Aquest generador eòlic és massa car si es preveu que s'utilitzi per resoldre els deures senzills, que no requereixen una alta potència. Si tot el que necessiteu és una mica d'energia per a la il·luminació LED o per a un projecte basat en el Raspberry Pi Zero, és d'alguna manera un diner de manera molt greu que haurà de pagar fins i tot per a un molí de vent petit. El mateix passa amb els experiments escolars, el temps i els diners que surten per a l'organització de la qual, normalment intenten minimitzar-se. Les escoles solen ser limitades en els mitjans.
Gràcies a aquest material, aprenem a crear el vostre propi generador de vent petit. Ho farem des de peces de recanvi en bicicleta i, a partir del que podeu comprar en una botiga de construcció. El cost del projecte està en algun lloc dels 80-150 dòlars. Tindrà entre 8 i 16 hores per crear un generador. Amb vent, que és lleugerament més fort que el "vent feble" a l'escala de Bafort, el nostre generador és capaç de donar aproximadament 1 watt de poder. Això és suficient per carregar una bateria petita, la qual cosa significa que l'energia que tindrem al clima sense vent.
El petit aerogenerador descrit aquí és, de fet, el projecte experimental, durant el treball en què podeu dominar els fonaments de la veto energia. Aquesta turbina no es pot anomenar una font d'energia absolutament fiable. No esperis a meravelles! A més, considereu que el vent fort és perillós per a la nostra turbina. Aquesta màquina no està dissenyada per al funcionament normal amb aquest vent. Probablement ho destruirà. Per tant, la turbina hauria de ser retirada amb mal temps. En particular, cal tenir en compte que la seva naufragi, que es pot utilitzar pel vent, pot enfrontar-se a algú.
A diferència de les turbines comercials típiques amb un eix horitzontal de rotació, equipat amb tres fulles, fixades a l'eix horitzontal, utilitzeu l'eix vertical del rotor en el nostre projecte. Ens elimina de la necessitat d'un mecanisme que tingui en compte la direcció del vent, i simplifica molt el projecte de la turbina. El nostre generador, en essència, és una roda de bicicleta muntada en un bastidor vertical, que està associat amb un generador elèctric. El paper de les fulles de rotor utilitza vuit "revestiments", tallats a partir de tubs de clavegueram de plàstic (PVC) barats i connectats a la roda de la vareta.
La turbina comença a girar-se quan el vent arriba a la força d'aproximadament 2 punts corresponents (uns 6 km / h) a l'escala de Bafort (vegeu la taula següent). Si l'energia eòlica arriba als 5 a l'escala de Bafort (uns 30 km / h), la turbina dóna aproximadament 1 watt de poder (segons les nostres mesures - 147 mAh a 6,7 V).
Escala de Beaufort (basada en Wikipedia)
L'escala de força (velocitats) del vent, que s'utilitza avui en dia, es va desenvolupar al segle XVIII pel mariner britànic Sir Francis Beaufort (1774-1857). Però és impossible ser anomenat primer que posi esforços per crear aquesta escala. L'escala Baforta va ser precedida d'altres obres, en particular, caracteritzant l'energia eòlica sobre el seu impacte en les fulles de molins de vent (enginyer John Smiton, 1759). En la mateixa direcció, va treballar el geògraf britànic i hidrògraf Alexander Dorrimple (1737-1808). Fins i tot les escales d'energia eòliques anteriors van ser creades per astrònoms que es van desfer (1582), el científic Robert Googk (1663) i Daniel Defo (1704) - un comerciant, un rebel, un spyware i l'autor de Robinson Cruzo. El 1829, Francis Beaufort va ser nomenat hidrogràfic de l'Almirallat britànic i va lliurar la seva escala a tothom que ho pogués necessitar. Des de llavors, l'escala de Beaufort s'ha convertit en una eina estàndard per mesurar l'energia eòlica.
Materials i eines
Materials:- Roda de bicicleta frontal amb un diàmetre de 28 polzades i un generador elèctric. Vaig comprar un nou generador a eBay per 40 €, però a Europa hi ha generadors de segona mà. Als Estats Units, es pot trobar a eBay, i es pot comprar un Dynamo Shimano barat i instal·lar-lo en una roda antiga.
- 2 canonades de PVC de 4 polzades (canonada de pas condicional - 110 mm) de 2 metres de llarg. Vaig utilitzar canonades de parets primes, però, què serà exactament, el paper especial no juga.
- 16 cargols de fixació amb fruits secs i amb rentadores grans. La longitud i el diàmetre dels cargols depenen de les característiques de la vora de la roda.
- Tub galvanitzat de fontaneria d'acer amb un diàmetre d'1 1/2 polzades amb fils als dos extrems. La seva longitud (l'altura del pal de molí de vent) es selecciona de forma independent i depèn de les condicions en què el generador haurà de treballar.
- Accessoris de canonades d'acer per a una canonada d'aigua 1 1/2 polzades. Endoll de la cara (és absolutament necessari) i tee (opcional).
- Convertidor de voltatge DC-DC Rapid-down (Buck-Boost), com ara Mesa # DSN6009 4 A. Recomano un convertidor amb una sortida de 30 W.
- 2 condensador electrolític, 2200 μF, almenys 12 V.
- Rectificador del pont. Mínim - 500 mA.
- Diode 1n4007.
- Tubs o cintes de calor aïllats.
- Cables de filferro i cargols amb frontisses (opcional). Tot això pot ser necessari per arreglar el pal.
- Bossa de ciment (opcional). Es pot necessitar per al muntatge del pal.
Instruments:
- Haves o electrolovka per tallar canonades fines de PVC.
- Trepant amb varetes per a plàstic i metall.
- Tornavís i / o clau anglesa i conjunt de broquets adequats per a cargols usats, fruits secs, perns.
- Soldadura de ferro i soldadura.
Fem un generador de vent d'una roda de bicicleta
Comencem a treballar al generador de vent. Utilitzarem el pal fet a partir d'una canonada d'aixeta d'acer, que es pot fixar al terra amb un formigó. Prenent una decisió sobre l'alçada del pal i el mètode de la seva fixació val la pena llegir lleis locals. Potser, depenent de les condicions de funcionament del generador, es necessitarà el pal per solucionar-ho amb l'ús de les estries.
№1. Fulles de tall de turbina
Hem utilitzat canonades de PVC de clavegueram de parets fines (Fig. A). A Alemanya, on visc, aquestes canonades estan pintades en taronja, a Amèrica del Nord, aquestes canonades solen ser blanques.
Utilitzem la serra, podem tallar 4 fulles d'una canonada de dos metres (fig. B). Necessitem 8 fulles. Intenta tallar les canonades exactament al centre. Idealment, totes les fulles han de tenir el mateix pes.
▍2. Adjuntar les fulles al generador
En el paper del generador, utilitzem una roda de bicicleta (RIM) amb el generador fixat en ell (fig. C). Els millors són les rodes amb vora d'alumini, ja que són més fàcils de perforar. Si heu pres la roda de la bicicleta antiga, no us oblideu de treure els discs de pneumàtics, càmeres i frens.
Connecteu la fulla a la roda tal com es mostra a la fig. D, utilitzant 2 cargols, fruits secs i rentadores grans. Les fulles s'han de distribuir de manera uniforme (potser us ajudaran al nombre de rajoles entre les fulles) i alineado al centre de la vora.
▍3. Mat de muntatge
Mast farem d'una canonada d'aigua galvanitzada amb fils als dos extrems. Al tap de final (fig. E), és necessari perforar un forat de 9 mm i fixeu la roda a l'endoll, passant per aquest forat de l'eix generador amb fil (Fig. F a continuació). Després que el pal sigui fixat de forma fiable (!), Es pot fixar el tap.
En el cas de la instal·lació fiable, el pal pot utilitzar el tee, cargolat a aquesta part de la canonada, que es fixarà a terra i es farà plena de formigó. El tee permetrà fixar de manera fiable el pal en formigó. Al mateix temps, el pes del formigó hauria de ser prou gran com per mantenir i arreglar el pal. Tot el disseny ha de ser fixat de manera fiable. Com a resultat, si s'espera la tempesta, simplement es pot desenroscar la part inferior del pal de la base de formigó i treure la turbina en un lloc segur.
No subestimeu la força amb què el vent actua sobre els elements circumdants. Aquesta força augmenta en proporció a la Cuba (tercer grau) de velocitat del vent! Per tant, si cal, fixeu el pal amb l'ajut de les estries.
▍4. Construir components electrònics
La nostra central elèctrica es calcula per carregar una bateria d'àcids de plom amb un corrent generat per una màquina Dynamo. El generador elèctric utilitzat per nosaltres produeix un corrent altern que convertim a un corrent permanent de pols mitjançant un pont rectificador. Aquest corrent, per suavitzar-lo, es transmet a dos condensadors electrolítics amb una capacitat de 2200 μF.
El corrent permanent suavitzat s'alimenta a un transmissor ràpid (que costa uns 10 dòlars a eBay), que s'utilitza com a regulador de càrrega de bateries. Converteix la tensió d'entrada en un rang de 1,25 a 30 v, en una tensió constant predeterminada. Definim la sortida del convertidor en 0,7 volts per sobre de la càrrega de la bateria finita actual (per compensar la tensió de díode directe). El díode 1n4007 és necessari per evitar que el corrent inversa de la bateria al convertidor.
Per exemple, una bateria de plom de 6 volts té un corrent de càrrega de 7.2 V. Tenint en compte la necessitat d'afegir tensió de díode directe, que és de 0,7 V, el convertidor s'ha d'instal·lar a la tensió de sortida a 7.9 V.
Càrrega elèctrica (això pot ser qualsevol cosa, per exemple - LED) es connectarà a les sortides de la bateria. Penseu en el fet que aquesta càrrega ha de suportar la tensió de sortida instal·lada al convertidor. El propi generador pot ser capaç de donar només un petit corrent, i la bateria pot donar uns quants amplificadors. Les conseqüències del curtcircuit poden ser molt tristes (pot ocórrer el foc). Per tal d'evitar accidents, necessiteu, independentment del que es connecteu exactament al generador de vent, prendre les mesures de seguretat adequades.
Un avís de tempesta!
Després de muntar els components electrònics del generador, tot està preparat per convertir el poder del vent en electricitat! Ara es revela les possibilitats del propietari del generador del vent.
El nostre generador, però, és només un dispositiu experimental, una demostració pràctica de baix cost dels principis de les turbines eòliques, que es poden utilitzar, per exemple, a les escoles. Aquesta turbina no està dissenyada per treballar amb un vent fort. Quan la turbina no s'utilitza, o si la potència del vent supera els 6 a l'escala de Bafort, tot el disseny ha de ser desmuntat i amagar-se en algun lloc.
La roda de bicicletes i les fulles de canonades no estan dissenyades per a ús constant, especialment - amb un vent fort. Podeu millorar el disseny si voleu que el generador de vent funcioni de manera permanent. (Cert, he de dir que el meu disseny va resultar ser més fort del que esperava. La vaig deixar al jardí i va treballar allà per qualsevol temps, sempre que no falla una de les estries. Llavors el pal es va esfondrar i trencat una de les fulles. Turbines.)
Si esteu interessats en el tema dels generadors eòlics: podeu mirar aquest material i veure aquest vídeo. Mireu aquest lloc dedicat al generador de Chispito. Així que aquí hi ha un altre parell de recursos útils.
I més opcions: