Kā ar savām rokām izveidot lāpstiņas vēja ģeneratoram: pašizveidotu vēja turbīnu lāpstiņu piemēri

Alternatīvo enerģijas avotu izmantošana ir viena no galvenajām mūsdienu tendencēm.Tīru, pieejamu vēja enerģiju var pārvērst elektrībā pat jūsu mājās, uzbūvējot vēja turbīnu un pievienojot to ģeneratoram.

Vēja ģeneratora lāpstiņas var izgatavot ar savām rokām no parastiem materiāliem, neizmantojot īpašu aprīkojumu. Mēs jums pateiksim, kura lāpstiņas forma ir efektīvāka, un palīdzēsim izvēlēties atbilstošu zīmējumu vēja elektrostacijai.

Kā darbojas vienkāršs vēja ģenerators?

Vēja ģenerators ir ierīce, kas ļauj pārvērst vēja enerģiju elektroenerģijā.

Tās darbības princips ir tāds, ka vējš griež asmeņus, iedarbina vārpstu, caur kuru rotācija tiek piegādāta ģeneratoram caur pārnesumkārbu, kas palielina ātrumu.

Vēja elektrostacijas darbība tiek novērtēta ar KIEV - vēja enerģijas izmantošanas koeficientu. Kad vēja ritenis ātri griežas, tas mijiedarbojas ar lielāku vēju, kas nozīmē, ka tas no tā paņem vairāk enerģijas.

Ir divi galvenie vēja ģeneratoru veidi:

• vertikāli;
• horizontāli.

Vertikāli orientēti modeļi ir veidoti tā, lai dzenskrūves ass būtu perpendikulāra zemei. Tādējādi jebkura gaisa masu kustība neatkarīgi no virziena iedarbina struktūru.

Šī daudzpusība ir šāda veida vēja turbīnu priekšrocība, taču produktivitātes un darbības efektivitātes ziņā tie ir zemāki par horizontālajiem modeļiem.

Horizontālais vēja ģenerators atgādina vējrādītāju. Lai asmeņi varētu griezties, konstrukcija ir jāpagriež vēlamajā virzienā, atkarībā no gaisa kustības virziena.

Lai uzraudzītu un fiksētu vēja virziena izmaiņas, tiek uzstādītas īpašas ierīces. Efektivitāte ar šo skrūvju izvietojumu ir ievērojami augstāka nekā ar vertikālu orientāciju. Mājas lietošanai racionālāk ir izmantot šāda veida vēja ģeneratorus.

Kāda asmens forma ir optimāla?

Viens no galvenajiem vēja ģeneratora elementiem ir lāpstiņu komplekts.

Ar šīm daļām ir saistīti vairāki faktori, kas ietekmē vējdzirnavu efektivitāti:

• svars;
• Izmērs;
• forma;
• materiāls;
• daudzums.

Ja jūs nolemjat izstrādāt asmeņus pašdarinātām vējdzirnavām, jums jāņem vērā visi šie parametri. Daži uzskata, ka jo vairāk spārnu uz ģeneratora dzenskrūves, jo vairāk vēja enerģijas var saražot. Citiem vārdiem sakot, jo vairāk, jo labāk.

Tomēr tas tā nav. Katra atsevišķa daļa kustas pret gaisa pretestību. Tādējādi lielam skaitam dzenskrūves lāpstiņu ir nepieciešams lielāks vēja spēks, lai veiktu vienu apgriezienu.

Turklāt pārāk plati spārni var izraisīt tā sauktā “gaisa vāciņa” veidošanos dzenskrūves priekšā, kad gaisa plūsma neiziet cauri vējdzirnavām, bet apbrauc tām apkārt.

Formai ir liela nozīme. No tā ir atkarīgs dzenskrūves ātrums. Slikta plūsma izraisa virpuļu veidošanos, kas palēnina vēja ratu

Visefektīvākais ir vienas lāpstiņas vēja ģenerators. Bet to uzbūvēt un līdzsvarot ar savām rokām ir ļoti grūti. Dizains izrādās neuzticams, lai gan ar augstu efektivitāti. Pēc daudzu vēja turbīnu lietotāju un ražotāju pieredzes optimālākais modelis ir trīs lāpstiņu modelis.

Asmens svars ir atkarīgs no tā izmēra un materiāla, no kura tas tiks izgatavots. Izmērs jāizvēlas rūpīgi, vadoties pēc aprēķinu formulām. Malas labāk apstrādāt tā, lai vienā pusē būtu noapaļojums, pretējā pusē – asa mala.

Pareizi izvēlēta vēja ģeneratora lāpstiņas forma ir tā labas darbības pamats.

Mājas ražošanai ir piemērotas šādas iespējas:

• burāšanas veids;
• spārnu tips.

Buru tipa lāpstiņas ir vienkāršas platas svītras, piemēram, vējdzirnavām.Šis modelis ir visredzamākais un visvieglāk izgatavojams. Tomēr tā efektivitāte ir tik zema, ka mūsdienu vēja ģeneratoros šī forma praktiski netiek izmantota. Efektivitāte šajā gadījumā ir aptuveni 10-12%.

Daudz efektīvāka forma ir spārnota profila asmeņi. Tas ietver aerodinamikas principus, kas paceļ gaisā milzīgas lidmašīnas. Šādas formas skrūvi ir vieglāk iekustināt un tā griežas ātrāk. Gaisa plūsma ievērojami samazina pretestību, ar kuru vējdzirnavas saskaras savā ceļā.

Pareizajam profilam vajadzētu atgādināt lidmašīnas spārnu. Vienā pusē asmenim ir sabiezējums, bet otrā pusē ir maigs slīpums. Gaisa masas plūst ap šīs formas daļu ļoti vienmērīgi

Šī modeļa efektivitāte sasniedz 30-35%. Labā ziņa ir tā, ka jūs pats varat izveidot spārnotu asmeni, izmantojot minimālu instrumentu skaitu. Visus pamata aprēķinus un rasējumus var viegli pielāgot jūsu vējdzirnavām un bez ierobežojumiem izmantot bezmaksas un tīru vēja enerģiju.

No kā mājās tiek izgatavoti asmeņi?

Materiāli, kas piemēroti vēja ģeneratora uzbūvei, pirmkārt, ir plastmasa, vieglie metāli, koks un mūsdienīgs risinājums - stikla šķiedra. Galvenais jautājums ir, cik daudz darba un laika esat gatavs tērēt vējdzirnavu izgatavošanai.

PVC kanalizācijas caurules

Vispopulārākais un izplatītākais materiāls vēja ģeneratoru plastmasas lāpstiņu izgatavošanai ir parasta PVC kanalizācijas caurule. Lielākajai daļai mājas ģeneratoru ar skrūves diametru līdz 2 m pietiek ar 160 mm cauruli.

Šīs metodes priekšrocības ietver:

• zemu cenu;
• pieejamība jebkurā reģionā;
• darbības vienkāršība;
• liels skaits diagrammu un rasējumu internetā, liela pieredze lietošanā.

Caurules ir dažādas. To zina ne tikai tie, kas taisa paštaisītas vēja elektrostacijas, bet visi, kas ir saskārušies ar kanalizācijas vai ūdensvada ierīkošanu. Tie atšķiras pēc biezuma, sastāva un ražotāja. Caurule ir lēta, tāpēc nav jācenšas padarīt vējdzirnavas vēl lētākas, ietaupot uz PVC caurulēm.

Sliktas kvalitātes plastmasas cauruļu materiāls var novest pie tā, ka asmeņi jau pirmajā pārbaudē saplaisās un viss darbs tiks veikts veltīgi

Vispirms jums jāizlemj par modeli. Ir daudz iespēju, katrai formai ir savi trūkumi un priekšrocības. Pirms galīgās versijas izgriešanas, iespējams, ir vērts vispirms eksperimentēt.

Tā kā cauruļu cena ir zema un tās var atrast jebkurā datortehnikas veikalā, šis materiāls ir lieliski piemērots pirmajiem asmeņu modelēšanas soļiem. Ja kaut kas noiet greizi, vienmēr varat iegādāties citu pīpi un mēģināt vēlreiz; jūsu maks no šādiem eksperimentiem īpaši necietīs.

Pieredzējuši vēja enerģijas lietotāji ir pamanījuši, ka vēja turbīnu lāpstiņu izgatavošanai labāk izmantot oranžas, nevis pelēkas caurules. Tie labāk notur formu, neliecas pēc spārna izveidošanas un kalpo ilgāk

Dizaineri amatieri dod priekšroku PVC, jo testēšanas laikā salauztu asmeni var nomainīt ar jaunu, kas izgatavots 15 minūtēs tieši uz vietas, ja ir pieejams piemērots raksts. Vienkārši un ātri, un pats galvenais – par pieņemamu cenu.

