Łopaty - trochę teorii
Mała przydomowa elektrownia wiatrowa
          Koło wiatrowe (śmigło) to element napędzający prądnicę, to również zespół elementów odbierających moc którą ze sobą niesie wiatr. Wyprzedzając pytania i zabezpieczając się przed takimi na które odpowiedziałem a które i tak spłyną do mnie na maila napiszę (by ostudzić zapaleńców):
W Polsce średnioroczna prędkość wiatrów to 3.5m/s.
Zaprzęgając do pracy program wiatrak można bez większej utraty czasu ustalić, by przy wietrze 3.5m/s produkować moc ciągłą:
- 1 kW trzeba śmigła o średnicy 12,6m
- 2 kW wystarczy śmigło o średnicy 17,8m
- 5 kW to jedynie śmigło o średnicy 28.2m
- 10 kW już tylko śmigło o średnicy 39,9m
Jeśli ktoś dysponuje takimi możliwościami produkcyjnymi i miejscowymi to szczerze zazdroszczę...
Odnosząc to do specyfikacji producentów, gdzie podaje się jako nominalny wiatr burzowy: 9-10m/s który w Polsce występuje kilka razy w roku, to szczerze współczuję ewentualnym klientom.
Teraz by dopełnić czarę goryczy warto dopisać. Jeśli producent określa moc prądnicy jako 1,5kW którą zespół osiąga przy wietrze nominalnym np 10m/s to poniższa tabela przedstawia produkowaną moc przy innych prędkościach wiatru.












Są oczywiście na mapie miejsca "specjalne": przesmyki, wąwozy, etc które tworzą bardzo fajne lokalizacje dla postawienia małej przydomowej elektrowni. Tam wieje trochę lepiej, więc i osiągi będą trochę lepsze.





Łopaty: Do klasycznego amerykana należy wykonać klasyczne łopaty - teoretycznie. Nie bęedę sie tu rozpisywał bo w internecie sporo jest instrukcji, tabel i innych potrzebnych danych by takowe zrobić. Opiszę tylko jak owy temat wyglądał u mnie. Do wykonania łopat zastosowałem drewno świerkowe (150x50x1250mm) z tej przyczyny, iż łatwo się je obrabia i jest dość wytrzymałe jak na nasze warunki "wietrzne".  Przy wykonywaniu łopat korzystałem z poniższej tabeli - która okazała się później wielkim niewypałem, gdyż robiłem nie w tej kolejności. Poprawna kolejność: najpierw prądnica, później śmigła.
Inna sprawa, najlepsze rezultaty osiągnąć można stosując program Wiatrak 1.1 do pobrania tu: KLIK
station
width
drop
thickness
1
145
50
25
2
131
33
20
3
117
17
18
4
104
10
15
5
90
5
11
          Główna zasada jaką należy kierować się przy projektowaniu śmigieł: Jeśli na przykład prądnica moc 1kW osiąga przy 400 obr/min to śmigło musi gwarantować tę moc przy właśnie 400 obr/min. Każde inne zestawienie będzie generowało straty albo po stronie napędzającej lub napędzanej. Tu podkreślę raz jeszcze: Proponuję stosować sprawdzone i pewne rozwiązania by się w końcu nie rozczarować.
        Kilka zdań opisu...
Na początku należy wyznaczyć na drewnie, w zależności od ilości stacji, miejsca do których później docinamy "marki". Im ich więcej tym oczywiście lepiej. Później w zależności od posiadanych narzędzi odcinamy zaznaczoną "markami" część drewna. Ta strona jest stroną nawietrzną - na nią będzie działać wiatr. Do wykończenia łopaty świetnie nadaje się szlifierka taśmowa z papierami ściernymi 36, 60, 100.
Drugą część płata - profilowaną również obrabia się szlifierką taśmową. Tu warto wspomóc się kilkoma wykrojnikami z profilem. Jeśli dysponujemy dostępem do kopiarki do elementów drewnianych to w zasadzie koniec "mordęgi", jeśli nie to zabawa trwa, gdyż pojedyncze łopaty winny mieć zbliżone parametry.
Malowanie
        Jeśli chodzi o farby, to zastosowałem najzwyklejszą białą farbę do drewna nadająca się na zewnątrz wzbogaconą barwnikiem. Oczywiście malowanie conajmniej dwoma warstwami w odstępach przewidzianych na ulotce.
        Jeśli ktoś zechce zachować strukturę drewna należy koniecznie zastosować klasyczny lakier z utwardzaczem - żadnych wodorozcieńczalnych, gdyż te lubią zejść po sezonie, a czerniejące drewno nie dość, że pije wodę - co rozreguluje wyważenie śmigła, to nie jest najbardziej atrakcyjne wizualnie. Oczywiście brak wyważenia spowoduje więcej szkód; począwszy od skrócena bezawaryjności łożyskowania, a skończywszy nawet na zniszczeniu śmigieł, ale to tylko tak na marginesie.
Łopaty - podejście drugie
          I się zaczęło... Mamy październik 2011, dość wietrzny, w międzyczasie powstaje maszyna do kopiowanie elementów drewnianych (czytaj: łopat, śmigieł) w oparciu o konstrukcję Kajana, choć z niewielkimi zmianami. Zmiany zasadniczo dotyczą elementu skrawajacego, ale również i obrotnic.

Założenia projektowe odnośnie łopat śmigła:
   Liczba łopat wirnika: 3
   Długość łopaty: 1600mm, część robocza: 1200mm
   Wyróżnik szybkobieżności: 8
   Wybrany profil: ClarkY płasko-wypukły


          Do pracy został oczywiście zaprzęgnięty program Wiatrak autorstwa Krzysztofa Baranowicza, który po kilku kliknięciach "wypluł" z siebie takie oto dane i w oparciu o nie w blenderze powstał rysunek łopaty. Jeśli ktoś ma ochotę pobrać plik .blend i .stl to proszę bardzo.
Dlaczego akurat tak? A dlatego, że mam zamiar kopyto wyciąć na CNC, stąd z blendera eksport do STL a później obróbka na TurboCNC albo MasterCAM które to pliki STL chętnie otwierają i nie trzeba się z nimi dalej męczyć.
Kopyto ma być wykonane w drewnie świerkowym, MDF lub ostatecznie w styrodurze/styropianie.
I tu zaczęły się schody...
Jedna z ostrołęckich firm posiadająca CNC zasłoniła się jakimiś "problemami" z transferem danych a później określiła czas realizacji na "dopiero w okolicach marca". Zrozumiałem przesłanie typu "spadaj Pan" choć można było mnie zbyć jeszcze prościej  mówiąc np.: koszt to 3000 zł netto - efekt taki sam tylko, że w drugim przypadku firmie pozostałaby twarz. A tak sądze po prostu, że umiejętności nie te...
Rozesłałem więc wici w Polskę i czekam, a w międzyczasie opracowuję plan B polegający
na wycięciu odpowiedniej ilości wręg ze sklejki i starym modelarskim sposobem wykonanie śmigła metodą szkieletową. Póżniej pomiedzy wręgi wkłada się styropian  i całość laminuje.
Przykład dla prądnicy o mocy 1,5KW osiagajacej tę moc przy wietrze 10m/s
Prędkość wiatru [m/s]
Moc prądnicy w %
Moc w kW (W)
10
100
1,5 (1500W)
8
51,0
0,768 (768W)
6
21,6
0,324 (324W)
5
12,5
0,187 (187W)
4
6,4
0,096 (96W)
3
2,6
0,04 (40W)
Pierwsze podejście