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Generador de viento vertical hágalo usted mismo: cómo ensamblar una turbina eólica con un eje de rotación vertical
Generador de viento vertical hágalo usted mismo: cómo ensamblar una turbina eólica con un eje de rotación vertical
El viento tiene increíbles capacidades energéticas. La falta de uso de su poderoso potencial debe reconocerse de manera segura como un desperdicio irrazonable. Pero puede construir fácilmente un generador eólico vertical con sus propias manos y recibir energía prácticamente gratuita para cubrir las necesidades domésticas. Esto es bastante real, ¿de acuerdo?
El artículo presentado ayudará a comprender en detalle un problema técnico complejo. La información accesible y sistematizada presentada con gran detalle ilumina el principio de funcionamiento de los sistemas populares que procesan la energía de las masas de aire en electricidad.
Sin duda, se dejará llevar por la idea de crear un molino de viento, cuyos detalles del ensamblaje se describen en el artículo. Examinamos en detalle diferentes tipos de generadores eólicos verticales, tocando sus diferencias, ventajas y desventajas. La parte de texto del material se complementa perfectamente con fotos e instrucciones en video.
Ventajas y principio de funcionamiento de los molinos de viento.
Ventajas y principio de funcionamiento de los molinos de viento.
Generador vertical moderno: una de las opciones energía alternativa para el hogar. La unidad puede convertir las ráfagas de viento en un recurso energético. Para un funcionamiento correcto, no necesita dispositivos adicionales que determinen la dirección del viento.
Un generador de viento de tipo rotativo es muy fácil de hacer con sus propias manos. Por supuesto, no podrá hacerse cargo de la provisión de una cabaña privada de gran tamaño con energía, pero puede hacer frente perfectamente a la iluminación de las dependencias, los senderos del jardín y el área contigua de la casa.
El dispositivo de tipo vertical funciona a baja altitud.Para su mantenimiento, no se necesitan varios dispositivos que garanticen la realización segura de trabajos de reparación y mantenimiento a gran altitud.
Un mínimo de partes móviles hace que la turbina eólica sea más confiable y operacionalmente estable. El perfil óptimo de las palas y la forma original del rotor proporcionan a la unidad un alto nivel de eficiencia, independientemente de la dirección en que sopla el viento en un momento dado.
Los modelos pequeños para el hogar consisten en tres o más palas livianas, capturan instantáneamente la ráfaga más débil y comienzan a girar tan pronto como la fuerza del viento excede los 1.5 m / s. Gracias a esta capacidad, su eficiencia a menudo excede la eficiencia de las plantas grandes que requieren un viento más fuerte.
El generador funciona de manera absolutamente silenciosa, no interfiere con los propietarios y vecinos, no crea emisiones dañinas a la atmósfera y sirve de manera confiable durante muchos años, suministrando energía con precisión a las instalaciones residenciales.
El generador vertical impulsado por el viento funciona según el principio de la levitación magnética. Durante la rotación de las turbinas, se generan fuerzas pulsadas y de elevación, así como la fuerza de frenado real. Los dos primeros rotan las cuchillas de la unidad. Esta acción activa el rotor y crea un campo magnético que genera electricidad.
Una turbina eólica con un eje de rotación vertical no es inferior en eficiencia a sus contrapartes horizontales. Además, no reclama la ubicación territorial y funciona completamente en casi cualquier lugar conveniente para los propietarios
El dispositivo funciona de manera completamente independiente y no requiere intervención del host en el proceso.
Clasificación vertical del generador
Clasificación vertical del generador
Hay alguna diferencia estructural entre las trampas de viento de tipo vertical. No mejora o empeora las unidades, sino que simplemente le permite elegir la opción más conveniente para realizar tareas específicas en un área en particular.
# 1: características de los sistemas ortogonales
# 1: características de los sistemas ortogonales
Estructuralmente, el generador de viento ortogonal consiste en un fuerte eje de rotación vertical y varias palas paralelas alejadas de la base central a cierta distancia.
El dispositivo no necesita mecanismos de guía adicionales y funciona normalmente, independientemente de la dirección del viento. Un eje principal ubicado verticalmente permite colocar el equipo de transmisión a nivel del suelo, lo que facilita enormemente la operación, reparación y mantenimiento.
Los nodos de referencia del generador ortogonal tienen una vida útil no muy alta. Esto se debe a las altas cargas dinámicas que el rotor ejerce sobre ellos durante la operación. Para que la instalación no falle prematuramente, todas las piezas de soporte deben inspeccionarse regularmente y reemplazarse oportunamente por otras dañadas por otras nuevas.
Las desventajas de los dispositivos ortogonales incluyen un sistema de cuchillas demasiado grande y baja eficiencia en comparación con la eficiencia de los módulos de eje horizontal.
La turbina eólica más simple para alimentar a los consumidores de baja potencia se puede ensamblar a partir de componentes terminados:
# 2: generadores de rotor Daria
# 2: generadores de rotor Daria
Un generador eólico equipado con un rotor Darier tiene un eje vertical de rotación y 2-3 aspas planas sin un perfil aerodinámico característico, fijado en la base y en la parte superior del eje de rotación.
La unidad en su trabajo no se enfoca en la fuerza o dirección del viento, tiene una alta velocidad de rotación y permite la ubicación de dispositivos de accionamiento en el suelo, lo que facilita y acelera el proceso de mantenimiento programado y posibles reparaciones.
Los grupos electrógenos de dos palas con un rotor Darier se activan solo por una fuerte ráfaga de viento. Con un flujo uniforme, no pueden comenzar solos
Los componentes de soporte y giratorios del dispositivo con el rotor Darier son vulnerables al aumento de las cargas dinámicas, y la eficiencia del sistema de cuchillas es inferior en muchos aspectos a las instalaciones horizontales axiales.
# 3: Unidades de rotor Savonius
# 3: Unidades de rotor Savonius
Una turbina eólica vertical con un rotor Savonius tiene un sistema de palas semicilíndricas y difiere de instalaciones similares en alto par de arranque y la capacidad de trabajar de manera efectiva en vientos de baja velocidad.
La potencia de los generadores eólicos verticales en el mercado con un rotor Savonius no supera los 5 kW. Los dispositivos rara vez se usan como una unidad de trabajo independiente, y se usan con mayor frecuencia para crear un par de arranque más alto para las unidades rotativas Darier
El complejo vertical con el rotor Savonius se reprocha con un mayor consumo de material y una menor eficiencia en comparación con los generadores eólicos de eje horizontal. Es por eso que el lanzamiento de equipos de alta potencia de esta clase no se considera aconsejable.
La siguiente selección de fotos lo familiarizará con los pasos para hacer un molino de viento Savonius:
Todos los detalles de este modelo de molino de viento Savonius, excepto un generador a 3200 rpm y 24 V, se hacen a mano.
# 4: turbina eólica con rotor de paletas múltiples y guía
# 4: turbina eólica con rotor de paletas múltiples y guía
Este tipo de instrumento es una versión mejorada del clásico generador de viento ortogonal. El complejo del rotor aquí consiste en palas dispuestas en dos filas.
La capa lobulada externa permanece estática y actúa como una paleta guía. Captura la corriente del viento, la captura, la comprime y de esta manera aumenta significativamente la velocidad real del viento.
La hilera interna de cuchillas es una estructura móvil, en la cual el flujo de aire de la primera instalación rotativa cae en cierto ángulo.
La eficiencia de un generador eólico que tiene un rotor de paletas múltiples con un sistema de guía hace que este dispositivo sea especialmente atractivo para los consumidores. Sin embargo, el costo de dicho equipo es bastante alto, y vale la pena un poco más que los dispositivos similares de una configuración más simple.
Los expertos llaman a este tipo de dispositivo el más eficiente en su clase y enfatizan que el diseño específico le permite trabajar incluso a las velocidades de viento más bajas posibles.
# 5: Caracterización de dispositivos con rotor helicoide
# 5: Caracterización de dispositivos con rotor helicoide
La turbina eólica helicoidal o el generador Gorlov es otra modificación del sistema de rotor ortogonal tradicional. Las cuchillas del modelo están torcidas en un arco. Esta característica de diseño permite captar rápidamente el flujo de aire y rotar suavemente sin sacudidas.
Este principio de funcionamiento reduce significativamente la carga dinámica en la base y los nodos móviles, lo que aumenta su vida útil.
Las máquinas de rotor de tipo helicoidal son muy confiables y soportan fácilmente cargas operativas significativas. Sin embargo, durante la operación, tales molinos de viento crean efectos de ruido pronunciados y producen ondas de sonido adicionales ubicadas en la región de onda corta del espectro de sonido.
Las palas de rotor giratorio para un molino de viento helicoidal están hechas con una tecnología muy progresiva pero compleja. Debido a esto, las unidades tienen un costo bastante alto y no son muy populares entre los consumidores privados.
# 6: características de los rotores de eje vertical
# 6: características de los rotores de eje vertical
La principal diferencia entre un generador axial vertical es sus palas colocadas verticalmente, que recuerdan el perfil de un ala de avión, cuyo eje es claramente paralelo al eje vertical. El diseño recuerda un poco al rotor Darier, pero en condiciones de producción se hace mucho más rápido y fácil.
Un generador con un rotor axial-vertical es mucho más rápido que dispositivos similares de esta clase, gana velocidad de operación y comienza a producir la energía requerida. El proceso se acompaña de un ligero efecto de sonido y no interfiere con los propietarios o vecinos de la instalación.
Las turbinas eólicas con un rotor de tipo vertical-axial son confiables y duraderas, soportan fácilmente cargas operativas significativas y no cuestan demasiado dinero. Estas cualidades los hacen relevantes para su uso no solo en usos industriales sino también domésticos.
Las características de la elección de generadores eólicos para una casa privada y una descripción general de las mejores ofertas se presentan en este articulo.
Molino de viento hecho a mano
Molino de viento hecho a mano
Crear un generador eólico con un eje vertical de rotación en casa con sus propias manos no es demasiado difícil. Es suficiente comprar los componentes necesarios, ensamblarlos en el orden correcto e instalar el módulo en el lugar seleccionado. Tan pronto como aparezca la brisa mínima, el producto funcionará y comenzará a dar a los propietarios la energía necesaria.
Paso 1: Adquisición de componentes y materiales.
Paso 1: Adquisición de componentes y materiales.
Para hacer un generador eólico vertical con sus propias manos, necesita tales componentes:
rotor - parte móvil de la unidad:
las cuchillas - partes que capturan el flujo del viento;
mástil axial - para sujetar el rotor y las palas (puede adoptar la forma de un poste largo, pirámide o trípode);
estator - Diseñado para colocar una bobina con un cable de cobre duradero;
bateria - capacidad de gran capacidad para acumular el recurso recibido;
inversor - un dispositivo para convertir corriente continua en corriente alterna;
el controlador - el dispositivo frena el generador, en el momento en que la unidad desarrolla la potencia real que excede la línea base.
Para la fabricación de cuchillas de láminas de plástico de calidad ligera adecuadas con un buen indicador de elasticidad. Otros tipos de materiales son demasiado susceptibles a diversos daños y deformaciones y simplemente no pueden hacer frente a una carga dinámica tan alta.
Al fabricar el dispositivo usted mismo, debe recordarse que los molinos de viento verticales de bricolaje son muy inferiores en potencia a las muestras de fábrica. Por lo tanto, para no decepcionarse con el diseño creado en el futuro, es mejor hacerlo de inmediato en términos de parámetros que son 2 veces más altos de lo necesario
Las cuchillas pequeñas pueden estar hechas de PVC de densidad media, y para piezas grandes y anchas necesitará el material más duradero que pueda soportar fuertes vientos que soplan a una velocidad de 15 m / sy superior durante mucho tiempo.
Paso 2: preparación de elementos
Paso 2: preparación de elementos
Para creando cuchillas Se cortan 4 partes verticales de un generador eólico vertical de una tubería de PVC de alta resistencia. Se cortan dos fragmentos semicirculares de estaño y se fijan a cada lado de la tubería. El radio de rotación de las partes de la cuchilla en este caso será de 690 mm, y la altura de cada cuchilla será de aproximadamente 700 mm.
Para ensamblar el sistema del rotor, se toman imanes de neodimio (6 piezas), discos de ferrita con un diámetro de 230 mm (2 piezas) y pegamento. Los imanes se colocan en el primer disco, alternando en polaridad y observando un ángulo de 60 grados entre ellos con un diámetro de 165 mm. El segundo disco se hace de la misma manera, y luego los imanes se llenan de pegamento.
Para el estator, se preparan 9 bobinas y se enrollan 60 vueltas de alambre de cobre con un diámetro de 1 mm en cada una de ellas.
La adhesión posterior se produce en el siguiente orden:
comienzo de 1 bobina con extremo 4;
comience 4 con el extremo 7 de la bobina.
La segunda fase se recopila según el mismo principio, pero comienzan a funcionar con 2 bobinas, y la tercera con 3 bobinas. Una forma especial está hecha de una hoja de madera contrachapada, la parte inferior está forrada con un trozo de fibra de vidrio y las fases soldadas de las bobinas se colocan en la parte superior.
Rellene la estructura con pegamento y déjelo durante 1-2 días, para que todos los detalles se aprovechen y tomen los lugares correctos. Luego proceden a unir las partes individuales en un solo sistema de trabajo.
Paso 3: ensamblar todas las piezas del generador
Paso 3: ensamblar todas las piezas del generador
Para conectar todos los elementos del generador en el rotor superior, se hacen 4 agujeros para los pernos. El rotor inferior se coloca imanes en el soporte. A continuación, se coloca el estator, después de hacer agujeros para fijarlo al soporte.
Los pernos descansan sobre la placa de aluminio y luego se cubren con un segundo rotor, colocándolo con imanes hacia abajo.
El proceso de montaje se realiza con cuidado y sin prisas. Los rotores deben estar alineados uno con respecto al otro, de modo que más adelante en el diseño no haya reacción (+)
Usando una llave, los espárragos se giran alternativamente para que el rotor superior descienda al rotor inferior de manera uniforme y sin sacudidas. Cuando toma su lugar, los espárragos se retuercen y se retiran las placas de aluminio. Al final, toda la estructura se fija con tuercas y se aprieta claramente, pero no demasiado apretado para no romper el hilo.
Paso 4: instalación final del hardware
Paso 4: instalación final del hardware
Para el mástil, toman una fuerte tubería de metal de 4-5 metros de largo y atornillan el generador ya ensamblado con él al tornillo. Luego fijan el marco con cuchillas de plástico al generador e instalan la estructura del mástil en un sitio preparado con una base reforzada de tres puntos.
Además, la posición del sistema se fija con un estiramiento.
Al instalar una turbina eólica, el mástil debe tomarse el mayor tiempo posible. Ella debe hacer un rotor por encima de la estructura más alta del área. Solo entonces el diseño puede funcionar eficientemente y producir la cantidad requerida de recursos
La red eléctrica al molino de viento está conectada en una secuencia determinada. El controlador recibe un recurso del generador y convierte la corriente alterna en corriente continua, que es necesaria para cargar la batería. Puede ensamble el controlador usted mismo según un esquema simplificado.
La batería acumula la energía liberada, y el inversor convierte la corriente continua en corriente alterna, que alimenta la mayor parte de los electrodomésticos y los sistemas de servicio doméstico.
En nuestro sitio hay una selección de artículos sobre la fabricación casera de varios tipos de generadores eólicos.
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Otra opción interesante para la construcción de un molino de viento vertical puede ser ensamblado a partir de materiales de desecho, gastando no más de 250 rublos en la compra de componentes adicionales. Los artesanos independientes necesitarán una rueda de bicicleta, otros 12 radios de bicicleta, un eje desde la rueda de bicicleta trasera con tres tuercas, una tira de acero, 11 placas de aluminio.
Todavía necesita 150 remaches, pernos M4 con tuercas en la cantidad de 18 piezas, pernos M6 con tuercas en la cantidad de 3 piezas, 27 arandelas más grandes y 24 pequeñas.
En resumen, la siguiente galería mostrará los pasos de montaje:
El siguiente video tutorial presentará todos los pasos en detalle:
Elegir un lugar para un generador eólico
Elegir un lugar para un generador eólico
Elegir el lugar correcto para instalar el generador eólico es un paso importante. Es mejor colocar el dispositivo en un punto máximo abierto y controlar cuidadosamente que no caiga por debajo del nivel de los edificios residenciales y agrícolas adyacentes. De lo contrario, los edificios se convertirán en un obstáculo para el flujo de aire y la eficiencia de la unidad disminuirá considerablemente.
Si el sitio va a un río o lago, el molino de viento se coloca en la orilla, donde los vientos soplan especialmente a menudo. Perfectamente ubicado para la ubicación de las elevaciones de generadores disponibles en el territorio, o grandes espacios vacíos que no tienen barreras artificiales o naturales para el flujo de aire.
Cuando la propiedad inmobiliaria residencial (casa, casa de campo, apartamento, etc.) se encuentra en la ciudad o fuera de la ciudad, pero en lugares de desarrollo denso, el complejo de energía eólica se coloca en el techo.
Para colocar el generador en el techo de un edificio de apartamentos, toman el consentimiento por escrito de los vecinos y reciben el permiso oficial de las autoridades pertinentes.
Al instalar un generador vertical en el techo de un edificio de apartamentos, debe recordarse que la unidad es bastante ruidosa y puede causar molestias tanto a los propietarios como a otros residentes. Por lo tanto, debe colocar el dispositivo más cerca del centro del techo para que los propietarios de apartamentos en los pisos superiores no sufran el fuerte zumbido emitido por el molino de viento durante el funcionamiento.
En una casa privada con un gran jardín, elegir un lugar adecuado es mucho más fácil. Lo principal a considerar es que la estructura se encuentra a una distancia de 15-25 metros de las viviendas. Entonces los efectos de sonido de las cuchillas giratorias no molestarán a nadie.
Mantenimiento vertical
Mantenimiento vertical
Para que el generador de viento vertical funcione de manera eficiente, clara y tan eficiente como sea posible, todas las partes móviles de la estructura deben lubricarse. Tal procedimiento se lleva a cabo al menos 2 veces durante todo el año calendario.
Al mismo tiempo, durante el mantenimiento, apriete las tuercas sueltas durante el funcionamiento, fortalezca las conexiones eléctricas, verifique la corrosión de los componentes mecánicos, apriete los cables de tensión sueltos e inspeccione cuidadosamente las cuchillas por roturas o daños.
En invierno, las instalaciones verticales necesitan cuidados especiales. Durante las heladas, las cuchillas se cubren con una corteza de hielo y se deben limpiar de manera oportuna para que la velocidad de torque se mantenga al nivel adecuado.
Las piezas se pintan según sea necesario y, una vez al año, realizan un examen completo de toda la estructura en busca de mal funcionamiento. Tal cuidado asegura el correcto funcionamiento de la turbina eólica y extiende su período de funcionamiento.
Evaluación de la viabilidad de la instalación.
Evaluación de la viabilidad de la instalación.
Antes de continuar con la fabricación de un generador eólico de tipo vertical, estudian la situación climática en su región e intentan determinar si la unidad puede proporcionar la cantidad necesaria de recursos.
Los expertos recomiendan evaluar los siguientes parámetros:
cantidad de días ventosos - tome el valor promedio del año en que la ráfaga excede los 3 m / s;
volumen de electricidadconsumido por día por la propiedad de la vivienda;
lugar adecuado en una zona privada para equipos eólicos.
El primer indicador se aprende de los datos obtenidos en la estación meteorológica más cercana o que se encuentran en Internet en los portales respectivos. Además, se verifican con publicaciones geográficas impresas y forman una imagen completa de la situación con el viento en su región.
Las estadísticas no se toman en un año, sino en 15-20 años, solo entonces las cifras promedio serán lo más correctas posibles y mostrarán si el generador puede satisfacer completamente la necesidad de electricidad del hogar o si es suficiente energía para satisfacer las necesidades individuales del hogar.
Si el propietario tiene a su disposición una gran parcela de tierra ubicada en una pendiente, cerca de la orilla del río o en un espacio abierto, no habrá problemas con la instalación.
Cuando la casa se encuentra en las profundidades del pueblo, y el patio es de tamaño compacto y está muy cerca de los edificios vecinos, será difícil instalar un modelo vertical de una turbina eólica con sus propias manos. La estructura tendrá que elevarse a 3-5 metros del suelo y reforzarse adicionalmente para que no caiga con una fuerte precipitación.
Toda esta información debe tenerse en cuenta en la etapa de planificación, de modo que quede claro si el generador eólico podrá asumir el suministro total de energía o si su papel permanecerá en el marco de la fuente de energía auxiliar. Es preferible realizar cálculo del molino de viento.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El video n. ° 1 muestra cómo hacer un generador de viento vertical con un sistema rotativo Darier con sus propias manos en casa. El video ilustra las características y los matices curiosos del proceso de ensamblaje. Existe una definición de la potencia máxima de la unidad fabricada:
Cómo funciona el generador de viento vertical y en qué medida genera energía, se mostrará el video # 2. Proporciona una descripción detallada del módulo y una descripción del trabajo sobre la medición correcta de la potencia real y otros parámetros:
El video 3 muestra cómo probar un generador eólico improvisado de tipo vertical. ¿Qué es un dispositivo hecho a mano con materiales improvisados capaces de:
Una fuente de energía alternativa tan moderna y práctica como los molinos de viento verticales es fácil de montar con sus propias manos. Con la experiencia comercial adecuada, cada parte se puede fabricar y luego todos los componentes se combinan en un diseño único e integral.
Si no desea complicar la tarea, es bastante apropiado comprar componentes prefabricados en casa, sin prisas ni complicaciones, para montar una turbina eólica confiable que pueda garantizar el suministro ininterrumpido de electricidad a la sala de estar.
Cuando en sus habilidades no hay certeza absoluta, es mejor confiar el trabajo a profesionales. Harán todo muy rápidamente y en total conformidad con los requisitos operativos básicos.
¿Tiene experiencia en la construcción y operación de un generador eólico? Comparta información con nuestros lectores, sugiera su forma de ensamblar la unidad. Puede dejar comentarios y agregar fotos caseras en el siguiente formulario.
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