风车用自己的双手。方案、说明

150美元的DIY风车

免费技术库

最近，我有了自己为房子发电的想法。这并不是一个很大的需求，但是当我读到一篇关于用跑步机和 PVC 管组装带有电机的风车的文章时，我对这个主题的兴趣增加了。之前估算过成本，结果发现，一台可产生大约 150-200 瓦电力的风车大约需要 50-250 美元（这比使用风车便宜得多）太阳能电池在相同的输出）。在这篇文章中，我将与大家分享我亲手制作风车的经验。

150美元的DIY风车。自制风车的照片

风车是如何工作的？

任何风车，无论其大小和用途如何，都按照以下原则运行：

持续不断的风吹过。
风向标（风车尾部）在风中转动。
连接到发电机的叶片（直接或通过变速箱）在风力作用下使其旋转。
由于旋转，发电机发电。

听起来没那么难，不是吗？所以让我们来看看具体的。

工具

对于风车的制造，不需要专门的工具。我使用了以下工具：

- 钢锯
- 为它钻孔和钻孔
- 轮盘赌
- 扳手
- 煤气钥匙
- 量角器
- 砂纸（不同的砂砾）

必填项

我的任务是以尽可能低的成本制造风车（因为我是一名学生并且资金有限）。于是，我从网上找了一个现成的方案来制作一个简单的风车，并进一步简化了。所有必要的备件都可以在任何建筑市场或商店购买。许多人可能最终会在你的车库或棚子里。

所以这就是我使用的：
- 金属板 25x35cm
- 1/4" x 25 cm 管
- 1/4" 法兰
- 20-25 mm方管L=1m
- 锯片（用于轮毂）
- 销（用于将磁盘连接到电机轴）
- 两个车夹
- 8" x 4" PVC 管
- 30" x 8" PVC 管
- 直流电机（发电机）
- 螺栓、垫圈、螺母
- 金属螺丝
- 电流 10-40A 的二极管（更多可能）

获得这些备件没有任何问题，除了电机。从互联网上看，最流行的选择是使用旧磁带录音机的 Ametek 电机。选择发电机（电动机）时，请选择每转电压最高的发电机。例如，我使用的“Ametek”电机在 30 rpm 时输出 325V，所以非常适合将其用作风车中的发电机。另请记住，您需要至少 12V 的电机来为逆变器供电或为电池充电。在我的设计中，风很好，速度很容易达到 300-400 rpm 的值。

刀片制造

风车最重要的部分可能是叶片。大多数由木材或复合材料（玻璃纤维和环氧树脂）制成。但是我觉得用普通的PVC水管来做是比较现实的（效率上不会差）。在继续之前，关于风车叶片的一点理论......
- 叶片越长，在微风中越容易旋转，但旋转速度会变慢。
- 叶片末端的旋转将大于底部，因此在制造过程中需要计算叶片的转速与风速（TSR）的比率（例如，旧风车旋转全年保持 40 rpm 的恒定速度。）
- 从风能中获得的功率等于风速的三次方。那些。 P=k*v^3，其中k是风力涡轮机常数，v是风速。
- 根据贝茨定律，只有~59.3%的能量可以从风中获得。那些。实际上，我们的公式将采用以下形式：。 P=0.593*k*v^3，其中k是风力发电机中由于机械摩擦等造成的损耗。
- 风车安装在地上越高，可以从风能中提取的功率越多（建议6-15米，但我安装在4米的高度）。

150美元的DIY风车。 PVC管

150美元的DIY风车。管道切割线

叶片本身很容易用管子制成。需要将 PVC 管切割成 3 段：每段 150 度的两段。和一个 60 度的截面。（我尝试在我最喜欢的 CAD 程序 - MS Paint 中粗略地绘制此图:)）。红线是切割线。为了更方便地看到整个长度上的切割线，我建议粘贴胶带、胶带或只是纸。从一根 150 度的管子开始。你会得到宽大的叶片，在微风中很容易旋转，但速度很慢。根据经验，您可以自己选择最佳角度，根据实践，它在75-150度之间。首先，切出宽刀片，然后，如有必要，修剪它们以使其变窄。请记住：“测量七次 - 切割一次。”

150美元的DIY风车。风力涡轮机叶片

一切都切好后，我把边缘弄圆了。如果你遵循空气动力学，那么你需要将主边缘倒圆并对齐背面，但在实践中，使用 PVC 管时，我没有看到任何区别。一般来说，你可以制作这样的刀片（见图）......

叶片安装点（轮毂）的制造

下一个任务是制造叶片的连接点（螺旋桨轮毂、轮毂）。有许多不同的制造方法。我建议用锯片制作，它很容易找到，也很容易钻孔。使用钻头以 3 度偏移钻 2 组孔（每组 120 个）（此处可能需要量角器）。组中两个孔之间的距离为 1 英寸（见图）。

150美元的DIY风车。轮毂图

如果您还打算将锯片用作轮毂，请不要忘记将其上的所有齿磨掉，否则如果它因任何原因脱落，可能会伤害您和他人。

一切都钻好后，我们对轮毂的可靠性和安全性充满信心，您可以用螺栓和螺母将叶片拧到轮毂上。请务必安装锁紧垫圈或使用密封螺母。

150美元的DIY风车。带螺纹叶片的轮毂

制作风向标和转动铰链

现在我们必须制作一个转盘来安装我们的发电机。为此，我们使用一根方管、一段 PVC 管、一个法兰和一小块金属板。在下图中，您可以看到它的外观的粗略草图。

150美元的DIY风车。风向标（尾）

150美元的DIY风车

首先，有必要从一块铁上切下风车的尾部（风向标）。形状不是很重要，主要是为了美观。

150美元的DIY风车。标记风向标

此外，我们沿着方管进行切割（使用磨床更容易做到这一点）。长度不是很重要，我推荐20-25厘米。然后我们将风向标插入槽中，在管道和板材上钻孔。用螺栓固定。

150美元的DIY风车。管道上风向标的照片

还需要为发电机提供某种遮盖物，以防恶劣天气。为此，我们还使用塑料管。在下图中，我认为它的外观很清楚（侧孔用于电源插座）。

150美元的DIY风车。发电机盖

然后我们绘制所有内容并将其收集到堆中。我们用夹子将电机和它的盖子连接到管道上。从管道底部，靠近电机，我们安装法兰并用自攻螺钉固定。

150美元的DIY风车。绘画

150美元的DIY风车。无桅杆的风力涡轮机

桅杆制造

任何风车都需要桅杆（塔）。我用PVC管和各种塑料管配件制成。对于我的桅杆，我需要：1 英寸 PVC 管、一个接头、3 个 T 形分支。

桅杆很容易制作，看起来像这样：

150美元的DIY风车。桅杆支撑

接下来，我们将整个结构种植在最终的桅杆上。

150美元的DIY风车。桅杆上的风力涡轮机

风车准备好了

只需将带有叶片的轮毂放在电机轴上，我们的自制风车就准备好了！

150美元的DIY风车。准备好的风车

在下图中，您可以看到一个带有六个刀片的实验设计。它几乎平静地旋转，但速度不超过 100 rpm。

150美元的DIY风车。六刀片配置

在电池仓中，电源与太阳能电池板并联供电。我正在使用 2 节电池。您可以使用普通的汽车电池。不要忘记在电池和风车发电机之间焊接二极管，否则电池的电流会流向发电机。

150美元的DIY风车。电池仓

在实验过程中，事实证明更薄的叶片在我的风力条件下工作得更好。因此，我使用了大的白色刀片（见之前的照片）并稍微修剪了一下。结果是增加了旋转速度。

150美元的DIY风车。风车

作者：科尔蒂科夫 A.V.；出版：cxem.net

查看其他文章 部分替代能源.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

用于网络附加存储的高达 4TB 希捷 NAS 硬盘 25.06.2013

Seagate Technology 推出了 Seagate NAS HDD，这是一种针对网络附加存储进行了优化的硬盘驱动器，具有一到五个驱动器托架。希捷表示，这款硬盘的设计重点是性能和可靠性。该系列包括容量为 2、3 和 4 TB 的型号。

希捷估计，新 HDD 的容量比竞争解决方案高出 30%，性能高出 10%。
其他优点包括低噪音水平 - 1,9-2,5 B（取决于型号和操作模式）和使用专有的 NASWorks 技术，通过限制振动水平和改进纠错来提高驱动器的可靠性。

Seagate NAS 硬盘配备 SATA 6Gb/s 接口。

其他有趣的新闻：

▪ 湖底的门

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章如何找到陨石。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章离散功率控制器。无线电电子电气工程百科全书

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论