Uporaba alternativnih virov energije je eden glavnih trendov našega časa. Čista in cenovno dostopna energija vetra se lahko pretvori v električno energijo tudi v vašem domu, če zgradite vetrnico in jo priključite na generator.
Lopatice za vetrni generator lahko zgradite z lastnimi rokami iz navadnih materialov, ne da bi uporabljali posebno opremo. Povedali vam bomo, katera oblika rezil je bolj učinkovita in vam pomagali izbrati pravo risbo za vetrno elektrarno.
Kako deluje preprost generator vetra?
Vetrni generator je naprava, ki vam omogoča pretvorbo vetrne energije v električno energijo.
Načelo njegovega delovanja leži v dejstvu, da veter vrti lopatice, sproži gred, vzdolž katere vrtenje vstopi v generator skozi menjalnik, ki poveča hitrost.
Delovanje vetrne elektrarne ocenjuje KIEV - koeficient porabe vetrne energije. Ko se vetrno kolo hitro vrti, deluje z veliko količino vetra, kar pomeni, da od njega vzame več energije
Dve glavni vrsti vetrnih generatorjev sta razdeljeni:
- veterinarstvo;
- vodoravni.
Vertikalno usmerjeni modeli so zgrajeni tako, da je os propelerja pravokotna na tla. Tako vsako gibanje zračnih mas, ne glede na smer, strukturo sproži v gibanju.
Takšna vsestranskost je plus te vrste vetrnic, vendar izgubljajo vodoravne modele glede produktivnosti in delovne učinkovitosti
Vodoravni generator vetra spominja na vremensko krilo. Da se rezila vrtijo, je treba strukturo obrniti v pravo smer, odvisno od smeri gibanja zraka.
Vgrajeni so posebni instrumenti za nadzor in zajem sprememb v smeri vetra. Učinkovitost s to razporeditvijo vijaka je veliko večja kot pri navpični usmeritvi. Pri domači uporabi je bolj smiselno uporabljati tovrstne generatorje vetra.
Katera oblika rezila je optimalna?
Eden glavnih elementov vetrnega generatorja je niz lopatic.
S temi podrobnostmi je povezanih več dejavnikov, ki vplivajo na učinkovitost vetrnice:
- utež;
- velikost;
- oblika;
- material;
- količina.
Če se odločite za oblikovanje lopatic za improvizirano vetrnico, upoštevajte vse te parametre. Nekateri menijo, da več kot je kril na propelerju generatorja, več energije vetra lahko dobimo. Z drugimi besedami, bolj ko je bolje.
Vendar to ne drži. Vsak posamezni del premakne premagovanje zračnega upora. Tako veliko število rezil na vijaku zahteva večjo silo vetra za dokončanje ene vrtljaje.
Galerija slik
Fotografija s
Rezila v obliki turbine v vetrnici
Navpična razporeditev rezil
Vetrnica po meri
Navadne lopatice
Poleg tega lahko preveč širokih kril povzroči nastanek tako imenovanega "zračnega pokrova" pred propelerjem, ko zračni tok ne prehaja skozi vetrnico, ampak ga obda.
Oblika je zelo pomembna. Od tega je odvisna hitrost propelerja. Slab pretok povzroči vrtine, ki zavirajo vetrno kolo.
Najbolj učinkovit je vetrni generator z enim rezilom. Toda zgraditi in uravnotežiti z lastnimi rokami je zelo težko. Zasnova je nezanesljiva, čeprav z visokim izkoristkom. Glede na izkušnje mnogih uporabnikov in proizvajalcev vetrnic je najbolj optimalen model s tremi rezili.
Teža rezila je odvisna od njegove velikosti in materiala, iz katerega bo izdelana. Velikost je treba izbrati previdno in jo voditi po formulah za izračune. Rob je najbolje narediti tako, da je na eni strani zaokrožitev, nasprotna stran pa ostra
Pravilno izbrana oblika rezila za vetrni generator je temelj njegovega dobrega dela.
Za domačo proizvodnjo so primerne naslednje možnosti:
- vrsta jadranja;
- vrsta krila.
Lopatice jadralnega tipa so preproste široke črte, kot v vetrnici. Ta model je najbolj očiten in enostaven za izdelavo. Vendar je njegova učinkovitost tako majhna, da se ta oblika praktično ne uporablja v sodobnih vetrnih generatorjih. Učinkovitost v tem primeru je približno 10-12%.
Veliko bolj učinkovita oblika so lopatice profila krila. Tu so vključena načela aerodinamike, ki v zrak letijo ogromna letala. Vijak te oblike se lažje sproži v gibanju in se vrti hitreje. Pretok zraka znatno zmanjša upor, s katerim se vetrnica srečuje na svoji poti.
Pravilni profil naj bi spominjal na krilo letala. Na eni strani ima rezilo odebelitev, na drugi pa rahel naklon. Zračne mase tečejo okoli te oblike zelo gladko
Učinkovitost tega modela doseže vrednost 30-35%. Dobra novica je, da lahko z lastnimi rokami zgradite krilo z minimalnimi orodji. Vse osnovne izračune in risbe je mogoče enostavno prilagoditi vašim vetrnicam in uporabljati brezplačno in čisto vetrno energijo brez omejitev.
Kaj delajo rezila doma?
Materiali, ki so primerni za izdelavo vetrnega generatorja, so najprej plastika, lahke kovine, les in sodobna rešitev - stekloplastika. Glavno vprašanje je, koliko dela in časa ste pripravljeni porabiti za izdelavo vetrnice.
Galerija slik
Fotografija s
Rezila iz trde tehnologije
Kovinska spiralna turbina
Rezila vetrnice iz polimerne cevi
Sestavljanje vetrnice z rezili iz vezanega lesa
Kanalizacijske cevi iz PVC
Najbolj priljubljen in razširjen material za izdelavo plastičnih rezil za vetrni generator je navadna kanalizacijska cev iz PVC-ja. Za večino domačih generatorjev z vijačnimi premeri do 2 m bodo dovolj 160 mm cevi.
Prednosti te metode vključujejo:
- nizka cena;
- razpoložljivost v kateri koli regiji;
- preprostost dela;
- veliko število diagramov in risb na internetu, široka izkušnja uporabe.
Cevi so različne. To vemo ne samo tistim, ki izdelujejo domače vetrne elektrarne, temveč vsem, ki so se srečali z vgradnjo kanalizacije ali vodovoda. Razlikujejo se po debelini, sestavi, proizvajalcu. Cev je poceni, zato vam ni treba poskušati dodatno zmanjšati stroškov svoje vetrnice, prihranite na PVC ceveh.
Slab material v plastičnih ceveh lahko povzroči, da se rezila pokvarijo med prvim preskusom in vsa dela bodo zapravljena
Najprej se morate odločiti za vzorec. Možnosti je veliko, vsaka oblika ima svoje prednosti in slabosti. Morda je smiselno najprej eksperimentirati, preden izrežete končno različico.
Ker je cena cevi nizka in jih najdete v kateri koli trgovini strojne opreme, je ta material kot nalašč za prve korake pri modeliranju rezil. Če gre kaj narobe, lahko vedno kupite drugo cev in poskusite znova, denarnica zaradi takšnih poskusov ne bo trpela veliko.
Izkušeni uporabniki energije vetra so opazili, da je za izdelavo nožev za generator vetra bolje uporabiti oranžne, ne pa sive cevi. Bolje držijo svojo obliko, se po tvorbi krila ne upognejo in zdržijo dlje
Ljubiteljski oblikovalci raje uporabljajo PVC, saj lahko med testom zlomljeno rezilo zamenjamo z novim, ki ga v 15 minutah naredimo takoj na kraju samem z ustreznim vzorcem. Enostavno in hitro, in kar je najpomembneje - cenovno ugodno.
Foto-navodila za izdelavo rezil vetrnice iz polimernih cevi bodo pomagala vizualno obvladati korake in zaporedje postopka:
Galerija slik
Fotografija s
1. korak: Označevanje obrisov lopatic vetrnice
2. korak: Odprite rezila z bloggerjem
3. korak: Označevanje vijaka za pritrditev
4. korak: Rezanje izbokline in razkosavanje
5. korak: Priprava kovinskih plošč
6. korak: Rezanje montažne plošče na dva dela
7. korak: Poravnava rezanih plošč
8. korak: Brušenje obrezane strani
Vsi pripravljalni koraki so zaključeni, lopatice je treba pritrditi na del, ki se vrti po vetru:
Galerija slik
Fotografija s
Ko pritrdite na polico na lopatice obrezano pritrdilno ploščo, označite točke prihajajočega pritrditve skozi luknje
Izvrtimo luknje za namestitev pritrdilnih elementov, tako da pod rezilo položimo kos plošče ali blok. Če želite to narediti, je bolje, da vzamete vrtalnik s premerom, nekoliko manjšim od premera vijačne noge
Preostale polimerne ostružke po vrtanju je treba skrbno odstraniti iz lukenj, pri čemer pazite, da se ne raztrgajo, tako da se poveča velikost pritrdilnih vtičnic.
Na kovinskem disku označite sredino, na kateri bo sidrni vijak nameščen, in narišite enakostranični trikotnik, katerega vsako vrho označuje položaj pritrdilne plošče
Plošče prilepite na kovinski disk, tako da jih postavite v ogorke trikotnika. To bo olajšalo naše delo med varjenjem.
Na sredino diska namestimo in privijemo matico, da vanj vstavimo sidrni vijak. Lepljene plošče so varjene s konveksnim šivom
Na varjene dele pritrdimo rezila, rezane iz cevi. Namestimo jih tako, da je bil ovinek vseh usmerjen na eno stran
Vsak vijak na zadnji strani privijemo matico. Da se pritrdilni elementi ne odvijejo, ko se rezila vrtijo, je priporočljivo, da jih pritrdite s spajkanjem ali varjenjem
9. korak: Označevanje pritrdilnih točk
10. korak: Vrtanje montažnih lukenj
11. korak: Priprava lukenj za montažo
12. korak: Označevanje rezila za namestitev nožev
Korak 13: Lepljenje plošč pred varjenjem
14. korak: Priprava vrtljivega diska za montažo
15. korak: Pritrditev plastičnih rezil
16. korak: Privijte vijake
Aluminij - tanek, lahek in drag
Aluminij je lahka in trpežna kovina. Tradicionalno se uporablja za izdelavo nožev za vetrne generatorje. Če daste plošči želeno obliko, bo zaradi svoje lahke teže aerodinamične lastnosti vijaka na višini.
Glavne obremenitve, ki jih vetrnica doživlja med vrtenjem, so usmerjene v upogibanje in lomljenje rezila. Če se med takšnim delom plastika hitro pokvari in pokvari, lahko na aluminijast vijak računate veliko dlje.
Če pa primerjate aluminijaste in PVC cevi, bodo kovinske plošče še vedno težje. Pri visokih hitrostih obstaja velika nevarnost poškodbe ne samega rezila, temveč vijaka na mestu pritrditve
Druga pomanjkljivost aluminijastih delov je kompleksnost izdelave. Če ima PVC cev ovinek, ki bo uporabljen za podelitev aerodinamičnih lastnosti rezila, je običajno aluminij v obliki pločevine.
Po rezanju dela po vzorcu, ki je sam po sebi veliko bolj zapleten kot delo s plastiko, bo treba nastali obdelovanec še vedno valjati in mu dati pravilen ovinek. Doma in brez orodja to ne bo tako preprosto.
Namesto dragega aluminija lahko uporabite ostanke strešne pločevine ali koščke valovite plošče, ki ostanejo po namestitvi:
Galerija slik
Fotografija s
1. korak: Priprava materiala za izdelavo nožev
2. korak: Upogibanje robov nožev
3. korak: Obdelava vseh rezil vetrnice
4. korak: Vse rezila prilagodite enaki velikosti
5. korak: Oblikujte žlebove
6. korak: Označevanje montažnih lukenj
7. korak: Sestavljanje delovnega dela vetrne turbine
8. korak: Namestitev generatorja vetra na teleskopu
Fiber steklo ali stekloplastika - za profesionalce
Če se odločite, da k vprašanju ustvarjanja rezila pristopite zavestno in ste pripravljeni za to porabiti veliko truda in živcev, je stekloplastika primerna. Če se z vetrnimi generatorji še niste ukvarjali, začetek poznavanja modelov vetrnice iz steklenih vlaken ni dobra ideja. Kljub temu pa ta postopek zahteva izkušnje in praktične spretnosti.
Rezilo več plasti steklenih vlaken, ki je povezano z epoksi lepilom, bo močno, lahko in zanesljivo. Z veliko površino je del votel in skoraj breztežen
Za izdelavo steklenih vlaken se vzame - tanek in trpežen material, ki se proizvaja v zvitkih. Poleg fiberglasa je za pritrditev slojev koristno epoksi lepilo.
Začnite delo z ustvarjanjem matrice. To je takšen obdelovanec, ki je oblika za prihodnji del.
Matrica je lahko iz lesa: tramovi, plošče ali hlodi. Veliko silhueto polovice rezila je razrezano neposredno iz masiva. Druga možnost je plastični kalup
Zelo težko je narediti prazno kar sami, pred očmi morate imeti pripravljen model rezila iz lesa ali drugega materiala in šele takrat se iz tega modela izreže matrica za del. Takšne matrice potrebujejo vsaj 2. Toda, ko je enkrat uspešna oblika, jo je mogoče uporabiti večkrat in tako zgraditi več kot eno vetrnico.
Dno kalupa temeljito namastimo z voskom. To se naredi tako, da lahko končno rezilo naknadno enostavno odstranite. Položite plast iz steklenih vlaken, premažite z epoksi lepilom. Postopek ponavljamo večkrat, dokler obdelovanec ne doseže želene debeline.
Potem naj se lepilo posuši. Nekateri priporočajo, da plesen postavite v vakuumsko vrečko in prečrpate zrak. Tako lepilo bolje prodre v vse plasti steklenih vlaken, ne pušča pa impregniranih področij
Ko se epoksi lepilo posuši, se polovica dela previdno odstrani iz matrice. Enako storite z drugo polovico. Deli so zlepljeni skupaj, da tvorijo votel volumetrični del. Lahka, robustna, aerodinamično oblikovana rezilo iz steklenih vlaken je vrhunec odličnosti za domače navdušence vetrnih elektrarn.
Njegova glavna pomanjkljivost je težava uresničevanja ideje in velika količina poroke na začetku, dokler ne dobimo idealne matrice in ne izpopolnimo algoritma ustvarjanja.
Poceni in veseli: leseni del za vetrno kolo
Leseno rezilo je staromodna metoda, ki je enostavna za izvedbo, vendar na današnji ravni porabe električne energije neučinkovita. Lahko naredite detajl iz trdne plošče iz svetlega lesa, kot je bor. Pomembno je izbrati dobro posušeno leseno odejo.
Če je drevo vlažno, lahko v procesu sušenja vijak "vodi" in se deformira. In teža mokrega drevesa je bistveno večja od suhega
Izbrati je treba primerno obliko, vendar upoštevati dejstvo, da leseno rezilo ne bo tanka plošča, kot je aluminij ali plastika, temveč tridimenzionalna struktura. Zato, če obdelovancu dodamo malo oblike, morate razumeti načela aerodinamike in si zamisliti obliko rezila v vseh treh dimenzijah.
Končni videz drevesa bo imel ravnino, po možnosti elektro. Zaradi trajnosti les obdelamo z antiseptičnim zaščitnim lakom ali barvo.
Glavna pomanjkljivost te zasnove je velika teža vijaka. Da bi se premikal ta kolos, mora biti veter dovolj močan, kar je načeloma težko. Vendar je les dostopen material. Plošče, primerne za izdelavo vijaka za vetrne turbine, je mogoče najti točno na vašem dvorišču, ne da bi za to porabili denar. In to je glavna prednost lesa v tem primeru.
Učinkovitost lesenega rezila se nagiba na nič. Praviloma čas in trud za ustvarjanje takšne vetrnice nista vredna rezultata, izraženega v vatih.Vendar je kot model za usposabljanje ali testna kopija lesen del prav kraj. In vremensko krilo z lesenimi rezili na mestu izgleda spektakularno.
Naslednji izbor fotografij bo predstavil korake izdelave vetrnice z rezili iz vezanega lesa:
Galerija slik
Fotografija s
Iz rabljenega kolesa odstranimo generator in v njem izvrtamo luknje za pritrditev delovnega dela vetrnice - plošč iz vezanega lesa z rezili
Na listi iz vezanega lesa narišemo rezila prihodnjega vetrnega generatorja. Da bi zmanjšali porabo materiala, jih je bolje razporediti ne tako, kot je prikazano na fotografiji, temveč osnovo usmeriti v nasprotnih smereh
Najprej na papir narišemo vse podrobnosti delovnega dela vetrnice iz vezanega lesa, nato pa ga prenesemo na list vezanega lesa.
Skladno z označbo dele najprej grobo izrežemo z vbodno žago, nato jo po potrebi dokončamo ročno
Glede na delovne pogoje sestavljene mini elektrarne jo pred montažo obdelamo. Pokrivamo z antiseptično impregnacijo in negorljivim sredstvom
Na osrednji disk pritrdimo koščke izrezane palice pod enim kotom, na katere bodo pritrjene vse podrobnosti vezanega vijaka vetrnega generatorja
Lopatice iz vezanega lesa in generator iz rabljenega kolesa pritrdimo na žebljičke, nameščene na disku
Po sestavljanju delovnega dela vetrnega generatorja preverimo, kako prosto se vrti disk z generatorjem. Če se kaj moti, mletite, popravite
1. korak: Priprava generatorja koles
2. korak: uporaba predloge rezila
Korak 3: Risbe predloge delov vetrnice
4. korak: Žaganje komponent delovnega dela
5. korak: Antiseptična obdelava delov
6. korak: Pritrditev poševnih kljukic
7. korak: Namestitev generatorja koles
8. korak: Preverjanje prostega vrtenja vijaka
Obdelovalni del je pripravljen in preizkušen za uporabnost, kar pomeni, da ostane samo, da ga barvamo in pritrdimo na jambor:
Galerija slik
Fotografija s
9. korak: Zaščita propelerja
Korak 10: Predelava temeljnega premaza
11. korak: barvanje podrobnosti vetrnice
12. korak: Pritrditev delovnega dela na jambor
Risbe in primeri rezil
Zelo težko je pravilno izračunati vijak vetrnega generatorja, ne da bi vedeli glavne parametre, ki so prikazani v formuli, pa tudi, da nimate pojma, kako ti parametri vplivajo na delovanje vetrne turbine.
Bolje je, da ne zapravljate časa, če ni želje poglobiti se v osnove aerodinamike. Pripravljeni načrti s prednastavljenimi indikatorji vam bodo pomagali izbrati pravo rezilo za vetrno elektrarno.
Risba rezila za propeler z dvema reziloma. Izdelana je iz kanalizacijske cevi premera 110. Premer vijaka vetrnice v teh izračunih je 1 m
Tako majhen vetrni generator vam ne bo mogel zagotoviti velike moči. Najverjetneje iz te zasnove težko iztisnete več kot 50 vatov. Vendar bo dvokrilni propeler iz lahke in tanke PVC cevi dal visoko hitrost vrtenja in zagotovil delovanje vetrnice tudi pri majhnem vetru.
Risba rezila za trivaljni propeler vetrnega generatorja iz cevi premera 160 mm. Predvidena hitrost v tej možnosti je 5 z vetrom 5 m / s
Tripeljni propeler te oblike se lahko uporablja za zmogljivejše enote, približno 150 W pri 12 V. Premer celotnega propelerja v tem modelu doseže 1,5 m. Veterino kolo se bo hitro vrtelo in se začelo enostavno premikati. Trikrilne vetrnice so najpogostejše v domačih elektrarnah.
