Doe-het-zelf verticale windgenerator: hoe monteer je een windturbine met een verticale rotatieas

De wind heeft ongelooflijke energiemogelijkheden.Het onvermogen om het krachtige potentieel ervan te benutten moet stoutmoedig worden erkend als onredelijke verspilling. Maar u kunt eenvoudig met uw eigen handen een verticale windgenerator bouwen en vrijwel gratis energie ontvangen om in uw huishoudelijke behoeften te voorzien. Dit is heel reëel, ben je het daar niet mee eens?

Dit artikel helpt u een complex technisch probleem in detail te begrijpen. Gesystematiseerde, toegankelijke informatie behandelt tot in detail het werkingsprincipe van populaire systemen die de energie van luchtmassa's omzetten in elektriciteit.

U zult ongetwijfeld worden meegesleept door het idee om een ​​windmolen te maken, de details van de montage ervan worden in het artikel beschreven. We hebben de verschillende soorten verticale windgeneratoren in detail onderzocht, waarbij we hun verschillen, voor- en nadelen hebben besproken. Het tekstgedeelte van het materiaal wordt perfect aangevuld met foto's en video-instructies.

Voordelen en werkingsprincipe van windturbines

Een moderne verticale generator behoort tot de mogelijkheden alternatieve energie voor thuis. Het apparaat is in staat windstoten om te zetten in een energiebron. Voor een correcte werking zijn er geen extra apparaten nodig die de richting van de wind bepalen.

Een roterende windgenerator is heel eenvoudig met uw eigen handen te maken. Natuurlijk zal hij niet volledig de verantwoordelijkheid op zich kunnen nemen om een ​​groot privéhuisje van energie te voorzien, maar hij zal uitstekend werk leveren bij het verlichten van bijgebouwen, tuinpaden en lokale gebieden.

Het verticale type apparaat werkt op een lage hoogte. Voor het onderhoud ervan zijn geen verschillende apparaten nodig om veilige reparatie- en onderhoudswerkzaamheden op grote hoogte te garanderen.

Een minimum aan bewegende delen maakt de windturbine betrouwbaarder en operationeel stabieler. Het optimale profiel van de bladen en de originele vorm van de rotor zorgen ervoor dat de unit een hoog rendement heeft, ongeacht uit welke richting de wind op een bepaald moment waait.

Kleine huishoudelijke modellen bestaan ​​uit drie of meer lichtbladen, vangen onmiddellijk de zwakste windvlaag op en beginnen te draaien zodra de windkracht 1,5 m/s overschrijdt. Dankzij dit vermogen overtreft hun efficiëntie vaak die van grotere installaties die hogere windsnelheden vereisen.

De generator werkt absoluut geruisloos, stoort de eigenaren en buren niet, veroorzaakt geen schadelijke emissies in de atmosfeer en doet betrouwbaar vele jaren dienst, waarbij hij zorgvuldig energie levert aan de woonruimtes.

Een verticale windgenerator werkt volgens het principe van magnetische levitatie. Terwijl turbines draaien, worden impuls- en liftkrachten gegenereerd, evenals daadwerkelijke remkrachten. De eerste twee zorgen ervoor dat de bladen van de eenheid gaan draaien.Deze actie activeert de rotor en creëert een magnetisch veld dat elektriciteit produceert.

Een windturbine met een verticale rotatieas doet qua efficiëntie niet onder voor zijn horizontale tegenhangers. Bovendien maakt het geen aanspraak op de territoriale locatie en werkt het volledig op vrijwel elke plaats die geschikt is voor huiseigenaren

Het apparaat functioneert volledig zelfstandig en vereist geen tussenkomst van de eigenaar.

Classificatie van verticale generatoren

Er zijn enkele structurele verschillen tussen windopvanginrichtingen van het verticale type. Het maakt de eenheden niet beter of slechter, maar stelt u eenvoudigweg in staat de handigste optie te kiezen voor het uitvoeren van specifieke taken in een bepaald gebied.

#1: Kenmerken van orthogonale systemen

Structureel bestaat een orthogonale windgenerator uit een sterke verticale rotatieas en verschillende parallelle bladen die zich op een bepaalde afstand van de centrale basis bevinden.

Het apparaat heeft geen extra geleidingsmechanismen nodig en werkt normaal, ongeacht de windrichting. De verticaal geplaatste hoofdas maakt het mogelijk om de aandrijfapparatuur op grondniveau te plaatsen, wat bediening, reparatie en onderhoud aanzienlijk vergemakkelijkt.

De ondersteuningseenheden van de orthogonale generator hebben geen erg lange levensduur. Dit komt door de hoge dynamische belastingen die de rotor erop uitoefent tijdens bedrijf. Om ervoor te zorgen dat de installatie niet voortijdig uitvalt, moeten alle ondersteunende onderdelen regelmatig worden geïnspecteerd en moeten beschadigde onderdelen onmiddellijk door nieuwe worden vervangen.

De nadelen van orthogonale apparaten zijn onder meer een te massief bladsysteem en een laag rendement vergeleken met de efficiëntie van modules met horizontale as.

De eenvoudigste windturbine voor het voeden van consumenten met een laag energieverbruik kan worden samengesteld uit kant-en-klare componenten:

#2: Generatoren met Daria-rotor

Een windgenerator uitgerust met een Darrieus-rotor heeft een verticale rotatie-as en 2-3 platte bladstrips zonder karakteristiek aerodynamisch profiel, bevestigd aan de basis en aan de bovenkant van de rotatie-as.

De eenheid wordt tijdens zijn werking niet geleid door de kracht of richting van de wind, heeft een hoge rotatiesnelheid en zorgt ervoor dat de aandrijfapparaten op de grond kunnen worden geplaatst, wat het proces van gepland onderhoud en mogelijke reparaties vergemakkelijkt en versnelt.

Tweebladige generatorsets met een Darrieus-rotor worden alleen geactiveerd door een sterke windvlaag. Bij een gelijkmatig tegemoetkomende stroom kunnen ze niet op eigen kracht beginnen.

De ondersteunende en roterende componenten van een apparaat met een Darrieus-rotor zijn kwetsbaar voor verhoogde dynamische belastingen, en de efficiëntie van het schoepensysteem is in veel opzichten inferieur aan die van axiale horizontale installaties.

#3: Units met Savonius-rotor

De verticale windturbine met een Savonius-rotor heeft een halfcilindrisch schoepensysteem en onderscheidt zich van vergelijkbare installaties door het hoge startkoppel en het vermogen om effectief te werken bij lage windsnelheden.

Het vermogen van verticale windgeneratoren met een Savonius-rotor die op de markt worden aangeboden, bedraagt ​​niet meer dan 5 kW. De apparaten worden zelden als zelfstandige werkeenheid gebruikt, maar worden meestal gebruikt om een ​​hoger startkoppel te creëren voor Daria-rotorinstallaties

Het verticale complex met een Savonius-rotor wordt bekritiseerd vanwege het hogere materiaalverbruik en de lagere efficiëntie in vergelijking met windgeneratoren met horizontale as. Dat is de reden waarom de productie van krachtige apparatuur van deze klasse als ongepast wordt beschouwd.

De volgende fotoselectie laat u kennismaken met de stappen van het vervaardigen van de Savonius-windmolen:

Alle onderdelen van dit Savonius windmolenmodel behalve de 3200 toeren en 24 V generator zijn met de hand gemaakt.

#4: Windmolen met rotor met meerdere bladen en geleider

Dit type apparaat is een verbeterde versie van de klassieke orthogonale windgenerator. Het rotorcomplex bestaat hier uit in twee rijen gerangschikte bladen.

De buitenste bladlaag blijft statisch en fungeert als leischoep. Het vangt de windstroom op, vangt deze op, comprimeert deze en verhoogt zo de werkelijke windsnelheid merkbaar.

De binnenste rij bladen is een beweegbare structuur, die onder een bepaalde hoek de luchtstroom van de eerste rotoreenheid ontvangt.

De efficiëntie van een windgenerator met een meerbladige rotor met een geleidingssysteem maakt dit apparaat bijzonder aantrekkelijk voor consumenten.De kosten van dergelijke apparatuur zijn echter vrij hoog en het duurt iets langer om zichzelf terug te betalen dan vergelijkbare apparaten met een eenvoudiger configuratie

Experts noemen dit type apparaat het meest efficiënte in zijn klasse en benadrukken dat het door het specifieke ontwerp zelfs bij de laagst mogelijke windsnelheden kan functioneren.

#5: Kenmerken van apparaten met een helicoïderotor

Een helicoïdale windturbine of Gorlov-generator is een andere aanpassing van het traditionele orthogonale rotorsysteem. De bladen van het model zijn in een boog gedraaid. Deze ontwerpfunctie maakt het mogelijk om de luchtstroom snel op te vangen en soepel en zonder schokken te roteren.

Dit werkingsprincipe vermindert de dynamische belasting op de basis en bewegende eenheden aanzienlijk, waardoor hun levensduur wordt verlengd.

Apparaten met een helicoïderotor zijn zeer betrouwbaar en zijn gemakkelijk bestand tegen aanzienlijke bedrijfsbelastingen. Tijdens bedrijf veroorzaken dergelijke windmolens echter uitgesproken geluidseffecten en produceren ze extra geluidsgolven die zich in het kortegolfgebied van het geluidsspectrum bevinden.

Gesponnen rotorbladen voor een helicoïdale windmolen worden gemaakt met behulp van een zeer vooruitstrevende, maar complexe technologie. Hierdoor zijn de eenheden vrij duur en niet erg populair bij particuliere consumenten.

#6: Kenmerken van rotoren met verticale as

Het belangrijkste verschil tussen een generator met verticale as zijn de verticaal geplaatste bladen, waarvan het profiel lijkt op een vliegtuigvleugel, waarvan de as duidelijk parallel loopt aan de verticale as. Het ontwerp doet enigszins denken aan de Darrieus-rotor, maar wordt onder productieomstandigheden veel sneller en eenvoudiger vervaardigd.

Een generator met een rotor met verticale as haalt de bedrijfssnelheid veel sneller op dan vergelijkbare apparaten van deze klasse en begint de benodigde energiebron te produceren. Het proces gaat gepaard met een klein geluidseffect en stoort noch de installatie-eigenaren, noch de buren

Windmolens met een rotor met verticale as zijn betrouwbaar en duurzaam, zijn gemakkelijk bestand tegen aanzienlijke bedrijfsbelastingen en kosten niet te veel geld. Deze eigenschappen maken ze relevant voor gebruik, niet alleen voor industriële, maar ook voor huishoudelijke doeleinden.

Kenmerken van het kiezen van windgeneratoren voor een privéwoning en een overzicht van de beste aanbiedingen worden gepresenteerd in Dit artikel.

Je eigen windmolen maken

Het is niet zo moeilijk om thuis met je eigen handen een windgenerator met een verticale rotatieas te maken. Het volstaat om de benodigde componenten aan te schaffen, deze in de juiste volgorde te monteren en de module op de gekozen locatie te installeren. Zodra er een minimale bries is, zal het product werken en de eigenaren van de nodige energie gaan voorzien.

Stap 1: Aankoop van componenten en materialen

Om met uw eigen handen een verticale windgenerator te maken, hebt u de volgende componenten nodig:

• rotor – bewegend deel van de unit:
• messen – delen die de windstroom opvangen;
• axiale mast – voor het bevestigen van de rotor en bladen (kan de vorm hebben van een lange paal, piramide of statief);
• stator – ontworpen voor een spoel van duurzaam koperdraad;
• accu – ruime capaciteit voor het accumuleren van de ontvangen hulpbron;
• omvormer – een apparaat om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom;
• controleur – een apparaat dat de generator afremt op het moment dat de unit daadwerkelijk vermogen ontwikkelt dat de basisindicatoren overschrijdt.

Lichte, hoogwaardige kunststofplaten met goede elasticiteit zijn geschikt voor de vervaardiging van messen. Andere soorten materialen zijn te gevoelig voor diverse beschadigingen en vervormingen en kunnen eenvoudigweg niet omgaan met zo’n hoge dynamische belasting.

Wanneer u het apparaat zelf maakt, moet u er rekening mee houden dat zelf gemaakte verticale windmolens qua vermogen ernstig inferieur zijn aan in de fabriek gemaakte modellen. Om in de toekomst niet teleurgesteld te worden in het gemaakte ontwerp, is het daarom beter om het onmiddellijk te maken volgens parameters die 2 keer hoger zijn dan nodig

Kleine bladen kunnen worden gemaakt van PVC met een gemiddelde dichtheid, maar voor grote, brede onderdelen is het meest duurzame materiaal nodig dat lange tijd bestand is tegen sterke wind met een snelheid van 15 m/s of meer.

