Jak vyrobit lopatky větrné turbíny vlastníma rukama: příklady vlastnoručně vyrobených lopatek větrných turbín

Základní prvky konstrukce

Navzdory velké rozmanitosti větrných turbín a způsobů výroby se všechny skládají ze stejných konstrukčních prvků.

Větrné kolo

Lopatky jsou považovány za jeden z nejdůležitějších prvků větrné turbíny. Jejich konstrukce ovlivňuje činnost ostatních částí generátoru. K výrobě lopatek se používají různé materiály.

Před výrobou je třeba vypočítat délku čepele. Pokud je použita trubka, musí mít průměr alespoň 20 cm, za předpokladu, že lopatka je dlouhá 1 metr. Poté se trubka rozřeže skládačkou na 4 části. Z jedné části se vyrobí šablona, podle které se vyřežou ostatní čepele. Ty jsou pak sestaveny na společném disku a celá konstrukce je připevněna k hřídeli generátoru. Sestavené kolo čelního skla musí být vyvážené. Vyvažování by se mělo provádět v místnosti chráněné před větrem. Pokud je operace provedena správně, kolo se samovolně neroztočí. Pokud se lopatky samovolně otáčejí, budou se brousit, dokud nebude celá konstrukce v rovnováze. Na samém konci se kontroluje přesnost otáčení lopatek. Musí se otáčet ve stejné rovině bez jakéhokoli vychýlení. Přípustná chyba je 2 mm.

Stožár

Dalším prvkem konstrukce větrného generátoru je stožár. Obvykle se vyrábí ze starého vodovodního potrubí o průměru nejméně 15 cm a délce až 7 metrů. Pokud se v okruhu 30 metrů od místa plánované instalace nacházejí nějaké stavby nebo budovy, výška stožáru se zvýší.

Aby celé zařízení fungovalo co nejefektivněji, je lopatkové kolo vyvýšeno nad okolní překážky nejméně o 1 metr. Po instalaci se základna stožáru a kolíky pro upevnění kůlů zalijí betonem. Jako distanční prvek se doporučuje pozinkované lano o průměru 6 mm.

Generátor

Pro větrný mlýn lze použít jakýkoli generátor vyrobený ve vozidle, nejlépe s vyšším výkonem. Všechny mají stejnou konstrukci a je třeba je přestavět. Taková přestavba automobilového generátoru na větrnou turbínu zahrnuje převinutí statorového vodiče a výrobu rotoru pomocí neodymových magnetů. Pro jejich bezpečné upevnění je třeba vyvrtat otvory v pólech rotoru. Magnety se upevňují střídáním pólů. Samotný rotor je zabalen do papíru a případné dutiny mezi magnety jsou vyplněny epoxidem.

Při lepení je nutné dodržet polaritu magnetů. Rotor je proto připojen ke zdroji energie. Po zapnutí rotoru se vytvoří magnetické pole a každý magnet se přilepí na své místo stranou, která je přitahována.

K připojení rotoru lze použít libovolný 12voltový zdroj s proudem 1 až 3 ampéry. Spojení je provedeno tak, že odnímatelný kroužek nejblíže k tesákům je mínusová strana a kladná strana je blíže ke konci rotoru. Magnety umístěné v rotorových mezerách nebo špičácích způsobují samovzbuzení generátoru a to je považováno za jejich hlavní funkci.

Na samém počátku otáčení rotoru začnou magnety budit proud v alternátoru, který vstupuje i do cívky, čímž se magnetické pole psovoda zvyšuje. V důsledku toho generátor vydává ještě větší proud. Vzniká tak jakýsi proudový cyklus, kdy je generátor buzen a následně poháněn vlastním rotorem, na kterém jsou upevněny elektromagnetické póly. Sestavený alternátor je třeba otestovat a změřit jeho výkon. Pokud jednotka dává při 300 otáčkách přibližně 30 voltů, je to považováno za normální výsledek.

Jaké větrné turbíny si vybrat

No, ti, kteří žijí daleko od rozvoden a nadzemního vedení 0,4 kV, by si měli koupit nejvýkonnější modely větrných turbín, které si mohou dovolit. Získáte maximálně 15 % kapacity zobrazené na obrázcích.

Jiná kategorie spotřebitelů se zcela zaslouženě rozhoduje nikoliv pro čínské tovární modely a naopak dává přednost větrným turbínám vlastní výroby vyškolených mistrů. I v tomto případě existují výhody.

Vynálezci těchto zařízení jsou většinou kompetentní a zodpovědní lidé. A prakticky ve 100 % případů nemají problém instalaci vrátit, pokud se něco pokazilo nebo je třeba ji opravit. S tím rozhodně není problém.

Průmyslové čínské větrné turbíny mají samozřejmě hezčí vzhled. A pokud si přesto troufáte na koupi, ihned po kontrole elektrickou vrtačkou proveďte preventivní opravu a vyměňte čínský šrot za ložiska s kvalitním mazivem.

Pokud se ve vašem okolí vyskytují velcí hnízdící ptáci, není na škodu zakoupit další sadu nožů.

Mláďata se někdy dostanou do točícího se "minimlýnku". Plastové čepele se lámou a kovové ohýbají.

A na závěr bych rád uvedl několik mouder od těch uživatelů, kteří nevyslechli všechny argumenty a setkali se tváří v tvář se všemi výše popsanými problémy. Nezapomeňte, že nejdražší větrnou elektrárnou pro váš dům je větrná turbína!

Výběr materiálu

Lopatky větrného zařízení mohou být vyrobeny z jakéhokoli více či méně vhodného materiálu, např:

Trubky z PVC

Jedná se pravděpodobně o nejjednodušší materiál, ze kterého lze lopatky vyrobit. Trubky z PVC jsou k dostání v každém stavebním obchodě. Měly by být vybrány trubky určené pro tlakové kanalizační nebo plynové potrubí. V opačném případě může silný vítr způsobit zlomení lopatek a jejich poškození o stožár generátoru.

Lopatky generátoru větrné turbíny jsou velmi namáhány odstředivou silou a čím jsou lopatky delší, tím je namáhání vyšší.

Hrana lopatky dvoulopatkového kola domácí větrné turbíny se otáčí rychlostí stovek metrů za sekundu, což je rychlost kulky vystřelené z pistole. Tato rychlost může způsobit prasknutí potrubí z PVC. Zvláště nebezpečné je, že úlomky prasklého potrubí mohou usmrtit nebo vážně zranit člověka.

Řešení lze nalézt co největším zkrácením lopatek a zvýšením jejich počtu. Větrné kolo s více lopatkami se lépe vyvažuje a je méně hlučné.

Důležitá je také tloušťka stěn trubky. Například u větrného kola se šesti lopatkami z PVC trubek o průměru dva metry by jejich tloušťka neměla být menší než 4 milimetry. Pro výpočet konstrukce lopatek můžete použít připravené tabulky a šablony.

Pokud si nevíte rady s výpočtem konstrukce lopatek, máte k dispozici tabulky a šablony.

Šablona je vyrobena z papíru, připevněna k trubce a obkreslena. To by se mělo provést tolikrát, kolik lopatek bude mít větrný generátor. Pomocí skládačky nařežte trubku podél značek - nože jsou téměř připravené. Hrany trubek jsou obroušeny a rohy a konce zaobleny, aby větrná turbína vypadala hezky a byla méně hlučná.

Jako konstrukce spojující lopatky a upevňující kolo k turbíně musí být vyroben šestipásový disk z oceli.

Rozměry a tvar spojovací konstrukce musí odpovídat typu generátoru a stejnosměrného proudu, který bude ve větrné farmě použit. Ocel musí být zvolena tak silná, aby se nárazem větru nedeformovala.

Hliník

V porovnání s noži z PVC trubek se hliníkové nože hůře ohýbají a lámou. Nevýhodou je jejich vysoká hmotnost, která vyžaduje opatření k zajištění stability konstrukce jako celku. Kromě toho je třeba kolo co nejpečlivěji vyvážit.

Podívejte se na podrobnosti výroby hliníkových lopatek pro větrné kolo se šesti lopatkami.

Šablona by měla být vyrobena z překližky. Pomocí šablony vyřízněte z hliníkového plechu šest čepelí. Budoucí nůž je zaválcován do žlabu hlubokého 10 mm, přičemž osa svitku svírá úhel 10 stupňů s osou podílu obrobku. Tato manipulace zajistí přijatelné aerodynamické parametry lopatek. Na vnitřní straně čepele je připevněno pouzdro se závitem.

Spojovací mechanismus větrného kola s lopatkami z hliníku nemá na rozdíl od kola s lopatkami z PVC trubek na disku lišty a čepy, což jsou kusy ocelové tyče se závitem, který odpovídá závitu nábojů.

Vyrobeno ze skelných vláken

Čepele vyrobené ze skelných vláken jsou vzhledem ke svým aerodynamickým parametrům, pevnosti a hmotnosti nejbezchybnější. Tyto čepele jsou nejobtížnější na výrobu, protože musíte vědět, jak pracovat se dřevem a skleněnou tkaninou.

Podíváme se na výrobu lopatek ze skelných vláken pro kolo o průměru dva metry.

Nejdůkladnější je vyrobit matrici ze dřeva. Ten je vyroben z tyčí pomocí prefabrikované šablony a slouží jako model pro čepel. Po dokončení matrice můžete začít vyrábět čepele, které se skládají ze dvou částí.

Matrici je třeba navoskovat, jednu její stranu potřít epoxidovou pryskyřicí a položit na ni tkaninu ze skleněných vláken. Znovu naneste epoxidovou pryskyřici a opět vrstvu tkaniny ze skleněných vláken. Počet vrstev může být tři nebo čtyři.

Poté nechte vrstvu přímo na matrici asi 24 hodin, dokud zcela nezaschne. To je vše, jedna část čepele je připravena. Na druhé straně matice postupujte ve stejném pořadí.

Hotové části lopatek by měly být spojeny epoxidovou pryskyřicí. Dovnitř můžete vložit dřevěnou zátku a připevnit ji lepidlem, aby se lopatky připevnily k náboji kola. Do zátky by mělo být vloženo pouzdro se závitem. Připojovací jednotka se stane rozbočovačem stejným způsobem jako v předchozích příkladech.

Výroba statoru

Jak vidíte na fotografii, cívky mají tvar podlouhlé kapky vody. Tím je zajištěno, že směr pohybu magnetů je kolmý na dlouhé strany cívky (zde se indukuje maximální EMF).

Pokud jsou použity kulaté magnety, měl by být vnitřní průměr cívky přibližně stejný jako průměr magnetu. Pokud jsou použity čtvercové magnety, měla by být konfigurace vinutí cívky taková, aby magnety překrývaly přímé části vinutí. Instalace delších magnetů nemá smysl, protože maximální hodnoty EMF se vyskytují pouze na těch úsecích vodiče, které jsou kolmé na směr magnetického pole.

Konstrukce statoru začíná vinutím cívek. Nejjednodušší způsob navíjení cívek je použít předem připravenou šablonu. Šablony sahají od malých ručních zařízení až po miniaturní domácí stroje.

Cívky jednotlivých fází jsou zapojeny sériově: konec první cívky je spojen se začátkem čtvrté, konec čtvrté se začátkem sedmé atd.

Je třeba připomenout, že při zapojení do hvězdy jsou konce vinutí (fáze) jednotky spojeny v jednom společném uzlu, kterým je nulový bod generátoru. Tři volné vodiče (začátek každé fáze) jsou připojeny k třífázovému diodovému můstku.

Když jsou všechny cívky sestaveny do jednoho obvodu, lze připravit formu pro odlití statoru. Poté ponoříme celý elektrický díl do formy a vyplníme jej epoxidovou pryskyřicí.

Aleksei2011

Zde je obrázek hotového statoru. Nalil jsem jednoduchou epoxidovou pryskyřici. Na dno a horní část jsem položil tkaninu ze skelných vláken. Vnější průměr statoru je 280 mm a vnitřní otvor je 70 mm.

Jak si sami vyrobit vertikální větrnou turbínu

Vlastnoručně vyrobit generátor větrné turbíny je docela možné, i když to není tak snadné, jak se na první pohled může zdát. Budete muset buď sestavit kompletní sadu zařízení, což je velmi obtížné, nebo některé její prvky zakoupit, což je poměrně nákladné. Sada může obsahovat:

• větrná turbína
• měnič
• řídicí jednotka
• sada baterií
• Vodiče, kabely, pomocná zařízení

Nejlepší variantou by byl částečný nákup hotového vybavení, částečné výroba vlastních rukou. Skutečnost, že ceny sestav a prvků jsou velmi vysoké, není dostupná pro každého. Vysoká jednorázová investice navíc nutí k zamyšlení, zda tyto prostředky nelze realizovat efektivnějším způsobem.

Systém funguje následovně:

• Větrná turbína se otáčí a přenáší točivý moment na generátor.
• vzniká elektrický proud, který nabíjí baterii.
• baterie je připojena ke střídači, který mění stejnosměrný proud na 220 V AC 50 Hz.

