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El uso de fuentes de energía alternativas es una de las principales tendencias de nuestro tiempo. La energía eólica limpia y asequible se puede convertir en electricidad incluso en su hogar, si construye una turbina eólica y la conecta a un generador.

Puede construir palas para un generador de viento con sus propias manos de materiales ordinarios, sin usar equipo especial. Le diremos qué tipo de cuchillas son más eficientes y le ayudaremos a encontrar el dibujo correcto para una planta de energía eólica.

¿Cómo funciona un simple generador de viento?

Generador eólico: un dispositivo que le permite convertir la energía eólica en electricidad.

El principio de su funcionamiento reside en el hecho de que el viento hace girar las cuchillas, impulsa el eje, a través del cual la rotación ingresa al generador a través de una caja de engranajes, lo que aumenta la velocidad.

El trabajo de la planta de energía eólica es estimado por KIEV - la utilización de la energía eólica. Cuando la rueda de viento gira rápidamente, interactúa con una gran cantidad de viento, lo que significa que le quita más energía.

Se dividen dos tipos principales de generadores eólicos:

  • Vetrikalnye;
  • horizontal

Los modelos orientados verticalmente se construyen de modo que el eje de la hélice sea perpendicular al suelo. Por lo tanto, cualquier movimiento de masas de aire, independientemente de la dirección, pone la estructura en movimiento.

Esta versatilidad es una ventaja de este tipo de aerogenerador, pero pierden ante los modelos horizontales en términos de productividad y eficiencia operativa.

Un generador de viento horizontal se asemeja a una veleta. Para rotar las cuchillas, el diseño debe girarse en la dirección correcta, dependiendo de la dirección del movimiento del aire.

Para controlar y detectar cambios en la dirección del viento, instale dispositivos especiales. La eficiencia con esta disposición del tornillo es mucho mayor que con la orientación vertical. En uso doméstico es más racional utilizar generadores eólicos de este tipo.

¿Cuál es la mejor forma de la cuchilla?

Uno de los elementos principales de un generador eólico es un conjunto de palas.

Hay una serie de factores asociados con estos detalles que afectan la eficiencia de un molino de viento:

  • peso
  • tamaño
  • forma
  • material
  • la cantidad de.

Si decide diseñar las palas para un molino de viento improvisado, asegúrese de considerar todos estos parámetros. Algunos creen que cuantas más alas tenga el tornillo del generador, más energía eólica se puede obtener. En otras palabras, cuanto más mejor.

Sin embargo, esto está lejos de ser el caso. Cada parte individual se mueve, superando la resistencia del aire. Por lo tanto, una gran cantidad de cuchillas en el tornillo requiere más energía eólica para hacer una vuelta.

Además, demasiadas alas anchas pueden causar la formación del llamado "casquillo de aire" delante de la hélice, cuando el flujo de aire no pasa a través del molino de viento, sino que se dobla a su alrededor.

La forma es de gran importancia. Depende de la velocidad del tornillo. La envoltura pobre causa remolinos que inhiben la rueda de viento

El más eficaz es un aerogenerador de una pala. Pero construirlo y equilibrarlo con tus propias manos es muy difícil. El diseño es poco fiable, aunque con una alta eficiencia. De acuerdo con la experiencia de muchos usuarios y fabricantes de aerogeneradores, el modelo más óptimo es un modelo de tres palas.

El peso de la cuchilla depende de su tamaño y del material con el que se fabricará. El tamaño debe seleccionarse cuidadosamente, guiándose por fórmulas para cálculos. Los bordes se tratan mejor de modo que en un lado hay un redondeo, y el lado opuesto es agudo

La forma correcta de la pala para el generador de viento es la base de su buen trabajo.

Para hacer en casa, estas opciones son adecuadas:

  • tipo de vela
  • tipo de ala

Las palas de un tipo de vela son simples bandas anchas, como en un molino de viento. Este modelo es el más obvio y fácil de fabricar. Sin embargo, su eficiencia es tan baja que esta forma prácticamente no se utiliza en los aerogeneradores modernos. La eficiencia en este caso es de alrededor del 10-12%.

Una forma mucho más eficiente son las cuchillas del perfil de ala. Se trataba de los principios de la aerodinámica, que llevan al aire enormes aviones. Un tornillo de esta forma se acciona más fácilmente y gira más rápido. El flujo de aire reduce dramáticamente la resistencia que un molino de viento encuentra en su camino.

