Využívanie alternatívnych zdrojov energie je jedným z hlavných trendov našej doby. Čistú a cenovo dostupnú veternú energiu možno premeniť na elektrinu aj vo vašej domácnosti, ak postavíte veternú turbínu a pripojíte ju k generátoru.
Čepele pre veterný generátor môžete postaviť vlastnými rukami z bežných materiálov bez použitia špeciálneho vybavenia. Povieme vám, aká forma čepelí je efektívnejšia a pomôže vám nájsť správnu kresbu pre veternú elektráreň.
Ako funguje jednoduchý generátor vetra?
Veterný generátor - zariadenie, ktoré umožňuje premenu veternej energie na elektrickú energiu.
Princíp jeho činnosti spočíva v tom, že vietor otáča lopatkami, poháňa hriadeľ, cez ktorý rotácia vstupuje do generátora cez prevodovku, čo zvyšuje rýchlosť.
Prácu veternej elektrárne odhaduje KIEV - využívanie veternej energie. Keď sa koleso vetra rýchlo otáča, reaguje s množstvom vetra, čo znamená, že z neho spotrebuje viac energie.
Dva hlavné typy veterných generátorov sú rozdelené:
- vysoká kvalita;
- vo vodorovnej polohe.
Vertikálne orientované modely sú postavené tak, že os vrtule je kolmá na zem. Akýkoľvek pohyb vzdušných hmôt, bez ohľadu na smer, nastavuje štruktúru do pohybu.
Takáto všestrannosť je plusom tohto typu veternej turbíny, ale strácajú horizontálne modely z hľadiska produktivity a prevádzkovej efektívnosti.
Horizontálny veterný generátor sa podobá korouhvičke. Aby sa čepele mohli otáčať, musí sa konštrukcia otáčať správnym smerom v závislosti od smeru pohybu vzduchu.
Na kontrolu a zachytávanie zmien smeru vetra nainštalujte špeciálne zariadenia. Účinnosť tohto usporiadania skrutky je omnoho vyššia ako pri vertikálnej orientácii. Pri domácom používaní je racionálnejšie používať veterné generátory tohto typu.
Aký je najlepší tvar čepele?
Jedným z hlavných prvkov veterného generátora je sada lopatiek.
S týmito podrobnosťami súvisia viaceré faktory, ktoré ovplyvňujú účinnosť veterného mlyna:
- hmotnosti;
- veľkosť;
- tvaru;
- materiál;
- množstvo.
Ak sa rozhodnete navrhnúť čepele pre improvizovaný veterný mlyn, nezabudnite zvážiť všetky tieto parametre. Niektorí veria, že čím viac krídiel na skrutku generátora, tým viac veternej energie je možné získať. Inými slovami, čím viac, tým lepšie.
To je však ďaleko od prípadu. Každá jednotlivá časť sa pohybuje, prekonáva odpor vzduchu. Takže veľký počet lopatiek na skrutke vyžaduje viac veternej energie, aby sa vytvoril jeden obrat.
Okrem toho príliš veľa širokých krídel môže spôsobiť vznik takzvaného "vzduchového uzáveru" pred vrtuľou, keď prúd vzduchu neprechádza cez veterný mlyn, ale ohýba sa okolo neho.
Forma má veľký význam. Závisí to od rýchlosti skrutky. Slabý obal spôsobuje vírenie, ktoré zabraňuje vetru
Najúčinnejšia je veterná turbína s jednou čepeľou. Ale budovať a vyvážiť ho vlastnými rukami je veľmi ťažké. Dizajn je nespoľahlivý, aj keď s vysokou účinnosťou. Podľa skúseností mnohých užívateľov a výrobcov veterných turbín je najoptimálnejším modelom trojlistový.
Hmotnosť čepele závisí od jeho veľkosti a materiálu, z ktorého sa bude vyrábať. Veľkosť je potrebné starostlivo vybrať, pričom sa riadi vzorcami pre výpočty. Hrany sú lepšie spracované tak, že na jednej strane je zaoblenie a opačná strana je ostrá
Správna forma čepele pre veterný generátor je základom jeho dobrej práce.
Pre domácu výrobu sú tieto možnosti vhodné:
- typ plachtenia;
- typ krídla.
Čepele typu plachetnice sú jednoduché široké pásy, ako napríklad vo veternom mlyne. Tento model je najzreteľnejší a ľahko sa vyrába. Jeho účinnosť je však taká nízka, že sa táto forma prakticky nepoužíva v moderných veterných turbínach. Účinnosť v tomto prípade je asi 10-12%.
Oveľa efektívnejšou formou sú lopatky profilu krídla. Jednalo sa o princípy aerodynamiky, ktoré sa dostanú do vzdušných obrovských lietadiel. Skrutka tohto tvaru sa ľahšie poháňa a otáča rýchlejšie. Prietok vzduchu dramaticky znižuje odpor, s ktorým sa veterný mlyn stretáva na svojej ceste.
Správny profil by mal pripomínať krídlo lietadla. Na jednej strane má čepeľ zhrubnutie a na druhej strane jemný zostup. Vzduchové hmoty prúdia okolo kusu tohto tvaru veľmi hladko.
Účinnosť tohto modelu dosahuje 30-35%. Dobrou správou je, že si môžete vytvoriť krídlo čepele vlastnými rukami pomocou minimálneho množstva nástrojov. Všetky základné výpočty a výkresy sa dajú ľahko prispôsobiť vášmu veternému mlynu a bez obmedzení používať bezplatnú a čistú veternú energiu.
Čo robia čepele doma?
Materiály vhodné na výstavbu veterného generátora sú predovšetkým plastové, ľahké kovy, drevo a moderné riešenie - sklolaminát. Hlavnou otázkou je, koľko práce a času ste ochotní vynaložiť na výrobu veterného mlyna.
PVC kanalizačné potrubie
Najobľúbenejším a najrozšírenejším materiálom na výrobu plastových lopatiek pre veterný generátor je obyčajná PVC kanalizačná rúra. Pre väčšinu domácich generátorov s priemerom skrutky do 2 m postačí potrubie 160 mm.
Medzi výhody tejto metódy patria:
- nízka cena;
- dostupnosť v ktoromkoľvek regióne;
- jednoduchosť práce;
- Veľké množstvo schém a kresieb na internete, veľký zážitok.
Rúry sú rôzne. Toto je známe nielen tým, ktorí vyrábajú improvizované veterné elektrárne, ale všetkým, ktorí sa stretli s inštaláciou kanalizačného systému alebo vodovodu. Líšia sa hrúbkou, zložením, výrobcom. Rúra je lacná, takže sa nesnažte ďalej znižovať náklady na Váš veterný mlyn, čo šetrí PVC rúry.
Slabý plastový materiál môže spôsobiť prasknutie čepelí počas prvej skúšky a všetka práca bude zbytočná.
Najprv musíte rozhodnúť o vzore. Existuje mnoho možností, každá forma má svoje výhody a nevýhody. Skôr než vystrihnete konečnú verziu, môže mať zmysel experimentovať.
Keďže cena rúr je nízka a môžete ich nájsť v každom železiarstve, tento materiál je ideálny pre prvé kroky pri modelovaní čepelí. Ak sa niečo pokazí, môžete vždy kúpiť ďalšie potrubie a vyskúšať prvý, peňaženka nebude trpieť z týchto experimentov.
Skúsení používatelia veternej energie si všimli, že je lepšie používať na výrobu čepelí pre veterný generátor radšej radšej oranžové než sivé potrubia. Udržiavajú svoj tvar lepšie, neohýbajú sa po vytvorení krídla a vydržia dlhšie
Amatérski dizajnéri dávajú prednosť PVC, pretože pri testovaní môže byť zlomený nôž vymenený za nový, vyrobený za 15 minút priamo na mieste s vhodným kusom. Jednoduché a rýchle, a čo je najdôležitejšie - k dispozícii.
Hliník - tenký, ľahký a drahý
Hliník je ľahký a odolný kov. Tradične sa používa na výrobu lopatiek pre veterné turbíny. Vzhľadom na nízku hmotnosť, ak dáte doštičke požadovaný tvar, aerodynamické vlastnosti skrutky budú vo svojej výške.
Hlavné zaťaženie veterného mlyna počas otáčania je zamerané na ohyb a prasknutie čepele. Ak sa plastická hmota počas takejto práce rýchlo praskne a zlyhá, môžete počítať s hliníkovou skrutkou oveľa dlhšie.
Ak však porovnáte rúry z hliníka a PVC, kovové dosky budú stále ťažšie. Pri vysokých rýchlostiach je veľké riziko poškodenia samotného kotúča a skrutky v mieste pripojenia.
Ďalšou nevýhodou hliníkových dielov je zložitosť výroby. Ak má PVC rúrka ohyb, ktorý sa použije na dodanie aerodynamických vlastností čepele, potom sa spravidla berie hliník vo forme listu.
Po odrezaní častí podľa šablóny, ktorá je sama o sebe oveľa ťažšia ako práca s plastom, bude potrebné, aby výsledný predvalok bol navinutý a daný správny ohyb. Doma a bez nástroja to nebude také jednoduché.
Sklolaminát alebo sklolaminát - pre profesionálov
Ak sa rozhodnete pristupovať k otázke vytvárania čepele vedome a ste pripravení na ňu minúť veľa sily a nervov, sklolaminát bude robiť. Ak ste sa predtým nezaoberali veternými turbínami, aby ste sa zoznámili so simuláciou sklolaminátu, nie je najlepší nápad. Tento proces však vyžaduje skúsenosti a praktické zručnosti.
Čepeľ z niekoľkých vrstiev sklolaminátu, lepená epoxidovým lepidlom, bude trvanlivá, ľahká a spoľahlivá. S veľkým povrchom, detail sa ukáže byť dutý a takmer beztiažny.
Na výrobu sklených vlákien sa používa tenký a trvanlivý materiál, ktorý je k dispozícii v roliach. Okrem sklolaminátu je epoxidové lepidlo vhodné aj na upevňovanie vrstiev.
Začnite vytvorením matice. Toto je taká prázdna, ktorá je formou budúcich detailov.
Matrica môže byť vyrobená z dreva: drevo, doska alebo guľatina. Priamo z poľa odrežte objemovú siluetu polovice čepele. Ďalšia možnosť - forma plastu
Je veľmi ťažké urobiť prázdny sami, musíte mať hotový model čepele z dreva alebo iného materiálu pred očami, a až potom matice pre časť je vyrezať pomocou tohto modelu. Takéto matrice potrebujú aspoň 2. Ale keď sa raz vytvoria úspešné formy, možno ich použiť mnohokrát a postaviť týmto spôsobom viac ako jednu veternú turbínu.
Dno formulára sa opatrne vymastí voskom. To sa robí tak, že hotový nôž môže byť ľahko odstránený neskôr. Položte vrstvu zo sklených vlákien, natrite epoxidovým lepidlom. Proces sa niekoľkokrát opakuje, až kým obrobok nedosiahne požadovanú hrúbku.
Potom by lepidlo malo vyschnúť. Niektorí odporúčajú umiestnenie formulára do vákuového vaku a odčerpávanie vzduchu. Takže je lepšie lepidlo preniknúť do všetkých vrstiev sklolaminátu, pričom nezanecháva žiadne neošetrené plochy.
Keď epoxidové lepidlo zaschne, polovica dielov sa opatrne odstráni z matrice. To isté sa deje s druhou polovicou. Diely sa zlepia, aby sa vytvorila dutá volumetrická časť. Ľahký, trvanlivý, správny aerodynamický tvar sklolaminátu čepeľ - vrchol zručnosti domáce ventilátor veterných elektrární.
Jeho hlavnou nevýhodou je komplexnosť implementácie myšlienky a veľký počet defektov na začiatku, až kým sa nedosiahne ideálna matica a algoritmus tvorby nie je zdokonalený.
Lacné a veselé: drevené detaily pre veterné koleso
Drevená čepeľ - metóda dedka, ktorá sa dá ľahko implementovať, ale neefektívna so súčasnou spotrebou elektrickej energie. Detail môže byť vyrobený z pevnej dosky ľahkých drevín, napríklad borovice. Je dôležité vybrať si dobre vysušený drevený kus.
Ak je drevo vlhké, v procese sušenia môže skrutka „viesť“ a deformuje sa. Áno, a hmotnosť mokrého stromu je oveľa vyššia ako suchá.
Musíte si vybrať vhodný tvar, ale vezmite do úvahy skutočnosť, že drevený nôž nebude tenký plech, ako je hliník alebo plast, ale trojrozmerná konštrukcia. Preto, aby tvar obrobku nestačil, musíte pochopiť princípy aerodynamiky a predstaviť si obrysy čepele vo všetkých troch rozmeroch.
Dajte konečnej podobe stromu bude mať lietadlo, lepšie electro. Pre dlhú životnosť je drevo ošetrené antiseptickým ochranným lakom alebo farbou.
Hlavnou nevýhodou tejto konštrukcie je veľká hmotnosť skrutky. Aby sa tento kolos presunul zo zeme, musí byť vietor dostatočne silný, aby bol v zásade ťažký. Drevo je však k dispozícii. Dosky, ktoré sú vhodné na vytvorenie skrutky veternej turbíny, sa nachádzajú priamo vo vašom dvore, bez toho, aby ste utratili cent. A to je v tomto prípade hlavná výhoda dreva.
Účinnosť dreveného kotúča má sklon k nule. Čas a úsilie na vytvorenie takéhoto veterného mlyna spravidla nestojí za výsledok vyjadrený vo wattoch. Ako tréningový model alebo skúšobná kópia drevenej časti je však miesto. A korouhvička s drevenými čepeľami na mieste vyzerá veľkolepé.
Výkresy a príklady čepelí
Je veľmi ťažké urobiť správny výpočet skrutky generátora vetra, nepoznajúc základné parametre, ktoré sa zobrazujú vo vzorci, ako aj netušiť, ako tieto parametre ovplyvňujú prevádzku veterného mlyna.
Je lepšie nestrácať čas, ak nie je túžba ponoriť sa do základov aerodynamiky. Pripravené diagramy s danými parametrami vám pomôžu vybrať vhodnú čepeľ pre veternú elektráreň.
Kresliace čepele pre dvojlistovú vrtuľu. Je vyrobená z kanalizačného potrubia 110 priemeru. Priemer skrutkového veterného mlyna v týchto výpočtoch - 1 m
Takáto malá veterná turbína vám nebude schopná poskytnúť vysoký výkon. S najväčšou pravdepodobnosťou môžete len ťažko vytlačiť viac ako 50 wattov z tohto dizajnu. Avšak dvojlistá skrutka z ľahkej a tenkej PVC rúry poskytne vysokú rýchlosť otáčania a zaistí prevádzku veterného mlyna aj pri miernom vetre.
Výkres lopatky pre trojlistú vrtuľu veterného generátora z potrubia s priemerom 160 mm. Odhadovaná rýchlosť v tejto verzii - 5 s vetrom 5 m / s
Trojlistá vrtuľa tohto tvaru môže byť použitá pre výkonnejšie jednotky, približne 150 W pri 12 V. Priemer celej skrutky v tomto modeli dosahuje 1, 5 m. Veterné koleso sa rýchlo otáča a ľahko sa začína pohybovať. Trojkrídlové veterné turbíny sú najčastejšie v domácich elektrárňach.
Kreslenie domácej čepele pre 5-lopatkovú vrtuľovú turbínu. Je vyrobená z PVC rúry s priemerom 160 mm. Odhadovaná rýchlosť - 4
Takáto päťlistá vrtuľa bude schopná vydávať až 225 otáčok za minútu pri konštrukčnej rýchlosti vetra 5 m / s. Na vytvorenie čepele podľa navrhnutých výkresov je potrebné preniesť súradnice každého bodu zo stĺpcov "Predné / zadné súradnice" na povrch plastovej kanalizačnej rúry.
Podľa nižšie uvedenej tabuľky môžete vypočítať priemer veterného mlyna s 2 až 16 nožmi. V tomto prípade môžete zvoliť veľkosť požadovaného výstupného výkonu.
Z tabuľky je vidieť, že čím väčšie sú krídla veternej turbíny, tým kratšia by mala byť ich dĺžka na získanie prúdu s rovnakým výkonom.
Ako ukazuje prax, je pomerne ťažké udržať veterný generátor väčší ako 2 metre v priemere. Ak, v súlade s tabuľkou, budete potrebovať väčšiu veternú turbínu, premýšľajte o zvýšení počtu čepelí.
S pravidlami a zásadami výpočtu veterného generátora sa oboznámime s článkom, v ktorom je postup výpočtu výpočtov popísaný krok za krokom.
Vykonávajte vyváženie veterného mlyna
Vyvažovacie lopatky veternej turbíny prispejú k zefektívneniu jej práce. Pre realizáciu vyvažovania musíte nájsť miestnosť, v ktorej nie je vietor ani ťah. Samozrejme, pre veterné koleso väčšie ako 2 m v priemere bude ťažké nájsť takú miestnosť.
Čepele sú zostavené do hotovej konštrukcie a inštalované v pracovnej polohe. Os by mala byť prísne horizontálne. Rovina, v ktorej sa skrutka bude otáčať, musí byť nastavená vertikálne presne kolmo na os a úroveň zeme.
Skrutka, ktorá sa nepohybuje, musí byť otočená o 360 / x stupňov, kde x = počet lopatiek. V ideálnom prípade sa vyvážený veterný mlyn neodchýli od jedného stupňa, ale zostane nehybný. Ak sa nôž otočí vlastnou váhou, musí sa mierne opraviť, znížiť hmotnosť na jednej strane, odstrániť odchýlku od osi.
Proces sa opakuje, až kým nie je skrutka úplne fixovaná v akejkoľvek polohe. Je dôležité, aby počas vyvažovania nebol vietor. To môže skresliť výsledky testov.
Je tiež dôležité zabezpečiť, aby sa všetky časti otáčali presne v tej istej rovine. Ak chcete skontrolovať vo vzdialenosti 2 mm na oboch stranách jedného z nožov, nainštalujte riadiace dosky. Počas pohybu by sa žiadna časť skrutky nemala dotýkať dosky.
Ak chcete prevádzkovať veterný generátor s čepeľami vyrobenými bude musieť zostaviť systém, ktorý akumuluje prijatú energiu, uchová ju a prenesie ju na spotrebiteľa. Jednou zo zložiek systému je regulátor. Ak sa chcete dozvedieť, ako vytvoriť regulátor pre veterný mlyn, naučíte sa, po prečítaní nami odporúčaného článku.
Závery a užitočné video na túto tému
Vybudovať veternú turbínu vlastnými rukami zo šrotu je celkom možné. Ak začnete s jednoduchšími modelmi, prvý pokus bude pravdepodobne úspešný. So skúsenosťami si vezmite komplexnejšie nápady, aby ste získali čo najefektívnejší a najvýkonnejší generátor.
Video č. 1. Ako urobiť PVC potrubia veterný mlyn:
Video č. 2. Veterný generátor vlastnými rukami:
Video č. 3. Galvanizovaná oceľová turbína:
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? Napíšte poznámky do poľa nižšie.