Jak postavit lopatky pro větrný generátor vlastníma rukama: příklady lopatek větrné turbíny vlastní výroby

Využívání alternativních zdrojů energie je jedním z hlavních trendů naší doby.Čistá, cenově dostupná větrná energie může být přeměněna na elektřinu dokonce i u vás doma tím, že postavíte větrnou turbínu a připojíte ji ke generátoru.

Lopatky pro větrný generátor si můžete postavit vlastníma rukama z běžných materiálů, bez použití speciálního vybavení. Prozradíme vám, který tvar listu je efektivnější a pomůžeme vám vybrat vhodný výkres pro větrnou elektrárnu.

Jak funguje jednoduchý větrný generátor?

Větrný generátor je zařízení, které umožňuje přeměnit větrnou energii na elektřinu.

Princip jeho fungování spočívá v tom, že vítr otáčí lopatkami, uvádí do pohybu hřídel, přes kterou je rotace přiváděna do generátoru přes převodovku, která zvyšuje rychlost.

Provoz větrné elektrárny se posuzuje KYJEV - faktor využití větrné energie. Když se větrné kolo otáčí rychle, interaguje s větším větrem, což znamená, že z něj odebírá více energie.

Existují dva hlavní typy větrných generátorů:

• vertikální;
• horizontální.

Vertikálně orientované modely jsou stavěny tak, že osa vrtule je kolmá k zemi. Jakýkoli pohyb vzduchových hmot, bez ohledu na směr, tedy uvádí konstrukci do pohybu.

Tato všestrannost je výhodou tohoto typu větrných turbín, ale jsou horší než horizontální modely z hlediska produktivity a provozní účinnosti.

Horizontální větrný generátor připomíná korouhvičku. Aby se lopatky otáčely, musí být konstrukce natočena v požadovaném směru v závislosti na směru pohybu vzduchu.

Pro sledování a zachycení změn směru větru jsou instalována speciální zařízení. Účinnost při tomto šroubovém uspořádání je výrazně vyšší než při vertikální orientaci. Pro domácí použití je racionálnější používat větrné generátory tohoto typu.

Jaký tvar čepele je optimální?

Jedním z hlavních prvků větrného generátoru je sada lopatek.

S těmito částmi souvisí řada faktorů, které ovlivňují účinnost větrného mlýna:

• hmotnost;
• velikost;
• formulář;
• materiál;
• Množství.

Pokud se rozhodnete navrhnout lopatky pro domácí větrný mlýn, musíte vzít v úvahu všechny tyto parametry. Někteří věří, že čím více křídel na vrtuli generátoru, tím více větrné energie lze vyrobit. Jinými slovy, čím více, tím lépe.

To však není tento případ. Každá jednotlivá část se pohybuje proti odporu vzduchu. Velký počet listů vrtule tedy vyžaduje větší sílu větru k dokončení jedné otáčky.

Příliš široká křídla navíc mohou způsobit vytvoření tzv. „vzduchového uzávěru“ před vrtulí, kdy proud vzduchu neprochází větrným mlýnem, ale obchází jej.

Na formě hodně záleží. Na tom závisí rychlost vrtule. Špatné proudění způsobuje tvorbu vírů, které zpomalují větrné kolo

Nejúčinnější je jednolopatkový větrný generátor. Ale postavit a vyvážit to vlastníma rukama je velmi obtížné. Konstrukce se ukazuje jako nespolehlivá, i když s vysokou účinností. Podle zkušeností mnoha uživatelů a výrobců větrných turbín je nejoptimálnější model třílistý.

Hmotnost čepele závisí na její velikosti a materiálu, ze kterého bude vyrobena. Velikost musí být vybrána pečlivě, řídit se výpočtovými vzorci. Okraje je lepší zpracovat tak, aby na jedné straně bylo zaoblení a na opačné straně ostrá.

Správně zvolený tvar lopatky větrného generátoru je základem jeho dobrého provozu.

