Větrný generátor pro rodinný dům: konstrukce, typy, přehled nejlepších nabídek

Možnosti instalace větrných turbín

Není možné vyrábět energii nepřetržitě. Je to proto, že přírodní podmínky se neustále mění. Naplánujte si předem, kde využijete dodatečnou energii, která vznikne při silném větru. Můžete například zajistit ohřev vody v bojleru nebo elektrickém domácím topení. Taková funkce by se měla automaticky zapnout, když fouká silný vítr a zatížení je malé.

Pro klimatické oblasti s dlouhými zimami jsou vhodnější modely s vertikálním rotorem. Lze jej instalovat na zem nebo na nízký stožár. Lze jej také připojit přímo k elektrické síti s ohřívačem a kotlem. V takovém případě se můžete pokusit obejít bez měniče a baterií. Ve většině případů lze takové připojení realizovat vlastními silami bez nutnosti využití externího dodavatele. Taková větrná turbína může být použita k výrobě tepla.

S provozem větrné turbíny jsou spojeny i některé problémy:

Za prvé, přítomnost šumu. To se pravděpodobně nebude líbit vašim sousedům, navíc infrazvuk může být nepříjemný. Chcete-li se této funkci vyhnout, instalujte zařízení co nejdále od obytných budov;
Za druhé musí být uzemněn a chráněn před bleskem a v nejvyšším bodě konstrukce musí být signalizační systém pro letectví.

Vezměte na vědomí, že během provozu budou vznikat vibrace. To znamená, že stožár nesmí přijít do styku s jinými předměty;
Za třetí, samotný generátor a další části systému

Baterie a měniče vyžadují pravidelnou údržbu a systematickou výměnu. Stožár je také třeba včas natírat, kontrolovat a udržovat;
Za čtvrté existuje možnost poškození námrazou nebo velkým hurikánem.

Pravidelná údržba větrné turbíny zajistí tomuto pomocníkovi dlouhou životnost.

Jaký je optimální tvar čepele

Jednou z hlavních součástí větrné turbíny je sada lopatek. S těmito částmi je spojena řada faktorů, které ovlivňují účinnost větrné turbíny:

• hmotnost;
• velikost;
• tvar;
• materiál;
• množství.

Pokud se rozhodnete navrhnout lopatky pro domácí větrnou turbínu, je nutné vzít v úvahu všechny tyto parametry. Někteří se domnívají, že čím více křídel na vrtuli generátoru, tím větší výkon větru můžete získat. Jinými slovy, čím více, tím lépe.

To však zdaleka neplatí. Každá jednotlivá část se pohybuje překonáváním odporu vzduchu. Velký počet listů na vrtuli tedy vyžaduje větší výkon větru k provedení jedné otáčky. Příliš široká křídla navíc mohou způsobit tzv. "vzduchovou čepičku" před vrtulí, kdy proud vzduchu neprochází větrnou turbínou, ale obtéká ji.

Tvar je velmi důležitý. Na něm závisí rychlost vrtule. Špatné proudění způsobuje víry, které zpomalují větrný mlýn.

Nejúčinnější je větrná turbína s jednou lopatkou. Je však velmi obtížné jej postavit a vyvážit vlastníma rukama. Konstrukce je nespolehlivá, i když má vysokou účinnost. Podle zkušeností mnoha uživatelů a výrobců větrných turbín je nejoptimálnější model se třemi lopatkami.

Hmotnost čepele závisí na její velikosti a materiálu, ze kterého bude vyrobena. Velikost je třeba zvolit pečlivě podle vzorců pro výpočet. Nejlepší je mít na jedné straně zaoblenou hranu a na druhé straně ostrou hranu.

Správný výběr tvaru lopatek větrné turbíny je základem jejího dobrého výkonu. Pro domácí výrobu jsou vhodné následující varianty:

• typ plachty;
• okřídlený typ.

Lopatky typu plachty jsou jednoduché široké pásy jako u větrného mlýna. Tento model je nejzřetelnější a nejsnadněji proveditelný. Jeho účinnost je však tak nízká, že se v moderních větrných turbínách téměř nepoužívá. Účinnost je v tomto případě přibližně 10-12 %.

Mnohem účinnější jsou lopatky ve tvaru křídel. Fungují zde principy aerodynamiky, které zvedají do vzduchu obrovská letadla. Vrtule tohoto tvaru je snadněji poháněna a rychleji se otáčí. Proudění vzduchu výrazně snižuje odpor vzduchu, který větrná turbína na své dráze potkává.

