พลังงานที่ไม่สิ้นสุดที่มวลอากาศพาติดตัวไปด้วยนั้นดึงดูดความสนใจของผู้คนมาโดยตลอด ปู่ทวดของเราเรียนรู้ที่จะควบคุมลมให้แล่นไปตามใบเรือและวงล้อกังหันลม หลังจากนั้นลมก็พัดผ่านไปอย่างไร้จุดหมายข้ามพื้นที่อันกว้างใหญ่ของโลกเป็นเวลาสองศตวรรษ

วันนี้ฉันพบมันอีกครั้งสำหรับเขา งานที่มีประโยชน์. กังหันลมสำหรับบ้านส่วนตัวเปลี่ยนจากการเป็นสิ่งแปลกใหม่ทางเทคนิคไปสู่ปัจจัยที่แท้จริงในชีวิตประจำวันของเรา

มาดูโรงไฟฟ้าพลังงานลมอย่างใกล้ชิดประเมินเงื่อนไขสำหรับการใช้ประโยชน์อย่างมีกำไรและพิจารณาพันธุ์ที่มีอยู่ ช่างฝีมือประจำบ้านจะได้รับอาหารเพื่อความคิดในหัวข้อในบทความของเรา การประกอบตัวเองกังหันลมและอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับมัน งานที่มีประสิทธิภาพ.

เครื่องกำเนิดลมคืออะไร?

หลักการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังงานลมในประเทศนั้นเรียบง่าย: การไหลของอากาศจะหมุนใบพัดโรเตอร์ที่ติดตั้งบนเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและสร้างกระแสสลับในขดลวด ไฟฟ้าที่ผลิตได้จะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่และใช้โดยเครื่องใช้ในครัวเรือนตามความจำเป็น แน่นอนว่านี่เป็นแผนภาพแบบง่ายเกี่ยวกับวิธีการทำงานของกังหันลมที่บ้าน ในทางปฏิบัติจะเสริมด้วยอุปกรณ์แปลงไฟฟ้า

ด้านหลังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในห่วงโซ่พลังงานจะมีตัวควบคุมอยู่ทันที มันจะแปลงไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสเป็นไฟฟ้ากระแสตรงและสั่งให้ชาร์จแบตเตอรี่ เครื่องใช้ในครัวเรือนส่วนใหญ่ไม่สามารถทำงานโดยใช้พลังงานคงที่ได้ จึงมีอุปกรณ์อื่นติดตั้งอยู่ด้านหลังแบตเตอรี่ นั่นคืออินเวอร์เตอร์ ดำเนินการย้อนกลับ: แปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับในครัวเรือนด้วยแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ เป็นที่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะไม่ผ่านไปโดยไม่ทิ้งร่องรอยและดึงพลังงานดั้งเดิมออกไปในสัดส่วนที่เหมาะสม (15-20%)

หากกังหันลมเข้าคู่กับ แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอื่น (เบนซิน, ดีเซล) แล้วต่อวงจร เบรกเกอร์(เอวีอาร์). เมื่อปิดแหล่งกระแสหลัก แหล่งสำรองจะเปิดใช้งาน

เพื่อพลังสูงสุด เครื่องกำเนิดลมควรตั้งอยู่ตามแนวกระแสลม ใน ระบบที่เรียบง่ายมีการใช้หลักการใบพัดสภาพอากาศ ในการทำเช่นนี้ให้ติดใบมีดแนวตั้งไว้ที่ปลายอีกด้านของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยหมุนไปทางลม

การติดตั้งที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นจะมีมอเตอร์ไฟฟ้าหมุนซึ่งควบคุมโดยเซ็นเซอร์ทิศทาง

กังหันลมประเภทหลักและคุณสมบัติต่างๆ

กังหันลมผลิตไฟฟ้ามีสองประเภท:

1. ด้วยโรเตอร์แนวนอน
2. ด้วยโรเตอร์แนวตั้ง

ประเภทแรกเป็นเรื่องธรรมดาที่สุด โดดเด่นด้วยประสิทธิภาพสูง (40-50%) แต่มีระดับเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้น นอกจากนี้การติดตั้งต้องใช้พื้นที่ว่างขนาดใหญ่ (100 เมตร) หรือเสาสูง (จาก 6 เมตร)

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์แนวตั้งมีประสิทธิภาพด้านพลังงานน้อยกว่า (ประสิทธิภาพต่ำกว่าเครื่องแนวนอนเกือบ 3 เท่า)

ข้อดี ได้แก่ ติดตั้งง่ายและการออกแบบที่เชื่อถือได้ เสียงรบกวนต่ำทำให้สามารถติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวตั้งบนหลังคาบ้านและแม้แต่ที่ระดับพื้นดินได้ การติดตั้งเหล่านี้ไม่กลัวน้ำแข็งและพายุเฮอริเคน ปล่อยลมจากลมที่มีกำลังอ่อน (ตั้งแต่ 1.0-2.0 ม./วินาที) ในขณะที่กังหันลมแนวนอนต้องการการไหลเวียนของอากาศ ความแข็งแรงปานกลาง(3.5 ม./วินาที ขึ้นไป) กังหันลมผลิตไฟฟ้าแนวตั้งมีรูปร่างของใบพัด (โรเตอร์) ที่หลากหลายมาก

ล้อโรเตอร์ของกังหันลมแนวตั้ง

เนื่องจากความเร็วของโรเตอร์ต่ำ (สูงถึง 200 รอบต่อนาที) อายุการใช้งานเชิงกลของการติดตั้งดังกล่าวจึงเกินกว่าเครื่องกำเนิดลมแนวนอนอย่างมีนัยสำคัญ

จะคำนวณและเลือกเครื่องกำเนิดลมได้อย่างไร?

ลมไม่เป็น ก๊าซธรรมชาติสูบผ่านท่อไม่ใช่ไฟฟ้าจ่ายผ่านสายไฟเข้าบ้านเราอย่างต่อเนื่อง เขาเป็นคนไม่แน่นอนและไม่แน่นอน วันนี้พายุเฮอริเคนทำให้หลังคาบ้านหัก ต้นไม้หัก และพรุ่งนี้ก็จะทำให้เกิดความสงบ ดังนั้นก่อนที่จะซื้อหรือสร้างกังหันลมของคุณเอง คุณจำเป็นต้องประเมินศักยภาพของพลังงานลมในพื้นที่ของคุณก่อน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ จะต้องกำหนดแรงลมเฉลี่ยต่อปี ค่านี้สามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตตามคำขอ

เมื่อได้รับตารางดังกล่าวแล้วเราจะพบพื้นที่ที่อยู่อาศัยของเราและดูความเข้มของสีโดยเปรียบเทียบกับระดับคะแนน หากความเร็วลมเฉลี่ยต่อปีน้อยกว่า 4.0 เมตรต่อวินาที ก็ไม่มีประโยชน์ที่จะติดตั้งกังหันลม เขาจะไม่ให้ ปริมาณที่ต้องการพลังงาน.

หากความแรงลมเพียงพอที่จะติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานลม คุณสามารถดำเนินการขั้นตอนถัดไป: การเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ถ้า เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับการจัดหาพลังงานอัตโนมัติที่บ้าน จากนั้นจะพิจารณาปริมาณการใช้ไฟฟ้าโดยเฉลี่ยของ 1 ตระกูลด้วย มีตั้งแต่ 100 ถึง 300 kWh ต่อเดือน ในภูมิภาคที่มีศักยภาพลมต่อปีต่ำ (5-8 ม./วินาที) กังหันลมที่มีกำลัง 2-3 กิโลวัตต์สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในปริมาณนี้ ก็ควรคำนึงว่าในฤดูหนาว ความเร็วเฉลี่ยลมจะสูงขึ้นดังนั้นการผลิตพลังงานในช่วงเวลานี้จะมากกว่าในฤดูร้อน

การเลือกเครื่องกำเนิดลม ราคาโดยประมาณ

ราคาเครื่องกำเนิดลมในแนวตั้งในแนวตั้งที่มีความจุ 1.5-2.0 kW อยู่ในช่วง 90 ถึง 110,000 รูเบิล แพ็คเกจในราคานี้รวมเฉพาะเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบใบพัดไม่มีเสาและอุปกรณ์เพิ่มเติม (ตัวควบคุม อินเวอร์เตอร์ สายเคเบิล แบตเตอรี่) โรงไฟฟ้าที่สมบูรณ์รวมถึงการติดตั้งจะมีราคาเพิ่มขึ้น 40-60%

ราคาของกังหันลมที่ทรงพลังกว่า (3-5 kW) อยู่ระหว่าง 350 ถึง 450,000 รูเบิล (พร้อมอุปกรณ์เพิ่มเติมและงานติดตั้ง)

กังหันลมทำเอง สนุกหรือประหยัดจริง?

สมมติว่าการสร้างกังหันลมด้วยมือของคุณเองที่สมบูรณ์และมีประสิทธิภาพนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย การคำนวณวงล้อลมที่เหมาะสม กลไกการส่งกำลัง การเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เหมาะสมกับกำลังและความเร็วเป็นหัวข้อแยกต่างหาก เราจะให้คำแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับขั้นตอนหลักของกระบวนการนี้เท่านั้น

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าจากยานยนต์ เครื่องซักผ้าที่มีการขับเคลื่อนโดยตรงไม่เหมาะกับจุดประสงค์นี้ พวกมันสามารถสร้างพลังงานจากกังหันลมได้แต่จะมีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในตัวต้องใช้ความเร็วสูงมาก ซึ่งกังหันลมไม่สามารถพัฒนาได้

มอเตอร์สำหรับเครื่องซักผ้ามีปัญหาอีกประการหนึ่ง มีแม่เหล็กเฟอร์ไรต์อยู่ที่นั่น แต่เครื่องกำเนิดลมต้องการแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพมากกว่า นั่นก็คือแม่เหล็กนีโอไดเมียม ประมวลผลพวกเขา การติดตั้งด้วยตนเองและขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านต้องใช้ความอดทนและความแม่นยำสูง

พลังของอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยตัวเองตามกฎแล้วจะต้องไม่เกิน 100-200 วัตต์

ใน เมื่อเร็วๆ นี้ล้อมอเตอร์สำหรับจักรยานและสกู๊ตเตอร์เป็นที่นิยมในหมู่นัก DIY จากมุมมองของพลังงานลม นี่คือเครื่องกำเนิดนีโอไดเมียมที่ทรงพลังซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำงานกับล้อลมแนวตั้งและการชาร์จแบตเตอรี่ จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวคุณสามารถดึงพลังงานลมได้มากถึง 1 กิโลวัตต์

Motor-wheel - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำเร็จรูปสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานลมแบบโฮมเมด

สกรู

วิธีที่ง่ายที่สุดในการผลิตคือใบพัดเรือและโรเตอร์ ส่วนแรกประกอบด้วยท่อโค้งน้ำหนักเบาที่ติดตั้งอยู่บนแผ่นกลาง ใบมีดที่ทำจากผ้าที่ทนทานถูกดึงทับแต่ละท่อ การหมุนใบพัดขนาดใหญ่ต้องใช้การยึดใบพัดไว้เพื่อที่ว่าในระหว่างเกิดพายุเฮอริเคน ใบพัดจะพับและไม่เสียรูป

การออกแบบล้อลมหมุนใช้สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวตั้ง ง่ายต่อการผลิตและเชื่อถือได้ในการใช้งาน

เครื่องกำเนิดลมแบบโฮมเมดที่มีแกนหมุนในแนวนอนนั้นขับเคลื่อนด้วยใบพัด ช่างฝีมือที่บ้านประกอบจากท่อ เส้นผ่านศูนย์กลางพีวีซี 160-250 มม. ใบมีดติดตั้งอยู่บนแผ่นเหล็กกลมพร้อมรูสำหรับติดตั้งเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

เป็นเวลานานแล้วที่มนุษยชาติใช้พลังแห่งลมเพื่อจุดประสงค์ของตัวเอง กังหันลม, เรือใบหลายคนคุ้นเคยกับพวกเขาเขียนเกี่ยวกับหนังสือและภาพยนตร์ประวัติศาสตร์ ปัจจุบันเครื่องกำเนิดพลังงานลมไม่ได้สูญเสียความเกี่ยวข้องเพราะว่า ด้วยความช่วยเหลือของมันคุณจะได้รับไฟฟ้าฟรีในประเทศของคุณซึ่งจะมีประโยชน์หากไฟดับ เรามาพูดถึงกังหันลมแบบโฮมเมดซึ่งสามารถประกอบจากเศษวัสดุและชิ้นส่วนที่มีราคาต่ำสุด สำหรับคุณ เราได้ให้คำแนะนำโดยละเอียดพร้อมรูปภาพตลอดจนแนวคิดวิดีโอสำหรับตัวเลือกการประกอบเพิ่มเติมหลายประการ เรามาดูวิธีสร้างกังหันลมด้วยมือของคุณเองที่บ้านกันดีกว่า

คำแนะนำการชุมนุม

กังหันลมมีหลายประเภท ได้แก่ แนวนอน แนวตั้ง และกังหัน พวกเขามีความแตกต่างพื้นฐาน ข้อดีและข้อเสีย อย่างไรก็ตามหลักการทำงานของเครื่องกำเนิดลมทั้งหมดเหมือนกัน - พลังงานลมจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าและสะสมในแบตเตอรี่และนำไปใช้เพื่อความต้องการของมนุษย์ ประเภทที่พบบ่อยที่สุดคือแนวนอน

เขาคุ้นเคยและจดจำได้ ข้อดีของเครื่องกำเนิดลมแนวนอนคือประสิทธิภาพที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับเครื่องอื่น เนื่องจากใบพัดของกังหันลมมักจะสัมผัสกับการไหลของอากาศ ข้อเสียคือต้องมีลมแรงสูง - ต้องมีความแรงมากกว่า 5 เมตรต่อวินาที กังหันลมประเภทนี้ทำง่ายที่สุด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมช่างฝีมือประจำบ้านจึงมักนำกังหันลมประเภทนี้มาเป็นพื้นฐาน

หากคุณตัดสินใจที่จะลองประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมด้วยตนเอง ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำบางส่วน

คุณต้องเริ่มต้นด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - นี่คือหัวใจของระบบ การออกแบบชุดสกรูจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ในประเทศและนำเข้าเหมาะสำหรับสิ่งนี้มีข้อมูลเกี่ยวกับการใช้สเต็ปเปอร์มอเตอร์จากเครื่องพิมพ์หรืออุปกรณ์สำนักงานอื่น ๆ คุณยังสามารถใช้มอเตอร์ล้อจักรยานเพื่อสร้างกังหันลมของคุณเองเพื่อผลิตไฟฟ้าได้ โดยทั่วไปสามารถใช้มอเตอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้เกือบทุกชนิด แต่ต้องผ่านการทดสอบประสิทธิภาพ

เมื่อตัดสินใจเลือกตัวแปลงพลังงานแล้วคุณจะต้องประกอบชุดเกียร์เพื่อเพิ่มความเร็วบนเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การหมุนของใบพัดหนึ่งครั้งควรเท่ากับ 4-5 รอบบนเพลาของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์เหล่านี้จะถูกเลือกแยกกัน โดยขึ้นอยู่กับกำลังและคุณลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและชุดใบมีดของคุณ กล่องเกียร์สามารถเป็นส่วนหนึ่งจากเครื่องเจียรหรือระบบสายพานและลูกกลิ้ง

เมื่อประกอบชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระปุกเกียร์แล้ว เราจะเริ่มกำหนดความต้านทานแรงบิด (กรัมต่อมิลลิเมตร) ในการทำเช่นนี้คุณต้องสร้างแขนที่มีตัวถ่วงบนเพลาของการติดตั้งในอนาคต และใช้ตุ้มน้ำหนักเพื่อดูว่าแขนจะมีน้ำหนักเท่าใด ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้คือน้อยกว่า 200 กรัมต่อเมตร ขนาดของไหล่ในกรณีนี้ถือเป็นความยาวของใบมีด

หลายคนคิดว่ายิ่งมีใบมีดมากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น สิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด เราต้องการความเร็วสูง และใบพัดหลายใบก็สร้างแรงต้านทานลมได้มากขึ้น เนื่องจากเราสร้างมันไว้ที่บ้าน ซึ่งส่งผลให้ในบางจุดกระแสน้ำที่กำลังจะมาถึงจะทำให้ใบพัดช้าลงและประสิทธิภาพของการติดตั้งลดลง คุณสามารถใช้ใบพัดสองใบได้ ใบพัดดังกล่าวสามารถหมุนได้มากกว่า 1,000 รอบต่อนาทีในลมปกติ คุณสามารถสร้างใบพัดของเครื่องกำเนิดลมแบบโฮมเมดจากวัสดุที่มีอยู่ - จากไม้อัดและการชุบสังกะสีไปจนถึงพลาสติกจากท่อน้ำ (ดังภาพด้านล่าง) เงื่อนไขหลักคือวัสดุต้องมีน้ำหนักเบาและทนทาน

ใบพัดน้ำหนักเบาจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของกังหันลมและความไวต่อการไหลของอากาศ อย่าลืมรักษาสมดุลของวงล้อลมและกำจัดสิ่งผิดปกติ มิฉะนั้นคุณจะได้ยินเสียงหอนและเสียงหอนในขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงาน และการสั่นสะเทือนจะทำให้ชิ้นส่วนสึกหรออย่างรวดเร็ว

ต่อไป องค์ประกอบที่สำคัญนี่คือหาง จะทำให้ล้อหมุนตามลม และหมุนโครงสร้างหากทิศทางเปลี่ยน

ขึ้นอยู่กับคุณที่จะตัดสินใจว่าจะสร้างนักสะสมในปัจจุบันหรือไม่ สิ่งนี้จะทำให้การออกแบบซับซ้อน แต่จะช่วยลดการบิดงอของสายไฟบ่อยครั้งซึ่งอาจทำให้สายเคเบิลขาดได้ แน่นอนว่าหากไม่มีอยู่บางครั้งคุณจะต้องคลายสายไฟด้วยตัวเอง ในระหว่างการทดสอบการทำงานของเครื่องกำเนิดลม อย่าลืมข้อควรระวังด้านความปลอดภัย เนื่องจากใบพัดที่หมุนอยู่ก่อให้เกิดอันตรายอย่างยิ่ง

กังหันลมที่ได้รับการปรับแต่งและสมดุลได้รับการติดตั้งบนเสาสูงจากพื้นดินอย่างน้อย 7 เมตร ยึดด้วยสายเว้นระยะ ต่อไปส่วนประกอบที่สำคัญไม่แพ้กันคือแบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บ แบตเตอรี่รถยนต์ที่ใช้กันมากที่สุดคือแบตเตอรี่กรด-กรด คุณไม่สามารถเชื่อมต่อเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดลมแบบโฮมเมดเข้ากับแบตเตอรี่ได้โดยตรงซึ่งจะต้องดำเนินการผ่านรีเลย์ชาร์จหรือตัวควบคุมซึ่งคุณสามารถประกอบเองหรือซื้อแบบสำเร็จรูปได้

หลักการทำงานของรีเลย์อยู่ที่การตรวจสอบประจุและโหลด หากแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม เครื่องจะเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและแบตเตอรี่เป็นโหลดบัลลาสต์ ระบบจะพยายามชาร์จอยู่เสมอ ป้องกันการชาร์จเกิน และไม่ทิ้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไว้โดยไม่มีโหลด กังหันลมที่ไม่มีภาระสามารถหมุนได้ค่อนข้างแรงและสร้างความเสียหายให้กับฉนวนในขดลวดด้วยศักยภาพที่สร้างขึ้น นอกจากนี้ความเร็วสูงอาจทำให้องค์ประกอบเครื่องกำเนิดลมถูกทำลายทางกลไก ถัดมาเป็นตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 12 ถึง 220 โวลต์ 50 เฮิรตซ์ สำหรับเชื่อมต่อเครื่องใช้ในครัวเรือน

ขณะนี้อินเทอร์เน็ตเต็มไปด้วยไดอะแกรมและภาพวาดที่ช่างฝีมือแสดงวิธีสร้างเครื่องกำเนิดลมโดยใช้แม่เหล็กอันทรงพลังด้วยตัวคุณเอง ไม่ว่าพวกเขาจะมีประสิทธิผลตามที่สัญญาไว้หรือไม่นั้นเป็นประเด็นที่น่าสงสัย แต่ก็คุ้มค่าที่จะลองประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมสำหรับบ้านของคุณ แล้วตัดสินใจว่าจะปรับปรุงอย่างไร สิ่งสำคัญคือต้องได้รับประสบการณ์ จากนั้นคุณสามารถลองเสี่ยงกับอุปกรณ์ที่จริงจังกว่านี้ได้ กังหันลมแบบโฮมเมดมีอิสระและหลากหลายมาก และฐานองค์ประกอบก็มีความหลากหลายจนไม่มีประโยชน์ที่จะอธิบายทั้งหมด ความหมายพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม - การไหลของลมหมุนใบพัด กระปุกเกียร์จะเพิ่มความเร็วของเพลา เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะสร้างแรงดันไฟฟ้า จากนั้นตัวควบคุมจะรักษาระดับประจุของแบตเตอรี่ และเลือกพลังงานไว้สำหรับความต้องการต่างๆ แล้ว เมื่อใช้หลักการนี้คุณสามารถสร้างกังหันลมด้วยมือของคุณเองที่บ้านได้ เราหวังว่าของเรา คำแนะนำโดยละเอียดพร้อมตัวอย่างภาพถ่ายที่อธิบายให้คุณทราบถึงวิธีการทำ รุ่นที่เหมาะสมกังหันลมสำหรับบ้านหรือกระท่อม เราขอแนะนำให้คุณดูคลาสต้นแบบการประกอบด้วย อุปกรณ์โฮมเมดในรูปแบบวิดีโอ

บทเรียนวิดีโอภาพ

หากต้องการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมเพื่อผลิตไฟฟ้าที่บ้านอย่างง่ายดาย เราขอแนะนำให้คุณทำความคุ้นเคยกับแนวคิดสำเร็จรูปในตัวอย่างวิดีโอ:

ดังนั้นเราจึงได้นำเสนอแนวคิดที่ง่ายและประหยัดที่สุดสำหรับการประกอบกังหันลมแบบโฮมเมด อย่างที่คุณเห็นแม้แต่เด็กก็สามารถสร้างอุปกรณ์บางรุ่นได้อย่างง่ายดาย มีตัวเลือกโฮมเมดอื่น ๆ อีกมากมาย: ด้วยแม่เหล็กอันทรงพลังพร้อมใบมีดที่ซับซ้อน ฯลฯ การออกแบบเหล่านี้ควรทำซ้ำเฉพาะในกรณีที่คุณมีประสบการณ์ในเรื่องนี้คุณควรเริ่มต้นด้วย วงจรง่ายๆ. หากคุณต้องการสร้างกังหันลมเพื่อให้ทำงานได้และใช้งานตามวัตถุประสงค์ที่ต้องการ ให้ดำเนินการตามคำแนะนำที่เราให้ไว้ หากคุณมีคำถามใด ๆ ทิ้งไว้ในความคิดเห็น

เป็นการยากที่จะไม่สังเกตว่าความเสถียรของการจ่ายไฟฟ้าให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกในเขตชานเมืองแตกต่างจากการจัดหาอาคารในเมืองและสถานประกอบการที่มีไฟฟ้าอย่างไร ยอมรับว่าคุณในฐานะเจ้าของบ้านหรือกระท่อมส่วนตัวต้องเผชิญกับการหยุดชะงัก ความไม่สะดวกที่เกี่ยวข้อง และความเสียหายต่ออุปกรณ์มากกว่าหนึ่งครั้ง

สถานการณ์เชิงลบที่ระบุไว้พร้อมกับผลที่ตามมาจะไม่ทำให้ชีวิตของคนรักพื้นที่ธรรมชาติยุ่งยากอีกต่อไป อีกทั้งมีต้นทุนแรงงานและการเงินน้อยที่สุด ในการทำเช่นนี้คุณเพียงแค่ต้องสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมซึ่งเราจะอธิบายโดยละเอียดในบทความ

เราได้อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับตัวเลือกสำหรับการผลิตระบบที่มีประโยชน์ในครัวเรือนและลดการพึ่งพาพลังงาน ตามคำแนะนำของเราช่างฝีมือที่บ้านที่ไม่มีประสบการณ์สามารถสร้างเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของเขาเอง อุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงนี้จะช่วยลดค่าใช้จ่ายรายวันของคุณได้อย่างมาก

แหล่งพลังงานทางเลือกเป็นความฝันของผู้พักอาศัยในฤดูร้อนหรือเจ้าของบ้านที่มีที่ดินอยู่ห่างจากเครือข่ายส่วนกลาง อย่างไรก็ตาม เมื่อเราได้รับบิลค่าไฟฟ้าที่ใช้ในอพาร์ทเมนต์ในเมืองและพิจารณาอัตราภาษีที่เพิ่มขึ้น เราตระหนักได้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมที่สร้างขึ้นสำหรับความต้องการภายในประเทศจะไม่ทำร้ายเรา

หลังจากอ่านบทความนี้ บางทีคุณอาจทำความฝันของคุณให้เป็นจริงได้

เครื่องกำเนิดลม – โซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบเพื่อจัดให้มีสิ่งอำนวยความสะดวกไฟฟ้าในเขตชานเมือง นอกจากนี้ ในบางกรณี การติดตั้งเป็นเพียงวิธีแก้ปัญหาเท่านั้น

เพื่อไม่ให้เสียเงิน ความพยายาม และเวลา เรามาตัดสินใจว่ามีสถานการณ์ภายนอกใดบ้างที่จะสร้างอุปสรรคให้เราระหว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดลม?

เพื่อให้ไฟฟ้าแก่บ้านพักฤดูร้อนหรือกระท่อมเล็ก ๆ ก็เพียงพอแล้วซึ่งมีกำลังไม่เกิน 1 กิโลวัตต์ อุปกรณ์ดังกล่าวในรัสเซียนั้นเทียบเท่ากับผลิตภัณฑ์ในครัวเรือน การติดตั้งไม่จำเป็นต้องมีใบรับรอง ใบอนุญาต หรือการอนุมัติเพิ่มเติมใดๆ

รัสเซียมีตำแหน่งสองตำแหน่งในด้านทรัพยากรพลังงานลม ในแง่หนึ่ง เนื่องจากพื้นที่รวมขนาดใหญ่และพื้นที่ราบที่มีจำนวนมาก โดยทั่วไปจึงมีลมพัดแรง และส่วนใหญ่จะสม่ำเสมอกัน ในทางกลับกัน ลมของเรามีศักยภาพต่ำและพัดช้าเป็นส่วนใหญ่ ดูรูปที่ ช่วงที่ 3 ในพื้นที่ที่มีประชากรเบาบางมีลมแรง ด้วยเหตุนี้งานติดตั้งเครื่องกำเนิดลมในฟาร์มจึงค่อนข้างเกี่ยวข้อง แต่ต้องตัดสินใจ-ซื้อให้เพียงพอ อุปกรณ์ราคาแพงหรือทำด้วยตัวเองคุณต้องคิดให้รอบคอบว่าประเภทไหน (และมีเยอะมาก) ว่าจะเลือกเพื่อจุดประสงค์อะไร

แนวคิดพื้นฐาน

1. KIEV – สัมประสิทธิ์การใช้พลังงานลม เมื่อใช้ในการคำนวณแบบจำลองกลไกของลมเรียบ (ดูด้านล่าง) จะเท่ากับประสิทธิภาพของโรเตอร์ของโรงไฟฟ้าพลังงานลม (WPU)
2. ประสิทธิภาพ – ประสิทธิภาพแบบ end-to-end ของ APU ตั้งแต่ลมที่พัดเข้ามาจนถึงขั้วของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หรือจนถึงปริมาณน้ำที่สูบเข้าไปในถัง
3. ความเร็วลมในการทำงานขั้นต่ำ (MRS) คือความเร็วที่กังหันลมเริ่มจ่ายกระแสให้กับโหลด
4. ความเร็วลมสูงสุดที่อนุญาต (MAS) คือความเร็วที่การผลิตพลังงานหยุด: ระบบอัตโนมัติจะปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือวางโรเตอร์ไว้ในใบพัดสภาพอากาศหรือพับและซ่อนไว้ หรือโรเตอร์หยุดเองหรือ APU ถูกทำลายอย่างง่ายดาย
5. ความเร็วลมเริ่มต้น (SW) - ที่ความเร็วนี้โรเตอร์สามารถหมุนได้โดยไม่ต้องโหลดหมุนและเข้าสู่โหมดการทำงานหลังจากนั้นจึงสามารถเปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้
6. ความเร็วเริ่มต้นติดลบ (OSS) - หมายความว่า APU (หรือกังหันลม - หน่วยพลังงานลม หรือ WEA หรือหน่วยพลังงานลม) เพื่อสตาร์ทที่ความเร็วลมใดๆ ก็ตาม จำเป็นต้องหมุนขึ้นจากแหล่งพลังงานภายนอก
7. แรงบิดในการสตาร์ท (เริ่มต้น) คือความสามารถของโรเตอร์ซึ่งถูกบังคับให้เบรกตามการไหลของอากาศ เพื่อสร้างแรงบิดบนเพลา
8. กังหันลม (WM) เป็นส่วนหนึ่งของ APU ตั้งแต่โรเตอร์ไปจนถึงเพลาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือปั๊ม หรืออุปกรณ์สิ้นเปลืองพลังงานอื่นๆ
9. เครื่องกำเนิดลมแบบหมุน - APU ซึ่งพลังงานลมจะถูกแปลงเป็นแรงบิดบนเพลาส่งกำลังโดยการหมุนโรเตอร์ตามการไหลของอากาศ
10. ช่วงความเร็วการทำงานของโรเตอร์คือความแตกต่างระหว่าง MMF และ MRS เมื่อทำงานที่โหลดที่กำหนด
11. กังหันลมความเร็วต่ำ - ความเร็วเชิงเส้นของชิ้นส่วนโรเตอร์ในการไหลนั้นไม่เกินความเร็วลมอย่างมีนัยสำคัญหรือต่ำกว่านั้น แรงดันไดนามิกของการไหลจะถูกแปลงเป็นแรงขับของใบพัดโดยตรง
12. กังหันลมความเร็วสูง - ความเร็วเชิงเส้นของใบพัดนั้นสูงกว่าความเร็วลมอย่างมีนัยสำคัญ (มากถึง 20 เท่าหรือมากกว่า) และโรเตอร์จะก่อให้เกิดการไหลเวียนของอากาศในตัวมันเอง วงจรของการแปลงพลังงานการไหลเป็นแรงขับนั้นซับซ้อน

หมายเหตุ:

1. ตามกฎแล้ว APU ความเร็วต่ำจะมี KIEV ต่ำกว่าความเร็วสูง แต่มีแรงบิดเริ่มต้นเพียงพอที่จะหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยไม่ต้องตัดการเชื่อมต่อโหลดและเป็นศูนย์ TAC เช่น เริ่มต้นได้เองอย่างแน่นอนและใช้งานได้ในลมที่เบาที่สุด
2. ความช้าและความเร็วเป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กัน กังหันลมในครัวเรือนที่ 300 รอบต่อนาทีอาจเป็นความเร็วต่ำ แต่ APU ที่ทรงพลังของประเภท EuroWind ซึ่งประกอบโรงไฟฟ้าพลังงานลมและฟาร์มกังหันลม (ดูรูป) และโรเตอร์ที่หมุนได้ประมาณ 10 รอบต่อนาทีนั้นมีความเร็วสูง เพราะ ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางดังกล่าว ความเร็วเชิงเส้นของใบพัด และอากาศพลศาสตร์ของใบพัดตลอดช่วงส่วนใหญ่จึงค่อนข้าง "เหมือนเครื่องบิน" ดูด้านล่าง

คุณต้องการเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดใด?

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันลมในประเทศจะต้องผลิตไฟฟ้าด้วยความเร็วการหมุนที่หลากหลาย และสามารถสตาร์ทได้เองโดยไม่ต้องใช้ระบบอัตโนมัติหรือแหล่งพลังงานภายนอก ในกรณีใช้ APU กับ OSS (กังหันลมแบบหมุน) ซึ่งตามกฎแล้วจะมี KIEV และประสิทธิภาพสูง ก็จะต้องสามารถย้อนกลับได้เช่นกัน เช่น สามารถทำงานเป็นเครื่องยนต์ได้ กำลังไฟฟ้าสูงสุด 5 kW เป็นไปตามเงื่อนไขนี้ รถยนต์ไฟฟ้าด้วยแม่เหล็กถาวรที่มีไนโอเบียม (ซุปเปอร์แมกเนติก); บนแม่เหล็กเหล็กหรือเฟอร์ไรต์คุณสามารถวางใจได้ไม่เกิน 0.5-0.7 kW

บันทึก: เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส กระแสสลับหรือตัวสะสมที่มีสเตเตอร์ที่ไม่ใช่แม่เหล็กนั้นไม่เหมาะสมอย่างยิ่ง เมื่อแรงลมลดลง พวกมันจะ "ออกไป" นานก่อนที่ความเร็วจะลดลงถึง MPC จากนั้นพวกมันจะไม่สตาร์ทเอง

"หัวใจ" ที่ยอดเยี่ยมของ APU ที่มีกำลังตั้งแต่ 0.3 ถึง 1-2 กิโลวัตต์นั้นได้มาจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในตัวพร้อมวงจรเรียงกระแสในตัว เหล่านี้เป็นส่วนใหญ่แล้ว ขั้นแรกให้รักษาแรงดันเอาต์พุตไว้ที่ 11.6-14.7 V ในช่วงความเร็วที่ค่อนข้างกว้างโดยไม่มีตัวปรับเสถียรภาพอิเล็กทรอนิกส์ภายนอก ประการที่สองวาล์วซิลิกอนจะเปิดเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดถึงประมาณ 1.4 V และก่อนหน้านั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะ "ไม่เห็น" โหลด ในการทำเช่นนี้เครื่องกำเนิดจะต้องหมุนอย่างเหมาะสม

ในกรณีส่วนใหญ่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในตัวสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับเพลาของเครื่องยนต์แรงดันสูงความเร็วสูงโดยไม่ต้องใช้เกียร์หรือสายพาน โดยเลือกความเร็วโดยการเลือกจำนวนใบพัด ดูด้านล่าง “รถไฟความเร็วสูง” มีแรงบิดเริ่มต้นเล็กน้อยหรือเป็นศูนย์ แต่โรเตอร์แม้จะไม่ได้ถอดโหลดออก ก็จะมีเวลาในการหมุนเพียงพอก่อนที่วาล์วจะเปิดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะผลิตกระแสไฟฟ้า

เลือกตามลม

ก่อนที่จะตัดสินใจว่าจะสร้างกังหันลมประเภทใด เรามาตัดสินใจเกี่ยวกับอากาศศาสตร์ในพื้นที่กันดีกว่า ในสีเทา-เขียวพื้นที่ (ไม่มีลม) ของแผนที่ลม มีเพียงเครื่องยนต์ลมเดินเรือเท่านั้นที่จะนำไปใช้ประโยชน์ได้(เราจะพูดถึงพวกเขาในภายหลัง) หากคุณต้องการแหล่งจ่ายไฟคงที่ คุณจะต้องเพิ่มบูสเตอร์ (วงจรเรียงกระแสพร้อมตัวปรับแรงดันไฟฟ้า) เครื่องชาร์จที่ทรงพลัง แบตเตอรี่,อินเวอร์เตอร์ 12/24/36/48 V DC ถึง 220/380 V 50 Hz AC. สิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าวจะมีราคาไม่ต่ำกว่า 20,000 เหรียญสหรัฐ และไม่น่าจะเป็นไปได้ที่จะกำจัดพลังงานระยะยาวมากกว่า 3-4 กิโลวัตต์ โดยทั่วไปแล้ว ด้วยความต้องการพลังงานทดแทนอย่างไม่เปลี่ยนแปลง ควรมองหาแหล่งอื่นจะดีกว่า

ในสถานที่ที่มีสีเหลืองเขียวและมีลมต่ำ หากคุณต้องการไฟฟ้าสูงถึง 2-3 kW คุณสามารถใช้เครื่องกำเนิดลมแนวตั้งความเร็วต่ำได้ด้วยตัวเอง. มีการพัฒนาจำนวนนับไม่ถ้วน และมีการออกแบบที่เกือบจะดีพอๆ กับ "ใบมีด" ที่ผลิตทางอุตสาหกรรมในแง่ของ KIEV และประสิทธิภาพ

หากคุณวางแผนที่จะซื้อกังหันลมสำหรับบ้าน ควรเน้นไปที่กังหันลมที่มีใบพัดหมุนจะดีกว่า มีการถกเถียงกันมากมายและในทางทฤษฎีแล้วทุกอย่างยังไม่ชัดเจน แต่ก็ได้ผล ในสหพันธรัฐรัสเซีย "เรือใบ" ผลิตใน Taganrog ด้วยกำลัง 1-100 กิโลวัตต์

ในพื้นที่สีแดงและมีลมแรง ทางเลือกจะขึ้นอยู่กับพลังงานที่ต้องการในช่วง 0.5-1.5 กิโลวัตต์ "แนวดิ่ง" แบบโฮมเมดนั้นสมเหตุสมผล 1.5-5 kW – ซื้อ "เรือใบ" สามารถซื้อ "แนวตั้ง" ได้ แต่จะมีราคาสูงกว่า APU รูปแบบแนวนอน. และสุดท้าย หากคุณต้องการกังหันลมที่มีกำลังตั้งแต่ 5 kW ขึ้นไป คุณต้องเลือกระหว่าง "ใบมีด" ที่ซื้อมาในแนวนอนหรือ "เรือใบ"

บันทึก: ผู้ผลิตหลายรายโดยเฉพาะระดับที่สองเสนอชุดอุปกรณ์ที่คุณสามารถประกอบเครื่องกำเนิดลมที่มีกำลังสูงถึง 10 กิโลวัตต์ได้ด้วยตัวเอง ชุดดังกล่าวจะมีราคาน้อยกว่าชุดสำเร็จรูปพร้อมการติดตั้ง 20-50% แต่ก่อนที่จะซื้อคุณต้องศึกษาสภาพอากาศของสถานที่ติดตั้งที่ต้องการอย่างรอบคอบแล้วจึงเลือกประเภทและรุ่นที่เหมาะสมตามข้อกำหนด

เกี่ยวกับความปลอดภัย

ส่วนประกอบของกังหันลมสำหรับใช้ในบ้านเรือนสามารถมีความเร็วเชิงเส้นเกิน 120 ถึง 150 เมตร/วินาที และชิ้นส่วนใดๆ ก็ได้ วัสดุแข็งหนัก 20 กรัม บินด้วยความเร็ว 100 เมตร/วินาที เมื่อโจมตี "สำเร็จ" ก็สามารถคร่าชีวิตคนที่มีสุขภาพแข็งแรงได้ทันที แผ่นเหล็กหรือพลาสติกแข็งหนา 2 มม. เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 20 ม./วินาที แล้วผ่าครึ่ง

นอกจากนี้กังหันลมส่วนใหญ่ที่มีกำลังมากกว่า 100 วัตต์ยังค่อนข้างมีเสียงดังอีกด้วย หลายๆ ตัวสร้างความผันผวนของแรงดันอากาศในความถี่ต่ำพิเศษ (น้อยกว่า 16 เฮิรตซ์) - อินฟราซาวด์ อินฟราซาวด์ไม่ได้ยิน แต่เป็นอันตรายต่อสุขภาพและการเดินทางไกล

บันทึก: ในช่วงปลายยุค 80 มีเรื่องอื้อฉาวในสหรัฐอเมริกา - ฟาร์มกังหันลมที่ใหญ่ที่สุดในประเทศในเวลานั้นต้องปิดตัวลง ชาวอินเดียจากเขตสงวนที่อยู่ห่างจากทุ่งกังหันลม 200 กม. ได้รับการพิสูจน์ในศาลว่าความผิดปกติด้านสุขภาพของพวกเขา ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากฟาร์มกังหันลมถูกนำไปใช้งาน มีสาเหตุมาจากอินฟาเรด

ด้วยเหตุผลข้างต้น จึงอนุญาตให้ติดตั้ง APU ในระยะห่างอย่างน้อย 5 ของความสูงจากอาคารที่อยู่อาศัยที่ใกล้ที่สุด ในลานบ้านส่วนตัวสามารถติดตั้งกังหันลมที่ผลิตทางอุตสาหกรรมซึ่งได้รับการรับรองอย่างเหมาะสม โดยทั่วไปแล้วมันเป็นไปไม่ได้ที่จะติดตั้ง APU บนหลังคา - ในระหว่างการทำงานแม้จะใช้พลังงานต่ำก็ตามโหลดทางกลสลับเกิดขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดเสียงสะท้อน โครงสร้างอาคารและการทำลายล้างของมัน

บันทึก: ความสูงของ APU ถือเป็นจุดสูงสุดของดิสก์กวาด (สำหรับโรเตอร์แบบเบลด) หรือรูปทรงเรขาคณิต (สำหรับ APU แนวตั้งที่มีโรเตอร์บนเพลา) หากเสา APU หรือแกนโรเตอร์ยื่นออกมาสูงกว่านี้ ความสูงจะคำนวณจากด้านบน - ด้านบน

ลม อากาศพลศาสตร์ เคียฟ

กังหันลมผลิตไฟฟ้าแบบโฮมเมดปฏิบัติตามกฎธรรมชาติเช่นเดียวกับโรงงานซึ่งคำนวณจากคอมพิวเตอร์ และผู้ทำเองจำเป็นต้องเข้าใจพื้นฐานของงานของเขาเป็นอย่างดี - ส่วนใหญ่มักจะไม่มีวัสดุและอุปกรณ์เทคโนโลยีล้ำสมัยราคาแพงในการกำจัด อากาศพลศาสตร์ของ APU นั้นยากมาก...

ลมและเคียฟ

ในการคำนวณ APU ของโรงงานแบบอนุกรมที่เรียกว่า แบบจำลองกลไกลมแบบเรียบ มันขึ้นอยู่กับสมมติฐานดังต่อไปนี้:

• ความเร็วและทิศทางลมคงที่ภายในพื้นผิวโรเตอร์ที่มีประสิทธิภาพ
• อากาศเป็นสื่อต่อเนื่อง
• พื้นผิวที่มีประสิทธิภาพของโรเตอร์เท่ากับพื้นที่กวาด
• พลังงานของการไหลของอากาศเป็นพลังงานจลน์ล้วนๆ

ภายใต้สภาวะดังกล่าว พลังงานสูงสุดต่อหน่วยปริมาตรอากาศจะคำนวณโดยใช้สูตรของโรงเรียน โดยสมมติว่าความหนาแน่นของอากาศภายใต้สภาวะปกติคือ 1.29 กิโลกรัม*ลูกบาศก์ เมตร ที่ความเร็วลม 10 เมตร/วินาที อากาศหนึ่งลูกบาศก์นำพาแรง 65 จูล และจากหนึ่งกำลังสองของพื้นผิวที่มีประสิทธิภาพของโรเตอร์ ด้วยประสิทธิภาพ 100% ของ APU ทั้งหมด สามารถเอาพลังงาน 650 วัตต์ออกได้ นี่เป็นแนวทางที่ง่ายมาก ทุกคนรู้ดีว่าลมไม่เคยสม่ำเสมออย่างสมบูรณ์ แต่ต้องทำสิ่งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์สามารถทำซ้ำได้ ซึ่งเป็นเรื่องปกติในเทคโนโลยี

ไม่ควรละเลยโมเดลแบบเรียบ เพราะจะทำให้มีพลังงานลมขั้นต่ำที่ชัดเจน แต่อย่างแรกคืออากาศสามารถอัดได้และประการที่สองมันเป็นของเหลวมาก (ความหนืดไดนามิกเพียง 17.2 μPa * s) ซึ่งหมายความว่าการไหลสามารถไหลไปรอบๆ พื้นที่กวาด ทำให้พื้นผิวที่มีประสิทธิภาพและ KIEV ลดลง ซึ่งมักสังเกตได้บ่อยที่สุด แต่โดยหลักการแล้ว สถานการณ์ตรงกันข้ามก็เป็นไปได้เช่นกัน ลมพัดเข้าหาโรเตอร์ และพื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพจะมากกว่าพื้นที่พัด และ KIEV จะมากกว่า 1 เมื่อเทียบกับลมเรียบ

ลองยกตัวอย่างสองตัวอย่าง ประการแรกคือเรือยอชท์เพื่อความบันเทิงซึ่งค่อนข้างหนักเรือยอชท์สามารถแล่นได้ไม่เพียง แต่ทวนลมเท่านั้น แต่ยังเร็วกว่าอีกด้วย ลมหมายถึงภายนอก ลมที่ชัดเจนยังต้องเร็วขึ้นไม่เช่นนั้นจะดึงเรือได้อย่างไร?

อันที่สองเป็นแบบคลาสสิก ประวัติศาสตร์การบิน. ในระหว่างการทดสอบ MIG-19 ปรากฎว่าเครื่องสกัดกั้นซึ่งหนักกว่าเครื่องบินรบแนวหน้าหนึ่งตันนั้นเร่งความเร็วได้เร็วขึ้น ด้วยเครื่องยนต์แบบเดียวกันในเครื่องบินลำเดียวกัน

นักทฤษฎีไม่รู้ว่าจะคิดอย่างไร และสงสัยกฎการอนุรักษ์พลังงานอย่างจริงจัง ท้ายที่สุดปรากฎว่าปัญหาคือกรวยของเรดาร์เรโดมยื่นออกมาจากช่องอากาศเข้า การอัดอากาศเกิดขึ้นตั้งแต่ปลายเท้าจนถึงเปลือก ราวกับกวาดอากาศจากด้านข้างไปยังคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์ ตั้งแต่นั้นมา คลื่นกระแทกได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงในทางทฤษฎีว่ามีประโยชน์ และประสิทธิภาพการบินที่ยอดเยี่ยมของเครื่องบินสมัยใหม่ก็เนื่องมาจากการใช้งานอย่างเชี่ยวชาญ

อากาศพลศาสตร์

การพัฒนาอากาศพลศาสตร์มักแบ่งออกเป็นสองยุค - ก่อน N. G. Zhukovsky และหลัง รายงานของเขาเรื่อง "เกี่ยวกับกระแสน้ำวนที่แนบมา" ลงวันที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2448 เป็นจุดเริ่มต้น ยุคใหม่ในการบิน

ก่อนที่ Zhukovsky พวกเขาบินด้วยใบเรือแบน: สันนิษฐานว่าอนุภาคของกระแสที่กำลังจะมาถึงทำให้โมเมนตัมทั้งหมดของพวกเขาไปที่ขอบนำของปีก สิ่งนี้ทำให้สามารถกำจัดปริมาณเวกเตอร์ได้ทันที - โมเมนตัมเชิงมุม - ซึ่งก่อให้เกิดการแตกหักของฟันและส่วนใหญ่มักจะไม่ใช่คณิตศาสตร์เชิงวิเคราะห์ ย้ายไปยังความสัมพันธ์พลังงานสเกลาร์ที่สะดวกกว่ามากอย่างหมดจดและท้ายที่สุดจะได้รับสนามความดันที่คำนวณได้บน เครื่องบินรับน้ำหนักคล้ายกับของจริงมากหรือน้อย

วิธีการเชิงกลไกนี้ทำให้สามารถสร้างอุปกรณ์ที่อย่างน้อยที่สุดสามารถขึ้นไปในอากาศและบินจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ โดยไม่จำเป็นต้องกระแทกพื้นที่ไหนสักแห่งระหว่างทาง แต่ความปรารถนาที่จะเพิ่มความเร็ว ความจุในการบรรทุก และคุณภาพการบินอื่นๆ เผยให้เห็นความไม่สมบูรณ์ของทฤษฎีอากาศพลศาสตร์ดั้งเดิมมากขึ้น

แนวคิดของ Zhukovsky คือ: อากาศเดินทางในเส้นทางที่แตกต่างกันไปตามพื้นผิวด้านบนและด้านล่างของปีก จากสภาวะความต่อเนื่องของตัวกลาง (ฟองสุญญากาศเองไม่ก่อตัวในอากาศ) ตามมาด้วยความเร็วของกระแสบนและล่างที่ลงมาจากขอบท้ายควรจะแตกต่างกัน เนื่องจากความหนืดของอากาศมีขนาดเล็กแต่มีจำกัด กระแสน้ำวนจึงควรก่อตัวที่นั่นเนื่องจากความเร็วที่แตกต่างกัน

กระแสน้ำวนหมุน และกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมซึ่งไม่เปลี่ยนรูปเช่นเดียวกับกฎการอนุรักษ์พลังงานก็ใช้ได้กับปริมาณเวกเตอร์เช่นกัน เช่น ต้องคำนึงถึงทิศทางการเคลื่อนไหวด้วย ดังนั้น ที่ขอบท้าย กระแสน้ำวนที่หมุนสวนทางกับแรงบิดเท่ากันจึงควรก่อตัวขึ้น เพราะอะไร? เนื่องจากพลังงานที่สร้างขึ้นจากเครื่องยนต์

สำหรับการฝึกปฏิบัติด้านการบิน นี่หมายถึงการปฏิวัติ โดยการเลือกรูปแบบปีกที่เหมาะสม เป็นไปได้ที่จะส่งกระแสน้ำวนที่ติดอยู่รอบปีกในรูปแบบของการไหลเวียน G เพื่อเพิ่มแรงยก นั่นคือโดยการใช้จ่ายบางส่วนและสำหรับความเร็วสูงและภาระบนปีก ซึ่งเป็นกำลังมอเตอร์ส่วนใหญ่ คุณสามารถสร้างการไหลเวียนของอากาศรอบ ๆ อุปกรณ์ ทำให้คุณมีคุณภาพการบินที่ดีขึ้น

สิ่งนี้ทำให้เกิดการบิน และไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการบิน ในปัจจุบัน เครื่องบินสามารถสร้างสภาพแวดล้อมที่จำเป็นสำหรับการบินและไม่ใช่ของเล่นของกระแสลมอีกต่อไป สิ่งที่คุณต้องการคือเครื่องยนต์ที่ทรงพลังยิ่งขึ้น และทรงพลังยิ่งขึ้นเรื่อยๆ...

เคียฟอีกครั้ง

แต่กังหันลมไม่มีมอเตอร์ ในทางกลับกันจะต้องนำพลังงานจากลมมามอบให้กับผู้บริโภค และปรากฎว่าขาของเขาถูกดึงออกหางของเขาติดขัด เราใช้พลังงานลมน้อยเกินไปสำหรับการหมุนเวียนของโรเตอร์ - มันจะอ่อนแรง, แรงขับของใบพัดจะต่ำ, และ KIEV และพลังงานจะต่ำ เราให้การหมุนเวียนมาก - ในลมที่อ่อนแอโรเตอร์จะหมุนอย่างบ้าคลั่งเมื่อไม่ได้ใช้งาน แต่ผู้บริโภคจะได้รับเพียงเล็กน้อยอีกครั้ง: พวกเขาเพิ่งวางสัมภาระโรเตอร์ช้าลงลมพัดการไหลเวียนออกไปและโรเตอร์ก็หยุด การทำงาน.

กฎการอนุรักษ์พลังงานให้ "ค่าเฉลี่ยสีทอง" ตรงกลาง: เราจ่ายพลังงาน 50% ให้กับโหลด และอีก 50% ที่เหลือเราจะปรับการไหลให้เหมาะสมที่สุด การปฏิบัติยืนยันสมมติฐาน: หากประสิทธิภาพของใบพัดดึงที่ดีอยู่ที่ 75-80% ประสิทธิภาพของโรเตอร์แบบมีใบมีดที่คำนวณอย่างระมัดระวังและเป่าในอุโมงค์ลมจะสูงถึง 38-40% เช่น มากถึงครึ่งหนึ่งของสิ่งที่สามารถทำได้ด้วยพลังงานส่วนเกิน

ความทันสมัย

ทุกวันนี้ อากาศพลศาสตร์ซึ่งติดตั้งคณิตศาสตร์และคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ กำลังเคลื่อนตัวออกห่างจากแบบจำลองที่ง่ายขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ไปสู่การอธิบายพฤติกรรมของร่างกายจริงที่แม่นยำใน กระแสจริง. และที่นี่นอกเหนือจากสายทั่วไป - พลัง, พลัง, และพลังอีกครั้ง! – มีการค้นพบเส้นทางด้านข้าง แต่จะมีแนวโน้มที่แม่นยำเมื่อปริมาณพลังงานที่เข้าสู่ระบบมีจำกัด

Paul McCready นักบินทางเลือกชื่อดังได้สร้างเครื่องบินในยุค 80 ด้วยมอเตอร์เลื่อยไฟฟ้าสองตัวที่มีกำลัง 16 แรงม้า แสดงความเร็วได้ 360 กม./ชม. นอกจากนี้ แชสซียังเป็นรถสามล้อ ไม่สามารถพับเก็บได้ และล้อก็ไม่มีแฟริ่ง ไม่มีอุปกรณ์ใดของ McCready ออนไลน์หรือปฏิบัติหน้าที่การต่อสู้ แต่มีอุปกรณ์สองเครื่อง - เครื่องหนึ่งมีเครื่องยนต์ลูกสูบและใบพัด และอีกเครื่องหนึ่งเป็นเครื่องบินเจ็ต - บินไปรอบ ๆ เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ โลกโดยไม่ต้องลงจอดที่ปั๊มน้ำมันแห่งใดแห่งหนึ่ง

การพัฒนาทฤษฎียังส่งผลต่อใบเรือที่ให้กำเนิดปีกดั้งเดิมค่อนข้างมาก อากาศพลศาสตร์แบบ “สด” ช่วยให้เรือยอทช์แล่นด้วยลม 8 นอตได้ ยืนบนไฮโดรฟอยล์ (ดูรูป); เพื่อเร่งความเร็วของสัตว์ประหลาดด้วยความเร็วที่ต้องการด้วยใบพัดจำเป็นต้องมีเครื่องยนต์อย่างน้อย 100 แรงม้า เรือคาตามารันแล่นด้วยความเร็วประมาณ 30 นอตในลมเดียวกัน (55 กม./ชม.)

นอกจากนี้ยังมีการค้นพบที่ไม่สำคัญเลย แฟนกีฬาที่หายากและเอ็กซ์ตรีมที่สุด - การกระโดดฐาน - สวมชุดวิงพิเศษ ชุดวิงสูท บินได้โดยไม่ต้องใช้มอเตอร์ หลบหลีกด้วยความเร็วมากกว่า 200 กม./ชม. (ภาพขวา) แล้วร่อนลงอย่างนุ่มนวล -สถานที่ที่เลือก ผู้คนในเทพนิยายเรื่องใดบินได้ด้วยตัวเอง?

ความลึกลับมากมายของธรรมชาติก็ได้รับการแก้ไขเช่นกัน โดยเฉพาะการบินของแมลงปีกแข็ง ตามหลักอากาศพลศาสตร์แบบดั้งเดิม มันไม่สามารถบินได้ เช่นเดียวกับผู้ก่อตั้งเครื่องบินล่องหน F-117 ซึ่งมีปีกรูปเพชร ก็ไม่สามารถบินขึ้นได้ และ MIG-29 และ Su-27 ซึ่งสามารถบินหางได้ก่อนในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ก็ไม่เข้ากับแนวคิดใดๆ เลย

แล้วทำไมเมื่อทำงานกับกังหันลมไม่ใช่เรื่องสนุกและไม่ใช่เครื่องมือในการทำลายชนิดของมันเอง แต่เป็นแหล่งทรัพยากรที่สำคัญ คุณจึงต้องเต้นหนีจากทฤษฎีกระแสลมอ่อนด้วยแบบจำลองลมเรียบของมันหรือไม่? ไม่มีทางก้าวไปข้างหน้าได้จริงหรือ?

คาดหวังอะไรจากคลาสสิก?

อย่างไรก็ตามเราไม่ควรละทิ้งความคลาสสิกไม่ว่าในกรณีใด ๆ มันให้รากฐานโดยที่ไม่มีใครไม่สามารถสูงขึ้นได้หากปราศจากการพึ่งพามัน เช่นเดียวกับที่ทฤษฎีเซตไม่ได้ยกเลิกตารางสูตรคูณ และโครโมไดนามิกส์ของควอนตัมจะไม่ทำให้แอปเปิลบินขึ้นมาจากต้นไม้

ดังนั้นคุณคาดหวังอะไรได้บ้างจากแนวทางแบบคลาสสิก? เรามาดูรูปกันดีกว่า ด้านซ้ายเป็นประเภทของโรเตอร์ มีการแสดงภาพตามเงื่อนไข 1 – ม้าหมุนแนวตั้ง 2 – แนวตั้งตั้งฉาก (กังหันลม) 2-5 – โรเตอร์แบบเบลดที่มีจำนวนเบลดต่างกันพร้อมโปรไฟล์ที่ปรับให้เหมาะสม

ทางด้านขวาตามแนวแกนนอนคือความเร็วสัมพัทธ์ของโรเตอร์ กล่าวคือ อัตราส่วนของความเร็วเชิงเส้นของใบพัดต่อความเร็วลม แนวตั้งขึ้น - เคียฟ และลง - อีกครั้ง แรงบิดสัมพัทธ์ แรงบิดเดี่ยว (100%) ถือเป็นแรงบิดที่ถูกสร้างขึ้นโดยโรเตอร์ที่ถูกบังคับให้เบรกในการไหลด้วย KIEV 100% เช่น เมื่อพลังงานการไหลทั้งหมดถูกแปลงเป็นแรงหมุน

แนวทางนี้ช่วยให้เราสามารถสรุปผลได้กว้างไกล ตัวอย่างเช่นต้องเลือกจำนวนใบมีดไม่เพียงแต่และไม่มากตามความเร็วในการหมุนที่ต้องการ: ใบมีด 3 และ 4 ใบจะสูญเสีย KIEV และแรงบิดไปทันทีมากเมื่อเทียบกับใบมีด 2 และ 6 ที่ทำงานได้ดี ในช่วงความเร็วประมาณเดียวกัน และม้าหมุนและมุมฉากที่คล้ายกันภายนอกมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน

โดยทั่วไป ควรเลือกใช้โรเตอร์แบบมีใบมีด ยกเว้นในกรณีที่ต้นทุนต่ำมาก ความเรียบง่าย ไม่ต้องบำรุงรักษา สตาร์ทเองได้เองโดยไม่ต้องใช้ระบบอัตโนมัติ และการยกขึ้นบนเสาเป็นไปไม่ได้

บันทึก: เรามาพูดถึงใบพัดเรือโดยเฉพาะ - พวกมันดูเหมือนจะไม่เข้ากับรุ่นคลาสสิก

แนวตั้ง

APU ที่มีแกนหมุนในแนวตั้งมีข้อได้เปรียบที่ปฏิเสธไม่ได้ในชีวิตประจำวัน: ส่วนประกอบที่ต้องการการบำรุงรักษาจะกระจุกตัวอยู่ที่ด้านล่างและไม่จำเป็นต้องยก แบริ่งปรับแนวได้เองที่รองรับแรงผลักยังคงหลงเหลืออยู่ และถึงแม้จะไม่เสมอไป แต่ก็มีความแข็งแกร่งและทนทาน ดังนั้นเมื่อออกแบบเครื่องกำเนิดลมอย่างง่าย การเลือกตัวเลือกควรเริ่มต้นด้วยแนวตั้ง ประเภทหลักแสดงไว้ในรูปที่ 1

ดวงอาทิตย์

ในตำแหน่งแรกเป็นตำแหน่งที่ง่ายที่สุดซึ่งส่วนใหญ่มักเรียกว่าโรเตอร์ Savonius ในความเป็นจริงมันถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1924 ในสหภาพโซเวียตโดย J. A. และ A. A. Voronin และนักอุตสาหกรรมชาวฟินแลนด์ Sigurd Savonius จัดสรรสิ่งประดิษฐ์นั้นอย่างไร้ยางอายโดยไม่สนใจใบรับรองลิขสิทธิ์ของโซเวียตและเริ่มการผลิตต่อเนื่อง แต่การแนะนำสิ่งประดิษฐ์ในอนาคตมีความหมายมาก ดังนั้นเพื่อไม่ให้ปลุกอดีตและไม่รบกวนเถ้าถ่านของผู้ตาย เราจะเรียกกังหันลมนี้ว่าโรเตอร์ Voronin-Savonius หรือเรียกสั้น ๆ ว่า VS

เครื่องบินลำนี้ดีสำหรับคนทำเองที่บ้าน ยกเว้น "หัวรถจักร" KIEV ที่ 10-18% อย่างไรก็ตามในสหภาพโซเวียตพวกเขาทำงานอย่างหนักและมีการพัฒนาอยู่ ด้านล่างนี้เราจะดูการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งไม่ซับซ้อนมากนัก แต่จากข้อมูลของ KIEV มันทำให้นักดาบได้เปรียบกว่า

หมายเหตุ: เครื่องบินสองใบพัดไม่หมุน แต่จะกระตุกอย่างกระตุก ใบมีด 4 ใบนั้นนุ่มนวลกว่าเล็กน้อยเท่านั้น แต่สูญเสียไปมากใน KIEV เพื่อปรับปรุงใบมีด 4 รางส่วนใหญ่มักแบ่งออกเป็นสองชั้น - ใบมีดคู่หนึ่งด้านล่างและอีกคู่หนึ่งหมุน 90 องศาในแนวนอนเหนือพวกเขา KIEV ยังคงอยู่ และแรงด้านข้างของกลไกลดลง แต่แรงดัดงอเพิ่มขึ้นบ้าง และด้วยความเร็วลมมากกว่า 25 m/s APU ดังกล่าวจะอยู่บนเพลา กล่าวคือ หากไม่มีลูกปืนที่ขึงด้วยสายเคเบิลเหนือโรเตอร์ มันก็จะ "พังหอคอยลง"

ดาเรีย

ถัดไปคือโรเตอร์ Daria เคียฟ – มากถึง 20% ง่ายกว่านั้นอีก: ใบมีดทำจากเทปยืดหยุ่นธรรมดาโดยไม่มีโปรไฟล์ใด ๆ ทฤษฎีของโรเตอร์ Darrieus ยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเพียงพอ เห็นได้ชัดว่ามันเริ่มคลายตัวเนื่องจากความแตกต่างในความต้านทานแอโรไดนามิกของโหนกและช่องเทป จากนั้นมันก็กลายเป็นความเร็วสูง ก่อตัวเป็นวงเวียนของมันเอง

แรงบิดมีขนาดเล็กและในตำแหน่งเริ่มต้นของโรเตอร์ขนานและตั้งฉากกับลมจะไม่มีเลยดังนั้นจึงสามารถหมุนตัวเองได้โดยใช้ใบมีด (ปีก) จำนวนคี่เท่านั้น ไม่ว่าในกรณีใดโหลดจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะต้องตัดการเชื่อมต่อระหว่างการหมุนขึ้น

โรเตอร์ Daria มีคุณสมบัติที่ไม่ดีอีกสองประการ ประการแรก เมื่อหมุน เวกเตอร์แรงขับของใบมีดจะอธิบายการหมุนเต็มจำนวนโดยสัมพันธ์กับโฟกัสตามหลักอากาศพลศาสตร์ และไม่ราบรื่น แต่กระตุก ดังนั้นโรเตอร์ Darrieus จึงพังทลายกลไกอย่างรวดเร็วแม้ในลมที่สม่ำเสมอ

ประการที่สอง ดาเรียไม่เพียงส่งเสียงดังเท่านั้น แต่ยังส่งเสียงกรีดร้องและเสียงแหลมจนถึงจุดที่เทปแตก สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการสั่นสะเทือน และยิ่งมีใบมีดมากเท่าไร เสียงคำรามก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ดังนั้น หากพวกเขาสร้างดาเรีย มันก็ต้องใช้ใบมีดสองใบ จากวัสดุดูดซับเสียงที่มีความแข็งแรงสูงราคาแพง (คาร์บอน ไมลาร์) และใช้เครื่องบินขนาดเล็กเพื่อหมุนตรงกลางเสาเสา

มุมฉาก

ที่ตำแหน่ง 3 – โรเตอร์แนวตั้งตั้งฉากพร้อมใบมีดทำโปรไฟล์ ตั้งฉากเพราะปีกยื่นออกมาในแนวตั้ง การเปลี่ยนจาก BC ไปเป็นมุมฉากแสดงไว้ในรูปที่ 1 ซ้าย.

มุมการติดตั้งใบพัดสัมพันธ์กับเส้นสัมผัสวงกลมที่สัมผัสจุดโฟกัสแอโรไดนามิกของปีกอาจเป็นได้ทั้งเชิงบวก (ในรูป) หรือลบ ขึ้นอยู่กับแรงลม บางครั้งใบพัดจะหมุนและมีใบพัดสภาพอากาศติดอยู่ โดยจะจับ "อัลฟ่า" ไว้โดยอัตโนมัติ แต่โครงสร้างดังกล่าวมักจะแตกหัก

ส่วนกลาง (สีน้ำเงินในรูป) ช่วยให้คุณเพิ่ม KIEV ได้เกือบ 50% ในมุมฉากสามใบควรมีรูปร่างเป็นรูปสามเหลี่ยมในหน้าตัดโดยมีด้านนูนเล็กน้อยและมุมโค้งมนและมี จำนวนใบมีดที่มากขึ้น กระบอกธรรมดาก็เพียงพอแล้ว แต่ทฤษฎีสำหรับมุมตั้งฉาก ปริมาณที่เหมาะสมที่สุดให้คำตอบที่ชัดเจน: ควรมี 3 ข้อพอดี

Orthogonal หมายถึง กังหันลมความเร็วสูงที่มี OSS เช่น จำเป็นต้องได้รับการเลื่อนตำแหน่งระหว่างการว่าจ้างและหลังจากความสงบ ตามรูปแบบมุมฉาก APU ที่ไม่มีการบำรุงรักษาแบบอนุกรมที่มีกำลังสูงถึง 20 kW ถูกสร้างขึ้น

เฮลิคอยด์

โรเตอร์เฮลิคอยด์หรือโรเตอร์กอร์ลอฟ (รายการที่ 4) เป็นประเภทมุมฉากที่ให้การหมุนสม่ำเสมอ มุมฉากที่มีปีกตรง "น้ำตา" อ่อนแอกว่าเครื่องบินสองใบเพียงเล็กน้อยเท่านั้น การดัดใบมีดตามแนวเฮลิคอยด์ช่วยป้องกันการสูญเสีย CIEV เนื่องจากความโค้งของใบมีด แม้ว่าใบมีดโค้งจะปฏิเสธส่วนหนึ่งของการไหลโดยไม่ใช้งาน แต่ก็ยังตักส่วนหนึ่งเข้าไปในโซนที่มีความเร็วเชิงเส้นสูงสุดเพื่อชดเชยการสูญเสีย เฮลิคอยด์ถูกใช้น้อยกว่ากังหันลมชนิดอื่นเพราะว่า เนื่องจากความซับซ้อนของการผลิตจึงมีราคาแพงกว่าสินค้าที่มีคุณภาพเท่าเทียมกัน

บาร์เรลคราด

สำหรับ 5 ตำแหน่ง – โรเตอร์ประเภท BC ล้อมรอบด้วยใบพัดนำทาง แผนภาพแสดงในรูป ด้านขวา. ไม่ค่อยพบในงานอุตสาหกรรมเพราะว่า การซื้อที่ดินราคาแพงไม่ได้ชดเชยการเพิ่มกำลังการผลิต อีกทั้งการใช้วัสดุและความซับซ้อนในการผลิตก็สูง แต่ผู้ที่ทำเองที่กลัวงานจะไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญอีกต่อไป แต่เป็นผู้บริโภคและหากคุณต้องการไม่เกิน 0.5-1.5 กิโลวัตต์สำหรับเขาแล้ว "การคราดถัง" ก็เป็นชิ้นอาหารอันโอชะ:

• โรเตอร์ประเภทนี้มีความปลอดภัยอย่างแน่นอน เงียบ ไม่สร้างการสั่นสะเทือน และสามารถติดตั้งได้ทุกที่แม้แต่ในสนามเด็กเล่น
• การดัด "รางน้ำ" สังกะสีและการเชื่อมโครงท่อถือเป็นงานไร้สาระ
• การหมุนมีความสม่ำเสมออย่างแน่นอน ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลสามารถนำมาจากที่ถูกที่สุดหรือจากถังขยะ
• ไม่กลัวพายุเฮอริเคน-มากเกินไป ลมแรงไม่สามารถดันเข้าไปใน "ถัง" ได้ รังไหมกระแสน้ำวนที่เพรียวบางปรากฏขึ้นรอบๆ มัน (เราจะพบผลกระทบนี้ในภายหลัง)
• และสิ่งที่สำคัญที่สุดคือเนื่องจากพื้นผิวของ "ถัง" มีขนาดใหญ่กว่าโรเตอร์ด้านในหลายเท่า KIEV จึงสามารถโอเวอร์ยูนิตได้ และโมเมนต์การหมุนอยู่ที่ 3 m/s สำหรับ "ถัง" เส้นผ่านศูนย์กลางสามเมตรนั้นเหมือนกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาด 1 kW ที่มีภาระสูงสุด พวกเขาบอกว่าไม่ควรกระตุกจะดีกว่า

วิดีโอ: เครื่องกำเนิดลม Lenz

ในยุค 60 ในสหภาพโซเวียต E. S. Biryukov จดสิทธิบัตร APU แบบหมุนด้วย KIEV 46% หลังจากนั้นไม่นาน V. Blinov ประสบความสำเร็จ 58% KIEV จากการออกแบบโดยใช้หลักการเดียวกัน แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับการทดสอบ และการทดสอบ APU ของ Biryukov อย่างเต็มรูปแบบดำเนินการโดยพนักงานของนิตยสาร "Inventor and Innovator" โรเตอร์สองชั้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.75 ม. และสูง 2 ม. ท่ามกลางลมบริสุทธิ์ ปั่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสขนาด 1.2 กิโลวัตต์ให้เต็มกำลังและทนทานได้ 30 ม./วินาที โดยไม่มีการพังทลาย ภาพวาดของ APU ของ Biryukov แสดงในรูปที่ 1

1. โรเตอร์ทำจากหลังคาสังกะสี
2. ตลับลูกปืนเม็ดกลมสองแถวปรับแนวได้เอง
3. ผ้าหุ้ม – สายเหล็กขนาด 5 มม.
4. แกนเพลา – ท่อเหล็กที่มีความหนาของผนัง 1.5-2.5 มม.
5. คันควบคุมความเร็วตามหลักอากาศพลศาสตร์
6. ใบมีดควบคุมความเร็ว - ไม้อัดหรือแผ่นพลาสติกขนาด 3-4 มม.
7. แท่งควบคุมความเร็ว
8. โหลดตัวควบคุมความเร็ว น้ำหนักจะกำหนดความเร็วในการหมุน
9. รอกขับ - ล้อจักรยานที่ไม่มียางพร้อมท่อ
10. ตลับลูกปืนกันรุน - ตลับลูกปืนกันรุน;
11. รอกขับเคลื่อน – รอกเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐาน
12. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

Biryukov ได้รับใบรับรองลิขสิทธิ์หลายฉบับสำหรับ APU ของเขา ขั้นแรก ให้ความสนใจกับการตัดของโรเตอร์ เมื่อเร่งความเร็ว มันจะทำงานเหมือนเครื่องบิน ทำให้เกิดแรงบิดสตาร์ทสูง ขณะที่มันหมุน เบาะรองกระแสน้ำวนจะถูกสร้างขึ้นในช่องด้านนอกของใบพัด จากมุมมองของลม ใบพัดจะมีลักษณะเป็นโปรไฟล์ และโรเตอร์จะกลายเป็นมุมฉากความเร็วสูง โดยโปรไฟล์เสมือนจริงจะเปลี่ยนไปตามความแรงของลม

ประการที่สอง ช่องโปรไฟล์ระหว่างใบพัดทำหน้าที่เป็นตัวกลางในช่วงความเร็วการทำงาน หากลมแรงขึ้นก็จะสร้างเบาะรองน้ำวนขึ้นมาโดยขยายเกินโรเตอร์ รังไหมกระแสน้ำวนเดียวกันนั้นปรากฏรอบๆ APU พร้อมด้วยใบพัดนำทาง พลังงานสำหรับการสร้างสรรค์นั้นดึงมาจากลม และไม่เพียงพอที่จะทำลายกังหันลมอีกต่อไป

ประการที่สาม ตัวควบคุมความเร็วมีไว้สำหรับกังหันเป็นหลัก มันรักษาความเร็วให้เหมาะสมที่สุดจากมุมมองของ KIEV และความเร็วการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เหมาะสมที่สุดนั้นมั่นใจได้จากการเลือกอัตราส่วนการส่งกำลังทางกล

หมายเหตุ: หลังจากการตีพิมพ์ใน IR ในปี 1965 กองทัพของยูเครน Biryukova ก็จมลงสู่การลืมเลือน ผู้เขียนไม่เคยได้รับการตอบกลับจากเจ้าหน้าที่ ชะตากรรมของสิ่งประดิษฐ์ของสหภาพโซเวียตมากมาย พวกเขากล่าวว่าชาวญี่ปุ่นบางคนกลายเป็นมหาเศรษฐีโดยการอ่านนิตยสารเทคนิคยอดนิยมของโซเวียตเป็นประจำและจดสิทธิบัตรทุกสิ่งที่ควรค่าแก่ความสนใจ

โลพาสนิกิ

ตามที่ระบุไว้ตามคลาสสิก เครื่องกำเนิดลมแนวนอนพร้อมโรเตอร์แบบมีใบมีดเป็นสิ่งที่ดีที่สุด แต่ประการแรก ต้องมีลมที่มั่นคงและมีกำลังปานกลางเป็นอย่างน้อย ประการที่สองการออกแบบสำหรับผู้ทำเองนั้นเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดมากมายซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมบ่อยครั้งที่ผลของการทำงานหนักที่ยาวนานอย่างดีที่สุดมักจะส่องสว่างในห้องน้ำโถงทางเดินหรือระเบียงหรือแม้กระทั่งกลายเป็นเพียงสามารถผ่อนคลายตัวเองได้ .

ตามแผนภาพในรูป มาดูกันดีกว่า; ตำแหน่ง:

• รูปที่. ตอบ:

1. ใบพัด;
2. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า;
3. กรอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
4. ใบพัดป้องกันอากาศ (พลั่วพายุเฮอริเคน);
5. นักสะสมปัจจุบัน
6. แชสซี;
7. หน่วยหมุน;
8. ใบพัดสภาพอากาศทำงาน
9. เสา;
10. ที่หนีบสำหรับผ้าห่อศพ

• รูปที่. B มุมมองด้านบน:

1. ใบพัดอากาศป้องกัน
2. ใบพัดสภาพอากาศทำงาน
3. ตัวปรับความตึงสปริงใบพัดสภาพอากาศป้องกัน

• รูปที่. G ตัวสะสมปัจจุบัน:

1. ตัวสะสมที่มีบัสบาร์แหวนทองแดงต่อเนื่อง
2. แปรงทองแดงกราไฟท์ที่บรรจุสปริง

บันทึก: การป้องกันพายุเฮอริเคนสำหรับใบมีดแนวนอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 1 ม. เป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งเพราะ เขาไม่สามารถสร้างรังไหมกระแสน้ำวนรอบ ๆ ตัวเขาเองได้ ด้วยขนาดที่เล็กกว่า จึงเป็นไปได้ที่จะมีความทนทานของโรเตอร์สูงถึง 30 ม./วินาทีด้วยใบมีดโพรพิลีน

แล้วเราจะสะดุดตรงไหน?

ใบมีด

ความหวังของมือสมัครเล่นที่สิ้นหวังคาดว่าจะได้รับกำลังบนเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามากกว่า 150-200 W บนใบมีดทุกขนาดที่ตัดจากท่อพลาสติกที่มีผนังหนาตามที่แนะนำบ่อยๆ ใบมีดท่อ (เว้นแต่จะหนามากจนใช้เป็นที่ว่าง) จะมีโปรไฟล์แบบแบ่งส่วน เช่น พื้นผิวด้านบนหรือทั้งสองจะเป็นส่วนโค้งของวงกลม

โปรไฟล์แบบแบ่งส่วนเหมาะสำหรับสื่อที่ไม่สามารถบีบอัดได้ เช่น ไฮโดรฟอยล์หรือใบพัด สำหรับก๊าซ จำเป็นต้องใช้ใบมีดที่มีโปรไฟล์แปรผันและระยะพิทช์ ดังตัวอย่าง ดูรูปที่; ช่วง - 2 ม. นี่จะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนและใช้แรงงานมากซึ่งต้องใช้การคำนวณที่ต้องใช้ความอุตสาหะในทางทฤษฎีเต็มรูปแบบ การเป่าลมในท่อและการทดสอบเต็มรูปแบบ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

หากติดตั้งโรเตอร์บนเพลาโดยตรง แบริ่งมาตรฐานจะพังในไม่ช้า - ใบพัดทั้งหมดในกังหันลมไม่มีภาระเท่ากัน คุณต้องมีเพลากลางพร้อมลูกปืนรองรับพิเศษและระบบส่งกำลังทางกลจากเพลาไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับกังหันลมขนาดใหญ่ แบริ่งรองรับจะเป็นแบบสองแถวที่ปรับแนวได้เอง ในรุ่นที่ดีที่สุด - สามชั้น, รูปที่. D ในรูป สูงกว่า สิ่งนี้ช่วยให้เพลาโรเตอร์ไม่เพียงแต่โค้งงอเล็กน้อยเท่านั้น แต่ยังเคลื่อนตัวเล็กน้อยจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งหรือขึ้นและลงได้อีกด้วย

บันทึก: ใช้เวลาประมาณ 30 ปีในการพัฒนาตลับลูกปืนรองรับสำหรับ APU ประเภท EuroWind

ใบพัดสภาพอากาศฉุกเฉิน

หลักการทำงานแสดงไว้ในรูปที่ 1 B. ลมที่มีกำลังแรงขึ้นทำให้เกิดแรงกดดันต่อพลั่ว สปริงยืดตัว โรเตอร์บิดเบี้ยว ความเร็วลดลง และในที่สุดมันก็ขนานกับการไหล ดูเหมือนทุกอย่างจะเรียบร้อยดี แต่มันก็ราบรื่นบนกระดาษ...

ในวันที่มีลมแรง ให้ลองถือฝาหม้อต้มน้ำหรือกระทะขนาดใหญ่โดยจับขนานกับลม ระวังให้ดี เหล็กที่กระสับกระส่ายสามารถกระแทกหน้าคุณแรงจนทำให้จมูกหัก ริมฝีปากบาด หรือแม้แต่ทำให้ดวงตาของคุณบอดได้

ลมเรียบเกิดขึ้นเฉพาะใน การคำนวณทางทฤษฎีและมีความแม่นยำเพียงพอสำหรับการฝึกในอุโมงค์ลม ในความเป็นจริง พายุเฮอริเคนสร้างความเสียหายให้กับกังหันลมด้วยพลั่วพายุเฮอริเคนมากกว่ากังหันลมที่ไม่มีการป้องกันเลย เปลี่ยนใบมีดที่เสียหาย ดีกว่าทำทุกอย่างใหม่ ใน การติดตั้งทางอุตสาหกรรม- อีกสิ่งหนึ่งที่. ที่นั่น ระยะห่างของใบพัดแต่ละใบจะถูกตรวจสอบและปรับแต่งโดยระบบอัตโนมัติภายใต้การควบคุมของคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด และผลิตจากวัสดุคอมโพสิตสำหรับงานหนัก ไม่ใช่ท่อน้ำ

นักสะสมปัจจุบัน

นี่คือหน่วยบริการอย่างสม่ำเสมอ วิศวกรไฟฟ้าทุกคนรู้ดีว่าตัวสับเปลี่ยนที่มีแปรงจำเป็นต้องทำความสะอาด หล่อลื่น และปรับแต่ง และเสากระโดงมาจาก ท่อน้ำ. หากคุณไม่สามารถปีนขึ้นไปได้ คุณจะต้องโยนกังหันลมทั้งหมดลงไปที่พื้นเดือนละครั้งหรือสองเดือนแล้วหยิบขึ้นมาอีกครั้ง เขาจะคงอยู่ได้นานแค่ไหนจาก "การป้องกัน" ดังกล่าว?

วิดีโอ: เครื่องกำเนิดลมแบบเบลด + แผงโซลาร์เซลล์สำหรับจ่ายไฟให้กับเดชา

มินิและไมโคร

แต่เมื่อขนาดของไม้พายลดลง ความยากก็จะลดลงตามกำลังสองของเส้นผ่านศูนย์กลางล้อ เป็นไปได้ที่จะผลิต APU แบบมีใบมีดแนวนอนด้วยตัวคุณเองด้วยกำลังสูงถึง 100 W แบบ 6 ใบน่าจะเหมาะสมที่สุด เมื่อมีใบมีดมากขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางของโรเตอร์ที่ออกแบบมาเพื่อกำลังเท่ากันก็จะเล็กลง แต่จะยึดเข้ากับดุมให้แน่นได้ยาก ไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงโรเตอร์ที่มีใบพัดน้อยกว่า 6 ใบพัด: โรเตอร์ 100 W แบบ 2 ใบพัดต้องใช้โรเตอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.34 ม. และใบพัด 4 ใบพัดที่มีกำลังเท่ากันต้องใช้เวลา 4.5 ม. สำหรับใบพัด 6 ใบพัด ความสัมพันธ์ระหว่างกำลังกับเส้นผ่านศูนย์กลางแสดงได้ดังนี้

• 10 วัตต์ – 1.16 ม.
• 20 วัตต์ – 1.64 ม.
• 30 วัตต์ – 2 ม.
• 40 วัตต์ – 2.32 ม.
• 50 วัตต์ – 2.6 ม.
• 60 วัตต์ – 2.84 ม.
• 70 วัตต์ – 3.08 ม.
• 80 วัตต์ – 3.28 ม.
• 90 วัตต์ – 3.48 ม.
• 100 วัตต์ – 3.68 ม.
• 300 วัตต์ – 6.34 ม.

เป็นการดีที่สุดที่จะนับกำลังไฟ 10-20 W ประการแรก ใบมีดพลาสติกที่มีระยะมากกว่า 0.8 ม. จะไม่สามารถต้านทานลมที่ความเร็วมากกว่า 20 ม./วินาที หากไม่มีมาตรการป้องกันเพิ่มเติม ประการที่สอง ด้วยระยะใบมีดสูงสุด 0.8 ม. เท่ากัน ความเร็วเชิงเส้นของปลายจะไม่เกินความเร็วลมเกินสามครั้ง และข้อกำหนดสำหรับการโปรไฟล์ด้วยการบิดจะลดลงตามลำดับความสำคัญ นี่คือ "รางน้ำ" ที่มีโปรไฟล์ท่อแบบแบ่งส่วน B ในรูป และกำลังไฟ 10-20 วัตต์จะจ่ายไฟให้กับแท็บเล็ต ชาร์จสมาร์ทโฟน หรือส่องสว่างหลอดไฟประหยัดไฟในบ้าน

จากนั้นเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์จีนสมบูรณ์แบบ - ดุมล้อสำหรับรถจักรยานไฟฟ้าตำแหน่ง 1 ในรูป กำลังของมอเตอร์อยู่ที่ 200-300 W แต่ในโหมดเจนเนอเรเตอร์จะให้ได้มากถึงประมาณ 100 W แต่จะเหมาะกับเราในเรื่องความเร็วหรือเปล่า?

ดัชนีความเร็ว z สำหรับใบมีด 6 ใบคือ 3 สูตรคำนวณความเร็วในการหมุนภายใต้ภาระคือ N = v/l*z*60 โดยที่ N คือความเร็วในการหมุน 1/นาที v คือความเร็วลม และ l คือ เส้นรอบวงของโรเตอร์ ด้วยระยะใบมีด 0.8 ม. และความเร็วลม 5 ม./วินาที เราจะได้ 72 รอบต่อนาที ที่ 20 ม./วินาที – 288 รอบต่อนาที ล้อจักรยานก็หมุนด้วยความเร็วประมาณเดียวกัน ดังนั้นเราจะเอากำลัง 10-20 วัตต์ออกจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สามารถผลิตกำลังได้ 100 วัตต์ คุณสามารถวางโรเตอร์ไว้บนเพลาได้โดยตรง

แต่ปัญหาต่อไปนี้เกิดขึ้น: หลังจากใช้เวลาทำงานและเงินไปมากมาย อย่างน้อยก็ซื้อมอเตอร์ เราก็ได้... ของเล่น! 10-20 คืออะไร 50 วัตต์? แต่คุณไม่สามารถสร้างกังหันลมแบบมีใบมีดที่สามารถจ่ายไฟให้กับทีวีที่บ้านได้ เป็นไปได้ไหมที่จะซื้อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมขนาดเล็กสำเร็จรูปและจะถูกกว่าหรือไม่? มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และถูกที่สุด โปรดดูที่ตำแหน่ง 4 และ 5 นอกจากนี้ก็จะเป็นมือถือด้วย วางบนตอไม้แล้วนำไปใช้

ตัวเลือกที่สองคือ หากสเต็ปเปอร์มอเตอร์จากฟล็อปปี้ไดรฟ์ขนาด 5 หรือ 8 นิ้วเก่าวางอยู่ที่ไหนสักแห่ง หรือจากไดรฟ์กระดาษ หรือแคร่ของเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ตหรือดอทเมทริกซ์ที่ไม่สามารถใช้งานได้ มันสามารถทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและติดโรเตอร์แบบหมุนได้ กระป๋องดีบุก(ข้อ 6) ง่ายกว่าการประกอบโครงสร้างเหมือนที่แสดงในข้อ 6 3.

โดยทั่วไปแล้ว ข้อสรุปเกี่ยวกับ "ใบมีด" นั้นชัดเจน: ใบมีดแบบโฮมเมดมีแนวโน้มที่จะทำให้พอใจ แต่ไม่ใช่เพื่อการส่งออกพลังงานในระยะยาว

วิดีโอ: เครื่องกำเนิดลมที่ง่ายที่สุดสำหรับการส่องสว่างเดชา

เรือใบ

กังหันลมผลิตไฟฟ้าแบบเดินเรือเป็นที่รู้จักมาเป็นเวลานาน แต่แผงแบบอ่อนบนใบพัด (ดูรูป) เริ่มผลิตขึ้นจากการใช้ผ้าและฟิล์มสังเคราะห์ที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อการสึกหรอ กังหันลมหลายใบที่มีใบเรือที่แข็งแรงได้แพร่กระจายไปทั่วโลกในฐานะตัวขับเคลื่อนสำหรับปั๊มน้ำอัตโนมัติที่ใช้พลังงานต่ำ แต่ข้อกำหนดทางเทคนิคนั้นต่ำกว่าของแบบหมุนด้วยซ้ำ

อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าใบเรือที่นุ่มนวลเหมือนปีกกังหันลมกลับกลายเป็นว่าไม่ง่ายนัก ประเด็นไม่ได้เกี่ยวกับความต้านทานลม (ผู้ผลิตไม่ได้จำกัดความเร็วลมสูงสุดที่อนุญาต): ลูกเรือเรือใบรู้อยู่แล้วว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่ลมจะฉีกแผงใบเรือเบอร์มิวดา เป็นไปได้มากว่าผ้าจะถูกฉีกออกหรือเสาจะหักหรือเรือทั้งหมดจะทำการ "เลี้ยวมากเกินไป" มันเกี่ยวกับพลังงาน

ขออภัย ไม่พบข้อมูลการทดสอบที่แน่นอน จากบทวิจารณ์ของผู้ใช้ เป็นไปได้ที่จะสร้างการพึ่งพาแบบ "สังเคราะห์" สำหรับการติดตั้งกังหันลมที่ผลิตโดย Taganrog-4.380/220.50 โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางล้อลม 5 ม. น้ำหนักหัวลม 160 กก. และความเร็วในการหมุนขึ้นไป ถึง 40 1/นาที; พวกเขาจะนำเสนอในรูป

แน่นอนว่าไม่สามารถรับประกันความน่าเชื่อถือได้ 100% แต่เป็นที่ชัดเจนว่าไม่มีกลิ่นของแบบจำลองกลไกแบบแบนที่นี่ ไม่มีทางที่ล้อขนาด 5 เมตรในลมเรียบที่ความเร็ว 3 เมตร/วินาทีจะสามารถสร้างพลังงานได้ประมาณ 1 กิโลวัตต์ ที่ความเร็ว 7 เมตร/วินาที ไปถึงระดับพลังงานที่ราบสูงแล้วจึงรักษาไว้จนกระทั่งเกิดพายุรุนแรง อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตระบุว่าสามารถรับพลังงานที่ระบุได้ 4 kW ที่ความเร็ว 3 m/s แต่เมื่อติดตั้งด้วยแรงโดยพิจารณาจากผลการศึกษาทางอากาศวิทยาในท้องถิ่น

นอกจากนี้ยังไม่พบทฤษฎีเชิงปริมาณ คำอธิบายของนักพัฒนาไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผู้คนซื้อกังหันลม Taganrog และใช้งานได้ เราจึงสรุปได้ว่าการไหลเวียนของรูปทรงกรวยและเอฟเฟกต์แรงผลักดันที่ประกาศไว้นั้นไม่ใช่นิยาย ไม่ว่าในกรณีใดก็เป็นไปได้

จากนั้นปรากฎว่าที่ด้านหน้าของโรเตอร์ตามกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมกระแสน้ำวนทรงกรวยก็ควรเกิดขึ้นเช่นกัน แต่จะขยายตัวและช้าลง และช่องทางดังกล่าวจะขับเคลื่อนลมไปยังโรเตอร์ พื้นผิวที่มีประสิทธิภาพของมันจะถูกพัดพามากขึ้น และ KIEV จะเป็นมากกว่าความสามัคคี

การวัดภาคสนามของสนามความดันที่ด้านหน้าโรเตอร์ แม้ว่าจะวัดด้วยแอนรอยด์ในครัวเรือนก็ตาม ก็อาจทำให้กระจ่างเกี่ยวกับปัญหานี้ได้ หากปรากฏว่าสูงกว่าด้านข้าง แน่นอนว่า APU สำหรับการแล่นเรือใบก็ทำงานเหมือนแมลงปีกแข็ง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบโฮมเมด

จากสิ่งที่กล่าวมาข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าช่างฝีมือทำเองจะดีกว่าในแนวตั้งหรือเรือใบ แต่ทั้งสองอย่างช้ามาก และการส่งสัญญาณไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วสูงนั้น งานพิเศษต้นทุนและความสูญเสียที่ไม่จำเป็น เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วต่ำที่มีประสิทธิภาพด้วยตัวเอง?

ใช่ คุณสามารถทำได้บนแม่เหล็กที่ทำจากโลหะผสมไนโอเบียมที่เรียกว่า ซุปเปอร์แม่เหล็ก กระบวนการผลิตชิ้นส่วนหลักแสดงไว้ในรูปที่ 1 คอยส์ - ลวดทองแดงขนาด 1 มม. จำนวน 55 รอบในฉนวนเคลือบความแข็งแรงสูงทนความร้อน, PEMM, PETV เป็นต้น ความสูงของขดลวดคือ 9 มม.

ให้ความสนใจกับร่องสำหรับกุญแจในส่วนโรเตอร์ ต้องวางตำแหน่งเพื่อให้แม่เหล็ก (ติดกาวกับแกนแม่เหล็กด้วยอีพอกซีหรืออะคริลิก) มาบรรจบกันกับขั้วตรงข้ามหลังการประกอบ “แพนเค้ก” (แกนแม่เหล็ก) ต้องทำจากแม่เหล็กเฟอร์ริกแม่เหล็กชนิดอ่อน เหล็กโครงสร้างธรรมดาก็ทำได้ ความหนาของ “แพนเค้ก” อย่างน้อย 6 มม.

โดยทั่วไปควรซื้อแม่เหล็กที่มีรูตามแนวแกนแล้วขันให้แน่นด้วยสกรู ซุปเปอร์แม่เหล็กดึงดูดด้วยพลังอันน่าสยดสยอง ด้วยเหตุผลเดียวกัน จึงวางสเปเซอร์ทรงกระบอกสูง 12 มม. ไว้บนเพลาระหว่าง "แพนเค้ก"

ขดลวดที่ประกอบเป็นส่วนสเตเตอร์นั้นเชื่อมต่อกันตามแผนภาพที่แสดงในรูปที่ 1 ปลายบัดกรีไม่ควรยืดออก แต่ควรสร้างห่วง มิฉะนั้นอีพ็อกซี่ที่จะเติมสเตเตอร์อาจแข็งตัวและหักสายไฟได้

สเตเตอร์ถูกเทลงในแม่พิมพ์ให้มีความหนา 10 มม. ไม่จำเป็นต้องอยู่ตรงกลางหรือทรงตัว สเตเตอร์ไม่หมุน ช่องว่างระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์คือ 1 มม. ในแต่ละด้าน สเตเตอร์ในตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องได้รับการยึดอย่างแน่นหนาไม่เพียง แต่จากการกระจัดตามแนวแกนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจากการหมุนด้วย สนามแม่เหล็กแรงสูงที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ในโหลดจะดึงมันไปพร้อมกับมัน

วิดีโอ: เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลม DIY

บทสรุป

แล้วเราจะได้อะไรในที่สุด? ความสนใจใน "ใบมีด" อธิบายได้จากความน่าตื่นตาตื่นใจ รูปร่างกว่าประสิทธิภาพจริงในเวอร์ชันทำเองและใช้พลังงานต่ำ APU แบบหมุนแบบโฮมเมดจะให้พลังงาน "สแตนด์บาย" เพื่อชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์หรือจ่ายไฟให้กับบ้านหลังเล็ก

แต่ด้วย APU การแล่นเรือใบก็คุ้มค่าที่จะทดลองกับช่างฝีมือที่มีความคิดสร้างสรรค์โดยเฉพาะในรุ่นมินิที่มีล้อเส้นผ่านศูนย์กลาง 1-2 ม. หากสมมติฐานของนักพัฒนาถูกต้อง เป็นไปได้ที่จะลบ 200-300 W ทั้งหมดออกจากอันนี้ โดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจีนที่อธิบายไว้ข้างต้น

อันเดรย์ กล่าวว่า:

ขอบคุณสำหรับคำปรึกษาฟรี... และราคา “จากบริษัท” ก็ไม่แพงนัก และฉันคิดว่าช่างฝีมือจากชนบทจะสามารถสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่คล้ายกับของคุณได้ และแบตเตอรี่ Li-po สามารถสั่งซื้อจากประเทศจีนได้ อินเวอร์เตอร์ในเชเลียบินสค์ผลิตได้ดีมาก (ที่มีไซน์เรียบ) และใบเรือ ใบพัด หรือโรเตอร์ก็เป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ผู้ชายรัสเซียมือดีของเราต้องหลีกหนี

อีวาน กล่าวว่า:

คำถาม:
สำหรับกังหันลมที่มีแกนตั้ง (ตำแหน่ง 1) และตัวเลือก "Lenz" คุณสามารถเพิ่มส่วนเพิ่มเติมได้ - ใบพัดที่ชี้ไปในทิศทางของลมและครอบคลุมด้านที่ไร้ประโยชน์จากนั้น (หันไปทางลม) . นั่นคือลมจะไม่ทำให้ใบพัดช้าลง แต่เป็น "ตะแกรง" นี้ วางตำแหน่งใต้ลมโดยมี "หาง" อยู่ด้านหลังกังหันลมทั้งด้านล่างและเหนือใบพัด (สันเขา) ฉันอ่านบทความและมีความคิดเกิดขึ้น

การคลิกปุ่ม "เพิ่มความคิดเห็น" แสดงว่าฉันเห็นด้วยกับไซต์นี้

กิจกรรมของทั้งบุคคลและมนุษยชาติในปัจจุบันแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีไฟฟ้า น่าเสียดายที่การบริโภคน้ำมันและก๊าซ ถ่านหิน และพีทที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วส่งผลให้ปริมาณสำรองของทรัพยากรเหล่านี้บนโลกลดลง จะทำอะไรได้บ้างในขณะที่มนุษย์โลกยังมีเรื่องทั้งหมดนี้อยู่? ตามข้อสรุปของผู้เชี่ยวชาญ มันคือการพัฒนาพลังงานเชิงซ้อนที่สามารถแก้ปัญหาวิกฤตเศรษฐกิจและการเงินโลกได้ ดังนั้นการค้นหาและการใช้แหล่งพลังงานไร้เชื้อเพลิงจึงเป็นเรื่องเร่งด่วนที่สุด

ทดแทน, นิเวศวิทยา, สีเขียว

บางทีอาจไม่คุ้มที่จะเตือนว่าทุกสิ่งใหม่นั้นถูกลืมไปแล้วเก่า ผู้คนเรียนรู้ที่จะใช้พลังของการไหลของแม่น้ำและความเร็วลมเพื่อสร้างพลังงานกลเมื่อนานมาแล้ว แสงอาทิตย์ทำให้น้ำของเราร้อนขึ้น และขับเคลื่อนรถยนต์และขับเคลื่อนยานอวกาศ ล้อที่ติดตั้งอยู่ริมลำธารและแม่น้ำสายเล็กทำหน้าที่ส่งน้ำให้กับทุ่งนาในยุคกลาง สามารถจัดหาแป้งให้กับหมู่บ้านรอบๆ หลายแห่งได้

ในขณะนี้เราสนใจคำถามง่ายๆ: วิธีจัดแสงและความร้อนราคาถูกให้บ้านของคุณ, วิธีทำกังหันลมด้วยมือของคุณเอง? กำลังไฟ 5 kW หรือน้อยกว่านั้นเล็กน้อย สิ่งสำคัญคือคุณสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับบ้านเพื่อใช้งานเครื่องใช้ไฟฟ้าได้

ที่น่าสนใจในโลกนี้มีการจำแนกอาคารตามระดับประสิทธิภาพของทรัพยากร:

• ธรรมดา สร้างก่อนปี 1980-1995
• ด้วยการใช้พลังงานต่ำและต่ำมาก - สูงถึง 45-90 kWh ต่อ 1 kW/m;
• แบบพาสซีฟและไม่ระเหยรับกระแสจากแหล่งหมุนเวียน (เช่นโดยการติดตั้งเครื่องกำเนิดลมแบบหมุน (5 kW) ด้วยมือของคุณเองหรือระบบแผงโซลาร์เซลล์คุณสามารถแก้ปัญหานี้ได้)
• อาคารประหยัดพลังงานที่ผลิตไฟฟ้าได้มากกว่าที่ต้องการสร้างรายได้ด้วยการส่งต่อไปยังผู้บริโภครายอื่นผ่านโครงข่ายไฟฟ้า

ปรากฎว่ามินิสเตชั่นในบ้านของคุณเองซึ่งติดตั้งบนหลังคาและในสนามหญ้าสามารถกลายเป็นการแข่งขันกับซัพพลายเออร์ไฟฟ้ารายใหญ่ได้ในที่สุด ใช่และรัฐบาล ประเทศต่างๆส่งเสริมการสร้างและการใช้งานอย่างแข็งขัน

วิธีกำหนดความสามารถในการทำกำไรของโรงไฟฟ้าของคุณเอง

นักวิจัยได้พิสูจน์แล้วว่าความสามารถในการสำรองของลมนั้นมากกว่าปริมาณสำรองเชื้อเพลิงที่สะสมมานานหลายศตวรรษมาก ในบรรดาวิธีการรับพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน กังหันลมมีสถานที่พิเศษเนื่องจากการผลิตนั้นง่ายกว่าการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ ในความเป็นจริง คุณสามารถประกอบเครื่องกำเนิดลมขนาด 5 kW ได้ด้วยมือของคุณเอง โดยมีส่วนประกอบที่จำเป็น เช่น แม่เหล็ก ลวดทองแดง ไม้อัด และโลหะสำหรับใบมีด

ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าการออกแบบสามารถมีประสิทธิผลและไม่เพียงแต่ให้ผลกำไรเท่านั้น แบบฟอร์มที่ถูกต้องแต่ยังสร้างขึ้นมาด้วย ถูกที่แล้ว. ซึ่งหมายความว่าจำเป็นต้องคำนึงถึงการมีอยู่ ความสม่ำเสมอ และแม้แต่ความเร็วของการไหลของอากาศในแต่ละกรณีและแม้แต่ในภูมิภาคเฉพาะ หากพื้นที่ประสบกับวันที่สงบเงียบและไม่มีลมเป็นระยะ ๆ การติดตั้งเสากระโดงพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะไม่เกิดประโยชน์ใด ๆ

ก่อนที่คุณจะเริ่มสร้างกังหันลมด้วยมือของคุณเอง (5 กิโลวัตต์) คุณต้องคิดถึงรุ่นและประเภทของมันก่อน คุณไม่ควรคาดหวังว่าจะได้รับพลังงานจำนวนมากจากการออกแบบที่อ่อนแอ และในทางกลับกันเมื่อคุณต้องการจ่ายไฟให้กับหลอดไฟเพียงไม่กี่ดวงในประเทศของคุณก็ไม่มีประโยชน์ที่จะสร้างกังหันลมขนาดใหญ่ด้วยมือของคุณเอง 5 kW เป็นพลังงานที่เพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้กับระบบแสงสว่างและเครื่องใช้ในครัวเรือนเกือบทั้งหมด ถ้ามีลมสม่ำเสมอก็จะมีแสงสว่าง

วิธีสร้างเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเอง: ลำดับของการกระทำ

ณ ตำแหน่งที่เลือกสำหรับเสาสูง กังหันลมที่มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าติดอยู่จะได้รับการเสริมกำลัง พลังงานที่สร้างขึ้นจะถูกส่งผ่านสายไฟไปยัง ห้องที่ถูกต้อง. เชื่อกันว่ายิ่งการออกแบบเสาสูงเท่าใด เส้นผ่านศูนย์กลางของวงล้อลมก็จะยิ่งมากขึ้น และการไหลของอากาศก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทั้งหมดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในความเป็นจริงทุกอย่างไม่ได้เป็นเช่นนั้น:

• ตัวอย่างเช่น พายุเฮอริเคนที่รุนแรงสามารถหักใบมีดได้ง่าย
• บางรุ่นสามารถติดตั้งบนหลังคาบ้านทั่วไปได้
• กังหันที่เลือกอย่างเหมาะสมจะสตาร์ทเครื่องได้อย่างง่ายดายและทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบแม้ที่ความเร็วลมต่ำมาก

กังหันลมประเภทหลัก

การออกแบบที่มีแกนหมุนแนวนอนของโรเตอร์ถือเป็นแบบคลาสสิก โดยปกติจะมีใบมีด 2-3 ใบและติดตั้งไว้ที่ระดับความสูงจากพื้นดิน ประสิทธิภาพสูงสุดของการติดตั้งดังกล่าวจะแสดงที่ทิศทางคงที่และความเร็ว 10 m/s ข้อเสียที่สำคัญของการออกแบบใบมีดนี้คือความล้มเหลวในการหมุนใบมีดในระหว่างสภาวะที่มีลมแรงและมีลมแรงบ่อยครั้ง สิ่งนี้นำไปสู่การทำงานที่ไม่เกิดผลหรือการทำลายการติดตั้งทั้งหมด ในการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหลังจากหยุดแล้วจำเป็นต้องหมุนใบพัดเริ่มต้นแบบบังคับ นอกจากนี้เมื่อใบมีดหมุนอย่างแข็งขัน มันจะสร้างเสียงเฉพาะที่ไม่พึงประสงค์ต่อหูของมนุษย์

เครื่องกำเนิดลมแนวตั้ง(“ด้านบน” 5 kW หรืออย่างอื่น) มีตำแหน่งของโรเตอร์ที่แตกต่างกัน กังหันรูปตัว H หรือรูปทรงกระบอกจับลมได้จากทุกทิศทาง การออกแบบเหล่านี้มีขนาดเล็กลงและเริ่มต้นจากจุดอ่อนที่สุด กระแสอากาศ(ที่ความเร็ว 1.5-3 ม./วินาที) ไม่ต้องใช้เสาสูง สามารถใช้งานได้แม้ในสภาพแวดล้อมในเมือง นอกจากนี้ กังหันลมแบบประกอบเอง (5 kW ซึ่งเป็นของจริง) ยังให้กำลังไฟพิกัดที่ความเร็วลม 3-4 เมตร/วินาที

ใบเรือไม่ได้อยู่บนเรือ แต่อยู่บนบก

หนึ่งในเทรนด์พลังงานลมที่ได้รับความนิยมในขณะนี้คือการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแนวนอนพร้อมใบมีดแบบอ่อน ความแตกต่างที่สำคัญคือทั้งวัสดุในการผลิตและรูปร่าง: กังหันลมที่ต้องทำด้วยตัวเอง (5 กิโลวัตต์แบบใบเรือ) มีใบมีดผ้าสามเหลี่ยม 4-6 ใบ ยิ่งไปกว่านั้น ไม่เหมือนกับโครงสร้างแบบเดิมตรงที่หน้าตัดจะเพิ่มทิศทางจากศูนย์กลางไปยังขอบด้านนอก คุณสมบัตินี้ช่วยให้คุณไม่เพียง "จับ" ลมอ่อนเท่านั้น แต่ยังหลีกเลี่ยงการสูญเสียระหว่างการไหลของอากาศพายุเฮอริเคนอีกด้วย

ข้อดีของเรือใบ ได้แก่ ตัวชี้วัดต่อไปนี้:

• กำลังสูงเมื่อหมุนช้า
• การวางแนวอิสระและการปรับให้เข้ากับลมใด ๆ
• ใบพัดสภาพอากาศสูงและแรงเฉื่อยต่ำ
• ไม่จำเป็นต้องบังคับล้อให้หมุน
• การหมุนเงียบสนิทแม้ที่ความเร็วสูง
• ไม่มีการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
• ความเลวของการก่อสร้าง

กังหันลมทำเอง

สามารถรับไฟฟ้าที่ต้องการ 5 kW ได้หลายวิธี:

• สร้างโครงสร้างโรเตอร์อย่างง่าย
• ประกอบวงล้อเรือใบหลายอันที่ซับซ้อนเรียงกันเป็นชุดบนแกนเดียวกัน
• ใช้การออกแบบแกนพร้อมแม่เหล็กนีโอไดเมียม

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่ากำลังของล้อลมเป็นสัดส่วนกับค่าลูกบาศก์ของความเร็วลมคูณด้วยพื้นที่กวาดของกังหัน แล้วจะสร้างกังหันลมขนาด 5 kW ได้อย่างไร? คำแนะนำด้านล่าง

คุณสามารถใช้ดุมรถยนต์และดิสก์เบรกเป็นพื้นฐานได้ แม่เหล็ก 32 ชิ้น (25 x 8 มม.) วางขนานกันเป็นวงกลมบนดิสก์โรเตอร์ในอนาคต (ส่วนที่เคลื่อนที่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) 16 ชิ้นต่อดิสก์ และเครื่องหมายบวกจะต้องสลับกับเครื่องหมายลบ แม่เหล็กฝั่งตรงข้ามต้องมี ความหมายที่แตกต่างกันเสา หลังจากการทำเครื่องหมายและตำแหน่ง ทุกอย่างบนวงกลมจะเต็มไปด้วยอีพอกซี

ขดลวดทองแดงวางอยู่บนสเตเตอร์ จำนวนของพวกเขาควรน้อยกว่าจำนวนแม่เหล็กนั่นคือ 12 ขั้นแรกให้นำสายไฟทั้งหมดออกและเชื่อมต่อกันเป็นรูปดาวหรือสามเหลี่ยมจากนั้นจึงเติมกาวอีพอกซีด้วย ขอแนะนำให้ใส่ชิ้นส่วนของดินน้ำมันเข้าไปในขดลวดก่อนเท หลังจากที่เรซินแข็งตัวและเอาออกแล้ว จะเหลือรูที่จำเป็นสำหรับการระบายอากาศและระบายความร้อนของสเตเตอร์

มันทำงานอย่างไร

ดิสก์โรเตอร์หมุนสัมพันธ์กับสเตเตอร์ ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็ก และกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นในขดลวด และจำเป็นต้องใช้กังหันลมที่เชื่อมต่อผ่านระบบรอกเพื่อเคลื่อนย้ายส่วนต่างๆของโครงสร้างการทำงานเหล่านี้ วิธีทำเครื่องกำเนิดลมด้วยมือของคุณเอง? บางคนเริ่มสร้างโรงไฟฟ้าของตนเองด้วยการประกอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อื่นๆ - จากการสร้างชิ้นส่วนใบมีดหมุนได้

เพลาจากกังหันลมมีส่วนร่วมโดยการเชื่อมต่อแบบเลื่อนกับดิสก์โรเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง ดิสก์แผ่นที่สองด้านล่างที่มีแม่เหล็กวางอยู่บนตลับลูกปืนที่แข็งแรง สเตเตอร์ตั้งอยู่ตรงกลาง ชิ้นส่วนทั้งหมดติดอยู่กับวงกลมไม้อัดโดยใช้สลักเกลียวยาวและยึดด้วยน็อต ระหว่าง "แพนเค้ก" ทั้งหมดต้องเว้นช่องว่างขั้นต่ำไว้เพื่อให้ดิสก์โรเตอร์หมุนฟรี ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 3 เฟส

"บาร์เรล"

สิ่งที่เหลืออยู่คือการสร้างกังหันลม คุณสามารถสร้างโครงสร้างหมุนได้ 5 kW ด้วยมือของคุณเองจากไม้อัด 3 วงและแผ่นดูราลูมินที่บางที่สุดและเบาที่สุด ปีกสี่เหลี่ยมโลหะติดกับไม้อัดโดยใช้สลักเกลียวและมุม ขั้นแรก ร่องนำที่มีรูปร่างเป็นคลื่นจะถูกกลวงออกในแต่ละระนาบของวงกลมที่สอดแผ่นเข้าไป โรเตอร์สองชั้นที่ได้นั้นมีใบมีดหยัก 4 ใบติดกันเป็นมุมฉาก นั่นคือระหว่างแพนเค้กไม้อัดสองตัวที่ยึดกับฮับจะมีใบมีดดูราลูมิน 2 อันโค้งเป็นรูปคลื่น

โครงสร้างนี้ติดตั้งอยู่ตรงกลางบนหมุดเหล็ก ซึ่งจะส่งแรงบิดไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันลมที่ผลิตเอง (5 kW) ของการออกแบบนี้มีน้ำหนักประมาณ 16-18 กก. สูง 160-170 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลางฐาน 80-90 ซม.

สิ่งที่ต้องพิจารณา

กังหันลมแบบ "ถัง" สามารถติดตั้งบนหลังคาอาคารได้ แม้ว่าหอคอยสูง 3-4 เมตรก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องปกป้องตัวเรือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากการตกตะกอนตามธรรมชาติ ขอแนะนำให้ติดตั้งอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ด้วย

หากต้องการรับกระแสสลับจากกระแสตรง 3 เฟส ต้องมีตัวแปลงรวมอยู่ในวงจรด้วย

หากมีวันที่ลมแรงเพียงพอในภูมิภาคนี้ กังหันลมที่ประกอบเอง (5 กิโลวัตต์) ไม่เพียงแต่สามารถจ่ายกระแสไฟให้กับทีวีและหลอดไฟเท่านั้น แต่ยังจ่ายให้กับระบบกล้องวงจรปิด เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่น ๆ อีกด้วย