Hoe u met uw eigen handen bladen voor een windgenerator kunt bouwen: voorbeelden van zelfgemaakte bladen voor een windmolen

Fundamentele structurele elementen

Ondanks de grote verscheidenheid aan windturbines en hun fabricagemethoden, bestaan ​​ze allemaal uit dezelfde structurele elementen.

windwiel

Schoepen worden beschouwd als een van de belangrijkste elementen van een windturbine. Hun ontwerp beïnvloedt de werking van andere componenten van de generator. Er worden verschillende materialen gebruikt om messen te maken.

Voordat u gaat produceren, moet u de lengte van het mes berekenen. Als een buis voor fabricage wordt genomen, moet de diameter ervan minimaal 20 cm zijn, met een geplande bladlengte van 1 meter. Vervolgens wordt de buis met een decoupeerzaag in 4 delen gesneden.Een deel wordt gebruikt om een ​​sjabloon te maken, volgens welke de rest van de messen wordt gesneden. Daarna worden ze op een gemeenschappelijke schijf gemonteerd en wordt de hele structuur op de generatoras bevestigd. Het gemonteerde windwiel moet in evenwicht zijn. Het balanceren moet worden uitgevoerd in een tegen de wind beschermde ruimte. Als de handeling correct wordt uitgevoerd, zal het wiel niet spontaan draaien. In het geval van spontane rotatie van de bladen, worden ze ondermijnd totdat de hele structuur in balans is. Helemaal aan het einde wordt de nauwkeurigheid van de rotatie van de bladen gecontroleerd. Ze moeten in hetzelfde vlak draaien, zonder enige vervorming. De toelaatbare fout is 2 mm.

Mast

Het volgende structurele element van de windturbine is de mast. Meestal is het gemaakt van een oude waterpijp, waarvan de diameter niet 15 cm mag zijn, maar de lengte moet maximaal 7 meter zijn. Als er zich binnen een straal van 30 meter van de geplande installatieplaats constructies of gebouwen bevinden, wordt in dit geval de hoogte van de mast verhoogd.

Om de gehele installatie zo efficiënt mogelijk te laten werken, steekt het schoepenwiel minimaal 1 meter boven de omringende obstakels uit. Na installatie worden de basis van de mast en de haringen voor het bevestigen van tuidraden met beton gestort. Als verlengstuk wordt aangeraden een gegalvaniseerde kabel met een diameter van 6 mm te gebruiken.

Generator

Voor een windturbine kun je elke autogenerator gebruiken, liefst met een hoger vermogen. Ze hebben allemaal een identiek ontwerp en vereisen aanpassing. Een soortgelijke wijziging van een autogenerator voor een windmolen omvat het terugspoelen van de statorgeleider en het vervaardigen van een rotor met behulp van neodymiummagneten.Om ze stevig te bevestigen, is het nodig om gaten in de rotorpolen te boren. Installatie van magneten wordt uitgevoerd met afwisseling van polen. De rotor zelf is in papier gewikkeld en alle holtes die zich tussen de magneten vormen, zijn gevuld met epoxy.

Bij het plakken van magneten moet op hun polariteit worden gelet. Daarom is de rotor verbonden met een stroombron. De meegeleverde rotor creëert een magnetisch veld en elke magneet wordt op zijn plaats gelijmd door de kant die wordt aangetrokken.

Voor het aansluiten van de rotor kun je elke voeding gebruiken met een spanning van 12 volt en een stroomsterkte van 1 tot 3 ampère. De verbinding is zo gemaakt dat de verwijderbare ring die zich dichter bij de hoektanden bevindt de min is en de positieve kant dichter bij het uiteinde van de rotor. Magneten die in de openingen van de rotor of hoektanden zijn geïnstalleerd, zorgen ervoor dat de generator zichzelf opwekt, en dit wordt als hun hoofdfunctie beschouwd.

Helemaal aan het begin van de rotatie van de rotor beginnen de magneten de stroom in de generator op te wekken, die ook de spoel binnenkomt, wat leidt tot een toename van de magnetische velden van de hoektanden. Hierdoor produceert de generator een stroom met een nog grotere waarde. Er ontstaat een soort stroomcirculatie wanneer de generator wordt aangeslagen en verder wordt aangedreven door zijn eigen rotor, waarop elektromagnetische polen zijn geïnstalleerd. De geassembleerde generator moet worden getest en metingen van de verkregen uitgangsgegevens moeten worden uitgevoerd. Als het apparaat bij 300 tpm ongeveer 30 volt produceert, wordt dit als een normaal resultaat beschouwd.

Welke windmolens kiezen?

Welnu, voor degenen die ver van onderstations en VL-0.4kv wonen, is het de moeite waard om de krachtigste windmolenmodellen te kopen die u zich kunt veroorloven.Aangezien van het vermogen dat op de foto's wordt aangegeven, krijg je niet meer dan 15%.

Een andere categorie consumenten kiest, terecht, niet voor Chinese fabrieksmodellen, maar geeft integendeel de voorkeur aan zelfgemaakte windmolens van autodidactische meesters. Het heeft ook zijn voordelen.

Voor het grootste deel zijn de uitvinders van dergelijke apparaten bekwame en verantwoordelijke jongens. En in bijna 100% van de gevallen kunnen ze zonder problemen de installatie terugsturen als er iets mis is gegaan of gerepareerd moet worden. Dit zal zeker geen probleem zijn.

Bij industriële Chinese windmolens is het uiterlijk zeker mooier. En als je toch besluit hem te kopen, doe dan direct na controle met een elektrische boor preventief onderhoud en vervang Chinees schroot door hoogwaardig gesmeerde lagers.

Als er grote vogelnesten bij u in de buurt zijn, kan het geen kwaad om een ​​extra set messen aan te schaffen.

Kuikens vallen soms onder de verdeling van een draaiende "minimolen". Kunststof bladen breken en metalen bladen buigen.

En ik zou willen eindigen met wijsheid van die gebruikers die niet naar alle argumenten hebben geluisterd en alle hierboven beschreven problemen zijn tegengekomen. Vergeet niet dat de duurste windwijzer voor een huis een windturbine is!

Materiaalkeuze

De wieken voor een windapparaat kunnen van elk min of meer geschikt materiaal zijn, bijvoorbeeld:

Van PVC-buis

Het is waarschijnlijk het gemakkelijkst om bladen van dit materiaal te maken. PVC-buizen zijn te vinden in elke bouwmarkt. Leidingen moeten worden gekozen die zijn ontworpen voor riolering met druk of een gasleiding. Anders kan de luchtstroom bij harde wind de bladen vervormen en beschadigen tegen de generatormast.

De wieken van een windturbine worden zwaar belast door de middelpuntvliedende kracht, en hoe langer de wieken, hoe groter de belasting.

De rand van het blad van een tweebladig wiel van een huiswindgenerator draait met een snelheid van honderden meters per seconde, zo snel als een kogel die uit een pistool vliegt. Deze snelheid kan leiden tot breuk van PVC-buizen. Dit is vooral gevaarlijk omdat rondvliegende pijpfragmenten mensen kunnen doden of ernstig kunnen verwonden.

U kunt uit de situatie komen door de bladen maximaal in te korten en hun aantal te vergroten. Het meerbladige windwiel is gemakkelijker te balanceren en maakt minder lawaai

Van niet gering belang is de dikte van de wanden van de buizen. Voor een windwiel met zes bladen van PVC-buis, met een diameter van twee meter, mag hun dikte bijvoorbeeld niet minder zijn dan 4 millimeter. Om het ontwerp van de messen voor een thuisvakman te berekenen, kunt u kant-en-klare tabellen en sjablonen gebruiken

Om het ontwerp van de messen voor een thuisvakman te berekenen, kunt u kant-en-klare tabellen en sjablonen gebruiken.

De sjabloon moet van papier zijn gemaakt, aan de pijp zijn bevestigd en omcirkeld. Dit moet zo vaak worden gedaan als er bladen op de windturbine zijn. Met behulp van een decoupeerzaag moet de buis worden gesneden volgens de markeringen - de messen zijn bijna klaar. De randen van de pijpen zijn gepolijst, de hoeken en uiteinden zijn afgerond zodat de molen er mooi uitziet en minder geluid maakt.

Van staal moet een schijf met zes strepen worden gemaakt, die de rol zal spelen van een structuur die de bladen combineert en het wiel aan de turbine bevestigt.

De afmetingen en vorm van de verbindingsconstructie moeten overeenkomen met het type generator en gelijkstroom dat in het windpark zal worden gebruikt.Staal moet zo dik worden gekozen dat het niet vervormt onder windstoten.

aluminium

In vergelijking met PVC-buizen zijn aluminium buizen beter bestand tegen zowel buigen als scheuren. Hun nadeel ligt in hun grote gewicht, waardoor maatregelen moeten worden genomen om de stabiliteit van de hele constructie als geheel te waarborgen. Bovendien moet u het wiel zorgvuldig uitbalanceren.

Overweeg de kenmerken van de uitvoering van aluminium bladen voor een windwiel met zes bladen.

Volgens de sjabloon moet een multiplexpatroon worden gemaakt. Reeds volgens de sjabloon van een vel aluminium, snijd spaties van messen in een hoeveelheid van zes stuks. Het toekomstige mes wordt in een goot van 10 millimeter diep gerold, terwijl de scroll-as een hoek van 10 graden moet vormen met de lengteas van het werkstuk. Deze manipulaties zullen de bladen voorzien van acceptabele aerodynamische parameters. Aan de binnenzijde van het blad is een schroefdraadhuls bevestigd.

