Как сделать лопасти для ветряка своими руками

Использование альтернативных источников энергии — одна из важнейших тенденций нашего времени. Чистый, доступный по цене ветер можно преобразовать в электричество в домашних условиях, изготовив ветряные турбины и подключив их к генераторам.

Ребра ветряных турбин могут быть изготовлены вручную без использования специального оборудования. WindPark подскажет вам, какая форма плавника более эффективна, и поможет подобрать подходящий план.

Как работает простой ветрогенератор?

Ветряная турбина — это устройство, преобразующее энергию ветра в электричество.

Принцип его работы заключается в том, что ветер вращает плавники, а вращение приводит в движение и ускоряет вал, который через редуктор питает генератор.

Производительность ветровой турбины измеряется скоростью намотки (Киев) ветровой энергии. Поскольку ветровое стекло быстро вращается, оно взаимодействует с ветром и поэтому получает больше энергии, чем ветер.

Существует два основных типа ветряных турбин.

Вертикальные модели изготавливаются таким образом, чтобы вал пропеллера был перпендикулярен земле. Таким образом, движение газовой массы перемещает структуру, независимо от направления.

Такая гибкость является преимуществом для данного типа ветряных турбин, но проигрывает горизонтальным моделям в производительности и эффективности.

Горизонтальные ветрогенераторы выглядят как ветровое стекло. Чтобы вращать ребра, конструкция должна быть ориентирована в правильном направлении в соответствии с направлением движения воздуха.

Для наблюдения и регистрации изменений в направлении ветра установлены специальные органы. Степень эффективности такой компоновки винта намного выше, чем при вертикальном направлении. Для бытового применения целесообразнее использовать ветряные турбины этого типа.

Какая форма лопасти является оптимальной?

Одним из основных элементов ветряной турбины является набор ребер.

Существует несколько факторов, связанных с этими компонентами, которые влияют на производительность ветровой турбины.

• Вес,.
• размер, размер
• форма
• Материал,.
• Количество.

Если вы решили нарисовать импровизированный закрылок для ветряка, то все эти параметры обязательно нужно учесть. Некоторые люди считают, что чем больше лопастей имеет пропеллер генератора, тем больше энергии ветра он может генерировать. Другими словами, чем больше, тем лучше.

Однако это далеко от реальности. Отдельные секции движутся, преувеличивая аэродинамическое сопротивление. Таким образом, большое количество ребер в пропеллере требует больше энергии ветра для придания вращения.

Форма лопастей ветрогенератора во многом зависит от их положения по отношению к активности ветра и общего направления воздушного потока.

В районах с высокой активностью ветряных турбин закрылки могут быть спроектированы как обычные или слегка изогнутые закрылки.

В районах с низким расположением ветровых турбин требуются специальные формы закрылков, учитывающие аэродинамические свойства почвы. Это может быть поперечная балка или сопряженное крыло с турбиной.

Если ветряная турбина запускается без проблем и работает практически постоянно, то особая геометрия закрылков не требуется.

Кроме того, очень широкие крылья могут вызвать так называемое "воздушное прикрытие" перед пропеллером, когда воздушный поток проходит вокруг, а не через ветряную турбину.

Этот показатель очень важен. От этого зависит скорость вращения пропеллера. Низкий расход вызывает оживление и замедляет ветровое стекло

Наиболее эффективным ветрогенератором является однолопастной ветрогенератор. Однако построить и сбалансировать их своими руками очень сложно. Это высокоэффективная, но ненадежная конструкция. Согласно опыту многих пользователей и производителей ветровых турбин, лучшей моделью является трехлопастная модель.

Вес лезвий зависит от размера и материала лезвия. Размеры должны быть тщательно подобраны в соответствии с формулой. Лучше всего подходит для лезвий с закругленными краями с одной стороны и острыми краями с другой стороны.

Правильный выбор формы лопастей для ветряных турбин является основой их превосходной работы.

