Éoliennes pour la maison: types, prix approximatifs, fabrication à faire soi-même. Nous créons un parc éolien de nos propres mains Comment fabriquer un puissant générateur pour un moulin à vent

Souvent, des situations surviennent lorsque l'électricité dans la ligne de transmission la plus proche devient indisponible ou déraisonnablement chère, et dans de tels cas, seul un moulin à vent fait maison peut aider. Examinons les options d'alimentation autonome d'une maison de campagne en électricité.

Éoliennes - quel modèle est le meilleur ?

Très souvent, vous souhaitez économiser de l'électricité ou l'obtenir là où il n'y a pas encore de pylônes de transmission d'électricité. Il est également possible qu'il ne soit tout simplement pas possible de se connecter à cette tour en raison du manque d'alimentation libre. Dans tous ces cas, il devient nécessaire de trouver une source d'électricité abordable, de préférence renouvelable, c'est-à-dire sans utiliser de carburant. Par conséquent, oublions un instant l'existence de générateurs à essence et diesel et essayons d'utiliser la puissance du vent pour produire de l'électricité.

Les moulins à vent existent depuis assez longtemps, il y a quelques siècles, les moulins à vent étaient activement utilisés. Oui, pendant un calme, un tel dispositif est peu utile, et pendant une tempête, même le mécanisme le plus fiable peut échouer (au mieux). Mais malgré tout son manque de fiabilité, une éolienne à faire soi-même pour une maison est la plus simple à fabriquer, elle est considérée comme la plus efficace, surtout s'il n'y a pas d'accès à une rivière à courant rapide pour installer la roue. Et il ne faut pas oublier que la tour du moulin à vent ne doit pas gêner les voisins avec du bruit, des vibrations ou même une ombre portée, selon les règles de construction d'un immeuble résidentiel sur le site.

Il n'existe que 2 grands types d'éoliennes : à axe de rotation vertical et horizontal. Les moulins, autrefois utilisés partout, étaient des machines dont les pales étaient montées sur un axe orienté horizontalement. De plus, la plupart des éoliennes d'aujourd'hui sont fabriquées selon ce principe, car cette option offre la plus grande efficacité. Cependant, les éoliennes à axe vertical de bricolage pour la maison utilisent le vent le plus léger qui ne déplacera pas les pales des modèles à hélice. De légères rafales de 1 à 2 mètres par seconde leur suffisent. En ce qui concerne la fabrication, il est beaucoup plus facile de fabriquer une éolienne verticale qui reçoit le vent de n'importe quelle direction.

Les générateurs se distinguent également par le type de pales des deux types ci-dessus. Pour la plupart, le facteur principal dans la division en types est la conception : rigide ou voile. Déjà, en fonction de l'option préférable pour un modèle particulier, le matériau pour la fabrication des pales du capteur de flux de vent est sélectionné. Il peut s'agir de contreplaqué, d'étain ou de tôle d'acier mince, de plastique, de composite - pour une structure légère et rigide, et tout matériau souple mais durable fera l'affaire pour un voilier, y compris la soie, le tissu de bannière ou même une fine bâche.

Différences dans la forme des aubes des générateurs - comparaison de l'efficacité

La version la plus simple du type horizontal est la structure de la voile, c'est-à-dire simplement la disposition des plans d'hélice légèrement inclinés par rapport au plan de rotation. Les lames rigides nécessiteront un calcul précis de la flexion de leurs surfaces, ou il sera nécessaire d'atteindre empiriquement des performances maximales. Une courbure insuffisante de «l'aile» entraînera une diminution de l'efficacité en raison d'une mauvaise capture du flux d'air, et une courbure trop importante elle-même créera une résistance à la rotation due au frottement contre l'air.

Quant aux générateurs à axe vertical, leurs capteurs de vent se présentent sous une grande variété de formes, et le développement de nouveaux contours et courbes est en cours. L'option la plus simple consiste à utiliser des lames en forme d'auges, la conception dite Savonius. Leur nombre est généralement égal - 2 ou 4. Bien que cela se produise davantage lorsqu'ils fabriquent des éoliennes verticales multipales de 30 kW avec des écrans statiques supplémentaires sur l'anneau extérieur. Ces écrans dirigent et concentrent le vent vers certaines zones du rotor situées à l'intérieur de l'anneau, où les pales sont installées directement. Ils, selon le diamètre du disque de base, peuvent être lus de 8 à 16 pièces.

Il existe également des hélices orthogonales, qui sont situées sur des axes montés verticalement et tournent dans un plan horizontal, mais leur principal inconvénient est leur efficacité extrêmement faible. De plus, de tels générateurs ne fonctionnent pas avec de faibles rafales de vent, une vitesse d'au moins 4 mètres par seconde est nécessaire. Et les modèles d'éoliennes Dorier les moins couramment utilisés, y compris hélicoïdaux, avec un coude hélicoïdal des pales, des pièges à vent arqués et une conception de type "H". Ils sont fiables et efficaces, mais ils sont difficiles à fabriquer à la maison.

Avantages et inconvénients de divers types - analyser et évaluer

Comme déjà mentionné, les performances sont beaucoup plus élevées pour les modèles avec un axe de rotation horizontal. Cependant, ils ont besoin d'un vent fort, cela se produit généralement à une hauteur de plus de 10-15 mètres, et c'est sur cette longueur que le mât est installé, qui est couronné d'une nacelle rotative à pales. Une autre qualité positive peut être considérée comme l'absence de charge de flexion sur l'arbre, ce qui se produit dans les éoliennes à axe vertical. Les inconvénients incluent le fait que les modèles à hélices rotatives ont 2 arbres, ce qui signifie plus de pièces d'usure et une probabilité de casse plus élevée.

Quant aux systèmes verticaux, leurs avantages et inconvénients dépendent du modèle. Par exemple, les moulins à vent Savonius sont les plus simples et peuvent être fabriqués pour la maison de vos propres mains, à la fois à partir d'une boîte de conserve et d'un baril en métal ou en plastique. Ils démarrent en présence de 4 pales dès le moindre souffle de vent, surtout si des pièces de haute qualité sont installées, puis un déroulement automatique se produira en raison de l'inertie même avec un vent en rafale. Mais s'il n'y a que 2 ou 3 pales, une rotation indépendante est impossible, ils ont donc placé 2 de ces modules l'un sur l'autre, en plaçant les capteurs de vent de chacun à un angle de 90 degrés par rapport à l'autre. Le vent de ce type est important, et donc la pression latérale sur l'essieu est très élevée lors d'une forte tempête.

Les éoliennes orthogonales, outre leur faible puissance, présentent un certain nombre d'inconvénients. Premièrement, il s'agit d'une vibration assez forte due à une pression inégale sur différentes parties de la lame en forme d'aile. En conséquence, un roulement monté sur un arbre vertical se détériore rapidement. De plus, de tels générateurs émettent un bruit assez fort et désagréable lors de la rotation, et peuvent donc provoquer l'insatisfaction des voisins dans les zones les plus proches. Les hélicoïdes, s'ils sont achetés prêts à l'emploi, assemblés en usine, sont très coûteux, de même que les conceptions à plusieurs pales, qui comportent un très grand nombre de pièces.

Toute éolienne peut être installée dans un tuyau rotatif pour augmenter l'efficacité.

Le principe de fonctionnement des éoliennes - comment le système est-il organisé?

Quel que soit le type d'éolienne, elle ne peut pas générer d'énergie par elle-même, elle a besoin d'un générateur dont la rotation de l'arbre sera assurée par les pales. Si vous avez une conception avec un axe de rotation horizontal, vous aurez besoin d'une boîte de vitesses pour transmettre le mouvement à l'arbre. Ensuite, un contrôleur est connecté, qui convertit l'électricité reçue sur les bobines du générateur en courant continu, qui entre ensuite dans les batteries. Ensuite, vous pouvez connecter une ampoule LED, mais si vous souhaitez charger un appareil ou connecter un ordinateur portable, vous aurez également besoin d'un onduleur qui convertit la charge stockée dans la batterie en courant alternatif.

Il convient de garder à l'esprit que chaque changement de courant d'alternatif à continu, et vice versa, réduit la quantité totale d'énergie de 10 à 15%.

Une installation à axe vertical est pratique dans la mesure où son arbre peut être assez long, ce qui permet de placer le générateur en bas du mât, c'est-à-dire dans la zone d'accès direct. Souvent, un interrupteur automatique est installé dans le circuit, dans les cas où l'éolienne fonctionne en combinaison avec des panneaux solaires ou une roue hydraulique. De plus, dans certains modèles, ils mettent un frein, ce qui est nécessaire au cas où la batterie serait complètement chargée. Des charnières peuvent être prévues sur les pales des éoliennes à axe de rotation horizontal, qui replient les capteurs de vent lors d'une tempête. Une éolienne de bricolage très puissante de 5 kilowatts est parfois complétée par un moteur électrique rotatif, qui est déclenché par un capteur de direction du flux d'air.

Produit sur aimants en néodyme - instructions brèves

Il est préférable de confier l'assemblage du rotor et du stator d'une éolienne à un spécialiste, mais si vous décidez de fabriquer vous-même une éolienne pour une maison privée, vous devez savoir comment est fabriqué le générateur. Vous devez commencer par la base, pour laquelle il est préférable d'utiliser le moyeu de la voiture, car il a déjà des roulements. Des aimants en néodyme sont collés sur le disque à intervalles réguliers, dont les pôles, face à vous, doivent alterner. De plus, dans un modèle monophasé, le nombre de côtés opposés doit correspondre. Comme pour les générateurs triphasés, il est recommandé de respecter des proportions de 2:3 ou 3:4.

Ensuite, vous devez commencer à enrouler les bobines du stator. Il est également préférable de confier cette tâche à un spécialiste ou d'utiliser des appareils spéciaux qui aideront à faire face à la tâche avec plus de précision que si tout est fait manuellement. Pour charger avec succès une batterie de 12 watts, vous avez besoin d'un nombre total de tours dans toutes les bobines égal à 1000. En général, la formule la plus simple peut être utilisée pour calculer les tours ω=44/(T*S), où 44 est un facteur constant, T est l'induction de Tesla et S est la section transversale du fil en centimètres carrés. L'induction de Tesla est déterminée à partir du tableau pour différents types de conducteurs :

Les bobines bobinées (il est préférable de leur donner une forme rectangulaire ou trapézoïdale pour faciliter la disposition en cercle) sont fixées avec de la colle sur une base fixe du stator. Dans ce cas, la forme et les dimensions de l'espace intérieur de la bobine doivent correspondre aux contours de l'aimant. Idem pour l'épaisseur. Nous faisons ressortir toutes les extrémités des conducteurs et les connectons de manière à obtenir deux faisceaux communs "+" et "-". Nous remplissons les noyaux des bobines avec la même colle que celle utilisée pour la fixation, il est également possible d'isoler complètement les fils posés sur le disque du stator avec. Maintenant, si les aimants sont combinés avec les bobines pendant la rotation du rotor, la différence de potentiel entre les pôles créera des conditions pour générer de l'électricité.

Fabriquer une éolienne à partir d'un moteur électrique fini

Habituellement, les artisans à domicile essaient d'utiliser des générateurs de voiture, mais tous ne conviennent pas, mais seulement ceux qui sont auto-excités, par exemple ceux utilisés dans certains modèles de tracteurs. La plupart nécessitent la présence d'une batterie connectée pour que le courant apparaisse. Cependant, un moteur-roue pour un scooter ou un scooter peut également être utilisé comme base pour une éolienne. Cela permettra de fabriquer des éoliennes verticales à faible bruit de 5 kW, qui auront une ressource très élevée en raison de la conception la plus simple avec un minimum de pièces.

Vous pouvez également utiliser presque n'importe quel moteur électrique de machines domestiques comme générateur, l'essentiel est qu'il n'y ait pas de brosses dans la base, comme, par exemple, dans ou des perceuses électriques - de tels générateurs ne vous conviendront pas. Un refroidisseur d'ordinateur convient également à une version basse consommation, mais uniquement pour charger de petits appareils électroniques. Si vous souhaitez vous procurer une éolienne verticale à faire soi-même, d'au moins 2 kW, il est préférable de prendre le moteur d'un ventilateur puissant comme base.

Nous l'avons dit dans l'un des articles précédents. Aujourd'hui, votre attention sera portée sur les modèles d'éoliennes construits par les utilisateurs de notre portail. Nous partagerons également des conseils utiles qui vous aideront à assembler l'installation et à éviter les erreurs. Construire une éolienne de vos propres mains est une tâche difficile. Tous les praticiens (même expérimentés) ne peuvent pas gérer avec précision sa solution. Cependant, toute erreur trouvée dans le temps peut être corrigée. C'est pourquoi le maître - la tête et les mains.

L'article répond aux questions suivantes :

A partir de quels matériaux et selon quels dessins peut-on fabriquer des pales d'éoliennes.
L'ordre de montage du générateur axial.
Vaut-il la peine de refaire un générateur de voiture pour une éolienne et comment le faire correctement.
Comment protéger une éolienne d'une tempête.
A quelle hauteur l'éolienne doit-elle être installée ?

Fabrication de lames

Si vous n'avez pas encore d'expérience dans la fabrication de vis pour éoliennes domestiques, nous vous recommandons de ne pas rechercher de solutions complexes, mais d'utiliser une méthode simple qui a prouvé son efficacité dans la pratique. Il consiste en la fabrication de lames à partir d'un tuyau d'égout ordinaire en PVC. Cette méthode est simple, accessible et peu coûteuse.

Mikhaïl26 Utilisateur FORUMHOUSE

Parlons maintenant des lames : fabriquées à partir du 160e tuyau d'égout rouge avec une couche intérieure en mousse. Fait selon le calcul présenté sur la photo.

Le tuyau "rouge" n'est pas mentionné par l'utilisateur par hasard. C'est ce matériau qui tient mieux sa forme, résiste aux changements de température et dure plus longtemps (par rapport aux tuyaux en PVC gris).

Le plus souvent, des tuyaux d'un diamètre de 160 à 200 mm sont utilisés dans l'énergie éolienne domestique. Avec eux, vous devriez commencer vos expériences.

La forme et la configuration des pales sont des paramètres qui dépendent du diamètre du tuyau à partir duquel elles sont fabriquées, du diamètre de la roue éolienne, de la vitesse de l'hélice et d'autres caractéristiques de conception. Afin de ne pas vous embarrasser de calculs aérodynamiques, vous pouvez utiliser celui mis en ligne sur notre portail par son auteur. Il vous permettra de déterminer la géométrie des pales en substituant vos propres valeurs dans le tableau de calcul (diamètre du tuyau, vitesse de l'hélice, etc.).

Mikhaïl26

Je me suis habitué à scier avec une scie sauteuse électrique. Cela s'avère très rapide et efficace. Remarque : assurez-vous de mettre un grand jeu libre de la lime sur la scie sauteuse afin que la lime ne morde pas ou ne se casse pas.

La conception du générateur axial

Lorsque vous faites un choix entre un générateur triphasé ou monophasé, il est préférable d'opter pour la première option. Une source de courant triphasé est moins sensible aux vibrations dues à des charges inégales et vous permet d'obtenir une puissance constante à la même vitesse de rotor.

BOB691774 Utilisateur FORUMHOUSE

Les générateurs monophasés ne doivent pas être enroulés : testés et éprouvés dans la pratique depuis longtemps. Ce n'est que sur trois phases que vous pouvez obtenir des générateurs décents.

Les paramètres de conception du générateur, dont nous avons parlé dans notre article précédent, sont déterminés par les besoins actuels en électricité. Et pour qu'en pratique ils correspondent à la quantité de puissance générée, la conception du générateur axial doit répondre à certaines exigences :

L'épaisseur de tous les disques (rotor et stator) doit être égale à l'épaisseur des aimants.
Le rapport optimal des bobines et des aimants est de 3:4 (4 aimants pour 3 bobines). Pour 9 bobines - 12 aimants (6 pour chaque disque de rotor), pour 12 bobines - 16 aimants et ainsi de suite.
La distance optimale entre deux aimants adjacents situés sur le même disque est égale à la largeur de ces aimants.

L'augmentation de la distance entre deux aimants adjacents entraînera une production d'énergie inégale. Il est possible de réduire cette distance, mais il vaut mieux, néanmoins, observer les paramètres optimaux.

Alexeï2011 Utilisateur FORUMHOUSE

C'est une erreur de rendre la distance entre les aimants égale à la moitié de la largeur de l'aimant. Une personne s'est avérée avoir raison lorsqu'il a dit que la distance ne devrait pas être inférieure à la largeur de l'aimant.

Si vous ne vous plongez pas dans une théorie ennuyeuse, le circuit de chevauchement des bobines d'un générateur axial avec des aimants permanents dans la pratique devrait ressembler à ceci.

A chaque instant, les mêmes pôles des aimants recouvrent de même les enroulements des bobines d'une même phase.

Alexeï2011

C'est comme ça dans la vraie vie : tout coïncide avec l'image à presque 100 %, seules les bobines diffèrent un peu par leur forme.

Nous considérerons la séquence d'assemblage du générateur axial en utilisant l'exemple d'un appareil assemblé par l'utilisateur Alexeï2011.

Alexeï2011

Cette fois, je fabrique un générateur axial à disque. Diamètre du disque - 220 mm, aimants - 50 * 30 * 10 mm. Au total - 16 aimants (8 pièces par disque). Les bobines ont été bobinées avec du fil Ø1,06 mm, 75 tours chacune. Bobines - 12 pièces.

Fabrication de stator

Comme vous pouvez le voir sur la photo, les bobines ont la forme d'une goutte d'eau allongée. Ceci est fait de sorte que la direction de mouvement des aimants soit perpendiculaire aux sections latérales longues de la bobine (c'est là que la FEM maximale est induite).

Si des aimants ronds sont utilisés, le diamètre intérieur de la bobine doit correspondre à peu près au diamètre de l'aimant. Si des aimants carrés sont utilisés, les enroulements de la bobine doivent être configurés de manière à ce que les aimants chevauchent les longueurs droites des enroulements. L'installation d'aimants plus longs n'a pas beaucoup de sens, car les valeurs EMF maximales ne se produisent que dans les sections du conducteur situées perpendiculairement à la direction du champ magnétique.

La fabrication du stator commence par le bobinage des bobines. Les bobines sont plus faciles à enrouler selon un modèle pré-préparé. Les modèles sont très différents : des petits outils à main aux machines artisanales miniatures.

Les bobines de chaque phase individuelle sont connectées les unes aux autres en série : la fin de la première bobine est connectée au début de la quatrième, la fin de la quatrième au début de la septième, etc.

Rappelons que lorsque les phases sont connectées selon le schéma «étoile», les extrémités des enroulements (phases) de l'appareil sont connectées à un nœud commun, qui sera le neutre du générateur. Dans ce cas, trois fils libres (le début de chaque phase) sont connectés à un pont de diodes triphasé.

Lorsque toutes les bobines sont assemblées en un seul circuit, vous pouvez préparer un moule pour couler le stator. Après cela, nous immergeons toute la partie électrique dans le moule et le remplissons d'époxy.

Réalisation d'un rotor pour arbre axial

Le plus souvent, les générateurs axiaux faits maison sont fabriqués sur la base d'un moyeu de voiture et de disques de frein compatibles avec celui-ci (vous pouvez utiliser des disques métalliques faits maison, comme je l'ai fait Alexeï2011). Le schéma sera le suivant.

Dans ce cas, le diamètre du stator est supérieur au diamètre du rotor. Cela permet de fixer le stator au châssis de l'éolienne à l'aide de goujons métalliques.

Alexeï2011

Les goujons pour le montage du stator M6 sont (au nombre de 3 pièces). Ceci est purement pour le test du générateur. Par la suite, il y aura 6 pièces (M8). Je pense que ce sera tout à fait suffisant pour un générateur d'une telle puissance.

Dans certains cas, le disque du stator est fixé à l'axe fixe du générateur. Cette approche permet de rendre la conception du générateur moins globale, mais les principes de fonctionnement du dispositif n'en changent pas.

Les aimants opposés doivent être dirigés l'un vers l'autre avec des pôles opposés : si sur le premier disque l'aimant fait face au stator du générateur avec son pôle sud "S", alors l'aimant opposé situé sur le second disque doit faire face au stator avec son pôle "N" . Dans ce cas, les aimants situés côte à côte sur un même disque doivent également être orientés dans des directions différentes.

La force du champ magnétique créé par les aimants au néodyme est assez importante. Par conséquent, la distance entre les disques du stator et le rotor du générateur doit être ajustée à l'aide d'une connexion à goujon fileté.

Il s'agit d'une variante de conception dans laquelle le diamètre du rotor est supérieur au diamètre du stator. Le stator dans ce cas est fixé à l'axe fixe de l'appareil.

De plus, pour régler la distance entre les disques, vous pouvez utiliser des entretoises (ou rondelles), qui sont installées sur l'axe fixe du générateur.

La distance entre les aimants et le stator doit être minimale (1…2 mm). Vous pouvez coller des aimants sur les disques du générateur avec de la superglue ordinaire. Il est préférable de coller des aimants à l'aide d'un gabarit pré-préparé (par exemple, en contreplaqué).

Voici ce que les tests préliminaires du générateur effectués par l'utilisateur ont montré Alexeï2011à l'aide d'un tournevis : à 310 tr/min, 42 volts ont été retirés de l'appareil (connexion - étoile). Une phase produit 22 volts. La résistance calculée d'une phase est de 0,95 Ohm. Après avoir connecté la batterie, le tournevis a pu faire tourner le générateur jusqu'à 170 tr/min, tandis que le courant de charge était de 3,1 A.

Après de longues expériences, associées à la modernisation de la vis de travail et à d'autres petites améliorations, le générateur a montré ses performances maximales.

Alexeï2011

Enfin, le vent est venu vers nous, et j'ai enregistré la puissance maximale de l'éolienne : le vent s'est intensifié, et les rafales ont parfois atteint 12 - 14 m/s. La puissance maximale enregistrée est de 476 watts. Avec un vent de 10m/s, l'éolienne produit environ 300 watts.

Centrale éolienne à partir d'un générateur de voiture

Une solution populaire parmi les personnes qui pratiquent la fabrication d'éoliennes de leurs propres mains consiste à refaire un générateur de voiture pour des besoins alternatifs. Malgré l'attrait d'une telle entreprise, il convient de noter qu'un générateur de voiture sous la forme dans laquelle il est installé sur un moteur de véhicule est assez problématique à utiliser dans le cadre d'une centrale éolienne. Voyons pourquoi :

Premièrement, l'enroulement des bobines d'un générateur automobile standard ne comprend que 5 ... 7 tours. Par conséquent, pour qu'un tel générateur commence à charger la batterie, son rotor doit tourner jusqu'à environ 1200 tr/min.
Deuxièmement, l'induction magnétique dans un alternateur automobile standard se produit en raison de la bobine d'excitation, qui est intégrée au rotor de l'appareil. Pour qu'un tel générateur fonctionne sans être connecté à une source d'alimentation supplémentaire, il doit être équipé d'aimants permanents (de préférence au néodyme) et certains ajustements doivent être apportés à l'enroulement du stator.

Mikhaïl26

L'oscillateur converti (pour les aimants) a droit à la vie. J'en ai deux maintenant. Dans un vent de 8 m/s avec des hélices de deux mètres, ils donnent un honnête 300 watts chacun.

La modification d'un générateur de voiture pour une éolienne nécessite une certaine compétence. Par conséquent, il est conseillé de le démarrer avec une expérience dans le rebobinage de moteurs à induction ou de générateurs avec un stator cylindrique standard (les deux, si vous le souhaitez, peuvent être transformés en une centrale électrique alternative). La modification d'un générateur de voiture a ses propres nuances. Il sera beaucoup plus facile de les comprendre si vous vous tournez vers ceux qui ont réussi à obtenir un certain succès dans ce domaine.

Protection contre la torsion du câble

Comme vous le savez, le vent n'a pas une direction constante. Et si votre éolienne tourne autour de son axe comme une girouette, alors sans mesures de protection supplémentaires, le câble allant de l'éolienne aux autres éléments du système se tordra rapidement et deviendra inutilisable en quelques jours. Nous vous proposons plusieurs moyens de vous protéger de tels désagréments.

Première méthode : connexion détachable

Le moyen le plus simple, mais totalement impraticable, de se protéger consiste à installer une connexion par câble amovible. Le connecteur permet de démêler manuellement le câble torsadé en déconnectant l'éolienne du système.

w00w00 Utilisateur FORUMHOUSE

Je sais que certaines personnes mettent quelque chose comme une prise avec une prise en bas. Twisted le câble - déconnecté de la prise. Ensuite, détordez et recollez le bouchon. Et le mât n'a pas besoin d'être abaissé, et les collecteurs de courant ne sont pas nécessaires. J'ai lu ceci sur un forum sur les moulins à vent faits maison. A en juger par les mots de l'auteur, tout fonctionne et ne tord pas trop souvent le câble.

Deuxième méthode : utiliser un câble dur

Certains utilisateurs conseillent de connecter des câbles épais, élastiques et rigides (par exemple, des câbles de soudage) au générateur. La méthode, à première vue, n'est pas fiable, mais a droit à la vie.

utilisateur343 Utilisateur FORUMHOUSE

Trouvé sur un site : notre méthode de protection consiste à utiliser un câble de soudage avec un revêtement en caoutchouc dur. Le problème des fils torsadés dans la conception des petites éoliennes est largement surestimé, et le câble de soudage #4...#6 a des qualités particulières : le caoutchouc dur empêche le câble de se tordre et empêche l'éolienne de tourner dans le même sens.

Troisième méthode : installation des bagues collectrices

À notre avis, seule l'installation de bagues collectrices spéciales aidera à protéger complètement le câble contre la torsion. C'est ce mode de protection que l'utilisateur a mis en place dans la conception de son éolienne. Michel 26.

Protection contre les tempêtes d'éoliennes

Il s'agit de protéger l'appareil des ouragans et des fortes rafales de vent. En pratique, il est mis en œuvre de deux manières :

En limitant la vitesse de l'éolienne à l'aide d'un frein électromagnétique.
La suppression du plan de rotation de la vis de l'impact direct du flux de vent.

La première méthode est basée sur une éolienne. Nous en avons déjà parlé dans l'un des articles précédents.

La deuxième méthode consiste à installer une queue repliable, qui permet, à force de vent nominale, d'orienter l'hélice vers le flux du vent, et lors d'un orage, au contraire, de mettre l'hélice à l'abri du vent.

La protection contre le pliage de la queue se produit selon le schéma suivant.

Par temps calme, la queue est légèrement inclinée (vers le bas et sur le côté).
A la vitesse nominale du vent, la queue se redresse et l'hélice devient parallèle au flux d'air.
Lorsque la vitesse du vent dépasse les valeurs nominales (par exemple, 10 m/s), la pression du vent sur l'hélice devient supérieure à la force créée par le poids de la queue. À ce stade, la queue commence à se replier et l'hélice se déplace hors du vent.
Lorsque la vitesse du vent atteint des valeurs critiques, le plan de rotation de l'hélice devient perpendiculaire au flux du vent.

Lorsque le vent faiblit, la queue sous son propre poids revient à sa position d'origine et tourne la vis vers le vent. Pour que la queue revienne à sa position d'origine sans ressorts supplémentaires, un mécanisme pivotant avec un pivot incliné (charnière) est utilisé, qui est installé sur l'axe de rotation de la queue.

La zone de queue optimale est de 15 % à 20 % de la surface de l'éolienne.

La variante la plus courante de la protection mécanique d'une éolienne est présentée à votre attention. Sous une forme ou une autre, il est utilisé avec succès dans la pratique par les utilisateurs de notre portail.

regarder le chat Utilisateur FORUMHOUSE

Lors d'une tempête, il est nécessaire de ralentir l'hélice en la tirant sous le vent. Par exemple, lorsque le vent est trop fort, le moulin à vent chavire avec la vis vers le haut. Pas la meilleure option, car le retour à la position de travail s'accompagne d'un coup perceptible. Mais pendant dix ans, le moulin à vent ne s'est pas cassé.

Quelques mots sur l'installation correcte d'une éolienne

Lors du choix de l'emplacement et de la hauteur du mât qui seraient optimaux pour l'installation d'une éolienne, vous devez vous concentrer sur une variété de facteurs : la hauteur recommandée, la présence d'obstacles à proximité de l'éolienne, ainsi que vos propres observations et mesures.

Afin de calculer la hauteur de mât optimale pour une éolienne domestique, il est nécessaire d'ajouter 10 mètres supplémentaires à la hauteur de l'obstacle le plus proche (arbre, bâtiment, etc.), qui se trouve dans un rayon de 100 mètres du vent mât de turbine. De cette façon, vous obtiendrez la hauteur du point bas de la roue éolienne.

Lion2 Utilisateur FORUMHOUSE

Aux États-Unis, par exemple, la hauteur de mât minimale recommandée pour une éolienne de plusieurs kW est de 15 m, mais plus elle est élevée, mieux c'est. Le bas de l'éolienne doit être au moins à 10 m au-dessus de l'obstacle le plus proche le plus haut. Bien sûr, vous devez d'abord inspecter la zone et choisir la hauteur optimale du mât. Seul un spécialiste très expérimenté peut le faire à l'œil nu. Dans tous les autres cas, des mesures minutieuses doivent être effectuées dans un délai d'un an (au moins).

Lors de l'installation d'éoliennes artisanales, la théorie diverge très souvent de la pratique. Par conséquent, en moyenne, les mâts artisanaux ont une hauteur de 6 à 12 mètres. Le principal avantage des tours faites maison (mâts) est que si certains paramètres ne répondent pas à vos besoins, la conception, les dimensions et la hauteur d'installation peuvent être modifiées à tout moment.

Avant d'effectuer des travaux de soudure liés à la réparation ou à la modernisation de la structure, le générateur doit être éteint et retiré du mât. Sinon, sous l'influence des courants de soudage, les aimants permanents peuvent tomber en panne (se démagnétiser).

La riche expérience des utilisateurs de FORUMHOUSE est rassemblée dans l'une des sections de notre portail de construction. Si vous êtes sérieusement intéressé par les énergies alternatives, nous vous recommandons de lire l'article sur (les batteries). Vous serez sûrement également intéressé par une courte vidéo sur les caractéristiques de la construction correcte d'un système d'alimentation puissant et fonctionnel pour une maison de campagne qui, selon le schéma classique, est connecté à un poste de transformation standard.

Avec la hausse des prix de l'électricité, on recherche et développe partout ses sources alternatives. Dans la plupart des régions du pays, il est conseillé d'utiliser des éoliennes. Pour fournir entièrement de l'électricité à une maison particulière, une installation suffisamment puissante et coûteuse est nécessaire.

Éolienne pour la maison

Si vous fabriquez une petite éolienne, vous pouvez utiliser le courant électrique pour chauffer l'eau ou l'utiliser pour une partie de l'éclairage, comme les dépendances, les allées de jardin et les porches. Le chauffage de l'eau pour les besoins domestiques ou le chauffage est l'option la plus simple pour utiliser l'énergie éolienne sans son accumulation ni sa conversion. Ici, la question est plus de savoir s'il y aura assez de puissance pour le chauffage.

Avant de fabriquer un générateur, vous devez d'abord connaître les caractéristiques des vents de la région.

Une grande éolienne, pour de nombreux endroits du climat russe, n'est pas très appropriée en raison du changement fréquent d'intensité et de direction des flux d'air. Au-dessus de 1 kW, il sera inertiel et ne pourra pas tourner complètement lorsque le vent change. L'inertie dans le plan de rotation entraîne des surcharges du vent latéral, entraînant sa défaillance.

Avec l'avènement des consommateurs d'énergie de faible puissance, il est logique d'utiliser de petites éoliennes artisanales de 12 volts maximum pour éclairer le chalet avec des lampes LED ou recharger les batteries du téléphone lorsqu'il n'y a pas d'électricité dans la maison. Lorsque cela n'est pas nécessaire, le générateur peut être utilisé pour chauffer de l'eau.

Type d'éolienne

Pour une zone sans vent, seule une éolienne à voile est adaptée. Pour que l'alimentation soit constante, vous aurez besoin d'une batterie d'au moins 12V, d'un chargeur, d'un onduleur, d'un stabilisateur et d'un redresseur.

Pour les zones à faible vent, vous pouvez fabriquer indépendamment une éolienne verticale d'une puissance maximale de 2 à 3 kW. Il existe de nombreuses options et elles sont presque aussi bonnes que les dessins industriels. Il est conseillé d'acheter des moulins à vent avec un rotor à voile. Des modèles fiables d'une puissance de 1 à 100 kilowatts sont produits à Taganrog.

Dans les régions venteuses, vous pouvez fabriquer vous-même un générateur vertical pour votre maison, si la puissance requise est de 0,5 à 1,5 kilowatts. Les lames peuvent être fabriquées à partir de moyens improvisés, par exemple à partir d'un canon. Il est conseillé d'acheter des appareils plus productifs. Les moins chers sont les "voiliers". Une éolienne verticale est plus chère, mais elle fonctionne de manière plus fiable par vent fort.

Moulin à vent bricolage de faible puissance

À la maison, une petite éolienne maison est facile à fabriquer. Pour commencer à travailler dans le domaine de la création de sources d'énergie alternatives et acquérir une expérience précieuse dans l'assemblage d'un générateur, vous pouvez créer vous-même un appareil simple en adaptant un moteur à partir d'un ordinateur ou d'une imprimante.

Eolienne 12V à axe horizontal

Pour fabriquer un moulin à vent de faible puissance de vos propres mains, vous devez d'abord préparer des dessins ou des croquis.

À une vitesse de rotation de 200 à 300 tr/min. la tension peut être portée à 12 volts et la puissance générée sera d'environ 3 watts. Il peut être utilisé pour charger une petite batterie. Pour les autres générateurs, la puissance doit être augmentée à 1000 tr/min. Ce n'est qu'alors qu'ils seront efficaces. Mais ici, vous avez besoin d'une boîte de vitesses qui crée une résistance importante et qui a également un coût élevé.

Partie électrique

Pour assembler le générateur, vous avez besoin des composants suivants :

un petit moteur d'une ancienne imprimante, d'un lecteur ou d'un scanner ;
8 diodes type 1N4007 pour deux ponts redresseurs ;
condensateur d'une capacité de 1000 microfarads;
Tuyaux en PVC et pièces en plastique ;
plaques d'aluminium.

La figure ci-dessous montre le circuit du générateur.

Moteur pas à pas : schéma de raccordement au redresseur et au stabilisateur

Des ponts de diodes sont connectés à chaque enroulement du moteur, dont il y en a deux. Après les ponts, le stabilisateur LM7805 est connecté. En conséquence, la sortie est une tension qui est généralement fournie à une batterie de 12 volts.

Les générateurs de puissance à aimant en néodyme dotés d'une force d'adhérence extrêmement élevée ont acquis une grande popularité. Ils doivent être utilisés avec précaution. Avec un fort impact ou un chauffage à une température de 80-250 0 C (selon le type), les aimants en néodyme se démagnétisent.

Vous pouvez prendre le moyeu d'une voiture comme base pour un générateur à faire soi-même.

Rotor avec aimants en néodyme

Environ 20 aimants en néodyme d'un diamètre d'environ 25 mm sont collés sur le moyeu avec de la superglue. Les générateurs de puissance monophasés sont fabriqués avec un nombre égal de pôles et d'aimants.

Les aimants situés face à face doivent être attirés, c'est-à-dire tournés par des pôles opposés. Après avoir collé des aimants en néodyme, ils sont remplis de résine époxy.

Les bobines sont enroulées et le nombre total de tours est de 1000 à 1200. La puissance du générateur sur aimants néodyme est choisie pour pouvoir être utilisée comme source de courant continu, environ 6A pour charger la batterie à 12 V.

Mécanique

Les lames sont fabriquées à partir de tuyaux en plastique. Des pièces de 10 cm de large et 50 cm de long y sont dessinées, puis découpées. Une douille est faite sur l'arbre du moteur avec une bride à laquelle les pales sont fixées avec des vis. Leur nombre peut aller de deux à quatre. Le plastique ne durera pas longtemps, mais pour la première fois, ce sera suffisant. Maintenant, suffisamment de matériaux résistants à l'usure sont apparus, par exemple la fibre de carbone et le polypropylène. Des lames en alliage d'aluminium plus solides peuvent alors être fabriquées.

Les lames sont équilibrées en coupant les parties excédentaires aux extrémités et l'angle d'inclinaison est créé en les chauffant avec un coude.

Le générateur est boulonné à un morceau de tuyau en plastique avec un axe vertical soudé dessus. Une girouette en alliage d'aluminium est également installée coaxialement sur le tuyau. L'axe est inséré dans le tube vertical du mât. Un palier de butée est installé entre eux. L'ensemble de la structure peut pivoter librement dans un plan horizontal.

Le tableau électrique peut être placé sur une pièce tournante, et la tension peut être transmise au consommateur par deux bagues collectrices à balais. Si la carte avec un redresseur est installée séparément, le nombre d'anneaux sera de six, le nombre de broches d'un moteur pas à pas.

Le moulin à vent est monté à une hauteur de 5-8 m.

Si l'appareil génère efficacement de l'énergie, il peut être amélioré en le rendant verticalement axial, par exemple à partir d'un baril. La conception est moins sujette aux surcharges latérales que horizontale. La figure ci-dessous montre un rotor avec des pales fabriquées à partir de fragments de barillet, montées sur un axe à l'intérieur du châssis et non soumises à une force de renversement.

Éolienne à axe vertical et rotor tonneau

La surface profilée du canon crée une rigidité supplémentaire, grâce à laquelle une tôle plus fine peut être utilisée.

Éolienne d'une capacité supérieure à 1 kilowatt

L'appareil devrait apporter des avantages tangibles et fournir une tension de 220 V afin que vous puissiez allumer certains appareils électriques. Pour ce faire, il doit démarrer et générer de l'électricité de manière indépendante dans une large gamme.

Pour fabriquer une éolienne de vos propres mains, vous devez d'abord déterminer la conception. Cela dépend de la force du vent. S'il est faible, la version voile du rotor peut être la seule option. Plus de 2-3 kilowatts d'énergie ne peuvent pas être obtenus ici. De plus, il aura besoin d'une boîte de vitesses et d'une batterie puissante avec un chargeur.

Le prix de tous les équipements est élevé, vous devez donc savoir s'il sera bénéfique pour la maison.

Dans les régions où les vents sont forts, une éolienne artisanale peut produire 1,5 à 5 kilowatts d'électricité. Ensuite, il peut être connecté à un réseau domestique 220V. Il est difficile de fabriquer soi-même un appareil avec plus de puissance.

Générateur électrique à partir d'un moteur à courant continu

En tant que générateur, vous pouvez utiliser un moteur à basse vitesse qui génère du courant électrique à 400-500 tr/min : PIK8-6 / 2.5 36V 0.3Nm 1600min-1. Longueur du corps 143 mm, diamètre 80 mm, diamètre de la tige 12 mm.

À quoi ressemble un moteur à courant continu ?

Il a besoin d'un multiplicateur avec un rapport d'engrenage de 1:12. Avec une révolution des pales du moulin à vent, le générateur fera 12 révolutions. La figure ci-dessous montre un schéma de l'appareil.

Schéma de dispositif d'éolienne

La boîte de vitesses crée une charge supplémentaire, mais toujours inférieure à celle d'un alternateur ou d'un démarreur de voiture, où un rapport de démultiplication d'au moins 1:25 est requis.

Il est conseillé de réaliser les pales à partir d'une feuille d'aluminium de 60x12x2. Si vous en installez 6 sur le moteur, l'appareil ne sera pas aussi rapide et ne se détraquera pas avec de grosses rafales de vent. Il doit être possible d'équilibrer. Pour ce faire, les pales sont soudées aux douilles avec possibilité de s'enrouler sur le rotor afin de pouvoir les éloigner ou les rapprocher de son centre.

La puissance d'un générateur à aimant permanent en ferrite ou en acier ne dépasse pas 0,5-0,7 kilowatts. Il ne peut être augmenté que sur des aimants spéciaux en néodyme.

Un générateur avec un stator non magnétisé ne convient pas au fonctionnement. Avec un petit vent, il s'arrête, et après il ne pourra plus repartir tout seul.

Le chauffage constant pendant la saison froide nécessite beaucoup d'énergie et le chauffage d'une grande maison est un problème. Pour donner à cet égard, cela peut être utile lorsque vous ne devez pas vous y rendre plus d'une fois par semaine. Si tout est correctement pesé, le système de chauffage du pays ne fonctionne que quelques heures. Le reste du temps les propriétaires sont dans la nature. En utilisant une éolienne comme source de courant continu pour charger la batterie, en 1 à 2 semaines, vous pouvez accumuler de l'électricité pour le chauffage des locaux pendant une telle période et créer ainsi un confort suffisant pour vous-même.

Pour fabriquer un générateur à partir d'un moteur à courant alternatif ou d'un démarreur de voiture, ils doivent être retravaillés. Le moteur peut être transformé en générateur si le rotor est réalisé sur des aimants en néodyme, usinés à leur épaisseur. Il est fait avec le nombre de pôles, comme le stator, alternant les uns avec les autres. Le rotor des aimants en néodyme collés à sa surface ne doit pas coller pendant la rotation.

Types de rotors

Les conceptions de rotor varient. Les options courantes sont présentées dans la figure ci-dessous, où les valeurs du facteur d'utilisation de l'énergie éolienne (KIEV) sont indiquées.

Types et conceptions de rotors d'éoliennes

Pour la rotation, les moulins à vent sont fabriqués avec un axe vertical ou horizontal. La version verticale a l'avantage d'être facile à entretenir lorsque les nœuds principaux sont situés en bas. Le palier de butée est à alignement automatique et a une longue durée de vie.

Les deux pales du rotor Savonius créent des à-coups, ce qui n'est pas très pratique. Pour cette raison, il est constitué de deux paires de pales espacées de 2 niveaux, l'une tournée par rapport à l'autre de 90 0 . Les barils, les seaux, les pots peuvent être utilisés comme ébauches.

Le rotor Darrieus, dont les pales sont en ruban élastique, est facile à fabriquer. Pour faciliter la promotion, leur nombre doit être impair. Le mouvement est saccadé, à cause duquel la partie mécanique casse rapidement. De plus, la bande vibre lorsqu'elle tourne, faisant un rugissement. Pour une utilisation permanente, cette conception n'est pas très adaptée, bien que les pales soient parfois en matériaux insonorisants.
Dans un rotor orthogonal, les ailes sont profilées. Le nombre optimal de pales est de trois. L'appareil est à grande vitesse, mais il doit être détordu au démarrage.

Le rotor hélicoïdal a un rendement élevé en raison de la courbure complexe des pales, ce qui réduit les pertes. Il est utilisé moins fréquemment que les autres éoliennes en raison de son coût élevé.

La conception du rotor à pales horizontales est la plus efficace. Mais cela nécessite un vent moyen stable et une protection contre les ouragans. Les pales peuvent être en propylène lorsque leur diamètre est inférieur à 1 m.

Si vous coupez les lames d'un tuyau ou d'un baril en plastique à paroi épaisse, vous ne pourrez pas atteindre une puissance supérieure à 200 watts. Le profil du segment n'est pas adapté aux fluides gazeux compressibles. Un profil complexe est nécessaire ici.

Le diamètre du rotor dépend de la puissance requise, ainsi que du nombre de pales. Un bipale 10 W nécessite un rotor d'un diamètre de 1,16 m et un 100 W - 6,34 m. Pour un quadripale et un six pales, le diamètre sera respectivement de 4,5 m et 3,68 m.

Si vous placez le rotor directement sur l'arbre du générateur, son roulement ne durera pas longtemps, car la charge sur toutes les pales est inégale. Le palier de support de l'arbre de l'éolienne doit être à alignement automatique, à deux ou trois niveaux. Ensuite, l'arbre du rotor n'aura pas peur des virages et des déplacements pendant la rotation.

Un rôle important dans le fonctionnement de l'éolienne est joué par le collecteur de courant, qui doit être régulièrement entretenu : lubrifié, nettoyé, réglé. La possibilité de sa prévention devrait être prévue, bien que cela soit difficile à faire.

Sécurité

Les éoliennes d'une puissance supérieure à 100 W sont des appareils bruyants. Dans la cour d'une maison particulière, vous pouvez installer une éolienne industrielle si elle est certifiée. Sa hauteur doit être supérieure à celle des maisons les plus proches. Même une éolienne de faible puissance ne peut pas être installée sur le toit. Les vibrations mécaniques de son travail peuvent créer une résonance et entraîner la destruction de la structure.

Les vitesses de rotation élevées de l'éolienne nécessitent une fabrication de haute qualité. Sinon, si l'appareil est détruit, il y a un risque que ses pièces soient projetées sur de longues distances et blessent une personne ou des animaux domestiques. Cela doit être particulièrement pris en compte lors de la fabrication d'un moulin à vent de vos propres mains à partir de matériaux improvisés.

Vidéo. Éolienne de vos propres mains.

L'utilisation d'éoliennes n'est pas recommandée dans toutes les régions, car elle dépend des caractéristiques climatiques. De plus, les fabriquer de vos propres mains n'a pas de sens sans une certaine expérience et des connaissances. Pour commencer, vous pouvez vous lancer dans la création d'un design simple avec une puissance de plusieurs watts et une tension allant jusqu'à 12 volts avec laquelle vous pourrez recharger votre téléphone ou allumer une lampe à économie d'énergie. L'utilisation d'aimants au néodyme dans le générateur peut augmenter considérablement sa puissance.

Les éoliennes puissantes, qui prennent en charge une partie importante de l'alimentation électrique à la maison, sont mieux achetées de manière industrielle, pour créer une tension de 220V, tout en pesant soigneusement le pour et le contre. Si vous les combinez avec d'autres types de sources d'énergie alternatives, l'électricité peut suffire à tous les besoins domestiques, y compris un système de chauffage domestique.

Souvent, les propriétaires de maisons privées ont une idée de la mise en œuvre systèmes d'alimentation de secours. Le moyen le plus simple et le plus abordable est, bien sûr, ou un générateur, mais beaucoup de gens se tournent vers des moyens plus complexes de convertir l'énergie dite libre (rayonnement, énergie de l'eau qui coule ou du vent).

Chacune de ces méthodes a ses propres avantages et inconvénients. Si tout est clair avec l'utilisation du débit d'eau (mini-centrale hydroélectrique) - cela n'est disponible qu'à proximité immédiate d'une rivière à débit assez rapide, alors la lumière du soleil ou le vent peuvent être utilisés presque partout. Ces deux méthodes auront un inconvénient commun - si une turbine à eau peut fonctionner 24 heures sur 24, une batterie solaire ou une éolienne ne sont efficaces que pendant un certain temps, ce qui oblige à inclure des batteries dans la structure du réseau électrique domestique. .

Étant donné que les conditions en Russie (heures de clarté courtes pendant la majeure partie de l'année, précipitations fréquentes) rendent l'utilisation de panneaux solaires inefficace à leur coût et efficacité actuels, le plus rentable est la conception d'une éolienne. Considérez son principe de fonctionnement et les options de conception possibles.

Puisqu'aucun appareil fait maison ne ressemble à un autre, ce un article n'est pas une instruction étape par étape, mais une description des principes de base de la conception d'une éolienne.

Principe général de fonctionnement

Le corps de travail principal de l'éolienne est les pales, qui font tourner le vent. Selon l'emplacement de l'axe de rotation, les éoliennes sont divisées en horizontales et verticales:

Éoliennes horizontales la plus répandue. Leurs pales ont une conception similaire à une hélice d'avion : en première approximation, ce sont des plaques inclinées par rapport au plan de rotation, qui convertissent une partie de la charge de la pression du vent en rotation. Une caractéristique importante d'une éolienne horizontale est la nécessité d'assurer la rotation de l'ensemble de pales en fonction de la direction du vent, car une efficacité maximale est assurée lorsque la direction du vent est perpendiculaire au plan de rotation.
lames éolienne verticale avoir une forme convexe-concave. Le carénage du côté convexe étant supérieur au côté concave, une telle éolienne tourne toujours dans le même sens, quelle que soit la direction du vent, ce qui rend inutile le mécanisme rotatif, contrairement aux éoliennes horizontales. Dans le même temps, du fait qu'à tout moment, seule une partie des lames effectue un travail utile et que le reste ne s'oppose qu'à la rotation, L'efficacité d'une éolienne verticale est bien inférieure à celle d'une éolienne horizontale.: si pour une éolienne horizontale tripale ce chiffre atteint 45%, alors pour une éolienne verticale il ne dépassera pas 25%.

Étant donné que la vitesse moyenne du vent en Russie est faible, même un grand moulin à vent tournera assez lentement la plupart du temps. Pour assurer une alimentation électrique suffisante, il doit être connecté au générateur via une boîte de vitesses élévatrice, une courroie ou un engrenage. Dans une éolienne horizontale, l'ensemble pales-engrenage-générateur est monté sur une tête pivotante qui leur permet de suivre la direction du vent. Il est important de considérer que la tête pivotante doit avoir un limiteur qui l'empêche de faire un tour complet, sinon le câblage du générateur sera coupé (l'option utilisant des rondelles de contact qui permettent à la tête de tourner librement est plus compliquée) . Pour assurer la rotation, l'éolienne est complétée par une girouette de travail dirigée selon l'axe de rotation.

Le matériau de lame le plus courant est un tuyau en PVC de grand diamètre coupé dans le sens de la longueur. Le long du bord, des plaques de métal leur sont rivetées, soudées au moyeu de l'assemblage de la lame. Les dessins de ce type de lames sont les plus diffusés sur Internet.

La vidéo parle d'une éolienne fabriquée à la main

Calcul d'une éolienne à pales

Puisque nous avons déjà découvert qu'une éolienne horizontale est beaucoup plus efficace, nous allons considérer le calcul de sa conception.

L'énergie éolienne peut être déterminée par la formule
P=0.6*S*V³, où S est l'aire du cercle décrite par les extrémités des pales de l'hélice (aire de balayage), exprimée en mètres carrés, et V est la vitesse estimée du vent en mètres par seconde. Vous devez également prendre en compte l'efficacité de l'éolienne elle-même, qui pour un circuit horizontal à trois pales sera en moyenne de 40%, ainsi que l'efficacité du groupe électrogène, qui au sommet de la caractéristique courant-vitesse est de 80% pour un générateur avec excitation à aimants permanents et 60% pour un générateur avec bobinage d'excitation. En moyenne, 20% supplémentaires de la puissance seront consommés par une boîte de vitesses élévatrice (multiplicateur). Ainsi, le calcul final du rayon de l'éolienne (c'est-à-dire la longueur de sa pale) pour une puissance donnée d'un générateur à aimants permanents ressemble à ceci :
R=√(P/(0.483*V³))

Exemple: Prenons la puissance requise de la centrale éolienne à 500 W et la vitesse moyenne du vent à 2 m/s. Ensuite, selon notre formule, nous devrons utiliser des lames d'une longueur d'au moins 11 mètres. Comme vous pouvez le constater, même une si petite puissance nécessitera la création d'une éolienne aux dimensions colossales. Pour des constructions plus ou moins rationnelles avec une longueur de pale ne dépassant pas un mètre et demi, l'éolienne ne pourra produire que 80 à 90 watts de puissance même par vent fort.

Pas assez de puissance ? En fait, tout est quelque peu différent, puisqu'en fait la charge de l'éolienne est alimentée par des batteries, l'éolienne ne les charge qu'au mieux de ses capacités. Par conséquent, la puissance de l'éolienne détermine la fréquence à laquelle elle pourra fournir de l'énergie.

Contenu:

Ce n'est un secret pour personne que le coût des services publics dans notre pays ne cesse de croître, bien qu'il ne semble pas y avoir de conditions préalables à cela. Eh bien, parallèlement à cela, le nombre de consommateurs qui tentent de réduire d'une manière ou d'une autre cette colonne de dépenses augmente. Quelqu'un économise de l'eau, quelqu'un - du gaz, mais quand même, les sources lumineuses alternatives, comme une batterie solaire ou un générateur électrique qui utilise le vent pour fonctionner, sont du plus grand intérêt.

Bien sûr, les économies dans de tels cas se font sentir, mais le principal problème réside dans le fait que de telles installations ne sont pas bon marché, et pour ressentir de réelles économies, il faut plus d'un an. Après tout, l'installation doit d'abord s'amortir.

C'est à cause du coût élevé que des questions ont commencé à se poser sur la façon de fabriquer une éolienne de vos propres mains. Après tout, de telles installations ont été inventées et créées par une personne, ce qui signifie qu'à la maison, il devient possible de la recréer. Et par conséquent, essayons de comprendre à quel point il est réaliste de fabriquer un générateur pour une éolienne de nos propres mains à partir de moyens improvisés, si un équipement supplémentaire est nécessaire pour son bon fonctionnement et quelles économies d'énergie sont possibles lors de l'utilisation d'un tel appareil pour une maison, un appartement ou un chalet.

Restrictions possibles

L'essentiel lors de l'installation d'une éolienne est, bien sûr, les tentatives de notre État d'obtenir des bénéfices, même dans ce domaine. Afin de ne pas certifier une installation à faire soi-même, c'est-à-dire pour ne pas payer de taxes séparées, il vaut la peine de collecter une éolienne de faible puissance ne produisant pas plus de 5 kW. Bien qu'à la maison, il soit plutôt problématique de fabriquer un appareil fait maison de plus grande puissance.

Vous devez également clarifier la disponibilité des réglementations et des documents sur la hauteur des bâtiments dans la zone d'installation, afin de ne pas la dépasser pour le meilleur vent.

Il convient également de rappeler les voisins - ils peuvent être dérangés par le bruit que font les pales et la boîte de vitesses dont sont équipées les éoliennes artisanales. Bien sûr, de telles installations font peu de bruit, mais personne n'a encore annulé l'envie, et en cas de plainte, des amendes sont possibles, ainsi qu'une décision de démantèlement. L'avantage ici est la version dans la version d'usine, car. il est peu bruyant, mais en raison de son coût élevé, un tel dispositif n'est pas envisagé actuellement.

N'oubliez pas non plus la protection contre les interférences radio - lorsque vous fabriquez vous-même une éolienne, il est nécessaire de prévoir l'installation d'un filtre. Eh bien, lors de l'achat d'un tel appareil, clarifiez sa présence dans le circuit.

Dispositif générateur de vent

Quel que soit le type d'un tel appareil de bricolage de 220 volts, ses éléments constitutifs seront les mêmes. Toutes les éoliennes consistent en un appareil qui génère directement de l'électricité, des pales, une batterie, un mât et une unité électronique - un onduleur.

Dans tous les cas, la première chose qui commence par la fabrication d'un tel appareil est le choix du type, du circuit électrique et de la conception de l'apparence. Par type, les éoliennes sont divisées en voiles et pales, ou horizontales et verticales. Pour les latitudes moyennes, où il n'y a pas de fortes rafales de vent, ainsi que dans les installations d'une puissance allant jusqu'à 5 kW, une éolienne telle qu'un «voilier» sera la meilleure option, et nous essaierons donc de comprendre cela plus en détail.

L'essence même du fonctionnement de tels dispositifs est la suivante: les pales, tournant à l'aide de l'énergie éolienne, transmettent le couple directement ou via une boîte de vitesses au rotor du générateur, à la suite de quoi de l'électricité est générée, qui pénètre dans la batterie via l'unité électronique. La batterie stocke l'énergie et peut ensuite être utilisée pour les besoins domestiques.

Essayons de déterminer quels types d'éoliennes peuvent être fabriquées à la maison et ce qui est nécessaire pour cela.

Installation rotative

Une telle éolienne à faire soi-même est capable de générer suffisamment d'électricité pour éclairer une petite maison de jardin, des dépendances, ainsi que plusieurs lanternes dans la cour. Ces éoliennes sont fabriquées à partir d'un générateur ou d'un démarreur de voiture, et donc, afin de ne pas acheter d'équipement coûteux pour sa fabrication, nous considérerons un appareil qui générera jusqu'à un kilowatt et demi. Pour ce faire, vous aurez besoin du matériel suivant :

générateur de voiture de 12 volts ;
batterie à l'hélium ou à l'acide (vous avez également besoin d'une batterie de 12 volts);
interrupteur scellé ;
convertisseur de tension de 12 à 220 V et 700–1500 watts ;
lames en acier inoxydable ou en aluminium de grande capacité. Un tuyau en plastique d'un diamètre de 20 à 25 cm peut également convenir;
relais de charge de batterie avec voltmètre;
des attaches, c'est-à-dire boulons et écrous;
fils ayant une section de 4 et 2,5 mètres carrés. millimètre ;
deux pinces pour le montage sur le mât de l'appareil ;
un tuyau métallique d'une longueur suffisante pour servir de mât ;
et, bien sûr, divers outils : ciseaux à métaux, meuleuses, clés, tournevis et perceuses avec un jeu de forets.

Algorithme de fabrication

La première étape consiste à fabriquer de vos propres mains les pales du ventilateur de la future éolienne pour une maison privée. Une vieille grande casserole en aluminium fonctionne bien pour cela, mais des options sont possibles ici. Il est nécessaire de marquer avec un crayon, puis de couper le récipient le long des lignes marquées avec une meuleuse ou des ciseaux métalliques, en laissant de petites sections non coupées d'en haut et d'en bas, c'est-à-dire comme indiqué sur la figure. Les lames doivent être identiques et leur nombre ne dépend que des préférences du maître.

Les lames coupées sont pliées dans le bon sens. Il faut se rappeler que le sens de rotation dépend du sens dans lequel les pales sont tournées, et la vitesse à laquelle la vis fera tourner le générateur dépend de l'angle de leur rotation et de leur taille. Il est plus pratique de les couper avec une meuleuse, mais si le métal est fin, des ciseaux en métal conviennent tout à fait.

La situation est un peu plus compliquée avec un tuyau en plastique. Il doit être divisé dans le sens de la longueur en quatre parties, après quoi, pour chacun des segments semi-circulaires, faites des «bouchons d'en haut et d'en bas, puis disposez-les en une seule vis pour obtenir un semblant de la première option.

Ensuite, à l'aide d'une perceuse, des trous de montage sont percés dans l'arbre du générateur et l'hélice finie, après quoi les pales sont fixées à l'arbre du rotor avec des boulons. Vous pouvez effectuer un travail similaire à l'aide d'une boîte de vitesses, en augmentant la vitesse de rotation du générateur - cela est déjà à la discrétion du maître lui-même.

Une fois le travail effectué, il ne reste plus qu'à fixer l'éolienne avec des pinces sur le mât et à tendre les fils le long de celui-ci.

Assemblage d'équipements au sol

Car la longueur optimale du mât du parc éolien est de 5 à 13 mètres, sa base doit être coulée avec du béton pour une bonne stabilité. Il est également logique de réfléchir aux options permettant d'abaisser l'éolienne de la maison ou d'y accéder en cas de panne.

Les fils provenant de l'éolienne elle-même sont connectés via le relais de charge à la batterie. Ensuite dans le circuit se trouve un convertisseur, à partir duquel une tension de 220 volts sera déjà fournie au tableau de distribution.

Tous les équipements doivent être protégés des précipitations atmosphériques et de l'accès direct des enfants. L'interrupteur est installé sur le mât, à une hauteur accessible, et coupe le fil positif de l'éolienne au relais de charge. Ainsi, en cas d'inutilité ou de vent faible, la charge peut être supprimée en laissant les pales tourner « à vide ».

Il est très important de déconnecter la charge lorsque le vent est trop fort, ce qui peut endommager à la fois le générateur lui-même et le relais de charge de la batterie.

Mais il existe une option plus puissante pour fabriquer une éolienne de vos propres mains à la maison. Bien sûr, c'est un peu plus compliqué, mais néanmoins, en suivant les règles et procédures, il est tout à fait possible de fabriquer un tel appareil.

Éolienne axiale

Un tel dispositif (on pourrait même dire - un parc éolien à faire soi-même) est fabriqué à base d'aimants en néodyme apparus récemment sur notre marché. C'est grâce à eux qu'une puissance plus élevée du générateur est obtenue. Si vous prenez une installation similaire sur des aimants en ferrite ordinaires, vous ne pourrez pas en tirer plus d'un kilowatt et demi. Il y a quelque temps, lorsque les éléments en néodyme venaient d'apparaître sur les étagères, leur prix était assez élevé, mais maintenant il y a déjà une diminution des coûts, et donc ces aimants sont devenus plus abordables.

Ainsi, pour fabriquer de vos propres mains une éolienne axiale pour votre maison, vous aurez besoin d'un moyeu avec un disque de frein d'une voiture. De plus, son usure n'est pas importante ici, et donc une telle pièce peut toujours être trouvée dans n'importe quel service automobile. Il devra être soigneusement nettoyé, les roulements lubrifiés, en général, mis en bon état de fonctionnement. Le nombre optimal d'aimants sera de 20 pièces, avec des dimensions de 25 x 8 mm. Ils seront collés à l'intérieur du disque de frein.

Après avoir marqué le disque en secteurs, vous devez coller les aimants en alternant leurs pôles - c'est très important. Pour une connexion plus solide, l'utilisation de colle époxy est recommandée. Eh bien, une fois la colle sèche, tous les aimants sont coulés avec la même résine époxy, et pour que la colle ne s'écoule pas, vous pouvez faire un petit rebord autour du disque de pâte à modeler.

Bobinage

Il est bien connu qu'avant de commencer à enrouler, vous devez calculer le nombre de tours requis de la bobine. Étant donné que l'éolienne doit fonctionner à basse vitesse, il est nécessaire de charger la batterie déjà à 100-150 tr/min. Par conséquent, le nombre total de tours dans toutes les bobines d'enroulement devrait être de 1200 à 1500, plus est inutile. Eh bien, il est très simple de calculer le nombre de tours d'une bobine. Avec 20 bobines et un total de 1400 tours, on devrait avoir 70 tours.

Plus il y a de bobines, plus la puissance peut être atteinte à basse vitesse. Dans le même temps, plus la section transversale du fil lors de l'enroulement est grande, plus la résistance est faible et donc plus l'intensité du courant est élevée.

Bien sûr, la meilleure option serait d'utiliser une machine spéciale pour enrouler les bobines, mais si elle n'est pas disponible, il est tout à fait possible de faire ce travail manuellement.

Pour vérifier la puissance de sortie, un enroulement suffit. Lors du défilement dans le générateur, il sera déjà possible de mesurer les paramètres du futur appareil.

Le stator lui-même peut être en contreplaqué, en le renforçant, pour plus de fiabilité, avec de la fibre de verre et de l'époxy. Mais la connexion des bobines se fait selon l'un des deux schémas, au choix du maître. Il peut s'agir d'un "triangle" ou d'une "étoile". Ensuite, les bobines sont fixées et les fils sont sortis. Pour vérifier les performances d'une éolienne pour une maison privée, ils défilent manuellement à une vitesse stable et prennent des lectures de tension sur les fils de sortie.

Mât et hélice

Quant au mât, il n'y a aucune différence avec la fabrication d'une éolienne rotative. Les exigences pour cela sont les mêmes. Mais les pales d'hélice pour une telle installation sont fabriquées différemment. Pour cela, un tuyau en PVC de 16 mm est utilisé. La forme des pales est expérimentale, c'est-à-dire chacun détermine l'optimal, comme on dit, par essais et erreurs.

Dans le même temps, la longueur de la pale sur le moulin à vent avec vos propres mains doit être d'au moins un mètre, afin de pouvoir faire défiler le générateur, et il est également nécessaire d'équilibrer la vis finie pour éliminer le bruit, les battements et endommagement des roulements pendant le fonctionnement.

Avec un peu de réflexion, vous pouvez concevoir les pales d'une éolienne de manière à ce qu'elles puissent être pliées puis déployées par vent très fort. Cela évitera à l'appareil de tomber en panne en cas d'avertissement d'orage et de rafales soudaines.

L'installation de l'équipement au sol s'effectue de la même manière que la version précédente de l'éolienne rotative.

Service

Bien sûr, un générateur d'air, comme tout autre équipement, nécessite une attention, des révisions périodiques et, bien sûr, parfois des réparations. La principale chose qui doit être constamment vérifiée, nettoyée et lubrifiée avec une graisse spéciale au graphite, ce sont les balais du générateur, car. ils ont tendance à s'user pendant le fonctionnement.

Au moindre soupçon de déséquilibre, vibration, desserrage des vis de fixation et des connexions, le groupe électrogène doit être abaissé au sol et ajusté ou réparé.

Environ une fois tous les 2-3 ans, il est nécessaire de peindre l'appareil. Et c'est mieux si la peinture est spéciale, c'est-à-dire anticorrosion. Il est également nécessaire de vérifier régulièrement la tension et la fixation des câbles de maintien.

Conclusion

Certains diront peut-être que le prix de l'électricité n'est pas assez élevé pour faire un tel travail, en fabriquant des éoliennes artisanales. De plus, également à l'onduleur, etc. devra dépenser. Mais si vous y réfléchissez, avec un travail bien fait, il y aura assez d'électricité non seulement pour chauffer la maison, mais aussi pour les bâtiments, chauffer une grange avec des animaux en hiver. En général, avec la bonne approche pour la fabrication d'un tel produit fait maison, c'est-à-dire. éolienne et la consommation d'électricité, vous pouvez complètement abandonner l'électricité payante, et c'est une bonne économie.