DIY 수직 풍력 발전기 : 수직 회전축으로 풍력 터빈을 조립하는 방법

바람은 놀라운 에너지 능력을 가지고 있습니다.강력한 잠재력을 활용하지 못하는 것은 불합리한 낭비라고 과감하게 인식해야 합니다. 그러나 당신은 자신의 손으로 쉽게 수직형 풍력 발전기를 만들 수 있고 가정의 필요를 충족시키기 위해 거의 무료로 에너지를 받을 수 있습니다. 이것은 아주 현실적입니다. 동의하지 않나요?

이 기사는 복잡한 기술 문제를 자세히 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 체계화되고 접근 가능한 정보는 기단의 에너지를 전기로 변환하는 대중적인 시스템의 작동 원리를 매우 자세히 다루고 있습니다.

의심의 여지없이 풍차를 만드는 아이디어에 매료 될 것이며 조립의 세부 사항이 기사에 설명되어 있습니다. 우리는 다양한 유형의 수직 풍력 발전기를 자세히 조사하고 차이점, 장점 및 단점을 다루었습니다. 자료의 텍스트 부분은 사진과 비디오 지침으로 완벽하게 보완됩니다.

풍력 터빈 작동의 장점 및 원리

현대식 수직 발전기는 옵션 중 하나입니다. 가정용 대체 에너지. 이 장치는 돌풍을 에너지 자원으로 변환할 수 있습니다. 올바른 작동을 위해 바람의 방향을 결정하는 추가 장치가 필요하지 않습니다.

회전식 풍력 발전기는 손으로 만드는 것이 매우 쉽습니다. 물론, 그는 큰 개인 별장에 에너지를 공급하는 책임을 완전히 맡을 수는 없지만 별채, 정원 길 및 지역 조명을 훌륭하게 수행할 것입니다.

수직형 장치는 낮은 높이에서 작동합니다. 유지관리에는 다양한 장치가 필요하지 않아 안전한 고공수리 및 유지관리 작업이 가능합니다.

움직이는 부품이 최소화되어 풍력 터빈의 신뢰성과 작동 안정성이 향상됩니다. 블레이드의 최적 프로필과 로터의 원래 모양은 주어진 순간에 바람이 부는 방향에 관계없이 장치에 높은 수준의 효율성을 제공합니다.

소형 가정용 모델은 3개 이상의 라이트 블레이드로 구성되어 가장 약한 돌풍을 즉시 포착하고 풍력이 1.5m/s를 초과하면 회전을 시작합니다. 이러한 능력 덕분에 효율성은 더 높은 바람을 필요로 하는 대규모 설치의 효율성을 능가하는 경우가 많습니다.

발전기는 절대적으로 조용하게 작동하고 소유자와 이웃을 방해하지 않으며 대기로 유해한 배출을 생성하지 않으며 수년 동안 안정적으로 작동하여 거주지에 조심스럽게 에너지를 공급합니다.

수직 풍력 발전기는 자기 부상 원리로 작동합니다. 터빈이 회전하면 충격력과 양력이 발생하고 실제 제동력도 생성됩니다. 처음 두 개는 장치의 블레이드를 회전시킵니다.이 동작은 로터를 활성화하고 전기를 생산하는 자기장을 생성합니다.

수직 회전축을 갖춘 풍력 터빈은 수평 풍력 터빈에 비해 효율성이 떨어지지 않습니다. 또한 영토 위치를 주장하지 않으며 주택 소유자에게 편리한 거의 모든 장소에서 완벽하게 작동합니다.

장치는 완전히 독립적으로 작동하며 프로세스에 소유자의 개입이 필요하지 않습니다.

수직 발전기의 분류

수직형 집풍장치 간에는 구조적 차이가 있습니다. 이는 장치를 더 좋게 또는 더 나쁘게 만들지 않고 단순히 특정 영역에서 특정 작업을 수행하는 데 가장 편리한 옵션을 선택할 수 있게 해줍니다.

#1: 직교 시스템의 특징

구조적으로 직교 풍력 발전기는 강력한 수직 회전축과 중앙 베이스에서 일정 거리에 위치한 여러 개의 평행 블레이드로 구성됩니다.

