Zrób to sam pionowy generator wiatru: jak zmontować turbinę wiatrową z pionową osią obrotu

Wiatr ma niesamowite możliwości energetyczne. Niewykorzystanie jego potężnego potencjału należy bezpiecznie uznać za nieracjonalne odpady. Ale możesz łatwo zbudować pionowy generator wiatrowy własnymi rękami i otrzymać praktycznie bezpłatną energię na pokrycie potrzeb domowych. To całkiem realne, zgadzasz się?

Prezentowany artykuł pomoże szczegółowo zrozumieć złożony problem techniczny. Usystematyzowane, dostępne informacje przedstawione z wielką szczegółowością wyjaśniają zasadę działania popularnych systemów przetwarzających energię mas powietrza na energię elektryczną.

Bez wątpienia zachwyci Cię pomysł stworzenia wiatraka, którego specyfikę montażu opisano w artykule. Przebadaliśmy szczegółowo różne typy pionowych generatorów wiatrowych, dotknęliśmy ich różnic, zalet i wad. Część tekstową materiału doskonale uzupełniają zdjęcia i instrukcje wideo.

Korzyści i zasada działania wiatraków

Nowoczesny generator pionowy - jedna z opcji alternatywna energia dla domu. Jednostka jest w stanie przekształcić podmuchy wiatru w zasoby energii. Do poprawnego działania nie potrzeba dodatkowych urządzeń, które określają kierunek wiatru.

Generator wiatrowy typu obrotowego jest bardzo łatwy do wykonania własnymi rękami. Oczywiście nie będzie on w stanie całkowicie przejąć prywatnego dużego domku z energią, ale doskonale poradzi sobie z oświetleniem budynków gospodarczych, ścieżek ogrodowych i przyległego domu

Urządzenie typu pionowego działa na małej wysokości.Do jego konserwacji nie są potrzebne różne urządzenia zapewniające bezpieczne prowadzenie prac naprawczych i konserwacyjnych na dużych wysokościach.

Minimalna liczba ruchomych części sprawia, że ​​turbina wiatrowa jest bardziej niezawodna i stabilna operacyjnie. Optymalny profil łopatek i oryginalny kształt wirnika zapewniają agregatowi wysoki poziom wydajności, niezależnie od kierunku, w którym wiatr wieje w danym momencie.

Małe modele domowe składają się z trzech lub więcej lekkich ostrzy, natychmiast wychwytują najsłabszy podmuch i zaczynają się obracać, gdy tylko siła wiatru przekroczy 1,5 m / s. Dzięki tej zdolności ich wydajność często przewyższa wydajność dużych roślin wymagających silniejszego wiatru.

Generator działa absolutnie cicho, nie ingeruje w właścicieli i sąsiadów, nie wytwarza szkodliwych emisji do atmosfery i służy niezawodnie przez wiele lat, dokładnie dostarczając energię do pomieszczeń mieszkalnych.

Pionowy generator napędzany wiatrem działa na zasadzie lewitacji magnetycznej. Podczas obrotu turbin generowane są siły pulsujące i podnoszące, a także rzeczywista siła hamowania. Pierwsze dwa obracają ostrza urządzenia. Ta czynność aktywuje wirnik i wytwarza pole magnetyczne, które wytwarza elektryczność.

Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu nie jest gorsza od swoich poziomych odpowiedników. Ponadto nie rości sobie żadnych praw do lokalizacji terytorialnej i działa w prawie każdym miejscu dogodnym dla właścicieli domów

Urządzenie działa całkowicie niezależnie i nie wymaga interwencji hosta w tym procesie.

Klasyfikacja generatora pionowego

Istnieje pewna różnica strukturalna między pułapkami wiatrowymi typu pionowego. Nie czyni to jednostek lepszymi ani gorszymi, ale po prostu pozwala wybrać najwygodniejszą opcję wykonywania określonych zadań w określonym obszarze.

# 1: Funkcje układów ortogonalnych

Strukturalnie, ortogonalny generator wiatru składa się z silnej osi obrotu pionowego i kilku równoległych ostrzy oddalonych od środkowej podstawy w pewnej odległości.

Urządzenie nie potrzebuje dodatkowych mechanizmów prowadzących i działa normalnie, niezależnie od kierunku wiatru. Umieszczony pionowo wał główny umożliwia umieszczenie napędu na poziomie gruntu, co znacznie ułatwia obsługę, naprawę i konserwację.

Węzły odniesienia generatora ortogonalnego mają niezbyt wysoką żywotność. Wynika to z wysokich obciążeń dynamicznych wywieranych na wirnik podczas pracy. Aby instalacja nie zawiodła przedwcześnie, wszystkie części nośne muszą być regularnie sprawdzane i terminowo wymieniane uszkodzone na nowe.

Wady urządzeń ortogonalnych obejmują zbyt masywny system ostrzy i niską wydajność w porównaniu do wydajności modułów osi poziomej.

Najprostszą turbinę wiatrową do zasilania odbiorców o niskiej mocy można złożyć z gotowych elementów:

# 2: Generatory wirników Daria

Generator wiatrowy wyposażony w wirnik Dariera ma pionową oś obrotu i 2-3 płaskie łopatki bez charakterystycznego profilu aerodynamicznego, zamocowane u podstawy i u góry osi obrotu.

Jednostka w swojej pracy nie koncentruje się na sile lub kierunku wiatru, ma dużą prędkość obrotową i umożliwia lokalizację urządzeń napędowych na ziemi, co ułatwia i przyspiesza proces planowej konserwacji i ewentualnych napraw.

Zespoły prądotwórcze z dwoma ostrzami i wirnikiem Dariera są aktywowane tylko silnym podmuchem wiatru. Przy równomiernie działającym strumieniu nie mogą rozpocząć się samodzielnie

Wspierające i obracające się elementy urządzenia z wirnikiem Dariera są wrażliwe na zwiększone obciążenia dynamiczne, a wydajność systemu łopatek jest pod wieloma względami gorsza niż osiowe instalacje poziome.

# 3: Savonius Rotor Units

Pionowa turbina wiatrowa z wirnikiem Savonius ma półcylindryczny system łopat i różni się od podobnych instalacji wysokim momentem rozruchowym i zdolnością do efektywnej pracy przy niskich prędkościach wiatru.

Moc pionowych generatorów wiatrowych dostępnych na rynku z rotorem Savonius nie przekracza 5 kW. Urządzenia rzadko są używane jako niezależne jednostki robocze i najczęściej są używane do tworzenia wyższego momentu rozruchowego dla jednostek obrotowych Dariera

Kompleks pionowy z rotorem Savonius ma wyrzuty ze względu na zwiększone zużycie materiału i niższą wydajność w porównaniu do generatorów wiatrowych o poziomej osi. Dlatego wprowadzenie na rynek urządzeń dużej mocy tej klasy jest uważane za niewskazane.

Poniższy wybór zdjęć zapozna Cię z etapami tworzenia wiatraka Savonius:

Wszystkie szczegóły tego modelu wiatraka Savonius, z wyjątkiem generatora przy 3200 obr./min i 24 V, są wykonywane ręcznie.

# 4: Turbina wiatrowa z wirnikiem wielopłatkowym i prowadnicą

Ten typ instrumentu jest ulepszoną wersją klasycznego ortogonalnego generatora wiatrowego. Zespół wirników składa się z łopatek rozmieszczonych w dwóch rzędach.

Zewnętrzna płatowa warstwa pozostaje statyczna i działa jak łopatka prowadząca. Przechwytuje strumień wiatru, przechwytuje go, kompresuje i w ten sposób znacznie zwiększa rzeczywistą prędkość wiatru.

Wewnętrzny rząd ostrzy jest ruchomą konstrukcją, na którą przepływ powietrza z pierwszej instalacji obrotowej spada pod pewnym kątem.

Wydajność generatora wiatrowego z wirnikiem wielopłatkowym z układem prowadzącym czyni to urządzenie szczególnie atrakcyjnym dla konsumentów. Jednak koszt takiego sprzętu jest dość wysoki i opłaca się nieco dłużej niż podobne urządzenia o prostszej konfiguracji

Eksperci nazywają ten typ urządzenia najbardziej wydajnym w swojej klasie i podkreślają, że specyficzna konstrukcja pozwala mu pracować nawet przy najniższych możliwych prędkościach wiatru.

# 5: Charakterystyka urządzeń z wirnikiem helikoidalnym

Helikoidalna turbina wiatrowa lub generator Gorlova to kolejna modyfikacja tradycyjnego ortogonalnego układu wirników. Ostrza modelu są skręcone w łuku. Ta funkcja konstrukcyjna umożliwia szybkie wychwycenie przepływu powietrza i płynne obracanie bez szarpania.

Ta zasada działania znacznie zmniejsza obciążenie dynamiczne bazy i ruchome węzły, zwiększając w ten sposób ich żywotność.

Maszyny wirnikowe typu helikoidalnego są bardzo niezawodne i łatwo wytrzymują znaczne obciążenia operacyjne. Jednak podczas pracy takie wiatraki wytwarzają wyraźne efekty hałasu i wytwarzają dodatkowe fale dźwiękowe znajdujące się w obszarze fal krótkich widma dźwięku

Wirujące łopaty wirnika do helikoidalnego wiatraka są wykonane przy użyciu bardzo postępowej, ale złożonej technologii. Z tego powodu urządzenia mają dość wysoki koszt i nie są popularne wśród konsumentów prywatnych.

# 6: Charakterystyka wirników osi pionowej

Główną różnicą między pionowym generatorem osiowym są jego pionowo ustawione ostrza, przypominające profil skrzydła samolotu, którego oś jest wyraźnie równoległa do pionowego wału. Konstrukcja przypomina nieco wirnik Dariera, ale w warunkach produkcyjnych jest znacznie szybszy i łatwiejszy.

Generator z pionowo-osiowym wirnikiem jest znacznie szybszy niż podobne urządzenia tej klasy, zyskuje prędkość roboczą i zaczyna wytwarzać wymaganą energię. Procesowi towarzyszy niewielki efekt dźwiękowy i nie przeszkadza właścicielom instalacji ani sąsiadom.

Turbiny wiatrowe z wirnikiem typu pionowo-osiowego są niezawodne i trwałe, łatwo wytrzymują znaczne obciążenia operacyjne i nie kosztują zbyt dużo pieniędzy. Te cechy sprawiają, że są one odpowiednie do stosowania nie tylko w przemyśle, ale także do celów domowych.

Funkcje wyboru generatorów wiatrowych do prywatnego domu oraz przegląd najlepszych ofert przedstawiono w ten artykuł.

Ręcznie wykonany wiatrak

Stworzenie generatora wiatru o pionowej osi obrotu w domu własnymi rękami nie jest zbyt trudne. Wystarczy kupić wymagane części składowe, złożyć je we właściwej kolejności i zainstalować moduł w wybranym miejscu. Gdy tylko pojawi się minimalna bryza, produkt zacznie działać i zacznie dostarczać właścicielom niezbędną energię.

Krok 1: Zakup komponentów i materiałów

Aby stworzyć pionowy generator wiatru własnymi rękami, potrzebujesz takich komponentów:

• wirnik - ruchoma część urządzenia:
• ostrza - części wychwytujące wiatr;
• maszt osiowy - do mocowania wirnika i ostrzy (może przybrać formę długiego bieguna, piramidy lub statywu);
• stojan - Przeznaczony do umieszczenia cewki za pomocą wytrzymałego drutu miedzianego;
• bateria - pojemna zdolność do gromadzenia otrzymanego zasobu;
• falownik - urządzenie do przetwarzania prądu stałego na prąd przemienny;
• kontroler - urządzenie hamujące generator, w chwili gdy jednostka wytwarza rzeczywistą moc, która przekracza poziom podstawowy.

Do produkcji ostrzy nadaje się lekki arkusz z tworzywa sztucznego o dobrym wskaźniku elastyczności. Inne rodzaje materiałów są zbyt podatne na różne uszkodzenia i deformacje i po prostu nie są w stanie poradzić sobie z tak dużym obciążeniem dynamicznym.

Wykonując urządzenie samemu, należy pamiętać, że pionowe wiatraki do majsterkowania są znacznie gorsze w porównaniu do próbek fabrycznych. Dlatego, aby nie być rozczarowanym tworzonym projektem w przyszłości, lepiej jest natychmiast zrobić to pod względem parametrów, które są 2 razy wyższe niż to konieczne

Małe ostrza mogą być wykonane z PCV o średniej gęstości, a dla dużych, szerokich części potrzebujesz najbardziej wytrzymałego materiału, który będzie w stanie wytrzymać silny wiatr wiejący z prędkością 15 m / s i dłużej przez długi czas.

Krok 2: Przygotowanie elementów

Dla tworzenie ostrzy 4 pionowe części są wycięte z pionowego generatora wiatrowego z rury PVC o wysokiej wytrzymałości. Dwa półkoliste fragmenty są wycinane z cyny i mocowane po każdej stronie rury. Promień obrotu części ostrza w tym przypadku wyniesie 690 mm, a wysokość każdego ostrza wyniesie około 700 mm.

Aby zmontować układ wirnika, pobierane są magnesy neodymowe (6 szt.), Dyski ferrytowe o średnicy 230 mm (2 szt.) I klej. Magnesy są umieszczane na pierwszym dysku, naprzemiennie w polaryzacji i obserwując między sobą kąt 60 stopni o średnicy 165 mm. Drugi dysk jest wykonany w ten sam sposób, a następnie magnesy są wypełnione klejem.

Do stojana przygotowuje się 9 cewek i na każdym z nich uzwojonych jest 60 zwojów drutu miedzianego o średnicy 1 mm.

Kolejna przyczepność występuje w następującej kolejności:

• początek 1 cewki z końcem 4;
• zacznij 4 od końca 7 cewki.

Druga faza jest zbierana zgodnie z tą samą zasadą, ale zaczynają pracować z 2 cewkami, a trzecia z 3 cewkami. Specjalny kształt wykonany jest z blachy ze sklejki, spód wyłożony jest kawałkiem włókna szklanego, a na nim umieszczone są fazy lutowane z cewek.

Wypełnij konstrukcję klejem i pozostaw na 1-2 dni, aby wszystkie szczegóły zostały zajęte i zajęły właściwe miejsca. Następnie łączą poszczególne części w jeden działający system.

Krok 3: Montaż wszystkich części generatora

Aby połączyć wszystkie elementy generatora w górnym wirniku, wykonuje się 4 otwory na kołki. Dolny wirnik jest umieszczony magnesy na wsporniku. Następnie umieszczany jest stojan, po wykonaniu w nim otworów do zamocowania na wsporniku.

Kołki spoczywają na aluminiowej płycie, a następnie przykrywają drugim wirnikiem, umieszczając go magnesami w dół.

Proces montażu odbywa się ostrożnie i bez pośpiechu. Wirniki muszą być wyrównane względem siebie, aby później w projekcie nie było luzu (+)

Za pomocą klucza kołki obraca się naprzemiennie, tak aby górny wirnik opuścił się na dolny równomiernie i bez szarpnięcia. Kiedy zajmuje swoje miejsce, kołki są skręcane, a aluminiowe płyty są usuwane. Na koniec cała konstrukcja jest przymocowana za pomocą nakrętek i dokręć je wyraźnie, ale nie za mocno, aby nie złamać nici.

Krok 4: Ostateczna instalacja sprzętu

W przypadku masztu zabierają mocną metalową rurę o długości 4-5 metrów i przykręcają już zmontowany generator do śruby. Następnie mocują ramę z plastikowymi ostrzami do generatora i instalują konstrukcję masztu w przygotowanym miejscu z trzypunktowym wzmocnionym fundamentem.

Dodatkowo położenie systemu jest ustalane za pomocą odcinka.

Podczas instalowania turbiny wiatrowej maszt należy zabrać tak długo, jak to możliwe. Musi wykonać wirnik powyżej najwyższej konstrukcji w okolicy. Tylko wtedy projekt może działać skutecznie i generować wymaganą ilość zasobów

Sieć elektryczna do wiatraka jest podłączona w określonej kolejności. Sterownik otrzymuje zasoby z generatora i przekształca prąd przemienny w prąd stały, który jest niezbędny do naładowania akumulatora. Can samodzielnie zmontuj kontroler zgodnie z uproszczonym schematem.

Akumulator gromadzi uwolnioną energię, a falownik zamienia prąd stały w prąd przemienny, który zasila większość urządzeń gospodarstwa domowego i domowych systemów serwisowych.

Na naszej stronie znajduje się wybór artykułów na temat domowej produkcji różnych rodzajów generatorów wiatrowych.

Radzimy zapoznać się z:

1. Generator wiatrowy zrób to sam z pralki: instrukcja montażu wiatraka
2. Generator wiatrowy DIY z generatora samochodowego: technologia montażu wiatraka i analiza błędów
3. Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami: urządzenie, zasada działania + najlepsze domowe

Inną interesującą opcję budowy wiatraka pionowego można złożyć z odpadów, wydając nie więcej niż 250 rubli na zakup dodatkowych komponentów. Niezależni rzemieślnicy będą potrzebować koła rowerowego, kolejnych 12 szprych rowerowych, osi z tylnego koła rowerowego z trzema nakrętkami, stalowego paska, 11 aluminiowych płyt.

Nadal potrzebuję 150 nitów, śrub M4 z nakrętkami w ilości 18 sztuk, śrub M6 z nakrętkami w ilości 3 sztuk, 27 większych podkładek i 24 małych.

W skrócie, następująca galeria pokazuje etapy montażu:

Poniższy samouczek wideo szczegółowo przedstawi wszystkie kroki:

Wybór miejsca na generator wiatrowy

Ważnym krokiem jest wybór odpowiedniego miejsca do zainstalowania generatora wiatrowego. Najlepiej jest umieścić urządzenie w otwartym punkcie maksymalnym i uważnie monitorować, czy nie spadnie poniżej poziomu sąsiednich budynków mieszkalnych i gospodarczych. W przeciwnym razie budynki staną się przeszkodą w przepływie powietrza, a wydajność urządzenia znacznie spadnie.

Jeśli strona trafi do rzeki lub jeziora, wiatrak jest umieszczony na brzegu, gdzie wiatry wieją szczególnie często. Idealnie zlokalizowany do lokalizacji elewacji generatora dostępnych na terytorium lub dużych pustych przestrzeni, które nie mają sztucznych ani naturalnych barier dla przepływu powietrza.

Gdy nieruchomość mieszkalna (dom, domek, mieszkanie itp.) Znajduje się w mieście lub poza miastem, ale w miejscach gęsto zabudowanych, kompleks energii wiatrowej kładzie się na dachu.

Aby umieścić generator na dachu budynku mieszkalnego, przyjmują pisemną zgodę sąsiadów i otrzymują oficjalne pozwolenie od odpowiednich władz.

Podczas instalowania pionowego generatora na dachu budynku mieszkalnego należy pamiętać, że jednostka jest dość głośna i może powodować niedogodności zarówno dla właścicieli, jak i innych mieszkańców. Dlatego należy ustawić urządzenie bliżej środka dachu, aby właściciele mieszkań na wyższych piętrach nie cierpieli z powodu głośnego szumu emitowanego przez wiatrak podczas pracy

W prywatnym domu z dużym ogrodem wybór odpowiedniego miejsca jest znacznie łatwiejszy. Najważniejszą rzeczą do rozważenia jest to, że konstrukcja znajduje się w odległości 15-25 metrów od pomieszczeń mieszkalnych. Wtedy efekty dźwiękowe obracających się ostrzy nikomu nie przeszkadzają.

Konserwacja w pozycji pionowej

Aby pionowy generator wiatru działał wydajnie, wyraźnie i tak skutecznie, jak to możliwe, wszystkie ruchome części konstrukcji muszą być nasmarowane. Taka procedura jest przeprowadzana co najmniej 2 razy przez cały rok kalendarzowy.

Jednocześnie podczas konserwacji dokręć luźno nakrętki podczas pracy, wzmocnij połączenia elektryczne, sprawdź elementy mechaniczne pod kątem korozji, dokręć luźne kable napinające i dokładnie sprawdź ostrza pod kątem pęknięcia lub uszkodzenia.

Zimą instalacje pionowe wymagają szczególnej uwagi. Podczas mrozów łopatki są pokryte lodową skorupą i muszą być czyszczone w odpowiednim czasie, aby prędkość obrotowa była utrzymywana na odpowiednim poziomie

Części są malowane w razie potrzeby i raz w roku przeprowadzają pełne badanie całej konstrukcji pod kątem wadliwego działania. Taka opieka zapewnia prawidłowe działanie turbiny wiatrowej i wydłuża jej okres eksploatacji.

Ocena wykonalności instalacji

Przed przystąpieniem do produkcji pionowego generatora wiatrowego badają sytuację pogodową w swoim regionie i próbują ustalić, czy jednostka może zapewnić niezbędną ilość zasobów.

Eksperci zalecają ocenę następujących parametrów:

• liczba wietrznych dni - przyjąć średnią wartość dla roku, w którym podmuch przekracza 3 m / s;
• ilość energii elektrycznejspożywane dziennie przez właściciela domu;
• odpowiednie miejsce w prywatnym obszarze dla urządzeń wiatrowych.

Pierwszy wskaźnik uczy się na podstawie danych uzyskanych z najbliższej stacji pogodowej lub znalezionych w Internecie na odpowiednich portalach. Dodatkowo są sprawdzane za pomocą drukowanych publikacji geograficznych i tworzą pełny obraz sytuacji z wiatrem w ich regionie.

Statystyki są pobierane nie za rok, ale za 15-20 lat, tylko wtedy średnie liczby będą tak poprawne, jak to możliwe i pokażą, czy generator może w pełni zaspokoić zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną, czy też wystarczy mocy tylko do zaspokojenia indywidualnych potrzeb gospodarstwa domowego.

Jeśli właściciel ma do dyspozycji dużą działkę położoną na zboczu, w pobliżu brzegu rzeki lub na otwartej przestrzeni, nie będzie problemów z instalacją.

Kiedy dom znajduje się w głębi wioski, a podwórko jest zwarte i ściśle przylega do sąsiednich budynków, zainstalowanie pionowego modelu turbiny wiatrowej własnymi rękami nie będzie łatwe. Konstrukcja będzie musiała zostać podniesiona 3-5 metrów nad ziemią i dodatkowo wzmocniona, aby nie spadła z silnym pośpiechem.

Wszystkie te informacje należy wziąć pod uwagę na etapie planowania, aby stało się jasne, czy generator wiatrowy będzie w stanie przyjąć pełne zaopatrzenie w energię, czy też jego rola pozostanie w ramach pomocniczego źródła energii. Lepiej to przeprowadzić obliczanie wiatraka.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film nr 1 pokazuje, jak zrobić pionowy generator wiatrowy z systemem obrotowym Dariera własnymi rękami w domu. Film pokazuje cechy i ciekawe niuanse procesu montażu. Istnieje definicja maksymalnej mocy wytwarzanego urządzenia:

Jak działa pionowy generator wiatru i do jakiego stopnia generuje energię, wideo # 2 pokaże. Zawiera szczegółowy przegląd modułu i opis pracy nad poprawnym pomiarem rzeczywistej mocy i innych parametrów:

Film 3 pokazuje testowanie prowizorycznego generatora wiatrowego typu pionowego. Co to jest urządzenie wykonane ręcznie z improwizowanych materiałów, które może:

Tak nowoczesne i praktyczne źródło energii alternatywnej, jak pionowe wiatraki, jest łatwe do złożenia własnymi rękami. Przy odpowiednim doświadczeniu biznesowym każda część może być wyprodukowana, a następnie wszystkie komponenty połączone w jedną, integralną konstrukcję.

Jeśli nie chcesz komplikować zadania, całkiem dobrze jest kupić gotowe elementy w domu, bez pośpiechu i zamieszania, aby zamontować niezawodną turbinę wiatrową, która może zapewnić nieprzerwane dostawy energii elektrycznej do salonu.

Kiedy nie masz absolutnej pewności co do swoich umiejętności, lepiej powierzyć pracę profesjonalistom. Zrobią wszystko bardzo szybko iw pełnej zgodności z podstawowymi wymaganiami operacyjnymi.

Masz doświadczenie w budowie i obsłudze generatora wiatrowego? Podziel się informacjami z naszymi czytelnikami, zasugeruj swój sposób montażu urządzenia. Możesz zostawić komentarz i dodać domowe zdjęcia w poniższym formularzu.