Windkraftanlage segeln. Selbstgebauter Windgenerator für Haus und Garten: Funktionsprinzipien, Schemata, was und wie man industrielle Windgeneratoren herstellt. Ist genug Kraft vorhanden
Segelwindgenerator unterscheidet sich im Material seiner Arbeitsblätter. Wenn bei herkömmlichen Arten von Windkraftanlagen die Blätter starr sind, dann bestehen sie hier aus Materialien, die den Bereich ihrer Arbeitsfläche unter Windeinfluss verändern können: Segeltuch, Plane, nicht gewebte Schichtmaterialien.
Über die Nachteile von Windkraftanlagen mit starren Flügeln
Herkömmliche Windkraftanlagen sind sehr träge Systeme: Um die Blätter auf eine mehr oder weniger große Winkelgeschwindigkeit zu drehen, ist ein starker Wind erforderlich. Dies wird durch zahlreiche theoretische Berechnungen und praktische Optionen für verschiedene Konstruktionen dieser Windkraftanlagen bestätigt. Das Ergebnis ist enttäuschend: Beispielsweise muss bei Flügeln oder einem Propeller mit einer Spannweite von 3 m und der erforderlichen Mindestdrehzahl des Generators von 400 min -1 die Umfangsgeschwindigkeit des Propellers / Flügels mindestens 500 km betragen / h! Ansonsten entspricht der erforderliche Druckabfall, bei dem sich das starre Blatt nicht nur zu drehen beginnt, sondern auch gleichzeitig zumindest etwas Strom erzeugt, einer Windgeschwindigkeit von mindestens 10 m/s. Aber das ist nicht alles. Die Verteilung des Winddrucks auf starre Blätter ist äußerst ungleichmäßig: Der größte Teil fällt auf den mittleren Teil des Blatts, dessen Winkelgeschwindigkeit viel niedriger ist als die der Randbereiche. Solch eine unangenehme Tatsache führt dazu, dass um zuzunehmen Windenergienutzungsfaktor (KIEV)- ein Analogon des bekannteren Begriffs Effizienz - es ist notwendig, die Spannweite der Schaufeln auf unanständig große Größen zu erhöhen - 10 Meter oder mehr! Und sofort treten Probleme auf - wo man ein solches Monster installiert, wie man Vögel vor der Ausrottung durch rotierende Klingen schützt, wie man dient usw. Und selbst bei den optimistischsten Konstruktionen von Windkraftanlagen mit starren Blättern überschreitet ihr KIEV 20 % nicht.
Arten von Segelwindkraftanlagen
Praktisch entwickelt in zwei Versionen:
- mit kreisförmigen Segelblättern;
- mit kreisförmigem Segelrad.
Windkraftanlagen des ersten Designs verwenden dreieckige Segelblätter. Die Form des Dreiecks wird individuell gewählt, je nach Windstärke in der Umgebung. In vielen Fällen wird der Einfachheit halber ein rechtwinkliges Dreieck verwendet (siehe Abb. 1), obwohl Segelblätter in Form von gleichschenkligen Dreiecken für die industrielle Produktion technologisch fortschrittlicher sein werden (siehe Abb. 2).
Wie effektiv ist die Verwendung von Segelklingen?
Das ganze Geheimnis liegt in der Elastizität des Blattmaterials, wodurch der Luftstrahl beim Auftreffen auf die Segeloberfläche in einem bestimmten Winkel zur Seite abweicht und seine kinetische Energie auf das Segelblatt überträgt. Letzterer beginnt sich zu drehen (leichte Blätter mit großer Fläche tun dies schneller) und überträgt nützliche Energie auf die Generatorwelle. Aufgrund dieser Eigenschaften segel windgenerator beginnt bereits bei Windgeschwindigkeiten von 5 m/s nutzbare Arbeit zu leisten - halb so viel wie bei einem Generator mit starren Flügeln.
Solche Segelgeneratoren werden in vielen Ländern der Welt entwickelt und hergestellt: in den USA, Frankreich, Russland (SKTB Energia-gravio, Taganrog) usw.
Gleichzeitig haben Blattsegel-Windkraftanlagen erhebliche Nachteile – geringe Haltbarkeit der Blätter (verursacht durch Einschränkungen bei den verwendeten Materialien) und immer noch unzureichend (wenn auch größer als die von Windkraftanlagen mit starren Blättern) KIEV. Dies erklärt sich dadurch, dass ein Kreissegel per Definition unausgeglichen, unausgeglichen und daher nur einseitig aktiv ist. Bei einer plötzlichen Änderung der Windrichtung stoppt ein solches Blatt zunächst und gewinnt dann sehr langsam an Schwung.
Keine derartigen Mängel segel windgenerator mit Segelrad, entwickelt und hergestellt von Saphon Energy (Tunesien). Der Saphonian-Generator hat keine Schaufeln oder rotierende Teile. Äußerlich ähnelt das Design einer Satellitenschüssel (siehe Abb. 3).
Mit Hilfe von Luftventilen führt das Segel des Windgenerators hochfrequente Schwingbewegungen zurück. Mit Hilfe eines mechanischen Systems werden diese Schwingungen von den Kolben des Hydrauliksystems wahrgenommen, die die Energie der aufgenommenen Energie in den Druck einer inkompressiblen Flüssigkeit umwandeln. Es ist die Druckenergie dieser Flüssigkeit, die künftig genutzt wird, um die Welle des elektrischen Generators zu drehen.
Der KIEV des Saphonian-Generators erreicht 80%, was zweimal höher ist als der Wirkungsgrad von Blattsegelgeneratoren. Und obwohl Saphonian es streng genommen nicht ist segel windgenerator In seiner "reinen" Form verdient sein Funktionsprinzip die breiteste Beachtung und Umsetzung.
Zusammenfassen
Was sind die Vorteile von Segelwindkraftanlagen:
- höher im Vergleich zu herkömmlichen Windkraftanlagen, KIEV;
- geringerer Geräuschpegel;
- Leistung bei niedrigeren Werten von Windstärke und Geschwindigkeit;
- Einfachheit und Verfügbarkeit für die Implementierung;
- Sicherheit in Betrieb und Wartung.
Ein ziemlich interessantes Design wurde vom Autor dieses Windgenerators gewählt. Dies ist ein segelnder Windgenerator mit Fachwerkmast und einer Leistung von bis zu 4 kW pro Stunde.
Materialien und Teile, die beim Bau dieser Windkraftanlage verwendet wurden:
1) Teile von Achse und Felgen
2) Profilrohr
3) Winde
4) Gleichstrommotor mit Bürsten und Magneten, Veröffentlichung von 1971
Betrachten wir das Design dieses Windgenerators genauer.
Unter dem Mastfuß grub der Autor ein Loch und füllte es mit Beton. Hypotheken werden in Beton zum Anschrauben des Mastes an Bolzen hergestellt.Dank eines solchen gründlichen Befestigungsansatzes besteht Vertrauen in die Zuverlässigkeit des Mastes bei jedem Wind.
Dann ging der Autor an die Herstellung der Drehachse des Windgenerators. Die Achse wurde aus Teilen der Brücke und der Felgen hergestellt. Das Gesamtgewicht des Aufbaus betrug etwa 150 Kilogramm.
Um Teile an einem bereits installierten Windkraftanlagenmast zu heben und zu installieren, verwendete der Autor eine einfache Winde.
So wurde zuerst die Rotationsstruktur und dann der Generator selbst angehoben.
Gleichzeitig arbeitete er an der Konstruktion der Windkraftanlage.
Dann wurden Segel auf den Rahmen des Windrads gesetzt.
Danach begann die Montage des Windrades am Generatormast. Das Heben erfolgte mit derselben Winde. Danach wurde das Windrad an seinem Platz installiert und mit Bolzen gesichert.
In dieser Form hat der Windgenerator bereits zu arbeiten begonnen und die notwendige Energie zum Laden der Batterien abgegeben.
In diesem Bild sehen Sie die elektrische Schaltung des Ballastreglers.
Die Lade- und Zapfwellensteuerung wurde ebenfalls hergestellt.
Und das Windrad selbst wurde mit stärkeren Segeln ausgestattet.
Der Autor baute diesen Windgenerator als Experiment. Als Ergebnis erwies sich diese experimentelle Probe als ausgezeichnet. Am Ende dieser Upgrades wurde der Windgenerator komplett mit einer 12-Volt-155-A-Batterie verwendet. Das Design wurde durch einen standardmäßigen 12 \ 220-Volt-Wechselrichter ergänzt, dank dessen der Autor einen Fernseher, einen Laptop und andere elektrische Haushaltsgeräte aus Windkraftanlagen nutzen konnte. In Zukunft plant der Autor, einen Konverter herzustellen, eine Tesla-Spule zur Übertragung von Energie ohne Kabel, dh weiter zu experimentieren.
Sie sagen, das Neue ist das vergessene Alte. Und die Energiewirtschaft scheint da keine Ausnahme zu sein. Von Tschernobyl abgebrannt, vielerorts von einer Energiekrise bedroht, wendet sich die Menschheit zunehmend technischen Lösungen zu, die in der Vergangenheit zu Unrecht in den Archiven abgeschrieben wurden. Die Nutzung der kostenlosen Kraft des Windes ist eine solche Lösung. Sie kommen zu ihnen in ihrer kreativen Forschung und Liebhaber, alles mit ihren eigenen Händen zu machen (siehe zum Beispiel "M-K" Nr. 4/84, 5/86, 6/90, 7/92 |.
In dieser Hinsicht scheint die vorgeschlagene Veröffentlichung, basierend auf den Materialien der amerikanischen Zeitschrift Mechanic Illustrated, für viele unserer Leser von besonderem Interesse und Relevanz zu sein.
Die Idee, den Wind einzudämmen und damit Strom kostenlos zur Verfügung zu stellen, ist zweifellos sehr verlockend. Doch nicht immer eignen sich industriell gefertigte Windkraftanlagen, um sie zum Beispiel in der Nähe eines Landhauses aufzustellen. Und ihre Preise sind astronomisch.
Eine Alternative könnte ein selbstgebautes Windrad sein, das aus Sicht einer Familie mit mittlerem Einkommen durchaus erschwinglich ist - wie es die veröffentlichten Abbildungen zeigen. Mit Ausnahme eines synchronen Wechselstromgenerators enthält seine Konstruktion keine teuren und knappen Teile und Baugruppen. Einfache (und damit betriebssichere, einfach herzustellende und einzustellende) Kinematik. Und die Energiemöglichkeiten sind so, dass bei einer durchschnittlichen Windgeschwindigkeit Uwav = 4,8 m/s. Sie werden den Strombedarf eines kleinen Hauses mit Herrenhaus und Nebengebäuden mehr als decken.
Das „Highlight“ des gesamten Bauwerks ist hier das Windrad. Erstens ist es beschaufelt. Durch ein archaisches Aussehen, das an mittelalterliche Mühlen erinnert, gegen die der berüchtigte Don Quijote kämpfte, gewinnt diese Windmühle in der Hauptsache: die Kraft, die der Last gegeben wird. Zweitens arbeitet es in diesem Fall zusammen mit dem Wind ... ein Segel - auf jedem der drei Blätter mit variabler Fläche B * und Selbstbegrenzung für starken Wind.
Tatsache ist, dass die Blattbaugruppe am Flügel der Windmühle aus einer starren Vorderkante, Rippen mit entsprechendem Querschnitt und "Verdrehung" besteht, die den optimalen Betrieb des Endes, der Mittelteile und der Basis sowie der Hinterkante gewährleisten. dessen Spannung durch ein Stahlseil bereitgestellt wird. Das Segel der Klinge besteht aus mit synthetischem Lack imprägniertem Nylon. Es wird über das Skelett gespannt, mit Fixierung durch eine Klemmleiste am Strebenfuß (siehe Abb.) und ist durch das Seil immer elastisch. Das Gewebe hat nach der Imprägnierung mit Kunststofflack keineswegs seine Elastizität verloren und das Blatt kann sich bei Windböen verformen. Akzeptiert automatisch den besten Neigungswinkel für jede spezifische Windlast.
Nun, wenn es passiert, wird ein Hurrikan zuschlagen. Was dann? Ja, es wird nichts Schlimmes passieren. Das Seil, das die Spannung an der Hinterkante einstellt, ist gespannt, so dass bei Windgeschwindigkeiten, die den Betriebsbereich überschreiten, das Segel abfällt, sozusagen inaktiv wird: Es tritt außerdem automatisch ein selbstbegrenzender Modus auf.
Von den anderen technischen Lösungen, die sich erfolgreich in das Design dieser Windkraftanlage einfügen, sind die Einfachheit und Zuverlässigkeit des Großwälzlagers, die Entfernung von Elektrizität zur Last und die Verwendung gewöhnlicher Kettenantriebe im kinematischen Schema nicht zu übersehen das Winkelgetriebe, die gelungene Platzierung fast aller Kinematiken in der Kapselverkleidung. Die Kapsel selbst hat sich im Geschäft bestens bewährt.
Merkmale der Herstellung der Hauptkomponenten sowie der gesamten betrachteten Windkraftanlage sind eine Folge ihrer Originalität.
Nehmen wir zum Beispiel die Vorderkante der Blattanordnung. Im Wesentlichen ist dies eine Caisson-Struktur. Es braucht einen Rahmen: einen Holm mit den entsprechenden miteinander verbundenen Elementen. Und sie können nicht ohne Vorlagen hergestellt werden.
Es werden sechs Vorlagen benötigt. Zwei - zum Formen von Rippen
Blöcke, drei - für die Montagevorrichtung der Klingenbaugruppe (Lager) und einer - für das ursprüngliche Werkstück der Rippe. Bei ihrer Herstellung sind höchste Genauigkeit und Konzentration sowie saubere Markierungen erforderlich.
1 - Stromverbraucher (Last), 2 synchroner elektrischer Generator mit Übertragung in der Verkleidungskapsel. 3 - Holm der Klinge (3 Stk.), 4 - Spinner des Windrads, 5 - Segelblatt (3 Stk.), 6 - Drehteller, 7 - Mast aus Metallbindern, 8 - Streben.
1- Dreiblatt-Segelwindrad, 2- Schrägkugellager (2 Stk.), 3 - Vierkantstützrohr, 4 - Antriebswelle, 5 - Radialkugellager (2 Stk.), 6 - Zwischenwelle, 7 - Kraftübertragung mit Antriebsrollenkette PR-19.05, 8 - Verkleidung, 9 - Kraftübertragung mit Antriebsrollenkette PR-12.7, 10 - Synchrongenerator mit einer Leistung von 1200 W, 11 - Innenrohrständer, 12 - selbstschmierendes Radiallager , 13 - externes Zahnstangenrohr, 14 - Drucklager, 15 - Mast aus Metallbindern.
1 - Klemmstange (Streifen mit einem Querschnitt von 3 x 25 mm, AL9-1), 2 - Strebenbasis (ein Stück Aluminiumecken genietet und "epoxidiert" zusammen 25 x 25 mm, um die gewünschte Konfiguration zu geben), 3 - Segel (Nylongewebe imprägniert mit synthetischem Lack mit einem Gewicht von 113,4 g), 4 - großer Ausleger (12 mm gewalztes Aluminium), 5 - Sonderkonfiguration), 9 - "Sandwich" -Rippe (Rohlinge genietet und "epoxidiert" aus 6 mm Blech AL9-1; 3 Stk.), 10 - Andockbügel (20 mm Stück Aluminiumecke 25X25 mm, 6 Stk.), 11 - kleiner Ausleger (12 mm Aluminium gerollt), 12 - Ende (Stück zusammengenieteter und "epoxidierter" Aluminiumecken 25X 25 mm), 13 - Bleihülse (12 mm Abschnitt eines abgeflachten Zylinders mit einem Außendurchmesser von 12 mm und einem Innendurchmesser von 3 mm, 2 Stk.), 14 - Kabelmantel (zwei nacheinander zusammengesetzte Segmente eines Polyethylenschlauchs) , 15 - Spannkabel.
1 - Verstärkungsstreifen (Nylonbreite 75 mm) des Endteils, 2 - Nahtzugabe 20 mm, 3 - Segelbahnzuschnitt (Nylon in der Mitte gefaltet), 4 - Verstärkungsstreifen am Boden (Nylonbreite 75 mm).
1 - Rippe- "saidvnch" (3 Stk.), 2 - "Nase" des Rechenendes, 3 - Andockhalterung (6 Stk.), 4 - Schaft des Strebenendes und (derselbe Teil) Strebe- Mitte, 5 - Strebenbasis.
1 - Formleiste (20 mm Sperrholz), 2 - Andockbügel, 3 - Kontur eines Holzblocks sowie die zweite Schicht an der "Sandwich" -Rippe, 4 - erste Schicht der "Saidwich" -Rippe.
1 - Basis, 2 - Abstandshalter, 3 - Stützenbefestigung des Blattholms (2 Stk.), 4 - Schablone für die Arbeit an der Segelbasis, 5 - Verstärkungsplatte (3 Stk.), 6 - Stützenbefestigung in der Mitte des Segels, 7 - ein Ständer für die Arbeit am Ende. Alle Teile der Helling bestehen aus 20 mm Sperrholz, Befestigung - mit Schrauben. Die Pfeile zeigen die Richtungen an, in denen die "Sandwich"-Rippen an den dafür vorgesehenen Stellen an der Helling befestigt werden.
1 - Antriebswelle (Durchmesser 25 mm, Länge 1500 mm, Stahl 45), 2 - Spinner des Windrads (D16), 3 - Halter (Profilleiste 3 × 25 mm, St3, 3 Stk., 4 - geschweißte Speiche von die Nabe (Stahlwinkel 25 x 25 mm, 3 Stk.), 5 - Nabe (Stahl 20), 6 Lageranordnung der Antriebswelle (2 Stk.), 7 - horizontale Halterung (Stahlwinkel 25 x 25 mm, 2 Stk. ), 8 - Stahlstützrohr (im Querschnitt - Vierkant 50X 50 mm, Wandstärke 4 mm) mit angeschweißten Vierkantstahlwangen 4 mm an den Enden, 9 - Kettenrad Z3 = 45 (Stahl 45), 10 - Kette PR 12.7, II - vertikale Halterung (300 - mm Abschnitt des Stahlkanals Nr. 8, an die Seitenwände des Stützrohrs geschweißt), 12 - M14-Mutter mit Grover-Unterlegscheibe (4 Stk.), 13 - Zwischenwelle (Durchmesser 20 mm, Länge 350 mm, Stahl 45), 14 - Lagerbaugruppe Zwischenwelle (2 Stk.), 15 - M14-Schraube (4 Stk.), 16 - Kette PR-19.05, 17 - Kettenrad Z2 = 18 (Stahl 45), 18 - Kettenrad Z1 = 42 (Stahl 45), 19 - Schraube M18 (4 Stk.), 20 Kettenrad Z4 = 17 (Stahl 45), 21 - kastenförmige Halterung (Abmessungen gem Aufstellungsort, je nach Generatortyp, St3, 2 Stk.), 22-Elektrogenerator, Synchron, Leistung 1200 W, 23 - Schwenklager, 24 - Innenständer aus Stahlrohr (Länge 90 mm, Außendurchmesser 60 mm, Wandstärke 4,5 mm), 25 - geschweißter Ausleger (305 mm Stück Stahlwinkel 25X 25 mm, 2 Stk.), 26 - Sicherungsscheibe (4 Stk.), 27 - M18 Mutter (4 Stk.), 28 - Mutter M12 selbstsichernd geschlitzt (6 Stk.), 29 - Messerholm (1830 mm Rohrabschnitt mit einem Außendurchmesser von 50 mm und einer Wandstärke von 3,5 mm, AL9-1, Wärmebehandlungsmodus T6, 3 Stk.), 30 - M12 Bolzen (6 Stk.).
1 - Hauptrahmen (mehrschichtiges Sperrholz, 3 Stk.), 2 - Längsplatte der Lukenverkleidung (12 mm Sperrholz, 2 Stk.), 3 - Holm (laminierte Sperrholzschiene, nach dem 3. Rahmen mit einer Biegung geschnitten, 4 Stk . . ), 4 - M16-Schraubverbindung mit Selbsthemmung (8 Stk.), 5 - Halterungsführung (100 mm Stück Stahlwinkel 40X X40 mm, 4 Stk.), 6 - Ummantelungsstreifen (Sperrholz, sich in der Breite verjüngend nach Umlenkung durch 3-m-Rahmen, 23 Stk.), 7 - Adapterrahmen (20 mm Sperrholz), 8 - Endrahmen, 9 - Glasfaserbeschichtung, 10 - Kegeldüse (maximaler Durchmesser 386 mm, Schaumkunststoff), 11 - Luke Querplatte (20 mm Sperrholz).
1 - geschweißte Halterung (Stahlwinkel 25X 25 mm), 2 - Niete (4 Stk.), 3 - Elektrokabel, 4 - Klemme und Anschluss an die Kontaktbürste (2 Stk.), 5 - Elektrokabelkern (2 Stk. ), 6 - 5 mm Glasfaserplatte, 7 - Anschlagbügel (Aluminiumecke 12X 12 mm, 2 Stk.), 8 - Feder mit Kontaktschraube (2 Stk.), 9 - Sockelführung (Aluminium-Vierkantrohr mit Befestigungselementen , 2 Stk.), 10 - Kontaktbürste (2 Stk.), 11 - isolierter Elektroantrieb (2 Stk.), 12 - Stahlinnenrohrständer, 13 - Messingring mit Kontaktschraube (2 Stk.), 14 - Buchse Textolite mit zwei Stellschrauben, 15 - Kammscheibe (St3) mit zwei Stellschrauben, 16 - selbstschmierendes Radiallager (AFGM), 17 - äußerer Stahlrohrständer, 18 - Drucklager (BrAZh9-4), 19 - M24-Bolzen mit Mutter und Spannschloss.
Zwei Schablonen (siehe Abb. 6, Pos. 1) werden auf ein Stück 20 mm Sperrholz geklebt. Schneiden Sie der Kontur folgend mit einer Metall- oder Stichsäge zwei Sperrholzverkleidungen aus, die eine Rippe bilden. 5 mm Löcher für Holmmitte und Montagemarkierungen bohren. Die Rundung mit einem Radius von 2,5 mm (zum Biegen des Flansches) und ein Fünf-Grad-Schnitt der hinteren Ecke werden mit einer Raspel durchgeführt.
Eine Schablone (Pos. 4 in Abb. 6) mit 15 mm Bördelkante wird auf ein 6 mm AL9-1 Aluminiumblech geklebt, das einer T4-Wärmebehandlung unterzogen wurde. Das resultierende Werkstück wird sorgfältig ausgeschnitten; Holmmitte wird gebohrt, und für die ordnungsgemäße Installation auf der Helling - die entsprechenden Löcher. Dies ist eine Art neue Vorlage, um acht weitere dieser Rohlinge herzustellen (3 Stück für jede Klinge).
Rippen-"Sandwiches" werden durch "Schichten" von Rohlingen zwischen zwei Formblöcken (Auskleidungen) erhalten. Eine starre Fixierung wird erreicht, indem 5-mm-Bolzen durch das Loch in der Spannvorrichtung und das Loch in der Holmmitte in die Formblöcke mit Rohlingen eingeführt werden. Und damit das „Schichten“ besser gelingt, werden künftige „Sandwiches“ in einen Schmiedeschraubstock eingespannt. Das Biegen der Flansche in die richtige Richtung wird mit einem Gummihammer erreicht.
Die Flanschformung wird mit bleihaltigem Weichlot ausgeführt. Danach wird die resultierende Rippe herausgenommen, die Hinterkante wird so geschnitten, dass sie so gut wie möglich zum Holm passt. Jetzt kommt es auf die restlichen Details der Klinge an.“
Die Docking-Halterungen bestehen aus einer Aluminiumecke 25X25 mm. Auch Abstandshalter werden daraus hergestellt, um das Seil zu halten und die Hinterkante an der Basis, in der Mitte und an der Spitze des Blattes zu spannen. Sie werden auf eine ganz besondere Weise hergestellt: nicht aus einem, sondern aus zwei Stücken einer Aluminiumecke, die zusammengenietet und "epoxidiert" werden. Die Länge eines solchen Werkstücks beträgt 2,4 m. In seinem Querschnitt ähnelt es dem Buchstaben T. Die hohe Qualität der Naht wird durch eine gründliche Reinigung der Oberflächen vor dem Fügen erreicht, für die starke Reinigungsmittel verwendet werden, gefolgt von „ mit Wasser abspülen und mit einem Metall-„Gewirr“ auf Hochglanz reiben.
Die gewünschte Form an den Abstandshaltern wird mit einer Bügelsäge für Metall erreicht. Ein Ausschnitt für die Holm-, Niet- und Kabellöcher werden mit einer elektrischen Bohrmaschine gebohrt. Ebenso wie die Bohrungen im Strebenfuß zum späteren Anbringen einer Klemmleiste, um das Segel auch bei stärksten Windlasten sicher auf dem Blatt zu halten.
Die Andockhalterungen sind mit den Abstandshaltern (siehe Abbildungen), den „Sandwich“-Rippen und dem Blattholm vernietet und „epoxidiert“. Darüber hinaus ist es bequemer, dies auf einem speziellen Gerät zu tun - einer Slipanlage, dank der eine gleichmäßige Ausführung der Blätter gewährleistet ist und die Neigungswinkel korrekt eingestellt sind.
Hier ist eine solche Operation.
Rippen-„Sandwiches“ werden an den dafür vorgesehenen Stellen mit der Helling verschraubt (in den in Abb. 7 durch die entsprechenden Pfeile angegebenen Richtungen und entlang der Befestigungslöcher, die sowohl in der Helling als auch in den Rippen selbst angebracht sind). Dann werden ausgehend vom Ende die „Seitenregale“ der Kabelstreben vorsichtig auf die für sie vorgesehenen „Sockel“ gelegt, die sich in den erforderlichen Winkeln zur Basis befinden, die Enden der Sperrholzvorsprünge: Zahnstange 7, Zahnstangenverriegelung 6 und Schablone 4 (siehe Abb. 7). Der Blattholm wird in die auf der Slipanlage ausgebildeten Löcher eingefädelt, da hierfür eigens halbkreisförmige Aussparungen mit einem Radius von 25 mm vorgesehen sind.
Nietlöcher im Holm markieren. Dann wird letzteres herausgenommen, Löcher werden hineingebohrt. Und nachdem sie den Holm wieder in der Helling installiert haben, vernieten und „epoxidieren“ sie die Andockhalterungen.
Die Aluminiumummantelung der Vorderkante der Schaufel besteht aus einem 6-mm-Blech AL9-1, das zuvor in Form einer Parabel gebogen wurde. Letzteres geschieht außerdem am besten auf einem ebenen Boden mit einem langen Brett, das mit einer Kante entlang der Biegeachse darüber gelegt wird. Nachdem Sie Ihre Knie mit Ihren Händen und Ihrem ganzen Körper auf das Brett gelegt haben, üben Sie den notwendigen Druck auf das Blatt aus, um die gewünschte Form zu erreichen.
Die nächste Operation besteht darin, die Haut am Klingenskelett zu befestigen. In diesem Fall empfiehlt es sich, spezielle C-förmige Klemmen zu verwenden (in den Abbildungen nicht dargestellt).
Vom Ende ausgehend werden Nietlöcher in die Beschichtung, den Holm und in die Rippen gebohrt. Die zu verbindenden Teile werden „epoxidiert“ und verklebt. Und nachdem das „Epoxid“ vollständig ausgehärtet ist, wird das „überschüssige“ Aluminium durch Feilen der gebildeten scharfen Kanten beschnitten.
Nun - ein paar Worte zur Hinterkante der Klinge. Die Befestigung erfolgt mit einem 3 mm flexiblen Stahlseil, das durch die dafür vorgesehenen Löcher in den Streben gefädelt wird. Das Kabel wird in PVC-Rohren verlegt und am Ende durch Einklemmen in einer Bleihülse fixiert. Danach wird ein Segel auf das Paddelskelett gezogen.
Solch eine verantwortungsvolle Operation wird am besten gemeinsam durchgeführt. Eine Person steht auf dem Tisch und hält die Klinge in ihren Händen, so dass sich die Basisstrebe unten befindet und das Kabel der Hinterkante vertikal ist, wobei am Ende ein Zwei-Pfund-Gewicht hängt. Anschließend drückt der andere (Assistent) unter Beachtung der erforderlichen Spannung die zweite Bleihülse, die sich an der Basisstrebe befindet, auf das Kabel. Überschüssiges Kabel und Hülsen werden gedreht. Und das „offene“ Ende des Segels wird umwickelt mit anschließender Befestigung an der Grundstrebe mit Hilfe einer Klemmleiste und Schrauben mit Muttern.
Der Rest der Klingen wird auf ähnliche Weise hergestellt. Bei anderen Komponenten und Teilen verursacht ihre Implementierung in der Regel keine besonderen Schwierigkeiten. Gleiches gilt für die Montage der gesamten Windenergieanlage als Ganzes. Einfach und Debugging. Wagen!
Das Material wurde von N. KOCHETOV zur Veröffentlichung vorbereitet
Einige Fotos eines Segelrotorgenerators mit einer Leistung von bis zu 4 kWh. Der Mast für diese Windmühle wurde so geschweißt, daher kann dieser Masttyp, der sogenannte Bauernmast, dreieckig oder viereckig sein.
Die Basis des Mastes ist wie üblich ein Loch, das gegraben und mit Beton, Betonhypotheken zum Aufschrauben des Mastes auf die Bolzen gefüllt wird.
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Die Drehachse des Windgenerators besteht aus Teilen von Brücke und Felgen. Gewicht 150kg.
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Vorkalkulation und Montage, Antriebseinheiten vom Windrad über das Getriebe bis zum Generator, der als DC-Bürstenmotor eingesetzt wurde.
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Bereits gemaltes Design, wartet auf den Generator.
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Habe eine Windkraftanlage gebaut.
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Mit Hilfe einer solchen einfachen Seilwinde, am Mast befestigt, werden die Teile langsam angehoben und montiert, die Drehachse des Windgenerators ist auf dem Foto bereits eingebaut.
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Ich ziehe an und setze die Segel.
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So erfolgte die Installation des Windrads, indem es mit Hilfe einer Winde angehoben und dann an seinem Platz gelandet und mit Bolzen verschraubt wurde.
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Es funktioniert bereits.
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Stromkreis des Ballastreglers.
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Selbstgebauter Lade- und Zapfwellenregler.
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Einbau eines Windrades mit neuen Segeln.
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Windgenerator mit eigenen Händen segeln.
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Als Generator wurde ein Gleichstrommotor auf Bürsten und Magneten, 1971, 48 Volt, 500 Umdrehungen -30 A, Gewicht 55 Kilogramm, verwendet. Diese Windkraftanlage wurde als Versuchsmodell gebaut. Während ich es in Verbindung mit einer 12-Volt-155A-Batterie verwende. Im Moment gibt es einfach keine Batterien mehr. Jetzt füttere ich einen Fernseher, Laptop, Radio, Telefonladegeräte und so weiter von diesem Windgenerator. Anstelle eines herkömmlichen 12/220-Volt-Wechselrichters möchte ich vorerst einen Konverter herstellen, eine Tesla-Spule zur Übertragung von Energie ohne Kabel, im Allgemeinen alles für Experimente.
Der Artikel basiert auf Materialien >>Quelle Der Autor dieses Windgenerators ist Vitaliy Bondar VKontakte.
Je nach Steifigkeit gibt es zwei Arten von Rotorblättern für Windkraftanlagen: Starr und Segel.
Starre Rotorblätter für Windkraftanlagen
Rotoren können mit Blättern aus verschiedenen Materialien und unterschiedlichen Steifigkeitsgraden hergestellt werden. Klassische Installationen im Industriedesign verwenden starre Materialien. Dies ermöglicht es, die Betriebsparameter von Produkten im Laufe der Zeit zu stabilisieren, die Wiederholbarkeit der Eigenschaften von Windkraftanlagen sicherzustellen und die Lebensdauer der Rotorblätter zu erhöhen, da eine starre Oberfläche den Auswirkungen der äußeren Umgebung besser standhält.
Der Wind trägt Staubpartikel, Regen strömt von oben und Hagel ergießt sich. Die Oberfläche der Flügel, die von verschiedenen Firmen in Serie aus geeigneten starren Materialien hergestellt werden, behält ihre Form und Oberflächenqualität während der gesamten Lebensdauer des Produkts.
Vergessen Sie nicht, dass die Glätte der Flügeloberfläche insbesondere bei hohen Rotordrehzahlen vom Widerstand des Flügels im Luftstrom abhängt. Das Flügelprofil ist so berechnet, dass eine maximale Windeffizienz erreicht wird, und äußere Einflüsse reduzieren diese Effizienz.
Daher verwenden Unternehmen für die Herstellung von starren Blättern für Windkraftanlagen verschiedene Kunststoffe, Metalle und Setzholz, die auf besondere Weise verarbeitet werden.
Segelwindgenerator
Der Hauptunterschied zwischen Segelblättern besteht in den viel geringeren Materialkosten, der einfachen Herstellung und Reparatur. Diese Vorteile ziehen viele an, die mit ihren eigenen Händen einen Windgenerator bauen.
Das Material kann Stoff, Sperrholz, dünne Bleche und andere haushaltsübliche und einfach zu handhabende geeignete Produkte aus einem Baumarkt sein. Welche weiteren positiven Eigenschaften locken Erbauer von Windenergieanlagen?
Das wichtigste Merkmal ist die große Gesamtarbeitsfläche der Segelblätter. Tatsache ist, dass ein segelnder Windgenerator bereits bei mageren Windgeschwindigkeiten – weniger als einem halben Meter pro Sekunde – starten und Energie liefern kann. Natürlich verringert das Segelblatt aufgrund seiner nicht aerodynamischen Form die Arbeitseffizienz mit zunehmender Rotationsgeschwindigkeit, aber die Aufgabe besteht in diesem Fall darin, die Energie genau des schwachen Windes auszuwählen, der in den mittleren Breiten vorherrscht . Und der Rotor dieses Typs bewältigt diese Aufgabe besser als die anderen, da sich sein Funktionsprinzip vom Prinzip eines Rotors mit starrem Flügel unterscheidet.
Oben im Text stand geschrieben: "Das Flügelprofil wird so berechnet, dass ein maximaler Wirkungsgrad erreicht wird." Das Problem ist jedoch, dass es einfach keine maximale Effizienz gibt, aber unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. der Bewegungsgeschwindigkeit im Luftstrom und dem Anstellwinkel, eine maximale Effizienz. Um den gewünschten Effizienzwert zu erhalten, ist es daher erforderlich, dass das starre Blatt die Gesamtvektorgeschwindigkeit relativ zum Luftstrom erreicht, die bei der Berechnung des Flügelprofils berücksichtigt wurde. Und bis zu diesem Moment arbeitet die Klinge äußerst ineffizient. Und genau dieses Manko wird dem Segelrotor vorenthalten.
Herstellungskosten für Rotorblätter von Windkraftanlagen
Überlegen Sie, was die Kosten für die Herstellung von Starr- und Segelrotoren beinhalten.
Da der Normalbetrieb eines starren Rotors mit einer hohen Drehzahl verbunden ist, ist klar, dass erhöhte Anforderungen an das Blattprofil gestellt werden. Dies führt zu einem Anstieg der Kosten für hochwertige Materialien und teure Ausrüstung.
Segelrotoren drehen sich mit niedriger Geschwindigkeit, sodass Sie an Form und Oberflächengüte sparen können. Aber niedrige Geschwindigkeit führt zu einem anderen Problem. Die Leistung des vom Generator erzeugten elektrischen Stroms hängt direkt von der Drehzahl des Rotors ab. Je schneller sich der Rotor dreht, desto mehr Energie wird erzeugt.
Dieses Problem kann auf zwei Arten gelöst werden - durch Anschließen des Generators über einen Getriebemultiplikator mit hohem Wirkungsgrad oder durch Verwendung eines speziellen Generators mit niedriger Drehzahl.
Beide Optionen sind ziemlich teuer, aber die zweite ist vorzuziehen, da das Getriebe, egal wie hoch der Wirkungsgrad ist, 100% nicht erreichen kann und ein Teil der Energie verloren geht.
Somit kann die Frage, welche Windkraftanlage in der Herstellung teurer wird, wie folgt beantwortet werden.
Wenn Sie es in mittlere Breiten stellen, wo die durchschnittliche jährliche Windgeschwindigkeit 4 m / s nicht überschreitet, kostet ein starrer Flügel mehr, da der Rotor im Durchschnitt nicht im normalen Betrieb ist. Tatsächlich wird er aber einfach länger stehen bleiben, da er nicht starten kann.
Eine segelnde Windkraftanlage wird im schlimmsten Fall fast ständig Energie liefern, denn. 4 m/s sind für sie zwar nicht hoch, aber durchaus eine passende Geschwindigkeit.
Materialien für Rotorblätter von Windkraftanlagen
Zur Herstellung von starren Rotoren werden derzeit aktiv Metall, Glas und Kohlefaser verwendet. Manchmal werden die Klingen auf 3-D-Druckern gedruckt, die in letzter Zeit weit verbreitet sind.
Bei der Herstellung eines Segelrotors werden alle Arten moderner Stoffe verwendet - NewSkytex, Toray, Cuben, Gelvenor, Sofly und andere.
Im Fall der Verwendung eines Generators mit niedriger Drehzahl ist keine hohe Drehzahl erforderlich. In diesem Fall ist es notwendig, Vorrichtungen zum Einstellen der Schraubensteigung vorzusehen.