Pro domácí výrobu jsou vhodné následující možnosti:

• typ plavby;
• typ křídla.

Listy typu plachty jsou jednoduché široké pruhy, jako na větrném mlýně.Tento model je nejviditelnější a nejjednodušší na výrobu. Jeho účinnost je však tak nízká, že se tato forma v moderních větrných generátorech prakticky nepoužívá. Účinnost je v tomto případě asi 10-12%.

Mnohem účinnější formou jsou lopatky křídlového profilu. Zahrnuje principy aerodynamiky, které zvedají obrovská letadla do vzduchu. Šroub tohoto tvaru se snadněji uvádí do pohybu a otáčí se rychleji. Proudění vzduchu výrazně snižuje odpor, na který větrný mlýn na své dráze naráží.

Správný profil by měl připomínat křídlo letadla. Na jedné straně má čepel zesílení a na druhé straně je mírný sklon. Vzduchové hmoty obtékají část tohoto tvaru velmi plynule

Účinnost tohoto modelu dosahuje 30-35%. Dobrou zprávou je, že okřídlenou čepel si můžete postavit sami s použitím minima nářadí. Všechny základní výpočty a výkresy lze snadno přizpůsobit vašemu větrnému mlýnu a využívat bezplatnou a čistou větrnou energii bez omezení.

Z čeho se čepele vyrábí doma?

Materiály, které jsou vhodné pro stavbu větrného generátoru, jsou především plast, lehké kovy, dřevo a moderní řešení - sklolaminát. Hlavní otázkou je, kolik práce a času jste ochotni věnovat výrobě větrného mlýna.

Kanalizační potrubí z PVC

Nejoblíbenějším a nejrozšířenějším materiálem pro výrobu plastových lopatek pro větrné generátory je obyčejná kanalizační trubka z PVC. Pro většinu domácích generátorů s průměrem šroubu do 2 m stačí trubka 160 mm.

Mezi výhody této metody patří:

• nízká cena;
• dostupnost v jakémkoli regionu;
• snadnost ovládání;
• velké množství schémat a výkresů na internetu, bohaté zkušenosti s používáním.

Trubky jsou různé. To vědí nejen ti, kteří vyrábějí domácí větrné elektrárny, ale každý, kdo se setkal s instalací kanalizace nebo vodovodu. Liší se tloušťkou, složením a výrobcem. Trubka je levná, takže není třeba zkoušet zlevnit váš větrný mlýn tím, že ušetříte na trubkách z PVC.

Nekvalitní materiál plastových trubek může vést k tomu, že lopatky prasknou při prvním testu a veškerá práce bude marná

Nejprve se musíte rozhodnout pro vzor. Možností je mnoho, každá forma má své nevýhody a výhody. Možná by stálo za to nejprve experimentovat, než vystřihnete finální verzi.

Vzhledem k tomu, že cena dýmek je nízká a najdete je v každém železářství, je tento materiál ideální pro první kroky při modelování čepelí. Pokud se něco pokazí, vždy si můžete koupit další dýmku a zkusit to znovu; vaše peněženka takovými experimenty moc neutrpí.

Zkušení uživatelé větrné energie si všimli, že pro výrobu lopatek větrných turbín je lepší použít oranžové trubky než šedé. Lépe drží tvar, po zformování křídla se neohýbají a déle vydrží

Amatérští designéři preferují PVC, protože během testování lze zlomenou čepel vyměnit za novou, vyrobenou za 15 minut přímo na místě, pokud je k dispozici vhodný vzor. Jednoduché a rychlé, a co je nejdůležitější – cenově dostupné.

Fotografické pokyny pro výrobu lopatek větrných mlýnů z polymerových trubek vám pomohou vizuálně zvládnout kroky a sekvenci procesu:

Všechny přípravné kroky byly dokončeny, nyní je třeba připevnit lopatky k části rotující s větrem:

Hliník - tenký, lehký a drahý

Hliník je lehký a odolný kov. Tradičně se používá k výrobě lopatek pro větrné turbíny. Díky nízké hmotnosti, pokud dáte plátu požadovaný tvar, budou aerodynamické vlastnosti vrtule vynikající.

Hlavní zatížení, které větrný mlýn zažívá během rotace, je zaměřeno na ohýbání a zlomení čepele. Pokud při takové práci plast rychle praskne a selže, můžete s hliníkovým šroubem počítat mnohem déle.

Pokud však porovnáte hliníkové a PVC trubky, kovové desky budou stále těžší. Při vysokých rychlostech otáčení existuje vysoké riziko poškození nikoli samotného kotouče, ale šroubu v místě připojení

Další nevýhodou hliníkových dílů je složitost výroby. Pokud má PVC trubka ohyb, který bude použit k předání aerodynamických vlastností čepeli, pak se hliník zpravidla odebírá ve formě plechu.

Po vyříznutí dílu podle vzoru, což je samo o sobě mnohem obtížnější než práce s plastem, bude potřeba výsledný obrobek ještě zaválcovat a dát mu správný ohyb. Nebude to tak snadné udělat to doma a bez nářadí.

Místo drahého hliníku můžete použít zbytky střešních plechů nebo kusy vlnité lepenky, které zbyly po instalaci:

Sklolaminát nebo sklolaminát - pro profesionály

Pokud se rozhodnete přistupovat k otázce tvorby čepele vědomě a jste ochotni tomu věnovat hodně úsilí a nervů, sklolaminát bude stačit.Pokud jste se dosud větrnými generátory nezabývali, začít se seznamovat s modelováním větrného mlýna ze sklolaminátu není nejlepší nápad. Tento proces však vyžaduje zkušenosti a praktické dovednosti.

Čepel vyrobená z několika vrstev skelných vláken spojených epoxidovým lepidlem bude pevná, lehká a spolehlivá. S velkým povrchem se díl ukazuje jako dutý a prakticky beztížný

Pro výrobu se používá sklolaminát - tenký a odolný materiál, který se vyrábí v rolích. Kromě sklolaminátu je pro zajištění vrstev užitečné epoxidové lepidlo.

Práce začíná vytvořením matice. Jedná se o polotovar, který představuje formu pro budoucí díl.

Matrice může být vyrobena ze dřeva: dřeva, desek nebo kulatiny. Objemová silueta poloviny čepele je vyříznuta přímo z masivu. Další možností je plastová forma.

Vyrobit polotovar je velmi obtížné, musíte mít před očima hotový model čepele ze dřeva nebo jiného materiálu a teprve poté se z tohoto modelu vyřízne matrice pro díl. Potřebujete alespoň 2 takové matice, ale když se jednou vytvoří úspěšný tvar, dá se použít mnohokrát a takto můžete postavit více než jeden větrný mlýn.

Dno formy je důkladně promazáno voskem. To se provádí tak, aby bylo možné hotovou čepel později snadno odstranit. Položte vrstvu skelných vláken a natřete ji epoxidovým lepidlem. Proces se několikrát opakuje, dokud obrobek nedosáhne požadované tloušťky.

Poté by lepidlo mělo zaschnout. Někteří lidé doporučují umístit formu do vakuového sáčku a odčerpat vzduch. Lepidlo tak lépe pronikne do všech vrstev skelných vláken a nezanechá žádná neimpregnovaná místa.

Po zaschnutí epoxidového lepidla se polovina dílu opatrně odstraní z matrice. Udělají to samé s druhou polovinou.Díly jsou slepeny dohromady a tvoří dutou trojrozměrnou část. Lehká, odolná a aerodynamicky tvarovaná čepel ze skelných vláken je vrcholem dokonalosti pro fandy domácích větrných farem.

Jeho hlavní nevýhodou je obtížnost implementace nápadu a zpočátku velké množství defektů, dokud není získána ideální matice a algoritmus tvorby je zdokonalen.

Levně a vesele: dřevěný díl na větrné kolo

Dřevěná čepel je staromódní metoda, která je snadno proveditelná, ale při dnešní úrovni spotřeby elektrické energie neúčinná. Díl může být vyroben z masivní desky ze světlého dřeva, např. borovice. Důležité je vybrat si dobře vysušený kus dřeva.

Pokud je dřevo vlhké, může během sušení šroub „vést“ a deformovat se. A hmotnost vlhkého dřeva je výrazně vyšší než suchého

Je třeba zvolit vhodný tvar, ale počítejte s tím, že dřevěná čepel nebude tenký plát, jako hliník nebo plast, ale trojrozměrná konstrukce. Nestačí tedy dát obrobku tvar, musíte pochopit principy aerodynamiky a představit si obrys ostří ve všech třech rozměrech.

Pro finální vzhled dřeva budete muset použít hoblík, nejlépe elektrický. Pro odolnost je dřevo ošetřeno antiseptickým ochranným lakem nebo barvou

Hlavní nevýhodou tohoto provedení je velká hmotnost šroubu. K rozhýbání tohoto kolosu musí být dostatečně silný vítr, čehož je v zásadě obtížné dosáhnout. Dřevo je však cenově dostupný materiál. Desky vhodné pro vytvoření vrtule větrné turbíny najdete přímo na vašem dvoře, aniž byste utratili korunu. A to je v tomto případě hlavní výhoda dřeva.

Účinnost dřevěné čepele bývá nulová.Čas a úsilí vynaložené na vytvoření takového větrného mlýna zpravidla nestojí za získaný výsledek, vyjádřený ve wattech. Jako tréninkový model nebo testovací kus má však dřevěná část své místo. A korouhvička s dřevěnými lopatkami vypadá na místě působivě.

Následující výběr fotografií vás seznámí s kroky výroby větrného mlýna s lopatkami vyříznutými z překližky:

Pracovní část je připravena a otestována na funkčnost, to znamená, že ji zbývá pouze natřít a přišroubovat ke stožáru:

Výkresy a příklady lopatek

Je velmi obtížné provést správný výpočet vrtule větrného generátoru bez znalosti základních parametrů, které jsou zobrazeny ve vzorci, a bez ponětí, jak tyto parametry ovlivňují provoz větrného mlýna.

Pokud se nechcete ponořit do základů aerodynamiky, je lepší neztrácet čas. Připravené výkresy a schémata se stanovenými indikátory vám pomohou vybrat vhodnou lopatku pro větrnou elektrárnu.

Nákres listu pro dvoulistou vrtuli. Vyrobeno z kanalizační trubky o průměru 110. Průměr vrtule větrného mlýna v těchto výpočtech je 1 m

Takový malý větrný generátor vám nebude schopen poskytnout vysoký výkon.S největší pravděpodobností nebudete schopni z tohoto designu vymáčknout více než 50 W. Dvoulistá vrtule vyrobená z lehké a tenké trubky z PVC však poskytne vysokou rychlost otáčení a zajistí provoz větrného mlýna i při slabém větru.

Výkres listu pro třílistou vrtuli větrného generátoru z trubky o průměru 160 mm. Odhadovaná rychlost v této variantě je 5 při větru 5 m/s

Třílistou vrtuli tohoto tvaru lze použít pro výkonnější agregáty, přibližně 150 W při 12 V. Průměr celé vrtule u tohoto modelu dosahuje 1,5 m. Větrné kolo se bude rychle otáčet a snadno startovat. S tříkřídlým větrným mlýnem se nejčastěji setkáváme v domácích elektrárnách.

Nákres podomácku vyrobeného listu pro 5listou vrtuli větrného generátoru. Vyrobeno z PVC trubky o průměru 160 mm. Předpokládaná rychlost - 4

Taková pětilistá vrtule bude schopna vyvinout až 225 otáček za minutu při odhadované rychlosti větru 5 m/s. Chcete-li postavit lopatku podle navržených výkresů, musíte přenést souřadnice každého bodu ze sloupců „Přední/zadní souřadnice vzoru“ na povrch plastové kanalizační trubky.

Pomocí níže uvedené tabulky můžete vypočítat průměr větrného mlýna s 2-16 lopatkami. V tomto případě můžete zvolit velikost s ohledem na požadovaný výstupní výkon.

Tabulka ukazuje, že čím více křídel má větrný generátor, tím kratší musí být jeho délka, aby produkoval proud o stejném výkonu.

Jak ukazuje praxe, je poměrně obtížné udržovat větrný generátor větší než 2 metry v průměru. Pokud potřebujete větší větrný mlýn podle tabulky, zvažte zvýšení počtu lopatek.

S pravidly a zásadami výpočet větrného generátoru Přečtěte si článek, který popisuje postup provádění výpočtů krok za krokem.

Vyvažování větrné turbíny

Vyvážení lopatek větrného generátoru napomůže tomu, aby fungoval co nejefektivněji. Chcete-li provést vyvážení, musíte najít místnost, kde není žádný vítr nebo průvan. Samozřejmě, že pro větrné kolo o průměru větším než 2 m bude obtížné najít takovou místnost.

Čepele jsou sestaveny do hotové konstrukce a instalovány v pracovní poloze. Osa musí být umístěna přísně vodorovně, vodorovně. Rovina, ve které se bude vrtule otáčet, musí být nastavena přísně vertikálně, kolmo k ose a úrovni terénu.

Vrtule, která se nepohybuje, se musí otočit o 360/x stupňů, kde x = počet listů. V ideálním případě se vyvážený větrný mlýn nevychýlí o 1 stupeň, ale zůstane nehybný. Pokud se čepel vlastní vahou otočila, je potřeba ji trochu upravit, snížit na jedné straně hmotnost a odstranit odchylku od osy.

Proces se opakuje, dokud se šroub v jakékoli poloze zcela nepohybuje. Je důležité, aby při balancování nefoukal vítr. To může zkreslit výsledky testu.

Je také důležité zkontrolovat, zda se všechny díly otáčejí přesně ve stejné rovině. Pro kontrolu jsou na obou stranách jednoho z nožů ve vzdálenosti 2 mm instalovány ovládací desky. Během pohybu se žádná část šroubu nesmí dotýkat dlahy.

Chcete-li provozovat větrný generátor s vyrobenými lopatkami, budete muset sestavit systém, který akumuluje přijatou energii, ukládá ji a přenáší ji spotřebiteli. Jednou ze součástí systému je ovladač. O tom, jak to udělat regulátor větrné turbíny, to zjistíte přečtením našeho doporučeného článku.

Závěry a užitečné video k tématu

Je docela možné postavit větrný mlýn vlastníma rukama ze šrotu. Pokud začnete s jednoduššími modely, váš první pokus bude pravděpodobně úspěšný. Se zkušenostmi přijměte složitější nápady, abyste získali nejúčinnější a nejvýkonnější větrný generátor.

Video #1. Jak vyrobit větrný mlýn z PVC trubek:

Video #2. DIY větrný generátor:

Video #3. Větrná turbína z pozinkované oceli:

Pokud chcete využívat čistou a bezpečnou větrnou energii pro potřeby své domácnosti a neplánujete utrácet spoustu peněz za nákup drahého vybavení, budou domácí lopatky z běžných materiálů vhodným nápadem. Nebojte se experimentovat a stávající modely vrtulí větrných mlýnů budete moci dále vylepšovat.

Chtěli byste nám prozradit, jak jste vlastníma rukama vyrobili lopatky pro větrný mlýn, který dodává elektřinu vaší dači? Chcete se podělit o užitečné informace s návštěvníky webu nebo se na něco zeptat? Komentáře pište do bloku níže.