نحوه ساخت مزرعه بادی با دستان خود Ecowatt: آسیاب بادی خانگی با ژنراتور از موتور جمع کننده ضرب کننده قوی برای آسیاب بادی با دستان خود

قدرت یک ژنراتور بادی خانگی برای شارژ باتری تجهیزات مختلف ، تأمین روشنایی و به طور کلی عملکرد وسایل برقی خانگی کافی خواهد بود. با نصب توربین بادی ، در هزینه برق خود صرفه جویی می کنید. در صورت تمایل ، واحد مورد نظر را می توان با دست مونتاژ کرد. فقط باید در مورد پارامترهای اصلی ژنراتور باد تصمیم بگیرید و همه کارها را مطابق دستورالعمل انجام دهید.

طراحی ژنراتور باد شامل چندین پره است که تحت تأثیر جریان باد می چرخند. در نتیجه این اثر ، انرژی چرخشی تولید می شود. انرژی تولید شده توسط روتور به ضریب تغذیه می شود ، که به نوبه خود انرژی را به ژنراتور الکتریکی منتقل می کند.

همچنین طراحی توربین بادی بدون ضرب کننده وجود دارد. عدم وجود ضرب کننده می تواند بهره وری نصب را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.

توربین های بادی را می توان هم به صورت جداگانه و هم به صورت گروهی که در نیروگاه بادی متحد هستند نصب کرد. همچنین ، توربین های بادی را می توان با ژنراتورهای دیزلی ترکیب کرد که باعث صرفه جویی در سوخت و اطمینان از کارآمدترین عملکرد سیستم تامین برق در خانه می شود.

قبل از مونتاژ توربین بادی باید چه چیزی را بدانید؟

قبل از شروع مونتاژ ژنراتور باد ، باید در مورد چند نکته اصلی تصمیم بگیرید.

گام اول. نوع مناسب طراحی توربین بادی را انتخاب کنید. نصب می تواند عمودی یا افقی باشد. در مورد خود مونتاژ ، بهتر است انتخاب را به نفع مدلهای عمودی انجام دهید ، زیرا ساخت و تعادل آنها آسان تر است.

مرحله دوم. قدرت مناسب را تعیین کنید. در این لحظه ، همه چیز فردی است - بر نیازهای خود تمرکز کنید. برای به دست آوردن قدرت بیشتر ، لازم است قطر و جرم پروانه را افزایش دهید.

افزایش این ویژگی ها منجر به مشکلات خاصی در مرحله تثبیت و متعادل سازی چرخ توربین بادی می شود. این لحظه را در نظر بگیرید و به طور عینی توانایی های خود را ارزیابی کنید. اگر مبتدی هستید ، به جای یک واحد بسیار کارآمد ، چندین توربین بادی متوسط ​​را نصب کنید.

مرحله سوم. به این فکر کنید که آیا می توانید همه عناصر مولد باد را خودتان بسازید یا خیر. هر جزئیات باید به طور دقیق محاسبه و مطابق با همتایان کارخانه ساخته شود. در غیاب مهارت های لازم ، بهتر است عناصر آماده خریداری کنید.

مرحله چهارم. باتری های مناسب را انتخاب کنید. بهتر است از باتری خودرو خودداری کنید ، زیرا آنها کوتاه مدت ، منفجره و در مراقبت و نگهداری نیازمند هستند.

باتری های مهر و موم شده گزینه ترجیحی هستند. هزینه آنها چند برابر بیشتر است ، اما چندین بار بیشتر خدمت می کنند و به طور کلی عملکرد بالاتری دارند.

توجه ویژه ای به انتخاب تعداد مناسب تیغه ها داشته باشید. محبوب ترین آنها توربین های بادی با 2 و 3 پره هستند. با این حال ، چنین تاسیساتی تعدادی معایب دارد.

هنگامی که ژنراتوری با 2 یا 3 تیغه در حال کار است ، نیروهای گریز از مرکز و ژیروسکوپی قوی ایجاد می شوند. تحت تأثیر این نیروها ، بار روی عناصر اصلی ژنراتور باد به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. در عین حال ، در برخی لحظات نیروها در تقابل با یکدیگر عمل می کنند.

به منظور تراز کردن بارهای ورودی و دست نخورده نگه داشتن ساختار توربین بادی ، باید انجام دهید محاسبه آیرودینامیکی مناسب تیغه ها و مطابق با داده های محاسبه شده.حتی حداقل خطاها نیز چندین بار کارایی نصب را کاهش داده و احتمال خرابی زود هنگام ژنراتور باد را افزایش می دهد.

توربین های بادی با سرعت بالا سر و صدای زیادی ایجاد می کنند ، به ویژه در مورد تاسیسات خود ساخته. هرچه تیغه ها بزرگتر باشند ، سر و صدا بیشتر می شود. این لحظه تعدادی محدودیت ایجاد می کند. به عنوان مثال ، نصب چنین سازه ای پر سر و صدا در پشت بام خانه دیگر کار نخواهد کرد ، مگر اینکه البته مالک احساس زندگی در یک فرودگاه را دوست نداشته باشد.

به خاطر داشته باشید که با افزایش تعداد پره ها ، سطح ارتعاش ایجاد شده در حین عملکرد ژنراتور باد افزایش می یابد. تعادل مجموعه های دو تیغه ، به ویژه برای کاربرانی که تجربه ندارند ، دشوارتر است. در نتیجه ، سر و صدا و ارتعاش زیادی از توربین های بادی با دو پره ایجاد می شود.

انتخابی را به نفع یک ژنراتور باد با 5-6 تیغه انجام دهید.تمرین نشان می دهد که چنین مدلهایی برای تولید خودکار و استفاده در خانه مطلوب ترین هستند.

توصیه می شود پیچ ​​با قطر حدود 2 متر ساخته شود.تقریباً هرکسی می تواند کار جمع آوری و متعادل سازی آن را انجام دهد. با تجربه بیشتر ، می توانید یک چرخ با 12 تیغه را مونتاژ و نصب کنید. مونتاژ چنین واحدی به تلاش بیشتری نیاز دارد. مصرف مواد و هزینه های زمان نیز افزایش می یابد. با این حال ، 12 پره اجازه می دهد ، حتی با باد ضعیف 6-8 متر بر ثانیه ، قدرت را در سطح 450-500 وات دریافت کنند.

به خاطر داشته باشید که با 12 تیغه ، چرخ کاملاً کند حرکت می کند و این می تواند مشکلات مختلفی را به دنبال داشته باشد.به عنوان مثال ، شما باید یک گیربکس مخصوص را مونتاژ کنید ، که ساخت آن پیچیده تر و گران تر است.

بنابراین ، بهترین گزینه برای یک صنعتگر مبتدی ، یک بادگیر با چرخ با قطر 200 سانتی متر است که مجهز به تیغه های متوسط ​​به مقدار 6 قطعه است.

لوازم جانبی و ابزار مونتاژ

مونتاژ توربین بادی به قطعات و لوازم جانبی مختلفی نیاز دارد. هر چیزی را که نیاز دارید از قبل جمع آوری و خریداری کنید تا در آینده حواس شما پرت نشود.

بسته به شرایط یک موقعیت خاص ، لیست ابزارهای مورد نیاز ممکن است کمی متفاوت باشد. در این لحظه ، شما به طور مستقل در طول کار جهت گیری خواهید کرد.

راهنمای گام به گام مونتاژ توربین بادی

مونتاژ و نصب ژنراتور باد خانگی در چند مرحله انجام می شود.

گام اول. یک پایه بتنی سه نقطه ای آماده کنید. تعیین عمق و استحکام کلی فونداسیون متناسب با نوع خاک و شرایط آب و هوایی محل ساخت و ساز. اجازه دهید بتن به مدت 1 تا 2 هفته سفت شود و دکل را برپا کنید. برای انجام این کار ، دکل تکیه گاه را در حدود 50-60 سانتی متر در زمین دفن کرده و با طناب های مخصوص آن را ثابت کنید.

فاز دوم. روتور و قرقره را آماده کنید. قرقره یک چرخ اصطکاک است. یک شیار یا لبه در اطراف محیط چنین چرخ قرار دارد. هنگام انتخاب قطر روتور ، باید بر سرعت متوسط ​​سالانه باد تمرکز کنید. بنابراین ، با سرعت متوسط ​​6-8 متر بر ثانیه ، روتور با قطر 5 متر کارآمدتر از روتور 4 متر خواهد بود.

مرحله سوم تیغه های توربین بادی آینده را بسازید. برای انجام این کار ، یک بشکه را بردارید و مطابق با تعداد تیغه های انتخاب شده ، آن را به چندین قسمت مساوی تقسیم کنید. تیغه ها را با نشانگر علامت گذاری کرده و سپس عناصر را برش دهید. آسیاب برای برش مناسب است ، همچنین می توانید از قیچی فلزی استفاده کنید.

مرحله چهارم پایین درام را به قرقره ژنراتور وصل کنید. برای بستن از پیچ و مهره استفاده کنید. پس از آن ، باید تیغه ها را روی بشکه خم کنید. در انجام آن زیاده روی نکنید ، در غیر این صورت نصب نهایی ناپایدار خواهد بود. سرعت چرخش مناسب توربین بادی را با تغییر خمیدگی پره ها تنظیم کنید.

مرحله پنجم. سیمها را به ژنراتور وصل کرده و آنها را بصورت دوز در یک زنجیره جمع کنید. ژنراتور را روی دکل محکم کنید. سیمها را به ژنراتور و دکل وصل کنید. ژنراتور را در یک زنجیره مونتاژ کنید. همچنین باتری را به مدار وصل کنید. لطفاً توجه داشته باشید که حداکثر طول سیم مجاز برای این نصب 100 سانتی متر است. بار را با سیم وصل کنید.

بسته به مهارت های موجود و به طور کلی کارآیی و سرپرست ، جمع آوری یک ژنراتور بطور متوسط ​​3-6 ساعت طول می کشد.

توربین بادی نیاز به مراقبت و نگهداری منظم دارد.

1. 2-3 هفته پس از نصب ژنراتور جدید ، لازم است دستگاه را برچیده و از سالم بودن اتصال دهنده های موجود مطمئن شوید... برای ایمنی خود ، نصب را فقط در بادهای سبک بررسی کنید.
2. یاتاقان ها را روغن کاری کنیدحداقل هر 6 ماه یکبار هنگامی که اولین علائم عدم تعادل روی چرخ ظاهر می شود ، فوراً آن را برداشته و نقص های موجود را برطرف کنید. شایع ترین علامت عدم تعادل ، تکان دادن غیر طبیعی تیغه است.
3. برس های پانتوگراف را حداقل هر 6 ماه چک کنید... هر 2-6 سال رنگ آمیزی عناصر فلزینصب و راه اندازی. رنگ آمیزی منظم از فلز در برابر آسیب خوردگی محافظت می کند.
4. وضعیت ژنراتور را کنترل کنید... مرتباً بررسی کنید که ژنراتور در حین کار بیش از حد گرم نشود. اگر سطح دستگاه آنقدر داغ شد که گرفتن دست روی آن بسیار مشکل می شود ، ژنراتور را به کارگاه ببرید.
5. وضعیت کلکتور را کنترل کنید... هرگونه آلودگی باید در اسرع وقت از مخاطبین حذف شود. آنها به طور قابل توجهی کارایی نصب را کاهش می دهند. به وضعیت مکانیکی مخاطبین توجه کنید.گرمای بیش از حد واحد ، سیم پیچ های سوخته و سایر نقص های مشابه - همه اینها باید فوراً برطرف شود.

بنابراین ، هیچ چیز پیچیده ای در مونتاژ توربین بادی وجود ندارد. فقط کافی است تمام عناصر لازم را آماده کنید ، نصب را مطابق دستورالعمل جمع آوری کرده و واحد تمام شده را به برق وصل کنید. یک ژنراتور باد به درستی مونتاژ شده برای خانه شما به منبع قابل اعتماد برق رایگان تبدیل می شود. آموزش را دنبال کنید خوب می شوید.

کار مبارک!

ویدئو - توربین های بادی DIY برای خانه

روسیه در رابطه با منابع انرژی بادی موقعیت دوگانه ای دارد. از یک طرف ، به دلیل مساحت کل وسیع و فراوانی مناطق مسطح ، عموما باد زیادی می وزد و عمدتاً صاف است. از طرف دیگر ، بادهای ما عمدتا کم درجه و کند هستند ، شکل را ببینید. در سوم ، بادها در مناطق کم جمعیت شدید هستند. بر این اساس ، کار راه اندازی ژنراتور باد در مزرعه کاملاً مرتبط است. اما ، برای تصمیم گیری در مورد خرید یک دستگاه نسبتاً گران قیمت یا ساخت آن توسط خودتان ، باید به دقت در مورد نوع انتخابی (و تعداد زیادی از آنها) برای انتخاب کدام هدف فکر کنید.

مفاهیم اساسی

1. KIEV - ضریب استفاده از انرژی باد. اگر برای محاسبه یک مدل مکانیکی باد یک صفحه (زیر را ببینید) ، برابر است با کارایی روتور یک نیروگاه بادی (APU).
2. بهره وری-بازدهی نهایی APU ، از باد پیش رو تا پایانه های ژنراتور الکتریکی یا مقدار آب پمپ شده به مخزن.
3. حداقل سرعت باد عملیاتی (MWS) سرعتی است که در آن توربین بادی شروع به تامین جریان بار می کند.
4. حداکثر سرعت مجاز باد (MDS) سرعتی است که در آن تولید انرژی متوقف می شود: اتوماسیون یا ژنراتور را خاموش می کند ، یا روتور را در یک بادگیر قرار می دهد ، یا آن را تا می کند و پنهان می کند ، یا روتور خود را متوقف می کند ، یا APU به سادگی خراب می شود.
5. شروع سرعت باد (SWS) - با این سرعت ، روتور می تواند بدون بار بچرخد ، بچرخد و وارد حالت کار شود ، پس از آن می توانید ژنراتور را روشن کنید.
6. سرعت شروع منفی (OSS) - این بدان معناست که APU (یا توربین بادی - نیروگاه بادی ، یا VEA ، واحد نیروگاه بادی) برای شروع با هر سرعت باد نیاز به چرخش اجباری از یک منبع انرژی خارجی دارد.
7. گشتاور شروع (اولیه) - توانایی یک روتور ، که به طور اجباری در جریان هوا کاهش می یابد ، برای ایجاد گشتاور روی شافت.
8. توربین بادی (VD) بخشی از APU از روتور تا محور ژنراتور یا پمپ یا سایر مصرف کنندگان انرژی است.
9. ژنراتور بادی دوار - APU ، که در آن انرژی باد با چرخاندن روتور در جریان هوا به گشتاور در محور قدرت برداشته می شود.
10. محدوده سرعت عملکرد روتور تفاوت بین MDS و MPC هنگام کار با بار نامی است.
11. آسیاب بادی آهسته - در آن سرعت خطی قطعات روتور در جریان به طور قابل توجهی از سرعت باد یا زیر آن فراتر نمی رود. سر جریان پویا مستقیماً به رانش تیغه تبدیل می شود.
12. آسیاب بادی با سرعت بالا - سرعت خطی تیغه ها به طور قابل توجهی (تا 20 بار یا بیشتر) بیشتر از سرعت باد است و روتور گردش هوای خود را تشکیل می دهد. چرخه تبدیل انرژی جریان به رانش پیچیده است.

یادداشت:

1. APU های با سرعت پایین ، به طور معمول ، دارای KIEV کمتر از سرعت بالا هستند ، اما دارای گشتاور راه اندازی کافی برای چرخاندن ژنراتور بدون قطع بار و صفر TCO هستند ، به عنوان مثال. کاملاً خود راه انداز و در سبک ترین بادها قابل استفاده است.
2. کندی و سرعت مفاهیمی نسبی هستند. یک توربین بادی خانگی با 300 دور در دقیقه می تواند از نوع کم سرعت و APU های قدرتمند از نوع EuroWind باشد ، که میدان های نیروگاه های بادی ، نیروگاه های بادی (شکل را ببینید) و روتورهای آن در حدود 10 دور در دقیقه سرعت بالایی دارند ، زیرا با چنین قطری ، سرعت خطی تیغه ها و آیرودینامیک آنها در قسمت وسیعی از دهانه آنها کاملاً "شبیه هواپیما" است ، در زیر ببینید.

به چه نوع ژنراتور احتیاج دارید؟

یک ژنراتور الکتریکی برای توربین بادی خانگی باید در طیف وسیعی از سرعتهای چرخش برق تولید کند و بتواند بدون اتوماسیون و منابع تغذیه خارجی خود راه اندازی کند. در مورد استفاده از APU با OSS (توربین های بادی با چرخش) ، که به طور معمول دارای KIEV و راندمان بالایی هستند ، همچنین باید برگشت پذیر باشد ، به عنوان مثال قادر به کار به عنوان موتور در توان حداکثر 5 کیلو وات ، این شرایط توسط ماشین های الکتریکی با آهنرباهای دائمی بر پایه نیوبیوم (ابر آهنرباها) برآورده می شود. در آهنرباهای فولادی یا فریت ، می توانید بیش از 0.5-0.7 کیلو وات حساب نکنید.

توجه داشته باشید: آلترناتورهای ناهمزمان یا ژنراتورهای جمع کننده با استاتور غیر مغناطیسی به هیچ وجه مناسب نیستند. هنگامی که قدرت باد کاهش می یابد ، آنها مدتها قبل از کاهش سرعت آن به MPC "خاموش" می شوند و سپس خود آنها شروع به کار نمی کنند.

"قلب" عالی APU با ظرفیت 0.3 تا 1-2 کیلو وات از یک دینام با یکسو کننده داخلی بدست می آید. اینها اکنون اکثریت هستند در مرحله اول ، آنها ولتاژ خروجی 11.6-14.7 ولت را در طیف نسبتا وسیعی از سرعتها بدون تثبیت کننده های الکترونیکی خارجی حفظ می کنند. دوم ، دروازه های سیلیکون هنگامی باز می شوند که ولتاژ سیم پیچ به 1.4 ولت برسد ، و قبل از آن ژنراتور بار را "نمی بیند". برای انجام این کار ، ژنراتور باید به خوبی چرخانده شود.

در بیشتر موارد ، ژنراتور خودکار می تواند به طور مستقیم ، بدون چرخ دنده یا تسمه ، با انتخاب سرعت با انتخاب تعداد تیغه ها به شفت پرسرعت HP متصل شود ، در زیر ببینید. گشتاور راه اندازی "سریع راه رفتن" کم یا صفر است ، اما روتور زمان کافی برای چرخش کافی بدون قطع بار قبل از باز شدن سوپاپ ها و تولید جریان توسط ژنراتور را دارد.

انتخاب توسط باد

قبل از تصمیم گیری در مورد اینکه کدام ژنراتور باد را بسازیم ، اجازه دهید در مورد هواشناسی محلی تصمیم گیری کنیم. به رنگ خاکستری مایل به سبزمناطق (بدون باد) نقشه باد حداقل تا حدی فقط از یک توربین بادی بادبانی استفاده می شود(و ما در مورد آنها بیشتر صحبت خواهیم کرد). اگر به منبع تغذیه ثابت نیاز دارید ، باید یک تقویت کننده (یکسو کننده با تثبیت کننده ولتاژ) ، یک شارژر ، یک باتری قدرتمند ، یک اینورتر 12/24/36/48 V DC به 220/380 V 50 Hz AC اضافه کنید. به چنین اقتصادی حداقل 20000 دلار هزینه نخواهد داشت و بعید است که بتوان قدرت بلند مدت بیش از 3-4 کیلو وات را حذف کرد. به طور کلی ، با تلاش بی وقفه برای انرژی جایگزین ، بهتر است به دنبال منبع دیگری از آن باشید.

در مکانهای زرد-سبز و باد شدید ، با نیاز به برق تا 2-3 کیلو وات ، می توانید خودتان یک ژنراتور باد عمودی با سرعت کم بکار بگیرید... آنها بیشمار توسعه یافته اند ، و طرح هایی وجود دارد که از نظر KIEV و کارآیی تقریباً از "تیغه" های صنعتی کم نیستند.

