Generator asinkron buatan sendiri. Generator listrik DIY

Tidak perlu mencari manfaat dari generator gas Anda sendiri, mereka ada di permukaan.

Pemilik garasi pondok musim panas, rumah-rumah pribadi (asalkan objek-objek ini memiliki pasokan listrik yang tidak dapat diandalkan, atau tidak dialiri listrik sama sekali) telah lama menghargai manfaat dari pasokan listrik cadangan.

Bahkan jika Anda tinggal di komunitas pondok dengan pasokan listrik normal, situasi darurat mungkin saja terjadi. Hilangnya energi dalam waktu lama akan menyebabkan pembusukan makanan di lemari es di musim panas, dan kegagalan fungsi boiler pemanas di musim dingin.

Oleh karena itu, banyak pemilik rumah yang membeli generator industri, yang biayanya tidak bisa disebut ekonomis.

Arah lain untuk pembangkit listrik bergerak adalah pariwisata, ekspedisi, dan melakukan pekerjaan menggunakan perkakas listrik dalam mode otonom.

Perangkat yang berguna ini bukanlah perangkat yang terlalu rumit, sehingga Anda dapat dengan mudah merakit generator gas dengan tangan Anda sendiri, termasuk generator 220 V.

Tentu saja alasan utama keputusan seperti itu adalah keinginan untuk menabung. Jika Anda membeli komponen untuk pembangkit listrik bergerak di toko, biaya suku cadang akan melebihi penghematan perakitan.

Oleh karena itu, generator gas buatan sendiri akan menguntungkan hanya jika memiliki komponen shareware.

Suku cadang yang paling mahal adalah: drive ( Mesin gas) dan motor listrik yang berfungsi sebagai generator. Inilah yang perlu dipilih dari “sampah” yang tersedia di gudang.

Pembangkit listrik apa yang bisa dipilih untuk generator?

Pertama-tama, kekuasaan. Pada pembangkit listrik bergerak, rasio berikut digunakan: untuk setiap kilowatt listrik yang dihasilkan (bukan dalam kondisi puncak, namun dalam mode normal), 2-3 l/dtk mesin disuplai.

Penting! Proporsi ini bekerja dengan komponen yang dipilih dengan benar dan kerugian minimal. Harus diingat bahwa bahkan generator paling murah dari Kerajaan Tengah pun dirancang oleh para insinyur.

Biasanya, generator gas dikembangkan secara kompleks, yaitu elemen pembangkit dikembangkan untuk motor tertentu. Untuk instalasi buatan sendiri Anda harus memilih koefisien 2-4 l/s per 1 kilowatt energi. Jika tidak, pada beban penuh mesin akan cepat mati.

Masalah dengan jaringan listrik di negara kita bukan hanya energi yang semakin mahal, tetapi juga ketidakhadirannya di beberapa daerah. Dan di sejumlah desa dan kota terpencil, pasokan listrik terpusat sangat jarang sehingga diperlukan generator.

Bagaimana menjadi?

Tentu saja, pasar modern menawarkan ratusan model yang mampu menyediakan energi bahkan untuk desa kecil. Satu-satunya kesulitan adalah biayanya terkadang melebihi gaji rata-rata selama beberapa bulan. Apakah mungkin membuat generator listrik dengan tangan Anda sendiri?

Generator berdasarkan gergaji mesin tua

Mari kita segera membuat reservasi bahwa kami hanya akan mempertimbangkan opsi dengan “output” maksimum, karena tidak ada gunanya membuat generator buatan sendiri hanya untuk menyalakan beberapa bola lampu. Yang terbaik adalah merancang perangkat berdasarkan mesin gergaji, karena akan dengan mudah menyediakan energi ke rumah pedesaan berukuran sedang. Sebelum membuat generator listrik, hitung konsumsi daya semua perangkat Anda.

Model mana yang harus saya ambil?

Mengingat prevalensi gergaji model lama, yang terbaik adalah membeli Druzhba atau Ural tua.

Di mana mendapatkan generator

Jika Anda merasa seperti keturunan Lefty yang legendaris, maka Anda dapat membuang semua bagiannya sendiri dan membuat lilitannya sendiri. Tetapi semua ini sangat rumit sehingga generator listrik yang dibuat dengan tangan Anda sendiri tidak akan menguntungkan. Jadi sebaiknya ambil generator dari KAMAZ atau sejenis kendaraan pertanian.

Persyaratan

Jika Anda mengambil gergaji domestik lama, maka mesinnya dapat dengan mudah menarik bahkan 2-3 kW. Namun optimalnya - tidak lebih dari 1,5 kW. Kelebihan memilih genset mobil adalah tetap menjaga tegangan optimal meski dengan perbedaan putaran mesin 1-5 ribu per menit.

Konverter

Karena alasan (putaran) di atas tidak mungkin menggunakan generator listrik 220V biasa, Anda perlu memasang konverter ke desain Anda sendiri. Perhatikan inverter MAP Energy yang mudah ditemukan di pasar terbuka.

Bagaimana cara terhubung?

Solusi optimal adalah membuat blok khusus yang dapat diganti yang dapat dengan cepat disambungkan ke gergaji dan dengan cepat dibongkar. Dalam hal ini, perangkat semacam itu mudah dibawa saat mendaki, karena Anda memerlukan keserbagunaannya. Untuk mengencangkan, digunakan pemandu gergaji tua atau braket buatan sendiri. Koneksi optimal- ikat pinggang, karena penggerak rantai terlalu berisik, dan juga membutuhkan pelumasan. Sabuk harus dipilih sedemikian rupa sehingga generator listrik (mudah membuatnya sendiri) terletak sedekat mungkin dengan gergaji itu sendiri.

Karakteristik lain

Kami menghubungkan output generator (menggunakan amperemeter 30-40 Ampere) dan sakelar dengan baterai dengan kapasitas yang sesuai, dan menghubungkannya ke konverter tegangan. Sangat disarankan untuk menyediakan voltmeter di sirkuit ini, karena jika tidak, peralatan berharga dapat dengan mudah terbakar karena beberapa masalah.

Cara Penggunaan

Karena Anda tidak memiliki pengontrol kecepatan, Anda harus memilihnya agar mesin “menggeram” sedikit. Tentu saja hal ini akan sedikit meningkatkan konsumsi bahan bakar. Untuk memudahkan pengoperasian mekanisme, Anda memerlukan baterai berkapasitas tinggi, yang akan mengambil sebagian besar beban pada waktu puncak. Stabilitas seperti itu akan berdampak positif tidak hanya pada tegangan keluaran, tetapi juga pada keseluruhan mekanisme.

Dengan demikian, membuat generator listrik sendiri sangat mungkin dilakukan.

Rusia menempati posisi ganda dalam hal sumber daya energi angin. Di satu sisi, karena luas wilayah yang luas dan banyaknya daerah datar, umumnya terdapat banyak angin, dan sebagian besar merata. Di sisi lain, angin kita sebagian besar berpotensi rendah dan lambat, lihat Gambar. Yang ketiga, di daerah berpenduduk jarang, anginnya kencang. Berdasarkan hal tersebut, tugas memasang generator angin di lahan pertanian cukup relevan. Namun untuk memutuskan apakah akan membeli perangkat yang cukup mahal atau membuatnya sendiri, Anda perlu memikirkan baik-baik jenis mana (dan ada banyak) yang akan dipilih untuk tujuan apa.

Konsep dasar

1. KIEV – koefisien pemanfaatan energi angin. Jika model angin datar mekanistik digunakan untuk perhitungan (lihat di bawah), maka model tersebut sama dengan efisiensi rotor pembangkit listrik tenaga angin (WPU).
2. Efisiensi – efisiensi APU secara menyeluruh, mulai dari angin yang datang hingga terminal generator listrik, atau hingga jumlah air yang dipompa ke dalam tangki.
3. Kecepatan angin operasi minimum (MRS) adalah kecepatan di mana kincir angin mulai menyuplai arus ke beban.
4. Kecepatan angin maksimum yang diizinkan (MAS) adalah kecepatan di mana produksi energi berhenti: otomatisasi mematikan generator, atau menempatkan rotor di penunjuk arah cuaca, atau melipatnya dan menyembunyikannya, atau rotor itu sendiri berhenti, atau APU dihancurkan begitu saja.
5. Kecepatan angin awal (SW) - pada kecepatan ini, rotor dapat berputar tanpa beban, berputar dan masuk ke mode operasi, setelah itu generator dapat dihidupkan.
6. Kecepatan awal negatif (OSS) - ini berarti bahwa APU (atau turbin angin - unit tenaga angin, atau WEA, unit tenaga angin) untuk memulai pada kecepatan angin berapa pun memerlukan putaran wajib dari sumber energi eksternal.
7. Torsi awal (awal) adalah kemampuan rotor, yang direm secara paksa dalam aliran udara, untuk menciptakan torsi pada poros.
8. Turbin angin (WM) merupakan bagian dari APU mulai dari rotor hingga poros generator atau pompa, atau konsumen energi lainnya.
9. Generator angin putar - APU di mana energi angin diubah menjadi torsi pada poros pelepas daya dengan memutar rotor dalam aliran udara.
10. Kisaran kecepatan operasi rotor adalah perbedaan antara MMF dan MRS ketika beroperasi pada beban pengenal.
11. Kincir angin kecepatan rendah - di dalamnya kecepatan linier bagian rotor dalam aliran tidak secara signifikan melebihi kecepatan angin atau lebih rendah darinya. Tekanan dinamis aliran secara langsung diubah menjadi gaya dorong sudu.
12. Kincir angin berkecepatan tinggi - kecepatan linier bilah secara signifikan (hingga 20 kali atau lebih) lebih tinggi daripada kecepatan angin, dan rotor membentuk sirkulasi udaranya sendiri. Siklus mengubah energi aliran menjadi gaya dorong sangatlah kompleks.

Catatan:

1. APU berkecepatan rendah, biasanya, memiliki KIEV lebih rendah daripada APU berkecepatan tinggi, tetapi memiliki torsi awal yang cukup untuk memutar generator tanpa mematikan beban dan TAC nol, yaitu. Benar-benar dapat menyala sendiri dan dapat digunakan dalam angin paling sepoi-sepoi.
2. Kelambatan dan kecepatan adalah konsep yang relatif. Kincir angin rumah tangga dengan kecepatan 300 rpm dapat berupa APU berkecepatan rendah, tetapi kuat dari tipe EuroWind, tempat bidang pembangkit listrik tenaga angin dan ladang angin dirakit (lihat gambar) dan rotornya menghasilkan sekitar 10 rpm, berkecepatan tinggi, Karena dengan diameter seperti itu, kecepatan linier bilah dan aerodinamisnya pada sebagian besar rentang cukup “mirip pesawat”, lihat di bawah.

Generator jenis apa yang Anda butuhkan?

Generator listrik untuk kincir angin rumah tangga harus menghasilkan listrik pada rentang kecepatan putaran yang luas dan dapat menyala sendiri tanpa otomatisasi atau sumber daya eksternal. Dalam hal penggunaan APU dengan OSS (turbin angin spin-up), yang biasanya memiliki KIEV dan efisiensi tinggi, maka juga harus dapat dibalik, yaitu. dapat bekerja sebagai mesin. Dengan daya hingga 5 kW, kondisi ini dipenuhi oleh mesin listrik dengan magnet permanen berbahan dasar niobium (supermagnet); pada magnet baja atau ferit Anda dapat mengandalkan tidak lebih dari 0,5-0,7 kW.

Catatan: generator asinkron arus bolak-balik atau kolektor dengan stator non-magnet sama sekali tidak cocok. Ketika kekuatan angin berkurang, mereka akan “padam” jauh sebelum kecepatannya turun ke MPC, dan kemudian mereka tidak akan memulai sendiri.

"Jantung" APU yang luar biasa dengan daya 0,3 hingga 1-2 kW diperoleh dari generator mandiri arus bolak-balik dengan penyearah bawaan; ini adalah mayoritas sekarang. Pertama, mereka mempertahankan tegangan keluaran 11,6-14,7 V pada rentang kecepatan yang cukup lebar tanpa stabilisator elektronik eksternal. Kedua, katup silikon terbuka ketika tegangan pada belitan mencapai sekitar 1,4 V, dan sebelum itu generator “tidak melihat” beban. Untuk melakukan ini, generator perlu diputar dengan cukup baik.

Dalam kebanyakan kasus, generator mandiri dapat dihubungkan langsung, tanpa penggerak roda gigi atau sabuk, ke poros mesin bertekanan tinggi berkecepatan tinggi, memilih kecepatan dengan memilih jumlah bilah, lihat di bawah. “Kereta berkecepatan tinggi” memiliki torsi awal yang kecil atau nol, tetapi rotor, bahkan tanpa melepaskan beban, akan memiliki waktu untuk berputar secukupnya sebelum katup terbuka dan generator menghasilkan arus.

Memilih sesuai dengan angin

Sebelum memutuskan jenis generator angin yang akan dibuat, mari kita tentukan aerologi lokalnya. Berwarna abu-abu kehijauan(tanpa angin) pada peta angin, hanya mesin angin berlayar yang akan berguna(Kita akan membicarakannya nanti). Jika diperlukan catu daya yang konstan, Anda harus menambahkan booster (penyearah dengan penstabil tegangan), Pengisi daya, baterai kuat, inverter 12/24/36/48 V DC hingga 220/380 V 50 Hz AC. Fasilitas seperti itu akan menelan biaya tidak kurang dari $20.000, dan kemungkinan besar tidak akan mampu menghilangkan daya jangka panjang yang lebih dari 3-4 kW. Secara umum, dengan keinginan yang teguh terhadap energi alternatif, lebih baik mencari sumber lain.

Di tempat berwarna kuning kehijauan, berangin rendah, dengan kebutuhan listrik hingga 2-3 kW, Anda bisa menggunakan sendiri yang berkecepatan rendah generator angin vertikal . Ada banyak sekali dari mereka yang dikembangkan, dan ada desain yang hampir sama bagusnya dengan “bilah pisau” yang diproduksi secara industri dalam hal KIEV dan efisiensi.

Jika Anda berencana membeli turbin angin untuk rumah Anda, lebih baik fokus pada turbin angin dengan rotor layar. Ada banyak kontroversi, dan secara teori semuanya belum jelas, namun berhasil. Di Federasi Rusia, “perahu layar” diproduksi di Taganrog dengan kapasitas 1-100 kW.

Di daerah merah dan berangin, pilihannya bergantung pada daya yang dibutuhkan. Dalam kisaran 0,5-1,5 kW, “vertikal” buatan sendiri dapat dibenarkan; 1,5-5 kW – membeli “perahu layar”. "Vertikal" juga dapat dibeli, tetapi harganya lebih mahal daripada APU horizontal. Dan terakhir, jika Anda membutuhkan turbin angin dengan daya 5 kW atau lebih, maka Anda harus memilih antara “bilah” atau “perahu layar” yang dibeli secara horizontal.

Catatan: Banyak produsen, terutama produsen tingkat kedua, menawarkan kit suku cadang yang dapat digunakan untuk merakit sendiri generator angin dengan daya hingga 10 kW. Kit semacam itu harganya 20-50% lebih murah daripada kit yang sudah jadi dengan pemasangan. Namun sebelum membeli, Anda perlu mempelajari dengan cermat aerologi lokasi pemasangan yang dituju, kemudian memilih tipe dan model yang sesuai dengan spesifikasinya.

Tentang keamanan

Bagian-bagian turbin angin untuk keperluan rumah tangga yang beroperasi dapat memiliki kecepatan linier melebihi 120 dan bahkan 150 m/s, dan sepotong bahan padat apa pun dengan berat 20 g, terbang dengan kecepatan 100 m/s, dengan “berhasil ” pukulannya, akan langsung membunuh orang yang sehat. Sebuah pelat baja atau plastik keras setebal 2 mm, bergerak dengan kecepatan 20 m/s, memotongnya menjadi dua.

Selain itu, sebagian besar turbin angin dengan daya lebih dari 100 W cukup berisik. Banyak yang menghasilkan fluktuasi tekanan udara dengan frekuensi sangat rendah (kurang dari 16 Hz) - infrasonik. Infrasonik tidak terdengar, tetapi berbahaya bagi kesehatan dan menyebar sangat jauh.

Catatan: di akhir tahun 80-an terjadi skandal di Amerika Serikat - ladang angin terbesar di negara itu pada saat itu harus ditutup. Orang India dari reservasi 200 km dari ladang anginnya membuktikan di pengadilan bahwa gangguan kesehatan mereka, yang meningkat tajam setelah ladang angin dioperasikan, disebabkan oleh infrasoniknya.

Karena alasan di atas, pemasangan APU diperbolehkan pada jarak minimal 5 ketinggiannya dari bangunan tempat tinggal terdekat. Di halaman rumah tangga pribadi, dimungkinkan untuk memasang kincir angin produksi industri yang memiliki sertifikasi yang sesuai. Umumnya tidak mungkin memasang APU di atap - selama pengoperasiannya, bahkan yang berdaya rendah, timbul beban mekanis bergantian yang dapat menyebabkan resonansi Struktur bangunan dan kehancurannya.

Catatan: Ketinggian APU dianggap sebagai titik tertinggi dari piringan yang disapu (untuk rotor berbilah) atau bentuk geometris (untuk APU vertikal dengan rotor pada porosnya). Jika tiang APU atau sumbu rotor menonjol lebih tinggi lagi, tingginya dihitung berdasarkan puncak - puncaknya.

Angin, aerodinamis, KIEV

Generator angin buatan sendiri mematuhi hukum alam yang sama dengan hukum pabrik, yang dihitung di komputer. Dan pekerja rumahan perlu memahami dasar-dasar pekerjaannya dengan baik - paling sering dia tidak memiliki bahan-bahan yang mahal dan mutakhir serta peralatan teknologi. Aerodinamika APU sangat sulit...

Angin dan KIEV

Untuk menghitung APU pabrik serial, yang disebut. model angin mekanistik datar. Hal ini didasarkan pada asumsi berikut:

• Kecepatan dan arah angin konstan dalam permukaan rotor efektif.
• Udara adalah media yang berkesinambungan.
• Permukaan efektif rotor sama dengan luas sapuan.
• Energi aliran udara murni kinetik.

Dalam kondisi seperti itu, energi maksimum per satuan volume udara dihitung menggunakan rumus sekolah, dengan asumsi massa jenis udara sebesar kondisi normal 1,29 kg*anak. m Pada kecepatan angin 10 m/s, satu kubus udara membawa 65 J, dan dari satu persegi permukaan efektif rotor, dengan efisiensi 100% dari seluruh APU, 650 W dapat dihilangkan. Ini adalah pendekatan yang sangat sederhana - semua orang tahu bahwa angin tidak pernah merata sempurna. Namun hal ini harus dilakukan untuk memastikan pengulangan produk - hal yang umum dalam teknologi.

Model datar tidak boleh diabaikan, karena memberikan energi angin minimum yang tersedia. Tetapi udara, pertama, dapat dikompresi, dan kedua, sangat cair (viskositas dinamis hanya 17,2 Pa*s). Artinya aliran dapat mengalir di sekitar area sapuan, sehingga mengurangi permukaan efektif dan KIEV, yang paling sering diamati. Namun pada prinsipnya, situasi sebaliknya juga mungkin terjadi: angin mengalir menuju rotor dan luas permukaan efektif akan lebih besar dari luas permukaan yang disapu, dan KIEV akan lebih besar dari 1 relatif terhadapnya untuk angin datar.

Mari kita beri dua contoh. Yang pertama adalah kapal pesiar kesenangan, cukup berat, kapal pesiar tidak hanya bisa berlayar melawan angin, tetapi juga lebih cepat darinya. Angin artinya luar; angin semu pasti masih lebih kencang, kalau tidak bagaimana cara menarik kapal?

Yang kedua adalah sejarah penerbangan klasik. Selama pengujian MIG-19, ternyata pencegat, yang satu ton lebih berat dari pesawat tempur garis depan, berakselerasi lebih cepat. Dengan mesin yang sama di badan pesawat yang sama.

Para ahli teori tidak tahu harus berpikir apa, dan sangat meragukan hukum kekekalan energi. Pada akhirnya, ternyata masalahnya adalah kerucut radome radar yang menonjol dari saluran masuk udara. Dari ujung kaki hingga cangkangnya, muncul pemadatan udara, seolah menyapu dari samping hingga ke kompresor mesin. Sejak saat itu, gelombang kejut secara teori telah ditetapkan sebagai sesuatu yang berguna, dan kinerja penerbangan pesawat modern yang luar biasa sebagian besar disebabkan oleh keterampilan penggunaannya.

Aerodinamika

Perkembangan aerodinamika biasanya dibagi menjadi dua era - sebelum N. G. Zhukovsky dan sesudahnya. Laporannya “On Attached Vortexes” tertanggal 15 November 1905 menandai dimulainya era baru dalam penerbangan.

Sebelum Zhukovsky, mereka terbang dengan layar datar: diasumsikan bahwa partikel arus yang datang memberikan semua momentumnya ke tepi depan sayap. Hal ini memungkinkan untuk segera menghilangkan besaran vektor - momentum sudut - yang memunculkan matematika yang mematahkan gigi dan paling sering non-analitis, beralih ke hubungan energi murni skalar yang jauh lebih nyaman, dan pada akhirnya memperoleh medan tekanan yang dihitung pada pesawat penahan beban, kurang lebih mirip dengan yang asli.

Pendekatan mekanistik ini memungkinkan terciptanya perangkat yang setidaknya bisa mengudara dan terbang dari satu tempat ke tempat lain, tanpa harus jatuh ke tanah di suatu tempat di sepanjang perjalanan. Namun keinginan untuk meningkatkan kecepatan, kapasitas muatan dan kualitas penerbangan lainnya semakin mengungkap ketidaksempurnaan teori aerodinamis asli.

Ide Zhukovsky adalah ini: udara melewati jalur yang berbeda di sepanjang permukaan atas dan bawah sayap. Dari kondisi kontinuitas medium (gelembung vakum dengan sendirinya tidak terbentuk di udara) maka kecepatan aliran atas dan bawah yang turun dari trailing edge harus berbeda. Karena viskositas udara yang kecil namun terbatas, pusaran harus terbentuk di sana karena perbedaan kecepatan.

Pusaran berputar, dan hukum kekekalan momentum, yang tidak dapat diubah seperti hukum kekekalan energi, juga berlaku untuk besaran vektor, yaitu. juga harus memperhatikan arah pergerakan. Oleh karena itu, di sana, di tepi belakang, pusaran berlawanan arah dengan torsi yang sama akan terbentuk. Karena apa? Karena energi yang dihasilkan oleh mesin.

Untuk praktik penerbangan, ini berarti sebuah revolusi: dengan memilih profil sayap yang sesuai, dimungkinkan untuk mengirimkan pusaran yang terpasang di sekitar sayap dalam bentuk sirkulasi G, sehingga meningkatkan daya angkatnya. Artinya, dengan menghabiskan sebagian, dan untuk kecepatan tinggi serta beban pada sayap – sebagian besar tenaga motor, Anda dapat menciptakan aliran udara di sekitar perangkat, memungkinkan Anda mencapai kualitas penerbangan yang lebih baik.

Hal ini menjadikan penerbangan sebagai penerbangan, dan bukan bagian dari aeronautika: sekarang pesawat dapat menciptakan sendiri lingkungan yang diperlukan untuk penerbangan dan tidak lagi menjadi mainan arus udara. Yang Anda butuhkan hanyalah mesin yang lebih bertenaga, dan semakin bertenaga...

KIEV lagi

Namun kincir angin tersebut tidak mempunyai motor. Sebaliknya, ia harus mengambil energi dari angin dan memberikannya kepada konsumen. Dan ternyata - kakinya ditarik keluar, ekornya tersangkut. Kami menggunakan terlalu sedikit energi angin untuk sirkulasi rotor itu sendiri - energi tersebut akan lemah, daya dorong bilahnya akan rendah, dan KIEV serta dayanya akan rendah. Kami memberikan banyak hal pada sirkulasi - dalam angin lemah, rotor akan berputar gila-gilaan saat idle, tetapi konsumen kembali mendapat sedikit: mereka hanya menambah beban, rotor melambat, angin meniup sirkulasi, dan rotor berhenti bekerja.

Hukum kekekalan energi memberikan “rata-rata emas” tepat di tengah-tengah: kita memberikan 50% energi ke beban, dan untuk 50% sisanya kita menaikkan aliran ke optimal. Latihan menegaskan asumsi: jika efisiensi yang baik baling-baling penariknya adalah 75-80%, kemudian KIEV dari rotor berbilah, juga dihitung dengan cermat dan dihembuskan di terowongan angin, mencapai 38-40%, yaitu. hingga setengah dari apa yang dapat dicapai dengan energi berlebih.

Kemodernan

Saat ini, aerodinamika, yang dipersenjatai dengan matematika dan komputer modern, semakin beralih dari penyederhanaan model menuju deskripsi akurat tentang perilaku benda nyata dalam aliran nyata. Dan di sini, selain jalur umum - kekuatan, kekuatan, dan sekali lagi kekuatan! – jalur samping ditemukan, namun menjanjikan justru ketika jumlah energi yang memasuki sistem terbatas.

Penerbang alternatif terkenal Paul McCready menciptakan pesawat terbang di tahun 80-an dengan dua motor gergaji berkekuatan 16 hp. menunjukkan 360 km/jam. Apalagi sasisnya berbentuk roda tiga, tidak bisa ditarik, dan rodanya tanpa fairing. Tak satu pun dari perangkat McCready yang online atau bertugas tempur, tetapi dua - satu dengan mesin piston dan baling-baling, dan yang lainnya jet - untuk pertama kalinya dalam sejarah terbang keliling dunia tanpa mendarat di pompa bensin yang sama.

Perkembangan teori tersebut juga berdampak cukup signifikan pada layar yang melahirkan sayap aslinya. Aerodinamika "langsung" memungkinkan kapal pesiar beroperasi dalam kecepatan angin 8 knot. berdiri di atas hidrofoil (lihat gambar); untuk mempercepat monster seperti itu ke kecepatan yang dibutuhkan dengan baling-baling, diperlukan mesin minimal 100 hp. Katamaran balap berlayar dengan kecepatan sekitar 30 knot dalam angin yang sama. (55 km/jam).

Ada juga temuan yang sama sekali tidak sepele. Penggemar olahraga paling langka dan paling ekstrem - base jumping - mengenakan pakaian sayap khusus, wingsuit, terbang tanpa motor, bermanuver dengan kecepatan lebih dari 200 km/jam (gambar di sebelah kanan), dan kemudian mendarat dengan mulus di pra -tempat yang dipilih. Dalam dongeng manakah orang bisa terbang sendiri?

Banyak misteri alam juga terkuak; khususnya, penerbangan kumbang. Menurut aerodinamika klasik, ia tidak mampu terbang. Sama seperti pendiri pesawat siluman, F-117 dengan sayap berbentuk berlian juga tidak mampu lepas landas. Dan MIG-29 dan Su-27, yang bisa terbang lebih dulu untuk beberapa waktu, sama sekali tidak cocok dengan gagasan apa pun.

Lalu mengapa, ketika mengerjakan turbin angin, bukan hal yang menyenangkan dan bukan alat untuk menghancurkan jenisnya sendiri, tetapi sumber sumber daya yang vital, Anda perlu menjauhi teori arus lemah dengan model angin datarnya? Apakah benar-benar tidak ada cara untuk maju?

Apa yang diharapkan dari karya klasik?

Namun, kita tidak boleh meninggalkan karya klasik dalam keadaan apa pun. Ini memberikan landasan yang tanpanya seseorang tidak dapat naik lebih tinggi tanpa bergantung padanya. Sama seperti teori himpunan yang tidak menghapuskan tabel perkalian, demikian pula kromodinamika kuantum tidak akan membuat apel terbang dari pohonnya.

Jadi, apa yang bisa Anda harapkan saat itu pendekatan klasik? Mari kita lihat gambarnya. Di sebelah kiri adalah jenis rotor; mereka digambarkan secara kondisional. 1 – korsel vertikal, 2 – ortogonal vertikal (turbin angin); 2-5 – rotor berbilah dengan jumlah yang berbeda bilah dengan profil yang dioptimalkan.

Di sebelah kanan sepanjang sumbu horizontal adalah kecepatan relatif rotor, yaitu rasio kecepatan linier sudu dengan kecepatan angin. Vertikal ke atas - KIEV. Dan turun - sekali lagi, torsi relatif. Torsi tunggal (100%) dianggap sebagai torsi yang dihasilkan oleh rotor yang direm secara paksa dalam aliran dengan KIEV 100%, mis. ketika semua energi aliran diubah menjadi gaya putar.

Pendekatan ini memungkinkan kita menarik kesimpulan yang luas. Misalnya, jumlah bilah harus dipilih tidak hanya dan tidak terlalu banyak sesuai dengan kecepatan putaran yang diinginkan: bilah 3 dan 4 langsung kehilangan banyak dalam hal KIEV dan torsi dibandingkan dengan bilah 2 dan 6 yang bekerja dengan baik. dalam kisaran kecepatan yang kira-kira sama. Dan carousel dan ortogonal yang tampak serupa memiliki sifat yang berbeda secara mendasar.

Secara umum, preferensi harus diberikan pada rotor berbilah, kecuali dalam kasus di mana diperlukan biaya yang sangat rendah, kesederhanaan, penyalaan mandiri bebas perawatan tanpa otomatisasi, dan pengangkatan ke tiang tidak mungkin dilakukan.

Catatan: Mari kita bicara tentang rotor layar secara khusus - sepertinya tidak cocok dengan rotor klasik.

Vertikal

APU dengan sumbu rotasi vertikal memiliki keunggulan yang tidak dapat disangkal untuk kehidupan sehari-hari: komponen-komponennya yang memerlukan perawatan terkonsentrasi di bagian bawah dan tidak perlu pengangkatan. Masih ada, dan bahkan tidak selalu, bantalan penyelaras otomatis pendukung dorong, namun kuat dan tahan lama. Oleh karena itu, ketika merancang generator angin sederhana, pemilihan opsi harus dimulai dengan vertikal. Tipe utama mereka disajikan pada Gambar.

Matahari

Di posisi pertama adalah yang paling sederhana, paling sering disebut rotor Savonius. Faktanya, penemuan ini ditemukan pada tahun 1924 di Uni Soviet oleh J. A. dan A. A. Voronin, dan industrialis Finlandia Sigurd Savonius tanpa malu-malu mengambil alih penemuan tersebut, mengabaikan sertifikat hak cipta Soviet, dan memulai produksi serial. Namun diperkenalkannya suatu penemuan di masa depan sangat berarti, jadi agar tidak mengungkit masa lalu dan tidak mengganggu abu orang yang meninggal, kita akan menyebut kincir angin ini sebagai rotor Voronin-Savonius, atau disingkat VS.

Pesawat ini bagus untuk buatan dalam negeri, kecuali untuk “lokomotif” KIEV sebesar 10-18%. Namun, di Uni Soviet mereka banyak mengerjakannya, dan ada perkembangan. Di bawah ini kita akan melihat desain yang ditingkatkan, tidak jauh lebih rumit, tetapi menurut KIEV, ini memberikan keunggulan bagi para blader.

Catatan: pesawat berbilah dua tidak berputar, melainkan tersentak-sentak; Bilah 4 hanya sedikit lebih halus, tetapi kalah banyak di KIEV. Untuk meningkatkannya, bilah 4 palung paling sering dibagi menjadi dua lantai - sepasang bilah di bawah, dan sepasang bilah lainnya, diputar 90 derajat secara horizontal, di atasnya. KIEV dipertahankan, dan beban lateral pada mekanik melemah, tetapi beban lentur sedikit meningkat, dan dengan kecepatan angin lebih dari 25 m/s, APU seperti itu ada pada poros, yaitu. tanpa bantalan yang direntangkan oleh kabel di atas rotor, ia “meruntuhkan menara”.

Daria

Berikutnya adalah rotor Daria; Kiev – hingga 20%. Bahkan lebih sederhana: bilahnya terbuat dari pita elastis sederhana tanpa profil apa pun. Teori rotor Darrieus belum cukup berkembang. Yang jelas terlihat jelas bahwa ia mulai terlepas karena perbedaan ketahanan aerodinamis antara punuk dan kantong pita, dan kemudian menjadi semacam kecepatan tinggi, membentuk sirkulasinya sendiri.

Torsinya kecil, dan pada posisi awal rotor sejajar dan tegak lurus terhadap angin sama sekali tidak ada, sehingga putaran sendiri hanya mungkin dilakukan dengan jumlah bilah ganjil (sayap?) Bagaimanapun, beban dari generator harus diputuskan sambungannya selama spin-up.

Rotor Daria memiliki dua kualitas buruk lainnya. Pertama, ketika berputar, vektor gaya dorong sudu menggambarkan putaran penuh relatif terhadap fokus aerodinamisnya, dan tidak mulus, tetapi tiba-tiba. Oleh karena itu, rotor Darrieus dengan cepat merusak mekanismenya bahkan dalam kondisi angin kencang.

Kedua, Daria tidak hanya mengeluarkan suara, tapi juga menjerit dan memekik, hingga kasetnya pecah. Hal ini terjadi karena getarannya. Dan semakin banyak bilahnya, semakin kuat aumannya. Jadi, kalau Daria dibuat, itu dengan dua bilah, dari bahan penyerap suara berkekuatan tinggi yang mahal (karbon, mylar), dan sebuah pesawat kecil digunakan untuk berputar di tengah tiang tiang.

Ortogonal

Di pos. 3 – rotor vertikal ortogonal dengan bilah berprofil. Ortogonal karena sayapnya mencuat secara vertikal. Transisi dari BC ke ortogonal diilustrasikan pada Gambar. kiri.

Sudut pemasangan bilah relatif terhadap garis singgung lingkaran yang menyentuh fokus aerodinamis sayap dapat positif (dalam gambar) atau negatif, bergantung pada kekuatan angin. Kadang-kadang bilahnya dibuat berputar dan penunjuk arah cuaca ditempatkan di atasnya, yang secara otomatis menahan “alpha”, tetapi struktur seperti itu sering kali rusak.

Badan tengah (biru pada gambar) memungkinkan Anda meningkatkan KIEV hingga hampir 50%.Dalam ortogonal tiga bilah, harus berbentuk segitiga pada penampang dengan sisi agak cembung dan sudut membulat, dan dengan jumlah bilah yang lebih besar, silinder sederhana sudah cukup. Namun teori ortogonal memberikan jumlah bilah optimal yang jelas: harus ada tepat 3 bilah.

Ortogonal mengacu pada turbin angin berkecepatan tinggi dengan OSS, yaitu. tentu memerlukan promosi selama commissioning dan setelah ketenangan. Menurut skema ortogonal, APU serial bebas perawatan dengan daya hingga 20 kW diproduksi.

Helikoid

Rotor helikoidal, atau rotor Gorlov (item 4) adalah jenis ortogonal yang menjamin putaran seragam; pesawat ortogonal dengan sayap lurus hanya sedikit lebih lemah daripada pesawat berbilah dua. Membengkokkan bilah sepanjang helikoid memungkinkan seseorang menghindari hilangnya CIEV karena kelengkungannya. Meskipun bilah melengkung menolak sebagian aliran tanpa menggunakannya, bilah tersebut juga memasukkan sebagian ke dalam zona kecepatan linier tertinggi, untuk mengkompensasi kerugian. Helikoid lebih jarang digunakan dibandingkan turbin angin lainnya, karena Karena kerumitan pembuatannya, harganya lebih mahal daripada produk sejenis dengan kualitas yang sama.

Penggarukan barel

Untuk 5 pos. – Rotor tipe BC dikelilingi oleh baling-baling pemandu; diagramnya ditunjukkan pada Gambar. di sebelah kanan. Hal ini jarang ditemukan dalam aplikasi industri, karena pembebasan lahan yang mahal tidak mengimbangi peningkatan kapasitas, dan konsumsi bahan serta kompleksitas produksi yang tinggi. Tetapi seorang pekerja mandiri yang takut bekerja bukan lagi seorang ahli, tetapi seorang konsumen, dan jika Anda membutuhkan tidak lebih dari 0,5-1,5 kW, maka baginya “penggarukan barel” adalah berita gembira:

• Rotor jenis ini benar-benar aman, senyap, tidak menimbulkan getaran dan dapat dipasang dimana saja, bahkan di taman bermain.
• Membengkokkan “palung” galvanis dan mengelas rangka pipa adalah pekerjaan yang tidak masuk akal.
• Rotasinya benar-benar seragam, suku cadang mekanis dapat diambil dari yang termurah atau dari tempat sampah.
• Tidak takut badai - angin yang terlalu kencang tidak dapat masuk ke dalam “tong”; kepompong pusaran yang ramping muncul di sekitarnya (kita akan menemukan efek ini nanti).
• Dan yang paling penting adalah karena permukaan “laras” beberapa kali lebih besar daripada permukaan rotor di dalamnya, KIEV dapat mengalami over-unit, dan momen rotasi sudah mencapai 3 m/s untuk “barel” sebesar diameter tiga meter sedemikian rupa sehingga generator 1 kW dengan beban maksimum Mereka bilang lebih baik tidak bergerak-gerak.

Video: Generator angin Lenz

Pada tahun 60an di Uni Soviet, E. S. Biryukov mematenkan APU carousel dengan KIEV 46%. Beberapa saat kemudian, V. Blinov mencapai 58% KIEV dari desain berdasarkan prinsip yang sama, tetapi tidak ada data tentang pengujiannya. Dan pengujian skala penuh terhadap APU Biryukov dilakukan oleh karyawan majalah “Inventor and Innovator”. Sebuah rotor dua lantai dengan diameter 0,75 m dan tinggi 2 m diputar kekuatan penuh generator asinkron 1,2 kW dan bertahan 30 m/s tanpa kerusakan. Gambar APU Biryukov ditunjukkan pada Gambar.

1. rotor terbuat dari atap galvanis;
2. bantalan bola baris ganda yang menyelaraskan diri;
3. selubung – kabel baja 5 mm;
4. poros-poros – pipa baja dengan ketebalan dinding 1,5-2,5 mm;
5. tuas pengatur kecepatan aerodinamis;
6. bilah pengatur kecepatan – kayu lapis atau lembaran plastik 3-4 mm;
7. batang pengatur kecepatan;
8. beban pengontrol kecepatan, bobotnya menentukan kecepatan putaran;
9. katrol penggerak - roda sepeda tanpa ban dengan tabung;
10. bantalan dorong - bantalan dorong;
11. katrol yang digerakkan – katrol generator standar;
12. generator.

Biryukov menerima beberapa sertifikat hak cipta untuk APU-nya. Pertama, perhatikan potongan rotornya. Saat berakselerasi, ia bekerja seperti pesawat terbang, menghasilkan torsi awal yang besar. Saat berputar, bantalan pusaran tercipta di kantong luar bilahnya. Dari sudut pandang angin, bilah menjadi terprofil dan rotor menjadi ortogonal berkecepatan tinggi, dengan profil virtual berubah sesuai dengan kekuatan angin.

Kedua, saluran yang diprofilkan di antara bilah bertindak sebagai badan pusat dalam rentang kecepatan pengoperasian. Jika angin semakin kencang, maka bantalan pusaran juga tercipta di dalamnya, melampaui rotor. Kepompong pusaran yang sama muncul di sekitar APU dengan baling-baling pemandu. Energi penciptaannya diambil dari angin, dan tidak lagi cukup untuk menghancurkan kincir angin.

Ketiga, pengatur kecepatan ditujukan terutama untuk turbin. Kecepatannya tetap optimal dari sudut pandang KIEV. Dan kecepatan putaran generator yang optimal dipastikan melalui pilihan rasio transmisi mekanis.

Catatan: setelah publikasi di IR pada tahun 1965, Angkatan Bersenjata Ukraina Biryukova terlupakan. Penulis tidak pernah menerima tanggapan dari pihak berwenang. Nasib banyak penemuan Soviet. Mereka mengatakan bahwa beberapa orang Jepang menjadi miliarder dengan secara teratur membaca majalah teknik populer Soviet dan mematenkan segala sesuatu yang patut diperhatikan.

Lopastniki

Seperti disebutkan, menurut klasik, generator angin horizontal dengan rotor berbilah adalah yang terbaik. Namun, pertama-tama, dibutuhkan angin yang stabil dengan kekuatan minimal sedang. Kedua, desain untuk DIYer penuh dengan banyak kendala, itulah sebabnya buah dari kerja keras yang panjang skenario kasus terbaik menerangi toilet, lorong atau teras rumah, atau bahkan ternyata hanya mampu berpromosi sendiri.

Menurut diagram pada Gambar. Mari kita lihat lebih dekat; posisi:

• Ara. A:

1. bilah rotor;
2. generator;
3. bingkai pembangkit;
4. penunjuk arah cuaca pelindung (sekop badai);
5. kolektor saat ini;
6. casis;
7. unit putar;
8. penunjuk arah cuaca yang berfungsi;
9. tiang kapal;
10. penjepit untuk kain kafan.

• Ara. B, tampilan atas:

1. penunjuk arah cuaca pelindung;
2. penunjuk arah cuaca yang berfungsi;
3. pengatur tegangan pegas baling-baling cuaca pelindung.

• Ara. G, kolektor saat ini:

1. kolektor dengan busbar cincin kontinu tembaga;
2. sikat tembaga-grafit pegas.

Catatan: Perlindungan terhadap angin topan untuk sudu horizontal dengan diameter lebih dari 1 m mutlak diperlukan, karena dia tidak mampu menciptakan pusaran kepompong di sekeliling dirinya. Dengan ukuran yang lebih kecil, ketahanan rotor dapat dicapai hingga 30 m/s dengan bilah propilena.

Jadi, dimana kita tersandung?

Pisau

Harapkan untuk mencapai daya pada poros generator lebih dari 150-200 W pada bilah dengan ukuran berapa pun yang dipotong dari dinding tebal pipa plastik, seperti yang sering disarankan, adalah harapan dari seorang amatir yang putus asa. Bilah pipa (kecuali jika sangat tebal sehingga hanya digunakan sebagai blanko) akan memiliki profil tersegmentasi, mis. bagian atas atau kedua permukaannya akan berbentuk busur lingkaran.

Profil tersegmentasi cocok untuk media yang tidak dapat dimampatkan, seperti hidrofoil atau bilah baling-baling. Untuk gas, diperlukan bilah dengan profil dan pitch yang bervariasi, misalnya, lihat Gambar; bentang - 2 m Ini akan menjadi produk yang kompleks dan padat karya, memerlukan perhitungan yang cermat dalam teori lengkap, peniupan dalam pipa, dan pengujian skala penuh.

Generator

Jika rotor dipasang langsung pada porosnya, bantalan standar akan segera rusak - tidak ada beban yang sama pada semua bilah kincir angin. Anda memerlukan poros perantara dengan bantalan pendukung khusus dan transmisi mekanis darinya ke generator. Untuk kincir angin besar, bantalan penopangnya adalah bantalan dua baris yang dapat menyelaraskan sendiri; dalam model terbaik - tiga tingkat, Gambar. D pada Gambar. lebih tinggi. Hal ini memungkinkan poros rotor tidak hanya sedikit menekuk, tetapi juga sedikit bergerak dari sisi ke sisi atau ke atas dan ke bawah.

Catatan: Butuh waktu sekitar 30 tahun untuk mengembangkan bantalan pendukung untuk APU tipe EuroWind.

Baling-baling cuaca darurat

Prinsip operasinya ditunjukkan pada Gambar. B. Angin yang semakin kencang memberi tekanan pada sekop, pegas meregang, rotor melengkung, kecepatannya turun dan akhirnya menjadi sejajar dengan aliran. Segalanya tampak baik-baik saja, tetapi mulus di atas kertas...

Pada hari yang berangin, coba pegang tutup ketel atau panci besar dengan pegangan sejajar dengan angin. Berhati-hatilah - potongan besi yang gelisah dapat mengenai wajah Anda dengan sangat keras hingga hidung Anda patah, bibir Anda terpotong, atau bahkan mata Anda patah.

Angin datar hanya terjadi dalam perhitungan teoretis dan, dengan akurasi yang cukup untuk praktik, di terowongan angin. Kenyataannya, badai lebih merusak kincir angin dengan sekop badai daripada kincir angin yang sama sekali tidak berdaya. Lebih baik mengganti pisau yang rusak daripada mengulanginya lagi. Lain halnya dengan instalasi industri. Di sana, kemiringan bilah, masing-masing secara individual, dipantau dan disesuaikan dengan otomatisasi di bawah kendali komputer terpasang. Dan terbuat dari komposit tugas berat, bukan pipa air.

Kolektor saat ini

Ini adalah unit yang diservis secara berkala. Setiap teknisi listrik tahu bahwa komutator dengan sikat perlu dibersihkan, dilumasi, dan disetel. Dan tiangnya berasal dari pipa air. Jika Anda tidak bisa mendaki, setiap satu atau dua bulan sekali Anda harus membuang seluruh kincir angin ke tanah lalu mengambilnya kembali. Berapa lama dia akan bertahan dari “pencegahan” seperti itu?

Video: generator angin berbilah + panel surya untuk memasok listrik ke dacha

Mini dan mikro

Namun seiring dengan mengecilnya ukuran dayung, kesulitannya pun berkurang sesuai dengan kuadrat diameter roda. Anda sudah dapat membuat sendiri APU berbilah horizontal dengan daya hingga 100 W. Yang optimal adalah yang berbilah 6. Dengan lebih banyak bilah, diameter rotor yang dirancang untuk daya yang sama akan lebih kecil, namun akan sulit untuk dipasang dengan kuat ke hub. Rotor dengan kurang dari 6 bilah tidak perlu diperhitungkan: rotor 2 bilah dengan daya 100 W memerlukan rotor dengan diameter 6,34 m, dan 4 bilah dengan daya yang sama memerlukan 4,5 m. Untuk 6 bilah, hubungan daya-diameter dinyatakan sebagai berikut :

• 10 W – 1,16 m.
• 20 W – 1,64 m.
• 30 W – 2 m.
• 40 W – 2,32 m.
• 50 W – 2,6 m.
• 60 W – 2,84 m.
• 70 W – 3,08 m.
• 80 W – 3,28 m.
• 90 W – 3,48 m.
• 100 W – 3,68 m.
• 300 W – 6,34 m.

Akan optimal jika mengandalkan daya 10-20 W. Pertama, bilah plastik dengan rentang lebih dari 0,8 m tidak akan tahan terhadap angin lebih dari 20 m/s tanpa tindakan perlindungan tambahan. Kedua, dengan rentang bilah hingga 0,8 m yang sama, kecepatan linier ujung-ujungnya tidak akan melebihi kecepatan angin lebih dari tiga kali lipat, dan persyaratan untuk pembuatan profil dengan putaran dikurangi dengan urutan besarnya; di sini “palung” dengan profil pipa tersegmentasi, pos. B pada Gambar. Dan 10-20 W akan memberi daya pada tablet, mengisi ulang ponsel cerdas, atau menerangi bola lampu hemat rumah.

Selanjutnya, pilih generator. Motor Cina sempurna - hub roda untuk sepeda listrik, pos. 1 pada Gambar. Tenaganya sebagai motor adalah 200-300 W, namun pada mode generator akan menghasilkan sekitar 100 W. Tapi apakah itu cocok untuk kita dalam hal kecepatan?

Indeks kecepatan z untuk 6 bilah adalah 3. Rumus untuk menghitung kecepatan putaran di bawah beban adalah N = v/l*z*60, dimana N adalah kecepatan putaran, 1/menit, v adalah kecepatan angin, dan l adalah lingkar rotor. Dengan rentang sudu 0,8 m dan kecepatan angin 5 m/s, diperoleh 72 rpm; pada kecepatan 20 m/s – 288 rpm. Roda sepeda juga berputar dengan kecepatan yang kurang lebih sama, jadi kita akan melepaskan 10-20 W dari generator yang mampu menghasilkan 100 W. Anda dapat menempatkan rotor langsung pada porosnya.

Namun di sini muncul masalah berikut: setelah menghabiskan banyak tenaga dan uang, setidaknya untuk membeli motor, kita mendapat... mainan! Berapa 10-20, 50 W? Namun Anda tidak bisa membuat kincir angin berbilah yang mampu memberi daya pada TV sekalipun di rumah. Bisakah membeli generator angin mini yang sudah jadi dan lebih murah? Sebisa mungkin dan semurah mungkin lihat pos. 4 dan 5. Selain itu juga bersifat mobile. Letakkan di tunggul dan gunakan.

Pilihan kedua adalah jika ia tergeletak di suatu tempat motor stepper dari floppy drive lama berukuran 5 atau 8 inci, atau dari drive kertas atau media printer inkjet atau dot matriks yang tidak dapat digunakan. Ia dapat berfungsi sebagai generator, dan memasang rotor carousel dari kaleng ke dalamnya (pos. 6) lebih mudah daripada merakit struktur seperti yang ditunjukkan pada pos. 3.

Secara umum, kesimpulan mengenai “pisau” jelas: bilah buatan sendiri lebih cenderung mengutak-atik isi hati Anda, tetapi tidak untuk keluaran energi jangka panjang yang sebenarnya.

Video: generator angin paling sederhana untuk penerangan dacha

perahu layar

Generator angin layar telah dikenal sejak lama, namun panel lembut pada bilahnya (lihat gambar) mulai dibuat dengan munculnya kain dan film sintetis berkekuatan tinggi dan tahan aus. Kincir angin berbilah banyak dengan layar kaku telah tersebar luas di seluruh dunia sebagai penggerak pompa air otomatis berdaya rendah, tetapi spesifikasi teknisnya bahkan lebih rendah dibandingkan dengan komidi putar.

Namun, layar lembut seperti sayap kincir angin ternyata tidak sesederhana itu. Intinya bukan tentang hambatan angin (produsen tidak membatasi kecepatan angin maksimum yang diizinkan): para pelaut perahu layar sudah tahu bahwa hampir tidak mungkin angin merobek panel layar Bermuda. Kemungkinan besar, lembaran kapal akan robek, atau tiang kapal akan patah, atau seluruh kapal akan “berputar berlebihan”. Ini tentang energi.

Sayangnya, data pengujian yang tepat tidak dapat ditemukan. Berdasarkan ulasan pengguna, dimungkinkan untuk membuat ketergantungan “sintetis” untuk pemasangan turbin angin buatan Taganrog-4.380/220.50 dengan diameter roda angin 5 m, berat kepala angin 160 kg, dan kecepatan putaran hingga hingga 40 1/menit; mereka disajikan pada Gambar.

Tentu saja, tidak ada jaminan keandalan 100%, tetapi jelas tidak ada bau model mekanistik datar di sini. Tidak mungkin roda sepanjang 5 meter dalam kondisi angin datar dengan kecepatan 3 m/s dapat menghasilkan sekitar 1 kW, pada kecepatan 7 m/s mencapai puncak tenaga dan kemudian mempertahankannya hingga badai hebat. Omong-omong, pabrikan menyatakan bahwa nominal 4 kW dapat diperoleh pada 3 m/s, tetapi bila dipasang secara paksa berdasarkan hasil studi aerologi lokal.

Juga tidak ada teori kuantitatif yang dapat ditemukan; Penjelasan pengembang tidak jelas. Namun, karena orang membeli turbin angin Taganrog dan berfungsi, kita hanya dapat berasumsi bahwa sirkulasi kerucut dan efek propulsif yang dinyatakan bukanlah fiksi. Bagaimanapun, hal itu mungkin terjadi.

Kemudian ternyata DI DEPAN rotor, menurut hukum kekekalan momentum, seharusnya juga timbul pusaran berbentuk kerucut, namun mengembang dan melambat. Dan corong seperti itu akan mengarahkan angin ke arah rotor, permukaan efektifnya akan lebih tersapu, dan KIEV akan lebih dari sekadar kesatuan.

Pengukuran medan tekanan di depan rotor, bahkan dengan aneroid rumah tangga, dapat menjelaskan masalah ini. Jika ternyata lebih tinggi dari pada bagian samping, maka memang APU layar bekerja seperti lalat kumbang.

Generator buatan sendiri

Dari uraian di atas jelas bahwa pengrajin rumahan sebaiknya menggunakan perahu vertikal atau perahu layar. Namun keduanya sangat lambat, dan transmisi ke generator berkecepatan tinggi memerlukan kerja ekstra, biaya tambahan dan kerugian. Mungkinkah membuat sendiri generator listrik berkecepatan rendah yang efisien?

Ya, bisa, pada magnet yang terbuat dari paduan niobium, disebut. supermagnet. Proses pembuatan bagian utama ditunjukkan pada Gambar. Kumparan - masing-masing terdiri dari 55 putaran kawat tembaga 1 mm dalam insulasi enamel kekuatan tinggi tahan panas, PEMM, PETV, dll. Ketinggian belitan adalah 9 mm.

Perhatikan alur kunci di bagian rotor. Mereka harus diposisikan sedemikian rupa sehingga magnet (mereka direkatkan ke inti magnet dengan epoksi atau akrilik) menyatu dengan kutub yang berlawanan setelah perakitan. “Pancake” (inti magnet) harus terbuat dari feromagnet magnet lunak; Baja struktural biasa bisa digunakan. Ketebalan “pancake” minimal 6 mm.

Secara umum, lebih baik membeli magnet dengan lubang aksial dan mengencangkannya dengan sekrup; supermagnet menarik dengan kekuatan yang mengerikan. Untuk alasan yang sama, spacer silinder setinggi 12 mm ditempatkan pada poros di antara “pancake”.

Belitan yang membentuk bagian stator dihubungkan sesuai dengan diagram yang juga ditunjukkan pada Gambar. Ujung yang disolder tidak boleh meregang, tetapi harus membentuk loop, jika tidak, epoksi yang akan diisi stator dapat mengeras dan merusak kabel.

Stator dituangkan ke dalam cetakan dengan ketebalan 10 mm. Tidak perlu memusatkan atau menyeimbangkan, stator tidak berputar. Jarak antara rotor dan stator adalah 1 mm pada setiap sisinya. Stator di rumah generator harus diamankan dengan aman tidak hanya dari perpindahan sepanjang sumbu, tetapi juga dari rotasi; medan magnet yang kuat dengan arus pada beban akan menariknya.

Video: Generator kincir angin DIY

Kesimpulan

Dan apa yang kita miliki pada akhirnya? Ketertarikan pada “bilah pedang” lebih disebabkan oleh spektakulernya mereka penampilan daripada nyata kualitas kinerja dalam versi buatan sendiri dan dengan daya rendah. APU carousel buatan sendiri akan menyediakan daya “siaga” untuk mengisi daya aki mobil atau memberi daya pada rumah kecil.

Namun dengan APU berlayar, ada baiknya bereksperimen dengan pengrajin yang berjiwa kreatif, terutama pada versi mini, dengan roda berdiameter 1-2 m. Jika asumsi pengembang benar, maka semua daya 200-300 W dapat dihilangkan dengan menggunakan generator mesin Tiongkok yang dijelaskan di atas.

Andrey berkata:

Terima kasih atas konsultasi gratisnya... Dan harga “dari perusahaan” tidak terlalu mahal, dan menurut saya pengrajin dari pedalaman akan bisa membuat genset seperti milik Anda. Dan baterai Li-po bisa dipesan dari China, inverter di Chelyabinsk menghasilkan inverter yang sangat bagus (dengan sinus yang halus). Dan layar, bilah, atau rotor adalah alasan lain mengapa orang-orang Rusia kita yang praktis tidak bisa berpikir jernih.

Ivan berkata:

pertanyaan:
Untuk turbin angin dengan sumbu vertikal (posisi 1) dan opsi Lenz dapat ditambahkan detail tambahan- sebuah baling-baling yang mengarah ke arah angin dan menutupi sisi yang tidak berguna (mengarah ke arah angin). Artinya, angin tidak akan memperlambat bilahnya, melainkan “layar” ini. Posisinya melawan arah angin dengan “ekor” terletak di belakang kincir angin itu sendiri di bawah dan di atas bilah (punggung bukit). Saya membaca artikel itu dan sebuah ide lahir.

Dengan mengklik tombol “Tambahkan komentar”, saya setuju dengan situs tersebut.

Generator listrik adalah elemen utama pembangkit listrik otonom. Jika tidak ada listrik di rumah pribadi atau rumah pedesaan Anda, apakah Anda bertanya-tanya bagaimana cara mengatasi masalah ini sendiri?

Mungkin, solusi yang bagus Akan ada pembelian generator listrik di jaringan retail. Tetapi biaya model berdaya rendah pun mulai dari 15.000 rubel, jadi Anda perlu mencari jalan keluar lain. Ternyata memang begitu. Sangat mungkin untuk merakit generator listrik dengan tangan Anda sendiri dan menghubungkannya.

Ini akan memakan waktu sedikit. Keterampilan dalam menangani alat dan pengetahuan dasar teknik elektro. Penggerak utama dari proses ini adalah keinginan Anda, yang merupakan prosedur yang memakan waktu dan bertanggung jawab. Insentif tambahan adalah kesempatan untuk menabung jumlah besar Uang.

Generator listrik do-it-yourself untuk rumah: metode implementasi

Sedikit teori. Dasar terjadinya arus listrik pada suatu penghantar adalah gaya gerak listrik. Kemunculannya terjadi akibat pengaruh pada konduktor, berubah Medan gaya. Besarnya gaya gerak listrik bergantung pada laju perubahan fluks gelombang magnet. Efek ini mendasari terciptanya sinkron dan asinkron mesin listrik. Oleh karena itu, tidak sulit untuk mengubah generator arus menjadi motor listrik dan sebaliknya.

Untuk rumah pedesaan atau Pondok musim panas generator arus searah sangat jarang digunakan. Ini dapat digunakan dalam versi khusus untuk mesin las. Area penerapan utamanya adalah di industri. Generator arus bolak-balik dirancang untuk menghasilkan listrik dalam jumlah besar, sehingga di dacha atau di pondok pedesaan ini akan menjadi alternatif yang sangat baik untuk catu daya pusat. Oleh karena itu, untuk membuat generator arus bolak-balik di rumah, kami akan mengubah motor listrik asinkron dengan tangan kami sendiri. Prinsip pengoperasian alternator adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Contoh dasar pembangkit listrik bisa dilihat di video.

Seperti cara yang unik menerima cahaya sangat menarik. Setelah sedikit memperbaikinya, kita mendapat kesempatan untuk menyediakan penerangan bagi diri kita sendiri saat mendaki atau di alam. Satu-satunya syarat adalah Anda harus mengendarai sepeda, membawa perangkat kecil namun diperlukan.

DI DALAM pada kasus ini Untuk mendapatkan medan elektromagnetik yang berputar pada konduktor, kita menghidupkan mesin. Mesin sering digunakan pembakaran internal. Bahan bakar yang dibakar di ruang bakar menghasilkan kembali gerakan maju piston yang melalui batang penghubung, menyebabkan poros engkol berputar. Dia pada gilirannya mentransmisikan gerakan rotasi ke rotor generator, yang bergerak dalam medan magnet stator, menghasilkan arus listrik pada keluarannya.

Alternator terdiri dari bagian-bagian berikut:

• bagian rumah yang terbuat dari baja atau besi tuang, yang berfungsi sebagai rangka untuk memasang unit bantalan stator dan rotor, selubung untuk melindungi seluruh pengisian internal dari kerusakan mekanis;
• stator feromagnetik dengan belitan eksitasi fluks magnet;
• bagian yang bergerak (rotor) dengan belitan eksitasi sendiri, yang porosnya digerakkan oleh gaya eksternal;
• unit switching yang digunakan untuk menghilangkan listrik dari rotor yang bergerak menggunakan kontak pengumpul arus grafit.

Komponen mendasar dari generator arus bolak-balik, terlepas dari jumlah bahan bakar yang dikonsumsi dan tenaga mesin, adalah rotor dan stator. Yang pertama menciptakan medan magnet, dan yang kedua menghasilkannya.

Berbeda dengan generator sinkron yang mempunyai desain yang kompleks dan produktivitas yang lebih rendah, analog asinkron memiliki sejumlah keunggulan signifikan:

1. Efisiensi lebih tinggi, rugi-rugi 2 kali lebih rendah dibandingkan generator sinkron.
2. Kesederhanaan casing tidak mengurangi fungsinya. Ini secara andal melindungi stator dan rotor dari kelembaban dan limbah minyak, sehingga meningkatkan periode perbaikan.
3. Ini tahan terhadap lonjakan tegangan, selain itu, penyearah yang dipasang pada output melindungi peralatan listrik dari kerusakan.
4. Dimungkinkan untuk memasok daya ke perangkat sensitivitas tinggi dengan beban ohmik.
5. Tahan lama. Kehidupan pelayanan dihitung dalam puluhan tahun.

Komponen utama generator listrik adalah sistem kumparan dan sistem elektromagnet (atau sistem magnet lainnya).

Prinsip pengoperasian generator listrik adalah mengubah energi mekanik putaran menjadi energi listrik.

Sebuah sistem magnet menciptakan medan magnet, dan sistem kumparan berputar di dalamnya, mengubahnya menjadi medan listrik.

Selain itu, sistem generator mencakup sistem disipasi tegangan yang menghubungkan generator itu sendiri dengan perangkat yang memakan arus.

Salah satu cara paling sederhana adalah dengan menggunakan generator asinkron.

Untuk membuat generator listrik, kita memerlukan dua elemen utama: generator asinkron dan mesin 2 silinder yang menggunakan bensin.

Mesin bensin harus berpendingin udara, 8 tenaga kuda dan 3000 rpm.

Generator asinkron akan berupa motor listrik biasa dengan daya hingga 15 kW dan kecepatan 750 hingga 1500 rpm.

Kecepatan putaran asinkron untuk operasi normal harus 10 persen lebih tinggi dari kecepatan sinkron motor listrik yang digunakan.

Itu sebabnya motor asinkron Anda perlu memutarnya hingga kecepatan 5-10 persen lebih tinggi dari kecepatan nominalnya. Bagaimana hal ini dapat dilakukan?

Kami melanjutkan sebagai berikut: Kita nyalakan motor listrik lalu ukur kecepatan idle dengan tachometer.

Apa maksudnya? Mari kita lihat contoh mesin yang kecepatan pengenalnya adalah 900 rpm.

Mesin seperti itu, ketika beroperasi dalam mode idle, akan menghasilkan 1230 rpm.

Jadi, dalam hal data di atas, penggerak sabuk harus dirancang untuk menjamin kecepatan putaran generator, dan sama dengan 1353 rpm.

Gulungan mesin asinkron kami dihubungkan dalam sebuah bintang. Mereka menghasilkan tegangan tiga fasa dengan daya 380 V.

Untuk mempertahankan tegangan pengenal pada mesin asinkron, Anda harus memilih kapasitansi kapasitor antar fase dengan benar.

Wadahnya, hanya ada tiga, identik.

Jika terasa panas berarti kapasitas yang tersambung terlalu besar.

Untuk memilih kapasitas yang diperlukan untuk setiap fase, Anda dapat menggunakan data berikut, berdasarkan daya generator:

• 2 kW – kapasitas 60 µF
• 3,5 kW – kapasitas 100 µF
• 5 kW – 138 μF
• 7 kW – 182 mikrofarad
• 10 kW – 245 μF
• 15 kW – 342 μF

Untuk pengoperasiannya dapat menggunakan kapasitor dengan tegangan operasi minimal 400 V. Saat genset dimatikan, muatan listrik tetap ada pada kapasitornya.

Jelas sekali, ini berarti tingkat bahaya tertentu dari pekerjaan yang sedang dilakukan. Untuk menghindari kekalahan sengatan listrik tindakan pencegahan harus diambil.

Generator listrik memungkinkan Anda bekerja dengan perkakas listrik genggam.

Untuk melakukan ini, Anda memerlukan trafo dari 380 V ke 220 V. Saat menghubungkan 3 motor fase itu mungkin keluar ke pembangkit listrik sedemikian rupa sehingga generator tidak dapat menghidupkannya untuk pertama kali.

Ini tidak menakutkan - cukup lakukan serangkaian penyalaan mesin jangka pendek.

Itu perlu dilakukan sampai kecepatan mesin bertambah.

Pilihan lainnya adalah memutarnya secara manual.

Pilihan kedua untuk membuat generator listrik 220\380 V sendiri adalah dengan menggunakan traktor berjalan sebagai alasnya.

Traktor berjalan sangat banyak digunakan untuk membajak dan membersihkan pondok musim panas - tetapi ini jauh dari batas kegunaannya.

Ternyata, dan dikonfirmasi oleh pengalaman banyak orang, hal ini membantu memecahkan masalah listrik di rumah-rumah dan bangunan luar yang tidak disuplai.

Kami membutuhkan traktor berjalan di belakang dan motor listrik asinkron, frekuensi rotasinya berasal dari 800 hingga 1600 rpm, dan daya – hingga 15 kW.

Mesin traktor berjalan di belakang dan mesin asinkron harus terhubung. Hal ini dilakukan dengan menggunakan 2 katrol dan sabuk penggerak.

Diameter katrol itu penting. Yakni, harus sedemikian rupa sehingga kecepatan putaran generator terlampaui 10-15% dari kecepatan pengenal motor listrik.

Kami menghubungkan kapasitor secara paralel ke setiap pasang belitan. Dengan cara ini mereka akan membentuk segitiga.

Tegangan harus dihilangkan antara ujung belitan dan titik tengahnya. Hasilnya, kita mendapatkan tegangan 380 V antara belitan, dan tegangan 220 V antara bagian tengah dan ujung belitan.

Setelah ini, Anda perlu memilih kapasitor yang akan memastikan pengaktifan dan pengoperasian generator listrik yang benar.

Ingatlah bahwa ketiga generator tersebut memiliki kapasitas yang sama.

Hubungan antara daya generator dengan kapasitas yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:

• 2 kW – kapasitas 60 µF
• 3,5 kW – kapasitas 100 µF
• 5 kW – 140 μF
• 7 kW – 180 uF
• 10 kW – 250 μF
• 15 kW – 350 uF

Mungkin cukup bagi Anda untuk menggunakan satu kapasitor saja untuk beban yang dibutuhkan. Kondisi lain harus dipilih secara independen dalam praktiknya.

Generator listrik buatan sendiri juga dapat digunakan untuk memanaskan rumah atau pondok pribadi.

Dalam hal ini, Anda memerlukan mesin bensin yang lebih bertenaga, seperti mobil penumpang, yang dapat dibeli saat pembongkaran.

Menghubungkan generator listrik ke rumah pribadi, bagaimana cara memproduksinya?

1. matikan listrik di rumah;
2. menyalakan dan menghangatkan generator listrik;
3. sambungkan generator listrik ke jaringan;
4. memantau penampilan jaringan listrik normal;
5. cabut generator listrik dari jaringan cadangan dan matikan (sebelum itu, matikan semua peralatan listrik yang berfungsi di rumah).

Hati-hati: jika Anda melakukan langkah-langkah ini dengan urutan yang salah, generator listrik dapat menyala secara terbalik, yang akan menyebabkan kerusakan.

Memilih generator listrik untuk rumah Anda

Untuk menentukan generator listrik mana yang harus Anda pilih, Anda perlu mengevaluasi semua beban aktif.

Semua bola lampu, ketel listrik, microwave, pemanas, dan perkakas listrik diperhitungkan di sini. Artinya, semua perangkat yang ingin Anda gunakan.

Misalnya, jika Anda akan menggunakan beberapa peralatan dan beberapa bola lampu lagi, Anda harus menjumlahkan total daya yang dikonsumsi.

Jadi, untuk keadaan di mana Anda perlu membuat 6 bola lampu dengan daya 100 W bersinar, pemanas minyak dengan daya 1,5 kilowatt, dan oven microwave dengan daya yang sama bekerja, perhitungannya adalah sebagai berikut: 1,5x2 + 600 (100 W untuk 6 lampu) = 3,6 kilowatt.

Ini adalah kekuatan (atau lebih) generator yang Anda perlukan.

Anda juga dapat menonton video generator listrik DIY

Dipilih untuk Anda:

Saya akan menunjukkan cara merakit generator 220 volt yang sederhana namun cukup bertenaga.

Diperlukan:

- motor komutator, bisa punya satu lagi untuk 12 volt
- pemasangan pada poros motor - bor chuck
- UPS atau inverter dari 12 hingga 220
- Dioda 10 ampere: D214, D242, D215, D232, KD203, dll.
- kabel
- sepeda
- dan sebaiknya baterai 12 volt

Perakitan:

- Kencangkan sepeda agar roda belakang dapat berputar dengan bebas, gantungkan
- kencangkan kartrid ke poros motor
- kencangkan motor agar cartridge menempel erat pada roda, Anda dapat mengencangkannya dengan pegas
- sambungkan motor ke aki: kabel negatif motor ke negatif aki, kabel positif motor ke anoda dioda, katoda dioda ke positif aki
- sambungkan baterai ke catu daya yang tidak pernah terputus atau inverter
Semua! Anda dapat menghubungkan konsumen 220 volt ke catu daya yang tidak pernah terputus dan menggunakan listrik! Segera setelah baterai habis, Anda hanya perlu mengayuh dan baterai akan terisi dalam waktu sekitar satu jam.

Di mana saya bisa mendapatkan suku cadangnya?

- motor bisa dibeli di toko mobil : motor kipas pendingin. Itu tidak mahal. Dan jika Anda hampir tidak menginginkannya, Anda dapat memelintirnya di tempat pengumpulan logam dari mobil tua.
- Catu daya yang tidak pernah terputus dari PC pribadi, mungkin PC lama dengan baterai internal yang buruk. Atau inverter 12 - 220, dijual di toko mobil.
- Dioda 10 ampere, contoh : D305, D214, D242, D243, D245, D215, D232,
D246, D203, D233, KD210, KD203, dll. Dijual di toko suku cadang radio. Atau Anda dapat melepaskannya dari peralatan lama.

Pengalaman saya:

Saya menggunakan generator ini selama beberapa bulan dan menunjukkan hasil yang cukup bagus! Arus pengisian baterai kira-kira 10 ampere dan bergantung pada cara Anda mengayuh. Kalau diputar pelan-pelan mendapat 5 ampere, kalau diputar secepat mungkin mendapat 20 ampere. Daya rata-rata genset adalah 120 watt. Terutama digunakan konsumen berdaya rendah:

3 W - pengisian daya telepon
- 5 W - penerima radio
- 7 W - mengisi daya dan menggunakan tablet
- 10 W - mengisi daya kamera, senter, dan kamera video
- 12 W - bola lampu hemat energi
- 30 W - pusat musik
- 40W - laptop
- 70 W - TV (jarang dihidupkan)

Isi daya saya cukup untuk hampir satu hari, setelah itu saya mengayuh selama satu jam dan saya dapat menggunakan listrik lagi.

Jika ada yang tahu cara lain menghasilkan listrik di rumah, silakan bagikan di komentar.

Kembali