Použití alternativních zdrojů energie je jedním z hlavních trendů naší doby. Čistou a dostupnou větrnou energii lze přeměnit na elektřinu i ve vaší domácnosti, pokud postavíte větrný mlýn a připojíte ji k generátoru.
Čepele pro větrný generátor můžete stavět vlastními rukama z běžných materiálů, aniž byste museli používat speciální vybavení. Řekneme vám, který tvar lopatek je efektivnější a pomůžeme vám vybrat ten správný výkres pro větrnou farmu.
Jak funguje jednoduchý větrný generátor?
Větrný generátor je zařízení, které vám umožňuje převádět větrnou energii na elektřinu.
Princip jeho činnosti spočívá v tom, že vítr otáčí lopatky, uvede do pohybu hřídel, podél kterého rotace vstupuje do generátoru přes převodovku, která zvyšuje rychlost.
Provoz větrné elektrárny se odhaduje pomocí KIEV - koeficientu využití větrné energie. Když se větrné kolo rychle otáčí, interaguje s velkým množstvím větru, což znamená, že z něj odebírá více energie.
Jsou rozděleny dva hlavní typy větrných generátorů:
- veterinární;
- horizontální.
Svisle orientované modely jsou konstruovány tak, že osa vrtule je kolmá k zemi. Jakýkoli pohyb vzduchových hmot, bez ohledu na směr, tedy staví strukturu v pohybu.
Taková všestrannost je výhodou tohoto typu větrných mlýnů, ale ztrácí horizontální modely, pokud jde o produktivitu a efektivitu práce
Horizontální větrný generátor připomíná větrnou korouhvičku. Aby se lopatky otáčely, musí být struktura otočena ve správném směru, v závislosti na směru pohybu vzduchu.
Jsou instalovány speciální přístroje pro ovládání a zachycení změn směru větru. Účinnost tohoto uspořádání šroubu je mnohem vyšší než při vertikální orientaci. Při domácím použití je racionálnější používat větrné generátory tohoto typu.
Který tvar čepele je optimální?
Jedním z hlavních prvků generátoru větru je sada lopatek.
S těmito detaily je spojeno několik faktorů, které ovlivňují účinnost větrného mlýna:
- hmotnost;
- velikost;
- formulář;
- materiál;
- Množství.
Pokud se rozhodnete navrhnout lopatky pro provizorní větrný mlýn, nezapomeňte zvážit všechny tyto parametry. Někteří věří, že čím více křídel je na generátorové vrtule, tím více větrné energie lze získat. Jinými slovy, čím více, tím lépe.
To však není tento případ. Každá jednotlivá část se pohybuje nad vzduchovým odporem. Velké množství lopatek na šroubu tedy vyžaduje větší sílu větru k dokončení jedné otáčky.
Galerie Obrázků
Foto z
Lopatky větrného mlýna ve tvaru turbíny
Vertikální uspořádání lopatek
Vlastní větrný mlýn
Obyčejné lopatky
Navíc příliš mnoho širokých křídel může způsobit vytvoření takzvaného „vzduchového víčka“ před vrtulí, když proud vzduchu neprochází větrnou turbínou, ale ohýbá se kolem ní.
Forma má velký význam. Rychlost vrtule na tom závisí. Špatný tok má za následek víry, které inhibují větrné kolo.
Nejúčinnější je větrný generátor s jedním listem. Ale stavět a vyvážit je svými vlastními rukama je velmi obtížné. Konstrukce je nespolehlivá, byť s vysokou účinností. Podle zkušeností mnoha uživatelů a výrobců větrných mlýnů je nejoptimálnějším modelem třílistá lopatka.
Hmotnost čepele závisí na její velikosti a materiálu, ze kterého bude vyrobena. Velikost musí být vybrána pečlivě, podle vzorců pro výpočty. Lemování se nejlépe provádí tak, aby na jedné straně bylo zaoblení a na druhé straně ostré
Správně zvolený tvar lopatky pro větrný generátor je základem jeho dobré práce.
