Como construir pás do tipo "faça você mesmo" para um gerador eólico: exemplos de pás feitas por conta própria para uma turbina eólica

O uso de fontes alternativas de energia é uma das principais tendências do nosso tempo. Energia eólica limpa e acessível pode ser convertida em eletricidade, mesmo em sua casa, se você construir um moinho de vento e conectá-lo a um gerador.

Você pode construir pás para um gerador eólico com suas próprias mãos a partir de materiais comuns, sem usar equipamentos especiais. Nós lhe diremos qual formato das pás é mais eficaz e ajudaremos a escolher o desenho certo para um parque eólico.

Como funciona um simples gerador eólico?

Um gerador eólico é um dispositivo que permite converter energia eólica em eletricidade.

O princípio de sua operação reside no fato de que o vento gira as pás, aciona um eixo ao longo do qual a rotação entra no gerador através de uma caixa de engrenagens que aumenta a velocidade.

A operação de uma usina eólica é estimada pelo KIEV - o coeficiente de utilização da energia eólica. Quando a roda do vento gira rapidamente, ela interage com uma grande quantidade de vento, o que significa que ela retira mais energia.

Dois tipos principais de geradores eólicos são divididos:

• veterinário;
• horizontal.

Modelos orientados verticalmente são construídos para que o eixo da hélice fique perpendicular ao solo. Assim, qualquer movimento de massas de ar, independentemente da direção, coloca a estrutura em movimento.

Essa versatilidade é uma vantagem desse tipo de moinhos de vento, mas eles perdem para os modelos horizontais em termos de produtividade e eficiência do trabalho

O gerador eólico horizontal se assemelha a um cata-vento. Para as pás girarem, a estrutura deve ser girada na direção certa, dependendo da direção do movimento do ar.

Para controlar e capturar mudanças na direção do vento, dispositivos especiais são instalados.A eficiência nessa disposição do parafuso é muito maior do que na orientação vertical. No uso doméstico, é mais racional usar geradores eólicos desse tipo.

Qual o formato da lâmina é ideal?

Um dos principais elementos de um gerador eólico é um conjunto de pás.

Existem vários fatores associados a esses detalhes que afetam a eficiência do moinho de vento:

• peso
• tamanho
• forma;
• material
• quantidade.

Se você decidir projetar pás para um moinho de vento improvisado, certifique-se de considerar todos esses parâmetros. Alguns acreditam que quanto mais asas houver no parafuso do gerador, mais energia eólica poderá ser obtida. Em outras palavras, quanto mais, melhor.

No entanto, isso está longe de ser o caso. Cada parte individual se move superando a resistência do ar. Assim, um grande número de pás no parafuso requer mais energia eólica para concluir uma revolução.

Além disso, muitas asas largas podem causar a formação da chamada “tampa de ar” na frente da hélice, quando o fluxo de ar não passa pela turbina eólica, mas se curva em torno dela.

A forma é de grande importância. A velocidade de movimento do parafuso depende disso. Um fluxo fraco resulta em vórtices que inibem a roda do vento.

O mais eficaz é um gerador eólico de lâmina única. Mas construir e equilibrar você mesmo é muito difícil. O design não é confiável, embora com alta eficiência. De acordo com a experiência de muitos usuários e fabricantes de moinhos de vento, o modelo mais ideal é um de três lâminas.

O peso da lâmina depende do tamanho e do material a partir do qual será feita. O tamanho deve ser selecionado com cuidado, guiado pelas fórmulas para os cálculos. A afiação é melhor feita para que haja um arredondamento de um lado e o lado oposto seja nítido

O formato da lâmina adequadamente selecionado para um gerador eólico é a base de seu bom trabalho.

Para fabricação doméstica, as seguintes opções são adequadas:

• tipo de vela;
• tipo de asa.

As pás do tipo vela são simples faixas largas, como em um moinho de vento. Este modelo é o mais óbvio e fácil de fabricar. No entanto, sua eficiência é tão pequena que praticamente não é utilizada em geradores eólicos modernos. A eficiência neste caso é de 10 a 12%.

Uma forma muito mais eficaz são as lâminas do perfil da asa. Os princípios da aerodinâmica estão envolvidos aqui, que voam enormes aviões no ar. Um parafuso dessa forma é mais fácil de colocar em movimento e gira mais rápido. O fluxo de ar reduz significativamente a resistência que uma turbina eólica encontra em seu caminho.

O perfil correto deve se parecer com uma asa de avião. Por um lado, a lâmina tem um espessamento e, por outro, uma inclinação suave. As massas de ar fluem em torno de uma parte dessa forma muito suavemente

A eficiência deste modelo atinge um valor de 30 a 35%. A boa notícia é que você pode construir uma lâmina de asa com suas próprias mãos usando um mínimo de ferramentas.Todos os cálculos e desenhos básicos podem ser facilmente adaptados ao seu moinho de vento e usar energia eólica livre e limpa, sem restrições.

De que são feitas as lâminas em casa?

Os materiais adequados para a construção de um gerador eólico são, antes de tudo, plástico, metais leves, madeira e uma solução moderna - fibra de vidro. A questão principal é quanto trabalho e tempo você está disposto a gastar na fabricação de um moinho de vento.

Tubos de esgoto em PVC

O material mais popular e difundido para a fabricação de lâminas de plástico para um gerador eólico é um tubo de esgoto de PVC comum. Para a maioria dos geradores domésticos com diâmetros de parafuso de até 2 m, tubos de 160 mm serão suficientes.

As vantagens deste método incluem:

• preço baixo;
• disponibilidade em qualquer região;
• simplicidade de trabalho;
• um grande número de diagramas e desenhos na Internet, uma ampla experiência de uso.

Tubos são diferentes. Isso é conhecido não apenas para quem fabrica usinas eólicas caseiras, mas também para todos que encontraram a instalação de um sistema de esgoto ou abastecimento de água. Eles diferem em espessura, composição, fabricante. O tubo é barato, então você não precisa tentar reduzir ainda mais o custo do seu moinho de vento, economizando em tubos de PVC.

Um material inadequado em tubos de plástico pode causar rachaduras nas lâminas durante o primeiro teste e todo o trabalho será desperdiçado

Primeiro você precisa decidir sobre o padrão. Existem muitas opções, cada formulário tem suas vantagens e desvantagens. Talvez faça sentido experimentar primeiro antes de cortar a versão final.

Como o preço dos tubos é baixo e você pode encontrá-los em qualquer loja de ferragens, esse material é perfeito para os primeiros passos na modelagem das lâminas. Se algo der errado, você sempre poderá comprar outro cachimbo e tentar novamente, pois a carteira não sofrerá muito com esses experimentos.

Usuários experientes de energia eólica notaram que é melhor usar tubos laranja do que cinzentos para fazer as pás do gerador eólico. Eles mantêm sua forma melhor, não dobram após a formação das asas e servem por mais tempo

Os designers amadores preferem o PVC, pois durante o teste, uma lâmina quebrada pode ser substituída por uma nova feita em 15 minutos, no local, com uma peça adequada. Simples, rápido e, o mais importante - acessível.

Foto-instruções para a fabricação de pás de um moinho de vento a partir de tubos de polímero ajudarão a dominar visualmente as etapas e a sequência do processo:

Todas as etapas preparatórias foram concluídas, agora as lâminas devem ser conectadas à peça que gira após o vento:

Alumínio - fino, leve e caro

O alumínio é um metal leve e durável. É tradicionalmente usado para a fabricação de pás para geradores eólicos. Devido ao seu peso leve, se você der à placa a forma desejada, as propriedades aerodinâmicas do parafuso estarão em uma altura.

As principais cargas que o moinho de vento experimenta durante a rotação visam dobrar e quebrar a lâmina. Se o plástico durante esse trabalho racha e falha rapidamente, você pode contar com um parafuso de alumínio por muito mais tempo.

No entanto, se você comparar tubos de alumínio e PVC, as placas de metal ainda serão mais pesadas. Em altas velocidades, existe um alto risco de danos, não na própria lâmina, mas no parafuso no ponto de fixação

Outra desvantagem das peças de alumínio é a complexidade da fabricação. Se o tubo de PVC tiver uma dobra que será usada para conferir as propriedades aerodinâmicas da lâmina, o alumínio geralmente será tomado na forma de uma folha.

Depois de cortar a peça de acordo com o padrão, que por si só é muito mais complicado do que trabalhar com plástico, a peça de trabalho resultante ainda precisará ser enrolada e receber a dobra correta. Em casa e sem uma ferramenta, isso não será tão simples.

Em vez de alumínio caro, você pode usar pedaços de telhas ou pedaços de papelão ondulado restantes após a instalação:

Fibra de vidro ou fibra de vidro - para profissionais

Se você decidir abordar a questão de criar uma lâmina conscientemente e estiver pronto para gastar muito esforço e nervosismo, a fibra de vidro servirá. Se você nunca lidou com geradores eólicos antes, iniciar uma modelagem de um moinho de vento de fibra de vidro não é uma boa idéia. Ainda assim, esse processo requer experiência e habilidades práticas.

A lâmina de várias camadas de fibra de vidro, colada com cola epóxi, será forte, leve e confiável. Com uma grande área de superfície, a peça é oca e quase sem peso

Para a fabricação de fibra de vidro é utilizado - um material fino e durável que é produzido em rolos. Além da fibra de vidro, a cola epóxi é útil para a fixação de camadas.

Comece criando uma matriz. Essa é uma peça de trabalho, que é um formulário para uma peça futura.

A matriz pode ser feita de madeira: vigas, tábuas ou toras. A silhueta em massa de metade da lâmina é cortada diretamente do maciço. Outra opção é um molde de plástico

É muito difícil criar um espaço em branco por conta própria, é necessário ter um modelo pronto de uma lâmina de madeira ou outro material diante dos seus olhos, e somente então uma matriz para a peça é cortada a partir deste modelo. Tais matrizes precisam de pelo menos 2. Mas, tendo feito uma forma bem-sucedida uma vez, pode ser usada muitas vezes e, assim, construir mais de um moinho de vento.

O fundo do molde é completamente untado com cera. Isso é feito para que a lâmina acabada possa ser facilmente removida posteriormente. Coloque uma camada de fibra de vidro e cubra-a com cola epóxi. O processo é repetido várias vezes até que a peça atinja a espessura desejada.

Então a cola deve secar. Alguns recomendam colocar o molde em um saco a vácuo e bombear ar. Assim, a cola penetra melhor em todas as camadas de fibra de vidro, sem deixar áreas impregnadas

Quando a cola epóxi seca, metade da peça é cuidadosamente removida da matriz. Faça o mesmo com a segunda metade. As peças são coladas para formar uma peça volumétrica oca. Uma lâmina de fibra de vidro leve, durável e com formato aerodinâmico é o auge da excelência para quem gosta de parques eólicos.

Sua principal desvantagem é a dificuldade de implementar a idéia e uma grande quantidade de casamento a princípio, até que a matriz ideal seja obtida e o algoritmo de criação não seja refinado.

Barato e alegre: uma peça de madeira para uma roda de vento

Uma lâmina de madeira é um método antiquado, fácil de implementar, mas ineficaz no nível atual de consumo de eletricidade. Você pode fazer detalhes a partir de uma tábua sólida de madeira clara, como pinho. É importante escolher um espaço em branco de madeira bem seco.

Se a árvore estiver úmida, no processo de secagem, o parafuso pode "conduzir" e é deformado. E o peso de uma árvore molhada é significativamente maior que o seco

É necessário escolher uma forma adequada, mas leve em consideração o fato de que a lâmina de madeira não será uma chapa fina, como alumínio ou plástico, mas uma estrutura tridimensional. Portanto, dando um pouco de forma à peça de trabalho, você precisa entender os princípios da aerodinâmica e imaginar o formato da lâmina nas três dimensões.

A aparência final da árvore terá um plano, de preferência eletro. Para maior durabilidade, a madeira é tratada com um verniz ou tinta de proteção anti-séptica.

A principal desvantagem desse design é o grande peso do parafuso. Para mover esse colosso, o vento deve ser forte o suficiente, o que é difícil em princípio. No entanto, a madeira é um material acessível. Placas adequadas para a criação de um parafuso de turbina eólica podem ser encontradas no seu quintal sem gastar um centavo. E esta é a principal vantagem da madeira neste caso.

A eficiência de uma lâmina de madeira tende a zero. Como regra, o tempo e o esforço necessários para criar um moinho de vento não valem o resultado, expresso em watts. No entanto, como modelo de treinamento ou cópia de teste, a peça de madeira é o local ideal. E o cata-vento com lâminas de madeira parece espetacular no site.

A seguinte seleção de fotografias apresentará as etapas de fabricação de um moinho de vento com lâminas cortadas de madeira compensada:

A peça de trabalho está pronta e testada quanto à operacionalidade, o que significa que resta apenas pintar e prendê-la no mastro:

Desenhos e exemplos de lâminas

É muito difícil fazer o cálculo correto do parafuso do gerador eólico sem conhecer os principais parâmetros que são exibidos na fórmula, além de não ter idéia de como esses parâmetros afetam a operação da turbina eólica.

É melhor não desperdiçar seu tempo se não houver desejo de se aprofundar no básico da aerodinâmica. Plantas prontas com indicadores predefinidos ajudarão você a escolher a lâmina certa para um parque eólico.

