選擇風力渦輪機的位置
選擇合適的位置安裝風力渦輪機是重要的一步。最好將設備放置在盡可能高的空曠處，並小心確保其不會低於相鄰住宅和商業建築的水平面。否則，建築物將成為氣流的障礙，機組的效率將大大降低。
如果場地去到河流或湖泊，風車就放在岸邊，那裡的風特別經常吹。最適合發電機位置的地方是該地區可用的山丘，或沒有人為或自然氣流障礙物的大片空地。
當住宅房地產（房屋、小屋、公寓等）位於城市內部或位於城市外部，但在密集的建築區域時，風能綜合體放置在屋頂上。
要將發電機放置在公寓樓的屋頂上，他們需要得到鄰居的書面同意，並獲得有關當局的正式許可。
在公寓樓的屋頂安裝立式發電機時，應記住該裝置噪音很大，會給業主和其他居民帶來不便。因此，您需要將設備放置在靠近屋頂中心的位置，以使較高樓層的公寓業主在運行過程中不會受到風車發出的巨大嗡嗡聲的影響。
在擁有大花園地塊的私人住宅中，選擇合適的地方要容易得多。要考慮的主要事情是該結構距離生活區有15-25米的距離。然後旋轉葉片的聲音效果不會打擾任何人。
風力發電機是如何工作的？
風力發電機的設計包括幾個在風流影響下旋轉的葉片。作為這種衝擊的結果，產生了旋轉能量。產生的能量通過轉子饋送到倍增器，而倍增器又將能量傳遞給發電機。
風力發電機是如何工作的
也有沒有倍增器的風力渦輪機的設計。沒有乘數可以顯著提高工廠的生產力。
風力發電機的工作原理
風力發電機既可以單獨安裝，也可以成組安裝，組合成一個風電場。此外，風力渦輪機可以與柴油發電機結合使用，這將節省燃料並確保家庭供電系統的最有效運行。
這種系統稱為逆變器（或電池）不間斷電源系統。
如何用自己的雙手製作旋轉風力渦輪機
任何風力渦輪機的自製製造都是一項艱鉅的工作。許多零件和組件都需要使用機器和特殊設備以及使用它們的能力。因此，更合理的做法是拿起現成的零件和組件，並在必要時用自己的雙手對其進行修改並完成組裝。
旋轉式風力渦輪機的重要優點之一是高度小。在其製造和維護過程中，不需要高空作業。
旋轉風力渦輪機
工具和材料
如果你決定用自己的雙手製造一個旋轉式風力發電廠，那麼實現結果的第一步應該如下：
- 選擇轉子類型。
- 探索這種類型的各種設計。
- 為其製造選擇材料和現成的組件。
- 準備適合未來工作的工具。
作為一個例子，給出了由帶有垂直轉子的成品零件製造的最簡單的低功率風車，用於為電話電池充電。它按照表中指示的順序完成。
| 插圖 | 動作描述 |
 | 準備組件 |
 | 轉子總成 |
 | 整個設備的組裝 |
圖紙和圖表
對於更強大和更複雜的風力渦輪機，需要現成的零件和設備。刀片可以由標準的 200 升金屬鼓製成。發電機轉子由退役汽車的製動盤輪轂和釹磁鐵製成。圖紙和圖表應選擇現成的。
製造說明
| 插圖 | 動作描述 |
 | 刀片製造 |
 | 單相和三相發電機方案 |
 | 用汽車輪轂製造發電機轉子 |
 | 洗衣機發動機發電機 |
設備測試
測試發電機是為了檢查它在負載下的運行情況。電燈必須連接到其輸出端，電壓表必須連接到輸出端，電流表必須連接到電路任何部分的斷路處。
接線圖
讓我們仔細看看電路。很明顯，風隨時可能停止。因此，風力渦輪機不直接連接到家用電器，而是首先從家用電器中給電池充電，為了確保安全，使用了充電控制器。此外，鑑於電池提供低壓直流電，而幾乎所有家用電器都消耗 220 伏交流電，因此需要安裝電壓轉換器，或者也稱為逆變器，然後才能連接所有用電設備。
為了讓風力發電機提供個人電腦、電視、警報器和幾個節能燈的操作，安裝一個容量為 75 安培/小時的電池、一個帶電源的電壓轉換器（逆變器）就足夠了1.0 kW，加上適當功率的發電機。當你在鄉下放鬆時，你還需要什麼？
風力發電機的分類
在整個自行設計的風力渦輪機機隊中，運行了具有不同旋轉軸的 2 種主要類型：
- 水平的（有翼的）；
- 垂直（旋轉木馬）。
各有各的特點，其中有以下區別：
- 葉片數量（二、三、多葉片）；
- 葉片材料的特性（金屬、玻璃纖維、帆）；
- 螺距（固定，可變）。
在家裡，最好是自己動手做一個垂直軸風力發電機。它的主要優點是對風不敏感。此外，設計簡單不需要創建風向機構，因此無需旋轉裝置。
根據發電機的位置：水平或垂直
許多人將風力發電廠 (APU) 與經典的佈局聯繫起來——水平。在這種類型中，旋轉軸與地面平行，葉片垂直排列。在這樣的設計中，需要一個風向標，根據尾部單元的原理工作。這有助於垂直於風流的旋轉平面的有利位置。
軸的水平位置對應於風向。電氣連接有困難。如果沒有電子方向控制，車身會纏繞在車軸上，導致電線斷裂。為了防止這種情況，安裝了全轉限制器。
用自己的雙手製作立式風力發電機要容易得多。定位的旋轉軸與氣流方向無關。轉子螺旋槳的另一個優點是維護單元位於底部，不需要爬上去。
通過標稱產生的電壓
為了獲得最大的節省，工匠們為功率最大的家庭安裝自製的風力渦輪機。 12-14 伏特的設計更受歡迎。舊的汽車交流發電機最適合這個。更換後，電壓轉換器將輸出12-14伏。
220 伏的自助式風力發電機被認為是直接應用安裝。它不需要電壓轉換器。但由於風車的運行受氣流的作用，因此在出口處需要一個穩定器。根據速度，它執行調節器的功能。
安裝可行性評估
在著手製造立式風力發電機之前，他們研究了他們所在地區的天氣狀況，並試圖確定該裝置是否能夠提供所需的資源量。
專家建議評估以下參數：
- 大風天數——陣風超過3米/秒時取當年的平均值；
- 家庭每天消耗的電量；
- 在您自己的地塊上適合放置風力設備。
第一個指標是從最近的氣象站獲得的數據或在互聯網上相關門戶網站上找到的數據中獲得的。此外，他們還查閱印刷的地理刊物，並根據其所在地區的風情況繪製完整的圖景。
統計的不是一年，而是15-20年，只有這樣，平均數字才會盡可能準確，顯示發電機是否能完全滿足家庭用電需求，或者其強度僅能供應個別家庭。需要。
如果業主有大片土地位於斜坡上、河岸附近或開闊地帶，安裝不會有問題。
當房子位於聚落深處，院子緊湊，緊鄰相鄰建築時，要自己動手安裝一個立式風車模型並不容易。該結構必須高出地面 3-5 m，並額外加固，使其不會因強陣風而倒塌。
有必要在規劃階段考慮所有這些信息，以便明確風力發電機是否能夠接管全部能源供應，或者它的作用將保持在輔助能源的框架內。初步希望進行風車的計算。
風力渦輪機的類型
它們根據技術性能的特點進行分類，影響功能和性能。
垂直的
根據使用的轉子和葉片類型，垂直風力渦輪機可以是正交的、savonius 的一個亞種、多葉片（這裡有一個導向機構）、darya、helicoid。這些設備的主要優點是它們不需要針對風進行校正，它們在任何方向上都能很好地工作。因此，它們沒有配備捕捉氣流的設備。
由於簡單，這些單元可以放置在地面上，與水平選項相比，用自己的雙手為這種風力發電機製作葉片會容易得多。缺點是垂直模型的生產力低，由於效率不足，範圍受到限制。
水平的
這裡的刀片數量不同。單葉片樣品的速度最高，與三葉片樣品相比，在相同的風力條件下，它們的旋轉速度大約快 2 倍。水平模型的效率大大超過了垂直模型的性能。
水平軸風力渦輪機
水平軸向有一個弱點——它的性能與風向有關，因此該設備配備了額外的機制來捕捉氣流的運動。
立式風車的品種和改造
正交風力發電機配備有多個葉片，這些葉片位於與旋轉軸平行的一定距離處。這些風車也被稱為 Darrieus 轉子。這些裝置已被證明是最有效和最實用的。
葉片的旋轉由它們的翼狀形狀提供，從而產生必要的升力。但是，設備的正常運行需要相當大的努力，因此可以通過安裝額外的靜態屏幕來提高發電機的性能。作為缺點，應注意噪音過大、動態負載（振動）高，這通常會導致支撐單元過早磨損和軸承失效。
有最適合家庭條件的帶有 Savonius 轉子的風力渦輪機。風輪由幾個圍繞其軸線連續旋轉的半圓柱體組成。旋轉總是在相同的方向上進行，並且不依賴於風的方向。
這種裝置的缺點是結構在風的作用下搖擺。因此，軸中產生張力，轉子旋轉軸承失效。此外，如果風力發電機中僅安裝兩個或三個葉片，則無法自行啟動旋轉。對此，建議將兩個轉子相對於彼此成90度角固定在軸上。
立式多葉片風力發電機是該型號系列中功能最強大的設備之一。它具有高性能，承載元件上的負載很小。
該結構的內部部分由放置在一排的附加靜態葉片組成。它們壓縮氣流並調節其方向，從而提高轉子的效率。主要缺點是由於零件和元件數量多，價格高。
製造選項
在替代能源存在的很長一段時間內，已經創造了各種設計的發電機。它們可以手工製作。大多數人認為這很難，因為它需要一定的知識，各種昂貴的材料等。在這種情況下，由於大量的錯誤計算，生成器的性能將非常低。正是這些想法，讓那些想要放棄親手製作風車的想法的人。但是所有的陳述都是絕對錯誤的，現在我們將證明它。
工匠通常以兩種方式為風車製造發電機：
- 從樞紐；
- 完成的發動機被轉換成發電機。
讓我們更詳細地考慮這些選項。
方案和圖紙
發電機作為設備產生交流電，必須將其轉換為直流電，使其達到所需的電壓。如果電動發電機輸出 40 伏電壓，那麼對於大多數消耗 5 或 12 伏直流電或 127/220 伏交流電的消費電子產品來說，這不太可能是一個合適的值。
經過時間和數百萬用戶的驗證，整個安裝方案包括整流器、控制器、電池和逆變器。容量為 55-300 安培小時的汽車電池用作儲存能量的緩衝存儲。其工作電壓為 10.9-14.4 V，循環充電（完全充電-放電循環）和 12.6-13.65 V（當您需要為部分放電的電池充電時）。
例如，控制器將相同的 40 伏轉換為 15 伏。它的伏安效率在 80-95% 之間 - 不考慮整流器的損耗。
三相發電機效率最高——其輸出比單相發電機大50%，運行時不振動（振動使結構鬆動，壽命短）。
每相繞組中的線圈相互交替並串聯連接 - 就像磁鐵的磁極一樣，面向線圈的一側。
現代家用電器和電子設備的工作電壓為 110 伏（美國家庭網絡標準）至 250 伏 - 不建議為網絡設備和設備提供更多電壓。所有轉換器都是脈衝的，與線性轉換器相比，它們的熱損失要小得多。
風力渦輪機風暴保護
這是關於保護設備免受颶風和強陣風的影響。在實踐中，它通過兩種方式實現：
- 通過在電磁制動器的幫助下限制風輪的速度。
- 從風流的直接影響中去除螺桿的旋轉平面。
第一種方法基於將鎮流器電負載連接到風力發電機。我們已經在之前的一篇文章中討論過它。
第二種方法涉及安裝折疊尾翼，在標稱風強度下，它允許將螺旋槳引向風流，相反，在暴風雨期間，可以將螺旋槳從風中取出。
尾部折疊保護根據以下方案發生。
- 在平靜的天氣裡，尾巴稍微傾斜（向下和向側面）。
- 在標稱風速下，尾部伸直，螺旋槳與氣流平行。
- 當風速超過標稱值（例如，10 m/s）時，螺旋槳上的風壓變得大於尾部重量所產生的力。此時，尾部開始折疊，螺旋槳移出風。
- 當風速達到臨界值時，螺旋槳旋轉平面與風流垂直。
當風變弱時，尾部在自重下回到原來的位置，將螺桿轉向風向。為了使尾部在沒有額外彈簧的情況下返回其原始位置，使用了帶有傾斜樞軸（鉸鏈）的旋轉機構，該旋轉機構安裝在尾部的旋轉軸上。
尾部的旋轉軸傾斜：相對於垂直軸傾斜 20°，相對於水平軸傾斜 45°。
為了使該機構發揮其主要功能，桅杆的軸線必須與渦輪機的旋轉軸線保持一定距離（最佳 - 10 cm）。
因此，在猛烈的陣風中，尾部不會發育並且不會落在螺旋槳下方，限制器必須焊接在機構的兩側。
帶有現成公式的 Excel 表格將幫助您計算尾部尺寸及其對其他風力渦輪機參數的依賴性。其中，變量值的區域用黃色標記。
尾部單元的最佳面積為風力發電機面積的15%……20%。
風力發電機機械保護的最常見變體已引起您的注意。以一種或另一種形式，我們的門戶用戶在實踐中成功地使用了它。
WatchCat 用戶
在暴風雨中，有必要通過將螺旋槳從風下拉出來減慢螺旋槳的速度。例如，當風太大時，風車會隨著螺旋上升而傾覆。不是最好的選擇，因為返回工作位置伴隨著明顯的打擊。但是十年來風車沒有壞。
安裝風力發電機的合法性
替代能源是任何遠離中央網絡的夏季居民或房主的夢想。然而，當我們收到城市公寓用電的賬單時，看著增加的電價，我們意識到為家庭需求而製造的風力發電機不會傷害我們。
看完這篇文章，或許你會夢想成真。
風力發電機是為郊區設施供電的絕佳解決方案。此外，在某些情況下，安裝它是唯一可能的出路。
為了不浪費金錢、精力和時間，我們來決定：在運行風力發電機的過程中，是否有任何外部環境會為我們製造障礙？
為別墅或小別墅供電，小型風力發電廠就足夠了，其功率不會超過1千瓦。在俄羅斯，此類設備等同於家用產品。它們的安裝不需要證書、許可證或任何額外的批准。
為了確定安裝風力發電機的可行性，有必要找出特定區域的風能潛力（點擊放大）
電力生產不徵稅，用於滿足他們自己的國內需求。因此，可以安全地安裝小功率風車，它可以用於免費發電，而無需向國家繳納任何稅款。
但是，為了以防萬一，您應該詢問當地是否有任何有關個別電源的法規，這些法規可能會對該設備的安裝和操作造成障礙。
能滿足一般農場大部分需求的風力渦輪機，連鄰居都不會抱怨
如果您的鄰居遇到與風車運行相關的不便，他們可能會提出索賠。請記住，我們的權利在其他人的權利開始時結束。
因此，在為家庭購買或自製風力渦輪機時，需要認真注意以下參數：
桅杆高度。在組裝風力渦輪機時，有必要考慮世界上許多國家對個別建築物高度的限制，以及您自己場地的位置。請注意，在橋樑、機場和隧道附近，禁止使用高度超過 15 米的建築物。
變速箱和葉片發出的噪音。可以使用特殊設備設置生成噪聲的參數，之後可以記錄測量結果
重要的是它們不超過既定的噪音標準。
以太乾擾。理想情況下，在創建風車時，應在您的設備可能出現此類故障的情況下提供防止遠程干擾的保護。
環境聲明
只有在干擾候鳥遷徙的情況下，該組織才能阻止您操作該設施。但這不太可能。
在自己創建和安裝設備時，請了解這些要點，在購買成品時，請注意其護照中的參數。與其事後心煩意亂，不如提前保護自己。
風車的優點和工作原理
現代垂直發電機是家庭替代能源的選擇之一。該裝置能夠將陣風轉化為能源。為了正確操作，它不需要確定風向的額外設備。
旋轉風力發電機很容易用自己的雙手製作。當然，他無法完全接手提供有能源的私人大型小屋，但他會完美應對附屬建築、花園小徑和當地的照明
立式設備在低空運行。其維修不需要各種裝置，以保證高空維修和保養工作的安全進行。
最少的運動部件使風力渦輪機更加可靠和運行穩定。葉片的最佳輪廓和轉子的原始形狀為該裝置提供了高水平的效率，無論在任何給定時刻風向何方。
小型家用型號由三個或更多輕型葉片組成，可立即捕捉最微弱的陣風，並在風力超過 1.5 m / s 時立即開始旋轉。由於這種能力，它們的效率通常超過需要更強風的大型裝置的效率。
發電機絕對安靜地運行，不會干擾業主和鄰居，不會向大氣中產生有害排放物，並且可以可靠地服務多年，準確地為住宅提供能源。
立式風力發電機的工作原理是磁懸浮。在渦輪機的旋轉過程中，形成衝力和升力，以及實際的製動力。前兩個使單元的葉片旋轉。這個動作會激活轉子並產生一個磁場來發電。
具有垂直旋轉軸的風車在效率上並不遜於水平的風車。此外，它沒有對領土位置提出任何要求，並且幾乎可以在房主方便的任何地方完全工作。
該設備完全獨立運行，在此過程中不需要業主的干預。
安裝風力渦輪機的法律問題
風力發電機是一種不尋常的財產，擁有此設備與遵守某些規則和法律有關。如果設備安裝在橋樑、機場和隧道附近，則桅杆的高度不應超過 15 m。產生的噪音水平白天不應超過 70 dB，夜間不應超過 60 dB。需要防止遠程干擾。環境服務不應聲稱對候鳥遷徙造成障礙。建議在開始施工前對每個參數進行法律諮詢並有官方文件。法律規定，為滿足家庭需要而生產的電力不徵稅。
風車
我們纏繞線圈
選擇不是非常高速的選項，以 100-150 rpm 的速度開始為 12V 電池充電。匝數應對應於 1000-1200。通過劃分所有線圈的匝數，我們得到它們的數量。
如果使用粗線繞圈，電阻會降低，電流強度會增加。
手工組裝的風力渦輪機的特性受磁盤上磁鐵的厚度及其數量的影響。
線圈通常製成圓形，但通過稍微拉伸它們，就有可能拉直轉彎。完成後，線圈應等於或略大於磁鐵。定子的厚度也必須與磁鐵有關。
如果後者由於更多的匝數而更大，則磁盤之間的空間會增加並且磁通量會減少。
但是更多的電阻線圈會導致電流減小。膠合板適合定子的形狀。為了增加產品的強度，玻璃纖維被放置在線圈的頂部（在模具的底部）。在塗環氧樹脂之前，模具用凡士林或蠟處理，或使用膠帶。
發電機通過手動轉動進行測試。對於 40V 的電壓，電流達到 10A。
用自己的雙手製作風力發電機的說明
- 將磁鐵安裝在轉子上特製的凹槽中。確保使用強力膠。
- 用紙包裹磁鐵，並用環氧樹脂填充剩餘的自由空間。
- 轉動車削設備上的軸。將鋼棒支架連接到它。
- 用管子製作刀片。
- 將發電機、葉片、轉子和尾部連接到承載導軌上。
- 使用旋轉支架安裝動力裝置。
- 將桅杆安裝在混凝土底座上並用 4 個螺栓固定。
- 將電線連接到屏蔽層。
- 連接一切並測試性能。
你對自己的能力感到不安全——找一個家庭單位。這也將是有益的。一般來說，選擇一個模型，關注你的財務能力，然後在你的避暑別墅中建造它。
現在就去做，明天當你收到電費賬單時，你就會停止退縮。
問題的法律方面
自製的家用風力發電機不受禁止，其製造和使用不受行政或刑事處罰。如果風力發電機的功率不超過5千瓦，屬於家用電器，不需要與當地能源公司進行任何協調。此外，如果您不從售電中獲利，則無需繳納任何稅款。此外，自製的發電風車，即使具有這樣的性能，也需要復雜的工程解決方案：製造起來很容易。因此，國產功率很少超過2千瓦。實際上，這種功率通常足以為私人住宅供電（當然，如果您沒有鍋爐和強大的空調）。
在這種情況下，我們談論的是聯邦法律。因此，在決定用自己的雙手製作風車之前，檢查可能會施加一些限制和禁止的主體和市政監管法律行為的存在（不存在）並不是多餘的。例如，如果您的家位於受特別保護的自然區域，則使用風能（這是一種自然資源）可能需要額外的批准。
當鄰居不安分時，就會出現法律問題。家用風車是獨立的建築，因此它們也受到一些限制：
- 桅杆的高度（即使風力渦輪機沒有葉片）不能超過您所在地區的標準。此外，可能存在與您網站的位置相關的限制。例如，通往最近機場的著陸滑行路徑可能會經過您。或者在您的站點附近有一條電源線。如果跌落，該結構可能會損壞電線桿或電線。正常風荷載下的一般限制為 15 米高度（一些臨時風車高達 30 米）。如果設備的桅杆和主體的橫截面積很大，鄰居可能會向您提出索賠，陰影會落在您的地塊上。很明顯，此類投訴通常是“出於傷害”，但有法律依據。
- 刀片噪音。鄰居問題的主要來源。當運行經典的水平設計時，風車會發出次聲波。這不僅僅是令人不快的噪音，當達到一定程度時，空氣的波浪振動對人體和家畜都有不利影響。自製的風車發電機通常不是工程的“傑作”，它本身會產生很大的噪音。非常希望在監管機構（例如，在 SES）中正式測試您的設備，並獲得未超過既定噪聲標準的書面意見。
- 電磁輻射。任何電氣設備都會發出無線電干擾。以汽車發電機的風車為例。為了降低汽車接收器的干擾水平，在汽車中安裝了電容濾波器。在開發項目時，一定要考慮到這一點。
不僅可以從接收電視和無線電信號有問題的鄰居提出索賠。如果附近有工業或軍事接收中心，檢查電子乾擾控制 (EW) 單元中的干擾水平並非多餘。
- 生態。聽起來很矛盾：看起來您使用的是環保設備，會出現什麼問題？位於 15 米及以上高度的螺旋槳會成為鳥類遷徙的障礙。旋轉的刀片對鳥類來說是看不見的，它們很容易被擊中。
