Generador eòlic vertical de bricolatge: com muntar una turbina eòlica amb un eix de rotació vertical
El vent té una capacitat energètica increïble.No utilitzar el seu poderós potencial s'ha de reconèixer audaçment com un residu irracional. Però podeu construir fàcilment un generador eòlic vertical amb les vostres pròpies mans i rebre energia pràcticament gratuïta per cobrir les vostres necessitats domèstiques. Això és ben real, no estàs d'acord?
Aquest article us ajudarà a entendre amb detall un problema tècnic complex. La informació sistematitzada i accessible cobreix amb gran detall el principi de funcionament dels sistemes populars que converteixen l'energia de les masses d'aire en electricitat.
Sens dubte, us deixareu portar per la idea de crear un molí de vent, les particularitats del seu muntatge es descriuen a l'article. Hem examinat amb detall els diferents tipus d'aerogeneradors verticals, tocant les seves diferències, avantatges i inconvenients. La part de text del material es complementa perfectament amb fotos i instruccions de vídeo.
El contingut de l'article:
Avantatges i principi de funcionament dels aerogeneradors
Un generador vertical modern és una de les opcions energies alternatives per a la llar. La unitat és capaç de convertir les ràfegues de vent en un recurs energètic. Per al correcte funcionament, no requereix dispositius addicionals que determinen la direcció del vent.
El dispositiu de tipus vertical funciona a poca alçada. El seu manteniment no requereix diversos dispositius per garantir treballs segurs de reparació i manteniment a gran alçada.
Un mínim de peces mòbils fa que l'aerogenerador sigui més fiable i estable en el seu funcionament. El perfil òptim de les pales i la forma original del rotor proporcionen a la unitat un alt nivell d'eficiència, independentment de quina direcció bufi el vent en cada moment.
El generador funciona de manera absolutament silenciosa, no molesta els propietaris ni els veïns, no genera emissions nocives a l'atmosfera i serveix de manera fiable durant molts anys, subministrant energia amb cura als habitatges.
Un generador de vent vertical funciona segons el principi de levitació magnètica. A mesura que les turbines giren, es generen forces d'impuls i de sustentació, així com forces de frenada reals. Els dos primers fan que les fulles de la unitat girin.Aquesta acció activa el rotor i crea un camp magnètic que produeix electricitat.
El dispositiu funciona de manera totalment independent i no requereix la intervenció del propietari en el procés.
Classificació dels generadors verticals
Hi ha algunes diferències estructurals entre els dispositius de recollida de vent de tipus vertical. No millora ni empitjora les unitats, sinó que simplement us permet triar l'opció més convenient per realitzar tasques específiques en una àrea determinada.
#1: Característiques dels sistemes ortogonals
Estructuralment, un aerogenerador ortogonal consta d'un fort eix de rotació vertical i diverses pales paral·leles situades a una certa distància de la base central.
El dispositiu no requereix mecanismes de guia addicionals i funciona amb normalitat, independentment de la direcció del vent. L'eix principal situat verticalment permet col·locar l'equip d'accionament a nivell del terra, cosa que facilita enormement l'operació, la reparació i el manteniment.
Els desavantatges dels dispositius ortogonals inclouen un sistema de fulles massa massiu i una baixa eficiència en comparació amb l'eficiència dels mòduls d'eix horitzontal.
La turbina eòlica més senzilla per alimentar consumidors de baixa potència es pot muntar a partir de components ja fets:
#2: Generadors amb rotor Daria
Un aerogenerador equipat amb un rotor Darrieus té un eix de rotació vertical i 2-3 tires de pales planes sense un perfil aerodinàmic característic, fixades a la base i a la part superior de l'eix de rotació.
La unitat en el seu funcionament no es guia per la força ni la direcció del vent, té una gran velocitat de gir i permet situar els dispositius d'accionament a terra, la qual cosa facilita i agilitza el procés de manteniment programat i possibles reparacions.
Els components de suport i rotació d'un dispositiu amb un rotor Darrieus són vulnerables a l'augment de les càrregues dinàmiques i l'eficiència del sistema de fulles és inferior en molts aspectes a les instal·lacions horitzontals axials.
