Vertikálny veterný generátor Urob si sám: ako zostaviť veternú turbínu so zvislou osou otáčania

Vietor má neuveriteľné energetické schopnosti.Nevyužitie jeho silného potenciálu treba smelo uznať ako neprimerané plytvanie. Vertikálny veterný generátor však môžete ľahko postaviť vlastnými rukami a získať prakticky bezplatnú energiu na pokrytie potrieb vašej domácnosti. Toto je celkom reálne, nesúhlasíte?

Tento článok vám pomôže podrobne pochopiť zložitý technický problém. Systematizované, dostupné informácie veľmi podrobne pokrývajú princíp fungovania populárnych systémov, ktoré premieňajú energiu vzdušných hmôt na elektrinu.

Bezpochyby vás unesie myšlienka vytvorenia veterného mlyna, špecifiká jeho montáže sú popísané v článku. Podrobne sme preskúmali rôzne typy vertikálnych veterných generátorov, pričom sme sa dotkli ich rozdielov, výhod a nevýhod. Textovú časť materiálu skvele dopĺňajú fotografie a videonávody.

Výhody a princíp činnosti veterných turbín

Jednou z možností je moderný vertikálny generátor alternatívna energia pre domácnosť. Jednotka je schopná premieňať nárazy vetra na zdroj energie. Pre správnu činnosť nepotrebuje ďalšie zariadenia, ktoré určujú smer vetra.

Rotačný veterný generátor je veľmi jednoduché vyrobiť vlastnými rukami. Samozrejme, nebude schopný úplne prevziať zodpovednosť za poskytovanie energie veľkej súkromnej chate, ale urobí skvelú prácu pri osvetlení prístavieb, záhradných chodníkov a miestnych oblastí.

Zariadenie vertikálneho typu funguje v nízkej výške. Jeho údržba si nevyžaduje rôzne zariadenia na zabezpečenie bezpečných opravárskych a údržbárskych prác vo veľkých výškach.

Minimum pohyblivých častí robí veternú turbínu spoľahlivejšou a prevádzkovo stabilnejšou. Optimálny profil lopatiek a originálny tvar rotora poskytujú agregátu vysokú úroveň účinnosti bez ohľadu na to, ktorým smerom vietor v danom momente fúka.

Malé modely pre domácnosť pozostávajú z troch alebo viacerých ľahkých lopatiek, okamžite zachytia najslabší poryv a začnú sa otáčať, akonáhle sila vetra prekročí 1,5 m/s. Vďaka tejto schopnosti ich účinnosť často prevyšuje účinnosť väčších inštalácií vyžadujúcich vyšší vietor.

Generátor pracuje absolútne ticho, neruší majiteľov a susedov, nevytvára škodlivé emisie do atmosféry a spoľahlivo slúži mnoho rokov, pričom starostlivo dodáva energiu do obytných priestorov.

Vertikálny veterný generátor funguje na princípe magnetickej levitácie. Keď sa turbíny otáčajú, vytvárajú sa impulzné a vztlakové sily, ako aj skutočné brzdné sily. Prvé dva spôsobujú otáčanie nožov jednotky.Táto akcia aktivuje rotor a vytvorí magnetické pole, ktoré produkuje elektrinu.

Veterná turbína s vertikálnou osou otáčania nie je z hľadiska účinnosti nižšia ako jej horizontálne náprotivky. Okrem toho si nerobí žiadne nároky na územnú polohu a plne funguje takmer na akomkoľvek mieste vhodnom pre majiteľov domov

Zariadenie funguje úplne nezávisle a nevyžaduje zásah majiteľa do procesu.

Klasifikácia vertikálnych generátorov

Existujú určité štrukturálne rozdiely medzi zariadeniami na zachytávanie vetra vertikálneho typu. Nerobí jednotky lepšími alebo horšími, ale jednoducho vám umožňuje vybrať si najvhodnejšiu možnosť na vykonávanie konkrétnych úloh v určitej oblasti.

#1: Vlastnosti ortogonálnych systémov

Štrukturálne sa ortogonálny veterný generátor skladá zo silnej osi vertikálnej rotácie a niekoľkých paralelných lopatiek umiestnených v určitej vzdialenosti od centrálnej základne.

Zariadenie nevyžaduje dodatočné vodiace mechanizmy a funguje normálne bez ohľadu na smer vetra. Vertikálne umiestnený hlavný hriadeľ umožňuje umiestniť hnacie zariadenie na úroveň terénu, čo značne uľahčuje obsluhu, opravy a údržbu.

Nosné jednotky ortogonálneho generátora nemajú veľmi dlhú životnosť. Je to spôsobené vysokým dynamickým zaťažením, ktorým na ne rotor počas prevádzky pôsobí. Aby sa zabezpečilo, že inštalácia predčasne nezlyhá, je potrebné pravidelne kontrolovať všetky nosné diely a poškodené rýchlo vymeniť za nové.

Medzi nevýhody ortogonálnych zariadení patrí príliš masívny systém lopatiek a nízka účinnosť v porovnaní s účinnosťou modulov s horizontálnou osou.

Najjednoduchšiu veternú turbínu na napájanie spotrebiteľov s nízkym výkonom je možné zostaviť z hotových komponentov:

#2: Generátory s rotorom Daria

Veterný generátor vybavený rotorom Darrieus má vertikálnu os otáčania a 2-3 ploché pásy lopatiek bez charakteristického aerodynamického profilu, pripevnené na základni a v hornej časti osi otáčania.

Jednotka sa pri svojej prevádzke neriadi silou ani smerom vetra, má vysokú rýchlosť otáčania a umožňuje umiestnenie pohonných zariadení na zemi, čo uľahčuje a urýchľuje proces plánovanej údržby a prípadných opráv.

Dvojlistové generátorové súpravy s rotorom Darrieus sa aktivujú iba silným nárazovým vetrom. Pri rovnomerne nabiehajúcom prúde sa nedokážu samé spustiť.

Nosné a rotujúce komponenty zariadenia s rotorom Darrieus sú citlivé na zvýšené dynamické zaťaženie a účinnosť systému lopatiek je v mnohých ohľadoch nižšia ako axiálne horizontálne inštalácie.

#3: Jednotky s rotorom Savonius

Vertikálna veterná turbína s rotorom Savonius má systém polvalcových lopatiek a od podobných inštalácií sa líši vysokým rozbehovým momentom a schopnosťou efektívne fungovať pri vetre s nízkou rýchlosťou.

Výkon vertikálnych veterných generátorov s rotorom Savonius ponúkaných na trhu nepresahuje 5 kW. Zariadenia sa zriedka používajú ako nezávislá pracovná jednotka, ale najčastejšie sa používajú na vytvorenie vyššieho počiatočného krútiaceho momentu pre inštalácie rotora Daria

Vertikálnemu komplexu s rotorom Savonius je vyčítaná zvýšená spotreba materiálu a nižšia účinnosť v porovnaní s veternými generátormi s horizontálnou osou. Preto sa výroba vysokovýkonných zariadení tejto triedy považuje za nevhodnú.

Nasledujúci výber fotografií vám predstaví kroky výroby veterného mlyna Savonius:

Všetky časti tohto modelu veterného mlyna Savonius okrem 3200 ot./min a 24 V generátora sú vyrábané ručne.

#4: Veterný mlyn s rotorom s viacerými lopatkami a vodidlom

Tento typ zariadenia je vylepšenou verziou klasického ortogonálneho veterného generátora. Rotorový komplex tu pozostáva z lopatiek usporiadaných v dvoch radoch.

Vonkajšia vrstva čepele zostáva statická a pôsobí ako vodiaca lopatka. Zachytáva prúdenie vetra, zachytáva ho, stláča a tým citeľne zvyšuje skutočnú rýchlosť vetra.

Vnútorný rad lopatiek je pohyblivá konštrukcia, ktorá prijíma prúdenie vzduchu z prvej rotorovej jednotky pod určitým uhlom.

Účinnosť veterného generátora s viaclopatkovým rotorom s vodiacim systémom robí toto zariadenie obzvlášť atraktívne pre spotrebiteľov.Náklady na takéto vybavenie sú však pomerne vysoké a jeho splatenie trvá o niečo dlhšie ako podobné zariadenia s jednoduchšou konfiguráciou.

Odborníci označujú tento typ zariadenia za najefektívnejší vo svojej triede a zdôrazňujú, že špecifický dizajn mu umožňuje fungovať aj pri najnižších možných rýchlostiach vetra.

#5: Charakteristika zariadení so špirálovým rotorom

Ďalšou modifikáciou tradičného systému ortogonálnych rotorov je špirálová veterná turbína alebo Gorlovov generátor. Čepele modelu sú skrútené do oblúka. Táto konštrukčná vlastnosť umožňuje rýchlo zachytiť prúd vzduchu a plynule sa otáčať bez trhania.

Tento princíp fungovania výrazne znižuje dynamické zaťaženie základne a pohyblivých jednotiek, čím sa zvyšuje ich životnosť.

Zariadenia s rotorom helikoidného typu sú veľmi spoľahlivé a ľahko vydržia značné prevádzkové zaťaženie. Počas prevádzky však takéto veterné mlyny vytvárajú výrazné hlukové efekty a vytvárajú dodatočné zvukové vlny umiestnené v krátkovlnnej oblasti zvukového spektra.

Rotačné lopatky pre špirálový veterný mlyn sú vyrobené veľmi progresívnou, ale komplexnou technológiou. Z tohto dôvodu sú jednotky pomerne drahé a medzi súkromnými spotrebiteľmi nie sú veľmi obľúbené.

#6: Charakteristiky rotorov s vertikálnou osou

Hlavným rozdielom medzi generátorom s vertikálnou osou sú jeho vertikálne umiestnené lopatky, ktorých profil pripomína krídlo lietadla, ktorého os je jasne rovnobežná s vertikálnym hriadeľom. Dizajn trochu pripomína rotor Darrieus, no vo výrobných podmienkach sa vyrába oveľa rýchlejšie a jednoduchšie.

Generátor s rotorom s vertikálnou osou naberá prevádzkovú rýchlosť oveľa rýchlejšie ako podobné zariadenia tejto triedy a začína produkovať požadovaný zdroj energie. Proces je sprevádzaný malým zvukovým efektom a neruší ani majiteľov inštalácie, ani susedov

Veterné mlyny s rotorom s vertikálnou osou sú spoľahlivé a odolné, ľahko vydržia značné prevádzkové zaťaženie a nestoja príliš veľa peňazí. Tieto vlastnosti ich robia relevantnými pre použitie nielen na priemyselné, ale aj na domáce účely.

Vlastnosti výberu veterných generátorov pre súkromný dom a prehľad najlepších ponúk sú uvedené v tento článok.

Vyrobte si vlastný veterný mlyn

Nie je príliš ťažké vytvoriť veterný generátor s vertikálnou osou otáčania doma vlastnými rukami. Stačí zakúpiť potrebné komponenty, zostaviť ich v správnom poradí a nainštalovať modul na zvolené miesto. Akonáhle je minimálny vánok, produkt bude fungovať a začne dodávať majiteľom potrebnú energiu.

Krok 1: Obstaranie komponentov a materiálov

Na výrobu vertikálneho veterného generátora vlastnými rukami budete potrebovať nasledujúce komponenty:

• rotor - pohyblivá časť jednotky:
• čepele – časti, ktoré zachytávajú prúdenie vetra;
• axiálny stožiar – na pripevnenie rotora a lopatiek (môže byť vo forme dlhej tyče, pyramídy alebo trojnožky);
• stator – navrhnuté na umiestnenie cievky z odolného medeného drôtu;
• batérie – veľká kapacita na akumuláciu prijatého zdroja;
• striedač – zariadenie na premenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd;
• ovládač – zariadenie, ktoré zabrzdí generátor v momente, keď jednotka vyvinie skutočný výkon presahujúci základné ukazovatele.

Ľahký, kvalitný doskový plast s dobrou elasticitou je vhodný na výrobu čepelí. Iné typy materiálov sú príliš náchylné na rôzne poškodenia a deformácie a jednoducho nezvládnu také vysoké dynamické zaťaženie.

Pri vlastnej výrobe zariadenia by ste mali pamätať na to, že vertikálne veterné mlyny vyrobené sami majú vážne nižšiu silu ako modely vyrobené v továrni. Preto, aby ste v budúcnosti neboli sklamaní z vytvoreného dizajnu, je lepšie ho okamžite vyrobiť podľa parametrov, ktoré sú 2-krát vyššie, ako je potrebné

Malé čepele môžu byť vyrobené z PVC so strednou hustotou, ale veľké, široké časti budú vyžadovať najodolnejší materiál, ktorý dokáže dlhodobo odolávať silnému vetru fúkajúcemu rýchlosťou 15 m/s alebo viac.

Krok 2: Predbežná príprava prvkov

Pre vytváranie čepelí Pre vertikálny veterný generátor sú z vysokopevnostnej PVC rúrky vyrezané 4 rovnaké časti. Dva polkruhové úlomky sú vyrezané z cínu a pripevnené na každú stranu potrubia. Polomer otáčania častí čepele bude v tomto prípade 690 mm a výška každej čepele bude asi 700 mm.

Na zostavenie rotorového systému si vezmite neodýmové magnety (6 ks), feritové kotúče s priemerom 230 mm (2 ks) a lepidlo. Na prvom disku sú umiestnené magnety, ktoré sa striedajú v polarite a udržiavajú medzi sebou uhol 60 stupňov s priemerom usporiadania 165 mm. Pomocou rovnakej schémy sa vytvorí druhý disk a potom sa magnety naplnia lepidlom.

Pre stator je pripravených 9 cievok a na každej z nich je navinutých 60 závitov medeného drôtu s priemerom 1 mm.

Následné spájkovanie prebieha v tomto poradí:

• začiatok 1 cievky s koncom 4;
• začiatok 4 s koncom 7 valcov.

Druhá fáza je zostavená podľa rovnakého princípu, ale práca začína s 2 cievkami a tretia - s 3 cievkami. Špeciálny tvar je vyrobený z listu preglejky, spodok je vyložený kúskom sklolaminátu a navrchu sú umiestnené fázy spájkované z cievok.

Naplňte štruktúru lepidlom a nechajte ju 1-2 dni, aby všetky časti zapadli a zaujali správne miesta. Potom začnú jednotlivé časti spájať do jedného pracovného systému.

Krok 3: Zostavenie všetkých častí generátora

Na pripojenie všetkých prvkov generátora sú v hornom rotore vytvorené 4 otvory pre kolíky. Spodný rotor je umiestnený na držiaku s magnetmi nahor. Ďalej sa umiestni stator, ktorý v ňom predtým vytvoril otvory na upevnenie na konzolu.

Čapy sa zatlačia do hliníkovej dosky a potom sa zakryjú druhým rotorom a umiestnia sa magnetmi nadol.

Proces montáže dielov sa vykonáva opatrne a bez zhonu. Rotory musia byť voči sebe zarovnané, aby sa neskôr v konštrukcii nevytvorila žiadna vôľa (+)

Čapy sa otáčajú striedavo pomocou kľúča tak, aby horný rotor padal na spodný rovnomerne a bez trhania. Keď zaujme svoje miesto, čapy sa odskrutkujú a hliníkové platne sa odstránia. Na konci je celá konštrukcia upevnená maticami a pevne utiahnutá, ale nie príliš tesne, aby nedošlo k pretrhnutiu závitu.

Krok 4: Konečná inštalácia zariadenia

Pre stožiar vezmite silnú kovovú rúrku dlhú 4-5 metrov a naskrutkujte na ňu generátor, ktorý ste už zostavili vlastnými rukami.Potom je rám s plastovými čepeľami pripevnený ku generátoru a konštrukcia stožiara je inštalovaná na vopred pripravenom mieste s trojbodovým vystuženým základom.

Okrem toho je poloha systému fixovaná pomocou nosidiel.

Pri inštalácii veternej turbíny je potrebné brať stožiar čo najdlhšie. Musí niesť rotor vyššie ako najvyššia budova na mieste. Len tak bude návrh schopný efektívne fungovať a produkovať požadované množstvo zdrojov

Elektrická sieť je pripojená k veternému mlynu v určitom poradí. Regulátor odoberá zdroj z generátora a premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd, ktorý je potrebný na nabíjanie batérie. Môcť zostavte si ovládač sami podľa zjednodušenej schémy.

Batéria uchováva uvoľnenú energiu a menič premieňa jednosmerný prúd na striedavý prúd, ktorý napája väčšinu domácich spotrebičov a systémov domácich služieb.

Na našej webovej stránke je výber článkov o domácich veterných generátoroch rôznych typov.

Odporúčame vám prečítať si:

1. Urob si sám veterný generátor z práčky: návod na zostavenie veterného mlyna
2. Urob si sám veterný generátor z automobilového generátora: technológia montáže veternej turbíny a analýza chýb
3. Ako vyrobiť veterný generátor vlastnými rukami: zariadenie, princíp fungovania + najlepšie domáce výrobky

Ďalšiu zaujímavú možnosť na výstavbu vertikálneho veterného mlyna je možné zostaviť z odpadových materiálov, pričom na nákup ďalších komponentov sa neminie viac ako 250 rubľov. Kutilovia budú potrebovať koleso bicykla, 12 ďalších lúčov bicykla, osku zo zadného kolesa bicykla s tromi maticami, oceľový pás, 11 hliníkových plátov.

Ďalej budete potrebovať 150 nitov, 18 skrutiek M4 s maticami, 3 skrutky M6 s maticami, 27 väčších podložiek a 24 malých.

Nasledujúca galéria stručne demonštruje montážne fázy:

Nasledujúce video pokyny podrobne predstaví všetky kroky:

Výber miesta pre veterný generátor

Výber správneho miesta na inštaláciu veterného generátora je dôležitým krokom. Najlepšie je umiestniť zariadenie na najvyšší otvorený bod a starostlivo zabezpečiť, aby nebolo pod úrovňou priľahlých obytných a hospodárskych budov. V opačnom prípade sa budovy stanú prekážkou prúdenia vzduchu a účinnosť jednotky sa výrazne zníži.

Ak je lokalita otočená k rieke alebo jazeru, veterný mlyn je umiestnený na brehu, kde vetry fúkajú obzvlášť často. Na umiestnenie generátora sú ideálne vyvýšenia na pozemku alebo veľké prázdne priestory, kde nie sú žiadne umelé alebo prirodzené prekážky prúdeniu vzduchu.

Keď sa obytná nehnuteľnosť (dom, chata, byt atď.) nachádza v meste alebo sa nachádza mimo mesta, ale v husto zastavaných oblastiach je na streche inštalovaný komplex veternej energie.

Na umiestnenie generátora na strechu bytového domu sa vyžaduje písomný súhlas susedov a úradné povolenie od príslušných orgánov.

Pri inštalácii vertikálneho generátora na strechu bytového domu by ste mali pamätať na to, že jednotka pracuje dosť hlučne a môže spôsobiť nepríjemnosti majiteľom aj ostatným obyvateľom.Preto musí byť zariadenie umiestnené bližšie k stredu strechy, aby majitelia bytov na vyšších poschodiach netrpeli hlasným hučaním, ktoré vydáva veterný mlyn počas prevádzky.

V súkromnom dome s veľkým záhradným pozemkom je výber vhodného miesta oveľa jednoduchší. Hlavná vec je vziať do úvahy, že konštrukcia sa nachádza vo vzdialenosti 15-25 metrov od obytných priestorov. Zvukové efekty z rotujúcich lopatiek potom nebudú nikomu prekážať.

Údržba vertikálneho zariadenia

Aby vertikálny veterný generátor fungoval efektívne, presne a čo najefektívnejšie, musia byť všetky pohyblivé časti konštrukcie namazané. Tento postup sa vykonáva najmenej 2 krát počas celého kalendárneho roka.

Zároveň sa pri údržbe doťahujú matice, ktoré sa v dôsledku prevádzky uvoľnili, posilňujú sa elektrické spoje, kontrolujú sa mechanické komponenty na koróziu, doťahujú sa uvoľnené napínacie káble a čepele sa starostlivo kontrolujú, či nie sú pretrhnuté alebo poškodené.

V zime si vertikálne inštalácie vyžadujú osobitnú starostlivosť. Počas mrazov sa čepele pokrývajú ľadovou kôrou a je potrebné ich včas vyčistiť, aby sa otáčky krútiaceho momentu udržali na správnej úrovni.

Diely sa lakujú podľa potreby a raz ročne sa vykonáva kompletná kontrola celej konštrukcie na zistenie porúch. Takáto starostlivosť zabezpečuje správnu prevádzku veternej turbíny a predlžuje jej životnosť.

Posúdenie uskutočniteľnosti inštalácie

Pred začatím výroby vertikálneho veterného generátora študujú poveternostnú situáciu vo svojom regióne a snažia sa zistiť, či jednotka môže poskytnúť požadované množstvo zdrojov.

Odborníci odporúčajú vyhodnotiť nasledujúce parametre:

• počet veterných dní — vziať priemernú hodnotu za rok, keď náraz vetra prekročí 3 m/s;
• objem elektriny, spotrebované za deň domácnosťou;
• vhodné miesto na vlastnom mieste pre veterné zariadenia.

Prvý ukazovateľ sa dozvieme z údajov získaných na najbližšej meteorologickej stanici alebo nájdených na internete na príslušných portáloch. Okrem toho kontrolujú tlačené zemepisné publikácie a vytvárajú si úplný obraz o veternej situácii vo svojom regióne.

Štatistiky sa nerobia za jeden rok, ale za 15-20 rokov, až potom budú priemerné čísla čo najpresnejšie a ukážu, či generátor bude schopný plne uspokojiť potrebu domácnosti po elektrine alebo či bude jeho výkon iba dostatočné na uspokojenie individuálnych potrieb domácnosti.

Ak má majiteľ veľký pozemok umiestnený vo svahu, pri brehu rieky alebo na voľnom priestranstve, s montážou nebudú žiadne problémy.

Keď sa dom nachádza v hĺbke obývanej oblasti a dvor má kompaktné rozmery a tesne susedí so susednými budovami, nebude ľahké nainštalovať vertikálny model veterného mlyna vlastnými rukami. Konštrukcia bude musieť byť zdvihnutá 3-5 m nad zemou a ďalej spevnená, aby v prípade silného nárazu nespadla.

Všetky tieto informácie je potrebné vziať do úvahy vo fáze plánovania, aby bolo jasné, či veterný generátor môže prevziať plnú dodávku energie, alebo jeho úloha zostane ako pomocný zdroj energie. Je vhodné vykonať výpočet veternej turbíny.

Závery a užitočné video na túto tému

Video č. 1 ukáže, ako si doma vyrobiť vertikálny veterný generátor s rotorovým systémom Daria vlastnými rukami. Video jasne predstavuje vlastnosti a zaujímavé nuansy procesu montáže. Existuje definícia maximálneho výkonu vyrobenej jednotky:

Video č.2 ukáže, ako funguje vertikálny veterný generátor a koľko energie vyrába. Poskytuje podrobný prehľad modulu a popis práce potrebnej na správne meranie skutočného výkonu a ďalších parametrov:

Video č. 3 predstavuje testovanie domáceho vertikálneho veterného generátora. Čo dokáže zariadenie vyrobené vlastnými rukami zo šrotu:

Takýto moderný a praktický zdroj alternatívnej energie, ako sú vertikálne veterné mlyny, sa ľahko montuje vlastnými rukami. S náležitými skúsenosťami s upratovaním je možné vyrobiť každý diel a potom spojiť všetky komponenty do jedinej integrálnej konštrukcie.

Ak nechcete komplikovať úlohu, je celkom vhodné zakúpiť si hotové komponenty a doma, bez zhonu a problémov, nainštalovať spoľahlivú veternú turbínu schopnú zabezpečiť nepretržitú dodávku elektriny do obytného priestoru.

Ak si nie ste 100% istí svojimi schopnosťami, je lepšie zveriť prácu odborníkom. Všetko urobia veľmi rýchlo a plne v súlade so základnými prevádzkovými požiadavkami.

Máte skúsenosti s konštrukciou a prevádzkou veterného generátora? Zdieľajte informácie s našimi čitateľmi a navrhnite spôsob montáže jednotky. Vo formulári nižšie môžete zanechať komentáre a pridať fotografie domácich produktov.