Pionowy generator wiatrowy zrób to sam: jak zamontować turbinę wiatrową z pionową osią obrotu

Wiatr ma niesamowite możliwości energetyczne.Niewykorzystanie jego potężnego potencjału należy śmiało uznać za nieuzasadnione marnotrawstwo. Ale możesz łatwo zbudować pionowy generator wiatrowy własnymi rękami i otrzymać praktycznie darmową energię na pokrycie potrzeb gospodarstwa domowego. To całkiem realne, prawda?

Ten artykuł pomoże Ci szczegółowo zrozumieć złożony problem techniczny. Usystematyzowane, dostępne informacje szczegółowo omawiają zasadę działania popularnych systemów przetwarzających energię mas powietrza na energię elektryczną.

Bez wątpienia dacie się ponieść pomysłowi stworzenia wiatraka, specyfikę jego montażu opisano w artykule. Szczegółowo zbadaliśmy różne typy pionowych generatorów wiatrowych, dotykając ich różnic, zalet i wad. Część tekstową materiału doskonale uzupełniają zdjęcia i instrukcje wideo.

Zalety i zasada działania turbin wiatrowych

Jedną z opcji jest nowoczesny generator pionowy alternatywna energia dla domu. Jednostka jest w stanie przekształcić podmuchy wiatru w źródło energii. Do prawidłowego działania nie wymaga dodatkowych urządzeń określających kierunek wiatru.

Obrotowy generator wiatrowy jest bardzo łatwy do wykonania własnymi rękami. Oczywiście nie będzie w stanie całkowicie przejąć odpowiedzialności za dostarczenie energii do dużego prywatnego domku, ale doskonale poradzi sobie z oświetleniem budynków gospodarczych, ścieżek ogrodowych i terenów lokalnych.

Urządzenie typu pionowego działa na małej wysokości. Jego konserwacja nie wymaga stosowania różnych urządzeń, aby zapewnić bezpieczne prace naprawcze i konserwacyjne na dużych wysokościach.

Minimalna liczba ruchomych części sprawia, że ​​turbina wiatrowa jest bardziej niezawodna i stabilna w działaniu. Optymalny profil łopatek oraz oryginalny kształt wirnika zapewniają urządzeniu wysoką wydajność niezależnie od tego, z której strony w danym momencie wieje wiatr.

Małe modele domowe składają się z trzech lub więcej lekkich łopat, natychmiast wychwytują najsłabszy podmuch i zaczynają się obracać, gdy tylko siła wiatru przekroczy 1,5 m/s. Dzięki tej możliwości ich wydajność często przewyższa wydajność większych instalacji wymagających większych wiatrów.

Generator działa absolutnie cicho, nie przeszkadza właścicielom i sąsiadom, nie emituje szkodliwych emisji do atmosfery i niezawodnie służy przez wiele lat, starannie dostarczając energię do pomieszczeń mieszkalnych.

Pionowy generator wiatrowy działa na zasadzie lewitacji magnetycznej. Gdy turbiny się obracają, generowane są siły impulsowe i nośne, a także rzeczywiste siły hamowania. Pierwsze dwa powodują obrót ostrzy urządzenia.To działanie aktywuje wirnik i wytwarza pole magnetyczne, które wytwarza energię elektryczną.

Turbina wiatrowa z pionową osią obrotu nie ustępuje wydajnością swoim poziomym odpowiednikom. Ponadto nie rości sobie pretensji do położenia terytorialnego i działa w pełni w niemal każdym miejscu dogodnym dla właścicieli domów

Urządzenie funkcjonuje całkowicie samodzielnie i nie wymaga ingerencji właściciela w ten proces.

Klasyfikacja generatorów pionowych

Istnieją pewne różnice strukturalne pomiędzy pionowymi urządzeniami zbierającymi wiatr. Nie czyni jednostek lepszymi ani gorszymi, ale po prostu pozwala wybrać najwygodniejszą opcję wykonania określonych zadań w określonym obszarze.

#1: Cechy układów ortogonalnych

Strukturalnie ortogonalny generator wiatrowy składa się z mocnej osi obrotu pionowego i kilku równoległych łopatek umieszczonych w pewnej odległości od centralnej podstawy.

Urządzenie nie wymaga dodatkowych mechanizmów prowadzących i działa normalnie, niezależnie od kierunku wiatru. Pionowo umieszczony wał główny umożliwia umiejscowienie urządzeń napędowych na poziomie gruntu, co znacznie ułatwia obsługę, naprawy i konserwację.

Jednostki wsporcze generatora ortogonalnego nie mają bardzo długiej żywotności. Wynika to z dużych obciążeń dynamicznych, jakie wywiera na nie wirnik podczas pracy. Aby instalacja nie uległa przedwczesnym awariom, należy regularnie sprawdzać wszystkie elementy nośne, a uszkodzone należy niezwłocznie wymieniać na nowe.

Wadami urządzeń ortogonalnych jest zbyt masywny układ łopatek i niska wydajność w porównaniu z wydajnością modułów z osią poziomą.

Najprostszą turbinę wiatrową do zasilania odbiorców małej mocy można złożyć z gotowych komponentów:

#2: Generatory z rotorem Daria

Generator wiatrowy wyposażony w wirnik Darrieusa posiada pionową oś obrotu oraz 2-3 płaskie listwy łopatek bez charakterystycznego profilu aerodynamicznego, zamocowane u podstawy i u góry osi obrotu.

Jednostka w swojej pracy nie kieruje się siłą i kierunkiem wiatru, posiada dużą prędkość obrotową oraz pozwala na umiejscowienie urządzeń napędowych na podłożu, co ułatwia i przyspiesza proces planowych przeglądów i ewentualnych napraw.

Dwułopatowe agregaty prądotwórcze z wirnikiem Darrieusa uruchamiane są jedynie przez silny podmuch wiatru. Przy równomiernie nadchodzącym przepływie nie mogą rozpocząć się samodzielnie.

Elementy nośne i obrotowe urządzenia z wirnikiem Darrieusa są podatne na zwiększone obciążenia dynamiczne, a wydajność układu łopatek jest pod wieloma względami gorsza od osiowych instalacji poziomych.

#3: Jednostki z rotorem Savonius

Pionowa turbina wiatrowa z wirnikiem Savonius posiada półcylindryczny układ łopat i różni się od podobnych instalacji wysokim momentem rozruchowym oraz możliwością efektywnej pracy przy wiatrach o małych prędkościach.

Moc oferowanych na rynku pionowych generatorów wiatrowych z wirnikiem Savonius nie przekracza 5 kW. Urządzenia rzadko stosowane są jako samodzielna jednostka robocza, jednak najczęściej wykorzystywane są do wytworzenia wyższego momentu rozruchowego w instalacjach rotorowych Daria

Pionowy kompleks z wirnikiem Savonius jest krytykowany za zwiększone zużycie materiału i niższą wydajność w porównaniu z generatorami wiatrowymi o osi poziomej. Dlatego produkcję sprzętu tej klasy o dużej mocy uważa się za niewłaściwą.

Poniższy wybór zdjęć wprowadzi Cię w etapy produkcji wiatraka Savonius:

Wszystkie części tego modelu wiatraka Savonius, z wyjątkiem generatora 3200 obr./min i generatora 24 V, są wykonane ręcznie.

#4: Wiatrak z wielołopatowym wirnikiem i prowadnicą

Urządzenie tego typu jest ulepszoną wersją klasycznego generatora wiatrowego ortogonalnego. Zespół wirnika składa się tutaj z łopatek ułożonych w dwóch rzędach.

Zewnętrzny poziom łopatek pozostaje statyczny i działa jak łopatka kierująca. Wychwytuje przepływ wiatru, wychwytuje go, kompresuje i w ten sposób zauważalnie zwiększa rzeczywistą prędkość wiatru.

Wewnętrzny rząd łopatek stanowi konstrukcję ruchomą, do której napływa powietrze z pierwszego zespołu wirnikowego pod pewnym kątem.

Wydajność generatora wiatrowego z wirnikiem wielołopatowym z układem prowadzącym czyni to urządzenie szczególnie atrakcyjnym dla konsumentów.Jednak koszt takiego sprzętu jest dość wysoki, a jego zwrot zajmuje nieco więcej czasu niż podobne urządzenia o prostszej konfiguracji

Eksperci nazywają tego typu urządzenia najbardziej wydajnymi w swojej klasie i podkreślają, że specyficzna konstrukcja pozwala na pracę nawet przy najniższych możliwych prędkościach wiatru.

#5: Charakterystyka urządzeń z wirnikiem helikoidalnym

Helikoidalna turbina wiatrowa lub generator Gorłowa to kolejna modyfikacja tradycyjnego ortogonalnego układu wirnika. Ostrza modelu skręcone są po łuku. Ta cecha konstrukcyjna umożliwia szybkie uchwycenie przepływu powietrza i płynne obracanie się bez szarpnięć.

Ta zasada działania znacznie zmniejsza obciążenie dynamiczne podstawy i ruchomych jednostek, zwiększając w ten sposób ich żywotność.

Urządzenia z wirnikiem typu helikoidalnego są bardzo niezawodne i z łatwością wytrzymują znaczne obciążenia eksploatacyjne. Jednak podczas pracy takie wiatraki wytwarzają wyraźne efekty dźwiękowe i wytwarzają dodatkowe fale dźwiękowe zlokalizowane w zakresie fal krótkich widma dźwięku

Łopaty wirowane do wiatraka helikoidalnego wykonywane są przy użyciu bardzo postępowej, ale złożonej technologii. Z tego powodu jednostki są dość drogie i nie cieszą się dużą popularnością wśród prywatnych konsumentów.

#6: Charakterystyka wirników o osi pionowej

Główną różnicą pomiędzy generatorem o osi pionowej są jego pionowo ustawione łopaty, których profil przypomina skrzydło samolotu, którego oś jest wyraźnie równoległa do wału pionowego. Konstrukcja przypomina nieco wirnik Darrieusa, ale w warunkach produkcyjnych jest wytwarzany znacznie szybciej i łatwiej.

Generator z wirnikiem o osi pionowej nabiera prędkości roboczej znacznie szybciej niż podobne urządzenia tej klasy i zaczyna wytwarzać wymagany zasób energii. Procesowi towarzyszy niewielki efekt dźwiękowy i nie przeszkadza ani właścicielom instalacji, ani sąsiadom

Wiatraki z wirnikiem o osi pionowej są niezawodne i trwałe, z łatwością wytrzymują znaczne obciążenia eksploatacyjne i nie kosztują zbyt wiele. Te cechy sprawiają, że nadają się do stosowania nie tylko w celach przemysłowych, ale także domowych.

Funkcje wyboru generatorów wiatrowych do prywatnego domu i przegląd najlepszych ofert przedstawiono w Ten artykuł.

Wykonanie własnego wiatraka

Stworzenie własnymi rękami generatora wiatrowego z pionową osią obrotu w domu nie jest zbyt trudne. Wystarczy zakupić potrzebne komponenty, złożyć je w odpowiedniej kolejności i zainstalować moduł w wybranej lokalizacji. Gdy tylko pojawi się minimalny wietrzyk, produkt zacznie działać i zacznie zapewniać właścicielom niezbędną energię.

Krok 1: Zakup komponentów i materiałów

Aby wykonać pionowy generator wiatrowy własnymi rękami, potrzebne będą następujące elementy:

• wirnik – ruchoma część urządzenia:
• ostrza – części łapiące przepływ wiatru;
• maszt osiowy – do mocowania rotora i łopatek (może mieć postać długiego słupa, piramidy lub statywu);
• stojan – zaprojektowane tak, aby pomieścić cewkę z wytrzymałego drutu miedzianego;
• bateria – pojemna zdolność gromadzenia otrzymanego zasobu;
• falownik – urządzenie do przetwarzania prądu stałego na prąd przemienny;
• kontroler – urządzenie hamujące generator w momencie, gdy agregat osiągnie rzeczywistą moc przekraczającą podstawowe wskaźniki.

Do produkcji ostrzy nadają się lekkie, wysokiej jakości arkusze tworzywa sztucznego o dobrej elastyczności. Inne rodzaje materiałów są zbyt podatne na różnego rodzaju uszkodzenia i odkształcenia i po prostu nie radzą sobie z tak dużym obciążeniem dynamicznym.

Wykonując urządzenie samodzielnie, należy pamiętać, że wykonane przez siebie wiatraki pionowe mają znacznie gorszą moc od modeli produkowanych fabrycznie. Dlatego, aby w przyszłości nie zawieść powstałego projektu, lepiej od razu wykonać go według parametrów 2 razy wyższych niż to konieczne

Małe ostrza mogą być wykonane z PVC o średniej gęstości, ale duże, szerokie części będą wymagały najtrwalszego materiału, który wytrzyma silny wiatr wiejący z prędkością 15 m/s lub większą przez długi czas.

Krok 2: Wstępne przygotowanie elementów

Dla tworzenie ostrzy W przypadku pionowego generatora wiatrowego z rury PCV o wysokiej wytrzymałości wycina się 4 identyczne części. Z cyny wycina się dwa półkoliste fragmenty i mocuje po obu stronach rury. Promień obrotu części ostrza w tym przypadku będzie wynosić 690 mm, a wysokość każdego ostrza będzie wynosić około 700 mm.

Do montażu układu rotora należy przygotować magnesy neodymowe (6 szt.), dyski ferrytowe o średnicy 230 mm (2 szt.) oraz klej. Magnesy umieszczane są na pierwszym dysku, naprzemiennie w polaryzacji i zachowując między sobą kąt 60 stopni przy średnicy układu 165 mm. Według tego samego schematu wykonuje się drugi dysk, a następnie magnesy wypełnia się klejem.

Do stojana przygotowuje się 9 cewek i na każdą z nich nawija się 60 zwojów drutu miedzianego o średnicy 1 mm.

Kolejne lutowanie odbywa się w następującej kolejności:

• początek 1 cewki z końcem 4;
• rozpocznij 4 i zakończ 7 bębnów.

Druga faza jest montowana według tej samej zasady, ale prace rozpoczynają się od 2 cewek, a trzecia - od 3 cewek. Specjalny kształt wykonano z arkusza sklejki, spód wyłożono kawałkiem włókna szklanego, a na wierzch nałożono fazy lutowane z cewek.

Wypełnij konstrukcję klejem i pozostaw na 1-2 dni, aby wszystkie części stwardniały i zajęły właściwe miejsca. Następnie zaczynają łączyć poszczególne części w jeden działający system.

Krok 3: Montaż wszystkich części generatora

Aby połączyć wszystkie elementy generatora, w górnym wirniku wykonano 4 otwory na kołki. Dolny rotor umieszcza się na wsporniku magnesami skierowanymi do góry. Następnie umieszcza się stojan, uprzednio wykonując w nim otwory do mocowania do wspornika.

Kołki wciska się w aluminiową płytkę, a następnie przykrywa drugim rotorem, umieszczając go magnesami skierowanymi w dół.

Proces montażu części odbywa się starannie i bez pośpiechu. Wirniki należy ustawić względem siebie tak, aby później w konstrukcji nie powstał luz (+)

Kołki obraca się naprzemiennie za pomocą klucza, tak aby górny wirnik opadał równomiernie i bez szarpnięć na dolny. Gdy znajdzie się na swoim miejscu, odkręca się kołki i usuwa się aluminiowe blaszki. Na koniec całą konstrukcję mocuje się za pomocą nakrętek i dokręca mocno, ale nie za mocno, aby nie zerwać gwintu.

Krok 4: Końcowa instalacja sprzętu

Do masztu weź mocną metalową rurę o długości 4-5 metrów i przykręć do niej generator, który już zmontowałeś własnymi rękami.Następnie do generatora mocowana jest rama z łopatkami z tworzywa sztucznego, a konstrukcja masztu jest instalowana na wcześniej przygotowanym miejscu z trójpunktowo wzmocnionym fundamentem.

Dodatkowo położenie systemu ustala się za pomocą noszy.

Podczas instalowania turbiny wiatrowej maszt musi być jak najdłuższy. Musi przenosić rotor wyżej niż najwyższy budynek na budowie. Tylko wtedy projekt będzie mógł działać efektywnie i wytwarzać wymaganą ilość zasobów

Do wiatraka podłączana jest sieć elektryczna w określonej kolejności. Sterownik pobiera zasób z generatora i przetwarza prąd przemienny na prąd stały, który jest niezbędny do ładowania akumulatora. Móc zmontuj sterownik samodzielnie według uproszczonego schematu.

Bateria magazynuje uwolnioną energię, a falownik przetwarza prąd stały na prąd przemienny, który zasila większość urządzeń gospodarstwa domowego i systemów domowych.

Na naszej stronie internetowej znajduje się wybór artykułów na temat domowych generatorów wiatrowych różnego typu.

Radzimy przeczytać:

1. Generator wiatrowy zrób to sam z pralki: instrukcje montażu wiatraka
2. Generator wiatrowy zrób to sam z generatora samochodowego: technologia montażu turbiny wiatrowej i analiza błędów
3. Jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami: urządzenie, zasada działania + najlepsze domowe produkty

Inną ciekawą opcję budowy wiatraka pionowego można złożyć z materiałów odpadowych, wydając nie więcej niż 250 rubli na zakup dodatkowych komponentów. Do majsterkowicza potrzebne będzie koło rowerowe, 12 kolejnych szprych rowerowych, oś z tylnego koła rowerowego z trzema nakrętkami, listwa stalowa, 11 aluminiowych płytek.

Będziesz także potrzebował 150 nitów, 18 śrub M4 z nakrętkami, 3 śruby M6 z nakrętkami, 27 większych podkładek i 24 małych.

Poniższa galeria w skrócie przedstawia etapy montażu:

Poniższa instrukcja wideo szczegółowo przedstawi wszystkie kroki:

Wybór lokalizacji dla generatora wiatrowego

Wybór odpowiedniego miejsca do zainstalowania generatora wiatrowego jest ważnym krokiem. Najlepiej jest umieścić urządzenie w najwyższym punkcie otwarcia i uważać, aby nie znajdowało się poniżej poziomu sąsiednich budynków mieszkalnych i gospodarczych. W przeciwnym razie budynki staną się przeszkodą w przepływie powietrza, a wydajność urządzenia znacznie spadnie.

Jeśli miejsce jest zwrócone w stronę rzeki lub jeziora, wiatrak umieszcza się na brzegu, gdzie wiatr wieje szczególnie często. Idealnie do lokalizacji generatora nadają się wzniesienia na posesji lub duże puste przestrzenie, gdzie nie ma sztucznych ani naturalnych barier dla przepływu powietrza.

Gdy nieruchomość mieszkalna (dom, domek, mieszkanie itp.) znajduje się na terenie miasta lub poza nim, ale na terenach gęsto zabudowanych, na dachu instalowany jest kompleks energetyki wiatrowej.

Aby umieścić generator na dachu budynku mieszkalnego, należy uzyskać pisemną zgodę sąsiadów i uzyskać oficjalne pozwolenie od odpowiednich władz.

Instalując generator pionowy na dachu apartamentowca, należy pamiętać, że agregat pracuje dość głośno i może powodować niedogodności zarówno dla właścicieli, jak i innych mieszkańców.Dlatego urządzenie należy umieścić bliżej środka dachu, aby właściciele mieszkań na wyższych piętrach nie ucierpieli z powodu głośnego buczenia emitowanego przez wiatrak podczas pracy

W prywatnym domu z dużą działką ogrodową wybór odpowiedniej lokalizacji jest znacznie łatwiejszy. Najważniejsze jest, aby wziąć pod uwagę, że konstrukcja znajduje się w odległości 15-25 metrów od lokali mieszkalnych. Wtedy efekty dźwiękowe obracających się ostrzy nikomu nie będą przeszkadzać.

Konserwacja urządzenia pionowego

Aby pionowy generator wiatrowy działał wydajnie, dokładnie i tak efektywnie, jak to możliwe, wszystkie ruchome części konstrukcji muszą być smarowane. Procedurę tę przeprowadza się co najmniej 2 razy w ciągu całego roku kalendarzowego.

Jednocześnie podczas konserwacji dokręcane są nakrętki, które poluzowały się w wyniku pracy, wzmacniane są połączenia elektryczne, sprawdzane są elementy mechaniczne pod kątem korozji, dokręcane luźne przewody naprężające oraz dokładnie sprawdzane są łopatki pod kątem pęknięć lub uszkodzeń.

Zimą instalacje pionowe wymagają szczególnej pielęgnacji. W okresach mrozu łopatki pokrywają się warstwą lodu, którą należy czyścić w odpowiednim czasie, aby prędkość obrotowa silnika utrzymywała się na właściwym poziomie.

