Gjør-det-selv vertikal vindgenerator: hvordan sette sammen en vindturbin med en vertikal rotasjonsakse

Vinden har utrolige energiegenskaper.Unnlatelse av å bruke det kraftige potensialet må frimodig anerkjennes som urimelig sløsing. Men du kan enkelt bygge en vertikal vindgenerator med egne hender og motta praktisk talt gratis energi for å dekke husholdningens behov. Dette er ganske ekte, er du ikke enig?

Denne artikkelen vil hjelpe deg å forstå i detalj et komplekst teknisk problem. Systematisert, tilgjengelig informasjon dekker i stor detalj driftsprinsippet for populære systemer som konverterer energien til luftmasser til elektrisitet.

Uten tvil vil du bli revet med av ideen om å lage en vindmølle, detaljene for monteringen er beskrevet i artikkelen. Vi undersøkte i detalj de forskjellige typene vertikale vindgeneratorer, og berørte deres forskjeller, fordeler og ulemper. Tekstdelen av materialet er perfekt supplert med bilder og videoinstruksjoner.

Fordeler og prinsipp for drift av vindturbiner

En moderne vertikal generator er et av alternativene alternativ energi til hjemmet. Enheten er i stand til å konvertere vindkast til en energiressurs. For korrekt drift krever det ikke ekstra enheter som bestemmer vindens retning.

En roterende vindgenerator er veldig enkel å lage med egne hender. Selvfølgelig vil han ikke helt kunne ta på seg ansvaret for å gi energi til en stor privat hytte, men han vil gjøre en utmerket jobb med å belyse uthus, hagestier og lokale områder.

Den vertikale enheten fungerer i lav høyde. Vedlikeholdet krever ikke ulike enheter for å sikre sikkert reparasjons- og vedlikeholdsarbeid i store høyder.

Et minimum av bevegelige deler gjør vindturbinen mer pålitelig og driftsstabil. Den optimale profilen til bladene og den opprinnelige formen på rotoren gir enheten en høy effektivitet, uavhengig av hvilken retning vinden blåser til enhver tid.

Små husholdningsmodeller består av tre eller flere lette blader, fanger øyeblikkelig det svakeste vindkastet og begynner å rotere så snart vindstyrken overstiger 1,5 m/s. Takket være denne evnen overgår effektiviteten ofte effektiviteten til større installasjoner som krever høyere vind.

Generatoren fungerer helt stille, forstyrrer ikke eiere og naboer, skaper ikke skadelige utslipp til atmosfæren og tjener pålitelig i mange år, og leverer forsiktig energi til boligkvarteret.

En vertikal vindgenerator opererer på prinsippet om magnetisk levitasjon. Når turbinene roterer, genereres impuls- og løftekrefter, samt faktiske bremsekrefter. De to første får knivene på enheten til å spinne.Denne handlingen aktiverer rotoren og den skaper et magnetfelt som produserer elektrisitet.

En vindturbin med en vertikal rotasjonsakse er ikke dårligere i effektivitet enn sine horisontale motstykker. I tillegg gjør den ingen krav på den territorielle plasseringen og fungerer fullt ut på nesten alle steder som er praktisk for huseiere

Enheten fungerer helt uavhengig og krever ikke eierens inngripen i prosessen.

Klassifisering av vertikale generatorer

Det er noen strukturelle forskjeller mellom vertikale vindfangere. Det gjør ikke enhetene bedre eller dårligere, men lar deg ganske enkelt velge det mest praktiske alternativet for å utføre spesifikke oppgaver i et bestemt område.

#1: Funksjoner ved ortogonale systemer

Strukturelt består en ortogonal vindgenerator av en sterk vertikal rotasjonsakse og flere parallelle blader plassert i en viss avstand fra den sentrale basen.

Enheten krever ikke ekstra styremekanismer og fungerer normalt, uavhengig av vindretning. Den vertikalt plasserte hovedakselen gjør det mulig å plassere drivutstyret på bakkenivå, noe som i stor grad letter drift, reparasjon og vedlikehold.

Støtteenhetene til den ortogonale generatoren har ikke veldig lang levetid. Dette skyldes de høye dynamiske belastningene som rotoren utøver på dem under drift. For å sikre at installasjonen ikke svikter for tidlig, må alle støttedeler inspiseres regelmessig, og skadede må umiddelbart erstattes med nye.

Ulempene med ortogonale enheter inkluderer et altfor massivt bladsystem og lav effektivitet sammenlignet med effektiviteten til horisontale aksemoduler.

