Hvordan bygge blader for en vindgenerator med egne hender: eksempler på selvlagde vindturbinblader

Bruk av alternative energikilder er en av vår tids hovedtrender.Ren og rimelig vindenergi kan omdannes til elektrisitet selv i hjemmet ditt ved å bygge en vindturbin og koble den til en generator.

Du kan bygge blader for en vindgenerator med egne hender fra vanlige materialer, uten å bruke spesialutstyr. Vi vil fortelle deg hvilken bladform som er mer effektiv og hjelpe deg med å velge riktig tegning for et vindkraftverk.

Hvordan fungerer en enkel vindgenerator?

En vindgenerator er en enhet som lar deg konvertere vindenergi til elektrisitet.

Prinsippet for driften er at vinden roterer bladene, setter i bevegelse akselen, gjennom hvilken rotasjonen tilføres generatoren gjennom en girkasse, noe som øker hastigheten.

Driften av et vindkraftverk vurderes av KIEV - vindenergiutnyttelsesfaktor. Når et vindhjul roterer raskt, samhandler det med mer vind, noe som betyr at det tar mer energi fra det.

Det er to hovedtyper av vindgeneratorer:

• vertikal;
• horisontal.

Vertikalt orienterte modeller er bygget slik at propellaksen er vinkelrett på bakken. Dermed setter enhver bevegelse av luftmasser, uavhengig av retning, strukturen i bevegelse.

Denne allsidigheten er en fordel med denne typen vindturbiner, men de er dårligere enn horisontale modeller når det gjelder produktivitet og driftseffektivitet.

En horisontal vindgenerator ligner en værhane. For at bladene skal rotere, må strukturen dreies i ønsket retning, avhengig av luftbevegelsesretningen.

For å overvåke og fange opp endringer i vindretningen er det installert spesielle enheter. Effektiviteten med dette skruearrangementet er betydelig høyere enn med en vertikal orientering. For husbruk er det mer rasjonelt å bruke vindgeneratorer av denne typen.

Hvilken bladform er optimal?

Et av hovedelementene i en vindgenerator er et sett med blader.

Det er en rekke faktorer knyttet til disse delene som påvirker effektiviteten til vindmøllen:

• vekt;
• størrelse;
• form;
• materiale;
• mengde.

Hvis du bestemmer deg for å designe blader for en hjemmelaget vindmølle, må du ta hensyn til alle disse parametrene. Noen mener at jo flere vinger på en generatorpropell, jo mer vindenergi kan produseres. Med andre ord, jo mer jo bedre.

Dette er imidlertid ikke tilfelle. Hver enkelt del beveger seg mot luftmotstand. Dermed krever et stort antall blader på en propell mer vindkraft for å fullføre en rotasjon.

I tillegg kan for mange brede vinger føre til at det dannes en såkalt "lufthette" foran propellen, når luftstrømmen ikke passerer gjennom vindmøllen, men går rundt den.

Form betyr mye. Hastigheten på propellen avhenger av den. Dårlig flyt fører til at det dannes virvler som bremser vindhjulet

Den mest effektive er en vindgenerator med ett blad. Men å bygge og balansere det med egne hender er veldig vanskelig. Designet viser seg å være upålitelig, men med høy effektivitet. I følge erfaringene til mange brukere og produsenter av vindturbiner, er den mest optimale modellen en tre-bladet.

Vekten på bladet avhenger av størrelsen og materialet det skal lages av. Størrelsen må velges nøye, styrt av beregningsformler. Det er bedre å behandle kantene slik at det er en avrunding på den ene siden og en skarp kant på motsatt side.

Den riktig valgte bladformen for en vindgenerator er grunnlaget for dens gode drift.

Følgende alternativer er egnet for hjemmeproduksjon:

• seiling type;
• vingetype.

Bladene av seiltypen er enkle brede striper, som på en vindmølle.Denne modellen er den mest åpenbare og enkleste å lage. Imidlertid er effektiviteten så lav at denne formen praktisk talt ikke brukes i moderne vindgeneratorer. Effektiviteten i dette tilfellet er ca. 10-12%.

En mye mer effektiv form er bladene til en bevinget profil. Det involverer prinsippene for aerodynamikk som løfter enorme fly opp i luften. En skrue av denne formen er lettere å sette i bevegelse og roterer raskere. Luftstrømmen reduserer motstanden som vindmøllen møter langs sin vei betydelig.

Riktig profil skal ligne en flyvinge. På den ene siden har bladet en fortykkelse, og på den andre er det en svak helling. Luftmasser flyter rundt en del av denne formen veldig jevnt

Effektiviteten til denne modellen når 30-35%. Den gode nyheten er at du kan bygge et vingeblad selv ved å bruke et minimum av verktøy. Alle grunnleggende beregninger og tegninger kan enkelt tilpasses din vindmølle og bruker gratis og ren vindenergi uten begrensninger.

Hva er blader laget av hjemme?

Materialer som er egnet for konstruksjon av en vindgenerator er først og fremst plast, lettmetaller, tre og en moderne løsning - glassfiber. Hovedspørsmålet er hvor mye arbeid og tid du er villig til å bruke på å lage en vindmølle.

PVC kloakkrør

Det mest populære og utbredte materialet for å lage plastblader for vindgeneratorer er et vanlig PVC-kloakkrør. For de fleste boliggeneratorer med en skruediameter på opptil 2 m, er et 160 mm rør tilstrekkelig.

Fordelene med denne metoden inkluderer:

• lav pris;
• tilgjengelighet i alle regioner;
• enkel betjening;
• et stort antall diagrammer og tegninger på Internett, lang erfaring i bruk.

Rør er forskjellige. Dette er ikke bare kjent for de som lager hjemmelagde vindkraftverk, men for alle som har møtt installasjon av kloakk eller vannforsyning. De er forskjellige i tykkelse, sammensetning og produsent. Røret er billig, så det er ingen grunn til å prøve å gjøre vindmøllen enda billigere ved å spare på PVC-rør.

Materiale av dårlig kvalitet av plastrør kan føre til at bladene vil sprekke under den første testen og alt arbeidet vil bli gjort forgjeves

Først må du bestemme mønsteret. Det er mange alternativer, hver form har sine egne ulemper og fordeler. Det kan være verdt å eksperimentere først før du kutter ut den endelige versjonen.

Siden prisen på rør er lav, og du kan finne dem i enhver jernvarehandel, er dette materialet perfekt for de første trinnene i modellering av blader. Hvis noe går galt, kan du alltid kjøpe et annet rør og prøve igjen; lommeboken din vil ikke lide mye av slike eksperimenter.

Erfarne vindenergibrukere har lagt merke til at det er bedre å bruke oransje i stedet for grå rør for å lage vindturbinblader. De holder formen bedre, bøyer seg ikke etter at vingen er dannet og varer lenger

Amatørdesignere foretrekker PVC, siden under testing kan et ødelagt blad erstattes med et nytt, laget på 15 minutter rett på stedet hvis et passende mønster er tilgjengelig. Enkelt og raskt, og viktigst av alt – rimelig.

Fotoinstruksjoner for å lage vindmølleblader fra polymerrør vil hjelpe deg visuelt å mestre trinnene og sekvensen til prosessen:

Alle forberedende trinn er fullført, nå må bladene festes til delen som roterer med vinden:

Aluminium - tynn, lett og dyr

Aluminium er et lett og slitesterkt metall. Den brukes tradisjonelt til å lage blader til vindturbiner. På grunn av sin lave vekt, hvis du gir platen ønsket form, vil de aerodynamiske egenskapene til propellen være utmerket.

Hovedbelastningene som en vindmølle opplever under rotasjon er rettet mot å bøye og knekke bladet. Hvis plasten raskt sprekker og svikter under slikt arbeid, kan du regne med en aluminiumsskrue mye lenger.

Men hvis du sammenligner aluminiums- og PVC-rør, vil metallplater fortsatt være tyngre. Ved høye rotasjonshastigheter er det stor risiko for å skade ikke selve bladet, men skruen ved festepunktet

En annen ulempe med aluminiumsdeler er kompleksiteten i produksjonen. Hvis PVC-røret har en bøyning som vil bli brukt til å gi aerodynamiske egenskaper til bladet, blir aluminium som regel tatt i form av et ark.

Etter å ha kuttet ut delen i henhold til mønsteret, som i seg selv er mye vanskeligere enn å jobbe med plast, må det resulterende arbeidsstykket fortsatt rulles og gis riktig bøyning. Det vil ikke være så lett å gjøre dette hjemme og uten verktøy.

I stedet for dyrt aluminium kan du bruke rester av takplate eller biter av bølgeplate som er igjen etter installasjon:

Glassfiber eller glassfiber - for profesjonelle

Hvis du bestemmer deg for å nærme deg spørsmålet om å lage et blad bevisst og er villig til å bruke mye krefter og nerver på det, vil glassfiber gjøre det.Hvis du ikke tidligere har jobbet med vindgeneratorer, er det ikke den beste ideen å begynne å bli kjent med modellering av en vindmølle laget av glassfiber. Likevel krever denne prosessen erfaring og praktiske ferdigheter.

Et blad laget av flere lag med glassfiber bundet med epoksylim vil være sterkt, lett og pålitelig. Med et stort overflateareal viser delen seg å være hul og praktisk talt vektløs

Til produksjon brukes glassfiber - et tynt og slitesterkt materiale som produseres i ruller. I tillegg til glassfiber er epoksylim nyttig for å sikre lagene.

Arbeidet begynner med å lage en matrise. Dette er et emne som representerer en form for en fremtidig del.

Matrisen kan være laget av tre: tømmer, plater eller stokker. Den volumetriske silhuetten av halve bladet er kuttet ut direkte fra massivet. Et annet alternativ er en plastform.

Det er veldig vanskelig å lage et emne selv; du må ha foran øynene en ferdig modell av et blad laget av tre eller annet materiale, og først da kuttes en matrise for delen ut fra denne modellen. Du trenger minst 2 slike matriser, men etter å ha laget en vellykket form én gang, kan den brukes mange ganger og på denne måten kan du bygge mer enn én vindmølle.

Bunnen av formen er grundig smurt med voks. Dette gjøres slik at det ferdige bladet enkelt kan fjernes senere. Legg et lag med glassfiber og belegg det med epoksylim. Prosessen gjentas flere ganger til arbeidsstykket når ønsket tykkelse.

Deretter skal limet tørke. Noen anbefaler å legge formen i en vakuumpose og pumpe ut luften. På denne måten trenger limet bedre inn i alle lag med glassfiber, og etterlater ingen uimpregnerte områder.

Når epoksylimet har tørket, fjernes halvparten av delen forsiktig fra matrisen. Det samme gjør de med andre omgang.Delene limes sammen for å danne en hul tredimensjonal del. Lett, slitesterk og aerodynamisk formet, er glassfiberbladet toppen av fortreffelighet for hjemme-vindparkhobbyisten.

Dens største ulempe er vanskeligheten med å implementere ideen og et stort antall defekter til å begynne med, inntil den ideelle matrisen er oppnådd og opprettelsesalgoritmen er perfeksjonert.

Billig og munter: tredel til et vindhjul

Et treblad er en gammeldags metode som er enkel å implementere, men ineffektiv på dagens nivå av strømforbruk. Delen kan lages av en massiv plate av lyst tre, som for eksempel furu. Det er viktig å velge et godt tørket trestykke.

Hvis treet er fuktig, kan skruen under tørkeprosessen "føre" og bli deformert. Og vekten av vått tre er betydelig høyere enn tørt

Du må velge en passende form, men ta hensyn til det faktum at trebladet ikke vil være en tynn plate, som aluminium eller plast, men en tredimensjonal struktur. Derfor er det ikke nok å gi arbeidsstykket en form; du må forstå prinsippene for aerodynamikk og forestille deg omrisset av bladet i alle tre dimensjoner.

Du må bruke et fly for å gi treverket det endelige utseendet, helst et elektrisk. For holdbarhet behandles treet med en antiseptisk beskyttende lakk eller maling

Den største ulempen med denne utformingen er skruens store vekt. For å flytte denne kolossen må vinden være sterk nok, noe som i utgangspunktet er vanskelig å få til. Tre er imidlertid et rimelig materiale. Platene som er egnet for å lage en vindturbinpropell kan du finne rett i hagen din uten å bruke en krone. Og dette er hovedfordelen med tre i dette tilfellet.

Effektiviteten til et treblad har en tendens til null.Som regel er tiden og kreftene som går med å lage en slik vindmølle ikke verdt resultatet som er oppnådd, uttrykt i watt. Men som treningsmodell eller prøvestykke har tredelen et sted å være. Og en værhane med treblader ser imponerende ut på stedet.

Følgende utvalg av fotografier vil gjøre deg kjent med trinnene for å lage en vindmølle med blader kuttet av kryssfiner:

Arbeidsdelen er klar og testet for funksjonalitet, noe som betyr at det bare gjenstår å male den og skru den fast i masten:

Tegninger og eksempler på blader

Det er veldig vanskelig å gjøre riktig beregning av en vindgeneratorpropell uten å kjenne til de grunnleggende parametrene som vises i formelen, i tillegg til å ikke ha noen anelse om hvordan disse parametrene påvirker driften av vindturbinen.

Det er bedre å ikke kaste bort tiden din hvis du ikke vil fordype deg i det grunnleggende om aerodynamikk. Ferdige tegninger og diagrammer med spesifiserte indikatorer vil hjelpe deg med å velge et passende blad for et vindkraftverk.

Tegning av et blad for en to-blads propell. Laget av 110 diameter avløpsrør. Diameteren på vindmøllepropellen i disse beregningene er 1 m

En så liten vindgenerator vil ikke kunne gi deg høy effekt.Mest sannsynlig er det usannsynlig at du vil kunne presse mer enn 50 W ut av dette designet. En to-blads propell laget av et lett og tynt PVC-rør vil imidlertid gi høy rotasjonshastighet og sikre driften av vindmøllen selv i lett vind.

Tegning av et blad for en tre-bladet vindgeneratorpropell laget av et rør med en diameter på 160 mm. Estimert hastighet i dette alternativet er 5 med en vind på 5 m/s

En tre-blads propell av denne formen kan brukes til kraftigere enheter, ca. 150 W ved 12 V. Diameteren på hele propellen i denne modellen når 1,5 m. Vindhjulet vil rotere raskt og startes enkelt. Den trefløyede vindmøllen finnes oftest i hjemmekraftverk.

Tegning av et hjemmelaget blad for en 5-blads vindgeneratorpropell. Laget av PVC-rør med en diameter på 160 mm. Estimert hastighet - 4

En slik fem-blads propell vil kunne produsere opptil 225 omdreininger i minuttet med en estimert vindhastighet på 5 m/s. For å bygge et blad i henhold til de foreslåtte tegningene, må du overføre koordinatene til hvert punkt fra kolonnene "Fremre/bakre mønsterkoordinater" til overflaten av plastkloakkrøret.

Ved hjelp av tabellen nedenfor kan du beregne diameteren til en vindmølle med 2-16 blader. I dette tilfellet kan du velge størrelse under hensyntagen til ønsket utgangseffekt.

Tabellen viser at jo flere vinger en vindgenerator har, desto kortere må lengden være for å produsere en strøm med samme effekt

Som praksis viser, er det ganske vanskelig å opprettholde en vindgenerator som er større enn 2 meter i diameter. Hvis du trenger en større vindmølle i henhold til tabellen, vurder å øke antall blader.

Med regler og prinsipper vindgeneratorberegning Les artikkelen, som skisserer prosessen med å utføre beregninger trinn for trinn.

Balansering av en vindturbin

Å balansere bladene til en vindgenerator vil bidra til at den fungerer så effektivt som mulig. For å utføre balansering må du finne et rom der det ikke er vind eller trekk. For et vindhjul større enn 2 m i diameter vil det selvfølgelig være vanskelig å finne et slikt rom.

Bladene settes sammen til en ferdig struktur og installeres i arbeidsstilling. Aksen må plasseres strengt horisontalt, i vater. Planet som propellen skal rotere i må stilles strengt vertikalt, vinkelrett på aksen og bakkenivå.

En propell som ikke beveger seg skal roteres 360/x grader, hvor x = antall blader. Ideelt sett vil en balansert vindmølle ikke avvike med 1 grad, men vil forbli urørlig. Hvis bladet har snudd under sin egen vekt, må det justeres litt, vekten reduseres på den ene siden, og avviket fra aksen elimineres.

Prosessen gjentas til skruen er helt ubevegelig i enhver posisjon. Det er viktig at det ikke er vind under balansering. Dette kan skjeve testresultatene.

Det er også viktig å kontrollere at alle deler roterer strengt i samme plan. For å kontrollere, er kontrollplater installert med en avstand på 2 mm på begge sider av en av knivene. Under bevegelse skal ingen del av skruen berøre platen.

For å betjene en vindgenerator med produserte blader, må du sette sammen et system som samler den mottatte energien, lagrer den og overfører den til forbrukeren. En av systemkomponentene er kontrolleren. Om hvordan du gjør vindturbinkontroller, vil du finne ut ved å lese vår anbefalte artikkel.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Det er fullt mulig å bygge en vindmølle med egne hender fra skrapmaterialer. Hvis du starter med enklere modeller, vil ditt første forsøk sannsynligvis være vellykket. Med erfaring, ta på deg mer komplekse ideer for å få den mest effektive og kraftige vindgeneratoren.

Video #1. Hvordan lage en vindmølle fra PVC-rør:

Video #2. DIY vindgenerator:

Video #3. Vindturbin laget av galvanisert stål:

Hvis du vil bruke ren og sikker vindenergi til husholdningsbehovene dine og ikke planlegger å bruke mye penger på å kjøpe dyrt utstyr, vil hjemmelagde blader fra vanlige materialer være en passende idé. Ikke vær redd for å eksperimentere, og du vil kunne forbedre eksisterende modeller av vindmøllepropeller ytterligere.

Vil du fortelle oss hvordan du laget bladene til en vindmølle som leverer strøm til hytten din med egne hender? Vil du dele nyttig informasjon med besøkende på nettstedet eller stille et spørsmål? Skriv kommentarer i blokken nedenfor.