W ostatnich latach temat zielonej energii stał się niezwykle popularny. Niektórzy nawet przewidują, że taka energia w niedalekiej przyszłości całkowicie zastąpi węgiel, gaz, elektrownie jądrowe. Jednym z obszarów zielonej energii jest energia wiatrowa. Generatory, które przekształcają energię wiatru w energię elektryczną, są nie tylko przemysłowe, jako część farm wiatrowych, ale także małe, obsługujące prywatne farmy.
Możesz nawet stworzyć generator wiatrowy własnymi rękami - ten materiał jest mu dedykowany.
Co to jest generator
W szerokim sensie generator jest urządzeniem, które wytwarza pewien rodzaj produktu lub przekształca jeden rodzaj energii w inny. Może to być na przykład generator pary (wytwarza parę), generator tlenu, generator kwantowy (źródło promieniowania elektromagnetycznego). 
Ale w ramach tego tematu interesują nas generatory elektryczne. Nazwa ta odnosi się do urządzeń, które przekształcają różne rodzaje energii nieelektrycznej w elektryczność.
Rodzaje generatorów
Generatory energii elektrycznej są klasyfikowane jako:
- elektromechaniczny - zamieniają pracę mechaniczną na elektryczność;
- termoelektryczny - przekształcić energię cieplną w energię elektryczną;
- fotoelektryczny (ogniwa fotowoltaiczne, panele słoneczne) - przekształcanie światła w energię elektryczną;
- magnetohydrodynamiczny (Generatory MHD) - energia elektryczna jest wytwarzana z energii plazmy przemieszczającej się przez pole magnetyczne;
- chemiczny - przekształcić energię reakcji chemicznych w energię elektryczną.
Ponadto generatory elektromechaniczne są klasyfikowane według rodzaju silnika. Istnieją następujące typy:
- generatory turbin są napędzane turbiną parową;
- hydrogeneratory wykorzystują turbinę hydrauliczną jako silnik;
- generatory diesla lub generatory benzynowe są produkowane na bazie silników wysokoprężnych lub benzynowych;
- generatory wiatrowe przekształcają energię mas powietrza w energię elektryczną za pomocą turbiny wiatrowej.
Turbiny wiatrowe
Więcej szczegółów na temat turbin wiatrowych (nazywane są również turbinami wiatrowymi). Najprostsza turbina wiatrowa o małej mocy zwykle składa się z masztu, z reguły wzmocnionego rozstępami, na których zainstalowana jest turbina wiatrowa.
Ta turbina wiatrowa jest rozwijana za pomocą śruby napędzającej wirnik generatora elektrycznego. Urządzenie, oprócz generatora elektrycznego, zawiera również baterię ze sterownikiem ładowania i falownikiem podłączonym do sieci.
Wiesz? Do 2016 r. Łączna moc wszystkich elektrowni wiatrowych na świecie wynosiła 432 GW. W ten sposób energia wiatrowa przekroczyła moc jądrową.
Schemat działania tego urządzenia jest dość prosty: pod działaniem wiatru śruba obraca się, odwijając wirnik, generator elektryczny wytwarza przemienny prąd elektryczny, który jest przetwarzany przez regulator ładowania na prąd stały. 
Ten prąd ładuje akumulator. Prąd stały pochodzący z akumulatora jest przetwarzany przez falownik na prąd przemienny, którego parametry odpowiadają parametrom sieci energetycznej.
Urządzenia przemysłowe są zamontowane na wieżach. Wyposażone są dodatkowo w mechanizm obrotowy, anemometr (urządzenie do pomiaru prędkości i kierunku wiatru), urządzenie do zmiany kąta obrotu łopatek, układ hamulcowy, szafę zasilającą z obwodami sterowania, systemy gaśnicze i ochronę odgromową, system do przekazywania danych o pracy instalacji itp.
Rodzaje generatorów wiatrowych
Położenie osi obrotu względem turbin wiatrowych na powierzchni ziemi jest podzielone na pionowe i poziome. Najprostszym modelem pionowym jest uchwyt wirnika Savonius..
Ma dwa lub więcej ostrzy, które są wydrążonymi półcylindrami (cylindry przecięte na pół w pionie). 
Wirnik Savonius Istnieją różne opcje układu i konstrukcji tych łopatek: symetrycznie zamocowane, ustawiające krawędzie siebie, o profilu aerodynamicznym.
Zaletą wirnika Savonius jest prostota i niezawodność konstrukcji, ponadto jego działanie nie zależy od kierunku wiatru, wadą jest niska wydajność (nie więcej niż 15%).
Wiesz? Wiatraki pojawiły się około 200 pne. er w Persji (Iran). Były używane do produkcji mąki ze zboża. W Europie takie młyny pojawiły się dopiero w XIII wieku.
Innym pionowym projektem jest wirnik Dariera. Jego ostrza są skrzydłami o profilu aerodynamicznym. Mogą być łukowate, w kształcie litery H, spiralne. Ostrza mogą być dwa lub więcej. 
Rotor Daria Zalety takiego generatora wiatrowego to:
- jego wysoka wydajność,
- zredukowany hałas w pracy,
- stosunkowo prosta konstrukcja.
Spośród odnotowanych wad:
- duże obciążenie masztu (dzięki efektowi Magnusa);
- brak matematycznego modelu tego wirnika, co utrudnia poprawę;
- szybkie zużycie dzięki obciążeniom odśrodkowym.
Innym rodzajem instalacji pionowej jest wirnik helikoidalny.. Jest wyposażony w łopatki, które są skręcone wzdłuż osi łożyska. 
Wirnik helikoidalny Zapewnia trwałość i wysoką wydajność. Wadą jest wysoki koszt ze względu na złożoność produkcji.
Wiatrak typu multi-blade jest konstrukcją z dwoma rzędami pionowych łopatek - zewnętrznych i wewnętrznych. Taka konstrukcja zapewnia największą wydajność, ale ma wysokie koszty.
Modele poziome różnią się:
- liczba ostrzy (jedno ostrze i duża liczba);
- materiał, z którego wykonane są ostrza (sztywne lub elastyczne żeglowanie);
- zmienne lub stałe nachylenie ostrza.
Strukturalnie wszystkie są podobne. Generalnie turbiny wiatrowe tego typu wyróżniają się wysoką wydajnością, ale wymagają ciągłego dostosowywania do kierunku wiatru, co rozwiązuje się za pomocą wiatrowskazu ogonowego w projektowaniu lub automatycznym pozycjonowaniu instalacji za pomocą mechanizmu obrotowego zgodnie z odczytami czujnika.
Generator wiatru DIY
Wybór modeli generatorów wiatrowych na rynku jest najszerszy, dostępne są urządzenia o różnych wzorach i różnych pojemnościach. Ale prosta instalacja może być wykonana niezależnie.
Zalecamy przeczytanie o tym, jak zbudować basen, wannę, piwnicę i werandę, a także jak zrobić własne piecyki, pergolę, altanę, suchy strumień, wodospad i drogę betonu.
Wyszukaj odpowiednie materiały
Jako generator zaleca się wziąć trójfazowy magnes stały, na przykład ciągnik. Ale możesz zrobić to z silnika elektrycznego, co zostanie omówione bardziej szczegółowo poniżej. Ważna jest kwestia wyboru ostrzy. Jeśli turbina wiatrowa jest typu pionowego, zwykle stosuje się warianty wirnika Savoniusa. 
Generator ciągnika Do produkcji ostrzy nadaje się cylindryczny pojemnik, na przykład stary wrzący. Jednak, jak wspomniano powyżej, turbiny wiatrowe tego typu mają niską sprawność i jest mało prawdopodobne, aby możliwe było wytwarzanie łopatek o bardziej złożonym kształcie dla pionowego wiatraka. W produktach domowych zwykle używa się czterech półcylindrycznych ostrzy.
Jeśli chodzi o turbiny wiatrowe typu poziomego, konstrukcja z pojedynczym ostrzem jest optymalna dla instalacji o małej mocy, jednak ze względu na swą oczywistą prostotę będzie niezwykle trudno wyprodukować zbalansowane ostrze w sposób rzemieślniczy, a bez niego turbina wiatrowa często zawiedzie.
To ważne! Nie należy angażować się w dużą liczbę ostrzy, ponieważ podczas pracy mogą tworzyć tak zwaną „czapkę powietrzną”, dzięki której powietrze będzie krążyć wokół wiatraka i nie będzie przez niego przechodzić. W przypadku urządzeń domowych typu poziomego, trzy ostrza typu skrzydeł są uważane za optymalne.
- W poziomych wiatrakach można użyć dwóch rodzajów ostrzy: żaglowego i skrzydłowego. Żeglowanie jest bardzo proste, to tylko szerokie pasy, które wyglądają jak łopaty wiatraków. Wadą takich elementów jest bardzo niska wydajność. Pod tym względem znacznie bardziej obiecujące ostrza skrzydeł. W domu są one zwykle wykonane z rury PVC 160 mm według wzoru.
Można również użyć aluminium, ale będzie ono znacznie droższe. Ponadto produkt z rury PCV początkowo ma wygięcie, które nadaje mu dodatkowe właściwości aerodynamiczne. 
Ostrza z rury PCV Długość ostrzy jest wybierana zgodnie z następującą zasadą: im mocniejsza moc wyjściowa wiatraka, tym dłużej są; im więcej jest, tym są krótsze. Na przykład dla turbiny wiatrowej z trzema łopatami o mocy 10 W optymalna długość wynosi 1,6 metra, dla turbiny wiatrowej z czterema łopatkami - 1,4 metra.
Jeśli moc wynosi 20 W, wskaźnik zmieni się na 2,3 m dla trzech ostrzy i 2 m dla czterech ostrzy.
Główne etapy produkcji
Poniżej znajduje się przykład samodzielnej produkcji poziomej trójłopatkowej instalacji ze zmianą asynchronicznego generatora silnika z pralki.
Remont silnika
Jednym z kluczowych momentów tworzenia generatora wiatrowego własnymi rękami jest przekształcenie silnika elektrycznego w generator elektryczny. Do zmiany używa się silnika elektrycznego ze starej pralki nadal produkowanej w ZSRR.
- Wirnik jest usuwany z silnika i przebijany jest przez niego szeroki rowek.
- Na całej długości rowka neodymowe magnesy o prostokątnym kształcie (wymiary 19x10x1 mm) są sklejone parami, jeden magnes na każdej krawędzi rowka naprzeciwko siebie, bez uwzględnienia ich polaryzacji. Fix klejone magnesy mogą być epoksydowe.
- Silnik idzie.
- Ładowarki do telefonów 5 V i 1 A są używane do zbierania urządzenia, które konwertuje prąd przemienny na prąd stały (nie można używać urządzenia na chipie, tylko tranzystora).
- Zasilacz jest demontowany.
- Lutowane złącze USB i wtyczka.
- Płyty trzech przygotowanych zasilaczy są połączone szeregowo i zmontowane jako pojedynczy zespół.
- Wejście zmontowanego zespołu 220 V jest podłączone do generatora, wyjście jest podłączone do kontrolera ładowania akumulatora.
Wideo: jak przerobić silnik na generator wiatrowy Aby zwiększyć prąd, można użyć wielu zestawów połączonych równolegle.
Każdy właściciel prywatnego domu lub strefy podmiejskiej przyda się do nauki: jak zrobić drewnianą beczkę, drabinę wykonaną z drewna, jak ogrzać drewnianą podłogę, jak zrobić kanapę z palet, bujany fotel, zbudować piwnicę w garażu, tandoor, kominek z motywem krajobrazu i holenderski piekarnik własnymi rękami .
Tworzenie kadłuba i ostrzy
Kolejnym krokiem w produkcji wiatraka jest montaż podstawy, na której zamontowane są elementy generatora wiatrowego.
- Podstawa jest spawana z rur stalowych w postaci konstrukcji, której jeden koniec jest rozwidlony, wzmocniony elementami poprzecznymi, drugi jest pojedynczy do mocowania ogona urządzenia.
- Na rozgałęzionym końcu wiercone są 4 otwory do zamontowania generatora.
- Zamontowana część obrotowa na podstawie łożyska.
- Kołnierz z otworami montażowymi jest przymocowany do łożyska.
- Ogon wykonany jest z blachy.
- Projekt jest czyszczony i malowany.
- Ogon jest kolorowy.
- Ochronna osłona-owiewka jest wykonana i pomalowana z cienkiej blachy.
- Po wysuszeniu pomalowanych elementów na podstawie instaluje się generator elektryczny, obudowę i ogon.
- Łopatki są zamontowane na wirniku z układu chłodzenia silnika ciągnika.
- Do łopatek przyspawane są przekładki (w tym przypadku metalowe ostrza).
To ważne! Wysokość masztu generatora wiatru powinna wynosić co najmniej 6 metrów. Fundament jest pod nim betonowany.
Jak widać, montaż turbiny wiatrowej własnymi rękami nie jest taki prosty. Wymaga to pewnych umiejętności i wiedzy z zakresu elektrotechniki i elektroniki. Ale dla ludzi z taką wiedzą to zadanie jest całkiem możliwe. Ponadto domowa turbina wiatrowa będzie kosztować znacznie taniej niż projekt zakupu.
