Dieser Windgenerator ist zu teuer, wenn es geplant ist, um einfache Hausaufgaben zu lösen, die keine hohe Leistung erfordern. Wenn alles, was Sie brauchen, ist etwas Energie für die LED-Beleuchtung oder für ein Projekt, das auf der Raspberry Pi Null basiert, ist dies irgendwie unverhältnismäßig ganz ernsthaftes Geld, das auch für eine kleine Windmühle zahlen muss. Gleiches gilt für Schulexperimente, Zeit und Geld, die für die Organisation verlassen, deren Organisation, in der Regel, um zu minimieren. Schulen sind oft in den Mitteln eingeschränkt.
Dank dieses Materials lernen wir, wie man Ihren eigenen kleinen Windgenerator erstellt. Wir werden es von radfahrener Ersatzteilen und von dem, was Sie in einem Bauspeicher kaufen können, tun. Die Kosten des Projekts liegen irgendwo um 80-150 $. Es dauert 8-16 Stunden, um einen Generator zu erstellen. Mit dem Wind, der etwas stärker ist als der "schwache Wind" auf der BaFort-Skala, kann unser Generator etwa 1 Watt Macht ergeben. Dies reicht aus, um eine kleine Batterie aufzuladen, was bedeutet, dass die Energie, die wir im windlosen Wetter haben.
Die hier beschriebene kleine Windturbine ist in der Tat das experimentelle Projekt, während der Arbeit, an der Sie die Grundlagen der Vetoenergie beherrschen können. Diese Turbine kann nicht als absolut zuverlässige Energiequelle genannt werden. Warten Sie nicht auf Wunder! Überlegen Sie außerdem, dass der starke Wind für unsere Turbine gefährlich ist. Diese Maschine ist nicht für den normalen Betrieb mit einem solchen Wind ausgelegt. Er wird es höchstwahrscheinlich zerstören. Daher sollte die Turbine bei schlechtem Wetter entfernt werden. Insbesondere ist es notwendig zu berücksichtigen, dass ihr Wrack, das vom Wind tragbar ist, jemandem stellen kann.
Im Gegensatz zu typischen handelsüblichen Turbinen mit einer horizontalen Drehachse, ausgestattet mit drei Klingen, die auf der horizontalen Welle befestigt ist, verwenden Sie die vertikale Welle des Rotors in unserem Projekt. Es eliminiert uns aus dem Bedürfnis nach einem Mechanismus, der die Richtung des Windes berücksichtigt, und vereinfacht das Projekt der Turbine erheblich. Unser Generator ist im Wesentlichen ein Fahrradrad, das auf einem vertikalen Rack montiert ist, der einem elektrischen Generator zugeordnet ist. Die Rolle der Rotorblätter nutzt acht "Bodenbekleidung", die aus billigen Kunststoffleitungen (PVC) geschnitzt und an dem Stangenrad befestigt ist.
Die Turbine beginnt sich zu drehen, wenn der Wind die Festigkeit von ungefähr entsprechenden 2 Punkten (etwa 6 km / h) auf der BaFort-Skala (siehe unten) erreicht. Wenn die Windkraft 5 auf der BaFort-Skala (etwa 30 km / h) erreicht, gibt die Turbine etwa 1 Watt Leistung (gemäß unseren Messungen - 147 mAh bei 6,7 V).
Beaufort-Skala (basierend auf Wikipedia.)
Der heutige Maßstab der Festigkeit (Geschwindigkeiten) des Windes wurde im 18. Jahrhundert vom britischen Sailor Sir Francis Beaufort (1774 - 1857) entwickelt. Es ist jedoch unmöglich, der erste aufgerufen zu werden, der Bemühungen um eine solche Skala setzt. Die Baforta-Skala wurde von anderen Werken vorangestellt, insbesondere kennzeichnende Windenergie an den Auswirkungen auf die Windmühlen (Ingenieur John Smiton, 1759). In derselben Richtung arbeitete der britische Geograph und den Hydrographen Alexander Dorrimple (1737 - 1808). Sogar frühere Windkraftwaagen wurden von Astronomer Ruhige Brage (1582), dem Wissenschaftler Robert Googk (1663) und Daniel Defo (1704) - ein Händler, ein Rebellen, Spyware und der Autor von Robinson Cruzo erstellt. Im Jahr 1829 wurde Francis Beaufort zur Hydrographie der britischen Admiralität ernannt und überhaupt seine Waage an alle, die es brauchten könnten. Seitdem ist Beauforts Skala zu einem Standardwerkzeug zum Messen der Windkraft geworden.
Materialien und Werkzeuge
Materialien:- Vorderradrad mit einem Durchmesser von 28 Zoll und einem elektrischen Generator. Ich habe einen neuen Generator bei eBay für 40 € gekauft, aber in Europa gibt es häufig Generatoren der Gebrauchtgut. In den USA finden Sie solche bei eBay, und Sie können einen günstigen Dynamo Shimano kaufen und in einem alten Rad installieren.
- 2 4-Zoll-PVC-Rohre (bedingte Durchgangsrohre - 110 mm) 2 Meter lang. Ich habe dünnwandige Rohre verwendet, aber was genau, was sie sein werden, spielt die besondere Rolle nicht.
- 16 Befestigungsschrauben mit Muttern und mit großen Unterlegscheiben. Die Länge und der Durchmesser der Schrauben hängen von den Eigenschaften des Radrandes ab.
- Stahl-Klempnerung verzinktes Rohr mit einem Durchmesser von 1 1/2 Zoll mit Threads an beiden Enden. Seine Länge (die Höhe des Windmühlenmasts) wird unabhängig ausgewählt und hängt von den Bedingungen ab, in denen der Generator arbeiten muss.
- Stahlrohrarmaturen für ein Wasserleitung 1 1/2 Zoll. Gesichtsstopfen (es ist absolut notwendig) und T-Stück (optional).
- Rapid-Down (Buck-Boost) DC-DC-Spannungswandler, wie MESA # DSN6009 4 A. Ich empfehle einen Umrichter mit einem 30-W-Ausgang.
- 2 Elektrolytkondensator, 2200 μF, mindestens 12 V.
- Brückengleichrichter. Mindestens - 500 mA.
- Diode 1N4007.
- Hitzeisolierte Röhrchen oder Klebeband.
- Kabelkabel und Schrauben mit Scharnieren (optional). All dies kann benötigt werden, um den Mast zu beheben.
- Zementsack (optional). Kann für den Montage von Mast erforderlich sein.
Instrumente:
- Haves oder Elektrolavka zum Schneiden dünner PVC-Rohre.
- Bohren Sie mit Stangen für Kunststoff und Metall.
- Schraubendreher und / oder Schraubenschlüssel und Set von Düsen, die für gebrauchte Schrauben, Muttern, Bolzen geeignet sind.
- Löten von Eisen und Lot.
Wir machen einen Windgenerator von einem Fahrradrad
Beginnen wir mit der Arbeit am Windgenerator. Wir werden den Mast aus einem Stahlhahnrohr hergestellt, der mit einem Beton im Boden fixiert werden kann. Die Entscheidung über die Höhe des Masts und der Methode seiner Befestigung ist es wert, lokale Gesetze zu lesen. Vielleicht ist der Mast abhängig von den Betriebsbedingungen des Generators erforderlich, um mit der Verwendung von Dehnungsstreifen zu fixieren.
▍1. Turbinenschaufeln schneiden.
Wir verwendeten dünnwandige Abwasser-PVC-Rohre (Abb. A). In Deutschland, wo ich wohne, sind solche Rohre in Orange gemalt, in Nordamerika sind solche Rohre in der Regel weiß.
Wir, mit SAW, können wir 4 Klingen von einem Zwei-Meter-Rohr (Abb. B) schneiden. Wir brauchen 8 Klingen. Versuchen Sie, die Rohre genau in der Mitte zu schneiden. Idealerweise müssen alle Klingen das gleiche Gewicht haben.
▍2. Anbringen der Klingen an den Generator
In der Rolle des Generators verwenden wir ein Fahrradrad (Rand) mit dem darin befestigten Generator (Abb. C). Am besten sind die Räder mit einem Aluminiumrand, da sie leichter zu bohren sind. Wenn Sie das Rad vom alten Fahrrad mitgenommen haben, vergessen Sie nicht, den Reifen, Kamera und Bremsscheiben zu entfernen.
Befestigen Sie die Klinge an dem Rad, wie in Fig. 2 gezeigt. D, mit 2 Schrauben, Muttern und großen Unterlegscheiben. Die Klingen müssen gleichmäßig auf der Stange verteilt sein (vielleicht helfen Sie der Anzahl der Speichen zwischen den Klingen) und in der Mitte des Randes ausgerichtet.
▍3. Mast montieren.
Mast Wir werden von einem verzinkten Stahlwasserrohr mit Threads an beiden Enden herstellen. Im Endstecker (Abb. E) ist es notwendig, ein 9-mm-Loch zu bohren und das Rad an den Stecker zu befestigen, wobei dieses Loch der Generatorachse mit Gewinde (FIG. F unten). Nachdem der Mast zuverlässig fixiert ist (!), Können Sie den Stecker an ihn befestigen.
