Comment construire des pales pour une éolienne de vos propres mains : exemples de pales d'éoliennes fabriquées par vous-même

L'utilisation de sources d'énergie alternatives est l'une des principales tendances de notre époque.L'énergie éolienne propre et abordable peut être convertie en électricité même dans votre maison en construisant une éolienne et en la connectant à un générateur.

Vous pouvez construire de vos propres mains des pales pour une éolienne à partir de matériaux ordinaires, sans utiliser d'équipement spécial. Nous vous indiquerons quelle forme de pale est la plus efficace et vous aiderons à choisir le dessin approprié pour une centrale éolienne.

Comment fonctionne une simple éolienne ?

Une éolienne est un appareil qui permet de convertir l’énergie éolienne en électricité.

Le principe de son fonctionnement est que le vent fait tourner les pales, met en mouvement l'arbre, à travers lequel la rotation est fournie au générateur via une boîte de vitesses, ce qui augmente la vitesse.

Le fonctionnement d'une centrale éolienne est évalué par le KIEV - facteur d'utilisation de l'énergie éolienne. Lorsqu’une éolienne tourne rapidement, elle interagit avec plus de vent, ce qui signifie qu’elle lui consomme plus d’énergie.

Il existe deux principaux types d’éoliennes :

• verticale;
• horizontal.

Les modèles orientés verticalement sont construits de manière à ce que l'axe de l'hélice soit perpendiculaire au sol. Ainsi, tout mouvement des masses d'air, quelle que soit la direction, met la structure en mouvement.

Cette polyvalence est un avantage de ce type d'éolienne, mais elles sont inférieures aux modèles horizontaux en termes de productivité et d'efficacité de fonctionnement.

Une éolienne horizontale ressemble à une girouette. Pour que les pales tournent, la structure doit être tournée dans la direction souhaitée, en fonction de la direction du mouvement de l'air.

Pour surveiller et capturer les changements de direction du vent, des dispositifs spéciaux sont installés. L'efficacité de cette disposition à vis est nettement supérieure à celle d'une orientation verticale. Pour un usage domestique, il est plus rationnel d'utiliser des éoliennes de ce type.

Quelle forme de lame est optimale ?

L’un des principaux éléments d’une éolienne est un ensemble de pales.

Il existe un certain nombre de facteurs associés à ces pièces qui affectent l'efficacité de l'éolienne :

• poids;
• taille;
• formulaire;
• matériel;
• quantité.

Si vous décidez de concevoir des pales pour un moulin à vent fait maison, vous devez prendre en compte tous ces paramètres. Certains pensent que plus l’hélice d’un générateur a d’ailes, plus l’énergie éolienne peut être produite. En d’autres termes, plus on est de fous, plus on est de fous.

Cependant, ce n'est pas le cas. Chaque pièce individuelle se déplace contre la résistance de l'air. Ainsi, un grand nombre de pales sur une hélice nécessite plus de force du vent pour effectuer une rotation.

De plus, des ailes trop larges peuvent provoquer la formation d'un « chapeau d'air » devant l'hélice, lorsque le flux d'air ne traverse pas l'éolienne, mais le contourne.

La forme compte beaucoup. La vitesse de l'hélice en dépend. Un mauvais débit provoque la formation de vortex qui ralentissent la roue éolienne

Le plus efficace est une éolienne monopale. Mais le construire et l'équilibrer de vos propres mains est très difficile. La conception s'avère peu fiable, bien qu'avec une efficacité élevée. Selon l'expérience de nombreux utilisateurs et fabricants d'éoliennes, le modèle le plus optimal est un modèle à trois pales.

Le poids de la lame dépend de sa taille et du matériau dans lequel elle sera fabriquée. La taille doit être choisie avec soin, guidée par des formules de calcul. Il est préférable de traiter les bords de manière à ce qu'il y ait un arrondi d'un côté et un bord tranchant du côté opposé.

La forme de pale correctement sélectionnée pour une éolienne est la base de son bon fonctionnement.

Les options suivantes conviennent à la production domestique :

• type de voile ;
• type d'aile.

Les pales de type voile sont de simples larges rayures, comme celles d'un moulin à vent.Ce modèle est le plus évident et le plus simple à réaliser. Cependant, son efficacité est si faible que cette forme n’est pratiquement pas utilisée dans les éoliennes modernes. L'efficacité dans ce cas est d'environ 10 à 12 %.

Les pales à profil ailé constituent une forme beaucoup plus efficace. Cela implique les principes de l’aérodynamique qui soulèvent d’énormes avions dans les airs. Une vis de cette forme est plus facile à mettre en mouvement et tourne plus rapidement. Le flux d’air réduit considérablement la résistance que rencontre l’éolienne sur son trajet.

Le profil correct doit ressembler à une aile d’avion. D'un côté, la lame présente un épaississement et de l'autre une pente douce. Les masses d'air s'écoulent très facilement autour d'une partie de cette forme.

L'efficacité de ce modèle atteint 30 à 35 %. La bonne nouvelle est que vous pouvez construire vous-même une lame ailée en utilisant un minimum d'outils. Tous les calculs et dessins de base peuvent être facilement adaptés à votre éolienne et utiliser l'énergie éolienne gratuite et propre sans restrictions.

De quoi sont fabriquées les lames à la maison ?

Les matériaux adaptés à la construction d'une éolienne sont avant tout le plastique, les métaux légers, le bois et une solution moderne - la fibre de verre. La principale question est de savoir combien de travail et de temps vous êtes prêt à consacrer à la fabrication d'un moulin à vent.

Tuyaux d'égout en PVC

Le matériau le plus populaire et le plus répandu pour fabriquer des pales en plastique pour les éoliennes est un tuyau d'égout en PVC ordinaire. Pour la plupart des générateurs domestiques dont le diamètre de vis peut atteindre 2 m, un tuyau de 160 mm suffit.

Les avantages de cette méthode incluent :

• bas prix;
• disponibilité dans n'importe quelle région ;
• facilité d'utilisation;
• un grand nombre de schémas et de dessins sur Internet, une vaste expérience d'utilisation.

Les tuyaux sont différents. Ceci est connu non seulement de ceux qui fabriquent des centrales éoliennes artisanales, mais de tous ceux qui ont été confrontés à l'installation d'égouts ou d'approvisionnement en eau. Ils diffèrent par leur épaisseur, leur composition et leur fabricant. Le tuyau est peu coûteux, il n'est donc pas nécessaire d'essayer de réduire encore davantage le coût de votre éolienne en économisant sur les tuyaux en PVC.

Un matériau de mauvaise qualité des tuyaux en plastique peut conduire au fait que les lames se fissureront lors du premier test et que tout le travail sera effectué en vain

Vous devez d’abord décider du modèle. Il existe de nombreuses options, chaque forme ayant ses propres inconvénients et avantages. Cela vaut peut-être la peine d’expérimenter avant de découper la version finale.

Comme le prix des tuyaux est bas et que vous pouvez les trouver dans n'importe quelle quincaillerie, ce matériau est parfait pour les premiers pas dans le modelage de pales. Si quelque chose ne va pas, vous pouvez toujours acheter une autre pipe et réessayer ; votre portefeuille ne souffrira pas beaucoup de telles expériences.

Les utilisateurs expérimentés de l’énergie éolienne ont remarqué qu’il est préférable d’utiliser des tuyaux orange plutôt que gris pour fabriquer les pales d’éoliennes. Ils conservent mieux leur forme, ne se plient pas une fois l'aile formée et durent plus longtemps

Les concepteurs amateurs préfèrent le PVC, car lors des tests, une lame cassée peut être remplacée par une nouvelle, fabriquée en 15 minutes sur place si un modèle approprié est disponible. Simple et rapide, et surtout – abordable.