Fotoattēlu instrukcijas vējdzirnavu asmeņu izgatavošanai no polimēru caurulēm palīdzēs vizuāli apgūt procesa soļus un secību:

Visas sagatavošanās darbības ir pabeigtas, tagad asmeņi jāpiestiprina pie daļas, kas rotē ar vēju:

Alumīnijs - plāns, viegls un dārgs

Alumīnijs ir viegls un izturīgs metāls. To tradicionāli izmanto vēja turbīnu lāpstiņu izgatavošanai. Tā mazā svara dēļ, piešķirot plāksnei vēlamo formu, propellera aerodinamiskās īpašības būs lieliskas.

Galvenās slodzes, ko vējdzirnavas piedzīvo rotācijas laikā, ir vērstas uz asmens saliekšanu un salauzšanu. Ja šāda darba laikā plastmasa ātri saplaisā un neizdodas, jūs varat paļauties uz alumīnija skrūvi daudz ilgāk.

Tomēr, ja salīdzina alumīnija un PVC caurules, metāla plāksnes joprojām būs smagākas. Pie lieliem griešanās ātrumiem pastāv liels risks sabojāt nevis pašu asmeni, bet gan skrūvi piestiprināšanas vietā

Vēl viens alumīnija detaļu trūkums ir ražošanas sarežģītība. Ja PVC caurulei ir izliekums, kas tiks izmantots, lai asmenim piešķirtu aerodinamiskās īpašības, alumīnijs parasti tiek ņemts loksnes veidā.

Pēc detaļas izgriešanas atbilstoši paraugam, kas pats par sevi ir daudz grūtāk nekā darbs ar plastmasu, iegūtā sagatave joprojām būs jāvelmē un jāpieliek pareizai saliekšanai. Mājās un bez instrumentiem to izdarīt nebūs tik vienkārši.

Dārga alumīnija vietā varat izmantot jumta loksnes lūžņus vai gofrētās plātnes gabalus, kas palikuši pēc uzstādīšanas:

Stikla šķiedra vai stikla šķiedra - profesionāļiem

Ja jūs nolemjat apzināti pievērsties jautājumam par asmens izveidi un esat gatavs tam tērēt daudz pūļu un nervu, stikla šķiedra būs piemērota.Ja iepriekš neesat nodarbojies ar vēja ģeneratoriem, uzsākt iepazīšanos ar stikla šķiedras vējdzirnavu modelēšanu nav tā labākā ideja. Tomēr šis process prasa pieredzi un praktiskas iemaņas.

Asmens, kas izgatavots no vairākiem stikla šķiedras slāņiem, kas savienots ar epoksīda līmi, būs izturīgs, viegls un uzticams. Ar lielu virsmas laukumu daļa izrādās doba un praktiski bezsvara

Ražošanai tiek izmantota stikla šķiedra - plāns un izturīgs materiāls, kas tiek ražots ruļļos. Papildus stikla šķiedrai slāņu nostiprināšanai ir noderīga epoksīda līme.

Darbs sākas ar matricas izveidi. Šī ir sagatave, kas attēlo veidni nākotnes daļai.

Matricu var izgatavot no koka: kokmateriāliem, dēļiem vai baļķiem. Pusas asmeņa tilpuma siluets ir izgriezts tieši no masīva. Vēl viena iespēja ir plastmasas veidne.

Ir ļoti grūti pašam izgatavot sagatavi, acu priekšā ir jābūt gatavam koka vai cita materiāla asmens modelim, un tikai tad no šī modeļa tiek izgriezta matrica detaļai. Šādas matricas ir vajadzīgas vismaz 2. Bet, vienu reizi izveidojot veiksmīgu formu, to var izmantot vairākas reizes un tādā veidā var uzbūvēt vairākas vējdzirnavas.

Veidnes apakšdaļa ir rūpīgi ieeļļota ar vasku. Tas tiek darīts, lai vēlāk gatavo asmeni varētu viegli noņemt. Uzklājiet stikla šķiedras slāni un pārklājiet to ar epoksīda līmi. Procesu atkārto vairākas reizes, līdz sagatave sasniedz vēlamo biezumu.

Tad līmei vajadzētu nožūt. Daži cilvēki iesaka ievietot veidni vakuuma maisiņā un izsūknēt gaisu. Tādējādi līme labāk iesūcas visos stikla šķiedras slāņos, neatstājot nepiesūcinātus laukumus.

Kad epoksīda līme ir nožuvusi, pusi detaļas uzmanīgi noņem no matricas. Viņi dara to pašu ar otro puslaiku.Detaļas ir salīmētas kopā, lai izveidotu dobu trīsdimensiju daļu. Viegls, izturīgs un aerodinamiskas formas stiklplasta asmens ir mājas vēja parka cienītāju izcilības virsotne.

Tās galvenais trūkums ir idejas īstenošanas grūtības un liels defektu skaits sākumā, līdz tiek iegūta ideālā matrica un pilnveidots izveides algoritms.

Lēti un dzīvespriecīgi: koka daļa vēja ratam

Koka asmens ir vecmodīga metode, kas ir viegli īstenojama, bet neefektīva pie mūsdienu elektroenerģijas patēriņa līmeņa. Detaļu var izgatavot no viegla koka, piemēram, priedes, masīvkoka dēļa. Ir svarīgi izvēlēties labi izžāvētu koka gabalu.

Ja koksne ir mitra, žāvēšanas procesā skrūve var “novest” un deformēties. Un mitras koksnes svars ir ievērojami lielāks nekā sausas

Jāizvēlas piemērota forma, taču jāņem vērā, ka koka asmens nebūs plāna plāksne, kā alumīnijs vai plastmasa, bet gan trīsdimensiju struktūra. Tāpēc nepietiek ar sagatavei piešķirt formu, jums ir jāsaprot aerodinamikas principi un jāiedomājas asmens kontūra visās trīs dimensijās.

Lai koksnei piešķirtu galīgo izskatu, jums būs jāizmanto plakne, vēlams elektriska. Lai nodrošinātu izturību, koksni apstrādā ar antiseptisku aizsarglaku vai krāsu

Galvenais šī dizaina trūkums ir lielais skrūves svars. Lai šo kolosu pārvietotu, vējam jābūt pietiekami spēcīgam, ko principā ir grūti panākt. Tomēr koks ir pieņemams materiāls. Vēja turbīnas dzenskrūves izveidei piemērotos dēļus var atrast tieši savā pagalmā, neiztērējot ne santīma. Un šī ir galvenā koka priekšrocība šajā gadījumā.

Koka asmens efektivitātei ir tendence uz nulli.Parasti laiks un pūles, kas tiek veltītas šādu vējdzirnavu izveidošanai, nav iegūtā rezultāta, kas izteikts vatos, vērts. Tomēr koka daļai kā apmācības modelim vai testa paraugam ir sava vieta. Un vējrādītājs ar koka asmeņiem vietnē izskatās iespaidīgi.

Tālāk sniegtā fotoattēlu izlase iepazīstinās jūs ar vējdzirnavu izgatavošanas soļiem ar asmeņiem, kas izgriezti no saplākšņa:

Darba daļa ir gatava un pārbaudīta funkcionalitātei, kas nozīmē, ka atliek tikai to nokrāsot un pieskrūvēt pie masta:

Asmeņu rasējumi un piemēri

Ir ļoti grūti veikt pareizu vēja ģeneratora dzenskrūves aprēķinu, nezinot pamatparametrus, kas tiek attēloti formulā, kā arī nenojaušot, kā šie parametri ietekmē vējdzirnavu darbību.

Labāk netērējiet savu laiku, ja nevēlaties iedziļināties aerodinamikas pamatos. Gatavi rasējumi un diagrammas ar norādītajiem rādītājiem palīdzēs izvēlēties piemērotu lāpstiņu vēja elektrostacijai.

Lāpstiņas rasējums divu lāpstiņu dzenskrūvei. Izgatavots no 110 diametra kanalizācijas caurules. Vējdzirnavu dzenskrūves diametrs šajos aprēķinos ir 1 m

Tik mazs vēja ģenerators nespēs nodrošināt jūs ar lielu jaudu.Visticamāk, diez vai jūs varēsit izspiest vairāk par 50 W no šī dizaina. Taču divu lāpstiņu dzenskrūve no vieglas un tievas PVC caurules dos lielu griešanās ātrumu un nodrošinās vējdzirnavu darbību arī pie neliela vēja.

Lāpstiņas rasējums trīs lāpstiņu vēja ģeneratora dzenskrūvei, kas izgatavota no 160 mm diametra caurules. Paredzamais ātrums šajā variantā ir 5 ar vēju 5 m/s

Šādas formas trīs lāpstiņu dzenskrūve var tikt izmantota jaudīgākām vienībām, aptuveni 150 W pie 12 V. Visa dzenskrūves diametrs šajā modelī sasniedz 1,5 m. Vēja ritenis griezīsies ātri un būs viegli iedarbināms. Trīsspārnu vējdzirnavas visbiežāk sastopamas mājas elektrostacijās.

Pašdarinātas lāpstiņas rasējums 5 lāpstiņu vēja ģeneratora dzenskrūvei. Izgatavota no PVC caurules ar diametru 160 mm. Paredzamais ātrums – 4

Šāds piecu lāpstiņu dzenskrūve spēs radīt līdz 225 apgriezieniem minūtē ar paredzamo vēja ātrumu 5 m/s. Lai izveidotu asmeni saskaņā ar piedāvātajiem rasējumiem, jums ir jāpārnes katra punkta koordinātas no kolonnām “Priekšējās/aizmugurējās raksta koordinātes” uz plastmasas kanalizācijas caurules virsmu.

