Het gebruik van alternatieve energiebronnen is een van de belangrijkste trends van onze tijd. Schone en betaalbare windenergie kan zelfs in uw huis worden omgezet in elektriciteit als u een windmolen bouwt en deze aansluit op een generator.
U kunt bladen voor een windgenerator met uw eigen handen bouwen van gewone materialen, zonder speciale apparatuur te gebruiken. We vertellen u welke vorm van de bladen effectiever is en helpen u bij het kiezen van de juiste tekening voor een windpark.
Hoe werkt een simpele windgenerator?
Een windgenerator is een apparaat waarmee je windenergie kunt omzetten in elektriciteit.
Het principe van zijn werking ligt in het feit dat de wind de bladen roteert, een as in beweging zet waarlangs de rotatie de generator binnenkomt via een versnellingsbak die de snelheid verhoogt.
De werking van een windenergiecentrale wordt geschat door KIEV - de gebruikscoëfficiënt van windenergie. Wanneer het windwiel snel draait, werkt het samen met een grote hoeveelheid wind, waardoor het er meer energie uit haalt
Er zijn twee hoofdtypen windgeneratoren verdeeld:
- veterinair;
- horizontaal.
Verticaal georiënteerde modellen zijn zo gebouwd dat de schroefas loodrecht op de grond staat. Dus elke beweging van luchtmassa's, ongeacht de richting, zet de structuur in beweging.
Dergelijke veelzijdigheid is een pluspunt van dit type windmolens, maar ze verliezen aan horizontale modellen in termen van productiviteit en werkefficiëntie
De horizontale windgenerator lijkt op een windwijzer. Om de bladen te laten draaien, moet de structuur in de juiste richting worden gedraaid, afhankelijk van de richting van de luchtbeweging.
Speciale instrumenten zijn geïnstalleerd om veranderingen in windrichting te controleren en vast te leggen. Het rendement bij deze opstelling van de schroef is veel hoger dan bij een verticale oriëntatie. Bij huishoudelijk gebruik is het rationeler om windgeneratoren van dit type te gebruiken.
Welke bladvorm is optimaal?
Een van de belangrijkste elementen van een windgenerator is een set bladen.
Aan deze details zijn een aantal factoren verbonden die de efficiëntie van de windmolen beïnvloeden:
- gewicht;
- de grootte;
- het formulier;
- materiaal;
- aantal stuks.
Als u besluit bladen te ontwerpen voor een zelfgemaakte windmolen, moet u zeker rekening houden met al deze parameters. Sommigen zijn van mening dat hoe meer vleugels er op de propeller van de generator zitten, hoe meer windenergie kan worden verkregen. Met andere woorden, hoe meer hoe beter.
Dit is echter niet het geval. Elk afzonderlijk onderdeel beweegt de luchtweerstand overwinnen. Een groot aantal bladen op de schroef vereist dus een grotere windkracht om één omwenteling te voltooien.
Afbeeldingengalerij
Foto van
Turbine-vormige bladen van een windmolen
Verticale plaatsing van de bladen
Aangepaste windmolen
Gewone schoepen
Bovendien kunnen te veel brede vleugels de vorming van de zogenaamde "luchtkap" voor de propeller veroorzaken, wanneer de luchtstroom niet door de windturbine gaat, maar er omheen buigt.
Vorm is van groot belang. De propellersnelheid hangt ervan af. Een slechte stroming resulteert in wervelingen die het windwiel remmen.
Het meest effectief is een windgenerator met één blad. Maar om het met uw eigen handen te bouwen en in evenwicht te brengen, is erg moeilijk. Het ontwerp is onbetrouwbaar, zij het met een hoog rendement. Volgens de ervaring van veel gebruikers en fabrikanten van windmolens is het meest optimale model een driebladig.
Het gewicht van het mes hangt af van de grootte en het materiaal waaruit het zal worden gemaakt. De maat moet zorgvuldig worden geselecteerd, geleid door de formules voor de berekeningen. Randafwerking kunt u het beste doen zodat er aan één kant een afronding is en de andere kant scherp is
Een goed geselecteerde bladvorm voor een windgenerator is de basis van zijn goede werk.
Voor thuisproductie zijn de volgende opties geschikt:
- zeiltype;
- vleugel type.
