L'uso di fonti energetiche alternative è una delle principali tendenze del nostro tempo. L'energia eolica pulita ed economica può essere convertita in energia elettrica anche a casa tua, se costruisci una turbina eolica e la colleghi a un generatore.
Puoi costruire lame per un generatore eolico con le tue mani da materiali ordinari, senza usare attrezzature speciali. Vi diremo quale forma di lame è più efficiente e vi aiuterà a trovare il disegno giusto per un impianto eolico.
Contenuto dell'articolo:
- Come funziona un semplice generatore eolico?
- Qual è la forma migliore della lama?
-
Cosa fanno le lame a casa?
- Tubo per fognatura in PVC
- Alluminio: sottile, leggero e costoso
- Vetroresina o fibra di vetro - per professionisti
- Economico e allegro: dettagli in legno per la ruota del vento
- Disegni ed esempi di lame
- Eseguire il bilanciamento del mulino a vento
- Conclusioni e video utili sull'argomento
Come funziona un semplice generatore eolico?
Generatore eolico - un dispositivo che consente di convertire l'energia eolica in energia elettrica.
Il principio del suo funzionamento sta nel fatto che il vento fa ruotare le pale, guida l'albero, attraverso il quale la rotazione entra nel generatore attraverso un cambio, che aumenta la velocità.
Il lavoro dell'impianto eolico è stimato da KIEV - l'utilizzo dell'energia eolica. Quando la ruota del vento gira rapidamente, interagisce con molto vento, il che significa che ci vuole più energia da esso.
Due principali tipi di generatori eolici sono divisi:
- vetrikalnye;
- orizzontale.
I modelli orientati verticalmente sono costruiti in modo tale che l'asse dell'elica sia perpendicolare al terreno. Pertanto, qualsiasi movimento di masse d'aria, indipendentemente dalla direzione, determina la struttura in movimento.
Tale versatilità è un plus di questo tipo di turbina eolica, ma perdono nei modelli orizzontali in termini di produttività ed efficienza operativa.
Un generatore eolico orizzontale assomiglia a una banderuola. Per ruotare le lame, il design deve essere ruotato nella direzione giusta, a seconda della direzione del movimento dell'aria.
Per controllare e rilevare i cambiamenti nella direzione del vento, installare dispositivi speciali. L'efficienza con questa disposizione della vite è molto più alta rispetto all'orientamento verticale. Nell'uso domestico è più razionale usare generatori eolici di questo tipo.
Qual è la forma migliore della lama?
Uno degli elementi principali di un generatore eolico è un insieme di pale.
Ci sono una serie di fattori associati a questi dettagli che influenzano l'efficienza di un mulino a vento:
- peso;
- dimensioni;
- forma;
- materiale;
- la quantità di
Se decidi di progettare le pale per un mulino improvvisato, assicurati di prendere in considerazione tutti questi parametri. Alcuni credono che più le ali sulla vite del generatore, più energia eolica può essere ottenuta. In altre parole, più sono e meglio è.
Tuttavia, questo è lontano dal caso. Ogni singola parte si muove, superando la resistenza dell'aria. Quindi, un gran numero di lame sulla vite richiede più energia del vento per fare una svolta.
Inoltre, troppe ali troppo larghe possono causare la formazione del cosiddetto "cappello aria" davanti all'elica, quando il flusso d'aria non passa attraverso il mulino a vento, ma si piega attorno ad esso.
La forma è di grande importanza. Dipende dalla velocità della vite. Lo scarso avvolgimento causa turbolenze che inibiscono la ruota del vento
La più efficace è una turbina eolica a lama singola. Ma costruire e bilanciare con le proprie mani è molto difficile. Il design è inaffidabile, anche se con un'alta efficienza. Secondo l'esperienza di molti utenti e produttori di turbine eoliche, il modello più ottimale è una tripla.
Il peso della lama dipende dalle sue dimensioni e dal materiale con cui sarà realizzato. La dimensione deve essere selezionata con attenzione, essendo guidata da formule per i calcoli. I bordi vengono trattati meglio in modo che su un lato vi sia un arrotondamento e il lato opposto sia nitido
La forma corretta della lama per il generatore eolico è alla base del suo buon lavoro.
Per la casa, queste opzioni sono adatte:
- tipo di navigazione;
- tipo di ala
Le pale di un tipo di vela sono semplici bande larghe, come in un mulino a vento. Questo modello è il più ovvio e facile da produrre. Tuttavia, la sua efficienza è così bassa che questa forma non è praticamente utilizzata nelle moderne turbine eoliche. L'efficienza in questo caso è di circa il 10-12%.
Una forma molto più efficiente sono le pale del profilo dell'ala. Coinvolgeva i principi dell'aerodinamica, che portano in aria enormi aerei. Una vite di questa forma è più facilmente guidata e ruota più velocemente. Il flusso d'aria riduce drasticamente la resistenza che un mulino a vento incontra sulla sua strada.
Il profilo corretto dovrebbe assomigliare a un'ala di un aeroplano. Da una parte, la lama ha un ispessimento e dall'altra una dolce discesa. Le masse d'aria fluiscono intorno a un pezzo di questa forma molto agevolmente.
L'efficienza di questo modello raggiunge il 30-35%. La buona notizia è che puoi costruire un'ala con le tue mani usando un minimo di strumenti. Tutti i calcoli di base e i disegni possono essere facilmente adattati al tuo mulino a vento e utilizzare l'energia eolica libera e pulita senza restrizioni.
Cosa fanno le lame a casa?
I materiali adatti per la costruzione di un generatore eolico sono soprattutto la plastica, i metalli leggeri, il legno e una soluzione moderna: la fibra di vetro. La domanda principale è quanto tempo e lavoro si è disposti a spendere per costruire un mulino a vento.
Tubo per fognatura in PVC
Il materiale più popolare e ampiamente utilizzato per la produzione di lame in plastica per un generatore eolico è un comune tubo per fognatura in PVC. Per la maggior parte dei generatori domestici con diametro della vite fino a 2 m, sarà sufficiente un tubo di 160 mm.
I vantaggi di questo metodo includono:
- prezzo basso;
- disponibilità in qualsiasi regione;
- semplicità del lavoro;
- Un gran numero di schemi e disegni su Internet, una grande esperienza.
I tubi sono diversi. Questo è noto non solo a coloro che fabbricano impianti eolici improvvisati, ma a tutti coloro che hanno incontrato l'installazione di un sistema fognario o di una rete idrica. Si differenziano per spessore, composizione, produttore. Il tubo è economico, quindi non cercare di ridurre ulteriormente il costo del tuo mulino, risparmiando sui tubi in PVC.
Lo scarso materiale del tubo di plastica può causare la rottura delle lame durante il primo test e tutto il lavoro verrà svolto invano.
Per prima cosa devi decidere il modello. Ci sono molte opzioni, ogni modulo ha i suoi vantaggi e svantaggi. Potrebbe essere sensato sperimentare prima di ritagliare la versione finale.
Poiché il prezzo dei tubi è basso, e puoi trovarli in qualsiasi negozio di ferramenta, questo materiale è perfetto per i primi passi nella modellazione delle lame. Se qualcosa va storto, puoi sempre comprare un altro pipe e provarlo prima, il portafoglio non soffrirà molto da questi esperimenti.
Gli utenti esperti di energia eolica hanno notato che è meglio usare i tubi arancioni anziché quelli grigi per fabbricare le pale per un generatore eolico. Mantengono la loro forma migliore, non si piegano dopo la formazione dell'ala e durano più a lungo
I progettisti dilettanti preferiscono il PVC, perché durante i test una lama rotta può essere sostituita con una nuova, realizzata in 15 minuti direttamente sul posto con un pezzo adatto. Semplice, veloce e, soprattutto, disponibile.
Alluminio: sottile, leggero e costoso
L'alluminio è metallo leggero e resistente. È tradizionalmente utilizzato per la produzione di pale per turbine eoliche. A causa del basso peso, se si dà alla piastra la forma desiderata, le proprietà aerodinamiche della vite saranno all'altezza.
Il carico principale sperimentato dal mulino a vento durante la rotazione, è finalizzato alla flessione e alla rottura della lama. Se la plastica durante tale lavoro si rompe rapidamente e fallisce, puoi contare su una vite in alluminio ancora per molto.
Tuttavia, se si confrontano tubi in alluminio e PVC, le piastre metalliche saranno ancora più pesanti. A velocità elevate, il rischio di danneggiare la lama stessa e la vite nel punto di attacco è notevole.
Un altro svantaggio delle parti in alluminio è la complessità della produzione. Se il tubo in PVC ha una curva, che sarà usata per conferire proprietà aerodinamiche della lama, allora l'alluminio, di regola, viene preso sotto forma di un foglio.
Dopo aver tagliato le parti in base al modello, che è di per sé molto più difficile del lavorare con la plastica, la billetta risultante dovrà ancora essere arrotolata e data la piega corretta. A casa e senza uno strumento per farlo non sarà così facile.
Vetroresina o fibra di vetro - per professionisti
Se decidi di affrontare consapevolmente il problema della creazione di una lama e sei pronto a spendere su di essa molta forza e nervosismo, la fibra di vetro lo farà. Se non ci si è già occupati delle turbine eoliche, iniziare la conoscenza della simulazione di un mulino a vento in fibra di vetro non è l'idea migliore. Tuttavia, questo processo richiede esperienza e abilità pratiche.
La lama di diversi strati di fibra di vetro, incollata con colla epossidica, sarà duratura, leggera e affidabile. Con una vasta superficie, il dettaglio risulta essere vuoto e quasi senza peso.
Per la produzione di fibra di vetro è preso - un materiale sottile e durevole che è disponibile in rotoli. Oltre alla fibra di vetro, la colla epossidica è utile per il fissaggio degli strati.
Inizia creando una matrice. Questo è un tale vuoto, che è una forma per i dettagli futuri.
La matrice può essere fatta di legno: legname, cartone o tronco. Direttamente dall'array è stata tagliata la sagoma volumetrica della mezza lama. Un'altra opzione - una forma di plastica
È molto difficile fare un vuoto da soli: devi avere un modello finito di una lama fatta di legno o altro materiale davanti ai tuoi occhi, e solo allora la matrice per la parte viene ritagliata usando questo modello. Tali matrici hanno bisogno di almeno 2. Ma, avendo realizzato una volta una forma di successo, può essere usato molte volte ed eretto in questo modo più di un mulino a vento.
Il fondo del modulo è accuratamente unto con cera. Questo è fatto in modo che la lama finita possa essere rimossa facilmente in seguito. Stendere uno strato di fibra di vetro, rivestirlo con colla epossidica. Il processo viene ripetuto più volte fino a quando il pezzo raggiunge lo spessore desiderato.
Quindi la colla dovrebbe asciugare. Alcuni raccomandano di posizionare il modulo in un sacchetto sotto vuoto e di pompare aria. Quindi è meglio che la colla penetri tutti gli strati di fibra di vetro, senza lasciare zone non trattate.
Quando la colla epossidica si asciuga, metà delle parti viene accuratamente rimossa dallo stampo. Lo stesso è fatto con la seconda metà. Le parti sono incollate insieme per formare una parte volumetrica vuota. Lama in fibra di vetro di forma aerodinamica leggera, resistente e adeguata - l'apice della passione per gli appassionati delle centrali eoliche.
Il suo principale svantaggio è la complessità dell'attuazione dell'idea e un gran numero di difetti all'inizio, finché non si ottiene la matrice ideale e l'algoritmo di creazione non è perfezionato.
Economico e allegro: dettagli in legno per la ruota del vento
Lama di legno - metodo del nonno, che è facile da implementare, ma inefficace con l'attuale livello di consumo di elettricità. Il dettaglio può essere fatto da una tavola piena di specie di legno chiaro, ad esempio, pino. È importante scegliere un pezzo di legno ben asciutto.
Se il legno è umido, nel processo di asciugatura la vite può "condurre" e si deforma. Sì, e il peso di un albero bagnato è molto più alto di quello secco.
È necessario scegliere una forma adatta, ma tenere conto del fatto che la lama di legno non sarà una lastra sottile, come alluminio o plastica, ma una costruzione tridimensionale. Pertanto, per modellare il pezzo non è sufficiente, è necessario comprendere i principi dell'aerodinamica e immaginare i contorni della lama in tutte e tre le dimensioni.
Dare la forma finale dell'albero avrà un piano, migliore elettro. Per la durata, il legno viene trattato con una vernice protettiva antisettica o vernice.
Lo svantaggio principale di questo design è il grande peso della vite. Per spostare questo colosso da terra, il vento deve essere abbastanza forte da essere difficile in linea di principio. Tuttavia, il legno è materiale disponibile. Le schede che sono adatte per creare una vite per turbine eoliche possono essere trovate nel tuo cortile, senza spendere un centesimo. E questo è il principale vantaggio del legno in questo caso.
L'efficienza di una lama di legno tende a zero. Di norma, il tempo e gli sforzi necessari per creare un tale mulino a vento non valgono il risultato, espresso in watt. Tuttavia, come un modello di formazione o una copia di prova di una parte in legno è abbastanza il posto dove stare. E la banderuola con lame di legno sembra spettacolare sul sito.
Disegni ed esempi di lame
È molto difficile fare il calcolo corretto di una vite del generatore eolico, non conoscendo i parametri di base visualizzati nella formula, e non avere la minima idea di come questi parametri influenzano il funzionamento di un mulino a vento.
È meglio non sprecare il tuo tempo se non c'è il desiderio di approfondire le basi dell'aerodinamica. Diagrammi pronti con i parametri forniti ti aiuteranno a scegliere una lama adatta per un impianto eolico.
Lame da disegno per elica a due pale. È fatto di tubo di fognatura 110 di diametro. Il diametro del mulino a vite in questi calcoli - 1 m
Una turbina eolica così piccola non sarà in grado di fornirti una potenza elevata. Molto probabilmente, non si riesce a spremere più di 50 watt da questo design. Tuttavia, una vite a due lamelle in tubo di PVC leggero e sottile darà un'alta velocità di rotazione e assicurerà il funzionamento del mulino a vento anche con un leggero vento.
Disegno della lama per l'elica a tre pale del generatore eolico da un tubo di 160 mm di diametro. Velocità stimata in questa versione - 5 con un vento di 5 m / s
Una vite a tre pale di questa forma può essere utilizzata per unità più potenti, circa 150 W a 12 V. Il diametro dell'intera vite in questo modello raggiunge 1,5 m. La ruota del vento ruoterà rapidamente e facilmente iniziare a muoversi. Le turbine eoliche a tre ali sono più comuni nelle centrali elettriche domestiche.
Disegnare lame fatte in casa per una turbina eolica a elica a 5 pale. È realizzato in tubo di PVC con un diametro di 160 mm. Velocità stimata - 4
Tale elica a cinque pale sarà in grado di emettere fino a 225 giri al minuto a una velocità del vento di progetto di 5 m / s. Per costruire la lama in base ai disegni proposti, è necessario trasferire le coordinate di ciascun punto dalle colonne "Coordinate pezzo anteriore / posteriore" alla superficie del tubo di scarico in plastica.
Secondo la tabella sottostante, è possibile calcolare il diametro del mulino a vento con 2-16 pale. In questo caso, è possibile scegliere la dimensione della potenza di uscita desiderata.
Dal tavolo si può vedere che più grandi sono le ali della turbina eolica, più la loro lunghezza dovrebbe essere ridotta per ottenere una corrente della stessa potenza.
Come dimostra la pratica, è abbastanza difficile mantenere un generatore eolico di oltre 2 metri di diametro. Se, in accordo con la tabella, hai bisogno di una turbina eolica più grande, pensa ad aumentare il numero di pale.
Con le regole e i principi calcolo del generatore eolico introdurrà l'articolo, che descrive il processo di esecuzione dei calcoli passo dopo passo.
Eseguire il bilanciamento del mulino a vento
Bilanciare le pale delle turbine eoliche contribuirà a rendere il suo lavoro il più efficiente possibile. Per l'implementazione del bilanciamento è necessario trovare una stanza dove non ci sia vento o corrente. Ovviamente, per una ruota del vento con diametro superiore a 2 metri, sarà difficile trovare una stanza del genere.
Le lame sono assemblate nella struttura finita e installate nella posizione di lavoro. L'asse dovrebbe essere rigorosamente a livello orizzontale. Il piano in cui ruoterà la vite deve essere regolato in senso verticale, perpendicolare all'asse e al livello del suolo.
Una vite che non si muove deve essere ruotata di 360 / x gradi, dove x = il numero di lame. Idealmente, un mulino a vento equilibrato non devierà un singolo grado, ma rimarrà immobile. Se la lama ha girato sotto il proprio peso, deve essere leggermente corretta, ridurre il peso su un lato, eliminare la deviazione dall'asse.
Il processo viene ripetuto fino a quando la vite è completamente fissata in qualsiasi posizione. È importante che non ci sia vento durante il bilanciamento. Ciò potrebbe distorcere i risultati del test.
È anche importante assicurarsi che tutte le parti ruotino rigorosamente sullo stesso piano. Per controllare a una distanza di 2 mm su entrambi i lati di una delle lame, installare le piastre di controllo. Durante lo spostamento, nessuna parte della vite deve toccare la piastra.
Per azionare un generatore eolico con pale prodotte sarà necessario assemblare un sistema che accumuli l'energia ricevuta, la conservi e la trasferisca al consumatore. Uno dei componenti del sistema è il controller. Come fare controller per mulino a vento, impara, avendo familiarizzato con l'articolo consigliato da noi.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Costruire una turbina eolica con le proprie mani da materiali di scarto è del tutto possibile. Se si inizia con modelli più semplici, il primo tentativo avrà probabilmente esito positivo. Con l'esperienza, affronta idee più complesse per ottenere il generatore eolico più efficiente e potente.
Video # 1. Come realizzare un mulino a vento con tubi in PVC:
Video # 2. Generatore di vento con le proprie mani:
Video # 3. Turbina d'acciaio galvanizzata:
Se si desidera utilizzare energia eolica pulita e sicura per uso domestico e non pianificare di spendere enormi soldi per comprare attrezzature costose, lame fatte in casa fatte di materiali ordinari sarebbe una buona idea. Non aver paura di sperimentare e sarai in grado di migliorare ulteriormente i modelli esistenti di viti per turbine eoliche.
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