Gerador de vento vertical faça você mesmo: como montar uma turbina eólica com um eixo de rotação vertical

O vento tem capacidades energéticas incríveis. A falha em usar seu poderoso potencial deve ser reconhecida com segurança como lixo não razoável. Mas você pode construir facilmente um gerador eólico vertical com suas próprias mãos e receber energia praticamente livre para atender às necessidades domésticas. Isso é bem real, concorda?

O artigo apresentado ajudará a entender em detalhes uma questão técnica complexa. Informações sistematizadas e acessíveis, apresentadas em grande detalhe, iluminam o princípio de operação de sistemas populares que processam a energia das massas de ar em eletricidade.

Sem dúvida, você ficará impressionado com a idéia de criar um moinho de vento, cujos detalhes específicos da montagem estão descritos no artigo. Examinamos em detalhes os diferentes tipos de geradores eólicos verticais, abordando suas diferenças, vantagens e desvantagens. A parte do texto do material é perfeitamente complementada por fotos e instruções em vídeo.

Vantagens e princípio de operação de moinhos de vento

Gerador vertical moderno - uma das opções energia alternativa para casa. A unidade é capaz de converter rajadas de vento em um recurso energético. Para uma operação correta, ele não precisa de dispositivos adicionais que determinam a direção do vento.

Um gerador eólico do tipo rotativo é muito fácil de fazer com suas próprias mãos. Obviamente, ele não será capaz de assumir completamente o fornecimento de energia de uma cabana privada de grande porte, mas pode lidar perfeitamente com a iluminação de dependências externas, caminhos de jardins e uma área adjacente à casa.

O dispositivo do tipo vertical opera em baixa altitude.Para sua manutenção, não são necessários vários dispositivos que garantam a condução segura dos trabalhos de reparo e manutenção em grandes altitudes.

Um mínimo de peças móveis torna a turbina eólica mais confiável e operacionalmente estável. O perfil ideal das pás e a forma original do rotor fornecem à unidade um alto nível de eficiência, independentemente da direção em que o vento sopra a qualquer momento.

Os modelos domésticos pequenos consistem em três ou mais lâminas leves, captam instantaneamente a rajada mais fraca e começam a girar assim que a força do vento excede 1,5 m / s. Graças a essa capacidade, sua eficiência geralmente excede a eficiência de grandes plantas que exigem um vento mais forte.

O gerador funciona de forma absolutamente silenciosa, não interfere com os proprietários e vizinhos, não gera emissões nocivas para a atmosfera e serve de maneira confiável por muitos anos, fornecendo energia com precisão a instalações residenciais.

O gerador vertical movido a vento opera com base no princípio da levitação magnética. Durante a rotação das turbinas, são geradas forças pulsadas e de elevação, bem como a força de frenagem real. Os dois primeiros giram as lâminas da unidade. Essa ação ativa o rotor e cria um campo magnético que gera eletricidade.

Uma turbina eólica com um eixo de rotação vertical não é inferior em eficiência às suas contrapartes horizontais. Além disso, ele não reivindica a localização territorial e funciona totalmente em praticamente qualquer local conveniente para os proprietários

O dispositivo opera de forma completamente independente e não requer intervenção do host no processo.

Classificação do Gerador Vertical

Existe alguma diferença estrutural entre as armadilhas de vento do tipo vertical. Não melhora ou piora as unidades, mas simplesmente permite que você escolha a opção mais conveniente para executar tarefas específicas em uma área específica.

# 1: Recursos de sistemas ortogonais

Estruturalmente, o gerador eólico ortogonal consiste em um forte eixo de rotação vertical e várias pás paralelas distantes da base central a uma certa distância.

O dispositivo não precisa de mecanismos de orientação adicionais e funciona normalmente, independentemente da direção do vento. Um eixo principal localizado verticalmente torna possível colocar o equipamento de acionamento no nível do solo, o que facilita muito a operação, reparo e manutenção.

Os nós de referência do gerador ortogonal têm uma vida útil não muito alta. Isso ocorre devido às altas cargas dinâmicas que o rotor exerce sobre eles durante a operação. Para que a instalação não falhe prematuramente, todas as peças de suporte devem ser inspecionadas regularmente e substituídas oportunamente por peças danificadas por novas.

As desvantagens dos dispositivos ortogonais incluem um sistema de lâmina muito grande e baixa eficiência em comparação com a eficiência dos módulos de eixo horizontal.

A turbina eólica mais simples para alimentar consumidores de baixa potência pode ser montada a partir de componentes acabados:

# 2: Geradores de rotores Daria

Um gerador eólico equipado com um rotor Darier tem um eixo de rotação vertical e 2-3 lâminas planas sem perfil aerodinâmico característico, fixado na base e na parte superior do eixo de rotação.

A unidade em seu trabalho não se concentra na força ou na direção do vento, possui alta velocidade de rotação e permite a localização dos dispositivos de acionamento no solo, o que facilita e acelera o processo de manutenção programada e possíveis reparos.

Grupos geradores de duas pás com rotor Darier são ativados apenas por uma forte rajada de vento. Com um fluxo em execução uniforme, eles não podem iniciar por conta própria

Os componentes de suporte e rotação do dispositivo com o rotor Darier são vulneráveis ​​ao aumento de cargas dinâmicas, e a eficiência do sistema de pás é inferior em muitos aspectos às instalações horizontais axiais.

# 3: Unidades de rotor Savonius

Uma turbina eólica vertical com rotor Savonius possui um sistema de lâminas semicilíndricas e difere de instalações similares em alto torque de partida e na capacidade de trabalhar efetivamente em ventos de baixa velocidade.

A potência dos geradores eólicos verticais no mercado com um rotor Savonius não excede 5 kW. Os dispositivos raramente são usados ​​como uma unidade de trabalho independente e costumam ser usados ​​para criar um torque inicial mais alto para as unidades rotativas Darier

O complexo vertical com o rotor Savonius é reprovado com aumento do consumo de material e menor eficiência em comparação com os geradores eólicos de eixo horizontal. É por isso que o lançamento de equipamentos de alta potência dessa classe é considerado desaconselhável.

A seguinte seleção de fotos o familiarizará com as etapas de fabricação de um moinho de vento Savonius:

Todos os detalhes deste modelo de um moinho de vento Savonius, exceto um gerador a 3200 rpm e 24 V, são feitos à mão.

# 4: Turbina eólica com rotor e guia de várias palhetas

Este tipo de instrumento é uma versão aprimorada do gerador eólico ortogonal clássico. O complexo do rotor aqui consiste em pás dispostas em duas linhas.

A camada lobada externa permanece estática e atua como uma palheta guia. Ele captura a corrente de vento, captura, compacta e, dessa forma, aumenta significativamente a velocidade real do vento.

A fileira interna de lâminas é uma estrutura móvel, na qual o fluxo de ar da primeira instalação rotativa cai em um determinado ângulo.

A eficiência de um gerador eólico com um rotor de palhetas múltiplas com um sistema de guia torna este dispositivo especialmente atraente para os consumidores. No entanto, o custo desse equipamento é bastante alto e compensa um pouco mais do que dispositivos semelhantes de configuração mais simples

Os especialistas consideram esse tipo de dispositivo o mais eficiente em sua classe e enfatizam que o design específico permite que ele funcione mesmo nas velocidades de vento mais baixas possíveis.

# 5: Caracterização de dispositivos com rotor helicoidal

A turbina eólica helicoidal ou o gerador de Gorlov é outra modificação do sistema tradicional de rotores ortogonais. As lâminas do modelo são torcidas em um arco. Esse recurso de design possibilita captar rapidamente o fluxo de ar e girar suavemente sem empurrões.

Esse princípio de operação reduz significativamente a carga dinâmica nos nós de base e móveis, aumentando assim sua vida útil.

As máquinas de rotor helicoidal são muito confiáveis ​​e suportam facilmente cargas operacionais significativas. No entanto, durante a operação, esses moinhos de vento criam efeitos de ruído pronunciados e produzem ondas sonoras adicionais localizadas na região de ondas curtas do espectro sonoro

As pás do rotor rotativo para um moinho de vento helicoidal são fabricadas usando uma tecnologia muito progressiva, mas complexa. Por esse motivo, as unidades têm um custo bastante alto e não são amplamente populares entre os consumidores privados.

# 6: Características dos rotores de eixo vertical

A principal diferença entre um gerador vertical axial são as lâminas posicionadas verticalmente, lembrando uma asa de aeronave de perfil, cujo eixo é claramente paralelo ao eixo vertical. O design lembra um pouco o rotor Darier, mas em condições de produção é muito mais rápido e fácil.

Um gerador com rotor axial vertical é muito mais rápido que dispositivos similares desta classe, ganhando velocidade operacional e começando a produzir a energia necessária. O processo é acompanhado por um leve efeito sonoro e não interfere nos proprietários ou vizinhos da instalação.

As turbinas eólicas com um rotor do tipo axial vertical são confiáveis ​​e duráveis, suportam facilmente cargas operacionais significativas e não custam muito dinheiro. Essas qualidades as tornam relevantes para uso não apenas industrial, mas também para fins domésticos.

Os recursos da escolha de geradores eólicos para uma casa particular e uma visão geral das melhores ofertas são apresentados em este artigo.

Moinho de vento feito à mão

Criar um gerador de vento com um eixo de rotação vertical em casa com suas próprias mãos não é muito difícil. Basta comprar os componentes necessários, montá-los na ordem correta e instalar o módulo no local selecionado. Assim que a brisa mínima aparecer, o produto funcionará e começará a fornecer aos proprietários a energia necessária.

Etapa 1: aquisição de componentes e materiais

Para criar um gerador eólico vertical com suas próprias mãos, você precisa desses componentes:

• rotor - parte móvel da unidade:
• as lâminas - partes que capturam o fluxo de vento;
• mastro axial - para fixar o rotor e as pás (pode assumir a forma de um poste longo, pirâmide ou tripé);
• estator - Destinado à colocação de uma bobina com um fio de cobre durável;
• bateria - capacidade de acumular o recurso recebido;
• inversor - um dispositivo para converter corrente contínua em corrente alternada;
• o controlador - o dispositivo travando o gerador, no momento em que a unidade desenvolve a potência real que excede a linha de base.

Para a fabricação de lâminas, é adequada uma folha de plástico leve de alta qualidade com um bom indicador de elasticidade. Outros tipos de materiais são muito suscetíveis a vários danos e deformações e simplesmente não conseguem lidar com uma carga dinâmica tão alta.

Fazendo o dispositivo você mesmo, deve-se lembrar que os moinhos de vento verticais do tipo faça você mesmo são seriamente inferiores em potência às amostras de fábrica. Portanto, para não se decepcionar com o design criado no futuro, é melhor fazê-lo imediatamente em termos de parâmetros 2 vezes maiores que o necessário

As lâminas pequenas podem ser fabricadas em PVC de densidade média e, para peças grandes e largas, você precisará do material mais durável que possa suportar ventos fortes soprando a uma velocidade de 15 m / se acima por um longo período de tempo.

Etapa 2: Preparando elementos

Para criando lâminas 4 partes verticais são cortadas de um gerador eólico vertical a partir de um tubo de PVC de alta resistência. Dois fragmentos semicirculares são cortados em estanho e fixados em cada lado do tubo. O raio de rotação das peças da lâmina neste caso será de 690 mm e a altura de cada lâmina será de cerca de 700 mm.

Para montar o sistema do rotor, são necessários ímãs de neodímio (6 peças), discos de ferrite com diâmetro de 230 mm (2 peças) e cola. Os ímãs são colocados no primeiro disco, alternando na polaridade e observando um ângulo de 60 graus entre eles com um diâmetro de 165 mm. O segundo disco é feito da mesma maneira e, em seguida, os ímãs são preenchidos com cola.

Para o estator, 9 bobinas são preparadas e 60 voltas de fio de cobre com um diâmetro de 1 mm são enroladas em cada uma delas.

A adesão subsequente ocorre na seguinte ordem:

• início de 1 bobina com extremidade 4;
• inicie 4 com o final 7 da bobina.

A segunda fase é coletada de acordo com o mesmo princípio, mas eles começam a trabalhar com 2 bobinas e a terceira com 3 bobinas. Uma forma especial é feita a partir de uma folha de compensado, o fundo é revestido com um pedaço de fibra de vidro e as fases soldadas das bobinas são colocadas em cima.

Encha a estrutura com cola e deixe por 1-2 dias, para que todos os detalhes sejam apreendidos e ocupem os lugares certos. Em seguida, eles passam a unir as partes individuais em um único sistema de trabalho.

Etapa 3: Montagem de todas as peças do gerador

Para conectar todos os elementos do gerador no rotor superior, são feitos 4 orifícios para os pinos. O rotor inferior é colocado ímãs no suporte. Em seguida, o estator é colocado, depois de fazer orifícios para fixação ao suporte.

Os pinos ficam na placa de alumínio e depois cobrem com um segundo rotor, colocando-os com ímãs para baixo.

O processo de montagem é realizado com cuidado e sem pressa. Os rotores devem estar alinhados um com o outro, para que mais tarde no projeto não haja folga (+)

Usando uma chave inglesa, os pinos são girados alternadamente, de modo que o rotor superior desça para o rotor inferior uniformemente e sem solavancos. Quando toma o seu lugar, os prisioneiros são torcidos e as placas de alumínio são removidas. No final, toda a estrutura é fixada com porcas e aperte-as com clareza, mas não muito, para não quebrar a rosca.

Etapa 4: Instalação final do hardware

Para o mastro, eles pegam um forte tubo de metal com 4-5 metros de comprimento e aparafusam o gerador já montado com ele no parafuso. Em seguida, prendem a estrutura com lâminas de plástico ao gerador e instalam a estrutura do mastro em um local preparado com uma fundação reforçada de três pontos.

Além disso, a posição do sistema é fixada com um alongamento.

Ao instalar uma turbina eólica, o mastro deve ser levado o maior tempo possível. Ela deve fazer um rotor acima da estrutura mais alta da área. Somente então o design pode funcionar com eficiência e produzir a quantidade necessária de recursos

A rede elétrica do moinho de vento é conectada em uma determinada sequência. O controlador recebe um recurso do gerador e converte a corrente alternada em corrente contínua, necessária para carregar a bateria. Pode monte você mesmo o controlador de acordo com um esquema simplificado.

A bateria acumula a energia liberada e o inversor transforma a corrente direta em corrente alternada, que alimenta a maior parte dos eletrodomésticos e sistemas de serviço doméstico.

Em nosso site, há uma seleção de artigos sobre a fabricação caseira de vários tipos de geradores eólicos.

Aconselhamos que você se familiarize com:

1. Gerador eólico de bricolage de uma máquina de lavar: instruções de montagem de um moinho de vento
2. Gerador eólico DIY de um gerador de carro: tecnologia de montagem de moinhos de vento e análise de erros
3. Como fazer um gerador eólico com suas próprias mãos: dispositivo, princípio de operação + melhor produto caseiro

Outra opção interessante para a construção de um moinho de vento vertical pode ser montada a partir de resíduos, gastando não mais que 250 rublos na compra de componentes adicionais. Os artesãos independentes precisarão de uma roda de bicicleta, outros 12 raios de bicicleta, um eixo da roda traseira com três porcas, uma tira de aço e 11 placas de alumínio.

Ainda são necessários 150 rebites, parafusos M4 com porcas na quantidade de 18 peças, parafusos M6 com porcas na quantidade de 3 peças, 27 arruelas maiores e 24 pequenas.

Em resumo, a seguinte galeria demonstrará as etapas de montagem:

O tutorial em vídeo a seguir apresentará todas as etapas em detalhes:

Escolhendo um local para um gerador eólico

Escolher o local certo para instalar o gerador eólico é um passo importante. É melhor colocar o dispositivo em um ponto máximo aberto e monitorar cuidadosamente se ele não cai abaixo do nível de edifícios residenciais e agrícolas adjacentes. Caso contrário, os edifícios se tornarão um obstáculo ao fluxo de ar e a eficiência da unidade diminuirá bastante.

Se o local for para um rio ou lago, o moinho de vento é colocado na margem, onde os ventos sopram especialmente com frequência. Perfeitamente localizado para a localização das elevações de geradores disponíveis no território ou grandes espaços vazios que não possuem barreiras artificiais ou naturais ao fluxo de ar.

Quando imóveis residenciais (casas, chalés, apartamentos, etc.) estão localizados na cidade ou fora da cidade, mas em locais de grande desenvolvimento, o complexo de energia eólica é colocado no telhado.

Para colocar o gerador no telhado de um prédio, eles recebem o consentimento por escrito dos vizinhos e recebem permissão oficial das autoridades relevantes.

Ao instalar um gerador vertical no telhado de um prédio, lembre-se de que a unidade é bastante barulhenta e pode causar transtornos tanto aos proprietários quanto a outros residentes. Portanto, o dispositivo deve ser colocado mais próximo do centro do telhado, para que os proprietários dos apartamentos nos andares superiores não sofram com o zumbido alto emitido pelo moinho de vento durante a operação

Em uma casa particular com um grande jardim, a escolha de um local adequado é muito mais fácil. O principal a considerar é que a estrutura está localizada a uma distância de 15 a 25 metros dos alojamentos. Então os efeitos sonoros das lâminas rotativas não incomodarão ninguém.

Manutenção vertical

Para que o gerador eólico vertical funcione de maneira eficiente, clara e eficiente, todas as partes móveis da estrutura devem ser lubrificadas. Esse procedimento é realizado pelo menos duas vezes durante todo o ano civil.

Ao mesmo tempo, durante a manutenção, aperte as porcas soltas durante a operação, fortaleça as conexões elétricas, verifique a corrosão dos componentes mecânicos, aperte os cabos de estiramento soltos e examine cuidadosamente as lâminas quanto a ruptura ou danos.

No inverno, as instalações verticais precisam de cuidados especiais. Durante as geadas, as lâminas são cobertas com uma crosta de gelo e devem ser limpas em tempo hábil para que a velocidade do torque seja mantida no nível adequado

As peças são pintadas conforme a necessidade e, uma vez por ano, realizam um exame completo de toda a estrutura quanto a defeitos. Esse cuidado garante o correto funcionamento da turbina eólica e prolonga seu período operacional.

Avaliação da viabilidade

Antes de prosseguir com a fabricação de um gerador eólico do tipo vertical, eles estudam a situação climática em sua região e tentam determinar se a unidade pode fornecer a quantidade necessária de recursos.

Os especialistas recomendam avaliar os seguintes parâmetros:

• número de dias ventosos - tome o valor médio para o ano em que a rajada exceda 3 m / s;
• volume de eletricidadeconsumido por dia pela casa própria;
• local adequado em uma área privada para equipamentos eólicos.

O primeiro indicador é aprendido com os dados obtidos na estação meteorológica mais próxima ou encontrados na Internet nos respectivos portais. Além disso, eles são verificados com publicações geográficas impressas e compõem uma imagem completa da situação com o vento em sua região.

As estatísticas são feitas não em um ano, mas em 15 a 20 anos, somente então os números médios serão os mais corretos possíveis e mostram se o gerador pode satisfazer plenamente a necessidade de eletricidade da família ou se há energia suficiente apenas para suprir as necessidades individuais da família.

Se o proprietário tiver à sua disposição um grande terreno localizado em uma encosta, perto da margem do rio ou em um espaço aberto, não haverá problemas com a instalação.

Quando a casa está localizada nas profundezas da vila, e o quintal é de tamanho compacto e adjacente a edifícios vizinhos, não será fácil instalar um modelo vertical de uma turbina eólica com suas próprias mãos. A estrutura deverá ser elevada de 3 a 5 metros acima do solo e reforçada adicionalmente para que não caia com uma forte corrida.

Todas essas informações precisam ser levadas em consideração na fase de planejamento, para que fique claro se o gerador eólico será capaz de assumir o suprimento total de energia ou se seu papel permanecerá dentro da estrutura da fonte de energia auxiliar. É preferível realizar cálculo do moinho de vento.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo nº 1 demonstra como fazer um gerador eólico vertical com um sistema rotativo Darier com suas próprias mãos em casa. O vídeo ilustra os recursos e as nuances curiosas do processo de montagem. Há uma definição da potência máxima da unidade fabricada:

Como o gerador eólico vertical funciona e em que medida ele gera energia, o vídeo nº 2 será exibido. Ele fornece uma visão geral detalhada do módulo e uma descrição do trabalho sobre a medição correta da potência real e outros parâmetros:

O vídeo 3 mostra o teste de um gerador eólico improvisado do tipo vertical. O que é um dispositivo feito à mão a partir de materiais improvisados ​​capazes de:

Uma fonte moderna e prática de energia alternativa, como os moinhos de vento verticais, é fácil de montar com suas próprias mãos. Com experiência comercial adequada, cada peça pode ser fabricada e, em seguida, todos os componentes combinados em um único projeto integral.

Se você não deseja complicar a tarefa, é bastante apropriado comprar componentes prontos em casa, sem pressa e sem problemas, para montar uma turbina eólica confiável que possa garantir o fornecimento ininterrupto de eletricidade à sala de estar.

Quando em suas habilidades não há certeza absoluta, é melhor confiar o trabalho aos profissionais. Eles farão tudo muito rapidamente e em total conformidade com os requisitos operacionais básicos.

Tem experiência na construção e operação de um gerador eólico? Por favor, compartilhe informações com nossos leitores, sugira sua maneira de montar a unidade. Você pode deixar comentários e adicionar fotos caseiras no formulário abaixo.