Для жилищного строительства подходят следующие варианты

• в форме паруса, и
• Тип парусного полотна.

Лопасти паруса — это простые широкие полосы, как у ветряных турбин. Эта модель является наиболее очевидной и простой. Однако из-за очень низкой эффективности эта форма редко используется в современных ветряных турбинах. Доходность в этом случае составляет примерно 10-12%.

Гораздо более эффективная форма — профилированные лопасти с аэродинамическими крыльями. При этом используются аэродинамические принципы, благодаря которым огромные самолеты поднимаются в воздух. Пропеллеры двигаются легче и вращаются быстрее. Воздушный поток значительно снижает сопротивление, возникающее на пути ветряной турбины.

Правильный профиль должен напоминать крыло самолета. Одна сторона лезвия толще, а другая плавно спускается вниз. Воздушные массы обтекают этот профиль очень плавно.

Эффективность этой модели достигает значений 30-35%. Хорошая новость заключается в том, что вы можете создать заслонку самостоятельно, используя совсем немного инструментов. Все основные расчеты и конструкции могут быть легко адаптированы к ветровой турбине, что позволит вам пользоваться бесплатной и чистой энергией ветра без ограничений.

Из чего делают лопасти в домашних условиях?

Подходящими материалами для строительства ветряных турбин являются в основном пластмассы, легкие металлы, дерево и, новейшее решение, стеклоткани. Главный вопрос заключается в том, сколько сил и времени вы готовы потратить на строительство ветряной турбины.

Материалы для самостоятельного изготовления лопастей ветряных турбин выбираются исходя из их уникального опыта обработки, достаточной жесткости против ветровых нагрузок и простоты сверления и резки.

Наилучшим выбором с точки зрения жесткости и способности выдерживать ветровые нагрузки является листовой металл. Кроме того, его можно сгибать для придания аэродинамических форм.

Пластиковые трубы — самый дешевый и практичный вариант. Они легко режутся и сверлятся, но могут быстро потерять свою жесткость. Их замена не является проблемой ни для новых билдов, ни для кошельков.

Использование фанеры, OSB или MDF не вызовет проблем, но стоит учесть, что эти полотна постепенно придут в негодность из-за постоянного воздействия атмосферы.

Дренажные трубы из ПВХ

Наиболее распространенным и распространенным материалом для изготовления пластиковых лопастей для ветряных турбин является обычная дренажная труба из ПВХ. Для большинства бытовых генераторов с диаметром пропеллера до 2 м достаточно трубы диаметром 160 мм.

Преимущества этого метода включают

• Низкая стоимость.
• Доступность в любом конкретном районе,.
• Простота эксплуатации,.
• Многочисленные диаграммы и чертежи в режиме онлайн, обширный пользовательский опыт.

Трубы выпускаются всех форм и размеров. Это известно не только импровизированным строителям ветряных турбин, но и тем, кто имеет опыт монтажа канализационных и водопроводных труб. Они различаются по толщине, составу и производителю. Трубы дешевы, поэтому нет причин пытаться сделать ветряные турбины еще дешевле, экономя на трубах из ПВХ.

Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лезвия трескаются при первом же испытании, делая всю работу бесполезной.

Во-первых, необходимо определить форму. Существует множество вариантов, и каждая форма имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, имеет смысл сначала поэкспериментировать, прежде чем резать окончательный вариант.

Цены на трубы низкие, и их можно найти в строительных магазинах, что делает этот материал отличным первым шагом в моделировании лопастей. Если что-то пойдет не так, вы всегда можете купить другой тюбик и попробовать еще раз. Кошельки не сильно страдают от таких экспериментов.

Опытные пользователи ветряной энергии пришли к выводу, что для изготовления ветряных турбин предпочтительнее использовать оранжевые, а не серые трубки. Они лучше держат форму и не так долго служат после формирования лезвий.

Производители-любители предпочитают ПВХ, поскольку это позволяет им заменять сломанные лезвия на новые во время тестирования. Это просто, быстро и, прежде всего, доступно.

Инструкции по изготовлению крыльев из полимерных трубок помогают наглядно представить этапы и последовательность процедуры.

Рисунок лезвия, предварительно разработанный и нанесенный на картон, переносится на отходы пластиковой трубы, оставшиеся после работы устройства

Плечи отнесены к широким сторонам лопаток. Это необходимо для соединения с вращающимися лопастями

Выступают на всех лезвиях с абразивом. Посыпьте края разреза тонким изумрудным

Поскольку слишком длинные опорные пластины использовать нельзя, разделите их на две части, согнув посередине.

Выпрямите металлические опорные пластины после их резки, используя молоток и деревянный брусок в качестве подставки.

Чтобы избежать случайных повреждений при сборке, потрите режущие кромки установленных пластин наждачной бумагой.

Все предварительные меры были приняты, но теперь лопасти должны быть установлены на вращающуюся часть, следующую за ветром.

Установите крепежную пластину на полку ножа и отметьте положение крепежа, проходящего через отверстие.

Подложите под лезвие кусок дерева или деревянный брусок, чтобы просверлить монтажные отверстия. Используйте сверло, диаметр которого немного меньше диаметра вала винта.

Осторожно удалите пластиковые кусочки из отверстия после прокола и не разрывайте их, чтобы увеличить размер места расположения разъема.

Обратите внимание на центр металлического лотка. Там устанавливаются анкерные болты, образуя равносторонний треугольник, каждая вершина которого определяет положение монтажной пластины.

Прикладывая вершину треугольника, пластина приклеивается к металлическому диску. Это позволяет легко работать во время сварки.

В центр диска вставляется анкерная гайка и приваривается на место. На сваренную пластину приваривается изогнутый шов.

Плавники вкручиваются, вырезаются из трубы и отрезаются у сварной рамы. Расположите их так, чтобы изгибы всех лопастей имели одинаковое направление.

Накрутите гайку на каждый винт на задней стороне. Рекомендуется приварить или припаять крепежные элементы, чтобы они не ослабли при вращении лезвия.

Алюминий — тонкий, легкий и дорогой

Алюминий — легкий и прочный металл. Традиционно он используется для изготовления лопастей ветряных турбин. Благодаря небольшому весу аэродинамические свойства пропеллера становятся выше, когда пластине придается нужная форма.

Основными нагрузками, которым подвергаются ветровые турбины во время вращения, являются изгиб и поломка лопастей. Если пластик при таких операциях быстро трескается и ломается, то на алюминиевые пропеллеры можно положиться гораздо дольше.

Однако металлические листы все равно тяжелее алюминиевых и ПВХ труб. При высоких скоростях вращения выше риск повреждения пропеллера в месте крепления, а не самих лопастей.

Еще одним недостатком алюминиевых компонентов является их сложная конструкция. Трубы из ПВХ имеют изгибы, которые используются для придания ребрам аэродинамических свойств, в то время как алюминий обычно имеет форму листа.

После вырезания заготовки по шаблону, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную заготовку необходимо закруглить и придать ей правильный изгиб. В домашних условиях и без инструментов это было бы не так просто.

Вместо дорогого алюминия можно использовать обрезки кровельных листов или профилированные детали, оставшиеся после монтажа.

После установки профилированного металлического листа расплющите его молотком и положите на ровную деревянную поверхность. Нарисуйте контур лезвия и оставьте 1 см вокруг него.

Оставшийся 1 см контура сгибается с помощью ножниц и молотка. Это делается для повышения жесткости и обеспечения безопасности при сборке.

Продолжайте таким же образом для всех лопастей, подготовленных для ветряной турбины. Для безопасности края фитингов можно пересечь плоскогубцами.

Все лезвия укладываются друг на друга для обеспечения их совпадения. Если отклонение большое, исправьте ситуацию любым возможным способом.

С помощью молотка сформируйте лезвия в пазы. В качестве шаблона для сгибания рекомендуется использовать трубу диаметром 320 мм.

Чтобы прикрепить лопасти к основанию с установленными подшипниками, вырежьте и просверлите несколько мест.

Соберите вращающиеся части ветряной турбины. Прикрепите лопасти к основанию с помощью винтов и гаек. Рекомендуется приварить или припаять гайку, чтобы предотвратить ослабление винта при вращении гайки.

Установите лопасти ветрогенератора на мачту, прикрепите генератор к мачте и подключите его непосредственно к линии освещения или инвертору!

Стекловолокно или стеклопластик — для профессионалов

Если вы сознательно решили сделать весло и готовы потратить много сил и нервов, стеклопластик — это то, что нужно. Если вы никогда раньше не пользовались ветряком, начните с моделирования ветряка из стеклоткани. Это не очень хорошая идея, так как это потребует много времени и усилий, а также больших денежных затрат. Кроме того, этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лезвия, изготовленные из нескольких слоев стеклоткани, склеенных эпоксидным клеем, прочные, легкие и надежные. Благодаря большой площади поверхности он становится полым и почти поднимается.

Ткань представляет собой стекловолокно — тонкий, прочный материал, который сворачивается в рулон. В дополнение к стекловолокну необходим эпоксидный клей для фиксации слоев на месте.

Сначала создается таблица. Эта заготовка служит формой для будущих деталей.

Маточник может быть изготовлен из дерева, досок или бревен: дерева. Из цельного дерева вырезаны силуэты полулезвий. Другой вариант — пластиковая форма.

Самостоятельное создание стандарта очень сложно и требует наличия готовой модели деревянного клинка или другого материала и раскроя матрицы аксессуара по этой модели. Требуется не менее двух таких форм. Однако после изготовления удачной формы ее можно использовать много раз для изготовления нескольких ветряных мельниц таким способом.

Дно формы хорошее. На дно формы осторожно выдавливается воск, чтобы лопатки можно было легко извлечь. Укладывается слой стекловолокна и распределяется с помощью эпоксидного клея. Процесс повторяется несколько раз, пока лезвие не достигнет желаемой толщины.

После этого клей должен высохнуть. Рекомендуется поместить форму в вакуумный пакет для удаления воздуха. Это позволяет клею лучше проникать во все слои ткани, не оставляя ненасыщенных участков.

Когда эпоксидная смола высохнет, половину изделия осторожно вынимают из формы. То же самое делается со второй половиной. Детали свариваются вместе, образуя полый объем. Легкий, прочный и нормальной аэродинамической формы стеклопластиковый закрылок является кульминацией любительского ремесла по изготовлению домашних ветряков.

Его главный недостаток — сложность идеи, первое применение идеи и многочисленные недочеты, пока идеальная таблица и алгоритм создания не будут доведены до конца.

Дешево и недорого: деревянные компоненты для ветряных турбин

Деревянные лезвия — это устаревший метод, простой в применении, но неэффективный при современных уровнях энергопотребления. Они могут быть изготовлены из одной светлой древесины, например, сосны. Важно выбрать древесину для колодца.

Если древесина влажная, она может "деформировать" винты во время сушки. Кроме того, вес жидкой древесины значительно больше, чем сухой.

Следует выбрать подходящую форму, но учитывать тот факт, что деревянные лопатки — это не тонкие пластины алюминия, пластика или объемные конструкции. Поэтому недостаточно просто сконструировать изделие. Вам необходимо понять принципы аэродинамики и представить себе контуры закрылка во всех трех измерениях.

Для придания окончательной формы древесине необходимо, по возможности, придать электрические погрешности. Для повышения долговечности древесина обрабатывается консервирующим защитным лаком или краской.

