Hoe je met je eigen handen bladen voor een windgenerator bouwt: voorbeelden van zelfgemaakte windturbinebladen

Het gebruik van alternatieve energiebronnen is een van de belangrijkste trends van onze tijd.Schone, betaalbare windenergie kan zelfs bij u thuis in elektriciteit worden omgezet door een windturbine te bouwen en deze op een generator aan te sluiten.

Je kunt met je eigen handen bladen voor een windgenerator bouwen van gewone materialen, zonder speciale apparatuur te gebruiken. Wij vertellen u welke bladvorm efficiënter is en helpen u bij het kiezen van de juiste tekening voor een windenergiecentrale.

Hoe werkt een eenvoudige windgenerator?

Een windgenerator is een apparaat waarmee je windenergie kunt omzetten in elektriciteit.

Het principe van de werking ervan is dat de wind de bladen roteert, de as in beweging zet, waardoor de rotatie via een versnellingsbak aan de generator wordt geleverd, waardoor de snelheid toeneemt.

De werking van een windenergiecentrale wordt beoordeeld aan de hand van KIEV - windenergiegebruiksfactor. Wanneer een windwiel snel draait, heeft het interactie met meer wind, wat betekent dat het er meer energie uit haalt.

Er zijn twee hoofdtypen windgeneratoren:

• verticaal;
• horizontaal.

Verticaal georiënteerde modellen zijn zo gebouwd dat de propelleras loodrecht op de grond staat. Elke beweging van luchtmassa's, ongeacht de richting, brengt dus de constructie in beweging.

Deze veelzijdigheid is een voordeel van dit type windturbines, maar ze zijn inferieur aan horizontale modellen in termen van productiviteit en operationele efficiëntie.

Een horizontale windgenerator lijkt op een windwijzer. Om de bladen te laten draaien, moet de structuur in de gewenste richting worden gedraaid, afhankelijk van de richting van de luchtbeweging.

Om veranderingen in de windrichting te monitoren en vast te leggen, zijn speciale apparaten geïnstalleerd. Het rendement bij deze schroefopstelling is aanzienlijk hoger dan bij een verticale oriëntatie. Voor huishoudelijk gebruik is het rationeler om dit type windgeneratoren te gebruiken.

Welke bladvorm is optimaal?

Een van de belangrijkste elementen van een windgenerator is een set bladen.

Er zijn een aantal factoren verbonden aan deze onderdelen die de efficiëntie van de windmolen beïnvloeden:

• gewicht;
• maat;
• formulier;
• materiaal;
• hoeveelheid.

Als u besluit bladen voor een zelfgemaakte windmolen te ontwerpen, moet u met al deze parameters rekening houden. Sommigen geloven dat hoe meer vleugels er op een generatorpropeller zitten, hoe meer windenergie er kan worden geproduceerd. Met andere woorden: hoe meer hoe beter.

Dit is echter niet het geval. Elk afzonderlijk onderdeel beweegt tegen de luchtweerstand in. Een groot aantal bladen op een propeller vereist dus meer windkracht om één omwenteling te voltooien.

Bovendien kunnen te veel brede vleugels ervoor zorgen dat er een zogenaamde “luchtkap” vóór de propeller ontstaat, wanneer de luchtstroom niet door de windmolen gaat, maar er omheen gaat.

Vorm is heel belangrijk. De snelheid van de propeller hangt ervan af. Slechte stroming veroorzaakt de vorming van wervels die het windwiel vertragen

Het meest efficiënt is een windgenerator met één blad. Maar het met je eigen handen bouwen en balanceren is erg moeilijk. Het ontwerp blijkt onbetrouwbaar, zij het met een hoog rendement. Volgens de ervaring van veel gebruikers en fabrikanten van windturbines is het meest optimale model een driebladig model.

Het gewicht van het mes is afhankelijk van de grootte en het materiaal waaruit het wordt gemaakt. De maat moet zorgvuldig worden geselecteerd, geleid door berekeningsformules. Het is beter om de randen zo te bewerken dat er aan de ene kant een ronding ontstaat en aan de andere kant een scherpe rand.

De correct gekozen bladvorm voor een windgenerator is de basis voor een goede werking ervan.

De volgende opties zijn geschikt voor thuisproductie:

• zeiltype;
• vleugeltype.

De wieken van het zeiltype zijn eenvoudige brede strepen, zoals die op een windmolen.Dit model is het meest voor de hand liggend en het gemakkelijkst te maken. Het rendement is echter zo laag dat deze vorm praktisch niet wordt gebruikt in moderne windgeneratoren. De efficiëntie is in dit geval ongeveer 10-12%.

Een veel effectievere vorm zijn de bladen van het gevleugelde profiel. Het omvat de principes van de aerodynamica die enorme vliegtuigen de lucht in tillen. Een schroef met deze vorm is gemakkelijker in beweging te brengen en draait sneller. De luchtstroom vermindert de weerstand die de windmolen onderweg ondervindt aanzienlijk.

Het juiste profiel moet op een vliegtuigvleugel lijken. Aan de ene kant heeft het blad een verdikking en aan de andere kant is er een lichte helling. Luchtmassa's stromen heel soepel rond een deel van deze vorm

De efficiëntie van dit model bereikt 30-35%. Het goede nieuws is dat je met een minimum aan gereedschap zelf een gevleugeld mes kunt bouwen. Alle basisberekeningen en tekeningen zijn eenvoudig aan te passen aan uw windmolen en maken onbeperkt gebruik van gratis en schone windenergie.

Waar worden messen thuis van gemaakt?

Materialen die geschikt zijn voor de constructie van een windgenerator zijn in de eerste plaats plastic, lichte metalen, hout en een moderne oplossing: glasvezel. De belangrijkste vraag is hoeveel arbeid en tijd u bereid bent te besteden aan het maken van een windmolen.

PVC-rioolbuizen

Het meest populaire en wijdverspreide materiaal voor het maken van plastic bladen voor windgeneratoren is een gewone PVC-rioolbuis. Voor de meeste thuisgeneratoren met een schroefdiameter tot 2 m is een buis van 160 mm voldoende.

De voordelen van deze methode zijn onder meer:

• lage prijs;
• beschikbaarheid in elke regio;
• bedieningsgemak;
• een groot aantal diagrammen en tekeningen op internet, ruime ervaring in gebruik.

Pijpen zijn anders. Dit is niet alleen bekend bij degenen die zelfgemaakte windenergiecentrales maken, maar bij iedereen die de installatie van riolering of watervoorziening is tegengekomen. Ze verschillen in dikte, samenstelling en fabrikant. De buis is goedkoop, dus u hoeft niet te proberen de kosten van uw windmolen nog verder te verlagen door te besparen op PVC-buizen.

Materiaal van kunststofbuizen van slechte kwaliteit kan ertoe leiden dat de messen tijdens de eerste test barsten en al het werk tevergeefs zal zijn

Eerst moet je beslissen over het patroon. Er zijn veel opties, elke vorm heeft zijn eigen nadelen en voordelen. Het kan de moeite waard zijn om eerst te experimenteren voordat u de definitieve versie verwijdert.

Omdat de prijs van pijpen laag is en je ze in elke bouwmarkt kunt vinden, is dit materiaal perfect voor de eerste stappen bij het modelleren van messen. Als er iets misgaat, kun je altijd nog een pijp kopen en het opnieuw proberen; je portemonnee heeft niet veel last van dergelijke experimenten.

Ervaren gebruikers van windenergie hebben gemerkt dat het beter is om oranje dan grijze buizen te gebruiken om windturbinebladen te maken. Ze behouden hun vorm beter, buigen niet door nadat de vleugel is gevormd en gaan langer mee

Amateurontwerpers geven de voorkeur aan PVC, omdat tijdens het testen een gebroken mes kan worden vervangen door een nieuw exemplaar, dat ter plekke in 15 minuten kan worden gemaakt als er een geschikt patroon beschikbaar is. Eenvoudig en snel, en vooral – betaalbaar.

Foto-instructies voor het maken van windmolenbladen uit polymeerbuizen helpen u de stappen en volgorde van het proces visueel onder de knie te krijgen:

Alle voorbereidende stappen zijn voltooid, nu moeten de messen worden bevestigd aan het onderdeel dat met de wind meedraait:

Aluminium - dun, licht en duur

Aluminium is een lichtgewicht en duurzaam metaal. Traditioneel wordt het gebruikt voor het maken van bladen voor windturbines. Door het lage gewicht zullen, als je de plaat de gewenste vorm geeft, de aerodynamische eigenschappen van de propeller uitstekend zijn.

De belangrijkste belastingen die een windmolen ervaart tijdens het draaien zijn gericht op het buigen en breken van het blad. Mocht bij dergelijke werkzaamheden het kunststof snel barsten en bezwijken, dan kunt u veel langer op een aluminium schroef rekenen.

Als je echter aluminium- en PVC-buizen vergelijkt, zullen metalen platen nog steeds zwaarder zijn. Bij hoge rotatiesnelheden bestaat er een groot risico dat niet het mes zelf, maar de schroef op het bevestigingspunt wordt beschadigd

Een ander nadeel van aluminium onderdelen is de complexiteit van de productie. Als de PVC-buis een bocht heeft die zal worden gebruikt om aerodynamische eigenschappen aan het blad te geven, dan wordt aluminium in de regel in de vorm van een plaat genomen.

Na het uitsnijden van het onderdeel volgens het patroon, wat op zichzelf veel lastiger is dan het werken met kunststof, zal het resulterende werkstuk alsnog moeten worden gewalst en de juiste buiging moeten krijgen. Het zal niet zo eenvoudig zijn om dit thuis en zonder gereedschap te doen.

In plaats van duur aluminium kunt u stukjes dakplaat of stukjes golfplaat gebruiken die na de installatie overblijven:

Glasvezel of glasvezel - voor professionals

Als je besluit de kwestie van het maken van een mes bewust te benaderen en bereid bent er veel moeite en zenuwen aan te besteden, dan is glasvezel voldoende.Als u nog niet eerder met windgeneratoren te maken heeft gehad, is het niet het beste idee om kennis te maken met het modelleren van een windmolen van glasvezel. Toch vereist dit proces ervaring en praktische vaardigheden.

Een mes gemaakt van verschillende lagen glasvezel gebonden met epoxylijm zal sterk, licht en betrouwbaar zijn. Met een groot oppervlak blijkt het onderdeel hol en vrijwel gewichtloos te zijn

Voor de productie wordt glasvezel gebruikt - een dun en duurzaam materiaal dat op rollen wordt geproduceerd. Naast glasvezel is epoxylijm nuttig voor het vastzetten van de lagen.

Het werk begint met het maken van een matrix. Dit is een plano die een mal voor een toekomstig onderdeel vertegenwoordigt.

De matrix kan van hout zijn: hout, planken of boomstammen. Het volumetrische silhouet van de helft van het blad wordt rechtstreeks uit het massief gesneden. Een andere optie is een plastic mal.

Het is heel moeilijk om zelf een plano te maken, je moet voor je ogen een kant-en-klaar model hebben van een mes van hout of ander materiaal, en pas dan wordt uit dit model een matrix voor het onderdeel uitgesneden. Je hebt minimaal 2 van zulke matrices nodig, maar als je eenmaal een succesvolle vorm hebt gemaakt, kan deze vele malen worden gebruikt en op deze manier kun je meer dan één windmolen bouwen.

De onderkant van de mal is grondig gesmeerd met was. Dit wordt gedaan zodat het afgewerkte mes later gemakkelijk kan worden verwijderd. Leg een laag glasvezel en bestrijk deze met epoxylijm. Het proces wordt meerdere keren herhaald totdat het werkstuk de gewenste dikte heeft bereikt.

Dan moet de lijm drogen. Sommige mensen raden aan de mal in een vacuümzak te plaatsen en de lucht eruit te pompen. Hierdoor dringt de lijm beter door in alle lagen glasvezel, waardoor er geen ongeïmpregneerde plekken achterblijven.

Wanneer de epoxylijm is opgedroogd, wordt de helft van het onderdeel voorzichtig uit de matrix verwijderd. Hetzelfde doen ze met de tweede helft.De onderdelen worden aan elkaar gelijmd tot een hol driedimensionaal onderdeel. Lichtgewicht, duurzaam en aerodynamisch gevormd, het glasvezelblad is het toppunt van uitmuntendheid voor de hobbyist van windparken thuis.

