Vertikální větrný generátor udělej si sám: jak sestavit větrnou turbínu se svislou osou otáčení

Vítr má neuvěřitelné energetické schopnosti.Nevyužití jeho silného potenciálu musí být směle uznáno jako nepřiměřené plýtvání. Vertikální větrný generátor si ale můžete snadno postavit vlastníma rukama a přijímat prakticky bezplatnou energii na pokrytí potřeb vaší domácnosti. To je docela reálné, souhlasíte?

Tento článek vám pomůže podrobně porozumět složitému technickému problému. Systematizované, dostupné informace velmi podrobně pokrývají princip fungování populárních systémů, které přeměňují energii vzdušných mas na elektřinu.

Nepochybně budete uneseni myšlenkou na vytvoření větrného mlýna, specifika jeho montáže jsou popsána v článku. Podrobně jsme prozkoumali různé typy vertikálních větrných generátorů a dotkli se jejich rozdílů, výhod a nevýhod. Textovou část materiálu skvěle doplňují fotografie a videonávody.

Výhody a princip činnosti větrných turbín

Moderní vertikální generátor je jednou z možností alternativní energie pro domácnost. Jednotka je schopna přeměnit poryvy větru na zdroj energie. Pro správnou funkci nepotřebuje další zařízení, která určují směr větru.

Rotační větrný generátor je velmi snadné vyrobit vlastníma rukama. Samozřejmě nebude schopen zcela převzít odpovědnost za poskytování energie velké soukromé chatě, ale odvede vynikající práci při osvětlení přístavků, zahradních cest a místních oblastí.

Zařízení vertikálního typu pracuje v malé výšce. Jeho údržba nevyžaduje různá zařízení pro zajištění bezpečných oprav a údržby ve výškách.

Minimum pohyblivých částí dělá větrnou turbínu spolehlivější a provozně stabilnější. Optimální profil lopatek a originální tvar rotoru poskytuje jednotce vysokou účinnost bez ohledu na to, kterým směrem vítr v daném okamžiku fouká.

Malé modely pro domácnost se skládají ze tří nebo více lehkých lopatek, okamžitě zachytí nejslabší poryv a začnou se otáčet, jakmile síla větru překročí 1,5 m/s. Díky této schopnosti jejich účinnost často převyšuje účinnost větších instalací vyžadujících vyšší vítr.

Generátor pracuje naprosto tiše, neruší majitele a sousedy, nevytváří škodlivé emise do atmosféry a spolehlivě slouží po mnoho let a pečlivě dodává energii do obytných místností.

Vertikální větrný generátor pracuje na principu magnetické levitace. Jak se turbíny otáčí, vznikají impulsní a vztlakové síly a také skutečné brzdné síly. První dvě způsobují rotaci nožů jednotky.Tato akce aktivuje rotor a vytvoří magnetické pole, které produkuje elektřinu.

Větrná turbína se svislou osou otáčení není z hlediska účinnosti nižší než její horizontální protějšky. Kromě toho si nečiní žádné nároky na územní umístění a plně funguje téměř na jakémkoli místě vhodném pro majitele domů

Zařízení funguje zcela nezávisle a nevyžaduje zásah majitele do procesu.

Klasifikace vertikálních generátorů

Mezi zařízeními pro sběr větru vertikálního typu existují určité strukturální rozdíly. Nečiní jednotky lepšími nebo horšími, ale jednoduše vám umožňuje vybrat si nejvhodnější možnost pro plnění konkrétních úkolů v určité oblasti.

#1: Vlastnosti ortogonálních systémů

Strukturálně se ortogonální větrný generátor skládá ze silné osy vertikální rotace a několika paralelních lopatek umístěných v určité vzdálenosti od centrální základny.

Zařízení nevyžaduje další naváděcí mechanismy a funguje normálně bez ohledu na směr větru. Vertikálně umístěný hlavní hřídel umožňuje umístění hnacího zařízení na úroveň terénu, což značně usnadňuje obsluhu, opravy a údržbu.

Nosné jednotky ortogonálního generátoru nemají příliš dlouhou životnost. To je způsobeno vysokými dynamickými zatíženími, kterými na ně rotor během provozu působí. Aby nedošlo k předčasnému selhání instalace, je nutné pravidelně kontrolovat všechny nosné díly a poškozené neprodleně vyměnit za nové.

Mezi nevýhody ortogonálních zařízení patří příliš masivní systém lopatek a nízká účinnost ve srovnání s účinností modulů s horizontální osou.

Nejjednodušší větrnou turbínu pro napájení spotřebitelů s nízkou spotřebou lze sestavit z hotových komponent:

#2: Generátory s rotorem Daria

Větrný generátor vybavený rotorem Darrieus má svislou osu otáčení a 2-3 ploché lamely bez charakteristického aerodynamického profilu, upevněné na základně a v horní části osy otáčení.

Jednotka se ve svém provozu neřídí silou ani směrem větru, má vysokou rychlost otáčení a umožňuje umístění pohonných zařízení na zemi, což usnadňuje a urychluje proces plánované údržby a případných oprav.

Dvoulisté generátorové soustrojí s rotorem Darrieus se aktivuje pouze silným poryvem větru. Při stejnoměrně nabíhajícím toku nemohou samy odstartovat.

Nosné a rotující součásti zařízení s rotorem Darrieus jsou citlivé na zvýšené dynamické zatížení a účinnost systému lopatek je v mnoha ohledech nižší než axiální horizontální instalace.

#3: Jednotky s rotorem Savonius

Vertikální větrná turbína s rotorem Savonius má systém půlválcových lopatek a od podobných instalací se liší vysokým rozběhovým momentem a schopností efektivně pracovat při nízkém větru.

Výkon vertikálních větrných generátorů s rotorem Savonius nabízených na trhu nepřesahuje 5 kW. Zařízení se zřídka používají jako nezávislá pracovní jednotka, ale nejčastěji se používají k vytvoření vyššího počátečního točivého momentu pro instalace rotoru Daria

Vertikálnímu komplexu s rotorem Savonius je vytýkána zvýšená spotřeba materiálu a nižší účinnost ve srovnání s větrnými generátory s horizontální osou. Proto je výroba vysoce výkonných zařízení této třídy považována za nevhodnou.

Následující výběr fotografií vám představí kroky výroby větrného mlýna Savonius:

Všechny části tohoto modelu větrného mlýna Savonius kromě 3200 ot./min a generátoru 24 V jsou vyráběny ručně.

#4: Větrný mlýn s vícelistým rotorem a vedením

Tento typ zařízení je vylepšenou verzí klasického ortogonálního větrného generátoru. Rotorový komplex se zde skládá z lopatek uspořádaných ve dvou řadách.

Vnější vrstva lopatky zůstává statická a funguje jako vodicí lopatka. Zachycuje proudění větru, zachycuje jej, stlačuje a tím znatelně zvyšuje skutečnou rychlost větru.

Vnitřní řada lopatek je pohyblivá konstrukce, která přijímá proudění vzduchu z první rotorové jednotky pod určitým úhlem.

Účinnost větrného generátoru s vícelistým rotorem s vodicím systémem činí toto zařízení pro spotřebitele obzvláště atraktivní.Náklady na takové zařízení jsou však poměrně vysoké a jeho splacení trvá o něco déle než podobná zařízení s jednodušší konfigurací.

Odborníci označují tento typ zařízení za nejúčinnější ve své třídě a zdůrazňují, že specifická konstrukce umožňuje provoz i při nejnižších možných rychlostech větru.

#5: Charakteristika zařízení se šroubovým rotorem

Šroubovitá větrná turbína nebo Gorlovův generátor je další modifikací tradičního systému ortogonálních rotorů. Čepele modelu jsou zkroucené do oblouku. Tato konstrukční funkce umožňuje rychle zachytit proud vzduchu a plynule se otáčet bez trhání.

Tento princip činnosti výrazně snižuje dynamické zatížení základny a pohyblivých jednotek a tím zvyšuje jejich životnost.

Zařízení s rotorem šroubovitého typu jsou velmi spolehlivá a snadno snesou značné provozní zatížení. Během provozu však takové větrné mlýny vytvářejí výrazné hlukové efekty a produkují další zvukové vlny umístěné v krátkovlnné oblasti zvukového spektra.

Rotační lopatky pro spirálový větrný mlýn jsou vyrobeny velmi progresivní, ale komplexní technologií. Z tohoto důvodu jsou jednotky poměrně drahé a mezi soukromými spotřebiteli nejsou příliš oblíbené.

#6: Charakteristika rotorů s vertikální osou

Hlavním rozdílem mezi generátorem s vertikální osou jsou jeho svisle umístěné lopatky, jejichž profil připomíná křídlo letadla, jehož osa je jasně rovnoběžná s vertikální hřídelí. Konstrukce trochu připomíná rotor Darrieus, ale ve výrobních podmínkách se vyrábí mnohem rychleji a snadněji.

Generátor s rotorem s vertikální osou nabírá provozní otáčky mnohem rychleji než podobná zařízení této třídy a začíná produkovat požadovaný zdroj energie. Proces je doprovázen malým zvukovým efektem a neruší ani majitele instalace, ani sousedy

Větrné mlýny s rotorem s vertikální osou jsou spolehlivé a odolné, snadno snesou značné provozní zatížení a nestojí příliš mnoho peněz. Tyto vlastnosti je činí relevantními pro použití nejen pro průmyslové, ale také pro domácí účely.

Funkce výběru větrných generátorů pro soukromý dům a přehled nejlepších nabídek jsou uvedeny v tento článek.

Vyrobte si vlastní větrný mlýn

Vytvořit větrný generátor se svislou osou otáčení doma s vlastními rukama není příliš obtížné. Stačí zakoupit požadované komponenty, sestavit je ve správném pořadí a nainstalovat modul na zvolené místo. Jakmile bude minimální vánek, produkt bude fungovat a začne majitelům dodávat potřebnou energii.

Krok 1: Obstarání komponentů a materiálů

Chcete-li vyrobit vertikální větrný generátor vlastníma rukama, budete potřebovat následující komponenty:

• rotor - pohyblivá část jednotky:
• čepele – části, které zachycují proudění větru;
• axiální stožár – pro připevnění rotoru a lopatek (může být ve formě dlouhé tyče, pyramidy nebo trojnožky);
• stator – navrženo pro umístění cívky z odolného měděného drátu;
• baterie – velká kapacita pro akumulaci přijatého zdroje;
• střídač – zařízení pro přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý;
• ovladač – zařízení, které brzdí generátor v okamžiku, kdy jednotka vyvine skutečný výkon přesahující základní ukazatele.

Lehký, vysoce kvalitní deskový plast s dobrou elasticitou je vhodný pro výrobu čepelí. Jiné druhy materiálů jsou příliš náchylné k různým poškozením a deformacím a s tak vysokým dynamickým zatížením se prostě nevyrovnají.

Když si zařízení vyrábíte sami, měli byste si uvědomit, že vertikální větrné mlýny vyrobené sami mají vážně nižší výkon než modely vyrobené v továrně. Proto, abyste nebyli zklamáni vytvořeným designem v budoucnu, je lepší jej okamžitě vyrobit podle parametrů, které jsou 2krát vyšší, než je nutné

Malé lopatky mohou být vyrobeny z PVC střední hustoty, ale velké, široké části budou vyžadovat ten nejodolnější materiál, který odolá silnému větru vanoucímu rychlostí 15 m/s nebo více po dlouhou dobu.

Krok 2: Předběžná příprava prvků

Pro vytváření čepelí U vertikálního větrného generátoru jsou z vysokopevnostní PVC trubky vyříznuty 4 stejné díly. Dva půlkruhové úlomky jsou vyříznuty z cínu a připevněny ke každé straně trubky. Poloměr otáčení částí čepele bude v tomto případě 690 mm a výška každé čepele bude asi 700 mm.

Pro sestavení rotorového systému vezměte neodymové magnety (6 ks), feritové kotouče o průměru 230 mm (2 ks) a lepidlo. Na prvním disku jsou umístěny magnety, které se střídají v polaritě a udržují mezi sebou úhel 60 stupňů s průměrem uspořádání 165 mm. Pomocí stejného schématu je vyroben druhý disk a poté jsou magnety naplněny lepidlem.

Pro stator je připraveno 9 cívek a na každé z nich je navinuto 60 závitů měděného drátu o průměru 1 mm.

Následné pájení probíhá v tomto pořadí:

• začátek 1 cívky s koncem 4;
• začátek 4 s koncem 7 válců.

Druhá fáze je sestavena podle stejného principu, ale práce začíná se 2 cívkami a třetí - se 3 cívkami. Speciální tvar je vyroben z překližky, dno je vyloženo kouskem skelného vlákna a nahoře jsou umístěny fáze pájené z cívek.

Naplňte strukturu lepidlem a nechte ji 1-2 dny, aby všechny části zapadly a zaujaly správná místa. Poté začnou jednotlivé díly spojovat do jediného pracovního systému.

Krok 3: Sestavení všech částí generátoru

Pro připojení všech prvků generátoru jsou v horním rotoru vytvořeny 4 otvory pro čepy. Spodní rotor je umístěn na držáku magnety nahoru. Dále je umístěn stator, který v něm předtím vytvořil otvory pro upevnění ke konzole.

