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Comment faire une éolienne

L’installation d’une éolienne est une excellente alternative aux sources d’énergie traditionnelles. Mais le coût des éoliennes est assez élevé, il est beaucoup plus facile de fabriquer une éolienne de ses propres mains. Avant de commencer ce processus, vous devez vous familiariser avec le principe de fonctionnement et les types d’éoliennes, puis consulter les instructions sur la fabrication d’une éolienne..

Table des matières:

Le principe de fonctionnement et la conception de l’éolienne

Le principe de fonctionnement d’une éolienne dépend directement de la fonction principale de cet appareil – la conversion de l’énergie éolienne mécanique en énergie constante, qui est utilisée pour fournir de l’électricité à une maison privée ou à un village entier, en fonction de la puissance et du nombre d’installations..

L’éolienne se compose de composants principaux et supplémentaires. Les principaux composants de chaque éolienne sont :

1. Mâts – dispositifs pour maintenir l’éolienne à la hauteur requise, dans certains modèles des éoliennes les plus puissantes, la longueur du mât atteint 200 m. La hauteur du mât détermine la vitesse et la stabilité de l’éolienne.

2. Pales d’éoliennes – dispositifs qui captent le vent et entraînent le générateur.

3. Générateurs – dispositifs pour convertir l’énergie éolienne mécanique en énergie électrique.

En plus des composants principaux, les éoliennes sont équipées de composants supplémentaires qui contribuent à améliorer l’éolienne pour assurer une indépendance totale par rapport aux sources d’électricité traditionnelles..

Composants supplémentaires de l’éolienne :

  • contrôleurs – dispositifs responsables de la direction des pales, assurant une protection de haute qualité de l’éolienne et contrôlant la charge de la batterie;
  • piles rechargeables – utilisées pour stocker de l’énergie lors de fortes rafales de vent. Les batteries remplissent la fonction supplémentaire d’égaliser et de stabiliser l’énergie;
  • éolien ou anémoscope – un appareil permettant de collecter et de stocker des données sur les caractéristiques de qualité du vent. Les anémoscopes sont chargés de déterminer la vitesse, la direction et les rafales de vent;
  • automates de source d’alimentation partagée – s’il existe plusieurs sources d’alimentation, par exemple un générateur éolien et un générateur diesel ou à essence, ces appareils commutent une source d’alimentation à une autre;
  • onduleur – un convertisseur d’électricité directe en électricité alternative, qui assure le bon fonctionnement de la plupart des équipements électriques.

Le vent qui frappe les pales de l’éolienne entraîne tout le mécanisme de l’appareil. Pendant le mouvement du mécanisme éolien, un courant alternatif est généré, qui entre tout d’abord dans le contrôleur de l’éolienne et est transformé en un courant constant. Le courant continu dans l’onduleur est converti en courant alternatif monophasé et alimente la maison ou un autre bâtiment en électricité. Le courant résiduel s’accumule dans les batteries, qui sont responsables de l’alimentation électrique, à un moment où il n’y a pas de vent et où l’éolienne n’est pas en mesure de produire de l’électricité.

L’éolienne est utilisée en parallèle avec les sources d’énergie suivantes :

  • une éolienne fonctionnant sur batteries rechargeables ;
  • exploitation d’une éolienne en parallèle avec des batteries de stockage et solaires ;
  • l’utilisation d’un générateur diesel, à gaz ou à essence en conjonction avec une éolienne ;
  • alimentation électrique en parallèle à l’aide d’une éolienne et d’un réseau électrique traditionnel.

Avantages de l’installation d’une éolienne

L’installation d’une éolienne vous permet d’obtenir une alimentation électrique respectueuse de l’environnement, sûre et fiable, à la fois pour une maison et pour une grande entreprise ou un village entier. De plus, les éoliennes sont installées dans des endroits éloignés où il est impossible d’utiliser une alimentation électrique traditionnelle, par exemple sur des navires ou des yachts..

L’installation d’une éolienne réduit considérablement les coûts d’électricité. Après avoir dépensé une fois pour une éolienne de haute qualité, vous n’avez plus à dépenser de l’argent pour payer les factures d’électricité mensuelles, plus il est possible de concevoir une éolienne maison, qui coûtera plusieurs fois moins cher qu’une éolienne achetée.

L’éolienne fonctionne à son maximum pendant la période automne-hiver, lorsque la prévalence du vent est la plus élevée. Dans le même temps, les besoins en électricité augmentent, car il est nécessaire d’utiliser de l’électricité pour le chauffage..

L’éolienne fonctionne en parallèle avec d’autres sources d’énergie. Ainsi, par exemple, en hiver et en automne, il est possible d’utiliser une éolienne, et en été et au printemps – des panneaux solaires.

Calcul de puissance éolienne

La puissance d’une éolienne dépend du type de terrain et de la quantité d’électricité consommée, donc le choix d’une éolienne est tout à fait cohérent avec les caractéristiques individuelles du consommateur.

Pour déterminer la puissance d’une éolienne, vous devez connaître la puissance de sortie nominale de l’éolienne, qui dépend de la puissance de l’onduleur. La puissance de sortie est déterminée par la quantité d’électricité consommée. Le moyen le plus simple de déterminer la puissance de sortie nominale est de calculer la consommation moyenne d’électricité, pour ce faire, de collecter les factures d’électricité de la dernière année, de déterminer la quantité totale d’électricité et de diviser la quantité par 12.

Ensuite, vous devez déterminer la vitesse moyenne du vent dans la région de la future installation de l’éolienne. Cette information se trouve au centre météorologique le plus proche.

Formule pour calculer la puissance d’une éolienne :

P = 0,5 * rho * S * Cp * V3 * ng * nb. P est l’indicateur de puissance de l’éolienne, rho est la désignation de la densité de l’air, S est l’indicateur de la zone de projection du rotor, Cp est l’amplitude de l’effet aérodynamique, V est l’indicateur de vitesse du vent, ng est l’efficacité du radiateur , nb est le rendement de l’engrenage.

Variétés d’éoliennes

En plaçant des turbines à la surface de la terre, les éoliennes sont divisées en :

  • verticale,
  • horizontal.

La turbine d’une éolienne verticale est située perpendiculairement à la surface du site sur lequel l’éolienne est installée, et l’éolienne horizontale a une turbine située parallèlement à la surface de la terre.

Les éoliennes verticales ont plusieurs variétés :

1. Éolienne verticale standard – caractérisée par la présence d’un axe de rotation vertical et de deux cylindres. Le moulin à vent vertical effectue des mouvements de rotation constants. L’inconvénient d’une telle éolienne est la faible consommation d’énergie éolienne..

2. L’éolienne verticale rotative se caractérise par la présence d’un rotor, qui réduit la charge globale sur les paliers de l’éolienne, prolongeant ainsi les lignes de fonctionnement du dispositif. Les inconvénients d’une éolienne rotative sont une installation complexe et un coût élevé..

3. Une éolienne à axe de rotation vertical avec un rotor hélicoïdal se caractérise par la présence de pales tourbillonnantes, responsables de l’uniformité de la rotation du vent.

4. Le type orthogonal d’éolienne verticale ne nécessite pas de vents forts et fonctionne même à la moindre vitesse de vent de 0,7 m / s. Les avantages d’une éolienne orthogonale sont un fonctionnement silencieux, un haut niveau de sécurité et de bonnes caractéristiques techniques. Les inconvénients des éoliennes orthogonales comprennent des pales massives et une installation difficile..

Les moulins à vent horizontaux se caractérisent par la plus grande efficacité et la présence d’une dépendance, qui est chargée de trouver le vent. Les éoliennes horizontales ne fonctionnent qu’à une vitesse du vent d’au moins 2-2,5 m / s.

Parmi les éoliennes horizontales se trouvent :

  • les éoliennes monopales, caractérisées par leur faible poids et leur facilité d’installation ;
  • les moulins à vent à deux pales ont deux pales et des révolutions assez élevées;
  • les éoliennes à trois pales ont un nombre optimal de pales et sont utilisées dans l’alimentation électrique des maisons privées;
  • les éoliennes multipales sont utilisées pour faire fonctionner des stations de pompage ou de traitement d’eau.

Selon le matériau dont sont faites les pales, des éoliennes sont émises :

  • avec lames rigides : métal ou fibre de verre ;
  • avec des lames de voile.

Par rapport au pas de la vis, il y a :

  • éoliennes à pas fixe;
  • moulins à vent à pas mesurable.

Selon le domaine d’utilisation, les éoliennes sont divisées en :

  • industriel;
  • domicile.

Les éoliennes industrielles occupent des sites entiers et génèrent d’énormes quantités d’électricité. Ces appareils sont fabriqués dans des usines spéciales..

Les éoliennes domestiques peuvent être fabriquées indépendamment. De tels dispositifs sont moins puissants et se caractérisent par leur simplicité et leur facilité de construction..

Fabriquer une éolienne maison

Outils pour le travail :

  • Machine de soudage;
  • perceuse électrique;
  • Tournevis;
  • machine à souder.

Considérez les instructions pour fabriquer un générateur vertical de vos propres mains:

1. Tout d’abord, il est nécessaire de calculer la puissance de l’appareil et de décider du choix d’un générateur pour l’éolienne. Il est permis d’utiliser un générateur de voiture comme générateur. Mais, l’utilisation d’un générateur à partir d’une voiture présente plusieurs inconvénients : la vitesse de rotation des pales doit être suffisamment élevée pour assurer le fonctionnement ininterrompu de l’éolienne, une batterie supplémentaire est nécessaire pour démarrer un tel appareil, le générateur de la voiture est lourd et alourdit la structure globale de l’éolienne. Le meilleur générateur pour une éolienne serait un moteur à courant continu ou des moteurs électriques utilisés dans les ordinateurs électroniques du siècle dernier. Achetez de tels appareils sur le marché de la radio.

2. Pour optimiser le fonctionnement de l’éolienne, un réducteur à chaîne ou à courroie doit être utilisé. La boîte de vitesses à courroie est plus facile à fabriquer et la boîte de vitesses à chaîne offre une grande fiabilité de l’appareil..

3. Nous utilisons un réducteur de chaîne dans l’appareil fabriqué. Pour fabriquer une telle boîte de vitesses, il est nécessaire de relier le rotor et le générateur avec une ancienne chaîne de vélo..

4. Utilisez des boulons ou un tuyau en plastique avec des pinces pour fixer le générateur. Remplir les zones où se trouvent les points de fixation avec du silicone ou de la colle.

5. Conseils pour fabriquer un rotor :

  • le rendement de l’éolienne dépend du niveau d’équilibre du rotor ;
  • pour la fabrication de pales pour une éolienne, utilisez des tuyaux en aluminium ou en plastique de deux millimètres d’un diamètre de 6 à 8 cm;
  • la taille des pales dépend de la vitesse du vent : les grandes pales fonctionnent mieux par vent faible, mais ont une vitesse de rotation faible, et les pales étroites tournent plus rapidement, mais nécessitent un vent fort pour fonctionner ;
  • il est préférable de construire des pales amovibles de taille moyenne afin de pouvoir les retirer par vent faible et de pouvoir les installer par vent fort.

6. Utilisez des morceaux de tuyau d’acier pour construire le mât. Le mât doit être composé de plusieurs sections pour faciliter l’installation et le transport de l’éolienne. Des pylônes d’antenne ou des mâts télescopiques sont utilisés comme mât..

7. L’installation d’une charnière supplémentaire sur le mât protégera l’éolienne de la surcharge lors de fortes rafales de vent..

8. Pour faire la queue de l’éolienne, prenez un morceau de tuyau ou un angle et attachez une pale verticale à l’extrémité du segment..

9. Les principaux éléments du panneau de commande sont la présence d’un voltmètre, d’un ampèremètre, d’une résistance de fil de ballast et d’un pont de diodes. Lorsque vous déplacez le curseur de résistance à la position extrême, le circuit est ouvert et la résistance commence à fonctionner. La résistance fournit un arrêt d’urgence pour le générateur. Le courant maximum qu’une résistance de 20-35 A peut supporter en une demi-minute.

10. Utilisez un convertisseur de type commercial ou de vieilles alimentations sans coupure pour ordinateurs comme onduleur..

Schéma de l’éolienne :

Installation d’une éolienne

1. Déterminez où installer le mât de l’éolienne – toit ou plate-forme. Si le mât est installé sur le site, vous devez remplir la fondation et installer un anneau d’ancrage pour fixer le mât.

2. L’étape suivante consiste à assembler et connecter les sections de mât..

3. Après avoir assemblé le mât, fixez le générateur avec des boulons ou des pinces..

4. Fixez les pales au rotor. Connectez le rotor au mât.

5. Installer des capteurs de direction du vent.

6. Installer et sécuriser l’éolienne.

7. Connectez et démarrez l’appareil.