De wieken van het zeiltype zijn simpele brede strepen, zoals bij een windmolen. Dit model is het meest voor de hand liggend en gemakkelijk te vervaardigen. De efficiëntie is echter zo klein dat deze vorm praktisch niet wordt gebruikt in moderne windgeneratoren. De efficiëntie is in dit geval ongeveer 10-12%.
Een veel effectievere vorm zijn de vleugelprofielbladen. Hierbij zijn de principes van aerodynamica betrokken, die enorme vliegtuigen de lucht in vliegen. Een schroef met deze vorm is gemakkelijker in beweging te zetten en draait sneller. Luchtstroom vermindert aanzienlijk de weerstand die een windturbine op zijn pad tegenkomt.
Het juiste profiel moet lijken op de vleugel van een vliegtuig. Aan de ene kant heeft het mes een verdikking en aan de andere kant een lichte helling. Luchtmassa's stromen heel soepel rond een deel van deze vorm
De efficiëntie van dit model bereikt een waarde van 30-35%. Het goede nieuws is dat je met een minimum aan gereedschap een vleugelmes met je eigen handen kunt bouwen. Alle basisberekeningen en tekeningen kunnen eenvoudig worden aangepast aan uw windmolen en zonder beperkingen gratis en schone windenergie gebruiken.
Wat maken de messen thuis?
De materialen die geschikt zijn voor de constructie van een windgenerator zijn in de eerste plaats kunststof, lichte metalen, hout en een moderne oplossing - glasvezel. De belangrijkste vraag is hoeveel arbeid en tijd je wilt besteden aan het maken van een windmolen.
Afbeeldingengalerij
Foto van
Bladen met harde technologie
Metalen spiraal turbine
Bladen van een windmolen van een polymeerpijp
Een windmolen samenstellen met multiplex bladen
PVC rioolbuizen
Het meest populaire en wijdverbreide materiaal voor de vervaardiging van kunststof bladen voor een windgenerator is een gewone PVC-rioolbuis. Voor de meeste huisgeneratoren met schroefdiameters tot 2 m zijn buizen van 160 mm voldoende.
De voordelen van deze methode zijn onder meer:
- lage prijs;
- beschikbaarheid in elke regio;
- eenvoud van werk;
- een groot aantal diagrammen en tekeningen op internet, een brede gebruikservaring.
Buizen zijn anders. Dit is niet alleen bekend bij degenen die zelfgemaakte windparken maken, maar bij iedereen die de aanleg van een riool of watervoorzieningssysteem is tegengekomen. Ze verschillen in dikte, samenstelling, fabrikant. De buis is goedkoop, dus u hoeft niet te proberen de kosten van uw windmolen verder te verlagen, u bespaart op PVC-buizen.
Slecht materiaal in plastic buizen kan ervoor zorgen dat de bladen tijdens de eerste test scheuren en al het werk gaat verloren
Eerst moet je beslissen over het patroon. Er zijn veel opties, elk formulier heeft zijn voor- en nadelen. Misschien is het logisch om eerst te experimenteren voordat je de definitieve versie verwijdert.
Omdat de prijs van de pijpen laag is en je ze in elke bouwmarkt kunt vinden, is dit materiaal perfect voor de eerste stappen in het modelleren van de bladen. Als er iets misgaat, kun je altijd een andere pijp kopen en het opnieuw proberen, de portemonnee zal niet veel last hebben van dergelijke experimenten.
Ervaren gebruikers van windenergie hebben gemerkt dat het beter is om oranje dan grijze buizen te gebruiken om de bladen voor de windgenerator te maken. Ze houden hun vorm beter vast, buigen niet na vleugelvorming en gaan langer mee
Amateurontwerpers geven de voorkeur aan PVC, omdat tijdens de test een gebroken mes kan worden vervangen door een nieuw mes, gemaakt in 15 minuten ter plaatse met een geschikt patroon. Eenvoudig en snel, en vooral - betaalbaar.
De foto-instructie voor het maken van bladen van een windmolen uit polymeerpijpen helpt de stappen en de volgorde van het proces visueel onder de knie te krijgen:
Afbeeldingengalerij
Foto van
Stap 1: De omtrek van de wieken van een windmolen markeren
Stap 2: Open de bladen met een blogger
Stap 3: Markering van de lip voor montage
Stap 4: Het uitsteeksel snijden en ontbramen
Stap 5: metalen platen voorbereiden
Stap 6: Snij de montageplaat in twee delen
Stap 7: Uitgesneden platen uitlijnen
Stap 8: De bijgesneden kant schuren
Alle voorbereidende stappen zijn voltooid, nu moeten de bladen worden bevestigd aan het deel dat draait na de wind:
Afbeeldingengalerij
Foto van
Nadat u aan de richel op de messen een bijgesneden montageplaat hebt bevestigd, markeert u de punten van de komende bevestiging door de gaten
We boren gaten voor het installeren van bevestigingsmiddelen door een stuk plank of een blok onder het mes te plaatsen. Om dit te doen, is het beter om een boor te nemen met een diameter die iets kleiner is dan de diameter van de schroefpoot
De resterende polymeerkrullen na het boren moeten voorzichtig uit de gaten worden verwijderd en zorg ervoor dat het niet scheurt, zodat de afmetingen van de montagebussen toenemen
Markeer op de metalen schijf het midden waar de ankerbout zal worden geïnstalleerd en teken een gelijkzijdige driehoek, waarvan elk hoekpunt de positie van de montageplaat markeert
Lijm de platen op de metalen schijf en plaats ze op de hoekpunten van de driehoek. Dit zal ons werk tijdens het lassen vergemakkelijken.
In het midden van de schijf plaatsen en lassen we een moer om er een ankerbout in te steken. De verlijmde platen zijn gelast met een bolle naad
We bevestigen de messen die uit de buizen zijn gesneden op het gelaste deel. We installeren ze zodat de bocht van alles naar één kant was gericht
We schroeven een moer op elke schroef aan de achterkant. Om ervoor te zorgen dat de bevestigingen niet losschroeven wanneer de messen draaien, is het raadzaam om ze vast te zetten door te solderen of te lassen
Stap 9: Markering van de bevestigingspunten
Stap 10: Montagegaten boren
Stap 11: De gaten voorbereiden voor montage
Stap 12: Markering van het mes voor het installeren van de messen
Stap 13: Verlijmen van de platen voor het lassen
Stap 14: De roterende schijf voorbereiden voor montage
Stap 15: De plastic mesjes bevestigen
Stap 16: Draai de schroeven vast
Aluminium - dun, licht en duur
Aluminium is een licht en duurzaam metaal. Het wordt traditioneel gebruikt voor de vervaardiging van bladen voor windgeneratoren. Door het lichte gewicht, als je de plaat de gewenste vorm geeft, zullen de aerodynamische eigenschappen van de schroef op hoogte zijn.
De belangrijkste belastingen die de windmolen tijdens rotatie ervaart, zijn gericht op het buigen en breken van het blad. Als het plastic tijdens zo'n werk snel barst en faalt, kun je veel langer rekenen op een aluminium schroef.
Als u echter aluminium- en PVC-buizen vergelijkt, zullen metalen platen nog steeds zwaarder zijn. Bij hoge snelheden is er een groot risico op beschadiging, niet aan het mes zelf, maar aan de schroef op het bevestigingspunt
Een ander nadeel van aluminium onderdelen is de complexiteit van de fabricage. Als de PVC-buis een bocht heeft die wordt gebruikt om de aerodynamische eigenschappen van het blad te verlenen, wordt aluminium meestal in de vorm van een plaat genomen.
Na het snijden van het onderdeel volgens het patroon, dat op zichzelf veel gecompliceerder is dan het werken met plastic, zal het resulterende werkstuk nog steeds moeten worden gerold en de juiste bocht moeten krijgen. Thuis en zonder gereedschap zal dit niet zo eenvoudig zijn.
In plaats van duur aluminium, kunt u stukjes dakbedekking gebruiken of stukjes golfkarton die overblijven na installatie:
Afbeeldingengalerij
Foto van
Stap 1: Het materiaal voorbereiden voor de vervaardiging van de messen
Stap 2: de randen van de messen buigen
Stap 3: Verwerking van alle wieken van een windmolen
Stap 4: plaats alle bladen op gelijke grootte
Stap 5: Vorm de dakgoten
Stap 6: Markering van de montagegaten
Stap 7: Montage van het werkende deel van de windturbine
Stap 8: De windgenerator op de mast installeren
Glasvezel of glasvezel - voor professionals
Als u besluit om de kwestie van het maken van een mes bewust te benaderen en klaar bent om er veel moeite en zenuwen aan te besteden, is glasvezel geschikt. Als je nog niet eerder met windgeneratoren te maken hebt gehad, is het geen goed idee om kennis te maken met het modelleren van een glasvezelmolen. Toch vereist dit proces ervaring en praktische vaardigheden.
Het lemmet van meerdere lagen glasvezel, gebonden met epoxylijm, is sterk, licht en betrouwbaar. Met een groot oppervlak is het onderdeel hol en bijna gewichtloos
Voor de vervaardiging van glasvezel wordt genomen - een dun en duurzaam materiaal dat op rollen wordt geproduceerd. Naast glasvezel is epoxylijm handig voor het bevestigen van lagen.
Begin met werken door een matrix te maken. Dit is zo'n werkstuk, dat een vorm is voor een toekomstig onderdeel.
De matrix kan van hout zijn: balken, planken of boomstammen. Het massieve silhouet van de helft van het blad wordt rechtstreeks uit het massief gesneden. Een andere optie is een plastic mal
Het is heel moeilijk om zelf een blanco te maken, je moet een kant-en-klaar model van een mes van hout of ander materiaal voor je ogen hebben, en pas dan wordt uit dit model een matrix voor het onderdeel gesneden. Dergelijke matrices hebben er minstens 2 nodig. Maar omdat het eenmaal een succesvolle vorm heeft gekregen, kan het vele malen worden gebruikt en dus meer dan één windmolen bouwen.
De onderkant van de mal wordt grondig ingevet met was. Dit wordt gedaan zodat het afgewerkte mes achteraf eenvoudig kan worden verwijderd. Leg een laag glasvezel, smeer deze in met epoxylijm. Het proces wordt verschillende keren herhaald totdat het werkstuk de gewenste dikte heeft bereikt.
Vervolgens moet de lijm drogen. Sommigen raden aan om de mal in een vacuümzak te plaatsen en lucht te pompen. Lijm dringt dus beter door in alle lagen glasvezel en laat geen geïmpregneerde plekken achter
Wanneer de epoxylijm opdroogt, wordt de helft van het onderdeel voorzichtig uit de matrix verwijderd. Doe hetzelfde met de tweede helft. De delen zijn aan elkaar gelijmd tot een hol volumetrisch deel. Een lichtgewicht, robuust, aerodynamisch gevormd blad van glasvezel is het toppunt van excellentie voor een thuisliefhebber van windparken.
Het grootste nadeel is de moeilijkheid om het idee en een grote hoeveelheid huwelijk in het begin uit te voeren, totdat de ideale matrix is verkregen en het scheppingsalgoritme niet is verfijnd.
Goedkoop en vrolijk: een houten onderdeel voor een windwiel
Een houten mes is een ouderwetse methode die gemakkelijk te implementeren is, maar niet effectief is bij het huidige elektriciteitsverbruik. Je kunt een detail maken van een massief bord van licht hout, zoals grenen. Het is belangrijk om een goed gedroogde houten blanco te kiezen.
Als de boom vochtig is, kan de schroef tijdens het drogen "leiden" en wordt hij vervormd. En het gewicht van een natte boom is aanzienlijk hoger dan droog
Het is noodzakelijk om een geschikte vorm te kiezen, maar houd er rekening mee dat het houten blad geen dunne plaat zal zijn, zoals aluminium of plastic, maar een driedimensionale structuur. Daarom, om het werkstuk een beetje vorm te geven, moet u de principes van aerodynamica begrijpen en de vorm van het blad in alle drie dimensies voorstellen.
Het uiteindelijke uiterlijk van de boom zal een vliegtuig hebben, bij voorkeur electro. Voor duurzaamheid is het hout behandeld met een antiseptische beschermende lak of verf.
Het grootste nadeel van dit ontwerp is het grote gewicht van de schroef. Om deze kolos te laten wijken, moet de wind sterk genoeg zijn, wat in principe moeilijk is. Hout is echter een toegankelijk materiaal. Borden die geschikt zijn voor het maken van een windturbineschroef, bevinden zich in uw tuin zonder een cent uit te geven. En dit is in dit geval het belangrijkste voordeel van hout.