Čepy jsou zalisovány do hliníkové desky a poté zakryty druhým rotorem, který se umístí magnety dolů.

Proces montáže dílů se provádí pečlivě a bez spěchu. Rotory musí být vůči sobě vyrovnány, aby se později v konstrukci nevytvářela žádná vůle (+)

Čepy se otáčejí střídavě pomocí klíče tak, aby horní rotor padal na spodní rovnoměrně a bez trhání. Když zaujme své místo, čepy se odšroubují a hliníkové desky se odstraní. Na konci je celá konstrukce upevněna maticemi a pevně utažena, ale ne příliš pevně, aby nedošlo k přetržení závitu.

Krok 4: Konečná instalace zařízení

Pro stožár vezměte silnou kovovou trubku dlouhou 4-5 metrů a našroubujte na ni generátor, který jste již sestavili vlastníma rukama.Poté je ke generátoru připevněn rám s plastovými lopatkami a konstrukce stožáru je instalována na předem připravené místo s tříbodovým vyztuženým základem.

Navíc je poloha systému fixována pomocí nosítek.

Při instalaci větrné turbíny je třeba vzít stožár co nejdelší. Musí nést rotor výše než nejvyšší budova na místě. Jedině tak bude návrh schopen efektivně fungovat a produkovat požadované množství zdrojů

Elektrická síť je připojena k větrnému mlýnu v určitém pořadí. Regulátor odebírá zdroj z generátoru a přeměňuje střídavý proud na stejnosměrný proud, který je nezbytný pro nabíjení baterie. Umět sestavte si ovladač sami podle zjednodušeného schématu.

Baterie uchovává uvolněnou energii a střídač přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý proud, který napájí většinu domácích spotřebičů a systémů domácích služeb.

Na našem webu je výběr článků o domácích větrných generátorech různých typů.

Doporučujeme vám přečíst si:

1. Udělej si sám větrný generátor z pračky: návod na sestavení větrného mlýna
2. Udělej si sám větrný generátor z autogenerátoru: technologie montáže větrné turbíny a analýza chyb
3. Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama: zařízení, princip fungování + nejlepší domácí výrobky

Další zajímavou možností pro stavbu vertikálního větrného mlýna lze sestavit z odpadních materiálů a utratit ne více než 250 rublů na nákup dalších komponent. Kutilové budou potřebovat kolo na kolo, 12 dalších paprsků kola, osu ze zadního kola kola se třemi maticemi, ocelový pásek, 11 hliníkových plátů.

Dále budete potřebovat 150 nýtů, 18 šroubů M4 s maticemi, 3 šrouby M6 s maticemi, 27 větších podložek a 24 malých.

Následující galerie stručně demonstruje montážní kroky:

Následující video instrukce podrobně představí všechny kroky:

Výběr místa pro větrný generátor

Výběr správného místa pro instalaci větrného generátoru je důležitým krokem. Nejlepší je umístit zařízení na nejvyšší otevřený bod a pečlivě zajistit, aby nebylo pod úrovní přilehlých obytných a hospodářských budov. V opačném případě se budovy stanou překážkou proudění vzduchu a účinnost jednotky se značně sníží.

Pokud je pozemek obrácen k řece nebo jezeru, je větrný mlýn umístěn na břehu, kde vítr vanou obzvláště často. Pro umístění generátoru jsou ideální vyvýšeniny na pozemku nebo velké prázdné prostory, kde nejsou umělé nebo přirozené překážky proudění vzduchu.

Když se obytná nemovitost (dům, chata, byt atd.) nachází ve městě nebo se nachází mimo město, ale v hustě zastavěných oblastech, je na střeše instalován komplex větrné energie.

K umístění generátoru na střechu bytového domu je potřeba písemný souhlas sousedů a úřední povolení od příslušných úřadů.

Při instalaci vertikálního generátoru na střechu bytového domu byste měli pamatovat na to, že jednotka pracuje poměrně hlučně a může způsobit nepříjemnosti jak majitelům, tak ostatním obyvatelům.Zařízení proto musí být umístěno blíže středu střechy, aby majitelé bytů v horních patrech netrpěli hlasitým hučením, které větrný mlýn při provozu vydává

V soukromém domě s velkým zahradním pozemkem je výběr vhodného umístění mnohem jednodušší. Hlavní věc je vzít v úvahu, že struktura se nachází ve vzdálenosti 15-25 metrů od obytných prostor. Zvukové efekty z rotujících lopatek pak nebudou nikoho obtěžovat.

Údržba vertikálního zařízení

Aby vertikální větrný generátor fungoval efektivně, přesně a co nejefektivněji, musí být všechny pohyblivé části konstrukce mazány. Tento postup se provádí minimálně 2x za celý kalendářní rok.

Zároveň se při údržbě dotahují matice, které se v důsledku provozu uvolnily, zesilují se elektrické spoje, kontrolují se mechanické součásti na korozi, utahují se uvolněná napínací lanka a čepele se pečlivě kontrolují, zda nedošlo k prasknutí nebo poškození.

V zimě vyžadují vertikální instalace zvláštní péči. Během období mrazu se nože pokrývají ledovou krustou a je třeba je včas vyčistit, aby byly otáčky točivého momentu udržovány na správné úrovni.

Díly se lakují podle potřeby a jednou ročně se provádí kompletní kontrola celé konstrukce pro zjištění závad. Taková péče zajišťuje správný chod větrné turbíny a prodlužuje její životnost.

Posouzení proveditelnosti instalace

Před zahájením výroby vertikálního větrného generátoru studují povětrnostní situaci ve svém regionu a snaží se zjistit, zda jednotka může poskytnout požadované množství zdrojů.

Odborníci doporučují vyhodnotit následující parametry:

• počet větrných dnů — vzít průměrnou hodnotu za rok, kdy poryv překročí 3 m/s;
• objem elektřiny, spotřebované za den domácnostmi;
• vhodné místo na vlastním místě pro větrná zařízení.

První ukazatel se dozvíme z údajů získaných na nejbližší meteostanici nebo nalezených na internetu na příslušných portálech. Kromě toho kontrolují tištěné zeměpisné publikace a vytvářejí si úplný obrázek o větrné situaci ve svém regionu.

Statistiky se neberou za jeden rok, ale za 15-20 let, teprve pak budou průměrné hodnoty co nejpřesnější a ukážou, zda generátor bude schopen plně uspokojit potřebu domácnosti po elektřině nebo zda bude jeho výkon pouze dostatek pro uspokojení individuálních potřeb domácnosti.

Pokud má majitel velký pozemek umístěný ve svahu, u břehu řeky nebo na volném prostranství, nebudou s instalací žádné problémy.

Když se dům nachází v hloubce obydlené oblasti a dvůr má kompaktní rozměry a těsně sousedí se sousedními budovami, nebude snadné nainstalovat vertikální model větrného mlýna vlastními rukama. Konstrukce se bude muset zvednout 3-5 m nad terén a dále zpevnit, aby v případě silného poryvu nespadla.

Všechny tyto informace je třeba vzít v úvahu ve fázi plánování, aby bylo jasné, zda větrný generátor může převzít plnou dodávku energie, nebo jeho role zůstane jako pomocný zdroj energie. Je vhodné provést výpočet větrné turbíny.

Závěry a užitečné video k tématu

Video č. 1 ukáže, jak vyrobit vertikální větrný generátor s rotorovým systémem Daria vlastníma rukama doma. Video jasně představuje vlastnosti a zajímavé nuance procesu montáže. Existuje definice maximálního výkonu vyráběné jednotky:

Video č. 2 ukáže, jak vertikální větrný generátor funguje a kolik energie vyrábí. Poskytuje podrobný přehled modulu a popis práce potřebné pro správné měření skutečného výkonu a dalších parametrů:

Video č. 3 představuje testování podomácku vyrobeného vertikálního větrného generátoru. Co dokáže zařízení vyrobené vlastníma rukama ze šrotu:

Takový moderní a praktický zdroj alternativní energie, jako jsou vertikální větrné mlýny, lze snadno sestavit vlastníma rukama. S patřičnými zkušenostmi s úklidem je možné vyrobit každý díl a poté spojit všechny komponenty do jediné integrální struktury.

Pokud si nechcete úkol komplikovat, je docela vhodné pořídit si hotové komponenty a doma bez spěchu a rozruchu nainstalovat spolehlivou větrnou turbínu schopnou zajistit nepřetržitou dodávku elektřiny do obytného prostoru.

Když si nejste 100% jisti svými schopnostmi, je lepší svěřit práci profesionálům. Vše udělají velmi rychle a plně v souladu se základními provozními požadavky.

Máte zkušenosti s konstrukcí a provozem větrného generátoru? Podělte se prosím o informace s našimi čtenáři a navrhněte svůj způsob sestavení jednotky. Do formuláře níže můžete zanechat komentáře a přidávat fotografie domácích produktů.