Izmantojot zemāk esošo tabulu, varat aprēķināt vējdzirnavu diametru ar 2-16 asmeņiem. Šajā gadījumā jūs varat izvēlēties izmēru, ņemot vērā vēlamo izejas jaudu.

Tabulā redzams, ka jo vairāk spārnu ir vēja ģeneratoram, jo ​​īsākam jābūt to garumam, lai radītu tādas pašas jaudas strāvu.

Kā liecina prakse, ir diezgan grūti uzturēt vēja ģeneratoru, kura diametrs ir lielāks par 2 metriem. Ja jums ir nepieciešamas lielākas vējdzirnavas saskaņā ar tabulu, apsveriet iespēju palielināt asmeņu skaitu.

Ar noteikumiem un principiem vēja ģeneratora aprēķins Izlasiet rakstu, kurā soli pa solim izklāstīts aprēķinu veikšanas process.

Vēja turbīnas balansēšana

Vēja ģeneratora lāpstiņu balansēšana palīdzēs tam darboties pēc iespējas efektīvāk. Lai veiktu balansēšanu, jums jāatrod telpa, kurā nav vēja vai caurvēja. Protams, vēja ratam, kura diametrs ir lielāks par 2 m, šādu telpu būs grūti atrast.

Asmeņi tiek samontēti gatavā konstrukcijā un uzstādīti darba stāvoklī. Asij jābūt novietotai stingri horizontāli, vienā līmenī. Plakne, kurā griezīsies dzenskrūve, ir jānosaka stingri vertikāli, perpendikulāri asij un zemes līmenim.

Propellers, kas nekustas, ir jāpagriež par 360/x grādiem, kur x = lāpstiņu skaits. Ideālā gadījumā sabalansētas vējdzirnavas neatkāpsies par 1 grādu, bet paliks nekustīgas. Ja asmens ir pagriezies zem sava svara, tas ir nedaudz jāpielāgo, vienā pusē jāsamazina svars un jānovērš novirze no ass.

Procesu atkārto, līdz skrūve ir absolūti nekustīga jebkurā pozīcijā. Svarīgi, lai balansēšanas laikā nebūtu vēja. Tas var sagrozīt testa rezultātus.

Ir arī svarīgi pārbaudīt, vai visas daļas stingri griežas vienā plaknē. Lai pārbaudītu, viena lāpstiņa abās pusēs ir uzstādītas vadības plāksnes 2 mm attālumā. Kustības laikā neviena skrūves daļa nedrīkst pieskarties plāksnei.

Lai darbinātu vēja ģeneratoru ar ražotām lāpstiņām, būs jāsamontē sistēma, kas uzkrāj saņemto enerģiju, uzglabā to un nodod patērētājam. Viens no sistēmas komponentiem ir kontrolieris. Par to, kā rīkoties vēja turbīnas kontrolieris, jūs uzzināsit, izlasot mūsu ieteikto rakstu.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Ir pilnīgi iespējams izveidot vējdzirnavas ar savām rokām no metāllūžņu materiāliem. Ja sākat ar vienkāršākiem modeļiem, jūsu pirmais mēģinājums, visticamāk, būs veiksmīgs. Izmantojot pieredzi, izmantojiet sarežģītākas idejas, lai iegūtu visefektīvāko un jaudīgāko vēja ģeneratoru.

1. video. Kā izgatavot vējdzirnavas no PVC caurulēm:

2. video. DIY vēja ģenerators:

Video #3. Vēja turbīna izgatavota no cinkota tērauda:

Ja vēlaties izmantot tīru un drošu vēja enerģiju savām mājsaimniecības vajadzībām un neplānojat tērēt daudz naudas dārgas tehnikas iegādei, piemērota ideja būs paštaisīti asmeņi no parastiem materiāliem. Nebaidieties eksperimentēt, un jūs varēsiet vēl vairāk uzlabot esošos vējdzirnavu dzenskrūvju modeļus.

Vai vēlaties pastāstīt, kā jūs savām rokām izgatavojāt lāpstiņas vējdzirnavām, kas piegādā elektrību jūsu mājai? Vai vēlaties dalīties ar noderīgu informāciju ar vietnes apmeklētājiem vai uzdot jautājumu? Lūdzu, ierakstiet komentārus zemāk esošajā blokā.