Kako vlastitim rukama napraviti lopatice za generator vjetra: primjeri vlastitih lopatica vjetroturbina

Korištenje alternativnih izvora energije jedan je od glavnih trendova našeg vremena.Čista, pristupačna energija vjetra može se pretvoriti u električnu energiju čak iu vašem domu izgradnjom vjetroturbine i njezinim spajanjem na generator.

Lopatice za generator vjetra možete napraviti vlastitim rukama od običnih materijala, bez upotrebe posebne opreme. Reći ćemo vam koji je oblik lopatice učinkovitiji i pomoći vam da odaberete odgovarajući crtež za vjetroelektranu.

Kako radi jednostavan generator vjetra?

Vjetrogenerator je uređaj koji vam omogućuje pretvaranje energije vjetra u električnu energiju.

Načelo njegovog rada je da vjetar okreće lopatice, pokreće osovinu, kroz koju se rotacija dovodi do generatora kroz mjenjač, ​​što povećava brzinu.

Rad vjetroelektrane ocjenjuje se KIJEV - faktorom iskorištenja energije vjetra. Kada se kotač vjetra okreće brzo, on djeluje s više vjetra, što znači da od njega uzima više energije.

Postoje dvije glavne vrste vjetrogeneratora:

• vertikalna;
• horizontalna.

Okomito orijentirani modeli grade se tako da je os propelera okomita na tlo. Dakle, svako kretanje zračnih masa, bez obzira na smjer, pokreće strukturu.

Ova svestranost je prednost ove vrste vjetroagregata, ali oni su inferiorni horizontalnim modelima u pogledu produktivnosti i radne učinkovitosti.

Horizontalni vjetrogenerator podsjeća na vjetrokaz. Da bi se lopatice okretale, konstrukcija se mora okrenuti u željenom smjeru, ovisno o smjeru kretanja zraka.

Za praćenje i bilježenje promjena smjera vjetra postavljaju se posebni uređaji. Učinkovitost s ovim rasporedom vijaka znatno je veća nego s okomitom orijentacijom. Za kućnu upotrebu racionalnije je koristiti vjetrogeneratore ove vrste.

Koji je oblik oštrice optimalan?

Jedan od glavnih elemenata vjetrogeneratora je skup lopatica.

Brojni su čimbenici povezani s ovim dijelovima koji utječu na učinkovitost vjetrenjača:

• težina;
• veličina;
• oblik;
• materijal;
• količina.

Ako odlučite dizajnirati lopatice za domaću vjetrenjaču, morate uzeti u obzir sve ove parametre. Neki vjeruju da što je više krila na propeleru generatora, to se više energije vjetra može proizvesti. Drugim riječima, što više to bolje.

Međutim, nije tako. Svaki pojedini dio kreće se protiv otpora zraka. Dakle, veliki broj lopatica na propeleru zahtijeva veću snagu vjetra za dovršenje jednog okretaja.

Osim toga, previše široka krila mogu uzrokovati stvaranje takozvane "zračne kape" ispred propelera, kada strujanje zraka ne prolazi kroz vjetrenjaču, već ide oko nje.

Forma je jako bitna. O tome ovisi brzina propelera. Slabo strujanje uzrokuje stvaranje vrtloga koji usporavaju vjetrobran

Najučinkovitiji je generator vjetra s jednom oštricom. Ali izgraditi i uravnotežiti ga vlastitim rukama vrlo je teško. Dizajn se pokazao nepouzdanim, iako s visokom učinkovitošću. Prema iskustvima mnogih korisnika i proizvođača vjetroturbina, najoptimalniji model je trokraki.

Težina oštrice ovisi o njezinoj veličini i materijalu od kojeg će biti izrađena. Veličina mora biti pažljivo odabrana, vođena formulama za izračun. Bolje je obraditi rubove tako da na jednoj strani postoji zaokruživanje, a na suprotnoj strani oštar rub.

Ispravno odabran oblik lopatica vjetrogeneratora temelj je za njegov dobar rad.

Za kućnu proizvodnju prikladne su sljedeće opcije:

• vrsta jedrenja;
• vrsta krila.

Lopatice tipa jedra su jednostavne široke pruge, poput onih na vjetrenjači.Ovaj model je najočitiji i najlakši za napraviti. Međutim, njegova učinkovitost je toliko niska da se ovaj oblik praktički ne koristi u modernim generatorima vjetra. Učinkovitost u ovom slučaju je oko 10-12%.

Mnogo učinkovitiji oblik su lopatice krilatog profila. Uključuje principe aerodinamike koji podižu ogromne letjelice u zrak. Vijak ovakvog oblika lakše se pokreće i brže se okreće. Strujanje zraka značajno smanjuje otpor na koji vjetrenjača nailazi na svom putu.

Ispravan profil trebao bi nalikovati krilu aviona. S jedne strane oštrica ima zadebljanje, a s druge je blagi nagib. Zračne mase teku oko dijela ovog oblika vrlo glatko

Učinkovitost ovog modela doseže 30-35%. Dobra vijest je da možete sami napraviti krilatu oštricu uz minimalan broj alata. Svi osnovni proračuni i crteži mogu se jednostavno prilagoditi vašoj vjetrenjači i koristiti besplatnu i čistu energiju vjetra bez ograničenja.

Od čega se prave oštrice kod kuće?

Materijali koji su pogodni za izradu vjetrogeneratora su prije svega plastika, laki metali, drvo i moderno rješenje - stakloplastika. Glavno pitanje je koliko ste truda i vremena spremni potrošiti na izradu vjetrenjače.

PVC kanalizacijske cijevi

Najpopularniji i najrašireniji materijal za izradu plastičnih lopatica za vjetrogeneratore je obična PVC kanalizacijska cijev. Za većinu kućnih generatora s promjerom vijka do 2 m dovoljna je cijev od 160 mm.

Prednosti ove metode uključuju:

• niska cijena;
• dostupnost u bilo kojoj regiji;
• jednostavnost rada;
• veliki broj dijagrama i crteža na internetu, veliko iskustvo u korištenju.

Cijevi su različite. To je poznato ne samo onima koji izrađuju domaće vjetroelektrane, već i svima koji su se susreli s instalacijom kanalizacije ili vodovoda. Razlikuju se po debljini, sastavu i proizvođaču. Cijev je jeftina, pa nema potrebe pokušavati svoju vjetrenjaču učiniti još jeftinijom štedeći na PVC cijevima.

Loša kvaliteta materijala plastičnih cijevi može dovesti do činjenice da će oštrice puknuti tijekom prvog testa i sav će posao biti uzaludan

Prvo morate odlučiti o uzorku. Postoji mnogo opcija, svaki oblik ima svoje nedostatke i prednosti. Možda bi vrijedilo prvo eksperimentirati prije nego što izrežete konačnu verziju.

Budući da je cijena cijevi niska, a možete ih pronaći u svakoj željezariji, ovaj materijal je savršen za prve korake u modeliranju lopatica. Ako nešto pođe po zlu, uvijek možete kupiti drugu lulu i pokušati ponovno, vaš novčanik neće puno stradati od takvih eksperimenata.

Iskusni korisnici energije vjetra primijetili su da je za izradu lopatica vjetroturbina bolje koristiti narančaste nego sive cijevi. Bolje drže oblik, ne savijaju se nakon formiranja krila i traju duže

Dizajneri amateri preferiraju PVC, budući da se tijekom testiranja slomljena oštrica može zamijeniti novom, izrađenom za 15 minuta na licu mjesta ako je dostupan odgovarajući uzorak. Jednostavno i brzo, a što je najvažnije – pristupačno.

