家庭用風力エネルギー: 冬からの教訓。スキーム、説明

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家庭用風力エネルギー：冬の教訓。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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風力発電機を購入または製造したことのある人は、冬季におけるこの装置の効率の高さをすでに目にしているでしょう。風は水を加熱したり沸騰させたり、家を照明したり暖房したり、主電源電圧がないときに電球やテレビ、その他の機器に電力を供給したり、（電気代を削減したり、なくしたりすることで）お金を節約したりすることができます。

これまで、自動車用風力発電機をベースにして作られた自家製風力発電機の重大な欠点は、生成される電流の電圧が低いことでした。

現在、自動車発電機 (14 V) を主電源電圧発電機 (~220 V) に迅速に変換する方法が開発されています。これを行うには、発電機内で 3 本 (180 相バージョンでは 180 本) のワイヤをはんだ付けして交流を受け取ります。このような変更後、発電機によって生成された電圧は、トランジスタやサイリスタコンバータを使用せずに直接変換できます。これを行うには、第 2 および第 1 クラス (「Horizon」、「Zorka」、「Lotos」、「Electron」、「Crimea」) の白黒真空管テレビの TS-2 (TS-47-59) 変圧器を使用します。 "、" タウラス"、"スラヴティチ"、"ベリョースカ"、"エメラルド" など)、対角 61、64、XNUMX、XNUMX cm の受像管を備えています。

追加のワイヤを接続するには、発電機を分解する必要があります。この手順は、発電機を取り外すことなく、風力発電所で直接簡単に実行できます。まず、ブレード（羽）が回転しないようにしっかりと固定します。ジェネレーターの前部を固定している 1 本のボルトには触れずに、後部の固定 (ボルト 2 本) だけを外します。励起システムブラシホルダーを固定している2本のネジを外し、ブラシホルダーを引き出します。後部を固定している4本のネジを緩めて取り外します。これで、発電機のすべての固定子巻線が手に入り、励磁コイルを備えたシャフト (ローター) と前部全体が風車上に残ります。

これは、ダイオード整流器を内蔵したほとんどの自動車用交流発電機を分解する方法です。

これらの軽量で信頼性が高く強力な機械は、小規模風力発電所の発電機として優れていることが証明されています。

取り外した巻線を家に持ち帰り、固定子巻線の端子に2本または3本のワイヤをはんだ付けします（合計3本あります）。自動車配線から繊維スリーブ内のワイヤーを取得することをお勧めします。端に端子が付いたワイヤを見つけることができれば、はんだ付けする必要はなく、整流ダイオードのラジエーターにある対応するネジ接続にワイヤをねじ込むだけで済みます。 XNUMX 番目の出力は、変換のために発電機から生成された電流をすべて削除する場合に必要になります。確かに、これには、合計電力が発電機自体の電力に等しい同一の変圧器が XNUMX つではなく XNUMX つ必要になります。

上記の近代化は、通常の定電圧（最大14 V）を生成する能力をまったく妨げることなく、車用発電機の多用途性を高めるだけであるという事実に注意していただきたいと思います。

追加のワイヤーを取り付けたら、発電機の後部を所定の位置に取り付けることができます。これで改造は完了です。

発電機から電流を引き出すための還元は、適切なワイヤとチップを使用して行われます。変圧器が風力発電所の先頭に直接設置されている場合は、チップを雨から保護する必要があります。 220 Vの低減が単線の場合、回生中に対応する端子をネットワークに含めて、「アース」を「ゼロ」に接続し、低減自体を「位相」に接続する必要があります。

三相ネットワークに接続する場合、スター接続の場合は 15 本のワイヤとアースを引く必要があります。この場合の慰めは、電流が XNUMX 分の XNUMX 以上少ないように設計された細いワイヤを使用できる可能性があることです。三相電圧を回生するときは、相回転を観察する必要があることにも注意してください。

改訂スキームとその変圧器への接続を図1に示します。

家庭用風力エネルギー：冬からの教訓

この例では、「+」端子がストレートジャンパーで「Ш」端子 (シャント) に接続されています。多くの場合、電球、細い鋼線で作られたスプリング、ホーン、ワイヤー抵抗器、機械的または電子的なリレーコントローラーなどがこのジャンパーの隙間に取り付けられます。シャント要素を暖房や照明などに有効に使用するには、住宅内で「Ш」端子を「+」端子と並列に導通させるのが最善です。シャントの抵抗を大きくすると、発生する電流の電圧を下げることができます。端子「Ш」からの配線は、ハリケーンの際、損傷を防ぐために発電機の効率を大幅に低下させる必要がある場合に特に便利です。

風力発電所の汎用化のために低圧配線を残すこともできます。私たちは、今日の電気ボイラーの信頼性がいかに低いかを知っています。非常に単純なヒーターは、強力な発熱体と 220 V ネットワークで動作して燃え尽きたオープンヒーターのスパイラル片から作られています。このゴミは（事実上）断熱材も密閉もせずに水に浸されており、洗濯や洗浄のために水を急速に加熱し、さらには沸騰させることができます。

家に 12 V と 220 V があるので、緊急時にあらゆる電球を使用したり、バッテリーを充電したり、電気かみそりや最新の小型半導体テレビを使用したりできます。

同じタイプの対応する数の変圧器を並列接続することにより、変圧器の電力を 2 倍以上に高めることができます。最も強力な白熱巻線だけでなく、水平走査ランプの巻線も (並列に) 直列に接続することで、TC10 の電力を 180% 増やすことができます。これを行うには、「破線」コイルを別のコイルと交換する必要があります。そのピン番号はプライムのない数字で示されています。 TS-180 からすべての電力 (180 W) を絞り出すには、二次巻線全体を巻き戻す必要があります。

TS-180 に加えて、充電器、強力な電源、溶接機、始動装置 (二次巻線のタップを使用) 用の変圧器や、そのような条件に必要な特性を備えた他の変圧器を使用できます。

長期間運転していなかった発電機を始動（励磁）する場合、回生時と同様に220Vネットワークを変圧器の端子に接続し、励磁機として使用できます。

発電機で発電した電流を暖房に利用する場合は、超高効率のヒーターを作ることをお勧めします。

人は人生の約XNUMX分のXNUMXを夢の中で、ベッドで過ごします（特に冬）。

ストーブベッドを忘れないでください。これらは実際の人々のエコノマイザーだからです。ニクロム線をベッドの下に引き（14 V で数百ワットの電力を供給できるように設計されています）、そこに 14 V を流せば、完全に現代的なベッドが完成します。考えてみてください。暖房を局地化して最小限の電力で済むのに、なぜ家全体、寝室全体を暖房する必要があるのでしょうか。

もちろん、そのようなヒーターの温度（熱ではありません！）は、ニクロムまたは鋼線の量を増やすことによって最小限に抑える必要があります。

しかし、日中、部屋全体を暖める必要がある場合はどうでしょうか? 家の断熱の大敵は空気の対流です。これが、熱発生器から天井に、そして冷たい壁、窓、ドアに熱を伝達します（図2、a）。遠心ファンと組み合わせてヒーターをアクティブにすると、有害な層流が人工的に生成された流れに遭遇して乱流になります。無害です。この場合、熱は最も必要な場所（以下）にあり、熱損失は急激に減少します（図2、b）。

家庭用風力エネルギー：冬からの教訓

日中は、南向きの窓のある部屋の暖房は、太陽に向かってブラインドを少し開けることで、電気を使わずに行うことができます。太陽光線は一度部屋に入ると外へ出られなくなります。この方法の欠点は、ブラインドを取り付けるために正しい角度を常に維持する必要があることです。ただし、このプロセスの自動化に関しては何も複雑なことはありません。

個別の風力発電機に加えて、ディーゼル過給タービンをベースにした小型水力発電所、さらには蒸気機関をベースとした小型火力発電所や熱電併給プラントにも素晴らしい未来が待っています。風力発電にはそれを支える電力が必要であり、水力発電所、特に火力発電所なしでは長期的にはやっていけないでしょう。これが、著者が風力エネルギー開発の大きな見通しに疑問を抱いている理由です。それでも、これは興味深い、そして必要な問題です。結局のところ、風力発電所は煙を出さず、電力が最も必要とされる冬に最も効率的です。

著者: Y.ひげを生やした

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