Správný profil musí připomínat křídlo letadla. Čepel je na jedné straně zesílená a na druhé straně mírně klesá. Vzduchová hmota obtéká tento tvar velmi hladce.

Účinnost tohoto modelu dosahuje hodnot 30-35 %. Dobrou zprávou je, že křídlovou lopatku je možné postavit vlastníma rukama s použitím minima nástrojů. Všechny základní výpočty a výkresy můžete snadno přizpůsobit své větrné turbíně a využívat bezplatnou a čistou větrnou energii bez omezení.

Princip fungování

Horizontální model větrné turbíny

Síla větru roztáčí lopatky zařízení, které pohánějí rotor. Statorové vinutí přeměňuje výslednou mechanickou energii na elektrický proud. Vyrobená elektřina se díky rotační síle ukládá do baterie.

Množství získané energie je přímo závislé na síle větru - čím silněji fouká, tím více elektřiny se v baterii uloží.

Při otáčení se otáčí také náprava, která je spojena s hlavním rotorem. Je k němu připojeno 12 magnetů, které se otáčejí ve statoru. Ten generuje střídavý elektrický proud o stejné frekvenci, jakou má proud tekoucí v zásuvkách.

Střídavý proud lze přenášet na velké vzdálenosti, ale nelze jej skladovat. Proto musí být převeden na stejnosměrný proud. Proces je prováděn vnitřním elektronickým obvodem v turbíně.

Brzdný systém pro otáčení lopatek

V turbíně je integrován speciální brzdový systém, který zajišťuje, že zařízení nepraskne, pokud je tlak vzduchu příliš vysoký. Zatímco dříve pohybující se magnety indukovaly ve vinutí proud, nyní se tato síla využívá k zastavení otáčejících se magnetů. Toho se dosáhne vytvořením zkratu, který zpomalí pohyb rotoru. Vzniklý odpor zpomaluje otáčení magnetů.

Konstrukce větrné turbíny a jejích součástí

Při větru nad 50 km/h brzdy automaticky zpomalí rotor. Pokud rychlost větru dosáhne 80 km/h, brzdový systém lopatky zcela zastaví. Všechny části turbíny jsou navrženy tak, aby maximálně využívaly energii vzduchu. Když fouká vítr, lopatky se otáčejí a generátor přeměňuje jejich pohyb na elektřinu. Dvojí přeměnou energie vyrábí turbína elektřinu z běžného pohybu vzduchových mas.

Větrná turbína vypadá jako meteorologická lopatka - ukazuje ve směru, odkud fouká vítr.

Toto zařízení je velmi užitečné nejen v některých extrémních podmínkách, ale i v běžném každodenním životě. Větrné turbíny se často používají v rekreačních objektech nebo v obcích, kde dochází k pravidelným výpadkům proudu. Vlastní autonomní zdroj elektřiny má tyto výhody

• instalace je šetrná k životnímu prostředí;
• není třeba doplňovat palivo;
• se nehromadí žádný odpad;
• zařízení pracuje velmi tiše;
• má dlouhou životnost.

Všechny větrné turbíny pracují podle stejného schématu. Nejprve se střídavé napětí získané z tlaku větru převede na stejnosměrný proud. Tím se baterie dobije. Střídač pak opět vyrábí střídavý proud. Slouží k udržování žárovek, ledničky, televize atd. v provozu. Baterie umožňuje používat elektrické spotřebiče i za klidného počasí. Kromě toho zůstává síťové napětí stabilní i při silných poryvech větru.

Volba velikosti větrné turbíny

Výběr velikosti této instalace by měl vycházet z požadovaného množství elektřiny a rychlosti větru a jeho hustoty ve vaší oblasti. Je třeba upřesnit, že výpočet výkonu se provádí pro větrnou turbínu vyrobenou v továrně, nikoliv ručně z improvizovaných dílů.

Množství potřebné elektrické energie můžete převzít z účtů za minulý rok nebo převzít libovolné (žádoucí) množství.

Rychlost a hustotu větru můžete zjistit online, například na webových stránkách meteorologické služby. V tomto článku nebudu uvádět žádné číselné údaje, protože regionů je mnoho a klima se v posledních letech velmi rychle mění.

Existuje několik vzorců

1. Je to nejjednodušší a pro průměrného člověka nejpřímočařejší metoda, ale získané údaje mohou mít určitou chybovost. Lze jej použít pro výpočet kinetické větrné turbíny s vodorovným hřídelem:

AEO = 1,64 * D*D * V*V*V

Kde:

• AEO je množství elektřiny, které chcete vyrobit za rok.
• D je průměr rotoru, který se udává v metrech.
• V je průměrná roční rychlost větru v m/s.

2. složitější vzorec, který pro své výpočty používají firmy, které tato zařízení prodávají a instalují na profesionální úrovni.

P = V3 * ρ * S

Kde:

• V - rychlost větru v metrech za sekundu.
• ρ - hustota vzduchu v kg/m3.
• S - plocha lopatek, na které proudí vzduch, jednotka - m2 (podle technického popisu výrobce).
• P - Počet kW, který má být získán.

Příklad výpočtu P = 53 * 1,25 * 33 = 5156 W

Účinnost výroby energie přímo závisí na průměru listů rotoru, viz přibližný výkon v tabulce níže.

Tato tabulka uvádí přibližné údaje, které lze získat v závislosti na průměru rotoru, výšce instalace větrné turbíny a rychlosti větru.

Maximální vyrobený výkon, kW	Průměr rotoru, m	Výška stožáru, m	Rychlost větru m/s
0,55	2,5	6	8
2,6	3,2	9	9
6,5	6,4	12	10
11,2	8	12	10
22	10	18	12

3. V případě vertikálního rotoru (osy) je třeba výpočet provést podle jiného vzorce.

P=0,6*S*V^3

Kde:

• P- výkon wattů
• S- pracovní plocha čepelí m2.
• V^3- Rychlost větru v krychli m/s

Složitější, ale přesnější vzorec

P*= krV 3S/2, .

Kde:

• r - hustota vzduchu,
• V - rychlost proudění v m/s.
• S - průtočná plocha v metrech čtverečních
• k - je faktor účinnosti větrné turbíny v roce 0,2-0,5

Při výběru větrné turbíny se zaměřte na rychlost větru doporučenou výrobcem. Obvykle mají zařízení pro soukromé použití tento rozsah: 2-11 M za sekundu.

Které větrné turbíny jsou nejúčinnější

Horizontální

Vertikální

Tento typ zařízení je nejoblíbenější, protože osa otáčení turbíny je rovnoběžná se zemí. Takové větrné generátory se často nazývají větrné mlýny, u nichž se otáčení lopatek uskutečňuje proti proudění větru. Konstrukce zařízení zahrnuje systém automatického otáčení hlavové části. To je nutné pro zjištění proudění větru. Aby bylo možné využít i malé síly k výrobě elektřiny, je nutné také zařízení pro otáčení lopatek. Použití těchto zařízení je schůdnější v průmyslových závodech než v domácnostech. V praxi se častěji používají pro systémy větrných elektráren.

Tento typ zařízení je v praxi méně účinný. Lopatky turbíny se otáčejí rovnoběžně se zemí bez ohledu na sílu větru a její vektor. Směr proudění také nehraje roli, při jakémkoli nárazu se rotující prvky otáčejí proti němu. V důsledku toho větrná turbína ztrácí část svého výkonu, což snižuje energetickou účinnost celého zařízení. Z hlediska instalace a údržby jsou však pro domácí použití vhodnější jednotky s vertikálně uspořádanými lopatkami. Důvodem je skutečnost, že převodovka a generátor jsou namontovány na zemi. Nevýhodou těchto zařízení je nákladná instalace a značné náklady na údržbu. Generátor bude potřebovat dostatečný prostor pro instalaci. Proto je použití vertikálních jednotek vhodnější v malých soukromých domácnostech.

Dvoulopatkový	Tři lopatky	Více čepelí
Tento typ jednotky se vyznačuje dvěma rotujícími prvky. Tato možnost je dnes prakticky neúčinná, ale díky své spolehlivosti je poměrně rozšířená.	Tento typ zařízení je nejběžnější. Třílopatkové jednotky se používají nejen v zemědělství a průmyslu, ale také v domácnostech. Tento typ zařízení se rozšířil díky své spolehlivosti a účinnosti.	Ten může mít 50 nebo více rotujících prvků. Pro výrobu požadovaného množství elektřiny není nutné samotné otáčení lopatek, ale výkon při požadovaném počtu otáček. Přítomnost každého dalšího rotujícího prvku zvyšuje celkový parametr odporu větrného kola. V důsledku toho bude výstup zařízení na požadovaný počet otáček problematický. Karuselové jednotky vybavené více lopatkami se začnou otáčet, když je síla větru nízká. Jejich použití má však význam spíše v případech, kdy hraje roli samotná klika, např. když je třeba čerpat vodu. Jednotky s více lopatkami se nepoužívají k efektivní výrobě velkého množství energie. Pro jejich provoz je nutná převodovka. To nejen zvyšuje složitost celé jednotky, ale také ji činí méně robustní ve srovnání s jednotkou se dvěma nebo třemi lopatkami.

S pevnými lopatkami

plachtové pohonné jednotky

Náklady na tyto jednotky jsou vyšší vzhledem k vysokým výrobním nákladům na rotační části. V porovnání s plachtovou jednotkou jsou však generátory s pevnými lopatkami spolehlivější a mají delší životnost. Protože je ve vzduchu prach a písek, jsou rotující části velmi namáhány. Pokud zařízení pracuje ve stabilních podmínkách, vyžaduje každoroční výměnu ochranné vrstvy proti korozi, která je nanesena na koncích lopatek. Bez toho začne rotační prvek časem ztrácet svůj výkon.

Tento typ čepele se vyrábí snadněji a je levnější než kovové nebo laminátové. Úspory při výrobě však mohou v budoucnu vést ke značným nákladům. Při průměru tří metrů může rychlost špičky lopatky dosáhnout až 500 km/h, když rychlost zařízení je přibližně 600 za minutu. To je i pro tuhé díly velká zátěž. Praxe ukazuje, že rotační prvky na plachetnici je třeba často měnit, zejména při velké síle větru.

Podle typu rotorového mechanismu lze všechny jednotky rozdělit na několik typů:

• ortogonální jednotky Darje;
• jednotky s rotorovou jednotkou Savonius;
• jednotky s vertikální osou konstrukce jednotky;
• zařízení s helikoidálním typem rotorového mechanismu.

Výhody a nevýhody technologie

Větrná turbína je při provozu hlučná, proto musí být vzdálenost od domu alespoň 30 m. Kromě toho je důležité, aby stromy a budovy nebránily proudění větru k lopatkám větrné turbíny.

Výhody instalace zařízení jsou následující:

• Po instalaci zařízení není třeba kupovat palivo. Jediné náklady budou na údržbu a preventivní údržbu.
• Ve většině klimatických oblastí, zejména v odlehlých severních oblastech s trvalými větry, bude zatížení větrem dostatečné.
• Větrná turbína pracuje v automatickém režimu a nepotřebuje neustálou kontrolu. Místnost s řídicím zařízením a bateriemi je umístěna na vhodném místě pro údržbu.

Nevýhody větrných turbín:

• Pokud není stožár správně nainstalován, generuje zařízení zdraví škodlivý infrazvuk.
• Pro ochranu před bleskem během bouřky je nutná uzemňovací soustava.
• Namrzání nožů za vlhkého a mrazivého počasí a poškození způsobené silnými poryvy větru.
• Pokud dojde k poruše generátoru, je nutné stožár naklonit nebo vylézt, aby bylo možné jej opravit.

Základ stožáru musí zajistit jeho stabilitu při silných poryvech větru. Bezpečnostní brzda zabraňuje příliš rychlému otáčení lopatek generátoru při nárazovém větru.

Průmyslové větrné turbíny: vzor k následování

Není žádným tajemstvím, že alternativní energie vyrábí elektřinu doslova z větru. V evropských zemích zabírají průmyslové větrné elektrárny rozsáhlé plochy a pracují autonomně ve prospěch člověka.

Mají obrovské rozměry, nacházejí se v oblastech otevřených všem větrům, tyčí se nad stromy a místními objekty.

Větrné turbíny jsou také umístěny v určité vzdálenosti od sebe. Náhodné poruchy a poškození jedné z nich proto nemohou způsobit škody na sousedních konstrukcích.

Tyto principy větrných generátorů budou použity jako základ pro vývoj domácích zařízení. Jsou založeny na vědeckých návrzích, jsou vyzkoušeny dlouhodobým provozem a fungují efektivně.

Začneme analýzou charakteristik oblasti, ve které plánujeme vytvořit větrnou farmu.

Zajímavé: Připojení vodičů v rozvodné krabici pro elektroinstalaci - obecné úvahy

Větrné turbíny pro domácnosti již nejsou neobvyklé

Větrné elektrárny se již dlouho používají v průmyslovém měřítku. Složitost jejich konstrukce a náročnost instalace však brání používání těchto zařízení v soukromých domech, jako jsou solární panely.

Nyní se však s rozvojem technologií a zvýšenou poptávkou po "zelené energii" situace změnila. Výrobci začali vyrábět malá zařízení pro soukromý sektor.

Princip činnosti

Vítr otáčí listy rotoru, které jsou namontovány na hřídeli generátoru. Toto otáčení vytváří ve vinutí střídavý proud. Pro zvýšení počtu otáček a tím i množství generovaného výkonu lze použít převodovku. V případě potřeby může také zcela zablokovat otáčení lopatek.

Střídavý proud se pomocí měniče o výkonu 220 W mění na stejnosměrný. Poté se dodává spotřebiteli nebo prostřednictvím regulátoru nabíjení do baterií, kde se ukládá.

Kompletní schéma provozu zařízení od výroby energie až po její spotřebu.

Typy větrných turbín a co je lepší pro soukromý dům

V současné době existují dva typy tohoto provedení:

1. S horizontálním rotorem.
2. S vertikálním rotorem.

První typ, s horizontálním rotorem. Tento typ je považován za nejúčinnější. Účinnost je přibližně 50 %. Mezi nevýhody patří nutnost minimální rychlosti větru 3 metry za sekundu a vysoká hlučnost konstrukce.

Pro dosažení maximální účinnosti je zapotřebí vysoký stožár, který následně ztěžuje instalaci a další údržbu.

Druhý typ, vzpřímený. Účinnost větrné turbíny s vertikálním rotorem nepřesahuje 20 % při rychlosti větru 1 až 2 metry za sekundu. Zároveň pracuje mnohem tišeji, hladina vydávaného hluku nepřesahuje 30 dB, a to bez vibrací. K provozu potřebuje málo místa, aniž by ztratil na účinnosti.

Pro instalaci není nutný žádný stožár. Zařízení lze namontovat na střechu domu i vlastníma rukama.

Díky absenci anemometru a otočného mechanismu, který u této konstrukce není vůbec potřeba, je tento typ větrného generátoru levnější než první možnost.

Přehled videí

Jakou instalaci zvolit?

Než si na tuto otázku odpovíte, musíte znát své požadavky, finanční možnosti a provozní priority.

Pokud chcete maximální výkon a jste připraveni vynaložit peníze na pravidelnou údržbu, zvolte první možnost. Po jednorázové investici do vysokého stožáru a zaplacení výměny ložisek nebo oleje jednou za 5-10 let získáte úplnou energetickou nezávislost, a i když žijete na Ukrajině nebo v zemích EU, budete moci přebytečnou elektřinu prodávat.

Vysoká hladina hluku tohoto zařízení vyžaduje, abyste zvolili místo co nejdále od obytných budov. I tento bod je třeba vzít v úvahu, protože infrazvuk nezůstane bez povšimnutí vašich sousedů.

Pro dosažení výkonu odpovídajícího první variantě bude nutné instalovat 3 větrné turbíny tohoto typu. Z hlediska ceny je to však zhruba stejná částka (za předpokladu vlastní instalace).

Videopřehled od odborníka na alternativní energie

Výpočet výkonu větrného generátoru

Abyste mohli určit potřebný výkon větrného generátoru, je třeba sestavit seznam všech spotřebičů elektřiny v domě, od žárovek až po ledničku a klimatizaci. Součtem jejich parametrů získáte plný výkon spotřebičů energie v domě. Skutečná spotřeba energie však bude i v době špičky nižší, protože nikdo nezapíná všechna zařízení najednou.

Nakonec je nutné určit přibližnou dobu provozu těchto zařízení, aby bylo možné vypočítat měsíční životnost domu. Například pro pokrytí potřeb jedné chaty je zpravidla zapotřebí větrná turbína o výkonu 5-6 kW, zatímco pro malou chatovou osadu stačí jednotka o výkonu 10-25 kW.

Kromě toho existuje podtřída zařízení nazývaná mikro větrné generátory. Mají výkon menší než 1 kW a jsou vhodné pro napájení zemědělských farem, napájení off-grid systému zásobování vodou apod.

V případě nedostatku energie funguje větrná turbína dobře společně se solárními moduly. Takové systémy se nazývají hybridní větrné a solární systémy. Větrný generátor může být doplněn také dieselovým generátorem. Takové kompletní systémy jsou spolehlivé díky řadě faktorů:

Stavba a instalace větrné turbíny vlastníma rukama

Příklad výroby turbíny

Výroba rotoru vertikálního generátoru větrné turbíny

Je možné nepoužívat baterie pro ukládání energie, ale s jejich přítomností bude práce stabilní. Povinnou součástí je měnič, který přeměňuje energii na požadované napětí 220 V. Je nutné vyrobit malou meteorologickou lampu s otočným mechanismem. Vrtule je připevněna ke stěžni, protože ve výšce je větší šance na nalezení vzdušných proudů. Podpěra musí být robustní a odolávat zatížení větrem.

Jak připojit cívky statoru

Schéma rotoru s více lopatkami

Je třeba najít a zakoupit neodymový generátor, který umožní získávat energii z větru. Vrtule může být buď plachetní, nebo rotorová. Aby bylo možné vše sestavit a namontovat na podpěru, je třeba vyrobit betonový podstavec, který vše bezpečně udrží. Pomocí nosítek je třeba upevnit stožár ve vzpřímené poloze.

Jeden ze způsobů přípravy rámu pneumatiky na betonování

Aby stroj dlouho sloužil, je třeba provádět údržbu a včas vyměňovat opotřebované díly.

Větrná turbína s horizontálním rotorem se třemi lopatkami

Přehled oblíbených modelů

Než se začneme zabývat populárními modely větrných turbín, je třeba porozumět jejich parametrům a kritériím pro výběr popsaných výrobků. Hlavními kritérii výběru jsou:

• maximální výkon výrobku;
• Množství energie vyrobené za 1 měsíc;
• Minimální rychlost proudění vzduchu, při které může generátor pracovat;
• provozní podmínky;
• dostupnost zařízení, která chrání systém před přetížením;
• životnost;
• cena výrobku.

Větrné turbíny se dnes vyrábějí v mnoha zemích včetně Ruska. Vyrábí je několik organizací:

• SKB Iskra s.r.o;
• ZAO "Wind Energy Company";
• LMV "Vetroenergetika";
• ZAO "Agregat-privod".

Jednotky vyrobené v Rusku nejsou v jiných zemích tak známé a žádané jako modely rotorů vyrobené v Německu, Dánsku, Číně a Belgii. Přední světové společnosti vyrábějící větrné turbíny vynakládají obrovské částky na vývoj nových typů lopatek, generátorů a přesné výpočty převodových poměrů. Výrobky těchto společností mají širokou škálu výkonů od 1 do 10 KW a další vybavení, které lze zakoupit samostatně (sady s rozbočovačem, měničem, bateriemi). Kromě kapacity existují také rozdíly v ceně a komponentech. Ruské společnosti vyrábějí větrné generátory s různými typy rotorů a maximálními jednotkovými výkony. Následující modely nové generace jsou považovány za nejprodávanější produkty.

VUE-1.5. Jedná se o kompaktní jednotku, kterou lze přepravovat jakýmkoli vozidlem. Jeho instalace a obsluha je jednoduchá a přímočará. Tento malý generátor je téměř neslyšný. Má jmenovitý výkon 1,5 kW. Výstupní napětí je 48 V. Rychlost větru pro běžný provoz by se měla pohybovat v rozmezí 2,5-25 m/s.

Vytváření lopatek krok za krokem

Při navrhování samotných lopatek je třeba vzít v úvahu následující skutečnosti:

1. 1. Nejprve se musíte rozhodnout pro tvar čepele. Pro domácí horizontální větrnou turbínu je vhodnější tvar lopatek. Díky své konstrukci má nižší aerodynamický odpor. Tento efekt je způsoben rozdílnou plochou vnějšího a vnitřního povrchu prvku, takže na obou stranách dochází k rozdílu tlaku vzduchu. Tvar plachty klade větší odpor, a proto je méně účinný.

Dále je třeba určit počet lopatek. V oblasti se stálým větrem lze použít vysokorychlostní větrné turbíny. Pro maximální rozběh motoru těchto zařízení stačí 2-3 lopatky. Pokud se takové zařízení používá v bezvětří, je neúčinné a za bezvětří jednoduše stojí. Další nevýhodou tříkřídlých větrných turbín je vysoká hladina hluku, která připomíná hluk vrtulníku. Tato instalace se nedoporučuje v blízkosti hustě obydlených domů.

Je zajímavé, že větrná turbína s jednou, dvěma nebo třemi lopatkami může při správném výpočtu úspěšně vyrábět elektřinu. A díky jediné lopatce funguje jednotka při jakékoliv rychlosti větru, bez ohledu na to, jak malý je!

Výpočet výkonu větrných turbín. Přesnou hodnotu nelze vypočítat, protože výkon je přímo závislý na počasí a pohybu větru. Existuje však přímá úměra mezi průměrem větrné turbíny, počtem lopatek a výkonem zařízení.

Pochopením těchto tabulek a vztahů mezi nimi je možné ovlivnit výkonnost budoucí konstrukce vytvořením správné šikmé převodovky.

Výběr materiálu čepele. Výběr materiálů lopatek je poměrně široký: PVC, sklolaminát, hliník atd. Každý z nich má však své výhody a nevýhody. Podívejme se blíže na výběr materiálů.

Čepele z PVC - trubky.

Díky správné volbě velikosti a tloušťky trubek je výsledné kolo vysoce odolné a účinné.

Upozorňujeme, že v případě silných poryvů větru nemusí laminát s nedostatečnou tloušťkou vydržet zatížení a rozpadne se na malé kousky.

Pro ochranu struktury je lepší zkrátit délku listů a zvýšit počet listů na 6. K získání tohoto počtu kusů stačí pouze jedna zkumavka.

Abyste se vyhnuli chybám při samostatných výpočtech, je lepší použít hotovou šablonu, kterou lze snadno najít na internetu. Protože bez odborných znalostí v této oblasti se to neobejde.

Po rozřezání trubky je třeba výsledné prvky zbrousit a zaoblit jejich hrany. Ke spojení lopatek je vyrobena podomácku vyrobená ocelová jednotka dostatečné tloušťky a pevnosti.

Hliníkové čepele

Tento nůž je pevnější a těžší, což znamená, že celá konstrukce šroubového spoje musí být pevnější a stabilnější.

Následné vyvažování kola by mělo být rovněž pečlivější.

Podle této šablony se z hliníkového plechu vyřeže 6 stejných prvků, na jejichž vnitřní stranu se přivaří závitová pouzdra pro další upevnění.

Přivařte šrouby ke spojovacímu dílu, který je připevněn k objímkám připraveným na lopatkách.

Aby se zlepšily aerodynamické vlastnosti takové lopatky, musí být správně tvarována. Za tímto účelem je třeba jej navalit do plochého žlabu tak, aby mezi osou šneku a podélnou osou obrobku vznikl úhel 10 stupňů.

Lopatky ze skelných vláken

Výhodou tohoto materiálu je optimální poměr hmotnosti a pevnosti v kombinaci s jeho aerodynamickými vlastnostmi. Práce se sklovláknitými tkaninami však vyžaduje speciální dovednosti a vysokou profesionalitu, takže je velmi obtížné vyrobit si takový výrobek doma.

Lze konstatovat, že nejvhodnějším materiálem pro vlastní montáž větrné turbíny je PVC -Trubky. Kombinuje pevnost, lehkost a dobré aerodynamické vlastnosti. Jedná se o velmi dostupný materiál, který zvládne i začátečník.

V tomto videu se dozvíte, jak vlastnoručně vyrobit lopatky větrné turbíny:

Strana 2

Strašák je známou součástí krajiny. Jejím hlavním účelem je chránit ji před nenasytnými ptáky. Figura, která je často nedbale postavena z improvizovaných materiálů, však ptáky nejen odrazuje, ale také kazí vzhled okolí. Inspirováni nápady zahrádkářů a fotografiemi v tomto článku si můžete sami vyrobit strašáka, který nejenže odradí ptáky, ale je i estetický.

Náklady na větrné generátory

Ceny větrných turbín jsou poměrně vysoké. Jedná se o objemné konstrukce, které jsou vyrobeny z drahého materiálu. Dodávají se s bateriemi, řídicí jednotkou, měničem a stožárem.

Sada může obsahovat: 1 - samotná větrná turbína, 2 - stožár, 3 - základ, 4 - akumulátor, 5 - měnič, 6 - řídicí jednotka, jakož i vodiče, konektory, stojany, dieselový generátor a další spotřební materiál potřebný k instalaci.

Náklady ovlivňují také technické specifikace větrných turbín.

1. Nejjednodušší je generátor s malým výkonem do 300 wattů. Vyrábí energii při síle větru 10-12 m/s. Sada nejjednodušší větrné turbíny pouze s regulátorem stojí od 15 000 rublů. V sadě s měničem, baterií a stožárem dosahuje cena 50 000 rublů.
2. Generátory s deklarovaným výkonem 1 kW. Při slabém větru vyrábějí v průměru 30-100 kW energie za měsíc. Pro velký dům s vysokou spotřebou elektřiny se doporučují navíc dieselové a benzínové jednotky. Nabíjejí baterie i ve dnech bezvětří. Cena takové větrné turbíny začíná na 150 000 rublech. S kompletnějším balíčkem se cena zvyšuje na 300-400 tisíc rublů.
3. Spotřeba elektřiny ve velkém domě s usedlostí vyžaduje větrnou turbínu o výkonu 3-5 kW. Dostatečný počet baterií, výkonnější měnič, regulátor, vysoký stožár. Jedna sada stojí od 300 000 rublů do milionu.

Pokud je dům vytápěn také větrem, je třeba zvolit zařízení o výkonu 10 kW. Postarejte se o další zdroje, jako jsou solární panely. Možná budete potřebovat také benzinový generátor. Vše závisí na tom, kolik energie je třeba uložit pro bezvětří a oblačné dny.

Co je to větrný generátor? Toto schéma je velmi zjednodušené. Ve skutečnosti jsou někdy zapotřebí zařízení, která převádějí elektrický proud.

Za generátorem je v tomto obvodu umístěn regulátor. Převádí střídavý proud na stejnosměrný, který nabíjí baterie. Prakticky všechny spotřebiče nepracují na stejnosměrný proud, takže za baterií bude zapotřebí další zařízení, měnič. Toto zařízení provádí opačnou operaci, tj. převádí stejnosměrný proud na střídavý proud o napětí 220 V. Při takové manipulaci dochází k určitým ztrátám přijaté elektrické energie, které se pohybují kolem 15-20 %. Nejedná se o malý zlomek.

V případě, že se k výrobě elektřiny používá více zařízení (větrná turbína a solární panely nebo generátor paliva), je nutné obvod doplnit jističem (AVR). To je nutné k zajištění toho, aby v případě výpadku jedné z jednotek byla zapnuta druhá jednotka jako záloha.

Horizontální větrné turbíny (křídlové větrné turbíny)

Různé verze horizontálních jednotek mají jednu až tři nebo více lopatek. Proto je faktor účinnosti mnohem vyšší než u vertikálních.

Nevýhodou větrných turbín je nutnost orientovat je podle směru větru. Neustálý pohyb snižuje rychlost otáčení, což snižuje jeho účinnost.

1. Jednočepelové a dvoučepelové. Vyznačují se vysokými otáčkami hnací síly. Hmotnost a rozměry jsou malé, takže se snadno instalují.
2. Tři čepele. Na trhu jsou oblíbené tři čepele. Může generovat až 7 mW.
3. Systémy s více noži mají až 50 nožů. Vyznačují se vysokou setrvačností. Výhody točivého momentu se používají u vodních čerpadel.

Na současném trhu existují větrné turbíny s odlišnou konstrukcí od klasických, např. hybridní.

1. Větrný generátor navržený jako plachetnice

Písty jsou poháněny deskovou konstrukcí pod tlakem vzduchu, který aktivuje hydraulický systém. Fyzikální energie se tak mění na elektrickou.

Zařízení je během provozu tiché. Vysoký výkon. Snadné ovládání.

2: Létající křídlo větrného generátoru.

Používá se bez stožáru, generátoru, rotoru a lopatek. Ve srovnání s klasickými konstrukcemi, které pracují v malých výškách s nestálou silou větru a stavba vysokých stožárů je pracná a nákladná, "křídlo" takové problémy nemá.

Vypouští se ve výšce 550 metrů. Výroba elektřiny je 1 mW za rok. Křídlo vyrábí společnost Makani Power.