Points d’article
- Le principe de fonctionnement des éoliennes
- Comment fabriquer soi-même une éolienne de type vertical
- Assemblage du rotor
- Nous fabriquons le stator
- Assemblage du générateur
- Nous fabriquons des lames
- Assemblage de la structure de l’éolienne
- Partie électrique
- Résultat de l’éolienne: calcul de l’efficacité
Maintenant, il est tout à fait possible d’obtenir de l’électricité gratuite à partir du vent. Il existe plusieurs options pour les éoliennes: avec un axe vertical et horizontal. Presque tout le monde peut assembler une éolienne verticale de ses propres mains, lisez comment le faire correctement dans notre article.
Le principe de fonctionnement des éoliennes
Le principe de fonctionnement dans toutes les modifications d’éoliennes est le même. Lors du processus de rotation des lames, trois types d’effets physiques se forment: les forces de levage, d’impulsion et de freinage. En raison de l’action de ces forces, le stator commence à se déplacer, et le rotor sur la partie stationnaire du générateur commence à créer un champ magnétique et un courant électrique se déplace le long des fils.
Il existe un grand nombre d’options d’éoliennes, elles diffèrent non seulement par leur puissance, mais aussi par leur apparence. La structure de la plupart des éoliennes comprend: générateur, pales, onduleur, multiplicateur. Un onduleur est utilisé pour convertir la charge reçue en courant continu. Le multiplicateur est une boîte de vitesses conçue pour augmenter le nombre de tours d’arbre. Les réducteurs ne sont pas installés sur toutes les éoliennes, principalement uniquement sur les grandes et puissantes éoliennes.
Le courant alternatif triphasé est généré par la rotation du rotor. L’énergie reçue est dirigée à travers le contrôleur vers la batterie. De plus, l’onduleur convertit le courant et le rend stable, c’est sous cette forme qu’il peut être alimenté pour alimenter des appareils électroménagers ou d’éclairage..
Comment fabriquer soi-même une éolienne de type vertical
Vous pouvez fabriquer vous-même un moulin à vent chez vous. Vous devez d’abord décider du type d’éolienne. Selon leur conception, les éoliennes sont:
- avec axe de rotation vertical: rotor Darrieus, éolienne Savonius;
- avec axe de rotation horizontal: parallèle ou perpendiculaire au vent.
Certains modèles d’éoliennes combinent plusieurs types d’installations. Prenons un exemple de création d’une éolienne hybride qui combine la conception de générateurs éoliens tels que Savonius et Darrieus.
Assemblage du rotor
Pour assembler un rotor, vous devez acheter:
- 6 aimants néodyme D30xH10 mm;
- 6 aimants annulaires en ferrite D72xd32xh15 mm;
- 2 disques métalliques D230xH5 mm;
- époxy ou colle.
Des lames de scie appropriées peuvent être utilisées à la place des lames métalliques. 6 aimants en néodyme sont placés sur un disque, en alternant leur polarité, l’angle entre eux doit être de 60 degrés à un diamètre de 165 mm.
Des aimants annulaires en ferrite sont placés sur le deuxième disque selon le même principe..
Pour empêcher les aimants de bouger pendant le fonctionnement de l’éolienne, ils doivent être versés au moins à moitié avec de la colle époxy..
Nous fabriquons le stator
Vous devez d’abord enrouler 9 bobines de 60 tours, pour cela utilisez un fil de cuivre émaillé d’un diamètre de 1 mm.
De plus, les bobines sont soudées ensemble: le début de la première bobine avec la fin de la quatrième, la quatrième avec la septième. La deuxième phase est connectée de la même manière à travers deux bobines, seulement elles commencent à souder à partir de la deuxième bobine. La troisième connexion de phase commence à partir de la troisième bobine.
Un moule est fait de contreplaqué, du papier parchemin y est placé, sur lequel un morceau de fibre de verre et des bobines sont placés.
Tout cela est rempli de résine époxy. Après 24 heures, le stator fini est retiré du moule.
Assemblage du générateur
Toutes les pièces du générateur sont prêtes, il ne reste plus qu’à les assembler.
Le générateur lui-même sera attaché au support avec le moyeu à l’aide de goujons. Regardons de plus près le processus de construction.
Étapes d’assemblage du générateur:
- 4 trous filetés pour goujons sont réalisés dans le rotor supérieur. Ils sont nécessaires pour que le rotor «se repose» sans à-coups dans son siège;
- 4 trous sont faits dans le stator pour le montage du support;
- le rotor inférieur est placé sur le support avec des aimants vers le haut, 4 trous pour le filetage du goujon y sont également percés;
- un stator est placé sur le rotor inférieur;
- le deuxième rotor est placé sur le dessus avec les aimants vers le bas. Tout cela est fixé entre eux et le support avec le moyeu avec des goujons et des écrous.
Le moyeu (bride avec roulements) doit être acheté séparément: le bas du moyeu doit avoir un diamètre de 1,5 ».
La séquence de fixation de toutes les pièces est présentée plus en détail dans le schéma ci-dessous:
1 – élément de connexion; 2 – support des lames; 3 – la partie supérieure du rotor; 4 – aimant; 5 – douille; 6 – stator; 7 – la partie inférieure du rotor; 8 – écrou; 9 – épingle à cheveux; 10 – moyeu; 11 – axe; 12 – support pour la fixation du stator
Nous fabriquons des lames
Les lames peuvent être fabriquées à partir de bois, de fibre de verre et d’autres matériaux. Il est plus rapide et plus facile de fabriquer cette partie de l’éolienne à partir d’un tuyau d’égout en PVC. Il est préférable d’utiliser des tuyaux orange, car ils ont une bonne densité et n’ont pas peur de la lumière directe du soleil.
Pour une éolienne verticale, vous aurez besoin de 4 pales en tuyaux en PVC et de 2 pales orthogonales (courbes) en tôle galvanisée. Cette conception permettra à l’éolienne de tourner même dans des conditions de vent faible à une vitesse de 2-3 m par seconde. Nous prenons des morceaux de tuyau en PVC d’un mètre de long et les coupons dans le sens de la longueur en 2 parties égales. Nous découpons des demi-cercles dans l’étain en fonction de la taille de la future lame et les fixons avec des boulons le long des bords du tuyau.
Pour fabriquer des lames orthogonales, vous avez besoin d’une tôle d’acier galvanisée standard de 0,75 mm. Tout d’abord, avec des ciseaux en métal, deux morceaux de 1×0,4 m et quatre morceaux en forme de gouttelettes sont découpés. Ensuite, les morceaux d’acier doivent être pliés et des morceaux de « gouttelettes » sont attachés sur les bords.
Les lames sont fixées en cercle au cadre; il peut être soudé à partir d’un tube carré de profil 20×20 et de coins 25×25. Les dimensions du châssis et la distance entre les lames sont visibles sur le schéma ci-dessous:
Assemblage de la structure de l’éolienne
Un mât est soudé à partir de conduites d’eau de différents diamètres, sa hauteur dépend de la zone où sera située l’éolienne et des conditions de son fonctionnement, mais dans tous les cas, il doit être au-dessus du toit de la maison.
Une fondation renforcée à trois points doit être préparée à l’avance pour le mât sectionnel. Le générateur est vissé au mât fini au sol. Ensuite, un châssis avec des lames est boulonné au générateur. Le mât d’éolienne est fixé à la fondation au moyen de deux supports articulés et est soulevé en position verticale au moyen d’un treuil. Après avoir soulevé le mât, le troisième support est vissé à la base de l’éolienne avec un boulon. De plus, le mât doit être fixé avec un renfort.
Partie électrique
L’éolienne fournira un courant alternatif triphasé. À l’aide d’un pont redresseur, composé de 6 diodes, nous le convertissons en courant continu.
Cela permet de charger la batterie à 12 V. Pour contrôler la charge de la batterie et l’empêcher de se surcharger, un relais de charge de voiture standard PP-380 est utilisé..
Un onduleur est connecté à la batterie, ce qui vous permet de convertir le 12 V CC obtenu en 220 V CA avec une fréquence de 50 Hz.
Résultat de l’éolienne: calcul de l’efficacité
Les tests de l’éolienne à différentes vitesses de vent ont montré les résultats suivants:
- à une vitesse du vent de 5 m / s, nous obtenons 60 tr / min – 7 V et 2,3 A = 16 W;
- à une vitesse du vent de 10,6 m / s, nous obtenons environ 120 tr / min – 13 V et 3,4 A = 44 W;
- à une vitesse de 15,3 m / s environ 180 tr / min – 15 V et 5,1 A = 76,5 W;
- à une vitesse du vent de 18 m / s, nous obtenons 240 tr / min – 18 V et 9 A = 162 W.
En gros, l’éolienne produit 16 à 45 W, car les vents supérieurs à 15 m / s sont rares. Cependant, si vous mettez une hélice à grande vitesse, vous pouvez monter plus haut résultats.
Est-ce que quelqu’un peut expliquer comment fonctionne exactement un moulin à vent de bricolage pour obtenir de la lumière avec le vent ?