Лопаті для вітрогенератора — виготовляємо самостійно в домашніх умовах

Домашні вітряні електростанції – незалежний альтернативний спосіб отримання електроенергії.

Установка такого обладнання дозволяє істотно знизити витрати на електрику за умови, що в місцевості присутні вітру хоча б від 4 м/с.

А чим більша швидкість вітру, тим більша кількість енергії виробляється пристроєм.

У цій статті буде розглянуто покроковий план виготовлення лопатей вітрогенератор своїми руками.

Зміст

Вітряні електростанції

Існує безліч варіантів конструкції вітрогенераторів, для класифікації яких є базові ознаки:

розташування обертальної осі: вертикальне і горизонтальне;
кількість лопатей: частіше від 1 до 6, але бувають варіанти і з великою кількістю;
тип обертальної лопаті: у вигляді крила або вітрила;
матеріал для виготовлення лопаті: дерево, алюміній, ПВХ;
конструкція гвинтового колеса: з фіксованим або змінним кроком.

Продуктивність роботи вітрогенератора більшою мірою залежить від лопатей: від того, наскільки правильно розраховані їх розміри і кількість, і вдало підібраний матеріал для виготовлення.

Зробити лопаті своїми руками не складе труднощів, але перед тим, як почати роботу, потрібно вивчити деякі факти:

Чим довше лопаті, тим легше вони піддаються руху вітру, навіть самого слабкого. Однак велика довжина буде сповільнювати швидкість обертання вітрового колеса.

На чуйність вітряного колеса впливає і кількість лопатей: чим їх більше, тим простіше буде запускатися обертання. При цьому показники потужності і швидкості будуть знижуватися, а отже, такий пристрій непридатне для вироблення електроенергії, але відмінно підійде для підйомних робіт.

Від діаметра і швидкості обертання вітряного колеса залежить рівень шуму, що виходить від пристрою. Це потрібно враховувати при установці вітрогенератора поблизу житлових будинків.

Більша кількість енергії від вітру можна отримати, встановивши вітряк як можна вище над рівнем землі (оптимально від 6 до 15 м). Тому найчастіше установка відбувається на даху будинку або на високій щоглі.

Готові лопаті для вітрогенератора

Можливо, Вас також зацікавить стаття піч крапельниця на солярці своїми руками.

Інструкцію з виготовлення коптильні з бочки містить наступна наша стаття.

Створення лопатей поетапно

При самостійному проектуванні лопатей необхідно враховувати наступне:

Для початку потрібно визначитися з формою лопаті. Для домашнього горизонтального вітрогенератора більш вдалою вважається форма крила. Завдяки своїй будові вона має менший аеродинамічний опір. Такий ефект створюється за рахунок відмінності площ зовнішньої і внутрішньої поверхонь елемента, і тому з’являється різниця тиску повітря на боку. Форма вітрила має більший опір і тому менш ефективна.

Так виглядає опір вітру з різними моделями лопатей

Далі потрібно визначитися з кількістю лопатей. Для місцевості, в якій присутні постійні вітри, можна використовувати швидкохідні вітрогенератори. Таким пристроям досить 2-3 лопатей для максимальної розкручування двигуна.

При використанні такого пристрою в безвітряну місцевості воно буде неефективним, і буде просто простоювати в спокійну погоду. Ще одним недоліком трилопатевих вітрогенераторів є високий рівень шуму, по звуку нагадує вертоліт. Така установка не рекомендується поблизу густо заселених будинків.

Для наших широт, зі слабкими і помірними вітрами, краще підійдуть п’яти – і шестилопастные вітряки, що дозволить їм вловлювати слабкий потік вітру і підтримувати стабільну роботу двигуна

Це цікаво: при правильних розрахунках успішно виробляти електроенергію може вітрогенератор як з одного, так і з двома-трьома лопатями. А при наявності лише однієї лопаті пристрій буде працювати за будь-якої, навіть самої незначної швидкості вітру!

Розрахунок потужності вітряного пристрою. Неможливо розрахувати точний показник, оскільки потужність напряму залежатиме від погоди і руху вітру. Але існує пряма залежність між діаметром вітряного колеса з кількістю лопатей і потужністю обладнання.

Дані наведені для середньої швидкості вітру 4 м/с (для збільшення натисніть на картинку)

Розібравшись з даними в таблиці і зрозумівши взаємозв’язок, можна з допомогою створення правильного гвинтового колеса впливати на потужність майбутньої конструкції

Вибір матеріалу для створення лопатей. Вибір матеріалів для створення лопатей досить широкий: ПВХ, скловолокно, алюміній і ін Однак кожен з них має свої плюси і мінуси. Зупинимося на виборі матеріалу більш докладно.

Лопаті для вітрогенератора з склопластику

Лопаті з ПВХ-труби

ПВХ лопаті

При підборі правильного розміру і товщини труб, отримане колесо буде володіти високою міцністю і ефективністю. Слід враховувати, що при сильних поривах вітру, пластик недостатньої товщини може не витримати навантаження, і розлетітися на дрібні шматочки.

Для того щоб убезпечити конструкцію, краще зменшити довжину лопатей і збільшити їх кількість до 6. Для отримання такої кількості деталей якраз вистачить однієї труби.

Для створення лопаті потрібно взяти трубу з мінімальною товщиною стінки 4 мм і діаметром 160 мм і нанести за допомогою готового шаблону і маркера розмітку майбутніх елементів.

Для того щоб не допустити помилки при самостійних розрахунках, краще скористатися готовим шаблоном, який легко можна знайти в інтернеті. Оскільки без спеціальних знань в цій справі не обійтися.

Після порізки труби отримані елементи потрібно зашліфувати і заокруглити по краях. Щоб з’єднати лопаті, виготовляється саморобний сталевий вузол, з достатньою товщиною і міцністю.

Алюмінієві лопаті

Така лопать міцніше і важче, а значить, і вся конструкція, що утримує гвинт, повинна бути могутнішим і стійкіше. До подальшої балансування колеса теж потрібно поставитися з підвищеною увагою.

Креслення стандартного алюмінієвого елемента для шестилопастного колеса

За представленим шаблоном з листа алюмінію вирізається 6 однакових елементів, на внутрішній стороні яких потрібно приварити втулки з різьбленням для подальшого кріплення.

До сполучного вузла потрібно приварити шпильки, які будуть з’єднуватися з підготовленими на лопатях втулками.

Для того щоб поліпшити аеродинамічні властивості такої лопаті, їй потрібно надати правильну форму. Для цього її потрібно прокатати в неглибокий жолоб так, щоб між віссю прокрутки і поздовжньою віссю заготовки утворився кут 10 градусів.

Лопаті з скловолокна

Перевагою цього матеріалу є оптимальне співвідношення ваги і міцності, в сумі з аеродинамічними властивостями. Але робота зі склотканиною вимагає особливої майстерності і великого професіоналізму, тому в домашніх умовах такий виріб створити складно.

Лопаті з скловолокна

Це важливо: для безперебійної роботи вітрогенератора і довгих років служби, йому потрібно грамотний догляд. Завдяки кільком регулярним дій саморобний пристрій може пропрацювати від 10 до 15 років. До таких дій відноситься змазування рухомих елементів, перевірка лопатей і підшипників на предмет пошкоджень, профілактика корозії всіх механізмів, регулювання болтів і фарбування металевих деталей.

Можна зробити висновок, що найбільш підходящий матеріал для самостійної збірки вітряного колеса – ПВХ-труба. Вона поєднує в собі міцність, легкість і гарні аеродинамічні характеристики. Причому, це дуже доступний матеріал, а з роботою впорається навіть новачок.

З цього відео Ви дізнаєтеся, як зробити лопаті для вітрогенератор своїми руками: