刃は塩ビパイプ製です。風力発電機を自分の手で作ろう

レシピ 09.10.2021

産業用風力発電機のコストは高い。ダーチャや個人の家に風力発電機を設置したいと考えている人はたくさんいます。入手可能な材料を使って高品質の風車を自分の手で組み立て、風力発電機のブレードを自作する職人も少なくありません。

人類は生活を楽にするために長い間風力エネルギーを利用してきました。これが最初にいつ起こったのかを正確に言うことは誰にもできませんが、それ以来ほとんど変わっていません。元素の力を利用する能力は、人類にとって引き続き深い関心を集めています。

人間が風を利用し、目標に従わせるのを助けた最初の機構は、最も一般的な帆でした。彼は原則として、人々がその存在を通じて使用してきた多くのメカニズムの祖先となりました。

効率的な発電機を自分で組み立てるのは難しい場合がありますが、風力発電機のブレードを自分で作ることは難しくありません。

材料と道具

材料：

木材または合板、
アルミニウム、
グラスファイバーシート,
塩ビパイプおよび材料、
一般的に、所有者のガレージや物置に通常あるものすべてが含まれます。

ツール:

鉛筆やマーカーを描く、
定規、あるいはもっと良いのはルール、
金属製のはさみ、
ジグソーや弓のこ、
サンドペーパー。

垂直風力発電機用

自分の手で組み立てる風力発電機、またはそのプロペラには3つのブレードがあるため、合板から切り出す最初の部分は6枚の量で作成する必要があります。これは翼のベースです。ティアドロップ型になります。 10mm 合板では次のようになります。

長方形のシート（90x190mm）の中央に中心線を引き、
この線上で 45 mm 後退し、印を付けて、一方の端からもう一方の端までそれを通る垂線を引きます。
コンパスを使用して、半径 45 mm の印を付けて、側面と上部の 3 つの極端な点を結ぶように描きます。
下の点を半円の端に接続します。一番下の点から半円の底辺までは 145 mm、その逆に一番上の点までは 45 mm である必要があります。
では、切り取ってみましょう。

次に行う必要があるのは、長さ 500 mm のストリップです。ただし、このサイズは重要ではありません。プロペラの主垂直軸の高さに基づいて、風力発電機ブレードの他の高さを選択できます。各翼に 3 つ。

ブレードのベースとリブはすでに用意されているので、写真に示すようにこれらすべてを組み立てる必要があります。すべての木製部品が姉妹で組み立てられ、ベースに固定用の穴が開けられたら、金属シートを構造に取り付けます。最初の板から2番目の板まで、そして2番目から3番目の板までシートを固定します。板1番と3番は接続しません。金属は亜鉛メッキまたはアルミニウムにすることができます。これで、垂直風力発電機のネジを組み立て、中央の軸ロッドに取り付けることができます。

軸棒のついたディスクを用意しましょう。直径20cmのディスクが2枚必要になります。原則として、材料は問題ありません。風車の羽根の基部を作った合板である可能性もあります。または翼を覆うために使用された金属。ただし、ネジスペーサーも金属製の場合は金属を使用する必要があります。

ディスクの中心に中心軸用の穴を開ける必要があります。両方のディスクがロッド上に組み立てられると、風力発電機のブレードごとにスペーサーが 1 つずつネジで取り付けられます。風車の翼の上下を最終的に固定する前に、翼の鋭い端が構造物の内側で 9 度の角度になるように調整します。当社のプロペラはローターに取り付ける準備ができています。

横型風力発電機用

自分の手で何かを始める前に、少し頭を働かせて、風車が動作するステーションの電力を決定する必要があります。これは、ブレードの数とその長さが依存する基本的な指標です。以下の表は、プロペラの直径が翼の数と必要な出力にどのように依存するかを示しています。

廃材から作った風力発電機のブレード
今日では、代替ソースの話題は、緊急性が高まったため、あまり人気がなくなりました。そして、風力発電機のブレードの作り方を考え出した人は、間違いなく黒字を維持するでしょう。

DIY風力発電機

風力発電機を自分で作ることで、電気代を大幅に削減し、ダーチャでのバックアップエネルギー源を確保できます。

既製の風力発電機を購入することは、電力網に接続する可能性がない場合にのみ経済的に正当化されます。設備の費用とその費用メンテナンス多くの場合、今後数年間にエネルギー供給会社から購入するキロワットの価格よりも高くなることがあります。ただし、ガソリンやガソリンの使用に比べれば、ディーゼル発電機低電力であるため、メンテナンスコスト、騒音レベル、有害な排出物がないという点で、環境に優しいエネルギー源が勝利を収めます。一時的な風不足は、電圧コンバータ付きのバッテリーを使用することで補うことができます。

DIY パーツを使用して組み立てられた風力発電機は、既製のキットよりも数倍安くなります。真剣に自分のものを作ろうと決めたら、別荘エネルギーは自給自足ですが、あまりお金を払いたくない場合は、自家製の風力発電機が最適な解決策です。

風力発電機の電力

作業を始める前に、調理、電動工具の使用、給湯や暖房などに強力な風力発電機が本当に必要かどうかを判断する必要があります。おそらく、照明、小型冷蔵庫、テレビを接続し、携帯電話を充電するのに十分なのではないでしょうか? 前者の場合、出力が 2 ～ 6 kW の風車が必要ですが、後者の場合は、1 ～ 1.5 kW に制限できます。

水平風力発電機と垂直風力発電機もあります。垂直軸を使用すると、さまざまな形状のブレードを使用できます。これらのブレードは、延長部分で回転する平らな金属シートまたは湾曲した金属シートにすることができます。ツイストブレードが 1 つ付いているオプションもあります。発電機自体は地面近くに設置されています。ブレードの速度が遅いため、エンジンの質量が大きくなり、それに応じてコストが高くなります。垂直設計の利点は、そのシンプルさと低風でも作業できることです。

このレビューでは、自分の手で水平風力発電機を作る方法の問題について説明します。用途に合わせてご利用いただけます各種利用可能な発電機と変換された電気モーター。

220V 風力発電機の設計:

工業生産の発電機。
風力発電機のブレードとマストの回転機構。
バッテリー充電制御回路。
ワイヤーを接続します。
設置用マスト。
ストレッチマーク。

「トレッドミル」の DC モーターを使用します。パラメーターは 260 V、5 A です。このタイプの電気モーターの磁場の可逆性により、発電機効果が得られます。

必要な材料と部品

すべての部品は金物店や建設店で簡単に見つけることができます。必要なものは次のとおりです。

必要なサイズのねじ付きブッシュ、
ダイオードブリッジ、電流30-50A用に設計、
PVCチューブ。

風車の尾部と本体は次の素材で作ることができます。

鋼製異形パイプ 25 mm、
マスキングフランジ、
パイプ、
ボルト、
ワッシャー、
セルフタッピンねじ、
スコッチ。

図面に従って風力発電機を組み立てる

提供された図面に従って、風車のブレードをジュラルミンで作ることができます。部品は、前端を丸く、後端を鋭くして、高品質で研磨する必要があります。十分な剛性を有する錫がシャンクに適しています。

ブッシュを電気モーターに取り付け、その本体に互いに等しい距離で 3 つの穴を開けます。ボルト用にネジを切る必要があります。

塩ビパイプを縦に切って角パイプと発電機ハウジングの間のシールとして使用します。

また、セルフタッピングネジを使用して、モーターの近くにダイオードブリッジを固定します。

エンジンからの黒い線をダイオードブリッジのプラスに接続し、赤い線をマイナスに接続します。

セルフタッピングネジを使用してシャンクをパイプの反対側の端にねじ込みます。

ボルトを使用してブレードをブッシュに接続します。ボルトごとに必ず2つのワッシャーと1つのネジを使用してください。

ペンチで車軸を保持しながら、ブッシュをモーターシャフトに反時計回りにねじ込みます。

ガスレンチを使用してパイプをマスキングフランジにねじ込みます。

モーターとシャンクが取り付けられたパイプ上の平衡点を見つけることが不可欠です。この時点で、構造物をマストに取り付けます。

腐食の可能性があるすべての金属部品を高品質のエナメルでコーティングすることをお勧めします。

民家用の風力発電機は主要な建物からある程度離れた場所に設置する必要があり、マストは鋼製ケーブルの支線で固定する必要があります。高さは、起こり得る風の強さ、地形、発電所の周囲の人工障害物によって異なります。

ダイオードブリッジの後の電流は、制御電流計を通って電子バッテリー充電回路に流れる必要があります。低電力白熱灯は、このような発電機に直接接続できます。充電されたバッテリーは安定した一定の電圧を提供します。照明（ハロゲンランプやLEDストリップ）に使用するか、インバータに接続して220V ACを取得し、電力がインバータのパラメータを超えない家庭用電化製品を接続することをお勧めします。

DIY風力発電機
自分の手で風力発電機を作るにはどうすればよいですか？個人住宅用の風力発電機の作り方の写真とビデオをご覧ください。手作りの 220 V 風車の図面と図。

風力発電機の動作原理

動作原理は、風力タービンのすべての改良版で同じです。ブレードの回転中に、揚力、衝撃力、制動力という 3 種類の物理的効果が生成されます。これらの力の影響により、ステーターが動き始め、発電機の固定部分のローターが磁場を生成し始め、電流がワイヤーを流れます。

風力発電機には多数の設計オプションがあり、出力だけでなくその性能も異なります。外観。ほとんどの風力タービンの構造には、発電機、ブレード、インバーター、乗算器が含まれています。受け取った電荷を直流に変換するためにインバータが使用されます。マルチプライヤーは、シャフトの回転数を増加させるように設計されたギアボックスです。ギアボックスはすべての風力タービンに設置されているわけではなく、主に大型で強力な風力タービンにのみ設置されています。

ローターの回転により三相交流が発生します。結果として生じるエネルギーは、コントローラーを介してバッテリーに送信されます。次にインバーターで電流を変換して安定させ、家電や照明に供給する形になります。

自分で垂直風力発電機を作る方法

風車は自宅で自分で作ることができます。まず、風力発電機の種類を決める必要があります。風力タービンは、その設計に応じて次のようになります。

垂直回転軸付き: ダリウスローター、サボニウス風力発電機、
水平回転軸: 風の流れに対して平行または垂直。

一部の風力タービンモデルは、複数のタイプの設置を組み合わせています。サボニウス型とダリウス型の風力発電機の設計を組み合わせたハイブリッド風車を作成する例を考えてみましょう。

ローターの組み立て

ローターを組み立てるには、以下を購入する必要があります。

ネオジム磁石 D30xh20mm 6個、
フェライトリング磁石6個 D72xd32xh25mm、
2 メタルディスク D230xp mm、
エポキシ樹脂または接着剤。

金属ブレードの代わりに、適切なサイズの鋸刃を使用できます。 6 つのネオジム磁石が 1 つのディスク上に極性を交互に配置され、直径 165 mm 上で磁石間の角度が 60 度になるようにします。

フェライトリング磁石は、同じ原理を使用して 2 番目のディスクに配置されます。

風車の稼働中に磁石が動かないようにするには、磁石の少なくとも半分をエポキシ接着剤で埋める必要があります。

ステーターを製作しております

まず、それぞれ60ターンのコイルを9個巻く必要があります。このためには、直径1 mmのエナメル銅線を使用します。

次に、コイルが互いにはんだ付けされます。最初のコイルの始まりと 4 番目のコイルの終わり、4 番目と 7 番目のコイルです。 2 番目の相も 2 つのコイルを介して同様に接続されますが、2 番目のコイルからのみはんだ付けが開始されます。 3 相の接続は 3 番目のコイルから始まります。

合板で型を作り、その中にクッキングシートを置き、その上にグラスファイバーと糸巻きを置きます。

これをすべてエポキシ樹脂で充填します。 24 時間後、完成したステーターを金型から取り出します。

発電機アセンブリ

発電機のすべての部品が準備できたので、あとは組み立てるだけです。

発電機自体はスタッドを使用してハブ付きブラケットに取り付けられます。組み立て工程を詳しく見てみましょう。

発電機の組み立て手順:

上部ローターにはスタッド用の 4 つのネジ穴が開けられています。これらは、ローターがシートにスムーズに「収まる」ために必要です。
ステーターにはブラケットを取り付けるための4つの穴が開けられており、
下部ローターは磁石を上に向けてブラケット上に配置され、スタッド用の 4 つのネジ穴もドリルで開けられています。
ステーターは下部ローターの上に配置され、
2 番目のローターは磁石を下に向けて上に置きます。これらはすべて、スタッドとナットを使用して、ハブとブラケットの間で相互に固定されます。

ハブ (ベアリング付きフランジ) は別途購入する必要があります。ハブの下部の直径は 1.5 インチのパイプでなければなりません。

すべての部品を固定する順序を以下の図に詳しく示します。

1 - 接続要素、2 - ブレードサポート、3 - 上部ローター、4 - マグネット、5 - ブッシング、6 - ステーター、7 - ローター下部、8 - ナット、9 - スタッド、10 - ハブ、11 - 軸、12 - ステーター取り付け用ブラケット

私たちは刃物を作っています

ブレードは木材、グラスファイバー、その他の素材で作ることができます。風力発電機のこの部分を PVC 下水管から作る方が早くて簡単です。密度が高く、直射日光を恐れないため、オレンジ色のパイプを使用することをお勧めします。

垂直風力発電機の場合は、PVC パイプ製の 4 枚のブレードと、亜鉛メッキシート製の直交 (湾曲) ブレード 2 枚が必要です。この設計により、風車は微風の状況でも毎秒 2 ～ 3 メートルの速度で回転できます。長さ1メートルのPVCパイプを長さ方向に2つの等しい部分に切断します。将来のブレードの寸法に応じてブリキから半円を切り出し、パイプの端に沿ってボルトで固定します。

直角のブレードを作成するには、標準的な厚さ 0.75 mm の亜鉛メッキ鋼板が必要です。まず、1×0.4mの大きさのピースを2つと、しずく型のピースを4つ、金属ハサミで切り出します。次に、スチール部分を曲げて、「液滴」部分を端に取り付ける必要があります。

ブレードはフレームに円形に取り付けられており、20x20 角パイプのプロファイルと 25x25 のコーナーから溶接できます。フレームの寸法とブレード間の距離は、以下の図で確認できます。

風力発電機の構造を組み立てる

マストはさまざまな直径の水道管から溶接されており、その高さは風力発電機が設置されるエリアとその動作条件によって異なりますが、いずれの場合も家の屋根より高くなければなりません。

事前にセクションマストの3点補強基礎を準備する必要があります。発電機は地上の完成したマストにネジで固定されます。次に、ブレードを備えたフレームが発電機にボルトで固定されます。風力タービンを備えたマストは、2 つの関節式サポートを使用して基礎に取り付けられ、ウインチを使用して垂直位置まで持ち上げられます。マストを上げた後、3 番目のサポートを風車の基部にボルトで固定します。さらに、マストはガイロープを使用して固定する必要があります。

電気部品

風車は三相交流を生成します。 6個のダイオードで構成されるブリッジ整流器を使用して直流に変換します。

これにより、12 V でバッテリーを充電することができます。バッテリーの充電を制御し、過充電を防ぐには、標準の自動車用充電リレー PP-380 を使用します。

インバーターがバッテリーに接続されているため、得られた 12 V DC を周波数 50 Hz の 220 V AC に変換できます。

風力タービンの効率計算結果

風力発電機の試験異なる速度風は次の結果を示しました。

風速 5 m/s では、60 rpm - 7 V、2.3 A = 16 W が得られます。
風速 10.6 m/s では、約 120 rpm - 13 V、3.4 A = 44 W が得られます。
15.3 m/s の速度で約 180 rpm - 15 V、5.1 A = 76.5 W、
風速 18 m/s では、240 rpm - 18 V、9 A = 162 W が得られます。

自分で作る風車や風を利用して光を得る方法
風力発電機には多数の設計オプションがあり、出力だけでなく外観も異なります。

風力発電機（WG）は、風力発電機を使用して風力発電を行うことができる装置です。運動エネルギー風を電気に変える。同様のデバイスが次のように使用されます代替ソース電気。この記事では次のことを扱いますデザインの特徴風車、および塩ビパイプから風車ブレードを組み立てる技術。

風力発電機とは何ですか?

風力発電機は、風車と風見鶏が取り付けられたタービンです。この構造は、特別なマストまたは金属製の三脚を使用して家の屋根に取り付けられます。かなりシンプルな装置で、自然の風エネルギーを電気に変換できます。
優れた効率指標を備えた独自のミニ発電所を作成するには、風力タービンの出力を正しく計算する必要があります。このパラメータブレードのサイズによって主に決定され、空気塊に対する構造の抵抗が決まり、その結果として発電量が決まります。

風力タービンの出力を決定するにはどうすればよいですか?

風車の出力は、装置内のブレードの数、サイズ、風車の直径に直接依存します。この依存性を以下の表に示します。これにより、風車のコンポーネントの線形パラメータと、それらが生成する必要な電力を決定することができます。

最良の選択肢 PVC パイプからブレードを自己組み立てする設計は帆型風車になります。ただし、ブレードと風車自体が回転するときには空気力学の法則は関係しないことを考慮する必要があります。言い換えれば、圧力のみがデバイスの可動部分を回転させる衝動になります。気団。セイル風力タービンの効率は、構造物に影響を与えた風力エネルギーの 10 ～ 12% にすぎません。
高効率の風力タービンのより成功した選択肢は、翼型風力タービンです。装置のブレードの面積は不均等であり、これにより両側の翼に作用する空気塊の圧力差が生じます。したがって、風車の可動部分を回転させるときに空気力を利用することができます。このおかげで、風力発電機の効率は 30 ～ 40% 向上します。

風力発電アセンブリの技術的特徴

風車の羽根は何からできていますか? ブレードを作成する最も簡単な方法は、プラスチックパイプ。加工が非常に簡単で、かなりの動的負荷に耐えることができます。ただし、風車が運転中にバラバラになるのを防ぐために、いくつかの重要なニュアンスを考慮することをお勧めします。

パイプの厚さ。回転中、装置の負荷部分には遠心力の影響により大きな負荷がかかります。これを減らすには、下水道またはガス管をより厚い壁厚（少なくとも4 mm）の材料として使用することをお勧めします。
刃の長さ。ブレードが長いほど、それにかかる負荷は大きくなります。構造の寿命を延ばすために、翼を長くしすぎないでください。最も許容できるオプションは、長さ 30 ～ 50 cm の翼です。
刃数。風車の気団に対する抵抗は翼の数に直接依存します。効率を上げるには翼の数を増やす必要があります。最良の選択肢は、5 枚または 6 枚の翼を備えた風力タービンです。

PVCパイプのマーキング

例として、直径 10 cm、肉厚 5 mm のパイプで作られた風力タービンの翼にマーキングを行うプロセスを考えてみましょう。

ワークピースにマークを付けるにはどうすればよいですか?

1. 円筒面を正確にマークするには、パイプを紙で包み、
2. シートの端がパイプに軸を形成するためのガイドとなり、
3.シートの幅は円周を示します。
4. 紙を半分に折り、工作物の円周の半分に印を付けます。
5. 紙を 4 回折り、シリンダー上に予定のカット位置を示す 4 本の線を付けます。

塩ビパイプの切断

塩ビパイプの切断方法は？ワークピースを切断するには、金属ヤスリを備えたジグソーを使用するのが最善です。パイプを構成部品に切断する手順は次のとおりです。
1. まず、マークされたワークピースを 2 つの等しい部分に切断します。
2. 次に、パイプの半分も半分にカットする必要があります。
3. 各ブレードの根元に、長さ 5 ～ 6 cm 以内の長方形の切り込みを入れます。
4. 材料の構造的完全性を破壊しないように、翼の角に小さな穴を開ける必要があります。
5. この後、用意したパーツを斜めに切り、
6. このようにして、円錐型のブレードが得られます。

パーツアッセンブリの特徴

風力発電機の建設の最終段階では、翼を風車とタービンに接続する必要があります。

どうやってするの？

接続ユニットの製作が必要です。この部品は 6 つの金属ストリップを備えたスチール製のディスクであり、
ユニットの形状は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機自体の構成によって決まります。
風力発電機のブレードが空気塊の圧力によって破損したり変形したりするのを防ぐために、鋼板とディスクの厚さは 2 ～ 6 mm にする必要があります。

ホイールバランス調整

風車を組み立てた後、風車のバランスをとる必要があります。結果の信頼性をできるだけ高くするには、デバイスを屋内で調整する必要があります。

バランス調整はどのように行われますか?

1. 風車は回転を妨げるものがないように吊り下げられています。
2. バランス調整プロセス中、接続ディスクの平面がサスペンションに対して垂直であることを確認する必要があります。
3. ここで、360/N に等しい角度でホイールを回転する必要があります。ここで、N は構造内のブレードの数です。
4. ディスクがその軸の周りを完全に回転するまでこの手順を繰り返します。
5. 停止後にディスクが動き始めた場合、下向きのブレードが他のブレードよりも重いことを意味します。

家庭用風力発電機のブレードを設計するのは簡単な仕事ではありませんが、職人なら実現可能です。この記事で説明されている技術的なニュアンスを観察すれば、効率よく風車を組み立てることができるでしょう。

自分の手でプロファイルパイプからストリンガーを作る方法

PVCパイプ製の風車ブレード
塩ビパイプから作られた風力発電機用ブレード風力発電機（WG）は、風の運動エネルギーを電気に変換する装置です。同様のデバイスが使用されています

家庭用風力発電所は、独立した代替発電方法です。

このような機器を設置すると、少なくとも4 m / sの風が吹いている場合、電気代を大幅に削減できます。

風速が高くなるほど、デバイスによって生成されるエネルギー量も増加します。

この記事では、段階的な計画風力発電機のブレードを自分の手で作ります。

風力発電所

多くの設計オプションがあり、その分類には基本的な特徴があります。

回転軸の位置: 垂直および水平。
ブレードの数: 通常は 1 ～ 6 ですが、より多くの数のオプションもあります。
回転ブレードの種類: 翼または帆の形。
ブレードの材質：木材、アルミニウム、PVC。
スクリューホイールの設計: 固定ピッチまたは可変ピッチ。

風力発電機の性能より大きな範囲でブレードの寸法と数量がどれだけ正確に計算されているか、製造用の材料が適切に選択されているかどうかによって決まります。

自分の手でブレードを作るのは難しくありませんが、始める前にいくつかの事実を学ぶ必要があります。

ブレードが長ければ長いほど、たとえ最も弱い風の動きにも容易に適応できます。ただし、長さを長くすると風車の回転速度が遅くなります。
風車の感度は羽根の数にも影響されます。羽根の数が多いほど、回転を開始しやすくなります。同時に、出力と速度のインジケーターが低下します。これは、そのような装置が発電には適していませんが、吊り上げ作業には最適であることを意味します。
装置から発せられる騒音レベルは、風車の直径と回転速度によって異なります。住宅の近くに風力発電機を設置する場合は、このことを考慮する必要があります。
風車を地上からできるだけ高い位置（最適には 6 ～ 15 m）に設置すると、風からより多くのエネルギーを得ることができます。したがって、設置は建物の屋上や高いマストに行われることがよくあります。

段階的にブレードを作成する

ブレードを自分で設計する場合は、次の点を考慮する必要があります。

まずは刃の形状を決める必要があります。家庭用水平風力発電機の場合、翼の形状がより成功していると考えられます。その構造により、空気抵抗が少なくなります。この効果は、エレメントの外面と内面の面積の違いによって生じ、したがって側面の気圧に差が生じます。帆の形状は抗力が大きいため、効率が低くなります。

次にブレードの数を決める必要があります。がある地域については、一定の風、高速風力発電機を使用できます。このような装置の場合、最大エンジン速度には 2 ～ 3 枚のブレードで十分です。風のない場所でこのような装置を使用すると、効果がなく、穏やかな天候では単にアイドル状態になります。 3 ブレード風力発電機のもう 1 つの欠点は、上級ヘリコプターのような騒音。この設置は、人口密集した建物の近くには推奨されません。

これは面白い：正しく計算すれば、1 枚、2 枚、または 3 枚のブレードを備えた風力発電機は正常に発電できます。また、ブレードが 1 つだけあるため、この装置はどんな風速でも、たとえ最小の風速でも機能します。

風力発電装置の電力の計算。パワーは天候や風の動きに直接依存するため、正確な指標を計算することは不可能です。しかし、風車の直径とブレードの数、および装置の出力の間には直接的な関係があります。

表のデータを理解し、その関係を理解したら、適切なねじホイールを作成することで、将来の設計の力に影響を与えることができます。

刃物を作成するための材料の選択。ブレードを作成するための材料の選択肢は非常に幅広く、PVC、グラスファイバー、アルミニウムなどがあります。ただし、それぞれに独自の長所と短所があります。材料の選択をさらに詳しく見てみましょう。

PVCパイプブレード

パイプのサイズと厚さを適切に選択することで、耐久性と効率の高いホイールが得られます。強い突風の場合、厚さが不十分なプラスチックは荷重に耐えられず、粉々に砕ける可能性があることに注意してください。

構造を確保するには、ブレードの長さを短くし、ブレードの数を6枚に増やす方が良いでしょう。これだけの部品を揃えるならパイプ1本あれば十分です。

ブレードを作成するには、最小肉厚4 mm、直径160 mmのパイプを用意し、既製のテンプレートとマーカーを使用して将来の要素をマークする必要があります。

自分で計算する際の間違いを避けるために、インターネットで簡単に見つかる既製のテンプレートを使用することをお勧めします。特別な知識がないとできないからです。

パイプを切断した後、得られた要素の端を研磨して丸くする必要があります。ブレードを接続するために、十分な厚さと強度を備えた自家製のスチールアセンブリが作成されます。

アルミブレード

このようなブレードはより強くて重いため、プロペラを保持する構造全体がより大きく、安定する必要があることを意味します。その後のホイールのバランス調整にも細心の注意を払う必要があります。

提示されたテンプレートを使用して、6 つの同一の要素がアルミニウムのシートから切り出されます。さらに固定するには、その内側にねじ付きブッシュを溶接する必要があります。

スタッドは、ブレードに用意されたブッシングに接続される接続ノードに溶接する必要があります。

このようなブレードの空力特性を改善するには、ブレードに正しい形状を与える必要があります。これを行うには、スクロール軸とワークピースの長手方向軸の間に10度の角度が形成されるように、浅い溝に転がす必要があります。

この材料の利点は、重量と強度の最適な比率と空力特性の組み合わせです。しかし、グラスファイバーの加工には特別なスキルと高い専門性が必要なため、そのような製品を自宅で作成するのは困難です。

大事です：風力発電機をスムーズに動作させ、長期間使用するには、適切な手入れが必要です。いくつかの定期的な行動のおかげで手作りの装置 10年から15年まで働くことができます。このような作業には、可動要素の潤滑、ブレードとベアリングの損傷のチェック、すべての機構の腐食の防止、ボルトの調整、金属部品の塗装などが含まれます。

風力車の自己組み立てに最も適した材料は PVC パイプであると結論付けることができます。強度、軽さ、優れた空力特性を兼ね備えています。また、非常に扱いやすい素材なので、初心者でも簡単に取り組むことができます。

これから ビデオ風力発電機のブレードを自分の手で作る方法を学びます。

インターネットで検索してみると、プラスチックのパイプで自作の風力発電機の羽根を作っている人がたくさんいます。まあ、下水管はこれらの目的に適しており、アクセス可能で安価であるため、これは理解できます。しかし、もちろん全員ではありません。灰色のパイプはすぐに変形し、非常に弱いため、特に好きではありません。形状を保持し、強度に優れた赤色のパイプが最適です。からの最高のパイプ純粋なPVC、しかし現在では、それらの材料は何で作られているかは不明ですが、ポリプロピレンやその他のものが含まれており、これも風力発電機のブレードには適していません。

まあ大丈夫、一番は主な間違い人々は何の計算もせずにブレードを作り、発電機に取り付けていますが、ブレードは風力発電機の一部であり、風力エネルギーを変換するものであり、これがどれだけうまく行われるかは、風力発電機の全体的な KIEV (風力エネルギー利用係数) によって決まります。。

PVC パイプからブレードを計算するための、シンプルだが効果的なプログラムが Excel 形式で作成されました。このプログラムでは、特定の発電機のネジを簡単に計算できます。将来のブレードの座標を入力すると、異なる風速での回転数、KIEV、トルク、始動、その他のパラメーターなど、プロペラの必要なすべてのパラメーターがどのように変化するかを確認できます。

しかし、多くの人は目でブレードを切り出します。私はプログラムを使用して、ブレードの下のスクリーンショットにあるような KIEV を分析しました。まさにこの形状のパイプから作られたブレードをよく見かけます。

このようなブレードはよく作られていますが、これは最も単純なもので、パイプに2本の線を引いて切り出し、エッジを処理するだけで完了します。しかし、このようなブレードの KIEV は、パイプ直径が小さい場合の 3 ブレードバージョンではすべて 0.2 です。よりよい性能ブレードの数を 6 枚、8 枚に増やすと、速度は低下します。ご存知のとおり、各風速から可能な限り最高速度でブレードの最大出力が必要になります。

以下はそのようなブレードのスクリーンショットです。

直径 1.2 m、110 mm のパイプで作られた 3 枚羽根のプロペラがあり、速度 3.8 で最大出力を発揮します。

これはすでに 6 ブレードなので、結果は少し良くなります。

また、この原理に従って切断された 160 mm パイプからのネジも、KIEV と速度が低くなります。

刃が6枚あればさらに良いです。

たとえば、直径を 1.7 m に拡大して確認することもできます。

より大きな直径のパイプ (たとえば 320 mm パイプ) から切り出された大きなネジの場合、パフォーマンスが向上します。

そして、これは直径 320mm の最後のパイプを含む Excel ファイルです - rasshet3D2.5Z5.5T3200mm.xls

万能ブレード。

特に比較的高いKIEVで刃を切りたい人のために、プログラムを使ってある万能刃を作成しました。カットは少し難しくなりますが、KIEVとスピードが高くなります。パイプ直径 110 ～ 160 では、このようなブレードの KIEV は 0.27 ～ 0.33 で、速度は Z3.5 ～ 5.5 ですが、大型プロペラでは KIEV は 0.4 を超え、速度が増加します。

これは 110 番目のパイプと 160 番目のパイプのスクリーンショットです。刃を長くすると、KIEVは少しだけ下がります。

このブレードを含む Excel ファイルは次のとおりです - rasshet3D1500.xls

プログラムなしでこのような刃を切る方法。

このようなブレードは、電卓を使用すると非常に簡単に計算できます。すべての計算はパイプの直径に基づいています。まず、パイプの直径を 5 で割る必要があります。たとえば、110 番目のパイプの場合は 110:5=22mm、160 番目のパイプの場合は 160:5=32mm です。

22*2=44mm、刃の根元からの距離0%、

セカンド 22*488mm、距離 15%、

3番目の22*2.5=55mm、距離50%、

4 番目は 22*2=44mm、距離は 100% 先端です。

これらすべての点を接続する必要があり、これがブレードの前面になります。ブレードを取り付けるには、ブレードを取り付けるための穴が開けられる別の線を引く必要があります。この線は、最初の線から 22 mm 離れた位置に描かれます。

計算では、刃の長さに沿ったすべての角度が計算された角度と一致するように刃の処理が考慮されるため、切断後、刃の刃をこのように処理する必要があります。

下の図では、これをどのように行うかを示してみました。上ですでに書いたように、直径を基準にして 5 で割った結果の数値は、慣習的に X として指定できます。そして、図にはこの文字の数字があり、これは X に乗算する必要があるパーセンテージです。。

すると以下の座標が得られます。

最初の行はゼロで、これは将来のブレードの後部です。

そして、ルート 0% からの最初の点は、点 A-X-1-0% として指定できます。ここで、A は点、X は直径を 5 で割って得られる数値、1 は乗数、0 は距離ですルートブレードから - ブレードの長さに沿った半径。

刃を取り付けるためのラインです。

А-Х-1-0% = 22mm、刃半径 0mm

B-X-4-15% = 88mm、ブレード半径 112.5mm

B-X-2.5-50% = 55mm、ブレード半径 375mm

Г-Х-1-100% = 22mm、ブレード半径 750mm

ブレード取り付けライン。

D-X-0.5 = 11mm

E-X-0.5 = 11mm

最初の線から 11 ミリメートル - 後部、前部に向かって、この線はブレードを取り付けるためのものです。

ここですべてが明確になることを願っています。このユニバーサルブレードはさまざまなパイプ径によく適合し、ブレードの長さを長くしたり短くしたりすることができます。 110mmのパイプから直径1.5mまでのプロペラを作ることができますが、それ以降はブレードが非常に弱くなります。 160～1.8mなどさらに、パイプの直径とネジのサイズが大きいほど、KIEVは優れています。

ただし、もちろん、発電機と必要な風速を個別に計算する方が良いでしょう。それが不可能な場合は、このユニバーサルブレードを使用して、カット方法を覚えておくだけで済みます。私はすでに 110 パイプ、4 枚のブレードから作られた直径 1.3 m のプロペラを試しましたが、うまく機能し、機知に富んでいます。

風力発電機用のプロペラをブリキで作ってみることにしました。以前、フォーラムメンバーの 1 人のアドバイスで、私はすでに自動発電機から風車用のプロペラを作成していました。プロペラは亜鉛メッキ板を半分に折って作られ、直径は 1.7 m、3 枚の羽根でした。幅広のブレードはほぼ 350 mm のパイプのように曲がりました。プロペラはうまく機能し、非常に剛性があり、1 枚のブレードの重量は 860 グラムでした。でもいつ強い風 1枚のブレードが曲がってマストに衝突し、2枚のブレードが残されました。プロペラはかなりの速度が出ていましたが、ブレードのアンバランスが原因で振動が大きかったので、このプロペラを取り外しました。

数週間前、私はソーラーパネルを助けるために風力発電機の1台を設置しました。見つけたブレードを取り付けました。2 枚のブレードは 160 ゲージのパイプ製で、2 枚は亜鉛メッキ板金製でした。プロペラは機能するように見えましたが、高速で始動トルクが良好な通常のプロペラを作りたかったのです。下の写真はプレハブの羽根を備えた風車です。もちろん画質はひどいですが、何が描かれているかは明らかだと思います。

速度 5 ～ 6 の 110.160 mm のパイプはプログラムで良好な始動トルクを示すことが望ましくなく、より大きな直径のパイプを見つけるのは困難です。良い結果 PVC パイプからブレードを計算するプログラムでは、250.315 mm のパイプが指定され、始動トルクは高く、KIEV での速度は高かった。

そこで私はブリキ、より正確には家をプロ仕様のフローリングで覆った後に残ったプロ仕様のフローリングの端材から刃を作ってみることにしました。以前のプログラムでは、発電機の 315 番目のパイプのネジを調整しました。 3 枚ブレードのプロペラは直径 1.5 m、5 ～ 7 の高い KIEV で高速、5 m/s での始動トルクは 0.25 Nm であることが判明しました。以下はブレード計算プログラムのスクリーンショットです。

これはネジを切断するためのデータです。すべての寸法はミリメートル単位であり、ブレードを作成するために使用しました。

プロの床材の端材から適切な小片を 3 つ選び、グラインダーで 75 cm にカットしました。次に、ハンマーを使用して、プロファイルを滑らかなシートのようなものに矯正し始めました。すぐに後端を1cmグリップで折りました。

次に、プログラムに基づいてワークピース上の寸法の輪郭を描き、それに沿ってブレードを切断する前線を描きました。剛性を上げるためにフロント部分も曲げるので、寸法に1cm追加しました。写真の下に、ペンチで缶を曲げる線が見えます。缶の厚さは0.6mmですが、グラインダーではなく普通のハサミで切るとスムーズで楽です。

刃先を曲げる加工。裾上げはペンチを使ってハンマーで叩いて行います。

残りのブレードの作成プロセスも同じで、1 つのブレードに約 20 分の作業時間がかかり、最終的には平らなブレードのままです。

刃を裏側から見るとこんな感じです。

次にハンマーで縦に叩いて刃を315番パイプとほぼ同じような溝の形状に加工しました。ざっくりと推測すると、床に直径320mmの円を描き、それに沿って自分を導いていきました。刃の根元部分を3cmほど露出させ、刃を折り曲げてゼロラインに沿って穴を開けました。直径6mmの穴を開けました。

背面からの眺め。

そこで、1時間半ほどかけて風力発電機の羽根を作りました。もちろん、ブレードは脆弱であることが判明しましたが、実践が示しているように、そのようなブレードは最大15 m/sの風に耐えることができます。次に、合板からハブを切り出し、完成したネジを組み立てます。

以下は、すでに風力発電機に取り付けられているこのプロペラの写真です。

風力発電機に取り付けた後、新しいプロペラはすぐに良い面を見せました。外では約 3 ～ 6 m/s の風が吹いており、プロペラは明らかに速い速度でよく回転していました。風速の変化に瞬時に反応し、止まることなく回転しました。それ以前は、組み立て式の 4 枚羽根プロペラが最初に溶けましたが、どういうわけか高速にはなりませんでした。次に、ブリキのブレードを 2 枚取り外しました。150 番目のパイプからのブレードが 2 枚残りました。発電機の巻線を三角形で接続し、この形で風車は二枚羽根のプロペラで動作しましたが、プロペラが定期的に停止し、その後始動が困難になりました。充電電流は不安定でしたが、今日の突風では4Aに達しました。

新しい 3 ブレードプロペラでは、充電はほぼ一定で、電流計には 0.5 ～ 1 A が常に表示され、2 A まで増加します。風が強いときはどうなるか様子を見てみるが、悪くはない。スピードがあるので充電が止まらず、プロペラも始動しやすく、これがやりたかったことです。ネジの強度は十分だと思いますが、時間が経てばわかります。ブリキ製の風車用ネジはネット上では見たことがありませんし、もちろん強度的には塩ビ管にも及びませんが、大口径の下水道の確保が難しい場合にもこれで解決です。パイプ。

風力タービン用 DIY PVC ブレード

PVCブレード軽くて、安くて、早くて、製造が簡単です。どうやって作るのですか？

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適切なサイズをお選びください。

まず、必要なブレードのサイズを自分で決める必要があります。それからお店に行くことができます。言うまでもなく、刃と同じ長さのパイプを購入する必要があります。パイプの直径はブレードの長さの 5 倍小さくなければなりません。たとえば、50 cmのブレードの場合は、直径10 cmのパイプを購入する必要があります。1本のパイプから4つのブレードを作成できます。

塩ビパイプを持ち帰ったんですね。私の例では、50cmブレードの場合は次のようになります。

PVCパイプに印を付けます。

最初のステップは、パイプを縦に 4 つの等しい部分に切断することです。工具を使わずにパイプの円筒面にマークを付けるのは困難です。取るのが一番いいよ大きな葉紙をパイプにしっかりと巻き付けます。シートの端はパイプ上に直線を引くのに役立ちます。シートの幅は円周と同じになります。次に、紙を半分に折り、パイプの円周の半分に印を付けます。最後にシートを4つ折りにします。この方法を使用すると、パイプの全長に沿って直線を慎重に描くことができます。次に、のこぎりを使ってパイプを半分に切ります。

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