Uradi sam vertikalni generator vjetra: kako sastaviti vjetroturbinu s okomitom osi rotacije

Vjetar ima nevjerojatne energetske sposobnosti.Neiskorištenje njegovog moćnog potencijala mora se hrabro prepoznati kao nerazumno rasipanje. Ali možete jednostavno izgraditi vertikalni generator vjetra vlastitim rukama i dobiti gotovo besplatnu energiju za pokrivanje potreba vašeg kućanstva. Ovo je sasvim stvarno, slažete li se?

Ovaj članak pomoći će vam da detaljno razumijete složeno tehničko pitanje. Sistematizirane, dostupne informacije vrlo detaljno pokrivaju princip rada popularnih sustava koji pretvaraju energiju zračnih masa u električnu energiju.

Bez sumnje, odnijet će vas ideja o stvaranju vjetrenjače, specifičnosti njezine montaže opisane su u članku. Detaljno smo ispitali različite vrste vertikalnih generatora vjetra, dodirujući njihove razlike, prednosti i nedostatke. Tekstualni dio materijala savršeno je nadopunjen fotografijama i video uputama.

Prednosti i princip rada vjetroturbina

Moderni vertikalni generator je jedna od opcija alternativna energija za dom. Jedinica je sposobna pretvoriti udare vjetra u izvor energije. Za ispravan rad ne zahtijeva dodatne uređaje koji određuju smjer vjetra.

Rotacijski generator vjetra vrlo je lako napraviti vlastitim rukama. Naravno, neće moći u potpunosti preuzeti odgovornost za opskrbu energijom velike privatne vikendice, ali će obaviti izvrstan posao osvjetljavanja gospodarskih zgrada, vrtnih staza i lokalnih područja.

Uređaj okomitog tipa radi na maloj visini. Njegovo održavanje ne zahtijeva razne uređaje koji osiguravaju sigurne popravke i održavanje na velikim visinama.

Minimum pokretnih dijelova čini vjetroturbinu pouzdanijom i stabilnijom u radu. Optimalan profil lopatica i originalni oblik rotora osiguravaju jedinici visoku razinu učinkovitosti, bez obzira u kojem smjeru vjetar puše u datom trenutku.

Mali kućanski modeli sastoje se od tri ili više laganih lopatica, odmah hvataju najslabiji nalet i počinju se okretati čim snaga vjetra prijeđe 1,5 m/s. Zahvaljujući ovoj sposobnosti, njihova učinkovitost često premašuje učinkovitost većih instalacija koje zahtijevaju jače vjetrove.

Generator radi apsolutno tiho, ne smeta vlasnicima i susjedima, ne stvara štetne emisije u atmosferu i pouzdano služi dugi niz godina, pažljivo opskrbljujući energijom stambene prostorije.

Vertikalni vjetrogenerator radi na principu magnetske levitacije. Kako se turbine okreću, generiraju se impulsne i uzgonske sile, kao i stvarne sile kočenja. Prva dva uzrokuju okretanje lopatica jedinice.Ovo djelovanje aktivira rotor i stvara magnetsko polje koje proizvodi elektricitet.

Vjetroturbina s okomitom osi rotacije nije inferiorna u učinkovitosti svojim horizontalnim kolegama. Osim toga, ne polaže zahtjeve za teritorijalni položaj i u potpunosti radi na gotovo svakom mjestu pogodnom za vlasnike kuća

Uređaj radi potpuno samostalno i ne zahtijeva intervenciju vlasnika u procesu.

Klasifikacija vertikalnih generatora

Postoje neke strukturne razlike između vertikalnih uređaja za sakupljanje vjetra. Ne čini jedinice boljim ili lošijim, već vam jednostavno omogućuje odabir najprikladnije opcije za obavljanje određenih zadataka u određenom području.

#1: Značajke ortogonalnih sustava

Strukturno, ortogonalni generator vjetra sastoji se od jake osi okomite rotacije i nekoliko paralelnih lopatica smještenih na određenoj udaljenosti od središnje baze.

