Ako postaviť čepele pre veterný generátor vlastnými rukami: príklady vlastných čepelí pre veterný mlyn

Základné konštrukčné prvky

Napriek širokej škále veterných turbín a spôsobov ich výroby, všetky pozostávajú z rovnakých konštrukčných prvkov.

veterné koleso

Lopatky sú považované za jeden z najdôležitejších prvkov veternej turbíny. Ich konštrukcia ovplyvňuje činnosť ostatných komponentov generátora. Na výrobu čepelí sa používajú rôzne materiály.

Pred výrobou musíte vypočítať dĺžku čepele. Ak sa rúra odoberá na výrobu, jej priemer musí byť najmenej 20 cm s plánovanou dĺžkou čepele 1 meter. Ďalej sa rúra rozreže na 4 časti pomocou skladačky.Z jednej časti sa vyrába šablóna, podľa ktorej sa vyrežú zvyšné čepele. Potom sú zostavené na spoločnom disku a celá konštrukcia je upevnená na hriadeli generátora. Zostavené veterné koleso musí byť vyvážené. Vyvažovanie sa musí vykonávať v miestnosti chránenej pred vetrom. Ak je operácia vykonaná správne, koleso sa nebude samovoľne otáčať. V prípade samovoľného otáčania lopatiek dochádza k ich podkopávaniu, kým nie je celá konštrukcia v rovnováhe. Na samom konci sa kontroluje presnosť otáčania lopatiek. Mali by sa otáčať v rovnakej rovine bez akýchkoľvek deformácií. Prípustná chyba je 2 mm.

Stožiar

Ďalším konštrukčným prvkom veternej turbíny je stožiar. Najčastejšie sa vyrába zo starého vodovodného potrubia, ktorého priemer by nemal byť 15 cm, ale dĺžka by mala byť do 7 metrov. Ak sa v okruhu 30 metrov od plánovaného miesta inštalácie nachádzajú nejaké stavby alebo budovy, v tomto prípade sa výška stožiara zväčší.

Aby celá inštalácia fungovala čo najefektívnejšie, lopatkové koleso sa dvíha nad okolité prekážky aspoň o 1 meter. Po inštalácii sa základňa stožiara a kolíky na upevnenie kotevných drôtov zalejú betónom. Ako predĺženie sa odporúča použiť pozinkovaný kábel s priemerom 6 mm.

Generátor

Pre veternú turbínu môžete použiť akýkoľvek autogenerátor, najlepšie s vyšším výkonom. Všetky majú rovnaký dizajn a vyžadujú si úpravu. Podobná zmena automobilového generátora pre veterný mlyn zahŕňa previnutie vodiča statora, ako aj výrobu rotora pomocou neodymových magnetov.Aby ste ich bezpečne upevnili, musíte vyvŕtať otvory v póloch rotora. Inštalácia magnetov sa vykonáva so striedaním pólov. Samotný rotor je zabalený v papieri a všetky dutiny, ktoré sa tvoria medzi magnetmi, sú vyplnené epoxidom.

Pri lepení magnetov je potrebné dodržať ich polaritu. Preto je rotor pripojený k zdroju energie. Priložený rotor vytvára magnetické pole a každý magnet je prilepený na miesto priťahovanou stranou.

Na pripojenie rotora môžete použiť akýkoľvek napájací zdroj s napätím 12 voltov a prúdom 1 až 3 ampéry. Spojenie je vytvorené tak, že odnímateľný krúžok umiestnený bližšie k tesákom je mínus a kladná strana je umiestnená bližšie ku koncu rotora. Magnety inštalované v medzerách rotora alebo tesákov spôsobujú samovoľné budenie generátora, čo sa považuje za ich hlavnú funkciu.

Na samom začiatku rotácie rotora začnú magnety budiť prúd v generátore, ktorý tiež vstupuje do cievky, čo vedie k zvýšeniu magnetických polí tesákov. Výsledkom je, že generátor produkuje prúd s ešte väčšou hodnotou. Ukazuje sa druh prúdovej cirkulácie, keď je generátor vzrušený a ďalej poháňaný vlastným rotorom, na ktorom sú inštalované elektromagnetické póly. Zostavený generátor je potrebné otestovať a vykonať merania získaných výstupných údajov. Ak jednotka pri 300 otáčkach za minútu produkuje približne 30 voltov, potom sa to považuje za normálny výsledok.

Ktoré veterné mlyny si vybrať

Pre tých, ktorí žijú ďaleko od rozvodní a VL-0,4kv, stojí za to kúpiť najvýkonnejšie modely veterných mlynov, ktoré si môžete dovoliť.Keďže z výkonu, ktorý je uvedený na obrázkoch, nedostanete viac ako 15%.

Ďalšia kategória spotrebiteľov si celkom zaslúžene nevyberá v prospech čínskych továrenských modelov, ale naopak uprednostňuje domáce veterné mlyny od majstrov samoukov. Má to aj svoje výhody.

Z veľkej časti sú vynálezcovia takýchto zariadení kompetentní a zodpovední chlapci. A takmer v 100% prípadov bez problémov vedia inštaláciu vrátiť, ak sa niečo pokazilo, prípadne ju treba opraviť. To určite nebude problém.

V priemyselných čínskych veterných mlynoch je vzhľad určite krajší. A ak sa ho predsa len rozhodnete kúpiť, hneď po jeho kontrole elektrickou vŕtačkou vykonajte preventívnu údržbu a vymeňte čínsky kovový šrot za ložiská s kvalitným mazivom.

Ak sú vo vašej blízkosti veľké vtáčie hniezda, nezaškodí zakúpiť si ďalšiu sadu čepelí.

Mláďatá občas spadajú pod distribúciu točivého „mini mlynčeka“. Plastové čepele sa lámu a kovové sa ohýbajú.

A rád by som skončil múdrosťou tých používateľov, ktorí nepočúvali všetky argumenty a stretli sa so všetkými vyššie popísanými problémami. Pamätajte, že najdrahšia korouhvička pre dom je veterná turbína!

Výber materiálu

Lopatky pre veterné zariadenie môžu byť vyrobené z akéhokoľvek viac či menej vhodného materiálu, napríklad:

Z PVC rúrky

Postaviť čepele z tohto materiálu je asi najjednoduchšie. Rúry z PVC nájdete v každom železiarstve. Potrubia by sa mali zvoliť také, ktoré sú určené pre kanalizáciu s tlakovým alebo plynovodom. V opačnom prípade môže prúdenie vzduchu pri silnom vetre zdeformovať lopatky a poškodiť ich proti stožiaru generátora.

Lopatky veternej turbíny sú vystavené silnému zaťaženiu odstredivou silou a čím dlhšie sú lopatky, tým väčšie je zaťaženie.

Okraj čepele dvojlistového kolesa domáceho veterného generátora sa otáča rýchlosťou stoviek metrov za sekundu, taká je rýchlosť strely vyletenej z pištole. Táto rýchlosť môže viesť k prasknutiu PVC rúr. To je obzvlášť nebezpečné, pretože lietajúce úlomky potrubia môžu zabiť alebo vážne zraniť ľudí.

Zo situácie sa dostanete skrátením lopatiek na maximum a zvýšením ich počtu. Veterné koleso s viacerými lopatkami sa ľahšie vyvažuje a je menej hlučné

Nemenej dôležitá je hrúbka stien rúr. Napríklad pre veterné koleso so šiestimi lopatkami vyrobenými z PVC rúrky s priemerom dva metre by ich hrúbka nemala byť menšia ako 4 milimetre. Na výpočet dizajnu lopatiek pre domáceho majstra môžete použiť hotové tabuľky a šablóny

Na výpočet dizajnu lopatiek pre domáceho majstra môžete použiť hotové tabuľky a šablóny.

Šablóna by mala byť vyrobená z papiera, pripevnená k potrubiu a zakrúžkovaná. Toto by sa malo vykonať toľkokrát, koľkokrát sú lopatky na veternom generátore. Pomocou priamočiarej píly je potrebné potrubie odrezať podľa značiek - čepele sú takmer pripravené. Hrany rúr sú leštené, rohy a konce sú zaoblené, aby veterník pekne vyzeral a menej hlučne.

Z ocele by mal byť vyrobený disk so šiestimi pruhmi, ktorý bude hrať úlohu konštrukcie, ktorá kombinuje lopatky a upevňuje koleso k turbíne.

Rozmery a tvar spojovacej konštrukcie musia zodpovedať typu generátora a jednosmerného prúdu, ktorý bude vo veternej farme použitý.Oceľ musí byť zvolená tak hrubá, aby sa pri nárazoch vetra nedeformovala.

hliník

V porovnaní s PVC rúrkami sú hliníkové rúry odolnejšie voči ohybu aj roztrhnutiu. Ich nevýhoda spočíva vo veľkej hmotnosti, ktorá si vyžaduje opatrenia na zabezpečenie stability celej konštrukcie ako celku. Okrem toho by ste mali koleso starostlivo vyvážiť.

Zvážte vlastnosti vyhotovenia hliníkových lopatiek pre veterné koleso so šiestimi lopatkami.

Podľa šablóny by sa mal vytvoriť vzor preglejky. Už podľa šablóny z hliníkového plechu vyrežte polotovary čepelí v množstve šiestich kusov. Budúca čepeľ sa zroluje do žľabu s hĺbkou 10 milimetrov, pričom os rolovania by mala zvierať s pozdĺžnou osou obrobku uhol 10 stupňov. Tieto manipulácie poskytnú lopatkám prijateľné aerodynamické parametre. Na vnútornej strane čepele je pripevnené závitové puzdro.

Spojovací mechanizmus veterného kolesa s hliníkovými lopatkami na rozdiel od kolesa s lopatkami vyrobenými z PVC rúr nemá na disku lišty, ale čapy, čo sú kusy oceľovej tyče so závitom vhodným pre závit puzdier.

sklolaminát

Čepele vyrobené z laminátu špecifického pre sklolaminát sú najdokonalejšie vzhľadom na ich aerodynamické parametre, pevnosť, hmotnosť. Tieto čepele sú najťažšie na konštrukciu, pretože musíte vedieť spracovať drevo a sklolaminát.

Zvážime realizáciu sklolaminátových lopatiek na koleso s priemerom dva metre.

K implementácii matrice dreva by sa mal pristupovať najdôkladnejšie.Vyrába sa z tyčí podľa hotovej šablóny a slúži ako model čepele. Po dokončení práce na matrici môžete začať vyrábať čepele, ktoré budú pozostávať z dvoch častí.

Najprv musí byť matrica ošetrená voskom, jedna z jej strán by mala byť pokrytá epoxidovou živicou a mala by sa na ňu natrieť sklolaminát. Znova naň naneste epoxid a opäť vrstvu sklolaminátu. Počet vrstiev môže byť tri alebo štyri.

Potom musíte výsledný obláčik držať priamo na matrici asi deň, kým úplne nevyschne. Takže jedna časť čepele je pripravená. Na druhej strane matice sa vykoná rovnaká postupnosť akcií.

Hotové časti lopatiek by mali byť spojené epoxidom. Vnútri môžete vložiť drevený korok, pripevniť ho lepidlom, čím sa lopatky pripevnia k náboju kolesa. Do zástrčky treba vložiť závitové puzdro. Spojovací uzol sa stane hubom rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcich príkladoch.

Výroba statora

Ako vidíte na fotografii, cievky majú tvar podlhovastej kvapky vody. To sa deje tak, že smer pohybu magnetov je kolmý na dlhé bočné časti cievky (tu je indukované maximálne EMF).

Ak sa použijú okrúhle magnety, vnútorný priemer cievky by sa mal približne zhodovať s priemerom magnetu. Ak sa použijú štvorcové magnety, vinutia cievky musia byť konfigurované tak, aby magnety prekrývali rovné dĺžky vinutí. Inštalácia dlhších magnetov nemá veľký zmysel, pretože maximálne hodnoty EMF sa vyskytujú iba v tých častiach vodiča, ktoré sú umiestnené kolmo na smer magnetického poľa.

Výroba statora začína navíjaním cievok.Cievky sa najľahšie navíjajú podľa vopred pripravenej šablóny. Šablóny sú veľmi odlišné: od malých ručných nástrojov až po miniatúrne domáce stroje.

Cievky každej jednotlivej fázy sú navzájom zapojené do série: koniec prvej cievky je spojený so začiatkom štvrtej, koniec štvrtej so začiatkom siedmej atď.

Pripomeňme, že keď sú fázy zapojené podľa „hviezdnej“ schémy, konce vinutí (fázy) zariadenia sú spojené do jedného spoločného uzla, ktorý bude neutrálom generátora. V tomto prípade sú tri voľné vodiče (začiatok každej fázy) pripojené k trojfázovému diódovému mostu.

Keď sú všetky cievky zostavené do jedného okruhu, môžete pripraviť formu na nalievanie statora. Potom celú elektrickú časť ponoríme do formy a naplníme epoxidom.

Aleksei2011

Ďalej zverejňujem fotografiu hotového statora. Plnené bežným epoxidom. Na vrch a spodok som dal sklolaminát. Vonkajší priemer statora je 280 mm, vnútorný otvor 70 mm.

Ako si sami vyrobiť veterný generátor vertikálneho typu

Vlastná výroba veterného generátora je celkom možná, aj keď nie taká jednoduchá, ako by sa to mohlo zdať na prvý pohľad. Budete musieť buď zostaviť celú sadu zariadení, čo je veľmi ťažké, alebo zakúpiť niektoré z jej prvkov, čo je dosť drahé. Súprava môže obsahovať:

• veterný generátor
• striedač
• ovládač
• balenie batérií
• drôty, káble, príslušenstvo

Najlepšou možnosťou by bol čiastočný nákup hotového zariadenia, čiastočný DIY výroba. Faktom je, že ceny za uzly a prvky sú veľmi vysoké, nie sú dostupné pre každého.Navyše vysoká jednorazová investícia vyvoláva otázku, či by sa tieto prostriedky nedali minúť efektívnejšie.

Systém funguje takto:

• veterný mlyn sa otáča a prenáša krútiaci moment na generátor
• vzniká elektrický prúd, ktorý nabíja batériu
• batéria je pripojená k meniču, ktorý premieňa jednosmerný prúd na 220 V 50 Hz striedavý prúd.

Montáž zvyčajne začína generátorom. Najúspešnejšou možnosťou je zostaviť 3-fázový dizajn na neodymových magnetoch, čo umožňuje generovať príslušný prúd.

Rotujúce časti sú vyrobené na základe jedného z najdostupnejších systémov na obnovu vlastnými rukami. Čepele sú vyrobené z rúrkových profilov, kovových sudov rozrezaných na polovicu alebo plechu ohýbaného určitým spôsobom.

Stožiar je privarený k zemi a inštalovaný vo zvislej polohe už hotový. Voliteľne je vyrobený z dreva ihneď na mieste inštalácie generátora. Pre pevnú a spoľahlivú inštaláciu by mal byť vytvorený základ pre podpery a stožiar by mal byť upevnený kotvami. Vo vysokej výške by mal byť navyše zaistený striami.

Všetky komponenty a časti systému si vyžadujú vzájomné prispôsobenie z hľadiska nastavenia výkonu, výkonu. Nie je možné vopred povedať, aká účinná bude veterná turbína, pretože príliš veľa neznámych parametrov nám neumožní vypočítať charakteristiky systému. Zároveň, ak na začiatku položíte systém pod určitý výkon, potom je výstup vždy veľmi blízkymi hodnotám. Hlavnou požiadavkou je pevnosť a presnosť výroby uzlov tak, aby prevádzka generátora bola dostatočne stabilná a spoľahlivá.

DIY vertikálny veterný generátor

Použité materiály a vybavenie

Rozmery turbíny je možné zvoliť ľubovoľne – čím väčšia, tým výkonnejšia. V príklade je priemer výrobku 60 cm.

Na výrobu vertikálnej turbíny budete potrebovať:

1. Rúrka Ø 60 cm (najlepšie nerezová - pozinkovaná, duralová a pod.).
2. Odolný plast (dva kotúče s priemerom 60 cm).
3. Rohy na upevnenie nožov (6 ks pre každý) - 36 ks.
4. Pre základňu - rozbočovač auta.
5. Matice, podložky skrutky na upevnenie.

Vybavenie a nástroje:

1. Jigsaw.
2. bulharčina.
3. Vŕtajte.
4. Skrutkovač.
5. kľúče.
6. Rukavice, maska.

Na vyváženie lopatiek môžete použiť malú kovovú platničku, magnety a pri miernej nevyváženosti jednoducho vyvŕtate otvory.

Výkres zariadenia veterného generátora

Vytvorenie vertikálneho veterného mlyna

1. Kovová rúrka sa rozreže pozdĺžne, takže sa získa 6 rovnakých čepelí.
2. Z plastu sú vyrezané dva rovnaké kruhy (priemer 60 cm). Toto bude horná a spodná podpora turbíny.
3. Aby ste si stavbu trochu uľahčili, môžete v strede hornej podpery vyrezať kruh Ø 30 cm.
4. V závislosti od počtu otvorov na náboji automobilu sú na nich vyznačené presne tie isté otvory pre montáž do spodnej plastovej podpery. Vŕtané vŕtačkou.
5. Podľa šablóny je potrebné označiť umiestnenie lopatiek (dva trojuholníky tvoriace hviezdu). Miesta upevnenia rohov sú označené. Na dvoch podperách by to malo byť rovnaké.
6. Je lepšie rezať čepele nie po jednom, ale všetky naraz (používa sa brúska).
7. Upevňovacie body rohov by sa mali zaznamenať aj na čepele. Potom vyvŕtajte otvory.
8. Pomocou rohov sú čepele pripevnené k základným kruhom pomocou skrutiek a matíc cez podložky.

Čím dlhšie sú lopatky, tým výkonnejšia bude jednotka, ale čím ťažšie bude jej vyváženie, v silnom vetre sa štruktúra „uvoľní“.

DIY generátor

Pre veterný mlyn musíte vybrať generátor s vlastným budením s permanentnými magnetmi (tieto boli použité v traktoroch T-4, MTZ, T-16, T-25).

Ak dáte konvenčný automobilový generátor, ich napäťové vinutie je napájané batériou, to znamená: žiadne napätie - žiadne budenie.

To znamená, že ak nainštalujete autogenerátor + batériu a bude dlho slabý vietor, batéria sa jednoducho vybije a keď sa vietor znova objaví, systém sa nespustí.

Alebo si vlastnými rukami vyrobte veterný generátor na neodýmových magnetoch. Takáto jednotka vydá pri slabom vetre maximálne 1,5 kW, pri silnom vetre 3,5 kW. Kroková inštrukcia:

Vyrábajú sa dve kovové placky s priemerom 50 cm.

12 neodýmových magnetov na každom (veľkosti asi 50 x 25 x 1,2 mm) je k nim po obvode pripevnených super lepidlom. Magnety sa striedajú: "sever" - "juh".

Palacinky sú umiestnené oproti sebe, póly sú tiež orientované "sever" - "juh".

Medzi nimi je podomácky vyrobený stator. Ide o 9 cievok medeného drôtu s prierezom 3 mm. 70 otáčok každý. Medzi sebou sú spojené podľa "hviezdnej" schémy a naplnené polymérnou živicou. Cievky sú navinuté v jednom smere. Pre pohodlie musí byť začiatok a koniec vinutia označený (napríklad elektrickou páskou rôznych farieb).

Domáce veterný generátor vyrobený z neodýmových magnetov

Hrúbka statora je cca 15 - 20 mm. Pri jeho výrobe je potrebné zabezpečiť výstupy vinutí z cievok cez skrutky s maticami. Budú napájať generátor.

Vzdialenosť medzi statorom a rotorom je 2 mm.

Podstata práce spočíva v tom, že sever a juh magnetov sú obrátené, čo spôsobuje, že elektrický prúd "preteká" cievkou.

Magnety rotora budú veľmi silne priťahované. Aby ste diely hladko spojili, musíte do nich vyvŕtať otvory a vyrezať závity pre kolíky. Rotory sú okamžite zarovnané medzi sebou a postupne pomocou kľúčov sa horný spúšťa k spodnému. Koniec koncov, dočasné sponky do vlasov sú odstránené.

Tento generátor je možné použiť na vertikálnych aj horizontálnych modeloch.

Proces montáže

• Na stožiar je inštalovaná konzola pre montáž statora (môže byť troj- alebo šesťlistá).
• Nad ním je pomocou matíc upevnený náboj.
• V náboji sú 4 čapy. Zapínajú generátor.
• Stator generátora je pripojený ku konzole pripevnenej k stožiaru.
• K druhej rotorovej doske je pripevnená lopatková turbína.
• Zo statora sú vodiče pripojené pomocou svoriek k regulátoru napätia.

Hlavné charakteristiky

Výkon veterného generátora závisí od počtu a veľkosti lopatiek na ňom nainštalovaných, čo je jasne vidieť zo vzorca:

N=pSV3/2, kde

N je výkon prúdu vzduchu, ktorý určuje výkon zariadenia;

р – hustota vzduchu;

S je plocha, ktorú zametá veterný generátor;

V je rýchlosť vetra.

Hlavné charakteristiky tohto prvku technických zariadení tohto typu sú:

Geometrické rozmery.

Podľa schémy nižšie:

R je polomer, ktorý určuje oblasť pohybu zariadenia;

b - šírka, určuje rýchlosť konkrétneho modelu;

c - hrúbka, závisí od materiálu, z ktorého je vyrobený, a konštrukčných prvkov;

φ - uhol inštalácie určuje umiestnenie roviny otáčania čepele vzhľadom na jej os;

r je polomer rezu alebo vnútorný polomer otáčania.

• Mechanická pevnosť – určuje schopnosť prvku odolávať zaťaženiu, ktoré naň pôsobí a závisí od materiálu použitého pri výrobe a jeho konštrukcie.
• Aerodynamická účinnosť – určuje schopnosť premeniť translačný pohyb veternej energie na rotačný pohyb hriadeľa veterného generátora.
• Aeroakustické parametre – charakterizujú hladinu hluku produkovaného pri prevádzke veternej turbíny.

Čepele na rúrky z PVC

Rovnako dôležitý je výber materiálu na výrobu lopatiek veterných turbín. Najjednoduchšie je vyrobiť lopatky veternej turbíny z plastovej rúry. Možno najvhodnejším materiálom sú PVC rúry, ktoré je možné zakúpiť v každom železiarstve. Potrebné je použiť potrubie s požadovanou hrúbkou steny (určené pre kanalizačné alebo tlakové plynovody), inak môže nastupujúci prúd vzduchu s dostatočne silným vetrom ohnúť lopatky, čo povedie k ich zničeniu proti stožiaru generátora.

PVC rúrky s označením na rezanie

Malo by sa pamätať na to, že čepeľ veterného generátora je značne zaťažená odstredivou silou, čím väčšia, tým dlhšia je čepeľ. Rýchlosť pohybu koncovej časti čepele dvojlopatkového kolesa domáceho veterného generátora je stovky metrov za sekundu, čo je porovnateľné s rýchlosťou guľky z pištole (hrot čepele priemyselného veterného generátora koleso môže dosiahnuť nadzvukovú rýchlosť).

Čepeľ z PVC nemusí vydržať ťahové zaťaženie pri takých vysokých rýchlostiach a úlomky šrapnelu letiace rýchlosťou strely predstavujú skutočnú hrozbu pre ľudský život a zdravie. Záver je zrejmý – zväčšovaním počtu lopatiek zmenšujeme dĺžku čepele.Navyše, veterné koleso s veľkým počtom lopatiek sa oveľa ľahšie vyvažuje a vytvára menej hluku.