اگر قرار است توربین بادی برای خانه خریداری شود ، بهتر است روی توربین بادی با روتور بادبان تمرکز کنید. اختلافات زیادی وجود دارد و از لحاظ تئوری همه چیز هنوز روشن نیست ، اما آنها کار می کنند. در فدراسیون روسیه "قایق های بادبانی" در تاگانروگ با ظرفیت 1-100 کیلو وات تولید می شوند.

در مناطق قرمز و بادخیز ، انتخاب به قدرت مورد نیاز بستگی دارد.در محدوده 0.5-1.5 کیلو وات ، "عمودی" خود ساخته توجیه می شود. 1.5-5 کیلو وات - خرید "قایق بادبانی". "عمودی" نیز قابل خرید است ، اما هزینه آن بیش از یک APU افقی است. و در نهایت ، اگر توربین بادی با قدرت 5 کیلو وات یا بیشتر مورد نیاز است ، باید بین "تیغه" یا "قایق بادبانی" افقی خریداری شده یکی را انتخاب کنید.

توجه داشته باشید: بسیاری از تولیدکنندگان ، به ویژه ردیف دوم ، کیت هایی از قطعات را ارائه می دهند که می توانید خود از آنها ژنراتور باد با ظرفیت حداکثر 10 کیلو وات را مونتاژ کنید. چنین مجموعه ای 20-50 cheaper ارزان تر از یک مجموعه آماده با نصب هزینه دارد. اما قبل از خرید ، باید هواشناسی محل نصب پیشنهادی را به دقت مطالعه کنید و سپس ، با توجه به مشخصات ، نوع و مدل مناسب را انتخاب کنید.

درباره ایمنی

بخشهایی از توربین بادی خانگی در حال کار می توانند دارای سرعت خطی بیش از 120 یا حتی 150 متر بر ثانیه و قطعه ای از هر ماده جامد با وزن 20 گرم ، پرواز با سرعت 100 متر بر ثانیه ، با ضربه "موفقیت آمیز" باشند. مرد سالم را درجا می کشد. یک صفحه فولادی یا پلاستیکی سخت ، با ضخامت 2 میلی متر ، که با سرعت 20 متر بر ثانیه حرکت می کند ، آن را به نصف می رساند.

علاوه بر این ، اکثر توربین های بادی بیش از 100 وات کاملاً پر سر و صدا هستند. بسیاری از آنها نوسانات فشار هوا را بسیار کم (کمتر از 16 هرتز) ایجاد می کنند - مادون قرمز. امواج فراصوت نامفهوم هستند ، اما برای سلامتی مخرب هستند و بسیار گسترده هستند.

توجه داشته باشید: در اواخر دهه 1980 ، یک رسوایی در ایالات متحده رخ داد - بزرگترین مزرعه بادی در آن زمان باید بسته می شد. سرخپوستان در رزرو 200 کیلومتری از میدان نیروهای مسلح خود در دادگاه ثابت کردند که اختلالات بهداشتی که پس از راه اندازی WPP به شدت در آنها افزایش یافته است به دلیل مادون قرمز آن بوده است.

به دلایل فوق ، نصب APU در فاصله حداقل 5 ارتفاع آنها از نزدیکترین ساختمانهای مسکونی مجاز است. در حیاط خانوارهای خصوصی ، می توانید توربین های بادی صنعتی ساخته شده ، دارای گواهینامه مناسب نصب کنید. به طور کلی نصب APU بر روی سقف ها غیرممکن است - در حین کار آنها ، حتی در مواردی که توان کمتری وجود دارد ، بارهای مکانیکی متناوب بوجود می آیند که می تواند باعث طنین ساختار ساختمان و تخریب آن شود.

توجه داشته باشید: ارتفاع APU بالاترین نقطه دیسک جارو شده (برای روتورهای تیغه) یا شکل ژئومریک (برای APU عمودی با روتور روی شافت) است. اگر دکل APU یا محور روتور حتی بیشتر به سمت بالا بیرون زده باشد ، ارتفاع از بالای آنها - از بالا محاسبه می شود.

باد ، آیرودینامیک ، KIEV

یک ژنراتور بادی خانگی از همان قوانین طبیعت پیروی می کند که در کارخانه محاسبه می شود. و سازنده خانه باید اصول اولیه کار خود را به خوبی بفهمد-اغلب او مواد و تجهیزات تکنولوژیکی گران قیمت در اختیار ندارد. آیرودینامیک APU چقدر سخت است ...

باد و KIEV

برای محاسبه سریال APU کارخانه ، به اصطلاح. مدل باد مکانیکی تخت بر اساس مفروضات زیر است:

• سرعت و جهت باد در سطح م rotثر روتور ثابت است.
• هوا یک محیط مداوم است.
• سطح م ofثر روتور برابر با منطقه جارو شده است.
• انرژی جریان هوا کاملاً جنبشی است.

در چنین شرایطی ، حداکثر انرژی در واحد حجم هوا مطابق فرمول مدرسه محاسبه می شود ، با فرض چگالی هوا در شرایط عادی 1.29 کیلوگرم * متر مکعب است. متر با سرعت باد 10 متر بر ثانیه ، یک مکعب هوا 65 J را حمل می کند و 650 وات را می توان از یک مربع از سطح روتور موثر ، با 100٪ بازده کل APU خارج کرد. این یک رویکرد بسیار ساده است - همه می دانند که باد هرگز کاملاً صاف نیست. اما این کار باید به منظور اطمینان از تکرارپذیری محصولات انجام شود - یک روش معمول در فن آوری.

مدل مسطح را نباید نادیده گرفت ؛ زیرا حداقل میزان مشخصی از نیروی باد موجود را فراهم می کند. اما هوا ، اولاً ، فشرده شده است ، و ثانیاً ، بسیار سیال است (ویسکوزیته پویا فقط 17.2 μPa * s است). این بدان معناست که جریان می تواند در اطراف ناحیه جارو شده جریان یابد و سطح م andثر و KIEV را که اغلب مشاهده می شود کاهش دهد. اما در اصل ، وضعیت برعکس نیز امکان پذیر است: باد به روتور می رود و سطح موثر آن از سطح جارو بزرگتر خواهد بود و KIEV نسبت به یک باد تخت بیشتر از 1 خواهد بود.

در اینجا دو مثال آورده شده است. اولی یک قایق تفریحی است ، نسبتاً سنگین ، قایق می تواند نه تنها در مقابل باد ، بلکه سریعتر از آن نیز حرکت کند. منظور از باد در خارج است؛ باد ظاهری هنوز باید سریعتر باشد ، در غیر این صورت چگونه کشتی را می کشد؟

مورد دوم ، کلاسیک تاریخ هوانوردی است. در طول آزمایشات MIG-19 ، مشخص شد که رهگیر ، که یک تن سنگین تر از جنگنده خط مقدم بود ، سریعتر شتاب می گیرد. با موتورهای مشابه در همان گلایدر.

نظریه پردازان نمی دانستند به چه چیزی فکر کنند و به طور جدی به قانون حفظ انرژی شک کردند. در نهایت معلوم شد که این مخروط برقدار راداری است که از ورودی هوا بیرون زده است. از دماغه تا پوسته ، یک مهر و موم هوا ظاهر شد ، گویی آن را از طرفین به کمپرسورهای موتور می چسباند. از آن زمان به بعد ، امواج ضربه ای از نظر تئوری به عنوان مفید مفید ثابت شده است و عملکرد فوق العاده پرواز هواپیماهای مدرن به دلیل استفاده ماهرانه آنها در بخش کوچکی قرار ندارد.

آیرودینامیک

توسعه آیرودینامیک معمولاً به دو دوره تقسیم می شود - قبل از N. G. Zhukovsky و بعد از آن. گزارش وی "در مورد گردابهای متصل" در 15 نوامبر 1905 آغاز دوره جدیدی در حمل و نقل هوایی بود.

قبل از ژوکوفسکی ، آنها روی بادبان های ثابت حرکت می کردند: فرض بر این بود که ذرات جریان ورودی تمام حرکت خود را به لبه بالایی بال می دهند. این امر باعث شد که فوراً از مقدار بردار - حرکت زاویه ای - که باعث ایجاد ریاضیات خشمگین و غالباً غیر تحلیلی شده بود ، خلاص شد ، به سمت روابط بسیار ساده تر صرفاً انرژی حرکت کرد و در نتیجه میدان فشار محاسبه شده را بدست آورد. در صفحه یاتاقان ، کمابیش شبیه حال حاضر است.

چنین رویکرد مکانیکی امکان ایجاد وسایل نقلیه ای را فراهم کرد که حداقل بتوانند از یک نقطه به نقطه دیگر بلند شده و پرواز کنند ، لزوماً در جایی در طول مسیر با زمین برخورد نکنند. اما تمایل به افزایش سرعت ، ظرفیت حمل و سایر ویژگی های پرواز بیشتر و بیشتر نقص نظریه آیرودینامیکی اصلی را آشکار می کند.

ایده ژوکوفسکی این بود: در امتداد سطوح بالایی و پایینی بال ، هوا مسیر متفاوتی را طی می کند. از شرایط تداوم محیط (حبابهای خلاء به خودی خود در هوا ایجاد نمی شوند) ، نتیجه می گیرد که سرعت جریانهای بالا و پایین که از لبه عقب پایین می آیند باید متفاوت باشد. به دلیل ویسکوزیته کوچک اما محدود هوا ، به دلیل تفاوت سرعتها ، گردابی باید در آنجا ایجاد شود.

گرداب می چرخد ​​، و قانون حفظ حرکت ، همانند قانون حفاظت از انرژی تغییرناپذیر ، برای مقادیر بردار نیز معتبر است. باید جهت حرکت را در نظر بگیرد. بنابراین ، دقیقاً همان جا ، در لبه عقب ، گرداب گردان مخالف با گشتاور یکسان باید تشکیل شود. به چه وسیله ای؟ به دلیل انرژی تولید شده توسط موتور.

برای تمرینات هوانوردی ، این به معنای یک انقلاب بود: با انتخاب پروفیل بال مناسب ، می توان گرداب متصل به دور بال را در قالب یک گردش خون Г ، افزایش داد. یعنی با گذراندن بخشی ، و برای سرعتهای بالا و بارهای بال - قسمت بزرگی از قدرت موتور ، می توان جریان هوا را در اطراف دستگاه ایجاد کرد ، که به شما امکان می دهد بهترین ویژگی های پرواز را بدست آورید.

این امر هوانوردی را تبدیل به یک هوانوردی کرد و نه بخشی از هوانوردی: اکنون هواپیما می تواند محیط لازم را برای پرواز ایجاد کند و دیگر اسباب بازی جریانات هوایی نباشد. تنها چیزی که نیاز دارید یک موتور قوی تر و قدرتمندتر است ...

دوباره KIEV

اما آسیاب بادی موتور ندارد. برعکس ، باید انرژی را از باد گرفته و در اختیار مصرف کنندگان قرار دهد. و در اینجا بیرون می آید - او پاهای خود را بیرون آورد ، دم گیر کرد. مقدار بسیار کمی از انرژی باد در گردش خود روتور مجاز است - ضعیف خواهد بود ، رانش پره ها کم خواهد بود و KIEV و قدرت کم خواهد بود. بیایید مقدار زیادی برای گردش بدهیم - در یک باد ضعیف ، روتور در حالت بی حرکت به طرز دیوانه واری می چرخد ​​، اما مصرف کنندگان دوباره کمی دریافت می کنند: آنها کمی بار دادند ، روتور ترمز کرد ، باد از گردش خارج شد و روتور تبدیل شد.

قانون حفاظت از انرژی در وسط یک "میانگین طلایی" می دهد: ما 50٪ انرژی را به بار می دهیم و برای 50٪ باقی مانده ، جریان را به حداکثر می چرخانیم. تمرین مفروضات را تأیید می کند: اگر کارایی یک پروانه کششی خوب 75-80 باشد ، KIEV ، همانطور که با دقت محاسبه و در تونل باد روتور تیغه دمیده می شود ، به 38-40 reaches می رسد ، یعنی تا نیمی از آنچه می توان با انرژی اضافی به دست آورد.

مدرنیته

امروزه ، آیرودینامیک ، مسلح به ریاضیات و رایانه های مدرن ، به طور فزاینده ای از چیزی اجتناب می کند و مدل ها را به توصیف دقیق رفتار یک بدن واقعی در یک جریان واقعی دور می کند. و در اینجا ، علاوه بر خط کلی - قدرت ، قدرت و قدرت بیشتر! - مسیرهای جانبی یافت می شوند ، اما امیدوار کننده فقط با مقدار محدودی از انرژی وارد سیستم می شوند.

هوانورد جایگزین معروف پل مک کریدی در دهه 80 هواپیمایی با دو موتور از اره برقی با ظرفیت 16 اسب بخار ایجاد کرد. 360 کیلومتر در ساعت نشان می دهد علاوه بر این ، شاسی آن سه چرخه غیرقابل جمع شدن بود و چرخ ها نیز بدون فنر بودند. هیچ یک از وسایل نقلیه مک کریدی آنلاین نشد و در حالت آماده باش قرار گرفت ، اما دو دستگاه - یکی با موتور پیستون و پروانه و دیگری جت - برای اولین بار در تاریخ بدون فرود در یک پمپ بنزین در سراسر جهان پرواز کردند.

توسعه این نظریه بر بادبان هایی که بال اولیه را به دنیا آوردند نیز تأثیر بسزایی داشت. آیرودینامیک "زنده" به قایق بادبانی اجازه می دهد تا در باد 8 گره حرکت کند. روی هیدروفویل ها بایستید (شکل را ببینید) ؛ برای سرعت بخشیدن به چنین سرعتی به سرعت مورد نیاز با ملخ ، به موتور حداقل 100 اسب بخار نیاز است. کاتاماران مسابقه ای در حدود 30 گره در همان باد حرکت می کنند. (55 کیلومتر در ساعت).

همچنین یافته های کاملاً بی اهمیتی وجود دارد. طرفداران نادرترین و شدیدترین ورزش - پرش از روی پایه - با لباس مخصوص بال ، لباس بال ، پرواز بدون موتور ، مانور با سرعت بیش از 200 کیلومتر در ساعت (تصویر در سمت راست) ، و سپس به آرامی در یک مرحله قبلی فرود می آیند. -مکان انتخاب شده مردم در چه افسانه ای به تنهایی پرواز می کنند؟

بسیاری از اسرار طبیعت نیز برطرف شده است. به ویژه - پرواز سوسک. طبق آیرودینامیک کلاسیک ، قادر به پرواز نیست. همانطور که جد F-117 "مخفی" با بال الماس شکل خود نیز قادر به پرواز در هوا نیست. و MiG-29 و Su-27 ، که مدتی می توانند با دم خود به جلو پرواز کنند ، به هیچ وجه در هیچ ایده ای قرار نمی گیرند.

پس چرا با توربین های بادی ، نه سرگرم کننده و نه وسیله ای برای از بین بردن نوع خود ، بلکه منبع یک منبع حیاتی ، آیا لازم است بدون تردید از نظریه جریانهای ضعیف با مدل باد صاف آن برقصیم؟ آیا واقعا راهی برای پیشروی وجود ندارد؟

از یک کلاسیک چه انتظاری می توان داشت؟

با این حال ، در هیچ موردی نباید از آثار کلاسیک صرف نظر کرد. این پایه ای را فراهم می کند ، بدون تکیه بر آن نمی توان از آن بالاتر رفت. به همین ترتیب ، همانطور که نظریه مجموعه ها جدول ضرب را لغو نمی کند ، و کرومودینامیک کوانتومی باعث نمی شود سیب از درختان پرواز کند.

بنابراین با روش کلاسیک چه انتظاری می توانید داشته باشید؟ اجازه دهید به تصویر نگاه کنیم. چپ - انواع روتورها ؛ آنها به صورت مشروط نشان داده می شوند. 1 - چرخ فلک عمودی ، 2 - عمودی عمودی (توربین بادی) ؛ 2-5 - روتورهای تیغه ای با تعداد مختلف تیغه با پروفیل بهینه شده.

در سمت راست ، در امتداد محور افقی ، سرعت نسبی روتور رسم شده است ، یعنی نسبت سرعت خطی تیغه به سرعت باد. عمودی به سمت بالا - KIEV. و پایین - دوباره ، گشتاور نسبی. یک گشتاور واحد (100٪) در نظر گرفته می شود که یک روتور ایجاد می کند که به طور اجباری در جریان با 100٪ KIEV ترمز می شود ، یعنی هنگامی که تمام انرژی جریان به نیروی چرخشی تبدیل می شود.

این رویکرد به نتیجه گیری های وسیع اجازه می دهد. به عنوان مثال ، تعداد تیغه ها باید نه تنها و نه با توجه به سرعت چرخش مورد نظر انتخاب شود: تیغه های 3 و 4 بلافاصله از نظر KIEV و گشتاور مقدار زیادی را در مقایسه با 2 و 6 تیغه ای که خوب کار می کنند از دست می دهند. تقریباً در همان محدوده سرعت و از نظر ظاهری چرخ فلک و متعامد دارای ویژگیهای اساسی هستند.

به طور کلی ، ترجیح باید به روتورهای تیغه داده شود ، مگر در مواردی که بیشترین ارزانی ، سادگی ، راه اندازی بدون نیاز به اتوماسیون و تعمیر بدون نیاز به تعمیر غیرممکن است.

توجه داشته باشید: بیایید به خصوص در مورد روتورهای قایقرانی صحبت کنیم - به نظر نمی رسد که آنها در کلاسیک ها متناسب باشند.

عمودی

APU ها با محور چرخش عمودی دارای مزیت مسلم برای زندگی روزمره هستند: واحدهای آنها که نیاز به نگهداری دارند در قسمت پایین متمرکز شده اند و نیازی به بلند کردن آنها نیست. یک یاطاقان رانشی خود تراز باقی می ماند و حتی در آن صورت ، اما قوی و بادوام است. بنابراین ، هنگام طراحی یک توربین بادی ساده ، انتخاب گزینه ها باید با واحدهای عمودی شروع شود. انواع اصلی آنها در شکل نشان داده شده است.

آفتاب

در موقعیت اول - ساده ترین ، اغلب روتور Savonius نامیده می شود. در واقع ، در سال 1924 در یو.اس.آی.و و آ.آ. ورونین اختراع شد و سیگورد ساوونیوس صنعتگر فنلاندی با بی شرمی این اختراع را تصاحب کرد و گواهی حق چاپ اتحاد جماهیر شوروی را نادیده گرفت و تولید سریال را آغاز کرد. اما مقدمه در سرنوشت اختراع معنای زیادی دارد ، بنابراین ، برای تکان ندادن گذشته و ایجاد مزاحمت در خاکستر مردگان ، ما این توربین بادی را روتور Voronin-Savonius یا به طور خلاصه VS می نامیم. به

این هواپیما برای همه خوب است ، به جز "لوکوموتیو" KIEV در 10-18. با این حال ، در اتحاد جماهیر شوروی آنها روی آن بسیار کار کردند ، و برخی پیشرفتها وجود دارد. در زیر ما یک طراحی بهبودیافته را در نظر می گیریم ، که چندان پیچیده نیست ، اما طبق KIEV ، تیغه ها شروع به کار می کنند.

توجه: هواپیمای دو پره نمی چرخد ​​، بلکه تکان می خورد. 4 تیغه فقط کمی صاف تر است ، اما در KIEV مقدار زیادی از دست می دهد. برای بهبود ، اغلب 4 گودال در دو طبقه حمل می شوند - یک جفت تیغه در پایین ، و یک جفت دیگر ، 90 درجه به صورت افقی ، بالای آنها چرخانده می شود. KIEV حفظ می شود و بارهای جانبی روی مکانیک ضعیف می شود ، اما خمش ها کمی افزایش می یابد و با باد بیش از 25 متر بر ثانیه ، چنین APU روی شفت ، یعنی. بدون یاتاقان روی روتور که توسط کفن کشیده شده است ، "برج را خراب می کند".

داریا

بعدی روتور داریوس است. KIEV - تا 20. حتی ساده تر است: تیغه ها از یک نوار الاستیک ساده و بدون هیچ گونه پروفیل ساخته شده اند. نظریه روتور داریوس هنوز به اندازه کافی توسعه نیافته است. فقط واضح است که به دلیل تفاوت در مقاومت آیرودینامیکی قوز و جیب نوار ، شروع به خنثی شدن می کند و سپس به نوعی سریع می شود و گردش خود را ایجاد می کند.

گشتاور کوچک است ، و در موقعیتهای اولیه روتور هیچ موازی یا عمود بر باد وجود ندارد ، بنابراین چرخش خودکار تنها با تعداد فرد تیغه (بال؟) امکان پذیر است. در هر صورت ، بار از ژنراتور باید در حین چرخش قطع شود.

روتور Darrieus دو ویژگی بد دیگر دارد. اول ، در حین چرخش ، بردار رانش تیغه یک انقلاب کامل را نسبت به تمرکز آیرودینامیکی آن توصیف می کند ، و نه هموار ، بلکه در حرکت تند. بنابراین ، روتور داریوس به سرعت مکانیک خود را حتی در یک باد یکنواخت می شکند.

ثانیا ، داریا فقط سر و صدا نمی کند ، بلکه فریاد می زند و جیغ می زند ، تا حدی که نوار می شکند. این به دلیل ارتعاش آن است. و هرچه تعداد تیغه ها بیشتر باشد ، غرش قوی تر می شود. بنابراین ، اگر داریا ساخته شود ، دو پره است ، از مواد گران قیمت با قابلیت جذب صدا (فیبر کربن ، میلار) ساخته شده است و یک هواپیمای کوچک برای چرخش در وسط قطب دکل مناسب است.

ارتودنسی

در pos. 3 - روتور عمودی متعامد با تیغه های پروفیل. عمودی است زیرا بالها به صورت عمودی بیرون زده اند. انتقال از VS به متعامد در شکل نشان داده شده است. ترک کرد.

زاویه نصب تیغه ها نسبت به مماس با دایره ای که روی کانون های آیرودینامیکی بالها لمس می کند ، می تواند مطابق با قدرت باد مثبت (در شکل) یا منفی باشد. گاهی اوقات تیغه ها در حال چرخش هستند و ون های هواشناسی روی آنها قرار می گیرند و به طور خودکار "آلفا" را نگه می دارند ، اما چنین ساختارهایی اغلب خراب می شوند.

بدنه مرکزی (در شکل آبی) به شما امکان می دهد KIEV را تقریباً به 50٪ برسانید. اما نظریه متعامد تعداد بهینه تیغه ها را بدون ابهام ارائه می دهد: باید دقیقاً 3 عدد از آنها وجود داشته باشد.

متعامد به توربین های بادی با سرعت بالا با OSS اشاره دارد ، به عنوان مثال. لزوماً نیاز به ارتقاء در هنگام راه اندازی و پس از آرامش دارد. APU های سری بدون نظارت با ظرفیت حداکثر 20 کیلو وات مطابق طرح متعامد تولید می شوند.

هلیکوئید

روتور هلیکوئید یا روتور گورلوف (موقعیت 4) - نوعی متعامد است که چرخش یکنواخت را فراهم می کند. متعامد با بالهای مستقیم "فقط" کمی ضعیف تر از دو تیغه قبل از میلاد است. خم شدن تیغه ها در امتداد هلیکوئید باعث می شود تا از تلفات KIEV به دلیل خمیدگی آنها جلوگیری شود. اگرچه تیغه خمیده قسمتی از جریان را بدون استفاده از آن رد می کند ، اما بخشی از آن را به منطقه با بالاترین سرعت خطی می رساند و تلفات را جبران می کند. از هلیکوئیدها کمتر از سایر توربین های بادی استفاده می شود ، زیرا با توجه به پیچیدگی تولید ، گران تر از نمونه های مشابه خود هستند.

بشکه-زاگربکا

5 موقعیت - یک روتور از نوع BC ، که توسط پره های راهنما احاطه شده است. نمودار آن در شکل نشان داده شده است. در سمت راست به ندرت در طراحی صنعتی یافت می شود ، زیرا خرید زمین گرانقیمت افزایش ظرفیت را جبران نمی کند و مصرف مصالح و پیچیدگی تولید بسیار زیاد است. اما یک خانه ساز که از کار می ترسد دیگر یک استاد نیست ، بلکه یک مصرف کننده است ، و اگر بیش از 0.5-1.5 کیلو وات مورد نیاز نیست ، یک نکته برای او:

• یک روتور از این نوع کاملاً ایمن ، بی صدا ، ارتعاش ایجاد نمی کند و می تواند در هر کجا ، حتی در زمین بازی نصب شود.
• خم کردن گالوانیزه و جوش دادن یک قاب از لوله ها کار مزخرفی است.
• چرخش کاملاً یکنواخت است ، قطعات مکانیک را می توان از ارزان ترین یا از سطل زباله برداشت.
• از طوفان نمی ترسید - باد بیش از حد شدید نمی تواند به "بشکه" وارد شود. پیله گردابی ساده ای در اطراف آن ظاهر می شود (بعداً با این اثر روبرو می شویم).
• و از همه مهمتر ، از آنجا که سطح "گرفتن" چندین برابر بزرگتر از روتور داخل است ، KIEV می تواند بیش از واحد باشد و گشتاور در حال حاضر 3 متر بر ثانیه در "بشکه" سه متری است قطر به گونه ای است که یک ژنراتور 1 کیلو واتی با حداکثر بار گفته می شود که بهتر است منقبض نشوید.

ویدئو: توربین بادی لنز

در دهه 60 در اتحاد جماهیر شوروی E.S. Biryukov یک APU چرخ فلک با 46 K KIEV را ثبت کرد. کمی بعد ، V. Blinov 58٪ از طراحی را بر اساس همان اصل KIEV به دست آورد ، اما هیچ اطلاعاتی در مورد آزمایشات آن وجود ندارد. و آزمایشات کامل نیروهای مسلح بیروکوف توسط کارکنان مجله مخترع و منطقی ساز انجام شد. یک روتور دو طبقه با قطر 0.75 متر و ارتفاع 2 متر در یک باد تازه ، ژنراتور ناهمزمان 1.2 کیلو وات را با قدرت کامل می چرخاند و بدون شکستن 30 متر بر ثانیه مقاومت می کند. نقشه های APU بیروکوف در شکل نشان داده شده است.

1. روتور سقف گالوانیزه ؛
2. بلبرینگ دو ردیف خود ردیف ؛
3. کابل - کابل فولادی 5 میلی متر ؛
4. محور شفت - لوله فولادی با ضخامت دیوار 1.5-2.5 میلی متر ؛
5. اهرم های کنترل سرعت آیرودینامیکی ؛
6. تیغه های سرعت گیر - تخته سه لا یا ورق پلاستیکی 3-4 میلی متر ؛
7. میله های تنظیم کننده سرعت ؛
8. بار کنترل کننده سرعت ، وزن آن سرعت را تعیین می کند.
9. قرقره رانندگی - چرخ دوچرخه بدون تایر با لوله ؛
10. بلبرینگ رانش - بلبرینگ رانش ؛
11. قرقره رانده شده - قرقره استاندارد دینام ؛
12. مولد

بییروکوف چندین گواهی حق نسخه برداری برای APU خود دریافت کرد. ابتدا به برش روتور توجه کنید. هنگام شتاب ، مانند یک هواپیما عمل می کند و یک لحظه شروع عالی ایجاد می کند. با پیشرفت چرخش ، یک بالشتاب گردابی در جیب های بیرونی تیغه ها ایجاد می شود. از نظر باد ، تیغه ها پروفیل می شوند و روتور به حالت عمودی با سرعت بالا تبدیل می شود و مشخصات مجازی با توجه به قدرت باد تغییر می کند.

در مرحله دوم ، کانال پروفیل بین تیغه ها در محدوده سرعت عمل به عنوان یک بدنه مرکزی عمل می کند. اگر باد افزایش یابد ، یک بالشتاب گردابی نیز در آن ایجاد می شود که فراتر از روتور گسترش می یابد. همان پیله گردابی در اطراف APU با پره های راهنما ظاهر می شود. انرژی ایجاد آن از باد گرفته می شود و دیگر برای خرابی آسیاب بادی کافی نیست.

ثالثاً ، کنترل کننده سرعت در درجه اول برای توربین طراحی شده است. او گردش مالی او را از نظر KIEV بهینه نگه می دارد. و سرعت مطلوب ژنراتور با انتخاب نسبت دنده مکانیک ها تضمین می شود.

توجه: پس از انتشار در IR برای سال 1965 ، نیروهای مسلح اوکراین ، بیروکوا به فراموشی سپرده شد. نویسنده پاسخی از مقامات دریافت نکرد. سرنوشت بسیاری از اختراعات شوروی. آنها می گویند برخی از ژاپنی ها میلیاردر شده اند و مرتباً مجلات فنی معروف شوروی را می خوانند و هر چیزی را که شایسته توجه است ثبت می کنند.

تیغه ها

همانطور که در بالا گفته شد ، یک توربین بادی افقی با روتور بهترین در کلاسیک ها است. اما ، اولا ، او به یک باد پایدار ، حداقل با قدرت متوسط ​​نیاز دارد. ثانیاً ، ساخت و ساز DIYer با مشکلات زیادی همراه است ، به همین دلیل است که اغلب نتیجه کار طولانی مدت ، در بهترین حالت ، توالت ، راهرو یا ایوان را روشن می کند ، یا حتی به نظر می رسد که فقط می تواند خود را پیچ و تاب کند.

با توجه به نمودارهای شکل. بیایید نگاه دقیق تری داشته باشیم ؛ موقعیت ها:

• شکل. آ:

1. تیغه های روتور ؛
2. ژنراتور ؛
3. تخت ژنراتور ؛
4. پره محافظ هوا (بیل طوفان) ؛
5. جمع کننده فعلی ؛
6. شاسی ؛
7. گره گردان ؛
8. پره هوای کار ؛
9. دکل
10. گیره برای کابل

• شکل. B ، نمای بالا:

1. پره هوای محافظ ؛
2. پره هوای کار ؛
3. تنظیم کننده کشش فنر پره محافظ.

• شکل. G ، حلقه لغزش:

1. یک جمع کننده با گذرگاه حلقه مسی پیوسته ؛
2. برس های گرافیت مسی با فنر.

توجه داشته باشید: حفاظت از طوفان برای یک پره افقی با قطر بیش از 1 متر کاملاً ضروری است ، زیرا او قادر به ایجاد پیله گردابی در اطراف خود نیست. با ابعاد کوچکتر ، استقامت روتور تا 30 متر بر ثانیه را می توان با تیغه های پروپیلن بدست آورد.

پس کجاست تنگناها؟

تیغه ها

انتظار می رود که بر روی شافت ژنراتور بیش از 150-200 وات بر روی تیغه های هر اندازه ، قطع شده از لوله های پلاستیکی با دیوارهای ضخیم ، همانطور که اغلب توصیه می شود ، به امید یک آماتور ناامید کننده دست یابید. یک تیغه لوله (مگر اینکه آنقدر ضخیم باشد که به سادگی از آن به عنوان یک خالی استفاده شود) دارای پروفایل قطعه بندی شده است ، به عنوان مثال. قسمت بالای آن یا هر دو قوس دایره ای شکل خواهد بود.

پروفیلهای قطعه برای محیط تراکم ناپذیر مانند هیدروفویل یا پره های پروانه مناسب هستند. برای گازها ، تیغه ای با مشخصات و گام متغیر مورد نیاز است ، برای مثال ، شکل را ببینید. دهانه-2 متر این یک محصول پیچیده و وقت گیر خواهد بود که نیاز به محاسبه دقیق و کاملاً مسلح با نظریه ، دمیدن در لوله و آزمایشات در مقیاس کامل دارد.

ژنراتور

هنگامی که روتور مستقیماً روی شفت خود نصب می شود ، یاتاقان استاندارد به زودی خراب می شود - بار مشابهی روی تمام پره ها در توربین های بادی اتفاق نمی افتد. شما به یک شفت میانی با یاتاقان پشتیبانی ویژه و انتقال مکانیکی از آن به ژنراتور نیاز دارید. برای توربین های بادی بزرگ ، یاتاقان دو ردیف خود تراز استفاده می شود. در بهترین مدلها - سه طبقه ، شکل. D در شکل. در بالا. این باعث می شود که محور روتور نه تنها کمی خم شود ، بلکه کمی از پهلو به پهلو یا بالا و پایین حرکت کند.

توجه داشته باشید: حدود 30 سال طول کشید تا یک بلبرینگ رانشی برای APU EuroWind ایجاد شود.

پره هوای اضطراری

اصل عملکرد آن در شکل نشان داده شده است. ج - باد ، با افزایش ، بیل را فشار می دهد ، فنر کشیده می شود ، روتور پیچ می خورد ، دورهای آن کاهش می یابد و در پایان موازی جریان می شود. به نظر می رسد همه چیز خوب است ، اما روی کاغذ صاف بود ...

در روزهای بادگیر ، سعی کنید درب جوش یا یک قابلمه بزرگ را کنار دسته موازی باد نگه دارید. فقط با دقت - یک تکه آهن گیج کننده می تواند به گونه ای به صورت برخورد کند که بینی را بمالد ، لب را بریده یا حتی چشم را از بین ببرد.

باد مسطح فقط در محاسبات نظری و با دقت کافی برای تمرین در تونل های باد اتفاق می افتد. در حقیقت ، آسیاب های بادی طوفان با بیل طوفان بیش از آنهایی که کاملاً بی دفاع هستند ، مدیریت می کنند. بهتر است بعد از هر چیز تیغه های پیچ خورده را عوض کنید تا دوباره همه کارها را انجام دهید. در تاسیسات صنعتی ، موضوع متفاوت است. در آنجا ، ارتفاع تیغه ها ، هر یک به صورت جداگانه ، تحت کنترل یک رایانه روی صفحه توسط خودکار نظارت و تنظیم می شود. و آنها از کامپوزیت های سنگین ساخته شده اند ، نه از لوله های آب.

گردآورنده فعلی

این سایت به طور منظم سرویس می شود. هر مهندس برق می داند که کلکتور با برس باید تمیز ، روانکاری و تنظیم شود. و دکل از لوله آب ساخته شده است. شما وارد نمی شوید ، یک یا دو ماه یک بار باید کل آسیاب بادی را روی زمین بیندازید و سپس دوباره آن را بلند کنید. چقدر طول می کشد از چنین "پیشگیری"؟

ویدئو: ژنراتور باد تیغه + پنل خورشیدی برای منبع تغذیه کلبه تابستانی

مینی و میکرو

اما با کاهش اندازه پره ، مشکلات در امتداد مربع قطر چرخ قرار می گیرد. در حال حاضر امکان تولید APU تیغه افقی به تنهایی با توان حداکثر 100 وات وجود دارد. یک تیغه 6 تیغه ای بهینه خواهد بود. با تیغه های بیشتر ، قطر روتور برای قدرت مشابه کوچکتر خواهد بود ، اما محکم نگه داشتن آنها بر روی هاب دشوار خواهد بود. روتورهای کمتر از 6 تیغه را می توان نادیده گرفت: یک تیغه 2 واتی 100 واتی به روتور 6.34 متر نیاز دارد و 4 تیغه با همان قدرت به 4.5 متر نیاز دارد. برای یک تیغه 6 ، وابستگی به قدرت-قطر به شرح زیر بیان می شود. :

• 10 وات - 1.16 متر
• 20 وات - 1.64 متر
• 30 وات - 2 متر
• 40 وات - 2.32 متر
• 50 وات - 2.6 متر
• 60 وات - 2.84 متر
• 70 وات - 3.08 متر
• 80 وات - 3.28 متر
• 90 وات - 3.48 متر
• 100 وات - 3.68 متر
• 300 وات - 6.34 متر

بهترین کار این است که روی قدرت 10-20 وات حساب کنید. در مرحله اول ، تیغه پلاستیکی با دهانه بیش از 0.8 متر بدون اقدامات حفاظتی اضافی در برابر بادهای بیش از 20 متر بر ثانیه مقاومت نمی کند. ثانیاً ، با طول تیغه تا همان 0.8 متر ، سرعت خطی انتهای آن بیش از سه برابر از سرعت باد تجاوز نمی کند ، و الزامات پروفیل با پیچ و تاب به ترتیب بزرگی کاهش می یابد. در اینجا "از طریق" با مشخصات قطعه قطعه از یک لوله ، pos. B در شکل. و 10 تا 20 وات برق به تبلت می دهد ، تلفن هوشمند را شارژ می کند یا چراغ خانه را روشن می کند.

در مرحله بعد ، ژنراتور را انتخاب کنید. یک موتور چینی عالی است - یک محور چرخ برای دوچرخه های برقی ، pos. 1 در شکل قدرت آن به عنوان یک موتور 200-300 وات است ، اما در حالت ژنراتور حدود 100 وات می دهد. اما آیا از نظر گردش مالی برای ما مناسب است؟

شاخص سرعت z برای 6 تیغه 3 است. فرمول محاسبه سرعت چرخش تحت بار N = v / l * z * 60 است که N سرعت دورانی ، 1 / ​​دقیقه ، v سرعت باد و l است دور روتور با طول تیغه 0.8 متر و باد 5 متر بر ثانیه ، 72 دور در دقیقه بدست می آوریم. با سرعت 20 متر بر ثانیه - 288 دور در دقیقه چرخ دوچرخه تقریباً با همان سرعت می چرخد ​​، بنابراین ما 10 تا 20 وات خود را از ژنراتوری که قادر به تولید 100 است حذف می کنیم. می توانید روتور را مستقیماً روی شفت آن قرار دهید.

اما پس از آن مشکل زیر بوجود می آید: ما ، با صرف مقدار زیادی کار و پول ، حداقل برای یک موتور ، ... یک اسباب بازی داریم! 10-20 چیست ، خوب ، 50 وات؟ و نمی توانید آسیاب بادی پره ای بسازید که بتواند حداقل یک تلویزیون را در خانه تغذیه کند. آیا امکان خرید ژنراتور مینی باد آماده وجود دارد و هزینه آن کمتر خواهد بود؟ تا جای ممکن و حتی ارزان تر ، به pos مراجعه کنید. 4 و 5. علاوه بر این ، تلفن همراه نیز خواهد بود. آن را روی یک کنده درخت بگذارید - و از آن استفاده کنید.

گزینه دوم این است که یک موتور پله ای در جایی از یک درایو قدیمی 5 یا 8 اینچی ، یا درایو کاغذ یا یک چاپگر جوهر افشان یا ماتریس نقطه ای غیرقابل استفاده قرار گرفته باشد. این می تواند به عنوان یک ژنراتور عمل کند و اتصال روتور چرخ فلک از قوطی ها (موقعیت 6) به آن آسان تر از مونتاژ ساختاری مانند آنچه در pos نشان داده شده است. 3

به طور کلی ، نتیجه گیری در مورد "تیغه ها" بدون ابهام است: ساخته شده توسط خود-به احتمال زیاد به منظور تغییر در محتوای قلب شما ، اما نه برای خروجی واقعی انرژی بلند مدت.

ویدئو: ساده ترین ژنراتور باد برای روشنایی کلبه تابستانی

قایق های بادبانی

ژنراتور باد بادبانی از مدتها قبل شناخته شده است ، اما صفحات نرم تیغه های آن (شکل را ببینید) با ظهور پارچه ها و فیلم های مصنوعی مقاوم در برابر سایش شروع به ساخت کرد. آسیاب های بادی چند پره با بادبان های سفت و سخت به طور گسترده ای در سراسر جهان به عنوان محرکی برای پمپ های آب کم مصرف اتوماتیک توزیع می شوند ، اما داده های فنی آنها حتی از داده های چرخ فلک ها کمتر است.

با این حال ، به نظر می رسد یک بادبان نرم مانند بال آسیاب بادی چندان ساده نیست. این در مورد مقاومت در برابر باد نیست (تولید کنندگان حداکثر سرعت مجاز باد را محدود نمی کنند): قایق های بادبانی از قبل می دانند که شکستن بادبان های برمودا برای باد تقریبا غیرممکن است. در عوض ، ورق پاره می شود ، یا دکل می شکند ، یا کل ظرف "بیش از حد چرخش" ایجاد می کند. درباره انرژی است.

متأسفانه ، داده های دقیق آزمایش یافت نمی شود. با توجه به نظرات کاربران ، امکان ایجاد وابستگی های "مصنوعی" برای نصب توربین بادی -4.380 / 220.50 ساخته شده در تاگانروگ با قطر چرخ باد 5 متر ، وزن سر باد 160 کیلوگرم و سرعت چرخش حداکثر 40 دور در دقیقه ؛ آنها در شکل نشان داده شده اند.

البته هیچ تضمینی برای قابلیت اطمینان 100٪ وجود ندارد ، اما با این وجود واضح است که هیچ نشانه ای از یک مدل مکانیکی مسطح در اینجا وجود ندارد. یک چرخ 5 متری با باد مسطح 3 متر بر ثانیه نمی تواند حدود 1 کیلو وات را تولید کند ، با سرعت 7 متر بر ثانیه به فلات قدرت رسیده و سپس آن را تا طوفان شدید نگه دارید. به هر حال ، تولیدکنندگان اعلام می کنند که 4 کیلو وات اسمی را می توان با سرعت 3 متر بر ثانیه بدست آورد ، اما با توجه به نتایج مطالعات هواشناسی محلی ، توسط نیروهای خود نصب شود.

نظریه کمی نیز وجود ندارد. توضیحات توسعه دهندگان مبهم است. با این حال ، از آنجا که مردم توربین های بادی تاگانروگ را خریداری می کنند ، و آنها کار می کنند ، باید فرض کرد که گردش مخروطی اعلام شده و اثر پیشراننده تخیلی نیست. در هر صورت ، امکان پذیر است.

سپس ، معلوم می شود ، قبل از روتور ، طبق قانون حفظ حرکت ، باید یک گرداب مخروطی نیز وجود داشته باشد ، اما منبسط و کند. و چنین قیفی باد را به سمت روتور می برد ، سطح موثر آن بیشتر جارو می شود و KIEV - بیش از حد واحد.

این پرسش را می توان با اندازه گیری میدان فشار میدان روتور ، حداقل با یک آنیروئید خانگی ، روشن کرد. اگر به نظر می رسد بالاتر از طرفین به طرف باشد ، در واقع ، APU های قایقرانی مانند مگس سوسک عمل می کنند.

ژنراتور خانگی

از آنچه در بالا گفته شد ، واضح است که سازندگان خانه بهتر است از قایق های عمودی یا قایق بادبانی استفاده کنند. اما هر دو بسیار کند هستند و انتقال به یک ژنراتور با سرعت بالا کار غیر ضروری ، هزینه ها و ضررهای غیر ضروری است. آیا می توانید خودتان یک ژنراتور برقی کم سرعت کارآمد بسازید؟

بله ، شما می توانید ، با آهنرباهای ساخته شده از آلیاژ نیوبیوم ، به اصطلاح. ابر آهنرباها فرایند تولید قطعات اصلی در شکل نشان داده شده است. کویل-هر 55 دور سیم مسی 1 میلی متری در عایق مینای مقاوم در برابر حرارت ، FEMM ، PETV و غیره. ارتفاع سیم پیچ ها 9 میلی متر است.

به کلیدهای موجود در نیمه روتور توجه کنید. آنها باید به گونه ای قرار گیرند که آهن ربا (آنها با اپوکسی یا اکریلیک به مدار مغناطیسی چسبانده می شوند) پس از مونتاژ با قطب های مخالف کنار هم قرار گیرند. "پنکیک" (هسته های مغناطیسی) باید از یک آهنربای مغناطیسی نرم ساخته شود. فولاد ساختاری معمولی این کار را انجام می دهد. ضخامت "پنکیک" حداقل 6 میلی متر است.

به طور کلی ، بهتر است آهن ربا با سوراخ محوری خریداری کرده و آنها را با پیچ محکم کنید. ابر آهنرباها با نیروی وحشتناکی جذب می شوند. به همین دلیل ، فاصله ای استوانه ای به ارتفاع 12 میلی متر روی شفت بین "پنکیک" قرار می گیرد.

سیم پیچ هایی که بخش های استاتور را تشکیل می دهند مطابق نمودارهایی که در شکل نشان داده شده است متصل می شوند. انتهای لحیم کاری نباید کشیده شود ، بلکه باید حلقه هایی ایجاد کند ، در غیر این صورت اپوکسی که استاتور را پر می کند ، سخت می شود ، ممکن است سیم ها را بشکند.

استاتور به ضخامت 10 میلی متر در قالب ریخته می شود. نیازی به مرکز و تعادل نیست ، استاتور نمی چرخد. فاصله بین روتور و استاتور در هر طرف 1 میلی متر است. استاتور در محفظه ژنراتور باید نه تنها در برابر جابجایی محوری ، بلکه در برابر چرخش نیز ایمن باشد. یک میدان مغناطیسی قوی با جریان در بار ، آن را در امتداد خود می کشد.

ویدئو: ژنراتور توربین بادی DIY

خروجی

و در نهایت چه داریم؟ علاقه به "تیغه" بیشتر با ظاهر فوق العاده آنها توضیح داده می شود تا عملکرد واقعی در یک طراحی خانگی و با قدرت کم. یک APU چرخ فلک خود ساخته برای شارژ باتری ماشین یا تامین برق یک خانه کوچک قدرت "آماده به کار" را فراهم می کند.

اما با APU قایقرانی ، ارزش آزمایش با استادان با خط خلاق ، به ویژه در نسخه مینی ، با چرخ 1-2 متر در قطر را دارد. اگر مفروضات توسعه دهندگان صحیح باشد ، می توان با استفاده از موتور ژنراتور چینی که در بالا توضیح داده شد ، همه 200-300 وات را از آن حذف کرد.

آندری گفت:

از مشاوره رایگان شما متشکریم ... و قیمت های "از شرکت ها" واقعا گران نیست ، و من فکر می کنم که صنعتگران استان می توانند ژنراتورهای مشابه شما را تولید کنند. و باتری های Li-po را می توان از چین سفارش داد ، اینورترها در چلیابینسک سینوس بسیار خوبی دارند). و بادبان ها ، تیغه ها یا روتورها - این دلیل دیگری برای پرواز فکری مردان دستی ما روسی است.

ایوان گفت:

سوال:
برای توربین های بادی با محور عمودی (موقعیت 1) و نسخه "لنز" ، می توانید جزئیات اضافی را اضافه کنید - پروانه ای که در معرض باد قرار دارد و طرف بی فایده را از آن می بندد (رفتن به سمت باد). به این معنی که باد تیغه را کند نمی کند ، بلکه این "صفحه نمایش" را کند می کند. تنظیم در باد با "دم" واقع در پشت آسیاب بادی در زیر و بالای تیغه ها (برآمدگی ها). من مقاله را خواندم و ایده ای متولد شد.

با کلیک روی دکمه "افزودن نظر" ، من با سایت موافقت می کنم.

یک توربین بادی ساده را می توان با حداقل هزینه مونتاژ کرد. همه اجزای مورد نیاز ارزان هستند و به راحتی پیدا می شوند. یک ژنراتور خودرو به عنوان پایه ای برای چنین محصول خانگی در نظر گرفته شد ، کمی تغییر کرد. آهنرباهای دائمی به آن وارد شدند تا ژنراتور در جریانهای اولیه برای عملکرد خود مورد نیاز نباشد. در مجموع ، نویسنده در حال حاضر دارای سه آسیاب بادی است ، و همه آنها ، در مجموع ، با باد 8 متر بر ثانیه ، قدرت 420 وات تولید می کنند.

مواد و ابزار تولید:
- دو ژنراتور ماشین (از یک مدل) ؛
- جوشکاری الکتریکی ؛
- سیم مسی 0.61-0.71 میلی متر ؛
- آهنرباهای قوی نئودیمیوم ؛
- لوله PVC با قطر 16 سانتی متر ؛
- اره منبت کاری اره مویی ؛
- آسیاب و سایر عناصر.

فرایند تولید آسیاب بادی:

گام یک. ما با یک ژنراتور شروع می کنیم. ساختن استاتور
برای به دست آوردن ژنراتور قدرت مورد نیاز ، باید دو ژنراتور یکسان پیدا کرده و آنها را جدا کنید. شما باید دو استاتور داشته باشید که بخش های آنها با هم منطبق هستند. اگر نمای بیرونی کمی متفاوت است ، اشکالی ندارد. در مرحله بعد ، دو استاتور به خوبی با جوشکاری جوش داده می شوند. پس از آن ، عایق را می توان در شیارها قرار داد. سپس می توانید کویل بسازید. در اینجا از کویل های نوع تصادفی استفاده می شود ، یعنی ابتدا پیچیده می شوند و سپس به سادگی در شیارها وارد می شوند. این امر تا حد زیادی فرآیند مونتاژ ژنراتور را ساده می کند.

قطر سیم ، که نویسنده از آن استفاده کرده است ، 0.71 میلی متر است ، در حالی که 27 دور مستقیماً به داخل شیارها می رود. با توجه به اینکه از چنین ژنراتوری برای شارژ باتری 24 ولت استفاده می شود ، بهتر است از سیم با قطر 0.61 میلی متر استفاده کنید ، در این صورت 35 دور وارد می شود. این باعث می شود که باتری زودتر و سریعتر شروع به شارژ کند.

گام دوم. روتور ایجاد کنید
روتور بر روی تراش ساخته شده است ، هر ترنر می تواند بدون هیچ مشکلی این کار را انجام دهد. آهنرباها بر روی روتور نصب شده اند ؛ در حین چرخش ، در سیم پیچ استاتور جریان ایجاد می کنند. به گفته نویسنده ، این طراحی به شما امکان می دهد تا شارژ باتری را از قبل در 300 دور در دقیقه شروع کنید.
مشکل اصلی این طرح چسبیدن است ، یعنی حرکت روتور از نقطه شروع به طوری که شروع به چرخش کند ، بسیار دشوار است. این مشکل به صورت آزمایشی حل شده است ، آهن ربا باید جابجا شود.

مرحله سوم تقویت بدنه ژنراتور
بلبرینگ عقب ژنراتور روی بوش پلاستیکی قرار دارد و به هیچ وجه ثابت نیست. در این رابطه ، تحت بار ، ممکن است سقوط کند. برای حل این مشکل ، تصمیم گرفته شد که بلبرینگ را با یک صفحه فلزی ثابت کنیم. همچنین می توانید بلبرینگ جلو را تعمیر کنید ، در اینجا بستگی به ویژگی های طراحی ژنراتور دارد.

مرحله چهارم مجموعه برس ژنراتور
مشکل برس های ژنراتور این است که آنها از طریق سیمهای بسیار نازک به هم متصل می شوند که برای بار بیش از 3A طراحی نشده اند. در این راستا ، تصمیم گرفته شد که برای هر حلقه دو برس نصب شود. در مورد چسباندن مجموعه حلقه ، همه اینها با کمک رزین اپوکسی اتفاق می افتد.

مرحله پنجم ایجاد زمینه برای آسیاب بادی
برای اطمینان و سهولت جداسازی ، بلبرینگ های محور محور با گیره محکم می شوند. مرکز محور باید از محور ژنراتور جابجا شود. این امر برای جلوگیری از آسیب رساندن به سیستم در صورت شدید بودن باد است. در این حالت ، دم تا می شود.

در مورد قاب ژنراتور ، می توانید نحوه عملکرد آن را در عکس مشاهده کنید.

مرحله ششم پیچ می زنیم
پیچ از لوله PVC با قطر 160 میلی متر ساخته شده است. ابتدا باید علائم لازم را روی لوله ایجاد کنید و سپس تیغه ها را با اره مویی برش دهید. فایلها باید باریک و کوتاه باشند. اگر اره منبت کاری اره مویی ندارید ، می توانید تیغه ها را با اره برقی برای فلز برش دهید ، اما این کار خیلی بیشتر طول می کشد. خوب ، سپس تیغه ها با استفاده از پیچ و مهره به ریل فلزی متصل می شوند و یک پیچ تمام شده به دست می آید. به منظور برش یک پیچ با ویژگی های مورد نظر ، یک صفحه مخصوص وجود دارد و شما باید با آن حرکت کنید.

این تمام است ، ژنراتور باد برای این کار آماده است. می توانید آن را بالاتر از خانه بلند کنید و از انرژی رایگان لذت ببرید. نویسنده در حال حاضر سه عدد از آنها را دارد ، در مجموع ، با باد 8 متر بر ثانیه ، حداکثر 420 وات توان تولید می کنند. اگر از خودرو به عنوان ژنراتور استفاده می شود ، باید پیچ ​​را تا حد ممکن بزرگ کرد ، زیرا در این حالت شارژ باتری از اولین دورها شروع می شود و بار زیادی وجود دارد. اگر ما در مورد ژنراتور از موتور صحبت می کنیم ، سرعت در آنجا مهم است ، بنابراین پیچ کوچکتر می شود یا مجبور خواهید بود یک ضرب کننده نصب کنید.

اغلب ، صاحبان خانه های خصوصی ایده ای برای پیاده سازی دارند سیستم های قدرت پشتیبان... البته ساده ترین و مقرون به صرفه ترین راه ، ژنراتور است ، اما بسیاری از مردم چشم خود را به روش های پیچیده تری برای تبدیل انرژی موسوم به آزاد (تابش ، انرژی جریان آب یا باد) به.

هر یک از این روش ها مزایا و معایب خاص خود را دارد. اگر همه چیز با استفاده از جریان آب (نیروگاه مینی برق آبی) روشن است-فقط در مجاورت رودخانه ای با سرعت زیاد در دسترس است ، تقریباً در همه جا می توان از نور خورشید یا باد استفاده کرد. هر دوی این روشها دارای یک معایب مشترک خواهند بود - اگر توربین آب بتواند به صورت شبانه روزی کار کند ، باتری خورشیدی یا ژنراتور باد فقط برای مدتی م effectiveثر است ، که ضروری است باتری ها را در ساختار شبکه برق خانگی قرار دهیم.

از آنجا که شرایط در روسیه (ساعات کوتاه روز در بیشتر سال ، بارندگی مکرر) استفاده از صفحات خورشیدی را با هزینه و کارایی فعلی آنها بی اثر می کند ، سودآورترین آنها ساخت ژنراتور باد است... اجازه دهید اصل عملکرد و گزینه های طراحی احتمالی آن را در نظر بگیریم.

از آنجا که هیچ دستگاه خانگی مانند دستگاه دیگر نیست ، این مقاله یک دستورالعمل گام به گام نیست، و شرح اصول اولیه طراحی توربین بادی.

اصل کار کلی

بدنه اصلی کار مولد باد پره ها هستند که توسط باد می چرخند. بسته به موقعیت محور چرخش ، توربین های بادی به افقی و عمودی تقسیم می شوند:

• توربین های بادی افقیگسترده ترین تیغه های آنها دارای طرحی شبیه به پروانه هواپیما است: در اولین تقریب ، این صفحات دارای شیب نسبت به صفحه چرخش هستند که بخشی از بار را از فشار باد به چرخش تبدیل می کند. یکی از ویژگیهای مهم یک ژنراتور بادی افقی نیاز به اطمینان از چرخش مجموعه تیغه ها مطابق جهت باد است ، زیرا حداکثر کارایی زمانی تضمین می شود که جهت باد عمود بر صفحه چرخش باشد.
• تیغه ها توربین بادی عمودیدارای شکل محدب-مقعر هستند از آنجا که روان شدن طرف محدب بیشتر از سمت مقعر است ، چنین توربین بادی همیشه بدون توجه به جهت باد در یک جهت می چرخد ​​، که بر خلاف توربین های بادی افقی ، مکانیسم چرخش را غیر ضروری می کند. در عین حال ، با توجه به این واقعیت که در هر زمان معین ، فقط بخشی از تیغه ها کار مفیدی را انجام می دهند و بقیه فقط با چرخش مخالف هستند ، کارایی آسیاب بادی عمودی بسیار کمتر از آسیاب بادی افقی است: اگر برای ژنراتور بادی افقی سه پره این رقم به 45 reaches برسد ، در مورد عمودی از 25 exceed تجاوز نمی کند.

از آنجا که متوسط ​​سرعت باد در روسیه زیاد نیست ، حتی یک توربین بادی بزرگ نیز در اکثر مواقع به آرامی می چرخد. برای تأمین توان کافی ، منبع تغذیه باید از طریق کاهنده ، تسمه یا چرخ دنده به ژنراتور متصل شود. در یک آسیاب بادی افقی ، واحد تولید کننده کاهنده تیغه بر روی یک سر گردان نصب شده است ، که آنها را قادر می سازد تا جهت باد را دنبال کنند. این مهم است که توجه داشته باشید که سر گردان باید دارای محدود کننده ای باشد که مانع چرخش کامل آن می شود ، زیرا در غیر این صورت سیم کشی ژنراتور قطع می شود (گزینه استفاده از واشرهای تماسی که اجازه می دهد سر آزادانه بچرخد بیشتر است بغرنج). برای اطمینان از چرخش ، مولد باد با یک پره آب و هوای کار که در راستای محور چرخش هدایت می شود ، تکمیل می شود.

متداول ترین مواد تیغه لوله های PVC با قطر بزرگ است که به صورت طولی بریده شده اند. در امتداد لبه ، صفحات فلزی به آنها چسبانده شده و به مرکز مجموعه تیغه جوش داده شده است. نقاشی های این نوع تیغه ها گسترده ترین در اینترنت هستند.

این ویدئو در مورد یک ژنراتور بادی ساخته شده است

محاسبه توربین بادی پره ای

از آنجا که قبلاً متوجه شده ایم که توربین بادی افقی بسیار کارآمدتر است ، محاسبه طراحی آن را در نظر خواهیم گرفت.

انرژی باد را می توان با فرمول تعیین کرد
P = 0.6 * S * V³ ، جایی که S مساحت دایره ای است که با نوک پره های روتور (ناحیه پرتاب) ، بر حسب متر مربع بیان شده است ، و V سرعت محاسبه شده باد بر متر بر ثانیه است. شما همچنین باید کارایی خود آسیاب بادی را در نظر بگیرید ، که برای یک مدار افقی سه پره به طور متوسط ​​40 خواهد بود ، و همچنین کارایی مجموعه ژنراتور ، که در اوج ویژگی سرعت فعلی 80 است برای ژنراتور با تحریک آهنربای دائمی و 60 درصد برای ژنراتور با سیم پیچ تحریک. به طور متوسط ​​، 20 another دیگر از قدرت توسط چرخ دنده (چند برابر) مصرف می شود. بنابراین ، محاسبه نهایی شعاع توربین بادی (یعنی طول تیغه آن) برای توان مشخص ژنراتور آهنربای دائمی به شرح زیر است:
R = √ (P / (0.483 * V³))

مثال: فرض کنیم قدرت مورد نیاز نیروگاه بادی 500 وات و متوسط ​​سرعت باد 2 متر بر ثانیه است. سپس ، طبق فرمول ما ، باید از تیغه هایی با طول حداقل 11 متر استفاده کنیم. همانطور که می بینید ، حتی چنین قدرت کوچکی مستلزم ایجاد ژنراتور باد با ابعاد عظیم است. برای سازه های کم و بیش منطقی با طول تیغه بیش از یک و نیم متر در شرایط ساخت خود ، ژنراتور بادی قادر خواهد بود حتی در وزش باد شدید فقط 80-90 وات برق تولید کند.

قدرت کافی نیست؟ در حقیقت ، همه چیز تا حدودی متفاوت است ، زیرا در واقع بار مولد باد توسط باتری ها تغذیه می شود ، توربین بادی فقط آنها را در بهترین حالت ممکن شارژ می کند. در نتیجه ، قدرت یک توربین بادی فرکانس تأمین انرژی را تعیین می کند.