De efficiëntie van een houten mes neigt naar nul. In de regel is de tijd en moeite die nodig is om zo'n windmolen te maken het resultaat niet waard, uitgedrukt in watt.Als oefenmodel of proefexemplaar is een houten onderdeel echter de juiste plek. En de windwijzer met houten bladen ziet er spectaculair uit op de site.
De volgende selectie foto's introduceert de stappen voor het maken van een windmolen met bladen uit multiplex:
Afbeeldingengalerij
Foto van
We verwijderen de generator van de gebruikte fiets en boren er gaten in om het werkende deel van de windmolen te bevestigen - een triplexschijf met bladen
Op de multiplexplaat tekenen we de bladen van de toekomstige windgenerator. Om het materiaalverbruik te verminderen, is het beter om ze niet te plaatsen zoals op de foto, maar om de basis in tegengestelde richtingen te richten
Eerst tekenen we alle details van het werkende deel van de multiplex-windmolen op papier en brengen het vervolgens over naar de multiplexplaat.
Overeenkomstig de markering snijden we de onderdelen eerst grofweg uit met een decoupeerzaag, en vervolgens passen we deze indien nodig handmatig aan
Gezien de werkomstandigheden van de gemonteerde mini-energiecentrale, verwerken we deze vóór montage. We bedekken met antiseptische impregnering en een vlamvertrager
We bevestigen stukken van de staaf die onder een hoek is gesneden aan de centrale schijf, waarop alle details van de multiplexschroef van de windgenerator zullen worden bevestigd
Aan de haringen die op de schijf zijn bevestigd, bevestigen we de triplexbladen en de generator van de gebruikte fiets
Na montage van het werkende deel van de windgenerator controleren we hoe vrij de schijf met de generator draait. Als iets in de weg zit, vermalen, corrigeren
Stap 1: De generator voorbereiden vanaf de fiets
Stap 2: de mesmal toepassen
Stap 3: Tekeningen van sjablonen voor windmolenonderdelen
Stap 4: Zagen van de componenten van het werkende deel
Stap 5: Antiseptische verwerking van onderdelen
Stap 6: De afgeschuinde haringen bevestigen
Stap 7: De fietsgenerator installeren
Stap 8: Controleer de schroef op vrije rotatie
Het werkende deel is klaar en getest op bruikbaarheid, wat betekent dat het alleen blijft om het te schilderen en aan de mast te bevestigen:
Afbeeldingengalerij
Foto van
Stap 9: De propeller vastzetten
Stap 10: Primer Processing
Stap 11: het schilderen van de details van de windmolen
Stap 12: het werkgedeelte aan de mast bevestigen
Tekeningen en voorbeelden van messen
Het is erg moeilijk om de juiste berekening van de schroef van de windgenerator te maken zonder de belangrijkste parameters te kennen die in de formule worden weergegeven, en zonder te weten hoe deze parameters de werking van de windturbine beïnvloeden.
Het is beter om je tijd niet te verspillen als je niet in de basis van aerodynamica wilt duiken. Kant-en-klare blauwdrukken met vooraf ingestelde indicatoren helpen u bij het kiezen van het juiste blad voor een windpark.
Tekening van een blad voor een tweebladige propeller. Het is gemaakt van een rioolbuis met een diameter van 110. De diameter van de windturbineschroef in deze berekeningen is 1 m
Zo'n kleine windgenerator kan u niet van een hoog vermogen voorzien. Hoogstwaarschijnlijk kun je uit dit ontwerp nauwelijks meer dan 50 watt persen. Een tweebladige propeller van lichte en dunne PVC-buis geeft echter een hoge rotatiesnelheid en zorgt ervoor dat de windmolen zelfs bij een kleine wind blijft werken.
Tekening van een blad voor een driebladige propeller van een windgenerator uit een buis met een diameter van 160 mm. De geschatte snelheid in deze optie is 5 met een wind van 5 m / s
Een driebladige propeller van deze vorm kan worden gebruikt voor krachtigere eenheden, ongeveer 150 W bij 12 V. De diameter van de hele propeller in dit model bereikt 1,5 m. Het windwiel zal snel draaien en gemakkelijk beginnen te bewegen. Drie-vleugelige windmolens komen het meest voor in thuiscentrales.
Tekening van een zelfgemaakt blad voor een 5-bladige propeller van een windgenerator. Het is gemaakt van PVC-buis met een diameter van 160 mm. Geschatte snelheid - 4
Zo'n vijfbladige propeller kan tot 225 omwentelingen per minuut produceren bij een ontwerpwindsnelheid van 5 m / s. Om een blad te bouwen volgens de voorgestelde tekeningen, moet u de coördinaten van elk punt overbrengen van de kolommen "Patrooncoördinaten voor / achter" naar het oppervlak van de kunststof rioolbuis.
Volgens onderstaande tabel kun je met 2-16 wieken de diameter van de windmolen berekenen. In dit geval kunt u de grootte kiezen rekening houdend met het gewenste uitgangsvermogen.
De tabel laat zien dat hoe meer vleugels de windgenerator heeft, hoe kleiner hun lengte moet zijn om een stroom van hetzelfde vermogen te verkrijgen
Zoals de praktijk laat zien, is het onderhoud van een windgenerator met een diameter van meer dan 2 meter vrij moeilijk. Als u volgens de tabel een grotere windmolen nodig heeft, overweeg dan om het aantal bladen te vergroten.
De regels en principes voor het berekenen van een windgenerator worden geïntroduceerd door een artikel dat stap voor stap het proces van het maken van berekeningen schetst.
Balanceren van windturbines uitvoeren
Door de bladen van een windgenerator in evenwicht te brengen, wordt de werking zo efficiënt mogelijk gemaakt. Om in evenwicht te blijven, moet je een kamer vinden waar geen wind of tocht is. Natuurlijk zal het voor een windwiel met een diameter van meer dan 2 m moeilijk zijn om zo'n kamer te vinden.
De bladen worden geassembleerd tot een afgewerkte structuur en geïnstalleerd in werkpositie. De as moet zich strikt horizontaal en horizontaal bevinden. Het vlak waarin de schroef gaat draaien, moet strikt verticaal worden ingesteld, loodrecht op de as en het maaiveld.
De schroef die niet beweegt, moet 360 / x graden worden gedraaid, waarbij x = het aantal messen. Idealiter wijkt een gebalanceerde windmolen niet met 1 graad af, maar blijft roerloos staan. Als het mes onder zijn eigen gewicht draait, moet het enigszins worden gecorrigeerd, het gewicht aan één kant verminderen, afwijking van de as elimineren.
Het proces wordt herhaald totdat de schroef in elke positie volledig onbeweeglijk is. Het is belangrijk dat er tijdens het balanceren geen wind is. Dit kan de testresultaten verstoren.
Het is ook belangrijk om ervoor te zorgen dat alle onderdelen strikt in hetzelfde vlak draaien. Om te controleren op een afstand van 2 mm aan beide zijden van een van de messen, stel de bedieningsplaat in. Tijdens beweging mag geen enkel deel van de schroef de plaat raken.
Om een windgenerator met gefabriceerde bladen te laten werken, moet er een systeem worden samengesteld dat de ontvangen energie verzamelt, opslaat en overdraagt aan de consument. Een van de componenten van het systeem is de controller. Je leert hoe je een controller maakt voor een windturbine door het door ons aanbevolen artikel te lezen.
Het is heel goed mogelijk om met eigen handen een windmolen te bouwen van geïmproviseerde materialen. Als u met eenvoudigere modellen begint, is de eerste poging waarschijnlijk succesvol. Neem met ervaring meer complexe ideeën op om de meest efficiënte en krachtige windgenerator te krijgen.
Video # 1. Hoe maak je een windmolen van PVC-buizen:
Video # 2. DIY windgenerator:
Video # 3. Gegalvaniseerde stalen windmolen:
Als u schone en veilige windenergie wilt gebruiken voor huishoudelijke behoeften en niet van plan bent veel geld uit te geven aan de aanschaf van dure apparatuur, dan zijn zelfgemaakte messen gemaakt van gewone materialen een goed idee. Wees niet bang voor experimenten en je zult in staat zijn om bestaande modellen van propellers van een windmolen verder te verbeteren.
Wil je vertellen hoe je zelf messen hebt gemaakt voor een windmolen, die huisje van elektriciteit voorziet? Wilt u nuttige informatie delen met sitebezoekers of een vraag stellen? Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok.