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Avoir sa propre éolienne est très rentable. Premièrement, une personne reçoit de l'électricité gratuitement. Deuxièmement, l’électricité peut être obtenue dans des endroits éloignés de la civilisation, où il n’y a pas de lignes électriques. Une éolienne est un appareil conçu pour générer de l’énergie éolienne cinétique. De nombreux artisans ont appris à assembler une éolienne verticale de leurs propres mains, et nous allons maintenant découvrir comment cela se fait.
Conception et types d'éoliennes
Les éoliennes ont de nombreux noms, mais il est plus correct de les appeler centrale éolienne. Un parc éolien se compose d'équipements électriques et d'une structure mécanique - une éolienne, qui sont interconnectés en un seul système. Une installation électrique contribue à transformer le vent en source d’énergie.
Il existe de nombreux types d'éoliennes, mais selon l'emplacement de l'axe de travail elles sont classiquement divisées en deux groupes :
- Les éoliennes à axe de rotation horizontal sont les plus courantes. L'installation électrique se caractérise par un rendement élevé. De plus, le mécanisme lui-même résiste mieux aux ouragans et, par vent léger, le rotor démarre plus rapidement. Les éoliennes horizontales ont un contrôle de puissance plus facile.
- Les éoliennes à axe de rotation vertical sont capables de fonctionner même à faible vitesse du vent. Les turbines sont silencieuses et plus faciles à fabriquer, elles sont donc le plus souvent installées par des artisans dans leur cour.Cependant, la caractéristique de conception d’une éolienne verticale lui permet d’être installée uniquement à faible hauteur par rapport au sol. De ce fait, l’efficacité de l’installation électrique est considérablement réduite.
Les éoliennes diffèrent selon le type de turbine :
- Les modèles à hélices ou à ailes sont équipés de pales perpendiculaires à l'arbre horizontal de travail.
- Les modèles carrousel sont également appelés rotatifs. Ils sont typiques des éoliennes verticales.
- Les modèles à tambour ont également un axe de travail vertical.
Pour générer de l’énergie éolienne cinétique à l’échelle industrielle, des éoliennes à hélice sont généralement utilisées. Les modèles à tambour et à carrousel sont plus grands et disposent d’un mécanisme moins efficace.
Toutes les éoliennes peuvent être équipées d'un multiplicateur. Cette boîte de vitesses crée beaucoup de bruit pendant le fonctionnement. Les multiplicateurs ne sont généralement pas utilisés dans les éoliennes domestiques.
Principe de fonctionnement d'une éolienne
Il est à noter que le principe de fonctionnement d'une éolienne est le même, quels que soient sa conception et son apparence. La production d’énergie commence dès le moment où les pales de l’éolienne tournent. A ce moment, un champ magnétique est créé entre le rotor et le stator du générateur. Il sert de source d’énergie qui produit de l’électricité.
Ainsi, comme nous l'avons découvert, une éolienne se compose de deux parties principales : un mécanisme rotatif avec des pales et un générateur. Parlons maintenant du travail de l'animateur. Cette boîte de vitesses est installée sur une éolienne pour augmenter la vitesse de l'arbre de travail.
Lorsque le rotor du générateur tourne, un courant alternatif est généré, c'est-à-dire que trois phases sortent. L'énergie générée atteint le contrôleur et va de là à la batterie.Dans cette chaîne, il existe un autre appareil important: un onduleur. Il convertit le courant en paramètres stables et le fournit au consommateur via le réseau.
Artisanat industriel de moulin à vent 2
Dans le domaine de l'énergie éolienne, l'éolienne cinétique Industrial Craft 2, dotée d'une unité modifiée pour produire de l'énergie éolienne, est très connue. Pour calculer la puissance d'une installation électrique, la somme des vitesses de ses parties actives est multipliée par 0,1. La taille de la zone de travail est déterminée par les dimensions du rotor. Lors de la rotation, il produit de l'énergie cinétique kU plutôt que de l'énergie électrique EU.
La rotation des pales dépend des rafales de vent. La vitesse la plus optimale est observée à une altitude de 160 à 162 m. Un orage augmente la vitesse du vent de 50 % et une simple pluie jusqu'à 20 %.
Les rotors de l'éolienne Industrial Craft 2 diffèrent par les dimensions et le matériau des pales, ainsi que par les valeurs maximales de force du vent auxquelles ils sont capables de fonctionner :
- le rotor en bois avec 5x5 pales est conçu pour une plage de vitesse du vent de 10 à 60 MCW ;
un rotor en fer avec 7x7 pales est conçu pour une plage de vitesse de 14 à 75 MCW ; - le rotor en acier avec 9x9 pales est conçu pour une gamme de débits d'air de 17 à 90 MCW ;
- Le rotor en fibre de carbone avec 11x11 pales est conçu pour une gamme de débits d'air de 20 à 110 MCW.
Les éoliennes cinétiques Industrial Craft 2 ne sont pas placées à proximité les unes des autres, au même niveau, dos à dos.
Autoproduction d'une éolienne verticale
Un moulin à vent à arbre vertical est le plus simple à fabriquer soi-même. Les pales sont fabriquées à partir de n'importe quel matériau, l'essentiel est qu'elles soient résistantes à l'humidité et au soleil, et qu'elles soient également légères.Pour les pales d'une éolienne domestique, vous pouvez utiliser des tuyaux en PVC, utilisés dans la construction d'égouts. Ce matériau répond à toutes les exigences ci-dessus. Quatre lames de 70 cm de haut sont découpées dans du plastique, et deux identiques sont en acier galvanisé. Les éléments en étain sont façonnés en demi-cercle puis fixés des deux côtés du tuyau. Les lames restantes sont montées à la même distance en cercle. Le rayon de rotation d'une telle éolienne sera de 69 cm.
L'étape suivante est l'assemblage du rotor. Vous aurez besoin d'aimants ici. Tout d'abord, prenez deux disques de ferrite d'un diamètre de 23 cm et, à l'aide de colle, six aimants en néodyme sont fixés sur un disque. Avec un diamètre d'aimant de 165 cm, un angle de 60 est formé entre euxÔ. Si ces éléments sont plus petits, leur nombre augmente. Les aimants ne sont pas simplement collés au hasard, mais la polarité est modifiée une à une. Les aimants en ferrite sont fixés au deuxième disque de la même manière. Toute la structure est généreusement remplie de colle.
Le plus difficile est de réaliser le stator. Vous devez trouver un fil de cuivre de 1 mm d'épaisseur et en faire neuf bobines. Chaque élément doit contenir exactement 60 tours. Ensuite, le circuit électrique du stator est assemblé à partir des bobines finies. Tous les neuf sont disposés en cercle. Tout d’abord, connectez les extrémités des première et quatrième bobines. Connectez ensuite la deuxième extrémité libre de la quatrième à la sortie de la septième bobine. Le résultat fut un élément monophasé composé de trois bobines. Le circuit de la deuxième phase est assemblé à partir des trois bobines suivantes dans l'ordre, en commençant par le deuxième élément. La dernière phase à assembler de la même manière est la troisième phase, à partir de la troisième bobine.
Pour fixer le circuit, une forme est découpée dans du contreplaqué. De la fibre de verre est placée dessus et un circuit de neuf bobines y est disposé. Tout cela est versé avec de la colle, après quoi il est laissé jusqu'à durcissement complet.Au plus tôt un jour plus tard, le rotor et le stator peuvent être connectés. Tout d'abord, le rotor est placé avec les aimants vers le haut, le stator est placé dessus et le deuxième disque est placé sur le dessus avec les aimants vers le bas. Le principe de connexion est visible sur la photo.
Il est maintenant temps d'assembler l'éolienne. L'ensemble de son circuit sera constitué d'une turbine à pales, d'une batterie et d'un onduleur. Pour augmenter le couple, il est conseillé d'installer une boîte de vitesses. Les travaux d'installation ont l'ordre suivant :
- Un mât durable est soudé à partir d'un angle, de tuyaux ou d'un profilé en acier. En hauteur, il doit élever la turbine à pales au-dessus du faîte du toit.
- La fondation est coulée sous le mât. Un renforcement est nécessaire et des ancrages dépassant du béton sont fournis.
- Ensuite, la roue avec le générateur est fixée au mât.
- Après avoir installé le mât sur la fondation, il est fixé à des ancrages, après quoi il est renforcé avec des renforts en acier. À ces fins, un câble ou une tige d'acier de 10 à 12 mm d'épaisseur convient.
Lorsque la partie mécanique de l’éolienne est prête, ils commencent à assembler le circuit électrique. La sortie du générateur fournira un courant triphasé. Pour obtenir une tension constante, un redresseur constitué de diodes est installé dans le circuit. La charge de la batterie est contrôlée via un relais de voiture. Le circuit se termine par un onduleur, à partir duquel les 220 volts nécessaires sont fournis au réseau domestique.
La puissance de sortie d’une telle éolienne dépend de la vitesse du vent. Par exemple, à 5 m/s, l’installation électrique produira environ 15 W, et à 18 m/s, vous pourrez obtenir une puissance allant jusqu’à 163 W. Pour augmenter la productivité, le mât de l'éolienne est allongé jusqu'à 26 m. À cette hauteur, la vitesse du vent est 30 % plus élevée, ce qui signifie que l'électricité produite est environ une fois et demie supérieure.
La vidéo montre le montage d'un générateur pour une éolienne :
Assembler une éolienne est une affaire complexe. Vous devez connaître les bases de l’électrotechnique, être capable de lire des schémas et d’utiliser un fer à souder.