Den enkleste vindturbinen for å drive lavenergiforbrukere kan settes sammen av ferdige komponenter:

#2: Generatorer med Daria-rotor

En vindgenerator utstyrt med en Darrieus-rotor har en vertikal rotasjonsakse og 2-3 flate bladstrimler uten en karakteristisk aerodynamisk profil, festet i bunnen og på toppen av rotasjonsaksen.

Enheten i sin drift styres ikke av vindens styrke eller retning, har høy rotasjonshastighet og lar drivenhetene plasseres på bakken, noe som letter og fremskynder prosessen med planlagt vedlikehold og mulige reparasjoner.

To-blads generatorsett med en Darrieus-rotor aktiveres kun av et kraftig vindkast. Med en jevnt motgående flyt kan de ikke starte på egenhånd.

De støttende og roterende komponentene til en enhet med en Darrieus-rotor er sårbare for økte dynamiske belastninger, og effektiviteten til bladsystemet er på mange måter dårligere enn aksiale horisontale installasjoner.

#3: Enheter med Savonius-rotor

Den vertikale vindturbinen med Savonius-rotor har et halvsylindrisk bladsystem og skiller seg fra lignende installasjoner ved sitt høye startmoment og evnen til å operere effektivt i vind med lav hastighet.

Effekten til vertikale vindgeneratorer med en Savonius-rotor som tilbys på markedet, overstiger ikke 5 kW. Enhetene brukes sjelden som en uavhengig arbeidsenhet, men brukes oftest for å skape et høyere startmoment for Daria-rotorinstallasjoner

Det vertikale komplekset med en Savonius-rotor er kritisert for økt materialforbruk og lavere effektivitet sammenlignet med vindgeneratorer med horisontal akse. Det er grunnen til at produksjon av høyeffektsutstyr i denne klassen anses som upassende.

Følgende bildevalg vil introdusere deg til trinnene for produksjon av Savonius vindmølle:

Alle deler av denne Savonius vindmøllemodellen bortsett fra 3200 rpm og 24 V generatoren er laget for hånd.

#4: Vindmølle med flerbladsrotor og guide

Denne typen enhet er en forbedret versjon av den klassiske ortogonale vindgeneratoren. Rotorkomplekset her består av blader arrangert i to rader.

Det ytre bladlaget forblir statisk og fungerer som en ledevinge. Den fanger opp vindstrømmen, fanger den, komprimerer den og øker på denne måten merkbart den faktiske vindhastigheten.

Den indre raden av blader er en bevegelig struktur, som mottar luftstrøm fra den første rotorenheten i en viss vinkel.

Effektiviteten til en vindgenerator med en flerbladsrotor med et styresystem gjør denne enheten spesielt attraktiv for forbrukere.Imidlertid er kostnadene for slikt utstyr ganske høye, og det tar litt lengre tid å betale for seg selv enn lignende enheter med en enklere konfigurasjon

Eksperter kaller denne typen enhet den mest effektive i sin klasse og understreker at den spesifikke utformingen gjør at den kan fungere selv ved lavest mulig vindhastighet.

#5: Kjennetegn på enheter med en helicoid rotor

En helicoidal vindturbin eller Gorlov-generator er en annen modifikasjon av det tradisjonelle ortogonale rotorsystemet. Modellens blader er vridd i en bue. Denne designfunksjonen gjør det mulig å raskt fange luftstrømmen og rotere jevnt uten rykk.

Dette driftsprinsippet reduserer den dynamiske belastningen på base- og bevegelige enheter betydelig, og øker dermed levetiden.

Enheter med en helicoid-type rotor er svært pålitelige og tåler lett betydelige driftsbelastninger. Men under drift skaper slike vindmøller uttalte støyeffekter og produserer ytterligere lydbølger lokalisert i kortbølgeområdet av lydspekteret

Spunnet rotorblad for en spiralformet vindmølle er laget ved hjelp av en veldig progressiv, men kompleks teknologi. På grunn av dette er enhetene ganske dyre og er ikke så populære blant private forbrukere.

#6: Kjennetegn på rotorer med vertikal akse

Hovedforskjellen mellom en vertikalaksegenerator er dens vertikalt plasserte blader, hvis profil ligner en flyvinge, hvis akse er tydelig parallell med den vertikale akselen. Designet minner litt om Darrieus-rotoren, men under produksjonsforhold produseres den mye raskere og enklere.

En generator med en rotor med vertikal akse tar opp driftshastigheten mye raskere enn lignende enheter i denne klassen og begynner å produsere den nødvendige energiressursen. Prosessen er ledsaget av en liten lydeffekt og forstyrrer ikke verken installasjonseiere eller naboer

Vindmøller med rotor med vertikal akse er pålitelige og holdbare, tåler lett betydelige driftsbelastninger og koster ikke for mye penger. Disse egenskapene gjør dem relevante for bruk ikke bare for industrielle, men også for husholdningsformål.

Funksjoner ved å velge vindgeneratorer for et privat hjem og en oversikt over de beste tilbudene er presentert i denne artikkelen.

Å lage din egen vindmølle

Det er ikke så vanskelig å lage en vindgenerator med en vertikal rotasjonsakse hjemme med egne hender. Det er nok å kjøpe de nødvendige komponentene, montere dem i riktig rekkefølge og installere modulen på det valgte stedet. Så snart det er en minimumsbris, vil produktet fungere og begynne å gi eierne den nødvendige energien.

Trinn 1: Innkjøp av komponenter og materialer

For å lage en vertikal vindgenerator med egne hender, trenger du følgende komponenter:

• rotor – bevegelig del av enheten:
• blader – deler som fanger opp vindstrømmen;
• aksial mast – for å feste rotoren og bladene (kan være i form av en lang stang, pyramide eller stativ);
• stator – designet for å romme en spole av slitesterk kobbertråd;
• batteri - kapasitet til å akkumulere den mottatte ressursen;
• inverter – en enhet for å konvertere likestrøm til vekselstrøm;
• kontrolleren – en enhet som bremser generatoren i det øyeblikket enheten utvikler faktisk effekt som overstiger de grunnleggende indikatorene.

Lett, høykvalitets plateplast med god elastisitet egner seg for fremstilling av blader. Andre typer materialer er for utsatt for ulike skader og deformasjoner og kan rett og slett ikke takle en så høy dynamisk belastning.

Når du lager enheten selv, bør du huske at vertikale vindmøller laget av deg selv er alvorlig dårligere enn fabrikkproduserte modeller. Derfor, for ikke å bli skuffet over det opprettede designet i fremtiden, er det bedre å umiddelbart lage det i henhold til parametere som er 2 ganger høyere enn nødvendig

Små blader kan lages av middels tetthet PVC, men store, brede deler vil kreve det mest holdbare materialet som tåler sterk vind som blåser med en hastighet på 15 m/s eller mer i lang tid.

Trinn 2: Foreløpig klargjøring av elementer

Til skape blader For en vertikal vindgenerator er 4 identiske deler kuttet ut av høyfast PVC-rør. To halvsirkelformede fragmenter kuttes ut av tinn og festes på hver side av røret. Rotasjonsradiusen til bladdelene i dette tilfellet vil være 690 mm, og høyden på hvert blad vil være omtrent 700 mm.

For å sette sammen rotorsystemet, ta neodymmagneter (6 stk), ferrittskiver med en diameter på 230 mm (2 stk) og lim. Magneter er plassert på den første disken, vekslende i polaritet og opprettholder en vinkel på 60 grader mellom dem med en arrangementsdiameter på 165 mm. Ved å bruke samme skjema lages en andre disk, og deretter fylles magnetene med lim.

For statoren er 9 spoler forberedt og 60 omdreininger kobbertråd med en diameter på 1 mm er viklet på hver av dem.

Påfølgende lodding skjer i denne rekkefølgen:

• begynnelsen av 1 spole med slutten av 4;
• start 4 med slutt 7 hjul.

Den andre fasen er satt sammen etter samme prinsipp, men arbeidet starter med 2 spoler, og den tredje - med 3 spoler. En spesiell form er laget av et ark av kryssfiner, bunnen er foret med et stykke glassfiber og faser loddet fra spoler er plassert på toppen.

Fyll strukturen med lim og la den stå i 1-2 dager slik at alle delene setter seg og tar de riktige stedene. Deretter begynner de å koble de enkelte delene til et enkelt arbeidssystem.

Trinn 3: Montering av alle generatordeler

For å koble til alle elementene i generatoren, er det laget 4 hull for pinner i den øvre rotoren. Den nedre rotoren plasseres på braketten med magnetene vendt opp. Deretter plasseres statoren, etter å ha laget hull i den for feste til braketten.

