Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Вітер володіє неймовірними енергетичними можливостями. Невикористання його потужного потенціалу треба сміливо визнати нерозумним марнотратством. Але ж можна запросто спорудити вертикальний вітрогенератор своїми руками і отримувати фактично безкоштовну енергію для покриття побутових потреб. Це ж цілком реально, згодні?

Представлена стаття допоможе детально розібратися в складному технічному питанні. Систематизована, є викладена інформація в найдрібніших подробицях висвітлює принцип дії популярних систем, переробних енергію повітряних мас в електрику.

Поза сумнівами, ви захопитеся ідеєю створення вітряка, специфіка складання якого описана в статті. Ми детально розглянули різні види вертикальних вітрогенераторів, торкнулися їх відмінності, переваги та недоліки. Текстову частину матеріалу відмінно доповнюють фото і відео-інструкції.

Переваги та принцип роботи вітряків

Сучасний вертикальний генератор - один з варіантів альтернативної енергії для дому. Агрегат здатний перетворити пориви вітру в енергетичний ресурс. Для коректної роботи він не потребує додаткових пристроях, що визначають напрямок вітру.

Вітряний генератор роторного типу дуже легко виготовити своїми руками. Звичайно, повністю взяти на себе забезпечення приватного великогабаритного котеджу енергією він не зможе, але з освітленням господарських будівель, садових доріжок і прибудинкової території впорається на відмінно

Прилад вертикального типу функціонує на низькій висоті. Для його обслуговування не потрібні різні пристосування, що забезпечують безпечне проведення висотних ремонтних і обслуговуючих робіт.

Мінімум деталей, що рухаються робить вітряну установку більш надійної і експлуатаційно стійкою. Оптимальний профіль лопатей і оригінальної форми ротор забезпечують агрегату високий рівень ККД незалежно від того, в якому напрямку дме вітер в кожен окремий момент.

Малі побутові моделі складаються з трьох і більше легких лопатей, миттєво вловлюють найслабший порив і починають обертатися, як тільки сила вітру перевищує 1, 5 м / с. Завдяки цій здатності їх ефективність часто перевищує ККД великих установок, які потребують більш сильному вітрі

Генератор працює абсолютно безшумно, не заважає господарям і сусідам, не створює шкідливих викидів в атмосферу і надійно служить протягом багатьох років, акуратно поставляючи енергію в житлові приміщення.

Вертикальний генератор вітрового типу працює за принципом магнітної левітації. У процесі обертання турбін утворюються імпульсна і підйомна сили, а також сила фактичного гальмування. Перші дві змушують крутитися лопаті агрегату. Ця дія активує ротор і він створює магнітне поле, що виробляє електрику.

Вітряк, який має вертикальну вісь обертання, за паливною ефективністю поступається своїм горизонтальним аналогам. Зате не пред'являє претензій до територіальним розташуванням і повноцінно працює практично в будь-якому зручному для домовласників місці

Прилад функціонує повністю самостійно і не вимагає втручання господарів в процес.

Класифікація вертикальних генераторів

Між ветроулавлівающімі пристроями вертикального типу є деяка конструкційна різниця. Вона не робить агрегати краще або гірше, а просто дозволяє підібрати найзручніший варіант для виконання конкретних завдань в певній місцевості.

# 1: Особливості ортогональних систем

Конструкційно ортогональний вітряної генератор складається з міцної осі вертикального обертання і декількох паралельних лопатей, віддалених від центровий основи на певну відстань.

Прилад не потребує додаткових напрямних механізмах і нормально працює, незалежно від напрямку вітру. Вертикально розташований головний вал дає можливість розміщувати приводное обладнання на рівні землі, що істотно полегшує експлуатацію, ремонт і технічне обслуговування.

Опорні вузли ортогонального генератора мають не дуже високий термін служби. Це обумовлено високими динамічними навантаженнями, які на них надає в процесі роботи ротор. Щоб установка не вийшла з ладу раніше часу, все опорні частини необхідно регулярно оглядати і своєчасно міняти пошкоджені на нові

До мінусів ортогональних приладів відносяться занадто масивна лопастная система і низька ефективність у порівнянні з ККД горизонтально-осьових модулів.

# 2: Генератори з ротором Дарії

Вітряний генератор, оснащений ротором Дарії, має вертикальну вісь обертання і 2-3 плоскі смуги-лопаті без характерного аеродинамічного профілю, закріплені біля основи і на верхівці осі обертання.

Агрегат в своїй роботі не орієнтується на силу або напрямок вітру, має високу швидкість обертання і допускає розташування приводних пристроїв на землі, що полегшує і прискорює процес планового обслуговування і можливого ремонту.

Двухлопастні генераторні установки з ротором Дарії активуються тільки сильним поривом вітру. При рівномірно набігає потоці запуститися самостійно вони не можуть

Опорні та обертові вузли приладу з ротором Дарії уразливі до підвищених динамічних навантажень, а ефективність лопатевої системи по багатьом параметрам поступається осьовим горизонтальним установкам.

# 3: Агрегати з ротором Савоніуса

Вертикальний вітряної прилад з ротором Савоніуса має полуціліндріческую лопатеву систему і від аналогічних установок відрізняється високим пусковим моментом і здатністю ефективно працювати при низькошвидкісних вітрах.

Потужність пропонованих на ринку вертикальних вітрогенераторів з ротором Савоніуса не перевищує 5 кВт. Прилади рідко використовують як самостійну робочу одиницю, а найчастіше застосовують для створення більш високого пускового моменту для роторних установок Дарині

На карб вертикальному комплексу з ротором Савоніуса ставлять підвищену матеріаломісткість і більш низький ККД в порівнянні з вітрогенераторами горізонтальноосевого типу. Саме тому випуск потужного устаткування такого класу вважають недоцільним.

# 4: Вітряк з багатолопатеву ротором і спрямовуючої

Цей вид приладу - вдосконалена версія класичного ортогонального вітрогенератора. Роторний комплекс тут складається з лопатей, розташованих в два ряди.

Зовнішній лопатевої ярус залишається статичним і працює як направляючий апарат. Він вловлює вітряної потік, захоплює його, стискає і таким способом помітно збільшує фактичну швидкість вітру.

Внутрішній ряд лопатей являє собою рухливу структуру, на яку під певним кутом потрапляє воздухопоток від першої роторної установки.

ККД вітряного генератора, що має багатолопатеву ротор з направляючою системою, робить цей прилад особливо привабливими для споживачів. Однак, вартість такого обладнання досить висока, і воно окупається трохи довше, ніж аналогічні пристрої більш простої конфігурації

Фахівці називають цей тип приладу максимально ефективним в своєму класі і підкреслюють, що специфічна конструкція дозволяє йому працювати навіть при максимально низьких швидкостях вітру.

# 5: Характеристика приладів з гелікоїдний ротором

Гелікоїдний вітряна установка або генератор Горлова - ще одна модифікація традиційної ортогональної роторної системи. Лопаті моделі закручені по дузі. Ця конструкційна особливість дає можливість швидко вловлювати потік повітря і плавно обертатися без ривків.

Такий принцип роботи істотно знижує динамічне навантаження на підставу і рухливі вузли, тим самим збільшуючи термін їх служби.

Апарати з ротором гелікоїдний типу дуже надійні і легко витримують значні експлуатаційні навантаження. Однак під час роботи такі вітряки створюють виражені шумові ефекти і виробляють додаткові звукові хвилі, що знаходяться в короткохвильовій області звукового спектра

Закручені роторні лопаті для гелікоїдний вітряка роблять по дуже прогресивною, але складною технологією. Через це агрегати мають досить високу вартість і не користуються широкою популярністю у приватних споживачів.

# 6: Характеристика вертикально-осьових роторів

Головна відмінність вертикально-осьового генератора - це вертикально розташовані лопаті, за профілем нагадують авіаційне крило, чия вісь чітко паралельна вертикальному валу. Конструкція чимось нагадує ротор Дарині, але в виробничих умовах виготовляється значно швидше і простіше.

Генератор з вертикально-осьовим ротором набагато швидше, ніж аналогічні прилади цього класу, набирає робочу швидкість і починає видавати необхідний енергоресурс. Процес супроводжується невеликим звуковим ефектом і не заважає ні власникам установки, ні сусідам

Вітряки з ротором вертикально-осьового типу відрізняються надійністю і довговічністю, легко витримують значні експлуатаційні навантаження і не стоять занадто великих грошей. Ці якості роблять їх актуальними для використання не тільки в промислових, але і в побутових цілях.

Особливості вибору вітрогенераторів для приватного будинку і огляд кращих пропозицій представлені в цій статті.

Власноручне виготовлення вітряка

Створити вітрогенератор з вертикальною віссю обертання в домашніх умовах своїми руками не дуже складно. Досить придбати обов'язкові складові деталі, зібрати їх в правильному порядку і встановити модуль на вибране місце. Як тільки з'явиться мінімальний вітерець, виріб запрацює і почне давати власникам необхідну енергію.

Крок 1: Заготівля комплектуючих і матеріалів

Для виготовлення вітряного вертикального генератора своїми руками знадобляться такі комплектуючі:

  • ротор - рухома частина агрегату:
  • лопаті - деталі, що вловлюють вітряної потік;
  • осьова щогла - для кріплення ротора і лопатей (може мати форму довгої жердини, піраміди або триноги);
  • статор - призначається для розміщення котушки з міцною мідним дротом;
  • акумулятор - містка ємність для накопичення отриманого ресурсу;
  • інвертор - пристрій для перетворення постійного струму в змінний;
  • контролер - прилад, що гальмує генератор, в момент розвитку агрегатом фактичної потужності, що перевищує базові показники.

Для виготовлення лопатей підійде легкий якісний листовий пластик з хорошим показником пружності. Інші види матеріалів занадто схильні до різних ушкоджень і деформації і просто не впораються з такою високою динамічним навантаженням.

Виготовляючи прилад самостійно, слід пам'ятати, що вертикальні вітряки, зроблені своїми руками, серйозно поступаються в потужності заводським зразкам. Тому, щоб в майбутньому не розчаруватися в створеній конструкції, краще відразу зробити її за параметрами, в 2 рази перевищує необхідні

Маленькі лопаті можна зробити з ПВХ середньої щільності, а для великих, широких деталей потрібно максимально міцний матеріал, здатний витримати сильний вітер, що дме зі швидкістю 15 м / с і вище протягом тривалого часу.

Крок 2: Попередня підготовка елементів

Для створення лопатей вертикального вітрогенератора з труби ПВХ високої міцності вирізують 4 однакових деталі. Два напівкруглих фрагмента викроюють з жерсті і кріплять з кожного боку труби. Радіус обертання лопатевих частин в цьому випадку складе 690 мм, а висота кожної лопаті буде близько 700 мм.

Для збірки роторної системи беруть неодимові магніти (6 шт), ферритові диски діаметром 230 мм (2 шт) і клей. На першому диску розміщують магніти, чергуючи по полярності і дотримуючись між ними кут в 60 градусів при діаметрі розташування 165 мм. За такою ж схемою роблять другий диск, а потім заливають магніти клеєм.

Для статора готують 9 котушок і намотують на кожну з них по 60 витків мідного дроту діаметром в 1 мм.

Подальша спайка відбувається в такому порядку:

  • початок 1 котушки з кінцем 4;
  • початок 4 з кінцем 7 котушки.

Другу фазу збирають за цим же принципом, але починають роботу з 2 котушки, а третю - з 3 котушкою. З листа фанери роблять спеціальну форму, дно вистилають відрізом скловолокна і поверх розміщують спаяні з котушок фази.

Заливають конструкцію клеєм і залишають на 1-2 доби, щоб всі деталі схопилися і зайняли потрібні місця. Потім приступають до з'єднання окремих частин в єдину робочу систему.

Крок 3: Збірка всіх деталей генератора

Для з'єднання всіх елементів генератора в верхньому роторі проробляють 4 отвори для шпильок. На кронштейн магнітами вгору кладуть нижній ротор. Далі розміщують статор, попередньо виконавши в ньому отвори для кріплення до кронштейну.

