Come costruire pale fai-da-te per un generatore eolico: esempi di pale auto-costruite per una turbina eolica

L'uso di fonti energetiche alternative è una delle principali tendenze del nostro tempo. L'energia eolica pulita ed economica può essere convertita in elettricità anche a casa tua se costruisci un mulino a vento e lo colleghi a un generatore.

Puoi costruire pale per un generatore eolico con le tue mani con materiali ordinari, senza usare attrezzature speciali. Ti diremo quale forma delle pale è più efficace e ti aiuteremo a scegliere il disegno giusto per un parco eolico.

Come funziona un semplice generatore eolico?

Un generatore eolico è un dispositivo che consente di convertire l'energia eolica in elettricità.

Il principio del suo funzionamento sta nel fatto che il vento ruota le pale, mette in moto un albero lungo il quale la rotazione entra nel generatore attraverso un cambio che aumenta la velocità.

Il funzionamento di una centrale eolica è stimato da KIEV, il coefficiente di utilizzo dell'energia eolica. Quando la ruota del vento ruota rapidamente, interagisce con una grande quantità di vento, il che significa che ne porta via più energia.

Sono divisi due tipi principali di generatori eolici:

• vetrikalnye;
• orizzontale.

I modelli orientati verticalmente sono costruiti in modo tale che l'asse dell'elica sia perpendicolare al terreno. Pertanto, qualsiasi movimento di masse d'aria, indipendentemente dalla direzione, mette in moto la struttura.

Tale versatilità è un vantaggio di questo tipo di mulini a vento, ma perdono nei modelli orizzontali in termini di produttività ed efficienza del lavoro

Il generatore eolico orizzontale ricorda una banderuola. Affinché le pale ruotino, la struttura deve essere ruotata nella giusta direzione, a seconda della direzione del movimento dell'aria.

Per controllare e acquisire i cambiamenti nella direzione del vento, sono installati dispositivi speciali.L'efficienza con questa disposizione della vite è molto più elevata che con un orientamento verticale. Nell'uso domestico, è più razionale usare generatori eolici di questo tipo.

Quale forma di lama è ottimale?

Uno degli elementi principali di un generatore eolico è un insieme di pale.

Esistono numerosi fattori associati a questi dettagli che incidono sull'efficienza del mulino a vento:

• peso;
• dimensioni;
• forma;
• materiale;
• importo.

Se decidi di progettare pale per un mulino a vento di fortuna, assicurati di considerare tutti questi parametri. Alcuni credono che più ali ci sono sulla vite del generatore, più energia eolica può essere ottenuta. In altre parole, tanto meglio è.

Tuttavia, questo è tutt'altro che il caso. Ogni singola parte si muove superando la resistenza dell'aria. Pertanto, un gran numero di pale sulla vite richiede più energia eolica per completare un giro.

Inoltre, troppe ali larghe possono causare la formazione del cosiddetto "cappello dell'aria" davanti all'elica, quando il flusso d'aria non passa attraverso la turbina eolica, ma si piega attorno ad essa.

La forma è di grande importanza. La velocità di movimento della vite dipende da essa. Un flusso scarso provoca vortici che inibiscono la ruota del vento.

Il più efficace è un generatore eolico a lama singola. Ma costruirlo e bilanciarlo da soli è molto difficile. Il design è inaffidabile, sebbene con un'alta efficienza. Secondo l'esperienza di molti utenti e produttori di mulini a vento, il modello più ottimale è un tre pale.

Il peso della lama dipende dalle sue dimensioni e dal materiale con cui sarà realizzata. La dimensione deve essere selezionata con cura, guidata dalle formule per i calcoli. Il bordo viene eseguito meglio in modo che ci sia un arrotondamento su un lato e il lato opposto sia nitido

La forma della pala correttamente selezionata per un generatore eolico è la base del suo buon lavoro.

Per la produzione domestica, sono adatte le seguenti opzioni:

• tipo di navigazione;
• tipo di ala.

Le pale del tipo a vela sono semplici strisce larghe, come in un mulino a vento. Questo modello è il più ovvio e facile da fabbricare. Tuttavia, la sua efficienza è così ridotta che questa forma non viene praticamente utilizzata nei moderni generatori eolici. L'efficienza in questo caso è di circa il 10-12%.

Una forma molto più efficace sono le pale del profilo alare. Qui sono coinvolti i principi dell'aerodinamica, che volano in aria enormi aerei. Una vite di questa forma è più facile da mettere in moto e ruota più velocemente. Il flusso d'aria riduce significativamente la resistenza che una turbina eolica incontra sul suo cammino.

Il profilo corretto dovrebbe assomigliare ad un'ala di aeroplano. Da un lato, la lama ha un ispessimento e, dall'altro, una leggera pendenza. Le masse d'aria scorrono intorno a una parte di questa forma in modo molto fluido

L'efficienza di questo modello raggiunge un valore del 30-35%. La buona notizia è che puoi costruire una lama alare con le tue mani usando un minimo di strumenti.Tutti i calcoli e i disegni di base possono essere facilmente adattati al tuo mulino a vento e utilizzare energia eolica libera e pulita senza restrizioni.

Di cosa sono fatte le lame in casa?

I materiali adatti per la costruzione di un generatore eolico sono, innanzitutto, plastica, metalli leggeri, legno e una soluzione moderna: la fibra di vetro. La domanda principale è quanto lavoro e tempo sei disposto a spendere per costruire un mulino a vento.

Tubi per fognatura in PVC

Il materiale più popolare e diffuso per la produzione di pale in plastica per un generatore eolico è un normale tubo per fognatura in PVC. Per la maggior parte dei generatori domestici con diametro della vite fino a 2 m, saranno sufficienti tubi da 160 mm.

I vantaggi di questo metodo includono:

• prezzo basso;
• disponibilità in qualsiasi regione;
• semplicità di lavoro;
• un gran numero di diagrammi e disegni su Internet, una vasta esperienza d'uso.

I tubi sono diversi. Questo è noto non solo a coloro che costruiscono centrali eoliche fatte in casa, ma a tutti coloro che hanno incontrato l'installazione di un sistema fognario o di approvvigionamento idrico. Si differenziano per spessore, composizione, produttore. Il tubo è economico, quindi non è necessario provare a ridurre ulteriormente il costo del mulino a vento, risparmiando sui tubi in PVC.

Il materiale scadente nei tubi di plastica può causare la rottura delle lame durante il primo test e tutto il lavoro sarà sprecato

Per prima cosa devi decidere il modello. Ci sono molte opzioni, ogni modulo ha i suoi vantaggi e svantaggi. Forse ha senso sperimentare prima di ritagliare la versione finale.

Poiché il prezzo dei tubi è basso e li puoi trovare in qualsiasi negozio di ferramenta, questo materiale è perfetto per i primi passi nella modellazione delle pale. Se qualcosa va storto, puoi sempre comprare un'altra pipa e riprovare, il portafoglio non soffrirà molto di tali esperimenti.

Gli utenti esperti di energia eolica hanno notato che è meglio usare tubi arancioni piuttosto che grigi per realizzare le pale del generatore eolico. Mantengono meglio la loro forma, non si piegano dopo la formazione delle ali e servono più a lungo

I progettisti dilettanti preferiscono il PVC, poiché durante il test, una lama rotta può essere sostituita con una nuova fatta in 15 minuti sul posto con un pezzo adatto. Semplice e veloce e, soprattutto, conveniente.

Le istruzioni fotografiche per la fabbricazione di pale di un mulino a vento da tubi polimerici aiuteranno a padroneggiare visivamente le fasi e la sequenza del processo:

Tutti i passaggi preparatori sono stati completati, ora le pale devono essere attaccate alla parte che ruota dopo il vento:

Alluminio: sottile, leggero e costoso

L'alluminio è un metallo leggero e resistente. È tradizionalmente utilizzato per la produzione di pale per generatori eolici. Grazie al suo peso leggero, se si dà alla placca la forma desiderata, le proprietà aerodinamiche della vite saranno ad un'altezza.

I principali carichi che il mulino a vento subisce durante la rotazione sono volti a piegare e rompere la lama. Se la plastica durante tale lavoro si rompe rapidamente e si guasta, puoi contare su una vite in alluminio per molto più tempo.

Tuttavia, se si confrontano tubi in alluminio e PVC, le piastre metalliche saranno ancora più pesanti. Alle alte velocità, vi è un alto rischio di danni non alla lama stessa, ma alla vite nel punto di attacco

Un altro svantaggio delle parti in alluminio è la complessità della produzione. Se il tubo in PVC ha una curva che verrà utilizzata per impartire le proprietà aerodinamiche della lama, l'alluminio viene solitamente assunto sotto forma di un foglio.

Dopo aver tagliato la parte secondo il modello, che di per sé è molto più complicato rispetto al lavorare con la plastica, il pezzo risultante dovrà ancora essere arrotolato e dargli la piega corretta. A casa e senza uno strumento, questo non sarà così semplice.

Invece di un costoso alluminio, è possibile utilizzare frammenti di lastre di copertura o pezzi di cartone ondulato rimanenti dopo l'installazione:

Fibra di vetro o fibra di vetro - per professionisti

Se decidi di affrontare il problema della creazione di una lama consapevolmente e sei pronto a spendere molto sforzo e nervi su di essa, la fibra di vetro lo farà. Se non hai mai avuto a che fare con generatori eolici prima, iniziare una conoscenza con la modellazione di un mulino a vento in fibra di vetro non è una buona idea. Tuttavia, questo processo richiede esperienza e abilità pratiche.

La lama di diversi strati di fibra di vetro, incollata con colla epossidica, sarà robusta, leggera e affidabile. Con un'ampia superficie, la parte è cava e quasi senza peso

Per la produzione di fibra di vetro viene preso - un materiale sottile e resistente che viene prodotto in rotoli. Oltre alla fibra di vetro, la colla epossidica è utile per fissare gli strati.

Inizia creando una matrice. Questo è un pezzo del genere, che è una forma per una parte futura.

La matrice può essere in legno: travi, assi o tronchi. La sagoma voluminosa della metà della lama viene tagliata direttamente dal massiccio. Un'altra opzione è uno stampo di plastica

È molto difficile realizzare uno spazio vuoto da solo, è necessario disporre di un modello già pronto di una lama in legno o altro materiale davanti ai tuoi occhi, e solo allora una matrice per la parte viene ritagliata da questo modello. Tali matrici hanno bisogno di almeno 2. Ma, dopo aver fatto una volta una forma di successo, può essere utilizzata più volte e quindi costruito più di un mulino a vento.

Il fondo dello stampo è completamente ingrassato con cera. Questo viene fatto in modo che la lama finita possa essere facilmente rimossa successivamente. Posare uno strato di fibra di vetro, rivestirlo con colla epossidica. Il processo viene ripetuto più volte fino a quando il pezzo raggiunge lo spessore desiderato.

Quindi la colla dovrebbe asciugare. Alcuni consigliano di posizionare lo stampo in un sacchetto per il vuoto e di pompare aria. Quindi la colla penetra meglio in tutti gli strati di fibra di vetro, senza lasciare zone impregnate

Quando la colla epossidica si asciuga, metà della parte viene accuratamente rimossa dalla matrice. Fai lo stesso con la seconda metà. Le parti sono incollate insieme per formare una parte volumetrica cava. Una lama in fibra di vetro leggera, resistente e di forma aerodinamica è l'apice dell'eccellenza per gli amanti della casa dei parchi eolici.

Il suo principale svantaggio è la difficoltà di implementare l'idea e una grande quantità di matrimonio all'inizio, fino a quando non si ottiene la matrice ideale e l'algoritmo di creazione non è raffinato.

Economico e allegro: una parte in legno per una ruota del vento

Una lama di legno è un metodo vecchio stile che è facile da implementare ma inefficace al livello attuale del consumo di elettricità. Puoi creare un dettaglio da una solida tavola di legno chiaro, come il pino. È importante scegliere uno spazio in legno ben essiccato.

Se l'albero è umido, nel processo di asciugatura la vite può "condurre" e si deforma. E il peso di un albero bagnato è significativamente superiore a quello secco

È necessario scegliere una forma adatta, ma tenere conto del fatto che la lama di legno non sarà una piastra sottile, come alluminio o plastica, ma una struttura tridimensionale. Pertanto, dando una piccola forma al pezzo, è necessario comprendere i principi dell'aerodinamica e immaginare la forma della lama in tutte e tre le dimensioni.

L'aspetto finale dell'albero avrà un piano, preferibilmente elettro. Per resistenza, il legno è trattato con una vernice protettiva antisettica o vernice.

Il principale svantaggio di questo design è il grande peso della vite. Per far muovere questo colosso, il vento deve essere abbastanza forte, il che è difficile in linea di principio. Tuttavia, il legno è un materiale accessibile. Le schede adatte per creare una vite per turbine eoliche possono essere trovate direttamente nel tuo cortile senza spendere un centesimo. E questo è il principale vantaggio del legno in questo caso.

L'efficienza di una lama di legno tende a zero. Di norma, il tempo e lo sforzo necessari per creare un tale mulino a vento non valgono il risultato, espresso in watt. Tuttavia, come modello di addestramento o copia di prova, la parte in legno è il posto giusto. E la banderuola con pale di legno sembra spettacolare sul sito.

La seguente selezione di fotografie introdurrà i passaggi per la realizzazione di un mulino a vento con pale di legno compensato:

La parte di lavoro è pronta e testata per l'operabilità, il che significa che rimane solo da dipingere e fissarlo all'albero:

Disegni ed esempi di lame

È molto difficile effettuare il calcolo corretto della vite del generatore eolico senza conoscere i parametri principali che vengono visualizzati nella formula, oltre a non avere idea di come questi parametri influenzino il funzionamento della turbina eolica.

È meglio non perdere tempo se non si desidera approfondire le basi dell'aerodinamica. I progetti pronti con indicatori preimpostati ti aiuteranno a scegliere la lama giusta per un parco eolico.

Disegno di una lama per un'elica a due pale. È costituito da un tubo per fognatura del diametro di 110. Il diametro della vite del generatore eolico in questi calcoli è di 1 m

Un generatore eolico così piccolo non sarà in grado di fornirti alta potenza. Molto probabilmente, difficilmente puoi spremere più di 50 watt da questo design. Tuttavia, un'elica a due pale in tubo di PVC leggero e sottile garantirà un'elevata velocità di rotazione e assicurerà il funzionamento del mulino a vento anche con un piccolo vento.

Disegno di una pala per un'elica a tre pale di un generatore eolico da un tubo di 160 mm di diametro. La velocità stimata in questa versione è 5 con un vento di 5 m / s

Un'elica a tre pale di questa forma può essere utilizzata per unità più potenti, circa 150 W a 12 V. Il diametro dell'intera elica in questo modello raggiunge 1,5 m. La ruota del vento ruoterà rapidamente e inizierà facilmente a muoversi. I mulini a vento a tre ali sono più comuni nelle centrali elettriche domestiche.

Disegno di una lama fatta in casa per un'elica a 5 pale di un generatore eolico. È fatto di tubo in PVC con un diametro di 160 mm. Velocità stimata - 4

Una simile elica a cinque pale può produrre fino a 225 giri al minuto ad una velocità del vento di progetto di 5 m / s. Per costruire una lama secondo i disegni proposti, è necessario trasferire le coordinate di ciascun punto dalle colonne "Coordinate del motivo anteriore / posteriore" sulla superficie del tubo di fognatura di plastica.

Secondo la tabella seguente, è possibile calcolare il diametro del mulino a vento con 2-16 pale. In questo caso, è possibile selezionare le dimensioni tenendo conto della potenza di uscita desiderata.

La tabella mostra che più ali ha il generatore eolico, minore deve essere la sua lunghezza per ottenere una corrente della stessa potenza

Come dimostra la pratica, la manutenzione di un generatore eolico di diametro superiore a 2 metri è piuttosto difficile. Se, secondo la tabella, hai bisogno di un mulino a vento più grande, considera di aumentare il numero di pale.

Con regole e principi calcolo di un generatore eolico Presenta l'articolo, che descrive passo dopo passo il processo di elaborazione.

Esecuzione del bilanciamento delle turbine eoliche

Il bilanciamento delle pale di un generatore eolico contribuirà a renderne il funzionamento il più efficiente possibile. Per bilanciare, è necessario trovare una stanza dove non c'è vento o correnti d'aria. Naturalmente, per una ruota del vento di oltre 2 m di diametro, sarà difficile trovare una stanza del genere.

Le lame sono assemblate in una struttura finita e installate in posizione di lavoro. L'asse dovrebbe essere posizionato rigorosamente in orizzontale, in piano. Il piano su cui ruoterà la vite deve essere regolato in modo strettamente verticale, perpendicolare all'asse e al livello del suolo.

La vite, che non si muove, deve essere ruotata di 360 / x gradi, dove x = il numero di lame. Idealmente, un mulino a vento bilanciato non devia di 1 grado, ma rimarrà immobile. Se la lama è ruotata sotto il suo stesso peso, deve essere leggermente corretta, ridurre il peso su un lato, eliminare la deviazione dall'asse.

Il processo si ripete fino a quando la vite è completamente immobile in qualsiasi posizione. È importante che non ci sia vento durante il bilanciamento. Ciò potrebbe distorcere i risultati del test.

È anche importante assicurarsi che tutte le parti ruotino rigorosamente sullo stesso piano.Per controllare a una distanza di 2 mm su entrambi i lati di una delle lame, impostare la piastra di controllo. Durante il movimento, nessuna parte della vite deve toccare la placca.

Per far funzionare un generatore eolico con pale fabbricate, sarà necessario assemblare un sistema che accumuli l'energia ricevuta, la conservi e la trasferisca al consumatore. Uno dei componenti del sistema è il controller. Come fare regolatore del mulino a vento, lo scoprirai leggendo il nostro articolo consigliato.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Costruire un mulino a vento con le tue mani con materiali improvvisati è del tutto possibile. Se inizi con modelli più semplici, è probabile che il primo tentativo abbia successo. Con esperienza, affronta idee più complesse per ottenere il generatore eolico più efficiente e potente.

Video n. 1. Come realizzare un mulino a vento con tubi in PVC:

Video n. 2. Generatore eolico fai da te:

Video n. 3. Mulino a vento in acciaio zincato:

Se si desidera utilizzare energia eolica pulita e sicura per le esigenze domestiche e non si prevede di spendere molti soldi per l'acquisto di attrezzature costose, le lame fatte in casa fatte di materiali ordinari sarebbero una buona idea. Non aver paura degli esperimenti e sarai in grado di migliorare ulteriormente i modelli esistenti di eliche di un mulino a vento.

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