Pinnene presses inn i aluminiumsplaten og dekkes deretter med den andre rotoren, og plasserer den med magnetene vendt ned.

Prosessen med å montere deler utføres nøye og uten hastverk. Rotorene må justeres i forhold til hverandre slik at det ikke senere dannes tilbakeslag i strukturen (+)

Pinnene roteres vekselvis med en skiftenøkkel slik at den øvre rotoren faller jevnt og uten rykk på den nedre. Når den tar sin rette plass, skrus boltene ut og aluminiumsplatene fjernes. På slutten er hele strukturen festet med muttere og strammet godt, men ikke for tett, for ikke å bryte tråden.

Trinn 4: Endelig installasjon av utstyr

For masten, ta et kraftig metallrør 4-5 meter langt og skru en generator som du allerede har satt sammen med egne hender på den.Deretter festes rammen med plastblader til generatoren og maststrukturen installeres på et forhåndsforberedt sted med et trepunkts forsterket fundament.

I tillegg er posisjonen til systemet festet ved hjelp av en båre.

Ved montering av vindturbin skal masten tas så lenge som mulig. Den må bære rotoren høyere enn den høyeste bygningen på stedet. Først da vil designet kunne fungere effektivt og produsere den nødvendige ressursmengden

Det elektriske nettverket er koblet til vindmøllen i en bestemt rekkefølge. Kontrolleren tar ressursen fra generatoren og konverterer vekselstrøm til likestrøm, som er nødvendig for å lade batteriet. Kan sett sammen kontrolleren selv etter en forenklet ordning.

Batteriet lagrer den frigjorte energien, og omformeren konverterer likestrøm til vekselstrøm, som driver hoveddelen av husholdningsapparater og hjemmeservicesystemer.

På vår nettside er det et utvalg artikler om hjemmelagde vindgeneratorer av ulike typer.

Vi anbefaler deg å lese:

1. Gjør-det-selv vindgenerator fra en vaskemaskin: instruksjoner for montering av en vindmølle
2. Gjør-det-selv vindgenerator fra en bilgenerator: vindturbinmonteringsteknologi og feilanalyse
3. Hvordan lage en vindgenerator med egne hender: enhet, driftsprinsipp + beste hjemmelagde produkter

Et annet interessant alternativ for å bygge en vertikal vindmølle kan settes sammen av avfallsmaterialer, og bruker ikke mer enn 250 rubler på kjøp av tilleggskomponenter. Gjør-det-selv vil trenge et sykkelhjul, 12 flere sykkeleiker, en aksel fra det bakre sykkelhjulet med tre muttere, en stållist, 11 aluminiumsplater.

Du trenger også 150 nagler, 18 M4 bolter med muttere, 3 M6 bolter med muttere, 27 større skiver og 24 små.

Følgende galleri vil kort demonstrere monteringstrinnene:

Følgende videoinstruksjon vil presentere alle trinnene i detalj:

Velge en plassering for en vindgenerator

Å velge riktig sted for å installere en vindgenerator er et viktig skritt. Det er best å plassere enheten på det høyeste åpne punktet og nøye sørge for at den ikke er under nivået til tilstøtende boliger og uthus. Ellers vil bygninger bli et hinder for luftstrømmen og enhetens effektivitet vil reduseres betraktelig.

Hvis stedet vender mot en elv eller innsjø, plasseres vindmøllen på land, hvor vindene blåser spesielt ofte. Forhøyninger på eiendommen eller store tomme rom der det ikke er kunstige eller naturlige barrierer for luftstrøm er ideelle for å lokalisere generatoren.

Når boligeiendom (hus, hytte, leilighet, etc.) ligger innenfor byen eller ligger utenfor byen, men i tettbygde områder, installeres et vindenergikompleks på taket.

For å plassere en generator på taket av en bygård, tas det skriftlige samtykket fra naboene og offisiell tillatelse innhentes fra relevante myndigheter.

Når du installerer en vertikal generator på taket av en bygård, bør du huske at enheten fungerer ganske støyende og kan forårsake ulemper for både eiere og andre beboere.Derfor må enheten plasseres nærmere midten av taket slik at leilighetseiere i de øverste etasjene ikke lider av den høye summingen som avgis av vindmøllen under drift

I et privat hus med en stor hageflekk er det mye lettere å velge et passende sted. Det viktigste er å ta hensyn til at strukturen ligger i en avstand på 15-25 meter fra boliglokaler. Da vil ikke lydeffektene fra de roterende bladene plage noen.

Vedlikehold av en vertikal enhet

For at en vertikal vindgenerator skal fungere effektivt, nøyaktig og så effektivt som mulig, må alle bevegelige deler av konstruksjonen smøres. Denne prosedyren utføres minst 2 ganger i løpet av hele kalenderåret.

Samtidig, under vedlikehold, strammes muttere som har løsnet som følge av drift, elektriske koblinger forsterkes, mekaniske komponenter kontrolleres for korrosjon, løse spennkabler strammes og knivene inspiseres nøye for brudd eller skade.

Om vinteren krever vertikale installasjoner spesiell forsiktighet. I perioder med frost blir bladene dekket av en isskorpe, og det må rengjøres i tide slik at momenthastigheten holdes på riktig nivå.

Deler males etter behov, og en gang i året gjennomføres en fullstendig inspeksjon av hele konstruksjonen for å identifisere feil. Slik omsorg sikrer riktig drift av vindturbinen og forlenger levetiden.

Vurdering av gjennomførbarhet av installasjon

Før de begynner å produsere en vertikal vindgenerator, studerer de værsituasjonen i deres region og prøver å finne ut om enheten kan gi den nødvendige ressursmengden.

Eksperter anbefaler å evaluere følgende parametere:

• antall vindfulle dager — ta gjennomsnittsverdien for året når vindkastet overstiger 3 m/s;
• volum av elektrisitet, konsumert per dag av en husholdning;
• passende sted på egen tomt for vindutstyr.

Den første indikatoren læres fra data innhentet på nærmeste værstasjon eller funnet på Internett på relevante portaler. I tillegg sjekker de med trykte geografiske publikasjoner og skaper et fullstendig bilde av vindsituasjonen i deres region.

Statistikken tas ikke for ett år, men for 15-20 år, først da vil gjennomsnittstallene være så korrekte som mulig og vil vise om generatoren fullt ut vil kunne dekke husholdningens behov for elektrisitet eller om kraften kun vil være nok til å dekke individuelle husholdningsbehov.

Hvis eieren har en stor tomt som ligger i en skråning, nær en elvebredd eller i åpen plass, vil det ikke være noen problemer med installasjonen.

Når huset ligger i dypet av et befolket område, og gården har kompakte dimensjoner og ligger tett inntil nabobygninger, vil det ikke være lett å installere en vertikal modell av en vindmølle med egne hender. Strukturen vil måtte heves 3-5 m over bakken og forsterkes ytterligere slik at den ikke faller ved kraftig vindkast.

All denne informasjonen må tas i betraktning på planleggingsstadiet for å gjøre det klart om vindgeneratoren kan ta over hele energiforsyningen eller om dens rolle vil forbli som en hjelpeenergikilde. Det er tilrådelig å gjennomføre vindmølleberegning.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Video nr. 1 vil demonstrere hvordan du lager en vertikal vindgenerator med et Daria-rotorsystem med egne hender hjemme. Videoen presenterer tydelig funksjonene og interessante nyansene i monteringsprosessen. Det er en definisjon av maksimal effekt til den produserte enheten:

Video nr. 2 vil vise hvordan en vertikal vindgenerator fungerer og hvor mye energi den produserer. Den gir en detaljert oversikt over modulen og en beskrivelse av arbeidet som kreves for å korrekt måle faktisk effekt og andre parametere:

Video nr. 3 presenterer testing av en hjemmelaget vertikal vindgenerator. Hva en enhet laget med egne hender av skrapmaterialer er i stand til:

En slik moderne og praktisk kilde til alternativ energi som vertikale vindmøller er lett å montere med egne hender. Med riktig erfaring innen husholdning er det mulig å produsere hver del, og deretter koble alle komponentene til en enkelt integrert struktur.

Hvis du ikke vil komplisere oppgaven, er det ganske hensiktsmessig å kjøpe ferdige komponenter og hjemme, uten hastverk eller oppstyr, installere en pålitelig vindturbin som er i stand til å sikre uavbrutt strømforsyning til et boareal.

Når du ikke er 100% trygg på dine evner, er det bedre å overlate arbeidet til fagfolk. De vil gjøre alt veldig raskt og i full overensstemmelse med grunnleggende operasjonelle krav.

Har du erfaring med å bygge og drifte en vindgenerator? Vennligst del informasjon med våre lesere og foreslå hvordan du setter sammen enheten. Du kan legge igjen kommentarer og legge til bilder av hjemmelagde produkter i skjemaet nedenfor.