Hur man bygger blad för en vindgenerator med egna händer: exempel på självtillverkade vindkraftverk

Användningen av alternativa energikällor är en av vår tids huvudtrender.Ren och prisvärd vindenergi kan omvandlas till el även i ditt hem genom att bygga ett vindkraftverk och koppla det till en generator.

Du kan bygga blad för en vindgenerator med dina egna händer från vanliga material, utan att använda specialutrustning. Vi kommer att berätta vilken bladform som är mer effektiv och hjälper dig att välja rätt ritning för ett vindkraftverk.

Hur fungerar en enkel vindgenerator?

En vindgenerator är en anordning som låter dig omvandla vindenergi till elektricitet.

Principen för dess funktion är att vinden roterar bladen, sätter i rörelse axeln, genom vilken rotationen tillförs generatorn genom en växellåda, vilket ökar hastigheten.

Driften av ett vindkraftverk bedöms av KIEV - vindenergianvändningsfaktor. När ett vindhjul roterar snabbt interagerar det med mer vind, vilket innebär att det tar mer energi från det.

Det finns två huvudtyper av vindkraftverk:

• vertikal;
• horisontell.

Vertikalt orienterade modeller är byggda så att propelleraxeln är vinkelrät mot marken. Varje rörelse av luftmassor, oavsett riktning, sätter alltså strukturen i rörelse.

Denna mångsidighet är en fördel med denna typ av vindkraftverk, men de är sämre än horisontella modeller när det gäller produktivitet och driftseffektivitet.

En horisontell vindgenerator liknar en väderflöjel. För att bladen ska rotera måste strukturen vridas i önskad riktning, beroende på luftens rörelseriktning.

För att övervaka och fånga förändringar i vindriktningen installeras speciella enheter. Verkningsgraden med detta skruvarrangemang är betydligt högre än med en vertikal orientering. För hushållsbruk är det mer rationellt att använda vindgeneratorer av denna typ.

Vilken bladform är optimal?

Ett av huvudelementen i en vindgenerator är en uppsättning blad.

Det finns ett antal faktorer associerade med dessa delar som påverkar väderkvarnens effektivitet:

• vikt;
• storlek;
• form;
• material;
• kvantitet.

Om du bestämmer dig för att designa blad för en hemmagjord väderkvarn, måste du ta hänsyn till alla dessa parametrar. Vissa tror att ju fler vingar på en generatorpropeller, desto mer vindenergi kan produceras. Med andra ord, ju fler desto roligare.

Så är dock inte fallet. Varje enskild del rör sig mot luftmotståndet. Således kräver ett stort antal blad på en propeller mer vindkraft för att fullborda en rotation.

Dessutom kan för många breda vingar orsaka bildandet av en så kallad "luftkåpa" framför propellern, när luftflödet inte passerar genom väderkvarnen, utan går runt den.

Form betyder mycket. Propellerns hastighet beror på det. Dåligt flöde orsakar bildning av virvlar som bromsar vindhjulet

Den mest effektiva är en enbladig vindgenerator. Men att bygga och balansera det med dina egna händer är mycket svårt. Designen visar sig vara opålitlig, men med hög effektivitet. Enligt erfarenheten från många användare och tillverkare av vindturbiner är den mest optimala modellen en trebladig.

Vikten på bladet beror på dess storlek och materialet från vilket det kommer att göras. Storleken måste väljas noggrant, styrd av beräkningsformler. Det är bättre att bearbeta kanterna så att det blir en avrundning på ena sidan och en skarp kant på motsatt sida.

Den korrekt valda bladformen för en vindgenerator är grunden för dess goda funktion.

Följande alternativ är lämpliga för hemmaproduktion:

• seglingstyp;
• vingtyp.

Bladen av segeltyp är enkla breda ränder, som de på en väderkvarn.Denna modell är den mest uppenbara och enklaste att göra. Dess effektivitet är dock så låg att denna form praktiskt taget inte används i moderna vindgeneratorer. Verkningsgraden i detta fall är cirka 10-12%.

En mycket mer effektiv form är bladen på en bevingad profil. Det handlar om aerodynamikens principer som lyfter enorma flygplan i luften. En skruv av denna form är lättare att sätta i rörelse och roterar snabbare. Luftflödet minskar avsevärt motståndet som väderkvarnen möter längs sin väg.

Rätt profil ska likna en flygplansvinge. På ena sidan har bladet en förtjockning, och på den andra finns en svag lutning. Luftmassor strömmar runt en del av denna form mycket smidigt

Effektiviteten för denna modell når 30-35%. Den goda nyheten är att du kan bygga ett bevingat blad själv med ett minimum av verktyg. Alla grundläggande beräkningar och ritningar kan enkelt anpassas till din väderkvarn och använda gratis och ren vindenergi utan begränsningar.

Vad är blad tillverkade av hemma?

Material som är lämpliga för konstruktion av en vindgenerator är först och främst plast, lättmetaller, trä och en modern lösning - glasfiber. Huvudfrågan är hur mycket arbete och tid du är villig att lägga på att tillverka en väderkvarn.

PVC avloppsrör

Det mest populära och utbredda materialet för tillverkning av plastblad för vindgeneratorer är ett vanligt PVC-avloppsrör. För de flesta hemgeneratorer med en skruvdiameter på upp till 2 m räcker det med ett 160 mm rör.

Fördelarna med denna metod inkluderar:

• lågt pris;
• tillgänglighet i alla regioner;
• enkel drift;
• ett stort antal diagram och ritningar på Internet, lång erfarenhet av användning.

Rör är olika. Detta är känt inte bara för dem som gör hemmagjorda vindkraftverk, utan för alla som har stött på installation av avlopp eller vattenförsörjning. De skiljer sig åt i tjocklek, sammansättning och tillverkare. Röret är billigt, så det finns ingen anledning att försöka göra din väderkvarn ännu billigare genom att spara på PVC-rör.

Material av dålig kvalitet av plaströr kan leda till att bladen kommer att spricka under det första testet och allt arbete kommer att göras förgäves

Först måste du bestämma mönstret. Det finns många alternativ, varje form har sina egna nackdelar och fördelar. Det kan vara värt att experimentera först innan du klipper ut den slutliga versionen.

Eftersom priset på rör är lågt, och du kan hitta dem i vilken järnaffär som helst, är detta material perfekt för de första stegen i modellering av blad. Om något går fel kan du alltid köpa en annan pipa och försöka igen, din plånbok kommer inte att lida mycket av sådana experiment.

Erfarna vindkraftsanvändare har märkt att det är bättre att använda orange än gråa rör för att tillverka vindkraftverk. De håller formen bättre, böjer sig inte efter att vingen har bildats och håller längre

Amatördesigners föredrar PVC, eftersom ett trasigt blad under testning kan ersättas med ett nytt, tillverkat på 15 minuter direkt på plats om ett lämpligt mönster finns tillgängligt. Enkelt och snabbt, och viktigast av allt – prisvärt.

Fotoinstruktioner för att göra väderkvarnblad från polymerrör hjälper dig att visuellt bemästra stegen och sekvensen av processen:

Alla förberedande steg har slutförts, nu måste bladen fästas på den del som roterar med vinden:

Aluminium - tunn, lätt och dyr

Aluminium är en lätt och hållbar metall. Det används traditionellt för att tillverka blad för vindkraftverk. På grund av dess låga vikt, om du ger plattan den önskade formen, kommer propellerns aerodynamiska egenskaper att vara utmärkta.

De huvudsakliga belastningarna som en väderkvarn utsätts för under rotation syftar till att böja och bryta bladet. Om plasten snabbt spricker och går sönder under sådant arbete kan du räkna med en aluminiumskruv mycket längre.

Men om du jämför aluminium- och PVC-rör så blir metallplåtar fortfarande tyngre. Vid höga rotationshastigheter finns det stor risk att skada inte själva bladet utan skruven vid fästpunkten

En annan nackdel med aluminiumdelar är komplexiteten i tillverkningen. Om PVC-röret har en böjning som kommer att användas för att ge bladet aerodynamiska egenskaper, tas aluminium som regel i form av ett ark.

Efter att ha klippt ut delen enligt mönstret, vilket i sig är mycket svårare än att arbeta med plast, måste det resulterande arbetsstycket fortfarande rullas och ges rätt böjning. Det blir inte så lätt att göra detta hemma och utan verktyg.

Istället för dyrt aluminium kan du använda rester av takplåt eller bitar av korrugerad plåt som finns kvar efter installationen:

Glasfiber eller glasfiber - för proffs

Om du bestämmer dig för att närma dig frågan om att skapa ett blad medvetet och är villig att spendera mycket ansträngning och nerver på det, kommer glasfiber att fungera.Om du inte tidigare har sysslat med vindkraftverk är det inte den bästa idén att börja bekanta dig med att modellera en väderkvarn av glasfiber. Ändå kräver denna process erfarenhet och praktiska färdigheter.

Ett blad tillverkat av flera lager glasfiber bunden med epoxilim kommer att vara starkt, lätt och pålitligt. Med en stor yta visar sig delen vara ihålig och praktiskt taget viktlös

För tillverkningen används glasfiber – ett tunt och slitstarkt material som tillverkas i rullar. Utöver glasfiber är epoxilim användbart för att säkra lagren.

Arbetet börjar med att skapa en matris. Detta är ett ämne som representerar en form för en framtida del.

Matrisen kan vara gjord av trä: timmer, brädor eller stockar. Den volymetriska siluetten av halva bladet skärs ut direkt från massivet. Ett annat alternativ är en plastform.

Det är väldigt svårt att göra ett ämne själv; du måste ha framför ögonen en färdig modell av ett blad av trä eller annat material, och först då skärs en matris för delen ut från denna modell. Du behöver minst 2 sådana matriser, men efter att ha gjort en framgångsrik form en gång kan den användas många gånger och på så sätt kan du bygga mer än en väderkvarn.

Formens botten är ordentligt smord med vax. Detta görs för att det färdiga bladet enkelt ska kunna tas bort senare. Lägg ett lager av glasfiber och belägg det med epoxilim. Processen upprepas flera gånger tills arbetsstycket når önskad tjocklek.

Sedan ska limmet torka. Vissa rekommenderar att man placerar formen i en vakuumpåse och pumpar ut luften. På så sätt tränger limmet bättre in i alla lager av glasfiber och lämnar inga oimpregnerade ytor.

När epoxilimmet har torkat tas hälften av delen försiktigt bort från matrisen. De gör samma sak med andra halvlek.Delarna limmas ihop till en ihålig tredimensionell del. Lätt, hållbar och aerodynamiskt formad, glasfiberbladet är höjdpunkten av spetskompetens för hemvindarparkshobbyisten.

Dess största nackdel är svårigheten att implementera idén och ett stort antal defekter till en början, tills den ideala matrisen erhålls och skapelsealgoritmen är fulländad.

Billigt och glatt: trädel till ett vindhjul

Ett träblad är en gammaldags metod som är enkel att implementera, men ineffektiv vid dagens elförbrukningsnivå. Delen kan tillverkas av en massiv skiva av lätt trä, som furu. Det är viktigt att välja en vältorkad träbit.

Om träet är fuktigt kan skruven under torkningsprocessen "leda" och deformeras. Och vikten av vått trä är betydligt högre än torrt

Du måste välja en lämplig form, men ta hänsyn till det faktum att träbladet inte kommer att vara en tunn platta, som aluminium eller plast, utan en tredimensionell struktur. Därför räcker det inte att ge arbetsstycket en form, du måste förstå principerna för aerodynamik och föreställa bladets kontur i alla tre dimensioner.

Du måste använda ett plan för att ge träet det slutliga utseendet, helst ett elektriskt. För hållbarhet behandlas träet med en antiseptisk skyddslack eller färg

Den största nackdelen med denna design är skruvens stora vikt. För att flytta denna koloss måste vinden vara tillräckligt stark, vilket är svårt att uppnå i princip. Trä är dock ett prisvärt material. De brädor som är lämpliga för att skapa en vindkraftspropeller kan hittas på din trädgård utan att spendera ett öre. Och detta är den största fördelen med trä i det här fallet.

Effektiviteten hos ett träblad tenderar till noll.Som regel är tiden och ansträngningen som går till att skapa en sådan väderkvarn inte värt det erhållna resultatet, uttryckt i watt. Men som träningsmodell eller provbit har trädelen sin plats. Och en väderflöjel med träblad ser imponerande ut på platsen.

Följande urval av fotografier kommer att bekanta dig med stegen för att göra en väderkvarn med blad skurna av plywood:

Arbetsdelen är klar och funktionstestad, vilket innebär att det bara återstår att måla och skruva fast i masten:

Ritningar och exempel på blad

Det är mycket svårt att göra en korrekt beräkning av en vindgeneratorpropeller utan att känna till de grundläggande parametrarna som visas i formeln, samt att inte ha någon aning om hur dessa parametrar påverkar vindkraftverkets drift.

Det är bättre att inte slösa bort din tid om du inte vill fördjupa dig i grunderna för aerodynamik. Färdiga ritningar och diagram med specificerade indikatorer hjälper dig att välja ett lämpligt blad för ett vindkraftverk.

Ritning av ett blad för en tvåbladig propeller. Tillverkad av 110 diameter avloppsrör. Diametern på väderkvarnens propeller i dessa beräkningar är 1 m

En sådan liten vindgenerator kommer inte att kunna ge dig hög effekt.Troligtvis är det osannolikt att du kommer att kunna pressa ut mer än 50 W ur denna design. En tvåbladig propeller gjord av ett lätt och tunt PVC-rör kommer dock att ge en hög rotationshastighet och säkerställa driften av väderkvarnen även i svaga vindar.

Ritning av ett blad för en trebladig vindgeneratorpropeller gjord av ett rör med 160 mm diameter. Den uppskattade hastigheten i detta alternativ är 5 med en vind på 5 m/s

En trebladig propeller av denna form kan användas för mer kraftfulla enheter, cirka 150 W vid 12 V. Diametern på hela propellern i denna modell når 1,5 m. Vindhjulet kommer att rotera snabbt och enkelt startas. Den trevingade väderkvarnen finns oftast i hemkraftverk.

Ritning av ett hemmagjort blad för en 5-bladig vindgeneratorpropeller. Tillverkad av PVC-rör med en diameter på 160 mm. Beräknad hastighet – 4

En sådan fembladig propeller kommer att kunna producera upp till 225 varv per minut med en beräknad vindhastighet på 5 m/s. För att bygga ett blad enligt de föreslagna ritningarna måste du överföra koordinaterna för varje punkt från kolumnerna "Främre/bakre mönsterkoordinater" till ytan av plastavloppsröret.

Med hjälp av tabellen nedan kan du beräkna diametern på en väderkvarn med 2-16 blad. I det här fallet kan du välja storlek med hänsyn till önskad uteffekt.

Tabellen visar att ju fler vingar en vindgenerator har, desto kortare måste deras längd vara för att producera en ström med samma effekt

Som praxis visar är det ganska svårt att upprätthålla en vindgenerator som är större än 2 meter i diameter. Om du behöver en större väderkvarn enligt tabellen, överväg att öka antalet blad.

Med regler och principer vindgenerator beräkning Läs artikeln, som beskriver processen för att utföra beräkningar steg för steg.

Balansera ett vindkraftverk

Att balansera bladen på en vindgenerator hjälper till att få den att fungera så effektivt som möjligt. För att utföra balansering måste du hitta ett rum där det inte är vind eller drag. Naturligtvis, för ett vindhjul större än 2 m i diameter kommer det att vara svårt att hitta ett sådant rum.

Bladen monteras till en färdig struktur och installeras i arbetsposition. Axeln måste placeras strikt horisontellt, i nivå. Planet i vilket propellern kommer att rotera måste ställas in strikt vertikalt, vinkelrätt mot axeln och marknivån.

En propeller som inte rör sig ska roteras 360/x grader, där x = antal blad. Helst kommer en balanserad väderkvarn inte att avvika med 1 grad, utan förblir orörlig. Om bladet har vänt under sin egen vikt måste det justeras lite, vikten minskas på ena sidan och avvikelsen från axeln elimineras.

Processen upprepas tills skruven är helt orörlig i vilken position som helst. Det är viktigt att det inte blåser under balanseringen. Detta kan skeva testresultaten.

Det är också viktigt att kontrollera att alla delar roterar strikt i samma plan. För att kontrollera, installeras kontrollplattor på ett avstånd av 2 mm på båda sidor om ett av bladen. Under förflyttning får ingen del av skruven vidröra plattan.

För att driva en vindgenerator med tillverkade blad måste du montera ett system som ackumulerar den mottagna energin, lagrar den och överför den till konsumenten. En av systemkomponenterna är styrenheten. Om hur man gör vindkraftskontroller, får du reda på genom att läsa vår rekommenderade artikel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Det är fullt möjligt att bygga en väderkvarn med dina egna händer från skrotmaterial. Om du börjar med enklare modeller kommer ditt första försök förmodligen att lyckas. Med erfarenhet, ta dig an mer komplexa idéer för att få den mest effektiva och kraftfulla vindgeneratorn.

Video #1. Hur man gör en väderkvarn från PVC-rör:

Video #2. DIY vindgenerator:

Video #3. Vindkraftverk av galvaniserat stål:

Om du vill använda ren och säker vindenergi för dina hushållsbehov och inte planerar att spendera mycket pengar på att köpa dyr utrustning, kommer hemgjorda blad från vanliga material att vara en lämplig idé. Var inte rädd för att experimentera, och du kommer att kunna förbättra befintliga modeller av väderkvarnspropellrar ytterligare.

Vill du berätta för oss hur du gjorde bladen till en väderkvarn som förser din dacha med elektricitet med dina egna händer? Vill du dela användbar information med webbplatsbesökare eller ställa en fråga? Skriv gärna kommentarer i blocket nedan.