Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains : appareil, principe de fonctionnement + meilleurs produits faits maison

Il est difficile de ne pas remarquer à quel point la stabilité de l'approvisionnement en électricité des installations suburbaines diffère de l'approvisionnement en électricité des bâtiments et des entreprises urbaines. Admettez que vous, en tant que propriétaire d'une maison privée ou d'un chalet, avez rencontré plus d'une fois des interruptions, des désagréments associés et des dommages matériels.

Les situations négatives répertoriées, ainsi que leurs conséquences, ne compliqueront plus la vie des amoureux des espaces naturels. De plus, avec des coûts de main-d'œuvre et financiers minimes. Pour ce faire, il vous suffit de réaliser une éolienne, que nous décrivons en détail dans l'article.

Nous avons décrit en détail les options permettant de fabriquer un système utile dans le ménage et éliminant la dépendance énergétique. Selon nos conseils, un artisan inexpérimenté peut construire une éolienne de ses propres mains. Cet appareil pratique contribuera à réduire considérablement vos dépenses quotidiennes.

Légalité de l'installation d'une éolienne

Les sources d'énergie alternatives sont le rêve de tout résident d'été ou propriétaire dont le terrain est situé loin des réseaux centraux.Cependant, lorsque nous recevons des factures d'électricité consommée dans un appartement en ville et que nous regardons l'augmentation des tarifs, nous réalisons qu'une éolienne créée pour les besoins domestiques ne nous ferait pas de mal.

Après avoir lu cet article, vous réaliserez peut-être votre rêve.

Une éolienne est une excellente solution pour alimenter en électricité une propriété de campagne. De plus, dans certains cas, son installation constitue la seule solution possible.

Afin de ne pas perdre d'argent, d'efforts et de temps, décidons : existe-t-il des circonstances extérieures qui nous créeront des obstacles lors du fonctionnement de l'éolienne ?

Pour fournir de l'électricité à une maison d'été ou à un petit chalet, il suffit petite centrale éolienne, dont la puissance ne dépassera pas 1 kW. En Russie, de tels appareils sont assimilés à des produits ménagers. Leur installation ne nécessite aucun certificat, permis ou approbation supplémentaire.

Afin de déterminer la faisabilité de l'installation d'une éolienne, il est nécessaire de connaître le potentiel éolien d'une zone particulière (cliquez pour agrandir)

Il n’y a pas de taxation sur la production d’électricité, qui est dépensée pour répondre aux besoins des ménages. Par conséquent, une éolienne de faible puissance peut être installée en toute sécurité et l’utiliser pour produire de l’électricité gratuitement, sans payer de taxes à l’État.

Cependant, au cas où, vous devriez demander s'il existe des réglementations locales concernant l'alimentation électrique individuelle qui pourraient créer des obstacles à l'installation et au fonctionnement de cet appareil.

Les éoliennes, capables de satisfaire la plupart des besoins d'une ferme moyenne, ne peuvent susciter aucune plainte, même de la part des voisins.

Vos voisins pourraient avoir des réclamations s'ils subissent des désagréments causés par le fonctionnement de l'éolienne. N'oubliez pas que nos droits s'arrêtent là où commencent les droits des autres.

Par conséquent, lorsque vous achetez ou fabriquez le vôtre éolienne pour la maison Vous devez prêter une attention particulière aux paramètres suivants :

• Hauteur du mât. Lors de l'assemblage d'une éolienne, vous devez prendre en compte les restrictions concernant la hauteur des bâtiments individuels qui existent dans un certain nombre de pays à travers le monde, ainsi que l'emplacement de votre propre site. Attention, les structures de plus de 15 mètres sont interdites à proximité des ponts, aéroports et tunnels.
• Bruit de la boîte de vitesses et des pales. Les paramètres du bruit généré peuvent être déterminés à l'aide d'un appareil spécial, puis les résultats des mesures peuvent être documentés. Il est important qu’ils ne dépassent pas les normes de bruit établies.
• Interférence à l'antenne. Idéalement, lors de la création d'une éolienne, une protection contre les interférences TV devrait être fournie là où votre appareil peut causer de tels problèmes.
• Réclamations liées aux services environnementaux. Cet organisme ne peut vous interdire l'exploitation de l'installation que si celle-ci gêne la migration des oiseaux migrateurs. Mais c'est peu probable.

Lorsque vous créez et installez vous-même un appareil, apprenez ces points et lors de l'achat d'un produit fini, faites attention aux paramètres qui figurent dans son passeport. Il vaut mieux se protéger à l’avance que de s’énerver plus tard.

Le principe de fonctionnement d'une éolienne

Une éolienne ou une centrale éolienne (WPP) est un dispositif utilisé pour convertir l'énergie cinétique du flux éolien en énergie mécanique. L'énergie mécanique qui en résulte fait tourner le rotor et est convertie en la forme électrique dont nous avons besoin.

Principe de fonctionnement et dispositif moulin à vent cinétique sont décrits en détail dans l'article, que nous vous recommandons de lire.

L'éolienne comprend :

• pales formant hélice,
• rotor de turbine tournant,
• l'axe du générateur et le générateur lui-même,
• un onduleur qui convertit le courant alternatif en courant continu, utilisé pour charger les batteries,
• batterie.

L’essence des éoliennes est simple. Lorsque le rotor tourne, un courant alternatif triphasé est généré, qui traverse ensuite le contrôleur et charge la batterie CC. L'onduleur convertit ensuite le courant afin qu'il puisse être consommé pour alimenter des lumières, des radios, des téléviseurs, des micro-ondes, etc.

La conception détaillée d'une éolienne à axe de rotation horizontal permet d'imaginer clairement quels éléments contribuent à la conversion de l'énergie cinétique en énergie mécanique, puis en électrique.

En général, le principe de fonctionnement d'une éolienne de tout type et de toute conception est le suivant : pendant le processus de rotation, trois types d'effets de force se produisent sur les pales : le freinage, l'impulsion et le levage.

Ce schéma de fonctionnement d'une éolienne permet de comprendre ce qui se passe avec l'électricité produite par le fonctionnement de l'éolienne : une partie est accumulée, et l'autre est consommée.

Les deux dernières forces dépassent la force de freinage et mettent le volant en mouvement.Sur la partie fixe du générateur, le rotor forme un champ magnétique afin que le courant électrique circule dans les fils.

Classification des types de générateurs d'énergie

Il existe plusieurs critères selon lesquels les centrales éoliennes sont classées. Comment choisir le meilleur appareil pour une propriété de campagne est décrit en détail dans l'un des articles les plus populaires sur notre site Internet.

Ainsi, les éoliennes diffèrent par :

• nombre de pales dans l'hélice ;
• matériaux pour la fabrication de lames;
• l'emplacement de l'axe de rotation par rapport à la surface de la terre ;
• caractéristique de pas de la vis.

Il existe des modèles à une, deux, trois lames et multi-lames.

Les produits dotés d'un grand nombre de pales commencent à tourner même par vent léger. Ils sont généralement utilisés dans des travaux où le processus de rotation lui-même est plus important que la production d'électricité. Par exemple, pour extraire l’eau de puits profonds.

Il s'avère que les pales des éoliennes peuvent être fabriquées non seulement à partir de matériaux durs, mais également à partir de tissus abordables.

Les pales peuvent être à voile ou rigides. Les produits de voile sont beaucoup moins chers que les produits rigides, fabriqués en métal ou en fibre de verre. Mais il faut les réparer très souvent : ils sont fragiles.

Concernant l'emplacement de l'axe de rotation par rapport à la surface terrestre, il existe éoliennes verticales et modèles horizontaux. Et dans ce cas, chaque variété a ses propres avantages : les verticales réagissent plus sensiblement à chaque souffle de vent, mais les horizontales sont plus puissantes.

Les éoliennes sont divisées selon les caractéristiques des étapes en modèles à pas fixe et variable. Le pas variable permet d'augmenter considérablement la vitesse de rotation, mais cette installation a une conception complexe et massive. Les éoliennes à pas fixe sont plus simples et plus fiables.

Installation éolienne-électrique de type rotor

Voyons comment fabriquer de vos propres mains une éolienne simple avec un axe de rotation vertical du type rotor. Un tel modèle peut facilement répondre aux besoins en électricité d'un abri de jardin, de diverses dépendances, et également éclairer le quartier et les allées du jardin la nuit.

Les pales de cette installation de type rotor à axe de rotation vertical sont clairement constituées d'éléments découpés dans un fût métallique

Notre objectif est de produire une éolienne d'une puissance maximale de 1,5 kW.

Pour ce faire, nous aurons besoin des éléments et matériaux suivants :

• Générateur de voiture 12 V ;
• Batterie gel ou acide 12 V ;
• interrupteur semi-hermétique de type « bouton » pour 12 V ;
• convertisseur 700 W – 1500 W et 12V – 220V ;
• un seau, une casserole de grande capacité ou tout autre récipient de grande capacité en acier inoxydable ou en aluminium ;
• relais de lampe d'avertissement de charge de voiture ou de charge de batterie ;
• voltmètre de voiture (vous pouvez en utiliser n'importe lequel) ;
• boulons avec écrous et rondelles;
• fils d'une section de 4 mm carrés et 2,5 mm carrés ;
• deux pinces pour fixer le générateur au mât.

Pour terminer les travaux, nous aurons besoin d'une meuleuse ou de ciseaux à métaux, d'un crayon ou d'un marqueur de construction, d'un ruban à mesurer, d'une pince coupante, d'une perceuse, d'une perceuse, de clés et d'un tournevis.

Vous pouvez également assembler vous-même un contrôleur pour un système qui produit de l’électricité. Avec règles et schémas de fabrication contrôleur d'éolienne vous familiarisera avec l'article dont nous vous conseillons de vous familiariser avec le contenu.

Étape de démarrage de la fabrication de l'installation

Nous commençons à fabriquer un moulin à vent fait maison en prenant un grand récipient cylindrique en métal. Habituellement, de l'eau bouillante ancienne, un seau ou une casserole est utilisé à cet effet. Ce sera la base de nos futures éoliennes.

A l'aide d'un mètre ruban et d'un crayon de chantier (marqueur), appliquez des marquages ​​: divisez notre récipient en quatre parties égales.

Lorsque vous effectuez des découpes conformément aux instructions contenues dans le texte, ne coupez en aucun cas le métal sur toute sa longueur.

Le métal devra être coupé. Pour cela, vous pouvez utiliser un broyeur. Il n'est pas utilisé pour couper des récipients en acier galvanisé ou en tôle peinte, car ce type de métal surchauffera certainement. Dans de tels cas, il est préférable d'utiliser des ciseaux. Nous découpons les lames, mais ne les coupons pas complètement.

Options, schémas et recommandations pour la fabrication de différents modèles pales pour éolienne vous trouverez dans notre article recommandé.

Parallèlement à la poursuite des travaux sur le réservoir, nous remodelerons la poulie du générateur. Au fond de l'ancien bac et dans la poulie, vous devez marquer et percer des trous pour les boulons. Les travaux à ce stade doivent être traités avec le plus grand soin : tous les trous doivent être situés symétriquement afin qu'aucun déséquilibre ne se produise lors de la rotation de l'installation.

Voici à quoi ressemblent les pales d'une autre conception avec un axe de rotation vertical. Chaque lame est fabriquée séparément puis montée dans un appareil commun

Nous plions les lames pour qu'elles ne dépassent pas trop. Lorsque nous effectuons cette partie du travail, nous veillons à prendre en compte le sens de rotation du générateur.

Habituellement, le sens de sa rotation est dans le sens des aiguilles d'une montre. L'angle de courbure des pales affecte la zone d'influence des flux d'air et la vitesse de rotation de l'hélice.

Vous devez maintenant attacher à la poulie un godet avec des lames préparées pour le travail. Nous installons le générateur sur le mât en le fixant avec des pinces. Il ne reste plus qu'à connecter les fils et assembler le circuit. Soyez prêt à noter le schéma de câblage, les couleurs des fils et le marquage des broches. Vous en aurez certainement besoin plus tard. Nous fixons les fils sur le mât de l'appareil.

Ce dessin contient des recommandations détaillées pour l'assemblage de la structure générale et une vue générale de l'appareil déjà assemblé et prêt à l'emploi.

Pour connecter la batterie, vous devez utiliser des fils d'une section de 4 mm². Il suffit de prendre un segment de 1 mètre de longueur. C'est assez.

Et pour connecter une charge au réseau, qui comprend, par exemple, des appareils d'éclairage et électriques, des fils d'une section de 2,5 mm² suffisent. Installez l'onduleur (convertisseur). Pour cela vous aurez également besoin d'un fil de 4 mm².

Avantages et inconvénients du modèle d'éolienne rotative

Si vous avez tout fait avec soin et cohérence, cette éolienne fonctionnera avec succès. Dans ce cas, aucun problème ne surviendra lors de son fonctionnement.

Si vous utilisez un convertisseur de 1 000 W et une batterie de 75 A, cette installation fournira de l'électricité aux appareils de vidéosurveillance, aux alarmes de sécurité et même à l'éclairage public.

Les avantages de ce modèle sont :

• économique;
• les éléments peuvent être facilement remplacés par des neufs ou réparés ;
• aucune condition particulière n'est requise pour le fonctionnement ;
• fonctionnement fiable;
• offre un confort acoustique complet.

Il y a aussi des inconvénients, mais pas trop : les performances de cet appareil ne sont pas très élevées et il dépend fortement des rafales de vent soudaines. Les courants d'air peuvent simplement perturber une hélice improvisée.

Afin de sélectionner avec précision le modèle d'éolienne de la puissance requise avant de commencer les travaux, nous vous conseillons faire un calcul selon les formules données dans l'article recommandé.

Assemblage d'une éolienne axiale sur aimants néodyme

Depuis que les aimants en néodyme sont apparus relativement récemment en Russie, des éoliennes axiales avec des stators sans fer ont commencé à être fabriquées il n'y a pas si longtemps.

L'apparition des aimants a provoqué une forte demande, mais peu à peu le marché est devenu saturé et le coût de ce produit a commencé à baisser. Il devient accessible aux artisans qui l'adaptent immédiatement à leurs différents besoins.

Une éolienne axiale sur aimants néodyme avec un axe de rotation horizontal est une conception plus complexe qui nécessite non seulement des compétences, mais aussi certaines connaissances

Si vous possédez un moyeu d'une vieille voiture avec des disques de frein, nous le prendrons comme base pour le futur générateur axial.

On suppose que cette pièce n’est pas neuve, mais a déjà été utilisée. Dans ce cas, il faut le démonter, contrôler et lubrifier les roulements, nettoyer soigneusement les dépôts sédimentaires et toute rouille. N'oubliez pas de peindre le générateur fini.

En règle générale, le moyeu avec disques de frein est confié aux artisans comme l'un des composants d'une vieille voiture mise au rebut et nécessite donc un nettoyage en profondeur.

Distribution et fixation des aimants

Les aimants en néodyme doivent être collés sur les disques du rotor. Pour notre travail, nous prendrons 20 aimants 25x8mm.

Bien sûr, vous pouvez utiliser un nombre différent de pôles, mais les règles suivantes doivent être respectées : le nombre d'aimants et de pôles dans un générateur monophasé doit correspondre, mais si nous parlons d'un modèle triphasé, alors le rapport Le nombre de pôles aux bobines doit être de 2/3 ou 4/3.

Lors du placement des aimants, les pôles alternent. Il est important de ne pas se tromper. Si vous n'êtes pas sûr de placer correctement les éléments, créez un modèle d'indice ou appliquez les secteurs directement sur le disque lui-même.

Si vous avez le choix, achetez des aimants rectangulaires plutôt que ronds. Dans les modèles rectangulaires, le champ magnétique est concentré sur toute la longueur et dans les modèles ronds, au centre.

Les aimants opposés doivent avoir des pôles différents. Vous ne confondrez rien si vous utilisez un marqueur pour les marquer avec des signes moins ou plus. Pour déterminer les pôles, prenez des aimants et rapprochez-les les uns des autres.

Si les surfaces s'attirent, mettez-leur un plus, si elles se repoussent, marquez-les par des moins. Lorsque vous placez des aimants sur des disques, alternez les pôles.

Les aimants sont installés dans le respect de la règle de l'alternance, les côtés en pâte à modeler sont situés le long des périmètres extérieur et intérieur : le produit est prêt à être rempli de résine époxy.

