Зробити своїми руками роторний вітрогенератор ви можете з підручних засобів, які ви знайдете у себе вдома. Для влаштування вам знадобляться звичайні матеріали, серед яких алюміній, фанера і магніти. Конструкція повинна виробляти до 50 кіловат-годин енергії на місяць, коли стійко дме вітер. Вертикальний агрегат найкраще функціонує при вітрі зі швидкістю від 10 до 30 кілометрів на годину. Тестування вітрогенератора при вітрі 80 кілометрів на годину показало, що пропелер розкрутився так сильно, що лопаті неможливо було зупинити. Головний недолік системи, яку ми опишемо в цьому матеріалі, є виробництво невеликої кількості електричної енергії.
Зміст статті:
Дизайн та креслення ми запозичимо з проекту Lenz2, який був розроблений Едом Ленцом. Це пристрій типу Савоніуса, але має деякі зміни, за рахунок яких всі три крила використовують опір вітру в якості підйомної сили. Таким чином, наша конструкція ефективніше чистого Савоніуса.
В оригіналі установка має висоту 120 см і діаметр 90 див. Ми зменшили конструкцію у розмірах до 45 і 53 см відповідно.
Матеріали і інструменти
Для роботи вам будуть потрібні деякі набір матеріалів та інструментів, які ви можете замінювати альтернативними, які у вас є. Головне, щоб вони підходили.
Матеріали:
- фанера товщиною 5-10 мм;
- металева стрічка з отворами;
- гайки і болти;
- стрижень завдовжки 60 см і діаметром 10 мм;
- тонкий листовий метал;
- гайки 10 мм для стрижня;
- 9 шматків деревини розміром 10х25х450 мм;
- обладнання для генератора.
Інструменти:
- дриль зі свердлами;
- ключі;
- ножиці по металу;
- лобзик або ножівка.
Послідовність робіт
Роботи по створенню вітрогенератор своїми руками виконуються в наступній послідовності:
Вирізання лопатей
Для забезпечення доброї аеродинаміки крила потрібно створити каплеподібну форму. У вертикального вітрогенератора три лопаті, тому вам потрібно вирізати 6 подібних деталей. Розмір зменшено вдвічі щодо оригінального проекту Еда Ленца.
Радимо вирізати шаблон з картону і використовувати його в якості пила, переносячи малюнок на фанеру.
Зробити це можна наступним чином:
За допомогою картонного шаблону накресліть на фанері шість зображень і виріжте їх лобзиком.
Також нам потрібно зробити три планки для з’єднання двох фанерних деталей по кінцях кожного крила. Планки мають довжину, яка залежить від висоти крила. У нашому випадку це 530 мм, так як цю висоту можна встановити на вертикальній осі. У нас вийшли такі розміри: 12х25х530 мм.
Олівцем треба зазначити на деталях з фанери пази, в які доведеться вставити дерев’яні планки. Два паза з одного боку елемента, і один з іншого. Далі деталі треба вирізати лобзиком.
Загострені кінці лопатей будуть повертатися до центру вітроустановки на 9 градусів. Це вимір емпіричним шляхом визначив Едуард Ленц. Практика доводить, що цей кут відмінно працює. У вас буде можливість регулювання його після складання, якщо ви вирішите перевірити правильність розрахунків.
Збираємо лопаті
Після вирізання всіх деталей лопатей можна приступити до складання. Для складання кожного крила потрібно вставити планку в пази нижньої і верхньої деталі. Переконайтеся в тому, що планки не виходять за межі кромки фанерної частини – вирівняйте їх.
Для кріплення треба попередньо висвердлити отвір крізь фанеру через планку. Досить використовувати для кріплення один шуруп завдовжки 5-7 мм Додатково можна використовувати клей, але це не необхідність. Таким же способом треба з’єднати дві інші заготовки.
Задня сторона з двома планками і кругла частина повинна бути покрита чим-небудь. Можна використовувати звичайні алюмінієві листи або інший відповідний матеріал. Наприклад, якщо вирізати два шматка алюмінію 15х53 см, ви можете обгорнути передній і зворотний край усіх крил. Частину листа можна прикласти від першої планки до другої по крайці спереду. Кожну частину слід закріпити кількома фінтами. Деякі увійшли всередину дерев’яного краю, а інші в край фанери. Після цього кріпимо на задньої частини другу і пригвинчуємо до планки.
Зробіть те ж саме з іншими крилами. Далі їх можна буде встановити. Для цього закріпіть металевий стрижень в місці, де буде обертатися вітряк.
Робимо осьовий стрижень
Крила кріпляться вздовж центральної осі на фанерних дисках з розпірками, що з’єднують вершини і підстави крил.
Треба вирізати два кола з 10-міліметрової фанери діаметром 20 см. краще використовуйте для цього круглий транспортир. На ньому відзначте три частини по 120 градусів лініями – це будуть розпірки стійки.
Висвердлите отвір в середині кожного диска. Воно має по діаметру збігатися зі стрижнем.
Розпірки, які з’єднують диски і крила, можна робити різними способами. Найбільш простим рішенням, на наш погляд, є їх створення з дерева. Матеріал підійде для нижньої розпірки, а для верхнього можна купити 150 см смуги оцинкованого металу, по центральній лінії якої треба пробити отвори.
Стійки треба скоротити до 28 см, а в кінці кожної з них у 25 мм від центра кола відзначити на одній лінії 120 градусів. Высверливаем в стійці два отвори, а потім одне через фанерний коло. Міцно кріпимо всі болтами.
Спочатку слід накрутити гайку 12 мм нижній частині осі, щоб вона розташовувалася у 60 мм від кінця. Треба надіти знизу на вісь один фанерний диск до самої гайки, а потім ще накрутити гайку, гарненько притягнувши її до диска. Ці гайки слід підігнати один до одного, щоб диск міцно сидів на своєму місці. Точно так само треба встановити другий диск на протилежному кінці стержня. Ймовірно, вам доведеться регулювати положення диска таким чином, щоб пристосувати його до висоті крил і залишити місце для кріплення осі генератора або інших деталей.
Далі можете встановлювати крила. Болтами зафіксуйте фанерні торці крил на розпірках центрального диска. Крила треба закріпити максимально жорстко, але вони при цьому повинні вільно обертатися. Тепер вирівняйте те, що ви намалювали, по лінії на верхній стійці в 9 градусів, а потім затягніть верхні і нижні гайки.
Наш вітряк готовий до установки генератора або іншого пристрою.
Процес складання
У будь-якому випадку вам потрібно буде встановити зібране на ротор або підтримуючу рамку, завдяки чому він легко обертатися. Тут підійде генератор потужністю 24 вольт постійного струму. Наприклад, можна взяти його від батареї газонокосарки.
Двигун має плюсовий і мінусовий роз’єми з одного кінця і виступаючий вал на іншому кінці. Нам попався вал діаметром 10 мм з тонкою ниткою – це ускладнило роботу. Проблему ми вирішили кріпленням L-подібного кронштейна на вал двигуна. Для цього потрібен шматок металу від старого керма U-подібної форми з отворами вгорі і з боків. Болтами закріпили П-образний роз’єм до кронштейна L-образної форми.
Вирізаємо отвір у шматку фанери необхідних розмірів, щоб заліз мотор. Після установки двигуна на фанеру потрібно зафіксувати його за допомогою болтів. Для випробування свого творіння потрібно поставити його на важкий дерев’яний ящик.
Як працює
Пристосування обертається досить добре при нормальному вітрі. Коли ми тестували, його швидкість становила 25 км/ч. Останнім кроком стало підключення генератора. Необхідно підвести дроти через інвертор, який перетворює постійний струм в змінний струм. Після цього провід треба з’єднати з АКБ.