Основным недостатком этой конструкции является вес винтов. В принципе, нет ничего невозможного в том, чтобы сдвинуть этот огромный объект. Однако дерево — доступный материал. Подходящую доску для создания ветряка можно найти на заднем дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество дерева в данном случае.

Производительность деревянных лезвий стремится к нулю. Как правило, время и усилия, необходимые для создания такой ветряной турбины, не стоят достижения результатов, выраженных в ваттах. Однако в качестве учебной модели или тестового образца деревянные детали занимают достойное место. В конце концов, деревянные плавники местами выглядят впечатляюще.

Используя процедуру изготовления ветрового стекла, вырезанного из фанерных плавников, можно увидеть следующий набор фотографий.

С помощью использованного велосипеда снимите генератор, откройте отверстия и закрепите функциональные части ветряка — плавники с дисковой фанерой

На листе фанеры нарисуйте створки будущей ветряной турбины. Чтобы уменьшить отходы материала, предпочтительнее показать его основание в обратном направлении, а не размещать их, как показано на фото.

Все детали функциональных частей ветряной турбины сначала проектируются на бумаге, а затем переносятся на листы фанеры.

По разметке смотрят детали с пазлами и, при необходимости, вручную вырезают окончательные срезы.

Учитывая условия работы собранной мини-электростанции, это выполняется до сборки. Дубликат с консервирующей пропиткой и антипиреном.

Вкрутите квадратный брус в центральный лоток. В этом центральном лотке закреплены все детали пропеллера из фанеры ветряной турбины.

Фанерная заслонка и генератор вкручиваются в пазы, закрепленные на диске от старого велосипеда.

После того как функциональные части ветряной турбины собраны, мы проверяем, как лоток вращается вместе с генератором. Если что-то неисправно, мы затачиваем и исправляем это.

Рабочая часть готова и проверена на работоспособность. Теперь нам нужно покрасить его и прикрутить к полотну:.

Закрепите фанеру ветряка на кронштейне, и он будет установлен в организации. Подсоедините к нему хвост. Давайте убедимся, что на данном этапе у нас есть работающая система.

Заново раскройте фанерный ветряк и подготовьте его к покраске. Покройте все детали грунтовкой, совместимой с цветом защитного устройства.

Покрасьте детали ветряка в удобный яркий цвет по вашему выбору. Если ваши цвета напоминают вам детские книги или цветы из мультфильмов, это хорошая идея.

Чтобы избежать предотвращения работ, рекомендуется после установки закрепить ветряную турбину на низкой организации. Вы можете сделать это с уже исправленными устройствами, но это сложнее.

Чертежи и примеры лопастей

Без знания основных параметров, которые фигурируют в прессе, и правильного расчета пропеллера ветряной турбины, очень трудно понять, как эти параметры влияют на функционирование ветряной турбины.

Если вы не хотите разбираться с основами аэродинамики, не стоит терять время. Быстрое проектирование поможет вам найти подходящие заслонки для вашей ветряной электростанции.

Проектирование закрылка пропеллера с двумя ребрами. Изготовлен из дренажной трубы диаметром 110 мм. Диаметр пропеллера ветровой турбины в этих расчетах составляет 1 м.

Такие маленькие ветряные турбины не смогут обеспечить вас большой мощностью. В большинстве случаев вы вряд ли сможете получить более 50 Вт по этой структуре. Однако пропеллер с двумя плавниками из легкой и тонкой ПВХ-трубки дает высокую скорость вращения и обеспечивает работу ветряной турбины даже при небольшом ветре.

Конструкция винта ветровой турбины 3 закрылка диаметром 160 мм. Расчетная скорость этого типа винта составляет 5 при скорости ветра 5 метров в секунду.

Пропеллеры с тремя закрылками такой формы можно использовать для более мощных агрегатов с мощностью около 150 Вт при напряжении 12 В. Общий диаметр винта на этой модели достигает 1,5 метра. Ветряк быстро раскручивается и легко запускается. Тройные ветряные турбины являются наиболее распространенным типом ветряных турбин, используемых на отечественных электростанциях.

Чертеж импровизированного закрылка для ветряка с пятью ногами. Изготовлен из трубы ПВХ диаметром 160 мм. Расчетная скорость — 4

Этот пятилопастной пропеллер может развивать до 225 оборотов в минуту при номинальной скорости ветра 5 м/с. Чтобы построить лопасти по предложенной конструкции, необходимо перенести координаты каждой точки из столбца "передний/задний отрегулированный" на поверхность пластиковой дренажной трубы.

Используя приведенную ниже таблицу, вы можете рассчитать диаметр ветряной турбины с 2-16 ребрами. Размеры могут быть выбраны в зависимости от желаемой выходной мощности.

Из таблицы видно, что чем больше лопастей у ветряной турбины, тем меньше ее длина.

Реальные примеры показывают, что ветряные турбины диаметром более 2 метров трудно обслуживать. Согласно таблице, если требуются более крупные ветряные турбины, следует рассмотреть возможность увеличения количества лопастей.

Эта статья познакомит вас с правилами и принципами расчета ветровых турбин, в которой представлен пошаговый процесс расчета.

Выполнение балансировки ветряка

Балансировка лопастей ветрогенератора обеспечит его максимально эффективную работу. Для балансировки необходимо найти помещение, в котором нет воздуха и электричества. Конечно, для ветряных турбин диаметром более 2 метров такое место найти сложно.

Лезвия собираются в цельную конструкцию и помещаются в рабочую зону. Вал должен быть расположен строго горизонтально на ровной поверхности. Плоскость, на которой вращается пропеллер, должна быть расположена строго перпендикулярно, перпендикулярно валу и уровню земли.

Неподвижный пропеллер должен вращаться на 360/x градусов. Где x = количество лопастей. В идеале, сбалансированная ветровая турбина не отклоняется ни разу и остается неподвижной. Если лопасти вращаются под собственным весом, производится небольшая регулировка, чтобы уменьшить вес с одной стороны и устранить прогиб вала.

Этот процесс повторяется до тех пор, пока пропеллер не станет полностью неподвижным в любом положении. Важно, чтобы во время процесса балансировки не было ветра. Это может изменить результаты теста

Также важно обеспечить, чтобы все детали вращались в одной плоскости. Чтобы проверить это, с каждой стороны одного лезвия помещается 2-миллиметровая тестовая пластина. Во время движения ни одна часть пропеллера не должна касаться пластины.

Для работы ветряной турбины с изготовленными лопастями необходимо собрать систему для накопления произведенной энергии, ее хранения и передачи потребителю. Одним из компонентов системы является контроллер. Узнайте, как построить контроллер ветряной турбины, прочитав рекомендуемую статью.

Выводы и полезное видео по теме

Вполне возможно построить ветряк своими руками из подручных материалов. Если вы начнете с более простой модели, ваши первые попытки могут оказаться успешными. По мере накопления опыта и воплощения более сложных идей у вас будет самая эффективная и мощная ветряная турбина.

Видео # 1. Как построить ветряк из ПВХ трубы:.

Видео № 2. ветряная турбина своими руками:.

Видео # 3. ветряная турбина из оцинкованной стали:.

Если вы хотите использовать чистую и безопасную энергию ветра для бытовых нужд, но не намерены тратить много денег на приобретение дорогостоящего оборудования, целесообразно использовать самодельные лопасти из обычных материалов. Не бойтесь экспериментировать. Таким образом, вы сможете еще больше усовершенствовать модель пропеллера вашей существующей ветряной турбины.

Хотите рассказать, как вы создали собственные лопасти для ветряной турбины, которая питает ваш коттедж? Хотели бы вы поделиться информацией или задать вопросы нашим посетителям? Напишите свои комментарии в поле ниже.