自制小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

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教你如何自制風(fēng)力發(fā)電機(jī) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理 風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)?電能 是風(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)（包括裝置）、調(diào)向器（尾翼）、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。 把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁秋L(fēng)能利用中最基本的一種方式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、 發(fā)電機(jī)（包括裝置）、調(diào)向器（尾翼）、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件 組成。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡(jiǎn)單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。 風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由 2 個(gè)或 3 個(gè)葉片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有 3 種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向，從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部 是利用尾翼來(lái)控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。 限速安全機(jī)構(gòu)是用來(lái)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。 塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出 功率 與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定 的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲(chǔ)存起來(lái)。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。 風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē)葉片旋轉(zhuǎn)，再透過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車(chē)技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開(kāi)始發(fā)電。 風(fēng)力發(fā)電沒(méi)有燃料問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染。 風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國(guó)家很流行；我國(guó)也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個(gè)發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個(gè)有一定科技含 量的 小系統(tǒng)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)＋充電器＋數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來(lái)接受風(fēng)力并通過(guò)機(jī)頭轉(zhuǎn) 為電能；尾翼使葉片始終對(duì)著來(lái)風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn) 生電能。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是 13～ 25V 變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對(duì)蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變 電源 ，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流 220V 市電，才能保證穩(wěn)定使用。 通常人們認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電的功率完全由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率決定，總想選購(gòu)大一點(diǎn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而這是不正確的。目前的風(fēng)力發(fā)電機(jī)只是給電瓶充電，而由電 瓶把電 能貯存起來(lái)，人們最終使用電功率的大小與電瓶大小有更密切的關(guān)系。功率的大小更主要取決于風(fēng)量的大小，而不僅是機(jī)頭功率的大小。在內(nèi)地，小的風(fēng)力發(fā)電機(jī)會(huì) 比大的更合適。因?yàn)樗菀妆恍★L(fēng)量帶動(dòng)而發(fā)電，持續(xù)不 斷的小風(fēng)，會(huì)比一時(shí)狂風(fēng)更能供給較大的能量。當(dāng)無(wú)風(fēng)時(shí)人們還可以正常使用風(fēng)力帶來(lái)的電能，也就是說(shuō) 一臺(tái) 200W 風(fēng)力發(fā)電機(jī)也可以通過(guò)大電瓶與逆變器的配合使用，獲得 500W 甚至 1000W 乃至更大的功率出。 使用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，就是源源不斷地把風(fēng)能變成我們家庭使用的標(biāo)準(zhǔn)市電，其節(jié)約的程度是明顯的，一個(gè)家庭一年的用電只需 20 元電瓶液的代價(jià)。而現(xiàn)在的風(fēng) 力發(fā)電機(jī)比幾年前的性能有很大改進(jìn)，以前只是在少數(shù)邊遠(yuǎn)地區(qū)使用，風(fēng)力發(fā)電機(jī)接一個(gè)15W 的燈泡直接用電，一明一暗并會(huì)經(jīng)常損壞燈泡。而現(xiàn)在由于技術(shù)進(jìn)步，采用先進(jìn)的充電器、逆變器， 風(fēng)力發(fā)電成為有一定科技含量的小系統(tǒng)，并能在一定條件下代替正常的市電。山區(qū)可以借此系統(tǒng)做一個(gè)常年不花錢(qián)的路燈；高速公 路可用它做夜晚的路標(biāo)燈；山區(qū)的孩子可以在日光燈下晚自習(xí)；城市小高層樓頂也可用風(fēng)力電機(jī)，這不但節(jié)約而且是真正 綠色電源 。家庭用風(fēng)力發(fā)電機(jī)，不但可以防 止停電，而且還能增加生活情趣。在旅游景區(qū)、邊防、學(xué)校、部隊(duì)乃至落后的山區(qū)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在成為 人們的采購(gòu)熱點(diǎn)。 無(wú)線 電愛(ài)好者可用自己的技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電 方面為山區(qū)人民服務(wù)，使人們看電視及照明用電與城市同步，也能使自己勞動(dòng)致富。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：風(fēng)力發(fā)電原理是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為風(fēng)輪軸的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能到化學(xué)能最后到電能！ 發(fā)電機(jī)還是有三種：直流發(fā)電機(jī)，同步 /異步交流發(fā)電機(jī)！ 第一種 方法 最近在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)一個(gè) 燒友自己自制了個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，很有借 鑒意義，現(xiàn)在就跟著他一步一步來(lái) 首先，購(gòu)買(mǎi)一個(gè)功率 200w，額定轉(zhuǎn)速為 400右的發(fā)電機(jī) 然后就是制造葉片了，這位達(dá)人用的是這種黑色的 道，在國(guó)內(nèi)好像白色的比較普遍，現(xiàn)在下水管都是這種材料的。切割之后適當(dāng)打磨光滑。 找一個(gè)類似下圖的金屬圓盤(pán)，用來(lái)連接發(fā)電機(jī)和葉片，也就是發(fā)電機(jī)中的輪轂。 在葉片和金屬盤(pán)上打孔，注意打孔的時(shí)候最好配打。 給輪轂找一個(gè)輪轂罩，這樣能防止螺絲風(fēng)吹日曬，同時(shí)也能起到導(dǎo)流的作用 做一個(gè)放發(fā)電機(jī)的支架，木頭的就行了，然后用鐵絲或者鐵片將發(fā)電機(jī)固定 做一個(gè)連接桿，最好這個(gè)地方能裝一個(gè)軸承（原作者沒(méi)有裝） 用水管做一個(gè)塔架，塔架底部如下所示，連發(fā)電機(jī)的電線正好能從這個(gè)洞穿出來(lái)。 連接塔架和發(fā)電機(jī)，用斜拉鋼索固定 做一個(gè)控制器和整流器，這樣就能充電或者直接連電器了，電路原理圖如下 第二種 方法 風(fēng)力發(fā)電機(jī)所需器材和原料 : 1 主體木板 2 片 2 太陽(yáng)能專用馬達(dá) (轉(zhuǎn)軸 上附齒輪 ) 組 3 大齒輪 1 個(gè) 4 小齒輪 1 個(gè) 5 方形木塊 2 個(gè) 6 三孔木塊 1 個(gè) 7 長(zhǎng)形木塊 1 個(gè) 8 金屬棍 1 支 9 綠色 (3V) 1 個(gè) 10 泡棉雙面膠 1 片 11 螺絲釘 (212 支 12 珍珠板 (30 * 30 1 片 13 砂紙 1 張 14 保麗龍膠 1 罐 15 透明膠帶 1 卷 16 美工刀 1 把 17 螺絲起子 1 支 18 圓規(guī) 1 支 19 量角器 1 個(gè) 20 小膠帶 1 卷 圖 1 簡(jiǎn)易風(fēng)力發(fā)電機(jī)制作部分器材，阿拉伯?dāng)?shù)字為器材表內(nèi)的編號(hào)。 【步驟】 一、風(fēng)車(chē)主體組裝 推至距一端約 1 公分，如圖 2。 裝置的方形木塊貼齊主體木板縫隙的邊緣，使用螺絲釘固定，如圖 3。 ※ 簡(jiǎn)易風(fēng)力發(fā)電機(jī)制作注意事項(xiàng)：鎖緊螺絲釘時(shí)，應(yīng)避免用力過(guò)大，導(dǎo)致木塊及主體木板破裂。 將步驟 2 完成的裝置放在主體木板上。 其對(duì)準(zhǔn)主體木板上的孔洞 ;調(diào)整大齒輪位置，使其位于縫隙正中間，并與縫隙平行 ;最后使用螺絲釘固定方形木塊，如圖 4。 的主體木板下端，如圖 5。 主體木板上的凹槽，調(diào)整馬達(dá)主軸上齒輪與大齒輪的咬合位置，使其能順利轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 5。 合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)困難，則剪下一小段砂紙，磨擦主體木板的凹槽底部，直至馬達(dá)位于最佳位置，如圖 6 調(diào)整好后，取出馬達(dá)備用。 自制風(fēng)力發(fā)電機(jī) 固定在三孔木塊上方孔洞，如圖 7。兩支腳分別插入在下方的小孔 (長(zhǎng)腳是正極、短腳是負(fù)極 )，使兩只腳都能伸出孔洞 之外，如圖 8。 內(nèi)部的金屬線露出約 2 公分，如圖 9。 正極 )纏繞在 長(zhǎng)腳 (正極 )，黑色金屬線 (負(fù)極 )纏繞在 短腳 (負(fù)極 )，如圖 10。 0 的裝置以 2 根螺絲釘固定于步驟 7 的主體木板上，如圖 11。 1 的裝置上，再次檢查馬達(dá)是否位在最佳位置。若否，則重覆步驟 7。 個(gè)螺絲釘將第二片主體木板固定，測(cè)試大齒輪與太陽(yáng)能專用馬達(dá)上的小齒輪是否能順利轉(zhuǎn)動(dòng)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)困難，則重新調(diào)整螺絲釘?shù)奈恢茫鐖D12。 二、扇葉組的裁切 板上畫(huà)出四個(gè)直徑分別為 12、 11、 3、 2 公分的同心圓，如圖 13。 自制風(fēng)力發(fā)電機(jī) 以小刀沿著直尺切掉圓周外的珍珠板，重覆此動(dòng)作，直至接近圓形為止，最 后以砂紙磨除圓周邊緣的棱角，如圖14。 以量角器，將圓均分八等分的扇形，如圖 15。 分，使用美工刀將直徑 3~11 公分之間的珍珠板鏤空裁切成為扇葉。 裝置的中心，如圖 16。 八片扇葉以相同夾角 (45 度 )黏貼至扇葉支架上，如圖17。 于轉(zhuǎn)動(dòng)的電扇前，使風(fēng)車(chē)扇葉能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察 是否發(fā)亮，并測(cè)量出最大電壓。 問(wèn)題與討論 1、哪些變因會(huì)影響風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓大小 ? 2、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)利用控制變因的科學(xué)方法，找出風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生最大電壓的扇葉結(jié)構(gòu) (例如扇葉與扇葉支架的夾角、扇葉數(shù)目 ? 等 ) 第三種方法 （外國(guó)） 葉片直徑 成品 報(bào)廢轎車(chē)的輪轂作為風(fēng)電機(jī)的輪轂 更換輪轂軸承 繞線機(jī) —— 用來(lái)繞制風(fēng)電機(jī)線圈 繞好的線圈 —— 作為定子 引出線頭鍍錫 定子線圈在模子里排列成一圈 模子里倒入樹(shù)脂固化 磁鐵排列成一圈 —— 作為轉(zhuǎn)子，倒入樹(shù)脂并固化 你看鋸子都被吸住了，磁性很好 定子和轉(zhuǎn)子進(jìn)行拼合 脫模 澆注好的定子中心上準(zhǔn)備裝上轉(zhuǎn)軸，白色的塑料圈是用來(lái)倒入樹(shù)脂的 澆注固化好的定子轉(zhuǎn)軸 進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組裝 制作葉片 葉片組裝前檢驗(yàn) 葉片裝在轉(zhuǎn)子上 葉片根部細(xì)節(jié) 制作整流轉(zhuǎn)換器 接線 自制風(fēng)力發(fā)電機(jī) 卡片使定子和轉(zhuǎn)子之間保持 右的間隙 自制風(fēng)力發(fā)電機(jī) 自制風(fēng)力發(fā)電機(jī) 能源行業(yè)風(fēng)力發(fā)電勢(shì)頭漸勁，正吸引著電力公用事業(yè)、石油生產(chǎn)商和設(shè)備制造商等主要的國(guó)際投資者。 商業(yè)風(fēng)力發(fā)電興起始于 20 世紀(jì) 90 年代的歐洲。切爾諾貝利災(zāi)難發(fā)生后人們反對(duì)發(fā)展核電，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)后人們對(duì)石油供 應(yīng)感到擔(dān)心，人們認(rèn)為北歐更適合 發(fā)展風(fēng)力發(fā)電。 現(xiàn)在業(yè)內(nèi)分析家認(rèn)為，常規(guī)能源成本驟增以及 ***和技術(shù)因素對(duì)加快風(fēng)力發(fā)電將產(chǎn)生有利影響。高油價(jià)促使人們關(guān)注風(fēng)力發(fā)電。盡管利用石油發(fā)電數(shù)量很少，但是 高油價(jià)對(duì)天然氣和煤等被廣泛用來(lái)發(fā)電的其它燃料價(jià)格有間接的影響。風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展也得益于各國(guó)對(duì)降低溫室氣體排放和減少其它形式的空氣污染的承諾，其中包 括《京都議定書(shū)》以及歐盟制訂的開(kāi)發(fā)可再生能源的目標(biāo)。 業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，利用風(fēng)力發(fā)電的國(guó)家越來(lái)越多，這個(gè)行業(yè)正處在 “ 重大轉(zhuǎn)變時(shí)刻 ” 。隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備廠商，比 如日本的三菱重工、德國(guó)的 西門(mén)子 和 美國(guó)的通用電氣，已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)大型的風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)。通用電氣公司認(rèn)為，風(fēng)力發(fā)電仍將是全球能源工業(yè)增長(zhǎng)最快的部門(mén)。殼牌公司預(yù)期 2050 年可再生能源將 滿足 1/4 或 1/3 的世界能源需求，其中存在巨大的商機(jī)，風(fēng)力發(fā)電是主要投資領(lǐng)域。 目前世界風(fēng)力發(fā)電功率約為 5 萬(wàn)兆瓦，其中歐洲為 兆瓦。歐洲在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，中國(guó)和印度等亞洲國(guó)家風(fēng)力 發(fā)電出現(xiàn)積極增長(zhǎng)，美國(guó)可能成為風(fēng)力發(fā)電的最大市場(chǎng) .