Uređaj ne zahtijeva dodatne mehanizme za vođenje i radi normalno bez obzira na smjer vjetra. Okomito postavljena glavna osovina omogućuje postavljanje pogonske opreme na razinu tla, što uvelike olakšava rad, popravak i održavanje.

Potporne jedinice ortogonalnog generatora nemaju jako dug vijek trajanja. To je zbog velikih dinamičkih opterećenja koje rotor vrši na njih tijekom rada. Kako instalacija ne bi prerano otkazala, sve potporne dijelove potrebno je redovito pregledavati, a oštećene odmah zamijeniti novima.

Nedostaci ortogonalnih uređaja uključuju pretjerano masivan sustav lopatica i nisku učinkovitost u usporedbi s učinkovitošću modula s vodoravnom osi.

Najjednostavnija vjetroturbina za napajanje potrošača male snage može se sastaviti od gotovih komponenti:

#2: Generatori s Daria rotorom

Vjetrogenerator opremljen Darrieusovim rotorom ima okomitu os rotacije i 2-3 ravne trake lopatica bez karakterističnog aerodinamičkog profila, pričvršćene na dnu i na vrhu osi rotacije.

Agregat u svom radu nije vođen jačinom ili smjerom vjetra, ima veliku brzinu vrtnje i omogućuje da se pogonski uređaji nalaze na tlu, što olakšava i ubrzava proces planskog održavanja i eventualnih popravaka.

Dvokraki agregati s Darrieusovim rotorom aktiviraju se samo jakim udarima vjetra. Uz ravnomjerno nadolazeći tok, oni se ne mogu pokrenuti sami.

Potporne i rotirajuće komponente uređaja s Darrieusovim rotorom osjetljive su na povećana dinamička opterećenja, a učinkovitost sustava lopatica je u mnogim aspektima inferiorna u odnosu na aksijalno horizontalne instalacije.

#3: Jedinice sa Savonius rotorom

Vertikalna vjetroturbina sa Savoniusovim rotorom ima polu-cilindrični sustav lopatica i razlikuje se od sličnih instalacija po visokom startnom momentu i sposobnosti učinkovitog rada pri vjetru niske brzine.

Snaga vertikalnih vjetrogeneratora sa Savonius rotorom koja se nudi na tržištu ne prelazi 5 kW. Uređaji se rijetko koriste kao samostalna radna jedinica, ali se najčešće koriste za stvaranje većeg startnog momenta za Daria rotorske instalacije

Vertikalni kompleks sa Savoniusovim rotorom kritizira se zbog povećane potrošnje materijala i manje učinkovitosti u usporedbi s vjetrogeneratorima s horizontalnom osi. Zato se proizvodnja opreme velike snage ove klase smatra neprikladnom.

Sljedeći izbor fotografija uvest će vas u korake proizvodnje vjetrenjače Savonius:

Svi dijelovi ovog modela vjetrenjača Savonius osim generatora od 3200 o/min i 24 V izrađeni su ručno.

#4: Vjetrenjača s višekrakim rotorom i vodilicom

Ovaj tip uređaja je poboljšana verzija klasičnog ortogonalnog vjetrogeneratora. Kompleks rotora ovdje se sastoji od lopatica raspoređenih u dva reda.

Vanjski sloj lopatica ostaje statičan i djeluje kao vodeća lopatica. Hvata strujanje vjetra, hvata ga, sabija i na taj način osjetno povećava stvarnu brzinu vjetra.

Unutarnji red lopatica je pomična struktura, koja prima protok zraka iz prve jedinice rotora pod određenim kutom.

Učinkovitost vjetrogeneratora s višekrakim rotorom sa sustavom vođenja čini ovaj uređaj posebno atraktivnim za potrošače.Međutim, cijena takve opreme je prilično visoka, a potrebno je malo više vremena da se isplati od sličnih uređaja jednostavnije konfiguracije

Stručnjaci ovu vrstu uređaja nazivaju najučinkovitijim u svojoj klasi i ističu kako specifičan dizajn omogućuje rad i pri najmanjim mogućim brzinama vjetra.

#5: Karakteristike uređaja s helikoidnim rotorom

Helikoidna vjetroturbina ili Gorlovljev generator još je jedna modifikacija tradicionalnog sustava ortogonalnog rotora. Oštrice modela su uvijene u luku. Ova značajka dizajna omogućuje brzo hvatanje protoka zraka i glatko okretanje bez trzaja.

Ovaj princip rada značajno smanjuje dinamičko opterećenje postolja i pokretnih jedinica, čime se produljuje njihov životni vijek.

Uređaji s helikoidnim rotorom vrlo su pouzdani i lako mogu izdržati značajna radna opterećenja. Međutim, tijekom rada takve vjetrenjače stvaraju izražene efekte buke i proizvode dodatne zvučne valove koji se nalaze u kratkovalnom području zvučnog spektra.

Okretne lopatice rotora za helikoidnu vjetrenjaču izrađene su pomoću vrlo napredne, ali složene tehnologije. Zbog toga su jedinice prilično skupe i nisu široko popularne među privatnim potrošačima.

#6: Karakteristike rotora s okomitom osi

Glavna razlika između generatora s okomitom osi su okomito postavljene lopatice, čiji profil podsjeća na krilo zrakoplova, čija je os jasno paralelna s okomitom osovinom. Dizajn donekle podsjeća na Darrieusov rotor, ali se u proizvodnim uvjetima proizvodi puno brže i lakše.

Generator s rotorom s okomitom osi ubrzava rad puno brže od sličnih uređaja ove klase i počinje proizvoditi potrebni izvor energije. Proces je popraćen malim zvučnim efektom i ne ometa ni vlasnike instalacije ni susjede

Vjetrenjače s rotorom s okomitom osi pouzdane su i izdržljive, lako mogu izdržati značajna radna opterećenja i ne koštaju previše novca. Ove kvalitete čine ih relevantnim za korištenje ne samo u industrijske, već iu kućne svrhe.

Značajke odabira vjetrogeneratora za privatnu kuću i pregled najboljih ponuda predstavljeni su u ovaj članak.

Izrada vlastite vjetrenjače

Nije previše teško stvoriti generator vjetra s okomitom osi rotacije kod kuće vlastitim rukama. Dovoljno je kupiti potrebne komponente, sastaviti ih pravilnim redoslijedom i instalirati modul na odabrano mjesto. Čim puše minimalni povjetarac, proizvod će djelovati i početi osiguravati vlasnike potrebnom energijom.

Korak 1: Nabava komponenti i materijala

Da biste vlastitim rukama napravili vertikalni generator vjetra, trebat će vam sljedeće komponente:

• rotor – pokretni dio jedinice:
• oštrice – dijelovi koji hvataju strujanje vjetra;
• aksijalni jarbol – za pričvršćivanje rotora i lopatica (može biti u obliku dugačke motke, piramide ili tronošca);
• stator – dizajniran za smještaj svitka izdržljive bakrene žice;
• baterija – kapacitet kapaciteta za akumulaciju primljenog resursa;
• pretvarač – uređaj za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu;
• kontrolor – uređaj koji koči generator u trenutku kada jedinica razvije stvarnu snagu koja premašuje osnovne pokazatelje.

Lagana, visokokvalitetna plastična ploča dobre elastičnosti prikladna je za izradu lopatica. Ostale vrste materijala previše su osjetljive na razna oštećenja i deformacije i jednostavno se ne mogu nositi s tako velikim dinamičkim opterećenjem.

Kada sami izrađujete uređaj, trebali biste imati na umu da su vertikalne vjetrenjače koje ste sami izradili ozbiljno inferiorne u snazi ​​od tvornički izrađenih modela. Stoga, kako u budućnosti ne biste bili razočarani stvorenim dizajnom, bolje ga je odmah izraditi prema parametrima koji su 2 puta veći od potrebnih

Male lopatice mogu se izraditi od PVC-a srednje gustoće, ali veliki, široki dijelovi će zahtijevati najizdržljiviji materijal koji može dugo izdržati jak vjetar koji puše brzinom od 15 m/s ili više.

Korak 2: Preliminarna priprema elemenata

Za stvarajući oštrice Za vertikalni generator vjetra, 4 identična dijela su izrezana iz PVC cijevi visoke čvrstoće. Dva polukružna fragmenta izrezana su iz kositra i pričvršćena sa svake strane cijevi. Polumjer rotacije dijelova lopatice u ovom će slučaju biti 690 mm, a visina svake lopatice oko 700 mm.

Za sastavljanje sustava rotora uzmite neodimijske magnete (6 kom), feritne diskove promjera 230 mm (2 kom) i ljepilo. Magneti su postavljeni na prvi disk, izmjenjujući polaritet i održavajući kut od 60 stupnjeva između njih s promjerom rasporeda od 165 mm. Po istoj shemi izrađuje se drugi disk, a zatim se magneti pune ljepilom.

Za stator je pripremljeno 9 zavojnica i na svaki od njih je namotano 60 zavoja bakrene žice promjera 1 mm.

Naknadno lemljenje odvija se ovim redoslijedom:

• početak 1 zavojnice s krajem 4;
• početak 4 s krajem 7 valjaka.

Druga faza se sastavlja prema istom principu, ali rad počinje s 2 zavojnice, a treća - s 3 zavojnice. Poseban oblik je izrađen od lista šperploče, dno je obloženo komadom stakloplastike, a na vrh su postavljene faze zalemljene iz zavojnica.

Napunite konstrukciju ljepilom i ostavite 1-2 dana da se svi dijelovi stvrdnu i zauzmu prava mjesta. Zatim počinju povezivati ​​pojedinačne dijelove u jedan radni sustav.

Korak 3: Sastavljanje svih dijelova generatora

Za spajanje svih elemenata generatora, u gornjem rotoru su napravljene 4 rupe za igle. Donji rotor je postavljen na nosač s magnetima prema gore. Zatim se postavlja stator, prethodno u njemu napravljene rupe za pričvršćivanje na nosač.

Igle se utiskuju u aluminijsku ploču i zatim pokrivaju drugim rotorom, postavljajući ga tako da magneti budu okrenuti prema dolje.

Proces sastavljanja dijelova provodi se pažljivo i bez žurbe. Rotori moraju biti međusobno poravnati tako da se kasnije u strukturi ne stvori zazor (+)

Klinovi se naizmjenično okreću ključem tako da gornji rotor ravnomjerno i bez trzaja pada na donji. Kada zauzme svoje mjesto, klinovi se odvrću i uklanjaju se aluminijske ploče. Na kraju se cijela konstrukcija učvrsti maticama i čvrsto zategne, ali ne prečvrsto, kako ne bi pukla nit.

Korak 4: Završna instalacija opreme

Za jarbol uzmite jaku metalnu cijev duljine 4-5 metara i na nju zavrnite generator koji ste već sastavili vlastitim rukama.Zatim se okvir s plastičnim lopaticama pričvrsti na generator, a konstrukcija jarbola postavlja se na unaprijed pripremljeno mjesto s ojačanim temeljem u tri točke.

Dodatno, položaj sustava je fiksiran pomoću nosila.

Prilikom postavljanja vjetroturbine, jarbol se mora uzeti što je duže moguće. Mora nositi rotor više od najviše zgrade na mjestu. Tek tada će dizajn moći učinkovito raditi i proizvesti potrebnu količinu resursa

Električna mreža je spojena na vjetrenjaču u određenom slijedu. Regulator uzima resurs iz generatora i pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu, koja je neophodna za punjenje baterije. Limenka sami sastavite regulator prema pojednostavljenoj shemi.

Baterija pohranjuje oslobođenu energiju, a pretvarač pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju koja napaja većinu kućanskih aparata i kućnih servisnih sustava.

Na našoj web stranici postoji izbor članaka o domaćim generatorima vjetra različitih vrsta.

Savjetujemo vam da pročitate:

1. Vjetrogenerator "uradi sam" iz perilice rublja: upute za sastavljanje vjetrenjače
2. Vjetrogenerator "uradi sam" iz automobilskog generatora: tehnologija montaže vjetroagregata i analiza pogrešaka
3. Kako napraviti generator vjetra vlastitim rukama: uređaj, princip rada + najbolji domaći proizvodi

Još jedna zanimljiva opcija za izgradnju vertikalne vjetrenjača može se sastaviti od otpadnih materijala, trošeći ne više od 250 rubalja na kupnju dodatnih komponenti. Domaći majstori će trebati kotač za bicikl, još 12 žbica za bicikl, osovinu od stražnjeg kotača bicikla s tri matice, čeličnu traku, 11 aluminijskih ploča.

Trebat će vam i 150 zakovica, 18 M4 vijaka s maticama, 3 M6 vijka s maticama, 27 većih podloški i 24 male.

Sljedeća galerija će ukratko pokazati korake sastavljanja:

Sljedeća videouputa detaljno će prikazati sve korake:

Odabir mjesta za vjetrogenerator

Odabir pravog mjesta za postavljanje vjetrogeneratora važan je korak. Najbolje je uređaj postaviti na najvišu otvorenu točku i pažljivo osigurati da ne bude ispod razine susjednih stambenih i gospodarskih zgrada. U suprotnom, zgrade će postati prepreka protoku zraka i učinkovitost jedinice će se znatno smanjiti.

Ako je mjesto okrenuto prema rijeci ili jezeru, vjetrenjača se postavlja na obalu, gdje vjetrovi pušu posebno često. Uzvisine na posjedu ili veliki prazni prostori gdje nema umjetnih ili prirodnih prepreka protoku zraka idealni su za smještaj generatora.

Kada se stambena nekretnina (kuća, vikendica, stan itd.) nalazi unutar grada ili se nalazi izvan grada, ali u gusto izgrađenim područjima, na krovu se postavlja vjetroelektrana.

Za postavljanje generatora na krov stambene zgrade potrebno je pismeno suglasnost susjeda i službeno dopuštenje nadležnih tijela.

Prilikom postavljanja vertikalnog generatora na krov stambene zgrade, trebali biste imati na umu da jedinica radi prilično bučno i može uzrokovati neugodnosti i vlasnicima i drugim stanovnicima.Stoga se uređaj mora postaviti bliže središtu krova kako vlasnici stanova na gornjim katovima ne bi patili od glasnog zujanja koje emitira vjetrenjača tijekom rada

U privatnoj kući s velikom okućnicom mnogo je lakše odabrati prikladno mjesto. Glavna stvar je uzeti u obzir da se struktura nalazi na udaljenosti od 15-25 metara od stambenih prostorija. Tada zvučni efekti rotirajućih lopatica nikome neće smetati.

Održavanje vertikalnog uređaja

Kako bi vertikalni vjetrogenerator radio učinkovito, precizno i ​​što učinkovitije, svi pokretni dijelovi konstrukcije moraju biti podmazani. Ovaj postupak se provodi najmanje 2 puta tijekom cijele kalendarske godine.

U isto vrijeme, tijekom održavanja, matice koje su olabavljene uslijed rada se zatežu, električni priključci se ojačavaju, mehaničke komponente se provjeravaju na koroziju, labavi zatezni kablovi se zatežu, a noževi se pažljivo pregledaju radi puknuća ili oštećenja.

Zimi okomite instalacije zahtijevaju posebnu njegu. Tijekom razdoblja mraza, oštrice se prekrivaju korom leda i moraju se očistiti na vrijeme kako bi se brzina zakretnog momenta održavala na odgovarajućoj razini.

