Jak zbudować ostrza do generatora wiatrowego własnymi rękami: przykłady samodzielnie wykonanych ostrzy do wiatraka

Podstawowe elementy konstrukcyjne

Pomimo dużej różnorodności turbin wiatrowych i sposobów ich wytwarzania, wszystkie składają się z tych samych elementów konstrukcyjnych.

koło wiatrowe

Łopaty są uważane za jeden z najważniejszych elementów turbiny wiatrowej. Ich konstrukcja wpływa na pracę pozostałych elementów generatora. Do wykonania ostrzy używa się różnych materiałów.

Przed produkcją należy obliczyć długość ostrza. Jeśli rura zostanie przyjęta do produkcji, jej średnica musi wynosić co najmniej 20 cm, przy planowanej długości ostrza 1 metra. Następnie rurę tnie się wyrzynarką na 4 części.Jedna część służy do wykonania szablonu, według którego wycinana jest reszta ostrzy. Następnie są montowane na wspólnym dysku, a cała konstrukcja jest mocowana na wale generatora. Zmontowane koło wiatrowe musi być wyważone. Równoważenie należy przeprowadzać w pomieszczeniu osłoniętym od wiatru. Jeśli operacja zostanie przeprowadzona prawidłowo, koło nie będzie się samoistnie obracać. W przypadku spontanicznej rotacji łopatek są one podważane, aż cała konstrukcja znajdzie się w równowadze. Na samym końcu sprawdzana jest dokładność obrotu łopatek. Powinny obracać się w tej samej płaszczyźnie, bez zniekształceń. Dopuszczalny błąd to 2 mm.

Maszt

Kolejnym elementem konstrukcyjnym turbiny wiatrowej jest maszt. Najczęściej jest wykonany ze starej rury wodociągowej, której średnica nie powinna wynosić 15 cm, ale długość powinna wynosić do 7 metrów. Jeśli w promieniu 30 metrów od planowanego miejsca instalacji znajdują się jakiekolwiek konstrukcje lub budynki, w takim przypadku wysokość masztu jest zwiększona.

Aby cała instalacja działała jak najefektywniej, koło łopatkowe unosi się ponad otaczające przeszkody o co najmniej 1 metr. Po zamontowaniu podstawa masztu oraz kołki do mocowania odciągów zalewa się betonem. Jako przedłużenia zaleca się użycie kabla ocynkowanego o średnicy 6 mm.

Generator

Do turbiny wiatrowej można użyć dowolnego generatora samochodowego, najlepiej o większej mocy. Wszystkie mają identyczną konstrukcję i wymagają modyfikacji. Podobna modyfikacja generatora samochodowego do wiatraka obejmuje przewijanie przewodnika stojana, a także produkcję wirnika za pomocą magnesów neodymowych.Aby je solidnie zamocować, musisz wywiercić otwory w słupach wirnika. Montaż magnesów odbywa się z naprzemiennymi biegunami. Sam wirnik jest owinięty papierem, a wszystkie puste przestrzenie, które tworzą się między magnesami, są wypełnione żywicą epoksydową.

W procesie przyklejania magnesów należy przestrzegać ich polaryzacji. Dlatego wirnik jest podłączony do źródła zasilania. Dołączony wirnik wytwarza pole magnetyczne, a każdy magnes jest przyklejany na miejscu po stronie, która jest przyciągana.

Do podłączenia wirnika można użyć dowolnego zasilacza o napięciu 12 woltów i prądzie od 1 do 3 amperów. Połączenie wykonane jest w taki sposób, aby zdejmowany pierścień znajdujący się bliżej kłów był minusem, a strona dodatnia znajdowała się bliżej końca wirnika. Magnesy zainstalowane w szczelinach wirnika lub kłów powodują samowzbudzenie generatora i jest to uważane za jego główną funkcję.

Na samym początku obrotu wirnika magnesy zaczynają wzbudzać prąd w generatorze, który również wchodzi do cewki, co prowadzi do wzrostu pól magnetycznych kłów. W efekcie generator wytwarza prąd o jeszcze większej wartości. Okazuje się, że jest to rodzaj obiegu prądu, gdy generator jest wzbudzany i dalej zasilany własnym wirnikiem, na którym zainstalowane są bieguny elektromagnetyczne. Zmontowany generator należy przetestować i dokonać pomiarów uzyskanych danych wyjściowych. Jeśli urządzenie przy 300 obr./min wytwarza około 30 woltów, jest to uważane za normalny wynik.

Jakie wiatraki wybrać

Cóż, dla tych, którzy mieszkają daleko od podstacji i VL-0,4kv, warto kupić najpotężniejsze modele wiatraków, na jakie można sobie pozwolić.Ponieważ z mocy wskazanej na zdjęciach dostaniesz nie więcej niż 15%.

Inna kategoria konsumentów, całkiem zasłużenie, dokonuje wyboru nie na korzyść chińskich modeli fabrycznych, ale wręcz przeciwnie, woli domowe wiatraki od samouków. Ma też swoje zalety.

