Generator eolian vertical bricolaj: cum să asamblați o turbină eoliană cu o axă verticală de rotație

Vântul are capacități energetice incredibile.Neutilizarea potențialului său puternic trebuie să fie recunoscută cu îndrăzneală ca o risipă nerezonabilă. Dar puteți construi cu ușurință un generator eolian vertical cu propriile mâini și puteți primi energie practic gratuită pentru a vă acoperi nevoile casnice. Acest lucru este destul de real, nu ești de acord?

Acest articol vă va ajuta să înțelegeți în detaliu o problemă tehnică complexă. Informațiile sistematizate, accesibile acoperă în detaliu principiul de funcționare al sistemelor populare care transformă energia maselor de aer în electricitate.

Fără îndoială, veți fi purtat de ideea de a crea o moară de vânt, specificul ansamblării acesteia este descris în articol. Am examinat în detaliu diferitele tipuri de generatoare eoliene verticale, atingând diferențele, avantajele și dezavantajele acestora. Partea text a materialului este perfect completată de fotografii și instrucțiuni video.

Avantajele și principiul de funcționare a turbinelor eoliene

Un generator vertical modern este una dintre opțiuni energie alternativă pentru casă. Unitatea este capabilă să transforme rafale de vânt într-o resursă de energie. Pentru o funcționare corectă, nu necesită dispozitive suplimentare care determină direcția vântului.

Un generator eolian rotativ este foarte ușor de realizat cu propriile mâini. Desigur, nu își va putea asuma complet responsabilitatea de a furniza energie unei cabane private mari, dar va face o treabă excelentă în iluminarea anexei, căilor de grădină și zonelor locale.

Dispozitivul de tip vertical funcționează la o înălțime mică. Întreținerea acestuia nu necesită diverse dispozitive pentru a asigura lucrările de reparații și întreținere sigure la mare altitudine.

Un minim de părți în mișcare face turbina eoliană mai fiabilă și mai stabilă din punct de vedere operațional. Profilul optim al palelor și forma originală a rotorului asigură unității un nivel ridicat de eficiență, indiferent de direcția în care bate vântul în orice moment.

Modelele de uz casnic mici constau din trei sau mai multe lame ușoare, prind instantaneu cea mai slabă rafală și încep să se rotească de îndată ce forța vântului depășește 1,5 m/s. Datorită acestei abilități, eficiența lor o depășește adesea pe cea a instalațiilor mai mari care necesită vânturi mai mari.

Generatorul funcționează absolut silențios, nu deranjează proprietarii și vecinii, nu creează emisii nocive în atmosferă și servește în mod fiabil mulți ani, furnizând cu atenție energie locuințelor.

Un generator eolian vertical funcționează pe principiul levitației magnetice. Pe măsură ce turbinele se rotesc, sunt generate forțe de impuls și de ridicare, precum și forțe reale de frânare. Primele două fac ca lamele unității să se rotească.Această acțiune activează rotorul și creează un câmp magnetic care produce electricitate.

O turbină eoliană cu o axă verticală de rotație nu este inferioară ca eficiență față de omologii săi orizontale. În plus, nu pretinde locația teritorială și funcționează complet în aproape orice loc convenabil pentru proprietarii de case

Dispozitivul funcționează complet independent și nu necesită intervenția proprietarului în acest proces.

Clasificarea generatoarelor verticale

Există unele diferențe structurale între dispozitivele de colectare a vântului de tip vertical. Nu face unitățile mai bune sau mai proaste, ci pur și simplu vă permite să alegeți cea mai convenabilă opțiune pentru îndeplinirea sarcinilor specifice într-o anumită zonă.

#1: Caracteristicile sistemelor ortogonale

Din punct de vedere structural, un generator eolian ortogonal este format dintr-o axă puternică de rotație verticală și mai multe pale paralele situate la o anumită distanță de baza centrală.

Aparatul nu necesita mecanisme suplimentare de ghidare si functioneaza normal, indiferent de directia vantului. Arborele principal amplasat vertical face posibilă plasarea echipamentului de antrenare la nivelul solului, ceea ce facilitează foarte mult operarea, repararea și întreținerea.

Unitățile de sprijin ale generatorului ortogonal nu au o durată de viață foarte lungă. Acest lucru se datorează sarcinilor dinamice mari pe care rotorul le exercită asupra lor în timpul funcționării. Pentru a vă asigura că instalarea nu eșuează prematur, toate piesele de susținere trebuie inspectate în mod regulat, iar cele deteriorate trebuie înlocuite prompt cu altele noi.

Dezavantajele dispozitivelor ortogonale includ un sistem de lame prea masiv și o eficiență scăzută în comparație cu eficiența modulelor cu axă orizontală.

Cea mai simplă turbină eoliană pentru alimentarea consumatorilor cu putere redusă poate fi asamblată din componente gata făcute:

#2: Generatoare cu rotor Daria

Un generator eolian echipat cu un rotor Darrieus are o axă de rotație verticală și 2-3 benzi de lame plate fără profil aerodinamic caracteristic, fixate la bază și în vârful axei de rotație.

Unitatea în funcționarea sa nu este ghidată de puterea sau direcția vântului, are o viteză mare de rotație și permite amplasarea dispozitivelor de antrenare pe sol, ceea ce facilitează și accelerează procesul de întreținere programată și eventualele reparații.

Grupurile electrogene cu două pale cu rotor Darrieus sunt activate doar de o rafală puternică de vânt. Cu un flux uniform, ei nu pot începe singuri.

Componentele de susținere și rotație ale unui dispozitiv cu rotor Darrieus sunt vulnerabile la sarcini dinamice crescute, iar eficiența sistemului de lame este inferioară în multe privințe față de instalațiile orizontale axiale.

#3: Unități cu rotor Savonius

Turbina eoliană verticală cu rotor Savonius are un sistem de pale semicilindrice și se deosebește de instalațiile similare prin cuplul său mare de pornire și capacitatea de a funcționa eficient în vânturi cu viteză redusă.

Puterea generatoarelor eoliene verticale cu rotor Savonius oferite pe piata nu depaseste 5 kW. Dispozitivele sunt rareori utilizate ca unitate de lucru independentă, dar sunt cel mai adesea folosite pentru a crea un cuplu de pornire mai mare pentru instalațiile cu rotor Daria

Complexul vertical cu rotor Savonius este criticat pentru consumul crescut de material și eficiența mai scăzută în comparație cu generatoarele eoliene cu ax orizontal. De aceea, producția de echipamente de mare putere din această clasă este considerată inadecvată.

Următoarea selecție de fotografii vă va prezenta pașii de fabricație a morii de vânt Savonius:

Toate piesele acestui model de moara de vant Savonius, cu exceptia generatorului de 3200 rpm si 24 V, sunt realizate manual.

#4: Moară de vânt cu rotor și ghidaj cu mai multe pale

Acest tip de dispozitiv este o versiune îmbunătățită a generatorului eolian ortogonal clasic. Complexul rotoric este format din palete dispuse pe două rânduri.

Nivelul exterior al lamei rămâne static și acționează ca o paletă de ghidare. Captează fluxul vântului, îl captează, îl comprimă și în acest fel crește vizibil viteza efectivă a vântului.

Rândul interior de palete este o structură mobilă, care primește fluxul de aer de la prima unitate de rotor la un anumit unghi.

Eficiența unui generator eolian cu rotor cu mai multe pale cu sistem de ghidare face ca acest dispozitiv să fie deosebit de atractiv pentru consumatori.Cu toate acestea, costul unui astfel de echipament este destul de mare și durează puțin mai mult să se plătească singur decât dispozitivele similare cu o configurație mai simplă.

Experții numesc acest tip de dispozitiv cel mai eficient din clasa sa și subliniază că designul specific îi permite să funcționeze chiar și la cele mai mici viteze posibile ale vântului.

