Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii jest jednym z głównych trendów naszych czasów. Czysta i niedroga energia wiatru może być przekształcona w energię elektryczną nawet w domu, jeśli zbudujesz turbinę wiatrową i podłączysz ją do generatora.
Możesz zbudować ostrza generatora wiatru własnymi rękami ze zwykłych materiałów, bez użycia specjalnego sprzętu. Powiemy Ci, która forma ostrzy jest bardziej wydajna i pomoże Ci znaleźć odpowiedni rysunek dla elektrowni wiatrowej.
Jak działa prosty generator wiatru?
Generator wiatru - urządzenie, które umożliwia konwersję energii wiatru na energię elektryczną.
Zasada jego działania polega na tym, że wiatr obraca łopaty, napędza wał, przez który obrót wchodzi do generatora przez przekładnię, co zwiększa prędkość.
Prace elektrowni wiatrowej są szacowane przez KIJÓW - wykorzystanie energii wiatru. Gdy koło wiatrowe obraca się szybko, oddziałuje z dużą ilością wiatru, co oznacza, że pobiera z niego więcej energii.
Dwa główne typy generatorów wiatrowych są podzielone:
- wysoka jakość;
- poziomy.
Modele zorientowane pionowo są zbudowane tak, że oś śmigła jest prostopadła do podłoża. W ten sposób każdy ruch mas powietrza, niezależnie od kierunku, uruchamia strukturę.
Taka wszechstronność jest plusem tego typu turbin wiatrowych, ale przegrywają z modelami poziomymi pod względem wydajności i wydajności operacyjnej.
Poziomy generator wiatru przypomina wiatrowskaz. Aby obrócić ostrza, projekt należy obrócić we właściwym kierunku, w zależności od kierunku ruchu powietrza.
Aby kontrolować i łapać zmiany kierunku wiatru, zainstaluj specjalne urządzenia. Sprawność przy takim ustawieniu śruby jest znacznie wyższa niż przy orientacji pionowej. W zastosowaniach domowych bardziej racjonalne jest stosowanie generatorów wiatrowych tego typu.
Jaki jest najlepszy kształt ostrza?
Jednym z głównych elementów generatora wiatrowego jest zestaw łopat.
Z tymi szczegółami wiąże się wiele czynników, które wpływają na wydajność wiatraka:
- waga;
- rozmiar;
- forma;
- materiał;
- ilość.
Jeśli zdecydujesz się zaprojektować ostrza dla improwizowanego wiatraka, pamiętaj o uwzględnieniu wszystkich tych parametrów. Niektórzy uważają, że im więcej skrzydeł na śrubie generatora, tym więcej energii wiatru można uzyskać. Innymi słowy, im więcej, tym lepiej.
Jednak jest to dalekie od przypadku. Każda pojedyncza część porusza się, pokonując opór powietrza. Tak więc duża liczba łopatek na śrubie wymaga więcej energii wiatru, aby wykonać jeden obrót.
Ponadto, zbyt wiele szerokich skrzydeł może powodować tworzenie się tzw. „Kołpaka powietrznego” przed śmigłem, gdy przepływ powietrza nie przechodzi przez wiatrak, ale pochyla się wokół niego.
Forma ma ogromne znaczenie. Zależy to od prędkości śruby. Słabe owinięcie powoduje trąby powietrzne, które hamują koło wiatrowe
Najbardziej skuteczna jest jednopłaszczyznowa turbina wiatrowa. Ale budowanie i równoważenie własnymi rękami jest bardzo trudne. Konstrukcja jest zawodna, aczkolwiek z wysoką wydajnością. Zgodnie z doświadczeniem wielu użytkowników i producentów turbin wiatrowych, najbardziej optymalnym modelem jest trójłopatowy.
Waga ostrza zależy od jego rozmiaru i materiału, z którego będzie wykonany. Rozmiar należy starannie dobrać, kierując się wzorami do obliczeń. Krawędzie są lepiej traktowane, tak że z jednej strony jest zaokrąglenie, a druga strona jest ostra
Prawidłowa forma ostrza generatora wiatru jest podstawą jego dobrej pracy.
W przypadku produkcji domowej opcje te są odpowiednie:
- typ żeglarstwa;
- typ skrzydła.
Ostrza typu żeglarskiego są prostymi szerokimi pasami, jak w wiatraku. Ten model jest najbardziej oczywisty i łatwy w produkcji. Jednak jego wydajność jest tak niska, że forma ta nie jest praktycznie stosowana w nowoczesnych turbinach wiatrowych. Sprawność w tym przypadku wynosi około 10-12%.
Znacznie bardziej wydajną formą są łopatki profilu skrzydła. Dotyczyło to zasad aerodynamiki, które przenoszą w powietrze ogromne samoloty. Śruba o tym kształcie jest łatwiej napędzana i obraca się szybciej. Przepływ powietrza znacznie zmniejsza opór, jaki napotyka wiatrak na swojej drodze.
Prawidłowy profil powinien przypominać skrzydło samolotu. Z jednej strony ostrze ma pogrubienie, az drugiej łagodne zejście. Masy powietrza płynnie opływają kawałek tego kształtu.
Wydajność tego modelu sięga 30-35%. Dobrą wiadomością jest to, że możesz zbudować ostrze skrzydeł własnymi rękami przy użyciu minimum narzędzi. Wszystkie podstawowe obliczenia i rysunki można łatwo dostosować do wiatraka i korzystać z darmowej i czystej energii wiatru bez ograniczeń.
Co robią ostrza w domu?
Materiały odpowiednie do budowy generatora wiatrowego to przede wszystkim tworzywo sztuczne, lekkie metale, drewno i nowoczesne rozwiązanie - włókno szklane. Głównym pytaniem jest to, ile pracy i czasu chcesz poświęcić na budowę wiatraka.
Rura kanalizacyjna PVC
Najpopularniejszym i najczęściej stosowanym materiałem do produkcji ostrzy z tworzywa sztucznego do generatora wiatrowego jest zwykła rura kanalizacyjna z PCW. Dla większości generatorów domowych o średnicy ślimaka do 2 m wystarczy rura 160 mm.
Zalety tej metody obejmują:
- niska cena;
- dostępność w dowolnym regionie;
- prostota pracy;
- Duża liczba schematów i rysunków w Internecie, wspaniałe doświadczenie.
Rury są różne. Jest to znane nie tylko tym, którzy produkują improwizowane elektrownie wiatrowe, ale wszystkim, którzy napotkali na instalację kanalizacji lub sieci wodociągowej. Różnią się grubością, składem, producentem. Rura jest niedroga, więc nie próbuj dalej obniżać kosztów swojego wiatraka, oszczędzając na rurach PCV.
Słaby materiał plastikowej rury może spowodować pęknięcie ostrzy podczas pierwszego testu, a cała praca zostanie wykonana na próżno.
Najpierw musisz wybrać wzór. Istnieje wiele opcji, każda forma ma swoje zalety i wady. Może warto poeksperymentować najpierw przed wycięciem ostatecznej wersji.
Ponieważ cena rur jest niska i można je znaleźć w każdym sklepie z narzędziami, ten materiał jest idealny na pierwsze kroki w modelowaniu ostrzy. Jeśli coś pójdzie nie tak, zawsze możesz kupić inną rurę i wypróbować ją najpierw, portfel nie ucierpi zbytnio na takich eksperymentach.
Doświadczeni użytkownicy energii wiatrowej zauważyli, że lepiej jest używać pomarańczowych zamiast szarych rur do wytwarzania łopatek do generatora wiatrowego. Utrzymują swój kształt lepiej, nie zginają się po uformowaniu skrzydła i wytrzymują dłużej
Projektanci amatorów preferują PVC, ponieważ podczas testowania złamane ostrze można zastąpić nowym, wykonanym w 15 minut bezpośrednio na miejscu za pomocą odpowiedniego elementu. Proste i szybkie, a co najważniejsze - dostępne.