W większości wynalazcy takich urządzeń są kompetentnymi i odpowiedzialnymi facetami. I w prawie 100% przypadków bez problemu mogą zwrócić instalację, jeśli coś poszło nie tak lub trzeba ją naprawić. To na pewno nie będzie problemem.

W przemysłowych chińskich wiatrakach z pewnością wygląda ładniej. A jeśli nadal zdecydujesz się go kupić, natychmiast po sprawdzeniu wiertarką elektryczną wykonaj konserwację profilaktyczną i zamień chiński złom na wysokiej jakości smarowane łożyska.

Jeśli w pobliżu znajdują się duże gniazda ptaków, zakup dodatkowego zestawu ostrzy nie zaszkodzi.

Pisklęta czasami podlegają dystrybucji przędzalniczej „mini młynka”. Plastikowe ostrza pękają, a metalowe wyginają się.

I chciałbym zakończyć mądrością tych użytkowników, którzy nie wysłuchali wszystkich argumentów i natknęli się na wszystkie opisane powyżej problemy. Pamiętaj, że najdroższym wiatrowskazem w domu jest turbina wiatrowa!

Wybór materiału

Łopaty do urządzenia wiatrowego mogą być wykonane z dowolnego mniej lub bardziej odpowiedniego materiału, na przykład:

Z rury PCV

Prawdopodobnie najłatwiej jest zbudować ostrza z tego materiału. Rury PCV można znaleźć w każdym sklepie z narzędziami. Rury należy wybrać takie, które są przeznaczone do kanalizacji ciśnieniowej lub gazociągu. W przeciwnym razie przepływ powietrza przy silnym wietrze może zniekształcić łopaty i uszkodzić je o maszt generatora.

Łopaty turbiny wiatrowej podlegają silnym obciążeniom od siły odśrodkowej, a im dłuższe łopaty, tym większe obciążenie.

Krawędź ostrza dwułopatowego koła domowego generatora wiatrowego obraca się z prędkością setek metrów na sekundę, taką jak prędkość pocisku wylatującego z pistoletu. Ta prędkość może prowadzić do pęknięcia rur PVC. Jest to szczególnie niebezpieczne, ponieważ latające fragmenty rur mogą zabić lub poważnie zranić ludzi.

Możesz wyjść z sytuacji skracając ostrza do maksimum i zwiększając ich liczbę. Wielołopatowe koło wiatrowe jest łatwiejsze do wyważenia i mniej hałaśliwe

Nie bez znaczenia jest grubość ścianek rur. Np. dla wiatraka z sześcioma łopatami wykonanymi z rury PCV o średnicy dwóch metrów, ich grubość nie powinna być mniejsza niż 4 milimetry. Aby obliczyć projekt ostrzy dla domowego rzemieślnika, możesz użyć gotowych tabel i szablonów

Aby obliczyć projekt ostrzy dla domowego rzemieślnika, możesz użyć gotowych tabel i szablonów.

Szablon powinien być wykonany z papieru, przymocowany do rury i zakreślony. Należy to zrobić tyle razy, ile jest łopat na turbinie wiatrowej. Za pomocą wyrzynarki rurę należy przyciąć zgodnie z oznaczeniami - ostrza są prawie gotowe. Krawędzie rur są polerowane, rogi i końce zaokrąglone, dzięki czemu wiatrak ładnie wygląda i mniej hałasuje.

Ze stali należy wykonać krążek z sześcioma paskami, który będzie pełnił rolę konstrukcji łączącej łopatki i mocującej koło do turbiny.

Wymiary i kształt konstrukcji łączącej muszą odpowiadać rodzajowi generatora i prądu stałego, który będzie zastosowany w farmie wiatrowej.Stal musi być tak gruba, aby nie odkształcała się pod wpływem wiatru.

aluminium

W porównaniu do rur z PVC, rury aluminiowe są bardziej odporne zarówno na zginanie, jak i rozrywanie. Ich wadą jest duży ciężar, który wymaga podjęcia działań zapewniających stabilność całej konstrukcji jako całości. Ponadto należy dokładnie wyważyć koło.

Rozważ cechy wykonania łopat aluminiowych do sześciołopatowego koła wiatrowego.

Zgodnie z szablonem należy wykonać wzór sklejki. Już według szablonu z blachy aluminiowej wycinamy półfabrykaty ostrzy w ilości sześciu sztuk. Przyszłe ostrze toczone jest w rynnę o głębokości 10 milimetrów, natomiast oś zwoju powinna tworzyć kąt 10 stopni z osią wzdłużną przedmiotu obrabianego. Te manipulacje zapewnią łopatom akceptowalne parametry aerodynamiczne. Gwintowany rękaw jest przymocowany do wewnętrznej strony ostrza.

Mechanizm łączący koło wiatrowe z łopatkami aluminiowymi, w przeciwieństwie do koła z łopatkami wykonanymi z rur PCV, nie posiada pasków na tarczy, lecz kołki, które są kawałkami stalowego pręta z gwintem odpowiednim do gwintowania tulei.

włókno szklane

Łopaty wykonane z włókna szklanego specyficznego dla włókna szklanego są najbardziej bezbłędne, biorąc pod uwagę ich parametry aerodynamiczne, wytrzymałość, wagę. Te ostrza są najtrudniejsze do skonstruowania, ponieważ musisz mieć możliwość obróbki drewna i włókna szklanego.

Rozważymy wykonanie ostrzy z włókna szklanego do koła o średnicy dwóch metrów.

Najbardziej skrupulatne podejście należy podejść do wykonania matrycy z drewna.Jest obrabiany z prętów według gotowego szablonu i służy jako model ostrza. Po zakończeniu pracy nad matrycą możesz zacząć tworzyć ostrza, które będą składać się z dwóch części.

W pierwszej kolejności matrycę należy pokryć woskiem, jedną z jej stron pokryć żywicą epoksydową i rozprowadzić na niej włókno szklane. Ponownie nałóż na nią żywicę epoksydową i ponownie warstwę włókna szklanego. Liczba warstw może wynosić trzy lub cztery.

Następnie należy trzymać powstałe zaciągnięcie bezpośrednio na matrycy przez około dzień, aż całkowicie wyschnie. Więc jedna część ostrza jest gotowa. Po drugiej stronie matrycy wykonywana jest ta sama sekwencja działań.

Gotowe części ostrzy należy połączyć żywicą epoksydową. Wewnątrz możesz włożyć drewniany korek, przymocować go klejem, to przymocuje łopatki do piasty koła. Do wtyczki należy włożyć gwintowaną tuleję. Węzeł łączący stanie się hubem w taki sam sposób, jak w poprzednich przykładach.

Produkcja stojana

Jak widać na zdjęciu, cewki mają kształt wydłużonej kropli wody. Odbywa się to tak, że kierunek ruchu magnesów jest prostopadły do ​​długich bocznych odcinków cewki (tutaj indukowana jest maksymalna siła elektromotoryczna).

W przypadku zastosowania magnesów okrągłych średnica wewnętrzna cewki powinna z grubsza odpowiadać średnicy magnesu. W przypadku zastosowania magnesów kwadratowych uzwojenia cewki muszą być skonfigurowane w taki sposób, aby magnesy zachodziły na proste odcinki uzwojeń. Montaż dłuższych magnesów nie ma większego sensu, ponieważ maksymalne wartości EMF występują tylko w tych odcinkach przewodnika, które znajdują się prostopadle do kierunku pola magnetycznego.

Produkcja stojana rozpoczyna się od uzwojenia cewek.Cewki najłatwiej nawinąć według wcześniej przygotowanego szablonu. Szablony są bardzo różne: od małych narzędzi ręcznych po miniaturowe maszyny domowej roboty.

Cewki każdej pojedynczej fazy są połączone ze sobą szeregowo: koniec pierwszej cewki jest połączony z początkiem czwartej, koniec czwartej z początkiem siódmej itd.

Przypomnijmy, że gdy fazy są połączone zgodnie ze schematem „gwiazdy”, końce uzwojeń (faz) urządzenia są połączone w jeden wspólny węzeł, który będzie zerem generatora. W tym przypadku trzy wolne przewody (początek każdej fazy) są podłączone do trójfazowego mostka diodowego.

Gdy wszystkie cewki zostaną zmontowane w jeden obwód, można przygotować formę do zalewania stojana. Następnie zanurzamy całą część elektryczną w formie i wypełniamy żywicą epoksydową.

Aleksiej2011

Następnie zamieszczam zdjęcie gotowego stojana. Wypełniona zwykłą żywicą epoksydową. Na górze i na dole nakładam włókno szklane. Średnica zewnętrzna stojana wynosi 280 mm, otwór wewnętrzny 70 mm.

Jak samemu zrobić generator wiatrowy typu pionowego

Samodzielna produkcja generatora wiatrowego jest całkiem możliwa, choć nie tak prosta, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Będziesz musiał albo złożyć cały zestaw sprzętu, co jest bardzo trudne, albo kupić niektóre jego elementy, co jest dość drogie. Zestaw może zawierać:

• generator wiatru
• falownik
• kontroler
• Paczka baterii
• przewody, kable, akcesoria

Najlepszą opcją byłby częściowy zakup gotowego sprzętu, częściowy Produkcja DIY. Faktem jest, że ceny węzłów i elementów są bardzo wysokie, nie dla wszystkich dostępne.Ponadto wysoka jednorazowa inwestycja sprawia, że ​​można się zastanawiać, czy środki te można wydać w bardziej efektywny sposób.

System działa tak:

• wiatrak obraca się i przekazuje moment obrotowy do generatora
• generowany jest prąd elektryczny, który ładuje akumulator
• bateria jest podłączona do falownika, który przekształca prąd stały na prąd przemienny 220 V 50 Hz.

Montaż zwykle zaczyna się od generatora. Najbardziej udaną opcją jest montaż konstrukcji 3-fazowej na magnesach neodymowych, co pozwala na generowanie odpowiedniego prądu.

Części obrotowe wykonane są w oparciu o jeden z najbardziej dostępnych systemów do odtwarzania własnymi rękami. Ostrza wykonane są z odcinków rur, metalowych beczek przetartych na pół lub z blachy wygiętej w określony sposób.

Maszt jest spawany na ziemi i montowany w pozycji pionowej już gotowy. Opcjonalnie jest wykonany z drewna bezpośrednio w miejscu instalacji generatora. Aby instalacja była solidna i niezawodna, należy wykonać fundament pod podpory i zamocować maszt za pomocą kotew. Na dużej wysokości powinien być dodatkowo zabezpieczony rozstępami.

Wszystkie komponenty i części systemu wymagają wzajemnego dopasowania pod względem mocy, ustawień wydajności. Nie da się z góry powiedzieć, jak wydajna będzie turbina wiatrowa, ponieważ zbyt wiele nieznanych parametrów nie pozwoli nam obliczyć charakterystyk systemu. Jednocześnie, jeśli początkowo ułożysz system pod pewną mocą, to wyjście będzie zawsze dość zbliżone. Głównym wymaganiem jest wytrzymałość i dokładność wytwarzania węzłów, aby praca generatora była wystarczająco stabilna i niezawodna.

Pionowy generator wiatrowy DIY

Używane materiały i sprzęt

Wymiary turbiny można dobrać dowolnie – im większa, tym mocniejsza. W przykładzie średnica produktu to 60 cm.

Do wykonania turbiny pionowej potrzebne będą:

1. Rura Ø 60 cm (najlepiej stal nierdzewna - ocynk, duraluminium itp.).
2. Wytrzymały plastik (dwa krążki o średnicy 60 cm).
3. Narożniki do mocowania ostrzy (6 szt. na każde) - 36 szt.
4. Do bazy - piasta samochodowa.
5. Nakrętki, podkładki, śruby do mocowania.

Sprzęt i narzędzia:

1. Puzzle.
2. Bułgarski.
3. Wiertarka.
4. Śrubokręt.
5. Klucze.
6. Rękawiczki, maska.

Aby zrównoważyć ostrza, możesz użyć małej metalowej płytki, magnesów, a przy lekkim braku równowagi możesz po prostu wywiercić otwory.

Rysunek generatora wiatrowego

Tworzenie wiatraka pionowego

1. Metalowa rura jest cięta wzdłużnie, dzięki czemu uzyskuje się 6 identycznych ostrzy.
2. Z plastiku wycinane są dwa identyczne koła (średnica 60 cm). Będzie to górna i dolna podpora turbiny.
3. Aby nieco ułatwić konstrukcję, na środku górnej podpory można wyciąć okrąg o średnicy 30 cm.
4. W zależności od tego, ile otworów znajduje się w piaście samochodu, dokładnie te same otwory są na nich zaznaczone do montażu w dolnej plastikowej podporze. Przewiercony wiertłem.
5. Zgodnie z szablonem musisz zaznaczyć położenie ostrzy (dwa trójkąty tworzące gwiazdę). Miejsca mocowania rogów są zaznaczone. Na dwóch podporach powinno być identyczne.
6. Lepiej jest ciąć ostrza nie pojedynczo, ale wszystkie naraz (używana jest szlifierka).
7. Punkty mocowania rogów należy również odnotować na ostrzach. Następnie wywierć otwory.
8. Za pomocą narożników ostrza są przymocowane do kręgów podstawy za pomocą śrub i nakrętek przez podkładki.

Im dłuższe ostrza, tym potężniejsza będzie jednostka, ale im trudniej będzie ją zrównoważyć, przy silnym wietrze konstrukcja się „poluzuje”.

Generator DIY

W przypadku wiatraka należy wybrać generator samowzbudny z magnesami trwałymi (stosowano je w ciągnikach T-4, MTZ, T-16, T-25).

Jeśli postawisz konwencjonalny generator samochodowy, ich uzwojenie napięciowe jest zasilane z akumulatora, czyli: brak napięcia - brak wzbudzenia.

Oznacza to, że jeśli zamontujesz autogenerator + akumulator, a przez dłuższy czas będzie słaby wiatr, akumulator po prostu się rozładuje i gdy wiatr pojawi się ponownie, układ nie uruchomi się.

Lub zrób generator wiatrowy na magnesach neodymowych własnymi rękami. Taka jednostka wyda przy słabym wietrze maksymalnie 1,5 kW, przy silnym wietrze 3,5 kW. Instrukcja kroku:

Wykonane są dwa metalowe naleśniki o średnicy 50 cm.

12 magnesów neodymowych na każdym (o wymiarach około 50 x 25 x 1,2 mm) jest przymocowanych do nich na obwodzie za pomocą superkleju. Magnesy naprzemiennie: „północ” - „południe”.

Naleśniki ustawione są naprzeciw siebie, bieguny są również zorientowane "północ" - "południe".

Pomiędzy nimi znajduje się stojan domowej roboty. To 9 zwojów drutu miedzianego o przekroju 3 mm. 70 tur każdy. Między sobą są połączone zgodnie ze schematem „gwiazdy” i wypełnione żywicą polimerową. Cewki nawijane są w jednym kierunku. Dla wygody początek i koniec uzwojenia należy oznaczyć (na przykład taśmą elektryczną w różnych kolorach).

Domowy generator wiatrowy wykonany z magnesów neodymowych

Grubość stojana wynosi około 15 - 20 mm. W jego produkcji konieczne jest zapewnienie wyjść uzwojeń z cewek przez śruby z nakrętkami.Będą zasilać generator.

Odległość między stojanem a wirnikiem wynosi 2 mm.

Istotą pracy jest to, że północ i południe magnesów są odwrócone, co powoduje, że prąd elektryczny „przepływa” przez cewkę.

Magnesy wirnika będą bardzo silnie przyciągane. Aby płynnie połączyć części, musisz wywiercić w nich otwory i wyciąć gwinty na kołki. Wirniki są natychmiast wyrównane ze sobą i stopniowo, za pomocą kluczy, górny obniża się do dolnego. W końcu tymczasowe spinki do włosów są usuwane.

Ten generator może być używany zarówno w modelach pionowych, jak i poziomych.

proces składania

• Na maszcie montowany jest wspornik do montażu stojana (może być trzy- lub sześciołopatowy).
• Nad nim mocowana jest piasta za pomocą nakrętek.
• W piaście znajdują się 4 szpilki. Włączają generator.
• Stojan generatora jest połączony ze wspornikiem przymocowanym do masztu.
• Do drugiej płyty wirnika przymocowana jest turbina łopatkowa.
• Ze stojana przewody są połączone zaciskami z regulatorem napięcia.

Główna charakterystyka

Wydajność generatora wiatrowego zależy od liczby i wielkości zainstalowanych na nim łopat, co wyraźnie widać ze wzoru:

N=pSV3/2, gdzie

N to moc przepływu powietrza, która określa moc urządzenia;

р – gęstość powietrza;

S to obszar omiatany przez generator wiatrowy;

V to prędkość wiatru.

Główne cechy tego elementu urządzeń technicznych tego typu to:

Wymiary geometryczne.

Zgodnie z poniższym schematem:

R to promień, który określa obszar przemiatania urządzenia;

b - szerokość, określa prędkość konkretnego modelu;

c - grubość, zależy od materiału, z którego jest wykonana i cech konstrukcyjnych;

φ - kąt montażu określa położenie płaszczyzny obrotu łopaty względem jej osi;

r jest promieniem przekroju lub wewnętrznym promieniem obrotu.

• Wytrzymałość mechaniczna - określa zdolność elementu do wytrzymania przyłożonych do niego obciążeń i zależy od materiału użytego do produkcji oraz jego konstrukcji.
• Sprawność aerodynamiczna - określa zdolność do zamiany ruchu postępowego energii wiatru na ruch obrotowy wału generatora wiatrowego.
• Parametry aeroakustyczne - charakteryzują poziom hałasu wytwarzanego podczas pracy turbiny wiatrowej.

Ostrza do rur PVC

Równie ważny jest wybór materiału do produkcji łopat turbin wiatrowych. Najłatwiejszym sposobem wykonania łopat turbin wiatrowych jest plastikowa rura. Rury PCV, które można kupić w każdym sklepie z narzędziami, są prawdopodobnie najbardziej odpowiednim materiałem. Niezbędne jest zastosowanie rur o wymaganej grubości ścianki (przeznaczone dla kanalizacji lub gazociągów ciśnieniowych), w przeciwnym razie napływający strumień powietrza przy odpowiednio silnym wietrze może wygiąć łopatki, co doprowadzi do ich zniszczenia o maszt generatora.

rury pcv z oznaczeniami do cięcia

Należy pamiętać, że łopata generatora wiatrowego podlega znacznym obciążeniom od siły odśrodkowej, im większa, tym łopata jest dłuższa. Prędkość ruchu końcowej części ostrza dwułopatowego koła domowego generatora wiatrowego wynosi setki metrów na sekundę, co jest porównywalne z prędkością pocisku pistoletowego (czubek ostrza przemysłowego generatora wiatrowego koło może osiągać prędkości ponaddźwiękowe).

Ostrze z PCV może nie wytrzymać obciążenia rozciągającego przy tak dużych prędkościach, a odłamki lecące z prędkością pocisku stanowią realne zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi. Wniosek jest oczywisty – skracamy długość ostrza, zwiększając liczbę ostrzy. Ponadto koło wiatrowe z dużą liczbą łopat jest znacznie łatwiejsze do wyważenia i wytwarza mniej hałasu.

Rozważ produkcję ostrzy do sześciołopatowego koła wiatrowego o średnicy 2 m z rury PVC. Aby zapewnić niezbędną wytrzymałość na rozciąganie i zginanie, grubość ścianki rury musi wynosić co najmniej 4 mm. Obliczanie profilu łopat wirnika turbiny wiatrowej jest procesem złożonym i czasochłonnym, wymagającym wysoce specjalistycznej wiedzy, więc dla mistrza-amatora bardziej racjonalne byłoby skorzystanie z gotowego szablonu.

Szablon ostrza wykonany z rury PCV o średnicy 160 mm

Szablon należy wyciąć z papieru, przymocować do ściany rury i zakreślić markerem. Powtórz procedurę jeszcze pięć razy - z jednej rury należy uzyskać sześć ostrzy. Tniemy rurę wzdłuż linii uzyskanych wyrzynarką elektryczną i otrzymujemy sześć prawie gotowych ostrzy. Pozostaje tylko zmielić kawałki i zaokrąglić rogi i krawędzie. Dzięki temu koło wiatrowe będzie wyglądać schludnie i zmniejszy się hałas podczas pracy.

Aby połączyć łopatki ze sobą i przymocować koło do turbiny, konieczne jest wykonanie zespołu łączącego, który jest tarczą wycinaną ze stali z sześcioma stalowymi taśmami przyspawanymi lub wyciętymi jednocześnie. Konkretne wymiary i konfiguracja węzła przyłączeniowego zależą od generatora lub silnika prądu stałego, który będzie służył jako serce mini farmy wiatrowej.Zwracamy tylko uwagę, że stal, z której wykonany jest zespół łączący, musi mieć wystarczającą grubość, aby koło nie uginało się pod naporem wiatru.

Wiatrak robimy własnymi rękami

1. Łopaty turbin wiatrowych

Koło wiatrowe jest najważniejszym elementem konstrukcyjnym urządzenia. Zamienia siłę wiatru w energię mechaniczną. Zatem dobór wszystkich pozostałych elementów zależy od jego struktury.

Najpopularniejszymi i najskuteczniejszymi rodzajami ostrzy są żagiel i wiatrowskaz. Do produkcji pierwszej opcji konieczne jest zamocowanie arkusza materiału na osi, umieszczając go pod kątem do kierunku wiatru. Jednak podczas ruchów obrotowych taka łopatka będzie miała znaczny opór aerodynamiczny. Dodatkowo wzrośnie wraz ze wzrostem kąta natarcia, co zmniejsza efektywność ich funkcjonowania.

Drugi rodzaj ostrzy pracuje z większą wydajnością - skrzydełka. W swoich zarysach przypominają skrzydło samolotu, a koszty siły tarcia zredukowane są do minimum. Ten typ turbiny wiatrowej charakteryzuje się wysokim wykorzystaniem energii wiatru przy niskich kosztach materiałowych.

Ostrza mogą być wykonane z plastiku lub plastikowej rury, ponieważ będzie bardziej produktywne niż drewno. Najbardziej wydajna jest konstrukcja koła wiatrowego o średnicy dwóch metrów i sześciu łopatach.

2. Generator turbiny wiatrowej

Najbardziej akceptowalną opcją dla urządzeń do wytwarzania wiatru jest konwertujący asynchroniczny mechanizm generujący prądem przemiennym.Jego główne zalety to niski koszt, łatwość nabycia i szeroka dystrybucja modeli, możliwość ponownego wyposażenia i doskonała praca przy niskich prędkościach.

Można go przekształcić w generator z magnesami trwałymi. Badania wykazały, że takie urządzenie może pracować przy niskich prędkościach, ale przy dużych prędkościach szybko traci sprawność.

3. Montaż turbiny wiatrowej

Do mocowania łopatek do obudowy generatora konieczne jest zastosowanie głowicy turbiny wiatrowej, którą jest stalowy dysk o grubości do 10 mm. Do niego przyspawanych jest sześć metalowych pasków z otworami do mocowania do nich ostrzy. Sam dysk jest przymocowany do mechanizmu generującego za pomocą śrub z przeciwnakrętkami.

Ponieważ urządzenie wytwarzające jest w stanie wytrzymać maksymalne obciążenia, w tym siły żyroskopowe, musi być mocno zamocowane. Na urządzeniu generator jest zainstalowany z jednej strony, w tym celu wał musi być połączony z obudową, która wygląda jak stalowy element z gwintowanymi otworami do przykręcenia na oś generatora o tej samej średnicy.

Do produkcji stelaża nośnego do urządzeń wiatrowych, na którym zostaną umieszczone wszystkie inne elementy, konieczne jest zastosowanie metalowej płyty o grubości do 10 mm lub kawałka belki o tych samych wymiarach.

4. Obrotnica turbiny wiatrowej

Mechanizm obrotowy zapewnia ruchy obrotowe wiatraka wokół osi pionowej. W ten sposób umożliwia obracanie urządzenia zgodnie z kierunkiem wiatru.Do jego produkcji lepiej jest stosować łożyska wałeczkowe, które skuteczniej odbierają obciążenia osiowe.

5. Aktualny odbiornik

Pantograf działa w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa skręcenia i zerwania przewodów pochodzących z generatora na wiatraku. Zawiera w swojej konstrukcji tuleję wykonaną z materiału izolacyjnego, styków i szczotek. Aby stworzyć ochronę przed zjawiskami atmosferycznymi, węzły stykowe odbiornika prądu muszą być zamknięte.

Zasada działania turbiny wiatrowej

Generator wiatrowy lub elektrownia wiatrowa (WPP) to urządzenie, które służy do przekształcania energii kinetycznej strumienia wiatru na energię mechaniczną. Powstała energia mechaniczna obraca wirnik i jest przekształcana w potrzebną nam formę elektryczną.

Zasada działania i urządzenie wiatraka kinetycznego zostały szczegółowo opisane w artykule, który zalecamy przeczytanie.

Struktura UEW obejmuje:

• łopatki tworzące śmigło,
• obrotowy wirnik turbiny
• oś generatora i sam generator,
• falownik przetwarzający prąd zmienny na prąd stały używany do ładowania akumulatorów,
• bateria.

Istota turbin wiatrowych jest prosta. Podczas obrotu wirnika generowany jest prąd przemienny trójfazowy, który następnie przepływa przez sterownik i ładuje akumulator prądu stałego. Następnie falownik przekształca prąd, aby mógł być zużywany, zasilając oświetlenie, radio, telewizor, kuchenkę mikrofalową i tak dalej.

Szczegółowe rozmieszczenie generatora wiatrowego z poziomą osią obrotu pozwala dobrze sobie wyobrazić, jakie elementy przyczyniają się do zamiany energii kinetycznej na energię mechaniczną, a następnie na energię elektryczną.

Ogólnie zasada działania generatora wiatrowego dowolnego typu i konstrukcji jest następująca: w procesie obrotu na łopaty działają trzy rodzaje siły: hamowanie, impuls i podnoszenie.

Ten schemat działania turbiny wiatrowej pozwala zrozumieć, co dzieje się z energią elektryczną wytwarzaną przez pracę generatora wiatrowego: część jest gromadzona, a druga zużywana

Dwie ostatnie siły pokonują siłę hamowania i wprawiają w ruch koło zamachowe. W nieruchomej części generatora wirnik wytwarza pole magnetyczne, dzięki czemu prąd elektryczny przepływa przez przewody.

Cechy wytwarzania ostrzy do generatora wiatrowego własnymi rękami z różnych materiałów

Kształt łopaty i sprawność turbiny wiatrowej w dużej mierze determinują zastosowane materiały. Wśród najczęstszych:

Rury PCV

Prezentowane do sprzedaży w szerokiej gamie, co pozwala wybrać najlepszą opcję, biorąc pod uwagę wielkość przyszłego projektu. Preferowane powinny być produkty do gazociągu lub kanalizacji – ich gęstość sprawi, że z łatwością wytrzymają nawet silne podmuchy wiatru. Warto jednak wziąć pod uwagę, że siła odśrodkowa zwiększa obciążenie ostrzy proporcjonalnie do wzrostu ich długości. Krawędzie turbiny wiatrowej obracają się z prędkością kilkuset metrów na sekundę. A przypadkowe pęknięcie rury może spowodować obrażenia osób znajdujących się w pobliżu.

Rozwiązaniem problemu może być zmniejszenie długości konstrukcji przy jednoczesnym zwiększeniu ich liczby. Ta konstrukcja działa ciszej i obraca się pewnie nawet przy słabym wietrze. Przy wyborze materiału należy wziąć pod uwagę grubość rury, od której zależy gęstość ostrza.Rysowanie „zrób to sam” łopat turbin wiatrowych odbywa się za pomocą specjalnych tabel opracowanych na podstawie praktycznych doświadczeń. Pomogą Ci w łatwy sposób określić pożądane parametry materiału, w zależności od pożądanej ilości części i ich długości.

Obróbka i formowanie ostrzy rury PVC zajmie minimum czasu. Zgodnie ze znacznikami wycina się segmenty o pożądanej długości, po czym są one cięte wzdłuż i lekko otwierane. Szlifowanie krawędzi nadaje produktowi bardziej estetyczny i schludny wygląd, a także pomaga obniżyć poziom hałasu. Gotowe części konstrukcji są instalowane na stalowej podstawie, której grubość jest obliczana z uwzględnieniem przyszłego obciążenia wiatrem.

Aluminium

Główną zaletą aluminium, w przeciwieństwie do innych materiałów na łopaty turbin wiatrowych, jest zwiększona wytrzymałość oraz odporność na zginanie i rozrywanie. Jednak zwiększona waga metalu w porównaniu z plastikiem powoduje, że konieczne jest podjęcie specjalnych środków w celu wzmocnienia konstrukcji i starannego wyważenia koła.

Ostrza wykonywane są w następującej kolejności. Najpierw z arkusza sklejki wycinany jest wzór, zgodnie z którym wycinane są półfabrykaty konstrukcyjne. Formowanie w rynnie o głębokości 10 mm nadaje produktom uskrzydlony kształt o doskonałych właściwościach aerodynamicznych. Do każdego ostrza przymocowana jest gwintowana tuleja, za pomocą której wszystkie części są połączone w jedną strukturę.

Włókno szklane

Według ekspertów materiał ten stanowi optymalną kombinację cech do samodzielnego wytwarzania łopat turbin wiatrowych. Lekka waga, wysoka wytrzymałość i doskonała aerodynamika to główne zalety materiału. Ale jego przetwarzanie w domu jest nieco trudne. Najpierw projektuje się i wycina z drewna matrycę.Na jedną z powierzchni nakłada się warstwę żywicy epoksydowej, a na wierzch kładzie się kawałek włókna szklanego o odpowiednim rozmiarze. Następnie ponownie układa się warstwę żywicy i włókna szklanego i tę sekwencję powtarza się trzy lub cztery razy. Powstały przedmiot jest suszony w ciągu dnia. Tylko połowa części jest wykonana w ten sposób.

Opisaną procedurę należy powtórzyć tyle razy, ile łopat planuje się zainstalować na turbinie wiatrowej. Gotowe elementy łączone są żywicą epoksydową i umieszczany jest drewniany korek z gwintowaną tuleją i wklejany wewnątrz do montażu na metalowej podstawie konstrukcji.

Chińska alternatywa elektroniczna

Wykonywanie własnoręcznie sterownika turbiny wiatrowej to prestiżowy biznes. Jednak biorąc pod uwagę szybkość rozwoju technologii elektronicznych, znaczenie samodzielnego montażu często traci na znaczeniu. Ponadto większość proponowanych programów jest już przestarzała.

Taniej okazuje się zakup produktu gotowego, wykonanego profesjonalnie, z wysokiej jakości montażem, na nowoczesnych podzespołach elektronicznych. Na przykład możesz kupić odpowiednie urządzenie za rozsądną cenę na Aliexpress.

Tak więc na przykład wśród ofert chińskiego portalu znajduje się model wiatraka o mocy 600 watów. Urządzenie warte 1070 rubli. nadaje się do akumulatorów 12/24 V, prąd roboczy do 30 A.

Całkiem przyzwoity, przeznaczony do 600-watowego generatora wiatrowego, chiński kontroler ładowania. Takie urządzenie można zamówić z Chin i otrzymać pocztą za około półtora miesiąca.

Wysokiej jakości obudowa sterownika na każdą pogodę o wymiarach 100x90 mm jest wyposażona w wydajny radiator. Konstrukcja obudowy odpowiada klasie ochrony IP67.Zakres temperatur zewnętrznych wynosi od - 35 do + 75ºС. Na obudowie wyświetlana jest kontrolka świetlna trybów pracy generatora wiatrowego.

Pytanie brzmi, jaki jest powód poświęcania czasu i wysiłku na złożenie prostej konstrukcji własnymi rękami, jeśli istnieje realna możliwość zakupu czegoś podobnego i poważnego technicznie?

Cóż, jeśli ten model to za mało, Chińczycy mają bardzo „fajne” opcje. Tak więc wśród nowo przybyłych odnotowano model o mocy 2 kW dla napięcia roboczego 96 woltów.

Chiński produkt z nowej listy przylotów. Zapewnia kontrolę ładowania akumulatora, współpracując z generatorem wiatrowym o mocy 2 kW. Akceptuje napięcie wejściowe do 96 woltów

To prawda, że ​​koszt tego kontrolera jest już pięć razy droższy niż poprzedni rozwój. Ale z drugiej strony, jeśli porównasz koszty wytworzenia czegoś podobnego własnymi rękami, zakup wygląda na racjonalną decyzję.

Jedyną rzeczą, która myli chińskie produkty, jest to, że nagle przestają działać w najbardziej nieodpowiednich przypadkach. Dlatego często trzeba pamiętać o zakupionym urządzeniu – oczywiście własnymi rękami. Ale jest to o wiele łatwiejsze i prostsze niż samodzielne wykonanie od podstaw kontrolera ładowania turbiny wiatrowej.

Dla miłośników domowych produktów na naszej stronie internetowej znajduje się seria artykułów poświęconych produkcji turbin wiatrowych:

1. Generator wiatrowy zrób to sam z generatora samochodowego: technologia montażu wiatraka i analiza błędów
2. Jak zbudować ostrza do generatora wiatrowego własnymi rękami: przykłady samodzielnie wykonanych ostrzy do wiatraka
3. Generator wiatru zrób to sam z pralki: instrukcje montażu wiatraka
4. Jak obliczyć turbinę wiatrową: wzory + praktyczny przykład obliczeń