O uso de fontes alternativas de energia é uma das principais tendências do nosso tempo. Energia eólica limpa e acessível pode ser convertida em eletricidade, mesmo em sua casa, se você construir uma turbina eólica e conectá-lo a um gerador.
Você pode construir pás para um gerador eólico com suas próprias mãos a partir de materiais comuns, sem usar equipamentos especiais. Vamos dizer-lhe que tipo de lâminas são mais eficientes e ajudá-lo a encontrar o desenho certo para uma usina eólica.
Conteúdo do artigo:
- Como funciona um simples gerador eólico?
- Qual é a melhor forma da lâmina?
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O que as lâminas fazem em casa?
- Tubo de esgoto de pvc
- Alumínio - fino, leve e caro
- Fibra de vidro ou fibra de vidro - para profissionais
- Barato e alegre: detalhe de madeira para a roda de vento
- Desenhos e exemplos de lâminas
- Faça um balanceamento de moinho de vento
- Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
Como funciona um simples gerador eólico?
Gerador eólico - um dispositivo que permite converter energia eólica em eletricidade.
O princípio de sua operação reside no fato de que o vento gira as pás, aciona o eixo, através do qual a rotação entra no gerador através de uma caixa de engrenagens, o que aumenta a velocidade.
O trabalho da usina eólica é estimado por KIEV - a utilização da energia eólica. Quando a roda do vento gira rapidamente, ela interage com muito vento, o que significa que ela consome mais energia.
Dois tipos principais de geradores eólicos são divididos:
- pára-brisa;
- horizontal.
Modelos orientados verticalmente são construídos de forma que o eixo da hélice seja perpendicular ao solo. Assim, qualquer movimento de massas de ar, independentemente da direção, coloca a estrutura em movimento.
Essa versatilidade é uma vantagem deste tipo de turbina eólica, mas eles perdem para modelos horizontais em termos de produtividade e eficiência operacional.
Um gerador eólico horizontal assemelha-se a um cata-vento. Para girar as lâminas, o projeto deve ser girado na direção certa, dependendo da direção do movimento do ar.
Para controlar e detectar mudanças na direção do vento, instale dispositivos especiais. A eficiência com este arranjo do parafuso é muito maior do que com a orientação vertical. No uso doméstico, é mais racional usar geradores eólicos desse tipo.
Qual é a melhor forma da lâmina?
Um dos principais elementos de um gerador eólico é um conjunto de pás.
Há vários fatores associados a esses detalhes que afetam a eficiência de um moinho de vento:
- peso;
- tamanho;
- forma;
- material;
- a quantidade de.
Se você decidir projetar as pás para um moinho de vento improvisado, considere todos esses parâmetros. Alguns acreditam que quanto mais asas no parafuso do gerador, mais energia eólica pode ser obtida. Em outras palavras, quanto mais, melhor.
No entanto, isso está longe de ser o caso. Cada parte individual se move, superando a resistência do ar. Assim, um grande número de lâminas no parafuso requer mais energia eólica para fazer uma volta.
Além disso, muitas asas largas podem causar a formação da chamada "capa de ar" na frente da hélice quando o fluxo de ar não passa pelo moinho de vento, mas contorna a mesma.
A forma é de grande importância. Depende da velocidade do parafuso. Envolvimento fraco provoca turbilhões que inibem a roda do vento
O mais eficaz é uma turbina eólica de uma única lâmina. Mas construir e equilibrar isso com suas próprias mãos é muito difícil. O design não é confiável, embora com alta eficiência. De acordo com a experiência de muitos usuários e fabricantes de turbinas eólicas, o modelo mais adequado é o de três pás.
O peso da lâmina depende do tamanho e do material do qual será feita. O tamanho precisa ser cuidadosamente selecionado, sendo guiado por fórmulas para cálculos. As bordas são melhor tratadas de modo que de um lado há um arredondamento, e o lado oposto é afiado
A forma correta da lâmina para o gerador eólico é a base do seu bom trabalho.
Para casa, estas opções são adequadas:
- tipo de vela;
- tipo de asa.
As pás de um tipo de vela são bandas largas simples, como em um moinho de vento. Este modelo é o mais óbvio e fácil de fabricar. No entanto, sua eficiência é tão baixa que esta forma praticamente não é usada em turbinas eólicas modernas. A eficiência neste caso é de cerca de 10-12%.
Uma forma muito mais eficiente são as lâminas do perfil da asa. Envolvia os princípios da aerodinâmica, que levam ao ar enormes aeronaves. Um parafuso dessa forma é mais facilmente acionado e gira mais rápido. O fluxo de ar reduz drasticamente a resistência que um moinho de vento encontra em seu caminho.
O perfil correto deve se assemelhar a uma asa de avião. Por um lado, a lâmina tem um espessamento e, por outro, uma descida suave. As massas de ar fluem em torno de um pedaço dessa forma com muita suavidade.
A eficiência deste modelo atinge 30-35%. A boa notícia é que você pode construir uma lâmina de asa com suas próprias mãos usando um mínimo de ferramentas. Todos os cálculos e desenhos básicos podem ser facilmente adaptados ao seu moinho de vento e usar energia eólica limpa e gratuita sem restrições.
O que as lâminas fazem em casa?
Materiais adequados para a construção de um gerador eólico são, acima de tudo, plásticos, metais leves, madeira e uma solução moderna - fibra de vidro. A questão principal é quanto tempo e trabalho você está disposto a gastar para fazer um moinho de vento.
Tubo de esgoto de pvc
O material mais popular e amplamente utilizado para a fabricação de lâminas de plástico para um gerador eólico é um cano comum de esgoto de PVC. Para a maioria dos geradores domésticos com um diâmetro de parafuso de até 2 m, um tubo de 160 mm será suficiente.
As vantagens deste método incluem:
- preço baixo;
- disponibilidade em qualquer região;
- simplicidade de trabalho;
- Um grande número de esquemas e desenhos na Internet, uma ótima experiência.
Tubos são diferentes. Isso é conhecido não apenas por aqueles que fabricam usinas de energia eólica improvisadas, mas também por todos que se depararam com a instalação de um sistema de esgoto ou de adutoras. Eles diferem em espessura, composição, fabricante. O tubo é barato, por isso não tente reduzir ainda mais o custo do seu moinho de vento, economizando em tubos de PVC.
Material de tubo de plástico pobre pode causar rachaduras durante o primeiro teste e todo o trabalho será feito em vão.
Primeiro você precisa decidir sobre o padrão. Existem muitas opções, cada formulário tem suas próprias vantagens e desvantagens. Pode fazer sentido experimentar primeiro antes de cortar a versão final.
Como o preço dos tubos é baixo e você pode encontrá-los em qualquer loja de ferragens, esse material é perfeito para os primeiros passos na modelagem das lâminas. Se algo der errado, você sempre pode comprar outro tubo e experimentá-lo primeiro, a carteira não sofrerá muito com esses experimentos.
Usuários experientes de energia eólica notaram que é melhor usar tubos laranja em vez de cinza para fazer lâminas para um gerador eólico. Eles mantêm sua forma melhor, não dobram após a formação da asa e duram mais
Designers amadores preferem o PVC, porque durante o teste uma lâmina quebrada pode ser substituída por uma nova, feita em 15 minutos no ponto certo com uma peça adequada. Simples e rápido, e mais importante - disponível.
Alumínio - fino, leve e caro
O alumínio é leve e durável metal. É tradicionalmente usado para a fabricação de pás para turbinas eólicas. Devido ao baixo peso, se você der à placa a forma desejada, as propriedades aerodinâmicas do parafuso estarão em sua altura.
A carga principal experimentada pelo moinho de vento durante a rotação destina-se à flexão e ruptura da lâmina. Se o plástico durante esse trabalho quebrar e falhar rapidamente, você poderá contar com um parafuso de alumínio por muito mais tempo.
No entanto, se você comparar tubos de alumínio e PVC, as placas de metal ainda serão mais pesadas. Em altas velocidades, o risco de danificar a própria lâmina e o parafuso no ponto de fixação é grande.
Outra desvantagem das peças de alumínio é a complexidade da fabricação. Se o tubo de PVC tiver uma dobra, que será usada para conferir propriedades aerodinâmicas da lâmina, o alumínio, como regra, é tomado na forma de uma folha.
Depois de cortar as peças de acordo com o modelo, o que por si só é muito mais difícil do que trabalhar com plástico, o lingote resultante ainda precisará ser enrolado e receber a dobra correta. Em casa e sem uma ferramenta para fazer isso não será tão fácil.
Fibra de vidro ou fibra de vidro - para profissionais
Se você decidir abordar a questão da criação consciente de uma lâmina e estiver preparada para gastar muita força e nervos, a fibra de vidro fará isso. Se você ainda não lidou com turbinas eólicas, não é a melhor ideia começar a conhecer a simulação de um moinho de vento de fibra de vidro. Ainda assim, esse processo requer experiência e habilidades práticas.
A lâmina de várias camadas de fibra de vidro, colada com cola epóxi, será durável, leve e confiável. Com uma grande área de superfície, o detalhe revela-se oco e quase sem peso.
Para a fabricação de fibra de vidro é levado - um material fino e durável que está disponível em rolos. Além da fibra de vidro, a cola epóxi é útil para fixar camadas.
Comece criando uma matriz. Isso é um espaço em branco, que é um formulário para detalhes futuros.
A matriz pode ser de madeira: madeira, tábua ou log. Direto da matriz cortou a silhueta volumétrica da meia lâmina. Outra opção - uma forma de plástico
É muito difícil fazer um espaço em branco, você precisa ter um modelo acabado de uma lâmina feita de madeira ou outro material antes de seus olhos, e só então a matriz para a peça é cortada usando este modelo. Tais matrizes precisam de pelo menos 2. Mas, tendo feito uma forma bem sucedida uma vez, pode ser usado muitas vezes e erguido deste modo mais de um moinho de vento.
O fundo do formulário é cuidadosamente lubrificado com cera. Isso é feito para que a lâmina acabada possa ser facilmente removida mais tarde. Coloque uma camada de fibra de vidro, cubra com cola epóxi. O processo é repetido várias vezes até que a peça atinja a espessura desejada.
Então a cola deve secar. Alguns recomendam colocar o formulário em um saco de vácuo e bombear o ar. Portanto, é melhor que a cola penetre em todas as camadas de fibra de vidro, não deixando áreas sem tratamento.
Quando a cola epóxi seca, metade das peças são cuidadosamente removidas da matriz. O mesmo é feito com o segundo semestre. As peças são coladas juntas para fazer uma parte volumétrica oca. Lâmina de fibra de vidro de forma aerodinâmica leve, durável e adequada - o ápice do ventilador caseiro de usinas eólicas.
Sua principal desvantagem é a complexidade da implementação da idéia e um grande número de defeitos no início, até que a matriz ideal seja obtida, e o algoritmo de criação não seja aperfeiçoado.
Barato e alegre: detalhe de madeira para a roda de vento
Lâmina de madeira - método do avô, que é fácil de implementar, mas ineficaz com o nível atual de consumo de eletricidade. O detalhe pode ser feito de um quadro sólido de espécies de madeira clara, por exemplo, pinheiro. É importante escolher uma peça de madeira bem seca.
Se a madeira estiver úmida, no processo de secagem, o parafuso pode “chumbo” e é deformado. Sim, e o peso de uma árvore molhada é muito maior que o seco.
Você precisa escolher uma forma adequada, mas leve em conta o fato de que a lâmina de madeira não será uma placa fina, como alumínio ou plástico, mas uma construção tridimensional. Portanto, para moldar a peça de trabalho não é suficiente, você precisa entender os princípios da aerodinâmica e imaginar os contornos da lâmina em todas as três dimensões.
Dê a forma final da árvore terá um plano, melhor electro. Para maior durabilidade, a madeira é tratada com verniz ou pintura anti-séptica.
A principal desvantagem deste design é o grande peso do parafuso. Para tirar este colosso do chão, o vento deve ser forte o suficiente para ser difícil em princípio. No entanto, a madeira é material disponível. Placas que são adequadas para a criação de um parafuso de turbina eólica podem ser encontradas no seu quintal, sem gastar um centavo. E esta é a principal vantagem da madeira neste caso.
A eficiência de uma lâmina de madeira tende a zero. Como regra geral, o tempo e o esforço necessários para criar um moinho de vento não valem o resultado, expresso em watts. No entanto, como um modelo de treinamento ou uma cópia de teste de uma peça de madeira é bastante o lugar para estar. E o cata-vento com lâminas de madeira parece espetacular no site.
Desenhos e exemplos de lâminas
É muito difícil fazer o cálculo correto de um parafuso de gerador de energia eólica, sem conhecer os parâmetros básicos que são exibidos na fórmula, bem como não ter a menor idéia de como esses parâmetros afetam a operação de um aerogerador.
É melhor não desperdiçar seu tempo se não houver vontade de mergulhar no básico da aerodinâmica. Diagramas prontos com determinados parâmetros ajudarão você a escolher uma lâmina adequada para uma usina de energia eólica.
Lâminas de desenho para hélice de duas pás. É feito de tubo de esgoto de 110 diâmetros. O diâmetro do moinho de parafuso nesses cálculos - 1 m
Uma turbina eólica tão pequena não será capaz de lhe fornecer alta potência. O mais provável é que você dificilmente possa extrair mais de 50 watts desse design. No entanto, um parafuso de duas pás feito de tubo de PVC leve e fino proporcionará uma alta velocidade de rotação e garantirá a operação do moinho de vento mesmo com um leve vento.
Desenho da lâmina para a hélice de três pás do gerador eólico a partir de um tubo de 160 mm de diâmetro. Velocidade estimada nesta versão - 5 com um vento de 5 m / s
Um parafuso de três lâminas desta forma pode ser usado para unidades mais poderosas, aproximadamente 150 W a 12 V. O diâmetro de todo o parafuso neste modelo chega a 1,5 m, a roda de vento gira rapidamente e começa a se mover facilmente. As turbinas eólicas de três asas são mais comuns em usinas elétricas domésticas.
Lâminas caseiras de desenho para uma turbina eólica de hélice de 5 pás. É feito de tubo de PVC com um diâmetro de 160 mm. Velocidade rápida nominal - 4
Essa hélice de cinco pás será capaz de emitir até 225 rotações por minuto a uma velocidade de vento projetada de 5 m / s. Para construir a lâmina de acordo com os desenhos propostos, você precisa transferir as coordenadas de cada ponto das colunas "Coordenadas da peça dianteira / traseira" para a superfície do tubo de esgoto de plástico.
De acordo com a tabela abaixo, você pode calcular o diâmetro do moinho de vento com 2-16 lâminas. Neste caso, você pode escolher o tamanho da potência de saída desejada.
Da tabela pode ser visto que quanto maiores as asas da turbina eólica, menor o comprimento delas para obter uma corrente com a mesma potência.
Como mostra a prática, é muito difícil manter um gerador eólico com mais de 2 metros de diâmetro. Se, de acordo com a tabela, você precisar de uma turbina eólica maior, pense em aumentar o número de pás.
Com as regras e princípios cálculo do gerador de vento apresentará o artigo, que descreve o processo de fazer cálculos passo a passo.
Faça um balanceamento de moinho de vento
O balanceamento das pás das turbinas eólicas ajudará a tornar seu trabalho o mais eficiente possível. Para a implementação do balanceamento você precisa encontrar uma sala onde não haja vento ou corrente de ar. Naturalmente, para uma roda de vento com mais de 2 m de diâmetro, será difícil encontrar uma sala desse tipo.
As lâminas são montadas na estrutura acabada e instaladas na posição de trabalho. O eixo deve ser estritamente horizontalmente. O plano no qual o parafuso girará deve ser colocado verticalmente estritamente, perpendicular ao eixo e ao nível do solo.
Um parafuso que não se move precisa ser girado 360 / x graus, onde x = o número de lâminas. Idealmente, um moinho de vento equilibrado não se desviará um único grau, mas permanecerá imóvel. Se a lâmina girou sob seu próprio peso, ela precisa ser ligeiramente corrigida, reduzir o peso de um lado, eliminar o desvio do eixo.
O processo é repetido até que o parafuso esteja completamente fixado em qualquer posição. É importante que não haja vento durante o balanceamento. Isso pode distorcer os resultados do teste.
Também é importante garantir que todas as peças girem estritamente no mesmo plano. Para verificar a uma distância de 2 mm em ambos os lados de uma das lâminas, instale as placas de controle. Enquanto se move, nenhuma parte do parafuso deve tocar na placa.
Para operar um aerogerador com pás feitas será necessário montar um sistema que acumule a energia recebida, preservando-a e transferindo-a para o consumidor. Um dos componentes do sistema é o controlador. Como fazer controlador para moinho de ventoAprenda a se familiarizar com o artigo recomendado por nós.
Conclusões e vídeos úteis sobre o tema
Construa uma turbina eólica com suas próprias mãos a partir de materiais de sucata é bem possível. Se você começar com modelos mais simples, a primeira tentativa provavelmente será bem-sucedida. Com experiência, adquira idéias mais complexas para obter o gerador eólico mais eficiente e potente.
Vídeo # 1. Como fazer um moinho de tubo de PVC:
Vídeo # 2. Gerador de vento com as próprias mãos:
Vídeo # 3. Turbina de aço galvanizado:
Se você quiser usar energia eólica limpa e segura para uso doméstico e não planeja gastar muito dinheiro para comprar equipamentos caros, lâminas caseiras feitas de materiais comuns seria uma boa idéia. Não tenha medo de experimentar, e você será capaz de melhorar ainda mais os modelos existentes de parafusos de turbina eólica.
Gostaria de lhe dizer como você pessoalmente fez as pás para o moinho de vento que fornece eletricidade para a casa de campo? Gostaria de compartilhar informações úteis com os visitantes do site ou fazer uma pergunta? Por favor, escreva comentários na caixa abaixo.
