Vertikālais vēja ģenerators, ko dari pats: kā salikt vēja turbīnu ar vertikālu rotācijas asi
Vējam ir neticamas enerģijas iespējas.Tā spēcīgā potenciāla neizmantošana ir drosmīgi jāatzīst par nepamatotu izšķērdību. Bet jūs varat viegli izveidot vertikālu vēja ģeneratoru ar savām rokām un saņemt praktiski bezmaksas enerģiju, lai segtu savas mājsaimniecības vajadzības. Tas ir diezgan reāli, vai jūs nepiekrītat?
Šis raksts palīdzēs jums detalizēti izprast sarežģītu tehnisku problēmu. Sistematizēta, pieejama informācija ļoti detalizēti aptver populāro sistēmu darbības principu, kas pārvērš gaisa masu enerģiju elektroenerģijā.
Bez šaubām, jūs aizrausīs ideja par vējdzirnavu izveidi, to montāžas specifika ir aprakstīta rakstā. Mēs detalizēti izpētījām dažādus vertikālo vēja ģeneratoru veidus, pieskaroties to atšķirībām, priekšrocībām un trūkumiem. Materiāla teksta daļu lieliski papildina fotogrāfijas un video instrukcijas.
Raksta saturs:
Vēja turbīnu priekšrocības un darbības princips
Mūsdienu vertikālais ģenerators ir viena no iespējām alternatīvā enerģija mājām. Ierīce spēj pārvērst vēja brāzmas enerģijas resursā. Pareizai darbībai nav nepieciešamas papildu ierīces, kas nosaka vēja virzienu.
Vertikālā tipa ierīce darbojas zemā augstumā. Tā apkopei nav nepieciešamas dažādas ierīces, lai nodrošinātu drošus augstkalnu remonta un apkopes darbus.
Kustīgo detaļu minimums padara vēja turbīnu uzticamāku un stabilāku. Optimālais lāpstiņu profils un oriģinālā rotora forma nodrošina iekārtai augstu efektivitātes līmeni neatkarīgi no tā, kādā virzienā konkrētajā brīdī pūš vējš.
Ģenerators darbojas absolūti klusi, netraucē saimniekiem un kaimiņiem, nerada kaitīgus izmešus atmosfērā un uzticami kalpo daudzus gadus, rūpīgi apgādājot ar enerģiju dzīvojamām telpām.
Vertikālais vēja ģenerators darbojas pēc magnētiskās levitācijas principa. Turbīnām griežoties, rodas impulsa un pacelšanas spēki, kā arī faktiskie bremzēšanas spēki. Pirmie divi izraisa ierīces asmeņu griešanos.Šī darbība aktivizē rotoru un rada magnētisko lauku, kas ražo elektrību.
Ierīce darbojas pilnīgi neatkarīgi un neprasa īpašnieka iejaukšanos procesā.
Vertikālo ģeneratoru klasifikācija
Pastāv dažas strukturālas atšķirības starp vertikālā tipa vēja savākšanas ierīcēm. Tas nepadara vienības labākas vai sliktākas, bet vienkārši ļauj izvēlēties ērtāko variantu konkrētu uzdevumu veikšanai noteiktā apgabalā.
#1: Ortogonālo sistēmu iezīmes
Strukturāli ortogonāls vēja ģenerators sastāv no spēcīgas vertikālās rotācijas ass un vairākām paralēlām lāpstiņām, kas atrodas noteiktā attālumā no centrālās pamatnes.
Ierīcei nav nepieciešami papildu vadības mehānismi un tā darbojas normāli, neatkarīgi no vēja virziena. Vertikāli novietotā galvenā vārpsta ļauj novietot piedziņas aprīkojumu zemes līmenī, kas ievērojami atvieglo darbību, remontu un apkopi.
Ortogonālo ierīču trūkumi ietver pārāk masīvu lāpstiņu sistēmu un zemu efektivitāti salīdzinājumā ar horizontālās ass moduļu efektivitāti.
Vienkāršāko vēja turbīnu mazjaudas patērētāju barošanai var montēt no gatavām sastāvdaļām:
#2: ģeneratori ar Daria rotoru
Vēja ģeneratoram, kas aprīkots ar Darrieus rotoru, ir vertikāla rotācijas ass un 2-3 plakanas lāpstiņas sloksnes bez raksturīga aerodinamiskā profila, kas fiksētas pie pamatnes un rotācijas ass augšpusē.
