Veterný mlyn je vertikálny a efektívny. Veterný generátor s vertikálnou osou otáčania Schéma a návrh rotačných vertikálnych veterných generátorov

Otázky energetickej nezávislosti znepokojujú mysle nielen vedúcich predstaviteľov štátov a podnikov, ale aj jednotlivých občanov a majiteľov súkromných domov. S nárastom monopolov a taríf výrobcov elektriny ľudia hľadajú efektívne alternatívne zdroje energie. Jedným z takýchto zdrojov je veterný generátor.

Hlavné prvky systému veterných generátorov

Existuje veľa modelov, možnosti od rôznych výrobcov, no ako ukazujú praktické skúsenosti, nie sú vždy cenovo dostupné a kvalitné pre široký okruh spotrebiteľov. Ak máte informácie, určité znalosti z elektrotechniky a praktické zručnosti, môžete si vyrobiť veterný generátor sami.

Princíp činnosti a hlavné prvky

Prevádzka domáceho veterného generátora sa nelíši od priemyselných modelov; Veterná energia sa premieňa na mechanickú energiu otáčaním rotora generátora, ktorý vyrába elektrinu.

Hlavné konštrukčné prvky (obr. vyššie):

vrtuľa s lopatkami;
rotačný hriadeľ, cez ktorý sa krútiaci moment prenáša na rotor generátora;
generátor;
návrh na montáž generátora na mieste inštalácie;
v prípade potreby na zvýšenie otáčok rotora môže byť medzi hriadeľ s vrtuľou a hriadeľ generátora inštalovaná prevodovka alebo remeňový pohon;
na premenu striedavého prúdu generátora na jednosmerný prúd sa používa menič, usmerňovací diódový mostík, z ktorého sa prúd dodáva na dobíjanie batérie;
batéria, z ktorej je elektrina dodávaná cez menič do záťaže;
Striedač premieňa 12 V alebo 24 V jednosmerný prúd batérie na 220 V AC.

Konštrukcie vrtúľ, generátorov, prevodoviek a iných prvkov sa môžu líšiť a mať rôzne vlastnosti, prídavné zariadenia, ale v srdci systému sú vždy prítomné uvedené komponenty.

Urob si svoj výber a výroba

Autor: dizajn Existujú dva typy osí, ktoré otáčajú rotor generátora:

generátory s horizontálnou osou otáčania;

Generátor s horizontálnou osou otáčania

generátory s vertikálnou osou otáčania.

Rotačný veterný generátor s vertikálnou osou otáčania

Horizontálne osi otáčania

Každý dizajn má svoje výhody a nevýhody. Najbežnejšia možnosť je s horizontálnou osou. Tieto modely majú vysokú účinnosť premeny veternej energie na rotačné pohyby osi, ale existujú určité ťažkosti pri výpočte a výrobe lopatiek sami. Zvyčajný plochý tvar čepele, ktorý sa používal na staroveku veterné mlyny, neúčinné.

Pre využitie maximálnej energie vetra pri otáčaní osi musia mať lopatky tvar krídel. Na lietadlách poskytuje tvar krídla v dôsledku sily protivetru zdvíhacie prúdy. V uvažovanom prípade budú sily týchto tokov smerované na otáčanie hriadeľa generátora. Vrtule môžu byť s dvomi, tromi, príp veľké množstvočepele, najbežnejšie sú prevedenia s tromi čepeľami. To je dosť na zabezpečenie požadovanej rýchlosti otáčania.

Veterné generátory s vodorovnou osou otáčania sa musia neustále otáčať rovinou vrtule smerom k prednej časti prúdenia prichádzajúceho vetra. Ak to chcete urobiť, musíte použiť chvostová jednotka korouhvový typ, ktorý pod vplyvom vetra ako plachta natáča celú konštrukciu s vrtuľou smerom k protivetru.

Vertikálne osi otáčania

Hlavnou nevýhodou tejto možnosti je nízka účinnosť, ale to je kompenzované jednoduchšou konštrukciou, ktorá nevyžaduje výrobu doplnkové prvky otáčať lopatky smerom k vetru. Vertikálne usporiadanie osi a lopatiek vám umožňuje využívať veternú energiu na otáčanie z ľubovoľného smeru, tento dizajn je jednoduchšie vyrobiť vlastnými rukami. Hriadeľ sa otáča stabilnejšie, bez náhlych skokov v rýchlosti.

Priemerná ročná rýchlosť vetra na území Ruska nie je rovnaká. Väčšina priaznivé podmienky pre prevádzku veterných generátorov – 6-10 m/s. Vo všeobecnosti prevláda vietor s rýchlosťou 4-6 m/s. Na zvýšenie rýchlosti otáčania je potrebné použiť prevodovky a zohľadniť výšku a veternú ružicu v oblasti, kde je generátor inštalovaný.

Príklad výroby veterných generátorov

Uvažuje sa o variante so zvislou osou otáčania.

DIY veterná turbína

Najjednoduchšou možnosťou na výrobu čepelí je použiť 50-200 litrový kovový sud. V závislosti od počtu potrebných nožov sa hlaveň rozreže brúskou zhora nadol na 4 alebo 3 rovnaké časti.

Vertikálne čepele z kovového suda

Stačí jednoducho použiť plechy z pozinkovaného strešného plechu, ktoré sa dajú ľahko narezať do požadovaného tvaru vlastnými rukami pomocou kovových nožníc.

Vertikálne čepele vyrobené zo železného plechu

Následne sú lopatky pripevnené k hornej časti osi otáčania. Základom pre ich upevnenie môžu byť drevené kotúče vyrobené zo šesťvrstvovej preglejky.

Bezpečnejšie je použiť kovový rám z pravouhlého profilu, ku ktorému sú lopatky priskrutkované.

Príklad umiestnenia vertikálnych lopatiek

Príklad pripevnenia čepelí k plošine

Rám alebo disky sú pevne pripevnené k osi otáčania; samotná os je vložená do spojok s ložiskami, ktoré sú bezpečne inštalované v ráme veže alebo strechy budovy, na ktorej je umiestnený generátor.