Montáž obvykle začíná alternátorem. Nejúspěšnější variantou je sestavení třífázové konstrukce na neodymových magnetech, která umožňuje generovat příslušný proud.

Rotační díly jsou vyrobeny na základě jednoho ze systémů, který je nejpřístupnější pro ruční obnovu. Čepele jsou vyrobeny z částí trubek, kovových sudů rozříznutých napůl nebo určitým způsobem ohnutých plechů.

Stožár je přivařen k zemi a postaven do vzpřímené polohy. Případně může být vyroben ze dřeva přímo v místě instalace generátoru. Stožár by měl být podepřen základy a zajištěn kotvami, aby byla zajištěna bezpečná a pevná instalace. Pokud je výška vysoká, měla by být dodatečně zajištěna vzpěrami.

Všechny komponenty a části systému musí být vzájemně sladěny z hlediska kapacity a vyladění výkonu. Nelze předem říci, jaká bude účinnost větrné turbíny, protože existuje příliš mnoho neznámých parametrů pro výpočet výkonu systému. Zároveň platí, že pokud je systém původně navržen na určitý výkon, je výkon vždy poměrně blízký. Hlavním požadavkem se stává pevnost a přesnost výrobních uzlů, aby byl generátor dostatečně stabilní a spolehlivý.

Vertikální větrný generátor vlastníma rukama

Použité materiály a zařízení

Rozměry turbíny lze zvolit libovolně - čím je turbína větší, tím je výkonnější. V příkladu je průměr výrobku 60 cm.

Pro výrobu vertikální turbíny potřebujeme:

1. Trubka Ø 60 cm (nejlépe z nerezové oceli - pozinkovaná, duralová atd.).
2. Pevný plast (dva kotouče Ø 60 cm).
3. Rohové díly pro upevnění lopatek (6 kusů). po 36 kusech.
4. Pro základnu - náboj auta.
5. Matice, podložky, šrouby pro montáž.

Vybavení a nástroje:

1. Skládačka.
2. Mlýnek.
3. Cvičení.
4. Šroubovák.
5. Klíče.
6. Rukavice, maska.

K vyvážení nožů můžete použít malou kovovou destičku, magnety a při malé nevyváženosti můžete jednoduše vyvrtat otvory.

Výkres zařízení větrného generátoru

Výroba vertikální větrné turbíny

1. Kovová trubka je podélně rozříznuta tak, aby měla 6 stejných čepelí.
2. Z plastu se vystřihnou dva stejné kruhy (průměr 60 cm). Jedná se o horní a spodní ložisko turbíny.
3. Pro odlehčení konstrukce je možné uprostřed horní podpěry vytvořit kruh o průměru 30 cm.
4. Podle toho, kolik otvorů máte v náboji vozu, označíte přesně stejné otvory pro upevnění spodní plastové podpěry. Vyvrtejte je pomocí vrtačky.
5. Pomocí šablony vyznačte polohu lopatek (dva trojúhelníky tvořící hvězdu). Jsou vyznačeny upevňovací body rohů. Na obou nohách by měla být stejná.
6. Je lepší neřezat čepele jednu po druhé, ale všechny najednou (použijte brusku).
7. Na lopatkách si rovněž vyznačte upevňovací body rohů. Poté vyvrtejte otvory.
8. Čepele jsou k základním kruhům připevněny pomocí šroubů a matic s podložkami.

Čím delší jsou lopatky, tím je jednotka výkonnější, ale tím hůře se vyvažuje, při silném větru se konstrukce "zamíchá".

Generátor vlastníma rukama

K větrné turbíně je třeba zvolit samobuzený alternátor na permanentní magnety (takové se používaly v traktorech T-4, MTZ, T-16, T-25).

Pokud umístíte běžný automobilový generátor, jeho napěťové vinutí funguje z baterie, to znamená: žádné napětí - žádné buzení.

Pokud tedy nainstalujete autogenerátor + baterii a dlouho bude málo foukat, baterie se jednoduše vybije, a když se vítr vrátí, systém se nespustí.

Nebo si vlastnoručně vyrobte větrný generátor s neodymovými magnety. Výkon takové jednotky bude při slabém větru maximálně 1,5 kW, při silném větru 3,5 kW. Pokyny k jednotlivým krokům:

Vyrobíme dvě kovové placky, každou o průměru 50 cm.

12 neodymových magnetů (o rozměrech cca 50x25x1,2 mm) je připevněno k obvodu každé placky pomocí superlepidla. Magnety se střídají: "sever" - "jih".

Placky jsou umístěny naproti sobě a jejich póly jsou rovněž orientovány severojižně.

Mezi nimi je umístěn podomácku vyrobený stator. Jedná se o 9 závitů měděného drátu o průměru 3 mm. Každá cívka má 70 závitů. Jsou vzájemně spojeny do hvězdicového vzoru a vyplněny plastovou pryskyřicí. Cívky jsou navinuty na jedné straně. Pro větší pohodlí by měl být začátek a konec vinutí označen (např. různými barvami lepicí pásky).

Domácí generátor pro větrnou turbínu z neodymových magnetů

Tloušťka statoru je asi 15 až 20 mm. Při jeho výrobě je nutné zajistit výstupy vinutí z cívek pomocí šroubů s maticemi. Ty budou napájet alternátor.

Vzdálenost mezi statorem a rotorem je 2 mm.

Podstata činnosti spočívá v tom, že severní a jižní magnet si vymění místa, čímž se cívkou "rozběhne" elektrický proud.

Magnety rotorů se velmi silně přitahují. Aby bylo možné díly hladce spojit, je třeba do nich vyvrtat otvory se závity pro čepy. Rotory se ihned srovnají do vzájemné polohy a postupně se pomocí klíčů horní rotor spouští na spodní. Po odstranění všech dočasných čepů.

Tento alternátor lze použít u vertikálního nebo horizontálního modelu.

Proces montáže

• Na stožáru je upevněn držák statoru (může mít tři nebo šest laloků).
• Nad ním je náboj upevněn maticemi.
• V náboji jsou čtyři čepy. Alternátor je k nim přišroubován.
• Stator alternátoru je připojen k držáku připevněnému ke stožáru.
• Na druhou rotorovou desku je připevněna lopatková turbína.
• Vodiče ze statoru jsou připojeny svorkami k regulátoru napětí.

Hlavní funkce

Výkon větrného generátoru závisí na počtu a velikosti lopatek, které jsou na něm namontovány, jak jasně ukazuje vzorec:

N=pSV3/2, kde

N - výkon proudu vzduchu, který určuje kapacitu zařízení;

p - hustota vzduchu;

S - plocha, kterou větrný generátor obtéká;

V - rychlost větru.

Hlavní charakteristiky tohoto prvku technických zařízení tohoto typu jsou:

Geometrické rozměry.

Podle níže uvedeného schématu:

R - poloměr definující obtékanou plochu zařízení;

b - šířka, určuje rychlost konkrétního modelu;

c - tloušťka, závisí na použitém materiálu a na konstrukčních vlastnostech;

φ - úhel zástavby určuje polohu roviny otáčení lopatky vzhledem k její ose;

r - poloměr výseče nebo vnitřní poloměr otáčení.

• Mechanická pevnost - určuje schopnost prvku odolávat zatížení, které na něj působí, a závisí na materiálu použitém při jeho výrobě a na jeho konstrukci.
• Aerodynamická účinnost - určuje schopnost přeměnit translační pohyb energie větru na rotační pohyb hřídele větrné turbíny.
• Aeroakustické parametry - popisují úroveň hluku, který vzniká při provozu větrné turbíny.

Čepele z PVC trubek

Stejně důležitá je i volba materiálu lopatek. Nejjednodušší způsob výroby lopatek větrných turbín je z plastových trubek. Nejvhodnějším materiálem jsou pravděpodobně trubky z PVC, které lze zakoupit v každém obchodě se stavebninami. Je nezbytné použít trubky s požadovanou tloušťkou stěny (určené pro kanalizační nebo tlakové plynové potrubí), jinak může proud vzduchu při dostatečně silném větru ohnout lopatky a způsobit jejich zřícení na stožár generátoru.

Trubky z PVC s označením pro ořezávání

Je třeba si uvědomit, že lopatka generátoru větrné turbíny je tím více namáhána odstředivou silou, čím je větší. Rychlost koncové části lopatky dvoulopatkového kola domácí větrné turbíny se pohybuje v řádu stovek metrů za sekundu, což je srovnatelné s rychlostí střely z pistole (koncová část lopatky kola průmyslové větrné turbíny může dosahovat nadzvukové rychlosti).

Čepel z PVC nemusí být schopna odolat lámavému zatížení při tak vysoké rychlosti a střepiny odlétávající rychlostí kulky představují skutečné nebezpečí pro život a zdraví. Závěr je zřejmý - zkraťte délku lopatky zvýšením počtu lopatek. Větrné kolo s více lopatkami se navíc mnohem lépe vyvažuje a vytváří méně hluku.

