Ветрогенератор является невероятно важным, а зачастую и единственным источником электроэнергии для людей, живущих вдали от цивилизации, на природе или же в местах, где по тем или иными причинам отсутствуют электрические и сетевые коммуникации.
Обычно такие люди либо заказывают специальное оборудование у фирм, производящих подобные агрегаты, или же делают электрогенераторы сами, изготавливая и сам двигатель, и лопасти для электрогенератора своими руками.
Нет ничего сложного в создании такого источника энергии, а вот значение практической пользы от подобного устройства трудно переоценить.
Ветряные электростанции
Ветряные электростанции – это особые устройства, преобразовывающие энергию ветра в энергию электрическую. Происходит это за счет вращения ротора. Потоки ветра попадают на лопасти винта и заставляют крутиться ротор, механическая энергия от вращения которого преобразуется в энергию электрическую. Размер лопасти ветрогенератора, как правило, можно считать показателем мощности устройства, а также по нему можно узнать примерную производительность генератора.
Ветряные электростанции обычно состоят из нескольких установок и в сумме дают большое количество электроэнергии, особенно в периоды ураганов и сильных продолжительных ветров.
Подобные устройства используются там, где наблюдается нехватка электрической энергии либо вообще нет возможности провести ее традиционными методами.
Существенными преимуществом ветряной электростанции является то, что она не потребляет каких-либо ценных ресурсов, кроме энергии ветра. В отличие от электрогенераторов, работающих на бензине или других видах топлива, ветрогенератор не нуждается в подзарядке.
Домашний ветрогенератор
Домашний ветрогенератор может быть изготовлен как в целях реального обеспечения жилья электроэнергией, так и для приобретения познавательно-практического опыта. В любом случае это будет полезная поделка, которую можно использовать, например, для подзарядки электронного гаджета или бытового прибора.
Домашние ветрогенераторы отличаются от промышленных существенно меньшим размером и способностью производить сравнительно небольшое количество электрической энергии.
Обычно подобные агрегаты устанавливаются на заднем дворе и подсоединяются к системе обеспечения жилого помещения электроэнергией. Такой способ получения электрической энергии абсолютно не требует финансовых затрат, и уж тем более, с легкостью окупает средства, затраченные на его изготовление.
Назначение
Основной задачей ветрогенератора является производство электроэнергии и обеспечение ею жилых помещений. Обычно такие машины устанавливаются на дачах, садовых участках и подключаются к системам нагрева воды или же небольшим бытовым приборам. Зачастую ветрогенераторы используются для питания электроэнергией строительных электроинструментов наподобие электропилы, наждака или циркулярной пилы.
Покупка
Конечно, наиболее простым решением станет покупка уже готового ветрогенератора. Сейчас существует огромное количество компаний, занимающихся изготовлением и сборкой ветрогенераторов как по своим эскизам, так и по индивидуальным запросам клиента. Можно без особых проблем выбрать и заказать генератор любого типа, размера и назначения. Однако изготовление подобного устройства своими руками все равно станет выгодным решением для любого хозяина, так как не во всех районах, где люди нуждаются в электроэнергии, существует возможность изготовления или даже доставки ветрогенератора. В подобных условиях приходится надеяться только на свои личные умения и возможности.
Самодельный ветрогенератор
Ветрогенератор, изготовленный своими руками, имеет ряд преимуществ. В отличие от приобретенного устройства, в качестве собственноручно созданной машины можно не сомневаться. Также домашний ветрогенератор всегда изготавливается под нужды и потребности конкретного дома.
Сделать ветрогенератор для дачного участка своими руками весьма просто, тем более что готовый двигатель можно без труда приобрести практически в любом техническом магазине или заказать в интернете. Большая часть времени уйдет на изготовление лопастей ветрогенератора.
Лопасти
Лопасти являются самой важной частью системы ветрогенератора. От их размера и формы зависит количество производимой устройством энергии. Сделать лопасти для ветрогенератора своими руками очень просто. Имеется масса способов изготовления различных видов подобных вращающихся элементов. Даже самый неопытный мастер с легкостью сможет воспользоваться пошаговыми инструкциями и советами.
Создание своими руками
Чтобы создать лопасти для ветрогенератора собственноручно, стоит следовать определенному плану. Подобная технология изготовления не только позволит избежать ошибок в работе, но и гарантирует создание пропорционально подходящих к двигателю лопастей.
Во-первых, нужно определиться с размерами лопасти ветрогенератора. Обычно длина вращающейся поверхности прямо пропорциональна мощности двигателя. Чем длиннее лопасть, тем больше энергии требуется для ее вращения. Следует заранее провести все необходимые математические расчеты, определив длину лопасти ветрогенератора, ее ширину и толщину. Далее необходимо определиться с формой. От этого критерия зависит легкость ее вращения. Наиболее выгодной формой для подобной поверхности будет являться тонкая и широкая лопасть в форме искривленного треугольника.
Во-вторых, следует нарисовать схему или чертеж лопасти на миллиметровой бумаге, а затем перенести его на материал, используя бумажную выкройку. Необходимо действовать осторожно, избегая неточностей или отклонения от чертежа, иначе могут возникнуть трудности при запуске ветрогенератора, а также неполадки в процессе его работы.
В-третьих, нужно аккуратно выпилить или вырезать лопасти из заготовленного материала, отрезая строго по линии выкройки. После отделения лопастей от остальной части используемого материала изделия следует тщательно обработать напильником, а затем мягкой наждачной бумагой. Это позволит сгладить рабочую поверхность, поможет избежать лишнего трения, а также избавит процесс движения лопастей от различного рода затруднений и препятствий.
В-четвертых, необходимо закрепить лопасти на соединяющем их элементе. Сделать это можно при помощи болтов и эпоксидной смолы. Крепления должны быть прочными и не давать лопастям свободно двигаться. От крепости системы напрямую зависит работоспособность, износостойкость будущего ветрогенератора.
Изготовить лопасти для ветрогенератора своими руками можно из нескольких типов материалов. Для этого хорошо подходит слоеная фанера, трубка ПВХ или же листовой алюминий.
Лопасти из ПВХ-трубы
Лопасти, изготовленные из ПВХ-трубы, бывают двух типов. К первому типу относятся длинные и узкие вращающиеся элементы, а ко второму – широкие и существенно более короткие.
Лопасти первого типа применяются в генераторах, производящих малое количество электрической энергии, а винты второго типа активно устанавливаются в установки промышленных ветряных электростанций.
Можно изготовить оба типа лопастей для ветрогенератора из ПВХ-трубы.
Для этого следует взять отрезок трубы, совпадающий по длине с габаритами лопасти, и разрезать его продольно. Затем необходимо распрямить трубу, превратив ее в полихлорвиниловый лист и оставить под прессом на несколько суток. После того как труба примет форму идеально ровного листа, можно наносить на нее контуры будущей лопасти с помощью заранее изготовленного лекала.
Далее следует обработать полученные детали и скрепить их между собой при помощи эпоксидной смолы, превратив в готовый винт для электрогенератора.
Алюминиевые лопасти
Изготовление лопасти ветрогенератора из листа алюминия производится по той же самой схеме, по которой осуществляется работа с трубой ПВХ. Однако существенным отличием между двумя системами является метод крепления лопастей к соединяющему элементу. При работе с алюминием лучше не использовать болты и эпоксидную смолу, а соединить детали при помощи заклепок.
Также алюминиевые элементы требуют более тщательной обработки при помощи напильника, наждака и двух видов наждачной бумаги. Острую кромку лопасти сначала следует обработать напильником и грубой наждачной бумагой, а уже затем отшлифовать мягкой. В случае необходимости можно убрать большие излишки материала при помощи наждака. Им же можно сгладить серьезные неровности в лопастях.
Лопасти из стекловолокна
Наиболее кропотливым и требующим большого терпения является способ изготовления лопастей для ветрогенератора с использованием стекловолокна. Любое изделие из данного материала создается в три этапа.
На первом этапе следует определиться с формой и размерами лопасти, т. е., произвести расчет лопастей ветрогенератора. На основании этих данных можно приступать к изготовлению формы для будущего изделия. Обычно форма выпиливается из мягких пород дерева, тщательно обрабатывается наждачной бумагой. Форма должна быть гладкой, без царапин, выпуклостей и неровностей, так как все они могут неизбежно отразиться на поверхности лопасти.
Второй этап представляет из себя непосредственно изготовление лопасти для ветрогенератора своими руками, т. е., последовательное укладывание полос стекловолокна в форму. Следует тщательно проглаживать каждый слой, избегая попадания внутрь пузырьков воздуха или различного мусора. После полного заполнения формы, она закрывается заранее изготовленной крышкой, и лопасть оставляется в теплом месте до полного высыхания.
На третьем этапе самодельные лопасти для ветрогенератора следует тщательно проверить на искривления и деформацию, а затем обработать наждачной бумагой. Для большей прочности лопасти можно покрасить или покрыть цветным лаком. Это придаст изделию наиболее эстетичный вид.
Далее по аналогии с другими способами нужно закрепить изготовленные детали на вращающемся соединительном элементе при помощи болтов. Из-за особой структуры стекловолокна не рекомендуется использовать заклепки или другие типы крепления, которые не являются съемными.
Чертежи лопастей
Чертеж лопасти ветрогенератора можно без труда найти на всевозможных форумах по интересу. Один из вариантов представлен вашему вниманию на фото выше. Разумеется, следует использовать его лишь как пример, подставив необходимые значения длины и ширины вращающихся элементов системы генератора.
Существует большое количество различных чертежей и схем, которые можно взять за образец при проектировании лопастей для собственной ветряной машины.
Однако каким бы рисунком ни пользовался находчивый хозяин дома, главными критерием остается длина лопасти ветрогенератора, так как от него зависит работоспособность и КПД будущего устройства.
Примеры лопастей
Существует большое количество различных форм лопастей ветрогенератора. Каждая из них используется в своей определенной сфере. В местах, где преобладает ветреный климат, обычно устанавливают длинные и тонкие лопасти. А вот на территории, где наблюдается дефицит ветра, монтируют широкие и короткие, которые благодаря своей поверхности активнее захватывают ветряные потоки.
Балансировка
После изготовления лопасти для ветрогенератора своими руками, следует произвести их балансировку и настройку. Первое производится при помощи подвешивания лопастей на веревке к потолку. Следует следить за поведением лопасти в воздухе, а также сразу выявлять несоразмерность ее частей, если она присутствует. Также нужно уделить внимание отношения лопасти к воздушным потокам, выяснить, нет ли препятствий для рассечения воздуха кромкой лопасти. Настройка ветрогенератора производится при помощи анемометра, по значениям которого и калибруется устройство.
Нужно помнить, что сам процесс доведения устройства до работы с максимальной отдачей займет не одну неделю и потребует от создателя большого терпения и усидчивости.
Ветрогенератор обычно требует от одной до трех недель настройки и адаптации под климат и режим ветров конкретной местности. Точная настройка позволит добиться максимального КПД устройства.
