Do-it-yourself vertikální větrný generátor: jak sestavit větrnou turbínu s vertikální osou rotace

Vítr má neuvěřitelné energetické schopnosti. Nepoužití svého silného potenciálu by mělo být bezpečně uznáno jako nepřiměřený odpad. Můžete však snadno vytvořit svislý větrný generátor vlastními silami a získat prakticky bezplatnou energii, která pokryje domácí potřeby. To je docela skutečné, souhlasíte?

Prezentovaný článek pomůže podrobně porozumět složité technické záležitosti. Systematizované, přístupné informace prezentované podrobně osvětlují princip fungování populárních systémů, které zpracovávají energii vzdušných hmot na elektřinu.

Bezpochyby vás unáší myšlenka vytvoření větrného mlýna, jehož specifika jsou popsána v článku. Podrobně jsme zkoumali různé typy vertikálních větrných generátorů, dotkli jsme se jejich rozdílů, výhod a nevýhod. Textová část materiálu je dokonale doplněna fotografiemi a video instrukcemi.

Výhody a princip fungování větrných mlýnů

Moderní vertikální generátor - jedna z možností alternativní energie pro domov. Jednotka je schopna převést větrné poryvy na zdroj energie. Pro správnou funkci nepotřebuje další zařízení, která určují směr větru.

Rotační generátor větru je velmi snadný na vlastní ruce. Samozřejmě nebude schopen zcela převzít dodávku soukromé velké chaty s energií, ale dokonale se dokáže vypořádat s osvětlením přístaveb, zahradních cest a přilehlé oblasti domu.

Zařízení svislého typu pracuje v nízké nadmořské výšce.K jeho údržbě nejsou zapotřebí různá zařízení, která zajišťují bezpečné provádění oprav a údržby ve vysokých výškách.

Minimální počet pohyblivých částí činí větrnou turbínu spolehlivější a provozně stabilní. Optimální profil lopatek a původní tvar rotoru poskytují jednotce vysokou úroveň účinnosti, bez ohledu na směr, ve kterém vítr fouká v kterémkoli daném okamžiku.

Malé modely pro domácnost se skládají ze tří nebo více odlehčených nožů, okamžitě zachytí nejslabší náraz a začnou se otáčet, jakmile síla větru přesáhne 1,5 m / s. Díky této schopnosti jejich účinnost často převyšuje účinnost velkých rostlin vyžadujících silnější vítr.

Generátor pracuje naprosto tiše, nezasahuje do majitelů a sousedů, nevytváří škodlivé emise do ovzduší a spolehlivě slouží po mnoho let, přesně dodává energii do obytných prostor.

Vertikální generátor poháněný větrem pracuje na principu magnetické levitace. Během otáčení turbín se generují pulzní a zvedací síly, jakož i skutečná brzdná síla. První dva otáčejí čepele jednotky. Tato akce aktivuje rotor a vytváří magnetické pole, které generuje elektřinu.

Větrná turbína se svislou osou rotace nemá nižší účinnost než její horizontální protějšky. Kromě toho nevzniká nárok na teritoriální umístění a plně funguje téměř na jakémkoli místě vhodném pro majitele domů

Zařízení pracuje zcela nezávisle a nevyžaduje zásah hostitele do procesu.

Klasifikace vertikálního generátoru

Existuje určitý strukturální rozdíl mezi svislými lapači větru. Nezlepšuje ani zhoršuje jednotky, ale jednoduše vám umožňuje vybrat nejvhodnější možnost pro konkrétní úkoly v konkrétní oblasti.

# 1: Vlastnosti ortogonálních systémů

Strukturálně je ortogonální větrný generátor tvořen silnou osou vertikální rotace a několika rovnoběžnými lopatkami vzdálenými od středové základny v určité vzdálenosti.

Zařízení nepotřebuje další vodicí mechanismy a pracuje normálně, bez ohledu na směr větru. Svisle umístěný hlavní hřídel umožňuje umístit hnací zařízení na úroveň země, což výrazně usnadňuje provoz, opravy a údržbu.

Referenční uzly ortogonálního generátoru nemají příliš vysokou životnost. Je to kvůli vysokému dynamickému zatížení, které na ně rotor během provozu působí. Aby nedocházelo k předčasnému selhání instalace, je třeba pravidelně kontrolovat všechny nosné díly a poškozené poškozené včas vyměnit za nové.

Nevýhody ortogonálních zařízení zahrnují příliš masivní systém lopatek a nízkou účinnost ve srovnání s účinností modulů horizontální osy.

Nejjednodušší větrná turbína pro napájení spotřebičů s nízkým výkonem může být sestavena z hotových komponent:

# 2: Generátory rotoru Daria

Větrný generátor vybavený Darierovým rotorem má svislou osu otáčení a 2 až 3 ploché lopatky bez charakteristického aerodynamického profilu, upevněné na základně a na vrcholu osy otáčení.

Jednotka se ve své práci nezaměřuje na sílu nebo směr větru, má vysokou rychlost otáčení a umožňuje umístění pohonných zařízení na zemi, což usnadňuje a urychluje proces plánované údržby a možných oprav.

Dvoulisté generátorové agregáty s Darierovým rotorem jsou aktivovány pouze silným nárazem větru. S rovnoměrně tekoucím proudem nemohou začít sami

Nosné a rotující součásti zařízení s Darierovým rotorem jsou náchylné ke zvýšenému dynamickému zatížení a účinnost systému lopatek je v mnoha ohledech nižší než axiální horizontální instalace.

# 3: Jednotky rotoru Savonius

Vertikální větrná turbína s rotorem Savonius má poloválcový systém lopatek a liší se od podobných instalací s vysokým startovacím momentem a schopností efektivně pracovat při nízkých rychlostech větru.

Výkon vertikálních větrných generátorů na trhu s rotorem Savonius nepřesahuje 5 kW. Zařízení se zřídka používají jako nezávislá pracovní jednotka a nejčastěji se používají k vytvoření vyššího točivého momentu pro rotační jednotky Darier

Vertikální komplex s rotorem Savonius je vyčištěn se zvýšenou spotřebou materiálu a nižší účinností ve srovnání s větrnými generátory s vodorovnou osou. Proto se vydání vysokovýkonných zařízení této třídy nepovažuje za vhodné.

Následující výběr fotografií vás seznámí s kroky vytvoření větrného mlýna Savonius:

Všechny podrobnosti o tomto modelu větrného mlýna Savonius, s výjimkou generátoru při 3 200 ot / min a 24 V, jsou vyrobeny ručně.

# 4: Větrná turbína s víceprofilovým rotorem a vedením

Tento typ přístroje je vylepšenou verzí klasického ortogonálního větrného generátoru. Rotorový komplex se zde skládá z lopatek uspořádaných ve dvou řadách.

Vnější laloková vrstva zůstává statická a působí jako vodicí lamela. Zachycuje proud větru, zachycuje jej, komprimuje a tímto způsobem výrazně zvyšuje skutečnou rychlost větru.

Vnitřní řada lopatek je pohyblivá struktura, na kterou proudí vzduch z první rotační instalace v určitém úhlu.

Účinnost větrného generátoru majícího vícek lopatkový rotor s vodicím systémem činí toto zařízení obzvláště atraktivní pro spotřebitele. Náklady na takové zařízení jsou však poměrně vysoké a vyplatí se o něco déle než podobná zařízení jednodušší konfigurace

Odborníci označují tento typ zařízení za nejúčinnější ve své třídě a zdůrazňují, že jeho specifická konstrukce mu umožňuje pracovat i při nejnižších možných rychlostech větru.

# 5: Charakterizace zařízení pomocí spirálového rotoru

Helicoidní větrná turbína nebo Gorlovův generátor je další modifikací tradičního ortogonálního rotorového systému. Čepele modelu jsou zkroucené do oblouku. Tato konstrukční funkce umožňuje rychle zachytit proud vzduchu a hladce se otáčet bez trhání.

Tento princip činnosti významně snižuje dynamické zatížení základny a pohyblivých uzlů, čímž se zvyšuje jejich životnost.

Helicoidní rotorové stroje jsou velmi spolehlivé a snadno vydrží značné provozní zatížení. Během provozu však takové větrné mlýny vytvářejí výrazné hlukové efekty a vytvářejí další zvukové vlny umístěné v oblasti krátkých vln zvukového spektra

Vířivé lopatky rotoru pro vrtulníkový větrný mlýn jsou vyráběny pomocí velmi progresivní, ale komplexní technologie. Z tohoto důvodu mají jednotky poměrně vysoké náklady a nejsou mezi soukromými spotřebiteli příliš oblíbené.

# 6: Charakteristika rotorů svislé osy

Hlavním rozdílem mezi vertikálně axiálním generátorem jsou jeho vertikálně umístěné lopatky, připomínající profil letadla, jehož osa je jasně rovnoběžná s vertikálním hřídelem. Konstrukce poněkud připomíná Darierův rotor, ale ve výrobních podmínkách je mnohem rychlejší a snazší.

Generátor s vertikálně axiálním rotorem je mnohem rychlejší než podobná zařízení této třídy, získává provozní rychlost a začíná vyrábět potřebnou energii. Proces je doprovázen mírným zvukovým efektem a nezasahuje do vlastníků nebo sousedů instalace.

Větrné turbíny s rotorem vertikálně axiálního typu jsou spolehlivé a trvanlivé, snadno vydrží značné provozní zatížení a nestojí příliš mnoho peněz. Díky těmto vlastnostem jsou relevantní nejen pro průmyslové, ale i pro domácí účely.

Funkce výběru generátorů větru pro soukromý dům a přehled nejlepších nabídek jsou uvedeny v tento článek.

Ručně vyráběný větrný mlýn

Vytvoření větrného generátoru se svislou osou rotace doma pomocí vlastních rukou není příliš obtížné. Stačí zakoupit požadované součásti, sestavit je ve správném pořadí a nainstalovat modul na vybrané místo. Jakmile se objeví minimální vánek, produkt bude fungovat a začne poskytovat majitelům potřebnou energii.

Krok 1: Nákup součástí a materiálů

Chcete-li vytvořit svislý větrný generátor vlastními rukama, potřebujete tyto komponenty:

• rotor - pohyblivá část jednotky:
• čepele - části, které zachycují proud větru;
• axiální stožár - pro upevnění rotoru a lopatek (mohou mít podobu dlouhého sloupu, pyramidy nebo stativu);
• stator - Určeno pro umístění cívky trvanlivým měděným drátem;
• baterie - prostorná kapacita pro akumulaci přijatého zdroje;
• střídač - zařízení pro převod stejnosměrného proudu na střídavý proud;
• ovladač - zařízení, které brzdí generátor, v okamžiku, kdy jednotka vyvíjí skutečný výkon, který přesahuje základní linii.

Pro výrobu nožů vhodný lehký plechový plast s dobrým indikátorem pružnosti. Jiné typy materiálů jsou příliš citlivé na různá poškození a deformace a jednoduše se nedokáží vyrovnat s tak vysokým dynamickým zatížením.

Při výrobě zařízení je třeba mít na paměti, že vertikální větrné mlýny typu „do-it-yourself“ jsou v porovnání s továrními vzorky vážně podřadné. Abychom tedy v budoucnosti nemohli být vytvořeným designem zklamáni, je lepší jej okamžitě vyrobit z hlediska parametrů, které jsou dvakrát vyšší, než je nutné

Malé lopatky mohou být vyrobeny z PVC o střední hustotě a pro velké, široké části budete potřebovat nejodolnější materiál, který vydrží dlouhodobě silný vítr, který fouká rychlostí 15 m / sa vyšší.

Krok 2: Příprava prvků

Pro vytváření čepelí 4 svislé části jsou vyříznuty z vertikálního větrného generátoru z vysoce pevné trubky z PVC. Dva půlkruhové úlomky jsou vyříznuty z cínu a upevněny na každé straně trubky. Poloměr rotace částí čepele bude v tomto případě 690 mm a výška každé čepele bude asi 700 mm.

K sestavení rotorového systému se odebírají neodymové magnety (6 ks), feritové disky o průměru 230 mm (2 ks) a lepidlo. Na první disk se umístí magnety, střídají se s polaritou a pozorují mezi nimi úhel 60 stupňů s průměrem 165 mm. Druhý disk je vyroben stejným způsobem a poté jsou magnety naplněny lepidlem.

Pro stator se připraví 9 cívek a na každou z nich se navine 60 závitů měděného drátu o průměru 1 mm.

Následná přilnavost nastává v následujícím pořadí:

• začátek 1 cívky s koncem 4;
• začněte 4 s koncem 7 cívky.

Druhá fáze se shromažďuje podle stejného principu, ale začnou pracovat se 2 cívkami a třetí se 3 cívkami. Speciální tvar je vyroben z překližky, spodní část je obložena kusem skelného vlákna a nahoře jsou připájeny fáze pájené ze svitků.

Naplňte strukturu lepidlem a nechte 1-2 dny, aby byly všechny detaily zabaveny a zaujaly správná místa. Poté přistoupí ke spojení jednotlivých částí do jediného pracovního systému.

Krok 3: Sestavení všech součástí generátoru

Pro připojení všech prvků generátoru v horním rotoru jsou vytvořeny 4 otvory pro čepy. Spodní rotor je umístěn na držácích magnetů. Dále je umístěn stator poté, co v něm byly vytvořeny otvory pro připevnění k držáku.

Čepy spočívají na hliníkové desce a poté se přikrývají druhým rotorem, přičemž je umístí magnety dolů.

Proces montáže se provádí opatrně a bez spěchu. Rotory musí být vzájemně vyrovnány, aby později nedošlo k vůli (+)

Pomocí klíče se čepy střídají střídavě, takže horní rotor klesá rovnoměrně a bez trhání na spodní rotor. Když zaujme své místo, čepy se zkroutí a hliníkové desky se odstraní. Na konci je celá konstrukce upevněna maticemi a zřetelně je utáhněte, ale ne příliš těsně, aby nedošlo k přetržení závitu.

Krok 4: Finální instalace hardwaru

Pro stožár berou silnou kovovou trubku dlouhou 4 až 5 metrů a přišroubují generátor, který s ní již byl smontován, ke šroubu. Poté připevní rám pomocí plastových lopatek k generátoru a namontují strukturu stožáru na připravené místo s tříbodovým vyztuženým základem.

Kromě toho je poloha systému fixována napínáním.

Při instalaci větrné turbíny se musí stožár vzít co nejdéle. Musí vytvořit rotor nad nejvyšší strukturou v oblasti. Teprve potom může design pracovat efektivně a produkovat potřebné množství zdrojů

Elektrická síť k větrnému mlýnu je připojena v určitém pořadí. Řídicí jednotka přijímá zdroj z generátoru a převádí střídavý proud na stejnosměrný proud, který je nezbytný k dobití baterie. Může sestavte si sami ovladač podle zjednodušeného schématu.

Baterie akumuluje uvolněnou energii a střídač mění stejnosměrný proud na střídavý proud, který napájí většinu domácích spotřebičů a systémů domácích služeb.

Na našich stránkách je výběr článků o domácí výrobě různých typů větrných generátorů.

Doporučujeme vám seznámit se s:

1. Do-it-yourself vítr generátor z pračky: montážní návod pro větrný mlýn
2. DIY generátor větru z automobilového generátoru: technologie montáže větrného mlýna a analýza chyb
3. Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama: zařízení, princip činnosti + nejlepší domácí výroba

Další zajímavou variantou pro konstrukci vertikálního větrného mlýna může být montáž z odpadních materiálů, přičemž na nákup dalších komponentů se nesmí utratit více než 250 rublů. Nezávislí řemeslníci budou potřebovat kolo kola, dalších 12 paprsků kola, osu od zadního kola kola se třemi maticemi, ocelový pásek, 11 hliníkových desek.

Stále potřebujete 150 nýtů, šrouby M4 s maticemi v počtu 18 kusů, šrouby M6 s maticemi v počtu 3 kusů, 27 větších podložek a 24 malých.

Stručně řečeno, následující galerie předvede montážní kroky:

Následující video tutoriál představí všechny kroky podrobně:

Výběr místa pro větrný generátor

Důležitým krokem je výběr správného místa pro instalaci generátoru větru. Nejlepší je umístit zařízení na otevřený maximální bod a pečlivě sledovat, zda neklesne pod úroveň sousedních obytných a hospodářských budov. V opačném případě se budovy stanou překážkou proudění vzduchu a účinnost jednotky se výrazně sníží.

Pokud místo přejde na řeku nebo jezero, větrný mlýn je umístěn na pobřeží, kde vítr fouká obzvláště často. Ideální poloha pro umístění výšek generátorů dostupných na území nebo velkých prázdných prostorů, které nemají umělé nebo přirozené bariéry pro proudění vzduchu.

Když se rezidenční nemovitost (dům, chata, byt atd.) Nachází ve městě nebo mimo město, ale v místech s hustým rozvojem je větrný komplex umístěn na střechu.

Aby umístili generátor na střechu bytového domu, berou písemný souhlas sousedů a získají oficiální povolení od příslušných úřadů.

Při instalaci vertikálního generátoru na střechu bytového domu je třeba mít na paměti, že jednotka je velmi hlučná a může způsobovat nepohodlí jak majitelům, tak ostatním obyvatelům. Proto je nutné umístit zařízení blíže ke středu střechy, aby majitelé bytů v horních patrech netrpěli hlasitým hukotem vydávaným větrným mlýnem během provozu.

V soukromém domě s velkou zahradou je výběr vhodného místa mnohem snazší. Hlavní věc, kterou je třeba zvážit, je, že struktura se nachází ve vzdálenosti 15–25 metrů od obytných prostor. Zvukové efekty rotujících lopatek pak nikoho neobtěžují.

Vzpřímená údržba

Aby vertikální větrný generátor pracoval efektivně, jasně a co nejefektivněji, musí být všechny pohyblivé části konstrukce namazány. Tento postup se provádí nejméně dvakrát za celý kalendářní rok.

Současně během údržby utáhněte uvolněné matice během provozu, zesílte elektrická připojení, zkontrolujte, zda nejsou mechanické součásti koroze, utáhněte uvolněné napínací kabely a pečlivě zkontrolujte, zda nejsou čepele prasklé nebo poškozené.

V zimě vyžadují vertikální instalace zvláštní péči. Během mrazů jsou čepele pokryty ledovou kůrou a musí být včas vyčištěny tak, aby otáčky točivého momentu byly udržovány na správné úrovni.

Díly jsou malovány podle potřeby a jednou ročně provádějí kompletní prohlídku celé konstrukce z hlediska závad. Tato péče zajišťuje správnou funkci větrné turbíny a prodlužuje její provozní dobu.

Posouzení proveditelnosti instalace

Před zahájením výroby větrného generátoru vertikálního typu studují povětrnostní situaci ve svém regionu a snaží se zjistit, zda jednotka může poskytnout potřebné množství zdroje.

Odborníci doporučují vyhodnotit následující parametry:

• počet větrných dnů - vezměte průměrnou hodnotu za rok, kdy poryv přesahuje 3 m / s;
• množství elektřinyspotřebované denně vlastnictvím domu;
• vhodné místo v soukromém prostoru pro větrné zařízení.

První indikátor je získán z dat získaných na nejbližší meteorologické stanici nebo na internetu na příslušných portálech. Kromě toho jsou kontrolovány tištěnými geografickými publikacemi a vytvářejí úplný obraz o situaci s větrem v jejich regionu.

Statistiky se neberou za jeden rok, ale za 15-20 let, teprve pak budou průměrné hodnoty co nejpřesnější a ukazují, zda generátor dokáže plně uspokojit potřebu elektřiny v domácnosti nebo zda je dostatek energie pouze k uspokojení individuálních potřeb domácnosti.

Pokud má majitel k dispozici velký pozemek na svahu, v blízkosti nábřeží nebo na otevřeném prostranství, nebudou problémy s instalací.

Když se dům nachází v hlubinách vesnice a dvůr je kompaktní a těsně sousedí se sousedními budovami, nebude snadné nainstalovat svislý model větrné turbíny vlastními rukama. Struktura bude muset být zvýšena 3-5 metrů nad zemí a dodatečně zesílena tak, aby nespadla se silným spěchem.

Všechny tyto informace je třeba vzít v úvahu ve fázi plánování, aby bylo zřejmé, zda generátor větru bude schopen plně využívat energii nebo zda jeho role zůstane v rámci pomocného zdroje energie. Je lepší provést výpočet větrného mlýna.

Závěry a užitečné video na toto téma

Video č. 1 ukazuje, jak vyrobit vertikální větrný generátor s rotačním systémem Darier s rukama doma. Video ilustruje funkce a zvědavé nuance procesu montáže. Existuje definice maximálního výkonu vyráběné jednotky:

Jak funguje vertikální větrný generátor a do jaké míry generuje energii, ukáže se video č. 2. Poskytuje podrobný přehled o modulu a popis práce na správném měření skutečného výkonu a dalších parametrů:

Video 3 ukazuje testování provizorního vertikálního typu generátoru větru. Co je to ruční zařízení vyrobené z improvizovaných materiálů schopných:

Takový moderní a praktický zdroj alternativní energie, jako jsou vertikální větrné mlýny, lze snadno sestavit vlastními rukama. Se správnými obchodními zkušenostmi lze každou část vyrobit a všechny součásti pak spojit do jednoho integrálního designu.

Pokud nechcete tento úkol komplikovat, je docela vhodné kupovat hotové komponenty doma, bez spěchu a rozruchu, namontovat spolehlivou větrnou turbínu, která zajistí nepřetržité dodávky elektřiny do obývacího pokoje.

Pokud ve vašich schopnostech není absolutní jistota, je lepší svěřit práci profesionálům. Budou dělat vše velmi rychle a v plném souladu se základními provozními požadavky.

Máte zkušenosti s vytvářením a provozováním větrného generátoru? Prosím, sdílejte informace s našimi čtenáři, navrhněte způsob montáže jednotky. Můžete zanechat komentáře a přidat domácí fotografie do formuláře níže.