Éoliennes orthogonales. Caractéristiques de la production d'une éolienne à axe de rotation vertical. Principe de fonctionnement d'une éolienne verticale

Le vent a des capacités énergétiques incroyables. Ne pas utiliser son puissant potentiel doit être reconnu avec audace comme un gaspillage déraisonnable. Mais vous pouvez facilement construire une éolienne verticale de vos propres mains et recevoir de l'énergie pratiquement gratuite pour couvrir les besoins de votre ménage. C’est bien réel, n’est-ce pas ?

Cet article vous aidera à comprendre en détail un problème technique complexe. Des informations systématisées et accessibles couvrent en détail le principe de fonctionnement des systèmes populaires qui convertissent l'énergie des masses d'air en électricité.

Sans aucun doute, vous serez emporté par l'idée de créer un moulin à vent, les spécificités de son assemblage sont décrites dans l'article. Nous avons examiné en détail les différents types d’éoliennes verticales, en abordant leurs différences, avantages et inconvénients. La partie texte du matériel est parfaitement complétée par des photos et des instructions vidéo.

Un générateur vertical moderne est l'une des options. L'unité est capable de convertir les rafales de vent en ressource énergétique. Pour un fonctionnement correct, il ne nécessite pas de dispositifs supplémentaires déterminant la direction du vent.

Une éolienne rotative est très facile à fabriquer de vos propres mains. Bien sûr, il ne pourra pas assumer entièrement la responsabilité de fournir de l'énergie à un grand chalet privé, mais il fera un excellent travail d'éclairage des dépendances, des allées de jardin et des locaux.

L'appareil de type vertical fonctionne à faible hauteur. Son entretien ne nécessite pas divers dispositifs pour assurer des travaux de réparation et de maintenance en toute sécurité à haute altitude.

Un minimum de pièces mobiles rend l'éolienne plus fiable et plus stable sur le plan opérationnel. Le profil optimal des pales et la forme originale du rotor confèrent à l'unité un haut niveau d'efficacité, quelle que soit la direction dans laquelle souffle le vent à un moment donné.

Les petits modèles domestiques se composent de trois pales légères ou plus, captent instantanément la rafale la plus faible et commencent à tourner dès que la force du vent dépasse 1,5 m/s. Grâce à cette capacité, leur efficacité dépasse souvent celle des installations plus grandes qui nécessitent des vents plus forts.

Le générateur fonctionne de manière absolument silencieuse, ne dérange pas les propriétaires et les voisins, ne crée pas d'émissions nocives dans l'atmosphère et sert de manière fiable pendant de nombreuses années, fournissant avec précision de l'énergie aux pièces d'habitation.

Une éolienne verticale fonctionne sur le principe de la sustentation magnétique. Lorsque les turbines tournent, des forces d'impulsion et de portance sont générées, ainsi que des forces de freinage réelles. Les deux premiers font tourner les pales de l’unité. Cette action active le rotor et crée un champ magnétique qui produit de l'électricité.

Une éolienne avec un axe de rotation vertical a un rendement inférieur à celui de ses homologues horizontales. Mais il ne revendique aucune situation territoriale et fonctionne pleinement dans presque tous les endroits qui conviennent aux propriétaires.

L’appareil fonctionne de manière totalement indépendante et ne nécessite aucune intervention du propriétaire dans le processus.

Classification des générateurs verticaux

Il existe certaines différences structurelles entre les dispositifs de collecte d'énergie éolienne de type vertical. Cela n'améliore ni ne détériore les unités, mais vous permet simplement de choisir l'option la plus pratique pour effectuer des tâches spécifiques dans une certaine zone.

#1 : Caractéristiques des systèmes orthogonaux

Structurellement, une éolienne orthogonale se compose d'un fort axe de rotation vertical et de plusieurs pales parallèles situées à une certaine distance de la base centrale.

L'appareil ne nécessite pas de mécanismes de guidage supplémentaires et fonctionne normalement, quelle que soit la direction du vent. L'arbre principal situé verticalement permet de placer l'équipement d'entraînement au niveau du sol, ce qui facilite grandement l'exploitation, la réparation et l'entretien.

Les unités de support du générateur orthogonal n'ont pas une durée de vie très longue. Cela est dû aux charges dynamiques élevées que le rotor exerce sur eux pendant le fonctionnement. Pour garantir que l'installation ne tombe pas en panne prématurément, toutes les pièces de support doivent être régulièrement inspectées et celles endommagées doivent être rapidement remplacées par des neuves.

Les inconvénients des dispositifs orthogonaux incluent un système de lames trop massif et un faible rendement par rapport à celui des modules à axe horizontal.

#2 : Générateurs avec rotor Daria

Une éolienne équipée d'un rotor Darrieus présente un axe de rotation vertical et 2-3 bandes de pales plates sans profil aérodynamique caractéristique, fixées à la base et au sommet de l'axe de rotation.

L'unité dans son fonctionnement n'est pas guidée par la force ou la direction du vent, a une vitesse de rotation élevée et permet de situer les dispositifs d'entraînement au sol, ce qui facilite et accélère le processus de maintenance programmée et d'éventuelles réparations.

Les groupes électrogènes bipales avec rotor Darrieus ne sont activés que par une forte rafale de vent. Avec un flux uniformément venant en sens inverse, ils ne peuvent pas démarrer par eux-mêmes.

Les composants de support et de rotation d'un appareil doté d'un rotor Darrieus sont vulnérables à des charges dynamiques accrues, et l'efficacité du système de pales est inférieure à bien des égards aux installations horizontales axiales.

#3 : Unités avec rotor Savonius

L'éolienne verticale dotée d'un rotor Savonius est dotée d'un système de pales semi-cylindriques et se distingue des installations similaires par son couple de démarrage élevé et sa capacité à fonctionner efficacement par vent faible.

La puissance des éoliennes verticales à rotor Savonius proposées sur le marché ne dépasse pas 5 kW. Les appareils sont rarement utilisés comme unité de travail indépendante, mais sont le plus souvent utilisés pour créer un couple de démarrage plus élevé pour les installations à rotor Daria.

Le complexe vertical avec un rotor Savonius est critiqué pour sa consommation de matériaux accrue et son efficacité moindre par rapport aux éoliennes à axe horizontal. C'est pourquoi la production d'équipements de grande puissance de cette classe est considérée comme inappropriée.

#4 : Moulin à vent avec rotor multipale et guide

Ce type d'appareil est une version améliorée de l'éolienne orthogonale classique. Le complexe du rotor est ici constitué de pales disposées en deux rangées.

L’étage extérieur des pales reste statique et agit comme une aube directrice. Il capture le flux du vent, le capte, le comprime et augmente ainsi sensiblement la vitesse réelle du vent.

La rangée intérieure de pales est une structure mobile qui reçoit le flux d'air de la première unité de rotor sous un certain angle.

L'efficacité d'une éolienne dotée d'un rotor multipale avec système de guidage rend cet appareil particulièrement attractif pour les consommateurs. Cependant, le coût d'un tel équipement est assez élevé et il faut un peu plus de temps pour s'amortir que des appareils similaires de configuration plus simple.

Les experts considèrent ce type d'appareil comme le plus efficace de sa catégorie et soulignent que sa conception spécifique lui permet de fonctionner même aux vitesses de vent les plus basses possibles.

#5 : Caractéristiques des appareils à rotor hélicoïdal

Une éolienne hélicoïdale ou un générateur Gorlov est une autre modification du système de rotor orthogonal traditionnel. Les pales du modèle sont tordues en arc de cercle. Cette caractéristique de conception permet de capter rapidement le flux d'air et de tourner en douceur sans à-coups.

Ce principe de fonctionnement réduit considérablement la charge dynamique sur la base et les unités mobiles, augmentant ainsi leur durée de vie.

