L’utilisation de sources d’énergie alternatives est l’une des principales tendances de notre époque. Une énergie éolienne propre et abordable peut être convertie en électricité même dans votre maison si vous construisez une éolienne et la connectez à une génératrice.
Vous pouvez construire des pales pour une éolienne avec vos propres mains avec des matériaux ordinaires, sans utiliser d'équipement spécial. Nous vous indiquerons quelle forme de pales sont plus efficaces et vous aiderons à trouver le dessin qui convient pour une centrale éolienne.
Contenu de l'article:
- Comment fonctionne une éolienne simple?
- Quelle est la meilleure forme de la lame?
-
Que font les lames à la maison?
- Tuyau d'égout en PVC
- Aluminium - mince, léger et coûteux
- Fibre de verre ou fibre de verre - pour les professionnels
- Pas cher et gai: détail en bois pour la roue de vent
- Dessins et exemples de lames
- Effectuer un moulin à vent d'équilibrage
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Comment fonctionne une éolienne simple?
Éolienne - un appareil qui vous permet de convertir l’énergie éolienne en électricité.
Le principe de son fonctionnement réside dans le fait que le vent fait tourner les pales, entraîne l'arbre, à travers lequel la rotation pénètre dans le générateur à travers une boîte de vitesses, ce qui augmente la vitesse.
Le travail de la centrale éolienne est estimé par KIEV - l'utilisation de l'énergie éolienne. Lorsque la roue éolienne tourne rapidement, elle interagit avec beaucoup de vent, ce qui signifie qu'elle consomme plus d'énergie.
Les deux principaux types d’éoliennes sont divisés:
- pare-brise;
- horizontal.
Les modèles orientés verticalement sont construits de sorte que l'axe de l'hélice soit perpendiculaire au sol. Ainsi, tout mouvement de masses d'air, quelle que soit leur direction, met la structure en mouvement.
Une telle polyvalence est un atout de ce type d’éoliennes, mais perd de son efficacité par rapport aux modèles horizontaux en termes de productivité et d’efficacité opérationnelle.
Une éolienne horizontale ressemble à une girouette. Pour faire pivoter les pales, la conception doit être tournée dans le bon sens, en fonction du sens du mouvement de l'air.
Pour contrôler et capter les changements de direction du vent, installez des dispositifs spéciaux. L'efficacité avec cette disposition de la vis est beaucoup plus élevée qu'avec l'orientation verticale. En usage domestique, il est plus rationnel d'utiliser des éoliennes de ce type.
Quelle est la meilleure forme de la lame?
L'un des éléments principaux d'une éolienne est un ensemble de pales.
Un certain nombre de facteurs associés à ces détails affectent l'efficacité d'un moulin à vent:
- le poids;
- taille
- forme;
- matériel;
- le montant de.
Si vous décidez de concevoir les pales d'un moulin à vent improvisé, tenez compte de tous ces paramètres. Certains pensent que plus il y a d'ailes sur la vis du générateur, plus il est possible d'obtenir de l'énergie éolienne. En d'autres termes, le plus sera le mieux.
Cependant, c'est loin d'être le cas. Chaque pièce individuelle bouge, surmontant la résistance de l'air. Ainsi, un grand nombre de lames sur la vis nécessite plus d’énergie éolienne pour effectuer un tour.
En outre, un trop grand nombre d'ailes larges peut provoquer la formation du "chapeau d'air" devant l'hélice, lorsque le flux d'air ne traverse pas l'éolienne, mais se courbe autour de celle-ci.
La forme est d'une grande importance. Cela dépend de la vitesse de la vis. Une mauvaise enveloppe provoque des tourbillons qui inhibent la roue du vent
Le plus efficace est une éolienne à une pale. Mais le construire et l’équilibrer de ses propres mains est très difficile. La conception n'est pas fiable, mais avec un rendement élevé. Selon l'expérience de nombreux utilisateurs et fabricants d'éoliennes, le modèle le plus optimal est le modèle à trois pales.
Le poids de la lame dépend de sa taille et du matériau à partir duquel elle sera fabriquée. La taille doit être sélectionnée avec soin, en se basant sur des formules de calcul. Les bords sont mieux traités, de sorte qu’un côté est arrondi et que le côté opposé est tranchant.
La forme correcte de la pale de l’éolienne est à la base de son bon travail.
Pour la confection de maisons, ces options conviennent:
- type de voile;
- type d'aile.
Les pales d'un type de voile sont de simples larges bandes, comme dans un moulin à vent. Ce modèle est le plus évident et facile à fabriquer. Cependant, son efficacité est si faible que cette forme n'est pratiquement pas utilisée dans les éoliennes modernes. L'efficacité dans ce cas est d'environ 10-12%.
Les pales du profil d’aile sont beaucoup plus efficaces. Cela impliquait les principes de l'aérodynamique, qui emportent dans les avions énormes. Une vis de cette forme est plus facilement entraînée et tourne plus vite. Le flux d'air réduit considérablement la résistance rencontrée par une éolienne.
Le profil correct doit ressembler à une aile d'avion. D'une part, la lame présente un épaississement et d'autre part, une descente douce. Des masses d'air circulent très doucement autour d'un morceau de cette forme.
L'efficacité de ce modèle atteint 30-35%. La bonne nouvelle est que vous pouvez construire une aile avec vos mains avec un minimum d’outils. Tous les calculs et schémas de base peuvent être facilement adaptés à votre éolienne et utiliser de l'énergie éolienne libre et propre sans restrictions.
Que font les lames à la maison?
Les matériaux appropriés pour la construction d’une éolienne sont avant tout le plastique, les métaux légers, le bois et une solution moderne: la fibre de verre. La question principale est de savoir combien de temps et de travail vous êtes prêt à consacrer à la fabrication d’un moulin à vent.
Tuyau d'égout en PVC
Le matériau le plus populaire et le plus utilisé pour la fabrication de pales en plastique pour éoliennes est un tuyau d'égout en PVC ordinaire. Pour la plupart des génératrices domestiques avec un diamètre de vis allant jusqu'à 2 m, un tuyau de 160 mm suffit.
Les avantages de cette méthode incluent:
- prix bas;
- disponibilité dans n'importe quelle région;
- la simplicité du travail;
- Un grand nombre de schémas et de dessins sur Internet, une expérience formidable.
Les pipes sont différentes. Ceci est connu non seulement des fabricants d’éoliennes improvisées, mais également de tous ceux qui ont rencontré l’installation d’un système d’égout ou de canalisation d’eau. Ils diffèrent en épaisseur, composition, fabricant. Le tuyau est peu coûteux, alors n'essayez pas de réduire davantage le coût de votre éolienne, vous économiserez sur les tuyaux en PVC.
Un matériau de tuyau en plastique médiocre peut provoquer la fissuration des lames lors du premier test et tous les travaux seront effectués en vain.
Vous devez d’abord décider du motif. Il existe de nombreuses options, chaque formulaire ayant ses propres avantages et inconvénients. Il peut être judicieux de faire des essais avant de découper la version finale.
Étant donné que le prix des tubes est bas et que vous pouvez les trouver dans n'importe quelle quincaillerie, ce matériau est idéal pour les premières étapes de la modélisation des lames. Si quelque chose ne va pas, vous pouvez toujours acheter un autre tuyau et l'essayer en premier, le portefeuille ne souffrira pas beaucoup de ces expériences.
Les utilisateurs expérimentés d'énergie éolienne ont remarqué qu'il est préférable d'utiliser des tuyaux orange plutôt que gris pour fabriquer les pales d'une éolienne. Ils gardent mieux leur forme, ne se plient pas après la formation de l'aile et durent plus longtemps
Les concepteurs amateurs préfèrent le PVC, car lors des tests, une lame cassée peut être remplacée par une nouvelle lame fabriquée en 15 minutes sur place avec une pièce appropriée. Simple et rapide, et le plus important - disponible.
Aluminium - mince, léger et coûteux
L'aluminium est un métal léger et durable. Il est traditionnellement utilisé pour la fabrication de pales pour éoliennes. En raison de son faible poids, si vous donnez à la plaque la forme souhaitée, les propriétés aérodynamiques de la vis seront à sa hauteur.
La charge principale subie par l’éolienne lors de la rotation vise à la flexion et à la rupture de la pale. Si le plastique lors de tels travaux se fissure rapidement et tombe en panne, vous pouvez compter sur une vis en aluminium plus longtemps.
Cependant, si vous comparez les tuyaux en aluminium et en PVC, les plaques métalliques seront toujours plus lourdes. À des vitesses élevées, le risque d'endommager la lame et la vis au point de fixation est élevé.
Un autre inconvénient des pièces en aluminium est la complexité de leur fabrication. Si le tuyau en PVC présente une courbure qui servira à conférer des propriétés aérodynamiques à la pale, l’aluminium est généralement pris sous la forme d’une feuille.
Après avoir coupé les pièces selon le gabarit, ce qui est en soi beaucoup plus difficile que de travailler avec du plastique, la billette résultante devra tout de même être roulée et bien courbée. À la maison et sans outil, cela ne sera pas si facile.
Fibre de verre ou fibre de verre - pour les professionnels
Si vous décidez de créer consciemment une lame et que vous êtes prêt à y consacrer beaucoup de force et de nerfs, la fibre de verre fera l'affaire. Si vous n'avez pas encore eu affaire à des éoliennes, commencer à vous familiariser avec la simulation d'un moulin à vent en fibre de verre n'est pas la meilleure idée. Néanmoins, ce processus nécessite de l'expérience et des compétences pratiques.
La lame de plusieurs couches de fibre de verre, collée avec de la colle époxy, sera durable, légère et fiable. Avec une grande surface, le détail s'avère creux et presque sans poids.
On prend pour la fabrication de la fibre de verre - un matériau fin et durable disponible en rouleaux. En plus de la fibre de verre, la colle époxy est utile pour la fixation de couches.
Commencez par créer une matrice. Ceci est un tel blanc, qui est un formulaire pour les détails futurs.
La matrice peut être en bois: bois, carton ou bûche. Directement à partir du tableau, réduisez la silhouette volumétrique de la demi-lame. Une autre option - une forme de plastique
Il est très difficile de découper vous-même un flan: vous devez disposer d'un modèle fini de lame en bois ou en un autre matériau sous vos yeux, puis la matrice de la pièce est découpée à l'aide de ce modèle. De telles matrices ont besoin d'au moins 2. Mais, ayant réussi une fois le formulaire, il peut être utilisé plusieurs fois et érigé de cette manière plus d’un moulin à vent.
Le fond de la forme est soigneusement graissé à la cire. Ceci est fait de sorte que la lame finie puisse être facilement retirée plus tard. Posez une couche de fibre de verre, enduisez-la de colle époxy. Le processus est répété plusieurs fois jusqu'à ce que la pièce atteigne l'épaisseur souhaitée.
Ensuite, la colle devrait sécher. Certains recommandent de placer le formulaire dans un sac d'aspirateur et de pomper de l'air. Il est donc préférable que la colle pénètre dans toutes les couches de fibre de verre sans laisser de zones non traitées.
Lorsque la colle époxy sèche, la moitié des pièces est soigneusement retirée de la matrice. La même chose est faite avec la seconde moitié. Les pièces sont collées ensemble pour former une pièce volumétrique creuse. Lame en fibre de verre légère, durable et de forme aérodynamique appropriée - le summum en matière de compétences pour les fans de centrales éoliennes.
Son principal inconvénient est la complexité de la mise en œuvre de l'idée et un grand nombre de défauts au début, jusqu'à l'obtention de la matrice idéale et jusqu'à ce que l'algorithme de création ne soit pas perfectionné.
Pas cher et gai: détail en bois pour la roue de vent
Lame en bois - méthode du grand-père, facile à mettre en œuvre, mais inefficace avec le niveau actuel de consommation d'électricité. Le détail peut être fabriqué à partir d'une planche solide d'essences de bois clair, par exemple, le pin. Il est important de choisir un morceau de bois bien séché.
Si le bois est humide, en cours de séchage, la vis peut «conduire» et se déformer. Oui, et le poids d'un arbre humide est beaucoup plus élevé que celui d'un arbre sec.
Vous devez choisir une forme appropriée, tout en tenant compte du fait que la lame en bois ne sera pas une plaque mince, comme l’aluminium ou le plastique, mais une construction tridimensionnelle. Par conséquent, pour façonner la pièce ne suffit pas, vous devez comprendre les principes de l'aérodynamique et imaginer les contours de la pale dans les trois dimensions.
Donner la forme finale de l'arbre aura un avion, mieux électro. Pour la durabilité, le bois est traité avec un vernis ou une peinture de protection antiseptique.
Le principal inconvénient de cette conception est le poids important de la vis. Pour déplacer ce colosse du sol, le vent doit être assez fort pour qu'il soit difficile en principe. Cependant, le bois est un matériau disponible. Les panneaux qui conviennent à la création d'une vis d'éolienne peuvent être trouvés dans votre cour, sans dépenser un centime. Et c'est le principal avantage du bois dans ce cas.
L'efficacité d'une lame en bois a tendance à être nulle. En règle générale, le temps et les efforts nécessaires à la création d'un tel moulin à vent ne valent pas le résultat, exprimé en watts. Cependant, en tant que modèle de formation ou copie d’essai d’une pièce en bois est tout à fait à sa place. Et la girouette à pales en bois est spectaculaire sur le site.
Dessins et exemples de lames
Il est très difficile de calculer correctement la vis d’une éolienne sans connaître les paramètres de base affichés dans la formule et ne pas savoir en quoi ces paramètres affectent le fonctionnement d’une éolienne.
Mieux vaut ne pas perdre votre temps si vous ne voulez pas vous plonger dans les bases de l'aérodynamique. Des diagrammes prêts à l'emploi avec des paramètres donnés vous aideront à choisir une pale appropriée pour une centrale éolienne.
Tirant des pales pour l'hélice à deux pales. Il est fait de tuyau d'égout de diamètre 110. Le diamètre de l’éolienne à vis dans ces calculs - 1 m
Une telle petite éolienne ne pourra pas vous fournir une grande puissance. Très probablement, vous ne pouvez pas tirer plus de 50 watts de cette conception. Cependant, une vis à deux lames faite d'un tuyau en PVC léger et mince donnera une vitesse de rotation élevée et assurera le fonctionnement de l'éolienne même avec un léger vent.
Dessin de la pale de l'hélice à trois pales de l'éolienne à partir d'un tuyau de 160 mm de diamètre. Vitesse estimée dans cette version - 5 avec un vent de 5 m / s
Une vis à trois pales de cette forme peut être utilisée pour des unités plus puissantes, d’environ 150 W à 12 V. Le diamètre de la vis entière dans ce modèle atteint 1,5 m, la roue éolienne tourne rapidement et commence à se déplacer facilement. Les éoliennes à trois ailes sont les plus courantes dans les centrales électriques domestiques.
Dessin de pales maison pour une éolienne à 5 pales. Il est composé d'un tuyau en PVC de 160 mm de diamètre. Vitesse estimée - 4
Une telle hélice à cinq pales pourra émettre jusqu'à 225 tours par minute à une vitesse de vent nominale de 5 m / s. Pour construire la pale conformément aux dessins proposés, vous devez transférer les coordonnées de chaque point des colonnes "Coordonnées de la pièce avant / arrière" à la surface du tuyau d'égout en plastique.
Selon le tableau ci-dessous, vous pouvez calculer le diamètre de l’éolienne avec 2 à 16 pales. Dans ce cas, vous pouvez choisir la taille de la puissance de sortie souhaitée.
On voit sur le tableau que plus les ailes de l’éolienne sont grandes, plus leur longueur doit être courte pour obtenir un courant de même puissance.
Comme le montre la pratique, il est assez difficile de maintenir une éolienne d’un diamètre supérieur à 2 mètres. Si, conformément au tableau, vous avez besoin d’une éolienne plus grande, envisagez d’augmenter le nombre de pales.
Avec les règles et les principes calcul éolien présentera l'article qui décrit le processus de calcul étape par étape.
Effectuer un moulin à vent d'équilibrage
L’équilibrage des aubes d’éoliennes contribuera à rendre son travail aussi efficace que possible. Pour la mise en œuvre de l'équilibrage, vous devez trouver une pièce sans vent ni courant d'air. Bien entendu, pour une éolienne de plus de 2 m de diamètre, il sera difficile de trouver une telle pièce.
Les lames sont assemblées dans la structure finie et installées en position de travail. L'axe doit être strictement horizontal. Le plan dans lequel la vis va tourner doit être réglé verticalement, perpendiculairement à l'axe et au niveau du sol.
Une vis qui ne bouge pas doit être tournée à 360 / x degrés, où x = le nombre de pales. Idéalement, un moulin à vent équilibré ne déviera pas d'un seul degré, mais restera immobile. Si la lame a tourné sous son propre poids, il faut légèrement le corriger, réduire le poids d'un côté, éliminer la déviation par rapport à l'axe.
Le processus est répété jusqu'à ce que la vis soit complètement fixée dans n'importe quelle position. Il est important qu'il n'y ait pas de vent lors de l'équilibrage. Cela pourrait fausser les résultats du test.
Il est également important de veiller à ce que toutes les pièces tournent strictement dans le même plan. Pour contrôler à une distance de 2 mm des deux côtés de l’une des lames, installez des plaques de contrôle. Lors du déplacement, aucune partie de la vis ne doit toucher la plaque.
Pour faire fonctionner une éolienne à pales, il faudra assembler un système qui accumule l’énergie reçue, la conserve et la transfère au consommateur. L'un des composants du système est le contrôleur. Comment faire contrôleur pour moulin à vent, apprendre, ayant familiarisé avec l'article recommandé par nous.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Construire une éolienne avec vos propres mains à partir de matériaux de récupération est tout à fait possible. Si vous commencez avec des modèles plus simples, la première tentative sera probablement couronnée de succès. Avec l'expérience, adoptez des idées plus complexes pour obtenir l'éolienne la plus efficace et la plus puissante.
Vidéo n ° 1. Comment faire un moulin à vent en tuyau PVC:
Vidéo n ° 2. Générateur de vent avec leurs propres mains:
Vidéo n ° 3. Turbine en acier galvanisé:
Si vous souhaitez utiliser une énergie éolienne propre et sûre pour un usage domestique et ne prévoyez pas dépenser beaucoup de l’argent pour acheter du matériel coûteux, des lames faites maison de matériaux ordinaires serait une bonne idée. N'ayez pas peur d'expérimenter et vous pourrez améliorer davantage les modèles existants de vis d'éoliennes.
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