Tee-se-itse pystysuora tuuligeneraattori: kuinka koota tuuliturbiini pystysuoralla pyörimisakselilla
Tuulella on uskomattomat energiaominaisuudet.Sen voimakkaan potentiaalin käyttämättä jättäminen on tunnustettava rohkeasti kohtuuttomaksi tuhlaukseksi. Mutta voit helposti rakentaa pystysuoran tuuligeneraattorin omin käsin ja saada käytännössä ilmaista energiaa kotitalouksien tarpeisiin. Tämä on aivan totta, etkö ole samaa mieltä?
Tämä artikkeli auttaa sinua ymmärtämään yksityiskohtaisesti monimutkaisen teknisen ongelman. Systematisoitu, helposti saatavilla oleva tieto kattaa hyvin yksityiskohtaisesti ilmamassojen energian sähköksi muuntavien suosittujen järjestelmien toimintaperiaatteen.
Epäilemättä ajatus tuulimyllyn luomisesta vie sinut mukanaan, sen kokoonpanon yksityiskohdat kuvataan artikkelissa. Tarkastelimme yksityiskohtaisesti erityyppisiä pystysuuntaisia tuuligeneraattoreita, käsitellen niiden eroja, etuja ja haittoja. Materiaalin tekstiosaa täydentävät täydellisesti valokuvat ja videoohjeet.
Artikkelin sisältö:
Tuuliturbiinien edut ja toimintaperiaate
Moderni pystysuora generaattori on yksi vaihtoehdoista vaihtoehtoinen energia kotiin. Yksikkö pystyy muuttamaan tuulenpuuskat energialähteeksi. Oikeaa toimintaa varten se ei vaadi lisälaitteita, jotka määrittävät tuulen suunnan.
Pystysuuntainen laite toimii matalalla korkeudella. Sen huolto ei vaadi erilaisia laitteita turvallisten korkeiden korjaus- ja huoltotöiden varmistamiseksi.
Pieni määrä liikkuvia osia tekee tuuliturbiinista luotettavamman ja toiminnallisesti vakaamman. Lapojen optimaalinen profiili ja roottorin alkuperäinen muoto takaavat yksikölle korkean hyötysuhteen riippumatta siitä, kummasta suunnasta tuuli kulloinkin puhaltaa.
Generaattori toimii täysin äänettömästi, ei häiritse omistajia ja naapureita, ei aiheuta haitallisia päästöjä ilmakehään ja palvelee luotettavasti useita vuosia toimittamalla huolellisesti energiaa asuintiloihin.
Pystytuuligeneraattori toimii magneettisen levitaation periaatteella. Turbiinien pyöriessä syntyy impulssi- ja nostovoimia sekä todellisia jarrutusvoimia. Kaksi ensimmäistä aiheuttavat yksikön terien pyörimisen.Tämä toiminta aktivoi roottorin ja se luo magneettikentän, joka tuottaa sähköä.
Laite toimii täysin itsenäisesti eikä vaadi omistajan puuttumista prosessiin.
Pystygeneraattoreiden luokittelu
Pystysuuntaisten tuulenkeräyslaitteiden välillä on rakenteellisia eroja. Se ei tee yksiköistä parempia tai huonompia, vaan antaa sinun yksinkertaisesti valita kätevimmän vaihtoehdon tiettyjen tehtävien suorittamiseen tietyllä alueella.
#1: Ortogonaalisten järjestelmien ominaisuudet
Rakenteellisesti ortogonaalinen tuuligeneraattori koostuu voimakkaasta pystysuuntaisesta pyörimisakselista ja useista yhdensuuntaisista siipistä, jotka sijaitsevat tietyllä etäisyydellä keskipohjasta.
Laite ei vaadi ylimääräisiä ohjausmekanismeja ja toimii normaalisti tuulen suunnasta riippumatta. Pystysuoraan sijoitettu pääakseli mahdollistaa käyttölaitteiden sijoittamisen maanpinnalle, mikä helpottaa huomattavasti käyttöä, korjausta ja huoltoa.
Ortogonaalisten laitteiden haittoja ovat liian massiivinen teräjärjestelmä ja alhainen hyötysuhde vaaka-akselisten moduulien tehokkuuteen verrattuna.
Yksinkertaisin tuuliturbiini pienitehoisille kuluttajille voidaan koota valmiista komponenteista:
#2: Generaattorit Daria-roottorilla
Darrieus-roottorilla varustetussa tuuligeneraattorissa on pystysuora pyörimisakseli ja 2-3 litteää siivekettä ilman ominaista aerodynaamista profiilia, jotka on kiinnitetty pyörimisakselin pohjaan ja yläosaan.
Yksikkö ei toimi toiminnassaan tuulen voimakkuuden tai suunnan ohjaamana, sillä on suuri pyörimisnopeus ja se mahdollistaa käyttölaitteiden sijoittamisen maahan, mikä helpottaa ja nopeuttaa määräaikaishuoltoa ja mahdollisia korjauksia.
Darrieus-roottorilla varustetun laitteen tuki- ja pyörimiskomponentit ovat alttiita kasvaville dynaamisille kuormituksille, ja siipijärjestelmän tehokkuus on monessa suhteessa huonompi kuin aksiaalisissa vaaka-asennuksissa.
#3: Yksiköt Savonius-roottorilla
Pystysuorassa Savonius-roottorilla varustetussa tuuliturbiinissa on puolisylinterimäinen siipijärjestelmä ja se eroaa vastaavista asennuksista suurella käynnistysmomentilla ja kyvyllään toimia tehokkaasti hitaalla tuulella.
Savonius-roottorilla varustettua pystysuoraa kompleksia arvostellaan lisääntyneestä materiaalinkulutuksestaan ja alhaisemmasta tehokkuudestaan verrattuna vaaka-akselisiin tuuligeneraattoreihin. Siksi tämän luokan suuritehoisten laitteiden tuotantoa pidetään sopimattomana.
Seuraava valokuvavalikoima esittelee Savoniuksen tuulimyllyn valmistusvaiheet:
Kaikki tämän Savonius-tuulimyllymallin osat paitsi 3200 rpm ja 24 V generaattori on valmistettu käsin.
#4: Tuulimylly, jossa on monisiipiinen roottori ja ohjain
Tämäntyyppinen laite on parannettu versio klassisesta ortogonaalisesta tuuligeneraattorista. Tässä roottorikompleksi koostuu kahteen riviin järjestetyistä siipistä.
Ulompi terätaso pysyy staattisena ja toimii ohjaussiivenä. Se vangitsee tuulen virtauksen, vangitsee sen, puristaa sitä ja lisää näin huomattavasti todellista tuulen nopeutta.
Siipien sisärivi on liikkuva rakenne, joka vastaanottaa ilmavirran ensimmäisestä roottoriyksiköstä tietyssä kulmassa.
Asiantuntijat kutsuvat tämän tyyppistä laitetta luokkansa tehokkaimmaksi ja korostavat, että erityinen rakenne mahdollistaa sen toiminnan myös pienimmällä mahdollisella tuulennopeuksilla.
#5: Helikoidiroottorilla varustettujen laitteiden ominaisuudet
Helikoidinen tuuliturbiini tai Gorlov-generaattori on toinen muunnelma perinteisestä ortogonaalisesta roottorijärjestelmästä. Mallin terät on kierretty kaarella. Tämä suunnitteluominaisuus mahdollistaa ilmavirran nopean talteenoton ja pyörimisen sujuvasti ilman nykimistä.
Tämä toimintaperiaate vähentää merkittävästi alustan ja liikkuvien yksiköiden dynaamista kuormitusta ja pidentää siten niiden käyttöikää.
Helikoidisen tuulimyllyn kehrätyt roottorin siivet on valmistettu erittäin edistyksellisellä, mutta monimutkaisella tekniikalla. Tästä johtuen yksiköt ovat melko kalliita eivätkä ole kovin suosittuja yksityisten kuluttajien keskuudessa.
#6: Pystyakselisten roottoreiden ominaisuudet
Suurin ero pystyakseligeneraattorin välillä on sen pystysuoraan sijoitetut siivet, joiden profiili muistuttaa lentokoneen siipeä, jonka akseli on selvästi yhdensuuntainen pystyakselin kanssa. Suunnittelu muistuttaa jonkin verran Darrieus-roottoria, mutta tuotantoolosuhteissa se valmistetaan paljon nopeammin ja helpommin.
Pystyakselisella roottorilla varustetut tuulimyllyt ovat luotettavia ja kestäviä, kestävät helposti merkittäviä käyttökuormia eivätkä maksa liikaa. Nämä ominaisuudet tekevät niistä merkityksellisiä käytettäviksi paitsi teollisiin, myös kotitalouksiin.
Omakotitalon tuuligeneraattoreiden valinnan ominaisuudet ja yleiskatsaus parhaista tarjouksista esitetään Tämä artikkeli.
Oman tuulimyllyn tekeminen
Ei ole liian vaikeaa luoda tuuligeneraattori, jossa on pystysuuntainen pyörimisakseli kotona omin käsin. Riittää, kun ostaa tarvittavat komponentit, koota ne oikeassa järjestyksessä ja asentaa moduuli valittuun paikkaan. Heti kun on pieni tuulta, tuote toimii ja alkaa tarjota omistajille tarvittavaa energiaa.
Vaihe 1: Komponenttien ja materiaalien hankinta
Pystysuuntaisen tuuligeneraattorin valmistamiseksi omin käsin tarvitset seuraavat komponentit:
- roottori – laitteen liikkuva osa:
- terät – osat, jotka tarttuvat tuulen virtaan;
- aksiaalinen masto – roottorin ja siipien kiinnittämiseen (voi olla pitkän pylvään, pyramidin tai kolmijalan muodossa);
- staattori – suunniteltu kestävän kuparilangan kelalle;
- akku – tilava kapasiteetti vastaanotetun resurssin keräämiseen;
- invertteri – laite tasavirran muuttamiseksi vaihtovirraksi;
- ohjain – laite, joka jarruttaa generaattoria sillä hetkellä, kun yksikkö kehittää todellista tehoa, joka ylittää perusindikaattorit.
Terien valmistukseen soveltuu kevyt, laadukas ja joustava levymuovi. Muuntyyppiset materiaalit ovat liian herkkiä erilaisille vaurioille ja muodonmuutoksille, eivätkä ne yksinkertaisesti kestä niin suurta dynaamista kuormitusta.
Pienet terät voidaan valmistaa keskitiheästä PVC:stä, mutta suuret, leveät osat vaativat kestävimmän materiaalin, joka kestää pitkään 15 m/s tai enemmän puhaltavia voimakkaita tuulia.
Vaihe 2: Elementtien alustava valmistelu
varten terien luominen Pystysuuntaista tuuligeneraattoria varten on leikattu 4 identtistä osaa erittäin lujasta PVC-putkesta. Kaksi puoliympyrän muotoista fragmenttia leikataan tinasta ja kiinnitetään putken kummallekin puolelle. Teräosien pyörimissäde on tässä tapauksessa 690 mm ja kunkin terän korkeus noin 700 mm.
Roottorijärjestelmän kokoamiseksi ota neodyymimagneetit (6 kpl), halkaisijaltaan 230 mm:n ferriittikiekot (2 kpl) ja liimaa. Magneetit asetetaan ensimmäiselle levylle, vuorotellen napaisuutta ja säilyttäen niiden välillä 60 asteen kulman järjestelyn halkaisijalla 165 mm. Samaa järjestelmää käyttämällä tehdään toinen levy, jonka jälkeen magneetit täytetään liimalla.
Staattoria varten valmistetaan 9 kelaa ja kuhunkin kääritään 60 kierrosta kuparilankaa, jonka halkaisija on 1 mm.
Seuraava juottaminen tapahtuu tässä järjestyksessä:
- 1 kelan alku ja 4:n loppu;
- aloita 4 lopussa 7 kelalla.
Toinen vaihe kootaan saman periaatteen mukaan, mutta työ alkaa 2 kelalla ja kolmas - 3 kelalla. Vanerilevystä valmistetaan erityinen muoto, pohja on vuorattu lasikuitupalalla ja päälle asetetaan keloista juotetut faasit.
Täytä rakenne liimalla ja anna seistä 1-2 päivää, jotta kaikki osat asettuvat oikeisiin paikkoihin. Sitten he alkavat yhdistää yksittäiset osat yhdeksi toimivaksi järjestelmäksi.
Vaihe 3: Generaattorin kaikkien osien kokoaminen
Generaattorin kaikkien elementtien kytkemiseksi ylempään roottoriin tehdään 4 reikää tapeille. Alempi roottori asetetaan telineeseen magneetit ylöspäin. Seuraavaksi asetetaan staattori, joka on aiemmin tehnyt siihen reikiä kiinnitystä varten.
Tapit painetaan alumiinilevyyn ja peitetään sitten toisella roottorilla asettamalla se magneetit alaspäin.
Nastat pyöritetään vuorotellen jakoavaimella niin, että ylempi roottori putoaa alemman päälle tasaisesti ja nykimättä. Kun se tulee oikealle paikalleen, nastat ruuvataan irti ja alumiinilevyt poistetaan. Lopussa koko rakenne kiinnitetään muttereilla ja kiristetään tiukasti, mutta ei liian tiukasti, jotta lanka ei katkea.
Vaihe 4: Laitteen lopullinen asennus
Mastoa varten ota vahva 4-5 metriä pitkä metalliputki ja ruuvaa siihen omilla käsilläsi jo koottu generaattori.Sitten muoviterien runko kiinnitetään generaattoriin ja mastorakenne asennetaan valmiiksi valmistetulle paikalle, jossa on kolmipistevahvistettu perusta.
Lisäksi järjestelmän asento kiinnitetään paarilla.
Sähköverkko liitetään tuulimyllyyn tietyssä järjestyksessä. Ohjain ottaa resurssin generaattorilta ja muuntaa vaihtovirran tasavirraksi, jota tarvitaan akun lataamiseen. Voi kokoa ohjain itse yksinkertaistetun kaavan mukaan.
Akku varastoi vapautuneen energian, ja invertteri muuntaa tasavirran vaihtovirraksi, joka saa virtaa suurimmalle osalle kodinkoneista ja kodin palvelujärjestelmistä.
Verkkosivustollamme on valikoima artikkeleita erityyppisistä kotitekoisista tuuligeneraattoreista.
Suosittelemme lukemaan:
- Tee-se-itse tuuligeneraattori pesukoneesta: ohjeet tuulimyllyn kokoamiseen
- Tee-se-itse tuuligeneraattori autogeneraattorista: tuuliturbiinien kokoonpanotekniikka ja virheanalyysi
- Kuinka tehdä tuuligeneraattori omin käsin: laite, toimintaperiaate + parhaat kotitekoiset tuotteet
Toinen mielenkiintoinen vaihtoehto pystysuoran tuulimyllyn rakentamiseen voidaan koota jätemateriaaleista, kuluttamalla enintään 250 ruplaa lisäkomponenttien ostamiseen. Tee-se-itse-harjoittelijat tarvitsevat polkupyörän pyörän, 12 pyörän pinnaa lisää, pyörän takapyörän akselin kolmella mutterilla, teräsnauhan, 11 alumiinilevyä.
Tarvitset myös 150 niittiä, 18 M4-pulttia muttereilla, 3 M6-pulttia muttereilla, 27 isompaa aluslevyä ja 24 pientä.
Seuraava galleria esittelee lyhyesti kokoonpanovaiheet:
Seuraava video-ohje esittelee kaikki vaiheet yksityiskohtaisesti:
Tuuligeneraattorin paikan valinta
Oikean paikan valinta tuuligeneraattorin asentamiselle on tärkeä askel. Laite on parasta sijoittaa korkeimpaan avoimeen kohtaan ja varmistaa huolellisesti, ettei se ole viereisten asuin- ja ulkorakennusten tason alapuolella. Muuten rakennuksista tulee este ilman virtaukselle ja yksikön hyötysuhde heikkenee huomattavasti.
Jos paikka on joen tai järven puolella, tuulimylly sijoitetaan rantaan, jossa tuulet puhaltavat erityisen usein. Kiinteistön korkeus tai suuret tyhjät tilat, joissa ei ole keinotekoisia tai luonnollisia esteitä ilmavirralle, ovat ihanteellisia generaattorin sijoittamiseen.
Kun asuinkiinteistö (talo, mökki, asunto jne.) sijaitsee kaupungin sisällä tai kaupungin ulkopuolella, mutta tiheästi rakennetuilla alueilla, katolle asennetaan tuulivoimakompleksi.
Generaattorin sijoittamiseen kerrostalon katolle hankitaan naapureiden kirjallinen lupa ja viranomaislupa.
Yksityisessä talossa, jossa on suuri puutarhatontti, sopivan sijainnin valinta on paljon helpompaa. Tärkeintä on ottaa huomioon, että rakenne sijaitsee 15-25 metrin etäisyydellä asuintiloista. Silloin pyörivien terien äänitehosteet eivät häiritse ketään.
Pystysuuntaisen laitteen huolto
Jotta pystytuuligeneraattori toimisi tehokkaasti, tarkasti ja mahdollisimman tehokkaasti, kaikki rakenteen liikkuvat osat on voideltava. Tämä toimenpide suoritetaan vähintään 2 kertaa koko kalenterivuoden aikana.
Samanaikaisesti huollon yhteydessä kiristetään käytön seurauksena löystyneet mutterit, vahvistetaan sähköliitännät, tarkistetaan mekaaniset komponentit korroosion varalta, kiristetään löystyneet kiristyskaapelit ja tarkastetaan huolellisesti terät murtumien tai vaurioiden varalta.
Osat maalataan tarpeen mukaan ja kerran vuodessa suoritetaan koko rakenteen täydellinen tarkastus vikojen havaitsemiseksi. Tällainen hoito varmistaa tuuliturbiinin oikean toiminnan ja pidentää sen käyttöikää.
Asennuksen toteutettavuuden arviointi
Ennen pystytuuligeneraattorin valmistuksen aloittamista he tutkivat alueensa säätilanteen ja yrittävät selvittää, pystyykö laite tuottamaan tarvittavan määrän resursseja.
Asiantuntijat suosittelevat seuraavien parametrien arviointia:
- tuulisten päivien määrä — otetaan keskiarvo vuodelle, jolloin puuski ylittää 3 m/s;
- sähkön määrä, kuluttaa päivässä kotitaloudessa;
- sopiva paikka omalla tuulivoimala-alueellaan.
Ensimmäinen indikaattori opitaan tiedoista, jotka on saatu lähimmältä sääasemalta tai löydetty Internetistä asianomaisista portaaleista. Lisäksi he tarkistavat painetuista maantieteellisistä julkaisuista ja luovat kokonaiskuvan alueensa tuulitilanteesta.
Tilastoja ei oteta vuodelta, vaan 15-20 vuodelta, vasta silloin keskimääräiset luvut ovat mahdollisimman oikein ja osoittavat, pystyykö generaattori täysin tyydyttämään kotitalouden sähköntarpeen vai jääkö sen teho vain riittää kattamaan yksittäisten kotitalouksien tarpeet.
Jos omistajalla on suuri tontti, joka sijaitsee rinteessä, lähellä joenrantaa tai avoimessa tilassa, asennuksessa ei ole ongelmia.
Kun talo sijaitsee asutun alueen syvyydessä ja pihalla on kompaktit mitat ja se on lähellä naapurirakennusta, pystysuoraa tuulimyllymallia ei ole helppo asentaa omin käsin. Rakenne on nostettava 3-5 m maanpinnan yläpuolelle ja vahvistettava edelleen, jotta se ei putoa voimakkaan puuskan sattuessa.
Kaikki nämä tiedot on otettava huomioon suunnitteluvaiheessa, jotta selviää, voiko tuulivoimala ottaa koko energiansaannin vai säilyykö sen rooli apuenergian lähteenä. On suositeltavaa suorittaa tuuliturbiinin laskelma.
Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta
Video nro 1 näyttää kuinka tehdä pystysuora tuuligeneraattori Daria-roottorijärjestelmällä omin käsin kotona. Video esittelee selkeästi kokoonpanoprosessin ominaisuudet ja mielenkiintoiset vivahteet. Valmistetun yksikön enimmäistehon määritelmä on:
Video nro 2 näyttää kuinka pystysuuntainen tuuligeneraattori toimii ja kuinka paljon energiaa se tuottaa. Se tarjoaa yksityiskohtaisen yleiskatsauksen moduulista ja kuvauksen työstä, jota tarvitaan todellisen tehon ja muiden parametrien oikeaan mittaamiseen:
Video nro 3 esittelee kotitekoisen pystytuuligeneraattorin testausta. Mitä omilla käsilläsi romumateriaaleista valmistettu laite pystyy:
Tällainen moderni ja käytännöllinen vaihtoehtoisen energian lähde, kuten pystytuulimyllyt, on helppo koota omin käsin. Asianmukaisella kodinhoitokokemuksella on mahdollista valmistaa jokainen osa ja sitten yhdistää kaikki komponentit yhdeksi kiinteäksi rakenteeksi.
Jos et halua monimutkaista tehtävää, on varsin tarkoituksenmukaista ostaa valmiita komponentteja ja asentaa kotona ilman kiirettä ja meteliä luotettava tuuliturbiini, joka pystyy varmistamaan keskeytymättömän sähkönsyötön asuintiloihin.
Kun et ole 100% varma kyvyistäsi, on parempi uskoa työ ammattilaisille. He tekevät kaiken erittäin nopeasti ja täysin perustoiminnallisten vaatimusten mukaisesti.
Onko sinulla kokemusta tuuligeneraattorin rakentamisesta ja käytöstä? Jaa tiedot lukijoillemme ja ehdota yksikön kokoamistapaa. Voit jättää kommentteja ja lisätä kuvia kotitekoisista tuotteista alla olevalla lomakkeella.
Jotkut kehittyneet kotitaloudet ovat jo pitkään käyttäneet tuulivoimaa tarjotakseen kotitaloudelleen tarvittavan energian. Päästäkseni eroon sähkölaskuista ja enemmänkin uteliaisuudesta, kokosin tuulimyllyn omin käsin. Tarvitsin roottorin, muovisiivet, maston (se on jalustalla), akun ja ohjaimen. Turbiinien ja siipien pyörimisen aikana syntyy kaksi voimaa: nostovoima ja sähkö. Terät pyörivät, roottori aktivoituu ja sähköä syntyy.
No, mitkä olivat tulokset? Onko siitä edes pakokaasua? Minulla itselläni on pitkään ollut halu yrittää koota tuuligeneraattori mökilleni. En tietenkään luota siihen pääasiallisena energialähteenä. Toistaiseksi pidän sitä enemmän hemmotteluna ja mielenkiintoisena kokemuksena, mutta mitä helvettiä se on? Toinen asia on, että en ole vielä edennyt paljon pidemmälle kuin idea. Kerään vähitellen osia - olen jo löytänyt normaalit terät ja tiedän mistä saan pitkän maston. Tänä kesänä en tietenkään ehdi, mutta ensi vuonna yritän olla tuulimyllyssä enemmän mukana heti keväästä lähtien.
No mitä voin sanoa? Pystytuuligeneraattorit eivät ole lupaava suunta tulevaisuudessa. Kyllä, tällainen malli on helpompi koota, mutta tällaisia tuuligeneraattoreita ei käytännössä käytetä teollisessa mittakaavassa. Miksi? Tässä on muutamia pääkohtia:
— Terien koko pintaa ei käytetä (1/3 käyttää tuuli, 1/3 antaa vastuksen, 1/3 ei käytetä);
- tarvitset pitkän akselin vääntömomentin siirtämiseen;
- Alhainen lähtöteho.
Mutta aluksi tällaiset mallit ovat varsin sopivia ainakin aloittamaan jostain.Samaan aikaan pystysuuntaisilla tuuligeneraattoreilla on etunsa:
— Ei ole tarvetta "sataa tuulta" (voimakkaat tuulet eivät ole pelottavia eikä keräilijöitä tarvita);
— hankkeen toteuttamiskustannukset;
– Huollon helppous.
Mutta tulevaisuudessa on parempi keskittyä tuuligeneraattoreiden klassiseen suunnitteluun.
Generaattorin valmistuskuvauksessa on virheellisesti ilmoitettu magneettien suhde keloihin! 9 kelaa varten tarvitset 12 paria magneetteja (24 kpl). Ehkä siksi videon tulos on valitettava.
Onko kasvimaa edes tarpeen aidata keloilla?
Mikä estää sinua asettamasta vain automaattista generaattoria takapuolellesi ja kiinnittämästä siihen teriä?