Des instructions photographiques pour fabriquer des pales d'éolienne à partir de tuyaux en polymère vous aideront à maîtriser visuellement les étapes et la séquence du processus :

Toutes les étapes préparatoires sont terminées, il reste maintenant à fixer les pales sur la partie tournant avec le vent :

Aluminium – fin, léger et cher

L'aluminium est un métal léger et durable. Il est traditionnellement utilisé pour fabriquer des pales d’éoliennes. En raison de son faible poids, si vous donnez à la plaque la forme souhaitée, les propriétés aérodynamiques de l'hélice seront excellentes.

Les principales charges subies par une éolienne pendant la rotation visent à plier et à casser la pale. Si le plastique se fissure et se brise rapidement lors de tels travaux, vous pouvez compter beaucoup plus longtemps sur une vis en aluminium.

Cependant, si l’on compare les tuyaux en aluminium et en PVC, les plaques métalliques seront toujours plus lourdes. À des vitesses de rotation élevées, il existe un risque élevé d'endommager non pas la lame elle-même, mais la vis au point de fixation

Un autre inconvénient des pièces en aluminium est la complexité de fabrication. Si le tuyau en PVC comporte un coude qui sera utilisé pour conférer des propriétés aérodynamiques à la lame, l'aluminium est généralement pris sous la forme d'une feuille.

Après avoir découpé la pièce selon le motif, ce qui en soi est beaucoup plus difficile que de travailler avec du plastique, la pièce obtenue devra encore être roulée et pliée correctement. Ce ne sera pas si facile de le faire à la maison et sans outils.

Au lieu d'aluminium coûteux, vous pouvez utiliser des chutes de tôle de toiture ou des morceaux de tôle ondulée laissés après l'installation :

Fibre de verre ou fibre de verre - pour les professionnels

Si vous décidez d'aborder consciemment la question de la création d'une lame et que vous êtes prêt à y consacrer beaucoup d'efforts et de nerfs, la fibre de verre fera l'affaire.Si vous n'avez jamais eu affaire à des éoliennes, commencer votre connaissance par la modélisation d'une éolienne en fibre de verre n'est pas la meilleure idée. Néanmoins, ce processus nécessite de l’expérience et des compétences pratiques.

Une lame composée de plusieurs couches de fibre de verre liées avec de la colle époxy sera solide, légère et fiable. Avec une grande surface, la pièce s'avère creuse et pratiquement en apesanteur

Pour la fabrication, on utilise de la fibre de verre - un matériau fin et durable produit en rouleaux. En plus de la fibre de verre, la colle époxy est utile pour fixer les couches.

Le travail commence par la création d'une matrice. Il s'agit d'une ébauche qui représente un moule pour une future pièce.

La matrice peut être en bois : bois d'oeuvre, planches ou rondins. La silhouette volumétrique de la moitié de la lame est découpée directement dans le massif. Une autre option est un moule en plastique.

Il est très difficile de fabriquer soi-même une ébauche, il faut avoir sous les yeux un modèle prêt à l'emploi d'une lame en bois ou autre matériau, et alors seulement une matrice pour la pièce est découpée à partir de ce modèle. Vous avez besoin d'au moins 2 de ces matrices. Mais après avoir réalisé une forme réussie une fois, elle peut être utilisée plusieurs fois et vous pouvez ainsi construire plus d'un moulin à vent.

Le fond du moule est soigneusement lubrifié avec de la cire. Ceci est fait pour que la lame finie puisse être facilement retirée plus tard. Posez une couche de fibre de verre et enduisez-la de colle époxy. Le processus est répété plusieurs fois jusqu'à ce que la pièce atteigne l'épaisseur souhaitée.

Ensuite, la colle devrait sécher. Certaines personnes recommandent de placer le moule dans un sac sous vide et d'évacuer l'air. De cette façon, la colle pénètre mieux dans toutes les couches de fibre de verre, ne laissant aucune zone non imprégnée.

Une fois la colle époxy sèche, la moitié de la pièce est soigneusement retirée de la matrice. Ils font de même avec la seconde période.Les pièces sont collées ensemble pour former une pièce creuse tridimensionnelle. Légère, durable et de forme aérodynamique, la pale en fibre de verre est le summum de l'excellence pour les amateurs de parcs éoliens domestiques.

Son principal inconvénient est la difficulté de mettre en œuvre l'idée et un grand nombre de défauts dans un premier temps, jusqu'à ce que la matrice idéale soit obtenue et que l'algorithme de création soit perfectionné.

Pas cher et gai : pièce en bois pour une éolienne

La lame en bois est une méthode ancienne, facile à mettre en œuvre, mais inefficace au niveau de consommation électrique actuel. La pièce peut être réalisée à partir d'une planche solide en bois clair, comme le pin. Il est important de choisir un morceau de bois bien séché.

Si le bois est humide, pendant le processus de séchage, la vis peut « conduire » et se déformer. Et le poids du bois humide est nettement plus élevé que celui du bois sec

Vous devez choisir une forme appropriée, mais tenez compte du fait que la lame en bois ne sera pas une plaque mince, comme l'aluminium ou le plastique, mais une structure tridimensionnelle. Il ne suffit donc pas de donner une forme à la pièce, il faut comprendre les principes de l'aérodynamique et imaginer le contour de la pale dans les trois dimensions.

Vous devrez utiliser un rabot pour donner l'aspect final au bois, de préférence électrique. Pour plus de durabilité, le bois est traité avec un vernis ou une peinture de protection antiseptique

Le principal inconvénient de cette conception est le poids important de la vis. Pour déplacer ce colosse, il faut que le vent soit suffisamment fort, ce qui est en principe difficile à réaliser. Pourtant, le bois reste un matériau abordable. Les planches adaptées à la création d'une hélice d'éolienne peuvent être trouvées directement dans votre cour sans dépenser un centime. Et c'est le principal avantage du bois dans ce cas.

L'efficacité d'une lame en bois tend vers zéro.En règle générale, le temps et les efforts nécessaires à la création d'un tel moulin à vent ne valent pas le résultat obtenu, exprimé en watts. Cependant, en tant que modèle d'entraînement ou éprouvette, la pièce en bois a sa place. Et une girouette à pales en bois est impressionnante sur le chantier.

La sélection de photographies suivante vous familiarisera avec les étapes de fabrication d'un moulin à vent avec des pales découpées dans du contreplaqué :

La partie travaillante est prête et testée pour sa fonctionnalité, ce qui signifie qu'il ne reste plus qu'à la peindre et à la visser au mât :

Dessins et exemples de pales

Il est très difficile de calculer correctement l'hélice d'une éolienne sans connaître les paramètres de base affichés dans la formule, ni sans savoir comment ces paramètres affectent le fonctionnement de l'éolienne.

Mieux vaut ne pas perdre de temps si vous ne souhaitez pas approfondir les bases de l’aérodynamique. Des dessins et des schémas prêts à l'emploi avec des indicateurs spécifiés vous aideront à choisir une pale appropriée pour une centrale éolienne.

Dessin d'une pale pour une hélice bipale. Fabriqué à partir d'un tuyau d'égout de 110 de diamètre. Le diamètre de l'hélice de l'éolienne dans ces calculs est de 1 m

Une si petite éolienne ne sera pas en mesure de vous fournir une puissance élevée.Très probablement, il est peu probable que vous puissiez extraire plus de 50 W de cette conception. Cependant, une hélice bipale constituée d'un tuyau en PVC léger et fin donnera une vitesse de rotation élevée et assurera le fonctionnement de l'éolienne même par vent léger.

Dessin d'une pale pour une hélice d'éolienne tripale réalisée à partir d'un tuyau de 160 mm de diamètre. La vitesse estimée dans cette option est de 5 avec un vent de 5 m/s

Une hélice tripale de cette forme peut être utilisée pour des unités plus puissantes, environ 150 W à 12 V. Le diamètre de l'hélice entière dans ce modèle atteint 1,5 M. La roue éolienne tournera rapidement et démarrera facilement. L'éolienne à trois ailes se trouve le plus souvent dans les centrales électriques domestiques.

Dessin d'une pale faite maison pour une hélice d'éolienne à 5 pales. Fabriqué à partir d'un tuyau en PVC d'un diamètre de 160 mm. Vitesse estimée – 4

Une telle hélice à cinq pales sera capable de produire jusqu'à 225 tours par minute avec une vitesse de vent estimée à 5 m/s. Pour construire une lame selon les dessins proposés, vous devez transférer les coordonnées de chaque point des colonnes « Coordonnées du motif avant/arrière » à la surface du tuyau d'égout en plastique.

À l'aide du tableau ci-dessous, vous pouvez calculer le diamètre d'une éolienne comportant 2 à 16 pales. Dans ce cas, vous pouvez sélectionner la taille en tenant compte de la puissance de sortie souhaitée.

Le tableau montre que plus une éolienne a d'ailes, plus leur longueur doit être courte pour produire un courant de même puissance.

Comme le montre la pratique, il est assez difficile d'entretenir une éolienne de plus de 2 mètres de diamètre. Si vous avez besoin d'une éolienne plus grande selon le tableau, pensez à augmenter le nombre de pales.

Avec des règles et des principes calcul d'éolienne Lisez l'article qui décrit le processus de calcul étape par étape.

Équilibrer une éolienne

L’équilibrage des pales d’une éolienne contribuera à la faire fonctionner aussi efficacement que possible. Pour réaliser l'équilibrage, il faut trouver une pièce où il n'y a ni vent ni courants d'air. Bien entendu, pour une éolienne de plus de 2 m de diamètre, il sera difficile de trouver une telle pièce.

Les pales sont assemblées dans une structure finie et installées en position de travail. L'axe doit être positionné strictement horizontalement, de niveau. Le plan dans lequel l'hélice tournera doit être réglé strictement verticalement, perpendiculairement à l'axe et au niveau du sol.

Une hélice qui ne bouge pas doit pivoter de 360/x degrés, où x = nombre de pales. Idéalement, une éolienne équilibrée ne s’écartera pas de 1 degré, mais restera immobile. Si la lame a tourné sous son propre poids, il faut l'ajuster un peu, réduire le poids d'un côté et éliminer l'écart par rapport à l'axe.

Le processus est répété jusqu'à ce que la vis soit absolument immobile dans n'importe quelle position. Il est important qu'il n'y ait pas de vent pendant l'équilibrage. Cela peut fausser les résultats des tests.

Il est également important de vérifier que toutes les pièces tournent strictement dans le même plan. Pour vérifier, des plaques de contrôle sont installées à une distance de 2 mm de part et d'autre d'une des pales. Lors du mouvement, aucune partie de la vis ne doit toucher la plaque.

Pour faire fonctionner une éolienne avec des pales fabriquées, vous devrez assembler un système qui accumule l'énergie reçue, la stocke et la transmet au consommateur. L'un des composants du système est le contrôleur. Sur la façon de faire contrôleur d'éolienne, vous le découvrirez en lisant notre article recommandé.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Il est tout à fait possible de construire un moulin à vent de vos propres mains à partir de matériaux de récupération. Si vous commencez avec des modèles plus simples, votre première tentative sera probablement couronnée de succès. Avec l'expérience, adoptez des idées plus complexes pour obtenir l'éolienne la plus efficace et la plus puissante.

Vidéo n°1. Comment fabriquer un moulin à vent à partir de tuyaux en PVC :

Vidéo n°2. Éolienne DIY :

Vidéo n°3. Éolienne en acier galvanisé :

Si vous souhaitez utiliser une énergie éolienne propre et sûre pour les besoins domestiques et ne prévoyez pas de dépenser beaucoup d'argent en équipements coûteux, les pales faites maison à partir de matériaux ordinaires seront une idée appropriée. N'ayez pas peur d'expérimenter et vous pourrez encore améliorer les modèles d'hélices d'éoliennes existants.

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