选择风力涡轮机的位置
选择合适的位置安装风力涡轮机是重要的一步。最好将设备放置在尽可能高的空旷处，并小心确保其不会低于相邻住宅和商业建筑的水平面。否则，建筑物将成为空气流通的障碍，机组效率将大大降低。
如果场地去到河流或湖泊，风车就放在岸边，那里的风特别经常吹。最适合发电机位置的地方是该地区可用的山丘，或没有人为或自然气流障碍物的大片空地。
当住宅房地产（房屋、小屋、公寓等）位于城市内部或位于城市外部，但在密集的建筑区域时，风能综合体放置在屋顶上。
要将发电机放置在公寓楼的屋顶上，他们需要得到邻居的书面同意，并获得有关当局的正式许可。
在公寓楼的屋顶安装立式发电机时，应记住该装置噪音很大，会给业主和其他居民带来不便。因此，您需要将设备放置在靠近屋顶中心的位置，以使较高楼层的公寓业主在运行过程中不会受到风车发出的巨大嗡嗡声的影响。
在拥有大花园地块的私人住宅中，选择合适的地方要容易得多。要考虑的主要事情是该结构距离生活区有15-25米的距离。然后旋转叶片的声音效果不会打扰任何人。
风力发电机是如何工作的？
风力发电机的设计包括几个在风流影响下旋转的叶片。作为这种冲击的结果，产生了旋转能量。产生的能量通过转子馈送到倍增器，而倍增器又将能量传递给发电机。
风力发电机是如何工作的
也有没有倍增器的风力涡轮机的设计。没有乘数可以显着提高安装的生产率。
风力发电机的工作原理
风力发电机既可以单独安装，也可以成组安装，组合成一个风电场。此外，风力涡轮机可以与柴油发电机结合使用，这将节省燃料并确保家庭供电系统的最有效运行。
这种系统称为逆变器（或电池）不间断电源系统。
如何用自己的双手制作旋转式风力发电机
任何风力涡轮机的自制制造都是一项艰巨的工作。许多零件和组件都需要使用机器和特殊设备并具备在它们上工作的能力。因此，更合理的做法是拿起现成的零件和组件，并在必要时用自己的双手对其进行修改并完成组装。
旋转式风力涡轮机的重要优点之一是高度小。在其制造和维护过程中，不需要高空作业。
旋转风力涡轮机
工具和材料
如果你决定用自己的双手制造一个旋转式风力发电厂，那么实现结果的第一步应该如下：
- 选择转子类型。
- 探索这种类型的不同设计。
- 为其制造选择材料和现成的组件。
- 准备一个适合未来工作的工具。
作为一个例子，给出了由带有垂直转子的成品零件制造的最简单的低功率风车，用于为电话电池充电。它按照表中指示的顺序完成。
| 插图 | 动作描述 |
 | 准备组件 |
 | 转子总成 |
 | 整机组装 |
图纸和图表
对于更强大和更复杂的风力涡轮机，需要现成的零件和设备。刀片可以由标准的 200 升金属鼓制成。发电机转子由退役汽车的制动盘轮毂和钕磁铁制成。图纸和图表应选择现成的。
制造说明
| 插图 | 动作描述 |
 | 刀片制造 |
 | 单相和三相发电机方案 |
 | 用汽车轮毂制造发电机转子 |
 | 洗衣机发动机发电机 |
设备测试
测试发电机是为了检查它在负载下的运行情况。必须将电灯连接到其输出端，将电压表连接到输出端子，并将电流表连接到电路任何部分的断路处。
接线图
让我们仔细看看电路。很明显，风随时可能停止。因此，风力涡轮机不直接连接到家用电器，而是首先从家用电器中给电池充电，为了确保安全，使用了充电控制器。此外，鉴于电池提供低压直流电，而几乎所有家用电器都消耗 220 伏交流电，因此需要安装电压转换器，或者也称为逆变器，然后才能连接所有用电设备。
为了使风力发电机能够保证个人电脑、电视、报警器和几个节能灯的运行，安装一个容量为 75 安培/小时的电池、一个带电源的电压转换器（逆变器）就足够了1.0 kW，加上适当功率的发电机。当你在乡下放松时，你还需要什么？
风力发电机的分类
在整个自行设计的风力涡轮机机队中，运行了具有不同旋转轴的 2 种主要类型：
- 水平的（有翼的）；
- 垂直（旋转木马）。
各有各的特点，其中有以下区别：