Zvážte výrobu lopatiek pre veterné koleso so šiestimi lopatkami s priemerom 2 m z PVC rúrky. Na zabezpečenie potrebnej pevnosti v ťahu a ohybe musí byť hrúbka steny rúry minimálne 4 mm. Výpočet profilu lopatiek kolesa veternej turbíny je zložitý a časovo náročný proces, ktorý si vyžaduje vysoko špecializované znalosti, takže pre amatérskeho majstra by bolo racionálnejšie použiť hotovú šablónu.

Šablóna čepele z PVC rúrky s priemerom 160 mm

Šablóna musí byť vyrezaná z papiera, pripevnená k stene potrubia a krúžkovaná značkou. Opakujte postup ešte päťkrát - z jednej rúry by sa malo získať šesť čepelí. Potrubie odrežeme pozdĺž línií získaných elektrickou priamočiarou pílou a získame šesť takmer hotových čepelí. Zostáva len brúsiť rezy a zaoblenie rohov a hrán. To dodá veternému kolesu elegantný vzhľad a zníži hlučnosť prevádzky.

Na vzájomné spojenie lopatiek a pripevnenie kolesa k turbíne je potrebné vyrobiť spojovací celok, ktorým je kotúč vyrezaný z ocele so šiestimi oceľovými pásmi privarenými alebo vyrezanými súčasne. Konkrétne rozmery a konfigurácia spojovacieho uzla závisia od generátora alebo jednosmerného motora, ktorý bude slúžiť ako srdce mini veternej farmy. Len upozorňujeme, že oceľ, z ktorej je spojovací celok vyrobený, musí mať dostatočnú hrúbku, aby sa koleso pod tlakom vetra neohýbalo.

Vyrábame veterný mlyn vlastnými rukami

1. Lopatky veternej turbíny

Veterné koleso je najvýznamnejším konštrukčným prvkom zariadenia. Premieňa silu vetra na mechanickú energiu. Výber všetkých ostatných prvkov teda závisí od jeho štruktúry.

Najbežnejšie a najúčinnejšie typy lopatiek sú plachta a lopatka. Na výrobu prvej možnosti je potrebné pripevniť list materiálu na os a umiestniť ho pod uhlom k prúdeniu vetra. Pri rotačných pohyboch však bude mať takáto čepeľ značný aerodynamický odpor. Navyše sa bude zvyšovať so zväčšením nájazdového uhla, čo znižuje efektivitu ich fungovania.

S vyššou produktivitou pracuje druhý typ čepelí – krídlové. Vo svojich obrysoch pripomínajú krídlo lietadla a náklady na treciu silu sú znížené na minimum. Tento typ veternej turbíny má vysoké využitie veternej energie pri nízkych nákladoch na materiál.

Čepele môžu byť vyrobené z plastu alebo plastovej rúrky, pretože budú produktívnejšie ako drevo. Najúčinnejšia je konštrukcia veterného kolesa s priemerom dva metre a šiestimi lopatkami.

2. Generátor veternej turbíny

Najprijateľnejšou možnosťou pre zariadenia na výrobu vetra je konvertujúci asynchrónny generátorový mechanizmus so striedavým prúdom. Jeho hlavnými výhodami sú nízka cena, jednoduchosť obstarania a šírka distribúcie modelov, možnosť dovybavenia a výborná prevádzka pri nízkych rýchlostiach.

Dá sa premeniť na generátor permanentných magnetov. Štúdie ukázali, že takéto zariadenie možno prevádzkovať pri nízkych rýchlostiach, ale pri vysokých hodnotách rýchlo stráca účinnosť.

3. Držiak veternej turbíny

Na upevnenie lopatiek na plášť generátora je potrebné použiť hlavu veternej turbíny, ktorou je oceľový kotúč s hrúbkou do 10 mm.Na pripevnenie nožov k nim je privarených šesť kovových pásikov s otvormi. Samotný disk je pripevnený k generátoru pomocou skrutiek s poistnými maticami.

Pretože generátorové zariadenie je schopné odolať maximálnemu zaťaženiu, vrátane gyroskopických síl, musí byť pevne pripevnené. Na zariadení je generátor nainštalovaný na jednej strane, preto musí byť hriadeľ pripojený k puzdru, ktoré vyzerá ako oceľový prvok so závitovými otvormi na naskrutkovanie na os generátora s rovnakým priemerom.

Na výrobu nosného rámu pre veterné zariadenia, na ktorom budú umiestnené všetky ostatné prvky, je potrebné použiť kovovú platňu s hrúbkou do 10 mm alebo kus nosníka rovnakých rozmerov.

4. Otáčanie veternej turbíny

Rotačný mechanizmus zabezpečuje rotačné pohyby veterného mlyna okolo vertikálnej osi. Umožňuje teda otáčanie zariadenia v smere vetra. Na jeho výrobu je lepšie použiť valivé ložiská, ktoré efektívnejšie vnímajú axiálne zaťaženie.

5. Aktuálny prijímač

Pantograf funguje na zníženie pravdepodobnosti skrútenia a pretrhnutia drôtov vychádzajúcich z generátora na veternom mlyne. Vo svojom prevedení obsahuje objímku z izolačného materiálu, kontakty a kefky. Na vytvorenie ochrany pred poveternostnými javmi musia byť kontaktné uzly aktuálneho prijímača zatvorené.

Princíp činnosti veternej turbíny

Veterný generátor alebo veterná elektráreň (WPP) je zariadenie, ktoré sa používa na premenu kinetickej energie prúdu vetra na mechanickú energiu.Výsledná mechanická energia otáča rotor a premieňa sa na elektrickú formu, ktorú potrebujeme.

Princíp činnosti a zariadenie kinetického veterného mlyna sú podrobne popísané v článku, ktorý odporúčame prečítať.

Štruktúra WUE zahŕňa:

• listy, ktoré tvoria vrtuľu,
• rotujúci rotor turbíny
• os generátora a samotného generátora,
• invertor, ktorý premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd používaný na nabíjanie batérií,
• batérie.

Podstata veterných turbín je jednoduchá. Počas otáčania rotora vzniká trojfázový striedavý prúd, ktorý následne prechádza cez regulátor a nabíja jednosmerný akumulátor. Ďalej menič premieňa prúd tak, aby ho bolo možné spotrebovať, napájaním osvetlenia, rádia, TV, mikrovlnnej rúry atď.

Detailné usporiadanie veterného generátora s horizontálnou osou otáčania vám umožňuje dobre si predstaviť, aké prvky prispievajú k premene kinetickej energie na mechanickú energiu a potom na elektrickú energiu.

Vo všeobecnosti je princíp činnosti veterného generátora akéhokoľvek typu a konštrukcie nasledovný: v procese rotácie pôsobia na lopatky tri typy sily: brzdenie, impulz a zdvíhanie.

Táto schéma prevádzky veternej turbíny vám umožňuje pochopiť, čo sa stane s elektrinou vyrobenou prácou veterného generátora: časť sa akumuluje a druhá sa spotrebuje.

Posledné dve sily prekonávajú brzdnú silu a uvádzajú zotrvačník do pohybu. Na stacionárnej časti generátora vytvára rotor magnetické pole, takže elektrický prúd prechádza drôtmi.

Vlastnosti výroby lopatiek pre veterný generátor vlastnými rukami z rôznych materiálov

Tvar lopatky a účinnosť veternej turbíny do značnej miery určujú použité materiály.Medzi najčastejšie:

PVC rúrky

Prezentované na predaj v širokom sortimente, ktorý vám umožňuje vybrať si najlepšiu možnosť, berúc do úvahy veľkosť budúceho dizajnu. Uprednostňované by mali byť výrobky pre plynovod alebo kanalizáciu - ich hustota umožní ľahko odolať aj silným poryvom vetra. Ale stojí za zváženie, že odstredivá sila zvyšuje zaťaženie lopatiek úmerne s nárastom ich dĺžky. Okraje veternej turbíny sa otáčajú rýchlosťou niekoľko sto metrov za sekundu. A náhodné prasknutie potrubia môže spôsobiť zranenie ľudí v okolí.

Riešením problému môže byť zníženie dĺžky konštrukcie pri súčasnom zvýšení ich počtu. Tento dizajn pracuje s menšou hlučnosťou a s istotou sa otáča aj pri slabom vetre. Pri výbere materiálu je potrebné vziať do úvahy hrúbku potrubia, od ktorej závisí hustota čepele. Kreslenie lopatiek veternej turbíny vlastnými rukami sa vykonáva pomocou špeciálnych tabuliek vyvinutých na základe praktických skúseností. Pomôžu vám jednoducho určiť požadované parametre materiálu v závislosti od požadovaného počtu dielov a ich dĺžky.

Spracovanie a tvarovanie čepelí PVC rúr zaberie minimum času. Podľa označenia sa vyrežú segmenty požadovanej dĺžky, potom sa rozrežú a mierne otvoria. Brúsenie hrán dodáva produktu estetickejší a úhľadnejší vzhľad a tiež pomáha znižovať hladinu hluku. Hotové časti konštrukcie sú inštalované na oceľovej základni, ktorej hrúbka sa vypočíta s prihliadnutím na budúce zaťaženie vetrom.

hliník

Hlavnou výhodou hliníka, na rozdiel od iných materiálov pre lopatky veterných turbín, je zvýšená pevnosť a odolnosť proti ohybu a roztrhnutiu.Ale zvýšená hmotnosť kovu v porovnaní s plastom si vyžaduje špeciálne opatrenia na spevnenie konštrukcie a starostlivé vyváženie kolesa.

Čepele sa vyrábajú v nasledujúcom poradí. Najprv sa z dosky preglejky vyreže vzor, ​​podľa ktorého sa vyrežú stavebné polotovary. Lisovanie v 10 mm hlbokom žľabe dáva výrobkom krídlový tvar s vynikajúcimi aerodynamickými vlastnosťami. Ku každej čepeli je pripevnená závitová objímka, pomocou ktorej sú všetky časti zostavené do jednej konštrukcie.

Sklolaminát

Podľa odborníkov je tento materiál optimálnou kombináciou vlastností na výrobu lopatiek veterných turbín svojpomocne. Nízka hmotnosť, vysoká pevnosť a vynikajúca aerodynamika sú hlavnými výhodami materiálu. Ale jeho spracovanie doma je trochu ťažké. Najprv sa navrhne a vyreže matrica z dreva. Na jeden z povrchov sa nanesie vrstva epoxidovej živice a na vrch sa položí kus sklolaminátu vhodnej veľkosti. Potom sa vrstva živice a sklolaminátu opäť položí a táto postupnosť sa opakuje trikrát alebo štyrikrát. Výsledný obrobok sa suší počas dňa. Takto je vyrobená iba polovica dielu.

Opísaný postup by sa mal opakovať toľkokrát, koľkokrát sa plánuje inštalácia lopatiek na veterný generátor. Hotové prvky sú spojené epoxidovou živicou a vo vnútri je umiestnená a prilepená drevená zátka so závitovým puzdrom na montáž na kovovú základňu konštrukcie.

Čínska elektronická alternatíva

Výroba ovládača veternej turbíny vlastnými rukami je prestížna záležitosť. Ale vzhľadom na rýchlosť vývoja elektronických technológií význam vlastnej montáže často stráca svoj význam. Navyše väčšina navrhovaných schém je už zastaraná.

Ukazuje sa lacnejšie kúpiť hotový výrobok, vyrobený profesionálne, s vysoko kvalitnou inštaláciou, na moderné elektronické komponenty. Napríklad na Aliexpress si môžete kúpiť vhodné zariadenie za rozumnú cenu.

Takže napríklad medzi ponukami čínskeho portálu je model pre 600-wattový veterný mlyn. Zariadenie v hodnote 1070 rubľov. vhodné pre 12/24 V batérie, prevádzkový prúd do 30 A.

Celkom slušný, určený pre 600-wattový veterný generátor, regulátor nabíjania čínskej výroby. Takéto zariadenie je možné objednať z Číny a dostať poštou približne za mesiac a pol.

Kvalitné puzdro ovládača do každého počasia s rozmermi 100x90 mm je vybavené výkonným chladičom. Dizajn krytu zodpovedá triede ochrany IP67. Rozsah vonkajších teplôt je od -35 do +75ºС. Na puzdre sa zobrazuje svetelná indikácia režimov stavu veterného generátora.

Otázkou je, aký je dôvod vynaložiť čas a úsilie na zostavenie jednoduchej konštrukcie vlastnými rukami, ak existuje skutočná príležitosť kúpiť niečo podobné a technicky vážne?

No, ak tento model nestačí, Číňania majú veľmi „cool“ možnosti. Takže medzi novinkami bol zaznamenaný model s výkonom 2 kW pre prevádzkové napätie 96 voltov.

Čínsky produkt zo zoznamu nových produktov. Poskytuje kontrolu nabitia batérie, pracuje v tandeme s 2 kW veterným generátorom. Akceptuje vstupné napätie do 96 voltov

Je pravda, že náklady na tento ovládač sú už päťkrát drahšie ako predchádzajúci vývoj. Ale znova, ak porovnáte náklady na výrobu niečoho podobného vlastnými rukami, nákup vyzerá ako racionálne rozhodnutie.

Jediná vec, ktorá na čínskych výrobkoch mätie, je, že majú tendenciu náhle prestať fungovať v tých najnevhodnejších prípadoch.Preto je potrebné zakúpené zariadenie často pripomínať - prirodzene, vlastnými rukami. Je to však oveľa jednoduchšie a jednoduchšie, ako si vyrobiť regulátor nabíjania veternej turbíny svojpomocne od začiatku.

Pre milovníkov domácich výrobkov je na našej webovej stránke séria článkov venovaných výrobe veterných turbín:

1. Urob si sám veterný generátor z autogenerátora: technológia montáže veterného mlyna a analýza chýb
2. Ako postaviť čepele pre veterný generátor vlastnými rukami: príklady vlastných čepelí pre veterný mlyn
3. Urob si sám veterný generátor z práčky: návod na zostavenie veterného mlyna
4. Ako vypočítať veternú turbínu: vzorce + praktický príklad výpočtu