Содержание

Изготовление лопастей для ветрогенератора своими руками

Использование альтернативных источников энергии – один из основных трендов нашего времени. Чистая и доступная энергия ветра может преобразовываться в электричество даже у вас дома, если построить ветряк и соединить его с генератором.

Соорудить лопасти для ветрогенератора своими руками можно из обычных материалов, не используя специального оборудования. Мы расскажем, какая форма лопастей эффективнее, и поможем подобрать подходящий чертеж для ветровой электростанции.

Содержание статьи:

Как работает простой ветрогенератор?

Ветрогенератор – прибор, позволяющий преобразовывать энергию ветра в электричество.

Принцип работы его заключается в том, что ветер вращает лопасти, приводит в движение вал, по которому вращение поступает на генератор через редуктор, увеличивающий скорость.

Работа ветряной электростанции оценивается по КИЭВ – коэффициенту использования энергии ветра. Когда ветроколесо вращается быстро, оно взаимодействует с большим количеством ветра, а значит забирает у него большее количество энергии

Подразделяют две основные разновидности ветряных генераторов:

  • ;
  • горизонтальные.

Вертикально ориентированные модели построены так, чтобы ось пропеллера была расположена перпендикулярно земле. Таким образом, любое перемещение воздушных масс, независимо от направления, приводит конструкцию в движение.

Такая универсальность является плюсом данного типа ветряков, но они проигрывают горизонтальным моделям по производительности и эффективности работы

Горизонтальный ветрогенератор напоминает флюгер. Чтобы лопасти вращались, конструкция должна быть повернута в нужную сторону, в зависимости от направления движения воздуха.

Для контроля и улавливания изменений направления ветра устанавливают специальные приборы. КПД при таком расположении винта значительно выше, чем при вертикальной ориентации. В бытовом применении рациональней использовать ветрогенераторы этого типа.

Какая форма лопасти является оптимальной?

Один из главных элементов ветрогенератора – комплект лопастей.

Существует ряд факторов, связанных с этими деталями, которые сказываются на эффективности ветряка:

  • вес;
  • размер;
  • форма;
  • материал;
  • количество.

Если вы решили сконструировать лопасти для самодельного ветряка, обязательно нужно учитывать все эти параметры. Некоторые полагают, что чем больше крыльев на винте генератора, тем больше энергии ветра можно получить. Другими словами, чем больше, тем лучше.

Однако это далеко не так. Каждая отдельная часть движется, преодолевая сопротивление воздуха. Таким образом, большое количество лопастей на винте требует большей силы ветра для совершения одного оборота.

Галерея изображений

Фото из

Лопасти ветряка в форме турбин

Вертикальное расположение лопастей

Ветряк нестандартной конфигурации

Лопасти в виде обычных лопаток

Кроме того, слишком много широких крыльев могут стать причиной образования так называемой «воздушной шапки» перед винтом, когда воздушный поток не проходит сквозь ветряк, а огибает его.

Форма имеет большое значение. От нее зависит скорость движения винта. Плохое обтекание становится причиной возникновения вихрей, которые тормозят ветроколесо

Самым эффективным является однолопастной ветрогенератор.

Но построить и сбалансировать его своими руками очень сложно. Конструкция получается ненадежная, хоть и с высоким коэффициентом полезного действия. По опыту многих пользователей и производителей ветряков, самой оптимальной моделью является трехлопастная.

Вес лопасти зависит от ее размера и материала, из которого она будет изготовлена. Размер нужно подбирать тщательно, руководствуясь формулами для расчетов. Кромки лучше обрабатывать так, чтобы с одной стороны имелось закругление, а противоположная сторона была острой

Правильно подобранная форма лопасти для ветрогенератора является фундаментом его хорошей работы.

Для домашнего изготовления подходят такие варианты:

  • парусного типа;
  • крыльчатого типа.

Лопасти парусного типа представляют собой простые широкие полосы, как на ветряной мельнице. Эта модель наиболее очевидна и проста в изготовлении. Однако ее КПД настолько мал, что эта форма практически не применяется в современных ветрогенераторах.

Коэффициент полезного действия в данном случае составляет около 10-12%.

Гораздо более эффективная форма – лопасти крыльчатого профиля. Здесь задействованы принципы аэродинамики, которые поднимают в воздух огромные самолеты. Винт такой формы легче приводится в движение и вращается быстрее. Обтекание воздухом значительно сокращает сопротивление, которое встречает на своем пути ветряк.

Правильный профиль должен напоминать крыло самолета. С одной стороны лопасть имеет утолщение, а с другой – пологий спуск. Воздушные массы обтекают деталь такой формы очень плавно

КПД этой модели достигает значения 30-35%. Хорошая новость заключается в том, что построить крыльчатую лопасть можно и своими руками с применением минимума инструментов. Все основные расчеты и чертежи можно легко адаптировать под свой ветряк и пользоваться бесплатной и чистой энергией ветра без ограничений.

Из чего делают лопасти в домашних условиях?

Материалы, которые подойдут для строительства ветрогенератора – это, прежде всего, пластик, легкие металлы, древесина и современное решение – стеклоткань.

Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы потратить на изготовление ветряка.

Галерея изображений

Фото из

Лопасти из жесткого технологичного материала

Металлическая спиралевидная турбина

Лопасти ветряка из полимерной трубы

Сборка ветряка с фанерными лопастями

Канализационные трубы из поливинилхлорида

Самый популярный и широко распространенный материал для изготовления пластиковых лопастей для ветрогенератора является обыкновенная канализационная ПВХ-труба. Для большинства домашних генераторов с диаметром винта до 2 м хватит трубы 160 мм.

К преимуществам такого метода относят:

  • невысокую цену;
  • доступность в любом регионе;
  • простоту работы;
  • большое количество схем и чертежей в интернете, большой опыт использования.

Трубы бывают разными. Это известно не только тем, кто изготавливает самодельные ветряные электростанции, но всем, кто сталкивался с монтажом канализации или водопровода. Они отличаются по толщине, составу, производителю. Труба стоит недорого, поэтому не нужно пытаться еще больше удешевить свой ветряк, экономя на ПВХ-трубах.

Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лопасти треснут при первом же испытании и вся работа будет проделана впустую

Сначала нужно определиться с лекалом. Вариантов существует много, каждая форма имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, имеет смысл сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать итоговый вариант.

Поскольку цена на трубы невысокая, а найти их можно в любом строительном магазине, этот материал отлично подойдет для первых шагов в моделировании лопастей. Если что-то пойдет не так, всегда можно купить еще одну трубу и попробовать сначала, кошелек от таких экспериментов не сильно пострадает.

Опытные пользователи энергии ветра заметили, что для изготовления лопастей для ветрогенератора лучше использовать оранжевые, а не серые трубы. Они лучше держат форму, не изгибаются после формирования крыла и дольше служат

Конструкторы-любители предпочитают ПВХ, так как во время испытаний сломанную лопасть можно заменить на новую, изготовленную за 15 минут прямо на месте при наличии подходящего лекала.

Просто и быстро, а главное – доступно.

Фото-инструкция по изготовлению лопастей ветряка из полимерных труб поможет наглядно освоить шаги и последовательность процесса:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Разметка абриса лопастей ветряка

Шаг 2: Раскрой лопастей блогаркой

Шаг 3: Разметка выступа для крепления

Шаг 4: Вырезание выступа и удаление заусенцев

Шаг 5: Подготовка металлических пластин

Шаг 6: Разрезание монтажной пластины на две части

Шаг 7: Выравнивание разрезанных пластин

Шаг 8: Зачистка орезанной стороны наждачкой

Все подготовительные шаги выполнены, теперь лопасти надо присоединить к вращающейся вслед за ветром детали:

Галерея изображений

Фото из

Приложив к выступу на лопасти обрезанную монтажную пластину, отмечаем через отверстия точки предстоящего крепления

Сверлим отверстия для установки крепежа, подложив под лопасть обрезок доски или брусок. Для этого лучше взять сверло диаметром чуть меньше, чем диаметр ножки шурупа

Оставшуюся после сверления полимерную стружку из отверстий надо аккуратно извлечь, стараясь не отрывать так, чтобы увеличился размер гнезд для крепления

На металлическом диске отмечаем центр, в который будет установлен анкерный болт, и вычерчиваем равносторонний треугольник, каждая вершина которого отметит положение монтажной пластины

Приклеим пластины к металлическому диску, расположив их в вершинах треугольника. Это нам облегчит работу во время сварки

В центре диска располагаем и привариваем гайку для введения в нее анкерного болта. Приклеенные пластины привариваем выпуклым швом

Прикручиваем вырезанные из труб лопасти к сваренной детали. Устанавливаем их так, чтобы изгиб у всех был направлен в одну сторону

На каждый шуруп с тыльной стороны накручиваем гайку. Для того чтобы крепеж не развинчивался при вращении лопастей, их желательно закрепить пайкой или сваркой

Шаг 9: Разметка точек крепления

Шаг 10: Сверление отверстий для крепления

Шаг 11: Подготовка отверстий к сборке

Шаг 12: Разметка диска для установки лопастей

Шаг 13: Приклеивание пластин перед сваркой

Шаг 14: Подготовка диска вращения к сборке

Шаг 15: Крепление пластиковых лопастей

Шаг 16: Закручивание гаек на шурупы

Алюминий – тонкий, легкий и дорогой

Алюминий – легкий и прочный металл. Его традиционно используют для изготовления лопастей для ветрогенераторов. Благодаря небольшому весу, если придать пластине нужную форму, аэродинамические свойства винта будут на высоте.

Основные нагрузки, которые испытывает ветряк во время вращения, направлены на изгиб и разрыв лопасти. Если пластик при такой работе быстро даст трещину и выйдет из строя, рассчитывать на алюминиевый винт можно гораздо дольше.

Однако если сравнивать алюминий и ПВХ-трубы, металлические пластины все равно будут тяжелее. При высокой скорости вращения велик риск повредить не саму лопасть, а винт в месте крепления

Еще один минус деталей из алюминия – сложность изготовления. Если ПВХ-труба имеет изгиб, который будет использован для придания аэродинамических свойств лопасти, то алюминий, как правило, берется в виде листа.

После вырезания детали по лекалу, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную заготовку еще нужно будет прокатать и придать ей правильный изгиб. В домашних условиях и без инструмента сделать это будет не так просто.

Вместо недешевого алюминия можно использовать обрезки кровельной жести или куски профнастила, оставшиеся после укладки:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Подготовка материала к изготовлению лопастей

Шаг 2: Загибание кромок лопастей

Шаг 3: Обработка всех лопастей ветряка

Шаг 4: Подгонка всех лопастей под равный размер

Шаг 5: Придаине формы желобов

Шаг 6: Разметка отверстий для крепления

Шаг 7: Сборка рабочей части ветряка

Шаг 8: Установка ветрогенератора на мачту

Стекловолокно или стеклоткань – для профессионалов

Если вы решили подойти к вопросу создания лопасти осознанно и готовы потратить на это много сил и нервов, подойдет стекловолокно. Если ранее вы не имели дела с ветрогенераторами, начинать знакомство с моделирования ветряка из стеклоткани – не лучшая идея. Все-таки этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лопасть из нескольких слоев стеклоткани, скрепленных эпоксидным клеем, будет прочной, легкой и надежной. При большой площади поверхности деталь получается полая и практически невесомая

Для изготовления берется стеклоткань – тонкий и прочный материал, который выпускается в рулонах. Помимо стекловолокна пригодится эпоксидный клей для закрепления слоев.

Начинают работу с создания матрицы. Это такая заготовка, которая представляет собой форму для будущей детали.

Матрица может быть изготовлена из дерева: бруса, доски или бревна. Прямо из массива вырубают объемный силуэт половины лопасти. Еще вариант – форма из пластика

Сделать заготовку самостоятельно очень сложно, нужно иметь перед глазами готовую модель лопасти из дерева или другого материала, а только потом по этой модели вырезают матрицу для детали. Таких матриц нужно как минимум 2. Зато, сделав удачную форму однажды, ее можно применять многократно и соорудить таким образом не один ветряк.

Дно формы тщательно смазывают воском. Это делается для того, чтобы готовую лопасть можно было легко извлечь впоследствии. Укладывают слой стекловолокна, промазывают его эпоксидным клеем. Процесс повторяют несколько раз, пока заготовка не достигнет нужной толщины.

Затем клей должен высохнуть. Некоторые рекомендуют поместить форму в вакуумный пакет и откачать воздух. Так клей лучше проникает во все слои стеклоткани, не оставляя непропитанных участков

Когда эпоксидный клей высохнет, половину детали аккуратно вынимают из матрицы. То же делают со второй половиной. Части склеивают между собой, чтобы получилась полая объемная деталь. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы лопасть из стекловолокна – вершина мастерства домашнего любителя ветряных электростанций.

Ее главный минус – сложность реализации задумки и большое количество брака на первых порах, пока не будет получена идеальная матрица, а алгоритм создания не будет отточен.

Дешево и сердито: деревянная деталь для ветроколеса

Деревянная лопасть – дедовский метод, который  легко осуществим, но малоэффективен при сегодняшнем уровне потребления электричества. Сделать деталь можно из цельной доски легких пород древесины, например, сосны. Важно подобрать хорошо высушенную деревянную заготовку.

Если дерево будет сырым, в процессе высыхания винт может “повести” и он деформируется. Да и вес влажного дерева существенно выше сухого

Нужно выбрать подходящую форму, но учитывать тот факт, что деревянная лопасть будет не тонкой пластиной, как алюминиевая или пластиковая, а объемной конструкцией. Поэтому придать заготовке форму мало, нужно понимать принципы аэродинамики и представлять себе очертания лопасти во всех трех измерениях.

Придавать окончательный вид дереву придется рубанком, лучше электро. Для долговечности древесину обрабатывают антисептическим защитным лаком или краской

Главный недостаток такой конструкции – большой вес винта. Чтобы сдвинуть с места эту махину, ветер должен быть достаточно сильным, что трудноосуществимо в принципе. Однако дерево – доступный материал. Доски, подходящие для создания винта ветрогенератора, можно найти прямо у себя во дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество древесины в данном случае.

КПД деревянной лопасти стремится к нулю. Как правило, время и силы, которые уходят на создание такого ветряка не стоят полученного результата, выраженного в ваттах. Однако, как учебная модель или пробный экземпляр деревянная деталь вполне имеет место быть. А еще флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на участке.

С шагами изготовления ветряка с вырезанными из фанеры лопастями ознакомит следующая подборка фотоснимков:

Галерея изображений

Фото из

С отслужившего велосипеда снимаем генератор и сверлим в нем отверстия для крепления рабочей части ветряка - фанерного диска с лопастями

На листе фанеры вычерчиваем лопасти будущего ветрогенератора. Для того чтобы сократить расход материала, лучше расположить их не так, как показано на фото, а направить основанием в противоположные стороны

Все детали рабочей части фанерного ветряка сначала вычерчиваем на бумаге, затем переносим на лист фанеры

В соответствии с разметкой выпиливаем детали сначала грубо электролобзиком, потом дорабатываем вручную по необходимости

Учитывая условия работы собираемой мини электростанции, обрабатываем ее перед сборкой. Покрываем антисептической пропиткой и антипиреном

Срезанные на один угол отрезки бруска прикручиваем к центральному диску, к которому будут крепиться все детали фанерного винта ветрогенератора

К закрепленным на диске колышкам прикручиваем фанерные лопасти и генератор от отслужившего велосипеда

После сборки рабочей части ветрогенератора проверяем, насколько свободно вращается диск с генератором. Если что-то мешает, подтачиваем, поправляем

Шаг 1: Подготовка генератора от велосипеда

Шаг 2: Нанесение шаблона для лопастей

Шаг 3: Чертежи шаблонов деталей ветряка

Шаг 4: Выпиливание компонентов рабочей части

Шаг 5: Обработка деталей антисептиком

Шаг 6: Крепление скошенных колышков

Шаг 7: Установка велосипедного генератора

Шаг 8: Проверка свободного вращения винта

Рабочая часть готова и проверена на работоспособность, значит, осталось ее только покрасить и прикрутить к мачте:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: Фиксация винта ветряка на опоре

Шаг 10: Обработка деталей грунтовкой

Шаг 11: Окрашивание деталей ветряка

Шаг 12: Крепление рабочей части на мачте

Чертежи и примеры лопастей

Сделать правильный расчет винта ветрогенератора, не зная основных параметров, которые отображаются в формуле, а так же не имея понятия, как эти параметры влияют на работу ветряка, очень сложно.

Лучше не тратить свое время, если желания вникать в основы аэродинамики нет. Готовые чертежи-схемы с заданными показателями помогут подобрать подходящую лопасть для ветряной электростанции.

Чертеж лопасти для двухлопастного винта. Изготавливается из канализационной трубы 110 диаметра. Диаметр винта ветряка в данных расчетах – 1 м

Подобный небольшой ветрогенератор не сможет обеспечить вас высокой мощностью. Скорей всего, вы вряд ли сможете выжать из этой конструкции больше 50 Вт. Однако двухлопастной винт из легкой и тонкой ПВХ-трубы даст высокую скорость вращения и обеспечит работу ветряка даже при небольшом ветре.

Чертеж лопасти для трехлопастного винта ветрогенератора из трубы 160 мм диаметра. Расчетная быстроходность в этом варианте – 5 при ветре 5 м/с

Трехлопастной винт такой формы может быть использован для более мощных агрегатов, примерно 150 Вт при 12 В. Диаметр всего винта в этой модели достигает 1,5 м. Ветроколесо будет вращаться быстро и легко запускаться в движение. Ветряк с тремя крыльями встречается в домашних электростанциях чаще всего.

Чертеж самодельной лопасти для 5-ти лопастного винта ветрогенератора. Изготавливается из трубы ПВХ диаметром 160 мм. Расчетная быстроходность – 4

Такой пятилопастной винт сможет выдавать до 225 оборотов в минуту при расчетной скорости ветра 5 м/с. Чтобы построить лопасть по предложенным чертежам, нужно перенести координаты каждой точки из колонок «Координаты лекала фронт/тыл» на поверхность пластиковой канализационной трубы.

По предложенной ниже таблице можно рассчитать диаметр ветряка с 2-16 лопастями. При этом можно подбирать размер с учетом желаемой мощности на выходе.

По таблице видно, что чем больше крыльев у ветрогенератора, тем меньше должна быть их длина для получения тока одинаковой мощности

Как показывает практика, обслуживать ветрогенератор больше 2 метров в диаметре достаточно сложно. Если в соответствии с таблицей вам необходим ветряк большего размера, подумайте над увеличением числа лопастей.

С правилами и принципами ознакомит статья, в которой пошагово изложен процесс производства вычислений.

Выполнение балансировки ветряка

Балансировка лопастей ветрогенератора поможет сделать его работу максимально эффективной. Для осуществления балансировки нужно найти помещение, где нет ветра или сквозняка. Разумеется, для ветроколеса больше 2 м в диаметре найти такое помещение будет сложно.

Лопасти собираются в готовую конструкцию и устанавливаются в рабочее положение. Ось должна располагаться строго горизонтально, по уровню. Плоскость, в которой будет вращаться винт, должна быть выставлена строго вертикально, перпендикулярно оси и уровню земли.

Винт, который не движется, нужно повернуть на 360/х градусов, где х = количество лопастей. В идеале сбалансированный ветряк не будет отклоняться ни на 1 градус, а останется неподвижным. Если лопасть повернулась под собственным весом, ее нужно немного подправить, уменьшить вес с одной стороны, устранить отклонение от оси.

Процесс повторяется до тех пор, пока винт не будет абсолютно неподвижным в любом положении. Важно, чтобы во время балансировки не было ветра. Это может исказить результаты испытаний

Также важно проконтролировать, чтобы все части вертелись строго в одной плоскости. Для проверки на расстоянии 2 мм с обеих сторон одной из лопастей устанавливают контрольные пластины. Во время движения ни одна часть винта не должна коснуться пластины.

Для эксплуатации ветрогенератора с изготовленными лопастями потребуется собрать систему, аккумулирующую полученную энергию, сохраняющую ее и передающую потребителю. Одним из компонентов системы является контроллер. О том, как сделать , узнаете, ознакомившись с рекомендованной нами статьей.

Выводы и полезное видео по теме

Построить ветряк своими руками из подручных материалов вполне возможно. Если начать с более простых моделей, то и первая попытка, вероятно, станет успешной. С опытом беритесь за более сложные задумки, чтобы получить максимально эффективный и мощный ветрогенератор.

Видео #1. Как сделать ветряк из труб ПВХ:

Видео #2. Ветрогенератор своими руками:

Видео #3. Ветряк из оцинкованной стали:

Если вы хотите использовать чистую и безопасную энергию ветра для бытовых нужд и не планируете тратить огромные деньги на покупку дорогостоящего оборудования, самодельные лопасти из обычных материалов будут подходящей идеей. Не бойтесь экспериментов, и вам удастся еще больше усовершенствовать существующие модели винтов ветряка.

Хотите рассказать, как собственноручно делали лопасти для ветряка, снабжающего электроэнергией дачу? Желаете поделиться полезной информацией с посетителями сайта или задать вопрос? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке.

расчет лопастей для вертикального ветряка, чертежи, видео по изготовлению, из чего сделать

Домашние ветряные электростанции – независимый альтернативный способ получения электроэнергии.

Установка такого оборудования позволяет существенно снизить траты на электричество при условии, что в местности присутствуют ветра хотя бы от 4 м/с.

А чем выше скорость ветра, тем большее количество энергии вырабатывается устройством.

В этой статье будет рассмотрен пошаговый план изготовления лопастей ветрогенератора своими руками.

Ветряные электростанции

Существует множество вариантов конструкции ветрогенераторов, для классификации которых есть базовые признаки:
  • расположение вращательной оси: вертикальное и горизонтальное;
  • количество лопастей: чаще от 1 до 6, но бывают варианты и с большим количеством;
  • тип вращательной лопасти: в виде крыла или паруса;
  • материал для изготовления лопасти: дерево, алюминий, ПВХ;
  • конструкция винтового колеса: с фиксированным или переменным шагом.

Продуктивность работы ветрогенератора в большей степени зависит от лопастей: от того, насколько правильно рассчитаны их размеры и количество, и удачно ли подобран материал для изготовления.

Сделать лопасти своими руками не составит труда, но перед тем, как начать работу, нужно изучить некоторые факты:

  1. Чем длиннее лопасти, тем легче они поддаются движению ветра, даже самого слабого. Однако большая длина будет замедлять скорость вращения ветряного колеса.
  2. На чуткость ветряного колеса влияет и количество лопастей: чем их больше, тем проще будет запускаться вращение. При этом показатели мощности и скорости будут снижаться, а значит, такое устройство непригодно для выработки электроэнергии, но отлично подойдет для подъемных работ.
  3. От диаметра и скорости вращения ветряного колеса зависит уровень шума, исходящего от устройства. Это нужно учитывать при установке ветрогенератора вблизи жилых домов.
  4. Большее количество энергии от ветра можно получить, установив ветряк как можно выше над уровнем земли (оптимально от 6 до 15 м). Поэтому зачастую установка происходит на крыше здания или на высокой мачте.

 

Готовые лопасти для ветрогенератора

Создание лопастей поэтапно

При самостоятельном проектировании лопастей необходимо учитывать следующее:

    1. Для начала нужно определиться с формой лопасти. Для домашнего горизонтального ветрогенератора более удачной считается форма крыла. Благодаря своему строению она имеет меньшее аэродинамическое сопротивление. Такой эффект создается за счет отличия площадей внешней и внутренней поверхностей элемента, и поэтому появляется разница давления воздуха на стороны. Форма паруса имеет большее сопротивление и поэтому менее эффективна.

 

Так выглядит сопротивление ветра с разными моделями лопастей

 

  • Дальше нужно определиться с количеством лопастей. Для местности, в которой присутствуют постоянные ветра, можно использовать быстроходные ветрогенераторы. Таким устройствам достаточно 2-3 лопастей для максимальной раскрутки двигателя.При использовании такого устройства в безветренной местности оно будет неэффективным, и будет просто простаивать в спокойную погоду. Еще одним недостатком трехлопастных ветрогенераторов является высокий уровень шума, по звуку напоминающий вертолет. Такая установка не рекомендуется вблизи густо заселенных домов.

 

 

Для наших широт, со слабыми и средними ветрами, лучше подойдут пяти- и шестилопастные ветряки, что позволит им улавливать слабый поток ветра и поддерживать стабильную работу двигателя

Это интересно: при правильных расчетах успешно вырабатывать электроэнергию может ветрогенератор как с одной, так и с двумя-тремя лопастями. А при наличии всего одной лопасти устройство будет работать при любой, даже самой незначительной скорости ветра!

 

  • Расчет мощности ветряного устройства. Невозможно рассчитать точный показатель, поскольку мощность напрямую будет зависеть от погоды и движения ветра. Но существует прямая зависимость между диаметром ветряного колеса с количеством лопастей и мощностью оборудования.

 

 

Данные приведены для средней скорости ветра 4 м/с (для увеличения нажмите на картинку)

Разобравшись с данными в таблице и поняв взаимосвязь, можно с помощью создания правильного винтового колеса влиять на мощность будущей конструкции

 

  • Выбор материала для создания лопастей. Выбор материалов для создания лопастей достаточно широк: ПВХ, стекловолокно, алюминий и др. Однако каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Остановимся на выборе материала более подробно.

 

 

Лопасти для ветрогенератора из стеклопластика

Лопасти из ПВХ-трубы

ПВХ лопасти

При подборе правильного размера и толщины труб, полученное колесо будет обладать высокой прочностью и эффективностью. Следует учитывать, что при сильных порывах ветра, пластик недостаточной толщины может не выдержать нагрузку, и разлететься на мелкие кусочки.

Для того чтобы обезопасить конструкцию, лучше уменьшить длину лопастей и увеличить их количество до 6. Для получения такого количества деталей как раз хватит одной трубы.

Для создания лопасти нужно взять трубу с минимальной толщиной стенки 4 мм и диаметром 160 мм, и нанести с помощью готового шаблона и маркера разметку будущих элементов.

Для того чтобы не допустить ошибки при самостоятельных расчетах, лучше воспользоваться готовым шаблоном, который легко можно найти в интернете. Поскольку без специальных знаний в этом деле не обойтись.

После порезки трубы полученные элементы нужно зашлифовать и скруглить по краям. Чтобы соединить лопасти, изготавливается самодельный стальной узел, с достаточной толщиной и прочностью.

Алюминиевые лопасти

Такая лопасть прочнее и тяжелей, а значит, и вся конструкция, удерживающая винт, должна быть массивней и устойчивей. К последующей балансировке колеса тоже нужно отнестись с повышенным вниманием.

Чертеж стандартного алюминиевого элемента для шестилопастного колеса

По представленному шаблону из листа алюминия вырезается 6 одинаковых элементов, к внутренней стороне которых нужно приварить втулки с резьбой для дальнейшего крепления.

К соединительному узлу нужно приварить шпильки, которые будут соединяться с подготовленными на лопастях втулками.

Для того чтобы улучшить аэродинамические свойства такой лопасти, ей нужно придать правильную форму. Для этого ее нужно прокатать в неглубокий желоб так, чтобы между осью прокрутки и продольной осью заготовки образовался угол 10 градусов.

Лопасти из стекловолокна

Преимуществом этого материала является оптимальное соотношение массы и прочности, в сумме с аэродинамическими свойствами. Но работа со стеклотканью требует особого мастерства и большого профессионализма, поэтому в домашних условиях такое изделие создать сложно.

Лопасти из стекловолокна

Это важно: для бесперебойной работы ветрогенератора и долгих лет службы, ему требуется грамотный уход. Благодаря нескольким регулярным действиям самодельное устройство может проработать от 10 до 15 лет. К таким действиям относится смазывание подвижных элементов, проверка лопастей и подшипников на предмет повреждений, профилактика коррозии всех механизмов, регулировка болтов и покраска металлических деталей.

Можно сделать вывод, что наиболее подходящий материал для самостоятельной сборки ветряного колеса – ПВХ-труба. Она сочетает в себе прочность, легкость и хорошие аэродинамические характеристики. Причем, это очень доступный материал, а с работой справится даже новичок.

Из этого видео Вы узнаете, как сделать лопасти для ветрогенератора своими руками:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Лопасти для ветрогенератора: изготовление своими руками

Грамотно рассчитанные лопасти для ветрогенератора определяют технические параметры устройства, расширяют возможности монтажа на выбранной локации, влияют на геометрические параметры. Ветровой генератор представляет собой особую категорию оборудования, используемую для выработки электричества в результате трансформации кинетической энергии ветра.

Устройство и принцип работы ветрогенератора

Такие технические решения востребованы в регионах, где преобладает ветреная погода, они функционируют, используя воздушный поток, в итоге образуется электрический ток. Устройства работают благодаря присутствию в конструкции лопастей, они вращаются и запускают генератор. Последний превращает кинетическую энергию ветра в электричество, ток подается к потребляющему его оборудованию и аккумуляторным блокам.

Ветряки промышленного производства и изготовленные дома своими руками могут быть использованы как в качестве ключевого, так и вспомогательного источника напряжения. В частности, непрерывно функционирующие генераторы обслуживают осветительную систему дома, отвечают за нагревание воды вне зависимости от основной электроцепи.

Если объект не соединен с централизованной электрической сетью, мощности ветряка может быть достаточно для поддержания отопительной системы, всех бытовых приборов, лампочек. Следует учитывать, что в зимние месяцы для обслуживания отопления производительность установки должна быть выше 10 кВт, в этом случае мощности будет хватать и для бытовой техники. Ветряные электростанции эксплуатируются в тандеме со стабилизаторами.

Виды ветрогенераторов

Они классифицируются по особенностям технического исполнения, что сказывается на функционале и возможностях.

Вертикальные

В зависимости от того, какой тип ротора и лопастей используется, вертикальные ветрогенераторы могут быть ортогональными, подвида савониуса, многолопастными (здесь присутствует направляющий механизм), дарье, геликойдными. Главным преимуществом устройств является тот факт, что их не нужно корректировать относительно ветра, они хорошо работают при любом его направлении. Поэтому они не оснащаются устройствами, улавливающими воздушные потоки.

Благодаря простоте агрегаты можно размещать на земле, по сравнению с горизонтальными вариантами, изготовить своими руками лопасти для такого ветрогенератора будет гораздо проще. Минусом является невысокая производительность вертикальных моделей, сфера применения ограничена из-за их недостаточного КПД.

Горизонтальные

Здесь варьируется количество лопастей. Самую высокую скорость проявляют однолопастные экземпляры, если сравнивать с трехлопастными, при идентичной силе ветра они крутятся примерно в 2 раза быстрее. КПД горизонтальных моделей существенно превышает производительность вертикальных.

Ветрогенераторы с горизонтальной осью

Горизонтально-осевая ориентация имеет уязвимость – ее работоспособность привязана к направлению ветра, поэтому устройство оснащается дополнительными механизмами, улавливающими движение воздушных потоков.

Варианты форм лопастей

При изготовлении лопастей для ветрогенератора нужно учитывать, что эффективность ветряка будет зависеть от следующих их характеристик:

  • веса,
  • формы,
  • количества,
  • размеров,
  • базового материала.

Данные параметры очень важны, если хочется сделать лопасти своими руками. Ошибочно полагать, что для увеличения количества перерабатываемой ветровой энергии достаточно увеличить число крыльев на винте. Здесь, напротив, наблюдается снижение эффективности механизма, так как каждый отдельный сегмент при движении вынужден преодолевать неизбежное сопротивление воздуха. Поэтому для выполнения одного оборота винтом с большим количеством лопастей необходимо увеличение силы ветра.

Нельзя забывать, что избыток широких крыльев нередко вызывает формирование перед винтом своеобразной «воздушной шапки» – это явление, когда воздушный поток огибает ветряк, хотя должен проходить сквозь него. Форма элементов обладает существенным значением, так как определяет скорость перемещения винта. Если в результате неправильного расчета лопастей ветрогенератора возникает плохое обтекание, появляются вихри, способные затормозить колесо.

Однолопастные устройства зарекомендовали себя как самые продуктивные, но их довольно сложно самостоятельно сконструировать и сбалансировать. При высоком КПД конструкция отличается крайней ненадежностью, поэтому для тех, кто собирает устройство своими руками, будет удобна трехлопастная модель.

В домашних условиях принято выполнять лопасти крыльчатого или парусного типа. Последние выглядят как простые широкие полосы по аналогии с ветряной мельницей. Они малоэффективны, КПД варьируется в пределах 10-12%.

Крыльчатые лопасти функционируют по принципам аэродинамики, благодаря которым осуществляется перемещение самолетов. Подобный винт вращается быстрее, его легче привести в движение. Благодаря обтеканию воздухом уменьшается сопротивление. С одного края изделие имеет характерное утолщение, напротив наблюдается пологий спуск. Здесь КПД составляет 30-35%.

Материалы для изготовления лопастей

Решая, как сделать лопасти для ветрогенератора, обращаются к легким металлам, стеклоткани, пластику, древесине. При выборе решения опираются, прежде всего, на то, сколько личного времени и трудозатрат готовы выделить на сборку ветряка. Общими критериями для выбора материала являются прочность, легкость обработки, доступность, малый собственный вес, возможность придания требуемой формы.

Принципы изготовления лопастей для ветрогенератора своими руками

Зачастую главной сложностью становится определение оптимальных размеров, так как от длины и формы лопастей ветрогенератора зависит его производительность.

Материалы и инструменты

В основу закладываются следующие материалы:

  • фанера либо древесина в другой форме;
  • стекловолоконные листы;
  • алюминиевый прокат;
  • ПВХ-трубы, комплектующие для пластиковых трубопроводов.
Лопасти для ветрогенератора своими руками

Выбирают один вид из того, что есть в наличии в виде остатков после ремонта, к примеру. Для их последующей обработки понадобятся маркер либо карандаш для черчения, лобзик, наждачная бумага, ножницы по металлу, ножовка.

Чертежи и расчеты

Если идет о маломощных генераторах, производительность которых не превышает отметки в 50 ватт, для них изготавливают винт по приведенной ниже таблице, именно он способен обеспечить высокие обороты.

Далее рассчитан низкооборотный трехлопастной винт, имеющий высокий стартовый показатель страгивания. Эта деталь будет полноценно обслуживать высокооборотистые генераторы, производительность которых достигает 100 ватт. Винт функционирует в тандеме с шаговыми моторами, низковольтными маломощными двигателями, автомобильными генераторами со слабыми магнитами.

С точки зрения аэродинамики чертеж винта должен выглядеть следующим образом:

Изготовление из пластиковых труб

Канализационные ПВХ-трубы считаются самым удобным материалом, при конечном диаметре винта до 2 м подойдут заготовки с диаметром до 160 мм. Материал привлекает простотой обработки, доступной стоимостью, повсеместной распространенностью и изобилием уже проработанных чертежей, схем. Важно выбрать качественный пластик, чтобы предотвратить растрескивание лопастей.

Наиболее удобна продукция, представляющая собой ровный желоб, ее нужно лишь подрезать в соответствии с чертежом. Ресурс не боится воздействия влаги и нетребователен в уходе, но может стать хрупким при минусовых температурах.

Выполнение лопастей из алюминиевых заготовок

Такие винты характеризуются долговечностью и надежностью, они устойчивы к внешним воздействиям и весьма прочны. Но нужно учитывать, что они получаются в итоге более тяжелыми, если сравнивать с пластиковыми, колесо в этом случае подвергается скрупулезной балансировке. Несмотря на то, что алюминий считается довольно податливым, работа с металлом подразумевает наличие удобных инструментов и минимальных навыков обращения с ними.

Форма подачи материала может затруднить процесс, так как распространенный листовой алюминий превращается в лопасти только после придания заготовкам характерного профиля, с этой целью предварительно нужно создать специальный шаблон. Многие начинающие конструкторы сначала изгибают металл по оправке, после чего переходят к разметке и вырезанию заготовок.

Лопасти из алюминиевых заготовок

Алюминиевые лопасти проявляют высокую устойчивость к нагрузкам, не реагируют на атмосферные явления и температурные перепады.

Винт из стекловолокна

Его предпочитают специалисты, так как материал капризен и сложен в обработке. Последовательность действий:

  • вырезают деревянный шаблон, натирают его мастикой или воском – покрытие должно отталкивать клей;
  • сначала выполняют одну половинку заготовки – шаблон намазывают слоем эпоксидки, сверху укладывают стеклоткань. Процедуру оперативно повторяют, пока первый слой не успел высохнуть. Таким образом заготовка получает требуемую толщину;
  • аналогичным способом выполняют вторую половинку;
  • когда клей застынет, обе половинки можно будет соединить эпоксидкой с тщательной шлифовкой стыков.

Торец оснащается втулкой, посредством которой изделие соединяется со ступицей.

Как сделать лопасть из древесины?

Это сложная задача ввиду специфичной формы изделия, к тому же все рабочие элементы винта в итоге должны получиться идентичными. Минусом решения также признается необходимость в последующей защите заготовки от воздействия влаги, для этого ее красят, пропитывают маслом или олифой.

Древесина не желательна в качестве материала для ветрового колеса, так как склонна к растрескиванию, короблению, гниению. Из-за того, что она быстро отдает и впитывает влагу, то есть меняет массу, произвольно корректируется баланс крыльчатки, это негативно сказывается на эффективности конструкции.

Нюансы балансировки и эксплуатации ветрогенератора

Чтобы повысить эффективность работы устройства, необходимо выполнить балансировку лопастей. Ее осуществляют в помещении, огражденном от сквозняков и ветра. Детали собирают в полноценную конструкцию и ставят в рабочем виде, следя за тем, чтобы ось была строго горизонтальной, линию проверяют по уровню. Перпендикулярно линии земли и оси выставляют плоскость вращения винта, так она получается горизонтальной.

Обездвиженный винт следует повернуть на 360°столько раз, сколько в нем предусмотрено лопастей. Правильно сбалансированное устройство в идеале останется неподвижным, здесь не приемлемы отклонения даже на градус. В тех случаях, когда лопасть поворачивается под влиянием собственного веса, ее подправляют с одной стороны, чтобы ликвидировать отклонение от оси. Процедуру повторяют до тех пор, пока конструкция не будет сохранять неподвижность во всех положениях. Чтобы результат испытаний был корректным, важно устранить фактор ветра.

Все части должны вертеться в рамках одной плоскости. Чтобы проверить это условие, с обеих сторон винта устанавливают ограничивающие контрольные пластины на отдалении в 2 мм, при вращении изделие не должно их касаться.

Эксплуатация ветрогенератора подразумевает сборку схемы, способной аккумулировать переработанную энергию для ее сохранения и дальнейшей передачи конечному потребителю.

Лопасти из ПВХ труб - расчет лопастей ветрогенератора

В мире самодельных горизонтальных винтов ПВХ трубы обрели большую популярность так-как доступны и есть в любом строительном магазине, прочные, и с ними легко работать. Можно сказать что практически все самодельные и не только ветрогенераторы с диаметром винта менее 2 м сделаны именно из ПВХ труб различного диаметра, ну а самый доступный диаметр это конечно 160-я труба, которая отлично подходит для винтов диаметром до 1,8м.

Расчеты самодельных лопастей из канализационных труб, ниже на фото показано как правильно обрабатывать кромки лопастей.

>
>

Ниже даны таблицы по которым можно рассчитать винт под свой генератор.

Метод расчета лопастей, фото и таблица взяты с замечательного форума
windpower-russia

Последняя версия таблицы расчетов лопастей из ПВХ трубы.

Скачать - Расчет параметров ветроколеса.

Все рассчитанные лопасти ниже на скриншотах имеют свой идентификатор в виде 3D1500Z5T160

где первая цифра отображает количество лопастей винта,

вторая - диаметр винта в мм,

третья - быстроходность винта ,

четвертая - диаметр трубы в мм,

D - диаметр винта

Z - быстроходность

T - диаметр трубы

Данная подборка винтов сделана для более быстрого поиска и выбора подходящего винта под свой ветрогенератор


Лопасть 2D1000Z7T110. >

Такой винт хорошо подойдет например для маломощных генераторов аксиального типа, которые собираются на маленьких магнитах типа 20*5мм, и их мощность не превышает 50 ватт. Для работы таких генераторов требуются высокие обороты, что как раз обеспечит такой винт.
Лопасть 2D1200Z8T110.
>
Немного увеличенный винт, так-же подойдет для маломощных генераторов, которым требуются большие обороты. Минус правда такой быстроходности это небольшой стартовый момент, поэтому генераторы с ощутимым залипанием не подойдут к этому винту, такие как шаговые крупные моторчики и прочее. Для аксиальных ветрогенераторов этот винт хорошо подойдет.
Лопасть 3D1200Z5T110.
>
Трех-лопастной винт имеет более низкие обороты, но более высокий стартовый момент страгивания. Этот винт подходит для высокооборотистых генераторов мощностью до 100ватт. К этому винту хорошо подойдут шаговые моторчики, аксиальные генераторы небольшой мощности, низковольтные двигатели малой мощности, авто-генераторы на слабых магнитах или перемотанные слишком толстым проводом, для зарядки с 200-300об/м.
Лопасть 3D1200Z5.5T16.
>
Быстроходный винт с увеличенной разгонной зоной для быстрого набора оборотов и момента страгивания. Высокооборотистый винт специально для генераторов, которым для начала зарядки требуются высокие обороты. Хрошо подойдет для маломощных аксиальных генераторов, автогенераторов, и других высокооборотистых генераторов не большой мощности до 100 ватт на 12 вольт и 170ватт на 24 вольт систему.
Лопасть 3D1500Z5T160.
>
>
Оптимальный винт для генератора мощностью до 150 ватт на 12 вольт систему и до 300 ватт на 24 вольта. Винт сопровождается графиком зависимости мощности от оборотов и скорости ветра. Я на своем ветрогенераторе испольную именно этот винт, он быстроходный и имеет хороший стартовый момент.
Лопасть 3D1500Z6.5T160.
>
Этот винт рассчитан на очень высокую быстроходность, чем предыдущие трех-лопастные винты. Хорошо подходит без мультипликатора к низковольтовым двигателям постоянного тока небольшой мощности, ну и конечно для аксиальных генераторов, которые для начала зарядки требуют больших оборотов.
Лопасть 6D1500Z3.5T160.
>
Шести-лопастной винт с уменьшенной разгонной зоной, зато все шесть лопастей помешаются на трубе.
Лопасть 3D1700Z4T200.
>
Винт из 200-й трубы, стартовый момент 0,226Нм при скорости ветра 4,4м/с КИЭВ 0,39 на 5м/с.
Лопасть 5D1700Z4T160.
>
стартовый момент 0,210Нм при скорости ветра 4,0м/с КИЭВ 0,41 на 5м/с
Лопасть 6D1700Z3T160.
>
стартовый момент 0,225Нм при скорости ветра 3,1м/с КИЭВ 0,39 на 5м/с
Лопасть 3D1700Z5T200.
>
>

Лопасть 3D2000Z5T200.
>

Лопасть 3D2300Z5T250.
>

Лопасть 3D3000Z5T315.
>

Лопасть 3D3200Z5T400.
>

Изготовление лопастей (винта) для небольшого ветрогенератора фото-отчёт

Решил я попробовать сделать винт для ветрогенератора из жестянки. Ранее по совету одного из форумчан я уже делал винт для ветряка из авто-генератора. Винт делал из оцинкованной жести сложенной вдвойне, диаметр был тогда 1,7м, трёх-лопастной. Широкие лопасти были согнуты примерно как 350мм труба. Работал винт замечательно и был довольно жёсткий, вес лопасти одной составлял 860грамм. Но при сильном ветре одну лопасть согнуло и побило о мачту, оставил две лопасти. Обороты набирал винт огромные, но сильная вибрация была от дисбаланса лопастей и этот винт я снял.

Еще пару недель назад я в помощь солнечным панелям поставил один из моих ветрогенераторов. Лопасти поставил на него какие нашёл, две лопасти из 160-й трубы и две из оцинкованной жести. Винт вроде работал, но хотелось сделать нормальный винт, чтобы и быстроходный и с хорошим стартовым моментом. Ниже на снимке ветряк со сборными лопастями, качество конечно отвратительное, но думаю понятно что изображено.

