DIY PVC lapátok szélturbinához
PVC pengék könnyű, olcsó, gyorsan és egyszerűen gyártható. Hogyan fogod elkészíteni őket?
Szélenergia, alternatív energia, szélgenerátor, barkács szélmalom, turbina
Válassza ki a megfelelő méretet.
Először is el kell döntenie, milyen méretű pengékre van szüksége. Utána mehetsz a boltba. Magától értetődik, hogy a pengékkel megegyező hosszúságú csövet kell vásárolnia. A cső átmérőjének 5-ször kisebbnek kell lennie, mint a penge hossza. Például 50 cm-es pengékhez 10 cm átmérőjű csövet kell vásárolni.Egy darab csőből 4 pengét készíthet.
Szóval hazahoztál egy PVC csövet. Az én példámban 50 cm-es pengéknél ez így néz ki.
Jelölje meg a PVC csövet.
Az első lépés az, hogy a csövet hosszában négy egyenlő részre vágjuk. A cső hengeres felületét szerszám nélkül nehéz megjelölni. A legjobb, ha vesz egy nagy darab papírt, és szorosan a cső köré csavarja. A lap széle segít egyenes vonalat húzni a csövön. A lap szélessége megegyezik a kerületével. Ezután hajtson félbe egy papírlapot, és jelölje meg a cső kerületének felét. Végül hajtsa négyfelé a lapot. Ezzel a módszerrel óvatosan egyenes vonalakat rajzolhat a cső teljes hosszában. Most vegyen egy fűrészt, és vágja kétfelé a csövet.
(Alternatív energia, szélgenerátor, barkács PVC lapátok, PVC csőlapátok, barkácslapátok, szélenergia, barkács szélmalom)
És most vágja újra ketté mindegyik felét:
Négy üres lapot dolgozzon fel.
Most a négy üres mező mindegyikével a következőket kell tennünk:
1) Végezzen téglalap alakú, körülbelül 5 cm hosszú vágásokat a leendő pengék alján. A munkadarabok vágása előtt lyukakat kell fúrni a sarkokban, hogy ne sértse meg az anyag szerkezeti integritását. A vágásokat óvatosan kell elvégezni, ügyelve arra, hogy a fűrésszel ne érintse meg a fúrt lyukakat.
2) Vágja át a munkadarabokat a végétől az alapig.
Minden készen áll.
Most minden készen áll. Négy pengénk van.
Az autós generátorból készült szélgenerátor segíthet abban a helyzetben, amikor egy magánház nem képes elektromos vezetékre csatlakozni. Vagy alternatív energiaforrásként szolgál majd. Egy ilyen eszközt saját kezűleg készíthet hulladékanyagokból, a népi kézművesek legjobb gyakorlatait felhasználva. A fotók és videók bemutatják a házi készítésű szélturbina létrehozásának folyamatát.
Szélgenerátor tervezés
Szélgenerátorok és gyártási rajzok széles választéka létezik. De minden terv tartalmazza a következő kötelező elemeket:
- generátor;
- pengék;
- tároló akkumulátor;
- árboc;
- az elektronikus egység.
Bizonyos készségek birtokában saját kezűleg készíthet szélgenerátort
Ezenkívül előzetesen át kell gondolni a villamos energia szabályozási és elosztási rendszerét, és fel kell készíteni a telepítési rajzot.
Szélkerék
A lapátok talán a szélgenerátor legfontosabb részei. Az eszköz többi alkatrészének működése a kialakítástól függ. Különböző anyagokból készülnek. Akár műanyag csatornacsőből is. A csőlapátok könnyen gyárthatók, olcsók és nem érzékenyek a nedvességre. A szélkerék gyártásának eljárása a következő:
- Ki kell számítani a penge hosszát. A cső átmérőjének meg kell egyeznie a teljes felvétel 1/5-ével. Például, ha a penge egy méter hosszú, akkor egy 20 cm átmérőjű cső megteszi.
- Egy kirakós fűrésszel vágja a csövet hosszában 4 részre.
- Az egyik részből szárnyat készítünk, amely sablonként szolgál a következő pengék kivágásához.
- A széleken lévő sorját csiszolóanyaggal elsimítjuk.
- A pengék egy alumínium koronghoz vannak rögzítve hegesztett szalagokkal a rögzítéshez.
- Ezután a generátort ehhez a lemezhez kell csavarni.
Lapátok szélkerékhez
Összeszerelés után a szélkereket ki kell egyensúlyozni. Vízszintesen állványra van felszerelve. A műveletet széltől elzárt helyiségben végezzük. Ha a kiegyensúlyozást megfelelően végzik el, a keréknek nem szabad elmozdulnia. Ha a pengék önmagukban forognak, akkor élesíteni kell őket, amíg a teljes szerkezet egyensúlyba nem kerül.
Csak az eljárás sikeres befejezése után folytassa a pengék forgási pontosságának ellenőrzését; ugyanabban a síkban kell forogniuk, torzítás nélkül. Kérjük, engedje meg a 2 mm-es hibát.
Generátor összeszerelési diagram
Árboc
Árboc készítéséhez egy legalább 15 cm átmérőjű és kb. 7 m hosszú régi vízvezeték alkalmas.Ha a tervezett beépítési helytől 30 m-en belül vannak épületek, akkor a szerkezet magasságát felfelé kell állítani. A szélturbina hatékony működése érdekében a lapátot legalább 1 m-rel az akadály fölé kell emelni.
Az árboc alapja és a huzalok rögzítésére szolgáló csapok betonozottak. A csavaros bilincseket a karókra hegesztik. A huzalokhoz horganyzott 6 mm-es kábelt használnak.
Tanács. Az összeszerelt árbocnak jelentős súlya van, kézi szerelés esetén teherhordó csőből készült ellensúlyra lesz szüksége.
Generátor átalakítás
Szélmalom-generátor készítéséhez bármely autó generátora alkalmas. Kialakításaik hasonlóak egymáshoz, és a módosítás az állórész vezetékének visszatekercselésében és a neodímium mágnesekkel ellátott forgórész elkészítésében rejlik. A rotor pólusaiba lyukakat fúrnak a mágnesek rögzítéséhez. Szerelje fel őket váltakozó pólusok. A rotort papírba csomagolják, és a mágnesek közötti üregeket epoxigyantával töltik ki.
Autó generátor
Ugyanígy újrakészítheti a motort egy régi mosógépből. Ebben az esetben csak a mágneseket ragasztják ferdén, hogy elkerüljék a ragadást.
Az új tekercs az orsó mentén az állórész fogára van visszatekerve. Készíthet véletlenszerű tekercset, attól függően, hogy kinek érzi magát. Minél nagyobb a fordulatok száma, annál hatékonyabb lesz a generátor. A tekercsek egy irányban, háromfázisú áramkör szerint vannak tekercselve.
A kész generátort érdemes tesztelni és adatokat mérni. Ha 300 ford./percnél a generátor körülbelül 30 voltot termel, ez jó eredmény.
Generátor szélmalomhoz autógenerátorból
Végső összeszerelés
A generátor kerete profilcsőből van hegesztve. A farok horganyzott lemezből készült. A forgó tengely két csapágyas cső. A generátort úgy rögzítjük az árbochoz, hogy a penge és az árboc távolsága legalább 25 cm legyen.Biztonsági okokból érdemes nyugodt napot választani az árboc végső összeszereléséhez és felszereléséhez. Erős szél hatására a pengék meghajolhatnak és az árbochoz ütközhetnek.
Ahhoz, hogy akkumulátorokat használjon a 220 V-os hálózaton működő berendezések táplálására, telepítenie kell egy feszültségátalakító invertert. Az akkumulátor kapacitását a szélgenerátorhoz egyedileg választják ki. Ez a mutató a környék szélsebességétől, a csatlakoztatott berendezés teljesítményétől és használatának gyakoriságától függ.
Szélgenerátor készülék
Ahhoz, hogy az akkumulátor ne sérüljön meg a túltöltés miatt, szüksége lesz egy feszültségszabályozóra. Elkészítheti saját kezűleg is, ha kellő elektronikai tudása van, vagy vásárolhat készen. Számos vezérlő kapható alternatív energiatermelési mechanizmusokhoz.
Tanács. Annak érdekében, hogy a penge ne törjön el erős szélben, szereljen fel egy egyszerű eszközt - egy védő szélkakast.
A szélgenerátor karbantartása
A szélgenerátor, mint minden más eszköz, műszaki felügyeletet és karbantartást igényel. A szélmalom zavartalan működésének biztosítása érdekében időszakosan a következő munkákat kell elvégezni.
A szélgenerátor működési diagramja
- Az aktuális gyűjtő igényli a legnagyobb figyelmet. A generátorkeféket kéthavonta meg kell tisztítani, kenni és megelőzően be kell állítani.
- A penge meghibásodásának első jelére (a kerék rázkódása és egyensúlyhiánya) a szélgenerátort leengedik a földre és megjavítják.
- Háromévente a fém alkatrészeket korróziógátló festékkel vonják be.
- Rendszeresen ellenőrizze a kábelek rögzítését és feszességét.
Most, hogy a telepítés befejeződött, csatlakoztathatja az eszközöket és használhatja az áramot. Legalábbis amíg fúj a szél.
Csináld magad generátor szélmalomhoz: videó
Szélgenerátor magánházhoz: fotó
Az alternatív energiaforrások használata korunk egyik fő irányzata. A tiszta, megfizethető szélenergiát akár otthonában is elektromos árammá alakíthatja szélturbina megépítésével és generátorra csatlakoztatásával.
A szélgenerátor pengéit saját kezűleg készítheti közönséges anyagokból, speciális felszerelés nélkül. Elmondjuk, melyik lapátforma a hatékonyabb, és segítünk kiválasztani a megfelelő rajzot egy szélerőműhöz.
A szélgenerátor olyan eszköz, amely lehetővé teszi a szélenergia elektromos árammá alakítását.
Működésének elve az, hogy a szél forgatja a lapátokat, mozgásba hozza a tengelyt, amelyen keresztül a forgást egy sebességváltón keresztül a generátorhoz juttatják, ami növeli a fordulatszámot.
A szélerőmű működését a KIEV - szélenergia hasznosítási tényező értékeli. Ha egy szélkerék gyorsan forog, több széllel kölcsönhatásba lép, ami azt jelenti, hogy több energiát vesz el tőle.
A szélgenerátoroknak két fő típusa van:
- vízszintes.
A függőleges helyzetű modellek úgy épülnek fel, hogy a légcsavar tengelye merőleges a talajra. Így a légtömegek bármilyen mozgása iránytól függetlenül mozgásba hozza a szerkezetet.
Ez a sokoldalúság az ilyen típusú szélturbinák előnye, de a termelékenység és a működési hatékonyság szempontjából alacsonyabbak a vízszintes modelleknél.
A vízszintes szélgenerátor szélkakasra hasonlít. A lapátok forgásához a szerkezetet a kívánt irányba kell fordítani, a légmozgás irányától függően.
A szélirány változásainak megfigyelésére és rögzítésére speciális eszközöket telepítenek. Ezzel a csavarelrendezéssel a hatásfok lényegesen magasabb, mint a függőleges tájolásnál. Háztartási használatra ésszerűbb az ilyen típusú szélgenerátorok használata.
Milyen pengeforma az optimális?
A szélgenerátor egyik fő eleme egy lapátkészlet.
Számos tényező kapcsolódik ezekhez az alkatrészekhez, amelyek befolyásolják a szélmalom hatékonyságát:
- méret;
- forma;
- anyag;
- Mennyiség.
Ha úgy dönt, hogy egy házi készítésű szélmalomhoz pengéket tervez, akkor ezeket a paramétereket figyelembe kell vennie. Egyesek úgy vélik, hogy minél több szárny van a generátor légcsavaron, annál több szélenergia állítható elő. Más szóval, minél több, annál jobb.
Ez azonban nem így van. Minden egyes alkatrész a légellenállással szemben mozog. Így a légcsavaron lévő nagyszámú lapát nagyobb szélerőt igényel egy fordulat teljesítéséhez.
Ráadásul a túl sok széles szárny úgynevezett „légsapka” kialakulását idézheti elő a propeller előtt, amikor a légáramlás nem halad át a szélmalmon, hanem megkerüli azt.
A forma sokat számít. A propeller sebessége attól függ. A rossz áramlás örvények képződését okozza, amelyek lelassítják a szélkereket
A leghatékonyabb az egylapátos szélgenerátor. De saját kezűleg megépíteni és kiegyensúlyozni nagyon nehéz. A tervezés megbízhatatlannak bizonyul, bár nagy hatékonysággal. Sok szélturbina felhasználó és gyártó tapasztalata szerint a legoptimálisabb modell a háromlapátos.
A penge súlya a méretétől és az anyagtól függ, amelyből készül. A méretet gondosan, számítási képletek alapján kell kiválasztani. Jobb az éleket úgy feldolgozni, hogy az egyik oldalon lekerekítés, a másik oldalon pedig éles él legyen.
A szélgenerátor helyesen megválasztott lapátalakja jó működésének alapja.
A következő lehetőségek alkalmasak otthoni termelésre:
- vitorlázás típusa;
- szárnytípus.
A vitorla típusú lapátok egyszerű, széles csíkok, mint a szélmalomé. Ez a modell a legkézenfekvőbb és legkönnyebben elkészíthető. A hatékonysága azonban olyan alacsony, hogy ezt a formát gyakorlatilag nem használják a modern szélgenerátorokban. A hatékonyság ebben az esetben körülbelül 10-12%.
Sokkal hatékonyabb forma a szárnyas profil pengéi. Ez magában foglalja az aerodinamika alapelveit, amelyek hatalmas repülőgépeket emelnek a levegőbe. Az ilyen alakú csavar könnyebben mozgatható és gyorsabban forog. A levegő áramlása jelentősen csökkenti az ellenállást, amellyel a szélmalom útja során találkozik.
A megfelelő profilnak egy repülőgép szárnyához kell hasonlítania. Az egyik oldalon a penge vastagodás, a másikon enyhe lejtő található. Ennek az alaknak egy része körül a légtömegek nagyon simán áramlanak
Ennek a modellnek a hatékonysága eléri a 30-35% -ot. A jó hír az, hogy minimális szerszám felhasználásával saját maga is készíthet szárnyas pengét. Minden alapvető számítás és rajz könnyen adaptálható az Ön szélmalmához, és korlátozás nélkül használhatja ingyenes és tiszta szélenergiát.
Miből készülnek a pengék otthon?
A szélgenerátor építésére alkalmas anyagok elsősorban a műanyag, könnyűfémek, fa és egy modern megoldás - üvegszál. A fő kérdés az, hogy mennyi munkát és időt hajlandó szélmalom készítésére fordítani.
PVC csatorna csövek
A szélgenerátorok műanyag lapátjainak a legnépszerűbb és legelterjedtebb anyaga egy közönséges PVC csatornacső. A legtöbb, legfeljebb 2 m csavarátmérőjű otthoni generátorhoz elegendő egy 160 mm-es cső.
Ennek a módszernek az előnyei a következők:
- alacsony ár;
- elérhetőség bármely régióban;
- könnyű kezelhetőség;
- nagyszámú diagram és rajz az interneten, széleskörű használati tapasztalat.
A csövek különbözőek. Ezt nem csak azok tudják, akik házi készítésű szélerőműveket készítenek, hanem mindenki, aki találkozott már csatornázás vagy vízellátás kiépítésével. Különböznek vastagságban, összetételben és gyártóban. A cső olcsó, így nem kell megpróbálni a szélmalom költségeit még jobban csökkenteni a PVC csövek megtakarításával.
A műanyag csövek rossz minőségű anyaga azt a tényt eredményezheti, hogy a pengék az első teszt során megrepednek, és minden munkát hiábavaló lesz.
Először el kell döntenie a mintát. Számos lehetőség létezik, mindegyik formának megvannak a maga hátrányai és előnyei. Érdemes lehet először kísérletezni, mielőtt kivágnánk a végleges verziót.
Mivel a csövek ára alacsony, és bármelyik vaskereskedésben megtalálható, ez az anyag tökéletes a modellezés első lépéseihez. Ha valami elromlik, mindig vásárolhat egy másik pipát, és próbálkozhat újra; a pénztárcája nem fog sokat szenvedni az ilyen kísérletektől.
A tapasztalt szélenergia-felhasználók észrevették, hogy a szélturbinák lapátjainak készítéséhez jobb narancssárga, mint szürke csöveket használni. Jobban tartják formájukat, nem hajlanak meg a szárny kialakulása után és tovább tartanak
Az amatőr tervezők előnyben részesítik a PVC-t, mivel a tesztelés során a törött penge 15 perc alatt, megfelelő minta rendelkezésre állása esetén a helyszínen cserélhető újjal. Egyszerű és gyors, és ami a legfontosabb – megfizethető.
Alumínium – vékony, könnyű és drága
Az alumínium könnyű és tartós fém. Hagyományosan szélturbinák lapátjainak készítésére használják. Kis súlya miatt, ha a lemeznek a kívánt formát adjuk, a légcsavar aerodinamikai tulajdonságai kiválóak lesznek.
A szélmalom fő terhelései forgás közben a lapát meghajlítására és törésére irányulnak. Ha a műanyag gyorsan megreped és meghibásodik az ilyen munka során, akkor sokkal hosszabb ideig számíthat egy alumínium csavarra.
Ha azonban összehasonlítja az alumínium és a PVC csöveket, a fémlemezek még mindig nehezebbek lesznek. Nagy forgási sebességnél nagy a veszélye annak, hogy nem magát a pengét, hanem a rögzítési ponton lévő csavart sérti meg.
Az alumínium alkatrészek másik hátránya a gyártás bonyolultsága. Ha a PVC-csőnek van egy hajlítása, amelyet a penge aerodinamikai tulajdonságainak kölcsönzésére használnak, akkor az alumíniumot általában lap formájában veszik fel.
A minta szerinti alkatrész kivágása után, ami önmagában sokkal nehezebb, mint a műanyaggal való munka, a kapott munkadarabot továbbra is hengerelni kell, és meg kell adni a megfelelő hajlítást. Nem lesz olyan egyszerű ezt otthon és szerszámok nélkül megtenni.
Üvegszál vagy üvegszál - szakembereknek
Ha úgy dönt, hogy tudatosan közelíti meg a penge létrehozásának kérdését, és hajlandó sok erőfeszítést és idegeket fordítani rá, az üvegszál megteszi. Ha korábban nem foglalkozott szélgenerátorokkal, nem a legjobb ötlet az üvegszálból készült szélmalom modellezésével kezdeni. Ez a folyamat azonban tapasztalatot és gyakorlati készségeket igényel.
A több rétegű, epoxi ragasztóval ragasztott üvegszálból készült penge erős, könnyű és megbízható lesz. A nagy felülettel az alkatrész üregesnek és gyakorlatilag súlytalannak bizonyul
A gyártáshoz üvegszálat használnak - vékony és tartós anyagot, amelyet tekercsben állítanak elő. Az üvegszál mellett az epoxi ragasztó is hasznos a rétegek rögzítésére.
A munka egy mátrix létrehozásával kezdődik. Ez egy üres forma, amely egy jövőbeli alkatrész formáját képviseli.
A mátrix készülhet fából: fából, deszkából vagy rönkből. A fél penge térfogati sziluettje közvetlenül a masszívumból van kivágva. Egy másik lehetőség a műanyag forma.
Nagyon nehéz saját kezűleg elkészíteni a nyersdarabot, a szeme előtt kell lennie egy fából vagy más anyagból készült penge kész modelljének, és csak ezután vágják ki az alkatrész mátrixát ebből a modellből. Legalább 2 ilyen mátrix kell, de ha egyszer elkészített egy sikeres alakzatot, többször használható, és így több szélmalmot is építhet.
A forma alját alaposan megkenjük viasszal. Ez azért történik, hogy a kész penge később könnyen eltávolítható legyen. Helyezzen egy réteg üvegszálat, és vonja be epoxi ragasztóval. Az eljárást többször megismételjük, amíg a munkadarab el nem éri a kívánt vastagságot.
Amikor az epoxi ragasztó megszáradt, az alkatrész felét óvatosan eltávolítjuk a mátrixból. Ugyanezt teszik a második félidővel is. Az alkatrészeket összeragasztják, hogy egy üreges háromdimenziós részt képezzenek. A könnyű, strapabíró és aerodinamikai formájú üvegszálas penge a kiválóság csúcsa az otthoni szélerőmű-hobbi számára.
Legfőbb hátránya az ötlet megvalósításának nehézsége és a nagyszámú hiba eleinte, amíg az ideális mátrixot meg nem kapjuk és a létrehozási algoritmust tökéletesítjük.
Olcsó és vidám: fa alkatrész szélkerékhez
A fapenge egy régimódi módszer, amely könnyen megvalósítható, de a mai áramfogyasztási szint mellett nem hatékony. Az alkatrész könnyű fából, például fenyőből készülhet. Fontos, hogy jól kiszáradt fadarabot válasszunk.
Meg kell választani a megfelelő formát, de figyelembe kell venni azt a tényt, hogy a fa penge nem vékony lemez lesz, mint az alumínium vagy a műanyag, hanem egy háromdimenziós szerkezet. Ezért nem elég formát adni a munkadarabnak, meg kell érteni az aerodinamika alapelveit, és el kell képzelni a penge körvonalát mindhárom dimenzióban.
A fa végső megjelenéséhez síkot kell használnia, lehetőleg elektromosat. A tartósság érdekében a fát antiszeptikus védőlakkkal vagy festékkel kezelik
Ennek a kialakításnak a fő hátránya a csavar nagy súlya. Ennek a kolosszusnak a mozgatásához elég erősnek kell lennie a szélnek, amit elvileg nehéz elérni. A fa azonban megfizethető anyag. A szélturbina légcsavar létrehozására alkalmas táblák egy fillér kiadása nélkül közvetlenül az udvaron találhatók. És ebben az esetben ez a fa fő előnye.
A fából készült penge hatásfoka általában nulla. Általános szabály, hogy az ilyen szélmalom létrehozására fordított idő és erőfeszítés nem éri meg a wattban kifejezett eredményt. Oktatómodellként vagy próbadarabként azonban a fa résznek van helye. A fapengékkel ellátott szélkakas pedig lenyűgözően néz ki az oldalon.
Pengék rajzai és példái
Nagyon nehéz elvégezni a szélgenerátor légcsavar helyes számítását anélkül, hogy ismernénk a képletben szereplő alapvető paramétereket, valamint fogalmunk sincs arról, hogy ezek a paraméterek hogyan befolyásolják a szélturbina működését.
Jobb, ha nem vesztegeti az idejét, ha nem akar elmélyülni az aerodinamika alapjaiban. A kész rajzok és diagramok meghatározott mutatókkal segítenek kiválasztani a szélerőmű számára megfelelő lapátot.
Lapát rajza kétlapátos légcsavarhoz. 110 átmérőjű csatornacsőből készült. A szélmalom légcsavar átmérője ezekben a számításokban 1 m
Egy ilyen kis szélgenerátor nem tud nagy teljesítményt biztosítani. Valószínűleg nem tud 50 W-nál többet kipréselni ebből a kialakításból. A könnyű és vékony PVC csőből készült kétlapátos légcsavar azonban nagy forgási sebességet ad, és gyenge szélben is biztosítja a szélmalom működését.
160 mm átmérőjű csőből készült háromlapátú szélgenerátor légcsavar lapátjának rajza. A becsült sebesség ennél az opciónál 5 5 m/s széllel
Az ilyen alakú háromlapátos légcsavar nagyobb teljesítményű egységekhez használható, körülbelül 150 W 12 V-on. A teljes légcsavar átmérője ennél a modellnél eléri az 1,5 m-t. A szélkerék gyorsan forog és könnyen indítható. A háromszárnyú szélmalom leggyakrabban otthoni erőművekben található.
Házi készítésű lapát rajza 5 lapátos szélgenerátor légcsavarhoz. 160 mm átmérőjű PVC csőből készült. Becsült sebesség - 4
Egy ilyen ötlapátos légcsavar percenként akár 225 fordulatot is képes lesz produkálni 5 m/s becsült szélsebesség mellett. A javasolt rajzok szerinti penge megépítéséhez át kell vinnie az egyes pontok koordinátáit az „Elülső/hátsó mintakoordináták” oszlopból a műanyag csatornacső felületére.
A táblázat azt mutatja, hogy minél több szárnya van egy szélgenerátornak, annál rövidebbnek kell lennie, hogy azonos teljesítményű áramot hozzon létre.
Amint a gyakorlat azt mutatja, meglehetősen nehéz fenntartani egy 2 méternél nagyobb átmérőjű szélgenerátort. Ha a táblázat szerint nagyobb szélmalomra van szüksége, fontolja meg a lapátok számának növelését.
Ebben a cikkben megismerkedhet a szabályokkal és alapelvekkel, amely lépésről lépésre felvázolja a számítások végrehajtásának folyamatát.
Egy szélturbina kiegyensúlyozása
A szélgenerátor lapátjainak kiegyensúlyozása elősegíti, hogy a lehető leghatékonyabban működjön. A kiegyensúlyozás elvégzéséhez olyan helyiséget kell találnia, ahol nincs szél vagy huzat. Természetesen egy 2 m-nél nagyobb átmérőjű szélkerék esetén nehéz lesz ilyen helyiséget találni.
A pengék kész szerkezetbe vannak összeszerelve, és munkahelyzetbe kerülnek. A tengelyt szigorúan vízszintesen, vízszintesen kell elhelyezni. Azt a síkot, amelyben a légcsavar forogni kell, szigorúan függőlegesen, a tengelyre és a talajszintre merőlegesen kell beállítani.
A nem mozgó légcsavart 360/x fokkal el kell forgatni, ahol x = a lapátok száma. Ideális esetben egy kiegyensúlyozott szélmalom nem tér el 1 fokkal, hanem mozdulatlan marad. Ha a penge elfordult saját súlya alatt, akkor kicsit igazítani kell, az egyik oldalon csökkenteni kell a súlyt, és meg kell szüntetni a tengelytől való eltérést.
A folyamatot addig ismételjük, amíg a csavar bármilyen helyzetben teljesen mozdulatlanná válik. Fontos, hogy az egyensúlyozás során ne fújjon szél. Ez torzíthatja a teszteredményeket.
Azt is fontos ellenőrizni, hogy minden alkatrész szigorúan ugyanabban a síkban forog-e. Az ellenőrzéshez a vezérlőlemezeket 2 mm távolságra kell felszerelni az egyik lapát mindkét oldalára. Mozgás közben a csavar egyetlen része sem érhet hozzá a lemezhez.
A szélgenerátor gyártott lapátokkal történő működtetéséhez össze kell szerelnie egy rendszert, amely felhalmozza a kapott energiát, tárolja és továbbítja a fogyasztóhoz. A rendszer egyik összetevője a vezérlő. Ezt megtudhatja, ha elolvassa ajánlott cikkünket.
Ha tiszta és biztonságos szélenergiát szeretne használni háztartási szükségleteihez, és nem tervez sok pénzt költeni drága berendezések vásárlására, a szokásos anyagokból házi készítésű pengék megfelelő ötlet. Ne féljen kísérletezni, és tovább fejlesztheti a szélmalom légcsavarok meglévő modelljeit.
A szélgenerátorokat, beleértve a házi készítésűeket is, egyre gyakrabban használják alternatív energiaforrásként. Egy szélmalom elkészítéséhez csak árboc, turbina, szélkakas és szélkerék kell. Ebből a készletből csak egy elektromos generátort kell vásárolnia, amely a szélenergiát elektromos energiává alakítja. Az összes többi alkatrész önállóan is előállítható ócskavas anyagokból Ebben a cikkben a szélkerék összeszereléséről és a szélgenerátor lapátok gyártásáról lesz szó.
Mielőtt saját maga összeszerel egy szélgenerátort, el kell döntenie, hogy mekkora teljesítményt kell beszerezni a szélmalomból. Ez a teljesítmény közvetlenül függ a régió szélerősségétől, a szélkerék átmérőjétől és a lapátok számától. És ha egy személy semmilyen módon nem tudja befolyásolni a szél erejét, akkor előre meg kell határozni a lapátok szükséges paramétereit. Az alábbi táblázat a szélkerék paramétereit (a kerék átmérőjét meghatározott számú lapát esetén) és a szélgenerátor által 4 m/s szélsebesség mellett termelt teljesítményt mutatja.
A táblázatból látható, hogy ócskavas anyagokból 50...100 kV teljesítményű szélgenerátor készíthető.
A szélgenerátor lapátok szükséges számának és méretének meghatározása után folytathatja a gyártást. Ehhez ki kell választania a pengék típusát: vitorla típusú pengék (mint a szélmalmok) vagy szárnyprofilú pengék. A vitorla típusú lapátok egyszerű felépítésűek, de csak a széláramlás energiájának 10-12%-át képesek átalakítani, mivel nem használják ki a széláramlás aerodinamikai képességeit. A szárnyprofil lapátok belső és külső oldala eltérő területtel rendelkezik, ami légnyomáskülönbséget hoz létre a szárny ellentétes oldalain. Az így létrejövő aerodinamikai erő sokkal hatékonyabbá teszi a széláramlás felhasználását, a szélenergia hatásfoka pedig elérheti a 0,4-et (a szélenergia 40%-a hasznos munkává alakul).
A PVC csövek, alumínium vagy üvegszál felhasználhatók anyagként vagy nyersdarabként a szélgenerátor lapátok gyártásához.
PVC csövekből készült szélturbina lapátok
A PVC csövek már rendelkeznek a pengék gyártásához szükséges összes jellemzővel: könnyűek, elég erősek és íves formájúak. Ha PVC-csöveket használnak pengék készítéséhez, érdemes megjegyezni, hogy a műanyag még mindig nem rendelkezik jó tulajdonságokkal a húzóterhelések elviselésében. Ezért a szélgenerátor lapátjainak nagy forgási sebessége miatt (egy kétlapátú szélgenerátor kerék lapátjának végrészének mozgási sebessége több száz méter másodpercenként) csökkenteni kell a szélgenerátor hosszát. pengét, és ezáltal növelje a pengék számát (a táblázatnak megfelelően). Ezenkívül a PVC cső falvastagságának legalább 4 mm-nek kell lennie.
A pengékhez sablonként használhatja az alábbi rajzot, nyomtassa ki, rögzítse a cső falára, körbeírja egy jelölővel és vágja ki a pengét a csőből. A vágott területeket és a pengék széleit le kell csiszolni és le kell kerekíteni.
A lapátok csatlakoztatásához elő kell készíteni egy fém alapot, amelyre a szélgenerátor összes lapátja rögzítésre kerül. A tárcsa méreteit egyedileg kell kiválasztani, figyelembe véve a szélmalomhoz használt elektromos generátor paramétereit (kimeneti tengely átmérője).
Alumínium szélturbina lapátok
Az alumínium pengék a műanyagokhoz képest jobb szilárdsági jellemzőkkel rendelkeznek, mind szakító, mind hajlítási szempontból. A nagyobb tömegű lapátok azonban további megerősítéseket igényelnek a szélgenerátor kerekének és árbocának kialakításában. Az alábbiakban bemutatjuk az alumínium pengék gyártásának egyik lehetséges lehetőségét.
Az alumínium pengék jelentős hátránya a gyártási nehézség, mert... mindenesetre ehhez alumínium nyersdarabokra és fémfeldolgozáshoz és hegesztéshez speciális szerszámokra lesz szükség.
Üvegszálas szélturbina lapátok
Az üvegszál kiváló szilárdsága, aerodinamikai tulajdonságai és súlya miatt ideális anyagnak nevezhető szélgenerátor lapátok gyártásához. Az üvegszálas pengék gyártása azonban meglehetősen munkaigényes folyamat, amely speciális készségeket és tapasztalatot igényel a fával és üvegszálas munkával.
Az alábbiakban egy 2 méter átmérőjű szélkerék lapátmátrix sablonjait mutatjuk be.
A szélgenerátor lapátjainak készítéséhez fa mátrixot kell készíteni, amelyet egy sablon szerint fagerendából megmunkálnak. Ezt követően a formát viaszolják, és egy epoxigyanta réteget visznek fel, amelyre üvegszálas lapot helyeznek. Ezután egy másik réteg epoxigyantát kell felvinni az üvegszál tetejére, és egy másik réteg üvegszálat. Egy penge 3-5 réteg üvegszálból áll. Száradás után fél szélgenerátor lapátot kapunk. A pengék így kapott feleit epoxigyantával ragasztják össze, és a belső végébe egy fa dugót ragasztanak, amely a penge kerékagyhoz való rögzítésének alapjául szolgál.
Szélturbina lapátok kiegyensúlyozása
A szélgenerátor lapátok gyártása és a kerék összeszerelése után ki kell egyensúlyozni.
Kiegyensúlyozáskor a keréknek szabadon kell forognia a próbapadon, miközben a kerékcsatlakozó egység síkja szigorúan párhuzamos a függőleges felfüggesztéssel. A kiegyensúlyozás ellenőrzése a következő: a kerék megáll és elenged. Ezután kézzel elfordítjuk a kereket 360/lapátok számának megfelelő szögben, ismét leállítjuk és elengedjük. Ha egy leállított és elengedett kerék forogni kezd, az azt jelenti, hogy a kerék lefelé hajló része nehezebb. Miután meghatároztunk egy nehezebb pengét, le kell csiszolni az egyik szélét a súly csökkentése érdekében.
Miután kiegyenlítette az összes szélgenerátor lapátjának tömegét, még egy tesztet végezhet: szereljen fel rudakat mindkét oldalra a lapátoktól 2 mm távolságra, majd ellenőrizze, hogy a lapátok forgás közben ne érintsék meg a rudakat.
Ezt követően megkezdheti a szélgenerátor végső összeszerelését és csatlakoztatását.
Ha keresel és nézel az interneten, sokan műanyag csövekből készítenek pengéket házi szélgenerátoraikhoz. Nos, ez érthető, mivel a csatornacsövek kiválóan alkalmasak ezekre a célokra, hozzáférhetőek és olcsók. De persze nem mindenki, nem különösebben szereti a szürke csövet, mert gyorsan deformálódik és nagyon gyenge. A piros színű csövek a legalkalmasabbak, megtartják formájukat és jó szilárdságúak. A legjobb csövek tiszta PVC-ből készülnek, de ma már egyre többen készülnek valami ismeretlenből, köztük polipropilénből és egyéb anyagokból, amelyek szintén nem alkalmasak szélgenerátor lapátjaira.
Nos, ez rendben van, a fő hiba, amit az emberek elkövetnek, az az, hogy számítások nélkül lapátokat készítenek, és a generátorra illesztik, de a lapátok a szélgenerátor azon részei, amelyek átalakítják a szélenergiát, és az, hogy ezt mennyire jól teszik, az a teljes KIEV-től függ. a szélgenerátor (szélenergia hasznosítási együttható).
A PVC-csövek pengéinek kiszámításához egy egyszerű, de hatékony programot készítettek Excel formátumban. Ebben a programban könnyen kiszámítható a csavar egy adott generátorhoz. A jövőbeli lapát koordinátáinak megadásával láthatja, hogyan változik a propeller összes szükséges paramétere, ezek a fordulatok különböző szélsebességeknél, KIEV, nyomaték, indítás és egyéb paraméterek.
De sokan szemre vágják ki a pengéket, én pedig egy olyan programmal elemeztem ki a KIEV-t, mint amilyen a penge alatti képernyőképen látható; nagyon gyakran látni pontosan ilyen alakú csövekből készült pengéket.
