Hogyan készítsünk saját kezűleg szélgenerátor lapátokat: példák a saját készítésű szélturbinák lapátjaira

Az alternatív energiaforrások használata korunk egyik fő irányzata.A tiszta, megfizethető szélenergiát akár otthonában is elektromos árammá alakíthatja szélturbina megépítésével és generátorra csatlakoztatásával.

A szélgenerátor pengéit saját kezűleg készítheti közönséges anyagokból, speciális felszerelés nélkül. Elmondjuk, melyik lapátforma a hatékonyabb, és segítünk kiválasztani a megfelelő rajzot egy szélerőműhöz.

Hogyan működik egy egyszerű szélgenerátor?

A szélgenerátor olyan eszköz, amely lehetővé teszi a szélenergia elektromos árammá alakítását.

Működésének elve az, hogy a szél forgatja a lapátokat, mozgásba hozza a tengelyt, amelyen keresztül a forgást egy sebességváltón keresztül a generátorhoz juttatják, ami növeli a fordulatszámot.

A szélerőmű működését a KIEV - szélenergia hasznosítási tényező értékeli. Ha egy szélkerék gyorsan forog, több széllel kölcsönhatásba lép, ami azt jelenti, hogy több energiát vesz el tőle.

A szélgenerátoroknak két fő típusa van:

• függőleges;
• vízszintes.

A függőleges helyzetű modellek úgy épülnek fel, hogy a légcsavar tengelye merőleges a talajra. Így a légtömegek bármilyen mozgása iránytól függetlenül mozgásba hozza a szerkezetet.

Ez a sokoldalúság az ilyen típusú szélturbinák előnye, de a termelékenység és a működési hatékonyság szempontjából alacsonyabbak a vízszintes modelleknél.

A vízszintes szélgenerátor szélkakasra hasonlít. A lapátok forgásához a szerkezetet a kívánt irányba kell fordítani, a légmozgás irányától függően.

A szélirány változásainak megfigyelésére és rögzítésére speciális eszközöket telepítenek. Ezzel a csavarelrendezéssel a hatásfok lényegesen magasabb, mint a függőleges tájolásnál. Háztartási használatra ésszerűbb az ilyen típusú szélgenerátorok használata.

Milyen pengeforma az optimális?

A szélgenerátor egyik fő eleme egy lapátkészlet.

Számos tényező kapcsolódik ezekhez az alkatrészekhez, amelyek befolyásolják a szélmalom hatékonyságát:

• súly;
• méret;
• forma;
• anyag;
• Mennyiség.

Ha úgy dönt, hogy egy házi készítésű szélmalomhoz pengéket tervez, akkor ezeket a paramétereket figyelembe kell vennie. Egyesek úgy vélik, hogy minél több szárny van a generátor légcsavaron, annál több szélenergia állítható elő. Más szóval, minél több, annál jobb.

Ez azonban nem így van. Minden egyes alkatrész a légellenállással szemben mozog. Így a légcsavaron lévő nagyszámú lapát nagyobb szélerőt igényel egy fordulat teljesítéséhez.

Ráadásul a túl sok széles szárny úgynevezett „légsapka” kialakulását idézheti elő a propeller előtt, amikor a légáramlás nem halad át a szélmalmon, hanem megkerüli azt.

A forma sokat számít. A propeller sebessége attól függ. A rossz áramlás örvények képződését okozza, amelyek lelassítják a szélkereket

A leghatékonyabb az egylapátos szélgenerátor. De saját kezűleg megépíteni és kiegyensúlyozni nagyon nehéz. A tervezés megbízhatatlannak bizonyul, bár nagy hatékonysággal. Sok szélturbina felhasználó és gyártó tapasztalata szerint a legoptimálisabb modell a háromlapátos.

A penge súlya a méretétől és az anyagtól függ, amelyből készül. A méretet gondosan, számítási képletek alapján kell kiválasztani. Jobb az éleket úgy feldolgozni, hogy az egyik oldalon lekerekítés, a másik oldalon pedig éles él legyen.

A szélgenerátor helyesen megválasztott lapátalakja jó működésének alapja.

A következő lehetőségek alkalmasak otthoni termelésre:

• vitorlázás típusa;
• szárnytípus.

A vitorla típusú lapátok egyszerű, széles csíkok, mint a szélmalomé.Ez a modell a legkézenfekvőbb és legkönnyebben elkészíthető. A hatékonysága azonban olyan alacsony, hogy ezt a formát gyakorlatilag nem használják a modern szélgenerátorokban. A hatékonyság ebben az esetben körülbelül 10-12%.

Sokkal hatékonyabb forma a szárnyas profil pengéi. Ez magában foglalja az aerodinamika alapelveit, amelyek hatalmas repülőgépeket emelnek a levegőbe. Az ilyen alakú csavar könnyebben mozgatható és gyorsabban forog. A levegő áramlása jelentősen csökkenti az ellenállást, amellyel a szélmalom útja során találkozik.

A megfelelő profilnak egy repülőgép szárnyához kell hasonlítania. Az egyik oldalon a penge vastagodás, a másikon enyhe lejtő található. Ennek az alaknak egy része körül a légtömegek nagyon simán áramlanak

Ennek a modellnek a hatékonysága eléri a 30-35% -ot. A jó hír az, hogy minimális szerszám felhasználásával saját maga is készíthet szárnyas pengét. Minden alapvető számítás és rajz könnyen adaptálható az Ön szélmalmához, és korlátozás nélkül használhatja ingyenes és tiszta szélenergiát.

Miből készülnek a pengék otthon?

A szélgenerátor építésére alkalmas anyagok elsősorban a műanyag, a könnyűfémek, a fa és egy modern megoldás - üvegszál. A fő kérdés az, hogy mennyi munkát és időt hajlandó szélmalom készítésére fordítani.

PVC csatorna csövek

A szélgenerátorok műanyag lapátjainak a legnépszerűbb és legelterjedtebb anyaga egy közönséges PVC csatornacső. A legtöbb, legfeljebb 2 m csavarátmérőjű otthoni generátorhoz elegendő egy 160 mm-es cső.

Ennek a módszernek az előnyei a következők:

• alacsony ár;
• elérhetőség bármely régióban;
• könnyű kezelhetőség;
• nagyszámú diagram és rajz az interneten, széleskörű használati tapasztalat.

A csövek különbözőek. Ezt nem csak azok tudják, akik házi készítésű szélerőműveket készítenek, hanem mindenki, aki találkozott már csatornázás vagy vízellátás kiépítésével. Különböznek vastagságban, összetételben és gyártóban. A cső olcsó, így nem kell megpróbálni a szélmalmot még olcsóbbá tenni a PVC csövek megtakarításával.

A műanyag csövek rossz minőségű anyaga azt a tényt eredményezheti, hogy a pengék az első teszt során megrepednek, és minden munkát hiábavaló lesz.

Először el kell döntenie a mintát. Számos lehetőség létezik, mindegyik formának megvannak a maga hátrányai és előnyei. Érdemes lehet először kísérletezni, mielőtt kivágnánk a végleges verziót.

Mivel a csövek ára alacsony, és bármelyik vaskereskedésben megtalálható, ez az anyag tökéletes a modellezés első lépéseihez. Ha valami elromlik, mindig vásárolhat egy másik pipát, és próbálkozhat újra; a pénztárcája nem fog sokat szenvedni az ilyen kísérletektől.

A tapasztalt szélenergia-felhasználók észrevették, hogy a szélturbinák lapátjainak készítéséhez jobb narancssárga, mint szürke csöveket használni. Jobban tartják formájukat, nem hajlanak meg a szárny kialakulása után és tovább tartanak

Az amatőr tervezők előnyben részesítik a PVC-t, mivel a tesztelés során a törött penge 15 perc alatt, megfelelő minta rendelkezésre állása esetén a helyszínen cserélhető újjal. Egyszerű és gyors, és ami a legfontosabb – megfizethető.

A szélmalom lapátok polimer csövekből történő készítésére vonatkozó fotó utasítások segítenek vizuálisan elsajátítani a folyamat lépéseit és sorrendjét:

Minden előkészítő lépés megtörtént, most a lapátokat a széllel forgó részhez kell rögzíteni:

Alumínium - vékony, könnyű és drága

Az alumínium könnyű és tartós fém. Hagyományosan szélturbinák lapátjainak készítésére használják. Kis súlya miatt, ha a lemeznek a kívánt formát adjuk, a légcsavar aerodinamikai tulajdonságai kiválóak lesznek.