Uvažujte výrobu lopatek pro šestilopatkové větrné kolo o průměru 2 m z trubek z PVC. Tloušťka stěny trubky by měla být nejméně 4 mm, aby byla zajištěna požadovaná odolnost proti roztržení a ohybu. Výpočet profilu lopatek pro kolo větrné turbíny je složitý a časově náročný proces vyžadující vysoce odborné znalosti, proto je pro amatérské uživatele racionálnější použít hotovou šablonu.

Šablona čepele z PVC trubky o průměru 160 mm

Šablonu vystřihněte z papíru, přiložte ji ke stěně trubky a obkreslete ji fixem. Postup opakujte ještě pětkrát - z jedné trubky byste měli získat šest lopatek. Trubku rozřízněte podél čar získaných skládačkou a máte šest téměř kompletních čepelí. Zbývá jen obrousit řezy a zaoblit rohy a hrany. Větrné kolo tak získá elegantní vzhled a bude se ovládat tišeji.

Pro vzájemné spojení lopatek a pro spojení kola s turbínou je nutné vyrobit spojovací jednotku, což je z oceli vyříznutý kotouč se šesti ocelovými pásy, které jsou současně přivařeny nebo vyříznuty. Konkrétní velikost a konfigurace připojovací jednotky závisí na generátoru nebo stejnosměrném motoru, který bude sloužit jako srdce mini větrné farmy. Uveďme pouze, že ocel, z níž by měla být spojovací jednotka vyrobena, by měla být dostatečně silná, aby se kolo pod tlakem větru neohýbalo.

Výroba větrného mlýna vlastníma rukama

1 Lopatky pro větrný mlýn

Větrné kolo je nejdůležitějším prvkem konstrukce jednotky. Převádí energii větru na mechanickou energii. Proto výběr všech ostatních prvků závisí na jeho konstrukci.

Nejběžnější a nejúčinnější typy lopatek jsou plachtové a křídlové. Aby bylo možné zhotovit první z nich, musí být k ose připevněn plát materiálu umístěný pod úhlem k proudění větru. Taková lopatka však bude mít při otáčení značný aerodynamický odpor. Navíc se zvyšuje s rostoucím úhlem náběhu, což snižuje účinnost jejich provozu.

Druhý typ lopatek pracuje s vyšší účinností - křídlaté lopatky. Jejich obrys je podobný křídlu letadla a náklady na třecí sílu jsou minimální. Tento typ větrné turbíny má vysokou míru využití větrné energie při nízkých materiálových nákladech.

Čepele mohou být vyrobeny z plastu nebo plastové trubky, protože jsou produktivnější než dřevo. Nejúčinnější je konstrukce větrného kola o průměru dva metry se šesti lopatkami.

2. Generátor pro větrnou turbínu

Nejvhodnější variantou pro větrné turbíny je indukční generátor střídavého proudu. Jeho hlavními výhodami jsou nízká cena, snadná koupě a široká dostupnost modelů, konvertibilita a pozoruhodný výkon při nízkých rychlostech.

Lze jej přeměnit na generátor s permanentními magnety. Studie ukázaly, že jej lze provozovat při nízkých rychlostech, ale při vyšších rychlostech rychle ztrácí účinnost.

3. Přídavné zařízení pro větrnou turbínu

K upevnění lopatek na plášť generátoru se musí použít hlava větrného mlýna, což je ocelový disk o tloušťce až 10 mm. K němu je přivařeno šest kovových pásků s otvory, kterými se k němu připevňují lopatky. Samotný kotouč je ke generátoru připevněn pomocí šroubů s pojistnými maticemi.

Vzhledem k tomu, že elektrocentrála může odolat maximálnímu zatížení, včetně gyroskopických sil, je třeba ji pevně upevnit. Generátor je na jednotce namontován na jedné straně, za tímto účelem musí být hřídel připojena ke skříni, která vypadá jako ocelový prvek s otvory se závitem pro našroubování osy generátoru stejného průměru.

Pro vytvoření nosného rámu pro zařízení na výrobu větrné energie, na kterém budou umístěny všechny ostatní prvky, je třeba použít kovovou desku o tloušťce do 10 mm nebo kus nosníku o stejných rozměrech.

4. Otočná sestava větrné turbíny

Otočný mechanismus zajišťuje rotační pohyb větrné turbíny kolem svislé osy otáčení. Umožňuje otáčení stroje ve směru větru. Je lepší použít válečková ložiska, která účinněji absorbují axiální zatížení.

5. Současný sběrač

Sběrač proudu slouží ke snížení možnosti zkroucení a přetržení vodičů vycházejících z generátoru na větrné turbíně. Ve své konstrukci obsahuje pouzdro z izolačního materiálu, kontakty a kartáčky. Kontaktní místa sběrače proudu musí být uzavřena, aby byla chráněna před povětrnostními vlivy.

Princip činnosti větrné turbíny

Větrná turbína nebo větrný generátor je zařízení, které slouží k přeměně kinetické energie proudění větru na mechanickou energii. Vzniklá mechanická energie otáčí rotorem a přeměňuje se na potřebnou elektrickou energii.

Princip fungování a konstrukce kinetické větrné turbíny jsou podrobně popsány v článku, který doporučujeme přečíst.

Větrná turbína se skládá z:

• lopatek, které tvoří vrtuli,
• rotujícího rotoru turbíny,
• Náprava generátoru a samotný generátor,
• Střídač, který mění střídavý proud na stejnosměrný a nabíjí baterie,
• akumulátor.

Podstata větrných turbín je jednoduchá. Při otáčení rotoru vzniká třífázový střídavý proud, který prochází regulátorem a nabíjí stejnosměrnou baterii. Střídač pak mění proud tak, aby jej bylo možné použít k napájení světel, rádií, televizorů, mikrovlnných trub atd.

Detailní konstrukce větrné turbíny s horizontální osou dává dobrou představu o tom, které prvky se podílejí na přeměně kinetické energie na mechanickou a následně na elektrickou.

Princip činnosti větrné turbíny jakéhokoli typu a konstrukce je obecně následující: během otáčení působí na lopatky tři druhy sil: brzdná, impulsní a zdvihová.

Toto schéma provozu větrné turbíny umožňuje pochopit, co se děje s elektřinou vyrobenou provozem větrné turbíny: část se ukládá, část spotřebovává.

Poslední dvě síly překonají brzdnou sílu a uvedou setrvačník do pohybu. Na stacionární části generátoru vytváří rotor magnetické pole, takže vodiči protéká elektrický proud.

Zvláštnosti výroby lopatek pro větrnou turbínu vlastníma rukama z různých materiálů

Zvláštnosti tvaru lopatek a účinnost větrného generátoru do značné míry určují použité materiály. Mezi nejčastější patří:

Trubky z PVC.

Jsou v prodeji v širokém rozsahu, který vám umožní vybrat nejlepší možnost s ohledem na velikost budoucí stavby. Přednost by měly mít výrobky pro plynovod nebo kanalizaci - jejich hustota snadno odolá i silným poryvům větru. Odstředivá síla zvyšuje zatížení lopatek úměrně jejich délce. Hrany větrné turbíny se otáčejí rychlostí několika set metrů za sekundu. A náhodné prasknutí potrubí může způsobit zranění osob v okolí.

Řešením může být zkrácení délky konstrukce při současném zvýšení jejich počtu. Tato konstrukce pracuje s menším hlukem a otáčí se bez obav i při slabém větru. Při výběru materiálu je třeba vzít v úvahu tloušťku trubky, na které závisí hustota čepele. Kreslení lopatek větrných generátorů vlastníma rukama se provádí pomocí speciálních tabulek vyvinutých na základě praktických zkušeností. Pomohou snadno určit potřebné parametry materiálu v závislosti na požadovaném počtu dílů a jejich délce.

Obrábění a tvarování lopatek z PVC trubek zabere minimum času. Kusy požadované délky se nařežou podle značek, pak se podélně rozříznou a srovnají. Broušení hran dodává výrobku estetičtější a úhlednější vzhled a také pomáhá snižovat hlučnost. Prefabrikované díly se montují na ocelovou základnu, jejíž tloušťka se vypočítá na základě budoucího zatížení větrem.

Hliník

Hlavní výhodou hliníku, na rozdíl od jiných materiálů pro lopatky větrných turbín, je jeho vyšší pevnost a odolnost proti ohýbání a trhání. Vzhledem k vyšší hmotnosti kovu ve srovnání s plastem je však nutné přijmout zvláštní opatření ke zpevnění konstrukce a pečlivému vyvážení kola.

Čepele se vyrábějí v následujícím pořadí. Nejprve se z překližky vyřízne šablona a podle ní se vysekávají stavební polotovary. Drážka hluboká 10 mm vytváří tvar křídla s vynikajícími aerodynamickými vlastnostmi. Ke každému noži je připevněna objímka se závitem a všechny díly jsou sestaveny do jednoho celku.

Sklolaminát

Podle odborníků je tento materiál optimální kombinací vlastností pro výrobu lopatek větrných turbín vlastníma rukama. Hlavními výhodami materiálu jsou nízká hmotnost, vysoká pevnost a vynikající aerodynamika. Její zpracování doma je však poněkud obtížné. Nejprve se navrhne a vyřeže matrice ze dřeva. Na jeden z povrchů se nanese vrstva epoxidu a na ni se položí skleněná tkanina vhodné velikosti. Poté se nanese vrstva pryskyřice a skleněné tkaniny a tato sekvence se třikrát nebo čtyřikrát opakuje. Výsledný kus se suší 24 hodin. Tímto způsobem je vyrobena pouze polovina dílu.

Výše uvedený postup opakujte tolikrát, kolikrát plánujete lopatky na větrnou turbínu namontovat. Připravené prvky se spojí epoxidovou pryskyřicí a dovnitř se vloží a přilepí dřevěná zátka se závitovou objímkou pro montáž na kovovou základnu konstrukce.

Čínská elektronická alternativa

Vytvoření regulátoru větrného generátoru vlastníma rukama je prestižní záležitostí. Vzhledem k rychlosti vývoje elektronických technologií však často význam samosestavování ztrácí na významu. Většina nabízených okruhů je navíc již zastaralá.

Ukazuje se, že je levnější koupit si hotový výrobek, profesionálně vyrobený, s vysokou kvalitou montáže, s použitím moderních elektronických součástek. Vhodný přístroj si můžete za rozumnou cenu koupit například na Aliexpressu.

Mezi návrhy čínského portálu je například model větrné turbíny o výkonu 600 wattů. Zařízení stojí 1070 rublů a je vhodné pro použití s bateriemi 12/24 V s provozním proudem až 30 A.

Docela slušný, určený pro 600 wattovou větrnou turbínu, čínská verze regulátoru nabíjení. Toto zařízení lze objednat z Číny a obdržet prostřednictvím pošty přibližně za měsíc a půl.

Vysoce kvalitní skříň regulátoru o rozměrech 100x90 mm, odolná proti povětrnostním vlivům, je vybavena výkonným chladičem. Kryt odpovídá stupni krytí IP67. Rozsah vnějších teplot od -35ºC do +75ºC. Větrná turbína je vybavena světelnou indikací na krytu, která signalizuje stav větrné turbíny.

Otázkou je, jaký smysl má ztrácet čas a úsilí sestavováním jednoduchého designu vlastníma rukama, když existuje reálná možnost koupit něco podobného a technicky seriózního?

Pokud vám tento model nestačí, Číňané mají několik "skvělých" možností. Mezi nově příchozími je tak model s výkonem 2 kW při provozním napětí 96 V.

Čínský výrobek ze seznamu nově příchozích. Zajišťuje řízení nabíjení baterie a spolupracuje s větrným generátorem o výkonu 2 kW. Přijímá vstupní napětí až 96 V

Je pravda, že cena tohoto ovladače je již pětkrát vyšší než u předchozího vývoje. Pokud však opět porovnáte náklady na výrobu něčeho podobného vlastníma rukama, vypadá nákup jako racionální rozhodnutí.

Jediným nešvarem čínských výrobků je, že mají tendenci v těch nejnevhodnějších případech nečekaně přestat fungovat. Zakoupený přístroj je proto často nutné doladit - samozřejmě vlastníma rukama. Je to však mnohem snazší a jednodušší než si vlastnoručně vyrobit regulátor nabíjení větrné turbíny.

Pro fanoušky samovýroby je na našich webových stránkách k dispozici řada článků o výrobě větrných turbín:

1. Větrný generátor z automobilového generátoru vlastníma rukama: technologie montáže větrné turbíny a analýza chyb
2. Jak postavit lopatky pro větrnou turbínu vlastníma rukama: příklady vlastnoručně vyrobených lopatek pro větrné turbíny
3. Větrná turbína vlastníma rukama z pračky: pokyny pro sestavení větrné turbíny
4. Jak vypočítat generátor větrné turbíny: vzorce + praktický příklad výpočtu