Pro domácí výrobu jsou vhodné následující možnosti:
- typ plachtění;
- typ křídla.
Čepele plachetního typu jsou jednoduché široké pruhy, jako ve větrném mlýně. Tento model je nejzřetelnější a snadno vyrobitelný. Jeho účinnost je však tak malá, že se tato forma v moderních větrných generátorech prakticky nepoužívá. Účinnost v tomto případě je asi 10-12%.
Mnohem účinnější formou jsou čepele křídlových profilů. Patří sem principy aerodynamiky, které létají do vzduchu obrovská letadla. Šroub tohoto tvaru se snadněji uvádí do pohybu a otáčí se rychleji. Proud vzduchu významně snižuje odpor, s nímž se větrná turbína ve své cestě setkává.
Správný profil by se měl podobat křídlu letounu. Na jedné straně má čepel zesílení a na druhé straně mírný sklon. Vzduchové hmoty proudí kolem části tohoto tvaru velmi hladce
Účinnost tohoto modelu dosahuje hodnoty 30-35%. Dobrou zprávou je, že křídlo můžete sestavit pomocí vlastních rukou pomocí minimálního nářadí. Všechny základní výpočty a výkresy lze snadno přizpůsobit vašemu větrnému mlýnu a využívat bezplatnou a čistou větrnou energii bez omezení.
Co dělá nože doma?
Materiály, které jsou vhodné pro konstrukci větrného generátoru, jsou především plasty, lehké kovy, dřevo a moderní řešení - sklolaminát. Hlavní otázkou je, kolik práce a času jste ochotni utratit za výrobu větrného mlýna.
Galerie Obrázků
Foto z
Tvrdé čepele
Kovová spirální turbína
Čepele větrného mlýna z polymerové trubky
Sestavení větrného mlýna s překližkami
Kanalizační potrubí z PVC
Nejoblíbenějším a nejrozšířenějším materiálem pro výrobu plastových lopatek pro větrný generátor je běžná PVC kanalizační trubka. Pro většinu domácích generátorů s průměry šroubů do 2 m postačují trubky 160 mm.
Mezi výhody této metody patří:
- nízká cena;
- dostupnost v jakémkoli regionu;
- jednoduchost práce;
- velké množství diagramů a výkresů na internetu, bohaté zkušenosti s používáním.
Potrubí je jiné. To je známo nejen těm, kteří vyrábějí domácí větrné farmy, ale všem, kteří se setkali s instalací kanalizace nebo vodovodu. Liší se tloušťkou, složením, výrobcem. Potrubí je levné, takže se nemusíte snažit dále snižovat náklady na svůj větrný mlýn a šetřit tak potrubí z PVC.
Špatný materiál v plastových trubkách může způsobit prasknutí lopatek během první zkoušky a veškerá práce bude zbytečná
Nejprve se musíte rozhodnout o vzorci. Existuje mnoho možností, každá forma má své výhody a nevýhody. Možná má smysl experimentovat nejprve, než vyjde konečná verze.
Protože cena trubek je nízká a najdete je v každém železářství, je tento materiál ideální pro první kroky při modelování lopatek. Pokud se něco pokazí, můžete si vždy koupit další dýmku a zkusit to znovu, peněženka nebude takovým experimentům příliš trpět.
Zkušení uživatelé větrné energie si všimli, že pro výrobu lopatek generátoru větru je lepší použít spíše oranžové než šedé trubky. Drží svůj tvar lépe, neohýbají se po vytvoření křídla a vydrží déle
Amatérští návrháři dávají přednost PVC, protože během zkoušky může být zlomená čepel nahrazena novou, vyrobená za 15 minut přímo na místě vhodným vzorem. Jednoduché a rychlé, a co je nejdůležitější - cenově dostupné.
Foto-instrukce pro výrobu lopatek větrného mlýna z polymerních trubek pomohou vizuálně zvládnout kroky a sled procesu:
Galerie Obrázků
Foto z
Krok 1: Označení obrysu lopatek větrného mlýna
Krok 2: Otevřete čepele pomocí bloggeru
Krok 3: Označení oka pro montáž
Krok 4: Řezání výčnělků a odjehlování
Krok 5: Příprava kovových desek
Krok 6: Rozdělení montážní desky na dvě části
Krok 7: Zarovnání řezaných desek
Krok 8: Broušení oříznuté strany
Všechny přípravné kroky byly dokončeny, nyní musí být nože připojeny k součásti rotující po větru:
Galerie Obrázků
Foto z
Po připevnění k římse na čepelích oříznuté montážní desky označte body připravovaného upevnění otvory
Vyvrtáme otvory pro instalaci upevňovacích prvků umístěním kusu desky nebo bloku pod čepel. K tomu je lepší vzít vrták s průměrem o něco menším, než je průměr nohy šroubu
Zbytky polymerních hoblin po vrtání musí být z otvorů opatrně odstraněny, dávejte pozor, abyste se neroztrhli, aby se zvětšila velikost montážních zásuvek
Na kovovém disku označte střed, kde bude kotevní šroub nainstalován, a nakreslete rovnostranný trojúhelník, jehož každý vrchol označuje polohu montážní desky
Desky přilepte na kovový disk a umístěte je na vrcholky trojúhelníku. To usnadní naši práci při svařování.
Uprostřed disku umístíme a přivaříme matici, do které vložíme kotevní šroub. Lepené desky jsou svařeny konvexním švem
Upevňujeme čepele odříznuté z trubek ke svařované části. Instalujeme je tak, aby ohyb všeho směřoval na jednu stranu
Na každý šroub na zadní straně našroubujeme matici. Aby se spojovací prvky neodšroubovaly, když se nože otáčejí, je vhodné je upevnit pájením nebo svařováním
Krok 9: Označení bodů připojení
Krok 10: Vrtání montážních otvorů
Krok 11: Příprava otvorů pro montáž
Krok 12: Označení čepele pro instalaci čepelí
Krok 13: Lepení desek před svařováním
Krok 14: Příprava rotačního disku k montáži
Krok 15: Připojení plastových nožů
Krok 16: Utáhněte šrouby
Hliník - tenký, lehký a drahý
Hliník je lehký a odolný kov. Tradičně se používá pro výrobu lopatek pro větrné generátory. Vzhledem k nízké hmotnosti, pokud dáte desce požadovaný tvar, budou aerodynamické vlastnosti šroubu ve výšce.
Hlavní zatížení větrného mlýna při rotaci jsou zaměřena na ohýbání a lámání kotouče. Pokud během takové práce plast rychle praskne a selže, můžete počítat s hliníkovým šroubem mnohem déle.
Pokud však porovnáte hliníkové a PVC trubky, kovové desky budou stále těžší. Při vysokých rychlostech existuje vysoké riziko poškození ne samotné čepele, ale šroubu v místě připojení
Další nevýhodou hliníkových dílů je složitost výroby. Pokud má trubka z PVC ohyb, který bude použit pro udělení aerodynamických vlastností lopatky, pak se hliník obvykle získá ve formě listu.
Po oříznutí součásti podle vzoru, který je sám o sobě mnohem komplikovanější než práce s plastem, bude nutné výsledný obrobek ještě válcovat a dát mu správný ohyb. Doma a bez nástroje to nebude tak jednoduché.
Místo drahého hliníku můžete použít zbytky střešního plechu nebo kousky vlnité lepenky zbývající po instalaci:
Galerie Obrázků
Foto z
Krok 1: Příprava materiálu pro výrobu nožů
Krok 2: Ohýbání okrajů nožů
Krok 3: Zpracování všech lopatek větrného mlýna
Krok 4: Přizpůsobte všechny nože stejné velikosti
Krok 5: Vytvořte žlaby
Krok 6: Označení montážních otvorů
Krok 7: Sestavení pracovní části větrné turbíny
Krok 8: Instalace generátoru větru na stožár
Sklolaminát nebo sklolaminát - pro profesionály
Pokud se rozhodnete přistupovat k problému vytváření čepele vědomě a jste připraveni na ni vynaložit spoustu úsilí a nervů, je vhodná skleněná vlákna. Pokud jste se dosud nezabývali větrnými generátory, není dobré seznámit se s modelováním větrného mlýna ze skleněných vláken. Přesto tento proces vyžaduje zkušenosti a praktické dovednosti.
Čepel několika vrstev skelného vlákna, lepená epoxidovým lepidlem, bude pevná, lehká a spolehlivá. S velkou plochou je díl dutý a téměř beztíže
Pro výrobu skelného vlákna se bere - tenký a odolný materiál, který se vyrábí v rolích. Kromě skleněných vláken je epoxidové lepidlo užitečné také pro fixaci vrstev.
Začněte pracovat vytvořením matice. Toto je obrobek, který je formou pro budoucí část.
Matrice může být vyrobena ze dřeva: trámy, desky nebo polena. Objemná silueta poloviny čepele je vyříznuta přímo z masivu. Další možností je plastová forma
Je velmi obtížné vyrobit polotovar sám, musíte mít před očima hotový model čepele ze dřeva nebo jiného materiálu a teprve poté se pomocí tohoto modelu ořízne matrice dílu. Takové matrice potřebují alespoň 2. Po úspěšném tvaru však mohou být použity mnohokrát, a tak postaveny více než jeden větrný mlýn.
Dno formy je důkladně promazáno voskem. To se provádí tak, že hotový kotouč lze snadno snadno odstranit. Položte vrstvu skelného vlákna, potřete ji epoxidovým lepidlem. Proces se několikrát opakuje, dokud obrobek nedosáhne požadované tloušťky.
Potom by mělo lepidlo zaschnout. Někteří doporučují umístění formy do vakuového vaku a čerpání vzduchu. Lepidlo tak lépe proniká do všech vrstev laminátu a nezanechává žádné impregnované oblasti
Když epoxidové lepidlo zaschne, polovina části se opatrně odstraní z matrice. To samé udělejte s druhou polovinou. Díly jsou slepeny dohromady, aby vytvořily dutou volumetrickou část. Lehká, robustní, aerodynamicky tvarovaná čepel ze skleněných vláken je vrcholem dokonalosti pro domácí nadšence větrných farem.
Jeho hlavní nevýhodou je obtížnost realizace myšlenky a velké množství manželství nejprve, dokud není získána ideální matice a algoritmus tvorby není upřesněn.
Levné a veselé: dřevěná část pro větrné kolo
Dřevěná čepel je staromódní metoda, která se snadno implementuje, ale při dnešní úrovni spotřeby elektřiny je neúčinná. Můžete si udělat detail z masivní desky ze světlého dřeva, jako je borovice. Je důležité zvolit dobře vysušený dřevěný polotovar.
Pokud je strom vlhký, může během sušení šroub „vést“ a je zdeformovaný. A hmotnost vlhkého stromu je výrazně vyšší než suchá
Je nutné zvolit vhodný tvar, ale vzít v úvahu skutečnost, že dřevěná čepel nebude tenká deska, jako je hliník nebo plast, ale trojrozměrná struktura. Proto, když obrobku uděláte malý tvar, musíte pochopit principy aerodynamiky a představit si tvar ostří ve všech třech rozměrech.
Konečný vzhled stromu bude mít rovinu, nejlépe elektro. Pro dlouhou životnost je dřevo ošetřeno antiseptickým ochranným lakem nebo barvou.
Hlavní nevýhoda této konstrukce je velká hmotnost šroubu. Aby se tento kolos rozpadl, musí být vítr dostatečně silný, což je v zásadě obtížné. Dřevo je však přístupným materiálem. Desky vhodné pro vytvoření šroubu větrné turbíny najdete přímo ve vašem dvoře, aniž byste utratili desetník. A to je v tomto případě hlavní výhoda dřeva.
Účinnost dřevěné čepele má sklon k nule. Čas a úsilí, které vznikají při vytváření takového větrného mlýna, zpravidla nestojí za výsledek, vyjádřené ve wattech.Nicméně, jako cvičný model nebo zkušební kopie, dřevěná část může být dobře. A větrná korouhvička s dřevěnými lopatkami vypadá na místě velkolepě.
Následující výběr fotografií představí kroky výroby větrného mlýna s čepelími vyříznutými z překližky:
Galerie Obrázků
Foto z
Vyjmeme generátor z použitého kola a vyvrtáme v něm otvory pro upevnění pracovní části větrného mlýna - překližkový disk s lopatkami
Na překližkovou desku nakreslíme čepele budoucího větrného generátoru. Aby se snížila spotřeba materiálu, je lepší je uspořádat nikoli podle obrázku, ale nasměrovat základnu v opačných směrech
Nejprve si na papír nakreslíme všechny podrobnosti o pracovní části větrného mlýna z překližky a poté jej přeneseme do překližky.
V souladu se značením jsme nejprve vystřihli části zhruba pomocí skládačky, pak ji ručně upravili podle potřeby
Vzhledem k pracovním podmínkám montované mini-elektrárny ji zpracováváme před montáží. Zakrýváme antiseptickou impregnací a samozhášecí přísadou
Kousky prutu řezané v jednom úhlu připevňujeme k centrálnímu disku, ke kterému budou připevněny všechny detaily překližkového šroubu generátoru větru
Upevňujeme čepele z překližky a generátor z použitého kola k kolíčkům namontovaným na disku
Po sestavení pracovní části generátoru větru zkontrolujeme, jak se disk s generátorem volně otáčí. Pokud něco zasahuje, brousit, opravit
Krok 1: Příprava generátoru z jízdního kola
Krok 2: použití šablony čepele
Krok 3: Výkresy šablon součástí větrného mlýna
Krok 4: Řezání součástí pracovní části
Krok 5: Antiseptické zpracování součástí
Krok 6: Připojení zkosených kolíčků
Krok 7: Instalace generátoru jízdních kol
Krok 8: Zkontrolujte, zda se šroub volně otáčí
Pracovní část je připravena a testována na provozuschopnost, což znamená, že zbývá pouze malovat a připevňovat ji ke stožáru:
Galerie Obrázků
Foto z
Krok 9: Zajištění vrtule
Krok 10: Zpracování primeru
Krok 11: malování detailů větrného mlýna
Krok 12: Připevnění pracovní části ke stožáru
Výkresy a příklady čepelí
Je velmi obtížné provést správný výpočet šroubu generátoru větru bez znalosti hlavních parametrů, které jsou zobrazeny ve vzorci, a aniž bychom měli ponětí, jak tyto parametry ovlivňují činnost větrné turbíny.
Je lepší neztrácet čas, pokud nechcete ponořit se do základů aerodynamiky. Ready-made plány s přednastavenými indikátory vám pomohou vybrat tu správnou čepel pro větrnou farmu.
Výkres čepele pro dvoulistou vrtuli. Je vyrobena z kanalizační trubky o průměru 110. Průměr šroubu větrné turbíny v těchto výpočtech je 1 m
Takový malý větrný generátor vám nebude schopen poskytnout vysoký výkon. S největší pravděpodobností z tohoto designu nemůžete vytlačit více než 50 wattů. Dvoulistá vrtule vyrobená z lehkého a tenkého PVC potrubí však poskytne vysokou rychlost otáčení a zajistí provoz větrného mlýna i při malém větru.
Výkres čepele třílisté vrtule generátoru větru z trubky o průměru 160 mm. Odhadovaná rychlost v této variantě je 5 při větru 5 m / s
Třílistá vrtule tohoto tvaru může být použita pro výkonnější jednotky, přibližně 150 W při 12 V. Průměr celé vrtule u tohoto modelu dosahuje 1,5 m. Větrné kolo se rychle a snadno otáčí. Tříkřídlé větrné mlýny jsou nejčastější v domácích elektrárnách.
Kresba domácí čepele pro 5-listovou vrtuli větrného generátoru. Je vyrobena z PVC trubky o průměru 160 mm. Odhadovaná rychlost - 4
Taková pětilistá vrtule může při konstrukční rychlosti větru 5 m / s produkovat až 225 otáček za minutu. Chcete-li vytvořit čepel podle navrhovaných výkresů, musíte přenést souřadnice každého bodu ze sloupců „Přední / zadní souřadnice souřadnic“ na povrch plastové kanalizační trubky.
Podle níže uvedené tabulky můžete vypočítat průměr větrného mlýna s 2-16 lopatkami. V takovém případě můžete vybrat velikost s ohledem na požadovaný výstupní výkon.
Tabulka ukazuje, že čím více křídel má větrný generátor, tím menší musí být délka k získání proudu se stejným výkonem
Jak ukazuje praxe, údržba větrného generátoru o průměru větším než 2 metry je poměrně obtížná. Pokud podle tabulky potřebujete větší větrný mlýn, zvažte zvýšení počtu lopatek.
Pravidla a zásady výpočtu větrného generátoru budou představeny článkem, který nastiňuje postup provádění výpočtů krok za krokem.
Provádění vyvážení větrných turbín
Vyvážení lopatek generátoru větru pomůže zajistit jeho co nejefektivnější provoz. K vyvážení potřebujete najít místnost, kde není vítr nebo průvan. Pro větrné kolo větší než 2 m v průměru bude samozřejmě obtížné najít takovou místnost.
Nože jsou smontovány do hotové konstrukce a instalovány v pracovní poloze. Osa by měla být umístěna přesně vodorovně, ve vodorovné poloze. Rovina, ve které se šroub bude otáčet, musí být nastavena přesně svisle, kolmo k ose a úrovni země.
Šnek, který se nepohybuje, musí být otočen o 360 / x stupňů, kde x = počet nožů. V ideálním případě se vyvážený větrný mlýn nebude lišit o 1 stupeň, ale zůstane nehybný. Pokud se nůž otáčí pod vlastní hmotností, je třeba jej mírně opravit, snížit hmotnost na jedné straně a odstranit odchylku od osy.
Proces se opakuje, dokud není šroub zcela nehybný v jakékoli poloze. Je důležité, aby během vyvažování nedošlo k větru. To může zkreslit výsledky testu.
Je také důležité zajistit, aby se všechny součásti otáčely přesně ve stejné rovině. Chcete-li zkontrolovat ve vzdálenosti 2 mm na obou stranách jedné z lopatek, nastavte ovládací desku. Během pohybu by se žádná část šroubu neměla dotýkat desky.
Pro provoz větrného generátoru s vyrobenými lopatkami bude nutné sestavit systém, který akumuluje přijímanou energii, šetří ji a předává ji spotřebiteli. Jednou ze součástí systému je řadič. Naučíte se, jak vyrobit ovladač pro větrnou turbínu přečtením článku, který doporučujeme.
Stavět větrný mlýn pomocí vlastních rukou z improvizovaných materiálů je docela možné. Pokud začnete s jednoduššími modely, bude první pokus pravděpodobně úspěšný. Se zkušenostmi získejte složitější nápady a získejte nejefektivnější a nejsilnější generátor větru.
Video č. 1. Jak vyrobit větrný mlýn z PVC trubek:
Video č. 2. DIY větrný generátor:
Video č. 3. Větrný mlýn z pozinkované oceli:
Pokud chcete použít čistou a bezpečnou větrnou energii pro domácí potřeby a neplánujete utrácet spoustu peněz na nákup drahého vybavení, domácí čepele vyrobené z běžných materiálů by byly dobrým nápadem. Nebojte se experimentů a budete moci dále vylepšovat stávající modely vrtulí větrného mlýna.
Chcete říct, jak jste osobně vyrobili čepele pro větrný mlýn, který dodává chalupě elektřinu? Chtěli byste sdílet užitečné informace s návštěvníky webu nebo se zeptat? Prosím, napište komentáře do níže uvedeného bloku.