Éolienne verticale à faire soi-même: comment assembler une éolienne avec un axe de rotation vertical

Le vent a des capacités énergétiques incroyables. Le fait de ne pas utiliser son potentiel puissant doit être reconnu en toute sécurité comme un déchet déraisonnable. Mais vous pouvez facilement construire une éolienne verticale de vos propres mains et recevoir de l'énergie pratiquement gratuite pour couvrir les besoins domestiques. C'est bien réel, d'accord?

L'article présenté aidera à comprendre en détail un problème technique complexe. Des informations systématisées et accessibles présentées dans les moindres détails éclairent le principe de fonctionnement des systèmes populaires qui transforment l'énergie des masses d'air en électricité.

Sans aucun doute, vous serez emporté par l'idée de créer un moulin à vent dont les spécificités de montage sont décrites dans l'article. Nous avons examiné en détail différents types d'éoliennes verticales, abordé leurs différences, avantages et inconvénients. La partie texte du matériel est parfaitement complétée par des photos et des instructions vidéo.

Avantages et principe de fonctionnement des éoliennes

Générateur vertical moderne - l'une des options énergie alternative pour la maison. L'unité est capable de convertir les rafales de vent en une ressource énergétique. Pour un fonctionnement correct, il n'a pas besoin d'appareils supplémentaires qui déterminent la direction du vent.

Une éolienne de type rotatif est très facile à réaliser de vos propres mains. Bien sûr, il ne pourra pas prendre en charge complètement la mise à disposition d'un chalet privé de grande taille avec énergie, mais il pourra parfaitement faire face à l'éclairage des dépendances, des allées de jardin et d'une maison attenante

Le dispositif de type vertical fonctionne à basse altitude.Pour sa maintenance, divers dispositifs ne sont pas nécessaires pour assurer la conduite en toute sécurité des travaux de réparation et de maintenance à haute altitude.

Un minimum de pièces mobiles rend l'éolienne plus fiable et stable sur le plan opérationnel. Le profil optimal des pales et la forme originale du rotor confèrent à l'unité un haut niveau d'efficacité, quelle que soit la direction dans laquelle le vent souffle à un moment donné.

Les petits modèles domestiques se composent de trois lames légères ou plus, captent instantanément les rafales les plus faibles et commencent à tourner dès que la force du vent dépasse 1,5 m / s. Grâce à cette capacité, leur efficacité dépasse souvent celle des grandes usines nécessitant un vent plus fort.

Le générateur fonctionne de manière absolument silencieuse, n'interfère pas avec les propriétaires et les voisins, ne crée pas d'émissions nocives dans l'atmosphère et sert de manière fiable pendant de nombreuses années, fournissant avec précision de l'énergie aux locaux résidentiels.

Le générateur éolien vertical fonctionne selon le principe de la lévitation magnétique. Pendant la rotation des turbines, des forces pulsées et de levage sont générées, ainsi que la force de freinage réelle. Les deux premiers font tourner les lames de l'unité. Cette action active le rotor et crée un champ magnétique qui génère de l'électricité.

Une éolienne à axe de rotation vertical n'est pas inférieure en efficacité à ses homologues horizontales. De plus, il ne fait aucune réclamation sur l'emplacement territorial et fonctionne pleinement dans presque n'importe quel endroit pratique pour les propriétaires

L'appareil fonctionne de manière totalement indépendante et ne nécessite aucune intervention de l'hôte dans le processus.

Classification verticale du générateur

Il existe une certaine différence structurelle entre les pièges à vent de type vertical. Cela ne rend pas les unités meilleures ou pires, mais vous permet simplement de choisir l'option la plus pratique pour effectuer des tâches spécifiques dans une zone particulière.

# 1: Caractéristiques des systèmes orthogonaux

Structurellement, l'éolienne orthogonale se compose d'un fort axe de rotation verticale et de plusieurs pales parallèles éloignées de la base centrale à une certaine distance.

L'appareil n'a pas besoin de mécanismes de guidage supplémentaires et fonctionne normalement, quelle que soit la direction du vent. Un arbre principal situé verticalement permet de placer l'équipement d'entraînement au niveau du sol, ce qui facilite grandement le fonctionnement, la réparation et l'entretien.

Les nœuds de référence du générateur orthogonal ont une durée de vie peu élevée. Cela est dû aux charges dynamiques élevées que le rotor exerce sur eux pendant le fonctionnement. Pour que l'installation ne tombe pas en panne prématurément, toutes les pièces de support doivent être inspectées régulièrement et remplacées en temps opportun par des pièces neuves endommagées.