이 장치는 추가 안내 메커니즘이 필요하지 않으며 풍향에 관계없이 정상적으로 작동합니다. 수직으로 위치한 메인 샤프트를 통해 구동 장비를 지면에 배치할 수 있어 작동, 수리 및 유지 관리가 매우 용이합니다.

직교 발전기의 지지 장치는 수명이 그리 길지 않습니다. 이는 작동 중에 로터가 가하는 높은 동적 부하 때문입니다. 설치가 조기에 실패하지 않도록 하려면 모든 지지 부품을 정기적으로 검사하고 손상된 부품은 즉시 새 부품으로 교체해야 합니다.

직교 장치의 단점은 블레이드 시스템이 지나치게 거대하고 수평축 모듈의 효율성에 비해 효율성이 낮다는 것입니다.

저전력 소비자에게 전력을 공급하기 위한 가장 간단한 풍력 터빈은 기성 부품으로 조립할 수 있습니다.

#2: Daria 로터가 있는 발전기

Darrieus 로터가 장착된 풍력 발전기는 수직 회전축과 특징적인 공기역학적 프로필이 없는 2-3개의 평면 블레이드 스트립을 갖고 있으며 회전축의 바닥과 상단에 고정되어 있습니다.

작동 중인 장치는 바람의 강도나 방향에 의해 유도되지 않고 회전 속도가 높으며 구동 장치를 지상에 위치시킬 수 있으므로 예정된 유지 관리 및 가능한 수리 프로세스가 촉진되고 속도가 빨라집니다.

Darrieus 로터가 장착된 2개의 블레이드 발전기 세트는 강한 돌풍에 의해서만 작동됩니다. 균일하게 다가오는 흐름에서는 스스로 시작할 수 없습니다.

Darrieus 로터가 있는 장치의 지지 및 회전 구성 요소는 증가된 동적 부하에 취약하며 블레이드 시스템의 효율성은 축 수평 설치에 비해 여러 측면에서 열등합니다.

#3: Savonius 로터가 장착된 장치

Savonius 로터가 장착된 수직 풍력 터빈은 반원통형 블레이드 시스템을 갖추고 있으며 높은 시동 토크와 저속 바람에서 효과적으로 작동할 수 있는 능력이 유사한 설치와 다릅니다.

시중에서 판매되는 Savonius 로터를 갖춘 수직 풍력 발전기의 출력은 5kW를 초과하지 않습니다. 이 장치는 독립적인 작업 장치로 거의 사용되지 않지만 Daria 로터 설치를 위해 더 높은 시동 토크를 생성하는 데 가장 자주 사용됩니다.

Savonius 로터가 장착된 수직 복합 단지는 수평축 풍력 발전기에 비해 재료 소비가 증가하고 효율성이 낮다는 비판을 받았습니다. 이것이 바로 이 등급의 고출력 장비 생산이 부적절하다고 간주되는 이유입니다.

다음 사진 선택은 Savonius 풍차 제조 단계를 소개합니다.

3200rpm 및 24V 발전기를 제외한 이 Savonius 풍차 모델의 모든 부품은 수작업으로 제작됩니다.

#4: 다중 블레이드 로터와 가이드가 있는 풍차

이 유형의 장치는 기존 직교 풍력 발전기의 개선된 버전입니다. 여기서 로터 복합체는 두 줄로 배열된 블레이드로 구성됩니다.

외부 블레이드 층은 고정된 상태로 유지되며 안내 날개 역할을 합니다. 바람의 흐름을 포착하고, 포착하고, 압축하여 실제 풍속을 눈에 띄게 증가시킵니다.

안쪽 블레이드 열은 제1 로터 유닛으로부터 일정한 각도로 공기의 흐름을 받는 이동형 구조이다.

가이드 시스템을 갖춘 다중 블레이드 로터를 갖춘 풍력 발전기의 효율성은 이 장치를 소비자에게 특히 매력적으로 만듭니다.그러나 이러한 장비의 비용은 상당히 높으며 단순한 구성의 유사한 장치에 비해 비용을 지불하는 데 시간이 조금 더 걸립니다.

전문가들은 이러한 유형의 장치를 동급에서 가장 효율적이라고 부르며 특정 설계를 통해 가능한 가장 낮은 풍속에서도 작동할 수 있다는 점을 강조합니다.

#5: 헬리코이드 로터를 갖춘 장치의 특성

나선형 풍력 터빈 또는 Gorlov 발전기는 전통적인 직교 회전자 시스템의 또 다른 변형입니다. 모델의 블레이드는 호 모양으로 꼬여 있습니다. 이 디자인 기능을 통해 공기 흐름을 빠르게 포착하고 급격하게 흔들리지 않고 부드럽게 회전할 수 있습니다.

이 작동 원리는 베이스와 이동 장치의 동적 부하를 크게 줄여 서비스 수명을 늘립니다.

나선형 로터가 장착된 장치는 신뢰성이 매우 높으며 상당한 작동 부하를 쉽게 견딜 수 있습니다. 그러나 작동 중에 이러한 풍차는 뚜렷한 소음 효과를 생성하고 사운드 스펙트럼의 단파 영역에 위치한 추가 음파를 생성합니다.

나선형 풍차용 회전 로터 블레이드는 매우 진보적이지만 복잡한 기술을 사용하여 만들어집니다. 이 때문에 이 장치는 상당히 비싸고 개인 소비자들 사이에서 널리 인기가 없습니다.

#6: 수직축 로터의 특성

수직축 발전기의 주요 차이점은 수직으로 배치된 블레이드이며, 그 프로필은 항공기 날개와 비슷하며 축이 수직 샤프트와 분명히 평행합니다. 디자인은 Darrieus 로터와 다소 유사하지만 생산 조건에서는 훨씬 빠르고 쉽게 제조됩니다.

수직축 회전자가 있는 발전기는 동급의 유사한 장치보다 훨씬 빠르게 작동 속도를 높여 필요한 에너지 자원을 생산하기 시작합니다. 이 과정에는 작은 음향 효과가 수반되며 설치 소유자나 이웃에게 방해가 되지 않습니다.

수직축 로터가 있는 풍차는 신뢰성과 내구성이 뛰어나고 상당한 작동 부하를 쉽게 견딜 수 있으며 비용도 많이 들지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 산업용뿐만 아니라 가정용으로도 사용하기에 적합합니다.

개인 주택용 풍력 발전기 선택 기능과 최고의 제안 개요는 다음과 같습니다. 이 기사.

나만의 풍차 만들기

집에서 손으로 수직 회전축이 있는 풍력 발전기를 만드는 것은 그리 어렵지 않습니다. 필요한 구성 요소를 구입하여 올바른 순서로 조립하고 선택한 위치에 모듈을 설치하면 충분합니다. 바람이 최소한으로 불면 제품이 작동하고 소유자에게 필요한 에너지를 제공하기 시작합니다.

1단계: 부품 및 자재 조달

자신의 손으로 수직 풍력 발전기를 만들려면 다음 구성 요소가 필요합니다.

• 축차 – 장치의 움직이는 부분:
• 블레이드 – 바람의 흐름을 잡는 부분;
• 축 마스트 – 로터와 블레이드를 부착하기 위해(긴 기둥, 피라미드 또는 삼각대 형태일 수 있음)
• 고정자 – 내구성 있는 구리선 코일을 수용하도록 설계되었습니다.
• 배터리 – 수신된 자원을 축적할 수 있는 넉넉한 용량
• 인버터 - 직류를 교류로 변환하는 장치
• 제어 장치 – 장치가 기본 표시치를 초과하는 실제 전력을 발생시키는 순간 발전기를 제동하는 장치입니다.

블레이드 제조에는 가볍고 탄력성이 좋은 고품질 시트 플라스틱이 적합합니다. 다른 유형의 재료는 다양한 손상과 변형에 너무 취약하여 이러한 높은 동적 하중에 대처할 수 없습니다.

장치를 직접 만들 때 직접 만든 수직 풍차는 공장에서 만든 모델에 비해 출력이 심각하게 떨어진다는 점을 기억해야 합니다. 따라서 앞으로 만들어진 디자인에 실망하지 않기 위해서는 필요한 것보다 2배 더 높은 매개변수에 따라 즉시 만드는 것이 좋습니다.

작은 블레이드는 중간 밀도의 PVC로 만들 수 있지만 크고 넓은 부품에는 15m/s 이상의 속도로 부는 강한 바람을 오랫동안 견딜 수 있는 가장 내구성이 뛰어난 소재가 필요합니다.

2단계: 요소의 사전 준비

을 위한 블레이드 생성 수직형 풍력 발전기의 경우 고강도 PVC 파이프에서 동일한 부품 4개를 잘라냅니다. 두 개의 반원형 조각을 주석으로 잘라내어 파이프의 각 측면에 부착합니다. 이 경우 블레이드 부품의 회전 반경은 690mm이고 각 블레이드의 높이는 약 700mm입니다.

로터 시스템을 조립하려면 네오디뮴 자석(6개), 직경 230mm의 페라이트 디스크(2개) 및 접착제를 사용합니다. 자석은 극성이 번갈아 가며 배열 직경 165mm로 자석 사이에 60도 각도를 유지하면서 첫 번째 디스크에 배치됩니다. 동일한 방식으로 두 번째 디스크를 만든 다음 자석을 접착제로 채웁니다.

고정자는 9개의 코일을 준비하고 각각에 직경 1mm의 구리선을 60회 감는다.

후속 납땜은 다음 순서로 발생합니다.

• 4개의 끝과 함께 1개의 코일의 시작;
• 끝 7개 릴로 4개를 시작하세요.

두 번째 단계는 동일한 원리에 따라 조립되지만 작업은 2개의 코일로 시작하고 세 번째 단계는 3개의 코일로 시작됩니다. 특별한 모양은 한 장의 합판으로 만들어지며 바닥에는 유리 섬유 조각이 늘어서 있고 코일에서 납땜된 상이 위에 배치됩니다.

구조를 접착제로 채우고 모든 부품이 올바른 위치에 고정되도록 1-2일 동안 그대로 두십시오. 그런 다음 개별 부품을 단일 작업 시스템에 연결하기 시작합니다.

3단계: 모든 발전기 부품 조립

발전기의 모든 요소를 ​​연결하기 위해 상부 로터에 핀용 구멍 4개가 만들어집니다. 하단 로터는 자석이 위를 향하도록 브래킷에 배치됩니다. 다음으로, 브래킷에 고정하기 위해 미리 구멍을 만든 고정자를 배치합니다.

핀을 알루미늄 판에 밀어 넣은 다음 두 번째 회전자로 덮고 자석이 아래를 향하도록 배치합니다.

부품 조립 과정은 서두르지 않고 신중하게 수행됩니다. 나중에 구조에 백래시가 형성되지 않도록 로터는 서로에 대해 정렬되어야 합니다(+).

스터드는 렌치를 사용하여 교대로 회전하여 상부 로터가 급격하게 흔들리지 않고 하부 로터에 균일하게 떨어지도록 합니다. 적절한 위치에 있으면 스터드의 나사가 풀리고 알루미늄 판이 제거됩니다. 마지막에는 전체 구조를 너트로 고정하고 단단히 조이되 너무 세게 조이지 않아 실이 부러지지 않도록합니다.

4단계: 장비 최종 설치

마스트의 경우 4-5m 길이의 튼튼한 금속 파이프를 사용하고 이미 손으로 조립한 발전기를 그 위에 나사로 고정합니다.그런 다음 플라스틱 블레이드가 있는 프레임을 발전기에 부착하고 마스트 구조를 3점 강화 기초가 있는 사전 준비된 현장에 설치합니다.

또한 들것을 사용하여 시스템의 위치를 ​​고정합니다.

풍력발전기를 설치할 때에는 마스트를 최대한 길게 잡아야 합니다. 현장에서 가장 높은 건물보다 더 높게 로터를 운반해야 합니다. 그래야만 디자인이 효과적으로 작동하고 필요한 양의 리소스를 생산할 수 있습니다.

전기 네트워크는 특정 순서로 풍차에 연결됩니다. 컨트롤러는 발전기에서 자원을 가져와 교류를 배터리 충전에 필요한 직류로 변환합니다. 할 수 있다 컨트롤러를 직접 조립 단순화 된 계획에 따라.

배터리는 방출된 에너지를 저장하고 인버터는 직류를 교류로 변환하여 대부분의 가전제품과 홈 서비스 시스템에 전력을 공급합니다.

우리 웹사이트에는 다양한 유형의 가정용 풍력 발전기에 관한 다양한 기사가 있습니다.

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1. 세탁기에서 직접 풍력 발전기 만들기 : 풍차 조립 지침
2. 자동차 발전기의 DIY 풍력 발전기 : 풍력 터빈 조립 기술 및 오류 분석
3. 자신의 손으로 풍력 발전기를 만드는 방법 : 장치, 작동 원리 + 최고의 수제 제품

수직 풍차를 건설하는 또 다른 흥미로운 옵션은 추가 구성 요소 구입에 250 루블을 넘지 않는 폐기물로 조립할 수 있습니다. DIY를 하려면 자전거 바퀴, 12개의 자전거 스포크, 3개의 너트가 있는 뒤쪽 자전거 바퀴의 축, 강철 스트립, 11개의 알루미늄 플레이트가 필요합니다.

또한 리벳 150개, 너트가 있는 M4 볼트 18개, 너트가 있는 M6 볼트 3개, 큰 와셔 27개, 작은 와셔 24개가 필요합니다.

다음 갤러리에서는 조립 단계를 간략하게 보여줍니다.

다음 비디오 지침에서는 모든 단계를 자세히 설명합니다.

풍력 발전기 위치 선택

풍력 발전기를 설치하기 위한 올바른 위치를 선택하는 것은 중요한 단계입니다. 가장 높은 개방 지점에 장치를 배치하고 인접한 주거지 및 별채 수준보다 낮지 않은지 주의 깊게 확인하는 것이 가장 좋습니다. 그렇지 않으면 건물이 공기 흐름에 장애가 되어 장치의 효율성이 크게 저하됩니다.

부지가 강이나 호수를 향하고 있는 경우 풍차는 바람이 특히 자주 부는 해안에 배치됩니다. 공기 흐름에 대한 인공적 또는 자연적 장벽이 없는 부지의 고도나 넓은 빈 공간은 발전기를 찾는 데 이상적입니다.

주거용 부동산(주택, 별장, 아파트 등)이 도시 내에 위치하거나 도시 외부에 위치하지만, 밀집된 지역에서는 옥상에 풍력발전 단지를 설치합니다.

아파트 옥상에 발전기를 설치하려면 이웃의 서면 동의를 받고 관계 당국의 정식 허가를 받아야 합니다.

아파트 옥상에 수직형 발전기를 설치할 경우, 작동 소음이 매우 심하여 소유자와 다른 거주자 모두에게 불편을 끼칠 수 있다는 점을 기억해야 합니다.따라서 위층의 아파트 소유자가 작동 중 풍차에서 방출되는 큰 웅웅거림으로 고통받지 않도록 장치를 지붕 중앙에 더 가깝게 배치해야 합니다.

넓은 정원이 있는 개인 주택에서는 적절한 위치를 선택하는 것이 훨씬 쉽습니다. 가장 중요한 것은 구조물이 주거용 건물에서 15-25m 떨어진 곳에 위치한다는 점을 고려하는 것입니다. 그러면 회전하는 블레이드의 음향 효과는 누구에게도 방해가 되지 않습니다.

수직 장치의 유지 관리

수직형 풍력 발전기가 효율적이고 정확하며 최대한 효율적으로 작동하려면 구조물의 모든 움직이는 부분에 윤활유를 발라야 합니다. 이 절차는 전체 연도 동안 최소 2회 수행됩니다.

동시에 유지 관리 중에 작동으로 인해 느슨해진 너트를 조이고, 전기 연결을 강화하고, 기계 부품의 부식 여부를 확인하고, 느슨한 장력 케이블을 조이고 블레이드의 파열이나 손상 여부를 주의 깊게 검사합니다.

겨울에는 수직 설치에 특별한 주의가 필요합니다. 서리가 내리는 동안 블레이드는 얼음 껍질로 덮이게 되므로 토크 속도가 적절한 수준으로 유지되도록 적시에 청소해야 합니다.

부품은 필요에 따라 도색되며, 결함을 식별하기 위해 1년에 한 번 전체 구조에 대한 전체 검사가 수행됩니다. 이러한 주의는 풍력 터빈의 올바른 작동을 보장하고 서비스 수명을 연장시킵니다.

설치 타당성 평가

수직 풍력 발전기 제조를 시작하기 전에 그들은 해당 지역의 기상 상황을 연구하고 장치가 필요한 양의 자원을 제공할 수 있는지 확인하려고 노력합니다.

전문가들은 다음 매개변수를 평가할 것을 권장합니다.

• 바람이 많이 부는 날의 수 - 돌풍이 3m/s를 초과하는 연도의 평균값을 취합니다.
• 전기량, 가구가 하루에 소비하는 것;
• 적절한 장소 풍력 장비를 위한 자체 사이트에 있습니다.

첫 번째 지표는 가장 가까운 기상 관측소에서 얻은 데이터나 관련 포털의 인터넷에서 찾은 데이터를 통해 학습됩니다. 또한 그들은 인쇄된 지리 간행물을 확인하고 해당 지역의 바람 상황에 대한 완전한 그림을 만듭니다.

통계는 1년이 아닌 15-20년 동안 수집됩니다. 그래야만 평균 수치가 최대한 정확하며 발전기가 가구의 전기 수요를 완전히 충족할 수 있는지 또는 전력이 개인 가구의 필요에 전력을 공급하기에 충분합니다.

소유자가 경사면, 강둑 근처 또는 열린 공간에 대규모 토지를 보유하고 있으면 설치에 문제가 없습니다.

집이 인구 밀집 지역의 깊숙한 곳에 있고 마당의 크기가 작고 이웃 건물과 밀접하게 인접한 경우 수직 풍차 모형을 손으로 설치하는 것이 쉽지 않습니다. 강한 돌풍에도 무너지지 않도록 구조물을 지상에서 3~5m 높이로 높이고 더욱 강화해야 한다.

풍력 발전기가 전체 에너지 공급을 맡을 수 있는지 아니면 그 역할이 보조 에너지원으로 유지되는지를 명확히 하기 위해 계획 단계에서 이 모든 정보를 고려해야 합니다. 실시하는 것이 좋습니다 풍력 터빈 계산.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

비디오 1번은 집에서 직접 손으로 Daria 로터 시스템을 사용하여 수직 풍력 발전기를 만드는 방법을 보여줍니다. 영상은 조립 과정의 특징과 흥미로운 뉘앙스를 명확하게 보여줍니다. 제조된 장치의 최대 전력에 대한 정의가 있습니다.

동영상 2번에서는 수직 풍력 발전기의 작동 방식과 에너지 생산량을 보여줍니다. 모듈에 대한 자세한 개요와 실제 전력 및 기타 매개변수를 올바르게 측정하는 데 필요한 작업에 대한 설명을 제공합니다.

비디오 3번은 가정용 수직 풍력 발전기 테스트를 보여줍니다. 스크랩 재료로 손으로 만든 장치는 다음을 수행할 수 있습니다.

수직 풍차와 같은 현대적이고 실용적인 대체 에너지 원은 손으로 쉽게 조립할 수 있습니다. 하우스키핑에 대한 적절한 경험을 통해 각 부품을 제조한 다음 모든 구성 요소를 단일 통합 구조로 연결하는 것이 가능합니다.

작업을 복잡하게 만들고 싶지 않다면 기성 부품을 구입하고 집에서 서두르거나 소란스럽지 않게 생활 공간에 중단 없이 전기를 공급할 수 있는 안정적인 풍력 터빈을 설치하는 것이 매우 적절합니다.

자신의 능력에 100% 자신이 없다면 전문가에게 업무를 맡기는 것이 좋습니다. 그들은 기본 운영 요구 사항을 완벽하게 준수하면서 모든 작업을 매우 신속하게 수행합니다.

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