В алюмінієву пластину наголошують шпильки і потім накривають другим ротором, розташовуючи його магнітами вниз.

Процес складання деталей проводять уважно і без поспіху. Ротори обов'язково вирівнюють відносно один одного, щоб потім в конструкції не утворювався люфт (+)

Шпильки за допомогою гайкового ключа по черзі обертають, щоб верхній ротор опускався на нижній рівномірно і без ривків. Коли він займе належне місце, шпильки викручують і прибирають алюмінієві пластини. В кінці всю конструкцію фіксують гайками і затягують їх чітко, але не занадто жорстко, щоб не зірвати різьбу.

Крок 4: Остаточний монтаж обладнання

Для щогли беруть міцну металеву трубу довжиною 4-5 метрів і прикручують до неї вже зібраний своїми руками генератор. Потім приєднують каркас з пластиковими лопатями до генератора і встановлюють щоглові конструкцію на підготовлену заздалегідь майданчик з триточковим армованим фундаментом.

Додатково положення системи фіксують за допомогою розтяжки.

При здійсненні монтажу вітряної установки щоглу потрібно брати якомога довше. Вона обов'язково повинна виносити ротор вище найвищого будови на ділянці. Тільки тоді конструкція зможе ефективно працювати і видавати необхідну кількість ресурсу

Електричну мережу до вітряка підключають в певній послідовності. Контролер приймає ресурс від генератора і перетворює змінний струм в постійний, необхідний для заряду батареї. Можна зібрати контролер власноруч за спрощеною схемою.

Акумулятор накопичує виділену енергію, а інвертор перетворює постійний струм в змінний, який живить основну масу побутових приладів і домашніх обслуговуючих систем.

На нашому сайті є добірка статей про саморобному виготовленні вітрогенераторів різного типу.

Радимо ознайомитися:

  1. Вітрогенератор своїми руками з пральної машини: інструкція по збірці вітряка
  2. Вітрогенератор з автомобільного генератора своїми руками: технологія збірки вітряка і розбір помилок
  3. Як зробити вітрогенератор своїми руками: пристрій, принцип роботи + кращі саморобки

Вибір місця для вітрогенератора

Правильний вибір місця для установки вітрогенератора - важливий етап. Найкраще розмістити прилад на відкритій максимально високій точці і ретельно простежити, щоб він не виявився нижче рівня прилеглих житлових і господарських будівель. Інакше будівлі стануть перешкодою для потоку повітря і ККД агрегату дуже знизиться.

Якщо ділянка виходить до річки або озера, вітряк розміщують на березі, де вітри дмуть особливо часто. Прекрасно підходять для розташування генератора височини, наявні на території, або великі порожні простору, на яких немає штучних або природних перешкод для Потік повітря.

Коли житлова нерухомість (будинок, котедж, квартира та ін.) Знаходиться в межах міста або розташовується за містом, але в місцях щільної забудови, вітряної енергетичний комплекс ставлять на покрівлі.

Для розміщення генератора на даху багатоквартирного будинку беруть письмову згоду сусідів і отримують офіційний дозвіл з відповідних інстанцій.

Встановлюючи вертикальний генератор на даху багатоквартирного будинку, слід пам'ятати, що агрегат працює досить шумно і може заподіяти незручності як господарям, так і іншим проживають. Тому розміщувати прилад потрібно ближче до центру покрівлі, щоб власники квартир на верхніх поверхах не страждали від гучного шуму, видаваного вітряком в процесі роботи

У приватному будинку, що має великий присадибну ділянку, вибрати відповідне місце набагато простіше. Головне, врахувати, щоб конструкція перебувала на відстані 15-25 метрів від житлових приміщень. Тоді звукові ефекти від обертових лопатей нікого не потурбують.

Обслуговування вертикального приладу

Щоб вітряної вертикальний генератор працював якісно, чітко і максимально ефективно, всі рухомі частини конструкції обов'язково змащують. Таку процедуру проводять не рідше 2 разів за весь календарний рік.

Паралельно під час обслуговування підкручують розбовталися в результаті експлуатації гайки, зміцнюють електричні з'єднання, перевіряють механічні вузли на наявність корозійних проявів, підтягують ослаблені растяжечную троси і уважно оглядають лопаті на предмет розриву або пошкодження.

Взимку за вертикальними установками потрібен особливий догляд. У період морозів лопаті покриваються кіркою льоду і її необхідно своєчасно очищати, щоб швидкість крутного моменту зберігалася на належному рівні

Фарбування деталей виробляють у міру потреби і 1 раз на рік здійснюють повне обстеження всієї конструкції на предмет виявлення несправностей. Такий догляд забезпечує коректну роботу вітряної установки і продовжує її експлуатаційний період.

Оцінка доцільності установки

Перш ніж приступати до виготовлення вітряного генератора вертикального типу, вивчають метеоситуація в своєму регіоні і намагаються визначити, чи зможе агрегат забезпечити необхідну кількість ресурсу.

Фахівці рекомендують оцінити такі параметри:

  • кількість вітряних днів - беруть середнє значення за рік, коли порив перевищує 3 м / с;
  • обсяг електроенергії, що споживається за добу домоволодінням;
  • підходяще місце на власній ділянці для вітряного обладнання.

Перший показник дізнаються з даних, отриманих на найближчій метеостанції або знайдених в інтернеті на відповідних порталах. Додатково звіряються з друкованими географічними виданнями і складають повну картину про ситуацію з вітром в своєму регіоні.

Статистику беруть не за один рік, а за 15-20 років, тільки тоді середні цифри будуть максимально коректними і покажуть, чи зможе генератор повністю задовольнити потребу домоволодіння в електроенергії або його сил вистачить тільки на харчування окремих побутових потреб.

Якщо в розпорядженні власника велику ділянку землі, розташований на схилі, біля берега річки або на відкритому просторі, з установкою не буде проблем.

Коли ж будинок знаходиться в глибині населеного пункту, а двір відрізняється компактними габаритами і впритул прилягає до сусідських будівель, встановити вертикальну модель вітряка своїми руками буде непросто. Конструкцію доведеться піднімати на 3-5 м над землею і додатково зміцнювати, щоб при сильному пориві вона не впала.

Врахувати всю цю інформацію потрібно на етапі планування, щоб стало зрозуміло, чи зможе вітряної генератор взяти на себе повне енергозабезпечення або його роль залишиться в рамках допоміжного джерела енергії. Попередньо бажано провести розрахунок вітряка.

Висновки і корисне відео по темі

Відео №1 продемонструє, як зробити своїми руками в домашніх умовах вертикальний генератор вітряного типу з роторною системою Дарині. У ролику наочно представлені особливості та цікаві нюанси процесу складання. Є визначення максимальної потужності виготовленого агрегату:

Як працює вертикальний вітряної генератор і в якому обсязі він видає енергоресурс, покаже відео №2. У ньому подано докладний огляд модуля і опис роботи щодо коректного проведення замірів фактичної потужності та інших параметрів:

У відео № 3 представлено тестування саморобного вітряного генератора вертикального типу. На що здатний прилад, виготовлений своїми руками з підручних матеріалів:

Такий сучасний і практичний джерело альтернативної енергії, як вертикальні вітряки нескладно зібрати своїми руками. При належному досвіді господарських робіт можна виготовити кожну деталь, а потім з'єднати всі компоненти в єдину, цілісну конструкцію.

Якщо ускладнювати завдання не хочеться, цілком доречно придбати вже готові компоненти і в домашніх умовах, без поспіху і суєти, змонтувати надійний вітряної агрегат, здатний забезпечити безперебійні поставки електрики в житлове приміщення.

Коли ж в своїх силах немає стовідсоткової впевненості, краще доручити роботу професіоналам. Вони зроблять все дуже швидко і в повній відповідності з базовими експлуатаційними вимогами.

Чи маєте досвід спорудження та експлуатації вітрогенератора? Будь ласка, поділіться інформацією з нашими читачами, запропонуйте свій спосіб збірки агрегату. Залишати коментарі та додавати фотографії саморобок можна в формі, розташованої нижче.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Будівництво