Gyakran készülnek ilyen pengék, ez a legegyszerűbb, csak húzz két vonalat a csőre és vágd ki, dolgozd fel a széleket és kész. De az ilyen pengék KIEV-je mind 0,2 a háromlapátos változatban kis csőátmérőken. A teljesítmény jobb, ha a lapátok számát 6-ra, 8-ra növeljük, de a sebesség csökken, és mint tudjuk, minden szélsebességtől a lehető legnagyobb sebességnél a lapátok maximális teljesítményére van szükségünk.
Az alábbiakban egy ilyen penge képernyőképei láthatók.
Van egy háromlapátos légcsavar, amely egy 110 mm-es csőből készül, átmérője 1,2 m, maximális teljesítménye 3,8 sebességgel.
>
És ez már 6 penge, az eredmény egy kicsit jobb.
>
Az ezen elv szerint vágott 160 mm-es csőből készült csavar szintén alacsony KIEV-vel és sebességgel rendelkezik.
>
Ha 6 penge van, akkor jobb.
>
Az átmérőt is növelheti, például 1,7 m-re, és lásd.
>
A teljesítmény jobb, ha nagyobb csavarokat vágnak ki nagyobb átmérőjű csövekből, például egy 320 mm-es csőből.
>
>
>
És itt van egy Excel fájl az utolsó 320 mm átmérőjű csővel - rasshet3D2.5Z5.5T3200mm.xls
Univerzális penge.
Különösen azok számára, akik viszonylag magas KIEV-vel akarnak pengét vágni, egy programot használtam egy bizonyos univerzális penge létrehozására. Kicsit nehezebben van vágva, de nagyobb a KIEV és a sebessége. A 110-160-as csőátmérőknél egy ilyen lapát KIEV értéke 0,27-0,33 Z3,5-5,5 fordulatszámmal, de a nagy légcsavarokon a KIEV meghaladja a 0,4-et és a sebesség nő.itt van egy képernyőkép a 110-es és a 160-as csőről. Ha meghosszabbítja a pengét, akkor KIEV csak egy kicsit esik.
>
>
>
Itt van egy Excel-fájl ezzel a pengével - rasshet3D1500.xls
Hogyan vágjunk le egy ilyen pengét program nélkül.
Egy ilyen penge nagyon egyszerűen kiszámítható egy számológép segítségével. Minden számítás a cső átmérőjén alapul. Először el kell osztani a cső átmérőjét 5-tel, például a 110. csőnél 110:5=22mm, a 160. csőnél pedig 160:5=32mm.22*2=44 mm, távolság a penge gyökerétől 0%,
Második 22*488mm, távolság 15%,
Harmadik 22*2,5=55mm, távolság 50%,
A negyedik 22*2=44mm, a távolság 100% tip.
Mindezeket a pontokat össze kell kötni, és ez lesz a penge eleje. A penge rögzítéséhez egy másik vonalat kell húzni, amelyen lyukak vannak fúrva a penge rögzítéséhez, a vonalat 22 mm-re kell húzni az első vonaltól.
Vágás után a penge éleit így kell feldolgozni, mivel a számítás során az élek megmunkálását úgy veszi figyelembe, hogy a penge hosszában minden szög egybeessen a számítottakkal.
Az alábbi képen megpróbáltam bemutatni, hogyan kell ezt csinálni. Ahogy fentebb is írtam, az átmérőt vesszük alapul, és elosztjuk 5-tel, a kapott számot hagyományosan X-nek jelölhetjük. Ezután ebből a betűből vannak számok az ábrán, ez az a százalék, amellyel X-et meg kell szorozni. .
Ekkor a következő koordinátákat kapjuk.
>
Az első sor nulla, ez a jövőbeli penge hátsó része.
És akkor a 0% gyökből az első pont a következőképpen jelölhető ki, A-X-1-0%, ahol A a pont, X az átmérő 5-tel való osztásával kapott szám, 1 a szorzó, 0 a gyökérpengéktől való távolság - sugár a penge hossza mentén.
Vonal a penge rögzítéséhez.
А-Х-1-0% = 22mm, pengesugár 0mm
B-X-4-15% = 88 mm, a penge sugara 112,5 mm
B-X-2,5-50% = 55mm, pengesugár 375mm
Г-Х-1-100% = 22mm, pengesugár 750mm
Penge rögzítési vonal.
D-X-0,5 = 11 mm
E-X-0,5 = 11 mm
11 mm-re a legelső sortól - hátul, elöl, ez a vonal a penge rögzítésére szolgál.
Itt remélem minden világos. Ez az univerzális penge jól illeszkedik a különböző csőátmérőkhöz, és a penge hossza meghosszabbítható vagy lerövidíthető. 110mm-es csőből akár 1,5m átmérőjű légcsavar is készíthető, utána egyszerűen nagyon gyengék lesznek a lapátok. 160-tól 1,8 m-ig stb. Sőt, minél nagyobb a csőátmérő és a csavarméret, annál jobb a KIEV.
De természetesen jobb, ha egyénileg számítja ki a generátort és a szükséges szélsebességet. És ha ez nem lehetséges, akkor használhatja ezt az univerzális pengét, és ne feledje, hogyan kell vágni. 110-es csőből 1,3 m átmérőjű légcsavart próbáltam már, négy lapáttal, jól működik, ötletes.
