PVC 파이프로 만든 블레이드. 우리 손으로 풍력 발전기를 만들자

조리법 09.10.2021

산업용 풍력 터빈의 비용은 높습니다. 시골집이나 개인 주택에 풍력 발전기를 갖고 싶어하는 사람들이 많이 있습니다. 즉석에서 손으로 양질의 풍차를 조립하고 풍력 발전기 용 블레이드를 독립적으로 만드는 장인이 꽤 있습니다.

인간은 생활을 편하게 하기 위해 오랫동안 풍력 에너지를 사용해 왔습니다. 언제 처음 발생했는지 정확히 말할 수는 없지만 그 이후로 거의 변하지 않았습니다. 원소의 힘을 이용하는 능력은 인류에게 계속해서 큰 관심거리입니다.

인간이 바람을 억제하고 목표를 달성하는 데 도움이 된 최초의 메커니즘은 가장 일반적인 돛이었습니다. 원칙적으로 그는 존재하는 동안 사람들의 손에 의해 사용된 많은 메커니즘의 조상이 되었습니다.

효율적인 발전기를 직접 설계하는 것이 어려울 수 있다면 자신의 손으로 풍력 발전기용 블레이드를 만드는 것이 어렵지 않을 것입니다.

재료 및 도구

재료:

나무 또는 합판
알류미늄,
섬유유리 장,
PVC 파이프 및 재료,
일반적으로 주인의 차고와 창고에서 흔히 볼 수 있는 모든 것.

도구:

그리기 연필 또는 마커
통치자라기보다는 규칙,
금속 가위,
퍼즐 또는 쇠톱
사포.

수직 풍력 발전기용

우리 손으로 조립할 풍력 발전기, 또는 오히려 나사에는 3 개의 날이 있으므로 합판에서 잘라낼 첫 번째 부분은 6 조각으로 만들어야합니다. 이것이 날개의 기초입니다. . 눈물방울 모양이 됩니다. 10mm 합판에서는 다음과 같이 보일 것입니다.

직사각형 시트(90x190mm) 가운데에 중심선을 그리고,
이 선에서 45mm 뒤로 물러나서 한 모서리에서 다른 모서리까지 수직선을 표시하고 그립니다.
나침반을 사용하여 반경 45mm를 표시하고 세 개의 극점을 연결하여 그립니다. 두 개의 측면과 상단,
아래쪽 점을 반원의 가장자리에 연결합니다. 반원의 밑면에서 밑면까지 145mm이어야 하며 그 반대도 45mm여야 합니다.
이제 우리는 잘라냅니다.

다음으로 해야 할 일은 500mm 길이의 판자입니다. 이 크기는 기본이 아닙니다. 프로펠러의 주 수직축 높이를 기준으로 풍력 터빈 블레이드의 다른 높이를 선택할 수 있습니다. 날개당 3개.

우리는 이미 블레이드의 바닥과 가장자리를 모두 가지고 있습니다. 이 모든 것은 그림과 같이 조립해야 합니다. 모든 나무 부품이 자매와 함께 조립되고 고정을위한 구멍이 받침대에 뚫리면 금속 시트를 구조에 부착합니다. 첫 번째 막대에서 두 번째 막대로, 두 번째 막대에서 세 번째 막대로 시트를 고정합니다. 판자 1번과 3번은 연결되어 있지 않습니다. 금속은 아연 도금 또는 알루미늄일 수 있습니다. 이제 수직 풍력 터빈의 나사를 조립하고 중앙 축 로드에 장착할 수 있습니다.

축 막대가있는 디스크를 준비합시다. 직경이 20cm 인 두 개의 디스크가 필요하며 원칙적으로 재료는 역할을하지 않습니다. 풍차 블레이드의 기초가 만들어진 합판 일 수도 있습니다. 또는 날개를 감싸는 금속. 그러나 나사 스페이서도 금속으로 만들어진 경우 금속을 사용해야 합니다.

디스크 중앙에 중심축용 구멍을 만들어야 합니다. 두 디스크가 막대에 조립되면 풍력 발전기의 모든 블레이드에 하나씩 스페이서가 나사로 고정됩니다. 마지막으로 풍차 날개를 상하로 고정하기 전에 날개의 뾰족한 끝이 구조물 내부에서 9도 각도로 회전하도록 조정하십시오. 우리의 나사는 로터에 설치할 준비가 되었습니다.

수평 풍력 발전기용

우리 손으로 무언가를 시작하기 전에 우리는 두뇌로 약간의 작업을 수행하고 풍차가 작동 할 스테이션의 힘을 결정해야합니다. 이것은 블레이드 수와 길이에 따라 달라지는 기본 지표입니다. 아래 표는 프로펠러 직경이 날개 수와 필요한 동력에 따라 어떻게 달라지는지 보여줍니다.

즉석 재료로 만든 풍력 터빈용 블레이드
요즘 대체 소스에 대한 주제가 시급해지면서 인기가 없어졌습니다. 그리고 풍력 발전기의 블레이드를 만드는 방법을 알아낸 사람은 확실히 검은색으로 남을 것입니다.

DIY 풍력 발전기

자신의 손으로 풍력 발전기를 만들어 전기 요금을 크게 줄이고 국가의 백업 에너지를 제공 할 수 있습니다.

기성품 풍력 발전기를 구입하는 것은 전력망에 연결할 가능성이 없는 경우에만 경제적으로 정당화됩니다. 장비 및 유지 관리 비용은 향후 몇 년 동안 전원 공급 장치 회사에서 구입할 킬로와트 가격보다 높은 경우가 많습니다. 저전력 휘발유 또는 디젤 발전기를 사용하는 것과 비교할 때 여기에서는 환경 친화적 인 에너지원이 유지 관리 비용, 소음 수준 및 유해한 배기 가스의 부재 측면에서 승리합니다. 일시적인 바람 부족은 전압 변환기가 있는 배터리를 사용하여 보상할 수 있습니다.

일부 DIY 부품을 사용하여 조립된 풍력 터빈은 기성품 키트보다 몇 배 저렴할 수 있습니다. 시골집을 에너지 독립형으로 만들기로 진지하게 결정하고 누구에게도 과도한 비용을 지불하고 싶지 않다면 집에서 만든 풍력 발전기가 올바른 결정입니다.

풍력 발전기 전력

작업을 시작하기 전에 요리, 전동 공구 사용, 물 가열 또는 난방과 같이 강력한 풍력 발전기가 실제로 필요한지 여부를 결정해야 합니다. 조명, 소형 냉장고, TV를 연결하고 휴대폰을 충전하는 것으로 충분하지 않을까요? 첫 번째 경우에는 2~6kW의 풍차가 필요하고 두 번째 경우에는 1~1.5kW로 제한할 수 있습니다.

수평 및 수직 풍력 발전기도 있습니다. 수직 축을 사용하면 가장 다양한 모양의 블레이드를 사용할 수 있으며, 이는 확장에서 회전하는 평평하거나 구부러진 금속 시트일 수 있습니다. 하나의 꼬인 블레이드가있는 변형이 있습니다. 발전기 자체는 지상 근처에 있습니다. 블레이드의 속도가 낮기 때문에 엔진의 질량이 크므로 비용이 많이 듭니다. 수직 디자인의 장점은 단순함과 가벼운 바람에서도 작업할 수 있다는 것입니다.

이 검토에서는 자신의 손으로 수평 풍력 발전기를 만드는 방법에 대한 질문을 다룹니다. 이를 위해 다양한 유형의 사용 가능한 발전기 및 변환된 전기 모터를 사용할 수 있습니다.

220V용 풍력 발전기 설계:

산업 생산의 발전기입니다.
풍력 터빈용 블레이드와 마스트의 회전 메커니즘.
배터리 충전 제어 회로.
연결 전선.
마운팅 마스트.
스트레치 마크.

"treadmill"의 DC 모터를 사용합니다. 매개변수는 260V, 5A입니다. 이러한 유형의 전기 모터의 자기장의 가역성으로 인해 발전기 효과를 얻을 수 있습니다.

필요한 재료 및 액세서리

철물점이나 건물 상점에서 모든 세부 사항을 쉽게 찾을 수 있습니다. 다음이 필요합니다.

원하는 크기의 스레드 슬리브,
다이오드 브리지, 정격 전류 30-50A,
PVC 튜브.

풍차의 꼬리와 몸체는 다음 재료로 만들 수 있습니다.

스틸 프로파일 파이프 25mm,
마스킹 플랜지,
가지 파이프,
볼트,
와셔,
셀프 태핑 나사,
스코트랜드 인.

도면에 따라 풍력 발전기 조립

풍차의 블레이드는 주어진 도면에 따라 두랄루민으로 만들 수 있습니다. 부품은 고품질로 샌딩해야 하며 전면 가장자리는 둥글게 만들고 후면은 날카롭게 해야 합니다. 생크의 경우 충분한 강성의 주석 조각이 적합합니다.

슬리브를 전기 모터에 고정하고 본체에 서로 동일한 거리에 3개의 구멍을 뚫습니다. 볼트용 나사산이 필요합니다.

우리는 PVC 튜브를 세로로 자르고 사각형 튜브와 발전기 하우징 사이의 씰로 사용할 것입니다.

또한 셀프 태핑 나사를 사용하여 모터 근처의 다이오드 브리지를 고정합니다.

엔진의 검은 색 와이어를 다이오드 브리지의 플러스에 연결하고 빨간색을 마이너스에 연결합니다.

파이프의 반대쪽 끝에 셀프 태핑 나사로 생크를 고정합니다.

우리는 볼트를 사용하여 블레이드를 허브에 연결합니다. 각 볼트에 대해 2개의 와셔와 재배자를 사용해야 합니다.

펜치로 축을 잡고 슬리브를 모터 샤프트에 시계 반대 방향으로 비틀었습니다.

가스 렌치를 사용하여 분기 파이프를 마스킹 플랜지에 조입니다.

고정된 모터와 생크가 있는 파이프의 평형점을 찾는 것이 필요합니다. 이 시점에서 구조물을 돛대에 고정합니다.

부식될 수 있는 모든 금속 부품을 고품질 에나멜로 덮는 것이 바람직합니다.

개인 주택용 풍력 발전기는 본관과 일정 거리를 두고 설치해야 하며 마스트는 강철 케이블 가새로 고정해야 합니다. 높이는 바람의 세기, 발전소 주변의 지형 및 인공 장애물에 따라 다릅니다.

다이오드 브리지 이후의 전류는 제어 전류계를 통해 배터리 충전을 위한 전자 회로로 흘러야 합니다. 이러한 발전기에 직접 저전력 백열등을 연결할 수 있습니다. 충전된 배터리는 안정적인 정전압을 제공합니다. 조명(할로겐 램프 및 LED 스트립)에 사용하거나 인버터에 가져와서 220V AC를 얻고 전력이 인버터의 매개변수를 초과하지 않는 가전 제품을 연결하는 것이 좋습니다.

DIY 풍력 발전기
자신의 손으로 풍력 발전기를 만드는 방법? 개인 주택용 풍력 발전기를 만드는 사진과 비디오를 참조하십시오. 220V 용 수제 풍차의 도면 및 다이어그램.

풍력 터빈의 작동 원리

풍차의 모든 수정에서 작동 원리는 동일합니다. 블레이드가 회전하는 동안 리프팅, 충격 및 제동력의 세 가지 유형의 물리적 효과가 형성됩니다. 이러한 힘의 작용으로 고정자가 움직이기 시작하고 발전기 고정 부분의 회전자가 자기장을 생성하기 시작하고 전류가 전선을 통해 이동합니다.

풍력 터빈을 실행하기위한 많은 옵션이 있으며 전력뿐만 아니라 외관도 다릅니다. 대부분의 풍차의 구조에는 발전기, 블레이드, 인버터, 승수가 포함됩니다. 인버터는 수신된 전하를 직류로 변환하는 데 사용됩니다. 승수는 샤프트의 회전 수를 증가시키도록 설계된 기어박스입니다. 변속기는 모든 풍차에 설치되지 않으며 주로 크고 강력한 풍력 터빈에만 설치됩니다.

로터의 회전으로 인해 3상 교류가 생성됩니다. 수신된 에너지는 컨트롤러를 통해 배터리로 전송됩니다. 또한 인버터는 전류를 변환하여 안정하게 하여 가전제품이나 조명에 전원을 공급할 수 있는 형태이다.

수직 형 풍력 발전기를 직접 만드는 방법

집에서 풍차를 직접 만들 수 있습니다. 먼저 풍력 터빈의 유형을 결정해야 합니다. 설계에 따라 풍력 터빈은 다음과 같습니다.

수직 회전축 포함: Darrieus 로터, Savonius 풍력 발전기,
수평 회전축: 바람의 흐름에 평행하거나 수직입니다.

일부 풍차 모델은 여러 유형의 설치를 결합합니다. Savonius 및 Darier와 같은 풍력 발전기의 설계를 결합한 하이브리드 풍차를 만드는 예를 고려하십시오.

로터 조립

로터를 조립하려면 다음을 구입해야 합니다.

네오디뮴 자석 D30xh20 mm 6개,
6 페라이트 링 자석 D72xd32xh25 mm,
2개의 금속 디스크 D230xp mm,
에폭시 수지 또는 접착제.

금속 디스크 대신 적당한 크기의 톱날을 사용할 수 있습니다. 6개의 네오디뮴 자석이 하나의 디스크에 극성을 바꿔 놓고 직경 165mm에서 60도가 되어야 합니다.

페라이트 링 자석은 동일한 원리에 따라 두 번째 디스크에 배치됩니다.

풍차 작동 중에 자석이 움직이지 않도록 적어도 절반은 에폭시 접착제로 채워야합니다.

우리는 고정자를 만듭니다

먼저 직경이 1mm 인 에나멜 구리선을 사용하려면 60 회전의 9 개의 코일을 감아야합니다.

다음으로 코일은 함께 납땜됩니다. 첫 번째 코일의 시작은 네 번째 코일의 끝이고 네 번째는 일곱 번째 코일입니다. 두 번째 단계는 두 개의 코일을 통해 동일한 방식으로 연결되며 두 번째 코일에서만 납땜을 시작합니다. 세 번째 상의 연결은 세 번째 코일에서 시작됩니다.

합판으로 형태를 만들고 그 위에 양피지를 놓고 그 위에 유리 섬유 조각과 코일을 놓습니다.

이 모든 것이 에폭시 수지로 채워져 있습니다. 24시간 후 완성된 고정자는 금형에서 제거됩니다.

발전기 어셈블리

발전기의 모든 부품이 준비되었으며 조립하는 것만 남아 있습니다.

발전기 자체는 스터드를 사용하여 허브와 함께 브래킷에 부착됩니다. 조립 과정을 자세히 살펴보겠습니다.

발전기 조립 단계:

상부 로터에는 스터드용 나사 구멍이 4개 있습니다. 로터가 시트에 부드럽게 "앉기"위해 필요합니다.
고정자에는 브래킷을 장착하기 위한 4개의 구멍이 뚫려 있으며,
하부 로터는 자석이 위로 향하게 브래킷에 배치되고 스터드용 나사 구멍 4개도 뚫려 있습니다.
고정자는 하부 회전자에 배치되고,
두 번째 로터는 자석이 아래로 향하게 하여 맨 위에 놓입니다. 이 모든 것은 스터드와 너트가 있는 허브로 브래킷과 브래킷 사이에 고정됩니다.

허브(베어링이 있는 플랜지)는 별도로 구매해야 합니다. 허브의 하단 부분은 직경 1.5인치 파이프여야 합니다.

모든 부품의 고정 순서는 아래 다이어그램에 자세히 나와 있습니다.

1 - 연결 요소, 2 - 블레이드 지지대, 3 - 로터 상부, 4 - 자석, 5 - 슬리브, 6 - 고정자, 7 - 로터 하부, 8 - 너트, 9 - 스터드, 10 - 허브, 11 - 액슬, 12 - 고정자 장착용 브래킷

우리는 블레이드를 만듭니다

블레이드는 목재, 유리 섬유 및 기타 재료로 만들 수 있습니다. 하수도 PVC 파이프에서 풍력 발전기의이 부분을 만드는 것이 더 빠르고 쉽습니다. 밀도가 좋고 직사광선을 두려워하지 않기 때문에 주황색 파이프를 사용하는 것이 좋습니다.

수직 풍력 발전기의 경우 4개의 PVC 파이프 블레이드와 2개의 직교(곡선) 아연 도금 시트 블레이드가 필요합니다. 이 설계를 통해 풍차는 약한 바람 조건에서도 초당 2-3m의 속도로 회전할 수 있습니다. 우리는 미터 길이의 PVC 파이프를 세로로 2등분으로 자릅니다. 우리는 미래 블레이드의 치수에 따라 주석에서 반원을 자르고 파이프 가장자리를 따라 볼트로 고정합니다.

직교 블레이드를 만들려면 표준 0.75mm 두께의 아연 도금 강판이 필요합니다. 먼저, 1x0.4m 크기의 2개 부분과 방울 형태의 4개 부분을 금속 가위로 잘라냅니다. 그런 다음 강철 세그먼트를 구부려야 하며 "액적" 세그먼트가 가장자리를 따라 부착됩니다.

블레이드는 프레임에 원형으로 부착되며 프로파일 사각 파이프 20x20 및 모서리 25x25에서 용접할 수 있습니다. 프레임의 치수와 블레이드 사이의 거리는 아래 다이어그램에서 볼 수 있습니다.

풍력 터빈의 구조 조립

마스트는 다양한 직경의 수도관으로 용접되며 높이는 풍력 발전기가 위치할 지역과 작동 조건에 따라 다르지만 어떤 경우에도 집 지붕보다 높아야 합니다.

미리 단면 마스트 아래에 3점 보강 기초를 준비해야 합니다. 발전기는 지상의 완성 된 마스트에 나사로 고정됩니다. 다음으로 블레이드가 있는 프레임이 발전기에 볼트로 고정됩니다. 풍차가 있는 돛대는 2개의 힌지 지지대를 사용하여 기초에 부착되고 윈치를 통해 수직 위치로 들어 올립니다. 마스트를 들어 올린 후 세 번째 지지대는 볼트로 풍차 바닥에 나사로 고정됩니다. 또한 마스트는 확장으로 고정되어야 합니다.

전기 부품

풍차는 3상 교류를 생성합니다. 6개의 다이오드로 구성된 브리지 정류기를 사용하여 직류로 변환합니다.