Les appareils dotés d'un rotor de type hélicoïdal sont très fiables et peuvent facilement supporter des charges de fonctionnement importantes. Cependant, pendant le fonctionnement, ces éoliennes créent des effets sonores prononcés et produisent des ondes sonores supplémentaires situées dans la région des ondes courtes du spectre sonore.

Les pales de rotor filées pour une éolienne hélicoïdale sont fabriquées à l’aide d’une technologie très progressiste mais complexe. Pour cette raison, les unités sont assez chères et ne sont pas très populaires auprès des consommateurs privés.

#6 : Caractéristiques des rotors à axe vertical

La principale différence entre un générateur à axe vertical réside dans ses pales positionnées verticalement, dont le profil ressemble à une aile d'avion, dont l'axe est clairement parallèle à l'arbre vertical. La conception rappelle un peu celle du rotor Darrieus, mais dans les conditions de production, sa fabrication est beaucoup plus rapide et plus simple.

Un générateur doté d'un rotor à axe vertical accélère beaucoup plus rapidement que les appareils similaires de cette classe et commence à produire la ressource énergétique requise. Le processus s'accompagne d'un petit effet sonore et ne dérange ni les propriétaires de l'installation ni les voisins

Les éoliennes dotées d'un rotor à axe vertical sont fiables et durables, peuvent facilement supporter des charges de fonctionnement importantes et ne coûtent pas trop cher. Ces qualités les rendent utiles non seulement à des fins industrielles, mais également à des fins domestiques.

Les caractéristiques du choix des éoliennes pour une maison privée et un aperçu des meilleures offres sont présentées dans.

Fabriquer son propre moulin à vent

Il n'est pas trop difficile de créer chez vous de vos propres mains une éolienne avec un axe de rotation vertical. Il suffit d'acheter les composants requis, de les assembler dans le bon ordre et d'installer le module à l'emplacement choisi. Dès qu'il y aura un minimum de brise, le produit fonctionnera et commencera à fournir aux propriétaires l'énergie nécessaire.

Étape 1 : Approvisionnement en composants et matériaux

Pour fabriquer une éolienne verticale de vos propres mains, vous aurez besoin des composants suivants :

rotor– partie mobile de l'unité :
lames– les pièces qui captent le flux du vent ;
mât axial– pour fixer le rotor et les pales (peut se présenter sous la forme d'une longue perche, d'une pyramide ou d'un trépied) ;
stator– conçu pour accueillir une bobine de fil de cuivre durable ;
batterie– grande capacité d'accumulation de la ressource reçue ;
onduleur– un dispositif de conversion du courant continu en courant alternatif ;
contrôleur– un dispositif qui freine le générateur au moment où l'unité développe une puissance réelle dépassant les indicateurs de base.

Une feuille de plastique légère et de haute qualité avec une bonne élasticité convient à la fabrication de lames. D'autres types de matériaux sont trop sensibles à divers dommages et déformations et ne peuvent tout simplement pas supporter une charge dynamique aussi élevée.

Lorsque vous fabriquez l'appareil vous-même, n'oubliez pas que les éoliennes verticales fabriquées par vous-même ont une puissance nettement inférieure à celle des modèles fabriqués en usine. Par conséquent, afin de ne pas être déçu du design créé à l'avenir, il est préférable de le réaliser immédiatement selon des paramètres 2 fois supérieurs à ceux nécessaires.

Les petites pales peuvent être fabriquées à partir de PVC de densité moyenne, mais les pièces grandes et larges nécessiteront le matériau le plus durable, capable de résister longtemps à des vents forts soufflant à une vitesse de 15 m/s ou plus.

Étape 2 : Préparation préliminaire des éléments

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo n° 1 montrera comment fabriquer de vos propres mains à la maison une éolienne verticale avec un système de rotor Daria. La vidéo présente clairement les caractéristiques et les nuances intéressantes du processus d'assemblage. Il existe une définition de la puissance maximale de l'unité fabriquée :

La vidéo n°2 montrera le fonctionnement d'une éolienne verticale et la quantité d'énergie qu'elle produit. Il fournit un aperçu détaillé du module et une description du travail requis pour mesurer correctement la puissance réelle et d'autres paramètres :

La vidéo n°3 présente les tests d'une éolienne verticale artisanale. De quoi est capable un appareil fabriqué de vos propres mains à partir de matériaux de rebut :

Une source d'énergie alternative aussi moderne et pratique que les éoliennes verticales est facile à assembler de vos propres mains. Avec une bonne expérience en entretien ménager, il est possible de fabriquer chaque pièce, puis de relier tous les composants en une structure unique et intégrale.

Si vous ne voulez pas compliquer la tâche, il est tout à fait approprié d'acheter des composants prêts à l'emploi et, chez vous, sans hâte ni tracas, d'installer une éolienne fiable capable d'assurer une alimentation électrique ininterrompue à un espace de vie.

Lorsqu'on n'a pas confiance à 100% en ses capacités, mieux vaut confier les travaux à des professionnels. Ils feront tout très rapidement et dans le plein respect des exigences opérationnelles de base.

Avez-vous de l'expérience dans la construction et l'exploitation d'une éolienne? Veuillez partager des informations avec nos lecteurs et suggérer votre méthode d'assemblage de l'unité. Vous pouvez laisser des commentaires et ajouter des photos de produits faits maison dans le formulaire ci-dessous.

En raison du coût élevé de l’électricité, il est devenu important d’utiliser des sources alternatives, parmi lesquelles les éoliennes verticales. Si nécessaire, vous pouvez construire vous-même un tel équipement.

[Cacher]

Dispositif générateur de vent

La conception d’une éolienne de nouvelle génération pour produire de l’énergie éolienne comprend :

Une roue équipée de pales. Cette unité est le rotor principal, nécessaire pour percevoir la force du flux d'air. Son but est de convertir l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. Pour ce faire, un couple est généré sur l'arbre.
Réducteur. Il est utilisé pour synchroniser le mouvement de rotation et détermine la vitesse de rotation de l’arbre du générateur. Monté à l'intérieur de la structure.
L'unité génératrice est un dispositif conçu pour générer du courant électrique suite à la conversion du couple en champ magnétique. Cette unité permet de créer une différence de tension dans le circuit électrique.
Batterie Le rôle de la batterie est de stocker de l’énergie et de fournir du courant continu dont la valeur est de 12 volts.
Unité onduleur. C'est un mécanisme utilisé pour convertir le courant continu en courant alternatif. Le paramètre de fonctionnement est de 220 volts.

Schéma de raccordement de l'éolienne verticale au réseau domestique de la maison

Principe de fonctionnement des éoliennes

Dans les appareils éoliens faits maison ou exclusifs avec un axe de rotation vertical ou horizontal, les pales commencent à bouger sous l'influence de la force du vent. Les principaux éléments de l'équipement forcent l'ensemble rotor à tourner à l'aide d'une unité d'entraînement spéciale. La présence d'un enroulement statorique permet de convertir l'énergie mécanique en courant électrique. Les hélices axiales ont des caractéristiques aérodynamiques, grâce auxquelles elles assurent une rotation rapide de la turbine de l'unité.

Les générateurs rotatifs convertissent ensuite la force de rotation en électricité, qui est collectée dans une batterie. En effet, plus le flux d’air est fort, plus les pales de l’unité tournent rapidement, ce qui contribue à la génération d’énergie. Le fonctionnement de l'équipement de production étant basé sur l'utilisation maximale d'une source alternative, une partie des pales a une forme plus arrondie. Et le second est plat. Lorsqu'un flux d'air traverse la partie arrondie, une section de vide se forme, cela contribue à l'aspiration de la lame et la déplace sur le côté.

Lors du défilement, l'axe des vis reliées au mécanisme du rotor tourne. Cet appareil comporte douze éléments magnétiques qui défilent à l’intérieur. Cela conduit à la formation d’un courant électrique alternatif avec une fréquence similaire à celle trouvée dans les prises domestiques. L’énergie résultante peut non seulement être générée, mais également transmise sur de longues distances, mais elle ne peut pas être accumulée.

Pour le récupérer, une conversion en courant continu sera nécessaire, c'est justement le but du circuit électrique situé à l'intérieur de la turbine. Pour obtenir un grand volume d'électricité, des équipements industriels sont fabriqués ; les parcs éoliens comprennent généralement des dizaines de telles installations.

Le principe de fonctionnement de l'éolienne permet d'utiliser l'unité dans les options suivantes :

pour un fonctionnement autonome ;
avec des panneaux solaires ;
en parallèle avec la batterie de secours ;
avec un dispositif générateur d'essence ou de diesel.

Lorsque le flux d'air se déplace à une vitesse d'environ 45 km/h, la production d'énergie de la turbine est d'environ 400 W. C'est suffisant pour éclairer un chalet d'été de banlieue. Si nécessaire, l'électricité peut être stockée dans une batterie.

Un équipement spécial est utilisé pour charger la batterie. À mesure que la quantité de recharge diminue, la vitesse de rotation des pales commencera à diminuer. Si la batterie est complètement déchargée, les éléments de l'équipement générateur tourneront à nouveau. Ce principe permet de maintenir la charge des appareils à un niveau précis. À un débit d'air plus élevé, la turbine de l'unité pourra produire plus d'énergie.

L'utilisateur Darkhan Dogalakov, prenant l'exemple du modèle SEAH 400-W, a parlé du principe de fonctionnement des équipements éoliens.

Quelles éoliennes sont les plus efficaces (classification des unités)

Classement par axe de rotation :

Horizontal

Verticale

Ce type d'équipement a acquis la plus grande popularité ; l'axe de rotation de la turbine est parallèle au sol. Ces éoliennes sont souvent appelées éoliennes ; leurs pales tournent à contre-courant du vent. La conception de l'équipement comprend un système de rotation automatique de la tête. Il est nécessaire de rechercher le flux de vent. Un dispositif est également nécessaire pour faire tourner les pales afin que même une petite force puisse être utilisée pour produire de l'électricité.

L'utilisation de tels équipements est plus appropriée dans les entreprises industrielles que dans la vie quotidienne. En pratique, ils sont plus souvent utilisés pour créer des systèmes éoliens.

Les appareils de ce type sont moins efficaces en pratique. La rotation des pales de la turbine s'effectue parallèlement à la surface de la terre, quelle que soit la force du vent et son vecteur. La direction du flux n'a pas non plus d'importance ; à tout impact, les éléments de rotation tournent contre elle. En conséquence, l'éolienne perd une partie de sa puissance, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité énergétique de l'équipement dans son ensemble. Mais en termes d'installation et d'entretien, les unités dans lesquelles les pales sont situées verticalement sont plus adaptées à un usage domestique.

Cela est dû au fait que le réducteur et le générateur sont montés au sol. Les inconvénients d'un tel équipement incluent une installation coûteuse et des coûts d'exploitation importants. Il faut suffisamment d’espace pour installer le générateur. Par conséquent, l’utilisation de dispositifs verticaux est plus appropriée dans les petites exploitations privées.

Classement par nombre de pales :

Bipale	À trois pales	Multi-lames
Ce type d'unités se caractérise par la présence de deux éléments de rotation. Cette option est aujourd'hui pratiquement inefficace, mais elle est assez courante en raison de sa fiabilité.	Ce type d'équipement est le plus courant. Les unités à trois pales sont utilisées non seulement dans l'agriculture et l'industrie, mais également dans les ménages privés. Ce type d'équipement s'est répandu en raison de sa fiabilité et de son efficacité.	Ce dernier peut comporter 50 éléments de rotation ou plus. Pour assurer la génération du volume d'électricité requis, il est nécessaire de ne pas faire tourner les pales elles-mêmes, mais de les amener au nombre de tours requis. La présence de chaque élément de rotation supplémentaire assure une augmentation du paramètre de résistance totale de l'éolienne. En conséquence, il sera problématique pour l’équipement d’atteindre le nombre de tours requis. Les dispositifs carrousels équipés de nombreuses pales commencent à tourner lorsque la force du vent est faible. Mais leur utilisation est plus pertinente si le fait même de défiler joue un rôle, par exemple lorsqu'un pompage d'eau est nécessaire. Pour produire efficacement de grandes quantités d’énergie, les unités multilames ne sont pas utilisées. Pour leur fonctionnement, l'installation d'une boîte de vitesses est nécessaire. Cela complique non seulement toute la conception de l'équipement dans son ensemble, mais le rend également moins fiable par rapport aux équipements à deux et trois pales.

Classification selon les matériaux des éléments de rotation :

Avec des lames dures

Unités à voile

Le coût de ces unités est plus élevé en raison du coût élevé de production des pièces rotatives. Mais par rapport aux équipements de voile, les générateurs à pales rigides sont plus fiables et ont une longue durée de vie. Étant donné que l'air contient de la poussière et du sable, des charges élevées sont exercées sur les éléments rotatifs. Lorsque l'équipement fonctionne dans des conditions stables, il nécessite le remplacement annuel du film anticorrosion appliqué aux extrémités des pales. Sans cela, l'élément de rotation commence à perdre ses propriétés de travail au fil du temps.

Ce type de pales est plus simple à produire et moins cher que le métal ou la fibre de verre. Mais les économies réalisées dans le secteur manufacturier peuvent entraîner des coûts importants à l’avenir. Avec un diamètre d'éolienne de trois mètres, la vitesse de la pointe de la pale peut atteindre 500 km/h, lorsque la vitesse de l'équipement est d'environ 600 par minute. Il s'agit d'une charge importante, même pour des pièces rigides. La pratique montre que les éléments de rotation des équipements de navigation doivent être changés fréquemment, surtout si la force du vent est élevée.

Par pas de vis :

La chaîne « Fodiator Ch » a parlé en détail des types d'éoliennes.

Classification par type de rotor

Conformément au type de mécanisme de rotor, toutes les unités peuvent être divisées en plusieurs types :

Dispositifs orthogonaux Darrieus ;
unités avec une unité à rotor Savonius ;
appareils avec une conception d'unité axiale verticale ;
équipement avec un mécanisme de rotor de type hélicoïdal.

Appareils Darnier

Les équipements de cette classe peuvent être équipés de deux ou trois éléments de rotation. Les lames seront courbées en ovale.

Les principaux avantages de ce type :

l'équipement se concentre indépendamment sur la direction du flux d'air ;
simplicité du schéma cinétique de l'appareil ;
L'arbre d'entraînement principal est proche du sol pour un entretien plus facile.

Inconvénients des unités :

en raison des caractéristiques de conception, il n'y a aucune possibilité d'auto-promotion de l'équipement ;
trop de charge sur les nœuds de support, associée à l'impact dynamique du flux de vent ;
les unités avec un rotor Darnier sont bruyantes ;
le profil spécifié de l'élément de rotation doit être respecté sur toute la longueur.

Générateurs avec rotor Savonius

Un tel équipement est un dispositif dans lequel les pales du mécanisme sont réalisées sous la forme de dispositifs cylindriques.

Principaux avantages :

l'appareil peut commencer à fonctionner avec une petite force de vent de trois mètres par seconde ;
durée de vie élevée et fiabilité de l'unité;
ensemble rapide de bons indicateurs de couple ;
faible coût en termes de production et de maintenance.

Les principaux inconvénients incluent la faible efficacité de l'unité dans la conversion du flux éolien. La puissance de l'équipement ne dépasse pas 4 à 6 kW. Pour cette raison, les mécanismes de rotor Savonius sont couramment utilisés dans les unités combinées. Par exemple, pour accélérer un dispositif générateur développé selon le schéma Darnier.

L'utilisateur Andrey Vasilyev a montré comment fonctionne un équipement de type spirale, construit sur un rotor Savonius.

Unités avec rotor axial vertical

La principale caractéristique de ce type d'équipement est que les pales sont disposées verticalement et se caractérisent par le profil d'une aile d'avion. Son axe est parallèle à l'arbre. Visuellement, un tel générateur s'apparente à une unité Darnier, mais il est plus simple en termes de réalisation. Pendant le fonctionnement, il accélère plus rapidement et n'émet pratiquement pas d'ondes sonores pendant le fonctionnement. Les générateurs à rotor à axe vertical sont utilisés de manière optimale pour les chalets d'été, car ils se caractérisent par une grande fiabilité et une longue durée de vie.

Avec mécanisme hélicoïdal

Ce type d'équipement est une version plus avancée du type décrit ci-dessus. Ses pales sont réalisées en forme de courbe hélicoïdale. Cela permet une rotation plus uniforme des pales et réduit la charge sur le composant de support de l'unité.

En raison de la flexion des éléments principaux pendant le fonctionnement, le générateur prend de la vitesse plus rapidement. En termes d'efficacité, de tels équipements peuvent être comparés aux éoliennes horizontales classiques. Mais pendant le fonctionnement, ces appareils font plus de bruit. En raison de la configuration globale complexe des pales, les unités dotées de ce type de mécanisme de rotor sont plus coûteuses à fabriquer.

La chaîne « AERO Prop » a démontré le fonctionnement de l'installation avec un dispositif hélicoïdal.

Avantages des éoliennes

Avantages caractéristiques d'un tel équipement :

Petites valeurs initiales de vitesse du vent afin de mettre en mouvement le mécanisme du rotor de l'installation. Dans certains modèles d'équipements modernes, ce chiffre varie de 0,3 mètre par seconde. Mais en fait, les éoliennes verticales commenceront à produire efficacement de l’énergie à une vitesse d’environ 3 à 5 m/sec. La puissance nominale de l'équipement sera dans le cas où les valeurs de vitesse sont de 10 à 18 mètres par seconde.
Le fonctionnement d’une éolienne ne dépend pas de la direction du mouvement du vent. Grâce à ses caractéristiques de conception, l'unité peut capter l'air quel que soit l'angle.
Les groupes électrogènes verticaux se caractérisent généralement par un bruit de fond réduit. En pratique, ce paramètre ne dépasse pas 20 décibels. De plus, les appareils ne fonctionnent pas à des fréquences proches du seuil inférieur - les infrasons, qui affectent négativement la santé. Par conséquent, l'installation d'équipements est possible à proximité immédiate des bâtiments résidentiels.
Pendant le fonctionnement, les éoliennes ne produisent pratiquement pas de rayonnement électromagnétique. Le fonctionnement de la structure ne crée pas de vibrations destructrices.
L'équipement n'est pas dangereux pour les oiseaux, car ils le perçoivent comme un obstacle. C’est un avantage significatif par rapport aux éoliennes horizontales. Les oiseaux n'associent pas les pales de ces appareils à des obstacles et, par conséquent, entrent en collision avec eux.
En raison de ses caractéristiques de conception, l'équipement vertical ne nécessite pas l'utilisation de mécanismes de lancement supplémentaires. L'ensemble rotor commence à tourner dès que le flux de vent atteint la valeur minimale pour le démarrage de l'installation.
Le fonctionnement de l'éolienne est possible dans toutes les conditions climatiques. Un tel équipement vous permet de résister même aux vents forts, jusqu'à un ouragan.
Facilité d'utilisation et d'entretien des unités. Les éoliennes se caractérisent par un système de contrôle simplifié et des coûts d'exploitation minimes requis pour maintenir leur état de fonctionnement. Grâce à cela, l'équipement est de plus en plus utilisé dans les foyers privés.

L'utilisateur, un ingénieur d'Odessa, a parlé en détail des avantages et des inconvénients caractéristiques des groupes électrogènes.

Inconvénients des éoliennes verticales

Inconvénients des unités :

Paramètre faible pour une conversion efficace du débit d'air. Par rapport aux équipements horizontaux, il est 2 à 2,5 fois plus petit.
Les appareils verticaux se caractérisent par une consommation de matière élevée. Cela est dû au grand volume des lames.
Certains modèles d'unités ont une conception volumineuse, qui augmente généralement avec l'augmentation de la puissance utile. De ce fait, cet inconvénient affecte négativement l'aménagement de la zone d'installation des équipements.
Pour assembler une unité verticale, plus de matériaux seront nécessaires par rapport aux appareils horizontaux. En conséquence, leur coût sera plus élevé.
Les vibrations produites par l'installation, bien que faibles, sont toujours présentes. En conséquence, outre les changements brusques des modes de rotation, une charge élevée est générée sur les dispositifs de roulement. Par conséquent, les pièces mobiles des équipements tombent souvent en panne.

La chaîne Teplo-voda a évoqué en détail tous les inconvénients caractéristiques de ce type d'appareil.

Instructions pour fabriquer une éolienne verticale de vos propres mains

Pour utiliser un tel appareil, vous n'êtes pas obligé de l'acheter. Vous pouvez fabriquer l'équipement vous-même.

De quoi aurez-vous besoin ?

Pour assembler l'unité, vous aurez besoin de :

un mécanisme rotatif est une partie mobile de l'équipement ;
pales - capteront le flux d'air ;
un mât axial, destiné à fixer le mécanisme du rotor, ainsi que les éléments de rotation, peut être réalisé sous la forme d'un poteau ou d'une pyramide ;
dispositif statorique - utilisé pour positionner une bobine équipée de fil ;
Batterie - la batterie est nécessaire pour accumuler l'énergie reçue ;
unité onduleur utilisée pour convertir le courant continu en courant alternatif ;
contrôleur - une unité de contrôle du système conçue pour arrêter le groupe électrogène au moment où la puissance de l'équipement dépasse la norme.

Les lames peuvent être constituées d'une feuille de plastique légère et élastique. Il est recommandé d'utiliser ce matériau particulier, car d'autres sont plus susceptibles de se déformer et de s'endommager. Seules les feuilles de plastique résistent efficacement aux charges dynamiques élevées. Les petites lames peuvent être construites en PVC de densité moyenne, mais les éléments plus larges nécessiteront un matériau plus solide.

L'utilisateur Alexander Polulyakh a parlé plus en détail de la préparation des composants, ainsi que de la création d'un dispositif éolien à partir d'un ventilateur domestique.

Algorithme d'actions étape par étape

La procédure de fabrication des équipements ressemble à ceci :

La première étape concerne la fabrication d'éléments de rotation. Pour ce faire, vous devez découper quatre parties identiques dans un tuyau en PVC à haute résistance. Ensuite, deux éléments semi-circulaires sont découpés dans un matériau rigide et fixés de chaque côté du tuyau. La hauteur de la lame sera d'environ 70 cm. Ensuite le rayon de rotation des pièces sera d'environ 69 cm.
Pour construire un système de rotor, vous aurez besoin de six aimants en néodyme, ainsi que de disques de ferrite, chacun d'un diamètre de 23 cm. De la Superglue est nécessaire pour fixer les éléments. Avec son aide, les aimants sont fixés au premier disque. Lors de l'exécution de cette tâche, il est important d'alterner les polarités et lors de l'installation, un angle de 60 degrés doit être maintenu entre les éléments. Le diamètre de l'emplacement sera de 16,5 cm.
Le deuxième disque s'assemble de la même manière. Tous les éléments magnétiques doivent être fixés avec de la colle, ou mieux encore, remplis.
Pour fabriquer le mécanisme du stator, vous aurez besoin de neuf bobines, chacune étant enroulée avec 60 tours de conducteur en cuivre. Le diamètre de sa section transversale doit être de 1 mm. Il est important de souder correctement les conducteurs. Le début de la première bobine est fixé à la fin de la quatrième, et il est fixé au contact de la septième.
L'assemblage de la phase suivante du mécanisme du rotor s'effectue de la même manière. Seules les actions démarrent à partir du deuxième rouleau.
Ensuite, vous devez fabriquer un moule pour le dispositif stator à partir d'une feuille de contreplaqué. Une feuille de fibre de verre est posée en bas et les phases sur lesquelles les bobines sont soudées sont installées en haut. La structure résultante doit être remplie de colle et laissée sécher pendant deux jours. Cela permettra à tous les éléments de saisir efficacement et de prendre les places nécessaires. Une fois cette tâche terminée, les composants individuels sont connectés en un seul système.
Pour l'assemblage, quatre trous doivent être pratiqués dans le mécanisme du rotor supérieur où les broches seront installées. Ensuite, le dispositif inférieur est placé sur le support ; lors de l'installation, les aimants sont dirigés vers le haut.
Ensuite, le mécanisme du stator est installé. Avant cela, vous devez percer des trous dans l'appareil à travers lesquels l'unité sera fixée au support.
Les goujons reposent contre la plaque d'aluminium, après quoi le deuxième mécanisme de rotor est installé. Cette unité est installée avec les éléments magnétiques orientés vers le bas.
Ensuite, à l'aide d'une clé, vous devez faire tourner chaque goujon tour à tour. Cela garantira un abaissement uniforme du mécanisme du rotor supérieur sur celui du bas. Une fois que l'assemblage a pris la place requise, les goujons doivent être retirés. Les plaques d'aluminium sont retirées et ne sont plus nécessaires.
Une fois les travaux terminés, toute la structure est sécurisée avec des écrous. Les éléments de fixation doivent être serrés le plus fermement possible, mais pas de manière rigide, sinon le filetage pourrait être arraché.
Il est recommandé d'utiliser un tuyau en acier solide comme mât ; sa longueur doit être d'environ cinq mètres. Le dispositif de génération fini y est attaché. Après cela, le cadre avec les lames en plastique est connecté à l'unité. Ensuite, la structure assemblée est montée sur un site préparé pour l'installation des équipements. Il est recommandé de réaliser au préalable une fondation renforcée en trois points sur la surface, et pour une meilleure fixation, il est nécessaire de prévoir une tension.
Si nous parlons de connecter le réseau électrique à un appareil éolien, alors la connexion des conducteurs s'effectue dans un ordre précis. L'unité de contrôle doit recevoir la ressource de l'unité et convertir le courant alternatif en courant continu, nécessaire pour charger la batterie. La batterie conservera sa charge. Le mécanisme de l'onduleur est conçu pour convertir un courant constant en un courant alternatif, qui sera utilisé pour alimenter les équipements ménagers.

Galerie de photos

Installation d'éléments de rotor et d'aimants, ainsi que de goujons sur une plaque d'aluminium Schémas de fixation des pales d'un mécanisme de rotor

Comment calculer vous-même une éolienne

Pour calculer le paramètre de puissance de l'équipement qui sera utilisé dans une certaine zone, des formules sont utilisées. Tout d’abord, on calcule la quantité d’énergie que permet à l’éolienne de produire tout au long de l’année.

Calcul de la puissance totale de l'équipement

Pour terminer la tâche, les actions suivantes sont effectuées :

Tout d'abord, des calculs sont effectués. En fonction des résultats obtenus, la longueur des éléments de rotation est choisie, ainsi que la hauteur de la tour.
Une analyse de la vitesse moyenne du flux d'air caractéristique d'une zone particulière est effectuée. Cela nécessitera un équipement spécial. Avec son aide, il est nécessaire de surveiller la force du flux d'air pendant plusieurs mois. Si vous ne possédez pas d'appareil, vous pouvez demander les résultats aux représentants de la station météo locale.

La puissance de l'éolienne est calculée à l'aide de la formule P=krV 3S/2.

Définitions des symboles :

r est le paramètre de densité du flux d'air, dans des conditions normales cette valeur est de 1,225 kg/m3 ;
V est la vitesse moyenne du vent, mesurée en mètres par seconde ;
S est la surface totale du flux d'air, mesurée en mètres ;
k est le paramètre d'efficacité de la turbine installée dans l'équipement ;

À l’aide de ces calculs, vous pouvez déterminer avec précision la quantité d’énergie requise pour un groupe électrogène dans une zone particulière. Si vous achetez un équipement de marque, son emballage doit indiquer à quelle force de débit d'air l'appareil fonctionnera aussi efficacement que possible. En moyenne, cette valeur sera comprise entre sept et onze mètres par seconde.

L'ingénieur utilisateur d'Odessa a parlé en détail de la procédure d'assemblage du dispositif générateur, ainsi que de l'exécution des calculs.

Calcul des hélices pour une éolienne

Le calcul s'effectue selon la formule Z=LW/60/V, désignation du symbole :

Z est la vitesse lente d'une hélice ;
L est la taille du cercle que vont décrire les éléments de rotation ;
W est la vitesse de rotation d'une vis ;
V est le paramètre de vitesse d'alimentation du flux d'air.

En tenant compte de cette formule, le nombre de tours est calculé. Mais pour le calcul il faut prendre en compte le pas d'une vis de l'équipement. Il est calculé selon la formule H=2пR* tga.

Description des symboles :

2p - valeur constante de 6,28 ;
R est la valeur du rayon qui sera décrit par les éléments de rotation de l'équipement ;
tg a est l'angle de section.

Calcul d'un onduleur pour une éolienne

Avant d'effectuer ces calculs, le point suivant doit être pris en compte. Si une seule batterie de 12 volts est utilisée dans le réseau domestique, cela n'a aucun sens d'installer un onduleur. La puissance moyenne d'un chalet d'été ou d'un ménage privé est d'environ 4 kW, sous réserve de charges maximales. Pour un tel réseau, le nombre de batteries sera d'au moins dix, chacune d'entre elles étant conçue pour 24 volts. Avec un tel nombre de batteries, il est conseillé d'utiliser un dispositif onduleur.

Mais dans ces conditions, lorsque dix batteries de 24 volts sont utilisées, vous aurez besoin d'une éolienne d'une puissance de 3 kW, rien de moins. Un équipement plus faible ne sera pas en mesure de fournir de l'énergie à un tel nombre de batteries. Pour les appareils électroménagers, cette puissance peut être trop élevée.

Le calcul du paramètre de puissance du dispositif onduleur s'effectue comme suit :

Vous devez d’abord résumer les caractéristiques électriques de tous les consommateurs d’énergie.
Ensuite, le moment de la consommation est déterminé.
Le paramètre de charge de pointe est calculé.

Alexander Kapustin a montré la procédure de démarrage d'un appareil éolien avec un onduleur.

Quel est le meilleur endroit pour installer ?

Pour une efficacité maximale, l’équipement doit être installé dans une zone dégagée, au point le plus élevé. Il est important que l’éolienne ne soit pas située plus bas que le niveau des bâtiments voisins. Cela obstruerait le flux du vent, ce qui entraînerait une faible efficacité. Dans le cas où le site donne sur un réservoir ou une rivière, l'éolienne est installée directement sur la rive.

