Vjetar ima nevjerojatne energetske mogućnosti. Neiskorištavanje njegovog moćnog potencijala mora se smjelo prepoznati kao nerazuman otpad. No, lako možete izgraditi vertikalni vjetroagregat vlastitim rukama i dobiti gotovo besplatnu energiju za pokrivanje domaćih potreba. Prilično je stvar, slažete li se?
Ovaj će članak pomoći u detaljnom razumijevanju složenog tehničkog problema. Sistematizirane, dostupne informacije prikazane su u najmanjoj pojedinosti koja pokriva princip rada popularnih sustava koji pretvaraju energiju zračnih masa u električnu energiju.
Bez sumnje, vi ste oduševljeni idejom stvaranja vjetrenjače, čija specifičnost je opisana u članku. Detaljno smo ispitali različite tipove vertikalnih vjetroagregata, dotakli njihove razlike, prednosti i nedostatke. Tekstualni dio materijala savršeno se nadopunjuje fotografijama i video uputama.
Prednosti i načelo rada vjetroturbina
Moderni vertikalni generator - jedna od alternativnih izvora energije za dom. Jedinica je u stanju transformirati nalete vjetra u energetski resurs. Za ispravan rad ne trebaju se dodatni uređaji koji određuju smjer vjetra.
Vrlo je lako napraviti rotacijski generator vjetra vlastitim rukama. Naravno, on neće moći u potpunosti preuzeti snabdijevanje energijom privatne velike kućice, ali savršeno će se nositi s osvjetljenjem gospodarskih zgrada, vrtnih staza i lokalnog područja.
Uređaj vertikalnog tipa funkcionira na niskoj visini. Za njegovo održavanje, nema potrebe za različitim uređajima kako bi se osiguralo sigurno provođenje popravaka i održavanja na visinama.
Minimum pokretnih dijelova čini vjetroturbinu pouzdanijom i operativno stabilnijom. Optimalni profil lopatica i izvorni oblik rotora osiguravaju jedinici visoku razinu učinkovitosti bez obzira na smjer u kojem vjetar puše u bilo kojem trenutku.
Mali kućanski modeli sastoje se od tri ili lakša noža, koji trenutno hvataju najslabiji nalet vjetra i počinju se okretati čim snaga vjetra pređe 1, 5 m / s. Zbog te sposobnosti njihova učinkovitost često prelazi učinkovitost velikih postrojenja koja zahtijevaju jači vjetar.
Generator radi apsolutno tiho, ne ometa vlasnike i susjede, ne stvara štetne emisije u atmosferu i pouzdano služi dugi niz godina, pažljivo opskrbljujući energijom stambene prostore.
Vertikalni generator vjetra radi na principu magnetske levitacije. U procesu rotacije turbine formiraju se impulsne i podizne sile, kao i sila stvarnog kočenja. Prva dva su prisiljena okretati oštrice jedinice. Ova akcija aktivira rotor i stvara magnetsko polje koje generira električnu energiju.
Vjetrenjača s vertikalnom osi rotacije je manje učinkovita od horizontalnih. Ali to ne čini tvrdnje o teritorijalnom položaju i potpuno radi u gotovo svakom prikladnom mjestu za kuće
Uređaj funkcionira potpuno neovisno i ne zahtijeva intervenciju vlasnika u procesu.
Klasifikacija vertikalnih generatora
Postoje neke strukturne razlike između vertikalnih uređaja. To ne čini jedinice boljim ili lošijim, nego vam jednostavno omogućuje da odaberete najprikladniju mogućnost za obavljanje određenih zadataka u određenom području.
# 1: Značajke ortogonalnog sustava
Strukturno ortogonalni generator vjetra sastoji se od čvrste osi vertikalne rotacije i nekoliko paralelnih lopatica udaljenih od središnjeg postolja za određenu udaljenost.
Uređaju nisu potrebni dodatni mehanizmi za vođenje i radi normalno, bez obzira na smjer vjetra. Vertikalno glavno vratilo omogućuje postavljanje pogonske opreme u razini tla, što uvelike pojednostavljuje rad, popravak i održavanje.
Nosivi čvorovi ortogonalnog generatora imaju vrlo dug radni vijek. To je zbog visokih dinamičkih opterećenja koje rotor ima na njima tijekom rada. Kako bi se osiguralo da instalacija ne prestane prerano, svi potporni dijelovi moraju se redovito pregledavati i pravovremeno zamijeniti oštećenim.
Nedostaci ortogonalnih uređaja su preveliki sustav noževa i niska učinkovitost u odnosu na učinkovitost modula horizontalne osi.
# 2: Generatori Daria Rotora
Vjetreni generator, opremljen s Darier rotorom, ima vertikalnu os rotacije i 2-3 plosnate lamele bez karakterističnog aerodinamičkog profila, učvršćene na bazi i na vrhu osi rotacije.
Jedinica u svom radu ne usredotočuje se na silu ili smjer vjetra, ima visoku brzinu vrtnje i dopušta položaj pogonskih uređaja na tlu, što olakšava i ubrzava proces planiranog održavanja i mogućega popravka.
Generatori s dvije oštrice s Darier-ovim rotorom aktiviraju se samo snažnim naletom vjetra. S ravnomjerno pokretanom strujom, ne mogu se pokrenuti samostalno.
Nosive i rotirajuće jedinice uređaja s Darier-ovim rotorom osjetljive su na povećana dinamička opterećenja, a učinkovitost sustava noževa u mnogim je aspektima niža od aksijalnih horizontalnih instalacija.
# 3: Savonijevi sklopovi rotora
Vertikalna vjetroagregata sa Savoniusovim rotorom ima polu-cilindrični sustav lopatica i razlikuje se od sličnih instalacija visokim startnim momentom i sposobnošću učinkovitog rada s niskim brzinama vjetra.
Snaga ponuđena na tržištu vertikalnih vjetroturbina s rotorom Savonius ne prelazi 5 kW. Instrumenti se rijetko koriste kao samostalna jedinica rada i najčešće se koriste za stvaranje višeg startnog zakretnog momenta za rotacijska postrojenja Darye.
U prigovoru vertikalnom kompleksu sa Savoniusovim rotorom povećana je potrošnja materijala i manja učinkovitost u usporedbi s horizontalnim vjetroagregatima. Zbog toga se puštanje opreme visoke snage ove klase ne smatra prikladnom.
# 4: Vjetrenjača s višestrukim rotorom i vodičem
Ovaj tip uređaja je poboljšana verzija klasičnog ortogonalnog vjetrogeneratora. Kompleks rotora sastoji se od lopatica raspoređenih u dva reda.
Vanjski sloj oštrice ostaje statičan i djeluje kao vodilica. Uhvaća strujanje vjetra, hvata ga, komprimira i na taj način značajno povećava stvarnu brzinu vjetra.
Unutarnji red lopatica je pokretna konstrukcija, na kojoj pod određenim kutom pada protok zraka iz prve instalacije rotora.
Učinkovitost vjetroagregata s višestrukim rotorom sa sustavom vodiča čini ovaj uređaj posebno privlačnim za potrošače. Međutim, cijena takve opreme je prilično visoka i isplati se nešto dulje od sličnih uređaja jednostavnijih konfiguracija.
Stručnjaci ovaj tip uređaja nazivaju najučinkovitijim u svojoj klasi i naglašavaju da specifičan dizajn omogućuje rad čak i na najnižim mogućim brzinama vjetra.
# 5: Karakteristike instrumenata s helikoidnim rotorom
Helicoid vjetroturbina ili generator Gorlov je još jedna modifikacija tradicionalnog ortogonalnog rotora. Lopatice modela su uvijene u luk. Ova značajka dizajna omogućuje brzo hvatanje protoka zraka i glatko okretanje bez trzanja.
Ovaj princip rada značajno smanjuje dinamičko opterećenje na bazu i pokretne dijelove, čime se povećava njihov vijek trajanja.
Uređaji s helikoidnim rotorom vrlo su pouzdani i lako podnose znatna radna opterećenja. Međutim, tijekom rada, takve vjetrenjače stvaraju naglašene zvučne efekte i proizvode dodatne zvučne valove koji se nalaze u kratkovalnom području zvučnog spektra.
Uvijene lopatice rotora za helikoidnu vjetrenjaču čine vrlo naprednu, ali složenu tehnologiju. Zbog toga jedinice imaju prilično visoke cijene i nisu široko popularne kod privatnih potrošača.
# 6: Karakteristike rotora vertikalne osi
Glavna razlika između vertikalno-aksijalnog generatora su vertikalno postavljene lopatice, koje nalikuju na zrakoplovno krilo u profilu, čija je osovina jasno paralelna s okomitom osovinom. Dizajn pomalo podsjeća na rotor Daria, ali se u proizvodnom okruženju proizvodi mnogo brže i lakše.
Generator s vertikalnim aksijalnim rotorom mnogo je brži od sličnih uređaja ove klase, podiže radnu brzinu i počinje proizvoditi potrebnu energiju. Proces je popraćen malim zvučnim efektom i ne ometa vlasnike instalacija ili susjede.
Vjetroturbine s rotorom vertikalno-aksijalnog tipa odlikuju se pouzdanošću i izdržljivošću, lako podnose znatna radna opterećenja i ne koštaju previše novca. Ove osobine čine ih relevantnim za uporabu ne samo u industrijskim nego iu domaćim namjenama.
U članku su prikazane značajke izbora vjetroagregata za privatnu kuću i pregled najboljih ponuda.
Ručno ispisana vjetrenjača
Stvaranje vjetrogeneratora s vertikalnom osi rotacije u vlastitim rukama nije previše teško. Dovoljno je kupiti potrebne dijelove, sastaviti ih u ispravnom redoslijedu i instalirati modul u odabrano mjesto. Čim postoji minimalan povjetarac, proizvod će raditi i početi davati vlasnicima potrebnu energiju.
Korak 1: Nabavka dijelova i materijala
Za proizvodnju vjetra vertikalni generator vlastitim rukama će trebati takve komponente:
- rotor - pokretni dio jedinice:
- lopatice - dijelovi koji zahvaćaju strujanje vjetra;
- aksijalni stup - za montažu rotora i lopatica (može biti u obliku dugačkog stupa, piramide ili stativa);
- stator - dizajniran za smještaj zavojnice s čvrstom bakrenom žicom;
- akumulator - kapacitet kapaciteta za akumuliranje dobivenog resursa;
- inverter - uređaj za pretvaranje istosmjerne struje u izmjeničnu struju;
- regulator je uređaj koji usporava generator u trenutku kada jedinica razvije stvarnu snagu koja prelazi osnovne parametre.
Za izradu noževa pogodna je lagana visokokvalitetna plastična folija s dobrim pokazateljem elastičnosti. Ostale vrste materijala su previše podložne raznim oštećenjima i deformacijama i jednostavno se ne mogu nositi s tako visokim dinamičkim opterećenjem.
Prilikom izrade uređaja, treba imati na umu da su ručno izrađene vertikalne vjetrenjače ozbiljno inferiorne u odnosu na tvorničke uzorke. Stoga, da ne bismo bili razočarani u stvorenoj strukturi u budućnosti, bolje je odmah to učiniti u smislu parametara koji su 2 puta veći od
Mali noževi mogu biti izrađeni od PVC-a srednje gustoće, a za velike, široke dijelove, potreban vam je najtrajniji materijal koji može izdržati jak vjetar koji duže vrijeme puše brzinom od 15 m / s i više.
Korak 2: Preliminarna priprema elemenata
Za izradu oštrica vertikalnog vjetroagregata iz visoko čvrste PVC cijevi izrezana su 4 identična dijela. Dva polukružna ulomka izrezana su iz kositra i pričvršćena na svakoj strani cijevi. Radijus rotacije dijelova oštrica u ovom slučaju će biti 690 mm, a visina svake oštrice će biti oko 700 mm.
Za montažu rotora upotrebljavaju se neodimski magneti (6 komada), feritni diskovi promjera 230 mm (2 komada) i ljepilo. Na prvom disku postavljeni su magneti, naizmjenično u polaritetu i promatrajući između njih kut od 60 stupnjeva promjera 165 mm. Na isti način napravite i drugi disk, a zatim sipajte magnete ljepilom.
Za stator je napravljeno 9 svitaka i na svakoj od njih je namotano 60 zavoja bakrene žice promjera 1 mm.
Sljedeći se pojavljuje u ovom redoslijedu:
- započeti 1 svitak s krajem 4;
- start 4 s kraja 7 zavojnice.
Druga faza se prikuplja na istom principu, ali počinje raditi s 2 zavojnice, a treći - s 3 zavojnice. Poseban oblik je napravljen od ploče šperploče, dno je obloženo rezom od stakloplastike, a faze zavarene od zavojnica su postavljene na vrhu.
Napunite konstrukciju ljepilom i ostavite je 1-2 dana kako bi svi detalji zgrabili i zauzeli prava mjesta. Zatim prijeđite na spajanje pojedinih dijelova u jedan radni sustav.
Korak 3: Sastavite sve dijelove generatora
Za spajanje svih elemenata generatora u gornji rotor napravite 4 rupe za klinove. Na držačima su magneti postavljeni donji rotor. Zatim postavite stator, prethodno napravivši rupe u njemu za pričvršćivanje na nosač.
Vijci su pritisnuti na aluminijsku ploču, a zatim prekriveni s drugim rotorom, postavljajući ga s magnetima dolje.
Postupak sastavljanja dijelova provodi se pažljivo i bez žurbe. Rotori se moraju međusobno poravnati, tako da kasnije u dizajnu nema zazora (+)
Glave s ključem naizmjenično se okreću, tako da se gornji rotor spušta do dna ravnomjerno i bez trzaja. Kada zauzme svoje mjesto, klinovi odvije i uklanjaju aluminijske ploče. Na kraju je cijela konstrukcija pričvršćena maticama i jasno ih stegnuta, ali ne preteška, kako ne bi poremetila nit.
Korak 4: Konačna instalacija hardvera
Za jarbol uzeti čvrstu metalnu cijev duljine 4-5 metara i pričvrstite na njega generator već sklopljen vlastitim rukama. Zatim je okvir s plastičnim noževima pričvršćen na generator i konstrukcija jarbola ugrađena je na prethodno pripremljenom mjestu s pojačanjem od tri točke.
Osim toga, položaj sustava je fiksiran rastezanjem.
Prilikom ugradnje instalacije vjetroturbine, jarbol treba uzeti što je duže moguće. Ona mora izdržati rotor iznad najviše strukture na mjestu. Tek tada će izgradnja moći učinkovito raditi i proizvesti potrebnu količinu resursa.
Električna mreža vjetroturbine je povezana u određenom nizu. Regulator uzima resurs iz generatora i pretvara izmjeničnu struju u istosmjernu struju, koja je potrebna za punjenje baterije. Kontroler možete sami sastaviti pomoću pojednostavljene sheme.
Baterija akumulira oslobođenu energiju, a pretvarač pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju, koja napaja većinu kućanskih aparata i kućnih sustava servisiranja.
Na našim stranicama nalazi se izbor artikala o domaćoj proizvodnji vjetroturbina različitih tipova.
Savjetujemo vam da pročitate:
- Vjetreni generator vlastitim rukama iz perilice: upute za sastavljanje vjetrenjače
- Generator vjetra iz auto generatora uradi sam: tehnologija montaže vjetroturbina i analiza pogrešaka
- Kako napraviti generator vjetra vlastitim rukama: uređaj, princip rada + najbolji domaći
Odabir mjesta za generator vjetra
Odabir pravog mjesta za ugradnju vjetroagregata važan je korak. Najbolje je postaviti uređaj na otvoren što je više moguće i paziti da ne padne ispod razine susjednih stambenih i gospodarskih zgrada. U suprotnom, zgrade će postati prepreka za protok zraka, a učinkovitost uređaja će se znatno smanjiti.