이를 통해 12V에서 배터리를 충전할 수 있습니다. 배터리 충전을 제어하고 과충전을 방지하기 위해 표준 PP-380 자동차 충전 릴레이가 사용됩니다.

인버터가 배터리에 연결되어 수신된 12V DC를 50Hz의 주파수로 220V AC로 변환할 수 있습니다.

풍차 결과: 효율 계산

다양한 풍속에서 풍력 발전기를 테스트한 결과 다음과 같은 결과가 나타났습니다.

5m / s의 풍속에서 우리는 60rpm - 7V 및 2.3A = 16W를 얻습니다.
10.6m / s의 풍속에서 우리는 약 120rpm - 13V 및 3.4A \u003d 44W를 얻습니다.
15.3m / s의 속도로 약 180rpm - 15V 및 5.1A = 76.5W,
18m / s의 풍속에서 우리는 240rpm - 18V 및 9A = 162와트를 얻습니다.

DIY 풍차 또는 바람의 도움으로 빛을 얻는 방법
많은 수의 풍력 터빈이 있으며 전력뿐만 아니라 외관도 다릅니다.

풍력 터빈(Wind Turbine)은 바람의 운동 에너지를 전기로 변환하는 장치입니다. 이러한 장치는 대체 전원으로 사용됩니다. 이 기사에서는 풍력 터빈의 설계 기능과 PVC 파이프에서 풍차 블레이드를 조립하는 기술을 다룰 것입니다.

풍력 발전기 란 무엇입니까?

풍력 발전기는 바람 바퀴와 풍향계가 부착된 터빈입니다. 구조는 특수 마스트 또는 금속 삼각대를 사용하여 주택 지붕에 장착됩니다. 상당히 간단한 장치를 사용하면 자연 풍력 에너지를 전기로 변환할 수 있습니다.
효율 지표가 좋은 나만의 미니 발전소를 만들려면 풍력 터빈의 전력을 정확하게 계산해야 합니다. 이 매개 변수는 주로 기단에 대한 구조물의 저항과 결과적으로 생성되는 전기량을 결정하는 블레이드의 크기에 의해 결정됩니다.

풍력 터빈의 전력을 결정하는 방법은 무엇입니까?

풍차의 힘은 장치의 블레이드 수, 크기 및 윈드 휠의 직경에 직접적으로 의존합니다. 이 의존성은 아래 표에 나와 있습니다. 덕분에 풍차 구성 요소의 선형 매개 변수와 그에 의해 생성되는 필요한 전력을 결정할 수 있습니다.

PVC 파이프 블레이드의 자체 조립을 위한 최상의 설계 옵션은 돛형 풍차입니다. 그러나 블레이드와 윈드 휠 자체가 회전할 때 공기역학 법칙이 관련되지 않는다는 점에 유의해야 합니다. 즉, 기단의 압력만이 장치의 모바일 부품 회전에 대한 충동이 됩니다. 항해용 풍력 터빈의 효율은 구조물에 작용하는 풍력 에너지의 10-12%에 불과합니다.
고효율 풍력 터빈의 보다 성공적인 버전은 날개형 풍력 터빈이 될 것입니다. 장치의 블레이드는 면적이 같지 않기 때문에 양쪽 날개에 작용하는 기단 사이에 압력 차가 발생합니다. 따라서 풍차의 가동부를 회전시킬 때 공기역학적 힘을 사용할 수 있다. 이로 인해 풍력 발전기의 효율이 30-40% 증가합니다.

풍력 터빈 어셈블리의 기술적 특징

풍차 날개는 무엇으로 만들어졌습니까? 블레이드 제조에는 플라스틱 파이프를 사용하는 것이 가장 쉽습니다. 처리가 매우 간단하고 상당한 동적 하중을 견딜 수 있습니다. 그러나 풍차가 작동 중에 조각으로 부서지지 않도록하려면 몇 가지 중요한 뉘앙스를 고려하는 것이 좋습니다.

파이프 두께. 회전하는 동안 장치의 베어링 부품은 원심력의 영향으로 인해 큰 하중을 받습니다. 그것을 줄이려면 벽 두께가 4mm 이상인 하수도 또는 가스 파이프를 재료로 사용하는 것이 바람직합니다.
블레이드 길이. 블레이드가 길수록 더 많은 부하를 받습니다. 구조물의 수명을 연장하려면 날개를 너무 길게 만들지 마십시오. 가장 허용되는 옵션은 길이가 30~50cm인 날개입니다.
블레이드 수. 기단에 대한 풍차의 저항은 날개의 수에 직접적으로 의존합니다. 효율성을 높이려면 날개의 수를 늘려야 합니다. 가장 좋은 옵션은 5개 또는 6개의 날개가 있는 풍력 터빈입니다.

PVC 파이프 마킹

예를 들어 직경이 10cm이고 벽 두께가 5mm인 파이프에서 풍력 터빈의 날개를 표시하는 프로세스를 고려하십시오.

공작물을 표시하는 방법?

1. 원통형 표면을 올바르게 표시하려면 파이프를 종이로 감싸고,
2. 시트의 가장자리가 파이프에 축을 형성하기 위한 가이드라인이 되며,
3. 시트의 너비는 둘레를 나타내며,
4. 이제 시트를 반으로 접어 공작물 둘레의 절반을 표시하고,
5. 시트를 네 번 접어 원하는 절단을 위해 원통에 4개의 선을 표시합니다.

PVC 파이프 절단

PVC 파이프를 자르는 방법? 공작물을 자르려면 금속 줄로 전기 퍼즐을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 파이프를 구성 부품으로 절단하는 작업은 다음과 같이 수행됩니다.
1. 먼저 표시된 공작물을 두 개의 동일한 부분으로 절단하고,
2. 이제 파이프의 반쪽도 반으로 잘라야합니다.
3. 각 블레이드의 바닥에서 직사각형 절단은 길이가 5-6cm 이하이며,
4. 재료의 구조적 무결성을 파괴하지 않으려면 날개 모서리에 작은 구멍을 뚫어야 합니다.
5. 그 다음 준비된 부분을 비스듬히 잘라서,
6. 따라서 원뿔형 블레이드를 얻을 수 있습니다.

부품 조립의 특징

풍력발전기 설계의 마지막 단계에서는 날개를 바람개비와 터빈에 연결해야 합니다.

그것을 하는 방법?

연결 노드를 만드는 것이 필요합니다. 부품은 6개의 금속 밴드가 있는 강철 디스크이며,
노드의 모양은 바람의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 역할을 하는 발전기 자체의 구성에 의해 결정되며,
풍력 터빈의 날개가 기단의 압력으로 인해 파손되고 변형되는 것을 방지하려면 강철 밴드와 디스크의 두께가 2mm에서 6mm까지 다양해야 합니다.

휠 밸런싱

풍력 터빈을 조립한 후에는 윈드 휠의 균형을 맞춰야 합니다. 가능한 한 신뢰할 수 있는 결과를 얻으려면 장치를 실내에서 조정해야 합니다.

밸런싱은 어떻게 이루어지나요?

1. 윈드 휠은 회전을 방해하지 않는 방식으로 매달려 있습니다.
2. 밸런싱 과정에서 연결 디스크의 평면이 서스펜션에 대해 수직인지 확인해야 합니다.
3. 이제 360/N과 같은 각도로 바퀴를 돌려야 합니다. 여기서 N은 구조의 블레이드 수입니다.
4. 디스크가 자체 축을 중심으로 완전히 회전할 때까지 절차를 반복합니다.
5. 멈춘 후 디스크가 움직이기 시작하면 아래쪽으로 향하는 블레이드가 다른 블레이드보다 무거워집니다.

가정용 풍력 발전기용 블레이드를 설계하는 것은 쉽지 않지만 장인에게는 실현 가능합니다. 기사에 제공된 기술적 뉘앙스를 준수하면 분명히 좋은 효율로 풍차를 조립할 수 있습니다.

프로파일 파이프에서 DIY 스트링거를 만드는 방법

PVC 풍력 터빈 블레이드
PVC 파이프로 만든 풍력 터빈용 블레이드 풍력 발전기(풍력 터빈)는 바람의 운동 에너지를 전기로 변환할 수 있는 장치입니다. 이러한 장치는 다음에서 사용됩니다.

가정 풍력 발전 단지는 전기를 생산하는 독립적인 대안 방법입니다.

그러한 장비를 설치하면 해당 지역에 최소 4m/s의 바람이 불면 전기 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

그리고 풍속이 높을수록 장치에서 더 많은 에너지가 생성됩니다.

이 기사에서는 자신의 손으로 풍력 터빈 블레이드를 만들기 위한 단계별 계획을 고려할 것입니다.

풍력 발전 단지

기본 기능이있는 분류를 위해 많은 디자인 옵션이 있습니다.

회전축의 위치: 수직 및 수평;
블레이드 수 : 1에서 6까지 더 자주 있지만 많은 수의 옵션이 있습니다.
회전날개 유형: 날개 또는 돛 형태;
블레이드 재질: 목재, 알루미늄, PVC;
나선형 휠 디자인: 고정 또는 가변 피치.

풍력 발전기의 생산성은 블레이드의 치수와 수가 얼마나 정확하게 계산되었는지, 제조 재료가 잘 선택되었는지 여부에 따라 크게 좌우됩니다.

자신의 손으로 블레이드를 만드는 것은 어렵지 않지만 작업을 시작하기 전에 몇 가지 사실을 연구해야 합니다.

블레이드가 길수록 바람이 가장 약한 경우에도 쉽게 움직일 수 있습니다. 그러나 길이가 길수록 윈드 휠의 회전 속도가 느려집니다.
윈드 휠의 감도는 블레이드 수의 영향도 받습니다. 블레이드 수가 많을수록 회전을 시작하기가 더 쉽습니다. 동시에 전력 및 속도 표시기가 감소하므로 이러한 장치는 전기를 생성하는 데 적합하지 않지만 리프팅 작업에는 적합합니다.
장치에서 발생하는 소음 수준은 윈드 휠의 직경과 회전 속도에 따라 다릅니다. 이것은 주거용 건물 근처에 풍력 터빈을 설치할 때 고려해야 합니다.
바람으로부터 더 많은 에너지를 얻을 수 있는 것은 풍차를 지상에서 가능한 한 높게(최적 6~15m) 설치하는 것입니다. 따라서 종종 건물의 지붕이나 높은 마스트에 설치가 이루어집니다.

단계적으로 블레이드 생성

블레이드를 직접 설계할 때는 다음을 고려하십시오.

먼저 블레이드의 모양을 결정해야 합니다. 가정용 수평 풍력 발전기의 경우 날개 모양이 더 성공적인 것으로 간주됩니다. 구조로 인해 공기 저항이 적습니다. 이 효과는 요소의 외부 및 내부 표면의 면적 차이로 인해 발생하므로 측면의 기압 차이가 있습니다. 돛 모양은 더 많은 항력을 가지므로 덜 효율적입니다.

다음으로 블레이드 수를 결정해야 합니다. 바람이 일정한 지역의 경우 고속 풍력 터빈을 사용할 수 있습니다. 최대 엔진 회전을 위해 이러한 장치에는 2-3개의 블레이드가 충분합니다.이러한 장치를 조용한 지역에서 사용하면 효과가 없고 조용한 날씨에는 단순히 유휴 상태가 됩니다. 3날 풍력발전기의 또 다른 단점은 헬리콥터처럼 들리는 높은 소음 수준입니다. 이 설치는 인구 밀도가 높은 주택 근처에서 권장되지 않습니다.

흥미롭습니다.정확한 계산을 통해 블레이드가 1개 또는 2개 또는 3개인 풍력 발전기는 성공적으로 전기를 생성할 수 있습니다. 그리고 블레이드가 하나만 있으면 장치는 가장 미미한 풍속에서도 작동합니다!

풍력 장치의 전력 계산. 전력은 날씨와 바람의 움직임에 직접적으로 의존하기 때문에 정확한 수치를 계산하는 것은 불가능합니다. 그러나 윈드 휠의 직경과 블레이드 수와 장비의 출력 사이에는 직접적인 관계가 있습니다.

표의 데이터를 처리하고 관계를 이해하면 올바른 나선형 휠 생성을 사용하여 미래 설계의 힘에 영향을 줄 수 있습니다.

블레이드를 만들기 위한 재료 선택. 블레이드를 만들기 위한 재료의 선택은 PVC, 유리 섬유, 알루미늄 등 매우 넓습니다. 그러나 각각 장단점이 있습니다. 재료 선택에 대해 더 자세히 살펴 보겠습니다.

PVC 파이프 블레이드

파이프의 올바른 크기와 두께를 선택하면 결과 휠의 강도와 효율성이 높아집니다. 강한 돌풍으로 인해 두께가 충분하지 않은 플라스틱은 하중을 견디지 못하고 작은 조각으로 부서질 수 있음을 명심해야 합니다.

디자인을 확보하기 위해서는 칼날의 길이를 줄이고 개수를 6개로 늘리는 것이 좋다.이러한 수의 부품을 얻으려면 하나의 파이프로 충분합니다.

블레이드를 만들려면 최소 벽 두께가 4mm이고 직경이 160mm인 파이프를 가져와 기성품 템플릿과 마커를 사용하여 미래 요소를 표시해야 합니다.

독립적 인 계산에서 실수를 피하려면 인터넷에서 쉽게 찾을 수있는 기성 템플릿을 사용하는 것이 좋습니다. 이 문제에 대한 특별한 지식 없이는 할 수 없기 때문입니다.

파이프를 절단한 후 결과 요소는 사포질하고 가장자리에서 둥글게 처리해야 합니다. 블레이드를 연결하기 위해 충분한 두께와 강도로 수제 강철 어셈블리가 만들어집니다.

알루미늄 블레이드

이러한 블레이드는 더 강하고 무거워지며, 이는 프로펠러를 고정하는 전체 구조가 더 크고 안정적이어야 함을 의미합니다. 차후의 휠 밸런싱 역시 주의를 기울여 다루어야 합니다.

제시된 템플릿에 따르면 6개의 동일한 요소가 알루미늄 시트에서 절단되며 내부에는 추가 고정을 위해 나사산 부싱을 용접해야 합니다.

스터드는 블레이드에 준비된 부싱에 연결될 연결 노드에 용접되어야 합니다.

이러한 블레이드의 공기역학적 특성을 개선하려면 올바른 모양을 제공해야 합니다. 이렇게하려면 스크롤 축과 공작물의 세로 축 사이에 10도 각도가 형성되도록 얕은 홈으로 굴려야합니다.

이 소재의 장점은 무게와 강도의 최적 비율과 공기역학적 특성입니다. 그러나 유리 섬유로 작업하려면 특별한 기술과 큰 전문성이 필요하므로 집에서 그러한 제품을 만들기가 어렵습니다.

그건 중요해:풍력 터빈의 원활한 작동과 긴 수명을 위해서는 유능한 관리가 필요합니다. 몇 가지 규칙적인 조치로 수제 장치를 10년에서 15년 동안 사용할 수 있습니다. 이러한 조치에는 움직이는 부품 윤활, 블레이드 및 베어링 손상 검사, 모든 메커니즘의 부식 방지, 볼트 조정 및 금속 부품 페인팅이 포함됩니다.

윈드 휠의 자체 조립에 가장 적합한 재료는 PVC 파이프라는 결론을 내릴 수 있습니다. 그것은 강도, 가벼움 및 우수한 공기 역학적 특성을 결합합니다. 또한 이것은 매우 저렴한 재료이며 초보자조차도 작업에 대처할 수 있습니다.

이것으로부터 동영상자신의 손으로 풍력 터빈용 블레이드를 만드는 방법을 배웁니다.

인터넷을 검색하고 살펴보면 많은 사람들이 플라스틱 파이프로 집에서 만든 풍력 터빈용 블레이드를 만듭니다. 글쎄, 이것은 하수관이 이러한 목적에 적합하고 사용 가능하고 저렴하기 때문에 이해할 수 있습니다. 그러나 물론 전부는 아니므로 회색 파이프는 빠르게 변형되고 매우 약하기 때문에 특별히 선호되지 않습니다. 붉은 색 파이프가 가장 적합하며 모양이 유지되고 강도가 좋습니다. 최고의 파이프는 순수한 PVC로 만들어 지지만 이제는 점점 더 많은 파이프가 PVC로 만들어지며 풍력 터빈 블레이드에도 적합하지 않은 폴리 프로필렌 및 기타 것들이 있습니다.

글쎄요, 사람들의 가장 큰 실수는 아무런 계산 없이 블레이드를 제작하고 발전기에 장착하는 것이고, 결국 블레이드는 풍력 에너지를 변환하는 풍력 발전기의 일부이며, 얼마나 잘 하느냐에 달려 있습니다. 풍력 발전기의 전체 KIEV(풍력 에너지 사용 계수).

PVC 파이프의 블레이드를 계산하기 위해 간단하지만 효과적인 프로그램을 Excel 형식으로 만들었습니다. 이 프로그램에서는 특정 발전기의 나사를 쉽게 계산할 수 있습니다. 미래 블레이드의 좌표를 입력하면 필요한 모든 프로펠러 매개변수가 어떻게 변경되는지 확인할 수 있습니다. 이러한 매개변수는 다양한 풍속, KIEV, 토크, 시작 및 기타 매개변수에서의 회전입니다.

그러나 많은 사람들이 눈으로 블레이드를 자르고 블레이드 아래의 스크린샷과 같이 KIEV를 분석한 프로그램의 도움으로 정확히 이 모양의 파이프에서 블레이드를 보는 경우가 많습니다.

이러한 블레이드는 종종 만들어지며 이것이 가장 간단합니다. 파이프에 모든 것을 두 줄로 그리고 잘라내고 가장자리를 처리하면 끝입니다. 그러나 그러한 블레이드의 KIEV는 작은 파이프 직경을 위한 3개 블레이드 버전에서 모두 0.2입니다. 블레이드의 수를 6, 8로 늘리면 성능은 더 좋아지지만 속도는 줄어들고, 아시다시피 각 풍속에서 가능한 최고 속도로 블레이드의 최대 출력이 필요합니다.

아래는 그러한 블레이드의 스크린샷입니다.

다음은 직경이 1.2m이고 3.8의 속도에서 최대 출력을 가진 110번째 파이프의 3날 프로펠러입니다.

그리고 이것은 이미 6 개의 블레이드이며 결과가 조금 더 좋습니다.

또한 이 원리에 따라 절단된 160번째 파이프의 나사도 낮은 KIEV와 속도를 갖는다.

블레이드가 6개이면 더 좋습니다.

예를 들어 직경을 1.7m로 늘리고 볼 수도 있습니다.

예를 들어 320mm 파이프에서와 같이 더 큰 직경의 파이프에서 절단된 대형 나사의 성능이 향상되었습니다.

그리고 여기에 직경 320mm의 마지막 파이프가 있는 엑셀이 있습니다 - rasshet3D2.5Z5.5T3200mm.xls

범용 블레이드.

특히 상대적으로 높은 KIEV로 칼날을 자르고 싶은 분들을 위해 프로그램의 도움으로 어떤 만능 칼날을 꺼냈습니다. 조금 더 어렵게 커팅되지만 KIEV와 속도가 더 높습니다. 파이프 직경이 110-160인 경우 이러한 블레이드의 KIEV는 0.27-0.33이고 속도는 Z3.5-5.5이지만 대형 프로펠러에서는 KIEV가 0.4를 초과하고 속도가 증가합니다.

다음은 110번째 파이프와 160번째 파이프의 스크린샷입니다. 칼날을 늘리면 KIEV가 약간 떨어집니다.

다음은 이 블레이드의 엑셀입니다 - rasshet3D1500.xls

프로그램없이 그러한 칼날을 자르는 방법.

이러한 블레이드는 계산기를 사용하여 매우 쉽게 계산됩니다. 모든 계산은 파이프의 지름을 기준으로 합니다. 먼저 파이프 직경을 5로 나누어야 합니다(예: 110번째 파이프 110:5=22mm 및 160번째 파이프 160:5=32mm).

22*2=44mm, 블레이드 루트로부터의 거리 0%,

두 번째 22*488mm, 간격 15%,

세 번째 22*2.5=55mm, 거리 50%,

네 번째 22*2=44mm, 거리 100% 팁.

이 모든 지점을 연결해야 하며 이것이 블레이드의 전면이 됩니다. 날을 고정하려면 날을 고정하기 위한 구멍이 뚫린 다른 선을 그려야 합니다. 이 선은 첫 번째 선에서 22mm 뒤로 그려집니다.

절단 후 블레이드의 모서리는 블레이드의 길이를 따라 모든 각도가 계산된 각도와 일치하는 방식으로 모서리 처리를 고려하기 때문에 이러한 방식으로 블레이드의 모서리를 처리해야 합니다.

아래 그림에서 이 작업을 수행하는 방법을 보여 주려고 했습니다. 위에서 쓴 것처럼 지름을 기준으로 삼고 5로 나누면 결과 그림을 조건부로 X로 지정할 수 있습니다. 또한 그림의이 문자에서 숫자가 있으며 이것은 X를 곱해야 하는 백분율입니다.

그런 다음 이러한 좌표를 얻습니다.

첫 번째 줄은 0이고 이것은 미래 블레이드의 후면입니다.

그런 다음 0%의 루트에서 첫 번째 점은 다음과 같이 표시될 수 있습니다. 점 A-X-1-0%, 여기서 A는 점, X는 직경을 5로 나눈 숫자, 1은 승수, 0 루트 블레이드로부터의 거리 - 블레이드 길이에 따른 반경입니다.

블레이드 부착 라인.

A-X-1-0% = 22mm, 블레이드 반경 0mm

B-X-4-15% = 88mm, 블레이드 반경 112.5mm

V-X-2.5-50% = 55mm, 블레이드 반경 375mm

G-X-1-100% = 22mm, 블레이드 반경 750mm

블레이드 라인.

D-X-0.5 = 11mm

E-X-0.5 = 11mm

맨 앞줄에서 11mm 뒤, 앞쪽으로 칼날을 부착하기 위한 선입니다.

모든 것이 명확하기를 바랍니다. 이 범용 베인은 다양한 파이프 직경에 적합하며 베인 길이를 늘리거나 줄일 수 있습니다. 110mm 파이프에서 직경이 최대 1.5m인 나사를 만들 수 있습니다. 그러면 블레이드가 매우 약해질 것입니다. 160~1.8m 등 동시에 파이프 직경과 나사 크기가 클수록 KIEV가 더 좋습니다.

그러나 물론 발전기와 원하는 풍속을 개별적으로 계산하는 것이 좋습니다. 그리고 이것이 가능하지 않다면 이 범용 블레이드를 사용할 수 있으며 절단 방법만 기억하면 됩니다. 나는 이미 110 번째 파이프에서 1.3m 직경의 프로펠러를 테스트했으며 4 개의 블레이드가 있으며 잘 작동하며 수완이 있습니다.

나는 깡통으로 풍력 발전기 나사를 만들기로 결정했습니다. 이전에 포럼 회원 중 한 사람의 조언에 따라 이미 자동 발전기에서 풍차 나사를 만들었습니다. 나사는 두 번 접힌 아연 도금 시트로 만들어졌으며 직경은 1.7m, 세 날이었습니다. 넓은 블레이드는 350mm 파이프처럼 구부러져 있습니다. 나사는 눈에 띄게 작동했고 매우 단단했으며 블레이드 하나의 무게는 860g이었습니다. 그러나 강한 바람에 하나의 칼날이 구부러져 돛대에 부딪혀 두 개의 칼날이 남았습니다. 프로펠러가 엄청난 속도를 내는데 블레이드의 불균형으로 인한 진동이 심해서 이 프로펠러를 제거했습니다.

몇 주 전에 나는 태양 전지판을 돕기 위해 풍력 터빈 중 하나를 설치했습니다. 나는 내가 찾은 블레이드, 160 번째 파이프의 블레이드 두 개와 아연 도금 시트의 두 블레이드를 넣었습니다. 나사가 제대로 작동하는 것 같았지만 일반 나사를 만들어 빠르고 좋은 시작 순간을 제공하고 싶었습니다. 아래 그림은 날개가 조립식으로 된 풍차인데, 품질은 물론 역겹지만 보이는 것은 분명하다고 생각합니다.

속도 5-6의 파이프 110.160mm는 프로그램에서 좋은 시작 순간을 보여주고 싶지 않았고 더 큰 직경의 파이프를 찾는 것이 문제였습니다. PVC 파이프로 만들어진 블레이드를 계산하는 프로그램에서 좋은 결과는 파이프 250.315mm로 주어졌으며 시작 모멘트가 높고 KIEV로 속도가 빠릅니다.

그런 다음 전문 바닥재로 집을 덮은 후 남은 전문 바닥재 조각으로 더 정확하게는 주석으로 블레이드를 만들기로 결정했습니다. 이전에는 프로그램에서 발전기용 315번째 파이프의 나사를 조정했습니다. 3 블레이드 프로펠러는 직경이 1.5m, KIEV 5-7이 높은 속도, 5m / s에서 시작 토크가 0.25Nm로 밝혀졌습니다. 아래는 블레이드 계산을 위한 프로그램의 스크린샷입니다.

여기에서 프로펠러 절단 데이터는 모두 밀리미터 단위의 치수이며, 이에 따라 블레이드를 더 만들었습니다.

전문 바닥재 조각에서 적당한 작은 조각 세 개를 골라 75cm 그라인더로 자릅니다. 그런 다음 망치를 사용하여 프로파일을 일종의 매끄러운 시트로 곧게 펴기 시작했습니다. 나는 즉시 1cm 그립으로 뒤쪽 가장자리를 접었습니다.

다음으로 공작물에 프로그램의 치수를 설명하고 블레이드를 절단할 전선을 그렸습니다. 나는 강성을 위해 앞 부분을 구부릴 것이기 때문에 치수에 1cm를 추가했습니다. 사진 아래에서 펜치로 깡통을 구부릴 선을 볼 수 있습니다. 깡통의 두께는 0.6mm인데 일반 가위로 잘라냈는데 그라인더가 아니라 더 부드럽고 편해요.

블레이드의 가장자리를 구부리는 과정. 밑단은 펜치로 만든 다음 망치로 두드립니다.

나머지 블레이드의 제조 공정은 동일합니다. 하나의 블레이드에 대해 약 20분의 작업이 소요되었고 결과적으로 우리는 여전히 평평한 블레이드를 얻었습니다.

블레이드를 뒤에서 보면 이런 모습입니다.

다음으로 망치로 세로로 두드려 315번 파이프와 비슷한 홈 모양을 블레이드에 부여했습니다. 대충 추측하기 위해 바닥에 지름 320mm의 원을 그려서 안내해 주었다. 칼날의 뿌리 부분을 3cm로 하고 칼날을 함께 접어 영점선을 따라 구멍을 뚫었습니다. 직경 6mm의 드릴 구멍.

뒤에서 봅니다.

그래서 1시간 30분 정도 시간을 들여 풍력발전기용 블레이드를 만들었습니다. 물론 블레이드는 연약한 것으로 판명되었지만 실습에서 알 수 있듯이 이러한 블레이드는 최대 15m/s의 바람을 견딜 수 있습니다. 다음으로 합판에서 허브를 자르고 이미 완성된 나사를 조립했습니다.

아래는 이미 풍력 발전기에 있는 이 나사의 사진입니다.

풍력 터빈에 설치한 후 새 프로펠러는 즉시 좋은 면을 보여주었습니다. 거리에는 약 3~6m/s의 바람이 불었고 나사는 눈에 띄게 빠른 속도로 잘 돌고 있었다. 풍속의 변화에 즉각적으로 반응하여 멈추지 않고 회전합니다. 그 앞에서 처음에는 조립식 4 블레이드 프로펠러가 녹았지만 어떻게 든 그는 고속을 얻지 못했습니다. 그런 다음 두 개의 주석 날을 제거했고 150번째 파이프에서 두 개의 날이 남아 있었습니다. 발전기의 권선을 삼각형으로 연결했는데 이 형태로 풍차는 2날 프로펠러로 작동했는데 프로펠러가 주기적으로 멈추고 시동이 안걸렸다. 충전 전류는 불안정했지만 오늘의 바람이 불면 4A에 도달했습니다.

새로운 3 블레이드 프로펠러를 사용하면 충전이 거의 일정하며 0.5-1A가 2A로 증가하면서 전류계에서 지속적으로 볼 수 있습니다. 바람이 더 강해지겠지만 나쁘지 않은지 봅시다. 속도로 인해 충전이 멈추지 않고 나사가 쉽게 시동되는 것이 제가 하고 싶었던 것입니다. 그리고 나사의 강도는 충분하다고 생각하지만 시간이 말해줄 것입니다. 인터넷에서 주석으로 만든 풍력발전기용 나사를 본적이 없고 물론 PVC관으로도 강도면에서 비교할 수 없지만 대구경의 하수관을 구하는 것이 문제일 때 이것도 탈출구입니다.

풍력 터빈용 DIY PVC 블레이드

PVC 블레이드가볍고 저렴하며 빠르고 쉽게 제조할 수 있습니다. 어떻게 만들 것인가?

풍력 에너지, 대체 에너지, 풍력 발전기, DIY 풍차, 터빈

올바른 크기를 선택하십시오.

먼저 필요한 블레이드 크기를 스스로 결정해야 합니다. 그런 다음 상점에 갈 수 있습니다. 블레이드와 동일한 길이의 파이프를 구입해야 한다는 것은 말할 필요도 없습니다. 파이프 직경은 블레이드 길이보다 5배 작아야 합니다. 예를 들어, 50cm 블레이드의 경우 직경 10cm의 파이프를 구입해야 하며 파이프 한 조각으로 4개의 블레이드를 만들 수 있습니다.

그래서 집에 PVC 파이프를 가져 왔습니다. 제 예에서는 50cm 블레이드의 경우 다음과 같습니다.

PVC 파이프를 표시하십시오.

첫 번째 단계는 파이프를 세로로 네 개의 동일한 섹션으로 자르는 것입니다. 도구 없이는 파이프의 원통형 표면을 표시하기가 어렵습니다. 큰 종이를 가져다가 파이프 주위에 단단히 감싸는 것이 가장 좋습니다. 시트의 가장자리는 파이프에 직선을 그리는 데 도움이 됩니다. 시트의 너비는 둘레와 같습니다. 그런 다음 종이를 반으로 접고 파이프 둘레의 절반을 표시하십시오. 마지막으로 시트를 4등분합니다. 이 방법을 사용하면 파이프의 전체 길이를 따라 정확하게 직선을 그릴 수 있습니다. 이제 톱을 가지고 파이프를 두 부분으로 자릅니다.

(대체 에너지, 풍력 발전기, DIY PVC 블레이드, PVC 파이프 블레이드, DIY 블레이드, 풍력, DIY 풍차)