Tento generátor větru je příliš drahý, pokud je plánován být použit k řešení jednoduchých domácích úkolů, které nevyžadují vysoký výkon. Pokud je vše, co potřebujete, je malá energie pro LED osvětlení nebo pro projekt založený na malinové pi nula, je nějakým způsobem nepřiměřeně docela vážné peníze, které budou muset zaplatit i pro malý větrný mlýn. Totéž platí pro školní experimenty, čas a peníze odcházející pro organizaci, z nichž se obvykle snaží minimalizovat. Školy jsou často omezeny v prostředcích.
Díky tomuto materiálu se naučíme, jak vytvořit svůj vlastní malý generátor větru. Uděláme to z cyklistických náhradních dílů a z toho, co si můžete koupit ve stavebním obchodě. Cena projektu jsou někde kolem 80-150 dolarů. To bude trvat 8-16 hodin vytvořit generátor. S větrem, který je o něco silnější než "slabý vítr" na stupnici Bafort, náš generátor je schopen dát asi 1 watt moci. To je dostačující k tomu, aby se účtoval malou baterii, což znamená, že energie budeme mít v bezdropodním počasí.
Zde popsaná malá větrná turbína je ve skutečnosti experimentální projekt, během práce, na kterém můžete zvládnout základy energie veta energie. Tato turbína nemůže být nazývána naprosto spolehlivým zdrojem energie. Nečekejte na divy z toho! Kromě toho se domnívají, že silný vítr je pro naši turbínu nebezpečný. Tento stroj není určen pro normální provoz s takovým větrem. S největší pravděpodobností ho zničí. Turbína by proto měla být odstraněna ve špatném počasí. Zejména je nutné vzít v úvahu, že její troska, nositelná vítrem může někoho čelit.
Na rozdíl od typických komerčních turbín s horizontální osou otáčení, vybavené třemi lopatkami, upevněnými na horizontálním hřídeli, použijte vertikální hřídel rotoru v našem projektu. Eliminuje nás z potřeby mechanismu, který bere v úvahu směr větru, a výrazně zjednodušuje projekt turbíny. Naše generátor, v podstatě je cyklistické kolo namontované na vertikálním stojanu, který je spojen s elektrickým generátorem. Úloha lopatek rotoru používají osm "podlahových oděvů", vyřezávané z levných plastových (PVC) kanalizačních trubek a připojené k tyčovému kole.
Turbína se začíná otáčet, když vítr dosáhne síle přibližně odpovídajících 2 body (asi 6 km / h) na stupnici Bafort (viz tabulka níže). Pokud vítrový výkon dosáhne 5 na stupnici Bafort (asi 30 km / h), turbína dává asi 1 watt moci (podle našich měření - 147 mAh na 6,7 v).
Beaufort Scale (na základě Wikipedia)
Měřítko síly (rychlostí) větru, použitý dnes, byl vyvinut v 18. století britským námořníkem sirem Francisem Beaufortem (1774 - 1857). Ale je nemožné být nazýván první, kdo usiluje o vytvoření takového měřítka. Stupnice Baforta předcházela jiná díla, zejména charakterizující větrnou energii na její dopad na čepele větrných mlýnů (inženýr John Smiton, 1759). Ve stejném směru pracoval britský geograf a hydrograf Alexander Dorrimple (1737 - 1808). Dokonce i dřívější větrné energetické šupiny byly vytvořeny astronomem tichého brage (1582), vědec Roberta Googk (1663) a Daniel Defo (1704) - obchodníka, rebel, spyware a autor Robinson Cruzo. V roce 1829 byl Francis Beaufort jmenován hydrograf britské admirality a předal jeho měřítko všem, kteří by to mohli potřebovat. Od té doby se Beaufortův stupnice stala standardním nástrojem pro měření větrné energie.
Materiály a nástroje
Materiály:- Přední kolo kolo o průměru 28 palců a elektrickým generátorem. Koupil jsem nový generátor na eBay za 40 €, ale v Evropě jsou často druhé generátory. V USA můžete najít takový na eBay, a můžete si koupit levný dynamo Shimano a nainstalovat jej ve starém kole.
- 2 4palcové PVC trubky (podmíněné průchodové trubky - 110 mm) dlouhé 2 metry. Použil jsem tenkostěnné trubky, ale co přesně budou, zvláštní role nehraje.
- 16 upevňovacích šroubů s maticemi a velkými podložkami. Délka a průměr šroubů závisí na vlastnostech ráfku kola.
- Ocelová instalatérská pozinkovaná trubka o průměru 1 1/2 palce se závity na obou koncích. Jeho délka (výška větrného mlýna) je vybrána samostatně a závisí na podmínkách, ve kterých bude generátor muset pracovat.
- Ocelové armatury pro vodní potrubí 1 1/2 palce. Čelní zástrčka (je naprosto nezbytná) a tee (volitelné).
- Rapid-Down (Buck-boost) DC-DC konvertor napětí, jako je MESA # DSN6009 4 A. Doporučuji konvertor s 30 W výstupem.
- 2 elektrolytický kondenzátor, 2200 μF, nejméně 12 V.
- Můstkový usměrňovač. Minimálně - 500 mA.
- Dioda 1n4007.
- Tepelně izolované trubky nebo pásky.
- Drátové kabely a šrouby s závěsy (volitelné). To vše může být nutné pro opravu stožáru.
- Cementový sáček (volitelné). Může být nutné pro montážní stožár.
Přístroje:
- Haves nebo electrolovka pro řezání tenkých PVC trubek.
- Vrták s pruty pro plastu a kov.
- Šroubovák a / nebo klíč a sada trysek vhodných pro použité šrouby, matice, šrouby.
- Pájecí železo a pájka.
Děláme větrný generátor z kola
Začněme pracovat na větrném generátoru. Použijeme stožár vyrobený z ocelové kohoutkové trubky, která může být upevněna v zemi s betonem. Přijetí rozhodnutí o výšce stožáru a způsob jeho upevnění stojí za to číst místní zákony. Snad v závislosti na provozních podmínkách generátoru bude stožár potřebný k opravě s použitím strie.
▍1. Řezání lopatek turbíny
Použili jsme tenkostěnné kanalizační PVC trubky (obr. A). V Německu, kde žiji, jsou tyto trubky namalovány v oranžové, v Severní Americe jsou tyto trubky obvykle bílé.
My, používáme pila, můžeme řezat 4 lopatky z jedné dvoumetrové trubky (obr. B). Potřebujeme 8 čepelí. Snažte se řezat trubky přesně ve středu. V ideálním případě musí mít všechny lopatky stejnou hmotnost.
▍2. Připojení lopatek k generátoru
V roli generátoru používáme kolo jízdního kola (ráfek) s generátorem pevným v něm (obr. C). Nejlepší jsou kola s hliníkovým ráfkem, protože jsou snazší vrtání. Pokud jste vzali kolo ze starého kola - nezapomeňte odstranit pneumatiky, fotoaparát a brzdové kotouče.
Nasaďte čepel do kola, jak je znázorněno na Obr. D, za použití 2 šroubů, matic a velkých podložek. Čepele musí být rovnoměrně rozloženy na tyči (snad budete pomáhat počtu paprsků mezi lopatkami) a zarovnány ve středu okraje.
▍3. Montážní stožár
Stožár připravíme z pozinkované ocelové vodní potrubí s nití na obou koncích. V koncové zástrčce (obr. E) je nutné vrtat otvor 9 mm a upevnit kolo na zástrčku, prochází tímto otvorem osy generátoru se závitem (obr. F níže). Poté, co je stožár spolehlivě pevný (!), Můžete připojit zástrčku.
V případě spolehlivé montáže může stožár používat odpaliště, přišroubovaným do této části trubky, která bude upevněna v zemi a naplněna betonem. Tee umožní spolehlivě opravit stožár v betonu. Současně by měla být hmotnost betonu dostatečně velká, aby udržovala a upevněte stožár. Celý design by měl být spolehlivě pevný. V důsledku toho, pokud se očekává bouře, můžete jednoduše odšroubovat dno stožáru z betonové základny a vyjmout turbínu na bezpečné místo.
Nepodceňujte sílu, s jakou vítr působí na okolní věci. Tato síla se zvyšuje v poměru k Kubě (třetí stupeň) rychlosti větru! Proto, pokud je to nutné, upevněte stožár pomocí strie.
▍4. Vybudovat elektronické komponenty
Naše větrná elektrárna se vypočítá pro nabíjení olověná baterie s proudem generovaným dynamickým strojem. Elektrický generátor používaný USA produkuje střídavý proud, který převedeme na pulzní trvalý proud pomocí můstkové usměrňovače. Tento proud, pro vyhlazování, je přenášen na dvě elektrolytické kondenzátory s kapacitou 2200 μF.
Vyzhavmo trvalý proud je pak přiváděn do rychlého vysílače (stojí asi 10 dolarů na eBay), který se používá jako regulátor nabíjení baterie. Převádí vstupní napětí v rozmezí od 1,25 do 30 V, do předem určeného konstantního napětí. Převodník nastavujeme 0,7 voltů nad konečným proudem nabití baterie (pro kompenzaci přímého diodového napětí). Dioda 1N4007 je nutná k zabránění reverzního proudu z baterie k převodníku.
Například 6-voltová olověná baterie má nabíjecí proud 7.2 V. S ohledem na potřebu přidat přímé diodové napětí, což je 0,7 V, musí být převodník instalován na výstupním napětí na 7,9 V.
Elektrické zatížení (to může být cokoliv, například LED) bude připojeno k výstupům baterie. Zvažte skutečnost, že toto zatížení by mělo podporovat výstupní napětí instalované na konvertoru. Samotný generátor může být schopen poskytnout pouze malý proud a baterie může dát několik zesilovačů. Důsledky zkratu mohou být velmi smutné (může se stát oheň). Abyste předešli nehodám, budete potřebovat, bez ohledu na to, co přesně se připojujete k generátoru větru, přijměte vhodná bezpečnostní opatření.
Storm VAROVÁNÍ!
Po sestavení elektronických součástek generátoru je vše připraveno otočit sílu větru do elektřiny! Nyní jsou odhaleny možnosti majitele větrného generátoru.
Naše generátor je však jen experimentální zařízení, levnou praktickou ukázkou principů větrných turbín, které mohou být použity například ve školách. Tato turbína není určena k práci se silným větrem. Když se turbína nepoužívá, nebo pokud síla větru překročí 6 na stupnici BAFort, celý design by měl být demontován a skrýt se někde.
Kolo kola a lopatky trubek nejsou určeny pro konstantní použití, zejména s silným větrem. Můžete vylepšit design sami, pokud chcete, aby generátor větru fungoval průběžně. (Je pravda, že musím říci, že můj design se ukázal být silnější, než jsem očekával. Nechal jsem ji v zahradě a ona tam pracovala za jakékoli počasí - pokud to neuspělo jeden z úsekových značek. Pak stožár se zhroutil a zlomený z čepele. Turbíny.)
Máte-li zájem o téma větrných generátorů - můžete se podívat na tento materiál a vidět toto video. Podívejte se na toto místo věnované generátoru Chispito. Tak tady je další pár užitečných zdrojů.
A více možností: