Как сделать пропеллер для ветряка

Оптимальные лопасти для ветрогенератора: вид, форма, материалы и инструкция по изготовлению своими руками

Обновлено: 26 ноября 2021

Существующие цены на ветрогенераторы и окупаемость не соответствуют возможностям большинства владельцев загородных домов, дачных участков. Жителям отдаленных районов, где сетевой электроэнергии до сих пор никогда не было, приобрести подобное оборудование еще сложнее, поскольку они лишены информации о нем и не могут получить достаточно подробные сведения о качестве, характеристиках и прочих параметрах оборудования для использования энергии ветра.

Приходится изготавливать ветровые устройства самостоятельно, опираясь на экспериментальные результаты или отрывочные сведения, почерпнутые из разных источников. Рассмотрим важный вопрос, возникающий при создании ветряка — устройство лопастей.

Как работает простой ветрогенератор?

Существует два типа ветрогенераторов:

Разница состоит в расположении оси вращения. Наиболее производительными считаются горизонтальные конструкции, напоминающие своими формами самолет с пропеллером. Винт — это крыльчатка ветряка, хвост — устройство наведения на поток ветра, автоматически разворачивающее ось по направлению движения воздуха.

При воздействии ветра на крыльчатку возникает вращающий момент, передающийся на ось генератора. В его обмотках возбуждается электроток, который заряжает аккумуляторные батареи. Они, в свою очередь, отдают заряд на инвертор, изменяющий параметры тока и выдающий на потребляющие приборы стандартное напряжение 220 В 50 Гц.

Существуют более простые комплексы, где с генератора запитываются сразу потребители, но такая система никак не защищена от скачков или пропадания напряжения. Вариант используется только для освещения или привода насосов, качающих воду.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Какая форма лопасти является оптимальной?

Основной элемент горизонтального ветряка — крыльчатка. Она больше всего напоминает пропеллер, хотя выполняет абсолютно противоположные функции. Лопасти принимают на себя энергию воздушного потока, перерабатывая ее во вращательное движение. От их конфигурации напрямую зависит эффективность работы крыльчатки и всего комплекта в целом.

Горизонтальные устройства имеют крыльчатки, снабженные большим количеством лопастей. Обычно их больше 3. В этом вопросе существует зависимость числа лопастей от производительности. Дело в том, что с возрастанием числа принимающих плоскостей падает мощность крыльчатки, а с убыванием — чувствительность. Поэтому выбирают «золотую середину», принимая среднее число лопастей.

Важно! Большое число лопастей увеличивает фронтальную нагрузку на устройство, создавая опрокидывающее усилие на основании мачты и сильное осевое давление на крыльчатку, разрушающее подшипники генератора.

На практике создано большое количество разных устройств, имеющих форму крыльчатки от простых секторов окружности, немного развернутых по радиусной оси, до сложных вариантов с тщательно просчитанной аэродинамикой, испытанных в разных условиях. Результаты испытаний показали, что оптимальной формой является модель, приближенная к пропеллеру. Такая лопасть несколько расширяется от центра (обтекателя) крыльчатки и плавно сужается к концу.

Преимуществом этого вида является равномерное распределение нагрузок на опорный подшипник, поверхность лопасти и всю систему ветряка в целом. Поток ветра воздействует на все участки с одинаковой силой, но, если расширить лопасть к концу, то получится достаточно длинный рычаг, перегружающий подшипник и выламывающий лопасти. Отсюда возникла такая форма, с небольшими изменениями используемая практически на всех ветряках.

Выбор вида

Вариантов или видов лопастей для горизонтальных ветряков существует немного. Причина этого кроется в самой конструкции крыльчатки — создавать сложные формы или конфигурации там попросту негде. Тем не менее, разработки наиболее удачного варианта ведутся постоянно, на сегодня можно выделить несколько видов:

Твердые лопасти изготавливаются из различных материалов сразу в определенной форме, парусные имеют совершенно другую конструкцию. Основой является рамка, на которую натягивается плотное полотно таким образом, чтобы одна из сторон была не прикреплена к рамке. Получается лопасть треугольной формы с одной стороной (от центра к одной из вершин), не закрепленной к основе.

Поток ветра создает давление на парус и придает ему оптимальную форму для схода с плоскости, в результате чего колесо начинает вращаться. Вариант имеет преимущество в массе и весе колеса, но нуждается в постоянном наблюдении за состоянием ткани и крыльчатки в целом.

Для самостоятельного изготовления обычно используют подручные материалы. Учитывая сложный профиль лопастей, хорошим вариантом становится использование листового металла или пластиковых труб.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Расчет лопастей

На практике мало кто вычисляет параметры лопастей, поскольку для этого надо обладать специальной подготовкой и располагать данными. Большинство значений, нужных для расчетов, необходимо сначала отыскать, некоторые из них и вовсе будут известны только после запуска ветряка. Кроме того, для большинства видов до сих пор нет математической модели вращения, что делает расчеты бесполезными.

Чаще всего производится подбор диаметра крыльчатки по требующейся мощности, выполняемый по таблице:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как вариант, можно использовать онлайн-калькулятор, позволяющий получить готовый результат за секунды, надо только подставить в окошечки программы собственные данные.

Необходимо учитывать, что расчеты такого устройства, как крыльчатка, не будут иметь достаточной точности из-за большого количества тонких эффектов и неизвестных величин, поэтому, чаще всего, прибегают к экспериментальному подбору формы и размера.

Материал для изготовления

Прежде, чем начать работы по созданию крыльчатки, надо определиться с материалом. Выбор производится из того, что имеется в наличии, или из материалов, более знакомых пользователю и доступных для обработки. Требования к материалу для изготовления лопастей:

Из всех возможных вариантов опытным путем были выделены несколько наиболее удачных. Рассмотрим их подробнее.

Трубы ПВХ

Использование канализационных труб ПВХ большого диаметра позволяет быстро и недорого получить вполне качественные лопасти. Пластик не боится воздействия влаги, легко обрабатывается. Самым ценным качеством является наличие у заготовки формы ровного желоба, остается лишь правильно отрезать все лишнее.

Простота изготовления и дешевизна материала в сочетании с эксплуатационными качествами пластика сделали трубы ПВХ самым ходовым материалом при изготовлении самодельных ветряков. К недостаткам материала можно отнести его хрупкость при низких температурах.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Алюминий

Лопасти из алюминия долговечны, прочны и не боятся никаких внешних воздействий. При этом, они тяжелее, чем пластиковые и требуют тщательной балансировки колеса. Кроме того, работа с металлом, даже таким податливым, как алюминий, требует наличия навыков и подходящего инструмента.

Затрудняет работу и форма материала — чаще всего используется листовой алюминий, поэтому мало изготовить лопасти, надо придать им соответствующий профиль, для чего придется сделать специальный шаблон. Как вариант, можно сначала изогнуть лист по оправке, затем приступить к разметке и резке деталей. В целом, материал более устойчив к нагрузкам, не боится температурных или погодных воздействий.

Стекловолокно

Такой выбор — для специалистов. Работа со стекловолокном сложна, требует навыков и знания множества тонкостей. Порядок создания лопасти включает в себя несколько операций:

Технология сложна, требует времени и умения работать с материалами. Кроме того, эпоксидная смола имеет неприятное свойство закипать в больших объемах, что создает постоянную угрозу испортить всю работу. Поэтому выбирать стеклоткань следует только опытным и подготовленным пользователям.

Древесина

Работа с деревом достаточно хорошо знакома для большинства пользователей, но создание лопастей — задача достаточно сложная. Мало того, что форма изделия сама по себе непроста, так еще и потребуется изготовить несколько одинаковых неотличимых друг от друга образцов.

Решение такой задачи по плечу далеко не всем. Кроме того, готовые изделия надо качественно защитить от воздействия влаги, пропитать олифой или маслом, покрасить и т.д.

Древесина обладает массой отрицательных качеств — она склонна к короблению, растрескиванию, гниению. Впитывает и легко отдает влагу, что изменяет массу и баланс крыльчатки. Все эти свойства делают материал не лучшим вариантом выбора для домашнего мастера, поскольку лишние осложнения никому не нужны.

Создание лопастей поэтапно

Рассмотрим наиболее распространенный вариант изготовления лопастей. В качестве материала используется труба ПВХ диаметром порядка 110-160 мм:

Форма лопастей имеет следующее строение:

Полученные точки соединяются прямой линией, затем оформляются более плавными переходами, руководствуясь полученными очертаниями. Изготавливается шаблон, по которому вырезаются все лопасти, имеющие одинаковую форму. Для присоединения к ступице необходимо просверлить пару отверстий под винты (шурупы).

Они должны на всех лопастях находиться в одинаковых точках, чтобы не нарушался баланс крыльчатки. Готовое колесо требуется тщательно отбалансировать, установив его на ось и, свободно вращая, отыскать участок с нарушениями баланса. В этом месте следует понемногу стачивать лопасть до момента полного уравновешивания крыльчатки.

Источник

Лопасти для ветряка на 3D-принтере (создание ветрогенератора, часть 1)

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Уже 15 лет, как мечта построить ветрогенератор оставалась нереализованной. Казалось бы, давно канули в лету попытки электрифицировать дачу с помощью бочки и генератора от жигулей, хотя нет, до сих пор людям не дает покоя публикация в «Юном технике» 80-х 😉

Но современные технологии вдохнули новую жизнь в старую идею. И подход будет куда более научным.

Для начала, я построил ультразвуковой анемометр с вычислением энергии ветра. Полевые испытания не за горами.

Поэтому безо всяких обьяснений скажу- я выбрал ротор Дарье с вертикальной осью, вот такой:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

А мне этого и не надо, поскольку можно использовать концепцию гирлянды ветряков:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Кстати, мощность, снимаемая с одной ячейки должна получиться от 100Вт(при скорости ветра 8м/с), что может стать хорошим решением для рыбаков/туристов/охотников.

Найти уже готовый чертеж данных профилей в формате SVG не составляет труда:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Но он же плоский, как сделать его обьемным?

Элементарно! Для этого подойдет даже простейший инструмент для 3D-моделирования. Я воспользовался онлайн-ресурсом tinkercad.com, импортировал туда чертеж, и получил рыбу-вомера 8-0

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Теперь остается выставить требуемую высоту, отверстия под резьбовые шпильки(на них я буду собирать экпериментальную версию) и гнезда под гайки:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Все, остается экспортировать готовую модель в STL-формате и нарезать любимым слайсером (у меня- CURA)

Теперь последуют эксперименты с разной длинной хорды относительно диаметра ротора(обычно 10-18%), числом лопастей (2/3/4) и их относительной толщиной. Напомню, у меня диаметр ротора будет 1м, начну с коротких(хорда-10см) и «толстых»(21%) лопастей, 2 шт.

Для начала критерием эффективности послужит количество оборотов ротора без нагрузки, ибо «индекс скорости»/быстроходность является косвенным критерием КПД/КИЭВ.

Для метровой турбины просится зубчатая ременная передача с натяжителем (передаточные числа до х10), но об этом в следующей публикации.

А пока что 3D-принтер днями и ночами не остужая экструдера печатает 166-мм участки лопастей для грядущей энергонезависимости ульев 😉

Да-да, я не забросил эту тему (у меня уже 2 улья с живыми пчелами и свой мед), просто некоторое время вел ее на отдельном сайте.

До скорой встречи на страницах Хабра, электропчеловод Андрей

Источник

Сборка самодельного ветрогенератора: варианты конструкции от пользователей FORUMHOUSE

О том, как самостоятельно выполнить расчет ветрогенератора, мы рассказывали в одном из прошлых материалов. Сегодня вашему вниманию будут представлены модели ВЭУ, построенные пользователями нашего портала. Также мы поделимся полезными советами, которые помогут собрать установку и не допустить при этом ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками – задача сложная. Безошибочно справиться с ее решением может далеко не каждый (даже опытный) практик. Впрочем, любая вовремя обнаруженная ошибка может быть исправлена. На то мастеру – голова и руки.

В статье рассмотрены вопросы:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Изготовление лопастей

Если у вас еще нет опыта в самостоятельном изготовлении винтов для домашней ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Заключается он в изготовлении лопастей из обыкновенной канализационной ПВХ трубы. Этот метод прост, доступен и дешев.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Теперь о лопастях: сделал из 160-й рыжей канализационной трубы со вспененным внутренним слоем. Делал по расчету, представленному на фото.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей – это параметры, которые зависят от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветроколеса, от быстроходности рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать себе голову аэродинамическими расчетами, вы можете воспользоваться готовой таблицей, которую выложил в соответствующей теме нашего портала ее автор. Она позволит определить геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои собственные значения (диаметр трубы, быстроходность винта и т. д.).

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Приноровился пилить электролобзиком. Получается реально быстро и качественно. Примечание: обязательно ставьте большой свободный ход пилки на лобзик, чтобы пилку не закусывало и не ломало.

Конструкция аксиального генератора

Делая выбор между трехфазным или однофазным генератором, лучше остановить свой выбор на первом варианте. Трехфазный источник тока менее подвержен вибрациям, возникающим из-за неравномерности нагрузки, и позволяет получать постоянную мощность при одинаковых оборотах ротора.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Однофазные генераторы мотать не стоит: испытано и давно проверено на практике. Только на трех фазах можно получить достойные генераторы.

Расчетные параметры генератора, о которых мы рассказывали в нашем предыдущем материале, определяются текущими потребностями в электроэнергии. И чтобы на практике они соответствовали объему вырабатываемой мощности, конструкция аксиального генератора должна отвечать определенным требованиям:

Увеличение расстояния между двумя соседними магнитами приведет к неравномерной выработке электроэнергии. Уменьшить это расстояние можно, но лучше, все же, соблюдать оптимальные параметры.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Ошибочно делать расстояние между магнитами равным половине ширины магнита. Один человек оказался прав, когда говорил, что расстояние должно быть не меньше ширины магнита.

Если не вникать в скучную теорию, то схема перекрытия катушек аксиального генератора постоянными магнитами на практике должна выглядеть следующим образом.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

В каждый момент времени одинаковые полюса магнитов аналогичным образом перекрывают обмотки катушек отдельно взятой фазы.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Вот так в реале: всё совпадает с рисунком почти на 100%, только катушки совсем немного отличаются по форме.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Последовательность сборки аксиального генератора рассмотрим на примере устройства, собранного пользователем Aleksei2011.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

На этот раз я делаю дисковый аксиальный генератор. Диаметр дисков – 220 мм, магниты – 50*30*10 мм. Всего – 16 магнитов (по 8 штук на дисках). Катушки мотал проводом Ø1.06 мм по 75 витков. Катушек – 12 штук.

Изготовление статора

Как видно на фото, катушки имеют форму, похожую на вытянутую каплю воды. Это делается для того, чтобы направление движения магнитов было перпендикулярным длинным боковым участкам катушки (именно здесь индуцируется максимальная ЭДС).

Если используются круглые магниты, внутренний диаметр катушки должен примерно соответствовать диаметру магнита. Если же используются квадратные магниты, конфигурация витков катушки должна быть построена таким образом, чтобы магниты перекрывали прямые отрезки витков. Установка более длинных магнитов особого смысла не имеет, ведь максимальные значения ЭДС возникают лишь на тех участках проводника, которые расположены перпендикулярно направлению движения магнитного поля.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Изготовление статора начинается с намотки катушек. Катушки проще всего мотать по заранее заготовленному шаблону. Шаблоны бывают самыми разными: от небольших ручных приспособлений до миниатюрных самодельных станков.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Катушки каждой отдельно взятой фазы соединяются между собой последовательно: конец первой катушки соединяется с началом четвертой, конец четвертой – с началом седьмой и т. д.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Напомним, что при соединении фаз по схеме «звезда» концы обмоток (фаз) устройства соединяются в один общий узел, который будет являться нейтралью генератора. При этом три свободных провода (начало каждой фазы) подключаются к трехфазному диодному мосту.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Когда все катушки будут собраны в единую схему, можно готовить форму под заливку статора. После этого погружаем в форму всю электрическую часть и заливаем эпоксидной смолой.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Далее выкладываю фото готового статора. Заливал обычной эпоксидной смолой. Снизу и сверху стеклоткань положил. Внешний диаметр статора – 280 мм, внутреннее отверстие – 70 мм.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Изготовление ротора для аксиальника

Чаще всего самодельные аксиальные генераторы делают на основе автомобильной ступицы и совместимых с ней тормозных дисков (можно использовать самодельные металлические диски, как это сделал Aleksei2011). Схема будет следующей.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

В этом случае диаметр статора больше, чем диаметр ротора. Это позволяет прикрепить статор к раме ветрогенератора с помощью металлических шпилек.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Шпильки для крепления статора М6 стоят (в количестве 3-х штук). Это исключительно для теста генератора. Впоследствии их будет 6 штук (М8). Я думаю, что для генератора такой мощности этого будет вполне достаточно.

В некоторых случаях диск статора крепится к неподвижной оси генератора. Подобный подход позволяет сделать конструкцию генератора менее габаритной, но принципы работы устройства от этого не меняются.

Противоположные магниты должны быть направлены друг к другу разноименными полюсами: если на первом диске магнит обращен к статору генератора своим южным полюсом «S», то противоположный ему магнит, расположенный на втором диске, должен быть обращен к статору полюсом «N». При этом магниты, расположенные рядом на одном диске, также должны быть сориентированы разнонаправлено.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Сила магнитного поля, которое создают неодимовые магниты, довольно велика. Поэтому регулировать расстояние между дисками статора и ротором генератора следует, используя шпилечно-резьбовое соединение.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Это вариант конструкции, в которой диаметр ротора больше диаметра статора. Статор в этом случае крепится к неподвижной оси устройства.

Также для регулировки расстояния между дисками можно использовать распорные втулки (или шайбы), которые устанавливаются на неподвижную ось генератора.

Расстояние между магнитами и статором должно быть минимальным (1…2 мм). Клеить магниты на диски генератора можно обыкновенным суперклеем. Правильнее всего осуществлять наклейку магнитов, используя заранее заготовленный шаблон (например, из фанеры).

Вот, что показали предварительные испытания генератора, выполненные пользователем Aleksei2011 с помощью шуруповерта: при 310 об/м с устройства было снято 42 вольта (соединение – звездой). С одной фазы получается 22 вольта. Расчетное сопротивление одной фазы – 0.95 Ом. После подключения АКБ шуруповёрт смог раскрутить генератор до 170 об/м, ток зарядки при этом составил 3.1А.

После длительных экспериментов, которые были связаны с модернизацией рабочего винта и другими менее масштабными усовершенствованиями, генератор продемонстрировал свои максимальные характеристики.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Наконец, к нам пришёл ветер, и я зафиксировал максимальную мощность ветряка: ветер усилился, а порывы временами достигали 12 – 14м/с. Максимальная зафиксированная мощность – 476 Ватт. При ветре 10м/с ветряк выдаёт примерно 300 Ватт.

Ветроэнергетическая установка из автомобильного генератора

Популярным решением среди людей, практикующих изготовление ВЭУ своими руками, является переделка автомобильного генератора под альтернативные нужды. Несмотря на всю привлекательность подобной затеи, следует отметить, что автомобильный генератор в том виде, в котором он устанавливается на двигатель транспортного средства, довольно проблематично использовать в составе ветроэнергетической установки. Разберемся – почему:

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Переделанный автогенератор (на магниты) имеет право на жизнь. У меня сейчас два таких. На ветре 8 м/с с двухметровыми винтами дают честные 300 Ватт каждый.

Переделка автомобильного генератора под ВЭУ требует определенной сноровки. Поэтому приступать к ней желательно, имея за плечами опыт перемотки асинхронных двигателей или генераторов со стандартным цилиндрическим статором (и те, и другие при желании можно превратить в альтернативную энергетическую установку). Переделка автомобильного генератора имеет свои нюансы. Понять их будет намного проще, если обратиться к опыту пользователей, которые успели достичь в этой сфере определенных успехов.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Защита кабеля от перекручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. И если ваш ветрогенератор будет вращаться вокруг своей оси подобно флюгеру, то без дополнительных мер защиты кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро перекрутится и в течение нескольких дней придет в негодность. Предлагаем вашему вниманию несколько способов защиты от подобных неприятностей.

Способ первый: разъемное соединение

Наиболее простой, но совершенно непрактичный способ защиты заключается в установке разъемного кабельного соединения. Разъем позволяет распутать скрутившийся кабель вручную, отключив ветрогенератор от системы.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Я знаю, что некоторые внизу ставят что-то типа штепселя с розеткой. Закрутило кабель – отключил от розетки. Затем – раскрутил и воткнул вилку обратно. И мачту опускать не надо, и токосъёмники не нужны. Я это на форуме по самодельным ветрякам прочитал. Судя по словам автора, все работает и не перекручивает кабель слишком уж часто.

Способ второй: использование жесткого кабеля

Некоторые пользователи советуют подключать к генератору толстые, упругие и жесткие кабели (например, сварочные). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Нашел на одном сайте: наш способ защиты заключается в использовании сварочного кабеля с жестким резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции малых ветровых турбин сильно переоценена, а сварочный кабель #4. #6 имеет особые качества: жесткая резина не дает кабелю скручиваться и препятствует повороту ветряка в одном и том же направлении.

Способ третий: установка токосъемных колец

На наш взгляд, полностью защитить кабель от перекручивания поможет только установка специальных токосъемных колец. Именно такой способ защиты реализовал в конструкции своего ветрогенератора пользователь Михаил 26.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Защита ветрогенератора от бури

Речь идет о защите устройства от ураганов и сильных порывов ветра. На практике она реализуется двумя способами:

Первый способ основан на подключении балластной электрической нагрузки к ветрогенератору. О нем мы уже рассказывали в одной из предыдущих статей.

Второй способ предполагает установку складывающегося хвоста, позволяющего при номинальной силе ветра направлять винт навстречу ветровому потоку, а во время бури, наоборот – уводить винт из-под ветра.

Защита складыванием хвоста происходит по следующей схеме.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Когда ветер ослабевает, хвост под собственной тяжестью возвращается в исходное положение и поворачивает винт навстречу ветру. Для того чтобы хвост смог вернуться в исходное положение без дополнительных пружин, используется поворотный механизм с наклонным шкворнем (шарниром), который устанавливается на оси поворота хвоста.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Ось поворота хвоста установлена под наклоном: на 20° относительно вертикальной оси и на 45° относительно оси горизонтальной.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Для того чтобы механизм мог выполнять свою основную функцию, ось мачты должна находиться на определенном расстоянии от оси вращения турбины (оптимально – 10 см).

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Рассчитать размеры хвоста и их зависимость от других параметров ВЭУ вам поможет таблица Excel с уже готовыми формулами. В ней желтым цветом обозначена область переменных значений.

Вашему вниманию представлен наиболее распространенный вариант механической защиты ветрогенератора. В том или ином виде он успешно используется на практике пользователями нашего портала.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

При шторме тормозить винт надо его уводом из-под ветра. У меня, к примеру, при слишком сильном ветре ветряк опрокидывается винтом вверх. Не самый лучший вариант, ведь возврат в рабочее положение сопровождается заметным ударом. Но за десять лет ветряк не сломался.

Несколько слов о правильной установке ветрогенератора

Выбирая место и высоту мачты, которые бы оптимально подошли для установки ветрогенератора, следует ориентироваться на самые разные факторы: рекомендуемая высота, наличие препятствий вблизи ВЭУ, а также собственные наблюдения и замеры.

Для того чтобы рассчитать оптимальную высоту мачты для домашней ВЭУ, необходимо к высоте ближайшего препятствия (дерева, здания и т. д.), которое находится в радиусе 100 метров от мачты ветряка, прибавить еще 10 метров. Таким образом вы получите высоту нижней точки ветроколеса.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

В США, например, минимально рекомендованная высота мачты для ВЭУ мощностью несколько кВт – 15 м, но чем выше, тем лучше. Нижняя часть ветроколеса должна быть, как минимум, на 10 м выше ближайшего самого высокого препятствия. Конечно, предварительно необходимо обследовать местность и выбрать оптимальную высоту мачты. На глаз это может сделать только очень опытный специалист. Во всех других случаях нужно проводить тщательные замеры в течение года (как минимум).

В процессе установки самодельных ветрогенераторов теория очень часто расходится с практикой, поэтому, в среднем, самодельные мачты имеют высоту от 6 до 12 метров. Основное преимущество самодельных вышек (мачт) заключается в том, что если какие-либо параметры не будут соответствовать вашим потребностям, конструкцию, габариты и высоту установки в любой момент можно изменить.

Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть фото Как сделать пропеллер для ветряка. Смотреть картинку Как сделать пропеллер для ветряка. Картинка про Как сделать пропеллер для ветряка. Фото Как сделать пропеллер для ветряка

Богатый опыт пользователей FORUMHOUSE, посвященный созданию самодельных ветроэлектрических установок, собран в одном из разделов нашего строительного портала. Если вы всерьез интересуетесь альтернативной энергетикой, рекомендуем прочитать статью, посвященную организации системы электроснабжения на основе самодельных солнечных панелей (батарей). Наверняка, вас заинтересует и небольшое видео об особенностях правильного построения мощной и функциональной системы электроснабжения загородного дома, которая по классической схеме подключается к стандартной трансформаторной подстанции.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *