Използването на алтернативни източници на енергия е една от основните тенденции на нашето време. Чистата и достъпна вятърна енергия може да се преобразува в електричество дори в дома ви, ако изградите вятърна мелница и я свържете към генератор.
Можете да изградите остриета за ветрогенератор със собствените си ръце от обикновени материали, без да използвате специално оборудване. Ще ви кажем коя форма на остриетата е по-ефективна и ще ви помогнем да изберете правилния чертеж за вятърна ферма.
Как работи прост ветрогенератор?
Вятърният генератор е устройство, което ви позволява да преобразувате вятърната енергия в електричество.
Принципът на неговата работа се състои във факта, че вятърът върти лопатките, задвижва вал, по който въртенето навлиза в генератора чрез скоростна кутия, която увеличава скоростта.
Работата на вятърна централа се оценява от KIEV - коефициентът на използване на вятърната енергия. Когато вятърното колело се върти бързо, то взаимодейства с голямо количество вятър, което означава, че отнема повече енергия от него.
Два основни типа вятърни генератори са разделени:
- ветеринарен;
- хоризонтално.
Вертикално ориентираните модели са изградени така, че оста на витлото да е перпендикулярна на земята. По този начин всяко движение на въздушни маси, независимо от посоката, настройва структурата в движение.
Подобна гъвкавост е плюс на този тип вятърни мелници, но те губят от хоризонталните модели по отношение на производителността и ефективността на работа
Хоризонталният генератор на вятър наподобява флюгер. За да се въртят лопатките, конструкцията трябва да бъде обърната в правилната посока, в зависимост от посоката на движение на въздуха.
Монтирани са специални инструменти за контрол и улавяне на промените в посоката на вятъра. Ефективността при това разположение на винта е много по-висока, отколкото при вертикална ориентация. При битова употреба е по-рационално да се използват ветрогенератори от този тип.
Коя форма на острието е оптимална?
Един от основните елементи на вятърния генератор е набор от остриета.
Има редица фактори, свързани с тези подробности, които влияят на ефективността на вятърната мелница:
- тегло;
- размерът;
- формата;
- материал;
- количество.
Ако решите да проектирате остриета за домашна вятърна мелница, определено трябва да вземете предвид всички тези параметри. Някои смятат, че колкото повече крила има на винта на генератора, толкова повече енергия на вятъра може да се получи. С други думи, толкова повече веселието.
Това обаче не е така. Всяка отделна част се движи, преодолявайки съпротивлението на въздуха. По този начин, голям брой остриета на винта изискват по-голяма сила на вятъра, за да се извърши един оборот.
Галерия с изображения
Снимка от
Турбинни остриета на вятърна мелница
Вертикално разположение на остриетата
Персонализирана вятърна мелница
Обикновени лопатки
Освен това твърде много широки крила могат да причинят образуването на така наречената „въздушна капачка“ пред витлото, когато въздушният поток не преминава през вятърната турбина, а се огъва около нея.
Формата е от голямо значение. Скоростта на витлото зависи от това. Лошият поток води до вихри, които инхибират колелото на вятъра.
Най-ефективният е ветрогенератор с едно острие. Но да го изградиш и балансираш със собствените си ръце е много трудно. Дизайнът е ненадежден, макар и с висока ефективност. Според опита на много потребители и производители на вятърни мелници, най-оптималният модел е триострие.
Теглото на острието зависи от неговия размер и материала, от който ще бъде направено. Размерът трябва да бъде избран внимателно, като се ръководи от формулите за изчисленията. Краищата се правят най-добре, така че да има закръгляне от едната страна, а противоположната страна да е остра
Правилно подбраната форма на острието за ветрогенератор е основата на добрата му работа.
За домашно производство са подходящи следните опции:
- тип ветроходство;
- тип крило.
Остриетата от ветроходния тип са прости широки ивици, като във вятърна мелница. Този модел е най-очевидният и лесен за производство. Ефективността му обаче е толкова малка, че тази форма практически не се използва в съвременните ветрогенератори. Ефективността в този случай е около 10-12%.
Много по-ефективна форма са остриетата на крилото. Тук са включени принципите на аеродинамиката, които летят огромни самолети във въздуха. Винт с тази форма е по-лесен за задействане и се върти по-бързо. Въздушният поток значително намалява съпротивлението, което вятърната турбина среща по пътя си.
Правилният профил трябва да наподобява крилото на самолет. От едната страна острието има удебеляване, а от другата - лек наклон. Въздушните маси протичат около една част от тази форма много гладко
Ефективността на този модел достига стойност от 30-35%. Добрата новина е, че можете да изградите крило на острието със собствените си ръце, като използвате минимум инструменти. Всички основни изчисления и чертежи могат лесно да бъдат адаптирани към вашата вятърна мелница и да използват безплатни и чисти вятърни енергия без ограничения.
Какво правят остриетата у дома?
Материалите, които са подходящи за изграждането на ветрогенератор, са на първо място пластмаса, леки метали, дърво и модерно решение - фибростъкло. Основният въпрос е колко труд и време сте готови да отделите за направата на вятърна мелница.
Галерия с изображения
Снимка от
Остриета с твърда технология
Метална спирална турбина
Остриета на вятърна мелница от полимерна тръба
Сглобяване на вятърна мелница с остриета от шперплат
Канализационни тръби от PVC
Най-популярният и широко разпространен материал за производството на пластмасови остриета за ветрогенератор е обикновена канализационна тръба от PVC. За повечето генератори в дома с винтови диаметри до 2 м ще са достатъчни тръби 160 мм.
Предимствата на този метод включват:
- ниска цена;
- наличност във всеки регион;
- простота на работа;
- голям брой диаграми и чертежи в Интернет, богат опит от употреба.
Тръбите са различни. Това е известно не само на тези, които правят вятърни паркове в домашни условия, но и на всички, които са се сблъскали с монтажа на канализация или водоснабдителна система. Те се различават по дебелина, състав, производител. Тръбата е евтина, така че не е необходимо да се опитвате да намалите допълнително цената на вашата вятърна мелница, спестявайки от PVC тръби.
Лошият материал в пластмасовите тръби може да доведе до напукване на лопатките по време на първия тест и цялата работа ще бъде изхабена
Първо трябва да вземете решение за модела. Има много опции, всяка форма има своите предимства и недостатъци. Може би има смисъл първо да експериментирате, преди да изрежете окончателната версия.
Тъй като цената на тръбите е ниска и можете да ги намерите във всеки магазин за хардуер, този материал е идеален за първите стъпки при моделирането на остриетата. Ако нещо се обърка, винаги можете да си купите друга тръба и да опитате отново, портфейлът няма да страда много от подобни експерименти.
Опитните потребители на вятърна енергия са забелязали, че е по-добре да се използват оранжеви, а не сиви тръби, за да се направят остриетата за вятърния генератор. Те държат по-добре формата си, не се огъват след образуване на крило и продължават по-дълго
Дизайнерите-любители предпочитат PVC, тъй като по време на теста счупено острие може да бъде заменено с ново, направено за 15 минути направо на място с подходящ модел. Просто и бързо, и най-важното - достъпни.
Фото-инструкция за производството на остриета на вятърна мелница от полимерни тръби ще помогне визуално да овладеят стъпките и последователността на процеса:
Галерия с изображения
Снимка от
Стъпка 1: Маркиране на очертанията на лопатките на вятърна мелница
Стъпка 2: Отворете остриетата с блогър
Стъпка 3: Маркиране на багажника за монтиране
Стъпка 4: Изрязване на издатината и обезкостяване
Стъпка 5: Подготовка на метални плочи
Стъпка 6: Разрязване на монтажната плоча на две части
Стъпка 7: Подравняване на изрязани плочи
Стъпка 8: Шлифоване на изрязаната страна
Всички подготвителни стъпки са завършени, сега остриетата трябва да бъдат прикрепени към частта, въртяща се след вятъра:
Галерия с изображения
Снимка от
След като прикрепите към перваза на остриетата изрязана монтажна плоча, маркирайте точките на предстоящото закрепване през отворите
Пробиваме дупки за инсталиране на крепежни елементи, като поставяме парче дъска или блок под острието. За да направите това, по-добре е да вземете тренировка с диаметър, малко по-малък от диаметъра на крака на винта
Останалите полимерни стърготини след пробиване трябва внимателно да се отстранят от отворите, като се внимава да не се откъснат, така че размерът на монтажните гнезда да се увеличи
На металния диск маркирайте центъра, където ще бъде монтиран болтът за закрепване, и нарисувайте равностранен триъгълник, всеки връх от който маркира позицията на монтажната плоча
Залепете плочите към металния диск, като ги поставите във върховете на триъгълника. Това ще улесни нашата работа по време на заваряване.
В центъра на диска поставяме и заваряваме гайка, за да вмъкнем котва за закрепване. Залепените плочи са заварени с изпъкнал шев
Закрепваме остриетата, отрязани от тръбите, към заварената част. Инсталираме ги така, че завоят на всички да беше насочен на една страна
Завиваме гайка на всеки винт от задната страна. За да не се развиват крепежните елементи, когато остриетата се въртят, препоръчително е да ги фиксирате чрез запояване или заваряване
Стъпка 9: Маркиране на точките за прикачване
Стъпка 10: Пробиване на монтажни отвори
Стъпка 11: Подготовка на дупките за сглобяване
Стъпка 12: Маркиране на острието за инсталиране на остриетата
Стъпка 13: Лепене на плочите преди заваряване
Стъпка 14: Подготовка на въртящия се диск за сглобяване
Стъпка 15: Поставяне на пластмасовите ножове
Стъпка 16: Затегнете винтовете
Алуминий - тънък, лек и скъп
Алуминият е лек и издръжлив метал. Традиционно се използва за производство на остриета за ветрогенератори. Поради лекото си тегло, ако придадете на плочата желаната форма, аеродинамичните свойства на винта ще бъдат на височина.
Основните товари, които вятърната мелница изпитва по време на въртене, са насочени към огъване и счупване на острието. Ако по време на такава работа пластмасата бързо се напука и не успее, можете да разчитате на алуминиев винт за много по-дълго.
Ако обаче сравните алуминиеви и PVC тръби, металните плочи ще продължат да са по-тежки. При високи скорости има голям риск от повреда не на самото острие, а на винта в мястото на закрепване
Друг недостатък на алуминиевите части е сложността на производството. Ако PVC тръбата има завой, който ще се използва за придаване на аеродинамичните свойства на острието, тогава алуминият обикновено се приема под формата на лист.
След изрязване на частта според шаблона, който сам по себе си е много по-сложен от работата с пластмаса, полученият детайл все пак ще трябва да се навие и да му се даде правилния завой. У дома и без инструмент това няма да е толкова просто.
Вместо скъп алуминий, можете да използвате парчета покривен лист или парчета велпапе, останали след монтажа:
Галерия с изображения
Снимка от
Стъпка 1: Подготовка на материала за производството на остриетата
Стъпка 2: Огъване на краищата на остриетата
Стъпка 3: Обработка на всички остриета на вятърна мелница
Стъпка 4: Поставете всички остриета на равен размер
Стъпка 5: Оформете улуците
Стъпка 6: Маркиране на монтажните отвори
Стъпка 7: Сглобяване на работната част на вятърната турбина
Стъпка 8: Инсталиране на генератора на вятъра на мачтата
Фибростъкло или фибростъкло - за професионалисти
Ако решите да подходите съзнателно към въпроса за създаването на острие и сте готови да отделите много усилия и нерви за него, фибростъклото е подходящо. Ако преди не сте се занимавали с генератори на вятър, започването на запознаване с моделирането на вятърна мелница от фибростъкло не е добра идея. Все пак този процес изисква опит и практически умения.
Острието на няколко слоя фибростъкло, свързано с епоксидно лепило, ще бъде силно, леко и надеждно. С голяма площ, частта е куха и почти безтегловна
За производството на фибростъкло се взема - тънък и издръжлив материал, който се произвежда на рула. В допълнение към фибростъклото епоксидното лепило е полезно за фиксиране на слоеве.
Започнете работа, като създадете матрица. Това е такъв детайл, който е форма за бъдеща част.
Матрицата може да бъде направена от дърво: греди, дъски или трупи. Основният силует на половината от острието е изрязан директно от масива. Друг вариант е пластмасова форма
Много е трудно да направите заготовка самостоятелно, трябва да имате пред очите си готов модел на острие, изработен от дърво или друг материал, и едва след това с помощта на този модел се изрязва матрица за частта. Такива матрици се нуждаят от поне 2. Но след като веднъж направи успешна форма, може да се използва многократно и така да се изгради повече от една вятърна мелница.
Дъното на формата е обилно намазано с восък. Това се прави, така че готовият нож да бъде лесно отстранен впоследствие. Поставете слой от фибростъкло, покрийте го с епоксидно лепило. Процесът се повтаря няколко пъти, докато детайлът достигне желаната дебелина.
Тогава лепилото трябва да изсъхне. Някои препоръчват да поставите формата във вакуумна торба и да изпомпвате въздух. Така лепилото прониква по-добре във всички слоеве от фибростъкло, като не оставя импрегнирани области
Когато епоксидното лепило изсъхне, половината от частта внимателно се отстранява от матрицата. Направете същото с втората половина. Частите са залепени заедно, за да образуват куха обемна част. Лек, здрав, аеродинамично оформен стъклопласт е върхът на върховите постижения за домашен ентусиаст на вятърните електроцентрали.
Основният му недостатък е трудността при осъществяването на идеята и голямото количество брак в началото, докато не се получи идеалната матрица и алгоритъмът за създаване не се усъвършенства.
Евтино и весело: дървена част за вятърно колело
Дървеното острие е старомоден метод, който е лесен за изпълнение, но неефективен на днешното ниво на консумация на електроенергия. Можете да направите детайл от масивна дъска от светло дърво, например бор. Важно е да изберете добре изсушена дървена заготовка.
Ако дървото е влажно, в процеса на изсушаване винтът може да "доведе" и той се деформира. А теглото на мокрото дърво е значително по-голямо от сухото
Необходимо е да изберете подходяща форма, но вземете предвид факта, че дървеното острие няма да е тънка плоча, като алуминий или пластмаса, а триизмерна структура. Следователно, като придадете на детайла малко форма, трябва да разберете принципите на аеродинамиката и да си представите формата на острието и в трите измерения.
Окончателният вид на дървото ще има равнина, за предпочитане електро. За дълготрайност дървото се обработва с антисептичен защитен лак или боя.
Основният недостатък на този дизайн е голямото тегло на винта. За да се отклони този колос, вятърът трябва да е достатъчно силен, което по принцип е трудно. Дървесината обаче е достъпен материал. Дъски, подходящи за създаване на винт за вятърна турбина, могат да бъдат намерени точно във вашия двор, без да харчите и стотинка. И това е основното предимство на дървесината в този случай.
Ефективността на дървено острие клони към нула. По правило времето и усилията, които се насочват към създаването на такава вятърна мелница, не си заслужават резултата, изразен във ватове.Въпреки това, като модел за обучение или тестово копие, дървена част е съвсем мястото, което трябва да бъде. А метеорологичната фасада с дървени остриета изглежда ефектно на сайта.
Следващата селекция от снимки ще представи стъпките на направата на вятърна мелница с остриета, изрязани от шперплат:
Галерия с изображения
Снимка от
Изваждаме генератора от използвания велосипед и пробиваме дупки в него за закрепване на работната част на вятърната мелница - шперплат диск с остриета
На листа от шперплат рисуваме остриетата на бъдещия генератор на вятър. За да намалите разхода на материал, по-добре е да ги подредите не както е показано на снимката, а да насочите основата в противоположни посоки
Първо, ние рисуваме всички детайли на работната част на вятърната мелница от шперплат върху хартия, след което я прехвърляме върху листа от шперплат.
В съответствие с маркировката, първо изрязваме частите грубо с помощта на мозайката, след което ръчно ги модифицираме, ако е необходимо
Предвид условията на работа на сглобената мини-електроцентрала, ние я обработваме преди монтажа. Покриваме с антисептична импрегнация и забавител на горенето
Закрепваме парчета от изрязаната под един ъгъл щанга към централния диск, към който ще бъдат прикрепени всички детайли от шперплатния винт на вятърния генератор
Закрепваме ножове от шперплат и генератор от използван мотор към колчетата, монтирани на диска
След сглобяването на работната част на вятърния генератор проверяваме колко свободно се върти дискът с генератора. Ако нещо пречи, смилайте, поправяйте
Стъпка 1: Подготовка на генератора от велосипеда
Стъпка 2: прилагане на шаблона на острието
Стъпка 3: Чертежи на шаблони на части за вятърна мелница
Стъпка 4: Изрязване на компонентите на работната част
Стъпка 5: Антисептична обработка на части
Стъпка 6: Закрепване на скосените колчета
Стъпка 7: Инсталиране на велосипедния генератор
Стъпка 8: Проверка на свободното въртене на винта
Работната част е готова и тествана за работоспособност, което означава, че остава само да я боядисате и закрепите към мачтата:
Галерия с изображения
Снимка от
Стъпка 9: Закрепване на витлото
Стъпка 10: Обработка на грунд
Стъпка 11: боядисване на детайлите на вятърната мелница
Стъпка 12: Прикрепване на работната част към мачтата
Чертежи и примери за остриета
Много е трудно да се направи правилното изчисление на винта на вятърния генератор, без да се знаят основните параметри, които са показани във формулата, както и да нямате представа как тези параметри влияят на работата на вятърната турбина.
По-добре е да не си губите времето, ако няма желание да задълбаете в основите на аеродинамиката. Готовите чертежи с предварително зададени индикатори ще ви помогнат да изберете правилното острие за вятърна ферма.
Чертеж на острие за витло с две остриета. Изработена е от канализационна тръба с диаметър 110. Диаметърът на винта на вятърната турбина при тези изчисления е 1 m
Такъв малък вятър генератор няма да може да ви осигури висока мощност. Най-вероятно от този дизайн трудно можете да изтръгнете повече от 50 вата. Въпреки това, двуострият витъл, направен от лека и тънка PVC тръба, ще даде висока скорост на въртене и ще гарантира работата на вятърната мелница дори и при малък вятър.
Изчертаване на лопатка за витло с три лопатки на ветрогенератор от тръба с диаметър 160 мм. Прогнозната скорост в тази опция е 5 с вятър 5 m / s
Витлото с три остриета с тази форма може да се използва за по-мощни агрегати, приблизително 150 W при 12 V. Диаметърът на целия витъл в този модел достига 1,5 м. Вятърното колело ще се върти бързо и лесно ще започне да се движи. Трикрилите вятърни мелници са най-често в домашните електроцентрали.
Чертеж на домашно острие за 5-ножов витло на ветрогенератор. Изработена е от PVC тръба с диаметър 160 мм. Прогнозна скорост - 4
Такъв витло с пет остриета може да произведе до 225 оборота в минута при проектна скорост на вятъра от 5 m / s. За да изградите острие според предложените чертежи, трябва да прехвърлите координатите на всяка точка от колоните "Координати на предните / задни модели" на повърхността на пластмасовата канализационна тръба.
Според таблицата по-долу можете да изчислите диаметъра на вятърната мелница с 2-16 остриета. В този случай можете да изберете размера, като вземете предвид желаната изходна мощност.
Таблицата показва, че колкото повече крила има вятърният генератор, толкова по-малка е дължината им, за да се получи ток със същата мощност
Както показва практиката, обслужването на ветрогенератор с диаметър над 2 метра е доста трудно. Ако според таблицата се нуждаете от по-голяма вятърна мелница, помислете за увеличаване на броя на перките.
Правилата и принципите за изчисляване на вятърния генератор ще бъдат въведени от статия, която очертава процеса на извършване на изчисления стъпка по стъпка.
Извършване на балансиране на вятърни турбини
Балансирането на лопатките на ветрогенератор ще помогне да се направи работата му възможно най-ефективна. За да балансирате, трябва да намерите стая, в която няма вятър или тяга. Разбира се, за вятърно колело с диаметър над 2 м ще бъде трудно да се намери такава стая.
Остриетата се сглобяват в завършена конструкция и се монтират в работно положение. Оста трябва да бъде разположена строго хоризонтално, на ниво. Равнината, в която винтът ще се върти, трябва да бъде зададена строго вертикално, перпендикулярно на оста и нивото на земята.
Винтът, който не се движи, трябва да се завърти на 360 / x градуса, където x = броят на остриетата. В идеалния случай балансираната вятърна мелница няма да се отклони с 1 градус, но ще остане неподвижна. Ако острието се обърна под собственото си тегло, трябва леко да се коригира, да се намали тежестта от едната страна, да се елиминира отклонението от оста.
Процесът се повтаря, докато винтът е напълно неподвижен във всяка позиция. Важно е да няма вятър по време на балансиране. Това може да изкриви резултатите от теста.
Важно е също така да се гарантира, че всички части се въртят строго в една и съща равнина. За да проверите на разстояние 2 mm от двете страни на едното острие, поставете контролната табела. По време на движение никоя част от винта не трябва да докосва плочата.
За да работите с ветрогенератор с произведени остриета, ще е необходимо да се сглоби система, която акумулира получената енергия, спестява я и я прехвърля на потребителя. Един от компонентите на системата е контролерът. Ще научите как да направите контролер за вятърна турбина, като прочетете препоръчаната от нас статия.
Да изградите вятърна мелница със собствените си ръце от импровизирани материали е напълно възможно. Ако започнете с по-прости модели, вероятно първият опит ще бъде успешен. С опит вземете по-сложни идеи, за да получите най-ефективния и мощен вятър генератор.
Видео №1. Как да направите вятърна мелница от PVC тръби:
Видео №2. Направи си вятър генератор:
Видео №3. Вятърна мелница от поцинкована стомана:
Ако искате да използвате чиста и безопасна вятърна енергия за битови нужди и не планирате да харчите много пари за закупуването на скъпо оборудване, домашните остриета, изработени от обикновени материали, биха били добра идея. Не се страхувайте от експерименти и ще можете да подобрите съществуващите модели витла на вятърна мелница.
Искате ли да разкажете как лично сте направили остриета за вятърна мелница, която осигурява на вилата електричество? Бихте ли искали да споделите полезна информация с посетителите на сайта или да зададете въпрос? Моля, напишете коментари в блока по-долу.