Vinden har otroliga energikapaciteter. Underlåtenhet att använda sin kraftfulla potential bör säkert erkännas som orimligt avfall. Men du kan enkelt bygga en vertikal vindgenerator med dina egna händer och få nästan gratis energi för att täcka inhemska behov. Det här är ganska verkligt, håller du med?
Den presenterade artikeln hjälper till att förstå i detalj en komplex teknisk fråga. Systematiserad, lättillgänglig information i detalj beskriver principen om drift av populära system som bearbetar luftmassans energi till elektricitet.
Utan tvekan kommer du att bli borttagen av idén att skapa en väderkvarn, som är detaljerad i monteringen beskrivs i artikeln. Vi undersökte i detalj olika typer av vertikala vindgeneratorer, berörde deras skillnader, fördelar och nackdelar. Materialets textdel kompletteras perfekt med foton och videoinstruktioner.
Fördelar och princip för drift av väderkvarnar
En modern vertikal generator är ett av alternativen för alternativ energi för hemmet. Enheten kan konvertera vindkast till en energiresurs. För korrekt drift behöver den inte ytterligare enheter som bestämmer vindens riktning.
En roterande vindgenerator är mycket enkel att göra med dina egna händer. Naturligtvis kommer han inte att kunna fullständigt ta över tillhandahållandet av en privat storstuga stuga med energi, men han klarar perfekt med belysning av uthus, trädgårdsstigar och ett angränsande hus
Enheten för vertikal typ fungerar i låg höjd. För dess underhåll behövs inte olika enheter som säkerställer ett säkert utförande av reparations- och underhållsarbeten i hög höjd.
Ett minimum av rörliga delar gör vindkraftverket mer pålitlig och driftsstabil. Bladens optimala profil och rotorns ursprungliga form ger enheten en hög effektivitetsnivå, oavsett vilken riktning vinden blåser vid varje givet ögonblick.
Små hushållsmodeller består av tre eller fler lätta blad, fångar omedelbart det svagaste vindstoppet och börjar rotera så snart vindkraften överstiger 1,5 m / s. Tack vare denna förmåga överskrider deras effektivitet ofta effektiviteten hos stora anläggningar som kräver en starkare vind.
Generatorn fungerar helt tyst, stör inte ägarna och grannarna, skapar inte skadliga utsläpp i atmosfären och tjänar pålitligt under många år, och levererar exakt energi till bostadslokaler.
Den vertikala vinddrivna generatoren arbetar med principen om magnetisk levitation. Under turbinernas rotation genereras pulserande och lyftkrafter såväl som den faktiska bromskraften. De två första roterar enhetens blad. Denna åtgärd aktiverar rotorn och det skapar ett magnetfält som genererar elektricitet.
En vindkraftverk med en vertikal rotationsaxel är inte underlägsen i effektivitet gentemot dess horisontella motsvarigheter. Dessutom gör det inga krav på det territoriella läget och fungerar fullt ut på nästan vilken plats som helst som är praktiskt för husägare
Enheten fungerar helt oberoende och kräver inte värdintervention i processen.
Vertikal generator klassificering
Det finns en viss strukturell skillnad mellan vindfällorna i vertikal typ. Det gör inte enheterna bättre eller sämre, utan låter dig helt enkelt välja det mest praktiska alternativet för att utföra specifika uppgifter inom ett visst område.
# 1: Funktioner i ortogonala system
Strukturellt sett består den ortogonala vindgeneratorn av en stark axel med vertikal rotation och flera parallella blad på avstånd från centrumbasen på ett visst avstånd.
Enheten behöver inte ytterligare styrmekanismer och fungerar normalt, oavsett vindriktning. En vertikalt belägen huvudaxel gör det möjligt att placera drivutrustningen på marknivå, vilket i hög grad underlättar drift, reparation och underhåll.
Referensnoderna för den ortogonala generatorn har en inte särskilt hög livslängd. Detta beror på de höga dynamiska belastningarna som rotorn utövar på dem under drift. Så att installationen inte misslyckas för tidigt måste alla stöddelar inspekteras regelbundet och i rätt tid bytas ut skadade med nya.
Nackdelarna med ortogonala anordningar inkluderar ett för massivt bladsystem och låg effektivitet jämfört med effektiviteten hos horisontella axelmoduler.
Den enklaste vindturbinen för att driva lågeffektkonsumenter kan monteras från färdiga komponenter:
Bildgalleri
Foto från
Vindkraftmonteringssats
Montering av bladen på en mini vindgenerator
Ansluter generator till arbetsdelen
rpm
# 2: Daria Rotor Generators
En vindgenerator utrustad med en Darier-rotor har en vertikal rotationsaxel och 2-3 platta bandblad utan en karakteristisk aerodynamisk profil, fixerad vid basen och på toppen av rotationsaxeln.
Enheten i sitt arbete fokuserar inte på vindens styrka eller riktning, har en hög rotationshastighet och möjliggör placering av drivenheter på marken, vilket underlättar och påskyndar processen för schemalagt underhåll och möjliga reparationer.
Tvåbladiga generatoraggregat med en Darier-rotor aktiveras endast av ett starkt vindkast. Med ett enhetligt framkommande flöde kan de inte börja på egen hand
De stödjande och roterande komponenterna hos anordningen med Darier-rotorn är känsliga för ökade dynamiska belastningar, och effektiviteten hos bladesystemet är underlägsen i många avseenden för axiella horisontella installationer.
# 3: Savonius rotorenheter
Den vertikala vindturbinen med en Savonius-rotor har ett halvcylindriskt bladsystem och skiljer sig från liknande installationer i högt startmoment och förmågan att arbeta effektivt i vindar med låg hastighet.
Kraften hos de vertikala vindgeneratorerna på marknaden med en Savonius-rotor överstiger inte 5 kW. Enheter används sällan som en oberoende arbetsenhet och används oftast för att skapa ett högre startmoment för roterande Darier-enheter
Det vertikala komplexet med Savonius-rotorn reprogeras med ökad materialförbrukning och lägre effektivitet jämfört med vindkraftsgeneratorer med horisontell axel. Det är därför frisläppandet av högeffektiv utrustning i denna klass inte anses vara tillrådligt.
Följande bildval kommer att bekanta dig med stegen att göra en Savonius-väderkvarn:
Bildgalleri
Foto från
Basen på en hemgjord vindgenerator är sammansatt från tre plywoodskivor: övre och nedre med en diameter på 30 cm, en medeldiameter på 26 cm
Från ett aluminiumplåt med en tjocklek av 1 mm skär vi bladen med sax för metall. För att göra dem måste du göra en mall av kartong i förväg.
Konsekvent fixerar vi knivarna på plywoodbotten och i mitten av träaxelns skruvar som är 2 cm långa
För att tillhandahålla en stödbas för väderkvarnen gör vi en kantsten av plywood eller MDF. Skär ett hål i en skiva med en diameter på 1,8 cm i vilken en skiva med en diameter på 32 cm ska sättas in
För montering av stödpedalerna konstruerar vi väggar upp till 15 cm höga och dess ungefärliga dimensioner är 41,5 cm x 34,0 cm
För att fixera generatorn kommer vi att ordna en låda med en storlek på 67x70x68 mm och isolera den med strängsprutad polystyren så att den under drift inte värmer upp elementen i trähöljet
För att förhindra ojämna vindeffekter på den vertikala turbinen klipper vi ut en 26 cm hög avböjare från aluminium
Vi ansluter ledningar till generatorutgången som krävs för att ansluta den direkt till likströmskonsumenter och till växelkonsumenter eller batteri via en växelriktare
Steg 1: Montering av vindkraftverkets bas
Steg 2: Skärning av aluminiumblad
Steg 3: Fäst knivarna på basen
Steg 4: Förbereda den övre delen av skåpet
Steg 5: Göra basens väggar
Steg 6: Installera generatoren i lådan
Steg 7: Turbine Deflector Device
Steg 8: Slutför montering av den vertikala väderkvarnen
Alla detaljer om denna modell av Savonius väderkvarn förutom generatoren vid 3200 varv / minut och 24 V görs för hand.
# 4: Vindkraftverk med multi-vingrotor och styrning
Denna typ av instrument är en förbättrad version av den klassiska ortogonala vindgeneratorn. Rotorkomplexet här består av blad arrangerade i två rader.
Det yttre flikskiktet förblir statiskt och fungerar som en ledskovel. Det fångar vindflödet, fångar det, komprimerar det och på detta sätt ökar den faktiska vindhastigheten avsevärt.
Den inre raden av blad är en rörlig struktur, på vilken luftflödet från den första rotationsinstallationen faller i en viss vinkel.
Effektiviteten hos en vindgenerator med en multi-vingrotor med ett styrsystem gör denna anordning särskilt attraktiv för konsumenterna. Kostnaden för sådan utrustning är emellertid ganska hög, och det lönar sig något längre än liknande enheter med en enklare konfiguration
Experter kallar den här typen av enheter den mest effektiva i sin klass och betonar att den specifika designen gör att den kan fungera även vid lägsta möjliga vindhastigheter.
# 5: Karaktärisering av enheter med en spiralrotor
Helicoid vindkraftverk eller Gorlov generator är en annan modifiering av det traditionella ortogonala rotorsystemet. Modellens blad är vridna i en båge. Denna designfunktion gör det möjligt att snabbt fånga luftflödet och rotera smidigt utan att rycka.
Denna funktionsprincip reducerar den dynamiska belastningen på basen och de rörliga noderna avsevärt och ökar därmed deras livslängd.
Helicoid-rotormaskiner är mycket pålitliga och tål lätt betydande driftsbelastningar. Under drift skapar emellertid sådana väderkvarnar uttalade bruseffekter och ger ytterligare ljudvågor belägna i kortvågområdet i ljudspektrumet
De virvlande rotorbladen för en spiralväderkvarn tillverkas med en mycket progressiv, men komplex teknik. På grund av detta har enheter en relativt hög kostnad och är inte allmänt populära bland privata konsumenter.
# 6: Egenskaper hos vertikala axlar
Huvudskillnaden mellan den vertikala axelgeneratorn är de vertikalt placerade bladen, som i profil liknar en luftving, vars axel är tydligt parallell med den vertikala axeln. Konstruktionen påminner om Darier-rotorn, men under produktionsförhållanden görs den mycket snabbare och enklare.
En generator med en vertikal-axiell rotor är mycket snabbare än liknande enheter i denna klass, och får driftshastighet och börjar producera den erforderliga energin. Processen åtföljs av en svag ljudeffekt och stör inte installationens ägare eller grannar.
Väderkvarnar med en rotor av en vertikalaxial typ är pålitliga och hållbara, tål lätt betydande driftsbelastningar och kostar inte för mycket pengar. Dessa egenskaper gör dem relevanta för användning inte bara i industriella utan även för hushållsändamål.
Funktioner i valet av vindgeneratorer för ett privat hus och en översikt över de bästa erbjudandena presenteras i denna artikel.
Handgjord väderkvarn
Det är inte så svårt att skapa en vindgenerator med en vertikal rotationsaxel hemma med dina egna händer. Det räcker att köpa de nödvändiga komponentdelarna, montera dem i rätt ordning och installera modulen på den valda platsen. Så snart den lägsta brisen visas fungerar produkten och börjar ge ägarna den nödvändiga energin.
Steg 1: Upphandling av komponenter och material
För att skapa en vertikal vindgenerator med dina egna händer behöver du sådana komponenter:
- rotor - rörlig del av enheten:
- bladen - delar som fångar vindflödet;
- axiell mast - för montering av rotorn och bladen (kan ha formen av en lång pol, pyramid eller stativ);
- statorn - Den är avsedd för placering av spolen med en stark koppartråd;
- batteri - kapacitet för ackumulering av den mottagna resursen.
- inverterare - en enhet för att konvertera likström till växelström;
- kontroller - enheten bromsar generatorn, för tillfället utvecklar enheten den verkliga effekten som överskrider baslinjen.
För tillverkning av blad lämplig plåt av lätt kvalitet med en god indikator på elasticitet. Andra typer av material är för mottagliga för olika skador och deformation och kan helt enkelt inte klara så hög dynamisk belastning.
Att göra enheten själv, bör det komma ihåg att vertikala gör-det-själv-vindkraftverk är allvarligt underlägsen vad gäller fabriksprover. För att inte bli besviken över den skapade designen i framtiden är det bättre att omedelbart göra det i termer av parametrar som är två gånger högre än nödvändigt
Små knivar kan vara tillverkade av medeltäthet PVC, och för stora, breda delar behöver du det mest hållbara materialet som tål starka vindar som blåser med en hastighet av 15 m / s och längre under lång tid.
Steg 2: Förbereda element
För att skapa bladen hos en vertikal vindgenerator skärs 4 identiska delar från ett höghållfast PVC-rör. Två halvcirkelformiga fragment skärs ur tenn och fixeras på varje sida av röret. Rotationsradie för bladdelarna i detta fall kommer att vara 690 mm, och höjden på varje blad kommer att vara cirka 700 mm.
För att montera rotorsystemet tas neodymmagneter (6 st), ferritskivor med en diameter på 230 mm (2 st) och lim. Magneter placeras på den första disken, alternerande i polaritet och iakttar en vinkel på 60 grader mellan dem med en diameter på 165 mm. Den andra skivan är tillverkad på samma sätt och sedan fylls magneterna med lim.
För statorn bereds 9 spolar och 60 varv koppartråd med en diameter på 1 mm lindas på var och en av dem.
Efterföljande vidhäftning sker i följande ordning:
- början av 1 spole med slutet 4;
- börja 4 med spolens slut 7.
Den andra fasen samlas enligt samma princip, men de börjar arbeta med 2 spolar och den tredje med tre spolar. En speciell form är gjord av ett plywoodskiva, botten är fodrad med ett glasfiberstycke och fasar lödda från spolar placeras ovanpå.
Fyll strukturen med lim och lämna den i 1-2 dagar, så att alla detaljer blir tagna och tar rätt plats. Sedan fortsätter de att förena de enskilda delarna i ett enda fungerande system.
Steg 3: Montering av alla generatordelar
För att ansluta alla element i generatorn i den övre rotorn, görs 4 hål för tapparna. Den nedre rotorn placeras på konsolen med magneter upp. Därefter placeras statorn efter att ha gjort hål i den för att fästas i konsolen.
Tapparna vilar på aluminiumplattan och täcker sedan med en andra rotor och placerar den med magneter ner.
Monteringsprocessen utförs försiktigt och utan hast. Rotorerna måste vara inriktade i förhållande till varandra, så att ingen motreaktion bildas i strukturen (+)
Med hjälp av en skiftnyckel roteras skruvarna växelvis så att den övre rotorn sjunker jämnt och utan ryck. När den tar sin plats vrids dubbarna och aluminiumplattorna tas bort. I slutändan fixeras hela strukturen med muttrar och dra åt dem tydligt, men inte för hårt för att inte bryta tråden.
Steg 4: Slutlig installation
För masten tar de ett hållbart metallrör som är 4-5 meter långt och fäster på den generatorn som redan är monterad med sina egna händer. Sedan fäster de ramen med plastblad på generatorn och installerar maststrukturen på en förberedd plats med en trepunktsförstärkt fundament.
Dessutom är systemets position fixerad med en sträckning.
Vid montering av en vindkraftverk måste masten tas så länge som möjligt. Hon måste göra en rotor ovanför den högsta strukturen i området. Först då kan designen fungera effektivt och producera den nödvändiga mängden resurs
Det elektriska nätet till vindkraftverket är anslutet i en viss sekvens. Styrenheten tar emot en resurs från generatorn och omvandlar växelströmmen till likström, vilket är nödvändigt för att ladda batteriet. Du kan själv montera regulatorn enligt ett förenklat schema.
Batteriet ackumulerar den frigjorda energin och växelriktaren förvandlar likströmmen till växelström, vilket matar huvuddelen av hushållsapparater och hemservicesystem.
På vår webbplats finns ett urval av artiklar om hemmagjord tillverkning av olika typer av vindgeneratorer.
Vi råder dig att bekanta dig med:
- Gör-det-själv vindgenerator från en tvättmaskin: monteringsanvisningar för en väderkvarn
- DIY vindgenerator från en bilgenerator: vindkraftmonteringsteknik och felanalys
- Hur man gör en vindgenerator med dina egna händer: enhet, driftsprincip + bästa hemmagjorda
Ett annat intressant alternativ för konstruktion av en vertikal vindkraftverk kan monteras av avfallsmaterial, eftersom de inte har använt mer än 250 rubel på inköp av ytterligare komponenter. Oberoende hantverkare kommer att behöva ett cykelhjul, ytterligare 12 cykelekrar, en axel från det bakre cykelhjulet med tre muttrar, en stålremsa, 11 aluminiumplattor.
Behöver fortfarande 150 nitar, M4-bultar med muttrar i mängden 18 bitar, M6-bultar med muttrar i mängden 3 delar, 27 större brickor och 24 små.
I korthet visar följande galleri monteringsstegen:
Bildgalleri
Foto från
Efter att ha fixat mallen för basen på det vertikala bladet på en aluminiumplatta, skär vi ut 6 delar. Det är inte nödvändigt att följa konturen strikt, små avvikelser är tillåtna. Därefter måste alla ämnen vikas i en hög och borras 16 hål för att fästas i dem med hjälp av en 4 mm borr
Vi gör spår på metallplåtarna och avgår från kanterna på 4, 6, 8, 10, 18, 26 och 34 cm och sedan var 2: e till 64 cm. Böjning av kanterna, vi monterar dem i en enda struktur, fäster de övre och nedre baserna
Från aluminium skär vi 3 ämnen för enheten med ihåliga stavar. De kommer att ge styvhet, och hålrummet tillåter fri fästning av delar med skruvar.
Efter att ha byggt tre turbinblad fixar vi dem med den nedre basen på hjulet. Överst ansluter vi en triangel svetsad från ett hörn
Vi fixar alla tre turbiner i bladet ordentligt på axeln, samtidigt som vi säkerställer att läget är fixerat relativt det roterande systemet
En likströmsgenerator monterad på ett separat rack är ansluten med en remdrivning till ett hjul. Du kan använda en annan motor, men anslutningsmetoden kommer att vara liknande.
Vi installerar masten med vindgeneratorn på en plats som väljs i förväg. Det får inte finnas några föremål som påverkar vindens effekter. Vi ger balans med stretchmärken.
Med samma komponenter och detaljer är det möjligt att montera en mer komplex, men också mycket mer produktiv installation som kan ge el till landsbygden
Steg 1: Skär basen för en vertikal turbin
Steg 2: Montera komponenterna på basen
Steg 3: Produktion av armeringsstänger
Steg 4: Fixa knivarna på hjulet
Steg 5: Säkerställa strukturell styvhet
Steg 6: Installation och anslutning av generatorn
Steg 7: Montering av masten med en vindgenerator
Steg 8: bygga en mer komplex installation
Följande videohandledning presenterar alla steg i detalj:
Att välja en plats för en vindgenerator
Att välja rätt plats att installera en vindgenerator är ett viktigt steg. Det är bäst att placera enheten på en öppen högsta punkt och noga övervaka att den inte faller under nivån på intilliggande bostads- och gårdsbyggnader. Annars kommer byggnaderna att bli ett hinder för luftflödet och enhetens effektivitet minskar kraftigt.
Om platsen går till en flod eller sjö, placeras vindkraftverket på stranden, där vindarna blåser särskilt ofta. Perfekt beläget för placeringen av generatorhöjderna tillgängliga på territoriet, eller stora tomma utrymmen som inte har artificiella eller naturliga hinder för luftflöde.
När bostadsfastigheter (hus, stuga, lägenhet etc.) ligger i staden eller ligger utanför staden, men på platser med tät utveckling, placeras vindkraftkomplexet på taket.
För att placera generatoren på taket i hyreshuset tar de grannernas skriftliga medgivande och får officiellt tillstånd från de berörda myndigheterna.
När man installerar en vertikal generator på taket i en hyreshus, bör man komma ihåg att enheten är ganska bullrig och kan orsaka besvär för både ägarna och andra boende. Därför måste enheten placeras närmare takets centrum så att lägenhetsägare på de övre våningarna inte lider av den höga brummen som väderkvarnen släpper ut under drift
I ett privat hus med en stor trädgård är det mycket lättare att välja en lämplig plats. Det viktigaste att tänka på är att strukturen ligger på 15-25 meter från bostadsområdet. Då stör ljudeffekterna från de roterande bladen ingen.
Upprätt underhåll
För att den vertikala vindgeneratorn ska fungera effektivt, tydligt och så effektivt som möjligt måste alla rörliga delar i strukturen smörjas. Denna procedur utförs minst två gånger under hela kalenderåret.
Samtidigt, under service, dra åt muttrarna under drift, stärka de elektriska anslutningarna, kontrollera de mekaniska komponenterna för korrosion, dra åt de lösa sträckkablarna och inspektera bladen försiktigt för brott eller skador.
På vintern kräver vertikala installationer särskild skötsel. Under frost täcks bladen med en isskorpa och måste rengöras i rätt tid så att vridmomentets hastighet bibehålls på rätt nivå
Delar målas efter behov och en gång per år gör de en fullständig undersökning av hela strukturen för funktionsfel. Sådan skötsel säkerställer korrekt vindkraftverk och förlänger dess driftsperiod.
Bedömning av installationens genomförbarhet
Innan de fortsätter med tillverkningen av en vindgenerator av vertikal typ studerar de vädersituationen i sin region och försöker avgöra om enheten kan tillhandahålla den nödvändiga mängden resurs.
Experter rekommenderar att utvärdera följande parametrar:
- antal blåsiga dagar - ta det genomsnittliga värdet för året då vindsteget överstiger 3 m / s;
- volym elkonsumeras per dag av hemägande;
- lämplig plats i ditt eget område för vindutrustning.
Den första indikatorn lärs av data som erhållits på närmaste väderstation eller hittas på Internet vid respektive portaler. Dessutom kontrollerar de med tryckta geografiska publikationer och utgör en fullständig bild av situationen med vinden i deras region.
Statistiken tas inte på ett år utan på 15-20 år, först då kommer genomsnittssiffrorna att vara så korrekta som möjligt och visar om generatoren helt kan tillfredsställa husägarens behov av el eller att dess styrka räcker endast för enskilda hushållens behov.
Om ägaren har till sitt förfogande en stor tomt belägen i en sluttning, nära flodstranden eller i ett öppet utrymme, kommer det inte att vara några problem med installationen.
När huset ligger i byns djup och trädgården är kompakt i storlek och nära intill angränsande byggnader, kommer det inte vara lätt att installera en vertikal modell av en vindturbin med dina egna händer. Konstruktionen måste höjas 3-5 meter över marken och ytterligare förstärkas så att den inte faller med en stark rusning.
All denna information måste beaktas i planeringsstadiet, så att det blir tydligt om vindkraftverket kommer att kunna ta full energiförsörjning eller om dess roll kommer att förbli inom den extra energikällan. Inledningsvis är det önskvärt att beräkna vindkraftverket.
Video nr 1 visar hur man gör en vertikal vindgenerator med ett Darier-rotationssystem med dina egna händer hemma. Videon visar tydligt funktionerna och nyfikna nyanserna i monteringsprocessen. Det finns en definition av den tillverkade enhetens maximala effekt:
Hur den vertikala vindgeneratorn fungerar och i vilken utsträckning den genererar energi kommer video # 2 att visa. Den ger en detaljerad översikt över modulen och en beskrivning av arbetet med korrekt mätning av faktisk effekt och andra parametrar:
Video 3 visar testning av en hemmagjord vindgenerator av vertikal typ. Vad är en enhet tillverkad för hand tillverkad av improviserade material som kan:
En så modern och praktisk källa till alternativ energi som vertikala väderkvarnar är lätt att montera med dina egna händer. Med rätt affärserfarenhet kan varje del tillverkas och sedan alla komponenter kombineras till en enda integrerad design.
Om du inte vill komplicera uppgiften är det ganska lämpligt att köpa färdiga komponenter hemma, utan rusning och väsen, att montera en pålitlig vindkraftverk som kan säkerställa oavbruten leverans av el till vardagsrummet.
När det inte finns någon absolut säkerhet i deras förmågor, är det bättre att anförtro arbetet till proffs. De kommer att göra allt mycket snabbt och i full överensstämmelse med grundläggande driftskrav.
Har du erfarenhet av att bygga och driva en vindgenerator? Vänligen dela information med våra läsare, föreslå ditt sätt att montera enheten. Du kan lämna kommentarer och lägga till hemlagade bilder i formuläret nedan.