Pour fixer solidement l'aimant, vous devez utiliser une colle de haute qualité et aussi résistante que possible.

Pour améliorer la fiabilité de la fixation, vous pouvez utiliser de la résine époxy. Il doit être dilué comme indiqué dans les instructions et rempli sur le disque. La résine doit recouvrir tout le disque, mais ne pas en couler. Vous pouvez éviter tout risque de gouttes si vous enveloppez le disque avec du ruban adhésif ou si vous réalisez des barrières temporaires en pâte à modeler constituées d'une bande de polymère autour de son périmètre.

Générateurs monophasés et triphasés

Si l'on compare les stators monophasés et triphasés, ces derniers seront meilleurs. Un générateur monophasé vibre lorsqu'il est chargé. La cause des vibrations est la différence d’amplitude du courant, qui résulte d’une sortie incohérente à un moment donné.

Le modèle triphasé ne présente pas un tel inconvénient. Il se caractérise par une puissance constante due à des phases qui se compensent : lorsque le courant augmente dans l'une, il diminue dans l'autre.

Selon les résultats des tests, le rendement du modèle triphasé est près de 50 % supérieur à celui du modèle monophasé. Un autre avantage de ce modèle est qu'en l'absence de vibrations inutiles, le confort acoustique augmente lorsque l'appareil fonctionne sous charge.

C'est-à-dire qu'un générateur triphasé ne bourdonne pratiquement pas pendant son fonctionnement. Lorsque les vibrations diminuent, la durée de vie de l’appareil augmente logiquement.

Dans la lutte entre les appareils triphasés et monophasés, le triphasé gagne invariablement, car il ne bourdonne pas tellement pendant le fonctionnement et dure plus longtemps que le monophasé.

Règles pour enrouler une bobine

Si vous demandez à un spécialiste, il vous dira qu'avant d'enrouler les bobines, vous devez effectuer un calcul minutieux. Un praticien en la matière se fiera à son intuition.

Nous avons choisi un générateur qui n'était pas très rapide. Notre procédure de charge pour une batterie de douze volts devrait commencer à 100-150 tr/min. De telles données initiales nécessitent que le nombre total de tours de toutes les bobines soit compris entre 1 000 et 1 200 pièces. Il suffit de répartir ce chiffre entre toutes les bobines et de déterminer combien de tours il y aura sur chacune.

Une éolienne à basse vitesse peut être plus puissante si le nombre de pôles augmente. La fréquence des oscillations de courant dans les bobines augmentera. Si vous utilisez un fil de section plus grande pour enrouler les bobines, la résistance diminuera et le courant augmentera. Ne perdez pas de vue le fait qu'une tension plus élevée peut « consommer » du courant en raison de la résistance des enroulements.

Le processus de bobinage peut être rendu plus facile et plus efficace si vous utilisez une machine spéciale à cet effet.

Il n'est pas du tout nécessaire d'effectuer un processus aussi routinier que d'enrouler les bobines à la main. Un peu d'ingéniosité et une excellente machine capable de gérer facilement le bobinage sont déjà là

Les caractéristiques de performance des générateurs faits maison sont fortement influencées par l'épaisseur et le nombre d'aimants situés sur les disques. La puissance totale totale peut être calculée en enroulant une bobine puis en la faisant tourner dans un générateur. La puissance future du générateur est déterminée en mesurant la tension à des vitesses spécifiques sans charge.

Donnons un exemple. Avec une résistance de 3 ohms et 200 tr/min, 30 volts sortent.Si vous soustrayez 12 volts de tension de batterie de ce résultat, vous obtenez 18 volts. Divisez ce résultat par 3 ohms et obtenez 6 ampères. Le volume est de 6 ampères et ira à la batterie. Bien entendu, dans le calcul nous n'avons pas pris en compte les pertes dans les fils et sur le pont de diodes : le résultat réel sera inférieur à celui calculé.

Habituellement, les bobines sont rondes. Mais si vous les étirez un peu, vous obtiendrez plus de cuivre dans le secteur et les virages seront plus droits. Si vous comparez la taille de l'aimant et le diamètre du trou intérieur des bobines, ils doivent alors correspondre ou la taille de l'aimant peut être légèrement plus petite.

Les bobines prêtes à l'emploi doivent correspondre en taille aux aimants : elles doivent être légèrement plus grandes que les aimants ou de taille égale à eux

L'épaisseur du stator que nous réalisons doit être correctement liée à l'épaisseur des aimants. Si le stator est agrandi en augmentant le nombre de tours dans les bobines, l'espace interdisque augmentera et le flux magnétique diminuera. Le résultat peut être le suivant : la même tension est générée, mais en raison de la résistance accrue des bobines, nous recevrons moins de courant.

Le contreplaqué est utilisé pour fabriquer le moule du stator. Cependant, les secteurs des bobines peuvent être marqués sur du papier en utilisant de la pâte à modeler comme bordure.

Si vous placez du tissu en fibre de verre sur les bobines au fond du moule, la résistance du produit augmentera. Avant d'appliquer de la résine époxy, vous devez lubrifier le moule avec de la vaseline ou de la cire, afin que la résine ne colle pas au moule. Certaines personnes utilisent du ruban adhésif ou un film au lieu de lubrifiant.

Les bobines sont fixées les unes aux autres. Dans ce cas, les fins des phases sont mises en évidence. Les six fils sortis doivent être connectés en étoile ou en triangle. En faisant tourner à la main le générateur assemblé, il est testé.Si la tension est de 40 V, le courant sera d'environ 10 ampères.

Assemblage final de l'appareil

La longueur du mât fini doit être d'environ 6 à 12 mètres. Avec de tels paramètres, sa base doit être bétonnée. Le moulin à vent lui-même sera fixé au sommet du mât.

Afin de pouvoir l'atteindre en cas de panne, il est nécessaire de prévoir un support spécial à la base du mât, qui permettra de monter et descendre le tuyau à l'aide d'un treuil manuel.

Le mât auquel est attachée une éolienne s'élève haut, mais l'artisan prudent a fabriqué un dispositif spécial qui permet d'abaisser la structure au sol si nécessaire

Pour réaliser une vis, vous pouvez utiliser un tuyau PVC d'un diamètre de 160 mm. Il servira à découper à partir de sa surface une hélice de deux mètres composée de six pales. Il est préférable de développer vous-même la forme des pales de manière expérimentale. L'objectif est d'augmenter le couple à bas régime.

L'hélice doit être protégée du vent excessif. Pour résoudre ce problème, utilisez une queue pliante. L'énergie générée est stockée dans des batteries.

Nous avons proposé à nos lecteurs deux options d'éoliennes 220 V fabriquées par nos soins, qui bénéficient d'une attention accrue non seulement de la part des propriétaires fonciers de campagne, mais également des résidents d'été ordinaires.

Les deux modèles d’éoliennes sont efficaces à leur manière. Ces appareils peuvent donner des résultats particulièrement bons dans les zones steppiques où les vents sont fréquents et forts. Ils sont suffisamment efficaces pour être utilisés dans une organisation chauffage domestique alternatif et dans la fourniture d'électricité. Et ils ne sont pas si difficiles à construire de vos propres mains.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Cette vidéo montre un exemple d'éolienne avec un axe de rotation horizontal. L'auteur de l'appareil explique en détail les nuances de la conception d'une installation à faire soi-même, attire l'attention du public sur les erreurs qui peuvent être commises lors de la fabrication indépendante d'une éolienne et donne des conseils pratiques.

Veuillez noter qu'accéder à l'appareil, élevé à une hauteur décente, n'est pas si simple. La réinstallation d’une telle éolienne sera très probablement problématique. Par conséquent, la conception pliante du mât dans ce cas ne sera pas du tout superflue.

Cette vidéo montre une éolienne rotative avec un axe de rotation vertical. Cette installation est située bas, réalisée de manière originale et est très sensible : même un léger vent met en mouvement les pales de l'appareil.

Si vous vivez dans une région où les vents ne sont pas considérés comme un phénomène rare, l’utilisation de cette source d’énergie alternative particulière peut être la plus efficace pour vous. Les exemples ci-dessus de moulins à vent fabriqués par nos soins prouvent qu'il n'est pas si difficile de les fabriquer de nos propres mains. L’énergie éolienne est une ressource renouvelable accessible au public qui peut et doit être utilisée.

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