>

Трубы 110,160мм при быстроходности 5-6 никак не хотели показывать хороший стартовый момент в программке, а трубы диаметром больше найти проблематично. Хороший результат в программке по расчету лопастей из ПВХ труб давали трубы 250,315мм, и стартовый момент высокий, и быстроходность с КИЭВ.

Тогда решил я попробовать сделать лопасти из жести, точнее из обрезков проф-настила, которые остались после обшивки дома проф-настилом. Предварительно в программке подогнал винт из 315-й трубы для своего генератора. Винт трёх-лопастной получился диаметром 1.5м, быстроходность с высоким КИЭВ 5-7, стартовый момент при 5м/с равен 0.25Нм. Ниже скриншоты из программки по расчёту лопастей.

>

Здесь данные для вырезания винта - все размеры в миллиметрах, по которым далее я делал лопасти.

>

Из обрезков проф-настила я выбрал три подходящих небольших кусочка и обрезал болгаркой по 75см. Далее с помощью молотка начал выпрямлять профиль в подобие гладкого листа. Тыльную кромку сразу подгибал с захватом 1см.

>

Далее на заготовке наметил размеры из программки и начертил линию фронта, по которой буду вырезать лопасть. К размерам добавил 1см так-как буду подгибать для жёсткости и фронтальную часть. Ниже на фото видно линию, по которой я буду плоскогубцами подгибать жесть. Толщина жести 0.6мм, но вырезаю обычными ножницами, а не болгаркой, так ровнее и проще.

>

Процесс подгибания кромок лопасти. Подгиб делается плоскогубцами и далее простукиванием молотком

>

Процесс изготовления остальных лопастей такой-же, на одну лопасть ушло минут двадцать работы и в итоге получились вот такие пока еще плоские лопасти.

>

Так лопасти выглядят с обратной стороны.

>

Далее я продольным постукиванием молотком придал лопастям форму желобков примерно как у 315-й трубы. Чтобы примерно угадать нарисовал на полу круг диаметром 320мм и по нему ориентировался. Корневую часть лопастей я подвергнул на 3см, и сложив лопасти вместе просверлил отверстия по нулевой линии. Сверлил отверстия диаметром 6мм.

>

Вид с обратной стороны.

>

Вот так потратив примерно полтора часа я сделал лопасти для ветрогенератора. Лопасти получились конечно хлипковатые, но как показала практика такие лопасти выдерживают ветер до 15м/с. Далее я из фанеры вырезал хаб и уже собрал готовый винт.

>

>

Ниже фото этого винта уже на ветрогенераторе.

>

>

После установки на ветрогенератор новый винт сразу показал себя с хорошей стороны. На улице был ветер примерно 3-6м/с и винт хорошо крутился с заметно более высокой быстроходностью. Моментально отзывался на изменение скорости ветра и крутился не останавливаясь. До него стаял сначала сборный четырёх-лопастной винт, но он как-то не набирал высоких оборотов. Потом я снял жестяные лопасти две штуки и остались там две лопасти из 150-й трубы. Обмотки генератора я соединил треугольником и в таком виде с двухлопастным винтом ветряк работал, но винт периодически останавливался и потом трудно стартовал. Ток зарядки был нестабильный, но на порывах при сегодняшнем ветре доходил до 4А.

С новым трёх-лопастным винтом зарядка практически постоянная, 0.5-1А видно на амперметре постоянно с увеличением до 2А. Посмотрим как будет на более сильном ветре, но уже неплохо. Из-за быстроходности зарядка не прекращается и винт легко стартует что я и хотел сделать. А крепкость винта думаю достаточная, но это покажет время. Из жести винты для ветряков мне не встречались в интернете и конечно по прочности их не сравнить даже с ПВХ трубами, но это тоже выход когда проблематично достать канализационные трубы больших диаметров.

Как сделать лопасти для ветрогенератора

Лопасти для ветрогенератора своими руками, форма, размер, площадь и количество лопастей, фото, видео изготовления лопастей.

При самостоятельном изготовлении ветрогенератора, очень важно правильно подобрать форму, размер и количество лопастей, от этого зависит эффективность работы генератора.

 

Какую форму лопастей выбрать для ветрогенератора.

Для ветрогенераторов с горизонтальным размещением ротора можно использовать два типа лопастей с формой паруса и формой крыла.

Парусный тип лопастей (по форме напоминает ветряную мельницу) из-за своей прямой формы имеет большое аэродинамическое сопротивление, что делает его менее эффективным и довольно шумным в работе.

Наиболее удачной формой лопастей считается форма крыла (по форме лопасть напоминает крыло самолёта), такой тип лопасти имеет гораздо меньшее аэродинамическое сопротивление, больший КПД и издаёт меньше шума при работе.

Поэтому для ветрогенератора с горизонтальным ротором рекомендуется устанавливать лопасти в форме крыла.

Как определить количество лопастей для ветрогенератора.

Прежде всего, нужно определиться с количеством лопастей. На быстроходные, ветрогенераторы устанавливается минимальное количество лопастей 2 – 3, это позволяет максимально раскручивать ротор генератора, но устанавливать быстроходные генераторы можно только в районах с постоянными ветрами, например на берегу моря.

В условиях средней полосы страны преобладают слабые ветра, и если установить быстроходный ветряк, то он будет малоэффективным.

2 — 3 лопастный ветряк будет хорошо раскручиваться при сильном ветре, а при слабом он будет просто стоять.

На ветрогенераторы с 2 – 3 лопастями очень сильно идёт нагрузка от воздействия центробежной силы, такие ветряки способны раскручивать лопасти до скорости полёта пули, если лопасть сломается, то может отлететь и нанести травму человеку.

К тому же 3 лопастные ветряки очень сильно шумят, их не рекомендуется устанавливать возле жилых домов, при сильных порывах ветра такой ветрогенератор издаёт звук пролетающего вертолёта.

В средней полосе страны, где преобладают слабые и средние ветра практичней устанавливать низко оборотистые ветрогенераторы. Для таких генераторов оптимально использовать 5 – 6 лопастей в форме крыла. Такое количество лопастей позволяет ветряку ловить слабый поток ветра и стабильно работать на низких оборотах.

Как рассчитать размер и площадь лопастей для ветряка.

Рассчитать оптимальный размер лопастей можно по приведённой таблице.

Большинство разработчиков самодельных ветряков рекомендуют изготовлять ветряк диаметром примерно 2 метра, это оптимальный размер который позволяет самостоятельно обслуживать ветрогенератор.

Как сделать лопасти для ветрогенератора из ПВХ трубы.

Для ветрогенератора можно изготовить лопасти из пластиковой трубы. Для этого рекомендуется использовать ПВХ трубу для напорного трубопровода диаметром 160 мм, обычные трубы для безнапорной канализации использовать нельзя, при сильном ветре они сломаются.

На трубе рисуем маркером контур шаблона лопасти.

Вырезаем заготовку пилой или электро-лобзиком.

Заготовки обрабатываем шлифовальной машинкой, сглаживаем углы и края лопастей.

Лопасти из ПВХ трубы отлично подходят для небольших самодельных ветрогенераторов с диаметром ветроколеса не более 2 метров.

 

Лопасти для ветрогенератора из ПВХ трубы


Ветрогенератор (ВЭУ) – приспособление, с помощью которого можно преобразовать кинетическую энергию ветра в электричество. Подобное устройство используют в качестве альтернативного источника электроэнергии. В статье мы разберемся с конструктивными особенностями ВЭУ, а также технологией сборки лопастей ветряка из ПВХ трубы.

Что представляет собой ветрогенератор?

Ветрогенератор представляет собой турбину с закрепленным на ней ветряным колесом и флюгером. Конструкция крепится на крышах домов при помощи специальной мачты или металлического штатива. Достаточно простое устройство позволяет трансформировать естественную энергию ветра в электричество.
Чтобы сделать свою мини электростанцию с неплохим показателем КПД, нужно правильно рассчитать мощность ВЭУ. Данный параметр во многом определяется размером лопастей, от которых зависит сопротивляемость конструкции воздушным массам и, как следствие, количество вырабатываемой электроэнергии.

Как определить мощность ВЭУ?

Мощность ветряка напрямую зависит от количества лопастей в устройстве, их размеров и диаметра ветряного колеса. Данная зависимость продемонстрирована в таблице ниже, благодаря которой можно определить линейные параметры составляющих ветряка и производимой ими потребной мощности.


Оптимальным вариантом конструкции для самостоятельной сборки лопастей из ПВХ трубы станет ветряк парусного типа. Однако следует учесть, что при вращении лопастей и самого ветряного колеса не будут задействованы законы аэродинамики. Иными словами, импульсом для вращения мобильных частей устройства станет только давление воздушных масс. КПД парусного ВЭУ составит только 10-12% от ветровой энергии, которая воздействовала на конструкцию.
Более удачным вариантом ветряка с большим коэффициентом полезного действия станет ВЭУ крыльчатого типа. Лопасти устройства имеют неодинаковую площадь, за счет этого создается разница давления воздушных масс, действующих на крылья с обеих сторон. Таким образом, при вращении мобильных частей ветряка удается задействовать аэродинамическую силу. Благодаря этому КПД ветрогенератора возрастает на 30-40%.

Технологические особенности сборки ВЭУ

Из чего сделать лопасти для ветряка? Для изготовления лопастей проще всего использовать пластиковые трубы. Они достаточно просты в обработке и способны выдерживать немалые динамические нагрузки. Но для того, чтобы ветряк в процессе эксплуатации не разлетелся на куски, желательно учесть несколько важных нюансов:

  • Толщину трубы. В процессе вращения несущие детали устройства испытывают большую нагрузку из-за влияния центробежной силы. Чтобы ее уменьшить желательно взять в качестве материала канализационную или газопроводную трубу с большей толщиной стенки – не менее 4 мм;
  • Длину лопастей. Чем длиннее лопасть, тем большую нагрузку она испытывает. Чтобы продлить срок службы конструкции, не делайте крылья слишком длинными. Наиболее приемлемым вариантом станет крыло с длиной от 30 до 50 см;
  • Количество лопастей. От количества крыльев напрямую зависит сопротивляемость ветряка воздушным массам. Чтобы увеличить его КПД, число крыльев стоит увеличить. Оптимальным вариантом станет ВЭУ с 5 или 6 крыльями.

Разметка ПВХ трубы

В качестве примера рассмотрим процесс маркировки крыльев для ВЭУ из трубы с диаметром в 10 см и толщиной стенки – 5 мм.

Генератор вертикального типа

Как разметить заготовку?

1. Чтобы правильно разметить цилиндрическую поверхность, оберните трубу листом бумаги;
2. Кромка листа станет ориентиром для формирования оси на трубе;
3. Ширина листа укажет на длину окружности;
4. Теперь сложите листок пополам, чтобы отметить половину от окружности заготовки;
5. Сложите листок четыре раза, чтобы отметить на цилиндре 4 линии для предполагаемых разрезов.

Порезка ПВХ трубы

Как разрезать ПВХ трубу? Для того, чтобы порезать заготовку лучше всего использовать электролобзик с пилкой по металлу. Порезка трубы на составные части делается следующим образом:
1. Сначала размеченную заготовку разрезают на две равные части;
2. Теперь половинки трубы также нужно разрезать пополам;
3. У основания каждой из лопастей делают прямоугольные надрезы длиной не более 5-6 см;
4. Чтобы не разрушить структурную целостность материала, в углах крыльев нужно просверлить небольшие отверстия;
5. После этого заготовленные части следует разрезать по диагонали;
6. Таким образом, у вас получатся лопасти конусного типа.

Особенности сборки деталей

На завершающем этапе конструирования ветрогенератора нужно соединить крылья с ветряным колесом и турбиной.

Как это сделать?

  • Необходимо изготовить соединительный узел. Деталь представляет собой стальной диск с шестью металлическими лентами;
  • Форма узла определяется конфигурацией самого генератора, выполняющий роль преобразователя кинетической энергии ветра в электрическую;
  • Чтобы лопасти ветрогенератора не сломались и не деформировались под давлением воздушных масс, толщина стальных лент и диска должна варьироваться в пределах от 2 до 6 мм.

Балансировка колеса

После сборки ветряка необходимо осуществить балансировку ветряного колеса. Чтобы результаты были максимально достоверными, юстировать устройство стоит в закрытом помещении.

Как совершают балансировку?

1. Ветряное колесо подвешивается таким образом, чтобы его вращению ничего не препятствовало;
2. В процессе балансировки нужно следить за тем, чтобы плоскость соединительного диска была вертикальна по отношению к подвесу;
3. Теперь следует повернуть колесо на угол, который равен 360/N, где N – количество лопастей в конструкции;
4. Процедуру повторяем до полного поворота диска вокруг собственной оси;
5. Если после остановки диск приходит в движение, значит, лопасти, стремящиеся вниз, тяжелее остальных.

Выводы

Конструирование лопастей для бытового ветрогенератора – непростое, однако посильное для народных умельцев занятие. С соблюдением технологических нюансов, которые были приведены в статье, вам непременно удастся собрать ветряк с хорошим КПД.

6 лучших домашних ветряных турбин (для жилых домов)

Интерес к альтернативным источникам энергии быстро растет, поэтому мы выбрали 6 лучших домашних ветряных турбин , доступных в настоящее время на рынке. Поскольку расходы на проживание растут, все больше домовладельцев стремятся сократить расходы.

Выработка собственного электричества - простой способ сократить ваши счета за электричество вдвое . В то время как солнечная энергия, как правило, является экологически чистым вариантом, энергия ветра - отличное решение для тех, кто живет в районах с надежной скоростью ветра .

Если вы живете в сельской местности и не имеете доступа к электросети, или живете в пригороде и хотите сократить свои счета за коммунальные услуги, домашние ветряные турбины - отличное решение. Все, что требуется, - это немного ноу-хау, немного земли и аккумуляторная батарея высокого напряжения. Примерно за $ 800 вы можете купить себе домашнюю ветряную турбину среднего класса, которая удовлетворит ваши потребности.

6 лучших домашних ветряных турбин
Лучшее в целом: WINDMILL 1500 Вт ветрогенератор

  • Скорость ветра: 31 миль в час
  • Выход энергии: 1500 Вт
  • Высокие точки: Оборудован высоковольтная емкость и выход энергии.
  • Не совсем: Это одна из самых дорогих домашних ветряных турбин на рынке.

Как самая популярная домашняя ветряная турбина в нашем списке, комплект Windmill 1500 W действительно впечатляет. Обладая множеством функций и прочным, долговечным корпусом, турбина предлагает домовладельцам возможность сократить свои счета за электроэнергию и потребление невозобновляемых источников энергии.

В целом Windmill 1500W на дороже на , чем другие модели на рынке, но она на компенсирует это по стоимости. Встроенный контроллер заряда, высокая выходная мощность и относительно легкий дизайн - все это возможности экономии денег для домовладельцев, которые плохо знакомы с ветряными турбинами.

Что говорят рецензенты?

Некоторые обозреватели сталкивались с проблемами при конструкции лопастей. Тем не менее, сервисная служба производителя является звездной , и они готовы и могут заменить все дефектные блоки, не задавая вопросов.

Вдобавок покупатели сообщают, что турбина абсолютно бесшумна и не издает шума даже в ветреные дни.Это отличный аргумент для домовладельцев, которые хотят установить свои турбины в более густонаселенных районах или рядом со своим домом.

Особенности и рекомендации

Трехлопастная турбина изготовлена ​​из высококачественного стекловолокна с защитным покрытием от УФ-излучения. Он разработан для работы на полной мощности при скорости ветра 31 миль в час.

Скорость ветра при включении составляет 5,6 миль в час , что означает, что эта турбина лучше всего подходит для районов с умеренным ветром. И если турбина встречает сильные порывы ветра или скачки, система автоматического торможения может быстро исправить и предотвратить перезарядку аккумулятора.

Система 24 В имеет рекомендованную емкость батареи 200 А или выше и способна обеспечивать питание небольших автономных домашних систем. Хотя модель мощностью 1500 Вт мощностью 1500 Вт не предназначена для удовлетворения потребностей всего домашнего хозяйства, ее можно легко подключить к солнечной батарее. Это предлагает большую гибкость для домовладельцев, которые хотят полностью экологизировать и уменьшить свою зависимость от городских сетей.

Турбогенератор также оснащен встроенным контроллером заряда MPPT . Интегрированная система не требует дополнительных наворотов и полностью автономна, без батареи. В случае неисправности каких-либо деталей Windmill предлагает годовую гарантию производителя .

См. Цену на Amazon

Следующее лучшее: комплект ветрогенератора Tumo-Int 1000 Вт с контроллером усиления ветра

  • Номинальная скорость ветра: 28 миль в час
  • Выходная мощность: 1000 Вт
  • High Points: Хорошая выходная мощность и низкая скорость включения.
  • Not-So: Довольно большой и тяжелый, не идеальный для установки на крыше или дома на колесах.

Длинная и тонкая ветряная турбина Tumo-Int на первый взгляд кажется небольшой промышленной ветряной турбиной. Его белая 3-лопастная турбина оснащена генератором мощностью 1000 Вт , который может заряжать аккумуляторную батарею 48 В , что является впечатляющим достижением для ветряной турбины в жилых помещениях.

Цена приемлемая для такой турбины, хотя вы можете найти более высокую мощность по более низкой цене у других марок.И хотя весь блок работает с внушительными 77 фунтами ., турбина , по сути, бесшумна, и не производит шума.

Что говорят рецензенты?

В целом, рецензенты остались довольны ветряком Tumo-Int. Его возможности превосходят другие модели на рынке, он надежен и эффективен. Один опытный покупатель использовал их для замены своих старых стандартных ветряных турбин Southwest в Скалистых горах.

Тем не менее, будущие покупатели должны с осторожностью относиться к установке .Это непростой процесс, если вы не являетесь опытным домашним мастером, и контроллер трудно сбросить до ваших предпочтительных настроек. Хотя поначалу это может оттолкнуть, компания предоставляет англоязычный персонал по обслуживанию клиентов, который поможет с любыми проблемами, которые могут возникнуть.

Особенности и соображения

Начальная скорость ветра составляет всего 5,6 миль в час , что означает, что он отлично подходит для климата со слабым ветром. Он может выдержать до 90 миль в час , поэтому не следует размещать его в местах, подверженных ураганам, торнадо или сильным штормам.В идеале подходящая среда - это территория с годовой скоростью ветра менее 8 миль в час.

При максимальной эффективности турбина Tumo-Int может генерировать 1050 Вт мощности, что на 50 Вт больше номинальной мощности. В комплект также входит контроллер MPPT и дамп нагрузки, который определяет и регулирует напряжение в реальном времени. В запатентованном генераторе используется термостойкая тефлоновая проволока, а корпус колеса устойчив к коррозии для максимальной защиты.

Узнать цену на Amazon

Лучший бюджетный выбор: Happybuy Wind Turbine 600W White Lantern

  • Рейтинг скорости ветра: 27 миль в час
  • Энергопотребление: 600 Вт
  • Высшие точки: Вертикальный фонарь дизайн отлично подходит для городских территорий.
  • Не-то: Его генератор производит лишь небольшое количество энергии.

Happybuy Wind Turbine 600W - одна из самых уникальных домашних ветряных турбин, представленных на рынке. Эта турбина с изогнутыми вертикальными лопастями, имитирующими форму фонаря , предназначена для выработки энергии без необходимости в большом количестве воздушного пространства.

Футуристический вид сочетается со скромной производительностью энергии, а сам бренд предлагает ряд вариантов мощности, от 100 Вт до 600 Вт .Хотя это и близко не соответствует потребностям среднего домохозяйства, компактная конструкция ножей позволяет размещать несколько устройств на одном заднем дворе, удваивая или утраивая потенциал мощности.

Что говорят рецензенты?

Достаточное количество рецензентов прокомментировали неожиданный размер устройства, так как он на намного больше, чем , указанное в списке продуктов. Это может вызвать беспокойство у тех, кто ищет незаметную и небольшую ветряную турбину, которую можно спрятать подальше от глаз.

Тем не менее, установка проста и проста в использовании, , поэтому начинающие покупатели остались довольны процессом по сравнению с другими более сложными моделями. Большинство из них соединили свои турбины с наборами солнечных батарей для максимальной выработки электроэнергии и использовали турбину для небольших устройств, таких как фонтаны на открытом воздухе и инверторы для жилых автофургонов.

Особенности и соображения

Одной из самых популярных особенностей ветряной турбины Happybuy является то, что она может работать в районах со слабым ветром. При начальной скорости ветра 4,5 миль в час турбина может быстро начать выработку электроэнергии. Однако это только начальная скорость ветра, поэтому генератор не сможет производить указанную мощность, пока не достигнет номинальной скорости ветра 27 миль в час.

Фонарь уникальной конструкции позволяет размещать его в тесноте. Имея вдвое меньший средний радиус ротора стандартной домашней ветряной турбины, Happybuy Wind Turbine легкий, компактный и простой в установке на небольших задних дворах или на крыше.Турбина также может собирать энергию из турбулентного воздушного потока вокруг зданий и сооружений, что делает ее идеально подходящей для городских условий.

Турбина предлагается в двух холодных цветах, включая белый и красный. Каждая модель оснащена 5 лезвиями из углеродного волокна, которые обладают антикоррозийной и УФ-защитой . Встроенный контроллер отслеживания максимальной мощности регулирует ток и напряжение генератора 24 В, а система автоматического торможения защищает турбину от внезапных порывов ветра.

См. Цену на Amazon

Лучший вариант среднего уровня: Windmax HY400 500 Вт ветрогенератор для дома

  • Номинальная скорость ветра: 27 миль в час
  • Выходная энергия: 500 Вт
  • Высокие точки : Обновленная 5-лопастная модель хорошо работает в условиях слабого ветра.
  • Not-So: Низкая мощность и напряжение означает, что он подходит только для питания устройств малой емкости.

Хотя ветряная турбина Windmax HY400 оснащена только генератором 500 Вт, она по-прежнему работает как шарм.В общем, Windmax - отличная покупка для начинающих покупателей, которые ищут надежную и эффективную модель среднего класса.

С черными лопастями и белым ротором турбина не самая стильная на рынке. Тем не менее, его обновленная модель с 5 лопастями по сравнению с предыдущей моделью Windmax с 3 лопастями по-прежнему может помочь сократить ваши счета за электроэнергию в безветренные дни. Это бесшумный, надежный и позиционируется как , не требующий обслуживания . Для большинства это проверяет все возможности домашней ветряной турбины с низким уровнем шума.

Что говорят рецензенты?

От островитян до жителей Северного Техаса рецензенты сообщают об успехе своей турбины Windmax HY400. Турбина надежна, но не вырабатывает много энергии, если не будет ветра более 30 миль в час . Однако рецензенты сообщают, что лопасти все равно будут вращаться в условиях слабого ветра.

Несколько покупателей использовали свои турбины, чтобы дополнить производство зеленой энергии в ночное время, когда солнечные батареи не работают. Это позволяет на больше альтернативной энергии для домовладельцев, не подключенных к электросети.

Особенности и соображения

Windmax HY400 может похвастаться первоклассной совместимостью с солнечными панелями . В сочетании с солнечной батареей ветряная турбина может работать на 650Вт . Однако при использовании только ветра номинальная мощность составляет всего 400 , при максимальной мощности 500 в ветреные дни.

Лопасти из нейлона и армированного стекловолокна управляются с помощью аэродинамического ограничения скорости лопастей и электромагнитного контроля превышения скорости.Эти дополнительные меры защиты обеспечивают безопасную и эффективную работу даже в условиях сильного ветра со скоростью более 60 миль в час.

В дополнение к комплекту вам необходимо приобрести опору для установки турбины и аккумуляторную батарею для сбора собранной энергии. Турбина оснащена контроллером и проводом, длина которого составляет около 20-30 футов, , поэтому в целях безопасности монтажный столб не должен быть выше 25 футов.

См. Цену на Amazon

Best Home Wind Turbine for Влажные зоны: Морской ветроэнергетический генератор мощностью 2000 Вт

  • Скорость ветра: 28 миль в час
  • Выходная энергия: 2000 Вт
  • Высшие точки: Может использоваться на суше или в воде.
  • Не так: Очень дорого и требует больших вложений для большинства домовладельцев.

Эта современная ветряная турбина выглядит гладкой и эффективной . Морская ветряная турбина с 3 лопастями из углеродного волокна способна собирать достаточно энергии для питания небольших устройств и бытовой техники без звука.

Турбина оснащена всем стандартным оборудованием, а также некоторыми дополнительными функциями, такими как защита от превышения скорости . Домовладельцы могут свободно размещать свои турбины, где им заблагорассудится, даже в открытых водоемах , не беспокоясь.Ограниченная гарантия сроком на один год также предлагает чувство комфорта для начинающих покупателей, которые могут опасаться высокой цены.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты в целом впечатлены конструкцией морской ветряной турбины. Благодаря легкому и небольшому корпусу турбина остается прочной и прочной. Это пригодится тем, кто живет в районах, подверженных неблагоприятным погодным условиям, например, ураганам.

С другой стороны, рецензенты также хвалят производительность турбины.Хотя это не промышленная ветряная электростанция, турбина выполняет свою работу и работает хорошо. Это , необходимый для тех, кто в отключенных от сети условиях полагается исключительно на энергию ветра.

Особенности и соображения

Ключевым аргументом в пользу этой домашней ветряной турбины является то, что ее можно установить на суше или в водоеме , таком как озеро, пруд или пляж. В отличие от других моделей, турбина с защитным покрытием для морских судов способна выдерживать суровые погодные условия и водяные брызги.Если вы живете в прибрежной зоне или имеете домик у озера, то эта турбина идеальна.

Морская ветряная турбина также может производить до 2000 Вт при скорости ветра 28 миль в час . Скорость включения ветра составляет 7 миль в час, что является довольно высоким показателем для отрасли. В конечном счете, турбина не подходит для использования в не ветреных районах и должна использоваться только домовладельцами, которые живут в районах с высокой скоростью ветра.

Корпус изготовлен из прочного литого алюминия и может выдерживать ветер со скоростью до 110 миль в час , что делает его надежно защищенным от атмосферных воздействий.В комплект не входит необходимая металлическая опора для установки, которая является стандартной, поэтому также следует приобрести 1,5-дюймовую стальную трубу. В целом установка довольно проста, так как для сборки требуется всего 5 деталей.

Турбина оснащена 3-фазным синхронным генератором , который может использоваться для зарядки аккумулятора 12 В . Этой мощности достаточно для работы небольших устройств, таких как ноутбуки, инструменты, фонари или телефоны. Если вы хотите обеспечить электроэнергией все домашнее хозяйство, следует использовать как минимум 3 турбины.Их можно связать вместе, как солнечные батареи, при условии, что они расположены на расстоянии примерно 58 футов друг от друга.

См. Цену на Amazon

Лучшая домашняя ветряная турбина для высоких скоростей ветра: 2000 Вт, 11 лопастей, ветряная турбина General Freedom II, штат Миссури,

  • Номинальная скорость ветра: 15 миль в час
  • Выходная энергия: 2000 Вт
  • Высокие показатели: Выдерживает скорость ветра до 125 миль в час.
  • Не так: Не имеет хороших отзывов пользователей.

Обладая звездообразным дизайном, сверхсовременный и изящный Missouri General Freedom II является одним из самых привлекательных домашних ветряков на рынке. Турбина бывает черного или белого цвета и предлагает колоссальную выходную мощность 2000 Вт. При скромной цене турбина большой мощности на дешевле, чем другие модели в том же диапазоне мощности.

Missouri Wind and Solar известна в энергетической отрасли по количеству меди, используемой в ее установках.Их ротор Freedom PMG содержит , вдвое больше меди , чем PMA типа Delco, что означает, что он может заряжать аккумуляторную батарею быстрее, чем другие генераторы. Более того, компания предлагает 3-летнюю ограниченную гарантию и пожизненную гарантию, что их турбина не сломается при нормальном использовании.

Что говорят рецензенты?

В то время как спецификации, перечисленные в описании продукта, характеризуются высоким качеством деталей и максимальной мощностью, обзоры говорят о другом. Судя по опыту покупателей, Missouri General Freedom II не производит такой мощности, как рекламируемый .Один такой покупатель заявил, что они не собирали много энергии, даже когда в их районе прошел сильный шторм.

С другой стороны, один рецензент утверждает, что задний подшипник на его агрегате вышел из строя через три месяца после покупки. Подшипник был неисправен, и его пришлось заменить самостоятельно. Это стоило времени и денег рецензенту. Исходя из этих отрицательных отзывов, эта ветряная турбина находится ниже в нашем списке , чем другие бренды, у которых может быть не так много разрекламированных наворотов.

Особенности и рекомендации

В комплект входит 11 лопастей из оцинкованного углеродного волокна , которые способны выдерживать невероятную скорость ветра и ненастную погоду без ржавчины и повреждений. Это отлично подходит для тех, кто живет в районах, подверженных прибрежной влажности или сильным штормам, которые часто дуют.

Скорость ветра при включении 6 миль в час не самая высокая и не самая низкая на рынке. И хотя турбина может эффективно работать в широком диапазоне ветровых условий, она лучше всего подходит для средней скорости 15 миль в час.Эта относительно низкая скорость ветра частично объясняется большим количеством лопастей.

В турбине используется система натяжения проволоки , а не контактные кольца , которые могут сломаться или выйти из строя. Freedom II PMG также сконструирован с 28 магнитами и более надежен, чем роторы со щетками. Таким образом, хотя цена выше, чем у дешевых моделей ветряных турбин, ваши деньги хорошо вложены, поскольку Missouri General Freedom II надежен и долговечен.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к началу

Полное руководство для покупателя домашних ветряных турбин

Выбор подходящей ветряной турбины для вашего дома

Домашняя ветряная турбина, безусловно, является инвестицией.Модели высшего уровня могут легко стоить вам 1000 долларов или более , поэтому важно сначала учесть несколько ключевых факторов, прежде чем делать свой выбор.

Планируете ли вы использовать ветряную турбину для освещения амбаров или подземного бункера, существуют разные модели, которые удовлетворят ваши потребности. От дешевых устройств малой мощности до комплектов морского класса - каждый найдет что-то для себя.

Насколько ветрено в вашем районе?

Это самое важное соображение, которое вы должны учитывать при выборе турбины для своего дома.Если вы получаете очень низких скоростей ветра , живете в густонаселенном районе или часто испытываете ураганные ветры, то ветряная турбина, вероятно, не лучший вариант.

В среднем домашним ветряным турбинам для работы требуется минимальное количество ветра . Это зависит от модели, но большинство часов составляет около 6-7 миль в час . Номинальная скорость ветра для полного производства энергии обычно составляет около 27 миль в час для стандартных агрегатов. Если вы живете в районе, где постоянно дует ветер, подойдет обычная бытовая турбина.

Однако, если вы регулярно сталкиваетесь с низкой скоростью ветра, вам нужно искать модели с более низким порогом. Одним из самых важных факторов являются лезвия. Те, у которых больше лопастей, например от 9 до 11, имеют на больше площади поверхности, веса и крутящего момента на , чтобы ротор продолжал вращаться. Это означает, что они по-прежнему смогут работать в условиях слабого ветра, в то время как модели с 3 лопастями - нет.

Приобретая домашнюю ветряную турбину, обратите внимание на следующие технические характеристики продукта:

  • Начальная скорость ветра
  • Скорость включения
  • Номинальная скорость ветра
  • Безопасная скорость ветра
Какова ваша средняя энергия потребление?

Среднее американское домохозяйство с современной техникой потребляет около 8000-9400 кВтч электроэнергии в год. Если вы хотите полностью отказаться от сети, вам необходимо достичь минимального порогового значения выходной мощности от 5 до 15 кВт. Большинство домашних ветряных турбин не соответствуют этому минимуму, поэтому их необходимо использовать вместе с другими турбинами или другим источником энергии.

Если вам нужны только небольшие устройства, такие как насос уличного пруда, тогда вам подойдет небольшая турбина средней мощности. Те, у кого 400-1000 Вт мощности, могут заряжать небольшие приборы, такие как ноутбуки, телефоны, фонари, электроинструменты и многое другое.Если вы хотите использовать турбину в сочетании с инвертором для дома на колесах, вам, вероятно, понадобится больше.

Где вы планируете установить ветряную турбину?

Ветряные турбины спроектированы для размещения высоко в воздухе. Турбина и генератор должны быть установлены на высоком столбе высотой около 25-60 футов . Однако турбины не ограничиваются только большими полями или вершинами холмов; домашние ветряные турбины также можно разместить на крыше (например, в вашем саду на крыше) или в водоеме.

В зависимости от имеющейся у вас площади квадратных футов, существует множество вариантов. Для тех, кто живет в более компактных условиях, необходима турбина с небольшим радиусом ротора. С другой стороны, если вы хотите установить турбину на крыше, вам понадобится модель , которая не будет тяжелой и громоздкой.

Имейте в виду, что каждая турбина должна быть размещена в буферной зоне . Две турбины никогда не должны располагаться рядом друг с другом.Самый простой способ определить правильное расстояние для размещения - это умножить радиус лопастей турбины на 10. Это даст вам общую оценку, хотя предпочтительнее проконсультироваться с производителем.

Собираетесь ли вы соединить ветряную турбину с альтернативным источником энергии?

Ветряные турбины отлично работают, когда в паре с солнечной батареей , поскольку это максимизирует вашу способность производить энергию. В течение дня солнечные панели могут поглощать солнечные лучи, а ветряная турбина может генерировать энергию с помощью вечерних порывов ветра.Если вы хотите полностью отключиться от электросети, то эта пара - самый надежный выбор, поскольку вы не всегда можете гарантировать, что будете получать достаточно ветра каждый день.

С другой стороны, если вы действительно хотите использовать исключительно ветряную энергию, вам нужно будет искать комплектов высокой мощности. 100–1000 Вт не будет производить достаточно энергии и просто потратит ваше время, деньги и энергию. Те, у которых более 3 лезвия и выходная мощность 2000 Вт , намного лучше подходят для обитателей домиков и автономных систем.

Вернуться к началу

Критерии выбора: как мы оценили лучшие домашние ветряные турбины

На основании ряда факторов, включая количество лопастей, вес, номинальную скорость ветра, выходную мощность и характеристики, мы выбрали 6 лучших домашних ветряных турбин на рынке.

В нашем рейтинге особое внимание уделяется полезности, эффективности и надежности , , а также цене и практическому опыту. В качестве источника зеленой энергии для жилых домов эти ветряные турбины также должны иметь минимальное количество энергии.

Лопасти

Количество и размер лопастей будут влиять на общую эффективность и полезность ветряной турбины. Те, у которых меньше лопастей, заставят ротор вращаться быстрее, генерируя больше энергии на более высоких скоростях. А те, у кого больше лопастей, будут воспринимать низкие скорости ветра и могут работать без необходимости постоянно сильного ветра.

С другой стороны, длина лезвия также является важным фактором.Если лопатка длинная, то для турбины потребуется буферная зона большего размера. Лезвия с маленькими или компактными лезвиями лучше подходят для городских районов, где пространство имеет большую проблему.

Рейтинг скорости ветра

Рейтинг скорости ветра - это среднего количества ветра, необходимого для или турбины для работы с максимальной эффективностью. Хотя турбина по-прежнему будет вырабатывать электроэнергию на скоростях ниже номинальной, она не сможет обеспечить указанную мощность, если не получит номинальную скорость ветра или выше.В общем, те, у кого более низкая скорость ветра, оцениваются выше, потому что они предлагают наибольшую гибкость для домовладельцев.

Вес

Хотя общий вес комплекта не является самым важным фактором, он все же влияет на размещение. Если комплект тяжелый, то для его поддержки потребуется дорогая и прочная штанга . Его также нельзя размещать на крышах или вокруг других конструкций, которые могут быть повреждены в случае выхода из строя опоры. В конечном итоге чем легче устройство, тем лучше. Вы также получите дополнительный бонус - меньше платить за доставку!

Выходная энергия

В целом выходная мощность генератора является наиболее важным фактором для большинства покупателей. В конце концов, вся цель ветряной турбины - преобразовывать энергию ветра в электричество. Любая модель мощностью менее 500 Вт бесполезна, если только вы не планируете использовать ее для питания цепочки уличных фонарей или зарядки телефона. Средняя мощность недорогой домашней ветряной турбины составляет около 1000 Вт .Это отличная отправная точка для начинающих покупателей.

Характеристики

Ветряные турбины - это простые устройства, которые, как правило, не оснащены множеством наворотов. Однако есть несколько особенностей, благодаря которым одна турбина стоит выше другой.

Как и в большинстве случаев, чем больше возможностей предлагает домашняя ветряная турбина, тем лучше соотношение цены и качества. Это особенно актуально для тех, у кого есть встроенные дампы нагрузки и контроллеры заряда MPPT.

Вот наиболее распространенные предлагаемые функции:

  • автоматические тормозные системы
  • контроллеры заряда
  • низкий уровень ветровой эффективности
  • защитное покрытие (морское, анти-УФ, антикоррозийное)

Вернуться к началу

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работают ветряные турбины?

Основная работа ветряной турбины на самом деле довольно проста: ветер вращает лопасти турбины вокруг ротора, который затем вращает генератор, чтобы произвести электричество , которое хранится во внешнем аккумуляторном блоке.Будь то ветряная турбина промышленного уровня на ветряной электростанции или небольшая бытовая турбина на заднем дворе, общий принцип один и тот же.

В целом, вы должны размещать ветряные турбины в зоне с минимальным ветром. Для средней домашней ветряной турбины это обычно скорость ветра 5,5 миль в час или более . Без этого минимального количества ветра лопасти просто не будут вращаться, и электричество не будет производиться.

Однако номинальная выходная мощность турбины не может быть достигнута, если турбина не имеет доступа к ее номинальной скорости ветра, которая составляет среднее количество ветра, необходимое , чтобы генератор работал с максимальной мощностью.Например, турбина мощностью 500 Вт , рассчитанная на скорость ветра 27 миль в час, будет генерировать около мощности мощностью 100 Вт только при скорости ветра 10–12 миль в час.

Какова средняя выходная мощность ветряной турбины?

Большинство домашних ветряных турбин рекламируют от до Вт мощности. Однако фактическая мощность зависит от скорости ветра и эффективности генератора. Хотя некоторые модели имеют высокую номинальную мощность, они могут работать только при очень высоких скоростях ветра, недоступных для большинства домовладельцев в их районе.

Дорогие устройства могут производить 2000 Вт и заряжать батарейных блоков 12-24-48 В . В сочетании с 3 или более блоками турбины могут полностью обеспечить энергией небольшое домашнее хозяйство. Однако большинство домовладельцев не собираются создавать мини-ветряные электростанции на своей территории, поэтому сеть турбин и солнечных батарей - лучший вариант, если вы планируете полностью отказаться от электросети.

Может ли ветряная турбина выдерживать ненастную погоду?

В зависимости от модели, которую вы покупаете, ветряные турбины обладают удивительной способностью противостоять сильным штормам , штормам и порывам ветра.Как правило, домашние ветряные турбины могут управлять скоростью ветра до 90-100 миль в час , прежде чем они начнут ломаться или выходить из строя.

Лицам, живущим в районах, подверженных ураганам или частым торнадо , не следует устанавливать ветряные турбины , поскольку они могут представлять угрозу безопасности и обязательно выйдут из строя в какой-то момент. В этом случае солнечная батарея более эффективна в качестве альтернативного источника энергии.

Что касается дождя, практически все турбины среднего класса покрыты антикоррозийными материалами , устойчивыми к ржавчине и воздействию воды.Некоторые модели можно даже разместить в морской среде, например, в прибрежных районах или небольших водоемах в сельской местности.

Сколько денег мне сэкономит ветряк в месяц?

Сумма, которую вы сэкономите, используя ветряную турбину, полностью зависит от среднего потребления электроэнергии в семье и стандартной цены на электроэнергию в вашем районе. В среднем американское домохозяйство будет использовать около 780 кВтч в месяц .

Если у вас достаточно ветряных турбин для производства 5 кВт , вам нужно будет удовлетворить свои потребности в энергии и иметь доступ к разумной скорости ветра в течение года, тогда вы сможете сократить свои счета за электроэнергию до нуля.Фактически, электрическая компания может заплатить вам за любую дополнительную энергию, которую вы произведете и продадите обратно.

Однако, чтобы выполнить эту квоту, вам потребуется установить минимум три турбины мощностью 2000 Вт , что является дорогостоящим предварительным вложением средств. С другой стороны, небольшой ветроэнергетический комплекс, который включает в себя 1 или 2 турбины на вашем участке, может легко сократить ваши счета за электроэнергию вдвое, и вы можете значительно сократить расходы на коммунальные услуги в самые ветреные времена года.Для преданных домашних мастеров средняя экономия составляет от 50 до 90%.

Вернуться к началу

Как построить собственную ветрогенераторную систему

Ветрогенераторную систему можно построить дома, в основном с использованием общедоступных предметов домашнего обихода, для производства электроэнергии. Ветряные генераторы работают, используя силу ветра для вращения лопастей; это круговое движение используется для вращения двигателя, который, в свою очередь, вырабатывает электричество.

Для этого ветрогенератора необходимо будет купить двигатель и аккумулятор, так как они очень сложны в изготовлении.

    Изготовить лопасти ветрогенератора. Они будут улавливать ветер, заставляя лопасти вращаться, таким образом вращая двигатель и генерируя электричество.

    Лезвия можно просто изготовить из отрезка трубы из ПВХ, например, из трубок, используемых для водостока. Согласно «вашей зеленой мечте», ПВХ-трубка должна быть на 20% шириной и длинной, чтобы обеспечить достаточную прочность на ветру. Длина лопастей зависит от габаритных размеров ветрогенератора.Для базовой домашней ветрогенераторной системы хорошим размером будет примерно 18-20 дюймов в длину.

    Разрежьте эту трубку на четыре равных части по длине, а затем сформируйте каждую из этих четвертей в лезвие, разрезав их пополам по диагонали, чтобы сформировать длинные треугольники.

    Присоедините эти лезвия к ступице, которая может быть сделана из зубца или небольшого круглого куска металла. Убедитесь, что отверстие в середине ступицы подходит для двигателя.

    Лопасти можно привинтить или прикрутить к ступице на равных расстояниях по ее окружности.Отверстие в середине ступицы должно быть проделано на двигателе, чтобы, когда ветер перемещает лопасти, крепление на двигателе вращается и генерируется электричество.

    Прикрепите двигатель к одному концу 2x4, длиной примерно 1 ярд. Накройте двигатель пластиковой пленкой, чтобы защитить его от непогоды.

    Прикрепите прямоугольный кусок металла или жесткого пластика к другому концу 2x4; это будет действовать как хвост. Хвост будет захвачен ветром и, таким образом, маневрируйте лопастями ветрогенератора в наиболее эффективном направлении для получения максимальной мощности.

    Просверлите отверстие сразу за двигателем для проводов. Под этим отверстием прикрепите кронштейн для трубы. В этот кронштейн трубы, а также под отверстие вставьте трубу немного меньшего размера. Эта труба должна иметь возможность свободно перемещаться внутри кронштейна, чтобы лопасти, двигатель и хвостовая часть ветрогенератора могли поворачиваться навстречу ветру. Пропустите провода от двигателя вниз по этой трубе.

    Закрепите ветрогенератор на прочном основании, например на большом куске дерева. Ветрогенератору необходимо будет оставаться в вертикальном положении при сильном ветре и другой погоде, поэтому его можно прикрепить к земле или другому объекту для дополнительной поддержки.

    Пропустите провода от двигателя в верхней части ветрогенератора в сухое место, например, в сарай. Убедитесь, что провода во всех точках защищены от погодных условий и животных, которые могут их пережевывать.

    Подсоедините провода, идущие от двигателя к аккумулятору. Это позволит хранить произведенную электроэнергию для дальнейшего использования. С этой системой ветрогенератора можно использовать более одной батареи; просто замените батареи, когда одна из них полностью заряжена или используется для питания других устройств.

Самая большая ветряная турбина в мире будет выше Эмпайр-стейт-билдинг

В США растет энергия ветра; мощность возобновляемых источников энергии в стране увеличилась более чем втрое за последние девять лет, и на долю энергии ветра и солнца в основном приходится . Теперь предприятия хотят использовать еще больше энергии ветра по более низкой цене, и один из лучших способов снизить затраты - это построить более мощные турбины. Вот почему альянс шести институтов во главе с исследователями из Университета Вирджинии проектирует самую большую в мире ветряную турбину высотой 500 метров - почти треть мили в высоту и примерно на 57 метров выше Эмпайр-стейт-билдинг.

Турбины уже сейчас заметно крупнее, чем были 15 или 20 лет назад. Размер варьируется, но типичные сегодня башни ветряных электростанций достигают около 70 метров в высоту с лопастями около 50 метров в длину. Их выходная мощность зависит от размера и высоты, но обычно она колеблется от одного до пяти мегаватт - в верхнем диапазоне, этого достаточно для питания около 1100 домов. «Есть такая мотивация для перехода на более крупные ветряные турбины, и причина в значительной степени в экономике», - объясняет Джон Холл, доцент кафедры механической и аэрокосмической инженерии в Университете в Буффало, С.U.N.Y. Одна из причин, по которой гигантские турбины более рентабельны, заключается в том, что на больших высотах ветер дует сильнее и устойчивее. Таким образом, «вы получаете больше энергии» с более высокой структурой, - говорит Эрик Лот, руководитель проекта крупной турбины, который финансируется Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA – E).

Еще одна причина, по которой эксперты по ветру считают, что чем больше, тем лучше: более длинные лопасти турбины также более эффективно улавливают ветер, а более высокие башни позволяют использовать более длинные лопасти.Мощность турбины напрямую связана с ее «рабочей площадью» - круглой площадью, охватываемой вращением лопастей, - объясняет Кристофер Незреки, профессор машиностроения и директор Центра ветроэнергетики Массачусетского университета в Лоуэлле. И это соотношение не является линейным: если длина лезвия удвоится, система может производить в четыре раза больше энергии, объясняет Незрецкий. Он отмечает, что турбины большего размера также имеют более низкую скорость включения - скорость ветра, при которой они могут начать вырабатывать энергию.

Команда

Лота хочет спроектировать систему мощностью 50 мегаватт с лопастями длиной 200 метров, что намного больше, чем у современных ветряных турбин. Если исследователям это удастся, они считают, что турбина будет в 10 раз мощнее существующего оборудования. Но ученые не собираются просто увеличивать размеры обычных конструкций; они кардинально меняют конструкцию турбины. У сверхбольшой машины будет два лезвия вместо обычных трех, что снизит вес конструкции и сократит расходы. Лот говорит, что уменьшение количества лопастей обычно снижает эффективность турбины, но его команда использует усовершенствованную аэродинамическую конструкцию, которая, по его словам, в значительной степени компенсирует эти потери.

Концепция проекта SUMR. Предоставлено: Чао Цинь

. По словам Лота, команда также представляет себе эти гигантские сооружения, расположенные на расстоянии не менее в 80 км от берега, где ветры, как правило, сильнее и люди на суше не могут их видеть или слышать. Но сильные штормы обрушились на такие места - у берегов США.Например, южное восточное побережье Атлантического океана - поэтому команда Лота столкнулась с трудностью создания чего-то массивного, к тому же относительно легкого и устойчивого к ураганам. Чтобы решить эту проблему, исследователи обратились к одному из дизайнерских решений самой природы: пальмам. «Пальмы действительно высокие, но очень легкие конструктивно, и если дует сильный ветер, ствол может согнуться», - говорит Лот. «Мы пытаемся использовать ту же концепцию - проектировать наши ветряные турбины, чтобы они имели некоторую гибкость, чтобы они могли изгибаться и адаптироваться к потоку.”

В проекте команды две лопасти расположены по ветру от башни турбины, а не против ветра, как на традиционных турбинах. Лезвия также меняют форму в зависимости от направления ветра, как у пальмы. «Когда лопасти изгибаются под углом с подветренной стороны, вам не нужно делать их тяжелыми или прочными, чтобы можно было использовать меньше материала», - объясняет Лот. Эта конструкция также снижает вероятность того, что сильный ветер согнет вращающийся клинок в сторону его башни, потенциально разрушая всю конструкцию [Видео].«Лезвия адаптируются к высоким скоростям и начнут складываться, поэтому на них действует меньше динамических сил», - говорит Лот. «Мы хотели бы, чтобы наши турбины могли выдерживать ветер со скоростью более 253 километров в час» в нерабочих условиях. При скорости ветра от 80 до 95 километров в час система отключается, и лопасти отклоняются от ветра, чтобы они могли выдерживать сильные порывы ветра, добавляет Лот.

500-метровая турбина все еще сталкивается с проблемами - есть веские причины, по которым никто еще не построил турбину такого размера: «Как сделать 200-метровые лопасти? Как их собрать? Как построить такую ​​высокую башню? Краны только так высоко поднимаются.А с морским ветром [есть] дополнительные сложности », - говорит Незрецкий. Конструкция команды включает сегментированный лопасть, которую можно собрать из частей на месте, но Незрецкий отмечает, что ветроэнергетика еще не совсем поняла, как сегментировать лопасти. «Есть много исследовательских вопросов, которые необходимо решить», - говорит он. «Это определенно высокий риск, но также есть потенциал для высокой награды. Я не думаю, что эти проблемы непреодолимы ». Холл также задается вопросом, является ли такая массивная турбина оптимальным размером . «Мы понимаем, что чем больше, тем лучше. Вопрос в том, насколько больше? Нам нужно найти эту золотую середину », - говорит он. «Мы многому научимся из этого проекта».

Лот и его команда еще не тестировали прототип; в настоящее время они проектируют конструкцию турбины и систему управления, а этим летом строят модель, намного меньшую, чем настоящая, - около двух метров в диаметре. Следующим летом они планируют построить более крупную версию с двумя 20-метровыми лопастями, которая будет вырабатывать мощность менее мегаватта и будет протестирована в Колорадо.Сам Лот не уверен на 100 процентов, что гигантская турбина его команды станет реальностью, но он уверен, что попробовать стоит. «Это очень новая концепция, поэтому [нет] никаких гарантий, что она будет работать», - говорит он. «Но если это произойдет, это произведет революцию в оффшорной ветроэнергетике».

Покупка небольшой ветряной турбины, руководство для потребителей и часто задаваемые вопросы | sfenvironment.org

В настоящее время в Сан-Франциско имеется (5) небольших ветряных турбин. Можно подумать о покупке небольшой ветряной турбины, если на предлагаемом участке скорость ветра не менее 10 или 4 миль в час.4 м / с (метры в секунду), а средний счет за электроэнергию составляет более 150 долларов в месяц. Перед тем, как приступить к изучению небольшой ветряной турбины, важно внести какие-либо изменения в энергосбережение и эффективность на месте.

Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA) рекомендует получать и изучать литературу по продукции от нескольких производителей, а также изучать тех, кого вы хотите изучить, чтобы убедиться, что они являются признанными предприятиями. Важно выяснить, как долго длится гарантия и что она включает, и попросить рекомендовать клиентов с установками, аналогичными той, которую вы, возможно, рассматриваете.Спросите владельцев системы о требованиях к производительности, надежности, техническому обслуживанию и ремонту, а также о том, соответствует ли система их ожиданиям.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1) Как работают ветряные турбины?
Лопасти ветряной турбины вращаются при прохождении через них ветра; это движение заставляет вал вращаться внутри генератора, который затем производит электричество.

2) Что такое малая ветряная турбина?
Небольшие ветряные турбины, также известные как «небольшие ветряные генераторы», используются в жилых или коммерческих зданиях.Город и округ Сан-Франциско определяют малые ветряные турбины как имеющие номинальную мощность 50 киловатт (кВт) или меньше.

3) Что такое «городской ветер»?
«Городской ветер» относится к ветроэнергетическим технологиям, подходящим для городской среды.

4) В чем разница между ветряными турбинами с горизонтальной осью и вертикальной осью?
Подавляющее большинство ветряных турбин представляют собой трехлопастные устройства в форме «пропеллера», которые вращаются вокруг оси, параллельной или горизонтальной по отношению к земле.Их называют «ветряными турбинами с горизонтальной осью» или «HAWT». «Ветряная турбина с вертикальной осью» или «VAWT» имеет ротор, который вращается вокруг оси, перпендикулярной - или вертикальной - земле, подобно шесту для парикмахерских или штопору. Многие варианты HAWT и VAWT существуют или находятся в стадии разработки. В HAWT используется горизонтально установленный вал ротора на вершине башни и лопасти, напоминающие пропеллеры. VAWT имеют валы ротора, которые ориентированы вертикально и часто производятся в конфигурациях Дарье (взбивание яиц) или Савониуса (ветряная совок).

5) Какой размер турбины мне нужен для моего здания?
Размер вашей турбины зависит от того, сколько электроэнергии вы потребляете. Односемейный дом в Сан-Франциско потребляет около 5 232 киловатт-часов (кВт-ч) электроэнергии в год (около 436 кВт-ч в месяц). Потребление электроэнергии в коммерческом здании может быть значительно выше, в зависимости от здания, и, следовательно, потребуются более мощные ветряные турбины. В зависимости от средней скорости ветра в районе потребуется ветряная турбина мощностью от 1 до 5 кВт, которая внесет значительный вклад в удовлетворение этого спроса.

6) Сколько стоит ветряная система?
Небольшие ветроэнергетические системы могут стоить от 5000 до 40 000 долларов в зависимости от мощности в кВт. Правильно расположенные небольшие ветряные турбины обычно окупаются в течение 15 лет, что составляет примерно половину их срока службы, если применяются правильные стимулы. VAWT являются относительно новым явлением на рынке, что означает, что цены на системы недоступны, но цены могут варьироваться от 5000 до 15000 долларов, не включая затраты на установку.

7) Как определить ветровой ресурс на моем участке?
Эксперты по ветру рекомендуют устанавливать анемометр - устройство, измеряющее направление и скорость ветра, в течение как минимум 12 месяцев. Анемометр обычно устанавливается на столб или башню, где может быть размещена небольшая ветряная турбина. Анемометры обычно устанавливаются на год, потому что ветер имеет сезонные изменения; например, когда ветры весной бывают сильнее. SF Environment в настоящее время разрабатывает карту ветров Сан-Франциско, чтобы помочь жителям Сан-Франциско лучше понять свои ветровые ресурсы в своем районе.

8) Как монтируются небольшие ветряные турбины?
Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, ветряк следует устанавливать на мачте или башне. Как правило, чем выше столб или башня, тем больше энергии может производить ветровая система. Столб или башня также могут поднять турбину над турбулентностью воздуха, которая может существовать близко к поверхности из-за препятствий, таких как здания, деревья и холмы.

9) Могу ли я подключить свою систему к электросети?
Небольшие ветроэнергетические системы могут быть подключены к системе распределения электроэнергии - они называются системами, подключенными к сети.Если турбина не может обеспечить необходимое количество энергии, разница компенсируется коммунальными предприятиями. Однако перед подключением к их распределительным линиям вам следует связаться с вашим коммунальным предприятием, чтобы решить любые проблемы, связанные с качеством электроэнергии и безопасностью. Ваша утилита может предоставить вам список требований для подключения вашей системы к сети.

10) Насколько надежны ветряки? Придется ли мне проводить много технического обслуживания?
Большинство небольших турбин имеют всего 2-3 движущихся части и рассчитаны на длительный срок службы (20–30 лет).Однако, как и с любой другой работоспособной машиной, она должна эксплуатироваться безопасно и в соответствии со спецификациями производителя, а детали должны обслуживаться и время от времени ремонтироваться.

11) Существуют ли какие-либо федеральные или государственные стимулы для малых ветряных турбин?
Владельцы малых ветряных систем могут получить неограниченный федеральный инвестиционный налоговый кредит в размере 30% от общих затрат на установку. На уровне штата Программа стимулирования самопроизводства Калифорнийской энергетической комиссии (CEC) предлагает скидки на ветровые системы в размере 1 доллара.19 на ватт, до 3 МВт.

12) Как мне подать заявление на получение разрешения на малую ветряную турбину в Сан-Франциско?
Департамент строительной инспекции СФ (DBI) в настоящее время принимает заявки на получение разрешений на малые ветровые турбины. Разрешения для малых ветряных турбин были приоритетными для DBI, как написано в редакции AB-004. Жители могут подать заявление на получение разрешения на установку на крыше и на уровне земли. DBI также обязана проинспектировать предлагаемый участок перед выдачей разрешения. См. Стандарты Департамента панорамирования для проверки приложений здесь.Плата за разрешение на ветроэнергетику сообщается в диапазоне от 1000 до 5000 долларов, в зависимости от того, требуется ли публичное уведомление, поставщиками, завершившими проекты в Сан-Франциско.

13) Есть ли что-то, на что мне следует обратить внимание при покупке небольшой ветряной турбины?
Большинство популярных моделей малых HAWT работают примерно с такой же эффективностью. Ожидаемое производство энергии будет тесно связано с рабочей площадью лопастей ротора, которая зависит от диаметра ротора.Если вам предлагают HAWT, который обещает привести весь ваш дом в действие турбиной, которая намного меньше, чем у обычных продуктов, запросите более подробную информацию. Поскольку VAWT только начинают выходить на рынок, их эффективность предсказать гораздо труднее. Всегда получайте несколько заявок от разных компаний и спрашивайте рекомендации от предыдущих клиентов.

Конструкция лопастей ветряных турбин, плоских, изогнутых или изогнутых

Конструкция лопастей ветряных турбин, плоские, изогнутые или изогнутые Статья Учебники по альтернативной энергии 16.01.2013 08.03.2021 Учебные пособия по альтернативным источникам энергии

Если лопасти ветряных турбин должны быть плоскими, изогнутыми или изогнутыми

Ветер - это бесплатный энергетический ресурс, пока правительства не введут на него налог, но ветер также является очень непредсказуемым и ненадежным источником энергии, поскольку он постоянно меняются как по силе, так и по направлению.Таким образом, чтобы получить максимальную отдачу от доступной энергии ветра, важно, чтобы конструкция лопастей ветряной турбины имела оптимальные характеристики.

Для выработки полезного количества энергии ветряные турбины обычно должны быть большими и высокими, но для эффективной работы они также должны быть хорошо спроектированы и спроектированы, что также делает их дорогостоящими. Большинство ветряных турбин, предназначенных для производства электроэнергии, состояло из двух или трех лопастных винтов, вращающихся вокруг горизонтальной оси. Очевидно, что эти пропеллероподобные конструкции лопастей ветряных турбин преобразуют энергию ветра в полезную мощность на валу, называемую крутящим моментом.

Типовая конструкция лопастей ветряной турбины

Это достигается за счет извлечения энергии из ветра путем его замедления или замедления ветра, когда он проходит над лопастями. Силы, замедляющие ветер, равны и противоположны подъемным силам осевого типа, которые вращают лопасти.

Подобно крылу самолета, лопасти ветряных турбин создают подъемную силу благодаря своей изогнутой форме. Сторона с наибольшим изгибом создает низкое давление воздуха, в то время как воздух под высоким давлением толкает другую сторону крыла в форме лопасти.Конечный результат - подъемная сила, перпендикулярная направлению потока воздуха над лопаткой турбины. Хитрость здесь в том, чтобы спроектировать лопасть ротора таким образом, чтобы создать нужную величину подъема и тяги лопасти ротора, обеспечивающую оптимальное замедление воздушного потока и, следовательно, лучшую эффективность лопасти.

Если лопасти гребного винта турбины вращаются слишком медленно, это позволяет беспрепятственно проходить слишком большому количеству ветра и, таким образом, не извлекает столько энергии, сколько потенциально могло бы. С другой стороны, если лопасть гребного винта вращается слишком быстро, она кажется ветру как большой плоский вращающийся диск, который создает большое сопротивление.

Тогда оптимальное соотношение конечной скорости, TSR, которое определяется как отношение скорости кончика ротора к скорости ветра, зависит от профиля формы лопасти ротора, количества лопастей турбины и конструкции лопасти воздушного винта ветряной турбины. сам. Итак, какая форма и конструкция лопастей лучше всего подходят для конструкции лопастей ветряной турбины.

Как правило, лопасти ветряных турбин имеют такую ​​форму, чтобы вырабатывать максимальную мощность ветра при минимальных затратах на строительство. Но производители лопастей ветряных турбин всегда стремятся разработать более эффективную конструкцию лопастей.Постоянное совершенствование конструкции ветряных лопастей привело к появлению новых конструкций ветряных турбин, которые стали более компактными, более тихими и способны генерировать больше энергии при меньшем количестве ветра. Считается, что, слегка изогнув лопасти турбины, они могут улавливать на 5–10 процентов больше энергии ветра и работать более эффективно в районах с обычно более низкой скоростью ветра.

Конструкция лопастей ветряной турбины

Итак, какой тип лопастей будет производить наибольшее количество энергии для ветряной турбины - Плоские лопасти являются старейшей конструкцией лопастей и использовались в течение тысяч лет на ветряных мельницах, но эта плоская широкая форма является становится менее распространенным, чем другие типы конструкции лезвия.Плоские лопасти толкаются против ветра, а ветер толкает лопасти.

В результате получается очень медленное вращение, потому что лопасти, которые вращаются в обратном направлении при движении вверх после выработки энергии, находятся в оппозиции к выходной мощности. Это потому, что лопасти действуют как огромные лопасти, движущиеся в неправильном направлении, толкаясь против ветра, что дало им название лопастей ротора, основанных на тормозах.

Тем не менее, плоские лопасти предлагают значительные преимущества для домашних мастеров по сравнению с другими конструкциями ветряных лопастей.Плоские лопасти ротора легко и дешево вырезать из листов фанеры или металла, чтобы лопасти имели одинаковую форму и размер. Их также легче всего понять, они требуют меньших навыков проектирования и строительства, но их эффективность и простота выработки электроэнергии очень низки.

Изогнутые лопасти очень похожи на длинное крыло самолета (также известное как аэродинамическое крыло) с изогнутой поверхностью сверху. Изогнутое лезвие имеет воздух, обтекающий его, при этом воздух движется по изогнутой вершине лезвия быстрее, чем под плоской стороной лезвия, что создает зону более низкого давления наверху и, следовательно, в результате аэродинамические подъемные силы, создающие движение.

Эти подъемные силы всегда перпендикулярны верхней поверхности изогнутой лопасти, что заставляет лопасть двигаться с вращением вокруг центральной ступицы. Чем быстрее дует ветер, тем больше подъемная сила создается на лопасти, следовательно, тем быстрее вращается.

Преимущества изогнутой лопасти ротора по сравнению с плоской лопастью заключаются в том, что подъемные силы позволяют концам лопастей ветряной турбины двигаться быстрее, чем движется ветер, генерируя больше мощности и повышая эффективность. В результате сейчас все более распространенными становятся лопасти ветряных турбин с подъемным механизмом.Кроме того, самодельные лопасти ветряных турбин из ПВХ можно вырезать из дренажных труб стандартного размера, имеющих уже встроенную изогнутую форму, что придает им наилучшую форму лопастей.

Изогнутые лезвия, поток воздуха и производительность

Но изогнутые лезвия также страдают от сопротивления по всей длине, которое пытается остановить движение лезвия. Сопротивление - это, по сути, трение воздуха о поверхность лезвия. Тяга перпендикулярна Лифту и идет в том же направлении, что и воздушный поток вдоль поверхности лопасти. Но мы можем уменьшить эту силу сопротивления, сгибая или скручивая лопасть, а также сужая ее по длине, создавая наиболее эффективную конструкцию лопастей ветряной турбины.

Угол между направлением встречного ветра и шагом лопасти относительно встречного ветра называется «углом атаки». По мере того, как этот угол атаки становится больше, создается большая подъемная сила, но когда угол становится еще больше, больше, чем примерно 20 o , лезвие начнет уменьшать подъемную силу. Таким образом, существует идеальный угол наклона лопасти ротора, который обеспечивает наилучшее вращение, и современные лопасти ротора ветряных турбин на самом деле спроектированы с поворотом по длине от крутого шага у основания до очень малого шага на конце.

Поскольку скорость на кончике вращающегося лопасти выше, чем у его основания или центра, современные лопасти ротора скручены по своей длине на 10-20 o от основания до кончика, так что угол атаки уменьшается от места, где воздух движется относительно медленно рядом с их корнем, к тому месту, где он движется намного быстрее на кончике. Этот поворот лезвия увеличивает угол атаки по всей длине, обеспечивая лучший подъем и вращение.

В заключение, длина лопастей ротора ветряных турбин определяет, сколько энергии ветра может быть захвачено при их вращении вокруг центральной ступицы, а аэродинамические характеристики лопастей ветряных турбин сильно различаются между плоскими и изогнутыми лопастями.Плоские лопасти дешевы и просты в изготовлении, но имеют высокое сопротивление, что делает их медленными и неэффективными.

Для повышения эффективности лопастей ветряной турбины лопасти ротора должны иметь аэродинамический профиль, чтобы создавать подъемную силу и вращать турбину, но изогнутые лопасти аэродинамического типа труднее изготовить, но они обеспечивают лучшую производительность и более высокие скорости вращения, что делает их идеальными для использования электроэнергии. поколение.

Но чтобы получить лучшую конструкцию лопастей ветряных турбин, мы можем еще больше улучшить аэродинамику и эффективность, используя скрученные конические лопасти винтового типа.Вращение лезвия изменяет угол ветра вдоль лезвия с комбинированным эффектом скручивания и сужения лезвия по его длине, что улучшает угол атаки, увеличивая скорость, эффективность и уменьшая сопротивление. Кроме того, конические лезвия прочнее и легче прямых лезвий, так как изгибающее напряжение меньше.

Конструкция лопастей ветряной турбины имеет решающее значение для того, чтобы ветряная турбина работала в соответствии с ожиданиями. Инновации и новые технологии, используемые для разработки лопастей ветряных турбин, на этом не остановились, поскольку ежедневно рассматриваются новые формулы и конструкции, улучшающие их характеристики, эффективность и выходную мощность.

Чтобы узнать больше о лопастях ветряных турбин и о том, как они работают в составе ветроэнергетической системы, щелкните здесь, чтобы заказать книгу «Энергия ветра для чайников» на Amazon сегодня и узнать больше о ветряных турбинах, энергии ветра и ветряных генераторах. для создания собственной бесплатной энергии.

Самые продаваемые книги по ветряным турбинам

Экстремальные меры: самая большая в мире лопасть ветряной турбины на высоте 107 метров длиннее футбольного поля. Вот как это выглядит

Какова длина самой большой в мире лопасти ветряной турбины? Вытянувшись на 107 метров, лезвие длиннее футбольного поля и равно 1.В 4 раза больше, чем у Боинга 747. Используя другие меры, Усэйну Болту, самому быстрому человеку и мировому рекордсмену в беге на 100 метров, потребуется около 10 секунд, чтобы пробежать от корня до кончика. Он также может представлять собой один из крупнейших когда-либо построенных компонентов отдельной машины. Рабочие только что вытащили первый из форм на заводе LM Wind Power в Шербурге, Франция.

Три из этих лопастей сформируют ротор GE Haliade-X мощностью 12 МВт, крупнейшей в мире и самой мощной оффшорной ветряной турбины, способной питать 16 000 домов в Европе.В 2017 году GE приобрела LM Wind Power, крупнейшего в мире разработчика и производителя лопастей ветряных турбин.

GE также недавно заложила основу для первого Haliade-X в Роттердаме, Голландия. По завершении прототип, который будет стоять на суше, будет иметь высоту 260 метров от основания до кончиков лопастей, а ротор будет двигаться по кругу диаметром 220 метров. Ожидается, что установка начнет вырабатывать электроэнергию в конце этого года.

Вверху и выше: лопасти LM Wind Energy для Haliade-X 12 МВт высотой 107 метров являются самыми длинными в мире.Изображения предоставлены GE Renewable Energy.

Совершенно новый завод, где LM Wind Power производит массивные лопасти для Haliade-X мощностью 12 МВт, расположен на берегу Ла-Манша в Нормандии, всего в нескольких минутах езды от широких песчаных пляжей, на которых высадились войска союзников. День Д. LM Wind Power построила завод недалеко от промышленного порта Шербура, чтобы рабочие могли загружать лопасти на корабли и отправлять их в пункт назначения.

Работая в три смены, рабочие строят лопасти из высокотехнологичного сэндвича, сделанного из тонких слоев стеклянных и углеродных волокон и дерева.Сплавляют все вместе специальной смолой.

GE Renewable Energy подвергнет два лезвия строгим испытаниям, чтобы продемонстрировать их способность выдерживать более 20 лет работы на море. Лукаш Цейровски строит лопасти ветряных турбин в LM Wind Power более десяти лет и контролирует усилия компании по созданию 107-метровой лопасти. Родом из Польши, он живет в Шербурге с 2017 года, когда компания LM Wind Power начала строительство нового завода. Для него размер клинка - это вопрос перспективы.«Когда ты проводишь какое-то время с клинком, он уже не кажется таким большим. К этому привыкаешь », - смеется он. «С другой стороны, после тяжелого дня я напоминаю себе: если бы побить мировой рекорд было легко, то все бы это сделали, верно?»

Болт согласится.

Основание в Роттердаме Haliade-X, крупнейшей и самой мощной морской ветряной турбины в мире. Изображение предоставлено: GE Renewable Energy. Турбины GE приводят в действие первую морскую ветряную электростанцию ​​в США.Изображение предоставлено: Крис Нью для GE Reports.

Как работает ветряная турбина?

Что такое ветряная турбина?

Ветряная турбина - это самая современная версия ветряной мельницы. Проще говоря, он использует силу ветра для производства электричества. Наиболее заметны большие ветряные турбины, но вы также можете купить небольшую ветряную турбину для индивидуального использования, например, для обеспечения энергией каравана или лодки.

Что такое ветряная электростанция?

Ветряная электростанция - это группа ветряных турбин. Довольно впечатляюще думать, что электричество, которое так сильно влияет на нашу жизнь - от зарядки наших телефонов до того, что позволяет нам приготовить чашку кофе и, все чаще, заправлять наши машины - могло начаться с простого порыва ветра. .

Как работает ветряная турбина?

Сначала давайте начнем с видимых частей ветряной электростанции, которые мы все привыкли видеть - этих высоких белых или бледно-серых турбин.Каждая из этих турбин состоит из набора лопаток, коробки рядом с ними, называемой гондолой, и вала. Ветер - а это может быть просто легкий ветерок - заставляет лопасти вращаться, создавая кинетическую энергию. Вращающиеся таким образом лопасти также заставляют вращаться вал в гондоле, а генератор в гондоле преобразует эту кинетическую энергию в электрическую.

Что происходит с электричеством, вырабатываемым ветряной турбиной?

Для подключения к национальной сети электрическая энергия затем пропускается через трансформатор на объекте, который увеличивает напряжение до уровня, используемого в национальной электроэнергетической системе.Именно на этом этапе электричество обычно направляется в передающую сеть National Grid, готовую к передаче, чтобы в конечном итоге ее можно было использовать в домах и на предприятиях. В качестве альтернативы, ветряная электростанция или отдельная ветряная турбина могут вырабатывать электроэнергию, которая используется частным образом отдельным лицом или небольшой группой домов или предприятий.


Почему ветряки обычно белые или бледно-серые?

Ветряные турбины обычно бывают либо белыми, либо очень бледно-серыми - идея состоит в том, чтобы сделать их визуально ненавязчивыми, насколько это возможно.Обсуждается, следует ли их перекрашивать в другие цвета, особенно в зеленый, в некоторых условиях, чтобы помочь им лучше вписаться в окружающую среду.

Насколько сильным должен быть ветер для работы ветряной турбины?

Ветровые турбины могут работать при любых скоростях ветра - от очень слабого до очень сильного. Они генерируют около 80% времени, но не всегда на полную мощность. При очень сильном ветре они отключаются, чтобы предотвратить повреждение.

Где расположены ветряные электростанции?

Ветряные электростанции, как правило, располагаются в самых ветреных местах, чтобы максимально использовать энергию, которую они могут производить - вот почему вы с большей вероятностью увидите их на склонах холмов или на побережье.Ветряные электростанции, расположенные в море, называются оффшорными ветряными электростанциями, а расположенные на суше - наземными ветряными фермами.

Где была первая ветряная турбина и первая ветряная электростанция?

Самая первая ветряная турбина, вырабатывающая электричество, была создана профессором Джеймсом Блайтом в своем доме отдыха в Шотландии в 1887 году. Она была 10-метровой высоты и имела парусину.

Первая в мире ветряная электростанция открылась в Нью-Гэмпшире в США в 1980 году.

Вредны ли ветряные электростанции для птиц?

Дело в том, что Изменение климата представляет собой самую серьезную долгосрочную угрозу для птиц и других диких животных.И возобновляемые источники энергии, ключевыми компонентами которых являются ветряные турбины, необходимы для сокращения парниковых газов .

Королевское общество защиты птиц Великобритании ( RSPB ) признает эту более широкую картину, заявляя: «Переход на возобновляемые источники энергии сейчас, а не через 10 или 20 лет, необходим, если мы хотим стабилизировать выбросы парниковых газов в атмосфера на безопасном уровне ».

Разработчики ветряных электростанций работают в тесном сотрудничестве с RSPB и местными экологическими группами в рамках процесса консультаций по выбору ветряных электростанций, чтобы продолжить рост наземной и морской ветроэнергетики, сбалансировав любой потенциальный вред птицам из-за потери, нарушения среды обитания и столкновений. .

В отчете США сделан вывод о том, что влияние энергии ветра на популяции птиц относительно невелико по сравнению с падением жертвой кошек и столкновениями с высотными зданиями.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *