Generatore eolico verticale fai-da-te: come assemblare una turbina eolica con un asse di rotazione verticale

Il vento ha incredibili capacità energetiche. L'incapacità di usare il suo potente potenziale dovrebbe essere tranquillamente riconosciuta come rifiuto irragionevole. Ma puoi facilmente costruire un generatore eolico verticale con le tue mani e ricevere energia praticamente gratuita per coprire le esigenze domestiche. Questo è abbastanza reale, d'accordo?

L'articolo presentato aiuterà a comprendere in dettaglio un problema tecnico complesso. Le informazioni sistematiche e accessibili presentate in modo dettagliato illustrano il principio di funzionamento dei sistemi popolari che trasformano l'energia delle masse d'aria in elettricità.

Senza dubbio, sarai portato via dall'idea di creare un mulino a vento, i cui dettagli dell'assemblaggio sono descritti nell'articolo. Abbiamo esaminato in dettaglio diversi tipi di generatori eolici verticali, toccandone le differenze, i vantaggi e gli svantaggi. La parte testuale del materiale è perfettamente integrata da foto e istruzioni video.

Vantaggi e principio di funzionamento dei mulini a vento

Moderno generatore verticale - una delle opzioni energia alternativa per la casa. L'unità è in grado di convertire raffiche di vento in una risorsa energetica. Per un corretto funzionamento, non necessita di dispositivi aggiuntivi che determinano la direzione del vento.

Un generatore eolico di tipo rotativo è molto facile da realizzare con le tue mani. Certo, non sarà in grado di assumere completamente l'energia di un cottage privato di grandi dimensioni, ma può far fronte perfettamente all'illuminazione di annessi, percorsi da giardino e un'area adiacente alla casa

Il dispositivo di tipo verticale funziona a bassa quota.Per la sua manutenzione, non sono necessari vari dispositivi che assicurano lo svolgimento sicuro di lavori di riparazione e manutenzione in quota.

Un minimo di parti mobili rende la turbina eolica più affidabile e operativamente stabile. Il profilo ottimale delle pale e la forma originale del rotore forniscono all'unità un alto livello di efficienza, indipendentemente dalla direzione in cui soffia il vento in un dato momento.

I piccoli modelli domestici sono composti da tre o più pale leggere, catturano istantaneamente la raffica più debole e iniziano a ruotare non appena la forza del vento supera 1,5 m / s. Grazie a questa capacità, la loro efficienza spesso supera l'efficienza di grandi impianti che richiedono un vento più forte.

Il generatore funziona in modo assolutamente silenzioso, non interferisce con i proprietari e i vicini, non crea emissioni dannose nell'atmosfera e serve in modo affidabile per molti anni, fornendo con precisione energia ai locali residenziali.

Il generatore verticale azionato dal vento opera secondo il principio della levitazione magnetica. Durante la rotazione delle turbine, vengono generate forze pulsate e di sollevamento, nonché la forza frenante effettiva. I primi due ruotano le lame dell'unità. Questa azione attiva il rotore e crea un campo magnetico che genera elettricità.

Una turbina eolica con un asse di rotazione verticale non ha un'efficienza inferiore alle sue controparti orizzontali. Inoltre, non rivendica la posizione territoriale e funziona completamente in quasi tutti i luoghi convenienti per i proprietari di case

Il dispositivo funziona in modo completamente indipendente e non richiede l'intervento dell'host nel processo.

Classificazione del generatore verticale

Esiste una differenza strutturale tra le trappole del vento di tipo verticale. Non migliora o peggiora le unità, ma consente semplicemente di scegliere l'opzione più conveniente per eseguire attività specifiche in una determinata area.

# 1: caratteristiche dei sistemi ortogonali

Strutturalmente, il generatore eolico ortogonale è costituito da un forte asse di rotazione verticale e diverse pale parallele distanti dalla base centrale ad una certa distanza.

Il dispositivo non necessita di ulteriori meccanismi di guida e funziona normalmente, indipendentemente dalla direzione del vento. Un albero principale posizionato verticalmente consente di posizionare l'apparecchiatura di azionamento a livello del suolo, il che facilita notevolmente il funzionamento, la riparazione e la manutenzione.

I nodi di riferimento del generatore ortogonale hanno una durata non molto elevata. Ciò è dovuto agli elevati carichi dinamici che il rotore esercita su di essi durante il funzionamento. Affinché l'installazione non fallisca prematuramente, tutte le parti di supporto devono essere regolarmente ispezionate e sostituite tempestivamente quelle danneggiate con nuove.

Gli svantaggi dei dispositivi ortogonali includono un sistema di lame troppo massiccio e una bassa efficienza rispetto all'efficienza dei moduli ad asse orizzontale.

La turbina eolica più semplice per alimentare i consumatori a bassa potenza può essere assemblata dai componenti finiti:

# 2: generatori di rotori Daria

Un generatore eolico dotato di un rotore Darier ha un asse verticale di rotazione e 2-3 pale piatte senza un profilo aerodinamico caratteristico, fissato alla base e nella parte superiore dell'asse di rotazione.

L'unità nel suo lavoro non si concentra sulla forza o sulla direzione del vento, ha un'alta velocità di rotazione e consente la posizione dei dispositivi di azionamento a terra, il che facilita e accelera il processo di manutenzione programmata e possibili riparazioni.

I gruppi elettrogeni a due pale con un rotore Darier sono attivati ​​solo da una forte raffica di vento. Con un flusso uniformemente in esecuzione, non possono iniziare da soli

I componenti di supporto e rotazione del dispositivo con il rotore Darier sono vulnerabili all'aumento dei carichi dinamici e l'efficienza del sistema a pale è inferiore sotto molti aspetti rispetto alle installazioni assiali orizzontali.

# 3: Savonius Rotor Units

Una turbina eolica verticale con un rotore Savonius ha un sistema di pale semicilindriche e si differenzia da installazioni simili per elevata coppia di spunto e capacità di lavorare efficacemente con venti a bassa velocità.

La potenza dei generatori eolici verticali sul mercato con un rotore Savonius non supera i 5 kW. I dispositivi sono usati raramente come unità di lavoro indipendente e sono spesso utilizzati per creare una coppia di avviamento più elevata per le unità rotanti Darier

Il complesso verticale con il rotore Savonius viene rimproverato con un maggiore consumo di materiale e una minore efficienza rispetto ai generatori eolici ad asse orizzontale. Ecco perché non è consigliabile il rilascio di apparecchiature ad alta potenza di questa classe.

La seguente selezione di foto ti farà conoscere i passaggi per realizzare un mulino a vento Savonius:

Tutti i dettagli di questo modello di un mulino a vento Savonius ad eccezione di un generatore a 3200 giri / min e 24 V sono realizzati manualmente.

# 4: Turbina eolica con rotore a palette multiple e guida

Questo tipo di strumento è una versione migliorata del classico generatore eolico ortogonale. Il complesso del rotore qui è costituito da pale disposte su due file.

Lo strato lobato esterno rimane statico e funge da banderuola. Cattura il flusso del vento, lo cattura, lo comprime e in questo modo aumenta significativamente la velocità del vento.

La fila interna di pale è una struttura mobile, sulla quale il flusso d'aria dalla prima installazione rotante cade ad un certo angolo.

L'efficienza di un generatore eolico con rotore a palette multiple con sistema di guida rende questo dispositivo particolarmente attraente per i consumatori. Tuttavia, il costo di tali apparecchiature è piuttosto elevato e paga un po 'più a lungo rispetto a dispositivi simili con una configurazione più semplice

Gli esperti definiscono questo tipo di dispositivo il più efficiente della sua categoria e sottolineano che il design specifico gli consente di funzionare anche alle velocità del vento più basse possibili.

# 5: Caratterizzazione di dispositivi con un rotore elicoidale

La turbina eolica o il generatore Gorlov è un'altra modifica del tradizionale sistema a rotore ortogonale. Le lame del modello sono attorcigliate in un arco. Questa funzionalità di progettazione consente di catturare rapidamente il flusso d'aria e ruotare senza intoppi.

Questo principio di funzionamento riduce significativamente il carico dinamico sulla base e sui nodi mobili, aumentandone così la durata.

Le macchine a rotore di tipo elicoidale sono molto affidabili e resistono facilmente a carichi operativi significativi. Tuttavia, durante il funzionamento, tali mulini a vento creano effetti di rumore pronunciati e producono ulteriori onde sonore situate nella regione delle onde corte dello spettro sonoro

Le pale rotanti del rotore per un mulino a vento elicoidale sono realizzate utilizzando una tecnologia molto progressiva, ma complessa. Per questo motivo, le unità hanno un costo piuttosto elevato e non sono molto popolari tra i consumatori privati.

# 6: caratteristiche dei rotori degli assi verticali

La principale differenza tra un generatore assiale verticale sono le pale posizionate verticalmente, che ricordano un'ala di un aereo di profilo, il cui asse è chiaramente parallelo all'albero verticale. Il design ricorda un po 'il rotore Darier, ma in condizioni di produzione è reso molto più veloce e più facile.

Un generatore con un rotore assiale verticale è molto più veloce di dispositivi simili di questa classe, guadagnando velocità operativa e iniziando a produrre l'energia richiesta. Il processo è accompagnato da un leggero effetto sonoro e non interferisce con i proprietari dell'installazione o i vicini.

Le turbine eoliche con un rotore di tipo assiale verticale sono affidabili e durevoli, resistono facilmente a carichi operativi significativi e non costano troppo. Queste qualità li rendono rilevanti non solo per uso industriale ma anche per uso domestico.

Sono presentate le caratteristiche della scelta dei generatori eolici per una casa privata e una panoramica delle migliori offerte questo articolo.

Mulino a vento fatto a mano

Creare un generatore eolico con un asse di rotazione verticale a casa con le proprie mani non è troppo difficile. È sufficiente acquistare i componenti necessari, montarli nell'ordine corretto e installare il modulo nella posizione selezionata. Non appena appare la brezza minima, il prodotto funzionerà e inizierà a fornire ai proprietari l'energia necessaria.

Step 1: Approvvigionamento di componenti e materiali

Per creare un generatore eolico verticale con le tue mani, hai bisogno di tali componenti:

• rotore - parte mobile dell'unità:
• le lame - parti che catturano il flusso del vento;
• albero assiale - per il fissaggio del rotore e delle pale (può assumere la forma di un lungo palo, piramide o treppiede);
• statore - Destinato al posizionamento di una bobina con un filo di rame resistente;
• batteria - ampia capacità di accumulo della risorsa ricevuta;
• inverter - un dispositivo per convertire la corrente continua in corrente alternata;
• il controller - il dispositivo che frena il generatore, al momento l'unità sviluppa la potenza effettiva che supera la linea di base.

Per la fabbricazione di lame idonee per fogli di plastica leggera con un buon indicatore di elasticità. Altri tipi di materiali sono troppo sensibili a vari danni e deformazioni e semplicemente non possono far fronte a un carico dinamico così elevato.

Realizzando il dispositivo da soli, va ricordato che i mulini a vento verticali fai-da-te hanno una potenza notevolmente inferiore rispetto ai campioni di fabbrica. Pertanto, per non essere deluso dal design creato in futuro, è meglio farlo immediatamente in termini di parametri che sono 2 volte superiori al necessario

Le lame piccole possono essere realizzate in PVC a media densità e per parti larghe e larghe è necessario il materiale più resistente in grado di resistere a forti venti che soffiano a una velocità di 15 m / se oltre per lungo tempo.

Passaggio 2: preparazione degli elementi

per creazione di lame 4 parti verticali sono tagliate da un generatore eolico verticale da un tubo in PVC ad alta resistenza. Due frammenti semicircolari sono tagliati fuori dallo stagno e fissati su ciascun lato del tubo. Il raggio di rotazione delle parti della lama in questo caso sarà di 690 mm e l'altezza di ciascuna lama sarà di circa 700 mm.

Per assemblare il sistema rotore, vengono prelevati magneti al neodimio (6 pezzi), dischi di ferrite con un diametro di 230 mm (2 pezzi) e colla. I magneti vengono posizionati sul primo disco, alternando la polarità e osservando un angolo di 60 gradi tra loro con un diametro di 165 mm. Il secondo disco è realizzato allo stesso modo, quindi i magneti vengono riempiti di colla.

Per lo statore vengono preparate 9 bobine e su ciascuna di esse vengono avvolti 60 giri di filo di rame con un diametro di 1 mm.

La successiva adesione si verifica nel seguente ordine:

• inizio di 1 bobina con fine 4;
• iniziare 4 con l'estremità 7 della bobina.

La seconda fase viene raccolta secondo lo stesso principio, ma iniziano a lavorare con 2 bobine e la terza con 3 bobine. Una forma speciale è realizzata in un foglio di compensato, il fondo è rivestito con un pezzo di fibra di vetro e le fasi saldate dalle bobine sono poste sulla parte superiore.

Riempi la struttura con la colla e lascia per 1-2 giorni, in modo che tutti i dettagli vengano catturati e prendano i posti giusti. Quindi procedono ad unire le singole parti in un unico sistema di lavoro.

Passaggio 3: assemblaggio di tutte le parti del generatore

Per collegare tutti gli elementi del generatore nel rotore superiore, vengono realizzati 4 fori per i prigionieri. Il rotore inferiore è posizionato magneti sulla staffa. Successivamente, viene posizionato lo statore, dopo aver praticato dei fori per il fissaggio alla staffa.

I prigionieri poggiano sulla piastra di alluminio e quindi si coprono con un secondo rotore, posizionandolo con i magneti verso il basso.

Il processo di assemblaggio viene eseguito con cura e senza fretta. I rotori devono essere allineati l'uno rispetto all'altro, in modo che in seguito nella progettazione non vi siano giochi (+)

Usando una chiave inglese, i prigionieri vengono ruotati alternativamente in modo che il rotore superiore scenda uniformemente e senza strappi al rotore inferiore. Quando prende il suo posto, i perni vengono attorcigliati e le piastre in alluminio vengono rimosse. Alla fine, l'intera struttura è fissata con dadi e serrali chiaramente, ma non troppo stretti per non rompere il filo.

Passaggio 4: installazione finale dell'hardware

Per l'albero, prendono un robusto tubo metallico lungo 4-5 metri e avvitano il generatore già assemblato con esso alla vite. Quindi attaccano il telaio con lame di plastica al generatore e installano la struttura dell'albero su un sito preparato con una base rinforzata a tre punti.

Inoltre, la posizione del sistema è fissata con un allungamento.

Quando si installa una turbina eolica, l'albero deve essere impiegato il più a lungo possibile. Deve creare un rotore sopra la struttura più alta della zona. Solo così la progettazione può funzionare in modo efficiente e produrre la quantità richiesta di risorse

La rete elettrica al mulino a vento è collegata in una certa sequenza. Il controller riceve una risorsa dal generatore e converte la corrente alternata in corrente continua, necessaria per caricare la batteria. lattina assemblare il controller da soli secondo uno schema semplificato.

La batteria accumula l'energia rilasciata e l'inverter trasforma la corrente continua in corrente alternata, che alimenta la maggior parte degli elettrodomestici e dei sistemi di servizi domestici.

Sul nostro sito è presente una selezione di articoli sulla produzione artigianale di vari tipi di generatori eolici.

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Un'altra opzione interessante per la costruzione di un mulino a vento verticale può essere assemblata da materiali di scarto, spendendo non più di 250 rubli per l'acquisto di componenti aggiuntivi. Gli artigiani indipendenti avranno bisogno di una ruota di bicicletta, altri 12 raggi di bicicletta, un asse dalla ruota di bicicletta posteriore con tre dadi, una striscia d'acciaio, 11 piastre di alluminio.

Servono ancora 150 rivetti, bulloni M4 con dadi per un totale di 18 pezzi, bulloni M6 con dadi per un totale di 3 pezzi, 27 rondelle più grandi e 24 piccole.

In breve, la seguente galleria mostrerà i passaggi dell'assemblaggio:

Il seguente video tutorial presenterà tutti i passaggi in dettaglio:

Scegliere un posto per un generatore eolico

Scegliere il posto giusto per installare il generatore eolico è un passo importante. È meglio posizionare il dispositivo su un punto massimo aperto e monitorare attentamente che non scenda al di sotto del livello degli edifici residenziali e agricoli adiacenti. Altrimenti, gli edifici diventeranno un ostacolo al flusso d'aria e l'efficienza dell'unità diminuirà notevolmente.

Se il sito raggiunge un fiume o un lago, il mulino a vento viene posizionato sulla riva, dove i venti soffiano particolarmente spesso. Perfettamente posizionato per la posizione delle elevazioni del generatore disponibili sul territorio o per grandi spazi vuoti che non hanno barriere artificiali o naturali al flusso d'aria.

Quando un immobile residenziale (casa, cottage, appartamento, ecc.) Si trova in città o si trova fuori città, ma in luoghi di forte sviluppo, il complesso eolico viene messo sul tetto.

Per posizionare il generatore sul tetto di un condominio, prendono il consenso scritto dei vicini e ricevono l'autorizzazione ufficiale dalle autorità competenti.

Quando si installa un generatore verticale sul tetto di un condominio, è necessario ricordare che l'unità è piuttosto rumorosa e può causare disagi sia ai proprietari che agli altri residenti. Pertanto, è necessario posizionare il dispositivo più vicino al centro del tetto in modo che i proprietari degli appartamenti ai piani superiori non soffrano del forte ronzio emesso dal mulino a vento durante il funzionamento

In una casa privata con un ampio giardino, scegliere un posto adatto è molto più semplice. La cosa principale da considerare è che la struttura si trova ad una distanza di 15-25 metri dagli alloggi. Quindi gli effetti sonori delle pale rotanti non daranno fastidio a nessuno.

Manutenzione verticale

Affinché il generatore eolico verticale funzioni in modo efficiente, chiaro ed efficiente, tutte le parti mobili della struttura devono essere lubrificate. Tale procedura viene eseguita almeno 2 volte per l'intero anno civile.

Allo stesso tempo, durante la manutenzione, serrare i dadi allentati durante il funzionamento, rafforzare i collegamenti elettrici, controllare la corrosione dei componenti meccanici, serrare i cavi di tensione allentati ed esaminare attentamente le lame per rotture o danni.

In inverno, le installazioni verticali richiedono cure particolari. Durante le gelate, le lame sono coperte da una crosta di ghiaccio e devono essere pulite in modo tempestivo in modo che la velocità della coppia sia mantenuta al livello adeguato

Le parti vengono verniciate secondo necessità e, una volta all'anno, eseguono un esame completo dell'intera struttura per rilevare eventuali malfunzionamenti. Tale cura garantisce il corretto funzionamento della turbina eolica e prolunga il suo periodo operativo.

Valutazione della fattibilità dell'installazione

Prima di procedere con la produzione di un generatore eolico di tipo verticale, studiano la situazione meteorologica nella loro regione e cercano di determinare se l'unità è in grado di fornire la quantità necessaria di risorse.

Gli esperti raccomandano di valutare i seguenti parametri:

• numero di giorni ventosi - assumere il valore medio dell'anno in cui la raffica supera i 3 m / s;
• volume di elettricitàconsumato al giorno dalla proprietà della casa;
• luogo adatto in un'area privata per attrezzature eoliche.

Il primo indicatore viene appreso dai dati ottenuti presso la stazione meteorologica più vicina o trovati su Internet nei rispettivi portali. Inoltre, vengono controllati con pubblicazioni geografiche stampate e formano un quadro completo della situazione con il vento nella loro regione.

Le statistiche non vengono prese in un anno, ma in 15-20 anni, solo allora le cifre medie saranno il più corrette possibile e mostreranno se il generatore può soddisfare pienamente il fabbisogno di elettricità della famiglia o se è abbastanza energia solo per soddisfare le esigenze individuali della famiglia.

Se il proprietario ha a disposizione un grande appezzamento di terreno situato su un pendio, vicino alla riva del fiume o in uno spazio aperto, non ci saranno problemi con l'installazione.

Quando la casa si trova nelle profondità del villaggio e il cortile è di dimensioni compatte e strettamente adiacente agli edifici vicini, non sarà facile installare un modello verticale di una turbina eolica con le proprie mani. La struttura dovrà essere sollevata a 3-5 metri dal suolo e ulteriormente rinforzata in modo che non cada con una forte corsa.

Tutte queste informazioni devono essere prese in considerazione in fase di pianificazione, in modo che sia chiaro se il generatore eolico sarà in grado di assumere la piena fornitura di energia o se il suo ruolo rimarrà nell'ambito della fonte di energia ausiliaria. È preferibile effettuare calcolo del mulino a vento.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il video n. 1 mostra come realizzare un generatore eolico verticale con un sistema rotativo Darier con le proprie mani a casa. Il video illustra le caratteristiche e le curiose sfumature del processo di assemblaggio. Esiste una definizione della potenza massima dell'unità prodotta:

Come funziona il generatore eolico verticale e fino a che punto genera energia, mostrerà il video n. 2. Fornisce una panoramica dettagliata del modulo e una descrizione del lavoro sulla corretta misurazione della potenza effettiva e di altri parametri:

Il video 3 mostra il test di un generatore eolico di tipo verticale improvvisato. Cos'è un dispositivo fatto a mano con materiali improvvisati in grado di:

Una fonte così moderna e pratica di energia alternativa come i mulini a vento verticali è facile da montare con le tue mani. Con una corretta esperienza aziendale, ogni parte può essere prodotta e quindi tutti i componenti combinati in un unico design integrale.

Se non vuoi complicare il compito, è del tutto appropriato acquistare componenti già pronti a casa, senza fretta e confusione, per montare una turbina eolica affidabile in grado di garantire una fornitura ininterrotta di elettricità al soggiorno.

Quando nelle tue capacità non c'è assoluta certezza, è meglio affidare il lavoro ai professionisti. Faranno tutto molto rapidamente e nel pieno rispetto dei requisiti operativi di base.

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