Gör-det-själv vertikal vindkraftgenerator: hur man monterar en vindkraftverk med en vertikal rotationsaxel

Vinden har otroliga energikapaciteter. Underlåtenhet att använda sin kraftfulla potential bör säkert erkännas som orimligt avfall. Men du kan enkelt bygga en vertikal vindgenerator med dina egna händer och få nästan gratis energi för att täcka inhemska behov. Det här är ganska verkligt, håller du med?

Den presenterade artikeln hjälper till att förstå i detalj en komplex teknisk fråga. Systematiserad, tillgänglig information som presenteras i detalj beskriver principen om drift av populära system som bearbetar energin i luftmassorna till elektricitet.

Utan tvekan kommer du att bli borttagen av idén att skapa en väderkvarn, vars detaljer för montaget beskrivs i artikeln. Vi undersökte i detalj olika typer av vertikala vindgeneratorer, berörde deras skillnader, fördelar och nackdelar. Materialets textdel kompletteras perfekt med foton och videoinstruktioner.

Fördelar och princip för drift av väderkvarnar

Modern vertikal generator - ett av alternativen alternativ energi för hemmet. Enheten kan konvertera vindkast till en energiresurs. För korrekt drift behöver den inte ytterligare enheter som bestämmer vindens riktning.

En roterande vindgenerator är mycket enkel att göra med dina egna händer. Naturligtvis kommer han inte att kunna fullständigt ta över tillhandahållandet av en privat storstuga med energi, men han klarar perfekt med belysning av uthus, trädgårdsstigar och ett angränsande hus

Enheten för vertikal typ fungerar i låg höjd.För dess underhåll behövs inte olika enheter som säkerställer ett säkert utförande av reparations- och underhållsarbeten i hög höjd.

Ett minimum av rörliga delar gör vindturbinen mer tillförlitlig och driftsstabil. Bladens optimala profil och rotorns ursprungliga form ger enheten en hög effektivitetsnivå, oavsett i vilken riktning vinden blåser vid en viss tidpunkt.

Små hushållsmodeller består av tre eller fler lätta blad, fångar omedelbart det svagaste vindstoppet och börjar rotera så snart vindkraften överstiger 1,5 m / s. Tack vare denna förmåga överstiger deras effektivitet ofta effektiviteten hos stora anläggningar som kräver en starkare vind.

Generatorn fungerar helt tyst, stör inte ägarna och grannarna, skapar inte skadliga utsläpp i atmosfären och tjänar pålitligt under många år och levererar noggrant energi till bostadslokaler.

Den vertikala vinddrivna generatoren arbetar med principen om magnetisk levitation. Under turbinernas rotation alstras pulserande och lyftkrafter såväl som den verkliga bromskraften. De två första roterar enhetens blad. Denna åtgärd aktiverar rotorn och det skapar ett magnetfält som genererar elektricitet.

En vindkraftverk med en vertikal rotationsaxel är inte underlägsen i effektivitet gentemot dess horisontella motsvarigheter. Dessutom gör det inga krav på det territoriella läget och fungerar fullt ut på nästan vilken plats som helst som är praktiskt för husägare

Enheten fungerar helt oberoende och kräver inte värdintervention i processen.

Vertikal generator klassificering

Det finns en viss strukturell skillnad mellan vindfällorna i vertikal typ. Det gör inte enheterna bättre eller sämre, utan låter dig helt enkelt välja det bekvämaste alternativet för att utföra specifika uppgifter inom ett visst område.

# 1: Funktioner i ortogonala system

Strukturellt sett består den ortogonala vindgeneratorn av en stark axel med vertikal rotation och flera parallella blad på avstånd från centrumbasen på ett visst avstånd.

Enheten behöver inte ytterligare styrmekanismer och fungerar normalt, oavsett vindriktning. En vertikalt belägen huvudaxel gör det möjligt att placera drivutrustningen på marknivå, vilket i hög grad underlättar drift, reparation och underhåll.

Referensnoderna för den ortogonala generatorn har en inte så hög livslängd. Detta beror på de höga dynamiska belastningarna som rotorn utövar på dem under drift. Så att installationen inte misslyckas för tidigt måste alla stöddelar inspekteras regelbundet och i rätt tid bytas ut skadade med nya.

Nackdelarna med ortogonala anordningar inkluderar ett för massivt bladsystem och låg effektivitet jämfört med effektiviteten hos horisontella axelmoduler.

Den enklaste vindturbinen för att driva lågeffektkonsumenter kan monteras från färdiga komponenter:

# 2: Daria Rotor Generators

En vindgenerator utrustad med en Darier-rotor har en vertikal rotationsaxel och 2-3 platta bandblad utan en karakteristisk aerodynamisk profil, fixerad vid basen och på toppen av rotationsaxeln.

Enheten i sitt arbete fokuserar inte på vindens styrka eller riktning, har en hög rotationshastighet och möjliggör placeringen av drivenheterna på marken, vilket underlättar och påskyndar processen för schemalagt underhåll och möjliga reparationer.

Tvåbladiga generatoraggregat med en Darier-rotor aktiveras endast av ett starkt vindkast. Med en enhetlig löpande ström kan de inte starta på egen hand

De stödjande och roterande komponenterna hos anordningen med Darier-rotorn är sårbara för ökade dynamiska belastningar, och effektiviteten hos bladesystemet är underlägsen i många avseenden för axiella horisontella installationer.

# 3: Savonius rotorenheter

En vertikal vindturbin med en Savonius-rotor har ett halvcylindriskt bladsystem och skiljer sig från liknande installationer i högt startmoment och förmågan att arbeta effektivt i vindar med låg hastighet.

Kraften hos de vertikala vindgeneratorerna på marknaden med en Savonius-rotor överstiger inte 5 kW. Enheter används sällan som en oberoende arbetsenhet och används ofta för att skapa ett högre startmoment för Darier rotationsenheter

Det vertikala komplexet med Savonius-rotorn reprogeras med ökad materialförbrukning och lägre effektivitet jämfört med vindkraftsgeneratorer med horisontell axel. Det är därför frisläppandet av högeffektiv utrustning i denna klass inte anses vara tillrådligt.

Följande bildval kommer att bekanta dig med stegen att göra en Savonius-väderkvarn:

Alla detaljer om denna Savonius-vindkraftsmodell förutom en generator med 3200 varv / minut och 24 V görs för hand.

# 4: Vindkraftverk med multi-vinge rotor och styrning

Denna typ av instrument är en förbättrad version av den klassiska ortogonala vindgeneratorn. Rotorkomplexet här består av blad arrangerade i två rader.

Det yttre flikskiktet förblir statiskt och fungerar som en ledskovel. Den fångar vindströmmen, fångar den, komprimerar den och på detta sätt ökar den faktiska vindhastigheten avsevärt.

Den inre raden av blad är en rörlig struktur, på vilken luftflödet från den första rotationsinstallationen faller i en viss vinkel.

Effektiviteten hos en vindgenerator som har en multi-vingrotor med ett styrsystem gör denna anordning särskilt attraktiv för konsumenterna. Kostnaden för sådan utrustning är emellertid ganska hög, och det lönar sig något längre än liknande enheter med en enklare konfiguration

Experter kallar den här typen av enheter den mest effektiva i sin klass och betonar att den specifika designen gör att den kan fungera även vid lägsta möjliga vindhastigheter.

# 5: Karaktärisering av enheter med spiralrotor

Helicoid vindkraftverk eller Gorlov-generator är en annan modifiering av det traditionella ortogonala rotorsystemet. Modellens blad är vridna i en båge. Denna designfunktion gör det möjligt att snabbt fånga luftflödet och rotera smidigt utan att rycka.

Denna funktionsprincip reducerar avsevärt den dynamiska belastningen på basen och de rörliga noderna och ökar därmed deras livslängd.

Helicoid-rotormaskiner är mycket pålitliga och tål lätt betydande driftsbelastningar. Under drift skapar emellertid sådana väderkvarnar uttalade bruseffekter och ger ytterligare ljudvågor belägna i kortvågområdet i ljudspektrumet

De virvlande rotorbladen för en spiralväderkvarn tillverkas med en mycket progressiv, men komplex teknik. På grund av detta har enheterna en relativt hög kostnad och är inte så populära bland privata konsumenter.

# 6: Egenskaper hos vertikala axlar

Huvudskillnaden mellan en vertikal axiell generator är dess vertikalt placerade blad, som påminner om en flygplanving i profil, vars axel är tydligt parallell med den vertikala axeln. Konstruktionen påminner om Darier-rotorn, men under produktionsförhållanden görs den mycket snabbare och enklare.

En generator med en vertikal-axiell rotor är mycket snabbare än liknande enheter i denna klass, och får driftshastighet och börjar producera den erforderliga energin. Processen åtföljs av en svag ljudeffekt och stör inte installationens ägare eller grannar.

Vindkraftverk med en rotor av vertikal-axiell typ är pålitliga och hållbara, tål lätt betydande driftsbelastningar och kostar inte för mycket pengar. Dessa egenskaper gör dem relevanta för användning inte bara i industriella utan även för hushållsändamål.

Funktioner i valet av vindgeneratorer för ett privat hus och en översikt över de bästa erbjudandena presenteras i den här artikeln.

Handgjord väderkvarn

Att skapa en vindgenerator med en vertikal rotationsaxel hemma med dina egna händer är inte så svårt. Det räcker att köpa de nödvändiga komponentdelarna, montera dem i rätt ordning och installera modulen på den valda platsen. Så snart den lägsta brisen visas fungerar produkten och börjar ge ägarna den nödvändiga energin.

Steg 1: Upphandling av komponenter och material

För att skapa en vertikal vindgenerator med dina egna händer behöver du sådana komponenter:

• rötor - rörlig del av enheten:
• bladen - delar som fångar vindflödet;
• axiell mast - för att fästa rotorn och bladen (kan ha formen av en lång pol, pyramid eller stativ);
• statorn - Avsedd för placering av en spole med en hållbar koppartråd;
• batteri - kapacitet för att ackumulera den mottagna resursen.
• inverterare - en enhet för att konvertera likström till växelström;
• styrenheten - enheten bromsar generatorn, för tillfället utvecklar enheten den verkliga effekten som överskrider baslinjen.

För tillverkning av blad lämplig plåt av lätt kvalitet med en god indikator på elasticitet. Andra typer av material är för mottagliga för olika skador och deformation och kan helt enkelt inte klara så hög dynamisk belastning.

Att göra enheten själv bör det komma ihåg att vertikala gör-det-själv-väderkvarnar är allvarligt underlägsen vad gäller fabriksprover. För att inte bli besviken över den skapade designen i framtiden är det bättre att omedelbart göra det i termer av parametrar som är två gånger högre än nödvändigt

Små blad kan vara tillverkade av medeltäthet PVC, och för stora, breda delar behöver du det mest hållbara materialet som tål starka vindar som blåser med en hastighet av 15 m / s och längre under lång tid.

Steg 2: Förbereda element

för skapa blad Fyra vertikala delar skärs ur en vertikal vindgenerator från ett höghållfast PVC-rör. Två halvcirkelformiga fragment skärs ur tenn och fixeras på varje sida av röret. Rotationsradie för bladdelarna i detta fall kommer att vara 690 mm, och höjden på varje blad kommer att vara cirka 700 mm.

För att montera rotorsystemet tas neodym-magneter (6 st), ferritskivor med en diameter på 230 mm (2 st) och lim. Magneter placeras på den första disken, alternerande i polaritet och iakttar en vinkel på 60 grader mellan dem med en diameter på 165 mm. Den andra skivan är tillverkad på samma sätt och sedan fylls magneterna med lim.

För statorn förbereds 9 spolar och 60 varv koppartråd med en diameter på 1 mm lindas på var och en av dem.

Efterföljande vidhäftning sker i följande ordning:

• början av 1 spole med slutet 4;
• börja 4 med spolens slut 7.

Den andra fasen samlas in enligt samma princip, men de börjar arbeta med 2 spolar och den tredje med 3 spolar. En speciell form är gjord av ett plywoodskiva, botten är fodrad med ett glasfiberstycke och fasar lödda från spolar placeras ovanpå.

Fyll strukturen med lim och lämna i 1-2 dagar, så att alla detaljer blir tagna och tar rätt plats. Sedan fortsätter de att förena de enskilda delarna i ett enda fungerande system.

Steg 3: Montering av alla generatordelar

För att ansluta alla generatorelement i den övre rotorn görs 4 hål för tapparna. Den nedre rotorn placeras magneter upp på konsolen. Därefter placeras statorn efter att ha gjort hål i den för att fästas i konsolen.

Tapparna vilar på aluminiumplattan och täcker sedan med en andra rotor och placerar den med magneter ner.

Monteringsprocessen utförs försiktigt och utan hast. Rotorerna måste vara inriktade i förhållande till varandra så att det senare i designen inte finns någon motreaktion (+)

Med hjälp av en skiftnyckel roteras skruvarna växelvis så att den övre rotorn kommer ner till den nedre rotorn jämnt och utan ryck. När den tar sin plats vrids dubbarna och aluminiumplattorna tas bort. I slutet är hela strukturen fixerad med muttrar och dra åt dem tydligt, men inte för hårt för att inte bryta tråden.

Steg 4: Slutlig maskinvarainstallation

För masten tar de ett starkt metallrör som är 4-5 meter långt och skruvar generatorn som redan är monterad med den till skruven. Sedan fäster de ramen med plastblad på generatorn och installerar maststrukturen på en förberedd plats med en trepunktsförstärkt fundament.

Dessutom är systemets position fixerad med en sträckning.

Vid montering av en vindkraftverk måste masten tas så länge som möjligt. Hon måste göra en rotor ovanför den högsta strukturen i området. Först då kan designen fungera effektivt och producera den nödvändiga mängden resurs

Det elektriska nätet till vindkraftverket är anslutet i en viss sekvens. Styrenheten tar emot en resurs från generatorn och omvandlar växelströmmen till likström, vilket är nödvändigt för att ladda batteriet. kan montera själv styrenheten enligt ett förenklat schema.

Batteriet ackumulerar den frigjorda energin och växelriktaren förvandlar likströmmen till växelström, vilket matar huvuddelen av hushållsapparater och hemservicesystem.

På vår webbplats finns ett urval av artiklar om hemmagjord tillverkning av olika typer av vindgeneratorer.

Vi råder dig att bekanta dig med:

1. Gör-det-själv vindgenerator från en tvättmaskin: monteringsanvisningar för en väderkvarn
2. DIY vindgenerator från en bilgenerator: vindkraftmonteringsteknik och felanalys
3. Hur man gör en vindgenerator med dina egna händer: enhet, driftsprincip + bästa hemmagjorda

Ett annat intressant alternativ för konstruktion av en vertikal väderkvarn kan monteras från avfallsmaterial, och spenderar högst 250 rubel på inköp av ytterligare komponenter. Oberoende hantverkare kommer att behöva ett cykelhjul, ytterligare 12 cykelekrar, en axel från det bakre cykelhjulet med tre muttrar, en stålremsa, 11 aluminiumplattor.

Behöver fortfarande 150 nitar, M4-bultar med muttrar i mängden 18 bitar, M6-bultar med muttrar i mängden 3 delar, 27 större brickor och 24 små.

I korthet visar följande galleri monteringsstegen:

Följande videohandledning presenterar alla steg i detalj:

Att välja en plats för en vindgenerator

Att välja rätt plats att installera vindgeneratorn är ett viktigt steg. Det är bäst att placera enheten på en öppen högsta punkt och noga övervaka att den inte faller under nivån på intilliggande bostads- och gårdsbyggnader. Annars kommer byggnaderna att bli ett hinder för luftflödet och enhetens effektivitet minskar kraftigt.

Om platsen går till en flod eller sjö, placeras vindkraftverket på stranden, där vindarna blåser särskilt ofta. Perfekt beläget för placeringen av generatorhöjderna tillgängliga i territoriet, eller stora tomma utrymmen som inte har artificiella eller naturliga hinder för luftflöde.

När bostadsfastigheter (hus, stuga, lägenhet etc.) ligger i staden eller ligger utanför staden, men på platser med tät utveckling, placeras vindkraftkomplexet på taket.

För att placera generatoren på taket i en hyreshus tar de grannernas skriftliga medgivande och får officiellt tillstånd från de berörda myndigheterna.

När man installerar en vertikal generator på taket i en hyreshus, bör man komma ihåg att enheten är ganska bullrig och kan orsaka besvär för både ägarna och andra boende. Därför måste du placera enheten närmare mitten av taket så att lägenhetsägare på de övre våningarna inte lider av den höga brum som väderkvarnen släpper ut under drift

I ett privat hus med en stor trädgård är det mycket lättare att välja en lämplig plats. Det viktigaste att tänka på är att strukturen är belägen på 15-25 meter från bostadsområdet. Då stör ljudeffekterna från de roterande bladen ingen.

Upprätt underhåll

För att den vertikala vindgeneratorn ska fungera effektivt, tydligt och så effektivt som möjligt måste alla rörliga delar av strukturen smörjas. En sådan procedur utförs minst två gånger under hela kalenderåret.

Samtidigt, under underhåll, dra åt muttrarna under drift, stärka de elektriska anslutningarna, kontrollera de mekaniska komponenterna för korrosion, dra åt de lösa spänningskablarna och inspektera bladen försiktigt för brott eller skador.

På vintern behöver vertikala installationer särskild skötsel. Under frost täcks bladen med en isskorpa och måste rengöras i rätt tid så att vridmomentets hastighet bibehålls på rätt nivå

Delar målas efter behov och en gång per år gör de en fullständig undersökning av hela strukturen för funktionsfel. Sådan skötsel säkerställer korrekt vindkraftverk och förlänger dess driftsperiod.

Bedömning av installationens genomförbarhet

Innan de fortsätter med tillverkningen av en vindgenerator av vertikal typ studerar de vädersituationen i sin region och försöker avgöra om enheten kan ge den nödvändiga mängden resurs.

Experter rekommenderar att utvärdera följande parametrar:

• antal blåsiga dagar - ta det genomsnittliga värdet för året då vindsteget överstiger 3 m / s;
• volym elkonsumeras per dag av hemägande;
• lämplig plats i ett privat område för vindutrustning.

Den första indikatorn lärs av data som erhållits på närmaste väderstation eller hittas på Internet vid respektive portaler. Dessutom kontrolleras de med tryckta geografiska publikationer och utgör en fullständig bild av situationen med vinden i deras region.

Statistik tas inte på ett år utan på 15–20 år, bara då kommer genomsnittssiffrorna att vara så korrekta som möjligt och visar om generatoren helt kan tillfredsställa hushållets behov av el eller om det är tillräckligt med kraft bara för att tillgodose enskilda hushållens behov.

Om ägaren har till sitt förfogande en stor tomt belägen i en sluttning, nära flodstranden eller i ett öppet utrymme, kommer det inte att vara några problem med installationen.

När huset ligger i byns djup, och trädgården är kompakt i storlek och nära intill angränsande byggnader, kommer det inte vara lätt att installera en vertikal modell av en vindkraftverk med dina egna händer. Konstruktionen måste höjas 3-5 meter över marken och ytterligare förstärkas så att den inte faller med en stark rusning.

All denna information måste beaktas i planeringsstadiet, så att det blir tydligt om vindkraftverket kommer att kunna ta full energiförsörjning eller om dess roll kommer att förbli inom ramen för den extra energikällan. Det är att föredra att utföra beräkning av väderkvarn.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Video nr 1 visar hur man gör en vertikal vindgenerator med ett Darier-rotationssystem med dina egna händer hemma. Videon illustrerar funktionerna och nyfikna nyanserna i monteringsprocessen. Det finns en definition av den tillverkade enhetens maximala effekt:

Hur den vertikala vindgeneratorn fungerar och i vilken utsträckning den genererar energi kommer video # 2 att visa. Den ger en detaljerad översikt över modulen och en beskrivning av arbetet med korrekt mätning av faktisk effekt och andra parametrar:

Video 3 visar testning av en provisorisk vindgenerator av vertikal typ. Vad är en enhet tillverkad för hand tillverkad av improviserade material som kan:

En så modern och praktisk källa till alternativ energi som vertikala väderkvarnar är lätt att montera med dina egna händer. Med rätt affärserfarenhet kan varje del tillverkas och sedan alla komponenter kombineras till en enda integrerad design.

Om du inte vill komplicera uppgiften är det helt lämpligt att köpa färdiga komponenter hemma, utan rusning och krångel, att montera en pålitlig vindkraftverk som kan säkerställa oavbruten leverans av el till vardagsrummet.

När det inte finns någon absolut säkerhet i dina förmågor, är det bättre att anförtro arbetet till proffs. De kommer att göra allt mycket snabbt och i full överensstämmelse med grundläggande driftskrav.

Har du erfarenhet av att bygga och driva en vindgenerator? Vänligen dela information med våra läsare, föreslå ditt sätt att montera enheten. Du kan lämna kommentarer och lägga till hemlagade bilder i formuläret nedan.