Generator Angin DIY: Cara Membuat Generator Angin Buatan Sendiri Dari Mesin Cuci, Dari Botol Plastik Dan Dari Motor Roda

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 05:44

Generator angin untuk menghasilkan listrik adalah sumber listrik yang tak tergantikan di mana tidak ada banyak sinar matahari, tidak ada sungai di dekatnya, dan tidak ada jaringan listrik terpusat.

Fitur desain

Prinsip pengoperasian generator angin adalah konversi energi angin menjadi energi listrik.

Pada generator listrik jenis lain, aliran air di sungai, gaya pasang surut air laut dan pasang surut digunakan sebagai sumber energi mekanik (kinetik).

Dalam sistem di mana energi panas dibutuhkan untuk menghasilkan listrik, mereka menggunakan:

• mesin yang menggunakan bahan bakar gas, bensin atau solar;
• pelepasan panas dari pelat dan blok reaktor nuklir, yang panasnya digunakan untuk mengubah air menjadi uap - dalam turbin uap;
• berbagai jenis bahan bakar yang dibakar di pembangkit CHP, menggantikan panas, panas dari reaktor nuklir.

Panel surya berdiri terpisah, di mana cahaya digunakan sebagai sumber energi, dan bukan panas atau energi mekanik.

Tetapi kembali ke "turbin angin", yang prinsip operasinya adalah sebagai berikut . Kekuatan angin memutar baling-baling, yang menggerakkan poros generator motor. Bersama dengan poros, rotor motor, tempat magnet permanen dipasang, berputar secara serempak. Medan magnet, melewati belitan stator, menginduksi arus bolak-balik di dalamnya karena perubahan kekuatan fluks magnet yang melewati belitan koil, dari mana belitan dirakit. Tegangan listrik bolak-balik diumpankan ke sirkuit elektronik, di mana ia diubah menjadi tegangan langsung. Banyak perangkat dan perangkat yang membutuhkannya bekerja dari arus searah.

Siapa pun dapat membuat generator untuk pondok musim panas atau kondisi lapangan yang menghasilkan arus bolak-balik dengan tegangan 220 V . Semakin mengesankan dimensi struktur, semakin besar efisiensi recoil yang akan diterima oleh pengguna tertentu. Tidak masalah untuk membuat generator yang menghasilkan satu atau beberapa kilowatt listrik per jam. Listrik yang diterima dari instalasi semacam itu mampu menyalakan hampir semua peralatan listrik di rumah, termasuk peralatan berkebun.

Generator angin dipasang setinggi mungkin - setinggi bubungan atap. Di sana, kekuatan angin mencapai nilai maksimum yang ditunjukkan dalam ramalan cuaca.

Instalasi dari jarak jauh menyerupai baling-baling cuaca dengan baling-baling, karena itu struktur ini berputar ke tempat angin bertiup. Ini diperlukan untuk memaksimalkan penggunaan kekuatannya, kecepatannya.

Baling-baling horizontal diputar oleh shank yang terletak di bagian belakang unit . Shank vertikal tidak diperlukan - bilahnya terletak sedemikian rupa sehingga baling-baling itu sendiri akan mulai hampir setengah putaran, tidak peduli dari sisi mana angin bertiup.

Agar turbin angin dapat beroperasi pada efisiensi maksimum, diperlukan kecepatan 3000 rpm atau lebih . Untuk generator yang menghasilkan arus bolak-balik, frekuensi ini sesuai dengan nilai 50 hertz, yang khas untuk pembangkit listrik industri rumah tangga. Setelah memutar motor-generator dengan berat sekitar 10 kg, tidak masalah untuk mendapatkan 2 kW setiap jam.

Apa yang bisa dibuat?

Elemen utama dari setiap model ladang angin adalah generator motor. Ia bekerja seperti motor - arus searah atau bolak-balik membuat rotor (dan dengan itu poros) berputar. Bekerja sebaliknya - sebagai generator - juga dimungkinkan.

Diantara motor yang digunakan sebagai generator terdapat motor brushed, brushless asynchronous dan motor stepper . Ketiga jenis motor inilah yang populer di kalangan amatir yang merakit turbin angin dengan tangan mereka sendiri.

Pada motor kolektor, belitan rotor (armature) terletak pada medan magnet konstan dari magnet stator . Tegangan konstan yang dilepaskan dari terminal motor seperti itu ketika porosnya dengan armature tidak dipilin ditransmisikan dari kontak pembawa arus dari armature melalui sikat. Sikat itu sendiri adalah titik lemah dari mesin semacam itu - mereka dengan cepat menghabiskan sumber dayanya. Sebagai aturan, generator seperti itu berada di bawah beban konstan, ketika angker bergerak, sikat menyala. Beberapa hari operasi terus menerus dari instalasi semacam itu dapat benar-benar aus, akibatnya yang terakhir perlu diganti.