#3: Unitats amb rotor Savonius
L'aerogenerador vertical amb rotor Savonius té un sistema de pales semicilíndriques i es diferencia de les instal·lacions similars pel seu alt parell d'arrencada i la capacitat de funcionar amb eficàcia en vents de baixa velocitat.
El complex vertical amb rotor Savonius és criticat pel seu major consum de material i menor eficiència en comparació amb els aerogeneradors d'eix horitzontal. És per això que la producció d'equips d'alta potència d'aquesta classe es considera inadequada.
La següent selecció de fotografies us introduirà als passos de la fabricació del molí de vent Savonius:
Totes les peces d'aquest model de molí de vent Savonius, excepte el generador de 3200 rpm i 24 V, estan fetes a mà.
#4: Molí de vent amb rotor i guia de múltiples pales
Aquest tipus de dispositiu és una versió millorada del clàssic generador eòlic ortogonal. El complex de rotors aquí està format per pales disposades en dues files.
El nivell de fulla exterior es manté estàtic i actua com a paleta guia. Capta el flux del vent, el capta, el comprimeix i d'aquesta manera augmenta notablement la velocitat real del vent.
La fila interior de pales és una estructura mòbil, que rep el flux d'aire de la primera unitat del rotor en un angle determinat.
Els experts anomenen aquest tipus d'aparell el més eficient de la seva classe i destaquen que el disseny específic li permet funcionar fins i tot a les velocitats de vent més baixes possibles.
#5: Característiques dels dispositius amb rotor helicoïdal
Una turbina eòlica helicoïdal o un generador Gorlov és una altra modificació del sistema tradicional de rotor ortogonal. Les fulles del model estan retorçades en un arc. Aquesta característica de disseny permet capturar ràpidament el flux d'aire i girar suaument sense sacsejades.
Aquest principi de funcionament redueix significativament la càrrega dinàmica de la base i les unitats mòbils, augmentant així la seva vida útil.
Les pales de rotor girades per a un molí de vent helicoïdal es fabriquen amb una tecnologia molt progressiva, però complexa. Per això, les unitats són bastant cares i no són molt populars entre els consumidors privats.
#6: Característiques dels rotors d'eix vertical
La principal diferència entre un generador d'eix vertical són les seves pales posicionades verticalment, el perfil de les quals s'assembla a l'ala d'un avió, l'eix de la qual és clarament paral·lel a l'eix vertical. El disseny recorda una mica el rotor Darrieus, però en condicions de producció es fa molt més ràpid i fàcil.
Els molins de vent amb rotor d'eix vertical són fiables i duradors, poden suportar fàcilment càrregues operatives importants i no costen massa diners. Aquestes qualitats els fan rellevants per al seu ús no només per a usos industrials, sinó també per a usos domèstics.
Es presenten les característiques de l'elecció dels aerogeneradors per a una casa privada i una visió general de les millors ofertes Aquest article.
Fer el teu propi molí de vent
No és massa difícil crear un generador eòlic amb un eix de rotació vertical a casa amb les vostres pròpies mans. N'hi ha prou amb comprar els components necessaris, muntar-los en l'ordre correcte i instal·lar el mòdul a la ubicació escollida. Tan bon punt hi hagi una brisa mínima, el producte funcionarà i començarà a proporcionar als propietaris l'energia necessària.
Pas 1: Adquisició de components i materials
Per fer un generador eòlic vertical amb les vostres pròpies mans, necessitareu els components següents:
- rotor - Part mòbil de la unitat:
- fulles – parts que capten el flux del vent;
- pal axial – per connectar el rotor i les pales (pot ser en forma de pal llarg, piràmide o trípode);
- estator - Dissenyat per acollir una bobina de filferro de coure durador;
- bateria – capacitat àmplia per acumular el recurs rebut;
- inversor - Un dispositiu per convertir el corrent continu en corrent altern;
- controlador – un dispositiu que frena el generador en el moment que la unitat desenvolupa una potència real que supera els indicadors bàsics.
La làmina de plàstic lleugera d'alta qualitat amb bona elasticitat és adequada per a la fabricació de fulles. Altres tipus de materials són massa susceptibles a diversos danys i deformacions i simplement no poden fer front a una càrrega dinàmica tan elevada.
Les pales petites es poden fer de PVC de densitat mitjana, però les peces grans i amples requeriran el material més durador que pugui suportar forts vents que bufen a una velocitat de 15 m/s o més durant molt de temps.
Pas 2: Preparació prèvia dels elements
Per creant fulles Per a un generador eòlic vertical, es tallen 4 peces idèntiques d'una canonada de PVC d'alta resistència. Dos fragments semicirculars es tallen de llauna i s'uneixen a cada costat de la canonada. El radi de gir de les peces de la fulla en aquest cas serà de 690 mm, i l'alçada de cada fulla serà d'uns 700 mm.
Per muntar el sistema de rotor, agafeu imants de neodimi (6 peces), discs de ferrita amb un diàmetre de 230 mm (2 peces) i cola. Els imants es col·loquen al primer disc, alternant la polaritat i mantenint un angle de 60 graus entre ells amb un diàmetre de disposició de 165 mm. Amb el mateix esquema, es fa un segon disc i, a continuació, els imants s'omplen de cola.
Per a l'estator, es preparen 9 bobines i s'enrotllen 60 voltes de filferro de coure d'1 mm de diàmetre a cadascuna d'elles.
La soldadura posterior es produeix en aquest ordre:
- el començament d'1 bobina amb el final de 4;
- inici 4 amb el final 7 rodets.
La segona fase es munta segons el mateix principi, però el treball comença amb 2 bobines i la tercera amb 3 bobines. Es fa una forma especial amb una làmina de fusta contraxapada, la part inferior està folrada amb una peça de fibra de vidre i es col·loquen fases soldades a partir de bobines a la part superior.
Ompliu l'estructura amb cola i deixeu-la durant 1-2 dies perquè totes les peces es col·loquin i ocupin els llocs adequats. A continuació, comencen a connectar les peces individuals en un únic sistema de treball.
Pas 3: Muntatge de totes les peces del generador
Per connectar tots els elements del generador, es fan 4 forats per a pins al rotor superior. El rotor inferior es col·loca al suport amb els imants cap amunt. A continuació, es col·loca l'estator, havent-hi fet forats prèviament per subjectar-lo al suport.
Les agulles es pressionen a la placa d'alumini i després es cobreixen amb el segon rotor, col·locant-lo amb els imants cap avall.
Els tacs es giren alternativament amb una clau anglesa perquè el rotor superior caigui sobre l'inferior de manera uniforme i sense sacsejades. Quan ocupa el seu lloc adequat, es desenrosquen els tacs i s'eliminen les plaques d'alumini. Al final, tota l'estructura es fixa amb femelles i es tensa fermament, però no massa, per no trencar el fil.
Pas 4: instal·lació final de l'equip
Per al pal, agafeu un tub metàl·lic fort de 4-5 metres de llarg i enrosqueu-hi un generador que ja heu muntat amb les vostres pròpies mans.A continuació, el marc amb fulles de plàstic s'uneix al generador i l'estructura del pal s'instal·la en un lloc prepreparat amb una base reforçada de tres punts.
A més, la posició del sistema es fixa mitjançant una llitera.
La xarxa elèctrica està connectada al molí de vent en una seqüència determinada. El controlador pren el recurs del generador i converteix el corrent altern en corrent continu, que és necessari per carregar la bateria. Llauna munta el controlador tu mateix segons un esquema simplificat.
La bateria emmagatzema l'energia alliberada i l'inversor converteix el corrent continu en corrent altern, que alimenta la major part dels electrodomèstics i els sistemes de servei a la llar.
Al nostre lloc web hi ha una selecció d'articles sobre aerogeneradors casolans de diversos tipus.
Us recomanem que llegiu:
- Generador eòlic de bricolatge d'una rentadora: instruccions per muntar un molí de vent
- Generador eòlic de bricolatge d'un generador d'automòbil: tecnologia de muntatge d'aerogeneradors i anàlisi d'errors
- Com fer un aerogenerador amb les vostres pròpies mans: dispositiu, principi de funcionament + millors productes casolans
Una altra opció interessant per construir un molí de vent vertical es pot muntar a partir de materials de rebuig, sense gastar més de 250 rubles en la compra de components addicionals. Els que fan bricolatge necessitaran una roda de bicicleta, 12 radis de bicicleta més, un eix de la roda posterior de la bicicleta amb tres femelles, una cinta d'acer, 11 plaques d'alumini.
També necessitareu 150 reblons, 18 cargols M4 amb femelles, 3 cargols M6 amb femelles, 27 volanderes més grans i 24 petites.
La següent galeria mostrarà breument les etapes de muntatge:
La següent instrucció de vídeo presentarà tots els passos en detall:
Escollir una ubicació per a un generador eòlic
Escollir la ubicació adequada per instal·lar un generador eòlic és un pas important. El millor és col·locar el dispositiu al punt obert més alt i assegurar-se amb cura que no estigui per sota del nivell dels edificis residencials i dependències adjacents. En cas contrari, els edificis es convertiran en un obstacle per al flux d'aire i l'eficiència de la unitat disminuirà molt.
Si el lloc està orientat a un riu o un llac, el molí de vent es col·loca a la vora, on els vents bufen especialment sovint. Les elevacions de la propietat o els grans espais buits on no hi ha barreres artificials o naturals al flux d'aire són ideals per ubicar el generador.
Quan els immobles residencials (casa, casa rural, apartament, etc.) es troben dins de la ciutat o es troben fora de la ciutat, però en zones densament construïdes, s'instal·la un complex d'energia eòlica al terrat.
Per col·locar un generador al terrat d'un edifici d'apartaments, es pren el consentiment escrit dels veïns i s'obté el permís oficial de les autoritats competents.
En una casa privada amb una gran parcel·la enjardinada, triar una ubicació adequada és molt més fàcil. El més important és tenir en compte que l'estructura es troba a una distància de 15-25 metres dels locals residencials. Aleshores, els efectes de so de les fulles giratòries no molestaran a ningú.
Manteniment d'un dispositiu vertical
Perquè un generador eòlic vertical funcioni de manera eficient, precisa i tan eficient com sigui possible, totes les parts mòbils de l'estructura s'han de lubricar. Aquest procediment es realitza almenys 2 vegades durant tot l'any natural.
Al mateix temps, durant el manteniment, s'estrenyen les femelles que s'han afluixat com a resultat de l'operació, es reforcen les connexions elèctriques, es comprova la corrosió dels components mecànics, es tensen els cables de tensió solts i s'inspeccionen acuradament les fulles per a la ruptura o danys.
Les peces es pinten segons sigui necessari i un cop l'any es realitza una inspecció completa de tota l'estructura per identificar les avaries. Aquesta cura garanteix el correcte funcionament de l'aerogenerador i allarga la seva vida útil.
Avaluació de la viabilitat de la instal·lació
Abans de començar a fabricar un generador eòlic vertical, estudien la situació meteorològica de la seva regió i intenten determinar si la unitat pot proporcionar la quantitat de recursos necessària.
Els experts recomanen avaluar els paràmetres següents:
- nombre de dies de vent — prendre el valor mitjà de l'any en què la ratxa supera els 3 m/s;
- volum d'electricitat, consumit al dia per una llar;
- lloc adequat al seu propi lloc per a equips eòlics.
El primer indicador s'aprèn a partir de dades obtingudes a l'estació meteorològica més propera o trobades a Internet als portals corresponents. A més, comproven amb publicacions geogràfiques impreses i creen una imatge completa de la situació del vent a la seva regió.
Les estadístiques no es fan per a un any, sinó per a 15-20 anys, només aleshores les xifres mitjanes seran tan correctes com sigui possible i mostraran si el generador serà capaç de satisfer completament la necessitat d'electricitat de la llar o si la seva potència només serà suficient per satisfer les necessitats individuals de la llar.
Si el propietari disposa d'una gran parcel·la situada en un pendent, prop d'un riu o en espais oberts, no hi haurà problemes amb la instal·lació.
Quan la casa es troba a les profunditats d'una zona poblada i el pati té unes dimensions compactes i està molt adjacent als edificis veïns, no serà fàcil instal·lar un model vertical d'un molí de vent amb les vostres pròpies mans. L'estructura s'haurà d'aixecar 3-5 m sobre el terra i reforçar-la encara més perquè no caigui en cas de fort cop.
Tota aquesta informació s'ha de tenir en compte en l'etapa de planificació per aclarir si el generador eòlic pot assumir el subministrament energètic total o el seu paper es mantindrà com a font d'energia auxiliar. És aconsellable dur a terme càlcul de l'aerogenerador.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
El vídeo núm. 1 mostrarà com fer un generador eòlic vertical amb un sistema de rotor Daria amb les vostres pròpies mans a casa. El vídeo presenta clarament les característiques i els matisos interessants del procés de muntatge. Hi ha una definició de la potència màxima de la unitat fabricada:
El vídeo núm. 2 mostrarà com funciona un aerogenerador vertical i quanta energia produeix. Proporciona una visió general detallada del mòdul i una descripció del treball necessari per mesurar correctament la potència real i altres paràmetres:
El vídeo núm. 3 presenta les proves d'un generador eòlic vertical casolà. De què és capaç un dispositiu fet amb les vostres pròpies mans amb materials de ferralla:
Una font d'energia alternativa tan moderna i pràctica com els molins de vent verticals és fàcil de muntar amb les vostres pròpies mans. Amb l'experiència adequada en neteja domèstica, és possible fabricar cada peça i després connectar tots els components en una única estructura integral.
Si no voleu complicar la tasca, és molt adequat comprar components ja fets i, a casa, sense presses ni enrenou, instal·lar un aerogenerador fiable capaç d'assegurar el subministrament ininterromput d'electricitat a un espai habitable.
Quan no tens confiança al 100% en les teves capacitats, és millor confiar la feina a professionals. Ho faran tot molt ràpidament i amb el ple compliment dels requisits operatius bàsics.
Tens experiència en la construcció i operació d'un generador eòlic? Si us plau, compartiu informació amb els nostres lectors i suggeriu el vostre mètode per muntar la unitat. Pots deixar comentaris i afegir fotos de productes casolans al formulari següent.
Algunes llars avançades fa temps que fan servir la potència del vent per proporcionar a la seva llar l'energia necessària. Per desfer-me de les factures de serveis, i més per curiositat, vaig muntar un molí de vent amb les meves pròpies mans. Necessitava un rotor, pales de plàstic, un pal (és en un trípode), una bateria i un controlador. Durant la rotació de les turbines i les pales es generen dues forces: sustentació i elèctrica. Les pales giren, el rotor s'activa i es genera electricitat.
Bé, quins són els resultats? Hi ha fins i tot un escapament? Jo mateix fa temps que tinc ganes d'intentar muntar un generador eòlic a la meva casa rural. Per descomptat, no confio en ella com a font principal d'energia. De moment ho veig més com una mima i una experiència interessant, però què dimonis és? Una altra cosa és que encara no he avançat molt més enllà de la idea. Estic recollint peces a poc a poc: ja he trobat fulles normals i sé on aconseguir un pal llarg. Aquest estiu, és clar, no tindré temps, però l'any que ve intentaré implicar-me més amb el molí de vent des de la primavera.
Bé, què puc dir? Els generadors eòlics verticals no són una direcció prometedora en el futur. Sí, aquest disseny és més fàcil de muntar, però aquests generadors eòlics pràcticament no s'utilitzen a escala industrial. Per què? Aquí hi ha alguns punts principals:
— No s'utilitza tota la superfície de les pales (1/3 l'utilitza el vent, 1/3 proporciona resistència, 1/3 no s'utilitza);
- necessitareu un eix llarg per transmetre el parell;
- Baixa potència de sortida.
Però per començar, aquests dissenys són bastant adequats com a mínim per començar amb alguna cosa.Al mateix temps, els aerogeneradors verticals tenen els seus avantatges:
— No cal “agafar el vent” (els vents forts no fan por i no calen col·leccionistes);
— Cost d'execució del projecte;
- Facilitat de manteniment.
Però en el futur, és millor centrar-se en el disseny clàssic dels generadors eòlics.
La descripció de la fabricació del generador indica incorrectament la proporció d'imants a bobines! Per a 9 bobines necessiteu 12 parells d'imants (24 unitats). Potser per això el resultat del vídeo és deplorable.
Fins i tot és necessari tancar un hort amb bobines?
Què us impedeix posar-vos un generador automàtic al cul i connectar-hi fulles?