Jak zbudować własne łopaty dla generatora wiatrowego: przykłady samodzielnie wykonanych łopat dla turbiny wiatrowej

Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii jest jednym z głównych trendów naszych czasów. Czysta i niedroga energia wiatrowa może być przekształcona w energię elektryczną nawet w domu, jeśli zbudujesz wiatrak i podłączysz go do generatora.

Możesz zbudować ostrza do generatora wiatrowego własnymi rękami ze zwykłych materiałów, bez specjalnego sprzętu. Powiemy Ci, który kształt ostrzy jest bardziej skuteczny, i pomożemy wybrać odpowiedni rysunek dla farmy wiatrowej.

Jak działa prosty generator wiatrowy?

Generator wiatrowy to urządzenie, które pozwala przetwarzać energię wiatru w energię elektryczną.

Zasada jego działania polega na tym, że wiatr obraca łopatki, wprawia w ruch wał, wzdłuż którego obrót wchodzi do generatora poprzez przekładnię, która zwiększa prędkość.

Działanie elektrowni wiatrowej ocenia KIJÓW - współczynnik wykorzystania energii wiatru. Gdy koło wiatrowe obraca się szybko, oddziałuje ono z dużą ilością wiatru, co oznacza, że ​​odbiera mu więcej energii.

Dwa główne typy generatorów wiatrowych są podzielone:

• weterynaryjne;
• pozioma.

Modele zorientowane pionowo są zbudowane w taki sposób, że oś śmigła jest prostopadła do podłoża. Zatem każdy ruch mas powietrza, niezależnie od kierunku, wprawia konstrukcję w ruch.

Taka wszechstronność jest zaletą tego typu wiatraków, ale przegrywają z modelami poziomymi pod względem wydajności i wydajności pracy

Poziomy generator wiatru przypomina wiatrowskaz. Aby ostrza mogły się obracać, konstrukcja musi być obrócona we właściwym kierunku, w zależności od kierunku ruchu powietrza.

Aby kontrolować i rejestrować zmiany w kierunku wiatru, instalowane są specjalne urządzenia.Wydajność przy takim ustawieniu śruby jest znacznie wyższa niż przy orientacji pionowej. W zastosowaniach domowych bardziej racjonalne jest stosowanie generatorów wiatrowych tego typu.

Który kształt ostrza jest optymalny?

Jednym z głównych elementów generatora wiatru jest zestaw łopat.

Istnieje wiele czynników związanych z tymi szczegółami, które wpływają na wydajność wiatraka:

• waga
• rozmiar
• forma;
• materiał
• ilość

Jeśli zdecydujesz się zaprojektować łopaty dla prowizorycznego wiatraka, pamiętaj o uwzględnieniu wszystkich tych parametrów. Niektórzy uważają, że im więcej skrzydeł znajduje się na śrubie generatora, tym więcej energii wiatru można uzyskać. Innymi słowy, im więcej, tym lepiej.

Jest to jednak dalekie od przypadku. Każda pojedyncza część porusza się, pokonując opór powietrza. Tak więc duża liczba ostrzy ślimaka wymaga więcej energii wiatru, aby dokończyć jeden obrót.

Ponadto zbyt wiele szerokich skrzydeł może powodować tworzenie się tak zwanej „kołpaka powietrznego” przed śmigłem, gdy przepływ powietrza nie przechodzi przez turbinę wiatrową, ale się wokół niej wygina.

Forma ma ogromne znaczenie. Szybkość ruchu śruby zależy od tego. Słaby przepływ powoduje zawirowania, które hamują koło wiatrowe.

Najbardziej skuteczny jest generator wiatrowy z jednym ostrzem. Ale zbudowanie i zrównoważenie go samemu jest bardzo trudne. Konstrukcja jest niewiarygodna, choć o wysokiej wydajności. Zgodnie z doświadczeniem wielu użytkowników i producentów wiatraków najbardziej optymalnym modelem są trzy łopatki.

Ciężar ostrza zależy od jego wielkości i materiału, z którego zostanie wykonany. Rozmiar należy starannie dobierać, kierując się wzorami do obliczeń. Obrzeże najlepiej wykonać tak, aby po jednej stronie było zaokrąglenie, a przeciwna strona była ostra

Właściwie dobrany kształt ostrza do generatora wiatrowego jest podstawą jego dobrej pracy.

W przypadku produkcji domowej odpowiednie są następujące opcje:

• typ żeglugi;
• typ skrzydła.

Ostrza typu żeglarskiego są prostymi szerokimi paskami, jak w wiatraku. Ten model jest najbardziej oczywisty i łatwy w produkcji. Jednak jego wydajność jest tak mała, że ​​ta forma praktycznie nie jest stosowana w nowoczesnych generatorach wiatrowych. Wydajność w tym przypadku wynosi około 10-12%.

O wiele bardziej efektywną formą są ostrza o profilu skrzydłowym. W grę wchodzą zasady aerodynamiki, które latają w powietrzu olbrzymimi samolotami. Śruba o takim kształcie jest łatwiejsza do uruchomienia i obraca się szybciej. Przepływ powietrza znacznie zmniejsza opór napotkany przez turbinę wiatrową na swojej drodze.

Prawidłowy profil powinien przypominać skrzydło samolotu. Z jednej strony ostrze ma pogrubienie, az drugiej łagodne nachylenie. Masy powietrza przepływają wokół części tego kształtu bardzo płynnie

Wydajność tego modelu osiąga wartość 30–35%. Dobrą wiadomością jest to, że możesz zbudować skrzydło skrzydłami własnymi rękami, używając minimum narzędzi.Wszystkie podstawowe obliczenia i rysunki można łatwo dostosować do wiatraka i korzystać z darmowej i czystej energii wiatrowej bez ograniczeń.

Z czego wykonane są ostrza w domu?

Materiały, które nadają się do budowy generatora wiatrowego, to przede wszystkim plastik, metale lekkie, drewno i nowoczesne rozwiązanie - włókno szklane. Głównym pytaniem jest, ile pracy i czasu jesteś gotów wydać na budowę wiatraka.

Rury kanalizacyjne z PVC

Najbardziej popularnym i rozpowszechnionym materiałem do produkcji plastikowych ostrzy do generatora wiatrowego jest zwykła rura kanalizacyjna z PVC. W przypadku większości domowych generatorów ze śrubami o średnicy do 2 m wystarczą rury 160 mm.

Zalety tej metody obejmują:

• niska cena;
• dostępność w dowolnym regionie;
• prostota pracy;
• duża liczba schematów i rysunków w Internecie, szerokie doświadczenie użytkowania.

Rury są różne. Jest to znane nie tylko tym, którzy produkują domowe elektrownie wiatrowe, ale wszystkim, którzy napotkali instalację kanalizacji lub systemu zaopatrzenia w wodę. Różnią się grubością, składem, producentem. Rura jest niedroga, więc nie musisz próbować dalej obniżać kosztów wiatraka, oszczędzając na rurach z PCV.

Słaby materiał w plastikowych rurach może powodować pękanie ostrzy podczas pierwszego testu, a cała praca zostanie zmarnowana

Najpierw musisz zdecydować o wzorze. Istnieje wiele opcji, każda forma ma swoje zalety i wady. Być może warto najpierw poeksperymentować przed wycięciem ostatecznej wersji.

Ponieważ cena rur jest niska i można je znaleźć w dowolnym sklepie ze sprzętem, materiał ten jest idealny do pierwszych kroków w modelowaniu ostrzy. Jeśli coś pójdzie nie tak, zawsze możesz kupić kolejną fajkę i spróbować ponownie, portfel nie ucierpi na takich eksperymentach.

Doświadczeni użytkownicy energii wiatrowej zauważyli, że lepiej jest użyć pomarańczowych niż szarych rur, aby wykonać ostrza do generatora wiatrowego. Lepiej zachowują swój kształt, nie zginają się po uformowaniu skrzydeł i służą dłużej

Amatorscy projektanci wolą PCV, ponieważ podczas testu złamane ostrze można wymienić na nowe wykonane w 15 minut na miejscu odpowiednim kawałkiem. Prosty i szybki, a co najważniejsze - niedrogi.

Foto-instrukcja do produkcji łopat wiatraka z rur polimerowych pomoże wizualnie opanować kroki i sekwencję procesu:

Wszystkie etapy przygotowawcze zostały zakończone, teraz ostrza muszą być przymocowane do części obracającej się po wietrze:

Aluminium - cienkie, lekkie i drogie

Aluminium to lekki i wytrzymały metal. Tradycyjnie jest stosowany do produkcji łopat do generatorów wiatrowych. Ze względu na niewielką wagę, jeśli nadasz płycie pożądany kształt, właściwości aerodynamiczne śruby będą na wysokości.

Główne obciążenia wiatraka podczas obrotu mają na celu zginanie i łamanie ostrza. Jeśli plastik podczas takiej pracy szybko pęka i nie działa, możesz liczyć na śrubę aluminiową o wiele dłużej.

Jeśli jednak porównasz rury aluminiowe i PCV, blachy będą nadal cięższe. Przy dużych prędkościach istnieje duże ryzyko uszkodzenia nie samego ostrza, ale śruby w punkcie mocowania

Kolejną wadą części aluminiowych jest złożoność produkcji. Jeśli rura PCV ma wygięcie, które zostanie wykorzystane do nadania aerodynamicznym właściwościom ostrza, wówczas aluminium jest zwykle przyjmowane w postaci arkusza.

Po wycięciu części zgodnie ze wzorem, który sam w sobie jest znacznie bardziej skomplikowany niż praca z tworzywem sztucznym, powstały przedmiot nadal będzie musiał zostać zwinięty i nadany mu prawidłowe wygięcie. W domu i bez narzędzia nie będzie to takie proste.

Zamiast drogiego aluminium można użyć resztek blachy dachowej lub kawałków tektury falistej pozostałych po montażu:

Włókno szklane lub włókno szklane - dla profesjonalistów

Jeśli zdecydujesz się podejść do kwestii świadomego tworzenia ostrza i jesteś gotowy poświęcić mu wiele wysiłku i nerwów, zrobi to włókno szklane. Jeśli wcześniej nie zajmowałeś się generatorami wiatru, rozpoczęcie znajomości modelowania wiatraka z włókna szklanego nie jest dobrym pomysłem. Proces ten wymaga jednak doświadczenia i umiejętności praktycznych.

Ostrze kilku warstw włókna szklanego, połączone klejem epoksydowym, będzie mocne, lekkie i niezawodne. Dzięki dużej powierzchni część jest pusta i prawie nieważka

Do produkcji włókna szklanego jest brany - cienki i trwały materiał, który jest produkowany w rolkach. Oprócz włókna szklanego, klej epoksydowy jest przydatny do mocowania warstw.

Zacznij od utworzenia matrycy. To jest taki przedmiot, który jest formą na przyszłą część.

Matryca może być wykonana z drewna: belek, desek lub kłód. Masywna sylwetka połowy ostrza jest wycinana bezpośrednio z masywu. Inną opcją jest plastikowa forma

Bardzo trudno jest zrobić blank na własną rękę, musisz mieć gotowy model ostrza wykonanego z drewna lub innego materiału na twoich oczach, a dopiero potem wycina się matrycę dla części z tego modelu. Takie matryce wymagają co najmniej 2. Ale po jednokrotnie udanym kształcie można z niego korzystać wiele razy, a tym samym zbudować więcej niż jeden wiatrak.

Dno formy jest dokładnie nasmarowane woskiem. Odbywa się to tak, że gotowe ostrze można później łatwo usunąć. Ułóż warstwę włókna szklanego, pokryj klejem epoksydowym. Proces powtarza się kilka razy, aż obrabiany przedmiot osiągnie pożądaną grubość.

Następnie klej powinien wyschnąć. Niektórzy zalecają umieszczenie formy w worku próżniowym i pompowanie powietrza. Dzięki temu klej lepiej wnika we wszystkie warstwy włókna szklanego, nie pozostawiając zaimpregnowanych obszarów

Po wyschnięciu kleju epoksydowego połowa części jest ostrożnie usuwana z matrycy. Zrób to samo z drugą połową. Części są sklejone ze sobą, tworząc pustą część objętościową. Lekkie, trwałe, aerodynamiczne ostrze z włókna szklanego jest szczytem doskonałości dla miłośników farm wiatrowych.

Jego główną wadą jest trudność z wdrożeniem pomysłu i duża ilość małżeństwa, dopóki nie zostanie uzyskana idealna matryca, a algorytm tworzenia nie zostanie dopracowany.

Tani i wesoły: drewniana część koła wiatrowego

Drewniane ostrze jest staromodną metodą, łatwą do wdrożenia, ale nieskuteczną przy dzisiejszym poziomie zużycia energii elektrycznej. Możesz wykonać detal z litej deski z jasnego drewna, takiej jak sosna. Ważne jest, aby wybrać dobrze wysuszony drewniany blank.

Jeśli drzewo jest wilgotne, podczas suszenia śruba może „prowadzić” i ulega deformacji. A waga mokrego drzewa jest znacznie wyższa niż sucha

Konieczne jest wybranie odpowiedniego kształtu, ale należy wziąć pod uwagę fakt, że drewniane ostrze nie będzie cienką płytą, taką jak aluminium lub plastik, ale trójwymiarową strukturą. Dlatego, nadając przedmiotowi mały kształt, musisz zrozumieć zasady aerodynamiki i wyobrazić sobie kształt ostrza we wszystkich trzech wymiarach.

Ostateczny wygląd drzewa będzie miał płaszczyznę, najlepiej elektryczną. Aby zapewnić trwałość, drewno jest impregnowane antyseptycznym lakierem ochronnym lub farbą.

Główną wadą tej konstrukcji jest duży ciężar śruby. Aby poruszyć ten kolos, wiatr musi być wystarczająco silny, co w zasadzie jest trudne. Drewno jest jednak dostępnym materiałem. Deski odpowiednie do stworzenia śruby turbiny wiatrowej można znaleźć na twoim podwórku, nie wydając ani grosza. I to jest główna zaleta drewna w tym przypadku.

Wydajność drewnianego ostrza dąży do zera. Z reguły czas i wysiłek włożony w stworzenie takiego wiatraka nie jest wart wyniku, wyrażonego w watach. Jednak jako model treningowy lub kopia próbna drewniana część jest właściwym miejscem. A wiatrowskaz z drewnianymi ostrzami wygląda spektakularnie na stronie.

Poniższy wybór zdjęć przedstawi etapy tworzenia wiatraka z ostrzami wyciętymi ze sklejki:

Część robocza jest gotowa i przetestowana pod względem operacyjnym, co oznacza, że ​​pozostaje tylko pomalować i przymocować ją do masztu:

Rysunki i przykłady ostrzy

Bardzo trudno jest dokonać prawidłowego obliczenia śruby generatora wiatrowego, nie znając głównych parametrów wyświetlanych we wzorze, a także nie mając pojęcia, jak te parametry wpływają na działanie turbiny wiatrowej.

Lepiej nie marnować czasu, jeśli nie chcesz zagłębiać się w podstawy aerodynamiki. Gotowe plany ze wstępnie ustawionymi wskaźnikami pomogą wybrać odpowiednie ostrze dla farmy wiatrowej.

Rysunek łopaty dla śmigła z dwoma łopatami. Wykonany jest z rury kanalizacyjnej o średnicy 110. Średnica śruby turbiny wiatrowej w tych obliczeniach wynosi 1 m

Tak mały generator wiatrowy nie będzie w stanie zapewnić ci dużej mocy. Najprawdopodobniej z tego projektu nie można wycisnąć więcej niż 50 watów. Jednak dwułopatowe śmigło wykonane z lekkiej i cienkiej rury PCV zapewni dużą prędkość obrotową i zapewni działanie wiatraka nawet przy słabym wietrze.

Rysunek łopaty dla trzyłopatowego śmigła generatora wiatrowego z rury o średnicy 160 mm. Szacowana prędkość w tej wersji wynosi 5 przy wietrze 5 m / s

Trójłopatowe śmigło o takim kształcie można zastosować do mocniejszych jednostek, około 150 W przy 12 V. Średnica całego śmigła w tym modelu sięga 1,5 m. Koło wiatrowe szybko się obraca i łatwo zaczyna się poruszać. Trójskrzydłowe wiatraki są najczęściej spotykane w elektrowniach domowych.

Rysunek domowego ostrza dla 5-łopatowego śmigła generatora wiatrowego. Wykonany jest z rury PVC o średnicy 160 mm. Szacowana prędkość - 4

Taki śmigło z pięcioma łopatkami może wytwarzać do 225 obrotów na minutę przy projektowej prędkości wiatru 5 m / s. Aby zbudować ostrze zgodnie z proponowanymi rysunkami, musisz przenieść współrzędne każdego punktu z kolumn „Przednie / tylne współrzędne wzoru” na powierzchnię plastikowej rury kanalizacyjnej.

Zgodnie z poniższą tabelą możesz obliczyć średnicę wiatraka za pomocą 2-16 łopat. W takim przypadku możesz wybrać rozmiar, biorąc pod uwagę pożądaną moc wyjściową.

Tabela pokazuje, że im więcej skrzydeł ma generator wiatru, tym mniejsza musi być ich długość, aby uzyskać prąd o tej samej mocy

Jak pokazuje praktyka, serwisowanie generatora wiatrowego o średnicy większej niż 2 metry jest dość trudne. Jeśli, zgodnie z tabelą, potrzebujesz większego wiatraka, rozważ zwiększenie liczby łopat.

Z zasadami i zasadami obliczanie generatora wiatrowego Przedstawia artykuł, który krok po kroku opisuje proces przetwarzania danych.

Wykonywanie równoważenia turbin wiatrowych

Równoważenie łopat generatora wiatrowego pomoże uczynić jego działanie tak wydajnym, jak to możliwe. Aby zachować równowagę, musisz znaleźć pomieszczenie, w którym nie ma wiatru ani przeciągu. Oczywiście dla koła o średnicy większej niż 2 m trudno będzie znaleźć takie pomieszczenie.

Ostrza są montowane w gotową konstrukcję i instalowane w pozycji roboczej. Oś powinna być umieszczona ściśle poziomo, poziomo. Płaszczyzna, w której śruba będzie się obracać, musi być ustawiona ściśle pionowo, prostopadle do osi i poziomu podłoża.

Śruba, która się nie porusza, musi zostać obrócona o 360 / x stopni, gdzie x = liczba ostrzy. Idealnie zrównoważony wiatrak nie będzie odchylał się o 1 stopień, ale pozostanie nieruchomy. Jeśli ostrze obróciło się pod własnym ciężarem, należy go nieco skorygować, zmniejszyć ciężar z jednej strony, wyeliminować odchylenie od osi.

Proces powtarza się, aż śruba będzie całkowicie nieruchoma w dowolnej pozycji. Ważne jest, aby podczas równoważenia nie było wiatru. Może to zniekształcić wyniki testu.

Ważne jest również, aby wszystkie części obracały się ściśle w tej samej płaszczyźnie.Aby sprawdzić w odległości 2 mm po obu stronach jednego z ostrzy, ustaw płytkę kontrolną. Podczas ruchu żadna część śruby nie powinna dotykać płytki.

Aby uruchomić generator wiatrowy z produkowanymi łopatami, konieczne będzie zmontowanie systemu, który gromadzi otrzymaną energię, oszczędza ją i przekazuje odbiorcy. Jednym z elementów systemu jest kontroler. Jak to zrobić kontroler wiatrakadowiesz się, czytając nasz zalecany artykuł.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zbudowanie wiatraka własnymi rękami z improwizowanych materiałów jest całkiem możliwe. Jeśli zaczniesz od prostszych modeli, pierwsza próba prawdopodobnie się powiedzie. Dzięki doświadczeniu podejmuj bardziej złożone pomysły, aby uzyskać najbardziej wydajny i wydajny generator wiatrowy.

Wideo nr 1. Jak zrobić wiatrak z rur PVC:

Wideo nr 2. DIY generator wiatrowy:

Wideo nr 3. Wiatrak ze stali ocynkowanej:

Jeśli chcesz korzystać z czystej i bezpiecznej energii wiatrowej na potrzeby gospodarstwa domowego i nie planujesz wydawać dużych pieniędzy na zakup drogiego sprzętu, dobrym pomysłem byłyby domowe ostrza wykonane ze zwykłych materiałów. Nie bój się eksperymentów, a będziesz mógł dalej ulepszać istniejące modele śmigieł wiatraka.

Czy chcesz powiedzieć, jak osobiście wykonałeś ostrza do wiatraka, który dostarcza energię elektryczną do kraju? Czy chcesz podzielić się użytecznymi informacjami z odwiedzającymi witrynę lub zadać pytanie? Proszę pisać komentarze w bloku poniżej.