Het verbindingsmechanisme van een windwiel met aluminium bladen heeft, in tegenstelling tot een wiel met bladen van PVC-buizen, geen strips op de schijf, maar noppen, dit zijn stukken van een stalen staaf met een schroefdraad die geschikt is voor de schroefdraad van de bussen.

glasvezel

Bladen gemaakt van glasvezelspecifiek glasvezel zijn het meest onberispelijk, gezien hun aerodynamische parameters, sterkte en gewicht. Deze bladen zijn het moeilijkst te construeren, omdat je hout en glasvezel moet kunnen bewerken.

We zullen de implementatie van glasvezelbladen voor een wiel met een diameter van twee meter overwegen.

De meest nauwgezette benadering moet worden gevolgd bij de implementatie van de matrix van hout.Het wordt uit de staven gefreesd volgens de voltooide sjabloon en dient als een mesmodel. Nadat u klaar bent met het werken aan de matrix, kunt u beginnen met het maken van bladen, die uit twee delen zullen bestaan.

Eerst moet de matrix worden behandeld met was, een van de zijkanten moet worden bedekt met epoxyhars en er moet glasvezel op worden uitgesmeerd. Breng er opnieuw epoxy op aan en opnieuw een laag glasvezel. Het aantal lagen kan drie of vier zijn.

Vervolgens moet u de resulterende trek ongeveer een dag op de matrix houden totdat deze volledig is opgedroogd. Dus een deel van het mes is klaar. Aan de andere kant van de matrix wordt dezelfde reeks acties uitgevoerd.

De afgewerkte delen van de bladen moeten worden verbonden met epoxy. Binnenin kun je een houten kurk plaatsen, deze met lijm bevestigen, hierdoor worden de messen aan de wielnaaf bevestigd. Er moet een schroefdraadbus in de plug worden gestoken. Het verbindende knooppunt wordt de hub op dezelfde manier als in de vorige voorbeelden.

Statorproductie

Zoals je op de foto kunt zien, hebben de spoelen de vorm van een langwerpige druppel water. Dit wordt gedaan zodat de bewegingsrichting van de magneten loodrecht staat op de lange zijsecties van de spoel (hier wordt de maximale EMF geïnduceerd).

Als ronde magneten worden gebruikt, moet de binnendiameter van de spoel ongeveer overeenkomen met de diameter van de magneet. Als vierkante magneten worden gebruikt, moeten de spoelwindingen zo worden geconfigureerd dat de magneten de rechte lengtes van de windingen overlappen. De installatie van langere magneten heeft niet veel zin, omdat de maximale EMF-waarden alleen voorkomen in die delen van de geleider die loodrecht op de richting van het magnetische veld staan.

De fabricage van de stator begint met het wikkelen van de spoelen.Spoelen zijn het gemakkelijkst op te winden volgens een vooraf opgesteld sjabloon. Sjablonen zijn heel verschillend: van klein handgereedschap tot miniatuur zelfgemaakte machines.

De spoelen van elke afzonderlijke fase zijn in serie met elkaar verbonden: het einde van de eerste spoel is verbonden met het begin van de vierde, het einde van de vierde met het begin van de zevende, enz.

Bedenk dat wanneer de fasen zijn aangesloten volgens het "ster" -schema, de uiteinden van de wikkelingen (fasen) van het apparaat zijn verbonden met één gemeenschappelijk knooppunt, dat de nulleider van de generator zal zijn. In dit geval zijn drie vrije draden (het begin van elke fase) verbonden met een driefasige diodebrug.

Wanneer alle spoelen in één circuit zijn samengevoegd, kunt u een mal maken voor het gieten van de stator. Daarna dompelen we het volledige elektrische deel in de mal en vullen deze met epoxy.

Aleksej2011

Vervolgens plaats ik een foto van de voltooide stator. Gevuld met gewone epoxy. Boven en onder heb ik glasvezel gelegd. De buitendiameter van de stator is 280 mm, het binnenste gat is 70 mm.

Hoe maak je zelf een verticale windgenerator?

Het zelf produceren van een windgenerator is heel goed mogelijk, hoewel niet zo eenvoudig als het op het eerste gezicht lijkt. Je moet ofwel de hele set apparatuur in elkaar zetten, wat erg moeilijk is, of een aantal van de elementen ervan kopen, wat vrij duur is. De kit kan het volgende bevatten:

• wind generator
• omvormer
• controleur
• batterijpakket
• draden, kabels, accessoires

De beste optie zou de gedeeltelijke aankoop van afgewerkte apparatuur zijn, gedeeltelijke DIY productie. Feit is dat de prijzen voor nodes en elementen erg hoog zijn, niet voor iedereen toegankelijk.Bovendien roept de hoge eenmalige investering de vraag op of deze fondsen niet efficiënter kunnen worden besteed.

Het systeem werkt als volgt:

• de windmolen draait en brengt koppel over naar de generator
• er wordt een elektrische stroom opgewekt die de batterij oplaadt
• de accu is aangesloten op een omvormer die gelijkstroom omzet in 220 V 50 Hz wisselstroom.

De montage begint meestal met een generator. De meest succesvolle optie is om een ​​driefasig ontwerp op neodymiummagneten te monteren, waarmee u de juiste stroom kunt genereren.

Roterende onderdelen zijn gemaakt op basis van een van de meest toegankelijke systemen om met uw eigen handen te recreëren. De bladen zijn gemaakt van buisdelen, doormidden gezaagde metalen vaten of op een bepaalde manier gebogen plaatwerk.

De mast is op de grond gelast en al afgewerkt in een verticale positie geïnstalleerd. Als optie wordt deze direct op de plaats van installatie van de generator van hout gemaakt. Voor een solide en betrouwbare installatie dient er een fundering te worden gemaakt voor de steunen en dient de mast met ankers te worden vastgezet. Op grote hoogte moet het extra worden vastgezet met striae.

Alle componenten en onderdelen van het systeem moeten op elkaar worden afgestemd wat betreft vermogen, prestatie-instellingen. Het is niet op voorhand te zeggen hoe efficiënt een windturbine zal zijn, omdat te veel onbekende parameters ons niet toelaten om de karakteristieken van het systeem te berekenen. Tegelijkertijd, als u het systeem in eerste instantie onder een bepaald vermogen legt, is de output altijd vrij dicht bij waarden. De belangrijkste vereiste is de sterkte en nauwkeurigheid van de vervaardiging van knooppunten, zodat de werking van de generator voldoende stabiel en betrouwbaar is.

DIY verticale windgenerator

Gebruikte materialen en apparatuur

De afmetingen van de turbine kunnen willekeurig worden gekozen - hoe groter, hoe krachtiger. In het voorbeeld is de diameter van het product 60 cm.

Om een ​​verticale turbine te maken heb je nodig:

1. Buis Ø 60 cm (bij voorkeur roestvrij staal - verzinkt, duraluminium, enz.).
2. Duurzaam kunststof (twee schijven met een diameter van 60 cm).
3. Hoeken voor het bevestigen van de messen (6 stuks voor elk) - 36 stuks.
4. Voor de basis - een autohub.
5. Moeren, ringen schroeven voor bevestiging.

Uitrusting en gereedschappen:

1. Puzzel.
2. Bulgaars.
3. Oefening.
4. Schroevendraaier.
5. Sleutels.
6. Handschoenen, masker.

Voor het balanceren van de messen kun je een metalen plaatje gebruiken, magneten en bij een lichte onbalans kun je eenvoudig gaten boren.

Tekening van een windgeneratorapparaat

Een verticale windmolen maken

1. De metalen buis wordt in de lengte doorgesneden zodat 6 identieke bladen worden verkregen.
2. Uit kunststof zijn twee identieke cirkels gesneden (diameter 60 cm). Dit wordt de bovenste en onderste turbinesteun.
3. Om de constructie wat gemakkelijker te maken, kunt u in het midden van de bovenste steun een cirkel Ø 30 cm snijden.
4. Afhankelijk van het aantal gaten op de autonaaf, zijn exact dezelfde gaten gemarkeerd voor montage in de onderste plastic steun. Geboord met een boor.
5. Volgens de sjabloon moet u de locatie van de bladen markeren (twee driehoeken vormen een ster). De bevestigingsplaatsen van de hoeken zijn gemarkeerd. Op twee steunen zou het identiek moeten zijn.
6. Het is beter om de messen niet één voor één te snijden, maar allemaal tegelijk (er wordt een molen gebruikt).
7. Ook de bevestigingspunten van de hoeken dienen op de bladen te worden genoteerd. Boor vervolgens gaten.
8. Met behulp van hoeken worden de messen door middel van ringen met bouten en moeren aan de basiscirkels bevestigd.

Hoe langer de bladen, hoe krachtiger de eenheid zal zijn, maar hoe moeilijker het zal zijn om het in evenwicht te brengen, bij sterke wind zal de structuur "loskomen".

DIY-generator

Voor een windmolen moet u een zelfbekrachtigde generator met permanente magneten selecteren (deze werden gebruikt in de T-4, MTZ, T-16, T-25-tractoren).

Als je een conventionele autogenerator plaatst, wordt hun spanningswikkeling aangedreven door een batterij, dat wil zeggen: geen spanning - geen opwinding.

Dit houdt in dat als je een autogenerator + accu installeert, en er staat lange tijd een zwakke wind, de accu gewoon ontladen wordt en als de wind weer komt opzetten, zal het systeem niet starten.

Of maak met uw eigen handen een windgenerator op neodymiummagneten. Zo'n eenheid zal het begeven bij een zwakke wind van maximaal 1,5 kW, bij een sterke wind van 3,5 kW. Stap Instructie::

Er worden twee metalen pannenkoeken gemaakt met een diameter van 50 cm.

12 neodymiummagneten op elk (ongeveer 50 x 25 x 1,2 mm groot) zijn rond de omtrek bevestigd met superlijm. Magneten wisselen elkaar af: "noord" - "zuid".

Pannenkoeken worden tegenover elkaar geplaatst, de palen zijn ook "noord" - "zuid" georiënteerd.

Tussen hen is een zelfgemaakte stator. Dit zijn 9 spoelen koperdraad met een doorsnede van 3 mm. 70 beurten elk. Onder elkaar zijn ze verbonden volgens het "ster" -schema en gevuld met polymeerhars. Spoelen zijn in één richting gewikkeld. Voor het gemak moeten het begin en het einde van de wikkeling worden gemarkeerd (bijvoorbeeld met elektrische tape van verschillende kleuren).

Zelfgemaakte windmolengenerator gemaakt van neodymiummagneten

De statordikte is ongeveer 15 - 20 mm. Bij de vervaardiging ervan is het noodzakelijk om te zorgen voor de uitgangen van de wikkelingen van de spoelen door bouten met moeren.Ze zullen de generator van stroom voorzien.

De afstand tussen de stator en de rotor is 2 mm.

De essentie van het werk is dat het noorden en zuiden van de magneten worden omgekeerd, waardoor de elektrische stroom door de spoel "loopt".

De rotormagneten zullen zeer sterk worden aangetrokken. Om de onderdelen soepel te verbinden, moet u er gaten in boren en de draden voor de tapeinden afsnijden. De rotoren worden onmiddellijk met elkaar uitgelijnd en geleidelijk, met behulp van sleutels, daalt de bovenste naar de onderste. Tijdelijke haarspelden worden immers verwijderd.

Deze generator kan gebruikt worden op zowel verticale als horizontale modellen.

montageproces

• Een beugel voor het monteren van de stator is op de mast geïnstalleerd (deze kan drie- of zesbladig zijn).
• Daarboven wordt een naaf bevestigd met moeren.
• Er zitten 4 noppen in de naaf. Ze zetten de generator aan.
• De generatorstator is verbonden met een beugel die aan de mast is bevestigd.
• Een turbine met bladen is bevestigd aan de tweede rotorplaat.
• Vanaf de stator zijn de draden met klemmen verbonden met de spanningsregelaar.

Belangrijkste kenmerken

De prestaties van een windgenerator zijn afhankelijk van het aantal en de grootte van de erop geïnstalleerde bladen, wat duidelijk blijkt uit de formule:

N=pSV3/2, waarbij

N is de kracht van de luchtstroom, die de kracht van het apparaat bepaalt;

р – luchtdichtheid;

S is het gebied dat door de windgenerator wordt geveegd;

V is de windsnelheid.

De belangrijkste kenmerken van dit element van technische apparaten van dit type zijn:

Geometrische afmetingen.

Volgens onderstaand schema:

R is de straal die het geveegde gebied van het apparaat bepaalt;

b - breedte, bepaalt de snelheid van een bepaald model;

c - dikte, hangt af van het materiaal waaruit het is gemaakt en ontwerpkenmerken;

φ - installatiehoek bepaalt de locatie van het rotatievlak van het blad ten opzichte van zijn as;

r is de doorsnederadius of binnenradius van rotatie.

• Mechanische sterkte - bepaalt het vermogen van het element om de belastingen te weerstaan ​​die erop worden uitgeoefend en is afhankelijk van het materiaal dat bij de fabricage is gebruikt en het ontwerp.
• Aerodynamische efficiëntie - bepaalt het vermogen om de translatiebeweging van windenergie om te zetten in rotatiebeweging van de windgeneratoras.
• Aero-akoestische parameters - karakteriseren het geluidsniveau dat wordt geproduceerd tijdens de werking van de windturbine.

PVC pijp bladen

Even belangrijk is de materiaalkeuze voor de vervaardiging van windturbinebladen. De eenvoudigste manier om windturbinebladen te maken is van een plastic buis. PVC-buizen, die bij elke bouwmarkt te koop zijn, zijn misschien wel het meest geschikte materiaal. Het is noodzakelijk om leidingen met de vereiste wanddikte te gebruiken (ontworpen voor riool- of drukgasleidingen), anders kan de inkomende luchtstroom met een voldoende sterke wind de bladen buigen, wat zal leiden tot hun vernietiging tegen de generatormast.

pvc-buizen met markeringen om te snijden

Er moet aan worden herinnerd dat het blad van een windgenerator aanzienlijke belastingen ondervindt van de middelpuntvliedende kracht, hoe groter, hoe langer het blad. De bewegingssnelheid van het uiteinde van het blad van een tweebladig wiel van een huishoudelijke windgenerator is honderden meters per seconde, wat vergelijkbaar is met de snelheid van een pistoolkogel (de punt van het blad van een industriële windgenerator wiel kan supersonische snelheden bereiken).

Een PVC-blad is mogelijk niet bestand tegen de trekbelasting bij zulke hoge snelheden, en granaatscherven die met de snelheid van een kogel vliegen, vormen een reële bedreiging voor het leven en de gezondheid van mensen. De conclusie ligt voor de hand: we verkleinen de lengte van het mes door het aantal mesjes te vergroten. Daarnaast is een windwiel met een groot aantal wieken veel makkelijker uit te balanceren en maakt het minder geluid.

Overweeg de vervaardiging van bladen voor een zesbladig windwiel met een diameter van 2 m uit PVC-buis. Om de nodige trek- en buigsterkte te garanderen, moet de wanddikte van de buis minimaal 4 mm zijn. Het berekenen van het profiel van de wieken van een windturbinewiel is een complex en tijdrovend proces dat zeer gespecialiseerde kennis vereist, dus het zou rationeler zijn voor een amateurmeester om een ​​kant-en-klaar sjabloon te gebruiken.

Bladsjabloon van PVC-buis met een diameter van 160 mm

De sjabloon moet uit papier worden gesneden, aan de wand van de buis worden bevestigd en met een stift worden omcirkeld. Herhaal de procedure nog vijf keer - er moeten zes bladen uit één pijp worden gehaald. We snijden de pijp langs de lijnen die zijn verkregen met een elektrische decoupeerzaag en krijgen zes bijna voltooide messen. Het blijft alleen om de sneden te slijpen en de hoeken en randen af ​​​​te ronden. Dit geeft het windwiel een nette uitstraling en vermindert het geluid van de bediening.

Om de bladen met elkaar te verbinden en het wiel aan de turbine te bevestigen, is het noodzakelijk om een ​​verbindingseenheid te maken, dat is een schijf uit staal gesneden met zes stalen strips die tegelijkertijd zijn gelast of uitgesneden. De specifieke afmetingen en configuratie van het aansluitknooppunt zijn afhankelijk van de generator of gelijkstroommotor die als hart van het miniwindpark zal dienen.We wijzen er alleen op dat het staal waaruit de verbindingseenheid is gemaakt van voldoende dikte moet zijn zodat het wiel niet doorbuigt onder de druk van de wind.

We maken een windmolen met onze eigen handen

1. Windturbinebladen

Het windwiel is het belangrijkste structurele element van het apparaat. Het zet windkracht om in mechanische energie. De selectie van alle andere elementen hangt dus af van de structuur ervan.

De meest voorkomende en effectieve soorten bladen zijn zeil en vaan. Voor de vervaardiging van de eerste optie is het noodzakelijk om een ​​​​vel materiaal op de as te bevestigen en deze onder een hoek met de windstroom te plaatsen. Tijdens rotatiebewegingen zal een dergelijk blad echter een aanzienlijke aerodynamische weerstand hebben. Bovendien zal het toenemen met een toename van de aanvalshoek, wat de effectiviteit van hun functioneren vermindert.

Het tweede type bladen werkt met een hogere productiviteit - gevleugelde. In hun contouren lijken ze op de vleugel van een vliegtuig en zijn de kosten van de wrijvingskracht tot een minimum beperkt. Dit type windturbine heeft een hoge benuttingsgraad van windenergie tegen lage materiaalkosten.

De bladen kunnen worden gemaakt van plastic of plastic pijp, omdat dit productiever is dan hout. Het meest efficiënt is de windwielconstructie met een diameter van twee meter en zes wieken.

2. Windturbinegenerator

De meest acceptabele optie voor windgenererende apparatuur is een converterend asynchroon opwekkingsmechanisme met wisselstroom.De belangrijkste voordelen zijn lage kosten, gemakkelijke aanschaf en brede verspreiding van modellen, de mogelijkheid van heruitrusting en uitstekende werking bij lage snelheden.

Het kan worden omgevormd tot een permanente magneetgenerator. Studies hebben aangetoond dat een dergelijk apparaat met lage snelheden kan worden bediend, maar snel efficiëntie verliest bij hoge waarden.

3. Windturbinebevestiging

Om de bladen aan de behuizing van de generator te bevestigen, is het noodzakelijk om de kop van de windturbine te gebruiken, een stalen schijf met een dikte tot 10 mm. Er zijn zes metalen strips met gaten aan gelast om de messen aan te bevestigen. De schijf zelf is met bouten met borgmoeren aan het generatormechanisme bevestigd.

Aangezien het generatorapparaat maximale belastingen kan weerstaan, ook van gyroscopische krachten, moet het stevig worden bevestigd. Op het apparaat is de generator aan één kant geïnstalleerd, hiervoor moet de as worden verbonden met de behuizing, die eruitziet als een stalen element met schroefdraadgaten om op de generatoras van dezelfde diameter te schroeven.

Voor de productie van een draagframe voor windgenererende apparatuur, waarop alle andere elementen worden geplaatst, is het noodzakelijk om een ​​metalen plaat met een dikte tot 10 mm of een stuk van een balk met dezelfde afmetingen te gebruiken.

4. Draaibare windturbine

Het draaimechanisme zorgt voor draaibewegingen van de windmolen rond een verticale as. Het maakt het dus mogelijk om het apparaat in de richting van de wind te draaien.Voor de vervaardiging ervan is het beter om rollagers te gebruiken, die axiale belastingen effectiever waarnemen.

5. Huidige ontvanger

De stroomafnemer werkt om de kans op verdraaien en breken van de draden die van de generator op de windmolen komen, te verkleinen. Het bevat in zijn ontwerp een huls gemaakt van isolatiemateriaal, contacten en borstels. Om bescherming tegen weersverschijnselen te creëren, moeten de contactknooppunten van de huidige ontvanger worden gesloten.

Het werkingsprincipe van de windturbine

Een windgenerator of windenergiecentrale (WPP) is een apparaat dat wordt gebruikt om de kinetische energie van een windstroom om te zetten in mechanische energie. De resulterende mechanische energie laat de rotor draaien en wordt omgezet in de elektrische vorm die we nodig hebben.

Het werkingsprincipe en het apparaat van een kinetische windmolen worden in detail beschreven in het artikel, dat we u aanraden te lezen.

De structuur van de WUE omvat:

• bladen die een propeller vormen,
• roterende turbinerotor
• de as van de generator en de generator zelf,
• een omvormer die wisselstroom omzet in gelijkstroom die wordt gebruikt om batterijen op te laden,
• accu.

De essentie van windturbines is eenvoudig. Tijdens de rotatie van de rotor wordt een driefasige wisselstroom gegenereerd, die vervolgens door de controller gaat en de DC-batterij oplaadt. Vervolgens zet de omvormer de stroom om zodat deze kan worden geconsumeerd, waardoor verlichting, een radio, een tv, een magnetron, enzovoort kan worden gevoed.

Door de gedetailleerde opstelling van een windgenerator met een horizontale rotatie-as kun je je goed voorstellen welke elementen bijdragen aan de omzetting van kinetische energie in mechanische energie en vervolgens in elektrische energie.

Over het algemeen is het werkingsprincipe van een windgenerator van elk type en ontwerp als volgt: tijdens het rotatieproces zijn er drie soorten kracht die op de bladen werken: remmen, impuls en heffen.

Dit werkingsschema van een windturbine stelt u in staat te begrijpen wat er gebeurt met de elektriciteit die wordt geproduceerd door het werk van een windgenerator: een deel ervan wordt geaccumuleerd en de andere wordt verbruikt

De laatste twee krachten overwinnen de remkracht en zetten het vliegwiel in beweging. Op het stationaire deel van de generator vormt de rotor een magnetisch veld zodat de elektrische stroom door de draden gaat.

Kenmerken van het vervaardigen van bladen voor een windgenerator met uw eigen handen van verschillende materialen

De vorm van het blad en het rendement van de windturbine bepalen voor een groot deel de gebruikte materialen. Een van de meest voorkomende:

PVC-buizen

Te koop aangeboden in een breed assortiment, waardoor u de beste optie kunt kiezen, rekening houdend met de grootte van het toekomstige ontwerp. De voorkeur moet worden gegeven aan producten voor een gasleiding of riolering - hun dichtheid maakt het gemakkelijk om zelfs sterke windstoten te weerstaan. Maar het is de moeite waard om te overwegen dat de middelpuntvliedende kracht de belasting op de bladen verhoogt in verhouding tot de toename van hun lengte. De randen van de windturbine draaien met een snelheid van enkele honderden meters per seconde. En een onbedoelde breuk van de leiding kan letsel veroorzaken bij mensen in de buurt.

De oplossing voor het probleem kan zijn om de lengte van de structuur te verminderen met een gelijktijdige toename van hun aantal. Dit ontwerp werkt met minder geluid en draait vol vertrouwen, zelfs bij lichte wind. Bij het kiezen van een materiaal moet rekening worden gehouden met de dikte van de buis, waarvan de dichtheid van het blad afhangt.Het doe-het-zelftekenen voor windturbinebladen gebeurt aan de hand van speciale tabellen die zijn ontwikkeld op basis van praktijkervaring. Ze helpen u gemakkelijk de gewenste materiaalparameters te bepalen, afhankelijk van het gewenste aantal onderdelen en hun lengte.

Het verwerken en vormen van de bladen van PVC-buis kost een minimum aan tijd. Volgens de opmaak worden segmenten van de gewenste lengte uitgesneden, waarna ze worden doorgesneden en enigszins worden geopend. Het schuren van de randen geeft het product een esthetischer en netter uiterlijk en helpt ook om het geluidsniveau te verminderen. De afgewerkte delen van de constructie worden geïnstalleerd op een stalen basis, waarvan de dikte wordt berekend rekening houdend met de toekomstige windbelasting.

Aluminium

Het belangrijkste voordeel van aluminium, in tegenstelling tot andere materialen voor windturbinebladen, is de verhoogde sterkte en weerstand tegen buigen en scheuren. Maar het verhoogde gewicht van het metaal, in vergelijking met plastic, maakt het noodzakelijk om speciale maatregelen te nemen om de structuur te versterken en het wiel zorgvuldig uit te balanceren.