Penggunaan motor sikat sebagai generator dengan beban aktif konstan tidak praktis.

Pilihan terbaik adalah mesin tanpa sikat . Di dalamnya, sebuah rotor dengan magnet berputar di ruang antara belitan stator. Gulungan itu sendiri tetap tidak bergerak, mereka tidak perlu kontak geser. Berkat solusi yang begitu sederhana, instalasi dapat beroperasi selama beberapa dekade - penting hanya sekali dalam satu musim atau setiap enam bulan untuk melumasi bantalan motor, yang bertanggung jawab untuk rotasi rotor yang sempurna dan bebas serangan balik. Solusi populer berdasarkan motor tanpa sikat - asinkron atau stepper - tersedia untuk hampir setiap rumah "DIYer".

Motor asinkron digunakan dalam perkakas listrik - misalnya, di mesin gerinda . Stepper dapat ditemukan di berbagai perangkat - mulai dari roda motor sepeda hingga penggerak mekanis printer atau disk drive.

Motor sikat variabel yang digunakan dalam palu putar, gerinda, obeng, gergaji ukir, dan planer listrik berdiri terpisah . Kerugiannya adalah kebutuhan untuk menghapus sikat dan lubang rotor untuk magnet neodymium. Akibatnya, hanya belitan stator yang tersisa dari belitan aktif - belitan rotor dilepas sepenuhnya.

Baling-baling turbin angin dapat dibuat dari pipa saluran pembuangan plastik, botol PET dan bahan daur ulang serupa. Semakin ringan dan kuat, semakin sedikit gaya angin yang dibutuhkan untuk melepasnya.

Generator angin yang terbuat dari kipas akan membutuhkan lubang rotor untuk magnet neodymium . Desain motor kipas rumah tangga tidak dirancang untuk menerima arus listrik dengan memutar rotor. Pendingin komputer (pendingin chip) - kipas unit sistem PC atau laptop - termasuk dalam perubahan yang sama.

Traktor atau generator mobil menggunakan belitan medan tambahan, yang ditenagai oleh baterai mesin itu sendiri . Agar generator menghasilkan, misalnya, arus bolak-balik 135 ampere dengan tegangan 15 volt, belitan eksitasi rotor setelah menyalakan kunci kontak mengkonsumsi arus searah 3 ampere dengan tegangan 12, 6-14 V Sumber energi utama untuk generator masih poros engkol dari mesin pembakaran internal yang beroperasi pada bensin, solar atau metana / propana. Traktor atau generator mobil akan membutuhkan pelepasan gulungan medan dan pemasangan magnet neodymium sebagai gantinya.

Apa yang dibutuhkan?

Pilihan paling umum adalah menggunakan mesin mesin cuci untuk generator buatan sendiri . Jika "mesin cuci" lama tidak tersedia, Anda dapat menemukan mesin seperti itu di toko barang bekas di pasar rumah tangga, di pusat layanan terdekat untuk peralatan rumah tangga atau toko khusus. Tidak masalah untuk memesan mesin seperti itu dari Cina.

Pada dasarnya, di mesin cuci, mesin asinkron tanpa sikat digunakan.

Baik yang baru maupun bekas akan bekerja untuk waktu yang lama. Daya 200 watt dapat dengan mudah diubah menjadi kilowatt atau lebih.

Bahan (sunting)

Untuk merakit generator, selain motor, Anda perlu:

• magnet neodymium dalam ukuran 20, 10 dan 5 mm (total 32);
• dioda penyearah atau jembatan dioda dengan arus puluhan ampere (perhatikan aturan cadangan daya dua kali lipat);
• perekat epoksi;
• pengelasan dingin;
• ampelas;
• timah dari sisi kaleng.

Magnet dipesan secara online dari China.

Peralatan

Alat-alat berikut akan mempercepat proses pembuatan:

• mesin bubut;
• gunting;
• obeng dengan nozel;
• Tang.

Dengan tidak adanya mesin bubut, hubungi teman yang tahu cara mengerjakan mesin bubut seperti itu.

Skema dan gambar

Generator sebagai perangkat menghasilkan arus bolak-balik, yang harus diubah menjadi arus searah, dibawa ke nilai tegangan yang diperlukan. Jika generator motor menghasilkan, katakanlah, 40 volt, maka ini tidak mungkin menjadi nilai yang sesuai untuk sebagian besar elektronik konsumen yang menggunakan 5 atau 12 volt DC atau 127/220 volt AC.

Skema seluruh instalasi, terbukti oleh waktu dan jutaan pengguna, termasuk penyearah, pengontrol, baterai, dan inverter . Baterai mobil dengan kapasitas 55-300 ampere-jam digunakan sebagai penyangga penyimpanan energi yang tersimpan. Tegangan operasinya adalah 10, 9-14, 4 V dengan pengisian siklik (siklus pengisian-pengosongan penuh) dan 12, 6-13, 65 dengan penyangga (dibagikan, diberi dosis, ketika Anda perlu mengisi ulang baterai yang kosong sebagian).