#5: Caracteristicile dispozitivelor cu rotor elicoid

O turbină eoliană elicoidală sau un generator Gorlov este o altă modificare a sistemului tradițional de rotor ortogonal. Lamele modelului sunt răsucite într-un arc. Această caracteristică de design face posibilă captarea rapidă a fluxului de aer și rotirea lin, fără să se zvâcnească.

Acest principiu de funcționare reduce semnificativ sarcina dinamică pe bază și pe unitățile mobile, crescând astfel durata de viață a acestora.

Dispozitivele cu rotor de tip elicoid sunt foarte fiabile și pot rezista cu ușurință la sarcini de funcționare semnificative. Cu toate acestea, în timpul funcționării, astfel de mori de vânt creează efecte de zgomot pronunțate și produc unde sonore suplimentare situate în regiunea undelor scurte a spectrului de sunet.

Palele rotorului filate pentru o moară de vânt elicoidal sunt realizate folosind o tehnologie foarte progresivă, dar complexă. Din acest motiv, unitățile sunt destul de scumpe și nu sunt foarte populare în rândul consumatorilor privați.

#6: Caracteristicile rotoarelor cu axă verticală

Principala diferență dintre un generator cu axă verticală este lamele sale poziționate vertical, al căror profil seamănă cu o aripă de avion, a cărei axă este clar paralelă cu arborele vertical. Designul amintește oarecum de rotorul Darrieus, dar în condiții de producție este fabricat mult mai rapid și mai ușor.

Un generator cu un rotor cu axă verticală preia viteza de funcționare mult mai rapid decât dispozitivele similare din această clasă și începe să producă resursa de energie necesară. Procesul este însoțit de un mic efect sonor și nu deranjează nici proprietarii instalației, nici vecinii

Morile de vânt cu rotor cu axă verticală sunt fiabile și durabile, pot rezista cu ușurință la sarcini de funcționare semnificative și nu costă prea mulți bani. Aceste calități le fac relevante pentru utilizare nu numai în scopuri industriale, ci și pentru uz casnic.

Caracteristicile alegerii generatoarelor eoliene pentru o casă privată și o prezentare generală a celor mai bune oferte sunt prezentate în Acest articol.

Fă-ți propria moară de vânt

Nu este prea dificil să creezi acasă un generator eolian cu o axă verticală de rotație cu propriile mâini. Este suficient să achiziționați componentele necesare, să le asamblați în ordinea corectă și să instalați modulul în locația aleasă. De îndată ce există o briză minimă, produsul va funcționa și va începe să ofere proprietarilor energia necesară.

Pasul 1: Achiziția de componente și materiale

Pentru a face un generator eolian vertical cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele componente:

• rotor – partea mobilă a unității:
• lame – piese care captează curgerea vântului;
• catarg axial – pentru atașarea rotorului și a palelor (poate fi sub formă de stâlp lung, piramidă sau trepied);
• stator – conceput pentru a găzdui o bobină de sârmă de cupru durabilă;
• baterie – capacitate încăpătoare de acumulare a resursei primite;
• invertor – un dispozitiv pentru transformarea curentului continuu în curent alternativ;
• controlor – un dispozitiv care frânează generatorul în momentul în care unitatea dezvoltă o putere efectivă care depășește indicatorii de bază.

Foaie de plastic ușoară, de înaltă calitate, cu elasticitate bună, este potrivită pentru fabricarea lamelor. Alte tipuri de materiale sunt prea susceptibile la diferite daune și deformații și pur și simplu nu pot face față unei sarcini dinamice atât de ridicate.

Când faceți singur dispozitivul, ar trebui să vă amintiți că morile de vânt verticale realizate de dvs. sunt foarte inferioare ca putere față de modelele fabricate din fabrică. Prin urmare, pentru a nu fi dezamăgit de designul creat în viitor, este mai bine să îl faceți imediat conform parametrilor care sunt de 2 ori mai mari decât necesar

Lamelele mici pot fi realizate din PVC de densitate medie, dar piesele mari, late, vor necesita cel mai durabil material care poate rezista vântului puternic care sufla cu o viteză de 15 m/s sau mai mult timp îndelungat.

Pasul 2: Pregătirea preliminară a elementelor

Pentru crearea de lame Pentru un generator eolian vertical, 4 părți identice sunt tăiate dintr-o țeavă din PVC de înaltă rezistență. Două fragmente semicirculare sunt tăiate din tablă și atașate de fiecare parte a țevii. Raza de rotație a părților lamei în acest caz va fi de 690 mm, iar înălțimea fiecărei lame va fi de aproximativ 700 mm.

Pentru a asambla sistemul rotor, luați magneți de neodim (6 buc), discuri de ferită cu diametrul de 230 mm (2 buc) și lipici. Pe primul disc se plasează magneții, alternând în polaritate și menținând între ei un unghi de 60 de grade cu un diametru de aranjare de 165 mm. Folosind aceeași schemă, se face un al doilea disc, iar apoi magneții sunt umpluți cu lipici.

Pentru stator, se pregătesc 9 bobine și pe fiecare dintre ele sunt înfășurate 60 de spire de sârmă de cupru cu diametrul de 1 mm.

Lipirea ulterioară are loc în această ordine:

• începutul unei bobine cu sfârșitul a 4;
• începe 4 cu sfârșitul 7 role.

A doua fază este asamblată după același principiu, dar lucrul începe cu 2 bobine, iar a treia - cu 3 bobine. Dintr-o foaie de placaj se realizează o formă specială, partea de jos este căptușită cu o bucată de fibră de sticlă și deasupra sunt așezate faze lipite din bobine.

Umpleți structura cu lipici și lăsați-o timp de 1-2 zile, astfel încât toate părțile să se stabilească și să ia locurile potrivite. Apoi încep să conecteze părțile individuale într-un singur sistem de lucru.

Pasul 3: Asamblarea tuturor pieselor generatorului

Pentru a conecta toate elementele generatorului, în rotorul superior sunt realizate 4 găuri pentru pini. Rotorul inferior este plasat pe suport cu magneții în sus. În continuare, statorul este plasat, făcându-și în prealabil găuri pentru fixarea pe suport.

Știfturile sunt presate în placa de aluminiu și apoi acoperite cu al doilea rotor, plasându-l cu magneții îndreptați în jos.

Procesul de asamblare a pieselor se desfășoară cu atenție și fără grabă. Rotoarele trebuie aliniate unul față de celălalt, astfel încât ulterior să nu se formeze joc în structură (+)

Știfturile se rotesc alternativ folosind o cheie astfel încât rotorul superior să cadă pe cel inferior uniform și fără smucire. Când își ia locul potrivit, știfturile sunt deșurubate și plăcile de aluminiu sunt îndepărtate. La final, se fixează întreaga structură cu piulițe și se strânge ferm, dar nu prea strâns, pentru a nu rupe firul.

Pasul 4: Instalarea finală a echipamentului

Pentru catarg, luați o țeavă metalică puternică de 4-5 metri lungime și înșurubați pe ea un generator pe care l-ați asamblat deja cu propriile mâini.Apoi, cadrul cu lame de plastic este atașat la generator și structura catargului este instalată pe un loc pregătit în prealabil, cu o fundație întărită în trei puncte.

În plus, poziția sistemului este fixată cu ajutorul unei targă.

La instalarea unei turbine eoliene, catargul trebuie luat cât mai mult posibil. Trebuie să poarte rotorul mai sus decât cea mai înaltă clădire de pe șantier. Numai atunci proiectul va putea funcționa eficient și va produce cantitatea necesară de resurse

Rețeaua electrică este conectată la moara de vânt într-o anumită secvență. Controlerul preia resursa de la generator și transformă curentul alternativ în curent continuu, care este necesar pentru încărcarea bateriei. Poate sa asamblați singur controlerul conform unei scheme simplificate.

Bateria stochează energia eliberată, iar invertorul transformă curentul continuu în curent alternativ, care alimentează cea mai mare parte a aparatelor de uz casnic și a sistemelor de servicii la domiciliu.

Pe site-ul nostru există o selecție de articole despre generatoare eoliene de casă de diferite tipuri.

Vă sfătuim să citiți:

1. Generator eolian bricolaj de la o mașină de spălat: instrucțiuni pentru asamblarea unei mori de vânt
2. Generator eolian de la un generator auto: tehnologie de asamblare a turbinelor eoliene și analiza erorilor
3. Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini: dispozitiv, principiu de funcționare + cele mai bune produse de casă

O altă opțiune interesantă pentru construirea unei moară de vânt verticală poate fi asamblată din materiale reziduale, cheltuind nu mai mult de 250 de ruble pentru achiziționarea de componente suplimentare. Bricolagii vor avea nevoie de o roată de bicicletă, încă 12 spițe de bicicletă, o axă de la roata din spate a bicicletei cu trei piulițe, o bandă de oțel, 11 plăci de aluminiu.

Veți avea nevoie și de 150 de nituri, 18 șuruburi M4 cu piulițe, 3 șuruburi M6 cu piulițe, 27 șaibe mai mari și 24 mici.

Următoarea galerie va prezenta pe scurt etapele de asamblare:

Următoarele instrucțiuni video vor prezenta toți pașii în detaliu:

Alegerea unei locații pentru un generator eolian

Alegerea locației potrivite pentru instalarea unui generator eolian este un pas important. Cel mai bine este să plasați dispozitivul în cel mai înalt punct deschis și să vă asigurați cu atenție că nu este sub nivelul rezidenților și anexelor adiacente. În caz contrar, clădirile vor deveni un obstacol în calea fluxului de aer, iar eficiența unității va scădea foarte mult.

Dacă amplasamentul este orientat spre un râu sau un lac, moara de vânt este amplasată pe mal, unde vânturile bat mai des. Elevațiile de pe proprietate sau spațiile mari goale unde nu există bariere artificiale sau naturale în calea fluxului de aer sunt ideale pentru localizarea generatorului.

Când imobilul rezidențial (casă, cabană, apartament etc.) este situat în interiorul orașului sau este situat în afara orașului, dar în zone dens construite, pe acoperiș este instalat un complex de energie eoliană.

Pentru a amplasa un generator pe acoperișul unui bloc de apartamente, se ia acordul scris al vecinilor și se obține permisiunea oficială de la autoritățile competente.

Când instalați un generator vertical pe acoperișul unui bloc de apartamente, trebuie să vă amintiți că unitatea funcționează destul de zgomotos și poate provoca neplăceri atât proprietarilor, cât și altor rezidenți.Prin urmare, dispozitivul trebuie plasat mai aproape de centrul acoperișului, astfel încât proprietarii de apartamente de la etajele superioare să nu sufere din cauza zumzetului puternic emis de moara de vânt în timpul funcționării.

Într-o casă privată cu o grădină mare, alegerea unei locații potrivite este mult mai ușoară. Principalul lucru este să țineți cont de faptul că structura este situată la o distanță de 15-25 de metri de spațiile rezidențiale. Atunci efectele sonore de la lamele rotative nu vor deranja pe nimeni.

Întreținerea unui dispozitiv vertical

Pentru ca un generator eolian vertical să funcționeze eficient, precis și cât mai eficient posibil, toate părțile mobile ale structurii trebuie lubrifiate. Această procedură se efectuează de cel puțin 2 ori pe parcursul întregului an calendaristic.

În același timp, în timpul întreținerii, piulițele care s-au slăbit ca urmare a funcționării sunt strânse, conexiunile electrice sunt întărite, componentele mecanice sunt verificate pentru coroziune, cablurile de tensiune slăbite sunt strânse și lamele sunt inspectate cu atenție pentru rupere sau deteriorare.

Iarna, instalațiile verticale necesită o îngrijire specială. În perioadele de îngheț, lamele se acoperă cu o crustă de gheață și trebuie curățată în timp util, astfel încât viteza cuplului să fie menținută la nivelul corespunzător.

Piesele sunt vopsite după cum este necesar și o dată pe an se efectuează o inspecție completă a întregii structuri pentru a identifica defecțiunile. O astfel de îngrijire asigură funcționarea corectă a turbinei eoliene și prelungește durata de viață a acesteia.

Evaluarea fezabilității instalării

Înainte de a începe să producă un generator eolian vertical, ei studiază situația vremii din regiunea lor și încearcă să determine dacă unitatea poate furniza cantitatea necesară de resurse.

Experții recomandă evaluarea următorilor parametri:

• numărul de zile cu vânt — se ia valoarea medie a anului când rafala depășește 3 m/s;
• volumul energiei electrice, consumat pe zi de o gospodărie;
• loc potrivit pe amplasamentul propriu pentru echipamente eoliene.

Primul indicator este învățat din datele obținute la cea mai apropiată stație meteo sau găsite pe internet pe portalurile relevante. În plus, ei verifică cu publicațiile geografice tipărite și creează o imagine completă a situației vântului în regiunea lor.

Statisticile sunt luate nu pentru un an, ci pentru 15-20 de ani, abia atunci cifrele medii vor fi cât mai corecte posibil și vor arăta dacă generatorul va putea satisface pe deplin necesarul de energie electrică a gospodăriei sau dacă puterea acestuia va fi doar suficient pentru a satisface nevoile individuale ale gospodăriei.

Dacă proprietarul are un teren mare situat în pantă, lângă malul unui râu sau în spațiu deschis, nu vor fi probleme de instalare.

Când casa este situată în adâncurile unei zone populate, iar curtea are dimensiuni compacte și este aproape adiacentă clădirilor învecinate, nu va fi ușor să instalați un model vertical al unei mori de vânt cu propriile mâini. Structura va trebui ridicată la 3-5 m deasupra solului și consolidată în continuare pentru a nu cădea în cazul unei rafale puternice.

Toate aceste informații trebuie luate în considerare în etapa de planificare pentru a se clarifica dacă generatorul eolian poate prelua întreaga aprovizionare cu energie sau rolul său va rămâne ca sursă de energie auxiliară. Este recomandabil să se efectueze calculul turbinei eoliene.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul nr. 1 va demonstra cum să faci un generator eolian vertical cu un sistem de rotor Daria cu propriile mâini acasă. Videoclipul prezintă clar caracteristicile și nuanțele interesante ale procesului de asamblare. Există o definiție a puterii maxime a unității fabricate:

Videoclipul nr. 2 va arăta cum funcționează un generator eolian vertical și câtă energie produce. Acesta oferă o prezentare detaliată a modulului și o descriere a lucrărilor necesare pentru a măsura corect puterea reală și alți parametri:

Videoclipul nr. 3 prezintă testarea unui generator eolian vertical de casă. De ce este capabil un dispozitiv fabricat cu propriile mâini din materiale vechi:

O astfel de sursă modernă și practică de energie alternativă precum morile de vânt verticale este ușor de asamblat cu propriile mâini. Cu o experiență adecvată în menaj, este posibil să fabricați fiecare piesă și apoi să conectați toate componentele într-o singură structură integrală.

Dacă nu doriți să complicați sarcina, este destul de potrivit să achiziționați componente gata făcute și, acasă, fără grabă sau agitație, să instalați o turbină eoliană fiabilă, capabilă să asigure alimentarea neîntreruptă cu energie electrică a unui spațiu de locuit.

Când nu ai încredere 100% în abilitățile tale, este mai bine să încredințezi munca unor profesioniști. Ei vor face totul foarte rapid și în deplină conformitate cu cerințele operaționale de bază.

Aveți experiență în construirea și operarea unui generator eolian? Vă rugăm să împărtășiți informații cu cititorii noștri și să sugerați metoda dvs. de asamblare a unității. Puteți lăsa comentarii și adăuga fotografii cu produse de casă în formularul de mai jos.