Les collines ou les grandes zones vides sont optimales pour l'installation du système. Il est souhaitable qu'il n'y ait pas de barrières artificielles dans l'espace qui entravent le passage du vent. Si le terrain ou le bâtiment est situé dans les limites de la ville, l'éolienne doit alors être installée sur le toit. Pour placer du matériel dans un immeuble résidentiel, vous devez obtenir le consentement écrit des voisins, ainsi que l'autorisation des autorités gouvernementales. La génératrice sera également installée sur le toit.

Lors du choix d'un emplacement, il est important de se rappeler que les éoliennes ne doivent pas être situées à moins de 15 mètres des bâtiments et à pas plus de 25 mètres. Grâce à cela, le bruit du fonctionnement de l'installation ne dérangera pas les résidents.

Une éolienne ou, dans le langage courant, une éolienne est un appareil simple qui permet à son propriétaire de réaliser des économies considérables en générant de l'électricité gratuitement. Une telle installation est le rêve de tout propriétaire d'un site coupé des réseaux centralisés ou d'un résident d'été insatisfait du reçu nouvellement reçu pour la consommation électrique.

Après avoir compris la conception d'une éolienne, le principe de son fonctionnement et après avoir étudié les dessins, vous pouvez fabriquer et installer vous-même une éolienne, fournissant ainsi à votre maison une énergie alternative illimitée.

Est-il légal d'utiliser le vent ?

Créer sa propre centrale électrique, quoique compacte, est une chose sérieuse, il est donc logique que la question se pose involontairement : leur utilisation est-elle légale ? Oui, si la puissance de l'installation éolienne ne dépasse pas 1 kW, ce qui est largement suffisant pour fournir de l'électricité à une maison de campagne moyenne.

Le fait est que c'est avec cet indicateur de puissance que l'appareil est considéré comme domestique et ne nécessite pas d'enregistrement, de certification, d'approbation, d'enregistrement obligatoire et, de plus, n'est soumis à aucune taxe.

Cependant, avant de fabriquer une éolienne pour votre maison, mieux vaut se protéger et prendre en compte quelques points :

Existe-t-il des restrictions particulières concernant l'utilisation de sources d'énergie alternatives dans votre région de résidence ?
Quelle est la hauteur de mât autorisée localement ?
Le bruit de la boîte de vitesses et des pales dépassera-t-il les normes établies ?
Faut-il prévoir une protection contre les interférences aériennes générées ?
Le mât gênera-t-il la migration des oiseaux ou causera-t-il d'autres problèmes environnementaux ?

Si vous réfléchissez à toutes les nuances à l'avance, ni les impôts, ni les services environnementaux, ni les voisins ne pourront faire de réclamation et empêcher la réception de l'électricité gratuite.

Comment fonctionne un moulin à vent ?

Sur la photo, des éoliennes faites maison prêtes à l'emploi sont présentées sous forme de structures métalliques allongées sur trois ou quatre supports, avec des pales se déplaçant sous l'effet du vent. En conséquence, l’énergie cinétique reçue par le flux éolien est convertie en énergie mécanique, qui à son tour démarre le rotor et se transforme en courant électrique.

Ce processus est le résultat du fonctionnement bien établi de plusieurs composants obligatoires d’une centrale éolienne (WPP) :

Une hélice à deux pales ou plus ;
Rotor de turbine ;
Boîte de vitesse;
Contrôleur;
Axe et générateur de générateur électrique ;
Onduleur;
Batterie.

Il faut également prévoir une semelle de frein, une nacelle, un mât, une girouette, un arbre basse et grande vitesse. L'appareil détermine également le principe de fonctionnement de l'éolienne : le rotor rotatif produit un courant alternatif triphasé, passant par le système de contrôle et chargeant la batterie DC.

Les ampères finaux sont convertis par l'onduleur et envoyés via le câblage connecté vers les points de sortie : prises, éclairage, appareils électroménagers et appareils électriques.

Comment le faire soi-même ?

La conception la plus fiable et la plus simple est considérée comme une éolienne rotative, qui est une installation à axe de rotation vertical. Un générateur fait maison prêt à l'emploi de ce type est capable de fournir pleinement la consommation d'énergie d'une datcha, y compris l'équipement des locaux d'habitation, des dépendances et de l'éclairage public (mais pas trop lumineux).

Si vous disposez d'un onduleur de 100 Volts et d'une batterie de 75 Ampères, l'éolienne sera beaucoup plus puissante et productive : il y aura suffisamment d'électricité pour la vidéosurveillance et les systèmes d'alarme.

Pour fabriquer une éolienne, vous aurez besoin de pièces de conception, de consommables et d'outils. La première étape consiste à trouver des composants d’éoliennes adaptés, dont beaucoup se trouvent parmi d’anciens stocks :

Générateur d'une voiture d'une puissance d'environ 12 V ;
Batterie rechargeable 12 V ;
Interrupteur semi-hermétique à bouton-poussoir ;
Inventeur;
Un relais de voiture utilisé pour charger la batterie.

Vous aurez également besoin de consommables :

Fixations (boulons, écrous, ruban isolant) ;
Conteneur en acier ou en aluminium ;
Câblage d'une section de 4 mètres carrés. mm (deux mètres) et 2,5 m². mm (un mètre);
Mât, trépied et autres éléments pour améliorer la stabilité ;
Corde solide.

Il est conseillé de trouver, d'étudier et d'imprimer des dessins d'éoliennes de vos propres mains. Vous aurez également besoin d'outils, notamment d'une meuleuse d'angle, d'un compteur, d'une pince, d'une perceuse, d'un couteau bien aiguisé, d'une perceuse électrique, de tournevis (cruciformes, moins, indicateur) et de clés.

Après avoir préparé tout ce dont vous avez besoin, vous pouvez commencer l'assemblage en suivant les instructions étape par étape qui vous expliquent comment fabriquer une éolienne de vos propres mains :

Coupez des lames de même taille dans un récipient métallique en laissant une bande de métal intacte de plusieurs centimètres à la base.
Faites symétriquement des trous avec une perceuse pour les boulons existants dans le fond de la base du conteneur et la poulie du générateur.
Pliez les lames.
Fixez la lame à la poulie.
Installez et fixez le générateur sur le mât avec des pinces ou une corde en reculant d'une dizaine de centimètres du haut.
Réalisez le câblage (pour connecter la batterie, un fil d'un mètre de long avec une section de 4 mm² suffit, pour le chargement de l'éclairage et des appareils électriques - 2,5 mm²).
Marquez le schéma de connexion, les couleurs et les lettres pour les réparations futures.
Installez le convertisseur avec un fil quart de calibre.
Si nécessaire, décorez la structure avec une girouette et peignez-la.
Fixez les fils en enroulant le mât d'installation.

Les éoliennes 220 Volts à faire soi-même sont l'occasion de fournir de l'électricité gratuite à un chalet ou une maison de campagne dans les plus brefs délais. Même un débutant peut mettre en place une telle installation, et la plupart des pièces de la structure restent longtemps inutilisées dans le garage.

Photos d'éoliennes de vos propres mains

Qui est pour la verticale ? Qui est contre ?

Si nous étions à une réunion de spécialistes se disputant sur les éoliennes qui seraient les plus rentables à installer à proximité d'une maison de campagne ou d'un village de chalets - des éoliennes à axe de rotation vertical ou horizontales, alors une telle atmosphère apparaîtrait qui révélerait les avantages. et les inconvénients de ces types d'éoliennes. Tout d’abord, sur les avantages d’une éolienne verticale :

presque silencieux dans les rafales de vent les plus fortes ;
offre une efficacité optimale dans toutes les conditions de vent ;
capte n'importe quelle direction de mouvement de l'air ;
sans prétention;
l'absence de balais de collecte actuels ne nécessite pas leur remplacement ;
décolle avec une brise minimale pouvant atteindre 1 m/sec ;
sa conception utilise un seul roulement en raison de la lévitation de l'axe ;
il peut être situé à proximité de la maison, ou sur le toit ;
ne nécessite pas d'appareils supplémentaires pour démarrer ;
totalement inoffensif pour les oiseaux, les abeilles et l’environnement ;
pas peur des chutes de neige mouillées et du verglas.

Et ceux qui préfèrent les éoliennes horizontales notent l'un des rares mais importants inconvénients des éoliennes verticales :

n'utilisent pas efficacement l'énergie éolienne par rapport aux énergies horizontales ;
plus de matériel est dépensé pour leur assemblage ;
une différence notable dans les prix vers une surestimation.

Leurs adversaires n'abandonnent pas : les éoliennes à axe de rotation vertical, affirment-ils, sont sans prétention aux rafales de vent dans toutes les directions (de type vortex), ce qui permet de les installer dans des endroits avec de petits espaces. De plus, ils sont indifférents aux ouragans destructeurs, car avec l'augmentation de la vitesse de rotation, la stabilité de l'axe avec la roue augmente. Pour couronner les avantages des éoliennes verticales par rapport aux éoliennes horizontales traditionnelles, elles peuvent être utilisées n'importe où : sur les toits des maisons, sur les plates-formes, les tours, les cabanes de la taïga, les remorques.

Cependant, peu importe combien on discute des avantages et des inconvénients de telle ou telle installation, les arguments de pratique l'emportent. Ils permettent d'évaluer les avantages et les inconvénients de toute installation éolienne dans des conditions de fonctionnement spécifiques.

Oui, une éolienne horizontale est moins chère, mais une éolienne verticale ne nécessitera pas de grosses sommes d'argent lors de l'installation et de l'installation. Oui, une éolienne horizontale a un rendement plus élevé, mais une éolienne rotative ne nécessite pas de levage à une plus grande hauteur, ce qui simplifie son fonctionnement. Oui, une éolienne horizontale nécessite moins de matériaux pour la turbine, mais son homologue est plus résistante aux vents des ouragans.

Comme on dit, qui va où, et je suis à la caisse d’épargne. Certains sont destinés à quoi, mais la majorité sont destinés aux éoliennes verticales. De plus, chaque année, les inventeurs améliorent cette installation et elle deviendra bientôt l'une des leaders les plus demandées.

Le vent - pour de l'argent !

Arrêt! Vous ne vous êtes pas trompé, par hasard, au niveau du titre ? Les mots ne devraient-ils pas être inversés ? – vous pouvez demander, cher lecteur. Non, quand nous parlons de la façon dont une éolienne rotative traverse victorieusement notre planète, prenant avec confiance sa place au soleil, une telle phrase est tout à fait acceptable.

Pour prouver cette affirmation, un exemple parmi des milliers d’options peut être donné. Prenons une idée similaire du designer Alexander Sergeevich Abramov. Dans l'immensité de la Russie, c'est lui qui a eu l'idée d'utiliser de manière rentable une éolienne rotative. Car si le principal avantage de cette installation est de fonctionner au moindre souffle d’air, dans n’importe quelle direction, une telle éolienne est parfaitement adaptée aux vents russes faibles.

Qui peut contester le fait qu’il est plus rentable d’avoir une éolienne plus sensible à proximité de chez soi qu’une éolienne prête à fonctionner uniquement par vent assez fort. Où peut-on les trouver dans les vastes étendues de Russie ?

C'est Abramov qui, pour la première fois en Russie, a eu l'idée de passer à la production, ainsi que d'introduire de telles éoliennes. Ce qu’il y a de plus précieux dans cette idée, c’est qu’étant donné l’éternelle pénurie de matériaux pour la construction d’une éolienne, et en plus de la célèbre invention du peuple russe, même le paysan le plus paresseux peut réaliser une telle installation. Vous ne me croyez pas ?

Une telle éolienne peut être facilement construite à partir des matériaux les plus disponibles qui se trouvent littéralement sous vos pieds : à partir de grandes bouteilles en plastique de 3 litres, d'une boîte de conserve, de contreplaqué ou de PCB, d'un axe en acier, d'un moteur électrique indésirable. Schéma d'une simple éolienne verticale à partir d'une boîte de conserve (voir figure).

Il suffit de couper la bouteille en deux, de la fixer avec ses côtés concaves dans des directions opposées et de réaliser un axe de rotation au centre, qui doit être relié au générateur. Tous. Le moulin à vent est prêt à fonctionner. Vous pouvez l'emmener en randonnée. Il éclairera votre taïga ou votre tente de camping, rechargera la batterie de votre téléphone ou ordinateur portable.

Ici, il faut dire quelques mots sur Abramov lui-même. Alexander Sergeevich est le plus ancien adepte de la maîtrise, qui ne peut s'imaginer un seul jour sans créativité technique. Dans son cerveau, puis sur papier, sont apparus de plus en plus de nouveaux modèles de moteurs, qui fonctionnent avec des sources d'énergie impensables à un regard superficiel. Jusqu'à ses derniers jours (il a vécu 96 ans), Alexandre Sergueïevitch s'est intéressé aux éoliennes rotatives, pour lesquelles il prédit un grand avenir. L’inventeur était profondément convaincu que l’on pouvait gagner de l’argent grâce au vent. En plus, c’est facile.

Les concepteurs sont connus pour dédaigner les éoliennes rotatives. Apparemment, comparées aux éoliennes horizontales, elles sont inefficaces pour utiliser l’énergie éolienne. Alexandre Sergueïevitch Abramov ne s'est pas opposé à ses adversaires. Il l'a fait en silence, a testé plusieurs modèles de sa propre conception d'éoliennes verticales. Toutes ses conceptions ont démontré une efficacité impeccable sous n’importe quelle pression du flux d’air, d’une brise légère à un vent d’ouragan. Cette principale différence entre eux et leurs homologues horizontaux en dit long. C’est inutile de secouer l’air avec des disputes et des cris, il vaut mieux le faire. Montrer.

Voici un autre exemple clair d’éolienne à démarrage automatique avec un axe vertical à une vitesse de vent inférieure à 1 m/sec. Cette vidéo montre un exemple expérimental d'une éolienne verticale qui commence à tourner dans des conditions de très faible mouvement d'air. Même les branches des arbres sont immobiles et le moulin à vent fait tourner lentement ses ailes, ravissant l'œil de l'inventeur.

En conclusion, il faut ajouter que les éoliennes rotatives sont non seulement silencieuses, mais également capables de fonctionner quel que soit le vent. Aujourd'hui, ils sont produits avec des rotors à deux et trois étages en fonction de la puissance de l'installation et des vents dominants dans la zone.

Il est désormais tout à fait possible d’obtenir de l’électricité gratuitement grâce au vent. Il existe plusieurs options pour les éoliennes : avec un axe vertical et horizontal. Presque tout le monde peut assembler une éolienne verticale de ses propres mains ; lisez notre article sur la façon de le faire correctement.

Le principe de fonctionnement des éoliennes

Le principe de fonctionnement est le même dans toutes les modifications d'éoliennes. Lors de la rotation des pales, trois types d'effets physiques sont générés : forces de levage, d'impulsion et de freinage. Sous l'influence de ces forces, le stator commence à bouger et le rotor de la partie fixe du générateur commence à créer un champ magnétique et le courant électrique se déplace dans les fils.

Il existe un grand nombre d'options de conception pour les éoliennes ; elles diffèrent non seulement par leur puissance, mais aussi par leur apparence. La structure de la plupart des éoliennes comprend : un générateur, des pales, un onduleur et un multiplicateur. Un onduleur est utilisé pour convertir la charge reçue en courant continu. Un multiplicateur est une boîte de vitesses conçue pour augmenter le nombre de tours de l'arbre. Les réducteurs ne sont pas installés sur toutes les éoliennes, principalement uniquement sur les éoliennes de grande taille et puissantes.

Un courant alternatif triphasé est généré en raison de la rotation du rotor. L'énergie résultante est envoyée via le contrôleur à la batterie. Ensuite, l'onduleur convertit le courant et le rend stable ; c'est sous cette forme qu'il peut être fourni pour alimenter des appareils électroménagers ou de l'éclairage.

Comment fabriquer votre propre éolienne verticale

Vous pouvez fabriquer vous-même un moulin à vent à la maison. Vous devez d’abord décider du type d’éolienne. Selon leur conception, les éoliennes sont :

à axe de rotation vertical : rotor Darrieus, éolienne Savonius ;
avec un axe de rotation horizontal : parallèle ou perpendiculaire au flux du vent.

Certains modèles d'éoliennes combinent plusieurs types d'installations. Prenons un exemple de création d'une éolienne hybride combinant la conception d'éoliennes de type Savonius et Darrieus.

Assemblage du rotor

Pour assembler le rotor, vous devez acheter :

6 aimants néodyme D30xH10 mm ;
6 aimants annulaires en ferrite D72xd32xh15 mm ;
2 disques métalliques D230xH5 mm ;
résine époxy ou colle.

Des lames de scie de taille appropriée peuvent être utilisées à la place des lames métalliques. 6 aimants néodyme sont placés sur un disque, en alternant leur polarité, l'angle entre eux doit être de 60 degrés sur un diamètre de 165 mm.

Des aimants annulaires en ferrite sont placés sur le deuxième disque selon le même principe.

Pour éviter que les aimants ne bougent pendant le fonctionnement de l'éolienne, ils doivent être remplis au moins à moitié de colle époxy.

Nous fabriquons le stator

Vous devez d'abord enrouler 9 bobines de 60 tours chacune, pour cela vous utilisez du fil de cuivre émaillé d'un diamètre de 1 mm.

Ensuite, les bobines sont soudées ensemble : le début de la première bobine avec la fin de la quatrième, la quatrième avec la septième. La deuxième phase est connectée de la même manière à travers deux bobines, sauf qu'elles commencent à souder à partir de la deuxième bobine. La connexion de la troisième phase commence par la troisième bobine.

Un moule est fabriqué à partir de contreplaqué, du papier sulfurisé y est placé et un morceau de fibre de verre et des bobines sont placés dessus.

Tout cela est rempli de résine époxy. Au bout de 24 heures, le stator fini est démoulé.

Ensemble générateur

Toutes les pièces du générateur sont prêtes, il ne reste plus qu'à les assembler.

Le générateur lui-même sera fixé au support avec le moyeu à l'aide de goujons. Examinons de plus près le processus d'assemblage.

Étapes d'assemblage du générateur :

4 trous filetés sont pratiqués dans le rotor supérieur pour les goujons. Ils sont nécessaires pour que le rotor « repose » en douceur dans son siège ;
4 trous sont pratiqués dans le stator pour le montage du support ;
le rotor inférieur est placé sur le support avec les aimants vers le haut, et 4 trous filetés pour le goujon y sont également percés ;
un stator est placé sur le rotor inférieur ;
Le deuxième rotor est placé sur le dessus avec les aimants vers le bas. Tout cela est fixé entre eux et le support avec le moyeu à l'aide de goujons et d'écrous.

Le moyeu (bride avec roulements) doit être acheté séparément : la partie inférieure du moyeu doit avoir un diamètre de tuyau de 1,5 pouce.

L'ordre de fixation de toutes les pièces est présenté plus en détail dans le schéma ci-dessous :

1 - élément de connexion ; 2 — support de lame ; 3 — partie supérieure du rotor ; 4 - aimant; 5 - douille; 6 - stator ; 7 — partie inférieure du rotor; 8 - noix; 9 — épingle à cheveux; 10 - moyeu ; 11 - axe ; 12 — support pour montage du stator

Nous fabriquons des lames

Les pales peuvent être en bois, en fibre de verre et en d’autres matériaux. Il est plus rapide et plus facile de fabriquer cette partie de l'éolienne à partir d'un tuyau d'égout en PVC. Il est préférable d'utiliser des tuyaux orange, car ils ont une bonne densité et ne craignent pas la lumière directe du soleil.

Pour une éolienne verticale, vous aurez besoin de 4 pales en tuyau PVC et de 2 pales orthogonales (courbées) en tôle galvanisée. Cette conception permettra au moulin à vent de tourner même dans des conditions de vent léger à une vitesse de 2 à 3 m par seconde. Nous prenons des morceaux de tuyau en PVC d'un mètre de long et les coupons dans le sens de la longueur en 2 parties égales. Nous découpons des demi-cercles dans de l'étain selon les dimensions de la future lame et les fixons avec des boulons le long des bords du tuyau.

Pour fabriquer des lames orthogonales, vous aurez besoin d'une tôle d'acier galvanisé standard de 0,75 mm d'épaisseur. Tout d’abord, deux pièces mesurant 1 x 0,4 m et quatre pièces en forme de larme sont découpées à l’aide de ciseaux métalliques. Ensuite, les sections en acier doivent être pliées et les sections en « gouttelettes » fixées aux bords.

Les lames sont fixées en cercle au cadre ; celui-ci peut être soudé à partir d'un profilé de tuyau carré de 20x20 et de coins de 25x25. Les dimensions du cadre et la distance entre les lames sont visibles dans le schéma ci-dessous :

Assemblage de la structure de l'éolienne

Un mât est soudé à partir de conduites d'eau de différents diamètres ; sa hauteur dépend de la zone où sera située l'éolienne et de ses conditions de fonctionnement, mais dans tous les cas, elle doit être plus haute que le toit de la maison.

Au préalable, vous devez préparer une fondation renforcée en trois points pour le mât sectionnel. Un générateur est vissé au mât fini au sol. Ensuite, le cadre avec les pales est boulonné au générateur. Le mât avec l'éolienne est fixé à la fondation à l'aide de deux supports articulés et est relevé en position verticale à l'aide d'un treuil. Une fois le mât levé, le troisième support est vissé à la base de l'éolienne à l'aide d'un boulon. De plus, le mât doit être sécurisé à l’aide d’un hauban.

Partie électrique

L'éolienne produira du courant alternatif triphasé. A l'aide d'un pont redresseur composé de 6 diodes, nous le convertissons en courant continu.

Cela permet de charger la batterie à 12 V. Pour contrôler la charge de la batterie et éviter sa surcharge, utilisez un relais de charge de voiture standard PP-380.

Un onduleur est connecté à la batterie, ce qui permet de convertir le 12 V DC obtenu en 220 V AC avec une fréquence de 50 Hz.

Le résultat d'une éolienne : calcul d'efficacité

Les tests d'essai de l'éolienne à différentes vitesses de vent ont montré les résultats suivants :

à une vitesse de vent de 5 m/s, nous obtenons 60 tr/min - 7 V et 2,3 A = 16 W ;
à une vitesse de vent de 10,6 m/s, nous obtenons environ 120 tr/min - 13 V et 3,4 A = 44 W ;
à une vitesse de 15,3 m/s environ 180 tr/min - 15 V et 5,1 A = 76,5 W ;
à une vitesse de vent de 18 m/s, nous obtenons 240 tr/min - 18 V et 9 A = 162 W.

En principe, l'éolienne produit 16 à 45 W, car les vents de plus de 15 m/s sont rares. Cependant, si vous installez une hélice à grande vitesse, vous obtiendrez de meilleurs résultats.

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