Лопасти для ветрогенератора из подручных материалов

Стоимость промышленных ветрогенераторов высока. Желающих иметь у себя на даче или в частном доме ветрогенератор много. Находится не мало умельцев, которые своими руками из подручных средств собирают добротные ветряки, самостоятельно изготавливают лопасти для ветрогенератора.

Человек уже давно использует энергию ветра для того, чтобы сделать свою жизнь легче. Никто точно не скажет, когда это впервые произошло, но с тех пор мало что изменилось. Возможность использовать силу стихии по-прежнему вызывает у человечества глубокую заинтересованность.

Белый парусник на синем мореСамый первый механизм, который помог человеку обуздать и подчинить ветер своим целям, был самый обычный парус. Он в принципе и стал прародителем многих механизмов, которые использовались руками людей на протяжении их существования.

Если сконструировать эффективный генератор самому может быть сложно, то изготовление для ветрогенератора лопастей своими руками не составит особого труда.

к содержанию ↑

Материалы и инструменты

Материалы:

  • дерево или фанеру;
  • алюминий;
  • листы стекловолокна;
  • трубы и материалы из ПВХ;
  • в общем, все, что обычно есть в хозяйских гаражах и сараях.

Инструменты:

  • чертёжный карандаш или маркер;
  • линейка, а лучше правило;
  • ножницы по металлу;
  • лобзик или ножовка;
  • наждачная бумага.
к содержанию ↑

Для вертикального ветрогенератора

Ветрогенератор, который мы будем собирать своими руками, точнее его винт имеет три лопасти, поэтому первую деталь, которую будем вырезать из фанеры надо сделать в количестве шести штук — это основание крыла. Оно будет каплевидной формы. Вот как оно должно выглядеть на 10 мм фанере:

  1. Посередине прямоугольного листа (90х190 мм) прочертите центральную линию;
  2. На этой линии отступите 45 мм и поставьте отметку и проведите через неё перпендикуляр от одного края к другому;
  3. Циркулем отметьте радиус в 45 мм и прочертите его, соединяя три крайние точки: две боковые и верхнюю;
  4. Соедините нижнюю точку с краями полукруга. От нижней точки до основания полукруга, должно быть, 145 мм и наоборот до верхней точки 45 мм;
  5. Теперь вырезаем.

Следующее, что нам понадобится сделать — планки длинною 500 мм, хотя подобный размер и не принципиален. Вы можете выбрать любую другую высоту лопасти ветрогенератора исходя из высоты главной вертикальной оси винта. На каждое крыло по три штуки.

Сборка лопасти ветрогенератораУ нас уже есть и основания лопастей и их рёбра, все это нужно собрать так, как изображено на картинке. Когда все деревянные детали собраны со своими сёстрами, а в основаниях просверлены отверстия для креплений, крепим на конструкцию металлические листы. Листы крепим от первой планки ко второй, а от второй к третьей. Планки №1 и 3 не соединяем. Металл может быть оцинковка или алюминий. Теперь можно собирать винт вертикального ветрогенератора и крепить его на центральный осевой стержень.

Подготовим диск с осевым стержнем. Нам понадобятся два диска диаметром 20 см. Материал в принципе роли не играет. Это может быть и фанера, из которой изготавливались основания лопастей ветряка. Или металл, которым обшивали крылья. Но металл следует использовать, если распорки винта тоже были изготовлены из металла.

Делаем лопасти для вертикального ветрогенератораВ центре диска надо сделать отверстие под центральную ось. Когда оба диска собраны на стержне, к ним прикручиваются распорки, по одной на все лопасти ветрогенератора. Прежде чем окончательно закрепить крылья ветряка сверху и снизу, отрегулируйте их так, чтобы их острый конец был повернут внутрь конструкции на угол в девять градусов. Наш винт готов к установке на ротор.

к содержанию ↑

Для горизонтального ветрогенератора

Прежде чем мы начнём своими руками что-то делать, нужно немного поработать мозгами и определиться с мощностью станции, на которую будет работать ветряк. Это основополагающий показатель, от которого будет зависеть количество лопастей и их длина. В таблице, которая находится ниже показано, как диаметр винта зависит от количества крыльев и требуемой мощности.

Мощность, Вт Диаметр ветроколеса при числе лопастей, м
2 3 4 5 6 7
10 2 1,64 1,42 1,16 1 0,72
20 2,82 2,32 2 1,64 1,42 1
30 3,44 2,82 1,44 2 1,72 1,22
40 4 3,28 2,84 2,32 2 1,42
50 4,48 3,68 3,18 2,6 1,24 1,58
60 4,9 4 3,48 2,84 2,44 1,74
70 5,3 4,34 3,76 3,08 2,64 1,88
80 5,66 4,64 4 3,28 2,82 2
90 6 4,92 4,26 3,48 3 2,12
100 6,34 5,2 4,5 3,68 3,16 2,24
300 10,94 8,98 7,76 6,34 5,46 3,88
500 14 11,48 9,94 8,16 7 5

После того как мы определились с мощностью будущей установки, идём выбирать материал.

к содержанию ↑

Выбор материала

Будем  считать, что трубы из ПВХ являются самым подходящим материалом из того, что может быть под руками. Но не каждая труба подойдёт. Если напор ветра будет очень сильным, он может выгнуть лопасти ветряка в обратную сторону и обломать их о мачту, на которой тот закреплён. Поэтому трубы следует выбирать толстостенные, подойдут канализационные или газовые.

Изготавливать будем универсальную лопасть. Сделать её несколько сложнее, чем обычные лопасти крыльчатого профиля. При этом её полезный коэффициент гораздо больше, чем у обычных лопастей. Это хорошо видно, если сравнить предыдущую таблицу с рабочей таблицей этой лопасти.

Внешний диаметр трубы, мм 110
Масса погонного метра трубы, кг 1,05
Диаметр винта, м 1,2
Быстроходность 3,5
Количество лопастей 3
Номинальная скорость ветра, м/с 7
Степень торможения 0,33
Жуковский/Сабинин 0/1 1
Коэффициент коррекции Су 0,9
Скорость руления, рад/сек 0,5
Стартовая скорость ветра, м/с 5
Масса лопасти, кг 0,08
Обороты, об/мин 389,94
Мощность, вт 68,06
Осевая сила на винт, н 12,32
компенсирующий прогиб, м 0,057
КИЭВ 0,2924
Компенсирующий угол конусности, градусов 6,72
Центробежная сила лопасти, н 42
Изгибающий а/д момент в корне лопасти, н*м 1,76
Гироскопический момент в корне лопасти, н*м 0,40
Гироскопическая сила в корне лопасти, н 1,02
Стартовый момент, н*м 0,082
Момент инерции винта Кг*м*м 0,0328311

Видим, что из труб небольших диаметров 110-160 мм такие лопасти имеет очень хороший КИЭВ 0,3 при быстроходности от 3,5 до 5,5. На колёсах, где винт диаметром более трёх метров, КИЭВ вырастает до 0,4 и выше. Увеличивается и быстроходность.

к содержанию ↑

Расчеты

Рассчитать параметры такой лопасти для ветряка можно самостоятельно. В основе всех расчётов лежит диаметр трубы. Первое, что мы делаем, делим окружность трубы на 5. То есть окружность 110/5 получаем 22 мм. Чертим на трубе линию от одного конца до другого. Это отправной пункт, на который будут наноситься размеры будущей лопасти для ветряка. Наносим размеры:

  1. Нулевая отметка, точка А. Умножаем 22 мм на 2, получаем 44 мм. Это ширина лопасти ветрогенератора от её корня к фронту.
  2. Точка Б будет лежать на расстоянии 15% от 0. Здесь 22 мм умножаются на 4, что равняется 88 мм ширины лопасти для ветряка от её корня до фронта.
  3. Точка В. На этой отметке 22 мм увеличиваются в 2,5 раза, что даёт нам ширину лопасти ветрогенератора в 55 мм, на расстоянии 50%.
  4. Четвёртая точка Г, противоположная 0, так как является концом лопасти для ветряка, но с такой же в шириной 44 мм.

Чертеж лопасти вертикального ветрогенератораСхематично это должно выглядеть так, как показано на фото.

Очень важно сохранить размер и углы лопасти для ветряка, согласно заданным параметрам, во время вырезания и шлифовки краёв. Затем по всей её длине, отступив от корня 22 мм, надо будет прочертить ещё одну линию. По ней будут сверлиться отверстия для крепления рабочего крыла на винт.

Сложного ничего нет. Шаблон такой лопасти хорошо применяется к различным диаметрам труб. Её можно делать длиннее или короче, в зависимости от трубы. Чем больше нужен КИЭВ, тем длиннее должны быть лопасти. Соответственно диаметр трубы тоже должен быть больше. Но предварительно, лучше, конечно, произвести расчёты в зависимости от мощности электрогенератора.





Оцените статью:
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Поделитесь с друзьями:
Комментарии посетителей
  1. Сергей Карпухин Ответить

    В принципе нет ни чего сложного в сборке. Но вот во сколько обойдётся по деньгам весь материал?

  2. Арсений Ответить

    А если из оцинковки делать, ее и паять можно и купить проще, просто, что потяжелее алюминия?

  3. Кирилл Ответить

    Пытался сделать лопасть из алюминия, всё-таки советую использовать материалы из дерева/фанеры, проще вырезать

Добавление комментария