Kaip savo rankomis pasidaryti vėjo generatoriaus mentes: savadarbių vėjo turbinų menčių pavyzdžiai

Alternatyvių energijos šaltinių naudojimas yra viena pagrindinių mūsų laikų tendencijų.Švarią ir prieinamą vėjo energiją galima paversti elektra net jūsų namuose, pastačius vėjo turbiną ir prijungus ją prie generatoriaus.

Vėjo generatoriaus peilius galite pastatyti savo rankomis iš įprastų medžiagų, nenaudodami specialios įrangos. Mes jums pasakysime, kuri mentės forma yra efektyvesnė ir padėsime pasirinkti tinkamą vėjo jėgainės brėžinį.

Kaip veikia paprastas vėjo generatorius?

Vėjo generatorius – tai įrenginys, leidžiantis vėjo energiją paversti elektra.

Jo veikimo principas toks, kad vėjas suka mentes, pajudina veleną, per kurį sukimasis per pavarų dėžę tiekiamas į generatorių, o tai padidina greitį.

Vėjo elektrinės veikimas vertinamas KIEV – vėjo energijos panaudojimo koeficientu. Kai vėjo ratas sukasi greitai, jis sąveikauja su didesniu vėju, o tai reiškia, kad jis atima iš jo daugiau energijos.

Yra du pagrindiniai vėjo generatorių tipai:

• vertikaliai;
• horizontaliai.

Vertikaliai orientuoti modeliai sukonstruoti taip, kad propelerio ašis būtų statmena žemei. Taigi bet koks oro masių judėjimas, nepriklausomai nuo krypties, pajudina konstrukciją.

Šis universalumas yra šio tipo vėjo turbinų privalumas, tačiau našumu ir veikimo efektyvumu jos nusileidžia horizontaliems modeliams.

Horizontalus vėjo generatorius primena vėtrungę. Kad peiliai suktųsi, konstrukciją reikia pasukti norima kryptimi, priklausomai nuo oro judėjimo krypties.

Vėjo krypties pokyčiams stebėti ir fiksuoti įrengiami specialūs prietaisai. Naudojant šį varžtą, efektyvumas yra daug didesnis nei vertikaliai. Buitiniam naudojimui racionaliau naudoti tokio tipo vėjo generatorius.

Kokia ašmenų forma yra optimali?

Vienas iš pagrindinių vėjo generatoriaus elementų yra menčių rinkinys.

Yra keletas su šiomis dalimis susijusių veiksnių, turinčių įtakos vėjo malūno efektyvumui:

• svoris;
• dydis;
• forma;
• medžiaga;
• kiekis.

Jei nuspręsite sukurti namines vėjo malūno mentes, turite atsižvelgti į visus šiuos parametrus. Kai kurie mano, kad kuo daugiau generatoriaus sraigto sparnų, tuo daugiau vėjo energijos galima pagaminti. Kitaip tariant, kuo daugiau, tuo smagiau.

Tačiau taip nėra. Kiekviena atskira dalis juda prieš oro pasipriešinimą. Taigi, norint atlikti vieną apsisukimą, dideliam sraigto menčių skaičiui reikia daugiau vėjo jėgos.

Be to, dėl per daug plačių sparnų prieš sraigtą gali susidaryti vadinamasis „oro dangtelis“, kai oro srautas nepraeina pro vėjo malūną, o apeina jį.

Labai svarbu forma. Nuo to priklauso propelerio greitis. Dėl blogo srauto susidaro sūkuriai, kurie lėtina vėjo ratą

Veiksmingiausias yra vienos mentės vėjo generatorius. Tačiau sukurti ir subalansuoti jį savo rankomis yra labai sunku. Dizainas pasirodo nepatikimas, nors ir pasižymi dideliu efektyvumu. Remiantis daugelio vėjo jėgainių naudotojų ir gamintojų patirtimi, optimaliausias modelis yra trijų menčių.

Ašmenų svoris priklauso nuo jo dydžio ir medžiagos, iš kurios jis bus pagamintas. Dydis turi būti parenkamas atsargiai, vadovaujantis skaičiavimo formulėmis. Geriau apdirbti kraštus taip, kad vienoje pusėje būtų apvalinimas, o kitoje - aštrus kraštas.

Teisingai parinkta vėjo generatoriaus mentės forma yra gero jo veikimo pagrindas.

Namų gamybai tinka šios parinktys:

• buriavimo tipas;
• sparno tipas.

Burės tipo mentės yra paprastos plačios juostelės, kaip ir ant vėjo malūno.Šis modelis yra akivaizdžiausias ir lengviausiai pagaminamas. Tačiau jo efektyvumas toks mažas, kad ši forma šiuolaikiniuose vėjo generatoriuose praktiškai nenaudojama. Efektyvumas šiuo atveju yra apie 10-12%.

Daug efektyvesnė forma yra sparnuoto profilio mentės. Tai apima aerodinamikos principus, pakeliančius didžiulius orlaivius į orą. Tokios formos varžtas lengviau pajudinamas ir sukasi greičiau. Oro srautas žymiai sumažina pasipriešinimą, kurį vėjo malūnas susiduria savo kelyje.

Tinkamas profilis turėtų būti panašus į lėktuvo sparną. Vienoje ašmenų pusėje yra sustorėjimas, o kitoje - švelnus nuolydis. Oro masės aplink šios formos dalį teka labai sklandžiai

Šio modelio efektyvumas siekia 30-35%. Geros naujienos yra tai, kad sparnuotą peilį galite sukurti patys, naudodami minimalų įrankių skaičių. Visus pagrindinius skaičiavimus ir brėžinius galima lengvai pritaikyti jūsų vėjo malūnui ir be apribojimų naudoti nemokamą ir švarią vėjo energiją.

Iš ko peiliai gaminami namuose?

Medžiagos, kurios tinka vėjo generatoriaus statybai, pirmiausia yra plastikas, lengvieji metalai, mediena ir modernus sprendimas – stiklo pluoštas. Pagrindinis klausimas yra tai, kiek darbo ir laiko esate pasirengę skirti vėjo malūno gamybai.

PVC kanalizacijos vamzdžiai

Populiariausia ir plačiausiai paplitusi medžiaga plastikiniams vėjo generatorių peiliams gaminti yra paprastas PVC kanalizacijos vamzdis. Daugeliui namų generatorių, kurių varžto skersmuo yra iki 2 m, pakanka 160 mm vamzdžio.

Šio metodo pranašumai apima:

• žema kaina;
• prieinamumas bet kuriame regione;
• naudojimo paprastumas;
• daug schemų ir brėžinių internete, didelė naudojimo patirtis.

Vamzdžiai yra skirtingi. Tai žino ne tik tie, kurie gamina savadarbes vėjo jėgaines, bet ir visi, kas susidūrė su kanalizacijos ar vandentiekio įrengimu. Jie skiriasi storiu, sudėtimi ir gamintoju. Vamzdis yra nebrangus, todėl nereikia stengtis dar labiau sumažinti vėjo malūno kainą taupant PVC vamzdžius.

Prastos kokybės plastikinių vamzdžių medžiaga gali lemti tai, kad ašmenys per pirmąjį bandymą įtrūks ir visas darbas bus atliktas veltui

Pirmiausia turite nuspręsti dėl modelio. Yra daug variantų, kiekviena forma turi savų trūkumų ir privalumų. Prieš išpjaustant galutinę versiją, gali būti verta paeksperimentuoti.

Kadangi vamzdžių kaina nedidelė, o jų galite rasti bet kurioje technikos parduotuvėje, ši medžiaga puikiai tiks pirmiesiems modeliavimo peiliukų žingsniams. Jei kas nors negerai, visada galite nusipirkti kitą pypkę ir bandyti dar kartą, jūsų piniginė nuo tokių eksperimentų nenukentės.

Patyrę vėjo energijos vartotojai pastebėjo, kad vėjo turbinų mentėms gaminti geriau naudoti oranžinius, o ne pilkus vamzdžius. Jie geriau išlaiko formą, nesusilanksto susiformavus sparnui ir tarnauja ilgiau

Dizaineriai mėgėjai teikia pirmenybę PVC, nes bandymo metu sulūžusį peiliuką galima pakeisti nauju, pagamintu per 15 minučių vietoje, jei yra tinkamas raštas. Paprasta ir greita, o svarbiausia – prieinama.

Nuotraukų instrukcijos, kaip gaminti vėjo malūno peilius iš polimerinių vamzdžių, padės vizualiai įsisavinti proceso veiksmus ir seką:

Visi parengiamieji veiksmai buvo atlikti, dabar ašmenis reikia pritvirtinti prie su vėju besisukančios dalies:

Aliuminis – plonas, lengvas ir brangus

Aliuminis yra lengvas ir patvarus metalas. Jis tradiciškai naudojamas vėjo turbinų menčių gamybai. Dėl mažo svorio, jei plokštei suteiksite norimą formą, sraigto aerodinaminės savybės bus puikios.

Pagrindinės apkrovos, kurias vėjo malūnas patiria sukimosi metu, yra nukreiptos į ašmenų sulenkimą ir lūžimą. Jei atliekant tokį darbą plastikas greitai įtrūksta ir sugenda, aliuminio varžtu galite pasikliauti daug ilgiau.

Tačiau jei palyginsite aliuminio ir PVC vamzdžius, metalinės plokštės vis tiek bus sunkesnės. Esant dideliam sukimosi greičiui, kyla didelė rizika sugadinti ne patį ašmenį, o varžtą tvirtinimo taške

Kitas aliuminio dalių trūkumas yra gamybos sudėtingumas. Jei PVC vamzdis turi lenkimą, kuris bus naudojamas ašmenų aerodinaminėms savybėms suteikti, tada aliuminis, kaip taisyklė, imamas lakšto pavidalu.

Iškirpus dalį pagal modelį, o tai savaime yra daug sunkiau nei dirbti su plastiku, gautą ruošinį vis tiek reikės valcuoti ir tinkamai sulenkti. Namuose ir be įrankių tai padaryti nebus taip paprasta.

Vietoj brangaus aliuminio galite naudoti stogo dangos likučius arba gofruoto lakšto gabalus, likusius po montavimo:

Stiklo pluoštas arba stiklo pluoštas – profesionalams

Jei nuspręsite į peilio kūrimo klausimą spręsti sąmoningai ir norite tam skirti daug pastangų bei nervų, stiklo pluoštas tiks.Jei anksčiau nesusidūrėte su vėjo generatoriais, pradėti pažintį su vėjo malūno modeliavimu iš stiklo pluošto nėra pati geriausia idėja. Visgi šis procesas reikalauja patirties ir praktinių įgūdžių.

Ašmenys, pagaminti iš kelių stiklo pluošto sluoksnių, suklijuotų epoksidiniais klijais, bus tvirti, lengvi ir patikimi. Turėdama didelį paviršiaus plotą, dalis pasirodo tuščiavidurė ir praktiškai nesvari

Gamybai naudojamas stiklo pluoštas - plona ir patvari medžiaga, gaminama ritiniais. Be stiklo pluošto, epoksidiniai klijai yra naudingi sluoksnių tvirtinimui.

Darbas prasideda nuo matricos sukūrimo. Tai ruošinys, vaizduojantis būsimos dalies formą.

Matrica gali būti pagaminta iš medžio: medienos, lentų ar rąstų. Tūrinis pusės ašmenų siluetas iškirptas tiesiai iš masyvo. Kitas variantas yra plastikinė forma.

Pačiam ruošinį pasidaryti labai sunku, prieš akis reikia turėti jau paruoštą iš medžio ar kitos medžiagos pagamintą ašmenų modelį ir tik tada iš šio modelio išpjaunama detalės matrica. Tokių matricų reikia bent 2. Bet vieną kartą padarius sėkmingą formą, ją galima naudoti daug kartų ir taip galima pastatyti ne vieną vėjo malūną.

Formos dugnas kruopščiai suteptas vašku. Tai daroma tam, kad vėliau būtų galima lengvai nuimti gatavą geležtę. Padėkite stiklo pluošto sluoksnį ir sutepkite epoksidiniais klijais. Procesas kartojamas keletą kartų, kol ruošinys pasiekia norimą storį.

Tada klijai turi išdžiūti. Kai kurie žmonės rekomenduoja įdėti formą į vakuuminį maišelį ir išpumpuoti orą. Taip klijai geriau įsiskverbia į visus stiklo pluošto sluoksnius, nepalieka neimpregnuotų vietų.

Kai epoksidiniai klijai išdžiūsta, pusė dalies atsargiai pašalinama iš matricos. Tą patį jie daro ir su antrąja puse.Dalys suklijuojamos, kad susidarytų tuščiavidurė trimatė dalis. Lengvas, patvarus ir aerodinamiškos formos stiklo pluošto peiliukas yra namų vėjo jėgainių mėgėjo meistriškumo viršūnė.

Pagrindinis jo trūkumas yra idėjos įgyvendinimo sunkumai ir daugybė defektų iš pradžių, kol bus gauta ideali matrica ir ištobulintas kūrimo algoritmas.

Pigu ir linksma: medinė dalis vėjo ratui

Medinis peiliukas – senamadiškas būdas, kurį lengva įgyvendinti, tačiau esant šiandieniniam elektros suvartojimo lygiui, neefektyvus. Detalė gali būti pagaminta iš tvirtos šviesios medienos, pavyzdžiui, pušies, lentos. Svarbu pasirinkti gerai išdžiovintą medžio gabalą.

Jei mediena drėgna, džiovinimo metu varžtas gali „išvesti“ ir deformuotis. O šlapios medienos svoris yra žymiai didesnis nei sausos

Reikia pasirinkti tinkamą formą, tačiau atsižvelgti į tai, kad medinis peiliukas bus ne plona plokštė, kaip aliuminis ar plastikas, o trimatė konstrukcija. Todėl neužtenka ruošiniui suteikti formą, reikia suprasti aerodinamikos principus ir įsivaizduoti ašmenų kontūrą visais trimis matmenimis.

Norėdami suteikti galutinę medienos išvaizdą, turėsite naudoti plokštumą, geriausia elektrinę. Siekiant ilgaamžiškumo, mediena apdorojama antiseptiniu apsauginiu laku arba dažais

Pagrindinis šios konstrukcijos trūkumas yra didelis varžto svoris. Norint pajudinti šį kolosą, vėjas turi būti pakankamai stiprus, o tai iš esmės sunku pasiekti. Tačiau mediena yra prieinama medžiaga. Vėjo turbinos sraigtui sukurti tinkamas lentas galite rasti tiesiog savo kieme, neišleisdami nė cento. Ir tai šiuo atveju yra pagrindinis medienos privalumas.

Medinių ašmenų efektyvumas yra nulinis.Paprastai laikas ir pastangos, skiriamos kuriant tokį vėjo malūną, nėra vertos gauto rezultato, išreikšto vatais. Tačiau medinė dalis turi savo vietą kaip mokymo modelis ar bandomasis gabalas. O vėtrungė su medinėmis mentėmis svetainėje atrodo įspūdingai.

Šis nuotraukų pasirinkimas supažindins jus su vėjo malūno su mentėmis, išpjautomis iš faneros, gamybos etapais:

Darbinė dalis yra paruošta ir patikrinta funkcionalumui, o tai reiškia, kad belieka ją nudažyti ir prisukti prie stiebo:

Ašmenų brėžiniai ir pavyzdžiai

Labai sunku teisingai apskaičiuoti vėjo generatoriaus sraigtą, nežinant pagrindinių parametrų, kurie rodomi formulėje, taip pat neįsivaizduojant, kaip šie parametrai veikia vėjo turbinos darbą.

Geriau nešvaistykite savo laiko, jei nenorite gilintis į aerodinamikos pagrindus. Paruošti brėžiniai ir diagramos su nurodytais rodikliais padės išsirinkti tinkamą vėjo jėgainės mentę.

Dviejų ašmenų sraigto mentės brėžinys. Pagaminta iš 110 skersmens kanalizacijos vamzdžio. Vėjo malūno sraigto skersmuo šiuose skaičiavimuose yra 1 m

Toks mažas vėjo generatorius negalės jums suteikti didelės galios.Labiausiai tikėtina, kad iš šio dizaino vargu ar pavyks išspausti daugiau nei 50 W. Tačiau iš lengvo ir plono PVC vamzdžio pagamintas dviejų menčių sraigtas suteiks didelį sukimosi greitį ir užtikrins vėjo malūno veikimą net pučiant silpnam vėjui.

Trijų menčių vėjo generatoriaus sraigto, pagaminto iš 160 mm skersmens vamzdžio, mentės brėžinys. Numatomas greitis šiuo variantu yra 5, kai vėjas 5 m/s

Tokios formos trijų menčių propeleris gali būti naudojamas galingesniems agregatams, maždaug 150 W, esant 12 V. Viso sraigto skersmuo šiame modelyje siekia 1,5 m. Vėjo ratas suksis greitai ir bus lengvai užvedamas. Trijų sparnų vėjo malūnas dažniausiai sutinkamas namų elektrinėse.

Savadarbio 5 menčių vėjo generatoriaus sraigto mentės brėžinys. Pagaminta iš PVC vamzdžio, kurio skersmuo 160 mm. Numatomas greitis – 4

Toks penkių menčių sraigtas galės sukurti iki 225 apsisukimų per minutę, kai numatomas vėjo greitis sieks 5 m/s. Norėdami pastatyti peilį pagal siūlomus brėžinius, turite perkelti kiekvieno taško koordinates iš stulpelių „Priekinės / galinės modelio koordinatės“ į plastikinio kanalizacijos vamzdžio paviršių.

Naudodamiesi žemiau pateikta lentele, galite apskaičiuoti vėjo malūno su 2-16 menčių skersmenį. Tokiu atveju dydį galite pasirinkti atsižvelgdami į norimą išėjimo galią.

Lentelėje parodyta, kad kuo daugiau sparnų turi vėjo generatorius, tuo trumpesnis turi būti jų ilgis, kad susidarytų tokios pat galios srovė

Kaip rodo praktika, gana sunku išlaikyti didesnį nei 2 metrų skersmens vėjo generatorių. Jei jums reikia didesnio vėjo malūno pagal lentelę, apsvarstykite galimybę padidinti menčių skaičių.

Su taisyklėmis ir principais vėjo generatoriaus skaičiavimas Perskaitykite straipsnį, kuriame žingsnis po žingsnio aprašomas skaičiavimų atlikimo procesas.

Vėjo turbinos balansavimas

Vėjo generatoriaus menčių balansavimas padės jam dirbti kuo efektyviau. Norėdami atlikti balansavimą, turite rasti kambarį, kuriame nėra vėjo ar skersvėjo. Žinoma, didesniam nei 2 m skersmens vėjo ratui tokią patalpą rasti bus sunku.

Ašmenys surenkami į gatavą konstrukciją ir montuojami į darbinę padėtį. Ašis turi būti išdėstyta griežtai horizontaliai, lygiai. Plokštuma, kurioje suksis sraigtas, turi būti nustatyta griežtai vertikaliai, statmenai ašiai ir žemės lygiui.

Nejudantis sraigtas turi būti pasuktas 360/x laipsnių kampu, kur x = menčių skaičius. Idealiu atveju subalansuotas vėjo malūnas nenukryps 1 laipsniu, o išliks nejudantis. Jei ašmenys pasisuko nuo savo svorio, jį reikia šiek tiek pakoreguoti, sumažinti svorį vienoje pusėje ir pašalinti nuokrypį nuo ašies.

Procesas kartojamas tol, kol varžtas visiškai nejuda bet kurioje padėtyje. Svarbu, kad balansuojant nebūtų vėjo. Tai gali iškreipti testo rezultatus.

Taip pat svarbu patikrinti, ar visos dalys sukasi griežtai toje pačioje plokštumoje. Norėdami patikrinti, valdymo plokštės yra sumontuotos 2 mm atstumu abiejose vieno iš ašmenų pusėse. Judėjimo metu jokia varžto dalis neturi liesti plokštės.

Norint valdyti vėjo generatorių su pagamintomis mentėmis, reikės surinkti sistemą, kuri kaupia gautą energiją, kaupia ją ir perduoda vartotojui. Vienas iš sistemos komponentų yra valdiklis. Apie tai, kaip daryti vėjo turbinos valdiklis, sužinosite perskaitę mūsų rekomenduojamą straipsnį.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Iš laužo medžiagų savo rankomis pastatyti vėjo malūną visiškai įmanoma. Jei pradėsite nuo paprastesnių modelių, pirmasis jūsų bandymas greičiausiai bus sėkmingas. Turėdami patirties, imkitės sudėtingesnių idėjų, kad gautumėte efektyviausią ir galingiausią vėjo generatorių.

Vaizdo įrašas Nr. 1. Kaip pagaminti vėjo malūną iš PVC vamzdžių:

2 vaizdo įrašas. Vėjo generatorius „pasidaryk pats“:

3 vaizdo įrašas. Vėjo turbina pagaminta iš cinkuoto plieno:

Jei norite naudoti švarią ir saugią vėjo energiją savo buities reikmėms ir neplanuojate išleisti daug pinigų brangios įrangos pirkimui, naminiai peiliukai iš įprastų medžiagų bus tinkama idėja. Nebijokite eksperimentuoti ir galėsite toliau tobulinti esamus vėjo malūnų sraigtų modelius.

Ar norėtumėte papasakoti, kaip savo rankomis pagaminote mentes vėjo malūnui, kuris tiekia elektrą jūsų vasarnamiui? Ar norėtumėte pasidalinti naudinga informacija su svetainės lankytojais ar užduoti klausimą? Parašykite komentarus žemiau esančiame bloke.