Как сделать лопасти ветряка своими руками: примеры лопастей ветряка ручной работы

Использование альтернативных источников энергии — одна из главных тенденций нашего времени. Чистая и недорогая энергия ветра может быть преобразована в электричество даже в домашних условиях, если построить ветряную турбину и подключить ее к генератору.

Постройте лопасти ветрогенератора своими руками, их можно сделать из обычных материалов без использования специализированного оборудования. Мы расскажем вам, какая форма лопастей более эффективна, и поможем выбрать правильный чертеж для вашей ветряной электростанции.

Содержание

Как работает простой ветряной генератор?

Ветряная турбина — это устройство, преобразующее энергию ветра в электричество.

Принцип его работы заключается в том, что ветер вращает лопасти, приводя в движение вал, на котором вращение передается на генератор через редуктор, увеличивающий скорость.

Горизонтальный ветрогенератор

Существуют две основные разновидности ветрогенераторов:

    ;
  • горизонтальный.

Вертикально ориентированные модели строятся так, чтобы ось пропеллера была перпендикулярна земле. Таким образом, любое движение воздушных масс, независимо от направления, приводит структуру в движение.

Вертикальный ветрогенератор

Горизонтальный ветрогенератор напоминает флюгер. Для того чтобы лопасти вращались, конструкция должна быть повернута в нужном направлении, в зависимости от направления движения воздуха.

Для отслеживания и улавливания изменений направления ветра установлены специальные приборы. Эффективность при такой ориентации винта намного выше, чем при вертикальной ориентации. Для бытового применения целесообразнее использовать ветрогенераторы этого типа.

Какова оптимальная форма лезвия?

Одним из основных компонентов ветрогенератора является узел лопасти.

Существует ряд факторов, связанных с этими частями, которые влияют на производительность ветровой турбины:

  • вес;
  • размер;
  • форма;
  • материал;
  • количество.

Если вы решите спроектировать лопасти для домашней ветряной турбины, вам следует учитывать все эти параметры. Некоторые люди считают, что чем больше крыльев на пропеллере генератора, тем больше энергии ветра можно получить. Другими словами, чем больше, тем лучше.

Однако это далеко не так. Каждая деталь движется, преодолевая сопротивление воздуха. Следовательно, большое количество лопастей на пропеллере требует большей силы ветра для совершения одного оборота.

Кроме того, слишком широкие крылья могут вызвать так называемую «воздушную пробку» перед пропеллером, когда поток воздуха не проходит через ветряк, а обходит его.

Диаграмма типа лопастей

Ветряная турбина с одним ротором является наиболее эффективной. Но построить и сбалансировать его своими руками очень сложно. Конструкция ненадежна, хотя и имеет высокий коэффициент полезного действия. Опыт многих пользователей и производителей ветровых турбин показывает, что наиболее оптимальной является трехлопастная модель.

Обработка кромок

Правильная форма лопастей ветровой турбины является основой ее хорошей работы.

Для отечественного производства подходят следующие варианты:

  • тип паруса;
  • тип крыла.

Лопасти парусного типа представляют собой прямые широкие полосы, как у ветряной мельницы. Эта модель является самой очевидной и самой простой. Однако его эффективность настолько низка, что эта форма практически не используется в современных ветряных турбинах. Эффективность в этом случае составляет около 10-12%.

Гораздо более впечатляющая форма — лопасти с профилем крыла. При этом используются принципы аэродинамики, благодаря которым огромные самолеты движутся по воздуху. Пропеллер легче приводится в движение и вращается быстрее. Поток воздуха значительно снижает сопротивление, которое встречает на своем пути ветряная турбина.

Профиль лопасти пропеллера

Эффективность этой модели достигает 30-35%. Хорошая новость заключается в том, что крыло можно построить и своими руками, используя минимум инструментов. Все основные расчеты и чертежи могут быть легко адаптированы к вашей ветровой турбине, и вы сможете пользоваться бесплатной и чистой энергией ветра без ограничений.

Из чего сделаны лезвия?

Материалы, которые подходят для строительства ветряной турбины, — это в основном пластмассы, легкие металлы, дерево и современное решение — стеклоткань. Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы посвятить изготовлению ветряной турбины.

Канализационные трубы из ПВХ

Наиболее популярным и распространенным материалом для изготовления пластиковых лопастей ветряных турбин является обычная канализационная труба из ПВХ. Для большинства бытовых генераторов с диаметром пропеллера до 2 м будет достаточно трубы диаметром 160 мм.

К преимуществам этого метода относятся:

  • низкая цена;
  • доступность в любом регионе;
  • простота использования;
  • большое количество схем и чертежей в интернете, большой опыт использования.

Тюбинги бывают разных форм. Это знают не только те, кто делает самодельные ветряки, но и все, кто имел дело с монтажом канализационных или водопроводных труб. Они различаются по толщине, составу и производителю. Трубы стоят недорого, поэтому нет необходимости пытаться сделать ваш ветряк еще дешевле, экономя на трубах из ПВХ.

Трубчатые лезвия

Во-первых, необходимо определиться с формой. Существует множество вариантов, и каждая форма имеет свои преимущества и недостатки. Возможно, вы захотите сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать окончательный вариант.

Поскольку цена трубок невысока и их можно найти в любом магазине DIY, этот материал отлично подходит для ваших первых шагов в моделировании из лопаток. Если что-то пойдет не так, вы всегда можете купить другой тюбик и попробовать еще раз, ваш кошелек не слишком пострадает от таких экспериментов.

Лезвия из ПВХ

Строители-любители предпочитают ПВХ, потому что сломанный наконечник стрелы можно заменить новым, изготовленным на месте за 15 минут с помощью подходящей формы. Это просто, быстро и, что самое главное, недорого.

Учебная фотография по изготовлению лопастей ветряка из пластиковых труб поможет проиллюстрировать шаги и последовательность процесса:

Все подготовительные шаги выполнены, теперь необходимо прикрепить лопасти к вращающейся части вслед за ветром:

Алюминий — тонкий, легкий и дорогой

Алюминий — легкий и прочный металл. Традиционно он используется для изготовления лопастей ветряных турбин. Благодаря небольшому весу аэродинамические свойства пропеллера не являются проблемой при его формировании.

Основные нагрузки, которым подвергается ветровая турбина во время вращения, заключаются в изгибе и разрушении лопасти. В то время как пластик при таком использовании быстро потрескается и выйдет из строя, на алюминиевый пропеллер можно рассчитывать гораздо дольше.

Алюминиевые лезвия

Еще одним недостатком алюминиевых деталей является сложность их изготовления. В то время как труба из ПВХ имеет изгиб, который будет использоваться для придания лопасти аэродинамических свойств, алюминий обычно имеет форму листа.

После вырезания деталей по шаблону, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученный полуфабрикат нужно еще свернуть и придать ему нужный изгиб. В домашних условиях и без инструментов это не так просто.

Вместо дорогого алюминия можно использовать обрезки кровельного листа или куски профнастила, оставшиеся после монтажа:

Стекловолокно или стекловолокно — для профессионалов

Если вы решили подойти к вопросу изготовления клинка осознанно и готовы потратить на это много сил и нервов, стеклопластик — это то, что нужно. Если вы раньше не имели дела с ветряными турбинами, не стоит начинать с моделирования ветряной турбины из стекловолокна. В конце концов, этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лезвия из стекловолокна

Он изготовлен из стекловолокна — тонкого и прочного материала, который поставляется в рулонах. Помимо стекловолокна, вам понадобится эпоксидный клей для крепления слоев.

Начните с создания штампа. Это объект, который формирует форму для будущей детали.

Производство стеклопластиковых лопастей

Изготовить шаблон самостоятельно очень сложно, нужно иметь готовую модель клинка из дерева или другого материала, и только потом, по этой модели, вырезать штамп для детали. Вам понадобится как минимум 2 такие формы. Однако после изготовления удачной формы вы можете использовать ее много раз и построить таким образом не один ветряк.

Дно формы тщательно покрывается воском. Это делается для того, чтобы впоследствии можно было легко снять готовую накладку. Наносится слой стекловолокна и смазывается эпоксидным клеем. Этот процесс повторяется несколько раз, пока заготовка не достигнет нужной толщины.

Производство стеклопластиковых лопастей

Когда эпоксидная смола высохнет, половину детали осторожно вынимают из штампа. Проделайте то же самое со второй половиной. Детали склеиваются между собой, создавая полое пространство. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы лопасть из стекловолокна — это вершина мастерства для любителей домашних ветряных турбин.

Его главным недостатком является сложность реализации идеи и большое количество отказов в начале, пока не будет получена идеальная матрица и не отточен алгоритм создания.

Дешево и недорого: деревянные детали для ветряного колеса

Деревянная лопатка — это дедовский метод, простой в реализации, но неэффективный при сегодняшнем уровне потребления электроэнергии. Компонент может быть изготовлен из цельного куска легкой древесины, например, сосны. Важно выбрать хорошо просушенный кусок дерева.

Производство деревянных ножей

Важно выбрать правильную форму, но помните, что деревянная лопатка будет не тонкой пластиной, как алюминиевая или пластиковая, а большой конструкцией. Поэтому для придания полой формы недостаточно, необходимо понять принципы аэродинамики и представить себе очертания лопасти во всех трех измерениях.

Деревянное лезвие

Основным недостатком этой конструкции является большая масса пропеллера. Чтобы сдвинуть этот огромный объект, ветер должен быть достаточно сильным. Но дерево — доступный материал. Пластины, подходящие для создания пропеллера ветряка, можно найти прямо у себя на заднем дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество дерева в данном случае.

Эффективность деревянного лезвия стремится к нулю. Как правило, время и усилия, затрачиваемые на строительство такой ветряной турбины, не стоят результата, выраженного в ваттах. Однако в качестве учебной модели или тестового образца деревянная часть имеет свое место. Кроме того, флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на строительной площадке.

Этапы изготовления флюгера с лопастями, вырезанными из фанеры, можно увидеть в фотогалерее ниже:

Рабочая часть готова и проверена для использования, осталось только покрасить ее и прикрутить к мачте:

Чертежи и примеры лопастей

Очень сложно сделать правильный расчет пропеллера ветрогенератора, не зная основных параметров, которые приведены в формуле, а также не имея представления о том, как эти параметры влияют на работу ветрогенератора.

Лучше не тратить время, если вам не хочется вникать в основы аэродинамики. Готовые конструкции с заданными данными помогут вам выбрать подходящую лопасть для вашей ветряной турбины.

Схема двухлопастного пропеллера из ПВХ

Такая маленькая ветряная турбина не обеспечит вас большой мощностью. Вряд ли вы сможете получить более 50 Вт от этой конструкции. Однако двухлопастной пропеллер, изготовленный из легкой и тонкой трубы ПВХ, обеспечит высокую скорость и гарантирует работу ветряка даже при слабом ветре.

Схема трехлопастного гребного винта из ПВХ

Трехлопастной пропеллер такой формы можно использовать для более мощных устройств, около 150 Вт при 12 В. Общий диаметр винта на этой модели достигает 1,5 м. Ветряная мельница быстро вращается и легко запускается. Трехлопастной ветряк является наиболее распространенным типом ветряка на отечественных электростанциях.

Схема пятилопастного винта из ПВХ

Такой пятилопастной пропеллер сможет совершать до 225 оборотов в минуту при расчетной скорости ветра 5 м/с. Чтобы построить диск по предложенным чертежам, перенесите координаты каждой точки из колонки «Координаты переднего/заднего шаблона» на поверхность пластиковой канализационной трубы.

Используя приведенную ниже таблицу, рассчитайте диаметр ветряной турбины с 2-16 лопастями. Размер может быть выбран в зависимости от желаемой выходной мощности.

Силовой стол

Как показывает практика, ветряную турбину диаметром более 2 метров сложно обслуживать. Если, согласно таблице, вам нужна ветряная турбина большего размера, подумайте об увеличении количества лопастей.

С правилами и принципами расчетов ветровых турбин вы познакомитесь в этой статье, в которой представлен пошаговый процесс проведения расчетов.

Выполнение балансировки ветровых турбин

Балансировка лопастей ветрогенератора может помочь ему работать максимально эффективно. Для проведения процедуры балансировки необходимо найти место, где нет ветра или сквозняка. Очевидно, что для ветровой турбины диаметром более 2 метров найти такое помещение будет сложно.

Лопасти собираются в готовую конструкцию и устанавливаются в рабочее положение. Ось должна быть установлена строго горизонтально, горизонтально. Плоскость, в которой будет вращаться пропеллер, должна быть установлена строго вертикально, перпендикулярно оси и уровню земли.

Неподвижный пропеллер должен быть повернут на 360/x градусов, где x = количество лопастей. В идеале, сбалансированная ветровая турбина не отклоняется даже на 1 градус и остается неподвижной. Если лопасть вращается под собственным весом, ее следует слегка подправить, уменьшив вес с одной стороны, устранив отклонение от оси.

Балансировка ветрового колеса

Также важно проверить, чтобы все детали вращались строго в одной плоскости. Чтобы проверить это, тестовые пластины размещаются на расстоянии 2 мм друг от друга по обе стороны от одного из лезвий. Ни одна часть пропеллера не должна касаться пластины во время движения.

Для работы ветряной турбины с изготовленными лопастями необходимо собрать систему, которая будет собирать произведенную энергию, хранить ее и передавать потребителю. Одним из компонентов системы является контроллер. Информацию о том, как сделать контроллер для ветряной турбины, можно найти в нашей рекомендуемой статье.

Выводы и полезное видео по теме

Вполне возможно построить ветряк своими руками из подручных материалов. Если вы начнете с более простых моделей, то первая попытка, скорее всего, будет успешной. С опытом беритесь за более сложные идеи, чтобы получить наиболее эффективную и мощную ветряную турбину.

Видео №1: Как сделать ветряк из труб ПВХ:

Видео №2. ветрогенератор своими руками:

Видео №3. ветряная турбина из оцинкованной стали:

Если вы хотите использовать чистую и безопасную энергию ветра для бытовых нужд и не планируете тратить огромные деньги на покупку дорогостоящего оборудования, то самодельные лопаты из обычных материалов будут хорошей идеей. Не бойтесь экспериментировать, и вы сможете еще больше усовершенствовать существующие модели пропеллеров ветряных турбин.

Не хотите ли вы рассказать нам, как вы сами сделали лопасти для ветряной турбины, которая снабжает электричеством ваш коттедж? Хотите поделиться полезной информацией с посетителями сайта или задать вопрос? Пожалуйста, введите свои комментарии в поле ниже.

Лопасти ручной работы для ветрогенератора

Ветряная турбина

Работающий ветрогенератор состоит из генератора, контроллера, мачт, хвостовой части, инвертора и аккумулятора.

Традиционно ветряной механизм оснащен тремя лопастями, прикрепленными к ротору. При вращении ротора генерируется трехфазный переменный ток, который подается на контроллер, а затем ток преобразуется в стабильное напряжение и подается на аккумулятор.

Проходя через батареи, ток заряжает их и использует в качестве проводников электричества.

Затем ток поступает в инвертор, достигая требуемых значений: однофазный переменный ток 220 В, 50 Гц. Поскольку электроэнергии вырабатывается недостаточно для использования освещения и электроприборов, ее недостаток компенсируют аккумуляторы.

Как рассчитать лопасти?

Диаметр ветряной турбины для конкретной мощности можно рассчитать следующим образом:

  1. Площадь числа лопастей из окружности пропеллера ветряной турбины заданной мощности, низкой скорости и силы ветра, при которой подается требуемое напряжение.
  2. Вычислите площадь этого квадрата.
  3. Разделите площадь полученного квадрата на мощность конструкции в ваттах.
  4. Умножьте полученный результат на требуемую мощность в ваттах.
  5. Сопоставьте площадь квадрата с этим результатом, изменяя размер квадрата до тех пор, пока его размер не достигнет четырех.
  6. Этот квадрат содержит окружность пропеллера ветряной турбины.

Затем не составит труда определить другие размеры, например, диаметр.

Размеры лезвия можно рассчитать таким же образом.

Шаблон лопатки изготовлен из трубы ПВХ диаметром 160 мм:

3ca0d4b59048e339aaf8e67bbad3d6e1

Шаблон лезвия изготовлен из алюминия:

2185cbd9032e1a31908a973ad857f9ae

Вы можете попытаться самостоятельно определить характеристики лопасти ветряной турбины.

Скорость ветрогенератора представляет собой отношение окружной скорости кромки лопасти к скорости ветра и может быть рассчитана по формуле:

e7377de9c455fd676c36131519bc1503

На выходную мощность ветряной турбины влияют диаметр колеса, форма лопастей, их положение относительно воздушного потока и скорость ветра.

Его можно найти по формуле:

088eae377f3a9b93c4f448f598735f08

При использовании обтекаемых лопастей коэффициент использования ветра не превышает 0,5. При использовании слегка обтекаемых лопастей он составляет 0,3.

36af92105880ebcfa8d69f9ba0458de6

Необходимые материалы и инструменты

Необходимы следующие материалы:

  • дерева или фанеры;
  • алюминий;
  • Стекловолокно в листах;
  • Трубы и фитинги из ПВХ;
  • Материалы, имеющиеся дома в гараже или подсобном помещении;

Должны быть доступны следующие инструменты

  • Маркер, можно использовать карандаш;
  • Ножницы для резки металла;
  • лобзик;
  • видел;
  • наждачная бумага;

Вертикальный и горизонтальный ветрогенератор

img

Их можно классифицировать по ротору:

  • перпендикуляр;
  • Дарий;
  • Савоний;
  • геликоид;
  • многолопастные с направляющими лопатками;

Вертикальные ветровые турбины хороши тем, что их не нужно располагать относительно ветра; они работают независимо от направления ветра. В результате нет необходимости оснащать их устройствами, улавливающими направление ветра.

Эти конструкции могут быть размещены на земле и очень просты. Сделать своими руками такую конструкцию гораздо проще, чем горизонтальную.

Горизонтальный ветрогенератор

Горизонтальные ветрогенераторы имеют ряд преимуществ перед вертикальными. Они делятся на однолезвийные, двухлезвийные, трехлезвийные и многолезвийные.

Однолопастные конструкции являются самыми быстрыми, вращаясь в два раза быстрее, чем трехлопастные при той же силе ветра. Эффективность этих ветрогенераторов намного выше, чем вертикальных турбин.

Существенным недостатком конструкций с горизонтальной осью является зависимость ротора от направления ветра, что требует установки дополнительных устройств для улавливания направления ветра.

Выбор типа лезвия

Лопасти для ветрогенератора

Лезвия могут быть в основном двух типов:

  • тип паруса;
  • профиль крыла;

Можно сконструировать плоские лопасти, похожие на «крылья» ветряной мельницы, т.е. по типу паруса. Проще всего сделать их из разных материалов: фанеры, пластика, алюминия.

Этот метод имеет свои недостатки. При вращении ветряной мельницы с лопастями, выполненными по принципу паруса, аэродинамические силы не принимают участия, вращение обеспечивается только силой тяги ветрового потока.

Эффективность этого устройства минимальна, не более 10% потока ветра преобразуется в энергию. При слабом ветре колесо будет оставаться неподвижным, не говоря уже о производстве энергии для бытового использования.

Выбор материала

Лопасти для ветряной машины могут быть изготовлены из любого более или менее подходящего материала, такого как

ПВХ трубы

Труба из ПВХ для ветрогенератора

Этот материал, вероятно, самый простой для изготовления лезвий. Трубы из ПВХ можно найти в любом строительном магазине. Следует выбирать трубы, предназначенные для канализации под давлением или газовые трубы. В противном случае сильный ветер может привести к поломке лопастей и их повреждению о мачту генератора.

Лопасти ветрогенератора испытывают значительные нагрузки от центробежной силы, и чем длиннее лопасти, тем больше нагрузка.

Кромка лопасти двухлопастного колеса бытовой ветряной турбины вращается со скоростью сотни метров в секунду, что равно скорости пули, выпущенной из пистолета. Такая скорость может привести к разрыву труб из ПВХ. Это особенно опасно, поскольку летящие фрагменты труб могут убить или серьезно травмировать людей.

Решение — максимально укоротить лопасти и увеличить их количество. Многолопастное ветряное колесо легче балансировать и оно издает меньше шума. Толщина стенки трубы также важна. Например, для ветроколеса с шестью лопастями, изготовленными из трубы ПВХ диаметром два метра, их толщина должна быть не менее 4 миллиметров. Для расчета конструкции лопастей самодельщик может воспользоваться готовыми таблицами и шаблонами.

Шаблон должен быть сделан из бумаги, приложен к трубе и очерчен. Это нужно сделать столько раз, сколько лопастей будет у ветрогенератора. С помощью лобзика разрежьте трубу по разметке — полотна почти готовы. Края трубок шлифуются, а углы и концы закругляются, чтобы ветряк выглядел красиво и издавал меньше шума.

Диск с шестью ремнями должен быть изготовлен из стали, чтобы служить конструкцией для соединения лопастей и крепления колеса к турбине.

Размеры и форма соединительной конструкции должны соответствовать типу генератора и постоянному току, который будет использоваться в ветропарке. Сталь следует выбирать такой толщины, чтобы она не деформировалась под действием ветра.

Алюминий

Алюминиевые трубы

По сравнению с лезвиями для труб из ПВХ, алюминиевые лезвия труднее согнуть и сломать. Недостатком является их большой вес, что требует принятия мер по обеспечению устойчивости конструкции в целом. Кроме того, колесо должно быть отбалансировано как можно тщательнее.

Рассмотрим детали изготовления алюминиевых лопастей для шестилопастного ветроколеса.

Шаблон должен быть изготовлен из фанеры. Используя шаблон, вырежьте шесть лопастей из листа алюминия. Будущее полотно закатывается во впадину глубиной 10 миллиметров, при этом ось червяка образует угол 10 градусов с осью деления заготовки. Эта манипуляция позволит получить приемлемые аэродинамические характеристики лопастей. На внутренней стороне лезвия закреплена резьбовая втулка.

Соединительный механизм ветроколеса с алюминиевыми лопастями, в отличие от колеса с лопастями из ПВХ трубок, имеет на лопасти не планки, а штифты, представляющие собой куски стального стержня с резьбой, совпадающей с резьбой втулки.

Изготовлен из стекловолокна

Стекловолокно

Лопасти из стекловолокна являются наиболее безупречными, учитывая их аэродинамические характеристики, прочность и вес. Эти клинки наиболее сложны в изготовлении, так как необходимо знать, как обрабатывать дерево и стеклоткань.

Мы рассмотрим возможность изготовления лопастей из стекловолокна для колеса диаметром два метра.

Наиболее тщательно нужно изготовить матрицу из дерева. Она изготавливается из прутьев по готовому шаблону и служит моделью для клинка. Когда штамп готов, можно приступать к изготовлению лопастей, которые будут состоять из двух частей.

Натрите мат воском, покройте одну из сторон эпоксидной смолой и уложите на нее стекловолоконную ткань. Повторно нанесите эпоксидную смолу и снова слой стеклоткани. Количество слоев может быть три или четыре.

Затем держите слой непосредственно на штампе около 24 часов, пока он полностью не высохнет. Вот и все, одна часть лезвия готова. На другой стороне кубика выполните ту же последовательность действий.

Склейте готовые детали лопасти вместе с помощью эпоксидной смолы. Вы можете поместить деревянную пробку в середину и закрепить ее клеем, чтобы прикрепить лопасти к ступице колеса. В плунжер следует вставить резьбовую втулку. Сустав станет втулкой так же, как и в предыдущих примерах.

Балансировка ветряного колеса

Балансировка генератора ветровой турбины

Когда лопасти будут готовы, установите и отбалансируйте ветроколесо. Это следует делать в большом закрытом здании и при полном отсутствии ветра, так как колебания колес при ветре могут исказить результаты балансировки.

Сбалансируйте колесо следующим образом:

  1. Поддерживайте колесо на такой высоте, чтобы оно могло свободно двигаться. Плоскость сцепного механизма должна быть абсолютно параллельна вертикальной подвеске.
  2. Сделайте колесо полностью неподвижным, а затем отпустите его. Он не должен двигаться. Затем поверните колесо на 360/количество лопастей, остановитесь, отпустите, снова поверните и наблюдайте в течение короткого времени.
  3. Испытания следует проводить до тех пор, пока колесо не начнет вращаться вокруг своей оси. Когда колесо отпускается или останавливается, тянущая вниз часть колеса слишком тяжелая. Кончик одного из лезвий должен быть заточен.

Техническое обслуживание

Для обеспечения длительной бесперебойной работы ветряной турбины необходимо выполнить следующее:

  1. После десяти или четырнадцати дней работыПосле десяти-четырнадцати дней работы следует осмотреть ветряную мельницу и особенно ее крепления. Лучше всего это делать в спокойную погоду.
  2. Два раза в год необходимо смазывать подшипники ветряной турбины и генератора. Два раза в год смазывайте подшипники механизма вращения и генератора.
  3. Если вы подозреваете, что колесо разбалансированоЕсли вы подозреваете, что колесо разбалансировано, о чем может свидетельствовать вибрация лопастей при вращении на ветру, отбалансируйте колесо.
  4. Проверяйте щетки токоприемника не реже одного раза в год. коллектор питания.
  5. При необходимостиПокрасьте металлические части ветряной турбины.

Изготовление лопастей для ветряка вполне по силам домашнему умельцу, нужно только все рассчитать, продумать, и тогда в вашем доме появится реальная альтернатива электросети. Выбирая мощность домашнего устройства, помните, что его максимальная мощность не должна превышать 1000 или 1500 Вт. Если этой мощности недостаточно, подумайте о приобретении промышленного генератора.

Как сделать лопасти для ветряной турбины?

Правильно рассчитанные лопасти для ветрогенератора определяют технические параметры устройства, расширяют возможности установки в выбранном месте, влияют на геометрические параметры. Ветрогенератор — это особая категория оборудования, используемого для выработки электроэнергии путем преобразования кинетической энергии ветра.

Конструкция и принцип работы ветрогенератора

Этот тип технического решения желателен в регионах, где преобладает ветреная погода; он работает за счет использования потока воздуха для выработки электроэнергии. Эти устройства работают благодаря наличию в конструкции лопастей, которые вращаются для запуска генератора. Последний преобразует кинетическую энергию ветра в электрическую, ток подается на устройства, которые его потребляют, и на аккумуляторы.

Промышленные и бытовые ветрогенераторы могут использоваться как в качестве первичного, так и вторичного источника напряжения. В частности, постоянно работающие генераторы используются для освещения дома и отвечают за нагрев воды независимо от основной электрической цепи.

Если недвижимость не подключена к централизованной электросети, мощности ветряной турбины может быть достаточно для поддержания работы системы отопления, всех бытовых приборов и лампочек. Следует учитывать, что в зимние месяцы мощность установки должна быть выше 10 кВт для работы отопления, в этом случае мощности также будет достаточно для работы бытовых приборов. Ветровые турбины работают в тандеме со стабилизаторами.

Типы ветровых турбин

Они классифицируются в соответствии с их техническим дизайном, который влияет на функциональность и характеристики.

Вертикальный

В зависимости от типа ротора и используемых лопастей вертикальные ветрогенераторы могут быть ортогональными, подвида Савониуса, многолопастными (имеется направляющий механизм), дарье, геликоидальными. Главное преимущество этих устройств в том, что их не нужно корректировать по углу ветра, они хорошо работают при любом направлении ветра. Поэтому они не оснащены устройствами для перехвата воздушного потока.

Благодаря простоте агрегатов, их можно размещать на земле, по сравнению с горизонтальными вариантами, изготовить лопасти для такого ветрогенератора самостоятельно будет гораздо проще. Недостатком является низкая эффективность вертикальных моделей, ассортимент ограничен из-за их недостаточной мощности.

Горизонтальный .

Количество лопастей здесь варьируется. Однолопастные модели имеют самую высокую скорость, по сравнению с трехлопастными моделями, которые вращаются примерно в два раза быстрее при одинаковых ветровых условиях. Эффективность горизонтальных моделей гораздо выше, чем вертикальных.

Лопасти для ветрогенератора

Горизонтально-осевые ветровые турбины

Горизонтальная ориентация имеет недостаток — ее работа зависит от направления ветра, поэтому устройство оснащается дополнительными механизмами для улавливания движения воздушных потоков.

Варианты формы лезвия

При изготовлении лопастей для ветровой турбины необходимо учитывать, что производительность ветровой турбины будет зависеть от следующих характеристик:

  • вес,
  • форма,
  • число,
  • размеры,
  • материал основания.

Эти параметры очень важны, если вы хотите сделать свои собственные лезвия. Ошибочно думать, что увеличение количества крыльев на пропеллере достаточно для увеличения количества преобразованной энергии ветра. В этом случае, наоборот, происходит снижение эффективности механизма, поскольку каждый отдельный сегмент должен преодолевать неизбежное сопротивление воздуха при движении. Следовательно, для одного оборота пропеллера с большим количеством лопастей требуется увеличение силы ветра.

Не следует забывать, что чрезмерно широкие крылья часто приводят к образованию своеобразной «воздушной шапки» перед пропеллером — явлению, при котором воздушный поток окружает ветряк, хотя должен проходить через него. Форма элементов имеет решающее значение, поскольку она определяет скорость вращения пропеллера. Если лопасти ветряной турбины неправильно спроектированы, это приводит к плохому потоку вокруг ветряной турбины, вызывая вихри, которые могут замедлить работу колеса.

Однолопастные агрегаты оказались наиболее эффективными, но их довольно сложно сконструировать и сбалансировать самостоятельно. При высокой производительности конструкция очень ненадежна, поэтому для тех, кто собирает устройство своими руками, пригодится трехлопастная модель.

В бытовых условиях обычно используются лопасти типа «крыло» или «парус». Последние выглядят как прямые широкие полосы, похожие на ветряную мельницу. Они имеют низкий КПД; КПД варьируется от 10 до 12%.

Лопасти ротора следуют аэродинамическим принципам, по которым движутся самолеты. Такой пропеллер вращается быстрее и легче управляется. Благодаря воздушному потоку снижается сопротивление воздуха. Продукт имеет характерное утолщение на одном конце и плавный спуск на другом. Здесь эффективность составляет 30-35%.

Материалы лезвий

При решении вопроса, как сделать лопасти для ветряной турбины, используются легкие металлы, стеклоткани, пластмассы, дерево. Выбор решения должен основываться в первую очередь на том, сколько собственного времени и труда вы готовы посвятить установке ветряной турбины. Общими критериями выбора материала являются долговечность, простота обработки, доступность по цене, малый собственный вес и возможность придания нужной формы.

Принципы самостоятельного изготовления лопастей ветровых турбин

Часто основной трудностью является определение оптимальных размеров, поскольку длина и форма лопастей ветрогенератора влияют на его производительность.

Материалы и инструменты

За основу были взяты следующие материалы:

  • Фанера или другая форма дерева;
  • Листы из стекловолокна;
  • алюминиевый прокат;
  • Трубы ПВХ, компоненты пластиковых трубопроводов.

Выберите один тип из того, что есть в наличии, например, остатки после ремонта. Вам понадобится маркер или чертежный карандаш, лобзик, наждачная бумага, ножницы по металлу и пила для последующей обработки.

Чертежи и расчеты

Для генераторов малой мощности менее 50 Вт пропеллер, указанный в таблице ниже, является пропеллером, способным развивать высокую скорость.

Затем рассчитывается скорость низкооборотного трехлопастного винта, который имеет высокий пусковой момент. Эта деталь будет полностью поддерживать высокоскоростные генераторы мощностью до 100 Вт. Пропеллер работает в сочетании с шаговыми двигателями, низковольтными двигателями малой мощности и автомобильными генераторами со слабыми магнитами.

С аэродинамической точки зрения чертеж пропеллера должен выглядеть следующим образом:

Изготовление из пластиковых труб

Канализационные трубы из ПВХ считаются наиболее удобным материалом, при диаметре конца до 2 м подойдут заготовки диаметром 160 мм. Этот материал привлекателен своей простотой обработки, доступной стоимостью, повсеместной распространенностью и обилием уже разработанных чертежей, схем. Важно выбрать пластик хорошего качества, чтобы предотвратить поломку лезвий.

Наиболее удобным изделием является плоский желоб, который нужно только вырезать в соответствии с чертежом. Это сырье устойчиво к влаге, за ним легко ухаживать, но при отрицательных температурах оно может стать хрупким.

Изготовление ножей из алюминиевых заготовок

Такие лезвия долговечны, прочны и очень прочны. Однако они тяжелее пластиковых, и колесо должно быть тщательно сбалансировано. Хотя алюминий считается довольно податливым, работа с металлом требует наличия подручных инструментов и минимальных навыков обращения.

Форма подаваемого материала может усложнить процесс, поскольку обычный алюминиевый лист превращается в лезвия только после придания заготовкам характерного профиля, для чего сначала необходимо изготовить специальный шаблон. Многие начинающие строители сначала сгибают металл на оправке, а затем размечают и вырезают заготовки.

Лопасти для ветрогенератора

Лезвия изготовлены из алюминиевых заготовок

Алюминиевые лезвия обладают высокой устойчивостью к нагрузкам и не реагируют на изменения погоды или температуры.

Пропеллер из стекловолокна

Его предпочитают специалисты, поскольку этот материал капризен и труден в работе. Последовательность операций:

  • вырежьте деревянный шаблон, смажьте его мастикой или воском — покрытие должно отталкивать клей;
  • Сначала изготавливается одна половина заготовки — трафарет смазывается слоем эпоксидной смолы, а сверху укладывается стеклоткань. Процедура быстро повторяется, пока первый слой не успел высохнуть. Таким образом, достигается желаемая толщина заготовки;
  • Выполните вторую половину таким же образом;
  • Когда клей затвердеет, две половинки можно соединить с помощью эпоксидной смолы и тщательно отшлифовать стыки.

На конце имеется втулка, с помощью которой изделие соединяется с втулкой.

Как сделать весло из дерева?

Это сложная задача из-за специфической формы изделия, а все рабочие части пропеллера в конечном итоге должны быть идентичными. Недостатком также является необходимость последующей защиты заготовки от влаги — для этого ее красят, смазывают маслом или пропитывают оливковым маслом.

Нюансы балансировки и обращения с ветрогенератором

Для повышения эффективности работы устройства необходимо выполнить балансировку лопастей. Это следует делать в помещении, вдали от сквозняков и ветра. Детали собираются в единый узел и устанавливаются в рабочее положение, при этом необходимо убедиться, что ось строго горизонтальна, а линия проверяется спиртовым уровнем. Перпендикулярно линии и оси земли отрегулируйте плоскость вращения пропеллера так, чтобы она была горизонтальной.

Неподвижный пропеллер следует повернуть на 360° столько раз, сколько в нем лопастей. Правильно сбалансированное устройство в идеале будет оставаться неподвижным, не допускается даже градусное отклонение. Если лопасть вращается под собственным весом, ее корректируют в одностороннем порядке, чтобы устранить отклонение от оси. Эта процедура повторяется до тех пор, пока конструкция не останется неподвижной во всех положениях. Чтобы результат испытания был достоверным, важно исключить фактор ветра.

Все детали должны вращаться в одной плоскости. Для проверки этого условия стопорные пластины устанавливаются на расстоянии 2 мм по обе стороны от винта, и изделие не должно касаться их во время вращения.

Эксплуатация ветрогенератора предполагает сборку схемы, способной накапливать преобразованную энергию для хранения и последующей передачи конечному потребителю.

Лопасти ветряных турбин ручной работы

Лопасти для ветрогенератора своими руками — сложный и основной компонент устройства, определяющий его технические параметры. Они изготавливаются из труб ПВХ, стекловолокна, алюминия или дерева.

Конструкция и принцип работы ветрогенератора

Эти технические решения востребованы в регионах, где преобладает ветреная погода, они работают на основе потока воздуха, который создает электрический ток. Эти устройства работают благодаря наличию в конструкции лопастей, которые, вращаясь, запускают генератор. Последний преобразует кинетическую энергию ветра в электрическую, ток подается на оборудование, которое его потребляет, и на аккумуляторы.

Промышленные и бытовые ветрогенераторы могут использоваться как в качестве первичного, так и вторичного источника напряжения. В частности, постоянно работающие генераторы управляют системой освещения дома и отвечают за нагрев воды независимо от основного электрического контура.

Если недвижимость не подключена к централизованной электросети, мощности ветряной турбины может быть достаточно для поддержания работы системы отопления, всех бытовых приборов и лампочек. Следует учитывать, что в зимние месяцы мощность установки должна быть выше 10 кВт для работы отопления, в этом случае мощности также будет достаточно для работы бытовых приборов. Ветряные электростанции работают в тандеме со стабилизаторами.

Варианты формы лезвия

При изготовлении лопастей для ветрогенератора необходимо учитывать, что производительность ветровой турбины будет зависеть от следующих характеристик:

  • вес,
  • форма,
  • число,
  • размеры,
  • материал основания.

Эти параметры очень важны, если вы хотите сделать свои собственные лезвия. Ошибочно полагать, что увеличение количества крыльев на пропеллере достаточно для увеличения количества преобразованной энергии ветра. В этом случае, наоборот, происходит снижение эффективности механизма, так как каждый отдельный сегмент должен преодолевать неизбежное сопротивление воздуха при движении. Поэтому, чтобы сделать один оборот с помощью пропеллера с большим количеством лопастей, необходимо увеличить силу ветра.

Не следует забывать, что чрезмерно широкие крылья часто приводят к образованию своеобразной «воздушной шапки» перед пропеллером — явлению, при котором воздушный поток окружает ветряк, хотя должен проходить через него. Форма элементов имеет решающее значение, поскольку она определяет скорость вращения пропеллера. При неправильной конструкции лопасти ветряной турбины плохо обтекаются, создавая вихри, которые могут замедлить движение колеса.

Однолопастные устройства оказались наиболее эффективными, но их довольно сложно сконструировать и сбалансировать самостоятельно. При высокой производительности конструкция очень ненадежна, поэтому для тех, кто собирает прибор своими руками, удобной будет модель с тремя лезвиями.

В домашних условиях принято изготавливать лопасти типа «крыло» или «парус». Последние выглядят как прямые широкие полосы, похожие на ветряную мельницу. Они имеют низкий КПД; КПД варьируется от 10 до 12%.

Лопасти ротора следуют аэродинамическим принципам, по которым движутся самолеты. Такой пропеллер вращается быстрее, и им легче управлять. Благодаря воздушному потоку сопротивление воздуха уменьшается. Продукт имеет характерное утолщение на одном краю и пологий наклон вниз на другом. Здесь эффективность составляет 30-35%.

Выбор типа лезвия

Существует не так много вариантов и типов лопастей для горизонтальных ветряных турбин. Причина этого кроется в конструкции самого ротора — просто нет места для создания сложных форм или конфигураций. Тем не менее, разработка наиболее удачного варианта идет постоянно, и сегодня можно выделить несколько типов:

  • полнолопастные роторы
  • парусный спорт

Фиксированные лезвия изготавливаются из различных материалов в определенной форме, парусные лезвия имеют совершенно другую конструкцию. Основа представляет собой раму, на которую натянута толстая тесьма так, что одна сторона не прикреплена к раме. В результате получается лопатка треугольной формы, одна из сторон которой (от центра до одной из вершин) не соединена с основанием.

Поток ветра создает давление на парус и придает ему оптимальную форму для выхода из плоскости, в результате чего колесо начинает вращаться. Этот вариант имеет преимущество в массе и весе колеса, но требует постоянного контроля за состоянием ткани и ротора в целом.

Для DIY обычно используются подручные материалы. Учитывая сложный профиль лопастей, использование листового металла или пластиковых труб является хорошим вариантом.

4560c772e10c.jpg

Из чего можно сделать лезвия в домашних условиях

Материалы, которые подходят для строительства ветряной турбины, — это в основном пластмассы, легкие металлы, дерево и современное решение — стеклоткань. Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы посвятить изготовлению ветряной турбины.

Канализационные трубы из ПВХ

Наиболее популярным и распространенным материалом для изготовления пластиковых лопастей ветряных турбин является обычная канализационная труба из ПВХ. Для большинства бытовых генераторов с диаметром пропеллера до 2 м достаточно трубы диаметром 160 мм.

К преимуществам этого метода относятся:

  • недорого;
  • доступность в любом регионе;
  • простота использования;
  • Большое количество схем и чертежей в интернете; большой опыт использования.

Трубы бывают разных форм и размеров. Это знают не только те, кто делает самодельные ветряки, но и все, кому приходилось иметь дело с прокладкой канализационных или водопроводных труб. Они различаются по толщине, составу и производителю. Трубы стоят недорого, поэтому нет необходимости пытаться сделать ваш ветряк еще дешевле, экономя на ПВХ-трубах.

pvh-lopasti-dlya-vetrovoy-turbine-430x201.jpg

Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лезвия сломаются с первой попытки и вся работа будет сделана напрасно.

Первое, что нужно сделать, — это определиться с формой. Существует множество разновидностей, и каждая форма имеет свои преимущества и недостатки. Возможно, стоит сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать окончательный вариант.

Поскольку цена трубок невысока и их можно найти в любом магазине DIY, этот материал отлично подходит для первых шагов в моделировании из лопаток. Если что-то пойдет не так, вы всегда можете купить другой тюбик и попробовать еще раз, ваш кошелек не слишком пострадает от таких экспериментов.

kak-sdelat-lopasti-430x383.jpg

Опытные пользователи ветроэнергетики заметили, что для лопастей ветрогенераторов лучше использовать оранжевые трубки, чем серые. Они лучше сохраняют свою форму, не гнутся после формирования крыла и более долговечны.

Строители-любители предпочитают ПВХ, потому что во время испытаний сломанный грот можно заменить новым, который можно изготовить за 15 минут на месте, используя соответствующий шаблон. Просто, быстро и, самое главное, доступно.

Алюминий

Алюминий — легкий и прочный металл. Он традиционно используется в производстве лопастей ветряных турбин. Благодаря своему небольшому весу, если пластине придать нужную форму, аэродинамические свойства пропеллера будут на самом высоком уровне.

Основными нагрузками, которым подвергается ветровая турбина во время вращения, являются изгиб и излом лопасти. В то время как пластик при такой работе быстро растрескается и выйдет из строя, на алюминиевый пропеллер можно рассчитывать гораздо дольше.

alum-lopast-430x371.jpg

Однако если сравнивать алюминиевые и ПВХ трубы, то металлические пластины все же тяжелее. На высоких скоростях велик риск того, что пропеллер выйдет из строя в месте крепления, а не в самой лопасти.

Еще одним недостатком алюминиевых деталей является сложность производства. В то время как труба из ПВХ имеет изгиб, который будет использоваться для придания лопасти аэродинамических свойств, алюминий обычно имеет форму листа.

После того как деталь вырезана по форме, что гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную деталь нужно еще правильно прокатать и согнуть. В домашних условиях и без инструментов это будет не так просто.

Стекловолокно или стеклоткань

Если вы решили сделать клинок осознанно и готовы потратить много сил и нервов, стеклопластик — это то, что нужно. Если вы раньше не имели дела с ветряными турбинами, не стоит начинать с моделирования ветряной турбины из стекловолокна. В конце концов, этот процесс требует опыта и практических навыков.

der-lopast1-430x573.jpg

Лезвие, изготовленное из нескольких слоев стеклоткани, соединенных эпоксидным клеем, будет прочным, легким и надежным. Большая площадь поверхности сделает его полым и почти невесомым.

В качестве ткани используется стекловолокно — тонкий и прочный материал, который продается в рулонах. Помимо стекловолокна, вам понадобится эпоксидный клей для крепления слоев.

Начните с создания матрицы. Это рабочая деталь, которая служит формой для будущей детали.

steklovol-lopast_1-430x325.jpg

Матрица может быть изготовлена из дерева: пиломатериала, доски или бревна. Объемный силуэт половины ножа вырезан прямо из массива дерева. Другой вариант — форма из пластика.

Изготовить шаблон самостоятельно очень сложно, необходимо иметь готовую модель клинка из дерева или другого материала и по этой модели вырезать штамп для детали. Вам понадобится как минимум 2 такие формы. Но если вы сделали удачную форму, вы можете использовать ее много раз и построить таким образом не одну ветряную мельницу.

Дно формы тщательно покрывается воском. Дно формы тщательно покрывается воском, чтобы впоследствии можно было легко извлечь лопатку. Наносится слой стекловолокна и смазывается эпоксидным клеем. Этот процесс повторяется несколько раз, пока лезвие не достигнет желаемой толщины.

steklovol-lopast_2-430x323.jpg

После этого клей должен высохнуть. Некоторые рекомендуют поместить форму в вакуумный пакет и откачать воздух. Это позволяет клею лучше проникать во все слои стеклоткани, не оставляя непропитанных участков.

Когда эпоксидная смола высохнет, половину детали осторожно вынимают из формы. Проделайте то же самое со второй половиной. Детали склеиваются между собой, создавая полое пространство. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы, стеклопластиковая лопасть — это вершина мастерства для любителя домашних ветряных турбин.

Его главный недостаток — сложность реализации идеи и большое количество глюков в начале, пока не будет получена идеальная матрица и отработан алгоритм создания.

Дерево

Деревянный нож — это устаревший метод, простой в применении, но неэффективный при сегодняшнем уровне потребления электроэнергии. Эта деталь может быть изготовлена из цельной доски легкого дерева, например, сосны. Важно выбрать хорошо просушенный кусок дерева.

der-lopast_3-430x338.jpg

Если древесина влажная, болт может «искривиться» в процессе сушки и деформироваться. Вес влажной древесины намного тяжелее, чем сухой.

Необходимо выбрать правильную форму, но при этом учесть, что деревянная лопатка будет не тонкой пластиной, как алюминий или пластик, а объемной конструкцией. Поэтому недостаточно просто придать форму заготовке, необходимо понять принципы аэродинамики и представить себе контур лопасти во всех трех измерениях.

der-lopast2-430x441.jpg

Для придания окончательной формы древесине потребуется рубанок, желательно электрический. Для долговечности древесина покрывается антисептическим защитным лаком или краской.

Основным недостатком этой конструкции является большой вес винта. Чтобы сдвинуть этот мега-объект, ветер должен быть достаточно сильным, что в принципе неосуществимо. Но дерево — доступный материал. Плиты, пригодные для создания пропеллера ветряной турбины, можно найти на заднем дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество дерева в данном случае.

Эффективность деревянного лезвия стремится к нулю. Как правило, время и усилия, затрачиваемые на строительство такой ветряной турбины, не стоят результата, выраженного в ваттах. Но в качестве учебной модели или тестового образца деревянная часть имеет свое хорошее место. Кроме того, флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на строительной площадке.

Как рассчитать лопасти

Диаметр ветряной турбины для заданной мощности можно рассчитать следующим образом:

  1. Окружность пропеллера ветряной турбины заданной мощности, низкая скорость и сила ветра, при которой подается нужное напряжение, количество лопастей в квадрате.
  2. Вычислите площадь этого квадрата.
  3. Разделите площадь полученного квадрата на мощность конструкции в ваттах.
  4. Умножьте полученный результат на требуемую мощность в ваттах.
  5. Сопоставьте площадь квадрата с этим результатом, изменяя размер квадрата до тех пор, пока его размер не достигнет четырех.
  6. Периметр пропеллера ветряной турбины вписан в этот квадрат.

Затем не составит труда определить другие размеры, например, диаметр.

Размеры лопастей могут быть рассчитаны аналогичным образом.

Расчет максимально допустимой формы лезвия довольно сложен и труден для самоделкиных, поэтому можно использовать готовые шаблоны, созданные мастерами.

Шаблон лезвия изготовлен из трубы ПВХ диаметром 160 мм:

3ca0d4b59048e339aaf8e67bbad3d6e1.jpg

Шаблон лезвия изготовлен из алюминия:

2185cbd9032e1a31908a973ad857f9ae.jpg

Вы можете попытаться самостоятельно определить эффективность лопастей ветряной турбины.

Скорость ветрогенератора — это отношение окружной скорости кромки лопасти к скорости ветра и может быть рассчитана по формуле:

e7377de9c455fd676c36131519bc1503.jpg

На мощность ветряной турбины влияют диаметр колеса, форма лопастей, их положение относительно воздушного потока и скорость ветра.

Его можно найти по формуле:

088eae377f3a9b93c4f448f598735f08.jpg

Для обтекаемых лопастей коэффициент использования ветра не превышает 0,5. Для слегка обтекаемых лопастей он составляет 0,3.

36af92105880ebcfa8d69f9ba0458de6.jpg

Как определить количество лопастей для ветряной турбины?

Прежде всего, необходимо определить количество лопастей. На высокоскоростных ветрогенераторах устанавливается минимальное количество лопастей 2 — 3, это позволяет максимально вращать ротор генератора, но устанавливать высокоскоростные генераторы можно только в районах с постоянными ветрами, например, на морском побережье.

Во внутренних районах преобладают слабые ветры, и если установить высокоскоростной ветрогенератор, он будет неэффективным.

Ветряная турбина с 2-3 лопастями будет хорошо вращаться при сильном ветре и заглохнет при слабом ветре.

Ветрогенераторы с 2-3 лопастями очень сильно нагружены центробежной силой, такие ветряки могут раскручивать лопасти до скорости пули, если лопасть сломается, она может отлететь и нанести травмы людям.

Кроме того, ветрогенераторы с тремя лопастями очень шумные и не рекомендуются для установки вблизи жилых домов, такие ветрогенераторы производят звук вертолета, летящего при сильных порывах ветра.

В центральной полосе страны, где преобладают слабые и средние ветры, практичнее устанавливать низкоскоростные ветрогенераторы. Для таких генераторов оптимально использовать 5 — 6 крыловидных лопастей. Такое количество лопастей позволяет ветряной турбине улавливать слабые потоки ветра и стабильно работать на низких скоростях.

Изготовление лопастей шаг за шагом из трубы ПВХ

Рассмотрим наиболее распространенный способ изготовления лезвий. В качестве материала используется труба из ПВХ диаметром около 110-160 мм:

  • отрезать куски трубы по длине лезвий
  • По длине проводится линия, от которой отмеряется 22 мм в обоих направлениях. Это 44 мм — ширина одного лезвия.
  • на противоположной стороне сделать то же самое
  • крайние точки по одну сторону от средней линии соединяются, образуя прямую линию. На другой стороне делается эскиз формы лезвия
  • лезвие обрезается, свободный конец аккуратно закругляется, а края обрабатываются наждачной бумагой или напильником
  • лопасти приварены к ступице

Форма лопастей выглядит следующим образом

  • торцевые части имеют одинаковую ширину — 44 мм
  • в центре ширина лезвия составляет 55 мм
  • на расстоянии 0,15 м ширина лезвия составляет 88 мм

Полученные точки соединяются прямой линией, а затем по полученному контуру выполняется более плавный переход. Изготавливается шаблон, по которому вырезаются все лезвия одинаковой формы. Для крепления винтов (болтов) к ступице необходимо просверлить пару отверстий.

Они должны находиться в одинаковых точках на всех лопастях, чтобы ротор не был разбалансирован. Готовое колесо следует тщательно отбалансировать, поместив его на ось и свободно вращая, чтобы найти область дисбаланса. В этот момент лопасть следует постепенно шлифовать, пока ротор не будет полностью сбалансирован.

trubpvhlopasti.jpg

GRP

При использовании армированного стекловолокном пластика (GRP) сначала изготавливается шаблон из дерева, из которого затем изготавливаются детали лопасти. Как правило, в этом случае их делают полыми, а при необходимости можно придать жесткость лонжеронам и заполнить полости другими компонентами.

При изготовлении шаблона поверхность лезвия грубо делится вдоль горизонтальной оси, после чего получается шаблон нижней части и шаблон верхней части. Отдельные элементы клинка изготавливаются на основе основы (шаблона), которую можно назвать матрицей. Для этого на матрицу наносится несколько слоев стекловолокна с использованием эпоксидной смолы и отвердителя, которые должны быть отверждены. После отверждения лонжерон и герметик (в задней части) помещаются внутрь поверхности изготавливаемого изделия. Герметик укладывается там, где это необходимо, что должно быть подтверждено соответствующими расчетами или обоснованием, приведенным в технической литературе, по которой был изготовлен шаблон.

Изготовленные детали склеиваются с помощью клея, и на вал устанавливается лопасть ветряной мельницы.

При выполнении работ необходимы следующие инструменты:

  • Различные типы пил в зависимости от используемого материала;
  • Ножницы по металлу или электрические ручные инструменты (лобзик, шлифовальная машина и т.д.);
  • Маркеры и скрайберы, используемые для маркировки изготавливаемых деталей;
  • Абразивы: наждачная бумага, угловые шлифовальные круги, напильники — используются для обработки поверхности.

Балансировка ветровых турбин

Балансировка лопастей ветряной турбины поможет сделать ее максимально эффективной. Для проведения балансировки необходимо найти место, где нет ветра или сквозняка. Конечно, для ветровой турбины диаметром более 2 метров найти такое помещение будет сложно.

Лопасти собираются в готовую конструкцию и устанавливаются в рабочее положение. Ось должна быть расположена строго горизонтально, на ровной поверхности. Плоскость, в которой будет вращаться пропеллер, должна быть установлена строго вертикально, перпендикулярно оси и уровню земли.

Пропеллер, который не движется, должен быть повернут на 360/x градусов, где x = количество лопастей. В идеале, сбалансированная ветровая турбина не отклоняется даже на 1 градус, а остается неподвижной. Если лезвие вращается под собственным весом, его необходимо слегка отрегулировать, уменьшив вес с одной стороны и убрав отклонение от оси.

balansirovka-430x403.jpg

Этот процесс повторяется до тех пор, пока пропеллер не станет абсолютно неподвижным в любом положении. Важно, чтобы во время процесса балансировки не было ветра. Это может исказить результаты теста.

Также важно убедиться, что все детали вращаются в одной плоскости. Чтобы проверить это, тестовые пластины помещаются на 2 мм по обе стороны от одного из лезвий. Ни одна часть пропеллера не должна касаться пластины во время движения.

Для работы ветряной турбины с изготовленными лопастями необходимо собрать систему, которая будет собирать произведенную энергию, хранить ее и передавать потребителю. Одним из компонентов системы является контроллер. О том, как сделать контроллер для ветряной турбины, читайте в нашей рекомендуемой статье.

«Июль в Швейцарии» — издательский дом
«Июль в Швейцарии» — издательский дом