Жеке адамдардың да, бүгінгі бүкіл адамзаттың да қызметі электр қуатынсыз мүмкін емес. Өкінішке орай, мұнай мен газды, көмірді және шымтезек тұтынудың тез өсуі бұл ресурстардың жер шарындағы қорының азаюына әкеледі. Осының бәрі жер бетінде болған кезде не істеуге болады? Сарапшылардың тұжырымдары бойынша, дәл осы энергетикалық кешендерді дамыту әлемдік экономикалық және қаржылық дағдарыстардың мәселелерін шеше алады. Сондықтан отынсыз энергия көздерін іздеу және пайдалану ең өзекті болып табылады.
Жаңартылатын, тұрақты, жасыл
Жаңаның бәрі ұмытылған ескі екенін еске салудың қажеті жоқ шығар. Адамдар өте ұзақ уақыт бойы механикалық энергия алу үшін өзен ағынының күші мен желдің жылдамдығын пайдалануды үйренді. Күн бізге суды қыздырады және көліктерді жылжытады, ғарыш кемелерін тамақтандырады. Бұлақтар мен шағын өзендердің арналарына орнатылған дөңгелектер орта ғасырларда-ақ егістіктерді сумен қамтамасыз етті. Бір жел диірмені маңайдағы бірнеше ауылды ұнмен қамтамасыз ете алады.
Қазір бізді қарапайым сұрақ қызықтырады: қалай қамтамасыз ету керекарзан жарық пен жылу бар үйіңіз, өз қолыңызбен жел диірменін қалай жасауға болады? 5 кВт қуат немесе сәл азырақ, ең бастысы, үйіңізді электр құрылғыларының жұмысы үшін токпен қамтамасыз ете аласыз.
Бір қызығы, ресурстарды тиімді пайдалану деңгейіне қарай әлемде ғимараттардың классификациясы бар:
- әдеттегі, 1980-1995 жылға дейін салынған;
- төмен және өте төмен энергия тұтынумен - 1 кВ/м үшін 45-90 кВтсағ дейін;
- пассивті және тұрақты емес, жаңартылатын көздерден ток алатын (мысалы, өз қолыңызбен айналмалы жел генераторын (5 кВт) немесе күн панелі жүйесін орнату арқылы сіз бұл мәселені шеше аласыз);
- қажетінен көп электр қуатын өндіретін энергия белсенді ғимараттар, оны желі арқылы басқа тұтынушыларға беру арқылы ақша алады.
Төбелер мен аулаларға орнатылған жеке үй шағын станциялары, сайып келгенде, ірі электр жеткізушілерімен бәсекелесуі мүмкін екені белгілі болды. Әртүрлі елдердің үкіметтері баламалы энергия көздерін құруды және белсенді пайдалануды жан-жақты ынталандырады.
Өз электр станциясының табыстылығын қалай анықтауға болады
Зерттеушілер желдердің резервтік сыйымдылығы барлық жиналған көп ғасырлық отын қорларынан әлдеқайда көп екенін дәлелдеді. Жаңартылатын көздерден энергия алу жолдарының ішінде жел диірмендері ерекше орын алады, өйткені оларды жасау күн панельдерін жасаудан оңайырақ. Шын мәнінде, 5 кВт жел генераторын қажет болған жағдайда өз қолыңызбен жинауға боладықұрамдас бөліктер, соның ішінде магниттер, мыс сым, фанера және қалақ металы.
Білгірлер тек дұрыс пішінді ғана емес, сонымен қатар дұрыс жерде салынған құрылым өнімді және сәйкесінше табысты бола алады дейді. Бұл әрбір жеке жағдайда және тіпті белгілі бір аймақта ауа ағындарының болуын, тұрақтылығын және біркелкі жылдамдығын ескеру қажет екенін білдіреді. Егер аймақ мезгіл-мезгіл тыныш, тыныш және тыныш күндер болса, генераторы бар мачта орнату ешқандай пайда әкелмейді.
Өз қолыңызбен жел диірменін (5 кВт) жасауды бастамас бұрын оның үлгісі мен сыртқы түрін ескеру қажет. Әлсіз дизайннан үлкен энергия шығысын күтпеңіз. Керісінше, елде бір-екі шамды ғана қуаттандыру қажет болғанда, өз қолыңызбен үлкен жел диірменін салудың мағынасы жоқ. 5 кВт - барлық дерлік жарықтандыру жүйесі мен тұрмыстық техниканы электрмен қамтамасыз ету үшін жеткілікті қуат. Тұрақты жел болады - жарық болады.
Жел турбинасын өз қолыңызбен қалай жасауға болады: әрекеттер тізбегі
Биік діңгек үшін таңдалған жерде жел диірменінің өзі оған бекітілген генератормен күшейтіледі. Жасалған энергия сымдар арқылы қажетті бөлмеге барады. Діңгек конструкциясы неғұрлым жоғары болса, жел дөңгелегі диаметрі неғұрлым үлкен болса және ауа ағыны неғұрлым күшті болса, бүкіл құрылғының тиімділігі соғұрлым жоғары болады деп саналады. Шындығында бәрі ондай емес:
- мысалы, қатты дауыл пышақтарды оңай сындыруы мүмкін;
- кейбір үлгілерді әдеттегі төбеге орнатуға боладыүйде;
- Дұрыс турбина оңай іске қосылады және өте жеңіл желдерде де жақсы жұмыс істейді.
Жел диірмендерінің негізгі түрлері
Классикалық - ротордың көлденең айналу осі бар конструкциялар. Әдетте оларда 2-3 пышақ бар және олар жерден үлкен биіктікте орнатылады. Мұндай қондырғының ең үлкен тиімділігі тұрақты бағыттағы ауа ағынымен және оның 10 м/с жылдамдығымен көрінеді. Бұл қалақшаның дизайнының маңызды кемшілігі - жиі өзгеретін, екпінді жел бағытында қалақтардың айналуының сәтсіздігі. Бұл өнімсіз жұмысқа немесе бүкіл қондырғының бұзылуына әкеледі. Мұндай генераторды тоқтатқаннан кейін іске қосу үшін қалақтарды мәжбүрлі бастапқы айналдыру қажет. Сонымен қатар, белсенді айналу кезінде жүздер адам құлағына жағымсыз ерекше дыбыстар шығарады.
Вертикалды жел генераторы ("Whirlwind" 5 кВт немесе басқа) ротордың басқа орналасуына ие. Н-тәрізді немесе бөшке тәрізді турбиналар желді кез келген бағытта ұстайды. Бұл конструкциялар кішірек, тіпті ең әлсіз ауа ағындарында (1,5-3 м / с) жұмыс істейді, жоғары діңгектерді қажет етпейді, оларды тіпті қалалық жерлерде де қолдануға болады. Сонымен қатар, өздігінен жасалатын (5 кВт - бұл нақты) құрастырылған жел турбиналары 3-4 м/с желмен номиналды қуатқа жетеді.
Желкендер кемелерде емес, құрлықта
Бүгінгі жел энергетикасындағы ең қызық трендтердің біріжұмсақ пышақтары бар көлденең генераторды құру болды. Негізгі айырмашылық өндіріс материалында да, пішіннің өзінде де: өз қолымен жасайтын жел диірмендері (5 кВт, желкен түрі) 4-6 үшбұрышты мата қалақтары бар. Оның үстіне, дәстүрлі құрылымдардан айырмашылығы, олардың қимасы орталықтан шетке қарай ұлғаяды. Бұл мүмкіндік әлсіз желді «ұстауға» ғана емес, сонымен қатар дауылдық ауа ағыны кезінде шығынды болдырмауға мүмкіндік береді.
Келесі көрсеткіштерді желкенді қайықтардың артықшылығы деп атауға болады:
- баяу айналумен жоғары қуат;
- өзін-өзі бағдарлау және кез келген желге реттеу;
- жоғары қалақша және төмен инерция;
- дөңгелекті мәжбүрлеп айналдырудың қажеті жоқ;
- жоғары жылдамдықта да толығымен дыбыссыз айналу;
- діріл мен дыбыстың бұзылуының болмауы;
- салыстырмалы арзан дизайн.
Жел диірмендері мұны өзіңіз жасайды
5кВт қажетті электр қуатын бірнеше жолмен алуға болады:
- ең қарапайым айналмалы құрылымды құрастыру;
- бір осьте бірінен соң бірі орналасқан бірнеше желкенді дөңгелектер кешенін құрастыру үшін;
- Неодимий ось конструкциясын пайдаланыңыз.
Жел дөңгелегі күші жел жылдамдығының текше мәні мен турбинаның сыпырылған аймағының көбейтіндісіне пропорционалды екенін есте ұстаған жөн. Сонымен, 5 кВт жел генераторын қалай жасауға болады? Нұсқаулар орындалады.
Негіз ретінде алуға боладыавтомобиль торабы және тежегіш дискілер. 32 магнит (25-тен 8 мм) ротордың болашақ дискілерінде (генератордың қозғалатын бөлігі) әрбір дискіге, 16 данаға шеңберде параллель орналастырылған, сонымен қатар плюстар міндетті түрде минустармен ауысады. Қарама-қарсы магниттер әртүрлі полюстік мәндерге ие болуы керек. Белгілеу және орналастырудан кейін шеңбердегі барлығы эпоксидпен толтырылады.
Мыс сымның катушкалары статорға орналастырылған. Олардың саны магниттердің санынан аз болуы керек, яғни 12. Алдымен барлық сымдар шығарылады және бір-біріне жұлдыз немесе үшбұрыш арқылы қосылады, содан кейін олар да эпоксидті желіммен толтырылады. Пластилиннің бөліктерін құймас бұрын катушкаларға салу ұсынылады. Шайыр қатайғаннан және алынғаннан кейін статорды желдету және салқындату үшін қажет тесіктер қалады.
Бәрі қалай жұмыс істейді
Статорға қатысты айналатын ротор дискілері магнит өрісін құрайды және катушкаларда электр тогы пайда болады. Ал шығырлар жүйесі арқылы қосылған жел диірмені жұмыс құрылымының осы бөліктерін жылжыту үшін қажет. Өз қолыңызбен жел генераторын қалай жасауға болады? Кейбіреулер генератор құрастыру арқылы өз электр станциясын сала бастайды. Басқалары - қалақтың айналмалы бөлігінің жасалуынан.
Жел диірменінің білігі ротор дискілерінің біріне сырғымалы қосылыспен біріктірілген. Төменгі, магниттері бар екінші диск күшті подшипникке орналастырылған. Статор ортасында орналасқан. Барлық бөліктер фанер шеңберіне ұзын болттармен бекітіліп, жаңғақтармен бекітіледі. Барлық «құймақтардың» арасында минимум қалдыруды ұмытпаңызротор дискілерінің еркін айналуына арналған бос орындар. Нәтиже - 3 фазалы генератор.
Бөшке
Жел диірмендерін жасау қалды. Өз қолыңызбен 5 кВт айналмалы құрылымды фанердің 3 шеңберінен және ең жұқа және жеңіл дюралюминий парағынан жасауға болады. Металл тікбұрышты қанаттар болттармен және бұрыштармен фанераға бекітіледі. Алдын ала шеңбердің әрбір жазықтығында парақтар салынған толқын тәрізді бағыттаушы ойықтар ойылады. Алынған екі қабатты ротордың бір-біріне тік бұрышпен бекітілген 4 толқынды қалақтары бар. Яғни, фанера құймақтарымен бекітілген әрбір екі хаб арасында толқын тәрізді 2 дуралюминий пышақтары бар.
Бұл конструкция орталықта генераторға айналдыру моментін беретін болат түйреуішке орнатылған. Бұл дизайндағы DIY жел диірмендерінің (5 кВт) салмағы шамамен 16-18 кг, биіктігі 160-170 см және негізгі диаметрі 80-90 см.
Қарауға болатын нәрселер
Жел диірмені-"бөшке" ғимараттың төбесіне де орнатуға болады, дегенмен биіктігі 3-4 метр мұнара жеткілікті. Дегенмен, генератор корпусын табиғи жауын-шашыннан қорғау міндетті болып табылады. Сондай-ақ батарея жинағын орнату ұсынылады.
3 фазалы тұрақты токтан айнымалы ток алу үшін контурға конвертер де қосылуы керек.
Аймақта желді күндердің жеткілікті санымен өздігінен құрастырылған жел диірмені (5 кВт) тек теледидар мен шамдарды ғана емес, бейнебақылау жүйесін, кондиционерді, тоңазытқышты да токпен қамтамасыз ете алады. және басқа электр жабдықтары.
