Ветряк для частного дома

Этапы изготовления водяной мельницы

Изготовление колеса

Вариант № 1 – из фанерных листов:

  • вырежьте 2 круга одинакового диаметра;

  • в центре каждого сделайте осевое отверстие;

  • из деревянных брусков вырежьте лопасти;
  • на дисках просверлите отверстия и нарежьте фанерные полоски, накладываемые сверху для скрепления лопастных элементов;
  • из фанерного листа сделайте еще 2 круга (меньшего диаметра), одну полоску, из которой создается окружность, разграничивающая лопасти и центр колеса;

  • внутри окружностей установите металлический стержень.Теперь соберите все элементы крепежным материалом и клеем.

Вариант № 2 – из досок:

  • выпилите 2 шестигранных круга, в которых нужно сделать отверстия для установки осевой трубы;

  • нарежьте лопасти и элементы для колеса, которые склеиваются клеем;

  • лопасти прикрепите к оси;

  • соедините их с элементами колеса;
  • соберите шестигранники;
  • зафиксируйте осевую трубу.

Изготовление домика

  • установить основание из дерева, плитки и т. д.;
  • собрать элементы корпуса, соединяя их клеем или крепежными материалами;
  • обшить каркас рейками;
  • вмонтировать крышу, покрыть её кровлей.

Каждый деревянный элемент необходимо отшлифовать специальной машинкой или наждачной бумагой в зависимости от размеров.

Монтаж

  1. Сначала установите скрепляющий механизм колеса к постройке. Для этого просверлите в домике отверстие, вставьте в него ось с распорной втулкой. Если колесо имеет трубу, она служит одновременно втулкой и креплением отверстия.

  2. Обязательно оставьте между колесом и домиком зазор для свободного вращения. Можно дополнительно установить еще одну распорную втулку.
  3. Закрепите гайками.
  4. Покройте лаком или красками мельницу в 2-3 слоя.

  5. Дайте просохнуть.
  6. Установите в водоем или на основу.

Мельница из села Спас: музей «Костромская слобода», Костромская область

Эта мельница построена во второй половине XIX века в селе Спас. Для сохранения исторического облика сооружение перевезли в ближайший музей-заповедник «Костромская слобода» в Костромской области. Это одна из двух сохранившихся в России мельниц с горизонтальным валом. Нижний ярус ветряка у неё — полноценное здание с большим количеством оборудования. Мельница хранит две тайны, которые так и не удалось разгадать экспертам и историкам. Во-первых, у неё слишком гладкий горизонтальный вал: непонятно, как он мог передавать усилие обрабатывающим механизмам. Во-вторых, она имеет округлое отверстие в стене: возможно, часть конструкции выходила на улицу. Если вы любите загадки, обязательно побывайте здесь.


Изображение опубликовано пользователем lela_krasotka

Что такое ветряная мельница?

Постройки, имеющиеся на приусадебном или дачном участке, обычно создаются в строгом функциональном стиле. Каких-либо специфических декоративных элементов они, как правило, не имеют и выглядят соответственно своему назначению. При этом, желание как-то украсить, оживить территорию участка свойственно большинству владельцев. Вариантов решения этого вопроса имеется очень много. Чаще всего используются технологии ландшафтного дизайна, с помощью которых может быть украшен абсолютно любой клочок земли.

Один из вариантов создания необычного облика является возведение ветряной мельницы. Решение несколько неожиданное, но неизменно эффектное, требующее подробного рассмотрения.

Выбираем тип стен и кровлю

Возведение стен и крыши мельницы ведется в точном соответствии с рабочими чертежами, выполненными заблаговременно в самом начале. Возможны разные варианты:

  • постройка стен из обточенных бревен. Выполняется при создании большой мельницы, предназначенной для выполнения определенных хозяйственных функций.
  • возведение стен из бруса. Этот способ несколько проще, так как подгонка бруса намного проще, чем бревен. Величина мельницы при этом также достаточно большая.
  • создание каркаса с последующей обшивкой досками. Такое строительство подойдет для мельницы меньших размеров.

Рассмотренные варианты подразумевают строительство сооружения непосредственно на месте. Могут быть варианты, когда все сооружение собирается в одном месте, например, в гараже или в мастерской, и устанавливается уже готовым на предназначенное место. Такой подход может быть использован при создании небольших декоративных мельниц, которые можно переносить в пределах участка.

Строительство стен завершается с началом создания крыши. Традиционно делается двух- или четырехскатная конструкция. В качестве кровельного материала используется какое-либо из старинных, традиционных кровельных покрытий — черепица, дранка и т.п.

Раннее средневековье

Персидская горизонтальная ветряная мельница

Средневековое изображение мельницы

Ветряные машины, используемые для измельчения зерна и перекачки воды, ветряные мельницы и ветряные насосы , были разработаны в 9 веке на территориях, которые сейчас являются Ираном , Афганистаном и Пакистаном . Первые практические ветряные мельницы использовались в Систане , регионе в Иране, граничащем с Афганистаном, по крайней мере, в IX веке и, возможно, уже в середине-конце VII века. Эти ветряные мельницы Панемоне были горизонтальными ветряными мельницами с длинными вертикальными карданными валами с шестью-двенадцатью прямоугольными парусами, покрытыми тростниковой циновкой или тканью. Эти ветряные мельницы использовались для перекачивания воды , а также при переработке зерна и сахарного тростника. Использование ветряных мельниц стало широко распространенным на Ближнем Востоке и в Центральной Азии, а затем распространилось на Китай и Индию . Вертикальные ветряные мельницы позже широко использовались в Северо-Западной Европе для измельчения муки, начиная с 1180-х годов, и многие примеры существуют до сих пор. К 1000 году нашей эры ветряные мельницы использовались для перекачки морской воды для производства соли в Китае и Сицилии.

Ветряные автоматы известны с серединой восьмого века: ветряные статуями , что «обратились с ветром над куполами четыре ворота и дворцового комплексом города Круглого Багдада ». «Зеленый купол дворца» был увенчан статуей всадника, несущего копье, которое, как полагали, было направлено в сторону врага. Это публичное зрелище статуй, приводимых в движение ветром, имело частный аналог во дворцах Аббасидов, где находились автоматы различных типов. преимущественно отображается «.

Расчет длинны лопасти ветрогенератора

Лопасти в ветрогенераторе являются одной из основных частей. От их размеров и формы зависит мощность генерирующего ток мотора и обороты. Желающие поставить ветрогенератор или ферму этих устройств в первую очередь сталкиваются с вопросом – какой длинны лопасти подобрать? Их оптимальная форма с учетом вида этих изделий и аэродинамики уже давним давно разработана

По этой причине для заказчика важной является именно длина лопасти, которая определяет мощность будущей конструкции.

При выборе важно учитывать, что количество оборотов ветроколеса в минуту зависит от его диаметра и длинны лопасти. Важным показателем также является быстроходность ветроколеса – отношение скорости перемещения конца лопасти к скорости ветрового потока, на нее воздействующего

Этот показатель указывает на то, сколько оборотов в единицу времени выполнит ветроколесо при определенной скорости ветра.

Поэтому ветрогнераторы с одинаковой быстроходностью могут иметь разные по размерам ветроклесо и лопасти. Это надо учитывать при определении, какой длинны лопасти нужно купить для ветроклеса определенных размеров, чтобы генератор делал требуемое число оборотов в минуту.

Как вращаются лопасти под действием ветра?Источник alternativenergy.ru

Генераторы могут иметь разную мощность. При этом для обеспечения токов с требуемыми характеристиками на выходе им необходимо, чтобы ветроколесо вращалось с определенной скоростью. Если эта характеристика отличается от количества оборотов ветроколеса в минуту при среднегодовой скорости движения ветра, в вашем регионе, то нужно устанавливать редуктор, повышающий их число.

Важное значение имеет и количество лопастей. Конечно, две лопасти обеспечивают минимальный вес конструкции, снижают ее упругость, но при этом минимальная скорость ветра, при которой они буду начинать вращение, будет достаточно высокой

Поэтому в местах, где часто дуют сильные ветра, могут устанавливаться и двухлопастные ветрогенераторы, если нет, следует рассмотреть вариант ветрогенератора с тремя и с большим количеством лопастей.

Домашние ветрогенераторы Источник winder.ua

Также нужно понимать, что на длину лопасти влияет и материал ее изготовления, обуславливающий вес одного изделия, его прочность, способность не гнуться при очень сильных ветровых нагрузках. Чем длиннее лопасть, тем больше она будет весить и, естественно, ее труднее будет привести в действие и обеспечивать вращение с определенной скоростью. Конечно, если планируется установить ветрогенератор низкой мощности, подходящий для бытового использования, то этот показатель можно игнорировать.

Некоторые считают, что чем больше лопастей, тем выше скорость вращения ветроколеса. На самом деле это не так, по той причине, что каждая лопасть ометает по ходу движения одну и ту же округлую плоскость и преодолевает одинаковое сопротивление воздуха.

Как видим, чтобы осуществить правильно расчет лопастей, требуется обладать обширными знаниями и располагать определенными данными. Некоторые параметры можно получить расчетным путем, часть попросту можно узнать только после запуска ветряка. При этом для ясности вопроса, некоторые виды ветрогенерирующих устройств не имеют рассчитанной математически модели вращения. По этой причине расчеты могут оказаться в конечном итоге бесполезными. Все равно придется по сто раз дорабатывать и переделывать после монтажа.

Лопасти в ветровом колесе Источник ru.istabreeze.store

Одним из доступных вариантов для выполнения расчетов является онлайн калькулятор. Используя его, можно получить готовый результат в считанные секунды. Пользоваться им очень просто. Для этого необходимо только подставить требуемые данные в определенные окошечка. Но и он не гарантирует идеальной точности проведения расчётов, по той причине, что некоторые очень тонкие величины невозможно получить заранее до монтажа, пока проявятся определенные эффекты. Поэтому зачастую прибегают к экспериментальному выбору размеров.

Зачастую для ориентировочного расчета используется следующая таблица.

Мощность ветроклеса, в
ваттах
Диаметр ветроколеса при
определенном количестве лопастей в метрах
2 3 4 6 8 16
10 2 1,64 1,42 1,16 1 0,72
20 2,82 2,32 2 1,64 1,42 1
30 3,44 2,82 1,44 2 1,72 1,22
40 4 3,28 2,84 2,32 2 1,42
50 4,48 3,68 3,18 2,6 1,24 1,58
60 4,9 4 3,48 2,6 2,44 1,74
70 5,3 4,34 3,76 3,08 2,64 1,88
80 5,66 4,64 4 3,28 2,82 2
90 6 4,92 4,26 3,48 3 2,12
100 6,34 5,2 4,5 3,68 3,16 2,24
300 10,94 8,98 7,76 6,34 5,46 3,88
500 14 11,48 9,94 8,16 7

Средневековые гидроконструкции

Первые водяные мельницы в Европе, согласно историческим данным, появились в эпоху правления Карла Великого (340 г. н. э.) в Германии и были заимствованы у римлян. Одновременно были построены такие механизмы и на реках Франции, где к концу 11 в. уже насчитывалось около 20 тыс. мельниц. В это же время в Англии уже насчитывалось их более 5,5 тыс.

Водяные мельницы в Средневековье были широко распространены на всей территории Европы, использовались они для переработки сельскохозяйственной продукции (мукомольные, маслобойные, сукновальные), для подъема воды из шахты и в металлургическом производстве. К концу 16 в. их насчитывалось уже 300 тыс., а в 18 в. — 500 тыс. Одновременно происходило их техническое усовершенствование и увеличение роста мощности (с 600 до 2220 лошадиных сил).

Знаменитый художник и изобретатель Леонардо да Винчи в своих заметках также пытался придумать новые способы использования энергии и силы воды с помощью колес. Он предложил, например, конструкцию вертикальной пилы, которую приводил в движение поток воды, подающийся на колесо, т. е. процесс становился автоматизированным. Также Леонардо сделал чертежи нескольких вариантов использования гидроконструкций: фонтаны, способы осушения болот и т. д.

Ярким примером гидросиловой установки стал механизм подачи воды для устройства фонтанов и водоснабжения дворцов в Версале, Трианоне и Марли (Франция), для чего была специально возведена плотина на р. Сене. Из устроенного водохранилища вода под напором поступала на 14 нижнебойных колес размером 12 м. Они осуществляли ее подъем с помощью 221 насоса на высоту 162 м к акведуку, из которого она поступала во дворцы и фонтаны. Ежесуточно объем подаваемой воды составлял 5 тыс. м3.

Как сделать ветряную электростанцию?

Стремление сэкономить на тратах на энергию и привнести что-то новое приводит к тому, что народные умельцы начинают делать ветряки своими руками. В самом простом виде он представляет собой две половинки цилиндра, которые раздвинуты в сторону от центральной оси. Если увеличить количество лопастей в конструкции до четырех, то мощность и тяговые характеристики прибора станут намного выше. Ветряная электростанция своими руками делается при помощи нижеописанных материалов и составляющих.

  1. Для создания барабана нам потребуются фанера и кровельное железо (или листовой пластик подходящего размера). Ротор должен быть легким, поэтому не стоит брать слишком толстые материалы.
  2. Для «щек» барабана нам потребуются древесина и пластмасса (или легкий металл), при этом места стыков следует обработать масляной краской.
  3. Для изготовления крестовин понадобятся стальные полосы или древесина.
  4. Ось сделаем из стальной трубы, диаметр которой составляет 30 мм, а длина – 2 м.
  5. Для оси нам также нужны шарикоподшипники одинакового размера.

Советы перед началом работ

  1. Прежде чем приступать к сооружению, необходимо рассмотреть правила. Первым делом нужно выбрать место. Оно должно хорошо просматриваться и гармонировать с окружающим антуражем. То есть поставить мельницу прямо под домом не особо логично, а вот в отдалении, чтобы за ней можно было наблюдать, – то, что нужно.
  2. Второй момент: будем делать мельницу из древесины. Проблем сочетаемости этого натурального материала с другими элементами ландшафтного дизайна не возникнет.

Деревянная стилистика оформления придомовой территории

Красивое строение в центре сада

  • Стилистика мельницы на участке как нельзя лучше подчеркивает набирающий популярности деревенский стиль. Конструкцию можно установить неподалеку от беседки, если та выполнена в виде стилизованной избушки.
  • Если в оформлении участка просматривается восточный стиль, то без водяной мельницы просто не обойтись. Ее можно гармонично расположить неподалеку от лавочки или пагоды. Не стоит монтировать ее в дальнем уголке сада, так как она наверняка станет центральным элементов декора на участке и должна украшать, а не быть запрятанной куда подальше.
  • Также следует очень внимательно выбирать место размещения, если планируется подвижные лопасти. Такое возможно даже для декоративной мельницы, которую мы и планируем создавать. То есть слишком близко к деревьям и любым строениям размещать ее не нужно.

Разновидности устройств

На сегодняшний день существует несколько признаков, по которым можно разделить на несколько групп сделанные своими руками ветряные генераторы или покупные.

Отличие может заключаться в количестве лопастей, которые имеются у пропеллера. Материал, из которого изготавливаются данные лопасти, также играет важную роль. Можно разделить на разные группы по расположению оси вращения по отношению к поверхности земли. Последнее — это шаговый признак винта.

На сегодняшний день можно встретить модели, у которых имеется одна, две или три лопасти, а также могут быть многолопастные приспособления. Отличительная особенность многолопастных заключается в том, что они будут вращаться даже при слабом ветре. Однако стоит отметить, что такие ветряные генераторы для частного дома чаще используются в том случае, если сам процесс поворота важнее, чем выработка электроэнергии. Другими словами, его можно использовать для подъема воды из глубокого колодца, к примеру.

Сами по себе лопасти могут быть двух типов — жесткими или парусными. Отличие состоит в материале, который используется для сборки. Парусные менее прочные и изготавливаются обычно из металла или стеклопластика. К тому же они гораздо дешевле, чем жесткие, но при этом их придется достаточно часто менять или ремонтировать, так как они менее прочные.

Что касается отличия по расположению оси вращения, то, естественно, что может быть всего два вида — горизонтальные и вертикальные. Каждый из них имеет свои положительные качества. Горизонтальное расположение лопастей дает больше мощности на выходе, а вертикальное позволит им реагировать практически на любое слабое дуновение ветра. По шаговому признаку модель может быть фиксированной или изменяемой. Сделать ветряной генератор для дома своими руками с изменяющимся шагом достаточно сложно, но в таком случае появится возможность регулировать скорость вращения лопастей. Фиксированные конструкции гораздо проще и надежнее в данном случае.

Советы по размещению

Существует два вида садовых мельниц. У одних смонтированы стационарные лопасти, которые остаются неподвижными на протяжении всего эксплуатационного срока. Такие объекты исполняют чисто декоративную функцию. Ими обычно украшаются истоки ручьев, тихие места сада

Чтобы они выглядели красиво, важно правильно подобрать размеры объекта. Они должны соответствовать размерам растительности, окружающей его. Поставьте такой объект на пригорок, и он станет доминантой сада

Все остальное будет неважно, все взгляды всегда будут прикованы к нему

Поставьте такой объект на пригорок, и он станет доминантой сада

Все остальное будет неважно, все взгляды всегда будут прикованы к нему

Даже такая наспех сколоченная мельница красиво смотрится на фоне зеленого газонаИсточник avatars.mds.yandex.net

Мельницы, у которых лопасти начинают кружиться от легкого дуновения ветра, отлично смотрятся в любой части придомовой территории. Даже самый неприглядный на первый взгляд уголок, заиграет новыми красками, если на нем поместить подобный объект.


Совершенно другой вид, если установить декоративные изделияИсточник vannadecor.ru

Уместнее его поставить на участке, где все постройки оформлены в деревенской стилистике. Но и на территории, где господствует стилистика современных дизайнерских направлений, тоже могут присутствовать декоративные колодцы и мельницы из дерева. В этом случае их лучше размещать рядом с декоративным мостиком или рядом с цветочной клумбой. Хорошо смотрятся в комплекте деревянные колеса, скамейки, старые тачки. Посадите в них петуньи и увидите, насколько изменится прилегающая территория.

При выборе места установки главное помнить, что декоративные домики и мельницы для сада, выполненные в сельской стилистике, теряют свое очарование рядом с другими архитектурными элементами, имеющими строгие геометрические формы, острые углы и четкие линии.


Телега с цветами и мельница – универсальный садовый декорИсточник 1.bp.blogspot.com

Высота постройки может быть разной: от 30 см, до 2 метров

Выбирая размеры для будущего объекта, важно учитывать габариты садового участка. На небольшом клочке гигант будет выглядеть нелепо. Декоративная мельница больших размеровИсточник www.remontbp.com


Декоративная мельница больших размеровИсточник www.remontbp.com

Выбор размера ветряка

Подбирать размер этой установки нужно исходя из желаемого количества электроэнергии и скорости ветра, а также его плотности, в вашем регионе. Сразу нужно уточнить что расчет мощности будет производится для ветрогенератора заводского изготовления, не сделанного своими руками из подручных деталей.

Количество необходимой электроэнергии вы можете постучать по счетам за последний год или взять произвольное (желаемое) количество.

Скорость и плотность ветра можно найти в сети, например на сайте метеослужбы. Указывать какие то цифры в этой статье я не будут, так как регионов много и климат очень быстро меняется в последние годы.

Существует несколько формул

1. Самая простая и понятная среднестатистическому человеку, однако полученные данные могут иметь определенную погрешность. По ней можно рассчитать кинетический ветрогенератор с горизонтальным валом:

AEO = 1.64 * D*D * V*V*V

Где:

  • AEO — электроэнергия, которую вы хотите получить за год.
  • D — диаметр ротора, который обозначается в метрах.
  • V — среднегодовая скорость ветра, обозначается в м/сек.

2. Более сложная формула, которую используют для своих расчетов компании, занимающиеся продажей и установкой такого оборудования на профессиональном уровне.

P = V3 * ρ * S

Где:

  • V – скорость ветра в метрах в секунду.
  • ρ – плотность воздуха, единица измерения – кг/м3
  • S – площадь лопастей, на которую дует воздушный поток, единица измерения – м2 (нужно смотреть по тех. описанию производителя).
  • P – Количество кВт, которое можно получить.

Пример расчета P = 53 * 1,25 * 33 = 5156 Вт

Эффективность выработки электроэнергии напрямую зависит от диаметра лопастей ротора, посмотреть примерную производительность можно по таблице ниже.

В этой таблице указаны примерные данные, которые можно получить в зависимости от диаметра ротора, высоты установки ветрогенератора и скорости ветра.

Максимальная вырабатываемая мощность, кВт Диаметр ротора, м Высота мачты, м Скорость ветра м/с
0,55 2,5 6 8
2,6 3,2 9 9
6,5 6,4 12 10
11,2 8 12 10
22 10 18 12

3. В случаи с вертикальным ротором (осью) расчеты необходимо производить по другой формуле.

P=0.6*S*V^3

Где:

  • P– мощность Ватт
  • S– рабочая площадь лопастей кв.м.
  • V^3– Скорость ветра в кубе м/с

Более сложная, но более точная формула

P*= krV 3S/2, .

Где:

  • r — плотность воздуха,
  • V — скорость потока в м/с.
  • S — площадь потока в квадратных метрах
  • k — коэффициент эффективности турбины ветрогенератора в значении 0,2-0,5

При выборе ветряки необходимо смотреть на рекомендуемую производителем скорость ветра. Как правило, установки для частного использования, имеют такой диапазон: 2-11 М в секунду.

Какие материалы и оборудование понадобятся?

Необходимое оборудование и инструментарий:

  • дрель со свёрлами;
  • молоток;
  • рулетка измерительная;
  • шуруповерт (заменяется отвертками крестообразными и прямыми);
  • линейка-угольник;
  • маркер (ручка, карандаш);
  • циркуль;
  • лобзик;
  • пила;
  • наждачная бумага или шлифовальная машинка;
  • линейка прямая;
  • крепежный материал – саморезы, шурупы, гвозди, шайбы, болты и подобное.

Требуемые материалы:

  • деревянные бруски для домика и колеса;
  • рейки из древесины для соединения крыши и стен;
  • фанерный лист для крыши и колеса;
  • стальной резьбовой стержень, втулки, трубка из алюминия;
  • шланг, прикрепляемый к желобу;
  • клей по дереву;
  • лакокрасящие средства – лак, эмаль и т. д.;
  • обшивочное сырье;
  • декор – камни, плитка, двери, окна и пр.

Перед закупкой материалов сделайте точные расчеты расходов, но приобретайте сырье с запасом. Учтите, что во время строительства может обнаружиться брак, произойти ошибка при вырезании элементов.

Полезные советы

  1. Использовать водяную мельницу можно для выработки электричества при подсветке бассейна и прочих элементов. Для этого колеса раскручиваются при помощи ротора электрогенератора.
  2. Размеры мельниц подбирайте, исходя из мощности потока воды.
  3. Обрабатывайте металлические элементы антикоррозийными средствами, например, ортофосфорной кислотой.
  4. Если необходимо сделать выемку под шестиугольник, то её вырезают под углом в 60 градусов.
  5. Для нормальной работы мельницы лопасти должны иметь идеально одинаковые размеры, поэтому сначала вырежьте шаблон, а потом по нему и детали.
  6. Довольно часто на приусадебных участках прокапывают норы кроты. Чтобы этого избежать, во время строительства домика изготовьте ножки, которые вкопайте в грунт на глубину 20 см. Так при вращении колеса создается вибрация, отпугивающая грызунов.

Альтернативные виды

Как мы уже сказали, ветряная мельница – достаточно шумная установка, однако сейчас предлагаются генераторы, которые работают не так мощно. Например, бесшумный ветрогенератор – это идеальное решение для небольших и средних по размерам объектов, ферм, магазинов, если они располагаются в удаленных районах. Сегодня большой популярностью пользуются вертикальные установки ввиду своей эффективности и простоты монтажа. Преимущества такой системы следующие:

  • тихая работа без вибраций;
  • устойчивость к сильному ветру;
  • защита корпуса алюминиевым покрытием от молнии;
  • не имеет значения направление ветра.

Бесшумные домашние ветряные электростанции просты в уходе, монтаже, поскольку здесь нет мелких деталей

Немаловажно, что и вред птицам нанесен не будет, поскольку дизайн установок таков, что ландшафт не будет нарушен. Еще один интересный вариант – парусный генератор

Конечно, он не отличается привлекательным дизайном, зато может выработать энергию даже при слабом ветре. Подобные ветряные электростанции хороши тем, что благодаря парусу они быстро подстраиваются под движение сил природы, значит, и выработка энергии происходит стабильно. Конструкции абсолютно экологичны, имеют низкую стоимость, работают без шума и вибраций, а это говорит о том, что у них есть будущее.

Как построить ветряную мельницу

Возможность создания ветряной мельницы открывается после победы над боссом Горного биома (Mountains biome) — Моудером (Moder). Это связано с тем, что только после этого становится доступной возможность создания ремесленного стола (Artisan Table), необходимого для создания ветряной мельницы. Ветряная мельница должна быть построена в пределах радиуса ремесленного стола, что делает его наличие обязательным. Но вы можете легко удалить его после этого, и ветряная мельница по-прежнему будет работать в обычном режиме.


Для ремесленного стола вам понадобятся две слезы дракона (Dragon tear) и десять древесины (Wood). Слезу дракона можно получить с босса Моудера. Как только у вас появится доступ к ремесленному столу, вы можете сразу же построить ветряную мельницу.


Для этого понадобится 20 камня (Stone), 30 древесины (Wood) и 30 железных гвоздей (Iron nails). Чтобы сделать железные гвозди, нужно добыть олово (Tin) и медь (Copper), а затем переплавить их в бронзу (bronze). Для этого понадобится кузница (Forge) и плавильня (smelter).

Виды

Различные виды ветряных мельниц классифицируют по количеству лопастей, по материалу, из которого эти лопасти изготовлены, по шагу винта и еще ряду критериев. Независимо от того, как расположена ось вращения генератора, принцип его работы остается одинаковым для любого вида. Но в основном их разделяют по выбору расположения оси или вала.

Горизонтальный вид. Это когда поверхность земли расположена параллельно оси вращения генератора.

Составная часть пропеллера или ветроколеса у современных ветряных генераторов может состоять из разного количества лопастей. Уже признано устоявшимся утверждение, что пропеллеры с количеством лопастей до трех вырабатывают большое количество тока лишь при сильном ветре, в то время как многолопастные ветрогенераторы могут довольствоваться небольшими потоками воздуха.

Конструкция ветряной мельницы: дополнительные функции

По мнению специалистов, такое приспособление как ветряная мельница совершенно незаслуженно считается пережитком прошлого. Это обусловлено бурным развитием современных технологий, к разряду которых отнесено популярное инженерное направление – ветроэнергетика, благодаря которому традиционная ветряная мельница превратилась относительно недорогой, но в то же время очень эффективный и экологичный источник энергии, получивший название ветрогенератор.

Энергии, генерируемой такой модифицированной ветряной мельницы, мощность которой колеблется в пределах 10 КВт, будет достаточно для полноценного отопления и горячего водоснабжения загородного коттеджа. Конечно же, необходимо ответить, что мельницы, использующиеся для преобразования энергии ветра в тепловую энергию, сооружаются в соответствии с более сложными схемами, однако факт использования ветряной мельницы в роли генератора пророчит ей большое будущее. По мере развития популярного направления – ветроэнергетики, модели ветряных мельниц не перестают модернизироваться и усовершенствоваться, но азы их конструкции остаются неизменными – как и в далекой древности, ветряные мельницы представляют собой ротор, расположенный в горизонтальном направлении, и несколько крыльев четырехугольной формы. Единственное отличие современных модификаций от первоначальных конструкций заключается в материалах, использующихся для их сооружения.

Принцип действия

Горизонтальная модель ветряка

Под действием силы ветра начинают вращаться лопасти устройства, которые приводят в действие ротор. Благодаря статорной обмотке получаемая механическая энергия преобразуется в электрический ток. Под действием силы вращения получаемое электричество запасается в батарее.

Объем получаемой энергии напрямую зависит от силы ветра – чем сильнее он дует, тем больше электричества будет запасено в аккумуляторе.

Во время поворотов также вращается ось, которая соединена с генеральным ротором. На нем закреплено 12 магнитов, которые вращаются в статоре. Благодаря этому создается переменный электрический ток такой же частоты, как и протекающий в розетках.

Получаемый переменный ток можно передавать на большие расстояния, но его невозможно аккумулировать. Поэтому его необходимо преобразовать в постоянный ток. Процесс производится с помощью внутренней электронной цепи в турбине.

Ветряки для дома своими руками, механика ветрогенератора

Суть работы ветрогенератора – превращение кинетической энергии ветра в электрическую. Каждый элемент системы выполняет свою функцию:

Ветряное колесо, лопасти. Улавливают движение воздушных масс, вращаются и приводят в движение вал.
На валу может быть сразу установлен генератор, а может быть угловой редуктор, который передаст движение вниз на кардан. Благодаря использованию редуктора можно добиться повышения оборотов (мультипликатор).
Генератор – преобразует вращательную энергию в электрическую. Если генератор выдаёт стабильный ток, то его цепляют к аккумуляторам. Если нет – промежуточно устанавливается реле-регулятор напряжения.
Аккумуляторов в системе может и не быть, но с ними работа более стабильна – они используют ветреные часы для подзарядки и расходуют накопленный потенциал, когда ветер стихает.
Инвертор – служит для преобразования напряжения в нужную величину, например, в 220V. Нужен для удобства, поскольку большинство приборов рассчитаны на такое напряжение. Но назначение ветряка может быть различным, поэтому не в каждую схему включают инвертор.
Анемоскоп – прибор, который используют для мощных ветроустановок. Он собирает данные о скорости и направлении ветра. В самодельных конструкциях практически не встречается

Обычно делают небольшой флюгер и поворотный механизм.
Мачта – или опора, на которой будет закреплён пропеллер
На высоте больше шансов поймать стабильный и сильный ветер, поэтому важно уделить внимание мачте, которая должна выдерживать нагрузки.

Ветряки могут быть горизонтальными (с классическим воздушным винтом) и вертикальными (роторные). Горизонтальные установки имеют наибольший КПД, поэтому их чаще всего воспроизводят при самостоятельном изготовлении.

Генератор вертикального типа

Но такие ветряки нужно поворачивать навстречу ветру, поскольку при боковом потоке он перестаёт работать. А роторный ветрогенератор, сделанный своими руками, тоже имеет свои преимущества.

Конструкция вертикальных систем может сильно отличаться, но есть у них общие особенности.

  • Вертикально расположенные турбины поймают ветер, откуда бы он ни дул (горизонтальные модели нужно оснащать направляющей), что очень удобно, если ветер в конкретной местности не стабильный, переменный.
  • Такую конструкцию можно расположить прямо на земле (конечно, если там будет достаточно ветра).
  • Сделать установку проще, чем горизонтальную.

Единственный минус – относительно невысокий КПД.

Какая форма лопасти является оптимальной?

Один из главных элементов ветрогенератора – комплект лопастей.

Существует ряд факторов, связанных с этими деталями, которые сказываются на эффективности ветряка:

  • вес;
  • размер;
  • форма;
  • материал;
  • количество.

Если вы решили сконструировать лопасти для самодельного ветряка, обязательно нужно учитывать все эти параметры. Некоторые полагают, что чем больше крыльев на винте генератора, тем больше энергии ветра можно получить. Другими словами, чем больше, тем лучше.

Однако это далеко не так. Каждая отдельная часть движется, преодолевая сопротивление воздуха. Таким образом, большое количество лопастей на винте требует большей силы ветра для совершения одного оборота.

Кроме того, слишком много широких крыльев могут стать причиной образования так называемой «воздушной шапки» перед винтом, когда воздушный поток не проходит сквозь ветряк, а огибает его.

Форма имеет большое значение. От нее зависит скорость движения винта. Плохое обтекание становится причиной возникновения вихрей, которые тормозят ветроколесо

Самым эффективным является однолопастной ветрогенератор. Но построить и сбалансировать его своими руками очень сложно. Конструкция получается ненадежная, хоть и с высоким коэффициентом полезного действия. По опыту многих пользователей и производителей ветряков, самой оптимальной моделью является трехлопастная.

Вес лопасти зависит от ее размера и материала, из которого она будет изготовлена. Размер нужно подбирать тщательно, руководствуясь формулами для расчетов. Кромки лучше обрабатывать так, чтобы с одной стороны имелось закругление, а противоположная сторона была острой

Правильно подобранная форма лопасти для ветрогенератора является фундаментом его хорошей работы.

Для домашнего изготовления подходят такие варианты:

  • парусного типа;
  • крыльчатого типа.

Лопасти парусного типа представляют собой простые широкие полосы, как на ветряной мельнице. Эта модель наиболее очевидна и проста в изготовлении. Однако ее КПД настолько мал, что эта форма практически не применяется в современных ветрогенераторах. Коэффициент полезного действия в данном случае составляет около 10-12%.

Гораздо более эффективная форма – лопасти крыльчатого профиля. Здесь задействованы принципы аэродинамики, которые поднимают в воздух огромные самолеты. Винт такой формы легче приводится в движение и вращается быстрее. Обтекание воздухом значительно сокращает сопротивление, которое встречает на своем пути ветряк.

Правильный профиль должен напоминать крыло самолета. С одной стороны лопасть имеет утолщение, а с другой – пологий спуск. Воздушные массы обтекают деталь такой формы очень плавно

КПД этой модели достигает значения 30-35%. Хорошая новость заключается в том, что построить крыльчатую лопасть можно и своими руками с применением минимума инструментов. Все основные расчеты и чертежи можно легко адаптировать под свой ветряк и пользоваться бесплатной и чистой энергией ветра без ограничений.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Проект "Стройка"
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector