Cách chế tạo lưỡi tự làm cho máy phát điện gió: ví dụ về lưỡi tự tạo cho tuabin gió

Việc sử dụng các nguồn năng lượng thay thế là một trong những xu hướng chính của thời đại chúng ta. Năng lượng gió sạch và giá cả phải chăng có thể được chuyển đổi thành điện ngay cả trong nhà bạn nếu bạn xây dựng một cối xay gió và kết nối nó với một máy phát điện.

Bạn có thể chế tạo lưỡi cho máy phát điện gió bằng tay của chính bạn từ các vật liệu thông thường mà không cần sử dụng thiết bị đặc biệt. Chúng tôi sẽ cho bạn biết hình dạng nào của lưỡi dao hiệu quả hơn và giúp bạn chọn bản vẽ phù hợp cho trang trại gió.

Làm thế nào để một máy phát điện gió đơn giản làm việc?

Máy phát điện gió là một thiết bị cho phép bạn chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng.

Nguyên lý hoạt động của nó nằm ở chỗ gió quay các cánh quạt, chuyển động theo trục dọc theo đó vòng quay đi vào máy phát thông qua hộp số làm tăng tốc độ.

Hoạt động của một nhà máy điện gió được ước tính bởi KIEV - hệ số sử dụng năng lượng gió. Khi bánh xe gió quay nhanh, nó tương tác với một lượng gió lớn, điều đó có nghĩa là nó sẽ lấy đi nhiều năng lượng hơn từ nó.

Hai loại máy phát điện gió chính được chia:

• thú y;
• ngang.

Các mô hình định hướng theo chiều dọc được chế tạo sao cho trục cánh quạt vuông góc với mặt đất. Do đó, bất kỳ chuyển động nào của khối không khí, bất kể hướng nào, đều đặt cấu trúc chuyển động.

Tính linh hoạt như vậy là một điểm cộng của loại cối xay gió này, nhưng chúng thua các mô hình ngang về năng suất và hiệu quả công việc

Máy phát điện gió ngang giống như một cánh gió thời tiết. Để các cánh quạt quay, cấu trúc phải được quay theo đúng hướng, tùy thuộc vào hướng chuyển động của không khí.

Để kiểm soát và nắm bắt các thay đổi theo hướng gió, các thiết bị đặc biệt được cài đặt.Hiệu quả với sự sắp xếp của vít này cao hơn nhiều so với hướng dọc. Trong sử dụng trong nước, sẽ hợp lý hơn khi sử dụng máy phát điện gió loại này.

Hình dạng lưỡi nào là tối ưu?

Một trong những yếu tố chính của máy phát điện gió là một bộ cánh quạt.

Có một số yếu tố liên quan đến các chi tiết này ảnh hưởng đến hiệu quả của cối xay gió:

• trọng lượng
• kích thước
• hình thức;
• vật liệu
• số lượng.

Nếu bạn quyết định thiết kế lưỡi cho một cối xay gió tạm thời, hãy chắc chắn xem xét tất cả các thông số này. Một số người tin rằng càng có nhiều cánh trên vít máy phát điện thì càng thu được nhiều năng lượng gió. Nói cách khác, càng nhiều càng tốt.

Tuy nhiên, điều này là xa trường hợp. Mỗi phần riêng lẻ di chuyển vượt qua sức cản không khí. Do đó, một số lượng lớn lưỡi dao trên vít đòi hỏi nhiều năng lượng gió hơn để hoàn thành một vòng quay.

Ngoài ra, quá nhiều cánh rộng có thể gây ra sự hình thành cái gọi là nắp khí đốt ở phía trước cánh quạt, khi luồng không khí không đi qua tua-bin gió, mà uốn cong quanh nó.

Hình thức có tầm quan trọng lớn. Tốc độ di chuyển của ốc vít phụ thuộc vào nó. Dòng chảy kém dẫn đến các xoáy gây ức chế bánh xe gió.

Hiệu quả nhất là một máy phát điện gió đơn lưỡi. Nhưng để xây dựng và cân bằng nó thì rất khó. Thiết kế không đáng tin cậy, mặc dù có hiệu quả cao. Theo kinh nghiệm của nhiều người dùng và nhà sản xuất cối xay gió, mẫu tối ưu nhất là ba lưỡi.

Trọng lượng của lưỡi dao phụ thuộc vào kích thước của nó và vật liệu mà nó sẽ được chế tạo. Kích thước phải được lựa chọn cẩn thận, được hướng dẫn bởi các công thức tính toán. Chỉnh sửa được thực hiện tốt nhất để có một vòng tròn ở một bên và phía đối diện là sắc nét

Hình dạng lưỡi được lựa chọn phù hợp cho một máy phát điện gió là nền tảng của công việc tốt của nó.

Đối với sản xuất tại nhà, các tùy chọn sau là phù hợp:

• loại thuyền buồm;
• loại cánh.

Các lưỡi của loại thuyền buồm là các sọc rộng đơn giản, giống như trong một cối xay gió. Mô hình này là rõ ràng nhất và dễ dàng để sản xuất. Tuy nhiên, hiệu quả của nó nhỏ đến mức thực tế hình thức này không được sử dụng trong các máy phát điện gió hiện đại. Hiệu quả trong trường hợp này là khoảng 10-12%.

Một hình thức hiệu quả hơn nhiều là lưỡi hồ sơ cánh. Các nguyên tắc khí động học có liên quan ở đây, nó bay những chiếc máy bay khổng lồ lên không trung. Một ốc vít có hình dạng này dễ dàng hơn để thiết lập chuyển động và quay nhanh hơn. Luồng khí làm giảm đáng kể sức cản mà tuabin gió gặp phải trên đường đi của nó.

Hồ sơ chính xác nên giống như một cánh máy bay. Một mặt, lưỡi kiếm có độ dày, và mặt khác, độ dốc nhẹ. Các khối không khí chảy xung quanh một phần của hình dạng này rất trơn tru

Hiệu quả của mô hình này đạt giá trị từ 30 đến 35%. Tin tốt là bạn có thể chế tạo một cánh kiếm bằng tay của mình bằng cách sử dụng tối thiểu các công cụ.Tất cả các tính toán và bản vẽ cơ bản có thể dễ dàng thích ứng với cối xay gió của bạn và sử dụng năng lượng gió miễn phí và sạch mà không bị hạn chế.

Lưỡi dao làm tại nhà là gì?

Các vật liệu phù hợp cho việc xây dựng một máy phát điện gió, trước hết là nhựa, kim loại nhẹ, gỗ và một giải pháp hiện đại - sợi thủy tinh. Câu hỏi chính là bạn sẵn sàng dành bao nhiêu công sức và thời gian để làm một chiếc cối xay gió.

Ống cống PVC

Vật liệu phổ biến và phổ biến nhất để sản xuất lưỡi nhựa cho máy phát điện gió là ống cống PVC thông thường. Đối với hầu hết các máy phát điện gia đình có đường kính trục vít lên đến 2 m, ống 160 mm sẽ đủ.

Ưu điểm của phương pháp này bao gồm:

• giá thấp;
• sẵn có ở bất kỳ khu vực nào;
• đơn giản trong công việc;
• một số lượng lớn các sơ đồ và bản vẽ trên Internet, nhiều kinh nghiệm sử dụng.

Ống là khác nhau. Điều này được biết đến không chỉ với những người làm nhà máy điện gió tự chế, mà còn cho tất cả những người gặp phải việc lắp đặt hệ thống thoát nước hoặc hệ thống cấp nước. Họ khác nhau về độ dày, thành phần, nhà sản xuất. Ống không tốn kém, vì vậy bạn không cần phải cố gắng giảm thêm chi phí cho cối xay gió của mình, tiết kiệm ống PVC.

Vật liệu kém trong ống nhựa có thể khiến lưỡi dao bị nứt trong lần thử đầu tiên và mọi công việc sẽ bị lãng phí

Đầu tiên bạn cần quyết định về mô hình. Có nhiều lựa chọn, mỗi hình thức đều có ưu điểm và nhược điểm. Có lẽ nó có ý nghĩa để thử nghiệm đầu tiên trước khi cắt ra phiên bản cuối cùng.

Vì giá của các đường ống thấp và bạn có thể tìm thấy chúng trong bất kỳ cửa hàng phần cứng nào, vật liệu này là hoàn hảo cho những bước đầu tiên trong việc mô hình hóa các lưỡi dao. Nếu có sự cố xảy ra, bạn luôn có thể mua một đường ống khác và thử lại, ví sẽ không bị ảnh hưởng nhiều từ các thử nghiệm như vậy.

Người sử dụng năng lượng gió có kinh nghiệm đã nhận thấy rằng tốt hơn là sử dụng màu cam thay vì ống màu xám để làm lưỡi cho máy phát điện gió. Chúng giữ dáng tốt hơn, không uốn cong sau khi hình thành cánh và phục vụ lâu hơn

Các nhà thiết kế nghiệp dư thích PVC, vì trong quá trình thử nghiệm, một lưỡi dao gãy có thể được thay thế bằng một lưỡi mới được chế tạo trong 15 phút ngay tại chỗ bằng một mảnh phù hợp. Đơn giản và nhanh chóng, và quan trọng nhất - giá cả phải chăng.

Hướng dẫn bằng hình ảnh để sản xuất lưỡi của cối xay gió từ ống polymer sẽ giúp làm chủ trực quan các bước và trình tự của quy trình:

Tất cả các bước chuẩn bị đã được hoàn thành, bây giờ các lưỡi dao phải được gắn vào phần quay sau gió:

Nhôm - mỏng, nhẹ và đắt tiền

Nhôm là kim loại nhẹ và bền. Theo truyền thống, nó được sử dụng để sản xuất cánh quạt cho máy phát điện gió. Do trọng lượng nhẹ của nó, nếu bạn cho tấm có hình dạng mong muốn, các đặc tính khí động học của vít sẽ ở độ cao.

Tải trọng chính mà cối xay gió trải qua trong quá trình quay nhằm mục đích uốn cong và phá vỡ lưỡi dao. Nếu nhựa trong quá trình làm việc như vậy nhanh chóng bị nứt và hỏng, bạn có thể tin tưởng vào một ốc vít nhôm lâu hơn nhiều.

Tuy nhiên, nếu bạn so sánh ống nhôm và nhựa PVC, tấm kim loại vẫn sẽ nặng hơn. Ở tốc độ cao, có nguy cơ thiệt hại cao không phải cho lưỡi dao, mà là vít ở điểm đính kèm

Một nhược điểm khác của các bộ phận nhôm là sự phức tạp của sản xuất. Nếu ống PVC có một uốn cong sẽ được sử dụng để truyền đạt các đặc tính khí động học của lưỡi dao, thì nhôm thường được lấy ở dạng tấm.

Sau khi cắt phần theo mẫu, bản thân nó phức tạp hơn nhiều so với làm việc với nhựa, phôi kết quả sẽ vẫn cần phải được cán và cho nó uốn đúng. Ở nhà và không có công cụ, điều này sẽ không đơn giản như vậy.

Thay vì nhôm đắt tiền, bạn có thể sử dụng phế liệu của tấm lợp hoặc miếng ván còn lại sau khi lắp đặt:

Sợi thủy tinh hoặc sợi thủy tinh - dành cho các chuyên gia

Nếu bạn quyết định tiếp cận vấn đề tạo ra một lưỡi kiếm một cách có ý thức và sẵn sàng dành nhiều nỗ lực và thần kinh cho nó, sợi thủy tinh sẽ làm được. Nếu bạn chưa từng làm việc với máy phát điện gió trước đây, bắt đầu làm quen với việc tạo mô hình cối xay gió bằng sợi thủy tinh không phải là ý kiến ​​hay. Tuy nhiên, quá trình này đòi hỏi kinh nghiệm và kỹ năng thực tế.

Lưỡi dao của một vài lớp sợi thủy tinh, liên kết với keo epoxy, sẽ mạnh mẽ, nhẹ và đáng tin cậy. Với diện tích bề mặt lớn, phần rỗng và gần như không trọng lượng

Đối với sản xuất sợi thủy tinh được thực hiện - một vật liệu mỏng và bền được sản xuất ở dạng cuộn. Ngoài sợi thủy tinh, keo epoxy rất hữu ích để cố định các lớp.

Bắt đầu bằng cách tạo một ma trận. Đây là một phôi như vậy, là một hình thức cho một phần trong tương lai.

Ma trận có thể được làm bằng gỗ: dầm, ván hoặc gỗ. Hình bóng lớn của một nửa lưỡi kiếm được cắt trực tiếp từ khối. Một lựa chọn khác là khuôn nhựa

Rất khó để tự làm trống, bạn cần phải có một mô hình lưỡi kiếm làm sẵn bằng gỗ hoặc vật liệu khác trước mắt, và chỉ sau đó một ma trận cho bộ phận được cắt ra từ mô hình này. Ma trận như vậy cần ít nhất 2. Nhưng, khi đã tạo được hình dạng thành công một lần, nó có thể được sử dụng nhiều lần và do đó được xây dựng nhiều hơn một cối xay gió.

Đáy khuôn được bôi mỡ kỹ bằng sáp. Điều này được thực hiện để lưỡi dao thành phẩm có thể dễ dàng được gỡ bỏ sau đó. Đặt một lớp sợi thủy tinh, phủ nó bằng keo epoxy. Quá trình được lặp lại nhiều lần cho đến khi phôi đạt được độ dày mong muốn.

Sau đó keo nên khô. Một số khuyên nên đặt khuôn trong túi chân không và bơm không khí. Vì vậy, keo thấm tốt hơn vào tất cả các lớp sợi thủy tinh, không để lại các khu vực tẩm

Khi keo epoxy khô, một nửa phần được loại bỏ cẩn thận khỏi ma trận. Làm tương tự với nửa thứ hai. Các bộ phận được dán lại với nhau để tạo thành một phần thể tích rỗng. Một lưỡi dao bằng sợi thủy tinh nhẹ, bền, có hình dạng khí động học là đỉnh cao của sự xuất sắc cho một người yêu nhà của các trang trại gió.

Nhược điểm chính của nó là khó khăn trong việc thực hiện ý tưởng và một số lượng lớn hôn nhân lúc đầu, cho đến khi thu được ma trận lý tưởng, và thuật toán tạo không được tinh chỉnh.

Giá rẻ và vui vẻ: một phần bằng gỗ cho một bánh xe gió

Một lưỡi dao bằng gỗ là một phương pháp lỗi thời, dễ thực hiện nhưng không hiệu quả ở mức tiêu thụ điện ngày nay. Bạn có thể tạo một chi tiết từ một tấm gỗ cứng, chẳng hạn như gỗ thông. Điều quan trọng là chọn một trống gỗ khô.

Nếu cây bị ẩm, trong quá trình sấy khô, ốc vít có thể dẫn chì và nó bị biến dạng. Và trọng lượng của cây ướt cao hơn đáng kể so với khô

Cần phải chọn một hình dạng phù hợp, nhưng có tính đến thực tế là lưỡi gỗ sẽ không phải là một tấm mỏng, như nhôm hoặc nhựa, mà là một cấu trúc ba chiều. Do đó, tạo cho phôi một hình dạng nhỏ, bạn cần hiểu các nguyên tắc khí động học và tưởng tượng hình dạng của lưỡi kiếm trong cả ba chiều.

Cái nhìn cuối cùng của cây sẽ có một mặt phẳng, tốt nhất là điện. Đối với độ bền, gỗ được xử lý bằng vecni bảo vệ khử trùng hoặc sơn.

Nhược điểm chính của thiết kế này là trọng lượng lớn của vít. Để nhúc nhích bức tượng khổng lồ này, gió phải đủ mạnh, về nguyên tắc là khó khăn. Tuy nhiên, gỗ là một vật liệu dễ tiếp cận. Bảng thích hợp để tạo ra một ốc vít gió có thể được tìm thấy ngay trong sân của bạn mà không tốn một xu. Và đây là lợi thế chính của gỗ trong trường hợp này.

Hiệu quả của một lưỡi gỗ có xu hướng bằng không. Theo quy định, thời gian và nỗ lực để tạo ra một cối xay gió như vậy không có giá trị kết quả, được thể hiện bằng watt. Tuy nhiên, là một mô hình đào tạo hoặc một bản sao thử nghiệm, phần gỗ là nơi hoàn toàn phù hợp. Và cánh gió thời tiết với lưỡi gỗ trông thật ngoạn mục trên trang web.

Bộ sưu tập ảnh sau đây sẽ giới thiệu các bước chế tạo cối xay gió với lưỡi cắt ra từ gỗ dán:

Phần làm việc đã sẵn sàng và được kiểm tra khả năng hoạt động, điều đó có nghĩa là nó vẫn chỉ để vẽ và gắn chặt vào cột:

Bản vẽ và ví dụ về lưỡi dao

Rất khó để thực hiện tính toán chính xác của vít máy phát điện gió mà không biết các thông số chính được hiển thị trong công thức, cũng như không biết các thông số này ảnh hưởng đến hoạt động của tuabin gió như thế nào.

Tốt hơn là không lãng phí thời gian của bạn nếu không có mong muốn đi sâu vào những điều cơ bản của khí động học. Bản thiết kế sẵn sàng với các chỉ số đặt trước sẽ giúp bạn chọn lưỡi kiếm phù hợp cho trang trại gió.

Vẽ một lưỡi dao cho một cánh quạt hai lưỡi. Nó được làm bằng một ống cống có đường kính 110. Đường kính của vít tuabin gió trong các tính toán này là 1 m

Một máy phát điện gió nhỏ như vậy sẽ không thể cung cấp cho bạn công suất cao. Nhiều khả năng, bạn khó có thể ép hơn 50 watt trong thiết kế này. Tuy nhiên, một cánh quạt hai cánh làm bằng ống nhựa PVC nhẹ và mỏng sẽ cho tốc độ quay cao và đảm bảo hoạt động của cối xay gió ngay cả khi có gió nhỏ.

Vẽ một lưỡi kiếm cho một cánh quạt ba lưỡi của một máy phát điện gió từ một ống có đường kính 160 mm. Tốc độ ước tính trong phiên bản này là 5 với sức gió 5 m / s

Một cánh quạt ba cánh có hình dạng này có thể được sử dụng cho các đơn vị mạnh hơn, khoảng 150 W ở 12 V. Đường kính của toàn bộ cánh quạt trong mô hình này đạt 1,5 m. Bánh xe gió sẽ quay nhanh và dễ dàng bắt đầu di chuyển. Cối xay gió ba cánh là phổ biến nhất trong các nhà máy điện gia đình.

Vẽ một lưỡi dao tự chế cho một cánh quạt 5 lưỡi của máy phát điện gió. Nó được làm bằng ống nhựa PVC có đường kính 160 mm. Tốc độ ước tính - 4

Một cánh quạt năm cánh như vậy có thể tạo ra tới 225 vòng quay mỗi phút với tốc độ gió thiết kế 5 m / s. Để xây dựng một lưỡi dao theo bản vẽ đề xuất, bạn cần chuyển tọa độ của từng điểm từ các cột "Tọa độ mẫu trước / sau" sang bề mặt của ống cống nhựa.

Theo bảng dưới đây, bạn có thể tính đường kính của cối xay gió với lưỡi dao 2-16. Trong trường hợp này, bạn có thể chọn kích thước có tính đến công suất đầu ra mong muốn.

Bảng này cho thấy rằng máy phát điện gió càng có nhiều cánh thì chiều dài của chúng phải càng ít để có được dòng điện có cùng công suất

Như thực tế cho thấy, phục vụ một máy phát điện gió có đường kính hơn 2 mét là khá khó khăn. Nếu theo bảng, bạn cần một cối xay gió lớn hơn, hãy xem xét tăng số lượng lưỡi dao.

Với các quy tắc và nguyên tắc tính toán một máy phát điện gió Giới thiệu bài viết, từng bước phác thảo quá trình tính toán.

Thực hiện cân bằng tuabin gió

Cân bằng các lưỡi của máy phát điện gió sẽ giúp hoạt động của nó hiệu quả nhất có thể. Để cân bằng, bạn cần tìm một căn phòng không có gió hoặc gió lùa. Tất nhiên, đối với một bánh xe gió có đường kính hơn 2 m, sẽ rất khó để tìm được một căn phòng như vậy.

Các lưỡi được lắp ráp thành một cấu trúc hoàn thành và được lắp đặt ở vị trí làm việc. Trục nên được đặt theo chiều ngang, theo cấp độ. Mặt phẳng trong đó vít sẽ quay phải được đặt theo chiều dọc, vuông góc với trục và mặt đất.

Vít, không di chuyển, phải được xoay 360 / x độ, trong đó x = số lượng lưỡi dao. Lý tưởng nhất, một cối xay gió cân bằng sẽ không lệch 1 độ, nhưng sẽ vẫn bất động. Nếu lưỡi dao quay dưới trọng lượng của chính nó, nó cần được sửa một chút, giảm trọng lượng ở một bên, loại bỏ độ lệch khỏi trục.

Quá trình được lặp lại cho đến khi vít hoàn toàn bất động ở bất kỳ vị trí nào. Điều quan trọng là không có gió trong quá trình cân bằng. Điều này có thể làm sai lệch kết quả kiểm tra.

Nó cũng quan trọng để đảm bảo rằng tất cả các bộ phận quay nghiêm ngặt trong cùng một mặt phẳng.Để kiểm tra ở khoảng cách 2 mm ở cả hai phía của một trong các lưỡi dao, hãy đặt tấm điều khiển. Trong quá trình di chuyển, không có phần nào của vít nên chạm vào tấm.

Để vận hành một máy phát điện gió với các cánh quạt được sản xuất, sẽ cần phải lắp ráp một hệ thống tích lũy năng lượng nhận được, bảo tồn và chuyển nó đến người tiêu dùng. Một trong những thành phần của hệ thống là bộ điều khiển. Cách làm điều khiển cối xay gió, bạn sẽ tìm ra bằng cách đọc bài viết được đề xuất của chúng tôi.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Để xây dựng một cối xay gió bằng tay của chính bạn từ các vật liệu ngẫu hứng là hoàn toàn có thể. Nếu bạn bắt đầu với các mô hình đơn giản hơn, thì lần thử đầu tiên có thể sẽ thành công. Với kinh nghiệm, tiếp nhận những ý tưởng phức tạp hơn để có được máy phát điện gió hiệu quả và mạnh mẽ nhất.

Video số 1. Cách làm cối xay gió từ ống nhựa PVC:

Video số 2. Máy phát điện gió DIY:

Video số 3. Cối xay gió thép mạ kẽm:

Nếu bạn muốn sử dụng năng lượng gió sạch và an toàn cho nhu cầu gia đình và không có kế hoạch chi nhiều tiền cho việc mua thiết bị đắt tiền, lưỡi dao tự chế làm bằng vật liệu thông thường sẽ là một ý tưởng tốt. Đừng sợ các thí nghiệm, và bạn sẽ có thể cải thiện hơn nữa các mô hình cánh quạt hiện có của một cối xay gió.

Bạn có muốn nói về cách cá nhân bạn tạo ra lưỡi dao cho một cối xay gió, nơi cung cấp điện cho đất nước? Bạn có muốn chia sẻ thông tin hữu ích với khách truy cập trang web hoặc đặt câu hỏi không? Hãy viết bình luận trong khối bên dưới.