Po potrebi se farbaju dijelovi, a jednom godišnje radi se kompletan pregled cijele konstrukcije radi utvrđivanja grešaka. Takva njega osigurava ispravan rad vjetroagregata i produljuje vijek trajanja.

Procjena izvedivosti ugradnje

Prije nego počnu proizvoditi vertikalni vjetrogenerator, proučavaju vremensku situaciju u svojoj regiji i pokušavaju utvrditi može li jedinica osigurati potrebnu količinu resursa.

Stručnjaci preporučuju procjenu sljedećih parametara:

• broj vjetrovitih dana — uzeti srednju vrijednost za godinu kada udar vjetra prelazi 3 m/s;
• volumen električne energije, koju kućanstvo troši po danu;
• odgovarajuće mjesto na vlastitom mjestu za opremu za vjetar.

Prvi pokazatelj saznaje se iz podataka dobivenih na najbližoj meteorološkoj postaji ili pronađenih na internetu na relevantnim portalima. Osim toga, provjeravaju tiskane geografske publikacije i stvaraju cjelovitu sliku situacije s vjetrom u svojoj regiji.

Statistike se ne uzimaju za jednu godinu, već za 15-20 godina, tek tada će prosječne brojke biti što točnije i pokazat će hoće li generator moći u potpunosti zadovoljiti potrebe kućanstva za električnom energijom ili će njegova snaga biti samo dovoljno za napajanje pojedinačnih kućanskih potreba.

Ako vlasnik ima veliku parcelu koja se nalazi na padini, u blizini obale rijeke ili na otvorenom prostoru, neće biti problema s instalacijom.

Kada se kuća nalazi u dubini naseljenog područja, a dvorište ima kompaktne dimenzije i usko je uz susjedne zgrade, neće biti lako postaviti okomiti model vjetrenjače vlastitim rukama. Konstrukciju će morati podignuti 3-5 m iznad tla i dodatno ojačati kako ne bi pala u slučaju jakog vjetra.

Sve ove informacije potrebno je uzeti u obzir u fazi planiranja kako bi bilo jasno može li vjetrogenerator preuzeti punu opskrbu energijom ili će njegova uloga ostati pomoćni izvor energije. Preporučljivo je provesti proračun vjetroturbine.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video br. 1 će pokazati kako napraviti vertikalni generator vjetra sa Daria rotorskim sustavom vlastitim rukama kod kuće. Video jasno prikazuje značajke i zanimljive nijanse procesa montaže. Postoji definicija najveće snage proizvedene jedinice:

Video broj 2 će pokazati kako radi vertikalni vjetrogenerator i koliko energije proizvodi. Daje detaljan pregled modula i opis rada potrebnog za ispravno mjerenje stvarne snage i ostalih parametara:

Video br. 3 predstavlja testiranje domaćeg vertikalnog vjetrogeneratora. Za što je sposoban uređaj napravljen vlastitim rukama od otpadnog materijala:

Takav moderan i praktičan izvor alternativne energije poput vertikalnih vjetrenjača lako je sastaviti vlastitim rukama. S odgovarajućim iskustvom u održavanju, moguće je izraditi svaki dio, a zatim spojiti sve komponente u jedinstvenu, cjelovitu strukturu.

Ako ne želite komplicirati zadatak, sasvim je prikladno kupiti gotove komponente i kod kuće, bez žurbe i buke, instalirati pouzdanu vjetroturbinu koja može osigurati nesmetanu opskrbu električnom energijom stambenog prostora.

Kada niste 100% sigurni u svoje sposobnosti, bolje je povjeriti posao profesionalcima. Sve će napraviti vrlo brzo i u potpunosti u skladu s osnovnim operativnim zahtjevima.

Imate li iskustva u izradi i radu vjetrogeneratora? Podijelite informacije s našim čitateljima i predložite svoj način sastavljanja jedinice. U donjem obrascu možete ostaviti komentare i dodati fotografije domaćih proizvoda.