Montaje de un aerogenerador casero: opciones de diseño de los usuarios de FORUMHOUSE. Molino de viento vertical DIY (5 kW) Generador de viento

La energía inagotable que las masas de aire llevan consigo siempre ha llamado la atención de las personas. Nuestros bisabuelos aprendieron a controlar el viento en las aspas y las ruedas de los molinos de viento, después de lo cual, durante dos siglos, se precipitó sin rumbo por las extensiones ilimitadas de la Tierra.

Hoy, se le ha encontrado nuevamente un trabajo útil. Un generador de viento para una casa privada de la categoría de innovaciones técnicas se está convirtiendo en un factor real en nuestra vida.

Echemos un vistazo más de cerca a los parques eólicos, evalúemos las condiciones para su uso rentable y consideremos las variedades existentes. Los artesanos del hogar recibirán en nuestro artículo información para reflexionar sobre el tema del autoensamblaje de un molino de viento y los dispositivos necesarios para su funcionamiento efectivo.

¿Qué es un generador de viento?

El principio de funcionamiento de un parque eólico doméstico es simple: el flujo de aire hace girar las palas del rotor montadas en el eje del generador y crea una corriente alterna en sus devanados. La electricidad resultante se almacena en baterías y se utiliza según sea necesario para los electrodomésticos. Por supuesto, este es un esquema simplificado para el funcionamiento de un molino de viento doméstico. En términos prácticos, se complementa con dispositivos que convierten la electricidad.

Inmediatamente detrás del generador en la cadena de energía se encuentra el controlador. Convierte la corriente alterna trifásica en corriente continua y la dirige para cargar las baterías. La mayoría de los electrodomésticos no pueden funcionar de forma "permanente", por lo que se coloca otro dispositivo detrás de las baterías: un inversor. Realiza la operación inversa: convierte la corriente continua en tensión alterna doméstica de 220 voltios. Está claro que estas transformaciones no pasan sin dejar rastro y toman una parte bastante decente (15-20%) de la energía inicial.

Si el molino de viento está emparejado con una batería solar u otro generador de electricidad (gasolina, diésel), el circuito se complementa con un disyuntor automático (ATS). Cuando la fuente de corriente principal está apagada, activa la copia de seguridad.

Para obtener la máxima potencia, el aerogenerador debe ubicarse a lo largo del flujo de viento. En sistemas simples, se implementa el principio de una veleta. Para ello, se fija una pala vertical en el extremo opuesto del generador, girándolo hacia el viento.

En instalaciones más potentes, existe un motor eléctrico rotativo controlado por un sensor de dirección.

Los principales tipos de aerogeneradores y sus características.

Hay dos tipos de aerogeneradores:

1. Con una disposición horizontal de un rotor.
2. Con rotor vertical.

El primer tipo es el más común. Se caracteriza por una alta eficiencia (40-50%), pero tiene un mayor nivel de ruido y vibración. Además, su instalación requiere un gran espacio libre (100 metros) o un mástil alto (a partir de 6 metros).

Los generadores con rotor vertical son menos eficientes energéticamente (la eficiencia es casi 3 veces menor que la de los horizontales).

Sus ventajas incluyen una instalación simple y un diseño confiable. El bajo nivel de ruido le permite instalar generadores verticales en los techos de las casas e incluso a nivel del suelo. Estas instalaciones no temen la formación de hielo ni los huracanes. Se lanzan con un viento débil (de 1,0 a 2,0 m/s), mientras que un molino de viento horizontal necesita un flujo de aire de fuerza media (3,5 m/s y superior). Según la forma del impulsor (rotor), los aerogeneradores verticales son muy diversos.

Ruedas giratorias de molinos de viento verticales

Debido a la baja velocidad del rotor (hasta 200 rpm), el recurso mecánico de este tipo de instalaciones supera significativamente el rendimiento de los aerogeneradores horizontales.

¿Cómo calcular y elegir un aerogenerador?

El viento no es gas natural bombeado a través de tuberías, ni es energía eléctrica que fluye ininterrumpidamente a través de cables hasta nuestros hogares. Es caprichoso y voluble. Hoy un huracán arranca techos y rompe árboles, y mañana lo reemplaza la calma total. Por lo tanto, antes de comprar o autofabricar un molino de viento, debe evaluar el potencial de la energía del aire en su área. Para ello, determine la fuerza media anual del viento. Este valor se puede encontrar en Internet a pedido.

Habiendo recibido tal tabla, encontramos el área de nuestra residencia y observamos la intensidad de su color, comparándola con la escala de calificación. Si la velocidad media anual del viento es inferior a 4,0 metros por segundo, entonces no tiene sentido instalar un molino de viento. No proporcionará la cantidad necesaria de energía.

Si la fuerza del viento es suficiente para instalar un parque eólico, puede continuar con el siguiente paso: seleccionar la potencia del generador.

Si estamos hablando de suministro de energía autónomo en el hogar, entonces se tiene en cuenta el consumo estadístico promedio de electricidad por 1 familia. Está en el rango de 100 a 300 kWh por mes. En regiones con bajo potencial eólico anual (5-8 m/s), un molino de viento de 2-3 kW puede generar tal cantidad de electricidad. Hay que tener en cuenta que en invierno la velocidad media del viento es mayor, por lo que la producción de energía durante este periodo será mayor que en verano.

La elección del generador de viento. Precios estimados

Los precios de las turbinas eólicas domésticas verticales con una capacidad de 1,5-2,0 kW están en el rango de 90 a 110 mil rublos. El paquete a este precio incluye solo un generador con palas, sin mástil y equipo adicional (controlador, inversor, cable, baterías). Una central eléctrica completa, junto con la instalación, costará un 40-60% más.

El costo de las turbinas eólicas más potentes (3-5 kW) oscila entre 350 y 450 mil rublos (con equipo adicional y trabajo de instalación).

Molino de viento con tus propias manos. ¿Diversión o ahorro real?

Digamos de inmediato que no es fácil hacer un generador de viento con sus propias manos de pleno derecho y eficiente. El cálculo adecuado de la rueda de viento, el mecanismo de transmisión, la selección de un generador adecuado en términos de potencia y velocidad es un tema aparte. Daremos sólo breves recomendaciones sobre las principales etapas de este proceso.

Generador

Los alternadores de automóviles y los motores eléctricos de las lavadoras de transmisión directa no son adecuados para este propósito. Pueden generar energía a partir de la rueda de viento, pero será insignificante. Para un funcionamiento eficiente, los autogeneradores necesitan velocidades muy altas que un molino de viento no puede desarrollar.

Los motores de lavadora tienen un problema diferente. Hay imanes de ferrita, y para un generador de viento se necesitan más productivos: neodimio. El proceso de autoensamblaje y devanado de los devanados que transportan corriente requiere paciencia y alta precisión.

La potencia de un dispositivo de bricolaje, por regla general, no supera los 100-200 vatios.

Recientemente, las ruedas de motor para bicicletas y scooters se han hecho populares entre los artesanos. Desde el punto de vista de la energía eólica, se trata de potentes generadores de neodimio, idóneos para trabajar con aerogeneradores verticales y cargar baterías. Se puede extraer hasta 1 kW de energía eólica de dicho generador.

Motor-wheel: un generador listo para usar para un parque eólico casero

Tornillo

Las hélices de vela y rotativas son las más fáciles de fabricar. El primero consiste en tubos ligeros y curvos montados sobre una placa central. Las cuchillas hechas de tela duradera se colocan en cada tubo. El gran viento de la hélice requiere la fijación con bisagras de las palas para que durante un huracán se plieguen y no se deformen.

El diseño giratorio de la rueda de viento se utiliza para generadores verticales. Es fácil de fabricar y confiable en operación.

Las turbinas eólicas caseras con un eje de rotación horizontal son impulsadas por una hélice. Los artesanos caseros lo ensamblan a partir de tubos de PVC con un diámetro de 160-250 mm. Las palas están montadas en una placa de acero redonda con un orificio de montaje para el eje del generador.

En los últimos años, el tema de la energía verde se ha vuelto extremadamente popular. Algunos incluso predicen que dicha energía reemplazará por completo a las centrales eléctricas de carbón, gas y nucleares en un futuro próximo. Una de las áreas de energía verde es la energía eólica. Los generadores que convierten la energía eólica en electricidad no solo son industriales, como parte de los parques eólicos, sino también pequeños que sirven a los hogares privados.

Incluso puedes hacer un generador de viento con tus propias manos: a esto está dedicado este material.

que es un generador

En un sentido amplio, un generador es un dispositivo que produce cualquier producto o convierte un tipo de energía en otro. Puede ser, por ejemplo, un generador de vapor (produce vapor), un generador de oxígeno, un generador cuántico (fuente de radiación electromagnética).
Pero en el marco de este tema, nos interesan los generadores de energía. Este nombre se refiere a los dispositivos que convierten varios tipos de energía no eléctrica en electricidad.

Tipos de generadores

Los generadores eléctricos se clasifican en:

Además, los generadores electromecánicos se clasifican según el tipo de motor. Se distinguen los siguientes tipos:

• los turbogeneradores son accionados por una turbina de vapor;
• los hidrogeneradores utilizan una turbina hidráulica como motor;
• los generadores diesel o los generadores de gasolina se fabrican sobre la base de motores diesel o de gasolina;
• Los aerogeneradores convierten la energía de las masas de aire en electricidad mediante un aerogenerador.

Echemos un vistazo más de cerca a las turbinas eólicas (también se les llama turbinas eólicas). El aerogenerador de baja potencia más sencillo suele constar de un mástil, normalmente reforzado con cables de sujeción, sobre el que se instala el aerogenerador.

Este aerogenerador es accionado por un tornillo que acciona el rotor de un generador eléctrico. La estructura del dispositivo, además del generador, también incluye una batería con un controlador de carga y un inversor conectado a la red eléctrica.

¿Sabías? En 2016, la capacidad total de todos los aerogeneradores del mundo era de 432 GW. Así, la energía eólica ha superado en potencia a la nuclear.

El esquema de funcionamiento de este dispositivo es bastante simple: bajo la acción del viento, el tornillo gira, girando el rotor, el generador eléctrico genera una corriente eléctrica alterna, que el controlador de carga convierte en corriente continua.
Esta corriente carga la batería. El inversor convierte la corriente continua de la batería en corriente alterna, cuyos parámetros corresponden a los parámetros de la red eléctrica.

Los dispositivos industriales están montados en torres. Además, están equipados con un mecanismo giratorio, un anemómetro (un dispositivo para medir la velocidad y la dirección del viento), un dispositivo para cambiar el ángulo de rotación de las palas, un sistema de frenado, un gabinete de potencia con circuitos de control, extinción de incendios y protección contra rayos. sistemas, un sistema de transmisión de datos sobre el funcionamiento de la instalación, etc.

De acuerdo con la ubicación del eje de rotación con respecto a la superficie terrestre, las turbinas eólicas se dividen en verticales y horizontales. El modelo vertical más simple es el rotor Savonius..

Tiene dos o más palas, que son semicilindros huecos (cilindros cortados por la mitad verticalmente).
Rotor Savonius Existen varias opciones para la disposición y diseño de estas palas: fijadas simétricamente, bordes superpuestos, con perfil aerodinámico.

La ventaja del rotor Savonius es la simplicidad y confiabilidad del diseño, además, su funcionamiento no depende de la dirección del viento, la desventaja es la baja eficiencia (no más del 15%).

¿Sabías? Los molinos de viento aparecieron alrededor del año 200 a. mi. en Persia (Irán). Se usaban para hacer harina de grano. En Europa, tales molinos aparecieron solo en el siglo XIII.

Otro diseño vertical es el rotor Darrieus.. Sus palas son alas con un perfil aerodinámico. Pueden ser arqueados, en forma de H, en espiral. Las cuchillas pueden ser dos o más.
Rotor Daria Las ventajas de un generador eólico de este tipo son:

• su alta eficiencia
• reducción del ruido durante el funcionamiento,
• diseño relativamente simple.

Entre las deficiencias se destacan:

• alta carga en el mástil (debido al efecto Magnus);
• la ausencia de un modelo matemático del funcionamiento de este rotor, lo que dificulta su mejora;
• rápido desgaste debido a las cargas centrífugas.

Otro tipo de instalación vertical es el rotor helicoidal.. Está equipado con cuchillas que se tuercen a lo largo del eje del cojinete.
rotor helicoidal Esto asegura la durabilidad de la estructura y una alta eficiencia. La desventaja es el alto costo debido a la complejidad de la fabricación.

El tipo de molino de viento de palas múltiples es un diseño con dos filas de palas verticales: externa e interna. Este diseño brinda la mayor eficiencia, pero es costoso.

Los modelos horizontales son diferentes:

• la cantidad de cuchillas (de una sola hoja y con una gran cantidad);
• el material del que están hechas las palas (vela rígida o flexible);
• palas de paso variable o fijo.

