Как да изградите остриета, направени сами, за ветрогенератор: примери за самостоятелно направени остриета за вятърна турбина

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 електроцентрала 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:

• vetrikalnye;
• 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.

За да контролират и улавят промените в посоката на вятъра, се инсталират специални устройства.Ефективността при това разположение на винта е много по-висока, отколкото при вертикална ориентация. При битова употреба е по-рационално да се използват вятърни генератори 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;
• размер;
• форма;
• материал;
• сума.

Ако решите да проектирате остриета за импровизирана вятърна мелница, не забравяйте 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, колкото повече, толкова по-добре.

Това обаче далеч не е така. Всяка отделна част се движи, преодолявайки съпротивлението на въздуха. По този начин, голям брой остриета на винта изискват повече сила на вятъра, за да завършите една оборот.

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 движение на винта зависи от него. Лошият поток води до вихри, които потискат колелото на вятъра.

Най-ефективният е ветрогенератор с едно острие. Но сами да го изградите и балансирате 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 прилича на крило 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 използвате безплатна и чиста вятърна енергия без ограничения.

От какво са изработени 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.

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 домашни вятърни централи, но и на всички, които са се сблъскали с инсталирането 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, отколкото сиви тръби, за да се направят остриетата за вятърния генератор. Те държат по-добре формата си, не се огъват след образуване на крило и служат 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 подходящо парче. Просто и бързо, и най-важното - достъпни.

Фото-инструкции за производството на остриета на вятърна мелница от полимерни тръби ще помогнат визуално да овладеят стъпките и последователността на процеса:

Всички подготвителни стъпки са завършени, сега остриетата трябва да бъдат прикрепени към частта, въртяща се след вятъра:

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 пластмасата по време на такава работа 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:

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 ще направи. Ако досега не сте се занимавали с вятърни генератори, 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 със създаване на 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 тогава от 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. Леко, издръжливо, с аеродинамично оформено острие от фибростъкло е върхът на върховите постижения за любителите на дома на вятърни електроцентрали.

Основният му недостатък е трудността при реализирането на идеята и голямото количество брак в началото, докато 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. Като 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 пробно копие, дървената част е съвсем мястото 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:

Работната част е готова и тествана за работоспособност, което означава, че остава само да я боядисате и закрепите 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 версия 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 завърти бързо и лесно ще започне да се движи. Трикрилите вятърни мелници са най-често срещани 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.

С правила и принципи изчисляване на ветрогенератор Представя статията, която стъпка по стъпка очертава процеса на изчисляване.

Извършване на балансиране на вятърни турбини

Балансирането на лопатките на вятърния генератор 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 поставена 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 от лопатките, 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. Как се прави контролер на вятърни мелници, ще разберете, като прочетете препоръчаната ни статия.

Изводи и полезно видео по темата

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 домакински 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 досега съществуващите модели витла на вятърна мелница.

Искате ли да разкажете как лично сте направили остриета за вятърна мелница, която осигурява електричество за страната? Бихте ли искали да споделите полезна информация с посетителите на сайта или да зададете въпрос? Моля, напишете коментари в блока по-долу.