Desenho de uma lâmina para uma hélice de duas lâminas. É feito de um cano de esgoto de 110 diâmetro. O diâmetro do parafuso da turbina eólica nesses cálculos é de 1 m

Um gerador eólico tão pequeno não poderá fornecer alta potência. Provavelmente, você dificilmente pode extrair mais de 50 watts deste design. No entanto, uma hélice de duas pás feita de tubo de PVC leve e fino proporcionará uma alta velocidade de rotação e garantirá a operação do moinho de vento mesmo com um vento pequeno.

Desenho de uma lâmina para uma hélice de três pás de um gerador eólico a partir de um tubo de 160 mm de diâmetro. A velocidade estimada nesta versão é 5 com um vento de 5 m / s

Uma hélice de três pás dessa forma pode ser usada para unidades mais potentes, aproximadamente 150 W a 12 V. O diâmetro de toda a hélice neste modelo atinge 1,5 m. A roda do vento gira rapidamente e facilmente começa a se mover. Os moinhos de vento de três asas são mais comuns em usinas domésticas.

Desenho de uma lâmina caseira para uma hélice de 5 pás de um gerador eólico. É feito de tubo de PVC com um diâmetro de 160 mm. Velocidade estimada - 4

Uma hélice de cinco pás pode produzir até 225 rotações por minuto a uma velocidade de vento projetada de 5 m / s. Para construir uma lâmina de acordo com os desenhos propostos, é necessário transferir as coordenadas de cada ponto das colunas "Coordenadas de padrão dianteiro / traseiro" para a superfície do tubo de esgoto de plástico.

De acordo com a tabela abaixo, você pode calcular o diâmetro do moinho de vento com 2-16 pás. Nesse caso, você pode selecionar o tamanho levando em consideração a potência de saída desejada.

A tabela mostra que quanto mais asas o gerador eólico tiver, menor será o seu comprimento para obter uma corrente da mesma potência

Como mostra a prática, a manutenção de um gerador eólico com mais de 2 metros de diâmetro é bastante difícil. Se, de acordo com a tabela, você precisar de um moinho de vento maior, considere aumentar o número de pás.

Com regras e princípios calculando um gerador de vento Apresenta o artigo, que descreve passo a passo o processo de computação.

Execução do balanceamento de turbinas eólicas

O equilíbrio das pás de um gerador eólico ajudará a tornar sua operação o mais eficiente possível. Para equilibrar, você precisa encontrar uma sala onde não haja vento ou corrente de ar. Obviamente, para uma roda de vento com mais de 2 m de diâmetro, será difícil encontrar uma sala dessas.

As lâminas são montadas em uma estrutura acabada e instaladas na posição de trabalho. O eixo deve estar localizado estritamente horizontalmente, em nível. O plano no qual o parafuso irá girar deve ser ajustado estritamente na vertical, perpendicular ao eixo e ao nível do solo.

O parafuso, que não se move, deve ser girado 360 / x graus, onde x = o número de lâminas. Idealmente, um moinho de vento equilibrado não se desvia 1 grau, mas permanece imóvel. Se a lâmina girar com seu próprio peso, ela precisará ser levemente corrigida, reduzir o peso de um lado e eliminar o desvio do eixo.

O processo é repetido até o parafuso ficar completamente imóvel em qualquer posição. É importante que não haja vento durante o equilíbrio. Isso pode distorcer os resultados do teste.

Também é importante garantir que todas as peças giram estritamente no mesmo plano.Para verificar a uma distância de 2 mm em ambos os lados de uma das lâminas, coloque a placa de controle. Durante o movimento, nenhuma parte do parafuso deve tocar a placa.

Para operar um gerador eólico com pás fabricadas, será necessário montar um sistema que acumule a energia recebida, a conserve e a transfira para o consumidor. Um dos componentes do sistema é o controlador. Como fazer controlador de moinho de vento, você descobrirá lendo nosso artigo recomendado.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Construir um moinho de vento com suas próprias mãos a partir de materiais improvisados ​​é bem possível. Se você começar com modelos mais simples, é provável que a primeira tentativa seja bem-sucedida. Com experiência, adote idéias mais complexas para obter o gerador eólico mais eficiente e poderoso.

Vídeo nº 1. Como fazer um moinho de vento a partir de tubos de PVC:

Vídeo # 2. Gerador de vento DIY:

Vídeo nº 3. Moinho de vento de aço galvanizado:

Se você deseja usar energia eólica limpa e segura para as necessidades domésticas e não planeja gastar muito dinheiro na compra de equipamentos caros, seria uma boa idéia lâminas caseiras feitas de materiais comuns. Não tenha medo de experimentos e poderá melhorar ainda mais os modelos existentes de hélices de um moinho de vento.

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