Foto upute za izradu lopatica vjetrenjača od polimernih cijevi pomoći će vam da vizualno savladate korake i redoslijed procesa:

Svi pripremni koraci su završeni, sada je potrebno pričvrstiti lopatice na dio koji rotira s vjetrom:

Aluminij - tanak, lagan i skup

Aluminij je lagan i izdržljiv metal. Tradicionalno se koristi za izradu lopatica za vjetroturbine. Zbog male težine, ako ploči date željeni oblik, aerodinamička svojstva propelera bit će izvrsna.

Glavna opterećenja koja vjetrenjača doživljava tijekom rotacije usmjerena su na savijanje i lomljenje oštrice. Ako plastika tijekom takvog rada brzo pukne i otkaže, možete računati na aluminijski vijak puno dulje.

Međutim, ako usporedite aluminijske i PVC cijevi, metalne ploče će i dalje biti teže. Pri velikim brzinama rotacije postoji veliki rizik od oštećenja ne same oštrice, već vijka na mjestu pričvršćenja

Drugi nedostatak aluminijskih dijelova je složenost izrade. Ako PVC cijev ima zavoj koji će se koristiti za davanje aerodinamičkih svojstava oštrici, tada se aluminij, u pravilu, uzima u obliku lima.

Nakon izrezivanja dijela prema uzorku, što je samo po sebi mnogo teže od rada s plastikom, dobiveni obradak će se još morati valjati i dati mu ispravan zavoj. Neće biti tako lako to učiniti kod kuće i bez alata.

Umjesto skupog aluminija, možete koristiti ostatke krovnog lima ili komade valovitog lima koji su ostali nakon postavljanja:

Stakloplastika ili stakloplastika - za profesionalce

Ako odlučite svjesno pristupiti pitanju stvaranja oštrice i spremni ste potrošiti puno truda i živaca na to, stakloplastika će učiniti.Ako se prije niste bavili vjetrogeneratorima, započeti svoje upoznavanje s modeliranjem vjetrenjače od stakloplastike nije najbolja ideja. Ipak, ovaj proces zahtijeva iskustvo i praktične vještine.

Oštrica izrađena od nekoliko slojeva fiberglasa spojenih epoksidnim ljepilom bit će jaka, lagana i pouzdana. S velikom površinom, dio se ispostavlja šupljim i praktički bez težine

Za proizvodnju se koristi stakloplastika - tanak i izdržljiv materijal koji se proizvodi u rolama. Osim stakloplastike, za pričvršćivanje slojeva korisno je epoksi ljepilo.

Rad počinje stvaranjem matrice. Ovo je obradak koji predstavlja kalup za budući dio.

Matrica može biti izrađena od drva: drveta, dasaka ili trupaca. Volumetrijska silueta polovice oštrice izrezana je izravno iz masiva. Druga mogućnost je plastični kalup.

Vrlo je teško sami napraviti prazninu, morate imati pred očima gotov model oštrice od drveta ili drugog materijala, a tek onda se iz ovog modela izrezuje matrica za dio. Potrebne su vam najmanje 2 takve matrice, ali, nakon što ste jednom napravili uspješan oblik, možete ga koristiti više puta i na taj način možete izgraditi više od jedne vjetrenjača.

Dno kalupa temeljito je podmazano voskom. To je učinjeno kako bi se gotova oštrica kasnije mogla lako ukloniti. Položite sloj fiberglasa i premažite ga epoksidnim ljepilom. Postupak se ponavlja nekoliko puta dok izradak ne postigne željenu debljinu.

Zatim bi se ljepilo trebalo osušiti. Neki ljudi preporučuju stavljanje kalupa u vakuumsku vrećicu i ispumpavanje zraka. Na taj način ljepilo bolje prodire u sve slojeve stakloplastike, ne ostavljajući neimpregnirana područja.

Kada se epoksidno ljepilo osuši, pola dijela se pažljivo uklanja iz matrice. Isto rade s drugom polovicom.Dijelovi su zalijepljeni tako da tvore šuplji trodimenzionalni dio. Lagana, izdržljiva i aerodinamično oblikovana, lopatica od stakloplastike vrhunac je izvrsnosti za ljubitelje kućnih vjetroelektrana.

Njegov glavni nedostatak je teškoća implementacije ideje i veliki broj nedostataka u početku, dok se ne dobije idealna matrica i usavrši algoritam izrade.

Jeftino i veselo: drveni dio za vjetrobran

Drvena oštrica je staromodna metoda koju je lako implementirati, ali je neučinkovita pri današnjoj razini potrošnje električne energije. Dio može biti izrađen od čvrste ploče od svijetlog drva, poput bora. Važno je odabrati dobro osušeni komad drveta.

Ako je drvo vlažno, tijekom procesa sušenja vijak može "voditi" i deformirati se. I težina mokrog drva znatno je veća od suhog

Morate odabrati odgovarajući oblik, ali uzeti u obzir činjenicu da drvena oštrica neće biti tanka ploča, poput aluminija ili plastike, već trodimenzionalna struktura. Stoga nije dovoljno izratku dati oblik, potrebno je razumjeti principe aerodinamike i zamisliti obris oštrice u sve tri dimenzije.

Da biste dali konačni izgled drvetu, morat ćete koristiti ravninu, po mogućnosti električnu. Za trajnost, drvo se tretira antiseptičkim zaštitnim lakom ili bojom

Glavni nedostatak ovog dizajna je velika težina vijka. Za pomicanje tog kolosa vjetar mora biti dovoljno jak, što je u principu teško postići. Međutim, drvo je pristupačan materijal. Ploče prikladne za izradu propelera vjetroturbine mogu se pronaći u vašem dvorištu, a da pritom ne potrošite ni novčića. I to je glavna prednost drva u ovom slučaju.

Učinkovitost drvene oštrice teži nuli.U pravilu, vrijeme i trud koji su uloženi u stvaranje takve vjetrenjače nisu vrijedni dobivenog rezultata, izraženog u vatima. Međutim, kao model za vježbanje ili ispitni komad, drveni dio ima svoje mjesto. I lopatica s drvenim oštricama izgleda impresivno na mjestu.

Sljedeći izbor fotografija upoznat će vas s koracima izrade vjetrenjače s lopaticama izrezanim od šperploče:

Radni dio je spreman i ispitan na funkcionalnost, što znači da ga preostaje još samo obojiti i prišrafiti na jarbol:

Crteži i primjeri lopatica

Vrlo je teško napraviti ispravan izračun propelera vjetrogeneratora bez poznavanja osnovnih parametara koji se prikazuju u formuli, kao i nemanja pojma kako ti parametri utječu na rad vjetrenjače.

Bolje je ne gubiti vrijeme ako ne želite zadubiti u osnove aerodinamike. Gotovi crteži i dijagrami s određenim pokazateljima pomoći će vam da odaberete odgovarajuću oštricu za vjetroelektranu.

Crtež lopatice za dvokraki propeler. Izrađen od kanalizacijske cijevi promjera 110. Promjer propelera vjetrenjača u ovim proračunima je 1 m

Tako mali vjetrogenerator neće vam moći osigurati veliku snagu.Najvjerojatnije je malo vjerojatno da ćete iz ovog dizajna moći izvući više od 50 W. No, dvokraki propeler izrađen od lagane i tanke PVC cijevi dat će veliku brzinu vrtnje i osigurati rad vjetrenjače čak i pri slabom vjetru.

Nacrt lopatice za trokraki propeler vjetrogeneratora izrađen od cijevi promjera 160 mm. Procijenjena brzina u ovoj opciji je 5 uz vjetar od 5 m/s

Propeler s tri lopatice ovog oblika može se koristiti za snažnije jedinice, približno 150 W na 12 V. Promjer cijelog propelera u ovom modelu doseže 1,5 m. Kotač vjetra će se brzo okretati i lako se pokreće. Trokrilna vjetrenjača najčešće se nalazi u kućnim elektranama.

Crtež domaće lopatice za propeler vjetrogeneratora s 5 lopatica. Izrađena od PVC cijevi promjera 160 mm. Procijenjena brzina – 4

Takav peterokraki propeler moći će proizvesti do 225 okretaja u minuti uz procijenjenu brzinu vjetra od 5 m/s. Da biste izradili oštricu prema predloženim crtežima, trebate prenijeti koordinate svake točke iz stupaca "Koordinate prednjeg/stražnjeg uzorka" na površinu plastične kanalizacijske cijevi.

Pomoću donje tablice možete izračunati promjer vjetrenjače s 2-16 lopatica. U tom slučaju možete odabrati veličinu uzimajući u obzir željenu izlaznu snagu.

Tablica pokazuje da što više krila ima vjetrogenerator, njihova duljina mora biti kraća da proizvede struju iste snage

Kao što praksa pokazuje, vrlo je teško održavati vjetrogenerator promjera većeg od 2 metra. Ako trebate veću vjetrenjaču prema tablici, razmislite o povećanju broja lopatica.

S pravilima i principima proračun generatora vjetra Pročitajte članak u kojem se opisuje postupak izvođenja izračuna korak po korak.

Balansiranje vjetroturbine

Balansiranje lopatica vjetrogeneratora pomoći će da radi što je moguće učinkovitije. Da biste izvršili balansiranje, morate pronaći sobu u kojoj nema vjetra ili propuha. Naravno, za kotač vjetra veći od 2 m u promjeru bit će teško pronaći takvu sobu.

Noževi se sklapaju u gotovu konstrukciju i postavljaju u radni položaj. Os mora biti postavljena strogo vodoravno, na razini. Ravnina u kojoj će se propeler okretati mora biti postavljena strogo okomito, okomito na os i razinu tla.

Propeler koji se ne miče mora se zakrenuti za 360/x stupnjeva, gdje je x = broj lopatica. U idealnom slučaju, uravnotežena vjetrenjača neće odstupiti za 1 stupanj, ali će ostati nepomična. Ako se oštrica okrenula pod vlastitom težinom, potrebno ju je malo namjestiti, smanjiti težinu s jedne strane i ukloniti odstupanje od osi.

Postupak se ponavlja sve dok vijak ne bude potpuno nepomičan u bilo kojem položaju. Važno je da tijekom balansiranja nema vjetra. To može iskriviti rezultate testa.

Također je važno provjeriti okreću li se svi dijelovi strogo u istoj ravnini. Za provjeru, kontrolne ploče su postavljene na udaljenosti od 2 mm na obje strane jedne od oštrica. Tijekom kretanja nijedan dio vijka ne smije dodirivati ​​ploču.

Za rad vjetrogeneratora s proizvedenim lopaticama morat ćete sastaviti sustav koji akumulira primljenu energiju, pohranjuje je i prenosi potrošaču. Jedna od komponenti sustava je regulator. O tome kako učiniti regulator vjetroturbine, saznat ćete čitajući naš preporučeni članak.

Zaključci i koristan video na tu temu

Sasvim je moguće izgraditi vjetrenjaču vlastitim rukama od otpadnog materijala. Ako počnete s jednostavnijim modelima, vjerojatno će vam prvi pokušaj biti uspješan. S iskustvom, prihvatite složenije ideje kako biste dobili najučinkovitiji i najsnažniji generator vjetra.

Video #1. Kako napraviti vjetrenjaču od PVC cijevi:

Video #2. DIY generator vjetra:

Video #3. Vjetroturbina od pocinčanog čelika:

Ako želite koristiti čistu i sigurnu energiju vjetra za potrebe svog kućanstva i ne planirate potrošiti puno novca na kupnju skupe opreme, domaće lopatice od običnih materijala bit će prikladna ideja. Nemojte se bojati eksperimentirati, a moći ćete dodatno poboljšati postojeće modele propelera vjetrenjača.

Želite li nam reći kako ste vlastitim rukama napravili lopatice za vjetrenjaču koja opskrbljuje strujom vašu dachu? Želite li podijeliti korisne informacije s posjetiteljima stranice ili postaviti pitanje? Napišite komentare u blok ispod.