- 叶片数量（二、三、多叶片）；
- 叶片材料的特性（金属、玻璃纤维、帆）；
- 螺距（固定，可变）。
在家里，最好是自己动手做一个垂直轴风力发电机。它的主要优点是对风不敏感。此外，设计简单不需要创建风向机构，因此无需旋转装置。
根据发电机的位置：水平或垂直
许多人将风力发电厂 (APU) 与经典的布局联系起来——水平。在这种类型中，旋转轴与地面平行，叶片垂直排列。在这样的设计中，需要一个风向标，根据尾部单元的原理工作。这有助于垂直于风流的旋转平面的有利位置。
轴的水平位置对应于风向。电气连接有困难。如果没有电子方向控制，车身会缠绕在车轴上，导致电线断裂。为了防止这种情况，安装了全转限制器。
用自己的双手制作立式风力发电机要容易得多。定位的旋转轴与气流方向无关。转子螺旋桨的另一个优点是维护单元位于底部，无需爬上去。
通过标称产生的电压
为了获得最大的节省，工匠们为功率最大的家庭安装自制的风力涡轮机。 12-14 伏特的设计更受欢迎。旧的汽车交流发电机最适合这个。更换后，电压转换器将输出12-14伏。
220 伏的自助式风力发电机被认为是直接应用安装。它不需要电压转换器。但由于风车的工作受到气流的作用力，所以在出口处需要一个稳定器。根据速度，它执行调节器的功能。
安装可行性评估
在着手制造立式风力发电机之前，他们研究了他们所在地区的天气状况，并试图确定该装置是否能够提供所需的资源量。
专家建议评估以下参数：
- 大风天数——阵风超过3米/秒时取当年的平均值；
- 家庭每天消耗的电量；
- 在您自己的地块上适合放置风力设备。
第一个指标是从最近的气象站获得的数据或在互联网上相关门户网站上找到的数据中获得的。此外，他们还查阅印刷的地理刊物，并根据其所在地区的风情况绘制完整的图景。
统计的不是一年，而是15-20年，只有这样，平均数字才会尽可能准确，显示发电机是否能完全满足家庭用电需求，或者其强度仅能供应个别家庭。需要。
如果业主有大片土地位于斜坡上、河岸附近或开阔地带，安装不会有问题。
当房子位于聚落深处，院子紧凑，紧邻相邻建筑时，要自己动手安装一个立式风车模型并不容易。该结构必须高出地面 3-5 m，并额外加固，使其不会因强阵风而倒塌。
有必要在规划阶段考虑所有这些信息，以便明确风力发电机是否能够接管全部能源供应，或者它的作用将保持在辅助能源的框架内。初步希望进行风车的计算。
风力涡轮机的类型
它们根据技术性能的特点进行分类，影响功能和能力。
垂直的
根据使用的转子和叶片类型，垂直风力涡轮机可以是正交的、savonius 的一个亚种、多叶片（这里有一个导向机构）、darya、helicoid。这些设备的主要优点是它们不需要针对风进行校正，它们在任何方向上都能很好地工作。因此，它们没有配备捕捉气流的设备。
由于简单，这些单元可以放置在地面上，与水平选项相比，用自己的双手为这种风力发电机制作叶片会容易得多。缺点是垂直模型的生产力低，由于效率不足，范围受到限制。
水平的
这里的刀片数量不同。单叶片样品的速度最高，与三叶片样品相比，在相同的风力条件下，它们的旋转速度大约快 2 倍。水平模型的效率大大超过了垂直模型的性能。
水平轴风力涡轮机
水平轴向有一个弱点——它的性能与风向有关，因此该设备配备了额外的机制来捕捉气流的运动。
立式风车的品种和改造
正交风力发电机配备有多个叶片，这些叶片位于与旋转轴平行的一定距离处。这些风车也被称为 Darrieus 转子。这些装置已被证明是最有效和最实用的。
叶片的旋转由它们的翼状形状提供，从而产生必要的升力。但是，设备的正常运行需要相当大的努力，因此可以通过安装额外的静态屏幕来提高发电机的性能。作为缺点，应注意噪音过大、动态负载（振动）高，这通常会导致支撑单元过早磨损和轴承故障。
有最适合家庭条件的带有 Savonius 转子的风力涡轮机。风轮由几个围绕其轴线连续旋转的半圆柱体组成。旋转总是以相同的方向进行，不依赖于风的方向。
这种装置的缺点是结构在风的作用下摇摆。因此，轴中产生张力，转子旋转轴承失效。此外，如果风力发电机中仅安装两个或三个叶片，则无法自行启动旋转。对此，建议将两个转子相对于彼此成90度角固定在轴上。
立式多叶片风力发电机是该型号系列中功能最强大的设备之一。它具有高性能，承载元件上的负载很小。
该结构的内部部分由放置在一排的附加静态叶片组成。它们压缩气流并调节其方向，从而提高转子的效率。主要缺点是由于零件和元件数量多，价格高。
制造选项
在替代能源存在的很长一段时间内，已经创造了各种设计的发电机。它们可以手工制作。大多数人认为这很难，因为它需要一定的知识，各种昂贵的材料等。在这种情况下，由于大量的错误计算，生成器的性能将非常低。正是这些想法，让那些想要放弃亲手制作风车的想法的人。但是所有的陈述都是绝对错误的，现在我们将证明它。
工匠通常以两种方式为风车制造发电机：
- 从枢纽；
- 完成的发动机被转换成发电机。
让我们更详细地考虑这些选项。
方案和图纸
发电机作为设备产生交流电，必须将其转换为直流电，使其达到所需的电压。如果电动发电机输出 40 伏电压，那么对于大多数消耗 5 或 12 伏直流电或 127/220 伏交流电的消费电子产品来说，这不太可能是一个合适的值。
经过时间和数百万用户的验证，整个安装方案包括整流器、控制器、电池和逆变器。容量为 55-300 安培小时的汽车电池用作储存能量的缓冲存储。其工作电压为 10.9-14.4 V，循环充电（完全充电-放电循环）和 12.6-13.65 V（当您需要为部分放电的电池充电时）。
例如，控制器将相同的 40 伏转换为 15 伏。它的伏安效率在 80-95% 之间 - 不考虑整流器的损耗。
三相发电机效率最高——其输出比单相发电机大50%，运行时不振动（振动使结构松动，寿命短）。
每相绕组中的线圈相互交替并串联连接 - 就像磁铁的磁极一样，面向线圈的一侧。
现代家用电器和电子设备的工作电压为 110 伏（美国家庭网络标准）至 250 伏 - 不建议为网络设备和设备提供更多电压。所有转换器都是脉冲的，与线性转换器相比，它们的热损失要小得多。
风力涡轮机风暴保护
这是关于保护设备免受飓风和强风的影响。在实践中，它通过两种方式实现：
- 通过在电磁制动器的帮助下限制风轮的速度。
- 从风流的直接影响中去除螺杆的旋转平面。
第一种方法基于将镇流器电负载连接到风力发电机。我们已经在之前的一篇文章中讨论过它。
第二种方法涉及安装折叠尾翼，在标称风强度下，它允许将螺旋桨引向风流，相反，在暴风雨期间，可以将螺旋桨从风中取出。
尾部折叠保护根据以下方案发生。
- 在平静的天气里，尾巴稍微倾斜（向下和向侧面）。
- 在标称风速下，尾部伸直，螺旋桨与气流平行。
- 当风速超过标称值（例如，10 m/s）时，螺旋桨上的风压变得大于尾部重量所产生的力。此时，尾部开始折叠，螺旋桨移出风。
- 当风速达到临界值时，螺旋桨旋转平面与风流垂直。
当风变弱时，尾部在自重下回到原来的位置，将螺杆转向风向。为了使尾部在没有额外弹簧的情况下返回其原始位置，使用了带有倾斜枢轴（铰链）的旋转机构，该旋转机构安装在尾部的旋转轴上。
尾部的旋转轴倾斜：相对于垂直轴倾斜 20°，相对于水平轴倾斜 45°。
为了使该机构发挥其主要功能，桅杆的轴线必须与涡轮机的旋转轴线保持一定距离（最佳 - 10 cm）。
因此，在猛烈的阵风中，尾部不会发育并且不会落在螺旋桨下方，限制器必须焊接在机构的两侧。
带有现成公式的 Excel 表格将帮助您计算尾部尺寸及其对其他风力涡轮机参数的依赖性。其中，变量值的区域用黄色标记。
尾部单元的最佳面积为风力发电机面积的15%……20%。
风力发电机机械保护的最常见变体已引起您的注意。以一种或另一种形式，我们的门户用户在实践中成功地使用了它。
WatchCat 用户
在暴风雨中，有必要通过将螺旋桨从风下拉出来减慢螺旋桨的速度。例如，当风太大时，风车会随着螺旋上升而倾覆。不是最好的选择，因为返回工作位置伴随着明显的打击。但是十年来风车没有坏。
安装风力发电机的合法性
替代能源是任何远离中央网络的夏季居民或房主的梦想。然而，当我们收到城市公寓用电的账单时，看着增加的电价，我们意识到为家庭需求而制造的风力发电机不会伤害我们。
看完这篇文章，或许你会梦想成真。
风力发电机是为郊区设施供电的绝佳解决方案。此外，在某些情况下，安装它是唯一可能的出路。
为了不浪费金钱、精力和时间，我们来决定：在运行风力发电机的过程中，是否有任何外部环境会为我们制造障碍？
为别墅或小别墅供电，小型风力发电厂就足够了，其功率不会超过1千瓦。在俄罗斯，此类设备等同于家用产品。它们的安装不需要证书、许可证或任何额外的批准。
为了确定安装风力发电机的可行性，有必要找出特定区域的风能潜力（点击放大）
电力生产不征税，用于满足他们自己的国内需求。因此，可以安全地安装小功率风车，它可以用于免费发电，而无需向国家缴纳任何税款。
但是，为了以防万一，您应该询问当地是否有任何有关个别电源的法规，这些法规可能会对该设备的安装和操作造成障碍。
能满足一般农场大部分需求的风力涡轮机，连邻居都不会抱怨
如果您的邻居遇到与风车运行相关的不便，他们可能会提出索赔。请记住，我们的权利在其他人的权利开始时结束。
因此，在为家庭购买或自制风力涡轮机时，需要认真注意以下参数：
桅杆高度。在组装风力涡轮机时，有必要考虑世界上许多国家对个别建筑物高度的限制，以及您自己场地的位置。请注意，在桥梁、机场和隧道附近，禁止使用高度超过 15 米的建筑物。
变速箱和叶片发出的噪音。可以使用特殊设备设置生成噪声的参数，之后可以记录测量结果
重要的是它们不超过既定的噪音标准。
以太干扰。理想情况下，在创建风车时，应在您的设备可能出现此类故障的情况下提供防止远程干扰的保护。
环境声明
只有在干扰候鸟迁徙的情况下，该组织才能阻止您操作该设施。但这不太可能。
在自己创建和安装设备时，请了解这些要点，在购买成品时，请注意其护照中的参数。与其事后心烦意乱，不如提前保护自己。
风车的优点和工作原理
现代垂直发电机是家庭替代能源的选择之一。该装置能够将阵风转化为能源。为了正确操作，它不需要确定风向的额外设备。
旋转风力发电机很容易用自己的双手制作。当然，他无法完全接手提供有能源的私人大型小屋，但他会完美应对附属建筑、花园小径和当地的照明
立式装置在低空运行。其维修不需要各种装置，以保证高空维修和保养工作的安全进行。
最少的运动部件使风力涡轮机更加可靠和运行稳定。叶片的最佳轮廓和转子的原始形状为该装置提供了高水平的效率，无论在任何给定时刻风向何方。
小型家用型号由三个或更多轻型叶片组成，可立即捕捉最微弱的阵风，并在风力超过 1.5 m / s 时立即开始旋转。由于这种能力，它们的效率通常超过需要更强风的大型装置的效率。
发电机绝对安静地运行，不会干扰业主和邻居，不会向大气中产生有害排放物，并且可以可靠地服务多年，准确地为住宅提供能源。
立式风力发电机的工作原理是磁悬浮。在涡轮机的旋转过程中，形成冲力和升力，以及实际的制动力。前两个使单位的叶片旋转。这个动作会激活转子并产生一个磁场来发电。
具有垂直旋转轴的风车在效率上并不逊于水平的风车。此外，它没有对领土位置提出任何要求，并且几乎可以在房主方便的任何地方完全工作。
该设备完全独立运行，在此过程中不需要业主的干预。
安装风力涡轮机的法律问题
风力发电机是一种不寻常的财产，拥有此设备与遵守某些规则和法律有关。如果设备安装在桥梁、机场和隧道附近，则桅杆的高度不应超过 15 m。产生的噪音水平白天不应超过 70 dB，夜间不应超过 60 dB。需要防止远程干扰。环境服务不应声称对候鸟迁徙造成障碍。建议在开始施工前对每个参数进行法律咨询并有官方文件。法律规定，为满足家庭需要而生产的电力不征税。
风车
我们缠绕线圈
选择不是非常高速的选项，以 100-150 rpm 的速度开始为 12V 电池充电。匝数应对应于 1000-1200。通过划分所有线圈的匝数，我们得到它们的数量为一。
如果使用粗线绕圈，电阻会降低，电流强度会增加。
手工组装的风力涡轮机的特性受磁盘上磁铁的厚度及其数量的影响。
线圈通常制成圆形，但通过稍微拉伸它们，就有可能拉直转弯。完成后，线圈应等于或略大于磁铁。定子的厚度也必须与磁铁有关。
如果后者由于匝数较多而较大，则磁盘之间的空间会增加，磁通量会减少。
但是更多的电阻线圈会导致电流减小。胶合板适合定子的形状。为了增加产品的强度，玻璃纤维被放置在线圈的顶部（在模具的底部）。在涂抹环氧树脂之前，模具用凡士林或蜡处理，或使用胶带。
发电机通过手动转动进行测试。对于 40V 的电压，电流达到 10A。
用自己的双手制作风力发电机的说明
- 将磁铁安装在转子上特制的凹槽中。确保使用强力胶。
- 用纸包裹磁铁，并用环氧树脂填充剩余的自由空间。
- 转动车削设备上的轴。将钢棒支架连接到它。
- 用管子制作刀片。
- 将发电机、叶片、转子和尾部连接到承载导轨上。
- 使用旋转支架安装动力装置。
- 将桅杆安装在混凝土底座上并用 4 个螺栓固定。
- 将电线连接到屏蔽层。
- 连接一切并测试性能。
你对自己的能力感到不安全——找一个家庭单位。这也将是有益的。一般来说，选择一个模型，专注于你的财务能力，然后在你的避暑别墅中建造它。
现在就去做，明天当你收到电费账单时，你就不会退缩了。
问题的法律方面
自制家用风力发电机不属于禁令范围，其制造和使用不受行政处罚或刑事处罚。如果风力发电机的功率不超过5千瓦，属于家用电器，不需要与当地能源公司进行任何协调。此外，如果您不从售电中获利，则无需缴纳任何税款。此外，自制的发电风车，即使具有这样的性能，也需要复杂的工程解决方案：制造起来很容易。因此，国产功率很少超过2千瓦。实际上，这种功率通常足以为私人住宅供电（当然，如果您没有锅炉和强大的空调）。
在这种情况下，我们谈论的是联邦法律。因此，在决定用自己的双手制作风车之前，检查可能会施加一些限制和禁止的主体和市政监管法律行为的存在（不存在）并不是多余的。例如，如果您的家位于受特别保护的自然区域，则使用风能（这是一种自然资源）可能需要额外的批准。
当邻居不安分时，就会出现法律问题。家用风车是独立的建筑，因此它们也受到一些限制：
- 桅杆的高度（即使风力涡轮机没有叶片）不能超过您所在地区的标准。此外，可能存在与您网站的位置相关的限制。例如，通往最近机场的着陆滑行路径可能会经过您。或者在您的站点附近有一条电源线。如果跌落，该结构可能会损坏电线杆或电线。正常风荷载下的一般限制是 15 米高度（一些临时风车高达 30 米）。如果设备的桅杆和主体的横截面积很大，邻居可能会向您提出索赔，阴影会落在您的地块上。很明显，此类投诉通常是“出于伤害”，但有法律依据。
- 刀片噪音。邻居问题的主要来源。当运行经典的水平设计时，风车会发出次声波。这不仅仅是令人不快的噪音，当达到一定程度时，空气的波浪振动对人体和家畜都有不利影响。自制的风车发电机通常不是工程的“杰作”，它本身会产生很大的噪音。非常希望在监管机构（例如，在 SES）中正式测试您的设备，并获得未超过既定噪声标准的书面意见。
- 电磁辐射。任何电气设备都会发出无线电干扰。以汽车发电机的风车为例。为了降低汽车接收器的干扰水平，在汽车中安装了电容滤波器。在开发项目时，一定要考虑到这一点。
不仅可以从接收电视和无线电信号有问题的邻居提出索赔。如果附近有工业或军事接收中心，检查电子干扰控制 (EW) 单元中的干扰水平并非多余。
- 生态。听起来很矛盾：看起来您使用的是环保设备，会出现什么问题？位于 15 米及以上高度的螺旋桨会成为鸟类迁徙的障碍。旋转的刀片对鸟类来说是看不见的，它们很容易被击中。
