Wie man mit eigenen Händen Rotorblätter für einen Windgenerator baut: Beispiele für selbstgebaute Rotorblätter von Windkraftanlagen
Die Nutzung alternativer Energiequellen ist einer der Haupttrends unserer Zeit.Saubere, erschwingliche Windenergie können Sie auch bei Ihnen zu Hause in Strom umwandeln, indem Sie eine Windkraftanlage bauen und diese an einen Generator anschließen.
Sie können mit Ihren eigenen Händen aus gewöhnlichen Materialien Rotorblätter für einen Windgenerator bauen, ohne spezielle Ausrüstung zu verwenden. Wir sagen Ihnen, welche Rotorblattform effizienter ist und helfen Ihnen bei der Auswahl der passenden Zeichnung für eine Windkraftanlage.
Der Inhalt des Artikels:
Wie funktioniert ein einfacher Windgenerator?
Ein Windgenerator ist ein Gerät, mit dem Sie Windenergie in Strom umwandeln können.
Das Funktionsprinzip besteht darin, dass der Wind die Rotorblätter dreht und die Welle in Bewegung setzt, wodurch die Drehung über ein Getriebe an den Generator übertragen wird, wodurch die Geschwindigkeit erhöht wird.
Es gibt zwei Haupttypen von Windgeneratoren:
- Vertikale;
- horizontal.
Vertikal ausgerichtete Modelle werden so gebaut, dass die Propellerachse senkrecht zum Boden steht. Somit setzt jede Bewegung von Luftmassen, unabhängig von der Richtung, die Struktur in Bewegung.
Ein horizontaler Windgenerator ähnelt einer Wetterfahne. Damit sich die Flügel drehen können, muss die Struktur je nach Luftbewegungsrichtung in die gewünschte Richtung gedreht werden.
Zur Überwachung und Erfassung von Windrichtungsänderungen werden spezielle Geräte installiert. Der Wirkungsgrad ist bei dieser Schneckenanordnung deutlich höher als bei vertikaler Ausrichtung. Für den häuslichen Gebrauch ist es sinnvoller, Windgeneratoren dieses Typs zu verwenden.
Welche Klingenform ist optimal?
Eines der Hauptelemente eines Windgenerators ist ein Satz Rotorblätter.
Mit diesen Teilen sind eine Reihe von Faktoren verbunden, die die Effizienz der Windmühle beeinflussen:
- Gewicht;
- Größe;
- bilden;
- Material;
- Menge.
Wenn Sie sich entscheiden, Flügel für eine selbstgebaute Windmühle zu entwerfen, müssen Sie alle diese Parameter berücksichtigen. Manche glauben, dass je mehr Flügel ein Generatorpropeller hat, desto mehr Windenergie erzeugt werden kann. Mit anderen Worten: Je mehr, desto besser.
Dies ist jedoch nicht der Fall. Jedes einzelne Teil bewegt sich gegen den Luftwiderstand. Daher erfordert eine große Anzahl von Blättern an einem Propeller mehr Windkraft, um eine Umdrehung durchzuführen.
Darüber hinaus können zu viele breite Flügel dazu führen, dass sich vor dem Propeller eine sogenannte „Luftkappe“ bildet, wenn der Luftstrom nicht durch das Windrad strömt, sondern es umrundet.
Am effizientesten ist ein Einblatt-Windgenerator. Aber es mit eigenen Händen aufzubauen und auszubalancieren ist sehr schwierig. Das Design erweist sich als unzuverlässig, allerdings mit hoher Effizienz. Nach den Erfahrungen vieler Anwender und Hersteller von Windkraftanlagen ist ein dreiflügeliges Modell das optimalste.
Die richtig gewählte Flügelform eines Windgenerators ist die Grundlage für seinen guten Betrieb.
Für die Heimproduktion eignen sich folgende Möglichkeiten:
- Segeltyp;
- Flügeltyp.
Die Segelblätter sind einfache breite Streifen, wie bei einer Windmühle.Dieses Modell ist das offensichtlichste und am einfachsten herzustellende. Allerdings ist sein Wirkungsgrad so gering, dass diese Form in modernen Windgeneratoren praktisch nicht mehr verwendet wird. Der Wirkungsgrad beträgt in diesem Fall etwa 10-12 %.
Eine viel wirkungsvollere Form sind die Klingen mit Flügelprofil. Dabei kommen die Prinzipien der Aerodynamik zum Einsatz, die riesige Flugzeuge in die Luft heben. Eine Schraube dieser Form lässt sich leichter in Bewegung setzen und dreht sich schneller. Durch den Luftstrom wird der Widerstand, den die Windmühle auf ihrem Weg erfährt, deutlich verringert.