Risba domačega rezila za 5-lopatski propeler vetrnega generatorja. Izdelana je iz PVC cevi s premerom 160 mm. Ocenjena hitrost - 4
Takšen propeler s petimi rezili lahko ustvari do 225 vrtljajev na minuto pri konstrukcijski hitrosti vetra 5 m / s. Če želite sestaviti rezilo v skladu s predlaganimi risbami, morate koordinate vsake točke iz stolpcev "Koordinate sprednjih / zadnjih vzorcev" prenesti na površino plastične kanalizacijske cevi.
Glede na spodnjo tabelo lahko premer vetrnice izračunate z 2-16 rezili. V tem primeru lahko izberete velikost ob upoštevanju želene izhodne moči.
Iz tabele je razvidno, da več ko ima vetrni generator, manjša mora biti njihova dolžina, da dobimo tok enake moči
Kot kaže praksa, je servisiranje vetrnega generatorja s premerom več kot 2 metra precej težko. Če v skladu s tabelo potrebujete večjo vetrnico, razmislite o povečanju števila rezil.
Pravila in načela izračunavanja vetrnega generatorja bodo predstavljena v članku, ki opisuje postopek izdelave izračunov korak za korakom.
Izvedba uravnoteženja vetrnih turbin
Uravnavanje rezil vetrnega generatorja bo pripomoglo k čim učinkovitejšemu delovanju. Za uravnoteženje morate najti sobo, v kateri ni vetra ali ugreza. Seveda bo za vetrno kolo večje od premera 2 m težko najti takšno sobo.
Rezila so sestavljena v končno konstrukcijo in nameščena v delovni položaj. Os mora biti postavljena strogo vodoravno, v ravni. Ravnina, v kateri se bo vijak zasukal, mora biti postavljena strogo navpično, pravokotno na os in gladino tal.
Vijak, ki se ne premika, je treba zasukati za 360 / x stopinj, pri čemer je x = število rezil. V idealnem primeru uravnotežena vetrnica ne bo odstopala za 1 stopinjo, ampak bo ostala negibna. Če se je rezilo obrnilo pod lastno težo, ga je treba nekoliko popraviti, na eni strani zmanjšati težo, odpraviti odstopanje od osi.
Postopek se ponavlja, dokler ni vijak v nobenem položaju popolnoma negiben. Pomembno je, da med uravnavanjem ni vetra. To lahko izkrivlja rezultate testov.
Pomembno je tudi zagotoviti, da se vsi deli vrtijo strogo v isti ravnini. Za preverjanje na razdalji 2 mm na obeh straneh enega od rezil nastavite kontrolno ploščo. Med gibanjem se noben del vijaka ne sme dotikati plošče.
Za upravljanje vetrnega agregata z izdelanimi lopaticami bo potrebno sestaviti sistem, ki nabere prejeto energijo, jo prihrani in prenese na potrošnika. Ena od komponent sistema je krmilnik. Spoznali boste, kako narediti krmilnik za vetrno turbino, tako da boste prebrali članek, ki ga priporočamo.
Graditi vetrnico z lastnimi rokami iz improviziranih materialov je povsem mogoče. Če začnete s preprostejšimi modeli, bo prvi poskus verjetno uspešen. Z izkušnjami vzemite bolj zapletene ideje in tako pridobite najučinkovitejši in najmočnejši generator vetra.
Video št. 1. Kako narediti vetrnico iz PVC cevi:
Video №2. DIY generator vetra:
Video №3. Vetrnica iz pocinkanega jekla:
Če želite uporabiti čisto in varno vetrno energijo za gospodinjske potrebe in ne nameravate porabiti veliko denarja za nakup drage opreme, bi bila domača rezila iz navadnih materialov dobra ideja. Ne bojte se eksperimentov in že boste lahko izboljšali obstoječe modele propelerjev vetrnice.
Ali želite povedati, kako ste osebno izdelali lopatice za vetrnico, ki oskrbuje kočo z elektriko? Bi radi delili koristne informacije z obiskovalci spletnega mesta ali postavili vprašanje? V spodnji blok napišite komentarje.