Vítr má neuvěřitelné energetické schopnosti. Nevyužití jeho silného potenciálu musí být odvážně uznáno za nepřiměřený odpad. Vertikální větrný generátor můžete snadno postavit vlastními rukama a získat prakticky volnou energii pro pokrytí domácích potřeb. Je to docela reálné, souhlasíte?
Tento článek pomůže podrobně pochopit komplexní technický problém. Systematizované, dostupné informace jsou prezentovány v nejmenším detailu, který pokrývá princip fungování populárních systémů, které přeměňují energii vzdušných hmot na elektřinu.
Bezpochyby jste uneseni myšlenkou vytvořit větrný mlýn, jehož specifika je popsána v článku. Podrobně jsme zkoumali různé typy vertikálních větrných generátorů, které se dotkly jejich rozdílů, výhod a nevýhod. Textová část materiálu je dokonale doplněna fotografiemi a video pokyny.
Výhody a princip provozu větrných turbín
Moderní vertikální generátor - jedna z alternativních možností energie pro domácnost. Jednotka je schopna transformovat poryvy větru na energetický zdroj. Pro správnou funkci nepotřebuje další zařízení, která určují směr větru.
Větrný generátor s rotačním typem je velmi snadné vyrobit vlastníma rukama. Samozřejmě, že nebude schopen plně převzít dodávku energie do soukromé velké chaty, ale dokonale se vyrovná s osvětlením hospodářských budov, zahradních cest a okolí.
Zařízení vertikálního typu funguje v nízké výšce. Pro jeho údržbu není třeba různých zařízení, aby bylo zajištěno bezpečné provádění oprav a údržby ve velkých výškách.
Minimální počet pohyblivých částí činí větrnou turbínu spolehlivější a provozně stabilní. Optimální profil lopatek a původní tvar rotoru poskytují jednotce vysokou účinnost bez ohledu na směr, kterým vítr fouká v daném okamžiku.
Malé modely pro domácnost se skládají ze tří nebo lehčích lopatek, okamžitě zachytí nejslabší poryv a začnou se otáčet, jakmile síla větru překročí 1, 5 m / s. Díky této schopnosti jejich účinnost často převyšuje účinnost velkých instalací vyžadujících silnější vítr.
Generátor pracuje naprosto tiše, neinterferuje s vlastníky a sousedy, nevytváří škodlivé emise do ovzduší a spolehlivě slouží po mnoho let, pečlivě dodává energii do obytných prostor.
Vertikální větrný generátor pracuje na principu magnetické levitace. Při procesu otáčení turbíny se vytvářejí pulzní a zvedací síly, jakož i síla vlastního brzdění. První dva jsou nuceny otáčet lopatky jednotky. Tato akce aktivuje rotor a vytváří magnetické pole, které generuje elektřinu.
Větrný mlýn s vertikální osou otáčení je méně účinný než jeho horizontální protějšky. Ale to neznamená, že nároky na územní umístění a plně funguje v téměř jakékoliv vhodné místo pro majitele domů
Zařízení funguje zcela nezávisle a nevyžaduje zásah vlastníků do procesu.
Klasifikace vertikálních generátorů
Mezi vertikálními nabíjecími zařízeními existuje určitý strukturální rozdíl. To neznamená, že jednotky jsou lepší nebo horší, ale jednoduše vám umožní vybrat si nejvhodnější volbu pro provádění konkrétních úkolů v určité oblasti.
# 1: Funkce ortogonálního systému
Konstrukčně ortogonální větrný generátor se skládá z pevné osy vertikálního otáčení a několika paralelních lopatek vzdálených od středové základny po určitou vzdálenost.
Zařízení nepotřebuje další vodicí mechanismy a pracuje normálně, bez ohledu na směr větru. Svislý hlavní hřídel umožňuje umístit hnací zařízení na úrovni země, což značně zjednodušuje provoz, opravy a údržbu.
Nosné uzly ortogonálního generátoru nemají příliš dlouhou životnost. To je způsobeno vysokým dynamickým zatížením, které na nich má rotor během provozu. Aby nedocházelo k předčasnému selhání instalace, musí být všechny opěrné části pravidelně kontrolovány a včas vyměňovány za poškozené.
Nevýhodou ortogonálních zařízení je příliš masivní lopatkový systém a nízká účinnost ve srovnání s účinností modulů horizontální osy.
# 2: Generátory rotoru Daria
Větrný generátor, opatřený rotorem Darier, má svislou osu otáčení a 2-3 ploché pásy bez charakteristického aerodynamického profilu, upevněné na základně a v horní části osy otáčení.
Jednotka ve své práci se nezaměřuje na sílu nebo směr větru, má vysokou rychlost otáčení a umožňuje umístění hnacích zařízení na zemi, což usnadňuje a urychluje proces plánované údržby a možné opravy.
Dvoulistové generátorové agregáty s Darierovým rotorem jsou aktivovány pouze silným nárazem větru. S rovnoměrně běžícím proudem nemohou spustit nezávisle.
Podpůrné a rotační jednotky zařízení s rotorovým rotorem jsou citlivé na zvýšená dynamická zatížení a účinnost systému lopatek je v mnoha ohledech horší než axiální horizontální instalace.
# 3: Savonius rotorové sestavy
Vertikální větrné turbínové zařízení s rotorem Savonius má poloválcový lopatkový systém a odlišuje se od podobných instalací vysokým točivým momentem a schopností efektivně pracovat s nízkými rychlostmi větru.
Výkon nabízený na trhu vertikálních větrných turbín s rotorem Savonius nepřesahuje 5 kW. Nástroje jsou zřídka používány jako samostatná jednotka práce a nejčastěji se používají k vytvoření vyššího startovacího momentu pro rotační instalace Darya.
Ve výtisku svislého komplexu s rotorem Savonius je zvýšena spotřeba materiálu a nižší účinnost ve srovnání s větrnými generátory s horizontální osou. To je důvod, proč vydání vysoce výkonných zařízení této třídy není považováno za vhodné.
# 4: Větrný mlýn s vícelistým rotorem a vedením
Tento typ zařízení je vylepšenou verzí klasického ortogonálního větrného generátoru. Komplex rotoru zde sestává z lopatek uspořádaných ve dvou řadách.
Vnější vrstva ostří zůstává statická a funguje jako vodítko. Zachycuje proudění větru, zachycuje, komprimuje a tímto způsobem výrazně zvyšuje skutečnou rychlost větru.
Vnitřní řada lopatek je pohyblivá konstrukce, na které spadá v určitém úhlu proud vzduchu z prvního rotorového zařízení.
Účinnost větrného generátoru s vícelistovým rotorem s vodicím systémem činí toto zařízení obzvláště atraktivní pro spotřebitele. Náklady na takové vybavení jsou však poměrně vysoké a vyplatí se o něco déle než podobná zařízení s jednodušší konfigurací.
Odborníci označují tento typ zařízení za nejefektivnější ve své třídě a zdůrazňují, že specifický design umožňuje pracovat i při co nejnižší rychlosti větru.
# 5: Charakteristiky přístrojů se šroubovicovým rotorem
Další modifikací tradičního ortogonálního rotorového systému je helikoidní větrná turbína nebo generátor Gorlov. Čepele modelu jsou zkrouceny v oblouku. Tento konstrukční prvek umožňuje rychle zachytit proud vzduchu a plynule otáčet bez trhání.
Tento princip provozu výrazně snižuje dynamické zatížení základny a pohyblivých částí, čímž zvyšuje jejich životnost.
Zařízení s rotorem helikoidního typu jsou velmi spolehlivá a snadno odolávají značnému provoznímu zatížení. Během provozu však takové větrné mlýny vytvářejí výrazné zvukové efekty a vytvářejí další zvukové vlny, které jsou v oblasti krátkého vlnového pásma zvukového spektra.
Kroucené lopatky rotoru pro helikoidní větrný mlýn jsou velmi progresivní, ale složitou technologií. Kvůli tomu mají jednotky poměrně vysoké náklady a nejsou široce oblíbené u soukromých spotřebitelů.
# 6: Charakteristiky rotorů svislé osy
Hlavní rozdíl mezi vertikálním axiálním generátorem jsou vertikálně umístěné lopatky, které se podobají křídlu letadla v profilu, jehož osa je jednoznačně rovnoběžná se svislým hřídelem. Design je poněkud připomínající rotor Daria, ale ve výrobním prostředí je vyráběn mnohem rychleji a snadněji.
Generátor s vertikálním axiálním rotorem je mnohem rychlejší než podobná zařízení této třídy, zvedá provozní rychlost a začíná vyrábět požadovanou energii. Proces je doprovázen malým zvukovým efektem a neinterferuje s vlastníky instalací nebo sousedy.
Větrné turbíny s rotorem vertikálního axiálního typu se vyznačují spolehlivostí a trvanlivostí, snadno snášejí značné provozní zatížení a nestojí příliš mnoho peněz. Tyto vlastnosti je činí použitelnými nejen pro průmyslové účely, ale i pro domácí účely.
Vlastnosti výběru větrných generátorů pro soukromý dům a přehled nejlepších nabídek jsou uvedeny v tomto článku.
Ručně vyráběné větrný mlýn
Vytvoření větrného generátoru s vertikální osou rotace v domácnosti s vlastními rukama není příliš obtížné. Stačí zakoupit požadované díly, sestavit je ve správném pořadí a nainstalovat modul na zvolené místo. Jakmile je minimální vánek, produkt bude fungovat a začne dávat majitelům potřebnou energii.
Krok 1: Obstarání součástí a materiálů
Pro výrobu větrného vertikální generátor s vlastními rukama bude potřebovat takové komponenty: \ t
- rotor - pohyblivá část jednotky:
- čepele - části, které zachycují proudění větru;
- axiální stožár - pro montáž rotoru a lopatek (může být ve formě dlouhého sloupu, pyramidy nebo stativu);
- stator - navržený pro uložení cívky s pevným měděným drátem;
- akumulátor - prostorná kapacita pro akumulaci získaného zdroje;
- invertor - zařízení pro převod stejnosměrného proudu na střídavý proud;
- regulátor je zařízení, které zpomaluje generátor v době, kdy jednotka vyvíjí skutečný výkon přesahující základní parametry.
Pro výrobu čepelí vhodná lehká vysoce kvalitní plastová deska s dobrým ukazatelem elasticity. Jiné typy materiálů jsou příliš náchylné k různým poškozením a deformacím a jednoduše se nemohou vyrovnat s tak vysokým dynamickým zatížením.
Při výrobě přístroje je třeba mít na paměti, že ručně vyrobené vertikální větrné mlýny jsou vážně horší než u továrních vzorků. Abychom v budoucnu nebyli zklamaní vytvořenou strukturou, je lepší ji okamžitě z hlediska parametrů, které jsou dvakrát vyšší než požadované
Malé čepele mohou být vyrobeny ze středně hustého PVC, a pro velké, široké díly, budete potřebovat nejodolnější materiál, který vydrží silný vítr fouká rychlostí 15 m / s a delší dobu.
Krok 2: Předběžná příprava prvků
Pro vytvoření lopatek vertikálního větrného generátoru se z vysoce pevné PVC trubky vyříznou 4 identické díly. Dva půlkruhové úlomky vyříznuté z cínu a upevňující se na každé straně trubky. Poloměr otáčení čepelí v tomto případě bude 690 mm a výška každého ostří bude asi 700 mm.
K montáži rotorového systému se používají neodymové magnety (6 kusů), feritové kotouče o průměru 230 mm (2 kusy) a lepidlo. Na první disk se umístí magnety, které se mění v polaritě a pozorují mezi nimi úhel 60 ° s průměrem 165 mm. Stejným způsobem vytvoří druhý disk a pak nalepí magnety lepidlem.
Pro stator je vyrobeno 9 cívek a na každé z nich je navinuto 60 závitů měděného drátu o průměru 1 mm.
V tomto pořadí se vyskytuje následující bodec:
- spouštění 1 cívky s koncem 4;
- start 4 s koncem 7 cívky.
Druhá fáze se sbírá na stejném principu, ale začíná pracovat se 2 cívkami a třetí se 3 cívkami. Speciální tvar je vyroben z překližky, dno je lemováno řezem ze skleněného vlákna a fáze navařené z cívek jsou umístěny nahoře.
Naplňte konstrukci lepidlem a nechte ji 1-2 dny tak, aby všechny detaily uchopily a zaujaly správná místa. Poté přejděte na připojení jednotlivých částí do jednoho pracovního systému.
Krok 3: Sestavte všechny části generátoru
Pro připojení všech prvků generátoru v horním rotoru vytvořte 4 otvory pro čepy. Na držáku magnety postavit spodní rotor. Poté umístěte stator, který má v sobě předem vytvořené otvory pro připevnění k držáku.
Kolíky se přitlačí na hliníkovou desku a pak se zakryjí druhým rotorem, který se umístí pomocí magnetů dolů.
Proces montáže dílů se provádí opatrně a bez spěchu. Rotory musí být vzájemně vyrovnány tak, aby později v konstrukci nebyla vůle (+)
Šrouby s klíčem střídavě rotují, takže horní rotor je spuštěn na dno rovnoměrně a bez trhlin. Když zaujme své místo, čepy odšroubují a odstraní hliníkové desky. Nakonec se celá konstrukce upevní maticemi a zřetelně je dotáhne, ale ne příliš tvrdě, aby nedošlo k narušení nitě.
Krok 4: Konečná instalace hardwaru
Pro stožár vezměte pevnou kovovou trubku o délce 4-5 metrů a připevněte k ní již sestavený generátor vlastními rukama. Poté je na generátor připevněn rám s plastovými lopatkami a na předem připraveném místě s tříbodovým vyztuženým základem je instalována konstrukce sloupu.
Navíc je poloha systému fixována s natažením.
Při montáži větrné turbíny by měl být stožár co nejdelší. Musí vydržet rotor nad nejvyšší konstrukcí na místě. Teprve pak bude stavba schopna efektivně pracovat a produkovat potřebné množství zdrojů.
Elektrická síť do větrné turbíny je připojena v určitém pořadí. Regulátor odebírá zdroj z generátoru a převádí střídavý proud na stejnosměrný proud, který je nezbytný pro nabíjení baterie. Regulátor můžete sestavit sami pomocí zjednodušeného schématu.
Baterie akumuluje uvolněnou energii a měnič převádí stejnosměrný proud na střídavý proud, který napájí většinu domácích spotřebičů a domácích servisních systémů.
Na našich stránkách naleznete výběr článků o domácí výrobě větrných turbín různých typů.
Doporučujeme, abyste si přečetli:
- Větrný generátor vlastníma rukama z pračky: pokyny pro montáž větrného mlýna
- Větrný generátor z generátoru automobilů do-it-yourself: technologie montáže větrných turbín a analýza chyb
- Jak vyrobit větrný generátor vlastníma rukama: přístroj, princip práce + nejlepší domácí výroba
Výběr místa pro větrný generátor
Výběr správného místa pro instalaci větrného generátoru je důležitým krokem. Nejvhodnější je umístit přístroj na otevřené místo tak vysoko, jak je to jen možné, a pečlivě se ujistěte, že nespadá pod úroveň sousedních obytných a hospodářských budov. V opačném případě se budovy stanou překážkou proudění vzduchu a účinnost jednotky se výrazně sníží.
Pokud se pozemek dostane k řece nebo k jezeru, větrné mlýny jsou umístěny na břehu, kde vítr fouká nejčastěji. Perfektně se hodí pro umístění vyvýšení generátoru umístěného na území, nebo velkých prázdných prostorů, které nemají umělé nebo přirozené překážky proudění vzduchu.
Když se obytné nemovitosti (dům, chata, byt, atd.) Nachází ve městě nebo se nachází mimo město, ale v hustě zastavěných oblastech, je větrný energetický komplex umístěn na střeše.
K umístění generátoru na střechu činžovního domu berou písemný souhlas sousedů a přijímají úřední povolení od příslušných úřadů.
Instalace vertikální generátor na střeše bytového domu, je třeba mít na paměti, že jednotka je poměrně hlučný a může způsobit nepříjemnosti jak pro majitele a zbytek obyvatel. Proto je třeba umístit zařízení blíže ke středu střechy, aby majitelé bytů v horních patrech netrpěli hlasným hukotem emitovaným větrným mlýnem v procesu.
V soukromém domě, který má velký soukromý pozemek, je mnohem snazší zvolit vhodné místo. Hlavní je vzít v úvahu, že design je ve vzdálenosti 15-25 metrů od areálu. Zvukové efekty z rotujících lopatek nikoho neruší.
Vertikální údržba přístroje
Aby vertikální větrný generátor pracoval efektivně, jasně a co nejúčinněji, musí být mazány všechny pohyblivé části konstrukce. Tento postup se provádí nejméně 2krát v průběhu celého kalendářního roku.
Současně při údržbě dotáhněte uvolněné matice z provozu, upevněte elektrické spoje, zkontrolujte mechanické komponenty na přítomnost korozivních projevů, utáhněte uvolněné napínací kabely a pečlivě zkontrolujte lopatky z hlediska prasknutí nebo poškození.
V zimě je pro vertikální instalace nutná zvláštní péče. Během období mrazu jsou lopatky pokryty kůrou ledu a musí být včas čištěny tak, aby rychlost točivého momentu byla udržována na správné úrovni.
Malování dílů vyrobených podle potřeby a 1krát ročně provádí kompletní přehled o celé konstrukci pro řešení problémů. Tato péče zajišťuje správný provoz větrné farmy a prodlužuje její provozní dobu.
Posouzení proveditelnosti instalace
Před zahájením výroby větrného generátoru vertikálního typu studují povětrnostní situaci ve svém regionu a snaží se zjistit, zda bude jednotka schopna poskytnout potřebné množství zdrojů.
Odborníci doporučují zhodnotit následující parametry:
- počet větrných dnů - vezměte průměrnou hodnotu za rok, kdy poryv překročí 3 m / s;
- množství elektřiny spotřebované denně domácností;
- vhodné místo na větrném zařízení.
První indikátor je získán z dat získaných na nejbližší meteorologické stanici nebo na internetu na příslušných portálech. Kromě toho jsou kontrolovány podle tištěných geografických publikací a poskytují úplný obraz situace o větru ve svém regionu.
Statistiky se neberou na jeden rok, ale na 15-20 let, teprve pak budou průměrné údaje co nejpřesnější a ukáží, zda bude generátor schopen plně uspokojit potřebu vlastnictví elektřiny pro domácnost, nebo její síla postačuje pouze k uspokojení individuálních potřeb domácnosti.
Pokud má majitel velký pozemek na svahu, na břehu řeky nebo na volném prostranství, nebude s instalací žádný problém.
Když se dům nachází v hloubce osady a dvůr se vyznačuje kompaktními rozměry a těsně sousedí se sousedními budovami, nebude snadné instalovat vertikální model větrného mlýna. Stavba bude muset být zvýšena 3-5 m nad zemí a dodatečně posílena tak, aby nespadla na silný impuls.
Je třeba vzít v úvahu všechny tyto informace ve fázi plánování, aby bylo zřejmé, zda větrný generátor může převzít plnou dodávku energie nebo zda jeho úloha zůstává v pomocném zdroji energie. Předběžné je žádoucí provést výpočet větrného mlýna
Závěry a užitečné video na toto téma
Video č. 1 ukáže, jak vytvořit vertikální větrný generátor se systémem rotoru Darya doma. В ролике наглядно представлены особенности и любопытные нюансы процесса сборки. Есть определение максимальной мощности изготовленного агрегата:
Как работает вертикальный ветряной генератор и в каком объеме он выдает энергоресурс, покажет видео №2. В нем дан подробный обзор модуля и описание работы по корректному проведению замеров фактической мощности и прочих параметров:
В видео № 3 представлено тестирование самодельного ветряного генератора вертикального типа. На что способен прибор, изготовленный своими руками из подручных материалов:
Такой современный и практичный источник альтернативной энергии, как вертикальные ветряки несложно собрать своими руками. При надлежащем опыте хозяйственных работ можно изготовить каждую деталь, а потом соединить все компоненты в единую, целостную конструкцию.
Если усложнять задачу не хочется, вполне уместно приобрести уже готовые компоненты и в домашних условиях, без спешки и суеты, смонтировать надежный ветряной агрегат, способный обеспечить бесперебойные поставки электричества в жилое помещение.
Когда же в своих силах нет стопроцентной уверенности, лучше поручить работу профессионалам. Они сделают все очень быстро и в полном соответствии с базовыми эксплуатационными требованиями.
Имеете опыт сооружения и эксплуатации ветрогенератора? Пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями, предложите свой способ сборки агрегата. Оставлять комментарии и добавлять фотографии самоделок можно в форме, расположенной ниже.