Der Wirkungsgrad dieses Modells erreicht 30-35 %. Die gute Nachricht ist, dass Sie mit einem Minimum an Werkzeugen selbst eine Flügelklinge bauen können. Alle grundlegenden Berechnungen und Zeichnungen lassen sich problemlos an Ihre Windkraftanlage anpassen und nutzen kostenlose und saubere Windenergie ohne Einschränkungen.
Woraus werden Klingen zu Hause hergestellt?
Materialien, die für den Bau eines Windgenerators geeignet sind, sind vor allem Kunststoff, Leichtmetalle, Holz und eine moderne Lösung – Glasfaser. Die Hauptfrage ist, wie viel Arbeit und Zeit Sie bereit sind, für den Bau einer Windmühle aufzuwenden.
PVC-Abwasserrohre
Das beliebteste und am weitesten verbreitete Material zur Herstellung von Kunststoffflügeln für Windgeneratoren ist ein gewöhnliches PVC-Abwasserrohr. Für die meisten Heimgeneratoren mit einem Schneckendurchmesser von bis zu 2 m ist ein 160-mm-Rohr ausreichend.
Zu den Vorteilen dieser Methode gehören:
- niedriger Preis;
- Verfügbarkeit in jeder Region;
- einfache Bedienung;
- eine große Anzahl von Diagrammen und Zeichnungen im Internet, umfangreiche Erfahrung in der Anwendung.
Rohre sind unterschiedlich. Dies ist nicht nur denen bekannt, die selbstgebaute Windkraftanlagen bauen, sondern jedem, der schon einmal mit der Installation von Abwasser- oder Wasserversorgungsanlagen in Berührung gekommen ist. Sie unterscheiden sich in Dicke, Zusammensetzung und Hersteller. Das Rohr ist kostengünstig, sodass Sie nicht versuchen müssen, Ihre Windkraftanlage durch Einsparung von PVC-Rohren noch billiger zu machen.
Zuerst müssen Sie sich für das Muster entscheiden. Es gibt viele Möglichkeiten, jede Form hat ihre eigenen Nachteile und Vorteile. Es könnte sich lohnen, zunächst zu experimentieren, bevor Sie die endgültige Version herausschneiden.
Da die Preise für Rohre niedrig sind und man sie in jedem Baumarkt findet, eignet sich dieses Material perfekt für die ersten Schritte im Modellieren von Klingen. Wenn etwas schief geht, können Sie jederzeit eine andere Pfeife kaufen und es erneut versuchen; Ihr Geldbeutel wird unter solchen Experimenten nicht viel leiden.
Amateurdesigner bevorzugen PVC, da beim Testen eine kaputte Klinge durch eine neue ersetzt werden kann, die direkt vor Ort in 15 Minuten angefertigt wird, sofern ein geeignetes Muster verfügbar ist. Einfach und schnell und vor allem erschwinglich.
Fotoanleitungen zur Herstellung von Windmühlenblättern aus Polymerrohren helfen Ihnen dabei, die Schritte und den Ablauf des Prozesses visuell zu beherrschen:
Alle vorbereitenden Schritte sind abgeschlossen, nun müssen die Rotorblätter an dem mit dem Wind rotierenden Teil befestigt werden:
Aluminium – dünn, leicht und teuer
Aluminium ist ein leichtes und langlebiges Metall. Es wird traditionell zur Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen verwendet. Aufgrund seines geringen Gewichts sind die aerodynamischen Eigenschaften des Propellers hervorragend, wenn Sie der Platte die gewünschte Form geben.
Die Hauptlasten, denen eine Windmühle während der Drehung ausgesetzt ist, zielen darauf ab, das Blatt zu verbiegen und zu brechen. Wenn der Kunststoff bei solchen Arbeiten schnell reißt und versagt, können Sie sich deutlich länger auf eine Aluminiumschraube verlassen.
Ein weiterer Nachteil von Aluminiumteilen ist die Komplexität der Herstellung. Wenn das PVC-Rohr eine Biegung aufweist, die dazu dient, dem Blatt aerodynamische Eigenschaften zu verleihen, wird Aluminium in der Regel in Form einer Platte verwendet.
Nach dem Ausschneiden des Teils nach dem Muster, was an sich viel schwieriger ist als das Arbeiten mit Kunststoff, muss das resultierende Werkstück noch gerollt und mit der richtigen Biegung versehen werden. Dies wird zu Hause und ohne Werkzeug nicht so einfach zu bewerkstelligen sein.
Anstelle von teurem Aluminium können Sie auch Dachblechreste oder nach der Montage übrig gebliebene Wellblechstücke verwenden:
Fiberglas oder Fiberglas – für Profis
Wenn Sie sich bewusst für die Herstellung einer Klinge entscheiden und bereit sind, viel Mühe und Nerven dafür aufzuwenden, reicht Glasfaser aus.Wenn Sie sich bisher noch nicht mit Windgeneratoren beschäftigt haben, ist es nicht die beste Idee, mit dem Modellieren einer Windmühle aus Glasfaser zu beginnen. Dennoch erfordert dieser Prozess Erfahrung und praktische Fähigkeiten.
Zur Herstellung wird Glasfaser verwendet – ein dünnes und haltbares Material, das in Rollen hergestellt wird. Zur Befestigung der Schichten eignet sich neben Glasfaser auch Epoxidkleber.
Die Arbeit beginnt mit der Erstellung einer Matrix. Hierbei handelt es sich um einen Rohling, der eine Form für ein zukünftiges Teil darstellt.
Es ist sehr schwierig, selbst einen Rohling herzustellen; Sie müssen ein fertiges Modell einer Klinge aus Holz oder einem anderen Material vor Augen haben, und erst dann wird aus diesem Modell eine Matrize für das Teil ausgeschnitten. Sie benötigen mindestens 2 solcher Matrizen. Aber nachdem Sie einmal eine gelungene Form erstellt haben, können Sie sie viele Male verwenden und auf diese Weise mehr als eine Windmühle bauen.
Der Boden der Form wird gründlich mit Wachs geschmiert. Dies geschieht, damit die fertige Klinge später leicht entnommen werden kann. Legen Sie eine Schicht Glasfaser auf und beschichten Sie diese mit Epoxidkleber. Der Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis das Werkstück die gewünschte Dicke erreicht hat.
Wenn der Epoxidkleber getrocknet ist, wird die Hälfte des Teils vorsichtig von der Matrize entfernt. Dasselbe machen sie auch mit der zweiten Hälfte.Die Teile werden zu einem hohlen dreidimensionalen Teil zusammengeklebt. Der Glasfaserflügel ist leicht, langlebig und aerodynamisch geformt und stellt den Gipfel der Exzellenz für den Heimwindpark-Bastler dar.
Sein Hauptnachteil ist die Schwierigkeit, die Idee umzusetzen, und zunächst eine große Anzahl von Fehlern, bis die ideale Matrix erhalten und der Erstellungsalgorithmus perfektioniert ist.
Günstig und fröhlich: Holzteil für ein Windrad
Eine Holzklinge ist eine altmodische Methode, die einfach umzusetzen, aber beim heutigen Stromverbrauch wirkungslos ist. Das Teil kann aus einer massiven Platte aus hellem Holz, beispielsweise Kiefer, hergestellt werden. Es ist wichtig, ein gut getrocknetes Stück Holz zu wählen.
Sie müssen eine geeignete Form wählen, aber berücksichtigen Sie, dass die Holzklinge keine dünne Platte wie Aluminium oder Kunststoff ist, sondern eine dreidimensionale Struktur. Daher reicht es nicht aus, dem Werkstück eine Form zu geben; man muss die Prinzipien der Aerodynamik verstehen und sich den Umriss des Blattes in allen drei Dimensionen vorstellen.
Der Hauptnachteil dieser Konstruktion ist das große Gewicht der Schraube. Um diesen Koloss zu bewegen, muss der Wind stark genug sein, was prinzipiell schwierig zu erreichen ist. Allerdings ist Holz ein erschwingliches Material. Die geeigneten Bretter für den Bau eines Windturbinenpropellers können Sie direkt in Ihrem Garten finden, ohne einen Cent auszugeben. Und das ist in diesem Fall der Hauptvorteil von Holz.
Der Wirkungsgrad einer Holzklinge geht gegen Null.In der Regel ist der Zeit- und Arbeitsaufwand für den Bau einer solchen Windmühle das in Watt ausgedrückte Ergebnis nicht wert. Als Übungsmodell oder Teststück hat das Holzteil jedoch seinen Platz. Und eine Wetterfahne mit Holzflügeln sieht auf der Baustelle beeindruckend aus.
Die folgende Auswahl an Fotos macht Sie mit den Schritten zur Herstellung einer Windmühle mit aus Sperrholz geschnittenen Flügeln vertraut:
Das Arbeitsteil ist fertig und auf Funktionalität geprüft, das heißt, es muss nur noch lackiert und am Mast verschraubt werden:
Zeichnungen und Beispiele von Klingen
Es ist sehr schwierig, die korrekte Berechnung eines Windgeneratorpropellers durchzuführen, ohne die in der Formel angezeigten Grundparameter zu kennen und keine Ahnung zu haben, wie sich diese Parameter auf den Betrieb der Windkraftanlage auswirken.
Verschwenden Sie besser keine Zeit, wenn Sie sich nicht mit den Grundlagen der Aerodynamik befassen möchten. Vorgefertigte Zeichnungen und Diagramme mit vorgegebenen Indikatoren helfen Ihnen bei der Auswahl eines geeigneten Rotorblatts für eine Windkraftanlage.
Ein so kleiner Windgenerator wird Ihnen keine hohe Leistung liefern können.Höchstwahrscheinlich ist es unwahrscheinlich, dass Sie mehr als 50 W aus dieser Konstruktion herausholen können. Ein zweiflügeliger Propeller aus einem leichten und dünnen PVC-Rohr sorgt jedoch für eine hohe Rotationsgeschwindigkeit und gewährleistet den Betrieb der Windmühle auch bei leichtem Wind.
Ein Dreiblattpropeller dieser Form kann für leistungsstärkere Einheiten verwendet werden, etwa 150 W bei 12 V. Der Durchmesser des gesamten Propellers beträgt bei diesem Modell 1,5 m. Das Windrad dreht sich schnell und lässt sich leicht starten. Die dreiflügelige Windmühle findet man am häufigsten in Heimkraftwerken.
Ein solcher Fünfblattpropeller kann bis zu 225 Umdrehungen pro Minute bei einer geschätzten Windgeschwindigkeit von 5 m/s erzeugen. Um ein Rotorblatt gemäß den vorgeschlagenen Zeichnungen zu bauen, müssen Sie die Koordinaten jedes Punktes aus den Spalten „Vordere/hintere Musterkoordinaten“ auf die Oberfläche des Kunststoff-Abwasserrohrs übertragen.
Anhand der folgenden Tabelle können Sie den Durchmesser einer Windmühle mit 2–16 Flügeln berechnen. In diesem Fall können Sie die Größe unter Berücksichtigung der gewünschten Ausgangsleistung auswählen.
Wie die Praxis zeigt, ist es ziemlich schwierig, einen Windgenerator mit einem Durchmesser von mehr als 2 Metern zu warten. Wenn Sie laut Tabelle eine größere Windmühle benötigen, denken Sie darüber nach, die Anzahl der Flügel zu erhöhen.
Mit Regeln und Prinzipien Berechnung des Windgenerators Lesen Sie den Artikel, der den Prozess der Berechnungen Schritt für Schritt beschreibt.
Auswuchten einer Windkraftanlage
Das Auswuchten der Rotorblätter eines Windgenerators trägt dazu bei, dass dieser so effizient wie möglich arbeitet. Um den Ausgleich durchzuführen, müssen Sie einen Raum finden, in dem es weder Wind noch Zugluft gibt. Natürlich wird es für ein Windrad mit einem Durchmesser von mehr als 2 m schwierig sein, einen solchen Raum zu finden.
Die Klingen werden zu einer fertigen Struktur zusammengebaut und in der Arbeitsposition installiert. Die Achse muss streng horizontal und eben positioniert sein. Die Ebene, in der sich der Propeller dreht, muss streng vertikal und senkrecht zur Achse und zum Boden eingestellt werden.
Ein Propeller, der sich nicht bewegt, muss um 360/x Grad gedreht werden, wobei x = Anzahl der Blätter. Im Idealfall weicht eine ausgeglichene Windmühle nicht um 1 Grad ab, sondern bleibt bewegungslos. Hat sich das Blatt durch sein Eigengewicht gedreht, muss es ein wenig nachgestellt, das Gewicht auf einer Seite reduziert und die Abweichung von der Achse beseitigt werden.
Es ist auch wichtig zu überprüfen, dass sich alle Teile genau in der gleichen Ebene drehen. Zur Kontrolle werden auf beiden Seiten einer der Schaufeln Kontrollplatten im Abstand von 2 mm angebracht. Während der Bewegung darf kein Teil der Schraube die Platte berühren.
Um einen Windgenerator mit gefertigten Rotorblättern zu betreiben, müssen Sie ein System aufbauen, das die empfangene Energie sammelt, speichert und an den Verbraucher weiterleitet. Eine der Systemkomponenten ist der Controller. Darüber, wie es geht Windturbinensteuerung, erfahren Sie, indem Sie unseren empfohlenen Artikel lesen.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Es ist durchaus möglich, aus Schrott mit eigenen Händen eine Windmühle zu bauen. Wenn Sie mit einfacheren Modellen beginnen, wird Ihr erster Versuch wahrscheinlich erfolgreich sein. Nehmen Sie mit der Erfahrung komplexere Ideen an, um den effizientesten und leistungsstärksten Windgenerator zu erhalten.
Video Nr. 1. So bauen Sie eine Windmühle aus PVC-Rohren:
Video Nr. 2. DIY Windgenerator:
Video Nr. 3. Windkraftanlage aus verzinktem Stahl:
Wenn Sie saubere und sichere Windenergie für den Haushaltsbedarf nutzen möchten und nicht vorhaben, viel Geld für teure Geräte auszugeben, sind selbstgebaute Rotorblätter aus gewöhnlichen Materialien eine geeignete Idee. Haben Sie keine Angst vor Experimenten und Sie werden in der Lage sein, bestehende Modelle von Windmühlenpropellern weiter zu verbessern.
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Ich habe in meinem Privathaus einen Windgenerator installiert. Ich habe lange nach dem besten Material für die Herstellung von Klingen gesucht. Am Ende habe ich mich für PVC-Rohre entschieden. Der Baum schien schwerer und weniger effizient bei der Stromerzeugung zu sein. Und in diesem Artikel scheint die hölzerne Windmühle als Testwindmühle verwendet zu werden. Ich interessierte mich für die Herstellung von Glasfaserblättern. Ich frage mich, ob es zwischen ihnen einen großen Unterschied in der empfangenen Wattleistung gibt?
Wenn Sie es selbst machen, sind Klingen aus Kunststoff-Wasserrohren konkurrenzlos. Leichtes, kostengünstiges Material und die Herstellung einer Klinge daraus ist sehr einfach. Aluminium ist stärker und langlebiger, aber der hohe Preis schreckt ab.Glasfasermodelle sind zu schwierig herzustellen. Hölzerne Klingen sind etwas schwer, obwohl es meiner Meinung nach möglich ist, geeignete Holzklingen herzustellen, die normal funktionieren. Hauptsache, der Baum ist trocken und ohne Äste.
Was ist besser: drei lange Klingen oder sechs kurze? Deine Meinung
Dabei spielt es keine Rolle, ob es 3 Short oder Six Short ist. Entscheidend ist der Durchmesser der abgedeckten Fläche. Also – drei lange. Um bei einer Geschwindigkeit von 4 m/s 1 kW mit allen Verlusten (direkt ins Netz, ohne Batterie-Wechselrichter-Kreis) zu erhalten, ist nach groben Schätzungen ein Durchmesser von 13 m erforderlich. Der gleiche Durchmesser bei einer Windgeschwindigkeit von 10 m/s ergeben bereits 17 kW. Wenn Sie das alles in die Batterie und dann zurück füllen, entsteht woanders ein halber Verlust. Es hängt sehr stark von der Windgeschwindigkeit ab. Wenn die Gegend immer nahezu ruhig ist, hat das keinen Sinn.
Nur Rotorblätter des Wind-Force-Modells 2021. Aber leider sind sie noch nicht endgültig. Wenn sich nur jemand dazu verpflichten würde, dasselbe zu tun, aber auf menschliche Weise. Der Übergang vom Messer zur Riemenscheibe ist noch nicht abgeschlossen. Sie sind zweimal leichter als aus einer Pfeife. Der Ausgleich obliegt dem Käufer. Ansonsten ist das Design hervorragend.
Der Wind-Sil verfügt über hervorragende Rotorblätter, der Übergang vom Rotorblatt zur Riemenscheibe ist jedoch noch nicht abgeschlossen. Wenn sich nur jemand dazu verpflichten würde, dasselbe zu tun, aber auf menschliche Weise.
Eine Windmühle mit Generator ist im Winter in Ihrem Zuhause sehr nützlich. Dazu müssen Sie eine Stahldrahtspirale tiefer im Boden unter dem Haus vergraben. Beim Laden der Batterie wurde der Generator auf Spirale umgeschaltet. In einem Winter wurde der Kessel eine Woche lang nicht beheizt. Die Temperatur in der Kabine sank nicht unter 16*. Dies ist die Region Wladimir.
Der Roboter verfügt über eine Ausrüstung zur Herstellung von Rotorblättern für einen Windgenerator aus ABS-Kunststoff und Zusatzstoffen.
Das heißt, Sie müssen ein Muster erstellen. Wenn es ausgearbeitete Größen gibt, warte ich auf Vorschläge. 0673251548