Větrná turbína s vertikální osou vlastníma rukama: jak postavit větrnou turbínu s vertikální osou

Obnovitelné, ekologické, zelené

Snad nemusím připomínat, že nové je dobře zapomenuté staré. Lidé se už dávno naučili využívat sílu řeky a rychlost větru k výrobě mechanické energie. Slunce ohřívá vodu, pohání auta a pohání vesmírné lodě. Kola zasazená do koryt potoků a malých řek zásobovala pole vodou již ve středověku. Jediný větrný mlýn mohl zásobovat moukou několik okolních vesnic.

V tuto chvíli nás zajímá jednoduchá otázka: jak zajistit svému domovu levné světlo a teplo, jak vyrobit větrný mlýn vlastníma rukama? 5 kW nebo o něco méně, hlavní je, abyste byli schopni zásobovat svůj byt elektřinou pro provoz spotřebičů.

Zajímavé je, že existuje celosvětová klasifikace budov podle účinnosti využívání zdrojů:

• konvenční, postavené před lety 1980-1995;
• Budovy s nízkou a velmi nízkou spotřebou energie - až 45-90 kWh/m;
• pasivní a energeticky nezávislý, získávající elektřinu z obnovitelných zdrojů (tento problém může vyřešit například instalace rotační větrné turbíny (5 kW) vlastníma rukama nebo systém solárních panelů);
• energeticky aktivní budovy, které vyrábějí více elektřiny, než potřebují, a získávají peníze tím, že ji prostřednictvím sítě předávají ostatním spotřebitelům.

Ukazuje se, že časem mohou domácí ministanice instalované na střechách a na dvorcích konkurovat velkým dodavatelům energie. Vlády různých zemí všemožně podporují vytváření a aktivní využívání alternativních zdrojů energie.

Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama na 220V?

Pro zajištění stálého přívodu elektřiny do soukromého domu při průměrné rychlosti větru 4 m/s stačí:

• 0,15-0,2 kW, které jsou určeny pro základní potřeby;
• 1-5 kW pro elektrická zařízení;
• 20 kW pro celý dům s vytápěním.

Domácí model

Je třeba mít na paměti, že vítr nefouká vždy, takže vlastní domácí větrná elektrárna by měla být vybavena baterií s regulátorem nabíjení a měničem, ke kterému jsou připojeny spotřebiče.

Pro jakýkoli model provizorní větrné turbíny budete potřebovat základní prvky:

• rotor - část, která se otáčí ve větru;
• čepele, obvykle vyrobené ze dřeva nebo lehkého kovu;
• generátor, který přeměňuje energii větru na elektřinu;
• ocas, který pomáhá určit směr proudění vzduchu (u horizontální verze);
• vodorovná kolejnice pro uchycení generátoru, ocasu a turbíny;
• matcha;
• spojovací vodič a panel.

Tento diagram je možné použít pro montáž

Přístrojová deska bude obsahovat baterii, řídicí jednotku a měnič. Podívejme se na dva způsoby výroby větrného generátoru vlastníma rukama.

Montáž generátoru na rám

Motor kola, pokud je používán v souladu se svým určením, pracuje při značném zatížení. Konstrukční pevnostní parametry motoru splňují podmínky použití výrobku jako provizorního generátoru větrné turbíny. Hřídel generátoru je našroubována na ručně vyrobený rám z 10 mm hliníkové slitiny. Rám je k němu přišroubován.

Rozměry rámu a umístění otvorů jsou určeny rozměry vybraného alternátoru. Pro rám je vybrán průřez kanálu o tloušťce průřezu 6-10 mm. Rozměry rámu závisí na velikosti otočné jednotky.

Základní prvky konstrukce

Navzdory velké rozmanitosti větrných turbín a způsobů jejich 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.

Délku čepele je třeba vypočítat před výrobou. Má-li být použita trubka, musí mít průměr alespoň 20 cm a plánovanou délku lopatky 1 metr. Poté se trubka rozřeže skládačkou na 4 části. Z jedné části se vytvoří šablona, podle které se vyřežou ostatní čepele. Poté jsou sestaveny na společném disku a celá konstrukce je připevněna k hřídeli generátoru. Sestavené větrné kolo musí být vyvážené. Toto vyvažování by se mělo provádět v místnosti chráněné proti větru. Pokud je operace provedena správně, kolo se samo 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 větrné turbíny je stožár. Nejčastěji se vyrábí ze starého vodovodního potrubí, jehož průměr by neměl být větší než 15 cm a délka 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, mělo by být kolo s lopatkami vyvýšeno alespoň 1 metr nad okolní překážky. 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 větrnou turbínu lze použít jakýkoli generátor vyrobený ve vozidle - nejlépe s vyšším výkonem. Všechny jsou konstrukčně shodné a vyžadují úpravu. 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 magnetů je třeba dodržet jejich polaritu. Rotor je proto připojen ke zdroji energie. Zapnutý rotor vytváří magnetické pole a každý magnet je přilepen na své místo tou 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 blíže k tesákům je mínusová strana a kladná strana je blíže ke konci rotoru. Magnety umístěné v mezerách v rotoru nebo špičácích způsobují samobuzení generátoru a to je považováno za jejich hlavní funkci.

Na samém počátku otáčení rotoru začnou magnety budit proud v generátoru, který vstupuje i do cívky, čímž se magnetické pole tesáků zvětšuje. V důsledku toho generátor vydává ještě větší proud. Vytváří se jakýsi proudový cyklus, při kterém je generátor buzen a dále napájí vlastní rotor, na kterém jsou namontovány elektromagnetické póly. Sestavený generátor je třeba otestovat a změřit jeho výkon. Pokud jednotka dává při 300 otáčkách přibližně 30 V, je to považováno za normální výsledek.

Větrný generátor jako zdroj elektřiny

Sazby za komunální služby se zvyšují nejméně jednou ročně. A když se podíváte pozorně, v některých letech se stejná cena elektřiny zvyšuje dvakrát - čísla v platebních dokladech rostou jako houby po dešti. To vše samozřejmě dopadá na kapsy spotřebitelů, jejichž příjmy nevykazují tak stabilní růst. A reálné příjmy, jak ukazují statistiky, mají klesající tendenci.

Není to tak dávno, co bylo možné bojovat proti růstu tarifů za elektřinu jedním jednoduchým, ale nelegálním způsobem - pomocí neodymového magnetu. Tento výrobek by byl připojen k tělesu průtokoměru, v důsledku čehož by se zastavil. Důrazně však doporučujeme tuto metodu nepoužívat - není bezpečná, je nelegální a pokuta při dopadení bude tak vysoká, že to nebude velký problém.

Systém byl skvělý, ale později přestal fungovat z následujících důvodů:

Rostoucí počet kontrol začal masivně odhalovat bezohledné majitele.

• Došlo k nárůstu kontrol v domácnostech - zástupci regulačních orgánů chodí od domu k domu;
• Na měřiče byly nalepeny speciální nálepky - magnetické pole způsobí jejich ztmavnutí a odhalí narušitele;
• Měřiče se staly odolnými vůči magnetickému poli - instalují se elektronické měřicí jednotky.

Proto se lidé začali zaměřovat na alternativní zdroje elektřiny, jako jsou větrné turbíny. Dalším způsobem, jak odhalit zloděje elektřiny, je nechat zkontrolovat úroveň magnetizace elektroměru, která může snadno odhalit krádež.

Dalším způsobem, jak odhalit zloděje elektřiny, je provést test magnetizace elektroměru, který snadno odhalí krádež.

Větrné turbíny pro domácnosti se stávají běžnou záležitostí v oblastech, kde často fouká vítr. Větrný generátor využívá energii větrných proudů k výrobě elektřiny. Za tímto účelem jsou vybaveny lopatkami, které pohánějí rotory generátorů. Výsledná elektřina se přemění na stejnosměrný proud a poté se přenáší ke spotřebitelům nebo se ukládá do baterií.

Větrné turbíny pro rodinný dům, a to jak vlastní, tak tovární, mohou být hlavním nebo pomocným zdrojem energie. Typickým příkladem je pomocný zdroj, který ohřívá vodu v bojleru nebo napájí nízkonapěťová domácí svítidla, zatímco ostatní domácí spotřebiče jsou napájeny z hlavní elektrické sítě. Jako hlavní zdroj elektřiny je možné je provozovat i v domácnostech, které nejsou připojeny k elektrické síti. Tady mají sílu:

• Lustry a svítidla;
• Velké domácí spotřebiče;
• Topná zařízení a mnoho dalšího.

Pro vytápění domu byste si tedy měli postavit nebo zakoupit větrnou elektrárnu o výkonu 10 kW - ta by měla stačit pro všechny vaše potřeby.

Větrná elektrárna může napájet běžné spotřebiče i spotřebiče s nízkým napětím - pracují na 12 nebo 24 voltů. Větrný generátor na 220 V je založen na schématu využívajícím měniče se skladováním energie v bateriích. Větrné generátory na 12, 24 nebo 36 V jsou jednodušší: používají jednodušší regulátory nabíjení baterií se stabilizátory.

Generátor

Použitým generátorem je elektromotor na kolo o výkonu 24 V a 250 W. Takový výrobek s cenou mezi 5 a 15 tisíci rubly lze snadno objednat přes internet.

Tabulka 2. Technické údaje technické specifikace motoru pro jízdní kola 250 W

Spojka je přišroubována ke skříni motoru přes montážní otvory pro paprsky. Je docela možné najít cenově přiměřenější alternátor, například motor s buzením permanentními magnety z páskové mechaniky elektronického počítače. Parametry zařízení jsou 300 W, 36 V, 1600 otáček za minutu.

Generátory s potřebnými vlastnostmi lze vyrobit ručně z automobilové jednotky stejného určení. Stator není upraven, rotor je vybaven neodymovými magnety. Ohlasy řemeslníků na tyto přestavby generátorů jsou pozitivní.

Příklady domácích generátorů

Každá větrná turbína je sestavena ze tří základních prvků:

• Generátor pro větrnou turbínu pochází ze starého auta, spotřebiče. Při absenci strojních součástí je větrný generátor vyroben vlastníma rukama z asynchronního motoru.
• Stožár, jehož velikost závisí na výkonu větrné turbíny.
• Vrtule namontovaná přímo na generátoru nebo držená na místě řemenovým posuvem.

K výrobě účinné větrné turbíny vlastníma rukama budete potřebovat pomocné díly:

• Dobíjecí baterie, která slouží jako zásobník energie.
• Řídicí jednotka a měnič pro převod různých typů proudu.
• Automatický přepínač napájení pro nepřetržité napájení.

Vrtule

Vrtule je navržena tak, aby poskytovala tah. Jedná se o vzduchovou vrtuli skládající se z lopatek a náboje, který je spojuje s hřídelí motoru.

Pro konstrukci funkční vrtule je třeba vzít v úvahu 3 podmínky:

• výkon motoru;
• průměr oběžného kola;
• rychlost otáčení.

Průměr průměr lopatek větrné turbíny se vypočítá na základě požadovaného výkonu z tabulky nebo pomocí online kalkulačky.

Generátor

Cenově dostupné větrné turbíny vyrobené z automobilů jsou hojně využívány. Jsou však horší než kompaktní indukční motory vyrobené ručně s neodymovými magnety. Tato konstrukce je sestavena od základu s vyrobeným vinutím nebo přepracovaným rotorem.

Motor stroje je třeba přepracovat.

Dobře se hodí elektromotory z průmyslových zařízení, ventilátory, stroje. Pro větrnou turbínu s nízkým výkonem ze šroubováku je zapotřebí několik dalších dílů, hlavní podmínkou pro její práci je průměr lopatek 1,5-3 metry.

Jako miniaturní alternativu lze snadno vyrobit přenosné napájecí zařízení z tiskárny s krokovým motorem. Takové zařízení vám zachrání život při nabíjení telefonu, když jste mimo domov.

Stožár

Volba typu závisí na finančních a technických možnostech majitele. Na jednom z typů stožárů je instalována domácí elektrárna:

• výsuvný stožár;
• svařované;
• kuželovitý;
• hydraulické.

K trubkám s malým průměrem připevněte ocelové stahovací pásky na stejné nebo jiné úrovni. Pro kůly jsou vhodné úhly, kanály, zakopané nebo zabetonované. Těžké a vysoké podpěry vyžadují pevné základy s litými kotvami. S malým výkonem generátoru do 1 kW a lehkou konstrukcí není problém pevnosti důležitý.

Horizontální větrné turbíny nelze umístit na střechu kvůli šíření hluku a vibrací.

Čepele

Energetický výkon domácí větrné turbíny je ovlivněn počtem, tvarem, hmotností a materiálem křídel. Vyrobit si vlastní lopatky větrné turbíny z dostupných materiálů je levnější. Zdrojem bývá plast, kov a dřevo.

Nejjednodušší jsou vyrobeny z plastových lahví, chladiče pro domácnost, ale nejsou odolné. Levnou variantou jsou trubky z PVC vyřezané podle schémat.

Hliníkové desky vydrží déle. Pro dosažení oblého tvaru a správného zakřivení by měl být kovový díl nejlépe opracován na válcovací stolici.

Řemeslníky mohou zajímat lopatky ze skelných vláken. Vyžadují tkaninu ze skleněných vláken, epoxidové lepidlo a dřevěnou modelovací matrici. Takový design je vhodný pro výrobu vlastních rukou větrné turbíny nebo plachetnice.

Jak vyrobit větrnou turbínu nebo plachetnici

Stožár

Před zřízením celé konstrukce vylijte tříbodový základ vhodné velikosti s ohledem na klimatické a půdní nuance. Stožár s větrnou turbínou by měl být postaven až po dosažení maximální pevnosti betonu (týden). Méně spolehlivá varianta - zakopeme stožár do země na půl metru a použijeme popruhy.

Rotor

Poté je třeba vyrobit rotor a překonstruovat řemenici (třecí kolo s věncem nebo drážkou po obvodu, které přenáší pohyb na hnací řemen nebo lano) generátoru. Průměr rotoru se volí na základě průměrné roční rychlosti větru. Při rychlostech do 6-7 m/s je účinnost 5m rotoru vyšší než účinnost 4m rotoru.

Čepele

Pomocí metru a fixy rozdělte hlaveň na 4 stejné díly a poté vystřihněte budoucí čepele nůžkami na kov nebo štípačkou na šrouby. Poté jej připevníme ke generátoru pomocí šroubů k řemenici a ke dnu. Místa pro šrouby je nutné vyměřit velmi přesně, abyste později neměli problémy s nastavením otáčení. Lopatky na bubnu je nutné odklopit, ale v rozumných mezích, aby se zabránilo prudkým poryvům větru.

Připojení

Připojíme dráty ke generátoru a sestavíme řetěz v dóze. Připevněte generátor ke stožáru a kabely ke stožáru a generátoru. Poté připojte alternátor do řetězu a baterii do řetězu (vodiče by neměly být delší než jeden metr). Připojte zátěž pomocí vodičů (průřez do 2,5 kV). Volitelně je možné nainstalovat měnič 12-220 V pro 700-1000 W. Rychlost otáčení větrného generátoru se nastavuje ohýbáním lopatek.

Celé zařízení bude sestaveno za 4-5 hodin. Větrný generátor tohoto typu stačí k pokrytí všech energetických potřeb venkovského domu nebo letní chaty.

Zvýšená výroba energie

Upozorňujeme, že zvýšení výšky stožáru na 18-26 m zvyšuje průměrnou roční rychlost větru o 15-30 %. Energetický výkon se zvýší o faktor 1,3 až 1,5. Tato technika se používá pro rychlosti větru nižší než 4 m/s. Vysoký stožár eliminuje vliv stromů a budov.

Průměr rotoru se volí podle průměrné roční rychlosti větru. Ve skutečnosti je až do rychlosti 6-7 m/s rotor o průměru 3 m větší než rotor o průměru 2 m. Při standardních průměrných ročních rychlostech se výkon vyrovnává.

Takový generátor větrné turbíny postačí pro kompletní zásobování venkovského domu nebo chaty elektrickou energií.

Výhody a princip fungování větrných turbín

Moderní vertikální generátor je jednou z alternativních možností využití energie v domácnosti. Jednotka je schopna přeměnit poryvy větru na zdroj energie. Pro správnou funkci nepotřebuje žádné další zařízení pro zjišťování směru větru.

Rotační větrný generátor lze velmi snadno vyrobit vlastníma rukama. Samozřejmě, že nebude schopen plně pokrýt energetické zásobování soukromých velkoprostorových domků, ale s osvětlením hospodářských budov, zahradních cest a dvorních prostor si poradí dokonale.

Zařízení vertikálního typu pracuje v malé výšce. Ke svému provozu nepotřebuje různá zařízení, což zajišťuje bezpečné provádění výškových oprav a údržby.

Díky minimu pohyblivých částí je větrná turbína spolehlivější a provozně stabilnější. Optimální profil lopatek a důmyslně tvarovaný rotor zajišťují vysokou účinnost bez ohledu na to, odkud vítr v daném okamžiku fouká.

Malé domácí modely se skládají ze tří nebo více lehkých lopatek, které okamžitě zachytí nejslabší poryv a začnou se otáčet, jakmile síla větru překročí 1,5 m/s. Díky této schopnosti jsou často účinnější než větší zařízení, která vyžadují silnější vítr.

Generátor je tichý, neruší sousedy ani majitele domu, neprodukuje žádné škodlivé emise, vydrží mnoho let a šetrně dodává energii do domácnosti.

Vertikální větrný generátor pracuje na principu magnetické levitace. Při otáčení turbín vznikají impulsní a zdvihové síly a také vlastní brzdná síla. První dva způsobují otáčení lopatek jednotky. Tím se aktivuje rotor a vytvoří se magnetické pole, které generuje elektřinu.

Větrná turbína se svislou osou otáčení je stejně účinná jako její horizontální protějšky. Navíc není nijak omezen v umístění a funguje prakticky na jakémkoli místě, které majitelům domů vyhovuje.

Zařízení pracuje zcela samostatně a nevyžaduje zásah majitele do procesu.

Výhody domácího generátoru

Podomácku vyrobený generátor je díky své přijatelné ceně výhodnější než zakoupený generátor. Finanční stránka je nepochybně důležitá, ale zařízení vyrobené vlastníma rukama je zařízením, které má pouze nezbytné a stanovené požadavky.

Je třeba vzít v úvahu, že zvolená konstrukce přímo ovlivňuje účinnost. Například u asynchronních generátorů nepřesahují ztráty účinnosti 5 %. Lakonická konstrukce skříně s ochranou motoru před vlhkostí a nečistotami snižuje potřebu časté údržby. Asynchronní alternátor je díky usměrňovači na výstupu odolnější vůči přepětí, což zabraňuje poškození připojeného zařízení.

Domácí generátor funguje bez ohledu na vzdálenost elektrického vedení a poskytuje energii za všech podmínek. Přeměňuje energii pomocí dostupného paliva

Takové zařízení účinně napájí svářečky, žárovky, počítače a mobilní spotřebiče, které jsou citlivé na kolísání napětí. Má dobrý výkon a životnost.

AHU je dobrou alternativou ke konvenčnímu napájení pro případ nouzového výpadku proudu a šetří peníze. Mobilní, malé rozměry, jednoduchá konstrukce, snadná oprava - vadné díly a součásti můžete vyměnit.

Provizorní generátor má mimo jiné malé rozměry, takže jej lze snadno instalovat i v malých místnostech.

Domácí generátor lze umístit do malé místnosti, díky kompaktnímu designu nevyžaduje zařízení mnoho místa pro instalaci.

V závislosti na druhu použitého paliva je třeba při používání generátoru dodržovat pouze následující bezpečnostní opatření. Při používání podomácku vyrobeného generátoru je třeba dodržovat následující bezpečnostní opatření: dávat pozor na elektrické kabely, nepřekrucovat je, nedotýkat se holých vodičů rukama atd.

Při používání podomácku vyrobeného alternátoru musíte dodržovat následující bezpečnostní opatření: dávejte pozor na elektrické kabely, nepřekrucujte je, nedotýkejte se rukama obnažených vodičů atd.

Shrnuto a podtrženo

Správným výběrem prvků pro domácí větrný generátor můžete vytvořit dobrý model, který bude dodávat nepřetržitou energii celému domu.

Pokud si nejste jisti nebo nemáte potřebné nástroje, můžete si koupit větrnou turbínu pro domácnost, která se vám vyplatí díky úsporám energie. Taková zařízení jsou v dnešní ekonomice stále oblíbenější a dobře se hodí do soukromých domácností.

Podomácku vyrobené větrné turbíny jsou obvykle tiché a spolehlivé, ale jejich výkon je podstatně nižší než u komerčně dostupných větrných turbín. Vyberte a nainstalujte vybavení podle svého vkusu.

Šetřete čas: vybírejte články každý týden poštou.