Vier Klingen mit einer Höhe von 70 cm sind aus Kunststoff geschnitten, zwei davon aus verzinktem Stahl. Zinnelemente werden zu einem Halbkreis geformt und dann auf beiden Seiten des Rohrs befestigt. Der Rest der Klingen ist im gleichen Abstand in einem Kreis fixiert. Der Drehradius einer solchen Windmühle beträgt 69 cm.
Der nächste Schritt ist die Montage des Rotors. Hier benötigen Sie Magnete. Zunächst werden zwei Ferritscheiben mit einem Durchmesser von 23 cm entnommen. Mit Hilfe von Klebstoff werden sechs Neodym-Magnete an einer Scheibe befestigt. Mit einem Magnetdurchmesser von 165 cm, einem Winkel von 60Über... Wenn diese Elemente kleiner sind, wird ihre Anzahl erhöht. Magnete werden nicht zufällig geklebt, sondern wechseln abwechselnd die Polarität. Ferritmagnete werden auf ähnliche Weise an der zweiten Scheibe angebracht. Die gesamte Struktur wird reichlich mit Klebstoff gegossen.
Das Schwierigste ist, den Stator herzustellen. Sie müssen einen 1 mm dicken Kupferdraht finden und daraus neun Spulen herstellen. Jedes Element muss genau 60 Umdrehungen enthalten. Ferner wird der Statorstromkreis aus den fertigen Spulen zusammengesetzt. Alle neun sind in einem Kreis angeordnet. Zunächst werden die Enden der ersten und vierten Spule verbunden. Verbinden Sie als nächstes das zweite freie Ende des vierten mit dem Ausgang der siebten Spule. Das Ergebnis ist ein Element einer Phase aus drei Spulen. Die Schaltung der zweiten Phase wird ausgehend vom zweiten Element nacheinander aus den folgenden drei Spulen zusammengesetzt. Letzteres wird auf die gleiche Weise gesammelt, die dritte Phase, beginnend mit der dritten Spule.
Um die Schaltung zu fixieren, wird eine Form aus Sperrholz ausgeschnitten. Darauf wird Glasfaser gelegt und ein Kreis von neun Spulen darauf ausgelegt. All dies wird mit Klebstoff gegossen und dann erstarren gelassen. Spätestens an einem Tag kann der Rotor mit dem Stator verbunden werden. Zuerst wird der Rotor mit den Magneten nach oben platziert, der Stator wird darauf platziert und die zweite Scheibe wird mit den Magneten nach unten oben platziert. Das Verbindungsprinzip ist auf dem Foto zu sehen.
Jetzt ist es an der Zeit, die Windkraftanlage zusammenzubauen. Sein gesamter Stromkreis wird aus einem Laufrad mit Schaufeln, einer Batterie und einem Wechselrichter bestehen. Um das Drehmoment zu erhöhen, ist es ratsam, ein Reduzierstück einzubauen. Die Installationsarbeiten erfolgen in der folgenden Reihenfolge:
- Ein starker Mast wird aus einer Stahlecke, einem Rohr oder einem Profil geschweißt. In der Höhe muss das Laufrad mit Schaufeln über den Dachfirst angehoben werden.
- Das Fundament wird unter den Mast gegossen. Stellen Sie sicher, dass Sie eine Bewehrung vornehmen und dass die Verankerung aus dem Beton herausragt.
- Ferner ist ein Laufrad mit einem Generator am Mast befestigt.
- Nach dem Einbau des Mastes in das Fundament wird er an den Ankern befestigt und anschließend mit Stahlstreben verstärkt. Für diese Zwecke ist ein Kabel- oder Stahlstab mit einer Dicke von 10-12 mm geeignet.
Wenn der mechanische Teil des Windgenerators fertig ist, beginnen sie, den Stromkreis zusammenzubauen. Der Generator gibt einen dreiphasigen Strom aus. Um eine konstante Spannung zu erhalten, ist ein Gleichrichter mit Dioden in der Schaltung installiert. Das Laden der Batterie wird über ein Fahrzeugrelais überwacht. Der Wechselrichter beendet den Stromkreis, von dem die erforderlichen 220 Volt an das Heimnetzwerk gehen.
Die Ausgangsleistung eines solchen Windgenerators hängt von der Windgeschwindigkeit ab. Beispielsweise gibt die elektrische Installation bei 5 m / s etwa 15 W ab, und bei 18 m / s können Sie bis zu 163 W erreichen. Um die Produktivität zu steigern, wird der Mast der Windmühle auf 26 m verlängert. In dieser Höhe ist die Windgeschwindigkeit um 30% höher, was bedeutet, dass der Strom etwa das Eineinhalbfache beträgt.
Das Video zeigt den Zusammenbau eines Generators für eine Windkraftanlage:
Die Montage einer Windkraftanlage ist eine knifflige Angelegenheit. Sie müssen die Grundlagen der Elektrotechnik kennen, Diagramme lesen und einen Lötkolben verwenden können.