Pengontrol mengubah, misalnya, 40 volt yang sama menjadi 15. Efisiensinya dalam volt-ampere berkisar antara 80-95% - tidak termasuk kerugian pada penyearah.

Generator tiga fase memiliki efisiensi terbesar . - outputnya 50% lebih banyak daripada satu fase, tidak bergetar selama operasi (getaran mengendurkan struktur, membuatnya berumur pendek).

Kumparan pada belitan masing-masing fase bergantian satu sama lain dan dihubungkan secara seri - seperti kutub magnet, salah satu sisinya menghadap ke gulungan.

Tugas inverter adalah mengubah tegangan konstan sekitar 12 volt yang diambil dari baterai menjadi tegangan bolak-balik sekitar 220.

Peralatan rumah tangga modern dan elektronik mampu beroperasi dari 110 volt (Standar Amerika untuk jaringan rumah tangga) hingga 250 - tidak disarankan untuk memberikan lebih banyak ke peralatan dan perangkat jaringan. Semua konverter adalah impuls, dibandingkan dengan yang linier, kehilangan panasnya jauh lebih sedikit.

Langkah-langkah pembuatan

Untuk memodifikasi desain motor induksi, lakukan hal berikut

1. Bongkar motor dan keluarkan rotor.
2. Lepaskan pelat dari armature rotor. Potong mereka hingga kedalaman 2 mm.
3. Buat alur hingga kedalaman 5 mm untuk magnet.
4. Tandai strip tinplate untuk magnet. Mereka harus diberi jarak yang sama satu sama lain - ini akan mencegah hilangnya daya instalasi yang tidak perlu.
5. Tempelkan ke strip timah ini dengan lem super. Perbaiki strip dengan magnet pada jangkar.
6. Isi ruang antara magnet dengan pengelasan dingin atau lem epoksi.
7. Hapus gerinda dan ketidakrataan pada rotor dengan amplas.
8. Periksa - dan ganti jika perlu - bantalan dan baut motor.

Merakit generator motor. Perangkat siap untuk instalasi lebih lanjut. Untuk memeriksa perangkat, klem porosnya di bor atau obeng chuck dan akselerasi ke 1000 rpm.

Tegangan di ujung belitan dari 110 volt dapat dianggap cocok.

Pada nilai yang lebih rendah, kesalahan terletak pada pergantian magnet yang tidak merata pada titik mana pun dari lingkaran rotasi jangkar.

Untuk merakit turbin angin, lakukan hal berikut

1. Potong potongan yang identik dari pipa PVC dengan diameter 11-16 cm, sesuai panjangnya dengan bilah di masa depan.
2. Di setiap segmen, gambar garis sewenang-wenang dan mundur dari itu di kedua sisi sebesar 22 mm. Dengan demikian, lebar satu bilah akan mencapai 44 mm. Ulangi tindakan ini untuk ujung yang berlawanan dari segmen garis.
3. Lurus menghubungkan titik-titik ekstrim di satu sisi garis tengah.
4. Gambarlah di sisi lain garis besar bilah masa depan.
5. Gunting bilah yang dihasilkan dan bulatkan ujung bebasnya dengan mengasah. Ulangi langkah di atas untuk sisa pisau.
6. Pasang bilah ke hub menggunakan adaptor bushing. Baut dengan mur dan ring pegas cocok sebagai pengencang. Lebar setiap bilah di sepanjang panjangnya berkisar dari 44 hingga 88 mm.

Ini cukup untuk angin memutar baling-baling dengan kecepatan 3 m / s. Struktur yang dihasilkan harus seimbang - penyeimbangan yang benar akan mencegah terbentuknya titik buta yang memperlambat generator saat baling-baling berputar.

Generator motor dengan impeler terpasang dapat ditempatkan di selongsong pelindung yang melindunginya dari presipitasi atmosfer. Tetap kering dalam segala kondisi cuaca, terlindung dari hujan dan salju, generator akan bertahan selama bertahun-tahun. Untuk memasang pelindung, lakukan hal berikut:

1. dalam pipa dengan diameter 7,5 cm, potong alur memanjang selebar 2 cm;
2. potong ujung belakang pipa yang dipotong pada sudut 45 derajat;
3. tempatkan generator motor dengan baling-baling di tabung ini dan pasang ke sana.

Rotasi bebas motor akan membutuhkan sambungan putar bantalan bola, mirip dengan yang ditemukan pada kipas domestik . Itu bisa berputar tanpa henti ke kedua sisi.