Estructuralmente, todos son similares. En general, los aerogeneradores de este tipo se caracterizan por una alta eficiencia, pero necesitan un ajuste constante a la dirección del viento, lo que se soluciona utilizando una veleta en el diseño o posicionando automáticamente la instalación mediante un mecanismo giratorio según las lecturas de sensores

Generador de viento de bricolaje

La elección de modelos de turbinas eólicas en el mercado es la más amplia, están disponibles dispositivos de varios diseños y varias capacidades. Pero usted mismo puede hacer una instalación simple.

Como generador se recomienda llevar uno trifásico de imanes permanentes, por ejemplo uno de tractor. Pero puede hacerlo con un motor eléctrico, que se analizará con más detalle a continuación. La elección de las cuchillas es importante. Si el molino de viento es de tipo vertical, se suelen utilizar variaciones del rotor Savonius.
Tractor generador Para la fabricación de palas, es bastante adecuado un recipiente cilíndrico, por ejemplo, un viejo hervido. Pero, como se mencionó anteriormente, las turbinas eólicas de este tipo tienen una eficiencia baja y es poco probable que sea posible fabricar palas de una forma más compleja para un molino de viento vertical. En los productos caseros se suelen utilizar cuatro cuchillas semicilíndricas.

En cuanto a los aerogeneradores horizontales, un diseño de pala única es óptimo para una instalación de baja potencia, sin embargo, a pesar de su aparente sencillez, será extremadamente difícil hacer una pala equilibrada de forma artesanal, y sin ella, el aerogenerador no funcionará. a menudo fallan.

¡Importante! No debe dejarse llevar por una gran cantidad de aspas, ya que durante el funcionamiento pueden formar el llamado "tapón de aire", por lo que el aire rodeará el molino de viento y no lo atravesará. Para dispositivos caseros de tipo horizontal, se consideran óptimas tres palas de tipo paleta.

• En los aerogeneradores horizontales se pueden utilizar dos tipos de palas: de vela y de paleta. Navegar es muy sencillo, son solo franjas anchas que parecen aspas de molinos de viento. La desventaja de tales elementos es una eficiencia muy baja. En este sentido, las palas aladas son mucho más prometedoras. En casa se suelen fabricar con tubos de PVC de 160 mm según patrón.

También puedes usar aluminio, pero te costará mucho más. Además, un producto de tubería de PVC inicialmente tiene una curva, lo que le otorga propiedades aerodinámicas adicionales.
Cuchillas para tubos de PVC La longitud de las palas se selecciona de acuerdo con el siguiente principio: cuanto más potente es la potencia de salida del molino de viento, más largas son; cuantos más hay, más cortos son. Por ejemplo, para un molino de viento de 10 W de tres palas, la longitud óptima es de 1,6 metros, para un molino de viento de cuatro palas: 1,4 m.

Si la potencia es de 20 W, el indicador cambiará a 2,3 m para tres palas y 2 m para cuatro palas.

Las principales etapas de fabricación.

A continuación se muestra un ejemplo de autofabricación de una instalación tripala horizontal con conversión a motogenerador asíncrono a partir de una lavadora.

Obtener energía eléctrica con la ayuda del viento se está convirtiendo en una de las últimas tendencias de moda. Un aerogenerador doméstico, que pertenece a los medios técnicos de la industria de la energía eléctrica alternativa, ha ganado merecidamente su popularidad, ya que recurrir a él proporciona al propietario una serie de ventajas:

• la energía eólica se refiere a los medios ecológicos de generar electricidad, sin generación de residuos;
• fácil de usar debido a su alta confiabilidad y bajos costos de operación;
• se puede ensamblar de forma independiente con habilidades mínimas en el campo de la construcción y la electricidad;
• su atractivo solo aumentará con el tiempo debido al inevitable aumento de las tarifas de las empresas de suministro eléctrico.

Dispositivo y principio de funcionamiento.

Cualquier aerogenerador consta de varios bloques agrandados típicos. La unidad contiene necesariamente una turbina que gira bajo la acción de un flujo de aire, directamente o más a menudo a través de una caja de cambios elevadora, transmite el par generado al eje de un generador eléctrico. El rotor gira dentro del estator a base de imanes de neodimio, como resultado de lo cual se genera energía eléctrica.

El diseño de un generador eólico de pequeña potencia se muestra en la Figura 1.

Arroz. 1. El diseño de un aerogenerador casero

La energía eléctrica generada por el aerogenerador entra en el almacenamiento intermedio, cuyas funciones suele asumir la batería. La corriente suministrada por la batería alimenta el inversor, de cuya salida se extrae el voltaje alterno normal de 220 voltios de la frecuencia doméstica.

La presencia de una batería es obligatoria, porque. le permite suavizar las fluctuaciones en la potencia extraída de la turbina. En esto juega un papel el hecho de que un generador eólico doméstico funciona de manera estable a velocidades del viento de 6 m/s y más, mientras que el valor anual promedio de este parámetro en la mayor parte de Rusia es aproximadamente una vez y media menor.

La conmutación, los ajustes y otras funciones necesarias son implementadas por la unidad de automatización.

Se logra un nivel apropiado de confiabilidad operativa si la estructura tiene reservas para la potencia de salida (generalmente 10 - 20%).

tipos de molinos de viento

La principal diferencia entre los aerogeneradores es el diseño de una turbina de aire, que puede tener un diseño diferente. Por lo general, el conjunto completo de unidades según la orientación del eje de rotación de la turbina se divide en dos variedades principales: vertical y horizontal.

vertical

Una característica distintiva y la principal ventaja de la unidad de aerogenerador vertical es la ausencia de requisitos estrictos para la altura de su instalación, lo que simplifica enormemente la elección del lugar de instalación, el proceso de instalación y el mantenimiento posterior de las partes mecánicamente móviles. La turbina de aire pertenece a la variedad de baja velocidad de esta técnica, se puede realizar como

• el rotor clásico más simple con un mínimo de tres palas orientadas verticalmente (en la Figura 2 se muestra un ejemplo de dicho dispositivo);
• rotor de doble fila, la presencia de una fila interna de cuchillas ajustables le proporciona una mayor eficiencia)
• rotor Daria;
• rotor Savonius;
• rotor helicoidal.

La forma más compleja de los tres últimos tipos de turbinas les proporciona un menor consumo de material.

Presenta un mínimo de partes móviles, la eficiencia de la instalación depende poco de la dirección del viento.

Horizontal

Los aerogeneradores con una orientación horizontal del eje de la turbina son accionados por una hélice. La hélice puede ser de dos, tres y múltiples palas. A las palas de algunas hélices se les da a veces una forma bastante compleja para aumentar ligeramente la eficiencia de la instalación. Un ejemplo de tal unidad se muestra en la Figura 3.

Debido al gran diámetro de las hélices, suelen ir montadas sobre un mástil tubular de acero o de celosía a una altura de hasta varias decenas de metros. En la Figura 4 y la Figura 5 se muestran ejemplos de dichos mástiles. La desventaja de aumentar la altura de la instalación es la reducción de la turbulencia en el flujo de aire debido al debilitamiento de la influencia de la tierra, es decir aumento de la eficiencia y de la potencia generada. Teniendo en cuenta esta característica, no se recomienda utilizar molinos de viento de este diseño para asentamientos de cabañas debido al fuerte efecto de protección de los edificios vecinos.

Para crear un equilibrio de par, el generador se cierra con un carenado de eje para que actúe como contrapeso de la hélice. El diseño del cuerpo adicionalmente extendido facilita su orientación "aguas abajo".

En comparación con un dispositivo vertical, le permite eliminar más energía. El precio de esto es la dificultad para elegir el sitio de instalación, la complejidad de la instalación, el mantenimiento continuo, así como el ruido acústico desagradable durante la operación. Además, debido a la gran altura de la estructura, los aerogeneradores horizontales requieren necesariamente protección contra rayos.

Pequeños aerogeneradores

Las turbinas eólicas pequeñas o domésticas suelen incluir unidades con una potencia de no más de 5 kW. En las ventas minoristas, se encuentran disponibles unidades de varias capacidades y diseños de producción nacional y extranjera, lo que le permite elegir el dispositivo adecuado sin pagar de más.

Por lo general, las unidades se suministran en un kit mínimo que:

• incluye controlador;
• no contiene batería tampón;
• permite el montaje de la unidad en el lugar de instalación, siempre que no existan restricciones locales.

Debido a su complejidad técnica, el proyecto de instalación de dispositivos horizontales requiere un estudio cuidadoso, pudiendo requerir el asesoramiento de especialistas.

El costo de los modelos de bajo consumo comienza en varias decenas de miles de rublos, depende en gran medida de la potencia de salida.

Automatización de parques eólicos

Los aerogeneradores eléctricos modernos están equipados con un sistema de automatización avanzado que:

• mejora significativamente el rendimiento;
• proporciona ecualización de la potencia de salida;
• hace que la operación sea segura.

Un conjunto típico de automatización incluye:

• limitador de velocidad de la rueda de viento a altas velocidades del viento;
• alineación de ruedas “aguas abajo” (importante para aerogeneradores horizontales);
• protección contra cortocircuitos;
• apagado en caso de fallas en los equipos, vientos huracanados, superación del nivel umbral de vibración.

Los modelos de las clases media y superior necesariamente admiten control remoto y diagnóstico. Algunas de las unidades controlan además la dirección y la fuerza del flujo de aire para maximizar la potencia de salida eligiendo el ángulo de instalación adecuado de todo el dispositivo y las palas de la turbina.

sistema de frenado

El sistema de frenado evita la destrucción mecánica de la unidad cuando la velocidad del viento es demasiado alta. La esencia de este sistema es que la automatización cierra los circuitos eléctricos del sistema magnético del generador, lo que conduce a la aparición de una poderosa fuerza de frenado.

Además, el algoritmo de operación del sistema de control proporciona un apagado completo de la turbina de aire durante vientos huracanados. El usuario puede ajustar el umbral de parada, los ajustes típicos de fábrica de este parámetro suponen la activación del modo de parada a una velocidad de 80 km/h.

Fabricantes

La industria nacional ha lanzado la producción en serie de una amplia gama de aerogeneradores domésticos. Sus parámetros se muestran en la tabla:

Nota: D - horizontal, V - vertical

Pros y contras

La principal ventaja de los parques eólicos es su autonomía.

Las principales desventajas técnicas de este tipo de equipo son la dependencia del clima (además de la fuerza del viento, la nieve y la lluvia también afectan) y una potencia relativamente baja, cuyo valor en promedio no supera varios cientos de vatios. Requerir el uso obligatorio de una batería tampón intermedia, que requiere reemplazo después de varios años de servicio.

En comparación con los generadores diesel, son inferiores a ellos en términos de duración de operación, pero no requieren la entrega de combustible y la implementación de medidas de seguridad contra incendios complejas y costosas para su almacenamiento.

Los que en latitudes medias funcionan realmente durante un máximo de cinco meses, son notablemente superiores a los que funcionan todo el año.

A las tarifas eléctricas existentes, no aportan una ganancia significativa en términos de reducción de costes, pero no resultan desfavorables.

Los fabricantes de parques eólicos prestan gran atención a su diseño externo. Por lo que la presencia de esta unidad en un área suburbana no solo indica el “avance técnico” de su propietario, sino que también puede convertirse en un importante elemento de diseño y una demostración visual de preocupación por el medio ambiente.

Los parámetros estéticos se pueden juzgar a partir de la Figura 6.

Conclusión.

Las plantas de energía eólica pueden considerarse una fuente alternativa completa de energía eléctrica. Teniendo en cuenta las condiciones climáticas típicas de la mayoría de las zonas de nuestro país, tiene sentido combinar pequeños aerogeneradores en un solo sistema con una batería solar y un generador diésel. En este caso, bien pueden convertirse en un medio auxiliar autónomo eficaz para generar electricidad en una casa de campo o una casa de campo.

A menudo surgen situaciones cuando la electricidad en la línea de transmisión más cercana deja de estar disponible o es irrazonablemente costosa, y en tales casos solo un molino de viento casero puede ayudar. Veamos opciones para el suministro autónomo de una casa de campo con electricidad.

Generadores de viento: ¿qué modelo es mejor?

Muy a menudo desea ahorrar en electricidad o conseguirla donde todavía no hay torres de transmisión de energía. También es posible que simplemente no sea posible conectarse a esta torre debido a la falta de energía libre. En cualquiera de estos casos, se hace necesario buscar una fuente de energía eléctrica asequible, preferentemente renovable, es decir, sin uso de combustible. Por lo tanto, olvidémonos por un rato de la existencia de generadores de gasolina y diesel y tratemos de usar la energía del viento para generar electricidad.

Los molinos de viento existen desde hace mucho tiempo, hace un par de siglos se utilizaron activamente. Sí, durante una calma, dicho dispositivo es de poca utilidad, y durante una tormenta, incluso el mecanismo más confiable puede fallar (en el mejor de los casos). Pero a pesar de su falta de confiabilidad, un generador de viento de bricolaje para una casa es el más fácil de hacer, se considera el más efectivo, especialmente si no hay acceso a un río de flujo rápido para instalar la rueda. Y debe recordarse que la torre del molino de viento no debe interferir con los vecinos con ruido, vibración o incluso una sombra proyectada, de acuerdo con las reglas para construir un edificio residencial en el sitio.

Solo hay 2 tipos principales de molinos de viento: con un eje de rotación vertical y horizontal. Los molinos, que alguna vez se usaron en todas partes, eran máquinas cuyas cuchillas estaban montadas en un eje orientado horizontalmente. Además, la mayoría de los molinos de viento en la actualidad se fabrican de acuerdo con este principio, ya que esta opción proporciona la mayor eficiencia. Sin embargo, las turbinas eólicas de eje vertical de bricolaje para el hogar utilizan el viento más ligero que no moverá las palas de los modelos de hélice. Les bastan ligeras ráfagas de 1-2 metros por segundo. En cuanto a la fabricación, es mucho más fácil hacer un molino de viento vertical que reciba viento de cualquier dirección.

Los generadores también se distinguen por el tipo de palas que tienen las dos especies anteriores. En su mayor parte, el factor principal en la división en tipos es el diseño: rígido o de vela. Ya, dependiendo de qué opción sea preferible para un modelo en particular, se selecciona el material para la fabricación de las palas del captador de flujo de viento. Puede ser madera contrachapada, hojalata o chapa de acero delgada, plástico, compuesto, para una estructura rígida y liviana, y cualquier material flexible pero duradero servirá para un velero, incluida la seda, la tela para pancartas o incluso una lona delgada.

Diferencias en la forma de las palas de los generadores - comparación de eficiencia

La versión más simple del tipo horizontal es la estructura de vela, es decir, simplemente la disposición de los planos de la hélice en un ligero ángulo con respecto al plano de rotación. Las palas rígidas requerirán un cálculo preciso de la flexión de sus superficies, o será necesario conseguir empíricamente el máximo rendimiento. La curvatura insuficiente del "ala" dará como resultado una disminución de la eficiencia debido a la mala captura del flujo de aire, y demasiada curvatura en sí misma creará resistencia a la rotación debido a la fricción contra el aire.

En cuanto a los generadores de eje vertical, sus captadores de viento vienen en una amplia variedad de formas y el desarrollo de nuevos contornos y curvas está en curso. La opción más sencilla es con palas en forma de artesas, el llamado diseño Savonius. Su número suele ser parejo: 2 o 4. Aunque sucede más cuando fabrican turbinas eólicas verticales multipala de 30 kW caseras con pantallas estáticas adicionales en el anillo exterior. Estas pantallas dirigen y concentran el viento hacia determinadas zonas del rotor situadas en el interior del anillo, donde se instalan directamente las palas. Ellos, dependiendo del diámetro del disco base, se pueden leer de 8 a 16 piezas.

También existen hélices ortogonales, que están ubicadas en ejes montados verticalmente y giran en un plano horizontal, pero su principal inconveniente es su eficiencia extremadamente baja. Además, dichos generadores no funcionan con ráfagas de viento débiles, se necesita una velocidad de al menos 4 metros por segundo. Y los modelos menos utilizados de molinos de viento Dorier, incluido el helicoidal, con una curvatura helicoidal de las palas, trampas de viento arqueadas y un diseño del tipo "H". Son confiables y efectivos, pero son difíciles de hacer en casa.

Pros y contras de varios tipos: analice y evalúe

Como ya se mencionó, el rendimiento es mucho mayor para los modelos con eje de rotación horizontal. Sin embargo, necesitan un viento fuerte, esto suele ocurrir a una altura de más de 10-15 metros, y es de esta longitud que se instala el mástil, que se corona con una góndola giratoria con palas. Otra cualidad positiva puede considerarse la ausencia de una carga de flexión en el eje, lo que ocurre en los molinos de viento con un eje vertical. Las desventajas incluyen el hecho de que los modelos de hélice rotativa tienen 2 ejes, lo que significa más piezas de desgaste y una mayor probabilidad de rotura.

En cuanto a los sistemas verticales, sus ventajas y desventajas dependen del modelo. Por ejemplo, los molinos de viento Savonius son los más simples y se pueden hacer para el hogar con sus propias manos, tanto con una lata como con un barril de metal o plástico. Se inician en presencia de 4 palas con el más ligero soplo de viento, especialmente si se instalan piezas de alta calidad, luego se producirá un desenrollado automático debido a la inercia incluso con ráfagas de viento. Pero si solo hay 2 o 3 palas, la rotación independiente es imposible, por lo que colocan 2 de estos módulos uno encima del otro, colocando los atrapavientos de cada uno en un ángulo de 90 grados con respecto al otro. La resistencia al viento de este tipo es grande y, por lo tanto, la presión lateral sobre el eje es muy alta durante una tormenta fuerte.

Los molinos de viento ortogonales, además de su baja potencia, tienen una serie de desventajas. En primer lugar, esta es una vibración bastante fuerte debido a la presión desigual en diferentes partes de la hoja en forma de ala. Como resultado, un rodamiento montado sobre un eje vertical se deteriora rápidamente. Además, dichos generadores emiten un ruido bastante fuerte y desagradable durante la rotación y, por lo tanto, pueden causar insatisfacción con los vecinos en las áreas más cercanas. Los helicoidales, si se compran listos para usar, ensamblados en fábrica, son muy costosos, al igual que los diseños de múltiples palas, que tienen una gran cantidad de piezas.

Cualquier generador de viento se puede instalar en una tubería giratoria para aumentar la eficiencia.

El principio de funcionamiento de los molinos de viento: ¿cómo se organiza el sistema?

Independientemente del tipo de molino de viento, este no puede generar energía por sí mismo, necesita un generador, cuya rotación del eje será proporcionada por las palas. Si tiene un diseño con un eje de rotación horizontal, necesitará una caja de cambios para transferir el movimiento al eje. A continuación, se conecta un controlador, que convierte la electricidad recibida en las bobinas del generador en corriente continua, que luego ingresa a las baterías. A continuación, puedes conectar una bombilla de luz LED, pero si quieres cargar un dispositivo o conectar un portátil, también necesitarás un inversor que convierta la carga almacenada en la batería en corriente alterna.

Debe tenerse en cuenta que cada cambio de corriente de alterna a directa, y viceversa, reduce la cantidad total de energía en un 10-15%.

Una instalación de eje vertical es conveniente porque su eje puede ser bastante largo, y esto permite colocar el generador en la parte inferior del mástil, es decir, en la zona de acceso directo. A menudo, se instala un interruptor automático en el circuito, en los casos en que el molino de viento funciona en combinación con paneles solares o una rueda hidráulica. Además, en algunos modelos ponen freno, que es necesario en caso de que la batería esté completamente cargada. Se pueden proporcionar bisagras en las palas de los molinos de viento con un eje de rotación horizontal, que pliegan los atrapavientos durante una tormenta. Un generador eólico muy potente de 5 kilovatios que se puede hacer usted mismo a veces se complementa con un motor eléctrico rotativo, que se activa mediante un sensor de dirección del flujo de aire.

Producto sobre imanes de neodimio - instrucciones breves

Es mejor confiar el ensamblaje del rotor y el estator para un molino de viento a un especialista, pero si decide hacer un molino de viento para una casa privada con sus propias manos, debe saber cómo se hace el generador. Debes empezar por la base, para lo cual lo mejor es utilizar el buje del coche, ya que ya lleva rodamientos. Los imanes de neodimio se pegan al disco a intervalos regulares, cuyos polos, mirando hacia usted, deben alternarse. Además, en un modelo monofásico, el número de polos opuestos debe coincidir. En cuanto a los generadores trifásicos, se recomienda observar proporciones de 2:3 o 3:4.

A continuación, debe comenzar a enrollar las bobinas del estator. También es mejor confiar esta tarea a un especialista o usar dispositivos especiales que ayudarán a hacer frente a la tarea con mayor precisión que si todo se hace manualmente. Para cargar con éxito una batería de 12 vatios, necesita un número total de vueltas en todas las bobinas igual a 1000. En general, se puede usar la fórmula más simple para calcular las vueltas ω=44/(T*S), donde 44 es un factor constante, T es la inducción de Tesla y S es la sección transversal del cable en centímetros cuadrados. La inducción de Tesla se determina a partir de la tabla para varios tipos de conductores:

Las bobinas enrolladas (es mejor darles una forma rectangular o trapezoidal para facilitar la disposición en un círculo) se fijan con pegamento en una base fija del estator. En este caso, la forma y las dimensiones del espacio interno de la bobina deben corresponder a los contornos del imán. Lo mismo ocurre con el grosor. Sacamos todos los extremos de los conductores y los conectamos para obtener dos paquetes comunes "+" y "-". Rellenamos los núcleos de las bobinas con el mismo pegamento que se utilizó para la fijación, también es posible aislar completamente los cables colocados en el disco del estator. Ahora bien, si los imanes se combinan con las bobinas durante la rotación del rotor, la diferencia de potencial entre los polos creará las condiciones para generar electricidad.

Hacer un molino de viento basado en un motor eléctrico terminado

Por lo general, los artesanos del hogar intentan usar generadores de automóviles, pero no todos son adecuados, sino solo los autoexcitados, por ejemplo, los que se usan en algunos modelos de tractores. La mayoría requiere la presencia de una batería conectada para que aparezca la corriente. Sin embargo, una rueda de motor para un scooter o scooter también se puede utilizar como base para un molino de viento. Esto permitirá fabricar aerogeneradores verticales de 5 kW de bajo ruido, que tendrán un recurso muy alto debido al diseño más simple con un mínimo de piezas.

También puede usar casi cualquier motor eléctrico de las máquinas domésticas como generador, lo principal es que no hay cepillos en la base, como, por ejemplo, en o taladros eléctricos; dichos generadores no le convienen. Para una versión de bajo consumo, también es adecuado un enfriador de una computadora, pero solo para cargar pequeños dispositivos electrónicos. Si desea obtener un generador eólico vertical de bricolaje, al menos 2 kW, es mejor tomar como base el motor de un ventilador potente.

Una de las opciones de energía renovable más asequibles es el uso de la energía eólica. Para obtener información sobre cómo calcular, ensamblar e instalar de forma independiente un molino de viento, lea este artículo.

Clasificación de los aerogeneradores

Las instalaciones se clasifican en base a los siguientes criterios de aerogeneradores:

• ubicación del eje de rotación;
• número de cuchillas;
• material del elemento;
• paso de tornillo.

Las turbinas eólicas, por regla general, tienen un diseño con un eje de rotación horizontal y vertical.

Ejecución con un eje horizontal: un diseño de hélice con una, dos, tres o más palas. Esta es la versión más común de las centrales eléctricas de aire debido a su alta eficiencia.

Diseño de eje vertical: diseños ortogonales y de carrusel en el ejemplo de los rotores Darrieus y Savonius. Los dos últimos conceptos deben ser aclarados, ya que ambos tienen cierta trascendencia en el diseño de aerogeneradores.

El rotor Darrieus es un diseño ortogonal de un aerogenerador, donde las palas aerodinámicas (dos o más) se ubican simétricamente entre sí a cierta distancia y se montan sobre vigas radiales. Una versión bastante compleja de un aerogenerador que requiere un cuidadoso diseño aerodinámico de las palas.

El rotor Savonius es un diseño de turbina eólica tipo carrusel, donde dos palas semicilíndricas se ubican una contra la otra, formando una forma sinusoidal en su conjunto. La eficiencia de las estructuras es baja (alrededor del 15%), pero puede casi duplicarse si las palas se colocan en la dirección de la ola no horizontalmente, sino verticalmente y se usa una versión de varios niveles con un desplazamiento angular de cada par de cuchillas en relación con otros pares.

Ventajas y desventajas de los "molinos de viento"

Las ventajas de estos dispositivos son evidentes, especialmente en relación con las condiciones de funcionamiento doméstico. Los usuarios de "molinos de viento" en realidad tienen la oportunidad de reproducir energía eléctrica gratuita, excepto por pequeños costos de construcción y mantenimiento. Sin embargo, las desventajas de las turbinas eólicas también son obvias.

Por lo tanto, para lograr un funcionamiento eficiente de la instalación, se requiere que se cumplan las condiciones para la estabilidad de los flujos de viento. El hombre no puede crear tales condiciones. Esto es puramente una prerrogativa de la naturaleza. Otro, pero ya un inconveniente técnico, es la baja calidad de la electricidad generada, por lo que es necesario complementar el sistema con costosos módulos eléctricos (multiplicadores, cargadores, baterías, convertidores, estabilizadores).

Ventajas y desventajas en cuanto a las características de cada una de las modificaciones de aerogeneradores, quizás, saldo a cero. Si las modificaciones del eje horizontal se caracterizan por un alto valor de eficiencia, entonces para una operación estable requieren el uso de controladores de dirección del flujo de viento y dispositivos de protección contra vientos huracanados. Las modificaciones del eje vertical tienen baja eficiencia, pero funcionan de manera estable sin un mecanismo de seguimiento de la dirección del viento. Al mismo tiempo, tales turbinas eólicas se distinguen por un bajo nivel de ruido, eliminan el efecto de "propagación" en condiciones de vientos fuertes y son bastante compactas.

Generadores eólicos caseros

Hacer un "molino de viento" con tus propias manos es una tarea completamente solucionable. Además, un enfoque constructivo y racional de los negocios ayudará a minimizar los inevitables costos financieros. En primer lugar, vale la pena esbozar el proyecto, realizando los cálculos necesarios de equilibrio y potencia. Estas acciones no solo serán la clave para la construcción exitosa de un parque eólico, sino también la clave para mantener la integridad de todos los equipos adquiridos.

Se recomienda comenzar con la construcción de un micro-molino de viento con una potencia de varias decenas de vatios. En el futuro, la experiencia adquirida ayudará a crear un diseño más potente. Al crear un generador eólico doméstico, no debe concentrarse en obtener electricidad de alta calidad (220 V, 50 Hz), ya que esta opción requerirá importantes inversiones financieras. Es más prudente limitarnos a usar la electricidad recibida inicialmente, que puede usarse con éxito sin conversión para otros fines, por ejemplo, para respaldar sistemas de calefacción y agua caliente construidos sobre calentadores eléctricos (calentadores); dichos dispositivos no requieren un voltaje estable y frecuencia Esto hace posible crear un circuito simple que corre directamente desde el generador.

Lo más probable es que nadie argumente que la calefacción y el suministro de agua caliente en la casa son de menor importancia que los electrodomésticos y los accesorios de iluminación, para los cuales a menudo se busca energía para instalar molinos de viento en el hogar. El dispositivo de una turbina eólica específicamente para proporcionar calor y agua caliente a la casa es el costo mínimo y la simplicidad del diseño.

Proyecto generalizado de un aerogenerador doméstico

Estructuralmente, un proyecto de vivienda repite en gran medida una instalación industrial. Es cierto que las soluciones domésticas a menudo se basan en turbinas eólicas de eje vertical y están equipadas con generadores de CC de bajo voltaje. La composición de los módulos de aerogeneradores domésticos, sujetos a la recepción de electricidad de alta calidad (220 V, 50 Hz):

• turbina eólica;
• dispositivo de orientación del viento;
• multiplicador;
• generador de CC (12 V, 24 V);
• módulo de carga de batería;
• baterías recargables (iones de litio, polímeros de litio, plomo-ácido);
• Convertidor de tensión DC 12 V (24 V) a tensión AC 220 V.

Aerogenerador PIC 8-6/2.5

¿Cómo funciona? Sólo. El viento hace girar el molino de viento. El par se transmite a través del multiplicador al eje del generador de CC. La energía recibida a la salida del generador a través del módulo de carga se acumula en las baterías. Desde los terminales de la batería se suministra una tensión constante de 12 V (24 V, 48 V) al convertidor, donde se transforma en una tensión adecuada para alimentar las redes eléctricas domésticas.

Sobre generadores para "molinos de viento" domésticos.

La mayoría de los diseños de aerogeneradores residenciales se construyen normalmente con motores de CC de baja velocidad. Esta es la versión más simple del generador que no requiere modernización. Óptimamente: motores eléctricos con imanes permanentes, diseñados para una tensión de alimentación del orden de 60-100 voltios. Existe la práctica de usar generadores de automóviles, pero para tal caso, se requiere la introducción de un multiplicador, ya que los autogeneradores producen el voltaje requerido solo a altas (1800-2500) revoluciones. Una de las opciones posibles es la reconstrucción de un motor de inducción de CA, pero también es bastante complicada y requiere cálculos precisos, torneado e instalación de imanes de neodimio en el área del rotor. Existe la opción de un motor asíncrono trifásico con la conexión de condensadores de la misma capacidad entre las fases. Finalmente, existe la posibilidad de hacer un generador desde cero con tus propias manos. Hay muchas instrucciones para esto.

"Molino de viento" casero de eje vertical

Se puede construir un generador eólico bastante eficiente y, lo que es más importante, económico sobre la base del rotor Savonius. Aquí, como ejemplo, se considera una microcentral eléctrica, cuya potencia no supera los 20 W. Sin embargo, este dispositivo es suficiente, por ejemplo, para proporcionar energía eléctrica a algunos electrodomésticos que funcionan con un voltaje de 12 voltios.

Conjunto de piezas:

1. Chapa de aluminio de 1,5-2 mm de espesor.
2. Tubo de plástico: diámetro 125 mm, longitud 3000 mm.
3. Tubo de aluminio: diámetro 32 mm, longitud 500 mm.
4. Motor CC (generador de potencial), 30-60 V, 360-450 rpm, por ejemplo, motor eléctrico PIK8-6/2.5.
5. Controlador de voltaje.
6. Batería.

Hacer un rotor Savonius

Se cortan tres "panqueques" con un diámetro de 285 mm de una lámina de aluminio. Se perforan agujeros en el centro de cada uno para un tubo de aluminio de 32 mm. Resulta algo similar a los CD. Se cortan dos piezas de 150 mm de largo del tubo de plástico y se cortan por la mitad a lo largo. El resultado son cuatro palas semicirculares de 125x150 mm. Los tres "CD" de aluminio se colocan en un tubo de 32 mm y se fijan a una distancia de 320, 170, 20 mm desde el punto superior estrictamente horizontalmente, formando dos niveles. Las cuchillas se insertan entre los discos, dos por nivel y se fijan estrictamente una contra la otra, formando una sinusoide. En este caso, las palas del nivel superior están desplazadas con respecto a las palas del nivel inferior en un ángulo de 90 grados. El resultado es un rotor Savonius de cuatro palas. Para la fijación de elementos, puede usar remaches, tornillos autorroscantes, esquinas u otros métodos.

Conexión al motor y montaje en el mástil

El eje de los motores de CC con los parámetros anteriores generalmente tiene un diámetro de no más de 10-12 mm. Para conectar el eje del motor a la tubería del aerogenerador, se presiona un casquillo de latón en la parte inferior de la tubería, que tiene el diámetro interior requerido. Se perfora un orificio a través de la pared de la tubería y el manguito, se corta una rosca para atornillar el tornillo de bloqueo. Luego, la tubería de la turbina eólica se coloca en el eje del generador, luego de lo cual la conexión se fija rígidamente con un tornillo de bloqueo.

El resto del tubo de plástico (2800 mm) es el mástil del aerogenerador. El conjunto del generador con la rueda Savonius se monta en la parte superior del mástil; simplemente se inserta en la tubería hasta que se detiene. Como tope, se utiliza una tapa de disco de metal, fijada en la parte delantera del motor, que tiene un diámetro ligeramente mayor que el diámetro del mástil. Se perforan agujeros en la periferia de la tapa para sujetar los aparatos ortopédicos. Dado que el diámetro de la carcasa del motor es más pequeño que el diámetro interior de la tubería, se utilizan juntas o topes para alinear el generador en el centro. El cable del generador pasa dentro de la tubería y sale por la ventana en la parte inferior. Durante la instalación, es necesario tener en cuenta el diseño de la protección del generador contra la humedad, utilizando juntas de sellado para esto. Nuevamente, para proteger contra la precipitación, se puede instalar una tapa de paraguas sobre la conexión de la tubería de la turbina eólica con el eje del generador.

La instalación de toda la estructura se lleva a cabo en un área abierta y bien ventilada. Se cava un agujero de 0,5 metros de profundidad debajo del mástil, la parte inferior de la tubería se baja al agujero, la estructura se nivela con estrías, después de lo cual el agujero se llena con hormigón.

Controlador de voltaje (cargador simple)

Un aerogenerador fabricado, por regla general, no es capaz de entregar un voltaje de 12 voltios debido a la baja velocidad. La frecuencia máxima de rotación de la turbina eólica a una velocidad del viento de 6-8 m / s. alcanza un valor de 200-250 rpm. A la salida es posible obtener una tensión del orden de 5-7 voltios. Para cargar la batería, se requiere un voltaje de 13,5-15 voltios. La salida es usar un convertidor de voltaje de conmutación simple, ensamblado, por ejemplo, basado en el regulador de voltaje LM2577ADJ. Al aplicar 5 voltios CC a la entrada del convertidor, se obtienen 12-15 voltios en la salida, que es suficiente para cargar una batería de automóvil.

Convertidor de voltaje listo en LM2577

Este microgenerador de viento ciertamente se puede mejorar. Aumente la potencia de la turbina, cambie el material y la altura del mástil, agregue un convertidor de voltaje de red de CC a CA, etc.

Planta de energía eólica de eje horizontal

Conjunto de piezas:

1. Un tubo de plástico con un diámetro de 150 mm, una lámina de aluminio de 1,5-2,5 mm de espesor, un bloque de madera de 80x40 de 1 m de largo, plomería: brida - 3, esquina - 2, T - 1.
2. Motor CC (generador) 30-60 V, 300-470 rpm.
3. Rueda-polea para un motor con un diámetro de 130-150 mm (aluminio, latón, textolita, etc.).
4. Tubos de acero con un diámetro de 25 mm y 32 mm y una longitud de 35 mm y 3000 mm, respectivamente.
5. Módulo de carga para baterías.
6. baterías
7. Convertidor de tensión 12 V - 120 V (220 V).

Producción de un "molino de viento" horizontal-axial

La tubería de plástico es necesaria para la fabricación de palas de aerogeneradores. Un segmento de dicho tubo, de 600 mm de largo, se corta longitudinalmente en cuatro segmentos idénticos. El molino de viento requiere tres palas, que se fabrican a partir de los segmentos resultantes cortando un trozo de material en diagonal en toda su longitud, pero no exactamente de esquina a esquina, sino de la esquina inferior a la esquina superior, con una ligera muesca desde la esquina. último. El procesamiento de la parte inferior de los segmentos se reduce a la formación de un pétalo de fijación en cada uno de los tres segmentos. Para hacer esto, se corta un cuadrado de aproximadamente 50x50 mm a lo largo de un borde, y la parte restante sirve como pétalo de montaje.

Las palas de la turbina eólica se fijan en la rueda-polea con la ayuda de conexiones atornilladas. La polea se monta directamente en el eje del motor - generador DC. Un simple bloque de madera con una sección de 80x40 mm y una longitud de 1 m se utiliza como chasis de la turbina eólica.El generador se instala en un extremo del bloque de madera. En el otro extremo de la barra se monta una "cola", fabricada en chapa de aluminio. En la parte inferior de la barra, se adjunta un tubo de metal de 25 mm, diseñado para actuar como eje del mecanismo giratorio. Se utiliza como mástil un tubo metálico de tres metros de 32 mm. La parte superior del mástil es un manguito giratorio donde se introduce el tubo del aerogenerador. El soporte del mástil está hecho de una hoja de madera contrachapada gruesa. Sobre este soporte, en forma de disco de 600 mm de diámetro, se monta una construcción de piezas sanitarias, gracias a las cuales el mástil puede subirse o bajarse, montarse o desmontarse fácilmente. Las estrías se utilizan para sujetar el mástil.

Toda la electrónica de la turbina eólica está montada en un módulo separado, cuya interfaz permite la conexión de baterías y cargas de consumo. El módulo incluye un controlador de carga de batería y un convertidor de voltaje. Dichos dispositivos pueden ensamblarse de forma independiente con la experiencia adecuada o comprarse en el mercado. Existen muchas soluciones diferentes en el mercado que le permiten obtener los valores de salida deseados de voltajes y corrientes.

Aerogeneradores combinados

Las turbinas eólicas combinadas son una opción seria para un módulo de energía doméstico. En realidad, la combinación consiste en combinar en un solo sistema un generador de viento, una batería solar, una planta de energía diesel o gasolina. Se pueden combinar de todas las formas posibles, en función de las posibilidades y necesidades. Naturalmente, cuando hay una opción tres en uno, esta es la solución más efectiva y confiable.

Además, bajo la combinación de turbinas eólicas, se supone que se crean plantas de energía eólica que tienen dos modificaciones diferentes a la vez. Por ejemplo, cuando un rotor Savonius y una máquina tradicional de tres palas funcionan en el mismo paquete. La primera turbina opera a bajas velocidades de flujo de viento, y la segunda solo a velocidades nominales. Así, se mantiene la eficiencia de la instalación, se excluyen pérdidas de energía injustificadas y, en el caso de generadores asíncronos, se compensan las corrientes reactivas.

Los sistemas combinados son opciones técnicamente complejas y costosas para la práctica en el hogar.

Cálculo de la potencia de un parque eólico

Para calcular la potencia de un aerogenerador de eje horizontal, puede utilizar la fórmula estándar:

• norte = pag S V3 / 2
• norte— potencia de la instalación, W
• pags- densidad del aire (1,2 kg / m 3)
• S- área soplada, m 2
• V— velocidad del flujo del viento, m/s

Por ejemplo, la potencia de una instalación con una envergadura máxima de palas de 1 metro, con una velocidad del viento de 7 m/s, será:

• norte\u003d 1.2 1 343 / 2 \u003d 205.8W

Se puede calcular un cálculo aproximado de la potencia de una turbina eólica creada sobre la base del rotor Savonius utilizando la fórmula:

• N = p R H V3
• norte— potencia de la instalación, W
• R— radio del impulsor, m
• V— velocidad del viento, m/s

Por ejemplo, para el diseño de una planta de energía eólica con un rotor Savonius mencionado en el texto, el valor de la potencia a una velocidad del viento de 7 m/s. estarán:

• norte= 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W