Stap 2: Voorbereiding van de elementen

Voor messen maken Voor een verticale windgenerator worden 4 identieke onderdelen uit zeer sterke PVC-buis gesneden. Twee halfronde fragmenten worden uit tin gesneden en aan elke kant van de pijp bevestigd. De rotatiestraal van de bladdelen zal in dit geval 690 mm zijn en de hoogte van elk blad zal ongeveer 700 mm zijn.

Om het rotorsysteem samen te stellen, neem je neodymiummagneten (6 stuks), ferrietschijven met een diameter van 230 mm (2 stuks) en lijm. Op de eerste schijf worden magneten geplaatst, afwisselend in polariteit en met een onderlinge hoek van 60 graden, met een opstellingsdiameter van 165 mm. Volgens hetzelfde schema wordt een tweede schijf gemaakt en vervolgens worden de magneten gevuld met lijm.

Voor de stator worden 9 spoelen voorbereid en op elk daarvan worden 60 windingen koperdraad met een diameter van 1 mm gewikkeld.

Het daaropvolgende solderen vindt in deze volgorde plaats:

• het begin van 1 spoel met het einde van 4;
• begin 4 met eind 7 rollen.

De tweede fase wordt volgens hetzelfde principe geassembleerd, maar het werk begint met 2 spoelen en de derde - met 3 spoelen. Een speciale vorm is gemaakt van een plaat multiplex, de onderkant is bekleed met een stuk glasvezel en er zijn fasen op gesoldeerd uit spoelen.

Vul de structuur met lijm en laat deze 1-2 dagen staan, zodat alle onderdelen stevig worden en op de juiste plaats terechtkomen. Vervolgens beginnen ze de afzonderlijke onderdelen met elkaar te verbinden tot één enkel werkend systeem.

Stap 3: Alle generatoronderdelen monteren

Om alle elementen van de generator met elkaar te verbinden, zijn er in de bovenste rotor 4 gaten voor pinnen gemaakt. De onderste rotor wordt op de beugel geplaatst met de magneten naar boven gericht. Vervolgens wordt de stator geplaatst, nadat er eerder gaten in zijn gemaakt voor bevestiging aan de beugel.

De pinnen worden in de aluminium plaat gedrukt en vervolgens afgedekt met de tweede rotor, waarbij deze met de magneten naar beneden wordt geplaatst.

Het proces van het assembleren van onderdelen wordt zorgvuldig en zonder haast uitgevoerd. De rotoren moeten ten opzichte van elkaar uitgelijnd worden zodat er later geen speling in de constructie ontstaat (+)

Met behulp van een sleutel worden de noppen afwisselend rondgedraaid, zodat de bovenste rotor gelijkmatig en schokvrij op de onderste valt. Wanneer het op de juiste plaats staat, worden de noppen losgeschroefd en worden de aluminium platen verwijderd. Aan het einde wordt de hele structuur vastgezet met moeren en stevig vastgedraaid, maar niet te strak, om de draad niet te breken.

Stap 4: Definitieve installatie van apparatuur

Neem voor de mast een sterke metalen buis van 4-5 meter lang en schroef er een generator op die je al met je eigen handen hebt gemonteerd.Vervolgens wordt het frame met kunststof bladen aan de generator bevestigd en wordt de mastconstructie op een vooraf voorbereide locatie geïnstalleerd met een driepunts versterkte fundering.

Bovendien wordt de positie van het systeem gefixeerd met behulp van een brancard.

Bij het plaatsen van een windturbine moet de mast zo lang mogelijk worden genomen. Het moet de rotor hoger dragen dan het hoogste gebouw op het terrein. Alleen dan zal het ontwerp effectief kunnen werken en de benodigde hoeveelheid grondstoffen kunnen opleveren

Het elektriciteitsnet wordt in een bepaalde volgorde op de windmolen aangesloten. De controller haalt de hulpbron uit de generator en zet wisselstroom om in gelijkstroom, wat nodig is om de batterij op te laden. Kan monteer de controller zelf volgens een vereenvoudigd schema.

De batterij slaat de vrijkomende energie op en de omvormer zet gelijkstroom om in wisselstroom, die het merendeel van de huishoudelijke apparaten en thuisservicesystemen van stroom voorziet.

Op onze website vindt u een selectie artikelen over zelfgemaakte windgeneratoren van verschillende typen.

Wij adviseren u om te lezen:

1. Doe-het-zelf-windgenerator uit een wasmachine: instructies voor het monteren van een windmolen
2. Doe-het-zelf-windgenerator van een autogenerator: assemblagetechnologie voor windturbines en foutanalyse
3. Hoe je met je eigen handen een windgenerator maakt: apparaat, werkingsprincipe + beste zelfgemaakte producten

Een andere interessante optie voor het bouwen van een verticale windmolen kan worden samengesteld uit afvalmaterialen, waarbij niet meer dan 250 roebel wordt uitgegeven aan de aanschaf van extra componenten. Doe-het-zelvers hebben een fietswiel nodig, nog 12 fietsspaken, een as van het achterste fietswiel met drie moeren, een stalen strip, 11 aluminium platen.

Je hebt ook 150 klinknagels nodig, 18 M4-bouten met moeren, 3 M6-bouten met moeren, 27 grotere ringen en 24 kleine.

De volgende galerij demonstreert kort de montagestappen:

De volgende video-instructie presenteert alle stappen in detail:

Een locatie kiezen voor een windgenerator

Het kiezen van de juiste locatie voor het installeren van een windgenerator is een belangrijke stap. Het beste is om het apparaat op het hoogste open punt te plaatsen en er zorgvuldig op te letten dat het niet onder het niveau van aangrenzende woon- en bijgebouwen komt. Anders worden gebouwen een obstakel voor de luchtstroom en zal de efficiëntie van de unit aanzienlijk afnemen.

Als de locatie uitkijkt op een rivier of meer, wordt de windmolen op de kust geplaatst, waar de wind bijzonder vaak waait. Verhogingen op het terrein of grote lege ruimtes waar geen kunstmatige of natuurlijke barrières voor de luchtstroom zijn, zijn ideaal voor het plaatsen van de generator.

Wanneer residentieel vastgoed (huis, huisje, appartement, etc.) zich binnen de stad bevindt of zich buiten de stad bevindt, maar in dichtbebouwde gebieden, wordt een windenergiecomplex op het dak geïnstalleerd.

Voor het plaatsen van een generator op het dak van een appartementencomplex is schriftelijke toestemming van de buren nodig en is officiële toestemming verkregen van de relevante autoriteiten.

Wanneer u een verticale generator op het dak van een appartementencomplex installeert, moet u er rekening mee houden dat de unit behoorlijk luidruchtig werkt en overlast kan veroorzaken voor zowel de eigenaren als andere bewoners.Daarom moet het apparaat dichter bij het midden van het dak worden geplaatst, zodat appartementeigenaren op de bovenste verdiepingen geen last hebben van het luide gezoem dat de windmolen tijdens bedrijf uitstraalt.

In een privéwoning met een groot tuinperceel is het kiezen van een geschikte locatie veel eenvoudiger. Het belangrijkste is om er rekening mee te houden dat de structuur zich op een afstand van 15-25 meter van woongebouwen bevindt. Dan heeft niemand last van de geluidseffecten van de roterende messen.

Onderhoud van een verticaal apparaat

Om een ​​verticale windgenerator efficiënt, nauwkeurig en zo efficiënt mogelijk te laten werken, moeten alle bewegende delen van de constructie worden gesmeerd. Deze procedure wordt gedurende het gehele kalenderjaar minimaal 2 keer uitgevoerd.

Tegelijkertijd worden tijdens het onderhoud moeren die door het gebruik los zijn gekomen, vastgedraaid, worden elektrische verbindingen verstevigd, worden mechanische componenten gecontroleerd op corrosie, worden losse spankabels vastgedraaid en worden de messen zorgvuldig geïnspecteerd op breuk of beschadiging.

In de winter vereisen verticale installaties speciale zorg. Tijdens vorstperiodes raken de messen bedekt met een ijskorst en moeten deze tijdig worden gereinigd, zodat het koppeltoerental op het juiste niveau blijft.

Onderdelen worden indien nodig geverfd en eenmaal per jaar wordt een volledige inspectie van de gehele constructie uitgevoerd om fouten op te sporen. Dergelijke zorg garandeert de juiste werking van de windturbine en verlengt de levensduur ervan.

Beoordeling van de haalbaarheid van installatie

Voordat ze beginnen met de productie van een verticale windgenerator, bestuderen ze de weersituatie in hun regio en proberen ze vast te stellen of de eenheid de benodigde hoeveelheid hulpbronnen kan leveren.

Experts raden aan de volgende parameters te evalueren:

• aantal winderige dagen — neem de gemiddelde waarde voor het jaar waarin de windvlaag groter is dan 3 m/s;
• hoeveelheid elektriciteit, per dag geconsumeerd door een huishouden;
• geschikte plaats op een eigen terrein voor windapparatuur.

De eerste indicator wordt geleerd uit gegevens verkregen bij het dichtstbijzijnde weerstation of gevonden op internet op de relevante portalen. Bovendien raadplegen ze gedrukte geografische publicaties en creëren ze een compleet beeld van de windsituatie in hun regio.

Statistieken worden niet voor één jaar gemaakt, maar voor 15-20 jaar, alleen dan zullen de gemiddelde cijfers zo correct mogelijk zijn en zullen ze laten zien of de generator volledig in de elektriciteitsbehoefte van het huishouden zal kunnen voorzien of dat zijn vermogen alleen zal zijn genoeg om in de individuele behoeften van het huishouden te voorzien.

Als de eigenaar een groot stuk grond heeft gelegen op een helling, vlakbij een rivieroever of in een open ruimte, zullen er geen problemen zijn met de installatie.

Wanneer het huis zich diep in een bevolkt gebied bevindt en de tuin compacte afmetingen heeft en nauw grenst aan aangrenzende gebouwen, zal het niet eenvoudig zijn om met uw eigen handen een verticaal model van een windmolen te installeren. De constructie moet 3-5 m boven de grond worden gehesen en verder worden versterkt, zodat deze bij een sterke windstoot niet omvalt.

Al deze informatie moet in de planningsfase in aanmerking worden genomen om duidelijk te maken of de windgenerator de volledige energievoorziening kan overnemen of dat zijn rol als hulpenergiebron zal blijven bestaan. Het is raadzaam om uit te voeren berekening van windturbines.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video nr. 1 laat zien hoe je thuis met je eigen handen een verticale windgenerator kunt maken met een Daria-rotorsysteem. De video presenteert duidelijk de kenmerken en interessante nuances van het montageproces. Er is een definitie van het maximale vermogen van de vervaardigde eenheid:

Video nr. 2 laat zien hoe een verticale windgenerator werkt en hoeveel energie deze produceert. Het biedt een gedetailleerd overzicht van de module en een beschrijving van de werkzaamheden die nodig zijn om het werkelijke vermogen en andere parameters correct te meten:

Video nr. 3 presenteert het testen van een zelfgemaakte verticale windgenerator. Waartoe een apparaat dat met uw eigen handen is gemaakt van afvalmateriaal:

Zo'n moderne en praktische bron van alternatieve energie als verticale windmolens is eenvoudig met je eigen handen in elkaar te zetten. Met de juiste ervaring in het huishouden is het mogelijk elk onderdeel te vervaardigen en vervolgens alle componenten tot één enkele, integrale structuur te verbinden.

Als u de taak niet ingewikkelder wilt maken, is het heel passend om kant-en-klare componenten aan te schaffen en thuis, zonder haast of gedoe, een betrouwbare windturbine te installeren die in staat is om een ​​ononderbroken levering van elektriciteit aan de woonruimte te garanderen.

Als u niet 100% zeker bent van uw capaciteiten, kunt u het werk beter aan professionals toevertrouwen. Ze zullen alles zeer snel doen en volledig in overeenstemming met de operationele basisvereisten.

Heb jij ervaring met het bouwen en exploiteren van een windgenerator? Deel alstublieft informatie met onze lezers en stel uw methode voor om het apparaat te monteren. In het onderstaande formulier kunt u opmerkingen achterlaten en foto's van zelfgemaakte producten toevoegen.