Máy Phát Điện Là Gì, Hướng Dẫn Tự Chế Máy Phát Điện Gió Bằng Motor

Trong thời đại mà việc tìm kiếm các nguồn năng lượng sạch và bền vững trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, gió - một trong những nguồn năng lượng tự nhiên phong phú và miễn phí - mở ra những khả năng vô tận. Cùng với sự gia tăng nhận thức về tác động của chúng ta đến môi trường và nhu cầu giảm chi phí năng lượng, việc tự chế tạo máy phát điện gió từ motor không chỉ là một sở thích đáng giá mà còn là một biện pháp thiết thực. Trong bài viết "Máy Phát Điện Là Gì, Hướng Dẫn Tự Chế Máy Phát Điện Gió Bằng Motor", chúng ta sẽ cùng nhau khám phá bí mật của việc chuyển đổi gió thành điện - quá trình biến đổi cơ năng thành điện năng, mở ra cánh cửa mới để tiếp cận với năng lượng xanh mà không cần bỏ ra quá nhiều chi phí.

Dù bạn là người yêu thích DIY, một chủ hộ muốn cắt giảm hóa đơn tiền điện, hay chỉ đơn giản là muốn góp phần bảo vệ môi trường, việc tự chế máy phát điện gió từ những motor cũ có thể trở thành một dự án thú vị và ý nghĩa. Không chỉ giúp bạn tiết kiệm chi phí, dự án này còn mang lại cơ hội tận dụng nguồn năng lượng tái tạo, góp phần giảm thiểu phát thải carbon và bảo vệ hành tinh của chúng ta. Hãy cùng chúng tôi bắt đầu hành trình khám phá cách tạo ra điện từ những cơn gió, và biến ý tưởng tự chế thành hiện thực, mở ra một chương mới trong cuốn sách về năng lượng sạch và bền vững.

1. Khái niệm máy phát điện gió

Máy phát điện gió là một trong những thiết bị có khả năng biến đổi cơ năng thành điện năng, động cơ thường hoạt động theo nguyên lý cảm ứng điện từ. Nguồn cơ năng sơ cấp của động cơ khi tự chế máy phát điện gió bằng motor có thể là các tua bin hơi, tua bin nước, động cơ đốt trong, cũng có thể là tua bin gió hoặc những nguồn cơ năng khác. 

Động cơ của máy phát điện gió có thể dễ dàng cung cấp được công suất cao

Máy phát điện luôn giữ một vai trò then chốt, không thể thiếu trong những thiết bị cung cấp điện. Nó thực hiện đến 3 chức năng: vừa phát điện, vừa chỉnh lưu và hiệu chỉnh điện áp. Hiện nay, trên thị trường đang phổ biến 2 loại máy phát điện, đó là máy phát điện chạy xăng và 1 loại máy phát điện chạy dầu.

2. Cách làm máy phát điện từ motor

Cấu tạo máy phát điện bao gồm có các phần sau:

• Động cơ (motor)
• Đầu phát của máy phát điện
• Hệ thống nhiên liệu
• Ổn áp của động cơ
• Hệ thống làm mát động cơ
• Hệ thống xả
• Bộ nạp của bình ắc quy
• Control Panel hay còn gọi là thiết bị điều khiển

Khi chế tạo máy phát điện, người ta sẽ sử dụng 2 bộ phận chính của máy là cuộn dây được lấy từ máy quạt trần và 1 chiếc nam châm lấy từ trong ổ cứng chiếc máy tính bị hỏng. Ngoài ra còn có một số vật liệu đặc biệt khác để thiết kế thành tua bin gió với trục đứng. Khi có gió, tuabin này sẽ quay và khiến cho các nam châm quay xung quanh các cuộn dây để có thể tạo ra dòng điện theo nguyên lý cảm ứng điện từ.

3. Nguyên lý hoạt động của động cơ máy phát điện

a) Động cơ phát điện

Là nguồn năng lượng cơ học ở phần đầu vào của máy phát điện. Nguồn nhiên liệu chủ yếu của máy phát điện thường được dùng là Diesel, xăng, Propan (ở 2 dạng lỏng và khí) hoặc đơn giản là khí thiên nhiên. Đối với motor phát điện mini thường chạy bằng xăng trong khi các động cơ lớn hơn sẽ chạy bằng dầu Diesel, Propan lỏng hoặc khí thiên nhiên. Ngoài ra còn có một số máy phát điện dùng nguồn nhiên liệu kép, vừa là nhiên liệu Diesel lại vừa dùng khí đốt.

b) Đầu phát của motor phát điện gió

Bao gồm 1 tập hợp các bộ phận của phần tĩnh và các thành phần động cơ có thể di chuyển được, chúng có chức năng sản xuất điện từ các nguồn nhiên liệu cơ học được cung cấp. Các phần này sẽ làm việc với nhau để tạo ra chuyển động tương đối giữa lực từ và điện, do đó cũng sẽ tạo ra điện.

Stato còn gọi là phần cảm: Đây là thành phần cố định, không thể di chuyển được, bao gồm có 1 tập hợp các dây dẫn điện được quấn lại thành dạng cuộn trên 1 chiếc lõi sắt.

Roto còn gọi là phần ứng: Là thành phần chuyển động, chúng sẽ tạo ra từ trường quay.

Sơ đồ máy phát điện gió bằng motor

c) Những tính năng thông dụng của hệ thống nhiên liệu 

Ống nổi được nối từ bồn chứa nhiên liệu cho đến động cơ: Đây là dòng cung cấp, giúp hướng dẫn nhiên liệu chạy ra động cơ.

Ống thông gió của bình nhiên liệu: Thông thường, các bồn chứa nhiên liệu có 1 đường ống thông gió, dùng để ngăn chặn sự gia tăng áp lực hoặc gia tăng chân không trong quá trình bơm khí cũng như hệ thống thoát nước của bể chứa. Khi được nạp đầy bình nhiên liệu thì động cơ sẽ đảm bảo sự tiếp xúc khô giữa chiếc vòi phun phụ và bể chứa nhiên liệu để ngăn ngừa các tia lửa điện sinh ra có thể gây hỏa hoạn.

Kết nối tràn bắt đầu từ bồn chứa nhiên liệu chạy đến các đường ống cống: Chính việc làm này sẽ góp phần hạn chế nhiên liệu và không làm đổ các chất lỏng lên máy phát điện, cho dù có bị tràn nhiên liệu trong quá trình bơm.

Bình lọc nhiên liệu, bộ phận tách nước và vật lạ trong nhiên liệu lỏng nhằm mục đích bảo vệ các thành phần khác bên trong nhiên liệu tổng hợp.

Kim phun: Giúp phun chất lỏng dưới dạng phun sương bằng phương pháp đốt động cơ.

d) Ổn áp của máy phát điện gió

Đây chính là bộ phận quy định điện áp ở phía đầu ra của 1 chiếc máy phát điện. 

e) Hệ thống làm mát của động cơ

Liên tục sử dụng hệ thống làm lạnh cho động cơ có thể làm nóng các thành phần còn lại của máy phát điện. Do đó, máy cần thiết có 1 hệ thống làm mát và thông gió nhằm thu hồi lại lượng nhiệt sinh ra trong quá trình hoạt động.

f) Hệ thống xả của động cơ

Tác dụng: Giúp xử lý khí thải được thoát ra từ động cơ máy phát điện. Ống xả thường sử dụng chất liệu gang, sắt rèn hoặc bằng thép. Ống xả được gắn liền với động cơ bằng phương pháp sử dụng kết nối vô cùng linh hoạt. Do đó, giảm thiểu rung động và ngăn ngừa được những thiệt hại không mong muốn cho hệ thống ống xả của chiếc máy phát điện. 

Sơ đồ hệ thống tuabin gió của máy phát điện gió chạy bằng motor

g) Hệ thống bôi trơn của máy phát

Có tác dụng giúp cho động cơ hoạt động một cách bền bỉ và êm ái trong suốt 1 thời gian dài. Động cơ của máy phát điện cũng được bôi trơn chính bằng dầu được lưu trữ trong 1 chiếc máy bơm. Các bạn cần kiểm tra mức dầu bôi trơn sau khi máy đã vận hành được 8h, đồng thời kiểm tra ngăn ngừa rò rỉ các chất bôi trơn và thay dầu sau mỗi 500h máy phát điện vận hành.

Video nguyên lý hoạt động của máy phát điện đồng bộ

4. Điểm giống nhau của máy phát điện và động cơ điện là gì?

Những điểm khác:

• Máy phát điện 3 pha thường sử dụng cơ năng, khi nam châm chuyển động quay trong cuộn dây thì điện áp sẽ sinh ra ở giữa 2 đầu của cuộn dây.
• Động cơ không đồng bộ 3 pha thường sử dụng điện năng, khi đó dòng điện đi qua vòng dây sẽ làm xuất hiện từ trường tròn, đồng thời sinh lực từ để giúp kéo động cơ.

Những điểm giống đó là:

• Máy điện không đồng bộ 3 pha là loại máy điện xoay chiều, chúng thường làm việc theo nguyên lý cảm biến điện từ, do đó có tốc độ quay của roto n sẽ khác với tốc độ quay của từ trường.
• Máy điện không đồng bộ 3 pha có 2 dây quấn, đó là dây quấn stato (dây sơ cấp) với lưới điện có tần số không đổi và dây quấn roto (dây thứ cấp). Dòng điện trong dây quấn roto được sinh ra nhờ vào sức điện động cảm ứng, chúng có tần số phụ  thuộc vào roto, tức là phụ thuộc vào hệ thống tải trên trục của máy.
• Cũng như các máy điện gió khác, máy điện không đồng bộ 3 pha có tính thuận nghịch, có nghĩa là chúng có thể làm việc được ở chế độ động cơ điện cũng như máy phát điện.

5. Tự chế máy phát điện gió bằng motor có khả thi không?

Chúng ta có thể tự chế máy phát điện gió bằng motor cũ như: motor máy xây sinh tố, motor máy giặt cũ, motor quạt điện cũ, các loại motor 1 pha, các loại motor 3 pha, các loại motor mini,...

Để chuẩn bị chế tạo máy phát điện bằng tuabin gió sử dụng trong gia đình, chúng ta cần chuẩn bị:

• Một máy phát điện (còn gọi là Generator).
• Một bộ cánh để xử lý hướng gió.
• Pin và 1 hệ thống điều khiển: Các bạn có thể trang bị 1 động cơ Ametek khoảng 30V (với giá thị trường hiện nay khoảng 700.000 đồng).
• Cánh quạt (Blade): Gió thổi qua các cánh quạt chính là nguyên nhân làm cho chúng chuyển động và quay.
• Trụ đỡ Tower: Được làm bằng 1 thanh thép hình trụ hoặc thanh dằn bằng chất liệu thép. 

Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ các dụng cụ, chúng ta làm như sau:

Bước 1: Làm cánh quạt của máy từ ống nhựa PVC

Với cách làm máy phát điện từ motor này, bạn có thể sử dụng ống nhựa PVC có đường kính tầm 10cm, cắt 1 ống có chiều dài khoảng 60cm để có thể chế tạo ra được 4 cánh quạt. Trước hết, bạn hãy vẽ lên chiếc ống rồi cắt ống ra thành 2 phần, sau đó cắt 1 lần nữa để được 4 phần bằng nhau.

Bước 2: Làm một Hub để gắn được cánh quạt và động cơ

Bạn cần tìm 1 chiếc bánh răng (hoặc 1 chiếc ròng rọc) có đường kính vừa phải so với đường kính phần nối liền của cánh quạt. Sau đó lấy một miếng nhôm có đường kính khoảng 12cm để tiến hành gắn cánh quạt. Khi xong, sử dụng máy khoan để bắt các đinh ốc cánh quạt vào bánh răng.

Tự chế máy phát điện gió bằng motor theo sơ đồ minh họa trên đây

Bước 3: Gắn cánh quạt vào bánh răng

Thực hiện lắp cánh quạt vào bánh răng và bắt chặt lại bằng đinh ốc, tiếp đến bạn sử dụng 1 chiếc nắp hình tròn để gắn lên nhằm che lấp đi phần đầu của cánh quạt.

Bước 4: Chế tạo bộ phận định hướng cho động cơ tuabin gió

Cắt 1 thanh gỗ có chiều dài khoảng 70cm, sau đó tiến hành gắn động cơ vào 1 đầu, 1 đầu còn lại bạn hãy lắp một miếng nhôm cứng có chiều dài khoảng 30cm, chiều rộng 24cm. Tiếp đến, bạn hãy gắn thanh gỗ với 1 trục kim loại có dạng hình trụ sử dụng làm trục đỡ.

Khi tiến hàng dùng motor làm máy phát điện, bạn cũng cần chú ý rằng trục kim loại này phải rỗng bên trong để có thể luồn được 1 dây điện chạy ở bên trong.

Bước 5: Làm hệ thống điều khiển điện tử

Bạn có thể tự làm cho mình 1 mạch điều khiển điện tử cho máy phát điện. Hoặc có thể mua hệ thống điều khiển này tại 1 số cửa hàng chuyên kinh doanh các linh kiện điện tử.

Cuối cùng, khởi động hệ thống điều khiển nhằm giúp vận hành máy phát điện gió của mình thôi nào!

6. So sánh hiệu suất và chi phí giữa việc tự chế và mua sẵn máy phát điện gió

Khi xem xét việc tự chế hay mua sẵn máy phát điện gió, hai yếu tố quan trọng cần so sánh là chi phí và hiệu suất.

Về chi phí, việc tự chế có thể tiết kiệm được khoản chi phí ban đầu đáng kể so với mua sẵn. Tuy nhiên, bạn cần có kiến thức, kỹ năng và công sức để tự lắp ráp máy. Hơn nữa, việc tự chế cũng có thể dẫn tới chi phí sửa chữa và bảo trì cao hơn do thiếu kinh nghiệm và trình độ chuyên môn.

Ngược lại, máy mua sẵn có giá thành ban đầu cao hơn nhưng thường đi kèm chế độ bảo hành và hỗ trợ kỹ thuật từ nhà sản xuất. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro và chi phí bảo trì trong tương lai.

Về hiệu suất, nếu thiết kế và lắp đặt chuẩn xác, máy tự chế có thể đạt hiệu suất tương đương hoặc thậm chí cao hơn so với máy mua sẵn. Tuy nhiên, điều này phụ thuộc rất nhiều vào kinh nghiệm, kỹ năng và kiến thức kỹ thuật của người tự chế.

7. Các vấn đề an toàn và quy định pháp lý liên quan đến việc tự chế máy phát điện gió

Khi tự chế máy phát điện gió, vấn đề an toàn cần được ưu tiên hàng đầu. Các bộ phận quay của turbine gió có thể gây nguy hiểm nếu không được thiết kế và lắp đặt đúng cách.

Ngoài ra, việc lắp đặt máy phát điện gió cần tuân thủ các quy định xây dựng và quy hoạch đô thị tại địa phương. Một số khu vực có thể hạn chế hoặc cấm việc lắp đặt turbine gió. Trước khi bắt tay vào dự án, bạn nên liên hệ cơ quan chức năng để biết rõ các quy định.

Ngoài ra, hệ thống điện do máy phát điện gió tự chế tạo ra cũng cần đảm bảo an toàn, tránh gây ra chập điện, cháy nổ. Các thiết bị điện cần được kiểm định và lắp đặt bởi người có chuyên môn.

8. Hướng dẫn chọn lựa và bảo dưỡng motor cũ

Động cơ là trái tim của máy phát điện gió nên việc lựa chọn motor cũ phù hợp là vô cùng quan trọng. Khi chọn motor, cần ưu tiên các model có công suất và tốc độ quay phù hợp để đạt hiệu suất cao nhất.

Kiểm tra kỹ tình trạng motor trước khi quyết định, chú ý đến mức độ hao mòn của các bộ phận, độ rơ của trục quay. Chỉ nên chọn những motor hoạt động ổn định, ít rung lắc, tiếng ồn bất thường.

Sau khi lắp đặt, cần thực hiện bảo dưỡng định kỳ như bôi trơn các chi tiết, vệ sinh bụi bẩn, kiểm tra đai ốc và các mối nối,.. để đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất hoạt động của motor. Lưu ý không để motor hoạt động khi quá tải trong thời gian dài.

9. Tích hợp hệ thống lưu trữ năng lượng

Việc kết hợp sử dụng máy phát điện gió với hệ thống lưu trữ năng lượng như pin, ắc quy giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng. Điện gió được dự trữ lại để sử dụng khi không có gió thổi hoặc nhu cầu điện tăng cao.Hệ thống lưu trữ cũng đảm bảo nguồn điện ổn định, liên tục cho các thiết bị điện trong gia đình. Trường hợp mất điện lưới, năng lượng tích trữ sẽ tự động cấp điện cho hệ thống, giúp duy trì hoạt động thiết yếu.

10. Tối ưu hóa hiệu suất máy phát qua thiết kế cánh quạt

Thiết kế cánh quạt ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất hoạt động của máy phát điện gió. Các yếu tố then chốt cần xem xét gồm:

• Hình dạng cánh quạt: cánh hình thang, hình cánh chim giúp tối ưu dòng khí.
• Kích thước cánh quạt: diện tích bề mặt lớn giúp thu nhiều năng lượng gió hơn.
• Góc đặt cánh quạt: góc nghiêng nhất định giúp tăng lực nâng và đẩy của gió.

Các thông số cần được tính toán kỹ lưỡng để đạt được hiệu suất cao nhất có thể.

11. Cách tính toán và lựa chọn vị trí lắp đặt

Yếu tố then chốt ảnh hưởng đến hiệu quả máy phát điện gió là lượng gió thu được. Do đó, việc lựa chọn vị trí lắp đặt phù hợp là vô cùng quan trọng.Các yếu tố cần xem xét gồm:

• Hướng gió thịnh hành trong khu vực
• Tốc độ gió trung bình
• Các vật cản xung quanh ảnh hưởng đến dòng khí

Khu vực có nhiều gió, ít vật cản sẽ là lựa chọn lý tưởng để đặt máy phát điện gió. Các thông số cụ thể cần được đo đạc và tính toán kỹ càng để đưa ra quyết định cuối cùng.

Kết luận:

Việc tự chế tạo máy phát điện gió bằng motor không chỉ là một dự án thú vị và giáo dục mà còn có thể mang lại lợi ích thiết thực về mặt kinh tế và môi trường. Tuy nhiên, để đảm bảo sự thành công và an toàn của dự án, cần phải tiến hành nghiên cứu kỹ lưỡng, chuẩn bị cẩn thận và tuân thủ các quy định liên quan. Hy vọng rằng với những thông tin và hướng dẫn cung cấp trong bài viết này, bạn sẽ có thêm kiến thức và động lực để bắt đầu hoặc tiếp tục hành trình khám phá và tận dụng năng lượng gió.

Nội Dung Có Thể Bạn Quan Tâm:

• Hướng Dẫn Làm Máy Phát Điện Từ Motor Đơn Giản Nhưng Hiệu Quả
• Động Cơ Điện: Cấu Tạo, Ứng Dụng, Thông Số Kỹ Thuật Và Cách Lựa chọn
• Động Cơ Điện 3 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
• Giá Động Cơ Điện 3 Pha - Giá Motor Điện 3 Pha
• Động Cơ Điện 1 Pha: Cấu Tạo, Nguyên Lý Hoạt Động Và Ứng Dụng
• Thông Số Kỹ Thuật Motor Điện 1 Pha Và Motor 3 Pha
• Motor Điện Là Gì? Các Phương Pháp Khởi Động Motor 3 Pha