El perfil correcto debe parecerse al ala de un avión. Por un lado, la hoja tiene un engrosamiento, y por el otro, un suave descenso. Las masas de aire fluyen alrededor de una pieza de esta forma muy suavemente.

La eficiencia de este modelo alcanza el 30-35%. La buena noticia es que puede construir una hoja de ala con sus propias manos usando un mínimo de herramientas. Todos los cálculos y dibujos básicos se pueden adaptar fácilmente a su molino de viento y utilizar energía eólica libre y limpia sin restricciones.

¿Qué hacen las cuchillas en casa?

Los materiales adecuados para construir un generador de viento son, sobre todo, plástico, metales ligeros, madera y una solución moderna: fibra de vidrio. La pregunta principal es cuánto trabajo y tiempo está dispuesto a gastar en hacer un molino de viento.

Tubería de PVC para alcantarillado

El material más popular y ampliamente utilizado para la fabricación de cuchillas de plástico para un generador eólico es una tubería de alcantarillado de PVC ordinaria. Para la mayoría de los generadores domésticos con un diámetro de tornillo de hasta 2 m, un tubo de 160 mm será suficiente.

Las ventajas de este método incluyen:

  • bajo precio;
  • disponibilidad en cualquier región;
  • simplicidad de trabajo;
  • Un gran número de esquemas y dibujos en internet, una gran experiencia.

Las tuberías son diferentes. Esto es conocido no solo por quienes fabrican plantas de energía eólica improvisadas, sino por todos los que se han encontrado con la instalación de un sistema de alcantarillado o de una red de suministro de agua. Se diferencian en grosor, composición, fabricante. La tubería es económica, por lo que no intente reducir aún más el costo de su molino de viento, ahorre en las tuberías de PVC.

El mal material de la tubería de plástico puede rajar las cuchillas durante la primera prueba y todo el trabajo se realizará en vano.

Primero tienes que decidir sobre el patrón. Hay muchas opciones, cada forma tiene sus propias ventajas y desventajas. Puede tener sentido experimentar primero antes de recortar la versión final.

Dado que el precio de las tuberías es bajo, y puede encontrarlas en cualquier ferretería, este material es perfecto para los primeros pasos en el modelado de las cuchillas. Si algo sale mal, siempre puedes comprar otro tubo y probarlo primero, la billetera no sufrirá mucho por tales experimentos.

Los usuarios experimentados de energía eólica han notado que es mejor usar tubos de color naranja en lugar de grises para hacer palas para un generador de viento. Mantienen mejor su forma, no se doblan después de la formación del ala y duran más.

Los diseñadores aficionados prefieren el PVC, ya que durante la prueba una cuchilla rota puede ser reemplazada por una nueva, hecha en 15 minutos en el momento con una pieza adecuada. Simple y rápido, y lo más importante - disponible.

Aluminio - delgado, ligero y caro

El aluminio es un metal ligero y duradero. Se utiliza tradicionalmente para la fabricación de palas para aerogeneradores. Debido al bajo peso, si le da a la placa la forma deseada, las propiedades aerodinámicas del tornillo estarán en su altura.

La carga principal experimentada por el molino de viento durante la rotación, está dirigida a doblar y romper la pala. Si el plástico durante ese trabajo se agrieta y falla rápidamente, puede contar con un tornillo de aluminio durante mucho más tiempo.

Sin embargo, si compara tubos de aluminio y PVC, las placas de metal seguirán siendo más pesadas. A altas velocidades, el riesgo de dañar la propia cuchilla y el tornillo en el punto de fijación es grande.

Otra desventaja de las piezas de aluminio es la complejidad de la fabricación. Si el tubo de PVC tiene una curva, que se utilizará para impartir propiedades aerodinámicas de la cuchilla, entonces el aluminio, por regla general, se toma en forma de una hoja.

Después de cortar las piezas de acuerdo con la plantilla, que es en sí mucho más difícil que trabajar con plástico, el tocho resultante todavía tendrá que ser enrollado y se le dará la curva correcta. En casa y sin una herramienta para hacerlo no será tan fácil.

Fibra de vidrio o fibra de vidrio - para profesionales

Si decide abordar el tema de la creación de una cuchilla de manera consciente y está listo para gastar mucha fuerza y nervios, la fibra de vidrio funcionará. Si no ha tratado anteriormente con aerogeneradores, comenzar a conocer la simulación de un molino de viento de fibra de vidrio no es la mejor idea. Aún así, este proceso requiere experiencia y habilidades prácticas.

La hoja de varias capas de fibra de vidrio, unida con pegamento epoxi, será duradera, liviana y confiable. Con una gran superficie, el detalle resulta ser hueco y casi sin peso.

Para la fabricación de fibra de vidrio se toma un material delgado y duradero disponible en rollos. Además de la fibra de vidrio, el pegamento epoxi es útil para la fijación de capas.

Comience creando una matriz. Este es un espacio en blanco, que es un formulario para detalles futuros.

La matriz puede ser de madera: madera, tabla o tronco. Desde la matriz, corte la silueta volumétrica de la media cuchilla. Otra opción - una forma de plástico.

Es muy difícil que se quede en blanco, necesita tener un modelo acabado de una hoja de madera u otro material delante de sus ojos, y solo entonces se corta la matriz de la pieza con este modelo. Dichas matrices necesitan al menos 2. Pero, habiendo tenido una forma exitosa una vez, puede usarse muchas veces y erigirse de esta manera más de una turbina eólica.

La parte inferior de la forma está cuidadosamente engrasada con cera. Esto se hace para que la cuchilla terminada se pueda quitar fácilmente más tarde. Coloca una capa de fibra de vidrio, cúbrela con pegamento epoxi. El proceso se repite varias veces hasta que la pieza alcanza el grosor deseado.

Entonces el pegamento debe secarse. Algunos recomiendan colocar el formulario en una bolsa de vacío y extraer el aire. Por lo tanto, es mejor que el pegamento penetre en todas las capas de fibra de vidrio, sin dejar áreas sin tratar.

Cuando el pegamento epoxi se seca, la mitad de las piezas se retiran cuidadosamente de la matriz. Lo mismo se hace con la segunda mitad. Las partes se pegan entre sí para hacer una parte volumétrica hueca. Hoja de fibra de vidrio de forma aerodinámica, liviana, duradera y adecuada - el pináculo del hábil fanático de las plantas de energía eólica.

Su principal desventaja es la complejidad de la implementación de la idea y un gran número de defectos al principio, hasta que se obtiene la matriz ideal, y el algoritmo de creación no se perfecciona.

Barato y alegre: detalle de madera para la rueda de viento.

Hoja de madera: método del abuelo, que es fácil de implementar, pero no es efectivo con el nivel actual de consumo de electricidad. El detalle puede hacerse a partir de una tabla sólida de especies de madera clara, por ejemplo, pino. Es importante elegir una pieza de madera bien seca.

Si la madera está húmeda, en el proceso de secado, el tornillo puede "conducir" y se deforma. Sí, y el peso de un árbol mojado es mucho más alto que seco.

Debe elegir una forma adecuada, pero tenga en cuenta el hecho de que la hoja de madera no será una placa delgada, como aluminio o plástico, sino una construcción tridimensional. Por lo tanto, para dar forma a la pieza de trabajo no es suficiente, debe comprender los principios de la aerodinámica e imaginar los contornos de la hoja en las tres dimensiones.

Dar la forma final del árbol tendrá un plano, mejor electro. Para mayor durabilidad, la madera se trata con un barniz o pintura antiséptica protectora.

El principal inconveniente de este diseño es el gran peso del tornillo. Para mover este coloso del suelo, el viento debe ser lo suficientemente fuerte como para que sea difícil en principio. Sin embargo, la madera es material disponible. Los tableros que son adecuados para crear un tornillo de turbina eólica se pueden encontrar directamente en su patio, sin gastar un centavo. Y esta es la principal ventaja de la madera en este caso.

La eficiencia de una hoja de madera tiende a cero. Como regla general, el tiempo y el esfuerzo que conlleva la creación de dicho molino de viento no merecen el resultado, expresado en vatios. Sin embargo, como modelo de entrenamiento o copia de prueba de una pieza de madera es el lugar ideal. Y la veleta con cuchillas de madera se ve espectacular en el sitio.

Dibujos y ejemplos de cuchillas.

Es muy difícil hacer un cálculo correcto de un tornillo de generador de viento, sin conocer los parámetros básicos que se muestran en la fórmula, así como no tener una idea de cómo estos parámetros afectan el funcionamiento de un molino de viento.

Es mejor no perder el tiempo si no desea profundizar en los conceptos básicos de la aerodinámica. Los diagramas listos para usar con los parámetros dados le ayudarán a elegir una pala adecuada para una planta de energía eólica.

Cuchillas de dibujo para hélice de dos palas. Está hecho de tubería de alcantarillado 110 de diámetro. El diámetro del molino de viento de tornillo en estos cálculos - 1 m

Un aerogenerador tan pequeño no podrá proporcionarle una alta potencia. Lo más probable es que apenas pueda exprimir más de 50 vatios de este diseño. Sin embargo, un tornillo de dos hojas hecho de tubo de PVC ligero y delgado dará una alta velocidad de rotación y garantizará el funcionamiento del molino de viento incluso con un viento leve.

Dibujo de la pala para la hélice de tres palas del generador de viento desde un tubo de 160 mm de diámetro. Velocidad estimada en esta versión - 5 con un viento de 5 m / s

Se puede usar una hélice de tres palas de esta forma para unidades más potentes, aproximadamente 150 W a 12 V. El diámetro de todo el tornillo en este modelo alcanza los 1, 5 m. La rueda giratoria girará rápida y fácilmente y comenzará a moverse. Los aerogeneradores de tres alas son más comunes en las centrales eléctricas domésticas.

Dibujo de palas caseras para un aerogenerador de hélice de 5 palas. Está hecho de tubo de PVC con un diámetro de 160 mm. Velocidad estimada - 4

Tal hélice de cinco palas podrá emitir hasta 225 revoluciones por minuto a una velocidad de viento de diseño de 5 m / s. Para construir la cuchilla de acuerdo con los dibujos propuestos, debe transferir las coordenadas de cada punto de las columnas de "Coordenadas de la pieza delantera / trasera" a la superficie de la tubería plástica de alcantarillado.

De acuerdo con la tabla a continuación, puede calcular el diámetro del molino de viento con 2-16 palas. En este caso, puede elegir el tamaño de la potencia de salida deseada.

En la tabla se puede ver que cuanto más grandes son las alas del aerogenerador, más corta debe ser su longitud para obtener una corriente de la misma potencia.

Como muestra la práctica, es bastante difícil mantener un generador eólico de más de 2 metros de diámetro. Si, de acuerdo con la tabla, necesita un aerogenerador más grande, piense en aumentar el número de palas.

Con las reglas y principios de cálculo del generador eólico se conocerá el artículo, en el que se describe paso a paso el proceso de cálculo.

Realizar molino de viento de equilibrio

Equilibrar las palas de los aerogeneradores ayudará a que su trabajo sea lo más eficiente posible. Para la implementación del balanceo necesitas encontrar una habitación donde no haya viento ni calado. Por supuesto, para una rueda de viento de más de 2 m de diámetro, será difícil encontrar una habitación de este tipo.

Las cuchillas se ensamblan en la estructura terminada y se instalan en la posición de trabajo. El eje debe ser estrictamente horizontalmente nivelado. El plano en el que girará el tornillo debe ajustarse verticalmente en sentido estricto, perpendicular al eje y al nivel del suelo.

Un tornillo que no se mueve debe girarse 360 / x grados, donde x = el número de cuchillas. Idealmente, un molino de viento equilibrado no se desviará un solo grado, sino que permanecerá inmóvil. Si la hoja ha girado bajo su propio peso, debe corregirse ligeramente, reducir el peso en un lado y eliminar la desviación del eje.

El proceso se repite hasta que el tornillo esté completamente fijo en cualquier posición. Es importante que no haya viento durante el balanceo. Esto puede distorsionar los resultados de la prueba.

También es importante asegurarse de que todas las piezas giren estrictamente en el mismo plano. Para verificar a una distancia de 2 mm en ambos lados de una de las cuchillas, instale las placas de control. Mientras se mueve, ninguna parte del tornillo debe tocar la placa.

Para operar un generador eólico con palas fabricadas, será necesario ensamblar un sistema que acumule la energía recibida, la conserve y la transfiera al consumidor. Uno de los componentes del sistema es el controlador. Para aprender a hacer un controlador para un molino de viento, aprenderá, habiendo leído el artículo recomendado por nosotros.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Construir una turbina eólica con sus propias manos a partir de materiales de desecho es bastante posible. Si comienzas con modelos más simples, entonces el primer intento probablemente será exitoso. Con experiencia, tome ideas más complejas para obtener el generador de viento más eficiente y poderoso.

Video # 1. Cómo hacer un molino de viento de tubo de PVC:

Video # 2. Generador de viento con sus propias manos:

Video # 3. Turbina de acero galvanizado:

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Categoría:

Construcción