Gør-det-selv lodret vindgenerator: hvordan man samler en vindmølle med en lodret rotationsakse

Vinden har utrolige energikapaciteter.Manglende udnyttelse af dets kraftfulde potentiale må modigt anerkendes som urimeligt spild. Men du kan nemt bygge en lodret vindgenerator med dine egne hænder og modtage praktisk talt gratis energi til at dække dit husholdningsbehov. Dette er ret reelt, er du ikke enig?

Denne artikel hjælper dig med at forstå et komplekst teknisk problem i detaljer. Systematiseret, tilgængelig information dækker meget detaljeret princippet om drift af populære systemer, der omdanner luftmassernes energi til elektricitet.

Uden tvivl vil du blive revet med af ideen om at skabe en vindmølle, detaljerne ved dens samling er beskrevet i artiklen. Vi undersøgte detaljeret de forskellige typer af vertikale vindgeneratorer, og berørte deres forskelle, fordele og ulemper. Tekstdelen af ​​materialet er perfekt suppleret med fotos og videoinstruktioner.

Fordele og princip for drift af vindmøller

En moderne vertikal generator er en af ​​mulighederne alternativ energi til hjemmet. Enheden er i stand til at omdanne vindstød til en energiressource. For korrekt drift kræver det ikke yderligere enheder, der bestemmer vindens retning.

En roterende vindgenerator er meget nem at lave med dine egne hænder. Han vil selvfølgelig ikke helt kunne påtage sig ansvaret for at levere energi til et stort privat sommerhus, men han vil gøre et fremragende stykke arbejde med at belyse udhuse, havegange og lokalområder.

Enheden af ​​lodret type fungerer i lav højde. Dens vedligeholdelse kræver ikke forskellige enheder for at sikre sikkert reparations- og vedligeholdelsesarbejde i store højder.

Et minimum af bevægelige dele gør vindmøllen mere pålidelig og driftsstabil. Den optimale profil af vingerne og rotorens oprindelige form giver enheden en høj effektivitet, uanset hvilken retning vinden blæser på et givet tidspunkt.

Små husholdningsmodeller består af tre eller flere lette vinger, fanger øjeblikkeligt det svageste vindstød og begynder at rotere, så snart vindstyrken overstiger 1,5 m/s. Takket være denne evne overstiger deres effektivitet ofte effektiviteten af ​​større installationer, der kræver højere vind.

Generatoren fungerer helt lydløst, forstyrrer ikke ejere og naboer, skaber ikke skadelige emissioner til atmosfæren og tjener pålideligt i mange år og leverer omhyggeligt energi til boligkvarteret.

En lodret vindgenerator fungerer efter princippet om magnetisk levitation. Når turbiner roterer, genereres impuls- og løftekræfter samt faktiske bremsekræfter. De to første får enhedens knive til at dreje.Denne handling aktiverer rotoren, og den skaber et magnetfelt, der producerer elektricitet.

En vindmølle med en lodret rotationsakse er ikke ringere i effektivitet end sine horisontale modstykker. Derudover gør det ingen krav på den territoriale placering og fungerer fuldt ud på næsten ethvert sted, der er bekvemt for husejere

Enheden fungerer fuldstændig uafhængigt og kræver ikke ejerens indgriben i processen.

Klassificering af vertikale generatorer

Der er nogle strukturelle forskelle mellem lodrette vindopsamlingsenheder. Det gør ikke enhederne bedre eller dårligere, men giver dig blot mulighed for at vælge den mest bekvemme mulighed for at udføre specifikke opgaver i et bestemt område.

#1: Egenskaber ved ortogonale systemer

Strukturelt består en ortogonal vindgenerator af en stærk akse med lodret rotation og flere parallelle blade placeret i en vis afstand fra den centrale base.

Enheden kræver ikke yderligere styremekanismer og fungerer normalt, uanset vindretning. Den lodret placerede hovedaksel gør det muligt at placere drivudstyret i jordhøjde, hvilket i høj grad letter betjening, reparation og vedligeholdelse.

Den ortogonale generators støtteenheder har ikke en særlig lang levetid. Dette skyldes de høje dynamiske belastninger, som rotoren udøver på dem under drift. For at sikre, at installationen ikke svigter for tidligt, skal alle støttedele efterses regelmæssigt, og beskadigede skal straks udskiftes med nye.

Ulemperne ved ortogonale enheder omfatter et alt for massivt bladsystem og lav effektivitet sammenlignet med effektiviteten af ​​horisontale akse moduler.

Den enkleste vindmølle til energiforbrugende forbrugere kan monteres af færdige komponenter:

#2: Generatorer med Daria rotor

En vindgenerator udstyret med en Darrieus-rotor har en lodret rotationsakse og 2-3 flade vingestrimler uden en karakteristisk aerodynamisk profil, fastgjort i bunden og i toppen af ​​rotationsaksen.

Enheden i sin drift styres ikke af vindens styrke eller retning, har en høj rotationshastighed og gør det muligt at placere drivanordningerne på jorden, hvilket letter og fremskynder processen med planlagt vedligeholdelse og mulige reparationer.

To-blads generatorsæt med en Darrieus-rotor aktiveres kun af et kraftigt vindstød. Med et ensartet modgående flow kan de ikke starte på egen hånd.

De understøttende og roterende komponenter i en enhed med en Darrieus-rotor er sårbare over for øgede dynamiske belastninger, og vingesystemets effektivitet er i mange henseender ringere end aksiale horisontale installationer.

#3: Enheder med Savonius rotor

Den lodrette vindmølle med en Savonius-rotor har et halvcylindrisk vingesystem og adskiller sig fra lignende installationer ved sit høje startmoment og evnen til at fungere effektivt i vind med lav hastighed.

Effekten af ​​lodrette vindgeneratorer med en Savonius-rotor, der tilbydes på markedet, overstiger ikke 5 kW. Enhederne bruges sjældent som en selvstændig arbejdsenhed, men bruges oftest til at skabe et højere startmoment for Daria rotorinstallationer

Det lodrette kompleks med en Savonius-rotor er kritiseret for dets øgede materialeforbrug og lavere effektivitet sammenlignet med vandrette akse vindgeneratorer. Derfor anses produktionen af ​​højeffektudstyr af denne klasse for at være upassende.

Følgende fotovalg vil introducere dig til trinene i fremstillingen af ​​Savonius vindmøllen:

Alle dele af denne Savonius vindmøllemodel undtagen 3200 rpm og 24 V generatoren er fremstillet i hånden.

#4: Vindmølle med flerbladet rotor og guide

Denne type enhed er en forbedret version af den klassiske ortogonale vindgenerator. Rotorkomplekset her består af vinger arrangeret i to rækker.

Det ydre bladlag forbliver statisk og fungerer som en ledevinge. Den fanger vindstrømmen, fanger den, komprimerer den og øger på denne måde den faktiske vindhastighed mærkbart.

Den indre række af vinger er en bevægelig struktur, som modtager luftstrøm fra den første rotorenhed i en bestemt vinkel.

Effektiviteten af ​​en vindgenerator med en flerbladsrotor med et styresystem gør denne enhed særligt attraktiv for forbrugerne.Men prisen på sådant udstyr er ret høj, og det tager lidt længere tid at betale for sig selv end lignende enheder med en enklere konfiguration

Eksperter kalder denne type enhed for den mest effektive i sin klasse og understreger, at det specifikke design gør det muligt at fungere selv ved de lavest mulige vindhastigheder.

#5: Karakteristik af enheder med en helicoid rotor

En helicoidal vindmølle eller Gorlov-generator er en anden modifikation af det traditionelle ortogonale rotorsystem. Modellens klinger er snoet i en bue. Denne designfunktion gør det muligt hurtigt at fange luftstrømmen og rotere jævnt uden at rykke.

Dette driftsprincip reducerer den dynamiske belastning på basis- og bevægelige enheder markant og øger derved deres levetid.

Enheder med en helicoid-type rotor er meget pålidelige og kan nemt modstå betydelige driftsbelastninger. Men under drift skaber sådanne vindmøller udtalte støjeffekter og producerer yderligere lydbølger placeret i kortbølgeområdet af lydspektret

Spundne rotorblade til en spiralformet vindmølle er lavet ved hjælp af en meget progressiv, men kompleks teknologi. På grund af dette er enhederne ret dyre og er ikke særlig populære blandt private forbrugere.

#6: Karakteristika for rotorer med lodret akse

Hovedforskellen mellem en generator med lodret akse er dens vertikalt placerede blade, hvis profil ligner en flyvinge, hvis akse er klart parallel med den lodrette aksel. Designet minder en del om Darrieus-rotoren, men under produktionsforhold fremstilles den meget hurtigere og nemmere.

En generator med en rotor med lodret akse opfanger driftshastigheden meget hurtigere end lignende enheder i denne klasse og begynder at producere den nødvendige energiressource. Processen er ledsaget af en lille lydeffekt og forstyrrer hverken installationsejere eller naboer

Vindmøller med lodret akse rotor er pålidelige og holdbare, kan nemt modstå betydelige driftsbelastninger og koster ikke for mange penge. Disse kvaliteter gør dem relevante til brug ikke kun til industrielle, men også til husholdningsformål.

Funktioner ved at vælge vindgeneratorer til et privat hjem og en oversigt over de bedste tilbud præsenteres i denne artikel.

At lave din egen vindmølle

Det er ikke for svært at skabe en vindgenerator med en lodret rotationsakse derhjemme med dine egne hænder. Det er nok at købe de nødvendige komponenter, samle dem i den rigtige rækkefølge og installere modulet på det valgte sted. Så snart der er en minimal brise, vil produktet fungere og begynde at give ejerne den nødvendige energi.

Trin 1: Indkøb af komponenter og materialer

For at lave en lodret vindgenerator med dine egne hænder skal du bruge følgende komponenter:

• rotor – bevægelig del af enheden:
• klinger – dele, der fanger vindstrømmen;
• aksial mast – til fastgørelse af rotoren og knivene (kan være i form af en lang stang, pyramide eller stativ);
• stator – designet til at rumme en spole af holdbar kobbertråd;
• batteri – kapacitet til at akkumulere den modtagne ressource;
• inverter – en anordning til omdannelse af jævnstrøm til vekselstrøm;
• controller – en enhed, der bremser generatoren i det øjeblik, enheden udvikler en faktisk effekt, der overstiger de grundlæggende indikatorer.

Let, højkvalitets pladeplast med god elasticitet er velegnet til fremstilling af klinger. Andre typer materialer er for modtagelige for forskellige skader og deformationer og kan simpelthen ikke klare en så høj dynamisk belastning.

Når du selv laver enheden, skal du huske, at lodrette vindmøller lavet af dig selv er alvorligt ringere end fabriksfremstillede modeller. Derfor, for ikke at blive skuffet over det oprettede design i fremtiden, er det bedre straks at lave det i henhold til parametre, der er 2 gange højere end nødvendigt

Små klinger kan fremstilles af medium-densitet PVC, men store, brede dele vil kræve det mest holdbare materiale, der kan modstå stærke vinde, der blæser med en hastighed på 15 m/s eller mere i lang tid.

Trin 2: Foreløbig klargøring af elementer

Til skabe klinger For en lodret vindgenerator skæres 4 identiske dele ud af højstyrke PVC-rør. To halvcirkelformede fragmenter skæres ud af tin og fastgøres til hver side af røret. Rotationsradius af bladdelene i dette tilfælde vil være 690 mm, og højden af ​​hvert blad vil være omkring 700 mm.

For at samle rotorsystemet skal du tage neodymmagneter (6 stk), ferritskiver med en diameter på 230 mm (2 stk) og lim. Magneter placeres på den første disk, skiftende i polaritet og opretholder en vinkel på 60 grader mellem dem med en arrangementsdiameter på 165 mm. Ved hjælp af samme skema laves en anden disk, og derefter fyldes magneterne med lim.

Til statoren er 9 spoler forberedt, og 60 vindinger kobbertråd med en diameter på 1 mm er viklet på hver af dem.

Efterfølgende lodning sker i denne rækkefølge:

• begyndelsen af ​​1 spole med slutningen af ​​4;
• start 4 med ende 7 hjul.

Den anden fase er samlet efter samme princip, men arbejdet starter med 2 spoler, og den tredje - med 3 spoler. En speciel form er lavet af et ark af krydsfiner, bunden er foret med et stykke glasfiber og faser loddet fra spoler er placeret ovenpå.

Fyld strukturen med lim og lad den stå i 1-2 dage, så alle delene sætter sig og tager de rigtige steder. Derefter begynder de at forbinde de enkelte dele til et enkelt arbejdssystem.

Trin 3: Samling af alle generatordele

For at forbinde alle generatorens elementer er der lavet 4 huller til stifter i den øvre rotor. Den nederste rotor placeres på beslaget med magneterne opad. Dernæst placeres statoren efter tidligere at have lavet huller i den til fastgørelse til beslaget.

Stifterne presses ind i aluminiumspladen og dækkes derefter med den anden rotor, idet den placeres med magneterne nedad.

Processen med at samle dele udføres omhyggeligt og uden hastværk. Rotorerne skal rettes ind i forhold til hinanden, så der senere ikke dannes slør i strukturen (+)

Tappene drejes skiftevis ved hjælp af en skruenøgle, så den øverste rotor falder jævnt og uden ryk på den nederste. Når den indtager sin rette plads, skrues tappene af, og alupladerne fjernes. I slutningen er hele strukturen fastgjort med møtrikker og strammet fast, men ikke for stramt, for ikke at bryde tråden.

Trin 4: Endelig installation af udstyr

Til masten skal du tage et stærkt metalrør på 4-5 meter og skrue en generator, som du allerede har samlet med dine egne hænder, på den.Derefter er rammen med plastikblade fastgjort til generatoren, og maststrukturen er installeret på et forhåndsforberedt sted med et trepunktsforstærket fundament.

Derudover fastgøres systemets position ved hjælp af en båre.

Ved opstilling af vindmølle skal masten tages så længe som muligt. Den skal bære rotoren højere end den højeste bygning på stedet. Først da vil designet være i stand til at fungere effektivt og producere den nødvendige mængde ressource

Det elektriske netværk er forbundet med vindmøllen i en bestemt rækkefølge. Regulatoren tager ressourcen fra generatoren og konverterer vekselstrøm til jævnstrøm, hvilket er nødvendigt for at oplade batteriet. Kan samle controlleren selv efter en forenklet ordning.

Batteriet lagrer den frigivne energi, og vekselretteren omdanner jævnstrøm til vekselstrøm, som driver hovedparten af ​​husholdningsapparater og hjemmeservicesystemer.

På vores hjemmeside er der et udvalg af artikler om hjemmelavede vindgeneratorer af forskellige typer.

Vi råder dig til at læse:

1. Gør-det-selv vindgenerator fra en vaskemaskine: instruktioner til montering af en vindmølle
2. Gør-det-selv vindgenerator fra en bilgenerator: vindmøllemonteringsteknologi og fejlanalyse
3. Sådan laver du en vindgenerator med dine egne hænder: enhed, driftsprincip + bedste hjemmelavede produkter

En anden interessant mulighed for at konstruere en lodret vindmølle kan samles af affaldsmaterialer, der ikke bruger mere end 250 rubler på køb af yderligere komponenter. Gør-det-selv-folk skal bruge et cykelhjul, 12 flere cykeleger, en aksel fra det bagerste cykelhjul med tre møtrikker, en stålliste, 11 aluminiumsplader.

Du skal også bruge 150 nitter, 18 M4 bolte med møtrikker, 3 M6 bolte med møtrikker, 27 større skiver og 24 små.

Følgende galleri vil kort demonstrere monteringstrinnene:

Den følgende videoinstruktion vil præsentere alle trinene i detaljer:

Valg af placering til en vindgenerator

At vælge den rigtige placering til installation af en vindgenerator er et vigtigt skridt. Det er bedst at placere enheden på det højeste åbne punkt og omhyggeligt sikre, at den ikke er under niveauet for tilstødende boliger og udhuse. Ellers vil bygninger blive en hindring for luftstrømmen, og enhedens effektivitet vil falde betydeligt.

Hvis stedet vender ud mod en flod eller sø, placeres vindmøllen på kysten, hvor vinden blæser særligt ofte. Forhøjninger på ejendommen eller store tomme rum, hvor der ikke er kunstige eller naturlige barrierer for luftstrømmen, er ideelle til at lokalisere generatoren.

Når boligejendomme (hus, sommerhus, lejlighed osv.) er beliggende i byen eller er beliggende uden for byen, men i tæt bebyggede områder, installeres et vindenergikompleks på taget.

For at placere en generator på taget af en lejlighedsbygning tages naboernes skriftlige samtykke, og der indhentes officiel tilladelse fra de relevante myndigheder.

Når du installerer en lodret generator på taget af en lejlighedsbygning, skal du huske, at enheden fungerer ret støjende og kan forårsage ulejlighed for både ejere og andre beboere.Derfor skal apparatet placeres tættere på midten af ​​taget, så lejlighedsejere på de øverste etager ikke lider under den høje brummen, som vindmøllen udsender under drift.

I et privat hus med en stor havegrund er det meget lettere at vælge en passende placering. Det vigtigste er at tage højde for, at strukturen er placeret i en afstand af 15-25 meter fra boliger. Så vil lydeffekterne fra de roterende klinger ikke genere nogen.

Vedligeholdelse af en vertikal enhed

For at en vertikal vindgenerator kan fungere effektivt, præcist og så effektivt som muligt, skal alle bevægelige dele af strukturen smøres. Denne procedure udføres mindst 2 gange i løbet af hele kalenderåret.

Samtidig spændes møtrikker, der er løsnet som følge af drift, under vedligeholdelse, elektriske forbindelser forstærkes, mekaniske komponenter kontrolleres for korrosion, løse spændekabler spændes og knivene efterses omhyggeligt for brud eller beskadigelse.

Om vinteren kræver vertikale installationer særlig pleje. I perioder med frost bliver knivene dækket af en isskorpe, og det skal rengøres rettidigt, så momenthastigheden holdes på det rette niveau.

Dele males efter behov, og en gang årligt gennemføres et komplet eftersyn af hele konstruktionen for at identificere fejl. En sådan pleje sikrer den korrekte drift af vindmøllen og forlænger dens levetid.

Vurdering af gennemførligheden af ​​installation

Før de begynder at fremstille en vertikal vindgenerator, studerer de vejrsituationen i deres område og forsøger at afgøre, om enheden kan levere den nødvendige mængde ressourcer.

Eksperter anbefaler at evaluere følgende parametre:

• antal blæsende dage — tag gennemsnitsværdien for året, hvor vindstødet overstiger 3 m/s;
• mængden af ​​elektricitet, forbrugt pr. dag af en husstand;
• passende sted på egen plads til vindudstyr.

Den første indikator læres fra data indhentet på den nærmeste vejrstation eller fundet på internettet på de relevante portaler. Derudover tjekker de med trykte geografiske publikationer og skaber et komplet billede af vindsituationen i deres region.

Statistik tages ikke for et år, men for 15-20 år, først da vil gennemsnitstallene være så korrekte som muligt og vise, om generatoren fuldt ud vil kunne dække husstandens behov for elektricitet, eller om dens strøm kun bliver nok til at dække individuelle husholdningsbehov.

Hvis ejeren har en stor grund beliggende på en skråning, nær en flodbredde eller i åbent rum, vil der ikke være problemer med installationen.

Når huset er placeret i dybden af ​​et befolket område, og gården har kompakte dimensioner og er tæt op ad nabobygninger, vil det ikke være let at installere en lodret model af en vindmølle med egne hænder. Konstruktionen skal hæves 3-5 m over jorden og forstærkes yderligere, så den ikke falder i tilfælde af kraftige vindstød.

Alle disse oplysninger skal tages i betragtning på planlægningsstadiet for at gøre det klart, om vindgeneratoren kan overtage den fulde energiforsyning eller dens rolle forbliver som en hjælpeenergikilde. Det er tilrådeligt at udføre vindmølleberegning.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Video nr. 1 vil demonstrere, hvordan man laver en lodret vindgenerator med et Daria-rotorsystem med egne hænder derhjemme. Videoen præsenterer tydeligt funktionerne og interessante nuancer i samlingsprocessen. Der er en definition af den maksimale effekt af den fremstillede enhed:

Video nr. 2 vil vise, hvordan en vertikal vindgenerator fungerer, og hvor meget energi den producerer. Den giver et detaljeret overblik over modulet og en beskrivelse af det arbejde, der kræves for korrekt at måle den faktiske effekt og andre parametre:

Video nr. 3 præsenterer test af en hjemmelavet vertikal vindgenerator. Hvad en enhed lavet med dine egne hænder af skrotmaterialer er i stand til:

En sådan moderne og praktisk kilde til alternativ energi som vertikale vindmøller er let at samle med egne hænder. Med den rette erfaring inden for husholdning er det muligt at fremstille hver enkelt del og derefter forbinde alle komponenterne i en enkelt, integreret struktur.

Hvis du ikke vil komplicere opgaven, er det ret passende at købe færdige komponenter og hjemme, uden hastværk eller ballade, installere en pålidelig vindmølle, der er i stand til at sikre uafbrudt forsyning af elektricitet til et boligareal.

Når du ikke er 100% sikker på dine evner, er det bedre at overlade arbejdet til fagfolk. De vil gøre alt meget hurtigt og i fuld overensstemmelse med grundlæggende driftskrav.

Har du erfaring med konstruktion og drift af en vindgenerator? Del venligst information med vores læsere og foreslå din metode til at samle enheden. Du kan efterlade kommentarer og tilføje billeder af hjemmelavede produkter i formularen nedenfor.