Veter ima neverjetne energetske zmogljivosti. Neuporabo njegovega močnega potenciala je treba drzno priznati kot nerazumne odpadke. Z lahkoto lahko zgradite navpični vetrni generator z lastnimi rokami in dobite praktično brezplačno energijo za pokrivanje domačih potreb. Popolnoma resnično se strinjate?
Ta članek bo pomagal podrobneje razumeti zapleteno tehnično vprašanje. Sistematizirane, dostopne informacije so predstavljene v najmanjši podrobnosti, ki zajema načelo delovanja priljubljenih sistemov, ki pretvarjajo energijo zračnih mas v elektriko.
Brez dvoma vas zanima ideja o ustvarjanju vetrnice, katere posebnost je opisana v članku. Podrobno smo pregledali različne vrste vertikalnih vetrnih generatorjev, ki so se dotaknili njihovih razlik, prednosti in slabosti. Besedilni del materiala je popolnoma dopolnjen s fotografijami in video navodili.
Prednosti in princip delovanja vetrnih turbin
Moderni vertikalni generator - ena od alternativnih energijskih možnosti za dom. Enota lahko pretvori sunke vetra v energetski vir. Za pravilno delovanje ne potrebujejo dodatnih naprav, ki določajo smer vetra.
Zelo enostavno je izdelati rotacijski vetrni generator z lastnimi rokami. Seveda, ne bo mogel v celoti prevzeti energije za zasebno velikih velikih kočo, vendar se bo popolnoma spopadel z razsvetljavo gospodarskih zgradb, vrtnih poti in lokalnega območja.
Naprava vertikalnega tipa deluje na nizki višini. Za njegovo vzdrževanje, ni potrebe po različnih napravah za zagotovitev varnega izvajanja popravil in vzdrževanja na višini.
Minimalni del gibljivih delov je vetrna turbina bolj zanesljiva in operativno stabilna. Optimalni profil lopatic in prvotna oblika rotorja zagotavljata napravi visoko stopnjo učinkovitosti, ne glede na smer, v kateri veter piha v danem trenutku.
Majhni gospodinjski modeli so sestavljeni iz treh ali lažjih rezil, ki takoj ujamejo najšibkejši sunek in se začnejo vrteti takoj, ko sila vetra preseže 1, 5 m / s. Zaradi te sposobnosti njihova učinkovitost pogosto presega učinkovitost velikih obratov, ki zahtevajo močnejši veter.
Generator deluje popolnoma tiho, ne posega v lastnike in sosede, ne ustvarja škodljivih emisij v ozračje in zanesljivo služi že več let, skrbno dobavlja energijo stanovanjskim prostorom.
Navpični vetrni generator deluje na principu magnetne levitacije. V procesu rotacije turbine nastajajo impulzne in dvižne sile ter sila dejanskega zaviranja. Prva dva sta prisiljena vrteti rezila enote. To dejanje aktivira rotor in ustvarja magnetno polje, ki proizvaja elektriko.
Mlin na veter z navpično osjo vrtenja je manj učinkovit kot njegovi horizontalni kolegi. Ampak to ne uveljavlja terjatve za ozemeljsko lokacijo in v celoti deluje v skoraj vsakem priročnem mestu za lastnike stanovanj
Naprava deluje popolnoma neodvisno in ne zahteva posredovanja lastnikov v procesu.
Klasifikacija vertikalnih generatorjev
Obstaja nekaj strukturnih razlik med navpičnimi merilnimi napravami. To ne pomeni, da so enote boljše ali slabše, ampak vam preprosto omogoča, da izberete najprimernejšo možnost za opravljanje določenih nalog na določenem področju.
# 1: Značilnosti ortogonalnega sistema
Strukturno ortogonalni vetrni generator je sestavljen iz trdne osi vertikalne rotacije in več vzporednih lopatic, oddaljenih od osnove središča za določeno razdaljo.
Naprava ne potrebuje dodatnih vodilnih mehanizmov in deluje normalno, ne glede na smer vetra. Navpična glavna gred omogoča namestitev pogonske opreme na tleh, kar zelo poenostavi delovanje, popravilo in vzdrževanje.
Podporna vozlišča pravokotnega generatorja imajo zelo dolgo življenjsko dobo. To je posledica visokih dinamičnih obremenitev, ki jih ima rotor med delovanjem. Za zagotovitev, da vgradnja ne bo prezgodaj odpovedala, je treba vse podporne dele redno pregledovati in pravočasno zamenjati s poškodovanimi.
Slabosti ortogonalnih naprav so preveliki rezilni sistem in nizka učinkovitost v primerjavi z učinkovitostjo modulov horizontalne osi.
# 2: Darijski rotorji
Vetrni generator, ki je opremljen z Darierjevim rotorjem, ima navpično os rotacije in 2-3 ploske pasovne lopatice brez značilnega aerodinamičnega profila, pritrjenega na dnu in na vrhu osi vrtenja.
Enota v svojem delu se ne osredotoča na silo ali smer vetra, ima visoko hitrost vrtenja in omogoča lokacijo pogonskih naprav na tleh, kar olajša in pospeši proces načrtovanega vzdrževanja in morebitnega popravila.
Dvo-rezilni generatorski agregati z Darierjevim rotorjem se aktivirajo le z močnim sunkom vetra. Z enakomerno tekočim tokom se ne morejo samostojno zagnati.
Podporne in vrtljive enote naprave z Darierjevim rotorjem so občutljive na povečane dinamične obremenitve, učinkovitost rezilnega sistema pa je v mnogih pogledih slabša od aksialnih vodoravnih naprav.
# 3: Savonski rotorski sklopi
Navpična vetrna turbina s Savoniusovim rotorjem ima polcilindrični sistem lopatic in se od podobnih naprav razlikuje z visokim zagonskim navorom in zmožnostjo učinkovitega delovanja pri nizkih hitrostnih vetrovih.
Moč, ki je na voljo na trgu vertikalnih vetrnih turbin z rotorjem Savonius, ne presega 5 kW. Instrumenti se redko uporabljajo kot samostojna enota dela in se najpogosteje uporabljajo za ustvarjanje višjega vrtilnega navora za rotacijske instalacije Darye.
Pri očitanju vertikalnega kompleksa s Savoniusovim rotorjem se v primerjavi s horizontalnimi vetrnimi generatorji doseže povečana poraba materiala in manjša učinkovitost. Zato se sprostitev opreme velike moči tega razreda ne šteje za primerno.
# 4: Vetrnica z rotorjem z več rezili in vodilom
Ta vrsta naprave je izboljšana različica klasičnega ortogonalnega vetrnega generatorja. Kompleks rotorjev je sestavljen iz rezil, razporejenih v dveh vrstah.
Zunanja plast rezila ostane statična in deluje kot vodilo. Ulovi tok vetra, ga ujame, stisne in na ta način znatno poveča dejansko hitrost vetra.
Notranja vrsta lopatic je premična konstrukcija, na kateri pod določenim kotom pade tok zraka iz prve rotorske instalacije.
Učinkovitost vetrnega generatorja z rotorjem z več rezili z vodilnim sistemom je ta naprava posebej privlačna za potrošnike. Vendar pa so stroški take opreme precej visoki in se izplačajo nekoliko dlje kot podobne naprave enostavnejše konfiguracije.
Strokovnjaki to vrsto naprave označujejo kot najbolj učinkovito v svojem razredu in poudarjajo, da specifična zasnova omogoča delo tudi pri najnižjih možnih hitrostih vetra.
# 5: Značilnosti instrumentov s helikoidnim rotorjem
Helicoid vetrna turbina ali generator Gorlov je še ena modifikacija tradicionalnega ortogonalnega rotorskega sistema. Rezila modela so zvita v loku. Ta konstrukcijska značilnost omogoča hitro ujemanje pretoka zraka in gladko vrtenje brez drkanja.
To načelo delovanja bistveno zmanjša dinamično obremenitev podnožja in gibljivih delov, s čimer se poveča njihova življenjska doba.
Naprave z rotorjem tipa helikoid so zelo zanesljive in zlahka prenesejo precejšnje obratovalne obremenitve. Vendar pa taki mlinčki med obratovanjem ustvarjajo izrazite zvočne učinke in proizvajajo dodatne zvočne valove, ki so v kratkotalni regiji zvočnega spektra.
Twisted rotor lopatice za helicoid vetrnice narediti za zelo progresivno, vendar kompleksne tehnologije. Zaradi tega imajo enote precej visoke stroške in niso zelo priljubljene pri zasebnih potrošnikih.