Aluminium - cienkie, lekkie i drogie
Aluminium to lekki i wytrzymały metal. Jest tradycyjnie używany do produkcji łopatek do turbin wiatrowych. Ze względu na niską masę, jeśli nadasz płycie pożądany kształt, właściwości aerodynamiczne śruby będą na jej wysokości.
Główne obciążenie wiatraka podczas obrotu ma na celu zgięcie i pęknięcie ostrza. Jeśli tworzywo sztuczne podczas takiej pracy szybko pęknie i ulegnie awarii, możesz dłużej liczyć na aluminiową śrubę.
Jeśli jednak porównasz rury aluminiowe i PCV, metalowe płyty będą nadal cięższe. Przy dużych prędkościach ryzyko uszkodzenia samego ostrza i śruby w punkcie mocowania jest świetne.
Inną wadą części aluminiowych jest złożoność produkcji. Jeśli rura z PVC ma zagięcie, które zostanie użyte do nadania właściwości aerodynamicznych ostrza, wówczas aluminium z reguły przyjmuje się w postaci arkusza.
Po wycięciu części zgodnie z szablonem, który sam w sobie jest o wiele trudniejszy niż praca z tworzywem sztucznym, powstały kęs nadal będzie wymagał walcowania i uzyskania prawidłowego zagięcia. W domu i bez narzędzia do tego nie będzie łatwo.
Włókno szklane lub włókno szklane - dla profesjonalistów
Jeśli zdecydujesz się podejść do problemu świadomego tworzenia ostrza i jesteś gotów wydać na nie dużo siły i nerwów, zrobi to włókno szklane. Jeśli wcześniej nie zajmowałeś się turbinami wiatrowymi, rozpoczęcie znajomości symulacji wiatraka z włókna szklanego nie jest najlepszym pomysłem. Proces ten wymaga jednak doświadczenia i umiejętności praktycznych.
Ostrze z kilku warstw włókna szklanego, połączone klejem epoksydowym, będzie trwałe, lekkie i niezawodne. Dzięki dużej powierzchni detal staje się pusty i prawie nieważki.
Do produkcji włókna szklanego przyjmuje się cienki i trwały materiał dostępny w rolkach. Oprócz włókna szklanego, klej epoksydowy jest przydatny do mocowania warstw.
Zacznij od utworzenia macierzy. To jest takie puste miejsce, które stanowi formę przyszłych szczegółów.
Matryca może być wykonana z drewna: drewna, płyty lub kłody. Prosto z tablicy wyciąć wolumetryczną sylwetkę pół-łopatki. Inna opcja - forma z tworzywa sztucznego
Bardzo trudno jest zrobić sobie puste miejsce, musisz mieć gotowy model ostrza wykonanego z drewna lub innego materiału przed oczami, a tylko wtedy matryca części zostaje wycięta przy użyciu tego modelu. Takie matryce potrzebują co najmniej 2. Ale po pomyślnym utworzeniu formy mogą być wielokrotnie używane i wznoszone w ten sposób więcej niż jedna turbina wiatrowa.
Dno formy jest starannie nasmarowane woskiem. Dzieje się tak, aby gotowe ostrze można było łatwo usunąć później. Ułóż warstwę włókna szklanego, powlecz go klejem epoksydowym. Proces powtarza się kilka razy, aż obrabiany przedmiot osiągnie żądaną grubość.
Następnie klej powinien wyschnąć. Niektórzy zalecają umieszczenie formularza w worku próżniowym i wypompowanie powietrza. Lepiej jest, aby klej przenikał wszystkie warstwy włókna szklanego, nie pozostawiając żadnych nieobrobionych obszarów.
Po wyschnięciu kleju epoksydowego połowa części jest ostrożnie usuwana z matrycy. To samo dotyczy drugiej połowy. Części są sklejone ze sobą, tworząc pustą część objętościową. Lekka, trwała, odpowiednia aerodynamiczna tarcza z włókna szklanego - szczyt domu fanów elektrowni wiatrowych.
Jego główną wadą jest złożoność implementacji idei i duża liczba defektów na początku, aż do uzyskania idealnej matrycy, a algorytm tworzenia nie jest udoskonalony.
Tani i wesoły: drewniany detal koła wiatrowego
Drewniane ostrze - metoda dziadka, łatwa do wdrożenia, ale nieefektywna przy obecnym poziomie zużycia energii elektrycznej. Detal może być wykonany z solidnej płyty z lekkich gatunków drewna, na przykład sosny. Ważne jest, aby wybrać dobrze wysuszony kawałek drewna.
Jeśli drewno jest wilgotne, w procesie suszenia śruba może „prowadzić” i ulega deformacji. Tak, a waga mokrego drzewa jest znacznie wyższa niż sucha.
Musisz wybrać odpowiedni kształt, ale weź pod uwagę fakt, że drewniane ostrze nie będzie cienką płytą, taką jak aluminium lub plastik, ale konstrukcją trójwymiarową. Dlatego też, aby ukształtować przedmiot, nie wystarczy zrozumieć zasady aerodynamiki i wyobrażać sobie zarysy ostrza we wszystkich trzech wymiarach.
Podaj ostateczną formę drzewa, która będzie miała samolot, lepsze elektro. W celu zapewnienia trwałości drewno traktuje się antyseptycznym lakierem ochronnym lub farbą.
Główną wadą tej konstrukcji jest duża waga śruby. Aby przenieść tego kolosa z ziemi, wiatr musi być na tyle silny, aby był w zasadzie trudny. Jednak drewno jest materiałem dostępnym. Płyty, które nadają się do stworzenia śruby turbiny wiatrowej, można znaleźć bezpośrednio na twoim podwórku, nie wydając ani grosza. I to jest główna zaleta drewna w tym przypadku.
Sprawność drewnianego ostrza ma tendencję do zera. Z reguły czas i wysiłek włożony w stworzenie takiego wiatraka nie są warte wyniku wyrażonego w watach. Jednak jako model treningowy lub próbna kopia drewnianej części jest całkiem odpowiednim miejscem. A wiatrowskaz z drewnianymi ostrzami wygląda spektakularnie na miejscu.
Rysunki i przykłady ostrzy
Bardzo trudno jest prawidłowo obliczyć śrubę generatora wiatrowego, nie znając podstawowych parametrów wyświetlanych w formule, a także nie mając pojęcia, jak te parametry wpływają na działanie wiatraka.
Lepiej nie marnować czasu, jeśli nie ma ochoty zagłębiać się w podstawy aerodynamiki. Gotowe schematy o podanych parametrach pomogą Ci wybrać odpowiednie ostrze do elektrowni wiatrowej.
Łopatki do śmigła dwułopatowego. Wykonana jest z rury kanalizacyjnej 110 średnicy. Średnica wiatraka śrubowego w tych obliczeniach - 1 m
Taka mała turbina wiatrowa nie będzie w stanie zapewnić ci dużej mocy. Najprawdopodobniej z tego projektu nie można wycisnąć więcej niż 50 watów. Jednak śruba z dwoma ostrzami wykonana z lekkiej i cienkiej rury z PVC zapewni dużą prędkość obrotową i zapewni działanie wiatraka nawet przy lekkim wietrze.
Rysunek ostrza śmigła trójłopatowego generatora wiatru z rury o średnicy 160 mm. Szacowana prędkość w tej wersji - 5 przy wietrze 5 m / s
Trzy-łopatkowe śmigło o tym kształcie może być używane do jednostek o większej mocy, około 150 W przy 12 V. Średnica całej śruby w tym modelu osiąga 1, 5 m. Koło wiatrowe obraca się szybko i łatwo zaczyna się poruszać. Trójskrzydłowe turbiny wiatrowe są najbardziej powszechne w domowych elektrowniach.
Rysowanie ostrzy domowej roboty dla 5-łopatkowej śmigłowej turbiny wiatrowej. Wykonana jest z rury PCV o średnicy 160 mm. Szacowana prędkość - 4
Takie pięcioramienne śmigło będzie w stanie wydać do 225 obrotów na minutę przy projektowej prędkości wiatru 5 m / s. Aby zbudować ostrze zgodnie z proponowanymi rysunkami, należy przenieść współrzędne każdego punktu z kolumn „Współrzędne przedniej / tylnej części” na powierzchnię plastikowej rury kanalizacyjnej.
Zgodnie z poniższą tabelą można obliczyć średnicę wiatraka z 2-16 ostrzami. W takim przypadku możesz wybrać rozmiar żądanej mocy wyjściowej.
Z tabeli widać, że im większe skrzydła turbiny wiatrowej, tym krótsza powinna być ich długość, aby uzyskać prąd o tej samej mocy.
Jak pokazuje praktyka, dość trudno jest utrzymać generator wiatru o średnicy większej niż 2 metry. Jeśli zgodnie z tabelą potrzebujesz większej turbiny wiatrowej, pomyśl o zwiększeniu liczby łopat.
Dzięki zasadom i zasadom obliczania generatora wiatrowego zapozna się z artykułem, w którym krok po kroku opisany jest proces wykonywania obliczeń.
Wykonaj równoważenie wiatraka
Równoważenie łopatek turbin wiatrowych pomoże zwiększyć wydajność pracy. W celu wdrożenia równoważenia należy znaleźć pomieszczenie, w którym nie ma wiatru lub przeciągu. Oczywiście, w przypadku koła o średnicy większej niż 2 m, trudno będzie znaleźć taki pokój.
Ostrza są montowane w gotową konstrukcję i instalowane w pozycji roboczej. Oś powinna być ściśle pozioma. Płaszczyzna, w której śruba będzie się obracać, musi być ustawiona pionowo, prostopadle do osi i poziomu podłoża.
Śruba, która się nie porusza, musi zostać obrócona o 360 / x stopni, gdzie x = liczba ostrzy. W idealnej sytuacji zrównoważony wiatrak nie będzie się odchylał o jeden stopień, ale pozostanie nieruchomy. Jeśli ostrze obróciło się pod własnym ciężarem, należy je nieznacznie skorygować, zmniejszyć ciężar z jednej strony, wyeliminować odchylenie od osi.
Proces powtarza się, aż śruba zostanie całkowicie zamocowana w dowolnej pozycji. Ważne jest, aby podczas równoważenia nie było wiatru. Może to zniekształcić wyniki testu.
Ważne jest również, aby upewnić się, że wszystkie części obracają się ściśle w tej samej płaszczyźnie. Aby sprawdzić w odległości 2 mm po obu stronach jednego z ostrzy, zamontuj płytki kontrolne. Podczas ruchu żadna część śruby nie powinna dotykać płyty.
Aby sterować generatorem wiatrowym z wytworzonymi łopatkami, należy zmontować system, który gromadzi odebraną energię, zachowuje ją i przekazuje konsumentowi. Jednym ze składników systemu jest kontroler. Aby dowiedzieć się, jak zrobić kontroler dla wiatraka, dowiesz się, po przeczytaniu zalecanego przez nas artykułu.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Zbudowanie turbiny wiatrowej własnymi rękami ze złomu jest całkiem możliwe. Jeśli zaczniesz od prostszych modeli, pierwsza próba prawdopodobnie się powiedzie. Dzięki doświadczeniu podejmuj bardziej złożone pomysły, aby uzyskać najbardziej wydajny i wydajny generator wiatrowy.
Wideo # 1. Jak zrobić wiatrak z rur PVC:
Wideo # 2. Generator wiatru własnymi rękami:
Wideo # 3. Turbina stalowa ocynkowana:
Если вы хотите использовать чистую и безопасную энергию ветра для бытовых нужд и не планируете тратить огромные деньги на покупку дорогостоящего оборудования, самодельные лопасти из обычных материалов будут подходящей идеей. Не бойтесь экспериментов, и вам удастся еще больше усовершенствовать существующие модели винтов ветряка.
Хотите рассказать, как собственноручно делали лопасти для ветряка, снабжающего электроэнергией дачу? Желаете поделиться полезной информацией с посетителями сайта или задать вопрос? Napisz komentarze w polu poniżej.