Cómo construir palas de bricolaje para un generador eólico: ejemplos de palas hechas a medida para una turbina eólica

El uso de fuentes de energía alternativas es una de las principales tendencias de nuestro tiempo. La energía eólica limpia y asequible puede convertirse en electricidad incluso en su hogar si construye un molino de viento y lo conecta a un generador.

Puede construir palas para un generador eólico con sus propias manos a partir de materiales ordinarios, sin utilizar equipos especiales. Le diremos qué forma de las palas es más efectiva y le ayudaremos a elegir el dibujo correcto para un parque eólico.

¿Cómo funciona un simple generador de viento?

Un generador eólico es un dispositivo que le permite convertir la energía eólica en electricidad.

El principio de su funcionamiento radica en el hecho de que el viento gira las palas, pone en movimiento un eje a lo largo del cual la rotación ingresa al generador a través de una caja de engranajes que aumenta la velocidad.

El funcionamiento de una estación de energía eólica es estimado por KIEV - factor de utilización de energía eólica. Cuando la rueda del viento gira rápidamente, interactúa con una gran cantidad de viento, lo que significa que le quita más energía.

Se dividen dos tipos principales de generadores eólicos:

• veterinaria;
• horizontal

Los modelos orientados verticalmente se construyen de manera que el eje de la hélice sea perpendicular al suelo. Por lo tanto, cualquier movimiento de masas de aire, independientemente de la dirección, pone la estructura en movimiento.

Tal versatilidad es una ventaja de este tipo de molinos de viento, pero pierden frente a los modelos horizontales en términos de productividad y eficiencia en el trabajo.

El generador de viento horizontal se asemeja a una veleta. Para que las aspas giren, la estructura debe girarse en la dirección correcta, dependiendo de la dirección del movimiento del aire.

Para controlar y capturar los cambios en la dirección del viento, se instalan dispositivos especiales.La eficiencia con esta disposición del tornillo es mucho mayor que con una orientación vertical. En uso doméstico, es más racional utilizar generadores eólicos de este tipo.

¿Qué forma de cuchilla es óptima?

Uno de los elementos principales de un generador eólico es un conjunto de palas.

Existen varios factores asociados con estos detalles que afectan la eficiencia del molino de viento:

• peso
• tamaño
• forma
• material
• cantidad

Si decide diseñar palas para un molino de viento improvisado, asegúrese de considerar todos estos parámetros. Algunos creen que cuantas más alas haya en el tornillo del generador, más energía eólica se puede obtener. En otras palabras, cuanto más mejor.

Sin embargo, esto está lejos de ser el caso. Cada parte individual se mueve superando la resistencia del aire. Por lo tanto, una gran cantidad de cuchillas en el tornillo requiere más energía eólica para completar una revolución.

Además, demasiadas alas anchas pueden causar la formación de la llamada "tapa de aire" frente a la hélice, cuando el flujo de aire no pasa a través de la turbina eólica, sino que se dobla alrededor de ella.

La forma es de gran importancia. La velocidad de movimiento del tornillo depende de ello. Un flujo deficiente produce vórtices que inhiben la rueda del viento.

El más efectivo es un generador eólico de una sola pala. Pero construirlo y equilibrarlo usted mismo es muy difícil. El diseño no es confiable, aunque con una alta eficiencia. Según la experiencia de muchos usuarios y fabricantes de molinos de viento, el modelo más óptimo es un de tres palas.

El peso de la cuchilla depende de su tamaño y del material del que estará hecha. El tamaño debe seleccionarse cuidadosamente, guiado por las fórmulas para los cálculos. El ribete se realiza mejor para que haya un redondeo en un lado y el lado opuesto esté afilado

La forma adecuada de la pala para un generador eólico es la base de su buen trabajo.

Para la fabricación en el hogar, las siguientes opciones son adecuadas:

• tipo de vela;
• tipo de ala.

Las palas del tipo de navegación son simples rayas anchas, como en un molino de viento. Este modelo es el más obvio y fácil de fabricar. Sin embargo, su eficiencia es tan pequeña que esta forma prácticamente no se usa en los generadores eólicos modernos. La eficiencia en este caso es de aproximadamente 10-12%.

Una forma mucho más efectiva son las cuchillas de perfil de ala. Aquí intervienen los principios de la aerodinámica, que vuelan enormes aviones en el aire. Un tornillo de esta forma es más fácil de poner en movimiento y gira más rápido. El flujo de aire reduce significativamente la resistencia que encuentra una turbina eólica en su camino.

El perfil correcto debe parecerse al ala de un avión. Por un lado, la cuchilla tiene un engrosamiento y, por el otro, una pendiente suave. Las masas de aire fluyen alrededor de una parte de esta forma muy suavemente

La eficiencia de este modelo alcanza un valor del 30-35%. La buena noticia es que puedes construir una hoja de ala con tus propias manos usando un mínimo de herramientas.Todos los cálculos y dibujos básicos se pueden adaptar fácilmente a su molino de viento y utilizar energía eólica limpia y gratuita sin restricciones.

¿Qué hacen las cuchillas en casa?

Los materiales que son adecuados para la construcción de un generador eólico son, en primer lugar, plástico, metales ligeros, madera y una solución moderna: fibra de vidrio. La pregunta principal es cuánto trabajo y tiempo estás dispuesto a gastar en hacer un molino de viento.

Tuberías de alcantarillado de PVC

El material más popular y extendido para la fabricación de palas de plástico para un generador eólico es una tubería de alcantarillado de PVC común. Para la mayoría de los generadores domésticos con diámetros de tornillo de hasta 2 m, serán suficientes tuberías de 160 mm.

Las ventajas de este método incluyen:

• bajo precio;
• disponibilidad en cualquier región;
• simplicidad de trabajo;
• Una gran cantidad de diagramas y dibujos en Internet, una amplia experiencia de uso.

Las tuberías son diferentes. Esto es conocido no solo por aquellos que fabrican estaciones de energía eólica caseras, sino por todos los que se han encontrado con la instalación de un sistema de alcantarillado o suministro de agua. Se diferencian en grosor, composición, fabricante. La tubería es económica, por lo que no necesita intentar reducir aún más el costo de su molino de viento, ahorrando en tuberías de PVC.

El material deficiente en las tuberías de plástico puede hacer que las cuchillas se agrieten durante la primera prueba y todo el trabajo se desperdiciará

Primero debes decidir el patrón. Hay muchas opciones, cada formulario tiene sus ventajas y desventajas. Quizás tenga sentido experimentar primero antes de cortar la versión final.

Dado que el precio de las tuberías es bajo y puede encontrarlas en cualquier ferretería, este material es perfecto para los primeros pasos en el modelado de las cuchillas. Si algo sale mal, siempre puede comprar otra pipa e intentarlo nuevamente, la billetera no sufrirá mucho por tales experimentos.

Los usuarios experimentados de la energía eólica han notado que es mejor usar tuberías naranjas que grises para hacer las palas del generador eólico. Mantienen su forma mejor, no se doblan después de la formación del ala y sirven más tiempo

Los diseñadores aficionados prefieren el PVC, ya que durante la prueba, una cuchilla rota se puede reemplazar por una nueva hecha en 15 minutos con una pieza adecuada. Simple y rápido, y lo más importante: asequible.

Las instrucciones fotográficas para la fabricación de palas de un molino de viento a partir de tuberías de polímero ayudarán a dominar visualmente los pasos y la secuencia del proceso:

Todos los pasos preparatorios se han completado, ahora las cuchillas deben estar unidas a la parte que gira después del viento:

Aluminio: delgado, ligero y caro.

El aluminio es un metal ligero y duradero. Se utiliza tradicionalmente para la fabricación de palas para aerogeneradores. Debido a su peso ligero, si le da a la placa la forma deseada, las propiedades aerodinámicas del tornillo estarán a una altura.

Las principales cargas que experimenta el molino de viento durante la rotación están destinadas a doblar y romper la pala. Si el plástico durante dicho trabajo se agrieta y falla rápidamente, puede contar con un tornillo de aluminio durante mucho más tiempo.

Sin embargo, si compara las tuberías de aluminio y PVC, las placas de metal seguirán siendo más pesadas. A altas velocidades, existe un alto riesgo de daños no para la cuchilla en sí, sino para el tornillo en el punto de fijación

Otra desventaja de las piezas de aluminio es la complejidad de la fabricación. Si la tubería de PVC tiene una curva que se utilizará para impartir las propiedades aerodinámicas de la cuchilla, entonces el aluminio generalmente se toma en forma de lámina.

Después de cortar la pieza de acuerdo con el patrón, que en sí mismo es mucho más complicado que trabajar con plástico, la pieza de trabajo resultante aún tendrá que enrollarse y darle la curva correcta. En casa y sin una herramienta, esto no será tan simple.

En lugar de aluminio costoso, puede usar restos de chapa de techo o piezas de cartón corrugado que quedan después de la instalación:

Fibra de vidrio o fibra de vidrio - para profesionales

Si decide abordar el problema de crear una cuchilla conscientemente y está listo para gastar mucho esfuerzo y nervios en ella, la fibra de vidrio servirá. Si no ha tratado con generadores eólicos antes, no es una buena idea comenzar a familiarizarse con el modelado de un molino de viento de fibra de vidrio. Aún así, este proceso requiere experiencia y habilidades prácticas.

La cuchilla de varias capas de fibra de vidrio, unida con pegamento epoxi, será fuerte, ligera y confiable. Con una gran superficie, la pieza es hueca y casi ingrávida

Para la fabricación de fibra de vidrio se toma: un material delgado y duradero que se produce en rollos. Además de la fibra de vidrio, el pegamento epoxi es útil para fijar capas.

Comience creando una matriz. Esta es una pieza de trabajo, que es una forma para una parte futura.

La matriz puede estar hecha de madera: vigas, tablas o troncos. La silueta a granel de la mitad de la cuchilla se corta directamente del macizo. Otra opción es un molde de plástico.

Es muy difícil hacer un blanco por su cuenta, debe tener un modelo listo de una hoja hecha de madera u otro material ante sus ojos, y solo entonces se corta una matriz para la pieza de este modelo. Tales matrices necesitan al menos 2. Pero, habiendo hecho una forma exitosa una vez, se puede usar muchas veces y así construir más de un molino de viento.

La parte inferior del molde está completamente engrasada con cera. Esto se hace para que la cuchilla terminada se pueda quitar fácilmente posteriormente. Coloque una capa de fibra de vidrio, cúbrala con pegamento epoxi. El proceso se repite varias veces hasta que la pieza de trabajo alcanza el grosor deseado.

Entonces el pegamento debe secarse. Algunos recomiendan colocar el molde en una bolsa de vacío y bombear aire. Entonces el pegamento penetra mejor en todas las capas de fibra de vidrio, sin dejar áreas impregnadas

Cuando el pegamento epoxi se seca, la mitad de la parte se retira cuidadosamente de la matriz. Haz lo mismo con la segunda mitad. Las partes se pegan para formar una parte volumétrica hueca. Una pala de fibra de vidrio ligera, duradera y de forma aerodinámica es el pináculo de excelencia para los amantes de los parques eólicos.

Su principal desventaja es la dificultad de implementar la idea y una gran cantidad de matrimonio al principio, hasta que se obtiene la matriz ideal y se perfecciona el algoritmo de creación.

Barato y alegre: una pieza de madera para una rueda de viento

Una cuchilla de madera es un método antiguo que es fácil de implementar pero ineficaz en el nivel actual de consumo de electricidad. Puede hacer un detalle a partir de una tabla sólida de madera clara, como el pino. Es importante elegir un blanco de madera bien seco.

Si el árbol está húmedo, en el proceso de secado, el tornillo puede "conducir" y se deforma. Y el peso de un árbol mojado es significativamente mayor que el seco

Es necesario elegir una forma adecuada, pero tenga en cuenta el hecho de que la cuchilla de madera no será una placa delgada, como el aluminio o el plástico, sino una estructura tridimensional. Por lo tanto, para darle un poco de forma a la pieza de trabajo, debe comprender los principios de la aerodinámica e imaginar la forma de la cuchilla en las tres dimensiones.

El aspecto final del árbol tendrá un plano, preferiblemente electro. Para mayor durabilidad, la madera se trata con una pintura o barniz protector antiséptico.

La principal desventaja de este diseño es el gran peso del tornillo. Para ceder este coloso, el viento debe ser lo suficientemente fuerte, lo cual es difícil en principio. Sin embargo, la madera es un material accesible. Las tablas adecuadas para crear un tornillo de turbina eólica se pueden encontrar en su patio sin gastar un centavo. Y esta es la principal ventaja de la madera en este caso.

La eficiencia de una cuchilla de madera tiende a cero. Como regla general, el tiempo y el esfuerzo necesarios para crear dicho molino de viento no valen el resultado, expresado en vatios. Sin embargo, como modelo de entrenamiento o copia de prueba, la parte de madera es el lugar ideal. Y la veleta con cuchillas de madera se ve espectacular en el sitio.

La siguiente selección de fotografías presentará los pasos para hacer un molino de viento con aspas cortadas de madera contrachapada:

La parte de trabajo está lista y probada para su operabilidad, lo que significa que solo queda pintarla y fijarla al mástil:

Dibujos y ejemplos de cuchillas.

Es muy difícil hacer el cálculo correcto del tornillo del generador eólico sin conocer los parámetros principales que se muestran en la fórmula, y sin tener idea de cómo estos parámetros afectan el funcionamiento de la turbina eólica.

Es mejor no perder el tiempo si no desea profundizar en los conceptos básicos de la aerodinámica. Los planos ya preparados con indicadores preestablecidos lo ayudarán a elegir la hoja adecuada para un parque eólico.

Dibujo de una pala para una hélice de dos palas. Está hecho de una tubería de alcantarillado de 110 de diámetro. El diámetro del tornillo de la turbina eólica en estos cálculos es de 1 m.

Un generador eólico tan pequeño no podrá proporcionarle alta potencia. Lo más probable es que apenas pueda exprimir más de 50 vatios de este diseño. Sin embargo, un tornillo de dos palas hecho de tubo de PVC ligero y delgado dará una alta velocidad de rotación y asegurará la operación del molino de viento incluso con un viento pequeño.

Dibujo de una pala para una hélice de tres palas de un generador eólico a partir de una tubería de 160 mm de diámetro. La velocidad estimada en esta versión es 5 con un viento de 5 m / s

Una hélice de tres palas de esta forma se puede utilizar para unidades más potentes, aproximadamente 150 W a 12 V. El diámetro de la hélice completa en este modelo alcanza 1,5 m. La rueda del viento girará rápida y fácilmente para comenzar a moverse. Los molinos de viento de tres alas son más comunes en las plantas de energía doméstica.

Dibujo de una pala casera para una hélice de 5 palas de un generador eólico. Está hecho de tubería de PVC con un diámetro de 160 mm. Velocidad estimada - 4

Dicha hélice de cinco palas puede producir hasta 225 revoluciones por minuto a una velocidad de viento de diseño de 5 m / s. Para construir una cuchilla de acuerdo con los dibujos propuestos, debe transferir las coordenadas de cada punto desde las columnas "Coordenadas del patrón frontal / posterior" a la superficie de la tubería de drenaje de plástico.

Según la tabla a continuación, puede calcular el diámetro del molino de viento con 2-16 palas. En este caso, puede seleccionar el tamaño teniendo en cuenta la potencia de salida deseada.

La tabla muestra que cuantas más alas tenga el generador eólico, menor será su longitud para obtener una corriente de la misma potencia.

Como muestra la práctica, el mantenimiento de un generador eólico de más de 2 metros de diámetro es bastante difícil. Si, según la tabla, necesita un molino de viento más grande, considere aumentar el número de palas.

Con reglas y principios calcular un generador eólico Presenta el artículo, que describe paso a paso el proceso de computación.

Realizar balanceo de turbinas eólicas

Equilibrar las palas de un generador eólico ayudará a que su funcionamiento sea lo más eficiente posible. Para equilibrar, necesita encontrar una habitación donde no haya viento ni corrientes de aire. Por supuesto, para una rueda de viento de más de 2 m de diámetro, será difícil encontrar esa habitación.

Las cuchillas se ensamblan en una estructura terminada y se instalan en posición de trabajo. El eje debe ubicarse estrictamente horizontalmente, en nivel. El plano en el que girará el tornillo debe establecerse estrictamente vertical, perpendicular al eje y al nivel del suelo.

El tornillo, que no se mueve, debe girarse 360 ​​/ x grados, donde x = el número de cuchillas. Idealmente, un molino de viento equilibrado no se desviará 1 grado, pero permanecerá inmóvil. Si la cuchilla gira bajo su propio peso, debe corregirse ligeramente, reducir el peso en un lado, eliminar la desviación del eje.

El proceso se repite hasta que el tornillo esté completamente inmóvil en cualquier posición. Es importante que no haya viento durante el equilibrio. Esto puede distorsionar los resultados de la prueba.

También es importante asegurarse de que todas las partes roten estrictamente en el mismo plano.Para verificar a una distancia de 2 mm a ambos lados de una de las cuchillas, coloque la placa de control. Durante el movimiento, ninguna parte del tornillo debe tocar la placa.

Para operar un generador eólico con palas fabricadas, será necesario ensamblar un sistema que acumule la energía recibida, la guarde y la transfiera al consumidor. Uno de los componentes del sistema es el controlador. Como hacer controlador de molino de viento, lo descubrirá leyendo nuestro artículo recomendado.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Es muy posible construir un molino de viento con sus propias manos a partir de materiales improvisados. Si comienza con modelos más simples, es probable que el primer intento sea exitoso. Con experiencia, adopte ideas más complejas para obtener el generador eólico más eficiente y potente.

Video # 1. Cómo hacer un molino de viento con tuberías de PVC:

Video # 2. Generador de viento de bricolaje:

Video # 3. Molino de acero galvanizado:

Si desea utilizar energía eólica limpia y segura para las necesidades del hogar y no planea gastar mucho dinero en la compra de equipos costosos, sería una buena idea utilizar cuchillas caseras hechas de materiales ordinarios. No tenga miedo de los experimentos, y podrá mejorar aún más los modelos existentes de hélices de un molino de viento.

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