Sisu
Oma tuulegeneraatori omamine on väga tulus. Esiteks saab inimene tasuta elektrit. Teiseks saab elektrit tsivilisatsioonist kaugemates kohtades, kus pole elektriliine. Tuuleveski on seade, mis on loodud kineetilise tuuleenergia genereerimiseks. Paljud käsitöölised on õppinud oma kätega vertikaalset tuulegeneraatorit kokku panema ja nüüd saame teada, kuidas seda tehakse.
Tuuleturbiinide konstruktsioon ja tüübid
Tuulegeneraatoritel on palju nimetusi, kuid õigem on neid nimetada tuuleelektrijaamaks. Tuulepark koosneb elektriseadmetest ja mehaanilisest konstruktsioonist – tuulikust, mis on omavahel ühendatud ühtseks süsteemiks. Elektripaigaldis aitab muuta tuule energiaallikaks.
Tuulegeneraatoreid on mitut tüüpi, kuid vastavalt töötelje asukohale jagatakse need tinglikult kahte rühma:
- Levinumad on horisontaalse pöörlemisteljega tuulikud. Elektripaigaldist iseloomustab kõrge kasutegur. Lisaks peab mehhanism ise paremini vastu orkaanidele ning nõrga tuule korral läheb rootor kiiremini tööle. Horisontaalsetel tuulegeneraatoritel on lihtsam võimsust reguleerida.
- Vertikaalse pöörlemisteljega tuulikud on võimelised töötama ka väikese tuulekiirusega. Turbiinid on vaiksed ja kergemini valmistatavad, nii et enamasti paigaldavad need oma hoovis meistrimehed.Vertikaalse tuuliku disainiomadus lubab aga paigaldada selle maapinnast vaid madalale. Tänu sellele väheneb oluliselt elektripaigaldise efektiivsus.
Tuulegeneraatorid erinevad sõltuvalt tiiviku tüübist:
- Propelleri või tiiva mudelid on varustatud labadega, mis on risti töötava horisontaalvõlliga.
- Karussellmudeleid nimetatakse ka pöörlevateks. Need on tüüpilised vertikaalsetele tuuleturbiinidele.
- Trumlimudelitel on samamoodi vertikaalne töötelg.
Kineetilise tuuleenergia tootmiseks tööstuslikus mastaabis kasutatakse tavaliselt propellertuulegeneraatoreid. Trummide ja karussellide mudelid on suuremate mõõtmetega ja vähem tõhusa mehhanismiga.
Kõiki tuulikuid saab varustada kordistiga. See käigukast tekitab töö ajal palju müra. Kodutuulikutes tavaliselt kordajaid ei kasutata.
Tuuleturbiini tööpõhimõte
Väärib märkimist, et tuulegeneraatori tööpõhimõte on olenemata selle disainist ja välimusest sama. Energia tootmine algab hetkest, kui tuuleveski labad pöörlevad. Sel ajal luuakse generaatori rootori ja staatori vahel magnetväli. See toimib energiaallikana, mis toodab elektrit.
Niisiis, nagu saime teada, koosneb tuulegeneraator kahest põhiosast: labadega pöörlevast mehhanismist ja generaatorist. Nüüd animaatori tööst. See käigukast on paigaldatud tuuleveskile, et suurendada töövõlli kiirust.
Generaatori rootori pöörlemise ajal genereeritakse vahelduvvool, see tähendab, et väljastatakse kolm faasi. Tekkiv energia jõuab kontrollerisse ja sealt akusse.Selles ahelas on veel üks oluline seade - inverter. See teisendab voolu stabiilseteks parameetriteks ja annab selle tarbijale võrgu kaudu.
Tuuleveski tööstuslik käsitöö 2
Tuuleenergia valdkonnas on väga kuulus Industrial craft 2 kineetiline tuulegeneraator, millel on tuuleenergia tootmiseks modifitseeritud seade. Elektripaigaldise võimsuse arvutamiseks korrutatakse selle tööosade kiiruste summa 0,1-ga. Tööpiirkonna suurus määratakse rootori mõõtmete järgi. Pöörlemisel toodab see kineetilist energiat kU, mitte elektrienergiat EU.
Terade pöörlemine sõltub tuuleiilidest. Optimaalseimat kiirust täheldatakse 160–162 m kõrgusel. Äikesetorm suurendab tuule kiirust 50% ja lihtvihm kuni 20%.
Tööstusliku veesõiduki 2 tuulegeneraatori rootorid erinevad labade mõõtmete ja materjali poolest, samuti maksimaalse tuulejõu väärtuste poolest, mille juures nad on võimelised töötama:
- 5x5 labadega puidust rootor on mõeldud tuule kiiruse vahemikku 10 kuni 60 MCW;
7x7 labaga raudrootor on ette nähtud kiirusvahemikus 14–75 MCW; - terasrootor 9x9 labadega on ette nähtud õhuvoolukiiruste vahemikus 17 kuni 90 MCW;
- Süsinikkiust rootor 11x11 labadega on mõeldud erinevatele õhuvoolukiirustele vahemikus 20 kuni 110 MCW.
Industrial Craft 2 kineetilisi tuulegeneraatoreid ei asetata üksteise lähedale ja samal tasapinnal seljaga üksteise poole.
Vertikaalse tuulegeneraatori isetootmine
Vertikaalse võlliga tuulikut on kõige lihtsam ise valmistada. Terad on valmistatud mis tahes materjalist, peaasi, et need on niiskus- ja päikesekindlad ning ka kerged.Koduse tuulegeneraatori labade jaoks võite kasutada kanalisatsiooni ehitamisel kasutatavat PVC-toru. See materjal vastab kõigile ülaltoodud nõuetele. Plastikust on välja lõigatud neli 70 cm kõrgust tera, lisaks kaks samasugust on valmistatud tsingitud terasest. Plekist elemendid vormitakse poolringikujuliseks ja kinnitatakse seejärel toru mõlemale küljele. Ülejäänud terad on paigaldatud ringikujuliselt samale kaugusele. Sellise tuuliku pöörlemisraadius on 69 cm.
Järgmine etapp on rootori kokkupanek. Siin läheb vaja magneteid. Kõigepealt võta kaks ferriitketast läbimõõduga 23 cm.Ühe ketta külge kinnitatakse liimi abil kuus neodüümmagnetit. Magneti läbimõõduga 165 cm moodustub nende vahel nurk 60O. Kui need elemendid on väiksemad, suureneb nende arv. Magneteid ei liimita lihtsalt juhuslikult, vaid polaarsust muudetakse ükshaaval. Ferriitmagnetid kinnitatakse teisele kettale sarnaselt. Kogu struktuur on heldelt liimiga täidetud.
Kõige keerulisem on staatori valmistamine. Peate leidma 1 mm paksuse vasktraadi ja tegema sellest üheksa rulli. Iga element peab sisaldama täpselt 60 pööret. Järgmisena monteeritakse valmis mähistest kokku staatori elektriahel. Kõik üheksa on paigutatud ringikujuliselt. Esiteks ühendage esimese ja neljanda mähise otsad. Järgmisena ühendage neljanda teine vaba ots seitsmenda mähise väljundiga. Tulemuseks oli kolmest mähist koosnev ühefaasiline element. Teise faasi ahel on kokku pandud järgmisest kolmest mähist järjekorras, alustades teisest elemendist. Viimane samamoodi kokkupandav faas on kolmas faas, mis algab kolmandast mähist.
Ahela kinnitamiseks lõigatakse vineerist välja kujund. Selle peale asetatakse klaaskiud ja sellele asetatakse üheksast mähist koosnev ahel. Kõik see valatakse liimiga, pärast mida jäetakse kuni täieliku kõvenemiseni.Mitte varem kui päev hiljem saab rootori ja staatori ühendada. Esiteks asetatakse rootor magnetid üleval, staator asetatakse sellele ja teine ketas asetatakse peale magnetid allapoole. Ühenduse põhimõte on näha fotol.
Nüüd on aeg tuulegeneraator kokku panna. Selle kogu ahel koosneb labadega tiivikust, akust ja inverterist. Pöördemomendi suurendamiseks on soovitatav paigaldada käigukast. Paigaldustööde järjekord on järgmine:
- Vastupidav mast keevitatakse terasnurgast, torudest või profiilist. Kõrgusel peaks see tõstma tiiviku labadega katuseharjast kõrgemale.
- Vundament valatakse masti alla. Vajalik on tugevdamine ja betoonist väljaulatuvad ankrud.
- Järgmisena kinnitatakse masti külge tiivik koos generaatoriga.
- Pärast masti paigaldamist vundamendile kinnitatakse see ankrute külge, mille järel tugevdatakse terastraksidega. Nendel eesmärkidel sobib 10–12 mm paksune kaabel või terasvarras.
Kui tuulegeneraatori mehaaniline osa on valmis, hakkavad nad elektriahelat kokku panema. Generaatori väljund annab kolmefaasilise voolu. Püsipinge saamiseks paigaldatakse ahelasse dioodidest valmistatud alaldi. Aku laadimist juhitakse autorelee kaudu. Ahel lõpeb inverteriga, millest antakse koduvõrku vajalik 220 volti.
Sellise tuulegeneraatori väljundvõimsus sõltub tuule kiirusest. Näiteks kiirusel 5 m/s toodab elektripaigaldis umbes 15 W ja 18 m/s juures saab kuni 163 W võimsust. Tootlikkuse tõstmiseks pikendatakse tuuliku masti 26 m-ni, sellel kõrgusel on tuule kiirus 30% suurem, mis tähendab, et elektrit toodetakse ligikaudu poolteist korda rohkem.
Video näitab tuuliku generaatori kokkupanekut:
Tuulegeneraatori kokkupanek on keeruline asi. Peate teadma elektrotehnika põhitõdesid, oskama lugeda skeeme ja kasutada jootekolbi.
