Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления
Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.
Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.
Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка
Преимущества:
- Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
- Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
- Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.
Недостатки:
- Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
- Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.
Изготовление вертикального ветрогенератора
Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором. Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.
Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.
В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.
Схема аксиального генератора для ветрогенератора.
Аксиальный генератор.
Изготовление ветроколеса
Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.
Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.
В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.
Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.
Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.
Схема подключения ветогенератора
Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.
Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.
Видео где показан ветрогенератор в работе.
Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления
Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.
Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.
Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка
Преимущества:
- Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
- Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
- Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.
Недостатки:
- Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
- Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.
Изготовление вертикального ветрогенератора
Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором.
Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.
Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.
В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.
Схема аксиального генератора для ветрогенератора.
Аксиальный генератор.
Изготовление ветроколеса
Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.
Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.
В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.
Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.
Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.
Схема подключения ветогенератора
Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.
Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.
Видео где показан ветрогенератор в работе.
Самодельная ветряная турбина с вертикальной осью, изготовленная из бытовых отходов
Поиск
Подробнее
3081
Вы хотели попробовать использовать энергию ветра для питания своего дома, но вас оттолкнула высокая цена имеющихся в продаже ветряных турбин? Вот руководство по созданию собственной ветряной турбины с вертикальной осью из обрезков, которые у большинства из нас валяются дома. Если у вас нет нужных материалов, их можно недорого купить в местном хозяйственном магазине. Преимущество ветряной турбины с вертикальной осью заключается в том, что ее не нужно выравнивать по направлению ветра, она использует энергию ветра независимо от того, в каком направлении дует ветер.
Вы думали о том, чтобы отключиться от сети? Вот несколько советов и рекомендаций по снижению энергопотребления в вашем доме, а также шаги, которые необходимо предпринять, чтобы начать отключаться от сети. Также ознакомьтесь с нашим руководством по правильному выбору инвертора.
Если в вашем районе недостаточно ветра, почему бы не попробовать построить собственную солнечную батарею?
Что нужно для сборки ветряной турбины с вертикальной осью
- 6 x 30 см x 120 см x 4 мм (12″ x 50″ x 1/6″) Листы фанеры
- Гибкая труба диаметром 3 x 1 м x 60 мм (40″ x 2 1/3″) – купить здесь
- Длинные шурупы для дерева 36 x 10 мм (1/2″) – купить здесь
- Длинная оцинкованная труба 6 x 50 см (24″) – купить здесь
- 5 тройников из оцинкованной трубы – купить здесь
- 1 колено из оцинкованной трубы – купить здесь
- 1 x 30 см (12″) длинная оцинкованная труба – купить здесь
- 5 оцинкованных ниппелей с резьбой – купить здесь
- 1 x M12 (1/2″) резьбовой стержень – купить здесь
- 18 гаек M12 (1/2″) – купить здесь
- 30 x 12 мм (1/2″) шайб – купить здесь
- Контактный клей – купить здесь
- Расширительная пена – купить здесь
- Шлифовальная шпатлевка или шпатлевка для дерева – купить здесь
- Ассортимент наждачной бумаги – от 80 до 240 – купить здесь
- Автомобильный спрей для грунтовки – купить здесь
- Стойкая к УФ-излучению аэрозольная краска – купить здесь
- Силиконовый герметик – купить здесь
- Старый подшипник шасси стиральной машины — или упорный подшипник для вращения на
- Динамо-машина или электрический генератор/генератор переменного тока — базовое руководство по созданию собственного показано ниже
- Около 10 м шнура или веревки – купить здесь
Как сделать ветряную турбину с вертикальной осью
Мы разделили руководство по сборке турбины на четыре части: изготовление лопастей турбины, изготовление конструкции, монтаж лопастей и, наконец, добавление генератора.
Вы начинаете работать над рамой, ожидая, пока лезвия пропитаются и высохнут на разных этапах.
Придание формы лопастям турбины
Для начала вам необходимо придать форму лопастям турбины. Для этого нужно сделать фанеру работоспособной, замочив ее на ночь в холодной воде. Вы можете разместить их на ступеньке в бассейне, в пруду или в ванне. Убедитесь, что они полностью покрыты и что вода может попасть между отдельными листами.
На следующий день, когда фанера пропитается всю ночь, она должна быть готова к формовке. Чтобы сформировать фанеру, свяжите листы по два вместе вокруг ствола дерева большого диаметра. Ствол дерева должен быть около 60-80 см в диаметре. Убедитесь, что листы плотно прилегают к стволу, и дайте им высохнуть около суток. Выровняйте углы досок так, чтобы все они были на одинаковой высоте и шаге, чтобы все три имели одинаковую форму.
Когда древесина почти высохнет, используйте спиртовой уровень, чтобы провести линию по верху и низу лезвий и срезать углы, чтобы придать им дополнительную форму.
Используйте пилу по дереву, чтобы срезать углы.
Теперь вы готовы придать лопастям аэродинамическую форму.
Вставьте отрезки трубы между двумя листами фанеры, прикрутите фанеру к трубе с помощью 6 шурупов на каждом отрезке. Вы также можете добавить немного сильного клея, такого как контактный клей, чтобы улучшить сцепление.
Склейте и закрепите скотчем заднюю кромку фанерных листов.
Обрежьте концы гибкой трубы заподлицо с фанерой, а затем вырежьте несколько торцевых крышек из картона, наклейте их на концы лопастей, чтобы удерживать пену. Оставьте зазор возле задней кромки для добавления пены.
Теперь заполните лезвия пеной, убедившись, что пена проходит полностью спереди и сзади. Пена помогает сохранить жесткость лезвий и их форму. Важно убедиться, что каждая лопасть получает одинаковое количество пены, чтобы все они имели одинаковый вес, иначе ваша конечная турбина будет разбалансирована и будет трястись или повреждаться на высокой скорости.
На следующий день удалите шурупы и торцевые заглушки и отшлифуйте поролон, чтобы придать лезвиям окончательную форму.
Заполните любые зазоры и выступы шпатлевкой по дереву или шпаклевкой.
После того, как шпатлевка затвердеет, отшлифуйте лезвия до гладкой поверхности, начиная с грубой наждачной бумаги (зернистость 80) и заканчивая мелкой (зернистостью 240).
Наконец, покройте лезвия слоем автомобильной грунтовки, а затем слоем аэрозольной краски, устойчивой к ультрафиолетовому излучению.
Изготовление опорной конструкции отвала
Трубчатая конструкция изготовлена из оцинкованных труб и фитингов. Основой конструкции, на которой вращается турбина, является шасси старой стиральной машины с системой двойных подшипников.
Начните со сборки держателей с 6 лезвиями. На конце каждой длины шести оцинкованных труб по 50 см (20 дюймов) вам необходимо навинтить секцию. Разрежьте резьбовой стержень на 6 частей, а затем используйте наполнитель для корпуса, чтобы плотно посадить резьбовой стержень в центр оцинкованной трубы.
Поместите гайку и шайбу в основание резьбового стержня для дополнительной поддержки. Из трубы должно выступать достаточно резьбового стержня, чтобы пройти через самую толстую часть лопастей, а также место для двух шайб и двух гаек, около 70 см (28 дюймов) должно быть достаточно.
Затем соберите оцинкованные трубы и соединители, как показано ниже. Вверху есть три плеча, соединенные резьбовыми ниппелями, а затем три плеча внизу, разделенные коротким отрезком оцинкованной трубы.
Завершите раму, добавив шасси подшипника стиральной машины.
Поставьте раму вертикально и расставьте рычаги попарно так, чтобы три пары были точно равноудалены друг от друга.
После того, как вы закончите правильное расположение лопастей, закрепите все оцинкованные фитинги с помощью фиксатора резьбы или клея, а затем вы можете покрасить раму, чтобы она соответствовала лопастям турбины.
Монтаж лопастей турбины
Начните с того, что убедитесь, что рама точно выровнена с помощью спиртового уровня и при необходимости добавьте или снимите уплотнение.
Разметьте монтажные отверстия для резьбовых стержней, чтобы они проходили через лезвия на каждой лопасти, а затем просверлите отверстия немного большего размера, чем резьбовые стержни, чтобы оставалось место для регулировки.
Поместите гайку и шайбу на внутреннюю и внешнюю стороны каждого резьбового стержня, поместив лопатку турбины между ними. Используйте спиртовой уровень, чтобы убедиться, что лезвия выровнены, прежде чем закручивать гайки.
После установки на раму все лопасти должны иметь одинаковое расстояние и одинаковую высоту.
Добавьте немного силиконового герметика внутрь и снаружи гаек и болтов, чтобы вода не попала в отверстие в лопасти турбины и не заржавела.
Теперь вы готовы установить генератор.
Установка генератора
Последним шагом является установка генератора, который преобразует вращение турбины в электрическую энергию. Генератор просто соединен с основанием турбины, так что при вращении турбины вращается ротор генератора.
Вы можете использовать коммерчески купленный генератор или генератор переменного тока для наилучшей эффективности или сделать свой собственный, как описано ниже.
В этом руководстве мы делаем простой генератор, используя старый водяной насос.
Снимите крышку старого водяного насоса и приклейте магниты на его ротор на равном расстоянии друг от друга. Используйте пару катушек от стиральной машины и приклейте их к корпусу так, чтобы они совпадали с магнитами. Магниты должны проходить над катушками при вращении насоса.
Насос-генератор должен быть установлен под турбиной так, чтобы вал турбины был соединен с лопастью насоса.
Для повышения эффективности выхода поместите диоды в показанной ниже конфигурации на каждой катушке. Диоды помогают удерживать поток электричества в том же направлении, а не в обратном направлении.
Теперь ваша ветряная турбина с вертикальной осью готова и готова к подключению к контроллеру заряда для питания вашего дома или кемпингового оборудования.
Вы сделали свой собственный ветряк с вертикальной осью? Дайте нам знать в разделе комментариев ниже или пришлите нам свои фотографии, чтобы включить их в этот пост, мы будем рады услышать от вас.
Последние сообщения
Похожие сообщения
Конструкция ветряной турбины с вертикальной осью
Конструкция ветряной турбины с вертикальной осью – конструкция VAWT
Генератор ветряной турбины (WTG) представляет собой устройство, извлекающее кинетическую энергию ветра с помощью ротора, состоящего из двух или более лопастей, механически соединенных с электрическим генератором. Но ветряные турбины не обязательно должны иметь стереотипную конструкцию высокой мачты с нарселом наверху, они также могут иметь форму ветряной турбины с вертикальной осью , конструкция или конструкция VAWT.
Производство электроэнергии ветряными турбинами зависит от взаимодействия между ротором и ветром.
Но есть верхний предел количества энергии, которое может быть получено от движения ветра. Никакая ветряная турбина не может производить больше электроэнергии, чем количество энергии самого ветра. Для этого ветряная турбина должна остановить дуновение ветра, извлекая 100% своей кинетической энергии.
Количество энергии, преобразуемой горизонтальной ветряной турбиной, пропорционально площади, охватываемой ротором (охватываемая площадь ротора). Поэтому, чтобы захватить как можно больше кинетической энергии ветра, лопасти ветряка должны быть максимально длинными.
Кроме того, чтобы еще больше увеличить этот показатель, ветряные турбины устанавливаются на мачтах максимально возможной высоты и чаще всего устанавливаются на мачтах, высота которых превышает 80 метров (260 футов). Это связано с тем, что на открытом беспрепятственном ландшафте скорость ветра относительно земли может значительно увеличиться по мере увеличения высоты над землей.
Турбина VAWT с турбинами Савониуса и
Комбинация турбин Darrieus
В большинстве современных ветряных турбин используется ветряная турбина с горизонтальной осью или конструкция HAWT, в которой лопасти турбины установлены на горизонтальном валу, а лопасти ротора HAWT удерживаются перпендикулярно потоку ветер, чтобы захватить максимальную энергию.
Этот вал соединен с редуктором или трансмиссией, и редуктор помещается между ветряным валом (осью, к которой прикреплены лопасти) и электрическим генератором для обеспечения того, чтобы генератор вращался с оптимальной скоростью для производства электроэнергии подходит для электросети, обычно в диапазоне 1200–1800 об/мин.
Одним из недостатков горизонтального генератора ветровой турбины является то, что для того, чтобы лопасти ротора вращались, корпус ветряной турбины должен непрерывно вращаться, чтобы ориентировать ротор в направлении встречного ветра.
Это управление «рысканием» может быть таким же простым, как хвостовая лопасть на небольшом генераторе ветряной турбины, или более сложным управлением двигателем на современных башнях. Тем не менее, существует другой тип конструкции ветряной турбины, называемый ветровой турбиной с вертикальной осью или ветряной турбиной VAWT 9.Для краткости 0222, преимущество которого заключается в том, что он принимает ветер с любого направления.
Ветряная турбина с вертикальной осью
«Ветровая турбина с вертикальной осью» имеет конструкцию лопастей турбины, либо вертикальную, либо в форме взбивалки, и во многом похожа на ветряные центробежные вентиляторы, которые можно увидеть на дымоходах и дымоходах. Лопасти ветряной турбины с вертикальной осью прикреплены к центральному вертикальному валу и имеют особые преимущества по сравнению с конструкциями горизонтальной ветряной турбины.
Когда лопасти вращаются, вращается вал, который прикреплен к генератору переменного тока, обычно расположенному в нижней части вала, часто на уровне земли. За исключением формы лопастей ротора, все остальные компоненты, используемые в ветряной турбине VAWT, одинаковы в обеих конструкциях, с некоторыми незначительными различиями в их расположении.
Лопасти ветряных турбин с вертикальной осью могут иметь роторную конструкцию либо с тяговым, либо с подъемным приводом. Наиболее распространенной конструкцией ветряной турбины с вертикальной осью с тормозным приводом является ротор Савониуса, который сотни лет использовался для перекачивания воды и других подобных механических применений.
ВЭУ Савониуса VAWT имеет S-образный ротор, если смотреть сверху, и работает как тормозное устройство, а значит, угловая скорость турбины не может превышать скорость окружающего ветра.
Мощность конструкции турбины Савониуса основана на разнице в давлении воздуха на лопасти, когда один набор лопастей отступает от ветра, а другой набор лопастей движется против ветра. Это, в свою очередь, связано с разницей в коэффициентах сопротивления, связанных с выпуклой стороной лопасти и вогнутой стороной лопасти. Как правило, по сравнению с другими конструкциями ветряных турбин роторы Савониуса имеют довольно низкий КПД.
Однако роторы ветряных турбин с вертикальной осью, приводимые в движение подъемником, чаще используются для выработки электроэнергии. Эти лопасти ротора VAWT называются лопастями турбины с подъемным приводом, потому что, когда ветер дует на турбину, лопасти ротора испытывают подъемную силу. Обычно роторы с подъемным приводом имеют длинные изогнутые лопасти, и их часто называют ротором Дарье в честь его изобретателя.
Ветряная турбина Darrieus обладает рядом преимуществ. Прежде всего, турбина Дарье является всенаправленной и не требует каких-либо специальных механизмов рыскания, чтобы постоянно ориентироваться в направлении ветра.
Во-вторых, его вертикальный приводной вал упрощает установку редуктора и электрического генератора на земле, что значительно упрощает конструкцию и техническое обслуживание. С другой стороны, машина с вертикальной осью не получила широкого распространения, потому что ее выходную мощность нельзя легко контролировать при сильном ветре, просто изменяя шаг лопастей.
Вертикальный ветряной генератор ALEKO 30W 24V
Несмотря на то, что существуют сотни коммерческих конструкций ветряных турбин с вертикальной осью, легко доступных для выбора домовладельцем, на практике ветряная турбина с вертикальной осью не использовалась так широко, как их горизонтальные оси ветряные турбины двоюродные братья.
Причины связаны с характером аэродинамики вертикального несущего винта, конструкционные нагрузки на каждую лопасть сильно различаются во время каждого оборота, в результате чего лопасти скручиваются и изгибаются при вращении на ветру, что способствует высокому усталостному разрушению и повреждать.
Кроме того, ветряная турбина с вертикальной осью не подходит для установки на вершине высокой башни, поскольку для многих ВЭУ требуются большие подшипники или опоры в верхней части конструкции, чтобы обеспечить вращение вала. Это означает, что генераторы ветряных турбин с вертикальной осью, как правило, располагаются близко к земле или на крышах зданий в районах с относительно низкими скоростями ветра.
Хотя конструкции VAWT могут улавливать ветер на уровне земли, как и любая турбина, установленная на короткой башне, это делает их чувствительными к турбулентности и сопротивлению земли. И сопротивление земли, и турбулентность при ветре на более низком уровне уменьшают мощность, доступную для любой турбины, установленной близко к земле, что приводит к меньшей эффективности, чем у турбины с горизонтальной осью эквивалентной номинальной мощности, но на более высокой башне.
Генераторы VAWT
Ветрогенераторы с вертикальной осью , как правило, менее надежны и менее эффективны, чем их эквивалентные «ветряные турбины с горизонтальной осью».
Поскольку VAWT устанавливаются ближе к земле, сопротивление земли и турбулентность при низком ветре уменьшают доступную мощность, поэтому в таких местах очень мало извлекаемой энергии ветра, и чем ниже скорость ветра, тем меньше электроэнергии будет производить турбина. .
Большинство установленных в настоящее время ветряных генераторов с вертикальной осью вырабатывают электроэнергию. Независимо от того, подключены ли эти турбины к сети, они должны производить электроэнергию с постоянной частотой, иначе многие обычные приборы не будут работать должным образом. Таким образом, только потому, что ветряная турбина с вертикальной осью может быть установлена на уровне земли или на крыше здания, не означает, что она будет производить достаточно электроэнергии, чтобы приносить пользу.
Но меньшие конструкции VAWT в сочетании с генераторами постоянного тока с постоянными магнитами могут использоваться для зарядки аккумуляторов на автофургонах, кемперах или лодках.
Чтобы узнать больше о «Энергии ветра» или получить больше фактов об энергии ветра о различных системах ветряных турбин, доступных для домашнего строителя, или изучить преимущества и недостатки самодельной энергии ветра, щелкните здесь, чтобы получить копию одного из них.