Części są malowane w miarę potrzeb, a raz w roku przeprowadzana jest pełna kontrola całej konstrukcji w celu wykrycia usterek. Taka pielęgnacja zapewnia prawidłową pracę turbiny wiatrowej i wydłuża jej żywotność.

Ocena wykonalności instalacji

Przed rozpoczęciem produkcji pionowego generatora wiatrowego badają sytuację pogodową w swoim regionie i próbują ustalić, czy jednostka może zapewnić wymaganą ilość zasobów.

Eksperci zalecają ocenę następujących parametrów:

• liczba wietrznych dni — przyjąć średnią wartość dla roku, w którym podmuch przekracza 3 m/s;
• ilość energii elektrycznej, spożywane dziennie przez gospodarstwo domowe;
• odpowiednie miejsce na własnym terenie dla sprzętu wiatrowego.

Pierwszy wskaźnik poznajemy na podstawie danych uzyskanych na najbliższej stacji pogodowej lub znalezionych w Internecie na odpowiednich portalach. Dodatkowo sprawdzają drukowane publikacje geograficzne i tworzą pełny obraz sytuacji wietrznej w swoim regionie.

Statystyki brane są nie za rok, a za 15-20 lat, wtedy dopiero średnie wartości będą jak najbardziej prawidłowe i pokażą, czy generator będzie w stanie w pełni zaspokoić zapotrzebowanie gospodarstwa domowego na energię elektryczną, czy też jego moc będzie jedynie wystarczająca do zaspokojenia indywidualnych potrzeb gospodarstwa domowego.

Jeśli właściciel posiada dużą działkę położoną na skarpie, w pobliżu brzegu rzeki lub na otwartej przestrzeni, nie będzie problemów z montażem.

Kiedy dom znajduje się w głębi zaludnionego obszaru, a podwórko ma kompaktowe wymiary i ściśle przylega do sąsiednich budynków, zainstalowanie pionowego modelu wiatraka własnymi rękami nie będzie łatwe. Konstrukcję trzeba będzie podnieść na wysokość 3-5 m nad ziemię i dodatkowo wzmocnić, aby nie upadła w przypadku silnego podmuchu wiatru.

Wszystkie te informacje należy wziąć pod uwagę już na etapie planowania, aby było jasne, czy generator wiatrowy może przejąć całość dostaw energii, czy też pozostanie jego rolą pomocniczego źródła energii. Wskazane jest wykonanie obliczenia turbiny wiatrowej.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film nr 1 pokaże, jak w domu własnymi rękami wykonać pionowy generator wiatrowy z systemem wirnika Daria. Film wyraźnie przedstawia funkcje i ciekawe niuanse procesu montażu. Istnieje definicja maksymalnej mocy produkowanej jednostki:

Film nr 2 pokaże jak działa pionowy generator wiatrowy i ile energii wytwarza. Zawiera szczegółowy przegląd modułu oraz opis prac niezbędnych do prawidłowego pomiaru mocy rzeczywistej i innych parametrów:

Film nr 3 przedstawia testowanie domowego pionowego generatora wiatrowego. Do czego zdolne jest urządzenie wykonane własnymi rękami ze złomu:

Tak nowoczesne i praktyczne źródło energii alternatywnej, jak wiatraki pionowe, można łatwo złożyć własnymi rękami. Przy odpowiednim doświadczeniu w sprzątaniu możliwe jest wyprodukowanie każdej części, a następnie połączenie wszystkich elementów w jedną, integralną konstrukcję.

Jeśli nie chcemy komplikować zadania, warto kupić gotowe komponenty i w domu, bez pośpiechu i zamieszania, zainstalować niezawodną turbinę wiatrową, która zapewni nieprzerwane dostawy prądu do przestrzeni mieszkalnej.

Jeśli nie jesteś w 100% pewien swoich umiejętności, lepiej powierzyć pracę profesjonalistom. Zrobią wszystko bardzo szybko i w pełnym przestrzeganiu podstawowych wymagań eksploatacyjnych.

Czy masz doświadczenie w budowie i obsłudze generatora wiatrowego? Prosimy o podzielenie się informacją z naszymi czytelnikami i zasugerowanie sposobu montażu urządzenia. W poniższym formularzu możesz zostawić komentarz i dodać zdjęcia domowych produktów.