Generador de viento vertical de bricolaje: cómo montar una turbina eólica con un eje de rotación vertical
El viento tiene capacidades energéticas increíbles.No aprovechar su poderoso potencial debe reconocerse audazmente como un desperdicio irrazonable. Pero usted puede construir fácilmente un generador eólico vertical con sus propias manos y recibir energía prácticamente gratis para cubrir las necesidades de su hogar. Esto es bastante real, ¿no estás de acuerdo?
Este artículo le ayudará a comprender en detalle un problema técnico complejo. La información sistematizada y accesible cubre con gran detalle el principio de funcionamiento de los sistemas populares que convierten la energía de las masas de aire en electricidad.
Sin duda te dejarás llevar por la idea de crear un molino de viento, los detalles de su montaje se describen en el artículo. Examinamos en detalle los diferentes tipos de aerogeneradores verticales, abordando sus diferencias, ventajas y desventajas. La parte textual del material se complementa perfectamente con fotografías e instrucciones en vídeo.
El contenido del artículo:
- Ventajas y principio de funcionamiento de los aerogeneradores.
- Clasificación de generadores verticales.
- Hacer tu propio molino de viento
- Elegir una ubicación para un generador eólico
- Mantenimiento de un dispositivo vertical.
- Evaluación de la viabilidad de la instalación.
- Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Ventajas y principio de funcionamiento de los aerogeneradores.
Un generador vertical moderno es una de las opciones. energía alternativa para el hogar. La unidad es capaz de convertir ráfagas de viento en un recurso energético. Para su correcto funcionamiento no requiere dispositivos adicionales que determinen la dirección del viento.
El dispositivo de tipo vertical funciona a baja altura. Su mantenimiento no requiere diversos dispositivos para garantizar trabajos seguros de reparación y mantenimiento a gran altura.
Un mínimo de piezas móviles hace que la turbina eólica sea más fiable y operativamente estable. El óptimo perfil de las palas y la original forma del rotor dotan al equipo de un alto nivel de eficiencia, independientemente de la dirección en la que sople el viento en cada momento.
El generador funciona de forma absolutamente silenciosa, no molesta a los propietarios ni a los vecinos, no genera emisiones nocivas a la atmósfera y funciona de forma fiable durante muchos años, suministrando cuidadosamente energía a las viviendas.
Un generador de viento vertical funciona según el principio de levitación magnética. A medida que las turbinas giran, se generan fuerzas de impulso y elevación, así como fuerzas de frenado reales. Los dos primeros hacen que las aspas de la unidad giren.Esta acción activa el rotor y crea un campo magnético que produce electricidad.
El dispositivo funciona de forma totalmente independiente y no requiere la intervención del propietario en el proceso.
Clasificación de generadores verticales.
Existen algunas diferencias estructurales entre los dispositivos colectores de viento de tipo vertical. No mejora ni empeora las unidades, simplemente le permite elegir la opción más conveniente para realizar tareas específicas en un área determinada.
#1: Características de los sistemas ortogonales
Estructuralmente, un aerogenerador ortogonal consta de un fuerte eje de rotación vertical y varias palas paralelas ubicadas a cierta distancia de la base central.
El dispositivo no requiere mecanismos de guía adicionales y funciona normalmente, independientemente de la dirección del viento. El eje principal ubicado verticalmente permite colocar el equipo de accionamiento al nivel del suelo, lo que facilita enormemente la operación, reparación y mantenimiento.
Las desventajas de los dispositivos ortogonales incluyen un sistema de cuchillas demasiado masivo y una baja eficiencia en comparación con la eficiencia de los módulos de eje horizontal.
La turbina eólica más simple para alimentar a consumidores de baja potencia se puede ensamblar a partir de componentes prefabricados:
#2: Generadores con rotor Daria
Un aerogenerador equipado con un rotor Darrieus tiene un eje de rotación vertical y 2-3 tiras de palas planas sin un perfil aerodinámico característico, fijadas en la base y en la parte superior del eje de rotación.
La unidad en su funcionamiento no se guía por la fuerza o dirección del viento, tiene una alta velocidad de rotación y permite ubicar los dispositivos de accionamiento en el suelo, lo que facilita y agiliza el proceso de mantenimiento programado y posibles reparaciones.
Los componentes de soporte y rotación de un dispositivo con rotor Darrieus son vulnerables a mayores cargas dinámicas y la eficiencia del sistema de palas es en muchos aspectos inferior a las instalaciones horizontales axiales.
#3: Unidades con rotor Savonius
El aerogenerador vertical con rotor Savonius tiene un sistema de palas semicilíndricas y se diferencia de instalaciones similares por su elevado par de arranque y su capacidad de funcionar eficazmente con vientos de baja velocidad.
El complejo vertical con rotor Savonius es criticado por su mayor consumo de material y su menor eficiencia en comparación con los aerogeneradores de eje horizontal. Es por eso que la producción de equipos de alta potencia de esta clase se considera inapropiada.
La siguiente selección de fotografías le presentará los pasos de fabricación del molino de viento Savonius:
Todas las piezas de este modelo de molino de viento Savonius excepto el generador de 3200 rpm y 24 V están hechas a mano.
#4: Molino de viento con rotor de múltiples palas y guía
Este tipo de dispositivo es una versión mejorada del clásico aerogenerador ortogonal. El complejo del rotor consta aquí de palas dispuestas en dos filas.
El nivel de pala exterior permanece estático y actúa como paleta guía. Capta el flujo del viento, lo capta, lo comprime y de esta forma aumenta notablemente la velocidad real del viento.
La fila interior de palas es una estructura móvil que recibe el flujo de aire de la primera unidad de rotor en un cierto ángulo.
Los expertos consideran que este tipo de dispositivo es el más eficiente de su clase y destacan que su diseño específico le permite funcionar incluso con las velocidades de viento más bajas posibles.
#5: Características de los dispositivos con rotor helicoidal
Una turbina eólica helicoidal o generador Gorlov es otra modificación del sistema de rotor ortogonal tradicional. Las hojas del modelo están torcidas formando un arco. Esta característica de diseño permite capturar rápidamente el flujo de aire y girar suavemente sin sacudidas.
Este principio de funcionamiento reduce significativamente la carga dinámica sobre las unidades base y móviles, aumentando así su vida útil.
Las palas de rotor hiladas para un molino de viento helicoidal se fabrican utilizando una tecnología muy progresiva pero compleja. Debido a esto, las unidades son bastante caras y no son muy populares entre los consumidores privados.
#6: Características de los rotores de eje vertical
La principal diferencia entre un generador de eje vertical son sus palas colocadas verticalmente, cuyo perfil se asemeja al ala de un avión, cuyo eje es claramente paralelo al eje vertical. El diseño recuerda algo al rotor Darrieus, pero en condiciones de producción se fabrica mucho más rápido y más fácilmente.
Los molinos de viento con rotor de eje vertical son confiables y duraderos, pueden soportar fácilmente cargas operativas importantes y no cuestan demasiado dinero. Estas cualidades los hacen relevantes para su uso no solo con fines industriales sino también domésticos.
Las características de la elección de generadores eólicos para una casa privada y una descripción general de las mejores ofertas se presentan en Este artículo.
Hacer tu propio molino de viento
No es demasiado difícil crear un generador eólico con un eje de rotación vertical en casa con sus propias manos. Basta con adquirir los componentes necesarios, ensamblarlos en el orden correcto e instalar el módulo en el lugar elegido. Tan pronto como haya una mínima brisa, el producto funcionará y comenzará a proporcionar a los propietarios la energía necesaria.
Paso 1: Adquisición de componentes y materiales.
Para hacer un generador eólico vertical con sus propias manos, necesitará los siguientes componentes:
- rotor – parte móvil de la unidad:
- cuchillas – piezas que captan el flujo del viento;
- mástil axial – para fijar el rotor y las palas (puede ser en forma de poste largo, pirámide o trípode);
- estator – diseñado para alojar una bobina de alambre de cobre duradero;
- batería – gran capacidad para acumular el recurso recibido;
- inversor – un dispositivo para convertir corriente continua en corriente alterna;
- controlador – un dispositivo que frena el generador en el momento en que la unidad desarrolla una potencia real que supera los indicadores básicos.
Para la fabricación de cuchillas son adecuadas láminas de plástico ligeras, de alta calidad y con buena elasticidad. Otros tipos de materiales son demasiado susceptibles a diversos daños y deformaciones y simplemente no pueden soportar una carga dinámica tan alta.
Las palas pequeñas se pueden fabricar con PVC de densidad media, pero las piezas grandes y anchas requerirán el material más duradero que pueda soportar fuertes vientos que soplan a una velocidad de 15 m/s o más durante mucho tiempo.
Paso 2: Preparación preliminar de elementos.
Para creando cuchillas Para un generador eólico vertical, se cortan 4 partes idénticas de un tubo de PVC de alta resistencia. Se cortan dos fragmentos semicirculares de estaño y se unen a cada lado del tubo. El radio de rotación de las piezas de las palas en este caso será de 690 mm y la altura de cada pala será de unos 700 mm.
Para montar el sistema de rotor, tome imanes de neodimio (6 unidades), discos de ferrita con un diámetro de 230 mm (2 unidades) y pegamento. Sobre el primer disco se colocan imanes alternando en polaridad y manteniendo un ángulo de 60 grados entre ellos con un diámetro de disposición de 165 mm. Usando el mismo esquema, se hace un segundo disco y luego los imanes se rellenan con pegamento.
Para el estator se preparan 9 bobinas y en cada una de ellas se enrollan 60 vueltas de alambre de cobre de 1 mm de diámetro.
La soldadura posterior se produce en este orden:
- el comienzo de 1 bobina con el final de 4;
- comience 4 con final 7 carretes.
La segunda fase se ensambla según el mismo principio, pero el trabajo comienza con 2 bobinas y la tercera, con 3 bobinas. Se hace una forma especial a partir de una hoja de madera contrachapada, la parte inferior se recubre con un trozo de fibra de vidrio y en la parte superior se colocan fases soldadas de bobinas.
Rellena la estructura con pegamento y déjala durante 1-2 días para que todas las piezas fragüen y ocupen los lugares correctos. Luego comienzan a conectar las piezas individuales en un solo sistema de trabajo.
Paso 3: ensamblar todas las piezas del generador
Para conectar todos los elementos del generador, se realizan 4 orificios para pasadores en el rotor superior. El rotor inferior se coloca sobre el soporte con los imanes hacia arriba. A continuación se coloca el estator, habiéndole previamente realizado agujeros para su fijación al soporte.
Los pasadores se presionan en la placa de aluminio y luego se cubren con el segundo rotor, colocándolo con los imanes hacia abajo.
Los pernos se giran alternativamente con una llave para que el rotor superior caiga sobre el inferior de manera uniforme y sin sacudidas. Cuando ocupa su lugar adecuado, se desenroscan los espárragos y se retiran las placas de aluminio. Al final, toda la estructura se fija con tuercas y se aprieta firmemente, pero no demasiado, para no romper la rosca.
Paso 4: Instalación final del equipo
Para el mástil, tome un tubo de metal resistente de 4 a 5 metros de largo y atornille en él un generador que ya haya ensamblado con sus propias manos.Luego, se fija el marco con palas de plástico al generador y se instala la estructura del mástil en un sitio previamente preparado con una base reforzada de tres puntos.
Además, la posición del sistema se fija mediante una camilla.
La red eléctrica está conectada al molino de viento en una secuencia determinada. El controlador toma el recurso del generador y convierte la corriente alterna en corriente continua, necesaria para cargar la batería. Poder montar el controlador usted mismo según un esquema simplificado.
La batería almacena la energía liberada y el inversor convierte la corriente continua en corriente alterna, que alimenta la mayor parte de los electrodomésticos y sistemas de servicios domésticos.
En nuestra web hay una selección de artículos sobre aerogeneradores caseros de varios tipos.
Te aconsejamos leer:
- Generador eólico de bricolaje desde una lavadora: instrucciones para montar un molino de viento
- Generador eólico de bricolaje a partir de un generador de automóvil: tecnología de montaje de turbinas eólicas y análisis de errores
- Cómo hacer un generador eólico con tus propias manos: dispositivo, principio de funcionamiento + mejores productos caseros
Otra opción interesante para construir un molino de viento vertical se puede ensamblar a partir de materiales de desecho, sin gastar más de 250 rublos en la compra de componentes adicionales. Los aficionados al bricolaje necesitarán una rueda de bicicleta, 12 radios de bicicleta más, un eje de la rueda trasera de la bicicleta con tres tuercas, una tira de acero y 11 placas de aluminio.
También necesitarás 150 remaches, 18 pernos M4 con tuercas, 3 pernos M6 con tuercas, 27 arandelas más grandes y 24 pequeñas.
La siguiente galería demostrará brevemente las etapas de montaje:
Las siguientes instrucciones en video presentarán todos los pasos en detalle:
Elegir una ubicación para un generador eólico
Elegir la ubicación adecuada para instalar un generador eólico es un paso importante. Lo mejor es colocar el dispositivo en el punto abierto más alto y asegurarse cuidadosamente de que no esté por debajo del nivel de las viviendas y dependencias adyacentes. De lo contrario, los edificios se convertirán en un obstáculo para el flujo de aire y la eficiencia de la unidad disminuirá considerablemente.
Si el sitio está frente a un río o lago, el molino de viento se coloca en la orilla, donde los vientos soplan con especial frecuencia. Las elevaciones de la propiedad o grandes espacios vacíos donde no existen barreras artificiales o naturales al flujo de aire son ideales para ubicar el generador.
Cuando los bienes inmuebles residenciales (casa, cabaña, apartamento, etc.) están ubicados dentro de la ciudad o fuera de la ciudad, pero en áreas densamente construidas, se instala un complejo de energía eólica en el techo.
Para colocar un generador en el techo de un edificio de apartamentos, se requiere el consentimiento por escrito de los vecinos y el permiso oficial de las autoridades pertinentes.
En una casa privada con una gran parcela ajardinada, elegir una ubicación adecuada es mucho más fácil. Lo principal es tener en cuenta que la estructura está ubicada a una distancia de 15 a 25 metros de la vivienda. Entonces los efectos de sonido de las palas giratorias no molestarán a nadie.
Mantenimiento de un dispositivo vertical.
Para que un generador eólico vertical funcione de manera eficiente, precisa y lo más eficiente posible, todas las partes móviles de la estructura deben estar lubricadas. Este trámite se realiza al menos 2 veces durante todo el año calendario.
Al mismo tiempo, durante el mantenimiento, se aprietan las tuercas que se han aflojado como resultado del funcionamiento, se refuerzan las conexiones eléctricas, se comprueba la corrosión de los componentes mecánicos, se tensan los cables tensores sueltos y se inspeccionan cuidadosamente las cuchillas para detectar roturas o daños.
Las piezas se pintan según sea necesario y una vez al año se realiza una inspección completa de toda la estructura para identificar fallas. Este cuidado garantiza el correcto funcionamiento del aerogenerador y prolonga su vida útil.
Evaluación de la viabilidad de la instalación.
Antes de comenzar a fabricar un aerogenerador vertical, estudian la situación meteorológica de su región e intentan determinar si la unidad puede proporcionar la cantidad de recurso necesaria.
Los expertos recomiendan evaluar los siguientes parámetros:
- número de días ventosos — tomar el valor medio del año en que la ráfaga supere los 3 m/s;
- volumen de electricidad, consumido por día por un hogar;
- lugar apropiado en su propio sitio para equipos eólicos.
El primer indicador se aprende a partir de datos obtenidos en la estación meteorológica más cercana o encontrados en Internet en los portales correspondientes. Además, consultan publicaciones geográficas impresas y crean una imagen completa de la situación del viento en su región.
Las estadísticas no se toman para un año, sino para 15-20 años, solo entonces las cifras promedio serán lo más correctas posible y mostrarán si el generador podrá satisfacer completamente la necesidad de electricidad del hogar o si su energía solo será suficiente para satisfacer las necesidades individuales del hogar.
Si el propietario tiene un gran terreno ubicado en una pendiente, cerca de la orilla de un río o en un espacio abierto, no habrá problemas con la instalación.
Cuando la casa está ubicada en las profundidades de un área poblada y el patio tiene dimensiones compactas y está muy adyacente a los edificios vecinos, no será fácil instalar un modelo vertical de molino de viento con sus propias manos. La estructura deberá elevarse entre 3 y 5 m del suelo y reforzarse aún más para que no se caiga en caso de una fuerte ráfaga.
Toda esta información debe tenerse en cuenta en la fase de planificación para que quede claro si el aerogenerador puede asumir todo el suministro de energía o si seguirá siendo una fuente de energía auxiliar. Es recomendable realizar cálculo de turbina eólica.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El video No. 1 demostrará cómo hacer un generador eólico vertical con un sistema de rotor Daria con sus propias manos en casa. El video presenta claramente las características y matices interesantes del proceso de montaje. Existe una definición de la potencia máxima de la unidad fabricada:
El video No. 2 mostrará cómo funciona un generador eólico vertical y cuánta energía produce. Proporciona una descripción detallada del módulo y una descripción del trabajo necesario para medir correctamente la potencia real y otros parámetros:
El video No. 3 presenta las pruebas de un generador eólico vertical casero. De qué es capaz un dispositivo hecho con sus propias manos a partir de materiales de desecho:
Una fuente de energía alternativa tan moderna y práctica como los molinos de viento verticales es fácil de montar con sus propias manos. Con la experiencia adecuada en limpieza, es posible fabricar cada pieza y luego conectar todos los componentes en una estructura única e integral.
Si no quiere complicar la tarea, es muy apropiado comprar componentes ya preparados e instalar en casa, sin prisas ni complicaciones, una turbina eólica fiable capaz de garantizar el suministro ininterrumpido de electricidad a un espacio habitable.
Cuando no confía al 100% en sus capacidades, es mejor confiar el trabajo a profesionales. Harán todo muy rápidamente y cumpliendo plenamente con los requisitos operativos básicos.
¿Tiene experiencia en la construcción y operación de un generador eólico? Comparta información con nuestros lectores y sugiera su método para ensamblar la unidad. Puedes dejar comentarios y añadir fotos de productos caseros en el siguiente formulario.
Algunos hogares avanzados llevan mucho tiempo utilizando la energía eólica para proporcionar a sus hogares la energía necesaria. Para deshacerme de las facturas de servicios públicos, y más por curiosidad, monté un molino de viento con mis propias manos. Necesitaba un rotor, palas de plástico, un mástil (está sobre un trípode), una batería y un controlador. Durante la rotación de turbinas y palas, se generan dos fuerzas: de sustentación y eléctrica. Las palas giran, el rotor se activa y se genera electricidad.
Bueno, ¿cuáles son los resultados? ¿Tiene siquiera un escape? Yo mismo he deseado durante mucho tiempo intentar montar un generador eólico en mi casa de campo. Por supuesto, no dependo de él como principal fuente de energía. Por ahora lo veo más como un mimo y una experiencia interesante, pero ¿qué carajos es? Otra cosa es que todavía no he avanzado mucho más que la idea. Poco a poco estoy coleccionando piezas; ya encontré palas normales y sé dónde conseguir un mástil largo. Este verano, por supuesto, no tendré tiempo, pero el año que viene intentaré involucrarme más con el molino de viento desde la primavera.
¿Bien, qué puedo decir? Los generadores eólicos verticales no son una dirección prometedora en el futuro. Sí, este diseño es más fácil de ensamblar, pero estos generadores eólicos prácticamente no se utilizan a escala industrial. ¿Por qué? Aquí hay algunos puntos principales:
— No se utiliza toda la superficie de las palas (1/3 es utilizada por el viento, 1/3 proporciona resistencia, 1/3 no se utiliza);
- necesitará un eje largo para transmitir el par;
— Baja potencia de salida.
Pero para empezar, estos diseños son bastante adecuados, al menos para empezar con algo.Al mismo tiempo, los aerogeneradores verticales tienen sus ventajas:
— No es necesario “atrapar el viento” (los vientos fuertes no dan miedo y no hay necesidad de recolectores);
— Costo de implementación del proyecto;
- Facilidad de mantenimiento.
Pero en el futuro será mejor centrarse en el diseño clásico de los generadores eólicos.
¡La descripción de fabricación del generador indica incorrectamente la proporción entre imanes y bobinas! Para 9 bobinas se necesitan 12 pares de imanes (24 unidades). Quizás por eso el resultado del vídeo es deplorable.
¿Es necesario siquiera vallar un huerto con bobinas?
¿Qué te impide simplemente ponerte un generador automático en el trasero y colocarle cuchillas?