A szélmalom fő terhelései forgás közben a lapát meghajlítására és törésére irányulnak. Ha a műanyag gyorsan megreped és meghibásodik az ilyen munka során, akkor sokkal hosszabb ideig számíthat egy alumínium csavarra.

Ha azonban összehasonlítja az alumínium és a PVC csöveket, a fémlemezek még mindig nehezebbek lesznek. Nagy forgási sebességnél nagy a veszélye annak, hogy nem magát a pengét, hanem a rögzítési ponton lévő csavart sérti meg.

Az alumínium alkatrészek másik hátránya a gyártás bonyolultsága. Ha a PVC-csőnek van egy hajlítása, amelyet a penge aerodinamikai tulajdonságainak kölcsönzésére használnak, akkor az alumíniumot általában lap formájában veszik fel.

A minta szerinti alkatrész kivágása után, ami önmagában sokkal nehezebb, mint a műanyaggal való munka, a kapott munkadarabot továbbra is hengerelni kell, és meg kell adni a megfelelő hajlítást. Nem lesz olyan egyszerű ezt otthon és szerszámok nélkül megtenni.

A drága alumínium helyett használhat tetőfedő-darabokat vagy a beszerelés után megmaradt hullámlemezdarabokat:

Üvegszál vagy üvegszál - szakembereknek

Ha úgy dönt, hogy tudatosan közelíti meg a penge létrehozásának kérdését, és hajlandó sok erőfeszítést és idegeket fordítani rá, az üvegszál megteszi.Ha korábban nem foglalkozott szélgenerátorokkal, nem a legjobb ötlet az üvegszálból készült szélmalom modellezésével kezdeni. Ez a folyamat azonban tapasztalatot és gyakorlati készségeket igényel.

A több rétegű, epoxi ragasztóval ragasztott üvegszálból készült penge erős, könnyű és megbízható lesz. A nagy felülettel az alkatrész üregesnek és gyakorlatilag súlytalannak bizonyul

A gyártáshoz üvegszálat használnak - vékony és tartós anyagot, amelyet tekercsben állítanak elő. Az üvegszál mellett az epoxi ragasztó is hasznos a rétegek rögzítésére.

A munka egy mátrix létrehozásával kezdődik. Ez egy üres forma, amely egy jövőbeli alkatrész formáját képviseli.

A mátrix készülhet fából: fából, deszkából vagy rönkből. A fél penge térfogati sziluettje közvetlenül a masszívumból van kivágva. Egy másik lehetőség a műanyag forma.

Nagyon nehéz saját kezűleg elkészíteni a nyersdarabot, a szeme előtt kell lennie egy fából vagy más anyagból készült penge kész modelljének, és csak ezután vágják ki az alkatrész mátrixát ebből a modellből. Legalább 2 ilyen mátrix kell, de ha egyszer elkészített egy sikeres alakzatot, többször használható, és így több szélmalmot is építhet.

A forma alját alaposan megkenjük viasszal. Ez azért történik, hogy a kész penge később könnyen eltávolítható legyen. Helyezzen egy réteg üvegszálat, és vonja be epoxi ragasztóval. Az eljárást többször megismételjük, amíg a munkadarab el nem éri a kívánt vastagságot.

Ezután a ragasztónak meg kell száradnia. Vannak, akik azt javasolják, hogy a formát vákuumzsákba helyezzék, és kiszivattyúzzák a levegőt. Így a ragasztó jobban behatol az üvegszál minden rétegébe, nem hagy impregnálatlan területeket.

Amikor az epoxi ragasztó megszáradt, az alkatrész felét óvatosan eltávolítjuk a mátrixból. Ugyanezt teszik a második félidővel is.Az alkatrészeket összeragasztják, hogy egy üreges háromdimenziós részt képezzenek. A könnyű, strapabíró és aerodinamikai formájú üvegszálas penge a kiválóság csúcsa az otthoni szélerőmű-hobbi számára.

Legfőbb hátránya az ötlet megvalósításának nehézsége és a nagyszámú hiba eleinte, amíg az ideális mátrixot meg nem kapjuk és a létrehozási algoritmust tökéletesítjük.

Olcsó és vidám: fa alkatrész szélkerékhez

A fapenge egy régimódi módszer, amely könnyen megvalósítható, de a mai áramfogyasztási szint mellett nem hatékony. Az alkatrész könnyű fából, például fenyőből készülhet. Fontos, hogy jól kiszáradt fadarabot válasszunk.

Ha a fa nedves, a száradási folyamat során a csavar „vezethet” és deformálódhat. És a nedves fa súlya lényegesen nagyobb, mint a száraz

Meg kell választani a megfelelő formát, de figyelembe kell venni azt a tényt, hogy a fa penge nem egy vékony lemez lesz, mint az alumínium vagy a műanyag, hanem egy háromdimenziós szerkezet. Ezért nem elég formát adni a munkadarabnak, meg kell érteni az aerodinamika alapelveit, és el kell képzelni a penge körvonalát mindhárom dimenzióban.

A fa végső megjelenéséhez síkot kell használnia, lehetőleg elektromosat. A tartósság érdekében a fát antiszeptikus védőlakkkal vagy festékkel kezelik

Ennek a kialakításnak a fő hátránya a csavar nagy súlya. Ennek a kolosszusnak a mozgatásához elég erősnek kell lennie a szélnek, amit elvileg nehéz elérni. A fa azonban megfizethető anyag. A szélturbina légcsavar létrehozására alkalmas táblák egy fillér kiadása nélkül közvetlenül az udvaron találhatók. És ebben az esetben ez a fa fő előnye.

A fából készült penge hatásfoka általában nulla.Általános szabály, hogy az ilyen szélmalom létrehozására fordított idő és erőfeszítés nem éri meg a wattban kifejezett eredményt. Oktatási modellként vagy próbadarabként azonban a fa résznek megvan a maga helye. A fapengékkel ellátott szélkakas pedig lenyűgözően néz ki az oldalon.

A következő fotóválogatás megismerteti Önt a rétegelt lemezből vágott pengékkel ellátott szélmalom elkészítésének lépéseivel:

A munkadarab készen áll és működőképességét tesztelték, ami azt jelenti, hogy már csak le kell festeni és az árbochoz csavarozni:

Pengék rajzai és példái

Nagyon nehéz elvégezni a szélgenerátor légcsavar helyes számítását anélkül, hogy ismernénk a képletben megjelenített alapvető paramétereket, valamint fogalmunk sincs arról, hogy ezek a paraméterek hogyan befolyásolják a szélturbina működését.

Jobb, ha nem vesztegeti az idejét, ha nem akar elmélyülni az aerodinamika alapjaiban. A kész rajzok és diagramok meghatározott mutatókkal segítenek kiválasztani a szélerőmű számára megfelelő lapátot.

Lapát rajza kétlapátos légcsavarhoz. 110 átmérőjű csatornacsőből készült. A szélmalom légcsavar átmérője ezekben a számításokban 1 m

Egy ilyen kis szélgenerátor nem tud nagy teljesítményt biztosítani.Valószínűleg nem tud 50 W-nál többet kipréselni ebből a kialakításból. A könnyű és vékony PVC csőből készült kétlapátos légcsavar azonban nagy forgási sebességet ad, és gyenge szélben is biztosítja a szélmalom működését.

160 mm átmérőjű csőből készült háromlapátú szélgenerátor légcsavar lapátjának rajza. A becsült sebesség ennél az opciónál 5 5 m/s széllel

Az ilyen alakú háromlapátos légcsavar nagyobb teljesítményű egységekhez használható, körülbelül 150 W 12 V-on. A teljes légcsavar átmérője ennél a modellnél eléri az 1,5 m-t. A szélkerék gyorsan forog és könnyen indítható. A háromszárnyú szélmalom leggyakrabban otthoni erőművekben található.

Házi készítésű lapát rajza 5 lapátos szélgenerátor légcsavarhoz. 160 mm átmérőjű PVC csőből készült. Becsült sebesség - 4

Egy ilyen ötlapátos légcsavar percenként akár 225 fordulatot is képes lesz produkálni 5 m/s becsült szélsebesség mellett. A javasolt rajzok szerinti penge megépítéséhez át kell vinnie az egyes pontok koordinátáit az „Elülső/hátsó mintakoordináták” oszlopból a műanyag csatornacső felületére.

Az alábbi táblázat segítségével kiszámíthatja a 2-16 lapátos szélmalom átmérőjét. Ebben az esetben a kívánt kimeneti teljesítmény figyelembevételével választhatja ki a méretet.

A táblázat azt mutatja, hogy minél több szárnya van egy szélgenerátornak, annál rövidebbnek kell lennie, hogy azonos teljesítményű áramot hozzon létre.

Amint a gyakorlat azt mutatja, meglehetősen nehéz fenntartani egy 2 méternél nagyobb átmérőjű szélgenerátort. Ha a táblázat szerint nagyobb szélmalomra van szüksége, fontolja meg a lapátok számának növelését.

Szabályokkal és elvekkel szélgenerátor számítás Olvassa el a cikket, amely lépésről lépésre felvázolja a számítások végrehajtásának folyamatát.

Szélturbina kiegyensúlyozása

A szélgenerátor lapátjainak kiegyensúlyozása elősegíti, hogy a lehető leghatékonyabban működjön. A kiegyensúlyozás elvégzéséhez olyan helyiséget kell találnia, ahol nincs szél vagy huzat. Természetesen egy 2 m-nél nagyobb átmérőjű szélkerék esetén nehéz lesz ilyen helyiséget találni.

A pengék kész szerkezetbe vannak összeszerelve, és munkahelyzetbe kerülnek. A tengelyt szigorúan vízszintesen, vízszintesen kell elhelyezni. Azt a síkot, amelyben a légcsavar forogni kell, szigorúan függőlegesen, a tengelyre és a talajszintre merőlegesen kell beállítani.

A nem mozgó légcsavart 360/x fokkal el kell forgatni, ahol x = a lapátok száma. Ideális esetben egy kiegyensúlyozott szélmalom nem tér el 1 fokkal, hanem mozdulatlan marad. Ha a penge saját súlya alatt elfordult, akkor kicsit igazítani kell, az egyik oldalon csökkenteni kell a súlyt, és meg kell szüntetni a tengelytől való eltérést.

A folyamatot addig ismételjük, amíg a csavar bármilyen helyzetben teljesen mozdulatlanná válik. Fontos, hogy az egyensúlyozás során ne fújjon szél. Ez torzíthatja a teszteredményeket.

Azt is fontos ellenőrizni, hogy minden alkatrész szigorúan ugyanabban a síkban forog-e. Az ellenőrzéshez a vezérlőlemezeket 2 mm távolságra kell felszerelni az egyik lapát mindkét oldalára. Mozgás közben a csavar egyetlen része sem érhet hozzá a lemezhez.

A szélgenerátor gyártott lapátokkal történő működtetéséhez össze kell állítania egy rendszert, amely felhalmozza a kapott energiát, tárolja és továbbítja a fogyasztóhoz. A rendszer egyik összetevője a vezérlő. Arról, hogyan kell csinálni szélturbina vezérlő, megtudhatja, ha elolvassa ajánlott cikkünket.

Következtetések és hasznos videó a témában

Szélmalmot lehet saját kezűleg építeni hulladékanyagokból. Ha egyszerűbb modellekkel kezdi, az első próbálkozás valószínűleg sikeres lesz. A tapasztalat birtokában vegyen bonyolultabb ötleteket a leghatékonyabb és legerősebb szélgenerátor beszerzéséhez.

Videó #1. Hogyan készítsünk szélmalmot PVC-csövekből:

2. videó. DIY szélgenerátor:

3. videó. Szélturbina horganyzott acélból:

Ha tiszta és biztonságos szélenergiát szeretne használni háztartási szükségleteihez, és nem tervez sok pénzt költeni drága berendezések vásárlására, a szokásos anyagokból házi készítésű pengék megfelelő ötlet. Ne féljen kísérletezni, és tovább fejlesztheti a szélmalom légcsavarok meglévő modelljeit.

Szeretné elmesélni, hogyan készítette el a lapátokat egy szélmalomhoz, amely saját kezűleg látja el elektromos árammal nyaralóját? Hasznos információkat szeretne megosztani az oldal látogatóival, vagy kérdést szeretne feltenni? Kérjük, írja meg észrevételeit az alábbi blokkba.