Het grootste nadeel is de moeilijkheid om het idee te implementeren en in eerste instantie een groot aantal gebreken, totdat de ideale matrix is ​​verkregen en het creatie-algoritme is geperfectioneerd.

Goedkoop en vrolijk: houten onderdeel voor een windwiel

Een houten mes is een ouderwetse methode die gemakkelijk te implementeren is, maar niet effectief is bij het huidige elektriciteitsverbruik. Het onderdeel kan worden gemaakt van een massieve plaat van licht hout, zoals grenen. Het is belangrijk om een ​​goed gedroogd stuk hout te kiezen.

Als het hout vochtig is, kan de schroef tijdens het droogproces “leiden” en vervormen. En het gewicht van nat hout is aanzienlijk hoger dan droog

Je moet een geschikte vorm kiezen, maar houd er rekening mee dat het houten blad geen dunne plaat zal zijn, zoals aluminium of plastic, maar een driedimensionale structuur. Daarom is het niet voldoende om het werkstuk een vorm te geven; je moet de principes van de aerodynamica begrijpen en je de omtrek van het blad in alle drie dimensies voorstellen.

Om het hout de uiteindelijke look te geven, moet je een schaaf gebruiken, bij voorkeur een elektrische. Voor duurzaamheid wordt het hout behandeld met een antiseptische beschermende vernis of verf

Het grootste nadeel van dit ontwerp is het grote gewicht van de schroef. Om dit gevaarte te kunnen verplaatsen moet de wind sterk genoeg zijn, wat in principe lastig te realiseren is. Hout is echter een betaalbaar materiaal. De planken die geschikt zijn voor het maken van een windturbinepropeller kunt u in uw tuin vinden zonder een cent uit te geven. En dit is in dit geval het belangrijkste voordeel van hout.

De efficiëntie van een houten mes neigt naar nul.In de regel zijn de tijd en moeite die in het maken van zo'n windmolen gestoken wordt, het verkregen resultaat, uitgedrukt in watt, niet waard. Als oefenmodel of proefstuk heeft het houten gedeelte echter zijn plaats. En een windwijzer met houten bladen ziet er indrukwekkend uit op de site.

De volgende selectie foto's zal u vertrouwd maken met de stappen van het maken van een windmolen met bladen gesneden uit multiplex:

Het werkende deel is klaar en getest op functionaliteit, wat betekent dat je het alleen nog hoeft te schilderen en aan de mast te schroeven:

Tekeningen en voorbeelden van messen

Het is erg moeilijk om de correcte berekening van de propeller van een windgenerator te maken zonder de basisparameters te kennen die in de formule worden weergegeven, en zonder enig idee te hebben hoe deze parameters de werking van de windturbine beïnvloeden.

Het is beter om je tijd niet te verspillen als je je niet wilt verdiepen in de basisprincipes van aerodynamica. Kant-en-klare tekeningen en diagrammen met gespecificeerde indicatoren helpen u bij het kiezen van een geschikt blad voor een windenergiecentrale.

Tekening van een blad voor een tweebladige propeller. Gemaakt van rioolbuis met een diameter van 110 mm. De diameter van de windmolenpropeller bedraagt ​​in deze berekeningen 1 meter

Zo'n kleine windgenerator zal u niet van hoog vermogen kunnen voorzien.Hoogstwaarschijnlijk is het onwaarschijnlijk dat u meer dan 50 W uit dit ontwerp kunt halen. Een tweebladige propeller, gemaakt van een lichte en dunne PVC-buis, zorgt echter voor een hoge rotatiesnelheid en zorgt ervoor dat de windmolen zelfs bij lichte wind goed blijft werken.

Tekening van een blad voor een driebladige propeller van een windgenerator, gemaakt van een pijp met een diameter van 160 mm. De geschatte snelheid bij deze optie is 5 bij een windsnelheid van 5 m/s

Een driebladige propeller van deze vorm kan worden gebruikt voor krachtigere eenheden, ongeveer 150 W bij 12 V. De diameter van de gehele propeller in dit model bedraagt ​​1,5 m. Het windwiel draait snel en is gemakkelijk te starten. De drievleugelige windmolen wordt het vaakst aangetroffen in elektriciteitscentrales in huis.

Tekening van een zelfgemaakt blad voor een 5-bladige windgeneratorpropeller. Gemaakt van PVC buis met een diameter van 160 mm. Geschatte snelheid – 4

Zo'n vijfbladige propeller kan tot 225 omwentelingen per minuut produceren bij een geschatte windsnelheid van 5 m/s. Om een ​​blad te bouwen volgens de voorgestelde tekeningen, moet u de coördinaten van elk punt overbrengen van de kolommen "Voor/achter patrooncoördinaten" naar het oppervlak van de plastic rioolbuis.

Met behulp van onderstaande tabel kunt u de diameter van een windmolen met 2-16 wieken berekenen. In dit geval kunt u de grootte selecteren, rekening houdend met het gewenste uitgangsvermogen.

Uit de tabel blijkt dat hoe meer vleugels een windgenerator heeft, hoe korter de lengte moet zijn om een ​​stroom van hetzelfde vermogen te produceren

Zoals de praktijk laat zien, is het vrij moeilijk om een ​​windgenerator met een diameter groter dan 2 meter te onderhouden. Als je volgens de tabel een grotere windmolen nodig hebt, overweeg dan om het aantal wieken te vergroten.

Met regels en principes berekening van de windgenerator Lees het artikel waarin het proces van het uitvoeren van berekeningen stap voor stap wordt beschreven.

Het balanceren van een windturbine

Door de bladen van een windgenerator in evenwicht te brengen, kan deze zo efficiënt mogelijk werken. Om het balanceren uit te voeren, moet u een kamer vinden waar geen wind of tocht is. Voor een windwiel met een diameter groter dan 2 meter zal het uiteraard moeilijk zijn om zo'n ruimte te vinden.

De messen worden tot een afgewerkte structuur samengevoegd en in de werkpositie geïnstalleerd. De as moet strikt horizontaal en waterpas worden geplaatst. Het vlak waarin de propeller zal draaien, moet strikt verticaal worden geplaatst, loodrecht op de as en op grondniveau.

Een propeller die niet beweegt moet 360/x graden worden gedraaid, waarbij x = aantal bladen. Idealiter zal een uitgebalanceerde windmolen geen 1 graad afwijken, maar stil blijven staan. Als het blad onder zijn eigen gewicht is gaan draaien, moet het een beetje worden aangepast, het gewicht aan één kant worden verminderd en de afwijking van de as worden geëlimineerd.

Het proces wordt herhaald totdat de schroef in welke positie dan ook absoluut bewegingloos is. Het is belangrijk dat er tijdens het balanceren geen wind staat. Dit kan de testresultaten vertekenen.

Het is ook belangrijk om te controleren of alle onderdelen strikt in hetzelfde vlak roteren. Ter controle zijn op een afstand van 2 mm aan weerszijden van één van de messen controleplaten gemonteerd. Tijdens beweging mag geen enkel deel van de schroef de plaat raken.

Om een ​​windgenerator met gefabriceerde bladen te laten werken, moet u een systeem samenstellen dat de ontvangen energie verzamelt, opslaat en naar de consument verzendt. Eén van de systeemcomponenten is de controller. Over hoe het moet besturing van windturbines, u zult erachter komen door ons aanbevolen artikel te lezen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het is heel goed mogelijk om met je eigen handen een windmolen te bouwen uit afvalmateriaal. Als u met eenvoudigere modellen begint, zal uw eerste poging waarschijnlijk succesvol zijn. Met ervaring kunt u complexere ideeën aannemen om de meest efficiënte en krachtige windgenerator te krijgen.

Video #1. Hoe maak je een windmolen van PVC-buizen:

Video #2. DIY-windgenerator:

Video #3. Windturbine van gegalvaniseerd staal:

Als u schone en veilige windenergie wilt gebruiken voor huishoudelijke behoeften en niet van plan bent veel geld uit te geven aan dure apparatuur, zijn zelfgemaakte messen van gewone materialen een geschikt idee. Wees niet bang om te experimenteren en je zult bestaande modellen windmolenpropellers verder kunnen verbeteren.

Wil je ons vertellen hoe je met je eigen handen de wieken hebt gemaakt voor een windmolen die je datsja van elektriciteit voorziet? Wilt u nuttige informatie delen met sitebezoekers of een vraag stellen? Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok.