...

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Neste artigo, ensinamos aos leitores como construir um parque eólico por conta própria! Trata-se da geração de energia mais limpa, inovadora e rentável - com enormes benefícios para a economia e o meio ambiente. Por meio de materiais baratos, leigos podem montar e gerenciar seus próprios turbines eólicas, aumentando a eficiência energética como nunca antes!

Uma das opções mais acessíveis para o uso de fontes de energia renováveis ​​é o uso da energia eólica. Como fazer um cálculo independente, montar e instalar uma turbina eólica, leia este artigo.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Classificação da turbina eólica

As instalações são classificadas com base nos seguintes critérios de turbina eólica:

  • a localização do eixo de rotação;
  • número de lâminas;
  • material do elemento;
  • passo do parafuso.

As turbinas eólicas, via de regra, possuem um desenho com eixos de rotação horizontal e vertical.

Versão de eixo horizontal – projeto de hélice com uma, duas, três ou mais pás. Esta é a versão mais comum de usinas aéreas devido à sua alta eficiência..

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Execução com eixo vertical – estruturas ortogonais e carrossel a exemplo dos rotores Darrieus e Savonius. Os dois últimos conceitos devem ser esclarecidos, uma vez que ambos têm alguma importância no projeto de geradores eólicos..

O rotor Darrieus é um projeto ortogonal de uma turbina eólica, onde as pás aerodinâmicas (duas ou mais) estão localizadas simetricamente entre si a uma certa distância e são montadas em feixes radiais. Uma versão bastante complexa da turbina eólica, exigindo uma execução aerodinâmica cuidadosa das pás.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

O rotor Savonius é um projeto de turbina eólica tipo carrossel, onde duas pás semicilíndricas estão localizadas uma contra a outra, formando uma forma senoidal como um todo. A eficiência das estruturas é baixa (cerca de 15%), mas pode ser quase duplicada se as lâminas forem colocadas na direção da onda não horizontalmente, mas verticalmente e usarem um design de várias camadas com um deslocamento angular de cada par de lâminas em relação aos outros pares.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Vantagens e desvantagens das “turbinas eólicas”

As vantagens desses dispositivos são óbvias, especialmente quando aplicados em condições domésticas. Os usuários de “turbinas eólicas” realmente têm a oportunidade de reproduzir eletricidade gratuita, além dos pequenos custos de construção e manutenção. No entanto, as desvantagens das turbinas eólicas também são óbvias..

Assim, para se conseguir o funcionamento eficiente da instalação, devem ser cumpridas as condições de estabilidade dos fluxos de vento. Uma pessoa não pode criar tais condições. Isso é puramente prerrogativa da natureza. Outra desvantagem, mas já técnica, é a baixa qualidade da eletricidade gerada, daí a necessidade de complementar o sistema com módulos elétricos caros (multiplicadores, carregadores, baterias, conversores, estabilizadores).

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

As vantagens e desvantagens em termos das características de cada uma das modificações do aerogerador, talvez, balancem a zero. Se as modificações horizontal-axiais tiverem um alto valor de eficiência, para uma operação estável, elas requerem o uso de controladores de fluxo de vento e dispositivos de proteção contra ventos de furacão. As modificações vertical-axiais têm baixa eficiência, mas funcionam de forma estável sem um mecanismo de rastreamento da direção do vento. Além disso, tais turbinas eólicas se distinguem por um baixo nível de ruído, excluem o efeito de “descontrole” em condições de ventos fortes, são bastante compactas.

Geradores eólicos caseiros

Fazer uma “turbina eólica” com suas próprias mãos é uma tarefa completamente solucionável. Além disso, uma abordagem construtiva e racional dos negócios ajudará a minimizar as despesas financeiras inevitáveis. Em primeiro lugar, vale a pena traçar um projeto, fazendo os necessários balanceamentos e cálculos de potência. Essas ações não só garantirão o sucesso da construção do parque eólico, mas também a garantia de manutenção da integridade de todos os equipamentos adquiridos..

Recomenda-se começar com a construção de um micro-moinho de vento com uma capacidade de várias dezenas de watts. No futuro, a experiência adquirida ajudará a criar uma estrutura mais poderosa. Ao criar um gerador eólico doméstico, você não deve se concentrar na obtenção de eletricidade de alta qualidade (220 V, 50 Hz), uma vez que esta opção exigirá investimentos financeiros significativos. É mais sensato limitar o uso da eletricidade inicialmente obtida, que pode ser usada com sucesso sem conversão para outros fins, por exemplo, para suportar sistemas de aquecimento e abastecimento de água quente construídos em aquecedores elétricos (TEN) – tais dispositivos não requerem uma tensão e frequência estáveis. Isso torna possível criar um circuito simples que opera diretamente do gerador..

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Provavelmente, ninguém irá argumentar que o aquecimento e o fornecimento de água quente em uma casa são inferiores em importância aos eletrodomésticos e dispositivos de iluminação, para os quais frequentemente se busca energia para instalar turbinas eólicas domésticas. O dispositivo de uma turbina eólica especificamente com a finalidade de fornecer calor e água quente à casa é o custo mínimo e a simplicidade do projeto.

Projeto generalizado de uma turbina eólica doméstica

Estruturalmente, o projeto da casa é basicamente o mesmo que uma instalação industrial. É verdade que as soluções domésticas costumam ser baseadas em turbinas eólicas axiais verticais e são equipadas com geradores CC de baixa tensão. A composição dos módulos de uma turbina eólica doméstica, desde que seja obtida eletricidade de alta qualidade (220 V, 50 Hz):

  • turbina de vento;
  • dispositivo de orientação do vento;
  • multiplicador;
  • Gerador DC (12 V, 24 V);
  • módulo de carregamento de bateria;
  • baterias recarregáveis ​​(íon-lítio, polímero-lítio, ácido-chumbo);
  • conversor de tensão DC 12 V (24 V) para tensão AC 220 V.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos Gerador eólico PIC 8-6 / 2.5

Como funciona? Somente. O vento gira a turbina eólica. O torque é transmitido por meio de um multiplicador ao eixo do gerador CC. A energia recebida na saída do gerador através do módulo de carregamento é acumulada nas baterias. Dos terminais das baterias de armazenamento, uma tensão constante de 12 V (24 V, 48 V) é fornecida ao conversor, onde é transformada em uma tensão adequada para alimentar redes elétricas domésticas.

Sobre geradores para “turbinas eólicas” domésticas

A maioria das estruturas domésticas de turbinas eólicas, via de regra, são projetadas com motores CC de baixa velocidade. Esta é a opção de gerador mais simples que não requer atualizações. Ótimo – motores elétricos com ímãs permanentes, projetados para uma tensão de alimentação de cerca de 60-100 volts. Existe uma prática de usar geradores automotivos, mas para tal, a introdução de um multiplicador é necessária, uma vez que os autogeradores produzem a tensão necessária apenas em altas (1800-2500) revoluções. Uma das opções possíveis é a reconstrução de um motor CA assíncrono, mas também é bastante complexa, exigindo cálculos precisos, trabalho de torneamento e instalação de ímãs de neodímio na área do rotor. Existe a opção de motor assíncrono trifásico com ligação de condensadores de mesma capacidade entre as fases. Finalmente, existe a possibilidade de fazer do zero um gerador com as próprias mãos. Existem muitas instruções sobre este assunto..

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

“Moinho de vento” caseiro de eixo vertical

Um gerador eólico razoavelmente eficiente e, o mais importante, barato pode ser construído com base no rotor Savonius. Aqui, é considerada uma micro-usina como exemplo, cuja potência não exceda 20 W. No entanto, este dispositivo é suficiente, por exemplo, para fornecer energia elétrica a alguns eletrodomésticos que operam com uma tensão de 12 volts..

Conjunto de peças:

  1. Folha de alumínio de 1,5-2 mm de espessura.
  2. Tubo de plástico: diâmetro 125 mm, comprimento 3000 mm.
  3. Tubo de alumínio: diâmetro 32 mm, comprimento 500 mm.
  4. Motor DC (gerador de potencial), 30-60V, 360-450 rpm, por exemplo, motor elétrico modelo PIK8-6 / 2.5.
  5. Controlador de tensão .
  6. Bateria.

Fazendo o rotor Savonius

Três “panquecas” com um diâmetro de 285 mm são cortadas da folha de alumínio. No centro de cada um, são feitos orifícios para um tubo de alumínio de 32 mm. Acontece algo como CDs. Duas peças de 150 mm de comprimento são cortadas do tubo de plástico e cortadas ao meio no sentido do comprimento. O resultado são quatro lâminas semicirculares de 125×150 mm. Todos os três “discos compactos” de alumínio são colocados em um tubo de 32 mm e fixados a uma distância de 320, 170, 20 mm do ponto superior estritamente horizontal, formando duas camadas. As lâminas são inseridas entre os discos, duas peças por camada, e fixadas estritamente uma na outra, formando uma senoide. Neste caso, as lâminas da camada superior são deslocadas em relação às lâminas da camada inferior por um ângulo de 90 graus. O resultado é um rotor Savonius de quatro pás. Para elementos de fixação, você pode usar rebites, parafusos, cantos ou aplicar outros métodos.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Conexão do motor e montagem do mastro

O eixo dos motores DC com os parâmetros acima geralmente tem um diâmetro não superior a 10–12 mm. Para conectar o eixo do motor ao tubo da turbina eólica, uma bucha de latão com o diâmetro interno necessário é pressionada na parte inferior do tubo. Um orifício é feito na parede do tubo e na manga e uma rosca é cortada para aparafusar o parafuso de travamento. Em seguida, o tubo da turbina eólica é colocado no eixo do gerador, após o que a conexão é rigidamente fixada com um parafuso de travamento.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

O resto do tubo de plástico (2800 mm) é o mastro da turbina eólica. O grupo gerador com a roda Savonius é montado no topo do mastro – é simplesmente inserido no tubo até parar. Como batente, é utilizada uma tampa de disco de metal, fixada na extremidade dianteira do motor, tendo um diâmetro um pouco maior que o diâmetro do mastro. Furos são feitos na periferia da tampa para prender os fios de sustentação. Como o diâmetro da carcaça do motor elétrico é menor que o diâmetro interno do tubo, espaçadores ou batentes são usados ​​para alinhar o gerador no centro. O cabo do gerador passa por dentro do tubo e sai pela janela na parte inferior. Na instalação, é necessário levar em consideração o projeto de proteção do gerador contra umidade, utilizando juntas de vedação. Novamente, a fim de proteger contra a precipitação, uma tampa de guarda-chuva pode ser instalada acima da conexão do tubo da turbina eólica com o eixo do gerador..

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

A instalação de toda a estrutura é feita em área aberta e bem ventilada. Um buraco de 0,5 metros de profundidade é cavado sob o mastro, a parte inferior do tubo é baixada para o buraco, a estrutura é nivelada com estrias, após o que o buraco é preenchido com concreto.

Controlador de tensão (carregador simples)

Um gerador eólico fabricado geralmente não é capaz de fornecer 12 volts devido à sua baixa velocidade. A frequência máxima de rotação da turbina eólica a uma velocidade do vento de 6–8 m / s. atinge um valor de 200-250 rpm. Na saída é possível obter uma tensão da ordem de 5 a 7 volts. O carregamento da bateria requer uma voltagem de 13,5-15 volts. A saída é usar um conversor de tensão de pulso simples montado, por exemplo, com base no regulador de tensão LM2577ADJ. Aplicando 5 volts DC à entrada do conversor, 12-15 volts são obtidos na saída, o que é suficiente para carregar a bateria de um carro.

Transformador de voltagem Conversor de tensão pronto para LM2577

Este microgerador eólico pode certamente ser melhorado. Aumente a potência da turbina, altere o material e a altura do mastro, adicione conversor DC para AC, etc..

Instalação elétrica com vento horizontal axial

Conjunto de peças:

  1. Tubo de plástico com 150 mm de diâmetro, folha de alumínio com 1,5-2,5 mm de espessura, bloco de madeira 80×40 1 m de comprimento, encanamento: flange – 3, canto – 2, T – 1.
  2. Motor elétrico DC (gerador) 30-60 V, 300-470 rpm.
  3. Polia da roda para um motor com um diâmetro de 130-150 mm (alumínio, latão, textolite, etc.).
  4. Tubos de aço com diâmetro de 25 mm e 32 mm e comprimento de 35 mm e 3000 mm, respectivamente.
  5. Módulo de carregamento de bateria.
  6. Baterias.
  7. Conversor de tensão 12 V – 120 V (220 V).

Fabricação de uma “turbina eólica” de eixo horizontal

Um tubo de plástico é necessário para fazer as pás das turbinas eólicas. Um pedaço de tal tubo, com 600 mm de comprimento, é cortado longitudinalmente em quatro segmentos idênticos. Para um moinho de vento, são necessárias três lâminas, que são feitas a partir dos segmentos obtidos, cortando parte do material diagonalmente ao longo de todo o comprimento, mas não exatamente de um canto a outro, mas do canto inferior ao canto superior, com um ligeiro deslocamento deste último. O processamento da parte inferior dos segmentos é reduzido à formação de uma pétala de fixação em cada um dos três segmentos. Para fazer isso, um quadrado com um tamanho de cerca de 50×50 mm é cortado ao longo de uma borda, e a parte restante serve como uma pétala de fixação.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

As pás da turbina eólica são fixadas na polia da roda por meio de conexões aparafusadas. A polia é montada diretamente no eixo do motor-gerador DC. Um bloco de madeira simples com uma seção de 80×40 mm e um comprimento de 1 m é usado como chassi da turbina eólica.O gerador é instalado em uma extremidade do bloco de madeira. Na outra ponta da barra, é montada uma “cauda”, feita de uma folha de alumínio. Na parte inferior da barra, é fixado um tubo de metal de 25 mm, projetado para desempenhar o papel de um eixo rotativo. Um tubo de metal de três metros de 32 mm é usado como mastro. O topo do mastro é a bucha giratória onde o tubo da turbina eólica é inserido. O suporte do mastro é feito de uma folha de compensado espesso. Sobre este suporte, em forma de disco com diâmetro de 600 mm, é montada uma estrutura a partir de peças hidráulicas, graças às quais o mastro pode ser facilmente levantado ou baixado, ou montado – desmontado. As estrias são usadas para proteger o mastro.

Todos os componentes eletrônicos da turbina eólica são montados em um módulo separado, cuja interface permite a conexão de baterias e cargas de consumo. O módulo inclui um controlador de carga de bateria e um conversor de voltagem. Esses dispositivos podem ser montados independentemente com experiência relevante ou adquiridos no mercado. Muitas soluções diferentes estão disponíveis no mercado para obter as tensões e correntes de saída desejadas..

Turbinas eólicas combinadas

As turbinas eólicas combinadas são uma opção séria para um módulo de energia doméstico. Na verdade, a combinação envolve a combinação de um gerador eólico, bateria solar, diesel ou usina a gasolina em um único sistema. Você pode combinar de todas as maneiras, com base em suas capacidades e necessidades. Naturalmente, quando existe uma opção – três em um, esta é a solução mais eficaz e confiável..

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Além disso, com a combinação de turbinas eólicas, está prevista a criação de usinas eólicas que incluam duas modificações diferentes ao mesmo tempo. Por exemplo, quando o rotor Savonius e a máquina tradicional de três lâminas trabalham em um feixe. A primeira turbina opera em baixa velocidade do vento, e a segunda apenas na nominal. Assim, a eficiência da instalação é preservada, as perdas injustificadas de energia são excluídas, e no caso de geradores assíncronos, as correntes reativas são compensadas.

Os sistemas combinados são opções tecnicamente complexas e caras para a prática doméstica.

Como fazer um parque eólico com as próprias mãos

Calculando a potência de um parque eólico doméstico

Para calcular a potência de um gerador eólico de eixo horizontal, você pode usar a fórmula padrão:

  • N = p S V3 / 2
  • N – potência de instalação, W
  • p – densidade do ar (1,2 kg / m3)
  • S – área explodida, m2
  • V – velocidade do vento, m / s

Por exemplo, a potência de uma instalação com uma extensão máxima da pá de 1 metro, com uma velocidade do vento de 7 m / s, será:

  • N = 1,2 1 343/2 = 205,8 W

Um cálculo aproximado da potência da turbina eólica, criado com base no rotor Savonius, pode ser calculado usando a fórmula:

  • N = p R H V3
  • N – potência de instalação, W
  • R – raio do impulsor, m
  • V – velocidade do vento, m / s

Por exemplo, para o projeto de uma usina eólica com rotor Savonius mencionado no texto, o valor da potência a uma velocidade do vento de 7 m / s. será:

  • N = 1,2 0,142 0,3 343 = 17,5 W
Avalie este artigo
( Ainda sem avaliações )
Paul Conselheiro

Olá! Meu nome é Paul Conselheiro, e sou o autor deste sítio Web de artigos sobre renovação e construção de casas. Desde muito jovem, sempre me interessei pela arquitetura e pelo design de interiores. A ideia de transformar espaços e criar ambientes acolhedores sempre me fascinou. Leia mais

As melhores recomendações de especialistas
Comments: 1
  1. Bruno Moreira

    Como posso fazer um parque eólico com as próprias mãos? Quais são os materiais necessários e quais passos devo seguir para construir um? Será que é possível fazer isso de forma segura e eficiente? Estou interessado em investir em energia renovável e gostaria de saber como iniciar esse projeto. Agradeço qualquer orientação ou dicas que possam me auxiliar nessa empreitada.

    Responder
Adicione comentários