Agar kabel, dengan bantuan arus yang diinduksi pada belitan stator dihilangkan, tidak tergulung atau terpuntir, sambungan pada engsel harus digeser, tetapi memberikan kontak listrik yang andal dan stabil dari motor-generator dengan unit fungsional sirkuit yang terletak lebih jauh.

Kontak terbaik akan disediakan oleh terminal berlapis emas yang diambil dari teknologi lama apa pun.

Penggunaan kontak sikat-grafit tidak dapat dibenarkan - grafit memiliki hambatan listrik dengan urutan besarnya lebih tinggi daripada aluminium dan baja, dan kekuatan pemasangan akan berkurang secara nyata. Engsel dipasang pada alas yang terbuat dari potongan pipa berbentuk. Setelah perakitan, mereka memeriksa apakah mekanisme putar yang dihasilkan macet, tidak berputar dan apakah kabelnya berjumbai.

Menyediakan kontak geser dan rotasi bebas instalasi ke arah angin, betis, yang dibuat, misalnya, pipa air plastik dan sepotong lembaran plastik atau aluminium, dipasang pada selubung luar tambahan motor.

Pipa bundar atau profil digunakan sebagai penopang, yang salah satu ujungnya dibeton di tanah - tidak kurang dari satu meter. Agar dukungan tidak meluncur dari waktu ke waktu dari badai, itu dilengkapi dengan tiga atau enam stretch mark, menyatu di tengah pada sudut yang sama dan diarahkan ke arah yang berbeda.

Setelah menyelesaikan perakitan bagian motor-generator, penyearah dioda dipasang di sebelah motor, jika perlu . Kerugian arus pada kabel dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan transformator step-up yang terletak di dekat genset - seperti pada saluran yang mentransmisikan listrik industri jarak jauh.

Pengontrol pengisian daya, baterai, dan inverter disertakan lebih lanjut sesuai dengan diagram. Turbin angin telah dirakit sepenuhnya dan siap digunakan.

Rekomendasi

Kincir angin buatan sendiri untuk rumah pribadi menghasilkan tegangan konstan atau bolak-balik beberapa puluh volt, yang merupakan peningkatan bahaya bagi seseorang. Kontak langsung dan kabel harus diisolasi dengan andal - air hujan adalah lingkungan yang diasamkan yang menghantarkan arus listrik dengan baik.

Bekerja pada mesin bubut atau penggiling dilakukan dengan kacamata pelindung dan sarung tangan. Dilarang merakit sirkuit saat turbin angin bekerja.

Energi angin berubah-ubah. Solusi terbaik adalah generator berkecepatan rendah dengan lebih dari selusin magnet dan kumparan. Semakin banyak gulungan, semakin tebal kabel yang berliku . Bagian yang terlalu tipis karena hambatan total puluhan ohm akan mengurangi daya berguna generator beberapa kali lipat. Untuk beban serius - misalnya, dari kompor listrik atau mesin cuci - pada 220 volt, arus hingga 10 A.

Desain generator buatan sendiri - kecuali mesin yang dikonversi untuk menghasilkan listrik digunakan - harus benar-benar rata dan simetris . Sebelum memasang kumparan dan magnet, "pemintal" itu sendiri harus berada di tengah. Tidak masalah apa yang digunakan - CD yang dibuang atau salinan miniatur kincir angin buatan sendiri, ketidakseimbangan sekecil apa pun sudah tidak dapat diterima.

Cobalah untuk mencapai kebisingan minimal - idealnya, itu harus tidak ada . Jika instalasi Anda, yang tidak dilumasi di tempat bantalan, dikeluhkan karena derit dan ketukan yang konstan saat berputar, keluhan seperti itu dapat menyebabkan masalah dengan hukum, terutama di malam hari. Alasan lain untuk mengklaim Anda sebagai pemilik turbin angin tidak signifikan - turbin angin sepenuhnya legal, karena pemilik perangkat ini tidak menghasilkan listrik dengannya dalam skala industri, seperti yang dilakukan di Eropa dan Amerika.

Pemasangan tidak boleh terlalu tinggi - di atas pilar di mana saluran listrik lewat . Di setiap kota, pemukiman pondok musim panas atau pemukiman pedesaan, ada batasan ketinggian struktur yang sedang dibangun.

Misalnya, memasok menara 40 meter untuk stasiun pangkalan seluler memerlukan serangkaian izin dan audit dari regulator pemerintah. Hal yang sama berlaku untuk turbin angin.

Mendekati solusi masalah listrik dengan benar dan sangat bertanggung jawab dengan bantuan generator angin, konsumen akan menghilangkan waktu henti yang terkait dengan pemadaman listrik. Itu selalu lebih baik untuk menjadi proaktif - dalam kerangka hukum - daripada menunggu bertahun-tahun untuk apa yang dijanjikan pihak berwenang.