Inštalácia nápravy s lopatkami na vežu

Vizuálne znázornenie inštalácie vertikálnej osi otáčania na streche budovy

Turbína s vertikálnymi lopatkami.
Stabilizačná platforma nápravy s dvojradovým guľôčkovým ložiskom.
Oceľové káblové výstuhy Ø 5 mm.
Vertikálna os, oceľové potrubieØ 40-50 mm, hrúbka steny nie menšia ako 2 mm.
Ovládacia páka rýchlosti otáčania.
Lopatky aerodynamického regulátora sú vyrobené z preglejky alebo plastu hrúbky 3-4 mm.
Tyče, ktoré regulujú rýchlosť otáčania a počet otáčok.
Náklad, ktorého hmotnosť určuje rýchlosť otáčania.
Zvislá osová kladka pre remeňový pohon, široko používaný ráfik kolesa bicykla, bez duše a plášťa.

Podporné ložisko.
Remenica na osi rotora generátora.

Na spodnom konci nápravy je pripevnená kladka pre remeňový pohon alebo ozubené kolesá pre prevodovku, čo je potrebné na zvýšenie rýchlosti otáčania rotora; Prax ukazuje, že pri rýchlosti vetra 5 m/s nebude rotácia hriadeľa s horizontálnymi lopatkami z hlavne väčšia ako 100 ot./min. Pri rýchlosti vetra 8-10 m/s dosahuje rotácia až 200 m/s. To je veľmi málo na to, aby generátor vyrobil potrebnú energiu na nabitie batérie.

Prevodovka s pomerom 1:10 vám umožňuje dosiahnuť požadovanú rýchlosť otáčania.

Inštalácia remeníc

Nízkorýchlostný generátor

Najjednoduchší spôsob, ako premeniť mechanickú rotačnú energiu na elektrickú energiu, je použiť generátory automobilov. Ale obyčajné generátory z osobné autá Neodporúčajú sa pre veterné mlyny kvôli prítomnosti kefiek v ich dizajne. Grafitové kefy odstraňujú prúd indukovaný na rotore počas prevádzky, opotrebúvajú sa a vyžadujú výmenu. Okrem toho sú takéto generátory vysokorýchlostné, aby generovali napätie 14 V s prúdom do 50 A, sú potrebné 2000 alebo viac otáčok.

Účinnejšie generátory pre veterné turbíny z traktorov a autobusov G.964.3701 s magnetickým budením vinutí. Nemajú kefy a pracujú pri nižších otáčkach. Generátor G288A.3701 má tri fázy a slúži na napájanie Vozidlo spolu s batériou. Má dobré vlastnosti na použitie v systémoch veterných turbín:

vytvára napätie 28 V;
vstavaný usmerňovač produkuje jednosmerný prúd do 47 A;
výstupný výkon do 1,3 kW;
na Voľnobeh otáčky 1200 ot./min.;
pri prúdovom zaťažení 30A je potrebných 2100 ot./min.

Generátor má vhodné rozmery a hmotnosť:

celková hmotnosť 10 kg;
priemer 174 mm;
dĺžka 230 mm.

Generátor od MAZ - 24V

Generátory tohto typu sa používajú vo vozidlách KAMAZ, Ural, KRAZ, MAZ s motormi z Jaroslavského závodu YaMZ 236, 238, 841, 842 a ZMZ 73. Aby ste ušetrili peniaze, môžete si použitý generátor kúpiť na demontážnych miestach. Ak chcete generovať viac elektrickej energie pri nízkych rýchlostiach, môžete si vyrobiť generátor vlastnými rukami pomocou neodymových magnetov, ale toto je samostatná téma a vyžaduje si podrobnejší popis.

Postupnosť montáže

Najprv je na streche budovy inštalovaná montážna konštrukcia veže alebo generátora. Vertikálna os je pripevnená k puzdrám s ložiskami a sú nainštalované čepele.

Po inštalácii osi s nožmi je na spodnej časti pripevnená kladka pre remeňový pohon.
Na úrovni kladky nápravy je na špeciálne pripravenej plošine pripevnený generátor s kladkou pre remeň na hriadeli rotora. Kladky generátora a nápravy s lopatkami musia byť inštalované na rovnakej úrovni.

Priemer kladky na osi by mal byť približne 10-násobný väčší priemer remenica na hriadeli generátora. Na základe podmienok, že odhadovaná rýchlosť vetra je približne 10 m/s, rýchlosť rotácie osi bude až 200 ot./min.

Použitý vzorec je:

Wr = Wos x Dosd, kde

Wr – rýchlosť otáčania remenice generátora;
Dos – priemer kladky na zvislej osi;
d – priemer remenice na hriadeli rotora generátora;
Wos je rýchlosť otáčania kladky vertikálnej osi.

Wr = 200 ot./min x 500 mm/50 mm = 2000 ot./min. - dostatočná rýchlosť otáčania generátora zvoleného typu na výrobu požadovaného výkonu.

Pás je napnutý, na montážnej plošine generátora musia byť štrbiny ako na montáži do auta.
Výstupné vodiče generátora sú pripojené na svorky batérie.

Tieto generátory majú vstavané usmerňovače, výstup je jednosmerný, takže kladný červený vodič je pripojený ku svorke „+“ a záporný vodič je pripojený ku svorke „mínus“.

Invertorový vstup 24V/220V je pripojený k batérii pri dodržaní polarity.
Výstup meniča je pripojený k obvodu so záťažou.

Video. DIY veterný generátor.

S potrebnými materiálmi, praktickými inštalatérskymi zručnosťami, použitím hotových automobilových generátorov s magnetickým budením vinutia je ľahké nainštalovať veterný generátor vlastnými rukami. Na výrobu generátora s vyšším výkonom pomocou neodymových magnetov budú potrebné hlbšie znalosti v elektrotechnike a zručnosti v oblasti montáže elektrických zariadení. Toto je jedna z najviac jednoduchými spôsobmi zostavte veterný generátor vlastnými rukami.

Takéto zariadenia majú určité výhody oproti zariadeniam na výrobu vetra s horizontálnou osou. Nemajú komponenty na orientáciu voči vetru, čo zjednodušuje konštrukciu a znižuje gyroskopické zaťaženie. Vyvinuté veľké množstvo rôzne veterné generátory s vertikálnou osou otáčania (obr. 6.1),
Ryža. 6.1. so zvislou osou otáčania: v ktorej
Na vytvorenie krútiaceho momentu sa používajú odporové sily a zdvíhacia sila pracovných nožov.
Ide o zariadenia s tanierovými, miskovými alebo turbínovými prvkami, ako aj Savonius rotory s lopatkami v tvare S.
Veterné generátory tohto typu majú veľký počiatočný krútiaci moment, ale nižšiu rýchlosť a výkon v porovnaní s francúzskym rotorom, ktorý tento dizajn navrhol v roku 1920. Tento rotor bol intenzívne vyvíjaný od roku 1970 špecialistami v mnohých krajinách. V súčasnosti ju možno považovať za hlavného konkurenta prstencových veterných generátorov.
Rotor dizajnu Daria sa vzťahuje na Wind Generator s vertikálnou osou otáčania pomocou zdvíhacej sily, ku ktorej dochádza na zakrivených lopatkách, ktoré majú v priereze krídlový profil. Jeho nevýhodou je malý počiatočný moment, výhodou je vysoká rýchlosť a tým aj relatívne veľký merný výkon súvisiaci s jeho hmotnosťou. Na odstránenie hlavnej nevýhody a zvýšenie počiatočného krútiaceho momentu je rotor Darrieus kombinovaný s rôzne druhyštartéry, napríklad s rotorom Savonius.

1-; 2 — Viaclopatkový rotor Savonius; 3 — doskový rotor; 4 — miskovitý rotor: 5 — Darrieov rotor v tvare Ø 6 — Darrieov rotor v tvare Δ; 7 - rotor s rovnými lopatkami v tvare krídel (Giromil) 8 - so zakrivenými lamelovými lopatkami; 9 — Darrieus rotory v tvare Ø a Savonius; 10 — Savonius drážkový rotor; 11- rotor využívajúci Magnusov efekt; 12 - rotor s nosnými rovinami plachiet; 13 - s reflexným zariadením; 15 - s Venturiho trubicou; 16 - od
víriace zariadenie.
Iný typ rotora s vertikálnou osou otáčania využíva Magnusov efekt; Medzi takéto rotory s rotujúcimi valcami patria návrhy od Madarasa a Fletschera. Keď sa prúd vetra blíži k rotujúcemu valcu, v súlade s Magnusovým efektom pôsobí sila kolmo na smer prúdenia. Tieto zariadenia sú schopné poháňať lode alebo pozemné vozidlá. Rozloženie síl je znázornené na obr. 6.2 a 6.3.

V niektorých prípadoch veterný generátor zlepšuje výkon v prítomnosti vodiaceho deflektora (pozri obr. 6.1) a ejektora vo forme Venturiho trubice (pozri obr. 6.1: 15).
Tiež známy veterné generátory s rotorom vertikálnej axiálnej rotácie, umiestnený na potrubí (alebo veži), vo vnútri ktorého vznikajú stúpajúce víry (pozri obr. 6.1: 14). Zároveň takáto veža zabezpečuje ohrev vzduchu priamym použitím slnečné žiarenie alebo spaľovanie paliva s následnou expanziou vzduchu, čím vzniká efekt plynovej turbíny, ktorá je spolu s veterným generátorom inštalovaná na výstupe z veže. Aby sa zvýšila účinnosť takýchto veží a veterných turbín prevádzkovaných pomocou vztlaku vo vetre, malo by byť, ak je to možné, veľká sila: od 1000 do 20000 kW.
Zároveň sú rozmery veterných generátorov obmedzené namáhaním vznikajúcim v štruktúre podpier, lopatiek a iných zaťažovaných prvkov.
Preto veterné generátory by mal mať čo najmenšiu hmotnosť a zdvíhaciu silu ako hnaciu silu, aby mal vyššiu rýchlosť pri vysokých hodnotách faktora využitia veternej energie.

Výhody veterných turbín s vertikálnou osou otáčania,

ktoré produkujú silnejší a stabilnejší vietor, možno realizovať umiestnením veterných generátorov na pobrežné územie nádrží alebo do pobrežných vôd. Veterné turbíny vežového typu určené na vytváranie a využívanie vírov za účelom zvýšenia rýchlosti prúdenia a tlakového gradientu v oblasti veterného generátora možno použiť po preštudovaní zákonov rýchlostí pri tvorbe vírov.

Konštrukčné schémy veterných generátorov so zvislou osou otáčania

Vzhľadom na kolmý smer pôsobenia vetra na veterné generátory s horizontálnou osou otáčania bolo potrebné použiť orientačný systém a porovnateľne komplikovanými spôsobmi odstránenie napájania. To ich zredukovalo a skomplikovalo konštrukciu veterných turbín.
Veterný generátor s vertikálnou osou otáčania Vďaka svojej geometrii sú v ľubovoľnej polohe v akomkoľvek smere vetra. Táto schéma navyše umožňuje predĺžením hriadeľa umiestniť prevodovku s generátorom na základňu veže (obr. 6.5).

ryža. 6.5. Konštrukčná schéma veterného generátora s vertikálnou osou otáčania typu Darrieus: 1- štartér (rotor
Savonius); 2 - hriadeľ; 3; 4 — brzdové zariadenie; 5 - pracovať na dosiahnutí cieľa; b - strie; 7 - rám; K menič napätia; 9 - batéria

Medzi najbežnejšie typy veterných kolies s vertikálnou osou patrí rotor Darrieus.

V ňom je krútiaci moment vytvorený zdvíhacou silou vznikajúcou na dvoch alebo troch tenkých zakrivených nosných plochách s aerodynamickým profilom. Zdvíhacia sila je maximálna v momente, keď lopatka pretína prichádzajúci prúd vzduchu vysokou rýchlosťou. Rotor Darrieus sa nemôže točiť sám o sebe, preto sa na jeho spustenie zvyčajne používa generátor pracujúci v režime motora alebo štartér, nazývaný Savonius rotor. Toto koleso je tiež poháňané odporom.
Jeho čepele sú vyrobené z tenkých zakrivených obdĺžnikových plechov a sú jednoduché a lacné. Krútiaci moment vzniká v dôsledku rozdielneho odporu, ktorý prúdeniu vzduchu poskytujú konkávne a zakrivené lopatky rotora. Vďaka veľkej geometrickej výplni má toto veterné koleso vysoký krútiaci moment a používa sa na čerpanie vody.

Bol vyvinutý značný počet obvodov veterných generátorov s vertikálnou osou otáčania.

Podľa mnohých konštrukčných prvkov sú niektoré z nich výhodnejšie aj v porovnaní s vrtuľovými inštaláciami, najmä pre prevádzku v regiónoch s vysokým potenciálom vetra. Napríklad veľmi sľubné diagramy veterných generátorov, znázornené na obr. 6.6 - 6.11.

Ryža. 6.6. Veterná elektrická korouhvička pre planétové kolesá Obr. 6.7. Možnosť montáže jednotky (celkový pohľad)

Ryža. 6.8. Kinematická schéma zariadenia na otáčanie lopatiek veterného generátora so zvislou osou

Veterná jednotka obsahuje vertikálny hriadeľ -1, na ňom namontované veterné koleso s rotujúcimi lopatkami - 2 a horizontálne nosné priečniky - 3, generátor otočného zariadenia vr.
tiahla 2. Otáčacie zariadenie je vybavené kľukovými mechanizmami, pričom ojnica 6 každého z nich je spojená s ostatnými koncami tyčí 4 a 5 každého páru pomocou pák 7 a pántov. Pri výrobe veterného kolesa s korouhvičkou 8 má rotačné zariadenie planétový prevod, ktorého planétové kolesá 9 sú spojené s kľukami 10 mechanizmov a 11. centrálne koleso je spojené s korouhvičkou 8. Pri výrobe veterné koleso s iným upevnením korouhvičky 8, zariadenie je vybavené diferenciálnym prevodom pozostávajúcim z dvoch koaxiálnych centrálnych kolies 12 a 13, s vonkajším a vnútorným ozubením a planétovými kolesami 14, ktoré sú v zábere, a centrálnym kolesom 11 vonkajšieho ozubenia je spojené s kľukami 10 mechanizmov a planétové kolesá 14 sú spojené s
korouhvička 8.

Veterný generátor alebo ľudovo povedané veterný mlyn je jednoduché zariadenie, ktoré poskytuje svojmu majiteľovi značné úspory vďaka výrobe elektrina zadarmo. Takáto inštalácia je snom každého majiteľa lokality odrezanej od centralizovaných sietí alebo letného obyvateľa nespokojného s novo prijatým potvrdením o spotrebe elektriny.

Po pochopení konštrukcie veterného generátora, princípu jeho činnosti a po preštudovaní výkresov si môžete sami vyrobiť a nainštalovať veternú turbínu, ktorá vášmu domu poskytne neobmedzenú alternatívnu energiu.

Je legálne používať vietor?

Vytvorenie vlastnej, aj keď kompaktnej elektrárne je vážna vec, a tak je logické, že sa mimovoľne vynára otázka: je ich použitie legálne? Áno, ak výkon zariadenia spusteného vetrom nepresiahne 1 kW, čo je dosť na zabezpečenie elektrický šok priemerný vidiecky dom.

Faktom je, že práve s týmto indikátorom napájania je zariadenie považované za domácnosť a nevyžaduje povinnú registráciu, certifikáciu, schválenie, registráciu a navyše nepodlieha žiadnej dani.

Pred vytvorením veterného generátora pre váš domov je však lepšie sa chrániť a vziať do úvahy niekoľko bodov:

Existujú nejaké špeciálne obmedzenia na používanie vo vašom regióne bydliska? alternatívne zdroje energie?
Aká je miestna povolená výška stožiara?
Prekročí hluk z prevodovky a lopatiek stanovené normy?
Mala by existovať ochrana pred generovaným vzdušným rušením?
Bude stožiar prekážať migrácii vtákov alebo spôsobovať iné environmentálne problémy?

Ak si vopred premyslíte všetky nuansy, potom ani daň, ani environmentálne služby, ani susedia nebudú môcť uplatniť nároky a zabrániť prijímaniu bezplatnej elektriny.

Ako funguje veterná turbína?

Na fotografii sú hotové domáce veterné generátory reprezentované predĺženými kovovými konštrukciami na troch alebo štyroch podperách, pričom lopatky sa pohybujú od vetra. Výsledkom je, že kinetická energia prijatá prúdením vetra sa premení na mechanickú energiu, ktorá naštartuje rotor a zmení sa na elektrický prúd.

Tento proces je výsledkom dobre zavedenej prevádzky niekoľkých povinných komponentov veternej elektrárne (WPP):

Vrtuľa s dvoma alebo viacerými listami;
rotor turbíny;
prevodovka;
Ovládač;
Os a generátor elektrického generátora;
Invertor;
Batéria.

Je tiež potrebné zabezpečiť brzdový klátik, gondolu, stožiar, korúhvičku, nízko a vysokorýchlostný hriadeľ. Zariadenie tiež určuje princíp činnosti veterného generátora: rotujúci rotor produkuje trojfázový striedavý prúd, prechádzajúci cez riadiaci systém a nabíja DC batériu.

Konečné ampéry sú konvertované meničom a odosielané cez pripojené vedenie do výstupných bodov: zásuvky, osvetlenie, domáce spotrebiče a elektrické spotrebiče.

Ako to urobiť sami?

Najspoľahlivejšia a najjednoduchšia konštrukcia sa považuje za rotačnú veternú turbínu, ktorá je inštaláciou s vertikálnou osou otáčania. Pripravený domáci generátor tento typ je schopný plne zabezpečiť spotrebu energie chaty, vrátane vybavenia obytných priestorov, prístavieb a pouličného osvetlenia(aj keď nie príliš svetlé).

Ak získate invertor so 100 V a 75 A batériou, veterný mlyn bude oveľa výkonnejší a efektívnejší: bude dostatok elektriny pre kamerové systémy a poplašné systémy.

Na výrobu veterného generátora budete potrebovať konštrukčné diely, Spotrebný materiál a nástrojov. Prvým krokom je nájsť vhodné základné prvky veterné turbíny, z ktorých mnohé možno nájsť medzi starými skladmi:

Generátor z auta s výkonom asi 12 V;
Nabíjateľná batéria 12 V;
Tlačidlový polohermetický spínač;
Vynálezca;
Auto relé používané na nabíjanie batérie.

Budete tiež potrebovať spotrebný materiál:

Upevňovacie prvky (skrutky, matice, izolačné pásky);
Oceľová alebo hliníková nádoba;
Elektroinštalácia s prierezom 4m2. mm (dva metre) a 2,5 m2. mm (jeden meter);
Stožiar, statív a ďalšie prvky na zvýšenie stability;
Silné lano.

Je vhodné nájsť, študovať a vytlačiť výkresy veterných generátorov vlastnými rukami. Budete tiež potrebovať nástroje vrátane uhlovej brúsky, metra, klieští, vŕtačky, ostrého noža, elektrickej vŕtačky, skrutkovačov (Phillips, mínus, indikátor) a kľúčov.

Po príprave všetkého, čo potrebujete, môžete začať s montážou a zamerať sa na pokyny krok za krokom ktorý vám povie, ako vyrobiť veterný generátor vlastnými rukami:

Od kovová nádoba odrežte čepele rovnakej veľkosti, pričom na základni ponechajte nedotknutý niekoľkocentimetrový pás kovu.
Symetricky vytvorte otvory pomocou vŕtačky pre existujúce skrutky v spodnej časti základne kontajnera a kladky generátora.
Ohnite čepele.
Zaistite čepeľ ku kladke.
Nainštalujte a zaistite generátor na stožiari pomocou svoriek alebo lana, pričom ustúpte asi desať centimetrov zhora.
Nastavte kabeláž (na pripojenie batérie stačí metrový vodič s prierezom 4 mm2, na zaťaženie osvetlením a elektrospotrebičmi - 2,5 mm2).
Označte schému zapojenia, farebné a písmenové označenia pre budúce opravy.
Nainštalujte konvertor pomocou drôtu s priemerom štvrtiny.
Ak je to potrebné, ozdobte štruktúru korouhvičkou a namaľte ju.
Zaistite drôty omotaním inštalačného stožiara.

Urob si sám 220 Voltové veterné generátory sú príležitosťou poskytnúť daču resp Dovolenkový dom elektrina zadarmo v čo najskôr. Zriadenie takejto inštalácie zvládne aj začiatočník a väčšina dielov na konštrukciu už dlho ležala ladom v garáži.

Fotografie veterných generátorov vlastnými rukami

Snáď nejeden letný obyvateľ bude namietať, že dnes treba mať nejaký ten alternatívny zdroj elektriny, lebo svetlo sa dá každú chvíľu vypnúť. Domáce veterné generátory sa dnes stali veľmi populárnymi ako zdroj voľnej energie. Na trhu sú ponúkané rôzne modely takýchto zariadení a na internete môžete vidieť schémy, výkresy a videá, ktoré vám umožňujú zostaviť si ich sami.

Stojí za zmienku, že domáci veterný generátor bude veľmi užitočný aj pri jeho nízkom výkone. Už len to, že v úplnej tme bude dacha osvetlená a vy môžete bez problémov sledovať televíziu alebo nabíjať mobilné zariadenie, vás ochráni pred problémami a zvýši vašu prestíž pred susedmi.

Tri malé tajomstvá

Prvým tajomstvom je, v akej výške bude inštalovaný domáci veterný generátor. Je jasné, že je jednoduchšie ho namontovať vo výške niekoľkých metrov od zeme, ale potom to nebude mať veľký úžitok. Treba si uvedomiť, že čím je veterný generátor vyšší, tým je vietor silnejší, jeho lopatky sa točia rýchlejšie a tým viac energie môžete získať z podomácky vyrobenej elektrárne.

Druhým tajomstvom je výber batérie. Na internete radia neštiepiť chĺpky a inštalovať autobatériu. Áno, je to jednoduchšie a na prvý pohľad aj lacnejšie. Musíte však vedieť, že autobatérie by mali byť inštalované v dobre vetranom priestore, vyžadujú si starostlivosť a ich životnosť nepresahuje 3 roky. Bolo by lepšie kúpiť špeciálnu batériu. Hoci to stojí viac, bude to stáť za to.

Tretím tajomstvom je, ktorý veterný generátor je lepší na výrobu seba - horizontálny alebo vertikálny? Každá možnosť má svoje výhody a nevýhody. Budeme uvažovať vertikálne veterné generátory, ktorých princíp činnosti je znázornený na obr.

Po prvé, o nevýhodách: vertikálny veterný generátor má nízku účinnosť v porovnaní s horizontálne modely, jeho montáž si vyžaduje viac materiálov, čo teda vedie k zvýšeniu nákladov na konštrukciu. Na druhej strane môžu fungovať pri slabšom vetre ako ich horizontálne náprotivky, čo kompenzuje ich nízku účinnosť. Netreba ich zdvíhať príliš vysoko a ich inštalácia a inštalácia je jednoduchšia a lacnejšia, čím sa eliminuje rozdiel v nákladoch na materiál.

Dôležitým faktorom je, že vertikálny veterný generátor je spoľahlivejší počas náhlych poryvov vetra a hurikánov, pretože jeho stabilita sa zvyšuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou otáčania. okrem toho vertikálne konštrukcie Sú prakticky tiché, čo umožňuje ich inštaláciu kdekoľvek, až po strechu obytného domu. To všetko vedie k tomu, že tieto inštalácie sú čoraz žiadanejšie a vyrábajú sa v rôznych modifikáciách, v závislosti od požadovaného výkonu a vetra prevládajúcich v určitých regiónoch, čo, mimochodom, môžete vidieť na videu nižšie.

Najjednoduchší dizajn

Nie je ťažké zostaviť vertikálny veterný generátor s nízkym výkonom vlastnými rukami bez preháňania, odpadové materiály: veľký plastová fľaša alebo plechovka, oceľová náprava a starý elektromotor. Nádobu alebo fľašu stačí rozrezať na polovicu a tieto polovice zaistiť na osi otáčania pripojenej ku generátoru (obr. 3). Je ľahké takýto vertikálny veterný mlyn zložiť a vziať si ho so sebou na rybačku alebo na túru, kde vám nielen osvetlí priestor na spanie, ale umožní vám aj dobiť telefón alebo iné mobilné zariadenie.

Vlastná elektráreň na letné sídlo

Ale robiť viac bude musieť začať nákupom vedra a to nie je vtip. Áno, na začiatok si budete musieť kúpiť obyčajné pozinkované vedro. To, samozrejme, ak sa takéto deravé vedro nepovaľuje niekde v maštali. Označíme ho na štyri časti a kovovými nožnicami urobíme zárezy, ako je znázornené na obr.4.

Vedro je pripevnené zospodu ku kladke generátora. Mala by byť zaistená štyrmi skrutkami, ktoré sú umiestnené striktne symetricky a v rovnakej vzdialenosti od osi otáčania, čím sa zabráni nerovnováhe.

Takže takmer všetko je pripravené, zostáva len dokončiť nasledujúce kroky:

Ohnite kov na štrbinách, aby ste získali čepele. Ak najčastejšie prevláda silný vietor, stačí mierne prehnúť boky. Ak je vietor slabý, môžete ho ohnúť ďalej. V každom prípade je možné veľkosť ohybu upraviť neskôr;
Pripojte všetko potrebné vybavenie(okrem generátora), ako je znázornené na obr. 5;
Zaistite generátor pomocou drôtov, ktoré z neho prichádzajú na stožiar;
Zabezpečte stožiar;
Pripojte vodiče prichádzajúce z generátora k ovládaču.

Všetky. Vlastnoručne vyrobený veterný generátor je pripravený na použitie.

Elektrická schéma

Poďme sa na to pozrieť bližšie elektrická schéma. Je jasné, že vietor sa môže každú chvíľu zastaviť. Veterné generátory preto nie sú pripojené priamo k domácim spotrebičom, ale najskôr sa z nich nabíjajú do batérií, aby sa zaistila bezpečnosť, pri ktorej sa používa regulátor nabíjania. Ďalej, vzhľadom na to, že batérie poskytujú nízkonapäťový jednosmerný prúd, zatiaľ čo takmer všetky domáce spotrebiče spotrebúvajú striedavý prúd 220 voltov, je nainštalovaný menič napätia alebo, ako sa tiež nazýva, menič a až potom sú pripojení všetci spotrebitelia.

Aby veterná elektráreň zabezpečila prevádzku osobného počítača, TV, poplašného systému a niekoľkých energeticky úsporných svietidiel, stačí nainštalovať batériu s kapacitou 75 ampér/hod., menič napätia (invertor) s prípojkou výkonom 1,0 kW, plus generátor príslušného výkonu. Čo ešte potrebujete, keď relaxujete na chate?

Poďme si to zhrnúť

Vertikálny veterný generátor, ktorý môže byť vyrobený podľa vyššie uvedených pokynov, môže pracovať pri pomerne slabom vetre a bez ohľadu na jeho smer. Jeho konštrukcia je zjednodušená vďaka tomu, že nemá lopatku, ktorá otáča vrtuľu horizontálneho veterného generátora vo vetre.

Hlavnou nevýhodou veterných turbín s vertikálnou osou je ich nízka účinnosť, ktorú však kompenzuje množstvo ďalších výhod:

Rýchlosť a jednoduchosť montáže;
Absencia ultrazvukových vibrácií typických pre horizontálne veterné generátory;
Nízke nároky na údržbu;
Dostatočne tichý chod, ktorý vám umožní nainštalovať vertikálny veterný mlyn takmer kdekoľvek.

Vlastnoručne vyrobený veterný mlyn samozrejme nemusí odolať príliš silnému vetru, ktorý by mohol vedro odtrhnúť. Ale to nie je problém, len si treba kúpiť nový, alebo starý uložiť niekde v maštali.

Vo videu nižšie môžete vidieť, ako sú napájané domáce spotrebiče v krajine. Je pravda, že veterný generátor tu nie je vyrobený z vedra, ale je vyrobený aj vlastnými rukami.

IN V poslednej dobe Došlo k prudkému nárastu popularity alternatívnych zdrojov energie. Využitie vetra je jednou z najpopulárnejších oblastí v energetickom sektore, preto veľa ľudí premýšľa o kúpe vertikálneho veterného generátora pre svoj domov. Remeselníci sa pokúšajú postaviť takúto inštaláciu vlastnými rukami, čo je celkom možné.

všeobecné informácie

Úlohou modernej vertikálnej veternej turbíny je premieňať silu vetra na elektrická energia. Prvé prototypy takéhoto vynálezu sa objavili už dávno, no v tých časoch im ľudia nepripisovali taký význam ako teraz. Čo sa týka moderné inštalácie, potom sa vyznačujú množstvom výhod a poskytujú stabilnú dodávku elektriny, čo je dosť pre domáce potreby. V niektorých európskych krajinách je podiel spotrebovaných energetických zdrojov generovaných veternými elektrárňami 25 %. Medzi nimi je aj Dánsko.

Vertikálne veterné generátory sú v niektorých ohľadoch lepšie ako klasické horizontálne typy, čo je spôsobené špecifickým dizajnom a princípom fungovania. Na rozdiel od modelov s horizontálnou osou nemajú prakticky žiadne komponenty a mechanizmy orientované na prúdenie vetra. Vďaka tejto vlastnosti je výrazne znížené akékoľvek hydroskopické zaťaženie a konštrukcia zaujme ľubovoľnú polohu bez ohľadu na smer prúdenia vetra. Navyše, takéto veterné turbíny majú viac jednoduché prevedenie, čo vám umožňuje postaviť si ich doma.

Medzi kľúčové typy inštalácií s vertikálnou osou otáčania patria:

ortogonálny dizajn;
Darrieov mechanizmus;
Savoniov mechanizmus;
veterná turbína so špirálovitým dizajnom.

Hlavné výhody

Hlavnou výhodou vertikálnej veternej turbíny je jej schopnosť pracovať v nízkych nadmorských výškach, čím sa dosahuje vysoká úroveň účinnosti. A hoci je horizontálny veterný generátor produktívnejší, vertikálny veterný generátor nemusí počas údržby systému používať zložité mechanizmy alebo drahé zariadenia a konštrukcia je vysoko spoľahlivá a má dlhú životnosť.

Vďaka špeciálnemu profilu lopatiek a špecifickému tvaru rotora poskytuje jednotka najlepšie ukazovatele výkonu, ktoré sa nemenia v závislosti od pohybu vetra. Kompaktné modely pre domáce použitie sú vybavené tromi (alebo viacerými) otočnými prvkami, ktoré dokážu okamžite zachytiť poryv vetra a začať proces jeho premeny na elektrickú energiu. Pracujú pri sile vetra 1,5 m/s, čo výrazne zvyšuje ich účinnosť a efektivitu.

Počas prevádzky zariadenie nevytvára hluk ani zvuk charakteristický pre veľké veterné mlyny, čo sa považuje za nespornú výhodu. Tiež nevyhadzuje škodlivé látky do atmosféry, nepotrebuje častú údržbu a naďalej dlhodobo dodáva do miestnosti kvalitnú energiu. Ak si urobíte zoznam výhod vertikálne veterné generátory, potom bude pozostávať z nasledujúcich bodov:

Maximálna šetrnosť k životnému prostrediu.
Schopnosť prevádzky bez dodatočného paliva.
Ekonomický.
Nedostatok komplexnej a častej údržby.
Pracujte na báze nevyčerpateľnej energie.

Ak je veterná turbína správne navrhnutá, môže premeniť súkromný priestor na autonómne zariadenie na výrobu elektriny a stať sa dodatočným zdrojom príjmu. Okrem výhod však takéto jednotky majú aj nevýhody:

drahé. Továrenské modely zahraničných značiek sú pomerne drahé, ale veterné generátory s vertikálnou osou ruskej výroby sú dosť cenovo dostupné.
Slušná hladina hluku. Táto nevýhoda je prítomná vo veľkých priemyselných veterných turbínach, pretože domáci vývoj je takmer tichý.
Nestabilná sila.

Posledná vlastnosť veterných turbín sa považuje za najvýznamnejšiu, ale odborníci sa jej zbavujú inštaláciou niekoľkých batérií. Je tiež dôležité poznamenať, že výkon veternej farmy môže byť ovplyvnený poveternostnými podmienkami, ktoré sú často nepredvídateľné. Existuje oveľa viac výhod takéhoto generátora energie ako nevýhod, takže otázka jeho inštalácie v súkromnom dome je čoraz aktuálnejšia.

Princíp činnosti a klasifikácia

Prevádzka vertikálneho veterného mlyna je založená na princípe magnetickej levitácie. Keď sa turbíny otáčajú, vznikajú impulzné a vztlakové sily, ako aj skutočné brzdné sily. Vďaka prvým dvom lopatkám sa inštalácia začne pohybovať, čo spôsobí aktiváciu rotora a vedie k vytvoreniu magnetické pole. Systém funguje autonómne a nevyžaduje účasť majiteľa.

Napriek tomu všeobecný princíp práce, zariadenia na zachytávanie vetra sa môžu líšiť svojim dizajnom. A hoci to nemá prakticky žiadny vplyv na efektivitu a produktivitu, pomáha to nájsť najlepšia možnosť pre konkrétne úlohy v konkrétnej oblasti.

Ak hovoríme o ortogonálnych systémoch, sú postavené na základe silnej osi vertikálnej rotácie a niekoľkých lopatiek, ktoré sú umiestnené vo vzdialenosti od centrálnej základne. Systém nevyžaduje inštaláciu dodatočných vodiacich jednotiek a plne funguje pri akomkoľvek vetre. Vertikálna poloha hlavného hriadeľa umožňuje inštaláciu pohonu na úrovni terénu, čo značne zjednodušuje ďalšiu obsluhu alebo opravy.

Jediným slabým miestom v ortogonálnych generátoroch sú podporné uzly. Nemajú veľmi dlhú životnosť, čo sa vysvetľuje potrebou pracovať pod vysoké zaťaženie, ktorým rotor pôsobí. Aby sa predišlo rýchlemu poškodeniu systému, je potrebné včas udržiavať podporné časti a nahradiť chybné prvky novými.

Medzi nevýhody zariadení tohto typu patrí pôsobivá hmotnosť lopatiek, ako aj nižší ukazovateľ účinnosti v porovnaní so zariadeniami s horizontálnou osou. Ale na domáce účely sú takéto veterné generátory dosť. Svoje pracovné povinnosti zvládajú najlepším možným spôsobom.

Modely s rotormi Darrieus a Savonius

Zariadenia založené na rotore Darrieus sú vybavené vertikálnou osou otáčania a dvoma alebo tromi systémami plochých lopatiek, ktoré nemajú charakteristický aerodynamický profil a sú umiestnené na základni a na vrchu. Princíp fungovania inštalácie je založený na sile alebo smere vetra. Výhody takéhoto veterného mlyna zahŕňajú:

Maximálna rýchlosť otáčania.
Možnosť montáže pohonného systému priamo na zem.
Jednoduchá kontrola a údržba.

Modely s dvoma lopatkami interagujú s vetrom iba pri silných nárazoch. Ak prúdenie vetra nie je dostatočne intenzívne alebo rovnomerne prúdi, zostávajú nehybné. Nevýhody veterných turbín s generátorom Daria zahŕňajú zraniteľnosť voči dynamickým zaťaženiam a relatívne nízky index účinnosti.

Čo sa týka veterné zariadenia, vybavené rotorom Savonius, majú polvalcové lopatky a poskytujú vysoký krútiaci moment aj pri nedostatočnom vetre. Maximálny výkon veterných generátorov tohto typu dosahuje 5 kW, takže sa prakticky nepoužívajú ako nezávislé pracovná stanica. Namiesto toho sa zariadenia začali používať ako nástroj na zrýchlenie modelov rotorov Darrieus. Z dôvodu významných nedostatkov sa hromadná výroba takéhoto zariadenia považuje za neopodstatnenú.

Iné typy

Veterné turbíny vybavené viaclistým rotorom sú kvalitnou modernizáciou klasických ortogonálnych modelov. Ich práca je založená na rotorovom komplexe niekoľkých lopatiek usporiadaných v dvoch radoch. Vonkajšia vrstva je statická a funguje ako vodiaci mechanizmus, ktorý zachytáva prúdenie vetra a stláča ho. Vďaka tejto technológii sa skutočná rýchlosť vetra výrazne zvyšuje.

Druhá vrstva pozostáva z pohyblivých prvkov, ktoré vnímajú prúdenie vzduchu z vonkajších lopatiek pod určitým uhlom. Táto konfigurácia robí zariadenie vysoko produktívnym a výrazne zvyšuje jeho účinnosť. Ale systémy s viaclopatkovým rotorom nie sú lacné, takže priemerní spotrebitelia sa rozhodnú pre jednoduchšie a dostupné riešenia. Odborníci na energetiku však tvrdia, že táto inštalácia demonštruje najlepšia účinnosť vo svojej triede a dokáže fungovať aj pri slabom vetre.

Na trhu sú rozšírené aj špirálové veterné turbíny, ktoré sú vylepšenou verziou ortogonálnych zariadení. V týchto zariadeniach sú lopatky skrútené do oblúka, čo zaisťuje efektívne zachytenie prúdenia vetra a stabilnú rotáciu. Aplikácia pokročilá technológia rotácia znižuje dynamické zaťaženie hlavných pracovných prvkov, čo má pozitívny vplyv na životnosť inštalácie.

Zariadenia so špirálovým rotorom majú maximálnu spoľahlivosť a sú schopné zvládnuť veľké zaťaženie. Počas prevádzky však môžu produkovať hluk a ďalšie zvukové vlny.

Bohužiaľ, tento typ veternej turbíny nezískal veľkú popularitu kvôli vysokým nákladom. Vysvetľuje to skutočnosť, že výroba helikoidných zariadení je veľmi náročný na prácu a čas, ktorý zahŕňa použitie komplexnej technológie.

Zariadenia s vertikálnou osou

Pokiaľ ide o generátory s vertikálnou osou, líšia sa od predchádzajúcich typov umiestnením systému lopatiek. Vo vertikálnej konfigurácii pripomína krídlo lietadla s osou rovnobežnou s vertikálnym hriadeľom. Podľa ich vlastných dizajnové prvky Vynález je trochu podobný rotoru Darrieus, ale má veľa výhod a jedinečných vlastností.

Tento generátor pracuje oveľa rýchlejšie ako iné modely, takže jeho ukazovatele účinnosti sú výrazne vyššie. Zariadenie v krátkom čase vyprodukuje požadovaný zdroj energie a uspokojí potreby spotrebiteľov na spotrebu energie.

Medzi výhody systému patrí aj maximálna spoľahlivosť a trvanlivosť, schopnosť vyrovnať sa s pôsobivým zaťažením a relatívnou lacnosťou. Vďaka týmto vlastnostiam sú generátory s vertikálnou osou veľmi obľúbené a sú lídrami na trhu.

DIY výroba

Dokonca najviac jednoduché modely Veterné generátory sú dosť drahé, takže nie každý si môže dovoliť kúpiť takéto zariadenie. Z tohto dôvodu začali ľudoví remeselníci a talentovaní vynálezcovia vyrábať produktívne mechanizmy vlastnými rukami.

Nie je ťažké vyrobiť veterný generátor s vertikálnou osou. Aby ste to dosiahli, musíte nájsť vhodné komponenty, nakresliť výkresy a postupovať podľa pokynov. S minimálnymi nárazmi vetra začne fungovať takýto veterný mlyn, ktorý poteší svojich majiteľov cenovo dostupnou a kvalitnou elektrickou energiou. Ak chcete vytvoriť budúci generátor, musíte pripraviť:

rotor - pohyblivá jednotka;
systém čepelí;
axiálny stožiar;
stator;
batérie;
invertor;
ovládač.

O samovýroba Na čepele sa odporúča použiť ľahký plast, ktorý má dobrú elasticitu. Zvyšok surovín sa bojí všetkých druhov vplyvov a rýchlo sa deformuje, takže je lepšie zamerať sa na plastové konštrukcie.

Pred začatím výroby musíte vziať do úvahy, že takéto zariadenie nie je dostatočne výkonné a z hľadiska výkonu je výrazne horšie ako továrenské vzorky. Aby ste neboli sklamaní v domácom dizajne, je lepšie, aby bol vopred 2 krát výkonnejší, ako je uvedené v návode.

Bezpochyby je veterný generátor jedným z najužitočnejších vynálezov nášho storočia. A na získanie takéhoto systému nemusíte byť oligarchom, pretože s minimálnym úsilím si ho môžete vyrobiť sami.