Agregāts savā darbībā nevadās no vēja stipruma vai virziena, tam ir liels griešanās ātrums un tas ļauj piedziņas ierīcēm novietot uz zemes, kas atvieglo un paātrina plānveida apkopes un iespējamo remontdarbu procesu.
Ierīces ar Darrieus rotoru nesošās un rotējošās sastāvdaļas ir neaizsargātas pret palielinātām dinamiskām slodzēm, un lāpstiņu sistēmas efektivitāte daudzos aspektos ir zemāka par aksiālām horizontālām instalācijām.
#3: vienības ar Savonius rotoru
Vertikālajai vēja turbīnai ar Savonius rotoru ir puscilindru lāpstiņu sistēma, un tā atšķiras no līdzīgām iekārtām ar lielu palaišanas griezes momentu un spēju efektīvi darboties zema ātruma vējā.
Vertikālais komplekss ar Savonius rotoru tiek kritizēts par palielinātu materiālu patēriņu un zemāku efektivitāti salīdzinājumā ar horizontālās ass vēja ģeneratoriem. Tāpēc šīs klases lieljaudas iekārtu ražošana tiek uzskatīta par nepiemērotu.
Sekojošā fotoattēlu izlase iepazīstinās jūs ar Savonius vējdzirnavu izgatavošanas soļiem:
Visas šī Savonius vējdzirnavu modeļa daļas, izņemot 3200 apgr./min un 24 V ģeneratoru, ir izgatavotas ar rokām.
#4: vējdzirnavas ar vairāku lāpstiņu rotoru un vadotni
Šāda veida ierīce ir uzlabota klasiskā ortogonālā vēja ģeneratora versija. Rotoru komplekss šeit sastāv no lāpstiņām, kas sakārtotas divās rindās.
Ārējais lāpstiņu līmenis paliek statisks un darbojas kā vadošā lāpstiņa. Tas uztver vēja plūsmu, tver to, saspiež un tādā veidā manāmi palielina faktisko vēja ātrumu.
Iekšējā lāpstiņu rinda ir kustīga konstrukcija, kas noteiktā leņķī saņem gaisa plūsmu no pirmā rotora bloka.
Speciālisti šāda veida ierīces sauc par visefektīvāko savā klasē un uzsver, ka specifiskā konstrukcija ļauj tai darboties pat pie iespējami mazākiem vēja ātrumiem.
#5: Ierīču ar spirālveida rotoru raksturojums
Spirālveida vēja turbīna jeb Gorlova ģenerators ir vēl viena tradicionālās ortogonālā rotoru sistēmas modifikācija. Modeļa asmeņi ir savīti lokā. Šī dizaina funkcija ļauj ātri uztvert gaisa plūsmu un vienmērīgi griezties bez raustīšanās.
Šis darbības princips ievērojami samazina bāzes un kustīgo vienību dinamisko slodzi, tādējādi palielinot to kalpošanas laiku.
Spin rotora lāpstiņas spirālveida vējdzirnavām ir izgatavotas, izmantojot ļoti progresīvu, bet sarežģītu tehnoloģiju. Šī iemesla dēļ vienības ir diezgan dārgas un nav plaši populāras privāto patērētāju vidū.
#6: Vertikālās ass rotoru raksturojums
Galvenā atšķirība starp vertikālās ass ģeneratoru ir tā vertikāli novietotie asmeņi, kuru profils atgādina lidmašīnas spārnu, kura ass ir skaidri paralēla vertikālajai vārpstai. Dizains nedaudz atgādina Darrieus rotoru, taču ražošanas apstākļos tas tiek ražots daudz ātrāk un vienkāršāk.
Vējdzirnavas ar vertikālās ass rotoru ir uzticamas un izturīgas, var viegli izturēt ievērojamas ekspluatācijas slodzes un nemaksā pārāk daudz naudas. Šīs īpašības padara tos piemērotus lietošanai ne tikai rūpniecībā, bet arī sadzīves vajadzībām.
Tiek prezentētas vēja ģeneratoru izvēles iespējas privātmājai un labāko piedāvājumu pārskats Šis raksts.
Savu vējdzirnavu izgatavošana
Mājās ar savām rokām izveidot vēja ģeneratoru ar vertikālu rotācijas asi nav pārāk grūti. Pietiek, lai iegādātos nepieciešamās sastāvdaļas, saliktu tās pareizā secībā un uzstādītu moduli izvēlētajā vietā. Tiklīdz ir minimāls vējš, produkts darbosies un sāks nodrošināt īpašniekus ar nepieciešamo enerģiju.
1. solis: sastāvdaļu un materiālu iegāde
Lai ar savām rokām izgatavotu vertikālu vēja ģeneratoru, jums būs nepieciešami šādi komponenti:
- rotors – vienības kustīgā daļa:
- asmeņi – daļas, kas uztver vēja plūsmu;
- aksiālais masts – rotora un lāpstiņu piestiprināšanai (var būt gara staba, piramīdas vai statīva formā);
- stators – paredzētas izturīgas vara stieples spolei;
- akumulators – ietilpīga kapacitāte saņemtā resursa uzkrāšanai;
- invertors – ierīce līdzstrāvas pārvēršanai maiņstrāvā;
- kontrolieris – ierīce, kas bremzē ģeneratoru brīdī, kad iekārta attīsta faktisko jaudu, kas pārsniedz pamatrādītājus.
Asmeņu ražošanai piemērota viegla, kvalitatīva lokšņu plastmasa ar labu elastību. Cita veida materiāli ir pārāk jutīgi pret dažādiem bojājumiem un deformācijām un vienkārši nevar tikt galā ar tik lielu dinamisko slodzi.
Mazus asmeņus var izgatavot no vidēja blīvuma PVC, bet lielām, platām detaļām būs nepieciešams visizturīgākais materiāls, kas ilgstoši spēj izturēt spēcīgus vējus, kas pūš ar ātrumu 15 m/s un vairāk.
2. solis: elementu iepriekšēja sagatavošana
Priekš veidojot asmeņus Vertikālajam vēja ģeneratoram no augstas stiprības PVC caurules tiek izgrieztas 4 identiskas detaļas. No skārda tiek izgriezti divi pusapaļi fragmenti un piestiprināti katrā caurules pusē. Asmeņu detaļu griešanās rādiuss šajā gadījumā būs 690 mm, un katra asmens augstums būs aptuveni 700 mm.
Rotoru sistēmas montāžai ņem neodīma magnētus (6 gab.), ferīta diskus ar diametru 230 mm (2 gab.) un līmi. Uz pirmā diska tiek novietoti magnēti, mainot polaritāti un saglabājot 60 grādu leņķi starp tiem ar izvietojuma diametru 165 mm. Izmantojot to pašu shēmu, tiek izgatavots otrs disks, un pēc tam magnēti tiek piepildīti ar līmi.
Statoram tiek sagatavotas 9 spoles un uz katras uztītas 60 vara stieples apgriezieni ar diametru 1 mm.
Turpmākā lodēšana notiek šādā secībā:
- 1 spoles sākums ar 4 beigām;
- sākt 4 ar beigu 7 ruļļiem.
Otrā fāze tiek montēta pēc tāda paša principa, bet darbs sākas ar 2 spolēm, bet trešā - ar 3 spolēm. No saplākšņa loksnes ir izgatavota īpaša forma, apakšā ir izklāta stikla šķiedras gabals, un virsū tiek uzliktas no spolēm pielodētas fāzes.
Piepildiet konstrukciju ar līmi un atstājiet uz 1-2 dienām, lai visas detaļas sastingst un ieņemtu pareizās vietas. Tad viņi sāk savienot atsevišķas daļas vienā darba sistēmā.
3. darbība: visu ģeneratora daļu salikšana
Lai savienotu visus ģeneratora elementus, augšējā rotorā ir izveidoti 4 caurumi tapām. Apakšējais rotors ir novietots uz kronšteina ar magnētiem uz augšu. Tālāk tiek novietots stators, iepriekš izveidojot tajā caurumus stiprināšanai pie kronšteina.
Tapas tiek iespiestas alumīnija plāksnē un pēc tam pārklātas ar otro rotoru, novietojot to ar magnētiem uz leju.
Kniedes tiek grieztas pārmaiņus, izmantojot uzgriežņu atslēgu, lai augšējais rotors vienmērīgi un bez raustīšanās nokristu uz apakšējā. Kad tas ieņem pareizo vietu, tapas tiek atskrūvētas un alumīnija plāksnes tiek noņemtas. Beigās visu konstrukciju nostiprina ar uzgriežņiem un pievelk stingri, bet ne pārāk cieši, lai nepārrautu vītni.
4. solis: galīgā aprīkojuma uzstādīšana
Mastam paņemiet stipru metāla cauruli 4-5 metru garumā un uzskrūvējiet uz tās ģeneratoru, kuru jau esat samontējis ar savām rokām.Pēc tam rāmis ar plastmasas asmeņiem tiek piestiprināts pie ģeneratora un masta konstrukcija tiek uzstādīta uz iepriekš sagatavotas vietas ar trīspunktu pastiprinātu pamatu.
Turklāt sistēmas novietojums tiek fiksēts, izmantojot nestuves.
Elektrisko tīklu pieslēdz vējdzirnavām noteiktā secībā. Kontrolieris ņem resursus no ģeneratora un pārvērš maiņstrāvu līdzstrāvā, kas nepieciešama akumulatora uzlādēšanai. Var pats samontējiet kontrolieri saskaņā ar vienkāršotu shēmu.
Akumulators uzglabā atbrīvoto enerģiju, un invertors pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā, kas nodrošina lielāko daļu sadzīves tehnikas un mājas apkalpošanas sistēmu.
Mūsu vietnē ir rakstu izlase par dažādu veidu mājās gatavotiem vēja ģeneratoriem.
Mēs iesakām izlasīt:
- Vēja ģenerators, ko dari pats no veļas mašīnas: instrukcijas vējdzirnavu montāžai
- Pašdarināts vēja ģenerators no automašīnas ģeneratora: vēja turbīnu montāžas tehnoloģija un kļūdu analīze
- Kā ar savām rokām izgatavot vēja ģeneratoru: ierīce, darbības princips + labākie mājās gatavoti izstrādājumi
Vēl vienu interesantu vertikālo vējdzirnavu būvniecības iespēju var salikt no atkritumiem, papildu komponentu iegādei iztērējot ne vairāk kā 250 rubļus. Pašdarinātājiem būs nepieciešams velosipēda ritenis, vēl 12 velosipēda spieķi, ass no aizmugurējā velosipēda riteņa ar trim uzgriežņiem, tērauda sloksne, 11 alumīnija plāksnes.
Jums būs nepieciešamas arī 150 kniedes, 18 M4 skrūves ar uzgriežņiem, 3 M6 skrūves ar uzgriežņiem, 27 lielākas paplāksnes un 24 mazas.
Sekojošā galerija īsi demonstrēs montāžas posmus:
Šajā video instrukcijā detalizēti tiks parādītas visas darbības:
Vietas izvēle vēja ģeneratoram
Pareizas vietas izvēle vēja ģeneratora uzstādīšanai ir svarīgs solis. Vislabāk ir novietot ierīci visaugstākajā atvērtajā vietā un rūpīgi nodrošināt, lai tā neatrastos zem blakus esošo dzīvojamo un saimniecības ēku līmeņa. Pretējā gadījumā ēkas kļūs par šķērsli gaisa plūsmai, un iekārtas efektivitāte ievērojami samazināsies.
Ja vieta ir vērsta pret upi vai ezeru, vējdzirnavas tiek novietotas krastā, kur vēji pūš īpaši bieži. Īpašuma paaugstinājumi vai lielas tukšas vietas, kur nav mākslīgu vai dabisku barjeru gaisa plūsmai, ir ideāli piemēroti ģeneratora atrašanās vietas noteikšanai.
Ja dzīvojamais nekustamais īpašums (māja, kotedža, dzīvoklis utt.) atrodas pilsētas robežās vai atrodas ārpus pilsētas, bet blīvi apbūvētās teritorijās, uz jumta tiek ierīkots vēja enerģijas komplekss.
Lai novietotu ģeneratoru uz daudzdzīvokļu mājas jumta, tiek ņemta kaimiņu rakstiska piekrišana un saņemta oficiāla atļauja no attiecīgajām iestādēm.
Privātmājā ar lielu dārza gabalu izvēlēties piemērotu vietu ir daudz vienkāršāk. Galvenais ir ņemt vērā, ka konstrukcija atrodas 15-25 metru attālumā no dzīvojamām telpām. Tad rotējošo asmeņu skaņas efekti nevienu netraucēs.
Vertikālās ierīces apkope
Lai vertikālais vēja ģenerators strādātu efektīvi, precīzi un pēc iespējas efektīvāk, ir jāieeļļo visas kustīgās konstrukcijas daļas. Šī procedūra tiek veikta vismaz 2 reizes visa kalendārā gada laikā.
Vienlaikus apkopes laikā tiek pievilkti ekspluatācijas rezultātā vaļīgie uzgriežņi, nostiprināti elektriskie savienojumi, pārbaudītas mehāniskās detaļas pret koroziju, pievilkti vaļīgi spriegošanas kabeļi un rūpīgi pārbaudīti, vai asmeņi nav plīsuši vai bojāti.
Detaļas tiek krāsotas pēc nepieciešamības un reizi gadā tiek veikta pilnīga visas konstrukcijas pārbaude defektu noteikšanai. Šāda aprūpe nodrošina pareizu vēja turbīnas darbību un pagarina tās kalpošanas laiku.
Uzstādīšanas iespējamības novērtējums
Pirms vertikālā vēja ģeneratora ražošanas uzsākšanas viņi izpēta laika apstākļus savā reģionā un mēģina noteikt, vai iekārta spēj nodrošināt nepieciešamo resursu daudzumu.
Eksperti iesaka novērtēt šādus parametrus:
- vējainu dienu skaits — ņemt vidējo vērtību gadam, kad brāzmas pārsniedz 3 m/s;
- elektroenerģijas apjoms, ko patērē dienā mājsaimniecība;
- atbilstošā vietā savā vietā vēja iekārtām.
Pirmais rādītājs tiek uzzināts no datiem, kas iegūti tuvākajā meteostacijā vai atrasti internetā attiecīgajos portālos. Turklāt viņi pārbauda drukātās ģeogrāfiskās publikācijas un izveido pilnīgu priekšstatu par vēja situāciju savā reģionā.
Statistika tiek ņemta nevis par vienu gadu, bet par 15-20 gadiem, tikai tad vidējie skaitļi būs maksimāli pareizi un parādīs, vai ģenerators spēs pilnībā apmierināt mājsaimniecības vajadzību pēc elektrības vai arī tā jauda būs tikai pietiekami, lai apmierinātu individuālās mājsaimniecības vajadzības.
Ja īpašniekam ir liels zemes gabals, kas atrodas nogāzē, upes krastā vai atklātā vietā, ar uzstādīšanu problēmu nebūs.
Ja māja atrodas apdzīvotas vietas dziļumā, un pagalmam ir kompakti izmēri un tas atrodas cieši blakus blakus esošajām ēkām, ar savām rokām uzstādīt vertikālu vējdzirnavu modeli nebūs viegli. Konstrukcija būs jāpaceļ 3-5 m virs zemes un tālāk jānostiprina, lai spēcīgas brāzmas gadījumā tā nenokristu.
Visa šī informācija ir jāņem vērā plānošanas stadijā, lai būtu skaidrs, vai vēja ģenerators var pārņemt pilnu enerģijas piegādi, vai arī tā loma paliks kā palīgenerģijas avots. Vēlams veikt vēja turbīnas aprēķins.
Secinājumi un noderīgs video par tēmu
Video Nr.1 demonstrēs, kā ar savām rokām mājās izgatavot vertikālu vēja ģeneratoru ar Daria rotoru sistēmu. Video ir uzskatāmi parādītas montāžas procesa iezīmes un interesantas nianses. Ir izgatavotās vienības maksimālās jaudas definīcija:
Video Nr.2 parādīs, kā darbojas vertikālais vēja ģenerators un cik daudz enerģijas tas saražo. Tas sniedz detalizētu moduļa pārskatu un aprakstu par darbu, kas nepieciešams, lai pareizi izmērītu faktisko jaudu un citus parametrus:
Video Nr.3 piedāvā paštaisīta vertikālā vēja ģeneratora testēšanu. Ko spēj ierīce, kas ar savām rokām izgatavota no metāllūžņiem:
Tik modernu un praktisku alternatīvās enerģijas avotu kā vertikālās vējdzirnavas ir viegli montēt ar savām rokām. Ar atbilstošu pieredzi mājturībā ir iespējams izgatavot katru daļu un pēc tam savienot visas sastāvdaļas vienā, neatņemamā struktūrā.
Ja nevēlaties sarežģīt uzdevumu, ir pareizi iegādāties gatavus komponentus un mājās bez steigas un satraukumiem uzstādīt uzticamu vēja turbīnu, kas spēj nodrošināt nepārtrauktu elektroenerģijas piegādi dzīvojamai telpai.
Kad neesat 100% pārliecināts par savām spējām, labāk uzticēt darbu profesionāļiem. Viņi visu izdarīs ļoti ātri un pilnībā ievērojot darbības pamatprasības.
Vai jums ir pieredze vēja ģeneratora būvniecībā un ekspluatācijā? Lūdzu, dalieties informācijā ar mūsu lasītājiem un iesakiet savu ierīces montāžas metodi. Zemāk esošajā veidlapā varat atstāt komentārus un pievienot paštaisītu produktu fotoattēlus.
Dažas attīstītas mājsaimniecības jau sen izmanto vēja enerģiju, lai nodrošinātu savu mājsaimniecību ar nepieciešamo enerģiju. Lai atbrīvotos no komunālajiem maksājumiem un vēl jo vairāk ziņkārības pēc, savām rokām samontēju vējdzirnavas. Man vajadzēja rotoru, plastmasas lāpstiņas, mastu (tas ir uz statīva), akumulatoru un kontrolieri. Turbīnu un lāpstiņu rotācijas laikā tiek ģenerēti divi spēki: pacēlājs un elektrisks. Asmeņi griežas, tiek aktivizēts rotors un tiek ģenerēta elektrība.
Nu, kādi ir rezultāti? Vai no tā ir pat izplūde? Man pašam jau sen ir bijusi vēlme mēģināt savā mājā salikt vēja ģeneratoru. Protams, es nepaļaujos uz to kā uz galveno enerģijas avotu. Pagaidām es to vairāk uztveru kā lutināšanu un interesantu pieredzi, bet kas pie velna tas ir? Cita lieta, ka es vēl neesmu tikusi tālāk par ieceri. Pamazām krāju detaļas - jau esmu atradis normālus asmeņus un zinu, kur dabūt garu mastu. Šovasar, protams, nebūs laika, bet nākamgad jau no pavasara mēģināšu vairāk iesaistīties ar vējdzirnavām.
Nu ko es varu teikt? Vertikālie vēja ģeneratori nākotnē nav daudzsološs virziens. Jā, šādu dizainu ir vieglāk montēt, taču šādus vēja ģeneratorus praktiski neizmanto rūpnieciskā mērogā. Kāpēc? Šeit ir daži galvenie punkti:
— netiek izmantota visa asmeņu virsma (1/3 izmanto vējš, 1/3 nodrošina pretestību, 1/3 neizmanto);
- griezes momenta pārvadīšanai būs nepieciešama gara vārpsta;
— Zema izejas jauda.
Bet iesākumam šādi dizaini ir diezgan piemēroti, lai vismaz ar kaut ko sāktu.Tajā pašā laikā vertikālajiem vēja ģeneratoriem ir savas priekšrocības:
— Nevajag “ķert vēju” (stiprs vējš nebaida un nav vajadzīgi kolektori);
— projekta īstenošanas izmaksas;
— Apkopes vienkāršība.
Bet nākotnē labāk pievērsties vēja ģeneratoru klasiskajam dizainam.
Ģeneratora ražošanas aprakstā ir nepareizi norādīta magnētu attiecība pret spolēm! 9 spolēm nepieciešami 12 magnētu pāri (24 gab.). Varbūt tāpēc video rezultāts ir nožēlojams.
Vai sakņu dārzs vispār ir jāiežogo ar spolēm?
Kas jums traucē vienkārši uzlikt automātisko ģeneratoru uz muguras un piestiprināt tam asmeņus?