# 6: Značilnosti rotorjev z navpično osjo
Glavna razlika med vertikalno-aksialnim generatorjem je vertikalno postavljena lopatica, ki je podobna letalskemu krilu v profilu, katerega os je jasno vzporedna z navpično gredjo. Zasnova je nekoliko podobna rotorju Daria, v produkcijskem okolju pa se proizvaja veliko hitreje in lažje.
Generator z vertikalnim aksialnim rotorjem je veliko hitrejši od podobnih naprav tega razreda, dvigne obratovalno hitrost in začne proizvajati potrebno energijo. Proces spremlja majhen zvočni učinek in ne ovira lastnikov namestitve ali sosedov.
Vetrne turbine z rotorjem vertikalno-aksialnega tipa odlikujejo zanesljivost in vzdržljivost, zlahka prenesejo precejšnje obratovalne obremenitve in ne stanejo preveč denarja. Zaradi teh lastnosti so pomembne za uporabo ne samo v industrijskih, ampak tudi za gospodinjske namene.
V članku so predstavljene značilnosti izbire vetrnih generatorjev za zasebno hišo in pregled najboljših ponudb.
Ročno napisana vetrnica
Ustvarjanje vetrnega generatorja z navpično osjo vrtenja v domu z lastnimi rokami ni pretežko. Dovolj je, da kupite potrebne sestavne dele, jih sestavite v pravilnem zaporedju in namestite modul na izbrano mesto. Takoj ko bo prišlo do minimalnega vetra, bo izdelek deloval in začel dajati lastnikom potrebno energijo.
1. korak: nabava komponent in materialov
Za izdelavo vetrnih vetrnih generatorjev z lastnimi rokami bodo potrebne takšne komponente:
- rotor - premični del enote:
- rezila - deli, ki lovijo tok vetra;
- aksialni drog - za montažo rotorja in lopatic (lahko je v obliki dolge palice, piramide ali stojala);
- stator - zasnovan za namestitev tuljave s trdno bakreno žico;
- akumulator - zmogljiva zmogljivost za akumulacijo pridobljenega vira;
- inverter - naprava za pretvorbo enosmernega toka v izmenični tok;
- krmilnik je naprava, ki zavira generator v času, ko enota razvije dejansko moč, ki presega osnovne parametre.
Za izdelavo rezil primerna lahka kakovostna plastična folija z dobrim indikatorjem elastičnosti. Druge vrste materialov so preveč občutljive na različne poškodbe in deformacije in preprosto ne morejo obvladati tako visoke dinamične obremenitve.
Ko napravo napravite sami, se je treba zavedati, da so ročno izdelane navpične vetrne elektrarne močneje podrejene moči do tovarniških vzorcev. Zato, da ne bi bili razočarani v ustvarjeni strukturi v prihodnosti, je bolje, da jo takoj naredimo v smislu parametrov, ki so 2-krat višji od
Majhna rezila so lahko izdelana iz PVC srednje gostote, za velike, široke dele pa potrebujete najbolj trpežen material, ki lahko zdrži močan veter, ki že dolgo časa piha s hitrostjo 15 m / s in več.
Korak 2: Predpriprava elementov
Za izdelavo rezil navpičnega vetrnega generatorja se iz visoko trdne PVC cevi izrežejo 4 identični deli. Dva polkrožna fragmenta izrežeta iz kositra in se pritrdita na vsaki strani cevi. Polmer vrtenja delov rezila v tem primeru bo 690 mm, višina vsakega rezila pa bo približno 700 mm.
Za sestavljanje rotorskega sistema uporabljamo neodimove magnete (6 kosov), feritne diske s premerom 230 mm (2 kosa) in lepilo. Na prvem disku so nameščeni magneti, ki se izmenično polarizirajo in opazujejo med njimi kot 60 stopinj s premerom 165 mm. Na enak način naredijo drugi disk, nato pa zlijemo magnete z lepilom.
Za stator je izdelanih 9 svitkov in na vsakem od njih je navitih 60 zavojev iz bakrene žice s premerom 1 mm.
Ta vrstica se pojavi v tem vrstnem redu:
- zažene se 1 tuljava s koncem 4;
- začetek 4 s koncem 7 tuljave.
Druga faza se zbira po istem načelu, vendar začnejo delovati z dvema tuljavama, tretja pa s tremi tuljavami. Posebna oblika je narejena iz lista vezanega lesa, dno je obloženo z rezom iz steklenih vlaken, faze, ki so varjene iz tuljav, pa so postavljene na vrh.
Napolnite konstrukcijo z lepilom in jo pustite 1-2 dni, da bodo vsi detajli zgrabili in vzeli na pravih mestih. Nato nadaljujte s priključitvijo posameznih delov v enoten delovni sistem.
3. korak: Sestavite vse dele generatorja
Za povezavo vseh elementov generatorja v zgornjem rotorju naredite 4 luknje za vijake. Na nosilcih so magneti nameščeni na spodnji rotor. Naslednje postavite stator, tako da ste v njem že naredili luknje za pritrditev na nosilec.
Vijaki se pritisnejo na aluminijasto ploščo in nato prekrijejo z drugim rotorjem, ki ga namestimo z magneti navzdol.
Postopek sestavljanja delov se izvaja skrbno in brez naglice. Rotorji morajo biti medsebojno poravnani, tako da kasneje v konstrukciji ni zračnosti (+)
Vijaki z ključem se izmenično vrtijo, tako da se zgornji rotor spušča do dna enakomerno in brez sunkov. Ko zavzame svoje mesto, čepi odvijajo in odstranjujejo aluminijaste plošče. Na koncu je celotna konstrukcija pritrjena z maticami in jih zategnjena jasno, vendar ne pretežko, da ne bi motili niti.
4. korak: Končna namestitev strojne opreme
Za jambor vzemite trdno kovinsko cev dolžine 4-5 metrov in jo pritrdite na generator, ki je že sestavljen z lastnimi rokami. Nato je na generator pritrjen okvir s plastičnimi rezili, konstrukcija stebra pa je nameščena na predhodno pripravljeno mesto s tritočkovno ojačano podlago.
Poleg tega je položaj sistema fiksiran z raztegom.
Pri vgradnji vetrne turbine je treba jambore vzeti čim dlje. Morati mora prenašati rotor nad najvišjo strukturo na mestu. Šele takrat bo gradnja lahko učinkovito delovala in proizvedla potrebno količino virov.
Električno omrežje vetrne turbine je povezano v določenem zaporedju. Krmilnik vzame vir iz generatorja in pretvori izmenični tok v enosmerni tok, ki je potreben za polnjenje baterije. S poenostavljeno shemo lahko krmilnik sestavite sami.
Baterija akumulira sproščeno energijo in pretvornik pretvori enosmerni tok v izmenični tok, ki napaja večino gospodinjskih aparatov in sistemov za vzdrževanje doma.
Na naši spletni strani je izbor izdelkov na domačo proizvodnjo vetrnih turbin različnih tipov.
Svetujemo vam, da preberete:
- Vetrni generator z lastnimi rokami iz pralnega stroja: navodila za sestavljanje vetrnice
- Vetrni generator iz avtomobilskega generatorja do-it-yourself: tehnologija sestavljanja vetrne turbine in analiza napak
- Kako narediti vetrni generator z lastnimi rokami: naprava, načelo dela + najboljša domača izdelava
Izbira prostora za vetrni generator
Izbira pravega mesta za namestitev vetrnega generatorja je pomemben korak. Najbolje je, da napravo postavite na odprtino čim višje in pazljivo pazite, da ne pade pod nivo sosednjih stanovanjskih in kmetijskih poslopij. V nasprotnem primeru bodo stavbe postale ovira za pretok zraka in učinkovitost naprave se bo močno zmanjšala.
Če parcela gre do reke ali jezera, so vetrnice postavljene na obalo, kjer vetrovi najpogosteje pihajo. Popolnoma primeren za lokacijo generatorskih višin, ki se nahajajo na ozemlju, ali za velike prazne prostore, ki nimajo umetnih ali naravnih ovir za pretok zraka.
Kadar se stanovanjske nepremičnine (hiša, koča, stanovanje itd.) Nahajajo v mestu ali se nahajajo izven mesta, vendar v gosto poseljenih območjih, je vetrni energetski kompleks postavljen na streho.
Da bi generator postavili na streho stanovanjske stavbe, jemljejo pisno soglasje sosedov in prejemajo uradno dovoljenje ustreznih organov.
Namestitev vertikalnega generatorja na streho stanovanjske stavbe, je treba upoštevati, da je enota precej hrupna in lahko povzroči nevšečnosti tako lastnikom kot ostalim prebivalcem. Zato morate napravo namestiti bližje središču strehe, tako da lastniki stanovanj v zgornjih nadstropjih ne bodo trpeli zaradi hrupa, ki ga oddaja mlin na veter.
V zasebni hiši, ki ima veliko zasebno parcelo, je veliko lažje izbrati primerno mesto. Glavna stvar je, da se upošteva, da je zasnova na razdalji 15-25 metrov od prostorov. Nato zvočni učinki vrtljivih nožev ne bodo motili nikogar.
Vertikalno vzdrževanje instrumentov
Da bi vertikalni vetrni generator deloval učinkovito, jasno in čim bolj učinkovito, morajo biti vsi premični deli konstrukcije podmazani. Ta postopek se izvaja vsaj 2-krat v celotnem koledarskem letu.
Параллельно во время обслуживания подкручивают разболтавшиеся в результате эксплуатации гайки, укрепляют электрические соединения, проверяют механические узлы на наличие коррозийных проявлений, подтягивают ослабшие растяжечные тросы и внимательно осматривают лопасти на предмет разрыва или повреждения.
Зимой за вертикальными установками нужен особый уход. В период морозов лопасти покрываются коркой льда и ее необходимо своевременно очищать, чтобы скорость крутящего момента сохранялась на должном уровне
Покраску деталей производят по мере надобности и 1 раз в год совершают полное обследование всей конструкции на предмет выявления неисправностей. Такой уход обеспечивает корректную работу ветряной установки и продлевает ее эксплуатационный период.
Оценка целесообразности установки
Прежде чем приступать к изготовлению ветряного генератора вертикального типа, изучают метеоситуацию в своем регионе и стараются определить, сможет ли агрегат обеспечить необходимое количество ресурса.
Специалисты рекомендуют оценить следующие параметры:
- количество ветреных дней – берут среднее значение за год, когда порыв превышает 3 м/с;
- объем электроэнергии, потребляемый за сутки домовладением;
- подходящее место на собственном участке для ветряного оборудования.
Первый показатель узнают из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в интернете на соответствующих порталах. Дополнительно сверяются с печатными географическими изданиями и составляют полную картину о ситуации с ветром в своем регионе.
Статистику берут не за один год, а за 15-20 лет, только тогда средние цифры будут максимально корректными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребность домовладения в электроэнергии или его сил хватит только на питание отдельных бытовых нужд.
Если в распоряжении владельца большой участок земли, расположенный на склоне, у берега реки или на открытом пространстве, с установкой не будет проблем.
Когда же дом находится в глубине населенного пункта, а двор отличается компактными габаритами и вплотную прилегает к соседским постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию придется поднимать на 3-5 м над землей и дополнительно укреплять, чтобы при сильном порыве она не упала.
Учесть всю эту информацию нужно на этапе планирования, чтобы стало понятно, сможет ли ветряной генератор взять на себя полное энергообеспечение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. Предварительно желательно провести расчет ветряка.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Видео №1 продемонстрирует, как сделать своими руками в домашних условиях вертикальный генератор ветряного типа с роторной системой Дарье. В ролике наглядно представлены особенности и любопытные нюансы процесса сборки. Есть определение максимальной мощности изготовленного агрегата:
Как работает вертикальный ветряной генератор и в каком объеме он выдает энергоресурс, покажет видео №2. В нем дан подробный обзор модуля и описание работы по корректному проведению замеров фактической мощности и прочих параметров:
В видео № 3 представлено тестирование самодельного ветряного генератора вертикального типа. На что способен прибор, изготовленный своими руками из подручных материалов:
Такой современный и практичный источник альтернативной энергии, как вертикальные ветряки несложно собрать своими руками. При надлежащем опыте хозяйственных работ можно изготовить каждую деталь, а потом соединить все компоненты в единую, целостную конструкцию.
Если усложнять задачу не хочется, вполне уместно приобрести уже готовые компоненты и в домашних условиях, без спешки и суеты, смонтировать надежный ветряной агрегат, способный обеспечить бесперебойные поставки электричества в жилое помещение.
Когда же в своих силах нет стопроцентной уверенности, лучше поручить работу профессионалам. Они сделают все очень быстро и в полном соответствии с базовыми эксплуатационными требованиями.
Имеете опыт сооружения и эксплуатации ветрогенератора? Пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями, предложите свой способ сборки агрегата. Оставлять комментарии и добавлять фотографии самоделок можно в форме, расположенной ниже.