Bei einer zuverlässigen Installation kann der Mast das T-Stück verwenden, das an diesen Teil des Rohrs angeschraubt ist, der im Boden befestigt und mit Beton gefüllt ist. Das T-Stück erlaubt zuverlässig, den Mast in Beton zu fixieren. Gleichzeitig sollte das Gewicht von Beton groß genug sein, um den Mast aufrechtzuerhalten und zu fixieren. Das gesamte Design sollte zuverlässig fixiert werden. Wenn der Sturm erwartet wird, können Sie den Boden des Masts einfach vom Betonboden abschrauben und die Turbine in einen sicheren Ort entfernen.
Unterschätzen Sie nicht die Kraft, mit der der Wind auf die umgebenden Gegenstände handelt. Diese Kraft erhöht sich im Verhältnis zum Kuba (dritter Grad) der Windgeschwindigkeit! Fixieren Sie den Mast daher bei Bedarf mit Hilfe von Dehnungsstreifen.
▍4. Elektronische Komponenten bauen.
Unser Windkraftwerk wird berechnet, um eine Blei-Säure-Batterie mit einem von einer Dynamomaschine erzeugten Strom aufzuheben. Der von uns verwendete elektrische Generator erzeugt einen Wechselstrom, den wir mit einem Brückengleichrichter in einen Impulsdauerstrom umwandeln. Dieser Strom zum Glätten wird mit einer Kapazität von 2200 μF auf zweielektrolytische Kondensatoren übertragen.
Der geglättete permanente Strom wird dann einem Rapid-Down-Sendern zugeführt (es kostet etwa 10 bis Ebay), der als Batterieladeregler verwendet wird. Es wandelt die Eingangsspannung in den Bereich von 1,25 bis 30 V in eine vorbestimmte konstante Spannung um. Wir setzen den Umrichterausgang um 0,7 Volt über dem endlichen Batterieladestrom (zur Kompensation der direkten Diodenspannung). Die 1N4007-Diode ist erforderlich, um den Rückwärtsstrom von der Batterie an den Umrichter zu verhindern.
Beispielsweise hat eine 6-Volt-Blei-Säure-Batterie einen Ladestrom von 7,2 V. In Anbetracht der Notwendigkeit, eine direkte Diodenspannung hinzuzufügen, die 0,7 V beträgt, muss der Wandler an der Ausgangsspannung bei 7,9 V installiert werden.
Elektrische Last (dies kann beispielsweise etwas, beispielsweise LED), wird an die Batterieausgänge angeschlossen. Betrachten Sie, dass diese Last die auf dem Konverter installierte Ausgangsspannung unterstützen sollte. Der Generator selbst kann nur einen kleinen Strom geben können, und die Batterie kann ein paar Ampere geben. Die Folgen des Kurzschlusss können sehr traurig sein (Feuer kann passieren). Um Unfälle zu verhindern, benötigen Sie, unabhängig davon, was genau Sie mit dem Windgenerator herstellen, geeignete Sicherheitsmaßnahmen ergreifen.
Eine Sturmwarnung!
Nachdem die elektronischen Komponenten des Generators zusammengebaut sind, ist alles bereit, die Kraft des Windes in Elektrizität zu drehen! Nun werden die Möglichkeiten des Besitzers des Windgenerators offenbart.
Unser Generator ist jedoch nur ein experimentelles Gerät, eine kostengünstige praktische Demonstration der Prinzipien von Windkraftanlagen, die beispielsweise in Schulen verwendet werden können. Diese Turbine ist nicht so konzipiert, dass sie mit starkem Wind arbeitet. Wenn die Turbine nicht verwendet wird oder wenn die Kraft des Windes 6 auf der BaFort-Skala übersteigt, sollte das gesamte Design demontiert und irgendwo verstecken.
Das Fahrradrad und die Klingen von Rohren sind nicht für den ständigen Gebrauch, insbesondere mit starkem Wind, konzipiert. Sie können das Design selbst verbessern, wenn der Windgenerator laufend funktioniert. (Richtig, ich muss sagen, dass mein Design als stärker herausstellte, als ich erwartet hatte. Ich habe sie im Garten gelassen, und sie arbeitete dort für jedes Wetter - solange es eines der Dehnungsstätte nicht gescheitert hat. Dann brach der Mast zusammen und brach ein eine der Klingen gebrochen. Turbinen.)
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