Представляю вам покрокову інструкцію, як побудувати саморобний вертикальний вітрогенератор з підручних засобів, наявних у вас вдома.
Після створення горизонтального вітряка. зібравши більше інформації про таких електростанціях, я вирішив випробувати ще одну конструкцію, тепер вертикальну. Для нового пристрою використовувалися лише матеріали, які були у мене під рукою. Ця модель зібрана здебільшого з фанери, алюмінію і магнітів. Вона повинна виробляти близько 50 кіловат-годин електроенергії за місяць, якщо дме стійкий вітер. Вертикальний агрегат працює найкраще при вітрі 10-30 км / год. Коли тестував його при вітрі швидкістю 80 км / год, він розкрутився настільки добре, що не зміг зупинити лопаті, побоюючись отримати травму. Єдиний мінус цієї системи то, що вона справляє дуже мало електрики. Причому не через конструкцію, а завдяки характеру мотора, який виробляє постійний струм, який він видає.
Оригінальна установка становить 4 фути (1.2 м) висотою, 3 фути (0.9 м) діаметром. Дана конструкція скорочена до 45 і 53 сантиметрів відповідно.
Нижче перераховані необхідні матеріали та інструменти. Будь-який з них ви можете вільно замінювати альтернативними, які є у вас в наявності, якщо думаєте, що вони підійдуть.
• Фанера (5-10 мм)
• Сталева стрічка з отворами (можливі інші варіанти)
• Болти, гайки
• Стрижень 60 см довжиною 10 мм діаметром
• 10 мм гайки для стержня (близько 6 шт.)
• Тонкий листовий метал, або еластичний пластик
• 9 дерев'яних шматків 10 х 25 х 450 мм
• Устаткування для установки генератора
• Дрель, свердла
• Ножиці по металу
• Ножівка або лобзик
• Ключі
Послідовність роботи розбита по кроках, які ми розглянемо по порядку:
1. Вирізання деталей лопатей
2. Збірка лопатей
3. Підготовка осьового стрижня
4. Складання всієї системи
Вирізання деталей лопатей
Каплеподібна форма забезпечить аеродинаміку крила. Вертикальний вітрогенератор має три лопаті, тому нам потрібно вирізати шість таких деталей. Розмір зменшений в два рази від оригінального проекту Еда Ленца.
Рекомендую вирізати спочатку картонний шаблон і використовувати його як лекала, щоб нанести зображення на 10 мм фанеру. Ось як це зробити:
1. Виріжте прямокутник картону 90 х 190 мм.
2. Намалюйте центральну лінію вздовж довгої осі.
3. Зробіть позначку по цій лінії, відступивши 45 мм від одного кінця (назвемо його верхній край).
4. Проведіть лінію через цю позначку до країв під перпендикулярно осьовій лінії (під кутом 90 градусів).
5. Використовуючи циркуль, накресліть півколо радіусом 45 мм у верхній частині від цієї позначки. Слід з'єднати дві бічні кромки і верхній край.
6. Потім краю півкола з'єднайте з центральною точкою далекого краю центральної осьової лінії (назвемо його нижній край, на малюнку він зліва).
7. Виріжте шаблон.
Використовуючи картонний шаблон, накресліть шість зображень на фанері. Потім виріжте їх за допомогою лобзика.
Вирізаємо дерев'яні планки
Нам знадобиться три планки, щоб з'єднати дві фанерні деталі по кінцях кожного крила. Довжина цих планок визначається його висотою. Я вибрав 530 мм, тому що таку висоту зможу встановити на вертикальній осі. Даний варіант розміром 12 х 25 х 530 мм.
Відзначаємо місце кріплення
Олівцем відзначаємо на фанерних деталях пази, куди будуть вставлятися дерев'яні планки. Два паза з одного боку деталі, один з іншого. Потім потрібно вирізати їх лобзиком.
План кута крила
Загострений кінець кожної лопаті буде повертатися на 9 градусів назад до центру вітроустановки. Таке вимір було емпірично визначено Едом Ленцем. Такий кут начебто нормально працює. Втім, у вас буде можливість регулювати його після складання, якщо захочете перевірити правильність такого розрахунку.
збірка лопатей
Тепер, коли деталі лопатей вирізані, ми готові приступити до складання лопатей.
Кріпимо планки до фанерних деталей
Щоб зібрати кожне крило необхідно вставити планку до відповідних пази на верхній і нижній деталі. Переконайтеся, що планки не виступають за межі кромки фанерною частини. Їх потрібно вирівняти.
Для кріплення, попередньо просвердлите отвір через планку крізь фанеру. Досить закріпити одним шурупом 5-7 мм. Додатково можна було б приклеїти їх, але це не є необхідним.
З'єднайте також дві інші заготовки крила.
Кріпимо металеві листи
Кругла частина і задня сторона (сторона з двома планками) повинна бути чимось покрита. Я вирішив використовувати алюмінієві листи, наявні у мене в господарстві. Ви можете пристосувати інший відповідний матеріал.
Мій рулон алюмінію 15 см шириною. Якщо вирізати два шматки 15 х 53 см, то можна обгорнути передній, а також зворотний край кожного крила. Частина листа я доклав від першої планки до другої по передній кромці. Закріпив кожну частину декількома гвинтами. Деякі з них увійшли всередину дерев'яного краю, інші в край фанери. Потім прикріпив другу на задній частині і пригвинтив до планки.
Зробіть те ж саме з усіма іншими крилами.
Тепер їх можна встановлювати. Щоб це реалізувати, необхідно закріпити металевий стрижень, де, власне, буде обертатися наш вітряк.
Підготовка осьового стрижня
Крила потрібно прикріпити уздовж центральної осі на двох фанерних дисках з розпірками, які з'єднують вершини і підстави крил.
Підготовка стержня і центрального диска
Виріжте два кола діаметром 20 см з 10 мм фанери. Краще використовувати круглий транспортир (скачав один з wikipedia.org). На транспортирі зазначив лініями три частини по 120 градусів. Тут будуть розпірки стійки.
Просвердлите отвір в центрі обох дисків. Отвір має мати такий же діаметр, як і стрижень.
Розпірки, що з'єднують диски з крилами, можна зробити будь-яким зручним способом. Мені здалося найпростішим рішенням зробити їх з дерева. Дерево використовувалося для нижньої розпірки (бо не був впевнений, що наявний у мене металевий ремінь витримає вагу установки). Для верхнього купив 1.5 метра смуги оцинкованого металу з отворами, пробитими по центральній лінії.
Я скоротив стійки до 28 см завдовжки. Потім помістив в кінці кожної стійки 25 мм від центра кола, по одній лінії 120 градусів. Просвердлив два отвори в стійці, потім один через фанерний коло. Потім міцно закріпив болтами.
Монтаж крил до стрижня
Спершу накрутите 12 мм гайку нижньої частини осі (стержня), так щоб вона перебувала близько 6 см від кінця. Одягніть один фанерний диск знизу на вісь до самої гайки. Потім накрутіть ще одну, туго притягнувши до диска. Ці дві гайки потрібно добре підігнати один до одного, щоб диск міцно сидів на стрижні. Таким же чином встановіть другий диск на іншому кінці стержня. Можливо, вам доведеться регулювати положення диска так, щоб пристосувати до висоти крил, а також, щоб залишити місце для кріплення осі генератора або деяких інших деталей.
Тепер можна встановлювати крила. Болтами прикрутіть фанерні торці крил до розпіркам центрального диска. Крила повинні бути закріплені досить жорстко, але в той же час, досить вільно обертатися. Тепер подровняйте по лінії на верхній стійці в 9 градусів, що ви намалювали, а потім затягніть верхні, а також нижні гайки.
Вітряк готовий для установки генератора або іншого пристрою.
Так чи інакше, вам доведеться встановити зібране на ротор або, можливо, якусь підтримуючу рамку, що дозволить йому вільно обертатися. Тут використовується генератор 24 вольт постійного струму, які взяв з батареї газонокосарки.
Двигун має роз'єми плюс і мінус з одного кінця, який виступає вал з іншого кінця. Як на зло, вал був 10 мм в діаметрі, з тонкою ниткою. Це ускладнило установку.
Я вирішив проблему кріпленням L-образного кронштейна до валу двигуна. Для цього використовував шматок металу від старого керма. Він має U-подібну форму з бічними отворами і вгорі. Нарешті, болтами прикріпив П-подібний роз'єм до L-образному кронштейну.
Вирізав отвір в шматку фанери, досить велика, щоб вставити двигун. Після установки двигуна на фанеру, закріпив його болтами. Щоб випробувати своє створення, помістив все це справа зверху важкого дерев'яного ящика.
Махина обертається дуже добре при достатньому вітрі. Тим днем вітер був близько
25 км / год.
Останній крок - підключення генератора. Потрібно провести дроти через інвертор, який буде конвертувати постійна напруга в змінний струм. Потім з'єднайте цей провід з акумуляторами.
Генерує чи мій апарат електрику? Слід зізнатися, не так багато. Виявляється, він ледь виробляв 1 вольт, хоча обертався досить швидко. Думаю, проблема полягає в моторі.
В Інтернеті є чимало дискусій про те, як побудувати таку вітроустановку своїми руками. Хтось намагається використовувати мотор від автомобіля або пральної машини. Так що ще буде над чим попрацювати.