Les inconvénients des dispositifs orthogonaux comprennent un système de lames trop massif et une faible efficacité par rapport à l'efficacité des modules à axe horizontal.

L'éolienne la plus simple pour alimenter des consommateurs de faible puissance peut être assemblée à partir de composants finis:

# 2: Générateurs à rotor Daria

Une éolienne équipée d'un rotor Darier a un axe de rotation vertical et 2 à 3 lames plates sans profil aérodynamique caractéristique, fixées à la base et en haut de l'axe de rotation.

L'unité dans son travail ne se concentre pas sur la force ou la direction du vent, a une vitesse de rotation élevée et permet la localisation des dispositifs d'entraînement au sol, ce qui facilite et accélère le processus de maintenance planifiée et les réparations éventuelles.

Les groupes électrogènes à deux pales avec un rotor Darier ne sont activés que par une forte rafale de vent. Avec un flux en cours d'exécution uniforme, ils ne peuvent pas démarrer seuls

Les composants de support et rotatifs de l'appareil avec le rotor Darier sont vulnérables aux charges dynamiques accrues, et l'efficacité du système de pales est inférieure à bien des égards aux installations horizontales axiales.

# 3: Unités de rotor Savonius

Une éolienne verticale avec un rotor Savonius a un système de pales semi-cylindriques et diffère des installations similaires par un couple de démarrage élevé et la capacité de travailler efficacement par vent faible.

La puissance des éoliennes verticales du marché à rotor Savonius ne dépasse pas 5 kW. Les appareils sont rarement utilisés comme unité de travail indépendante et sont le plus souvent utilisés pour créer un couple de démarrage plus élevé pour les unités rotatives Darier

Le complexe vertical avec le rotor Savonius se voit reprocher une consommation de matière accrue et une efficacité inférieure par rapport aux éoliennes à axe horizontal. C'est pourquoi la libération d'équipements de haute puissance de cette classe est considérée comme déconseillée.

La sélection de photos suivante vous familiarisera avec les étapes de fabrication d'un moulin à vent Savonius:

Tous les détails de ce modèle d'éolienne Savonius à l'exception d'un générateur à 3200 tr / min et 24 V sont fabriqués à la main.

# 4: Éolienne avec rotor à aubes multiples et guide

Ce type d'instrument est une version améliorée de l'éolienne orthogonale classique. Le complexe rotorique se compose ici de pales disposées en deux rangées.

La couche lobée externe reste statique et agit comme une aube de guidage. Il capture le flux de vent, le capture, le comprime et augmente ainsi de manière significative la vitesse réelle du vent.

La rangée intérieure de pales est une structure mobile, sur laquelle le flux d'air de la première installation rotative tombe à un certain angle.

L'efficacité d'une éolienne dotée d'un rotor à palettes multiples avec un système de guidage rend ce dispositif particulièrement attractif pour les consommateurs. Cependant, le coût d'un tel équipement est assez élevé et il est rentable un peu plus longtemps que des appareils similaires de configuration plus simple

Les experts appellent ce type d'appareil le plus efficace de sa catégorie et soulignent que sa conception spécifique lui permet de fonctionner même à la vitesse du vent la plus basse possible.

# 5: Caractérisation des appareils à rotor hélicoïdal

L'éolienne hélicoïdale ou le générateur Gorlov est une autre modification du système de rotor orthogonal traditionnel. Les lames du modèle sont torsadées en arc de cercle. Cette caractéristique de conception permet de capter rapidement le flux d'air et de tourner en douceur sans à-coups.

Ce principe de fonctionnement réduit considérablement la charge dynamique sur la base et les nœuds mobiles, augmentant ainsi leur durée de vie.

Les machines à rotor de type hélicoïdal sont très fiables et supportent facilement des charges opérationnelles importantes. Cependant, pendant le fonctionnement, de tels moulins à vent créent des effets de bruit prononcés et produisent des ondes sonores supplémentaires situées dans la région des ondes courtes du spectre sonore.

Les pales du rotor tourbillonnant pour un moulin à vent hélicoïdal sont fabriquées à l'aide d'une technologie très progressive mais complexe. Pour cette raison, les unités ont un coût assez élevé et ne sont pas très populaires auprès des consommateurs privés.

# 6: Caractéristiques des rotors à axe vertical

La principale différence entre un générateur verticalement axial est ses pales positionnées verticalement, qui rappellent une aile d'avion de profil, dont l'axe est clairement parallèle à l'arbre vertical. La conception rappelle quelque peu le rotor Darier, mais dans les conditions de production, il est rendu beaucoup plus rapide et plus facile.

Un générateur avec un rotor vertical-axial est beaucoup plus rapide que des appareils similaires de cette classe, gagnant en vitesse de fonctionnement et commençant à produire l'énergie requise. Le processus s'accompagne d'un léger effet sonore et n'interfère pas avec les propriétaires de l'installation ou les voisins.

Les éoliennes à rotor de type vertical-axial sont fiables et durables, supportent facilement des charges opérationnelles importantes et ne coûtent pas trop cher. Ces qualités les rendent pertinentes pour une utilisation non seulement à des fins industrielles mais également à des fins domestiques.

Les caractéristiques du choix des éoliennes pour une maison privée et un aperçu des meilleures offres sont présentées dans cet article.

Moulin à vent fait main

Créer une éolienne avec un axe de rotation vertical à la maison de vos propres mains n'est pas trop difficile. Il suffit d'acheter les pièces nécessaires, de les assembler dans le bon ordre et d'installer le module à l'endroit choisi. Dès que la brise minimale apparaît, le produit fonctionne et commence à donner aux propriétaires l'énergie nécessaire.

Étape 1: Achat de composants et de matériaux

Pour fabriquer une éolienne verticale de vos propres mains, vous avez besoin de ces composants:

• rotor - partie mobile de l'unité:
• les lames - des pièces qui captent le flux de vent;
• mât axial - pour la fixation du rotor et des pales (peut prendre la forme d'une longue perche, d'une pyramide ou d'un trépied);
• stator - Destiné au placement d'une bobine avec un fil de cuivre durable;
• batterie - capacité capacitive d'accumulation de la ressource reçue;
• onduleur - un dispositif de conversion du courant continu en courant alternatif;
• le contrôleur - l'appareil freinant le générateur, au moment où l'unité développe la puissance réelle qui dépasse la ligne de base.

Pour la fabrication de lames adaptées en tôle plastique de qualité légère avec un bon indicateur d'élasticité. D'autres types de matériaux sont trop sensibles à divers dommages et déformations et ne peuvent tout simplement pas faire face à une charge dynamique aussi élevée.

En fabriquant l'appareil vous-même, il ne faut pas oublier que les éoliennes verticales à faire soi-même sont sérieusement inférieures en puissance aux échantillons d'usine. Par conséquent, afin de ne pas être déçu par le design créé à l'avenir, il est préférable de le faire immédiatement en termes de paramètres 2 fois plus élevés que nécessaire

Les petites lames peuvent être fabriquées en PVC de densité moyenne, et pour les pièces grandes et larges, vous aurez besoin du matériau le plus durable qui peut résister à de forts vents soufflant à une vitesse de 15 m / s et plus pendant une longue période.

Étape 2: Préparation des éléments

Pour création de lames 4 pièces verticales sont découpées dans une éolienne verticale à partir d'un tuyau en PVC haute résistance. Deux fragments semi-circulaires sont découpés dans de l'étain et fixés de chaque côté du tuyau. Le rayon de rotation des pièces de lame dans ce cas sera de 690 mm, et la hauteur de chaque lame sera d'environ 700 mm.

Pour assembler le système de rotor, des aimants en néodyme (6 pièces), des disques de ferrite d'un diamètre de 230 mm (2 pièces) et de la colle sont pris. Des aimants sont placés sur le premier disque, alternant en polarité et observant un angle de 60 degrés entre eux avec un diamètre de 165 mm. Le deuxième disque est fabriqué de la même manière, puis les aimants sont remplis de colle.

Pour le stator, 9 bobines sont préparées et 60 spires de fil de cuivre d'un diamètre de 1 mm sont enroulées sur chacune d'elles.

L'adhésion ultérieure se produit dans l'ordre suivant:

• début de 1 bobine avec fin 4;
• début 4 avec fin 7 de la bobine.

La deuxième phase est collectée selon le même principe, mais ils commencent à fonctionner avec 2 bobines, et la troisième avec 3 bobines. Une forme spéciale est fabriquée à partir d'une feuille de contreplaqué, le fond est doublé d'un morceau de fibre de verre et des phases soudées à partir de bobines sont placées sur le dessus.

Remplissez la structure avec de la colle et laissez pendant 1-2 jours, afin que tous les détails soient saisis et prennent les bons endroits. Ensuite, ils procèdent à joindre les pièces individuelles dans un seul système de travail.

Étape 3: assemblage de toutes les pièces du générateur

Pour connecter tous les éléments du générateur dans le rotor supérieur, 4 trous pour les goujons sont réalisés. Le rotor inférieur est placé des aimants sur le support. Ensuite, le stator est placé, après avoir fait des trous pour le fixer au support.

Les goujons reposent sur la plaque d'aluminium puis se couvrent d'un second rotor, le plaçant avec des aimants vers le bas.

Le processus d'assemblage est effectué avec soin et sans hâte. Les rotors doivent être alignés les uns par rapport aux autres, de sorte que plus tard dans la conception, il n'y ait pas de jeu (+)

À l'aide d'une clé, les goujons sont tournés alternativement de sorte que le rotor supérieur descend vers le rotor inférieur de manière uniforme et sans à-coups. Lorsqu'il prend sa place, les plots sont tordus et les plaques en aluminium sont retirées. À la fin, toute la structure est fixée avec des écrous et serrez-les clairement, mais pas trop pour ne pas casser le fil.

Étape 4: Installation finale du matériel

Pour le mât, ils prennent un tuyau métallique solide de 4 à 5 mètres de long et vissent le générateur déjà assemblé à la vis. Ensuite, ils fixent le cadre avec des lames en plastique au générateur et installent la structure du mât sur un site préparé avec une fondation renforcée à trois points.

De plus, la position du système est fixée avec un étirement.

Lors de l'installation d'une éolienne, le mât doit être pris le plus longtemps possible. Elle doit faire un rotor au-dessus de la structure la plus élevée de la région. Ce n'est qu'alors que la conception peut fonctionner efficacement et produire la quantité de ressources requise

Le réseau électrique du moulin à vent est connecté dans une certaine séquence. Le contrôleur reçoit une ressource du générateur et convertit le courant alternatif en courant continu, qui est nécessaire pour charger la batterie. Peut assembler le contrôleur vous-même selon un schéma simplifié.

La batterie accumule l'énergie libérée et l'onduleur transforme le courant continu en courant alternatif, qui alimente la majeure partie des appareils électroménagers et des systèmes de service à domicile.

Sur notre site, vous trouverez une sélection d'articles sur la fabrication artisanale de différents types d'éoliennes.

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1. Éolienne à faire soi-même à partir d'une machine à laver: instructions de montage pour un moulin à vent
2. Générateur de vent bricolage à partir d'un générateur de voiture: technologie d'assemblage de moulins à vent et analyse d'erreurs
3. Comment fabriquer une éolienne de vos propres mains: appareil, principe de fonctionnement + meilleur fait maison

Une autre option intéressante pour la construction d'un moulin à vent vertical peut être assemblée à partir de déchets, ne dépensant pas plus de 250 roubles pour l'achat de composants supplémentaires. Les artisans indépendants auront besoin d'une roue de vélo, de 12 autres rayons de vélo, d'un axe de la roue arrière de vélo avec trois écrous, d'une bande d'acier, de 11 plaques d'aluminium.

Il faut toujours 150 rivets, des boulons M4 avec écrous au nombre de 18 pièces, des boulons M6 avec des écrous au montant de 3 pièces, 27 rondelles plus grandes et 24 petites.

En bref, la galerie suivante présente les étapes d'assemblage:

Le didacticiel vidéo suivant présentera toutes les étapes en détail:

Choisir un emplacement pour une éolienne

Choisir le bon endroit pour installer l'éolienne est une étape importante. Il est préférable de placer l'appareil sur un point maximum ouvert et de surveiller attentivement qu'il ne tombe pas en dessous du niveau des bâtiments résidentiels et agricoles adjacents. Sinon, les bâtiments deviendront un obstacle à la circulation de l'air et l'efficacité de l'unité diminuera considérablement.

Si le site se dirige vers une rivière ou un lac, le moulin à vent est placé sur la rive, où les vents soufflent particulièrement souvent. Idéalement situé pour l'emplacement des élévations du générateur disponibles sur le territoire ou des grands espaces vides qui n'ont pas de barrières artificielles ou naturelles à la circulation de l'air.

Lorsque l'immobilier résidentiel (maison, chalet, appartement, etc.) est situé en ville ou en dehors de la ville, mais dans des lieux de développement dense, le complexe éolien est mis sur le toit.

Pour placer le générateur sur le toit d'un immeuble d'habitation, ils prennent le consentement écrit des voisins et reçoivent l'autorisation officielle des autorités compétentes.

Lors de l'installation d'un générateur vertical sur le toit d'un immeuble à appartements, il faut se rappeler que l'unité est assez bruyante et peut gêner les propriétaires et les autres résidents. Par conséquent, vous devez placer l'appareil plus près du centre du toit afin que les propriétaires d'appartements aux étages supérieurs ne souffrent pas du bourdonnement fort émis par le moulin à vent pendant le fonctionnement.

Dans une maison privée avec un grand jardin, il est beaucoup plus facile de choisir un endroit approprié. La principale chose à considérer est que la structure est située à une distance de 15 à 25 mètres des locaux d'habitation. Ensuite, les effets sonores des lames rotatives ne dérangeront personne.

Maintenance verticale

Pour que l'éolienne verticale fonctionne efficacement, clairement et aussi efficacement que possible, toutes les parties mobiles de la structure doivent être lubrifiées. Une telle procédure est effectuée au moins 2 fois pour toute l'année civile.

Dans le même temps, pendant la maintenance, serrez les écrous desserrés pendant le fonctionnement, renforcez les connexions électriques, vérifiez la corrosion des composants mécaniques, serrez les câbles de tension desserrés et inspectez soigneusement les lames pour la rupture ou les dommages.

En hiver, les installations verticales nécessitent un soin particulier. Pendant les gelées, les lames sont recouvertes d'une croûte de glace et doivent être nettoyées en temps opportun afin que la vitesse de couple soit maintenue au niveau approprié

Les pièces sont peintes selon les besoins et, une fois par an, elles effectuent un examen complet de l'ensemble de la structure pour détecter les dysfonctionnements. Un tel soin assure le bon fonctionnement de l'éolienne et prolonge sa durée de fonctionnement.

Évaluation de la faisabilité de l'installation

Avant de procéder à la fabrication d'une éolienne de type vertical, ils étudient la situation météorologique dans leur région et tentent de déterminer si l'unité peut fournir la quantité de ressources nécessaire.

Les experts recommandent d'évaluer les paramètres suivants:

• nombre de jours venteux - prendre la valeur moyenne de l'année où la rafale dépasse 3 m / s;
• volume d'électricitéconsommé par jour par la propriété du logement;
• endroit approprié dans un espace privé pour les équipements éoliens.

Le premier indicateur est tiré des données obtenues à la station météorologique la plus proche ou trouvées sur Internet dans les portails respectifs. De plus, ils sont vérifiés avec des publications géographiques imprimées et constituent une image complète de la situation avec le vent dans leur région.

Les statistiques ne sont pas prises dans un an, mais dans 15 à 20 ans, ce n'est qu'alors que les chiffres moyens seront aussi corrects que possible et montreront si le générateur peut satisfaire pleinement les besoins en électricité du ménage ou s'il est assez puissant uniquement pour répondre aux besoins des ménages individuels.

Si le propriétaire a à sa disposition une grande parcelle de terrain située sur une pente, près de la berge ou dans un espace ouvert, il n'y aura aucun problème d'installation.

Lorsque la maison est située dans les profondeurs du village et que la cour est de taille compacte et étroitement adjacente aux bâtiments voisins, l'installation d'un modèle vertical d'une éolienne de vos propres mains ne sera pas facile. La structure devra être surélevée de 3 à 5 mètres au-dessus du sol et renforcée de manière à ne pas tomber avec une forte poussée.

Toutes ces informations doivent être prises en compte au stade de la planification, afin de savoir clairement si l'éolienne pourra prendre en charge la totalité de l'énergie ou si son rôle restera dans le cadre de la source d'énergie auxiliaire. Il est préférable d'effectuer calcul de moulin à vent.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo n ° 1 montre comment fabriquer une éolienne verticale avec un système rotatif Darier de vos propres mains à la maison. La vidéo illustre les caractéristiques et les nuances curieuses du processus d'assemblage. Il existe une définition de la puissance maximale de l'unité fabriquée:

Comment fonctionne l'éolienne verticale et dans quelle mesure elle génère de l'énergie, la vidéo # 2 montrera. Il fournit un aperçu détaillé du module et une description des travaux sur la mesure correcte de la puissance réelle et d'autres paramètres:

La vidéo 3 montre le test d'une éolienne de fortune de type vertical. Qu'est-ce qu'un appareil fabriqué à la main à partir de matériaux improvisés capables de:

Une telle source d'énergie alternative moderne et pratique que les éoliennes verticales est facile à assembler de vos propres mains. Avec une expérience professionnelle appropriée, chaque pièce peut être fabriquée, puis tous les composants combinés en une seule conception intégrale.

Si vous ne voulez pas compliquer la tâche, il est tout à fait approprié d'acheter des composants prêts à l'emploi à la maison, sans précipitation ni agitation, pour monter une éolienne fiable qui peut assurer une alimentation électrique ininterrompue dans le salon.

Lorsque dans vos capacités il n'y a pas de certitude absolue, il vaut mieux confier le travail à des professionnels. Ils feront tout très rapidement et en pleine conformité avec les exigences opérationnelles de base.

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