私たちは独自の小さな風力発電所を建設しています。スキーム、説明

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私たちは独自の小型風力発電所を建設しています。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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記事の著者であるクルスク地方のSeryozhaKurnevの男子生徒は、次のように書いています。

「風をうまく活用しようと試みたことはありますか！結局のところ、風力エネルギーは最も安価で最も簡単に利用できるものの一つです！私は昔のように風車を建てたり、現代の複雑な風車を建てたりするつもりはありません。」しかし、風力タービンを建設して発電することは、たとえ小型で低出力であっても、田舎に住むすべての家族、すべての学校でできると思います。

風力タービンが生成するエネルギーは、ポンプを作動させて庭や庭に水をまき、家や教室を照らすのに十分な量です。」

彼は手紙の中で、将来のインスタレーションのスケッチを送った。私たちはそれらをエンジニアのヴィャチェスラフ・ニコラエヴィッチ・シュメエフに見せました。彼は注意深くスケッチを研究し、完成させ、現在読者に提供しています。

セリョーザ・クルネフは、古代から知られていた自己回転ドラムを備えた風力タービンの設計を使用しました。

この装置は中空円筒の 1 つの半分で構成されており、切断後、共通の軸から離れます (図 XNUMXA を参照)。結果として得られたボディは、顕著な空力的非対称性を持っていました。その軸を横切って流れる空気の流れは、半円筒の凸面から滑り落ちていくように見えました。しかし、もう一方は、風に面したポケットのようなもので、大きな抵抗をもたらしました。ドラムが回転し、半円筒の位置がますます速く変わり、ターンテーブルも急速に回転しました。

セリョーザ・クルネフが将来の風力発電所の基礎として採用したのは、おそらくそれを知らずにこの原理でした。

このような方式は、プロペラターンテーブルを備えた風力タービンと比べて優れています。まず、製造に高い精度は必要なく、使用する材料の選択肢が豊富です。 XNUMXつ目は、コンパクトであることです。

自分で判断してください。直径わずか約 2,5 メートルのドラム缶で駆動する発電機の出力は、直径 XNUMX メートルの XNUMX 枚羽根プロペラを使用した場合と同じになります。また、プロペラターンテーブルを高いロッドまたは家の屋根に設置する必要がある場合 (これは安全規制で義務付けられています)、ドラムターンテーブルを天蓋の下の地面に直接設置できます。ドラムには他にも多くの利点があります。低速での高トルク（つまり、ギアボックスをまったく使用せずに済むか、単純な単段ギアボックスを使用できることを意味します）、ブラシ集電機構がないことです。

Seryozha 氏は 1 枚刃のドラムを提案していますが、ブレードの数を XNUMX 枚に増やすことをお勧めします (図 XNUMX)。このような装置のトラクション特性は大幅に改善されます。

私たちは自分たちの小さな風力発電所を作ります
図1。風力タービンの外観

それでは、ドラムの作成から始めましょう（図2）。ブレードは、適切なサイズの合板、屋根鉄、ジュラルミンシートまたはシートプラスチックから作ることができます。いずれの場合も、厚すぎるワークピースの使用は避けてください。ローターは軽くなければなりません。これによりベアリングの摩擦が軽減され、ドラムが風の中で回転しやすくなります。

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図2。風力タービンの動作原理

屋根鉄を使用する場合は、フランジの下に直径 5 ～ 6 mm の金属棒を配置して、ブレードの垂直エッジを補強します。ターンテーブルの細部を合板で作ることにした場合（厚さは5〜6 mmである必要があります）、ブランクを熱い乾燥油に浸すことを忘れないでください。ドラムのチークは、木材、プラスチック、または軽金属で作ることができます。ドラムを組み立てるときは、接合部に油塗料を厚く塗ることを忘れないでください。

私たちは自分たちの小さな風力発電所を作ります
図3. 風力タービンの設計: 1 - 抵抗器。 2 - 発電機の固定子巻線。 3 - 発電機ローター。 4 - 電圧レギュレータ。 5 - 逆電流リレー; 6 - 電流計; 7 - バッテリー。 8 - ヒューズ。 9 - スイッチ。

個々のブレードをローターに接続する横木は、断面 5 x 60 mm の鋼帯を溶接またはリベット留めするのが最適です。木材を使用することもできます。ワークピースの厚さは少なくとも25 mm、幅は80 mmです。

ターンテーブルの軸を作る最も簡単な方法は、外径約 30 mm、長さ 5 メートルの鋼管から作ることです。アクスルのブランクを選択する前に、6 つのボールベアリング (できれば新しいボールベアリング) を見つけてください。パイプとベアリングの寸法を合わせることで、ベアリングの内輪にパイプを取り付ける手間が省けます。スチールローターのクロスピースは車軸に溶接され、木製のものはエポキシ接着剤と直径12〜140 mmのスチールピンで固定され、各クロスピースとパイプを同時に通過します。ブレードを M150 ボルトに取り付けます。ブレードから軸までの距離を注意深く確認してください。それらは同じである必要があります - XNUMX〜XNUMX mm。ドラムを組み立てた後、再度パーツの接合部分に油絵の具を厚めに塗ります。

設置の主要な要素は準備ができており、金属コーナーから溶接またはリベット留めしてフレームを作成することが残っています（木製バージョンも適しています）。完成したフレームにボールベアリングを取り付けます。スキューが無いとローターが回転しにくくなりますのでご注意ください。取り付けのすべての詳細を油絵の具で9回塗り、車軸の下端にさまざまな直径のプーリーのセットを固定します。ターンテーブルのプーリーに掛けられたベルトを自動車などの発電機に接続します。風速 10 ～ 800 m/s の風力発電所の構築サンプルは、発電機に送られる電力が XNUMX ワットに相当します。

しかし、天候が穏やかだったり、風が弱すぎて必要な電力を供給できない場合はどうなるでしょうか? エネルギー貯蔵装置であるバッテリーを使用すれば、発電が中断されることはありません。風があれば消費者に直接電気を送り、風がなければ風車から充電されたバッテリーをオンにします。図 3 に、このような風力タービンの電気回路の概略図を示しました。

風車を菜園や果樹園への散水に使用する場合は、水源の真上に取り付ける必要があります。

他の記事も見る セクション代替エネルギー源.

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