Ako parcela ide na rijeku ili jezero, vjetrenjače se nalaze na obali gdje vjetrovi najčešće puše. Savršeno prikladan za položaj nadmorskih visina generatora, koji se nalaze na teritoriju, ili velika prazna mjesta koja nemaju umjetne ili prirodne prepreke za protok zraka.
Kada je stambena nekretnina (kuća, vikendica, stan, itd.) Smještena unutar grada ili se nalazi izvan grada, ali u gusto izgrađenim područjima, kompleks vjetroenergije nalazi se na krovu.
Kako bi postavili generator na krov stambene zgrade, oni uzimaju pismeni pristanak svojih susjeda i dobivaju službenu dozvolu od nadležnih tijela.
Instaliranjem vertikalnog generatora na krovu stambene zgrade, treba imati na umu da je jedinica prilično glasna i može uzrokovati neugodnosti i vlasnicima i ostalim stanarima. Zbog toga uređaj morate postaviti bliže središtu krova, tako da vlasnici stanova na gornjim katovima ne pate od buke koju vjetrenjača emitira.
U privatnoj kući koja ima veliku privatnu okućnicu, mnogo je lakše odabrati prikladno mjesto. Glavna stvar je uzeti u obzir da je dizajn na udaljenosti od 15-25 metara od prostora. Tada zvučni efekti rotirajućih noževa neće nikoga ometati.
Vertikalno održavanje instrumenata
Kako bi vertikalni vjetroagregat radio učinkovito, jasno i što je moguće učinkovitije, svi pokretni dijelovi konstrukcije moraju biti podmazani. Taj se postupak provodi najmanje 2 puta tijekom cijele kalendarske godine.
Параллельно во время обслуживания подкручивают разболтавшиеся в результате эксплуатации гайки, укрепляют электрические соединения, проверяют механические узлы на наличие коррозийных проявлений, подтягивают ослабшие растяжечные тросы и внимательно осматривают лопасти на предмет разрыва или повреждения.
Зимой за вертикальными установками нужен особый уход. В период морозов лопасти покрываются коркой льда и ее необходимо своевременно очищать, чтобы скорость крутящего момента сохранялась на должном уровне
Покраску деталей производят по мере надобности и 1 раз в год совершают полное обследование всей конструкции на предмет выявления неисправностей. Такой уход обеспечивает корректную работу ветряной установки и продлевает ее эксплуатационный период.
Оценка целесообразности установки
Прежде чем приступать к изготовлению ветряного генератора вертикального типа, изучают метеоситуацию в своем регионе и стараются определить, сможет ли агрегат обеспечить необходимое количество ресурса.
Специалисты рекомендуют оценить следующие параметры:
- количество ветреных дней – берут среднее значение за год, когда порыв превышает 3 м/с;
- объем электроэнергии, потребляемый за сутки домовладением;
- подходящее место на собственном участке для ветряного оборудования.
Первый показатель узнают из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в интернете на соответствующих порталах. Дополнительно сверяются с печатными географическими изданиями и составляют полную картину о ситуации с ветром в своем регионе.
Статистику берут не за один год, а за 15-20 лет, только тогда средние цифры будут максимально корректными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребность домовладения в электроэнергии или его сил хватит только на питание отдельных бытовых нужд.
Если в распоряжении владельца большой участок земли, расположенный на склоне, у берега реки или на открытом пространстве, с установкой не будет проблем.
Когда же дом находится в глубине населенного пункта, а двор отличается компактными габаритами и вплотную прилегает к соседским постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию придется поднимать на 3-5 м над землей и дополнительно укреплять, чтобы при сильном порыве она не упала.
Учесть всю эту информацию нужно на этапе планирования, чтобы стало понятно, сможет ли ветряной генератор взять на себя полное энергообеспечение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. Предварительно желательно провести расчет ветряка.
Zaključci i koristan video na temu
Видео №1 продемонстрирует, как сделать своими руками в домашних условиях вертикальный генератор ветряного типа с роторной системой Дарье. 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.