De messen worden in de volgende volgorde gemaakt. Eerst wordt een patroon uit een triplexplaat gesneden, op basis waarvan de constructieblanks worden gesneden. Het gieten in een 10 mm diepe trog geeft producten een gevleugelde vorm met uitstekende aerodynamische eigenschappen. Aan elk blad is een schroefdraadhuls bevestigd, met behulp waarvan alle onderdelen tot een enkele structuur worden samengevoegd.

Glasvezel

Volgens experts is dit materiaal de optimale combinatie van eigenschappen om zelf windturbinebladen te maken. Licht van gewicht, hoge sterkte en uitstekende aerodynamica zijn de belangrijkste voordelen van het materiaal. Maar de verwerking ervan thuis is enigszins moeilijk. Eerst wordt een matrix ontworpen en uit hout gesneden.Een laag epoxyhars wordt op een van de oppervlakken aangebracht en daarop wordt een stuk glasvezel van een geschikte maat gelegd. Vervolgens wordt de laag hars en glasvezel opnieuw gelegd en deze reeks wordt drie of vier keer herhaald. Het resulterende werkstuk wordt overdag gedroogd. Slechts de helft van het onderdeel is op deze manier gemaakt.

De beschreven procedure moet zo vaak worden herhaald als het aantal bladen dat gepland is om op de windturbine te worden geïnstalleerd. De afgewerkte elementen zijn verbonden met epoxyhars en een houten kurk met een huls met schroefdraad wordt geplaatst en aan de binnenkant gelijmd voor montage op de metalen basis van de structuur.

Chinees elektronisch alternatief

Het maken van een windturbinecontroller met uw eigen handen is een prestigieus bedrijf. Maar gezien de snelheid van ontwikkeling van elektronische technologieën, verliest de betekenis van zelfassemblage vaak zijn relevantie. Bovendien zijn de meeste voorgestelde regelingen al achterhaald.

Het blijkt goedkoper om een ​​kant-en-klaar product te kopen, professioneel gemaakt, met hoogwaardige installatie, op moderne elektronische componenten. Op Aliexpress kun je bijvoorbeeld voor een redelijke prijs een geschikt apparaat aanschaffen.

Dus onder de aanbiedingen van de Chinese portal is er bijvoorbeeld een model voor een windmolen van 600 watt. Een apparaat ter waarde van 1070 roebel. geschikt voor 12/24 volt accu's, bedrijfsstroom tot 30 A.

Heel behoorlijk, ontworpen voor een windgenerator van 600 watt, een laadregelaar van Chinese makelij. Zo'n apparaat kan in China worden besteld en in ongeveer anderhalve maand per post worden ontvangen.

Een hoogwaardige all-weather controllerbehuizing van 100x90 mm is uitgerust met een krachtige koelradiator. Het ontwerp van de behuizing komt overeen met de beschermingsklasse IP67.Het bereik van buitentemperaturen is van - 35 tot + 75ºС. Op de behuizing wordt een lichte indicatie van de statusmodi van de windgenerator weergegeven.

De vraag is, wat is de reden om tijd en moeite te besteden aan het met uw eigen handen samenstellen van een eenvoudige structuur, als er een echte mogelijkheid is om iets soortgelijks en technisch serieus te kopen?

Nou, alsof dit model niet genoeg is, hebben de Chinezen erg "coole" opties. Dus onder de nieuwkomers werd een model met een vermogen van 2 kW voor een bedrijfsspanning van 96 volt opgemerkt.

Chinees product van de nieuwe aankomstlijst. Biedt controle over het opladen van de batterij en werkt samen met een windgenerator van 2 kW. Accepteert ingangsspanning tot 96 volt

Toegegeven, de kosten van deze controller zijn al vijf keer duurder dan de vorige ontwikkeling. Maar nogmaals, als je de kosten vergelijkt om iets soortgelijks met je eigen handen te produceren, lijkt de aankoop een rationele beslissing.

Het enige wat verwarrend is aan Chinese producten, is dat ze in de meest ongelegen gevallen de neiging hebben om plotseling te stoppen met werken. Daarom moet u vaak aan het gekochte apparaat denken - natuurlijk met uw eigen handen. Maar het is veel eenvoudiger en eenvoudiger dan het maken van een doe-het-zelf laadregelaar voor windturbines.

Voor liefhebbers van zelfgemaakte producten is er op onze website een reeks artikelen gewijd aan de productie van windturbines:

1. Doe-het-zelf windgenerator van een autogenerator: montagetechniek voor windmolens en foutanalyse
2. Hoe u met uw eigen handen bladen voor een windgenerator kunt bouwen: voorbeelden van zelfgemaakte bladen voor een windmolen
3. Doe-het-zelf windgenerator uit een wasmachine: instructies voor het monteren van een windmolen
4. Hoe een windturbine berekenen: formules + praktisch rekenvoorbeeld