Αυτή η γεννήτρια αιολικής ενέργειας είναι πολύ ακριβή, αν σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση της απλής εργασίας, η οποία δεν απαιτεί υψηλή ισχύ. Εάν όλα όσα χρειάζεστε είναι μια μικρή ενέργεια για φωτισμό LED ή για ένα έργο που βασίζεται στο Raspberry Pi Zero, είναι κατά κάποιο τρόπο δυσανάλογα αρκετά σοβαρά χρήματα που θα πρέπει να πληρώσουν ακόμη και για έναν μικρό ανεμόμυλο. Το ίδιο ισχύει και για τα σχολικά πειράματα, το χρόνο και τα χρήματα που αποχωρούν για την οργάνωση των οποίων, συνήθως προσπαθούν να ελαχιστοποιηθούν. Τα σχολεία συχνά περιορίζονται στα μέσα.
Χάρη σε αυτό το υλικό, μαθαίνουμε πώς να δημιουργήσουμε τη δική σας μικρή γεννήτρια ανέμου. Θα το κάνουμε από τα ανταλλακτικά ποδηλασίας και από ό, τι μπορείτε να αγοράσετε σε ένα κατάστημα κατασκευών. Το κόστος του έργου είναι κάπου περίπου $ 80-150. Θα χρειαστούν 8-16 ώρες για να δημιουργήσουν μια γεννήτρια. Με τον άνεμο, το οποίο είναι ελαφρώς ισχυρότερο από τον "αδύναμο άνεμο" στην κλίμακα bafort, η γεννήτρια μας είναι σε θέση να δώσει περίπου 1 watt εξουσίας. Αυτό αρκεί για να χρεώσει μια μικρή μπαταρία, πράγμα που σημαίνει ότι η ενέργεια που θα έχουμε στον καιρό που βρίσκεται στον άνεμο.
Η μικρή ανεμογεννήτρια που περιγράφεται εδώ είναι στην πραγματικότητα το πειραματικό έργο, κατά τη διάρκεια της εργασίας για το οποίο μπορείτε να κυριαρχήσετε τα θεμέλια της ενέργειας veto. Αυτός ο στρόβιλος δεν μπορεί να ονομαστεί απολύτως αξιόπιστη πηγή ενέργειας. Μην περιμένετε τα θαύματα από αυτό! Επιπλέον, θεωρήστε ότι ο ισχυρός άνεμος είναι επικίνδυνος για τον στρόβιλο μας. Αυτό το μηχάνημα δεν έχει σχεδιαστεί για κανονική λειτουργία με τέτοιο άνεμο. Πιθανότατα θα το καταστρέψει. Επομένως, ο στρόβιλος πρέπει να αφαιρεθεί σε κακές καιρικές συνθήκες. Συγκεκριμένα, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι η συντρίμψή της, η φορητή από τον άνεμο, μπορεί να αντιμετωπίσει κάποιον.
Σε αντίθεση με τους τυπικούς εμπορικούς στροβίλους με οριζόντιο άξονα περιστροφής, εξοπλισμένο με τρεις λεπίδες, στερεωμένο στον οριζόντιο άξονα, χρησιμοποιήστε τον κατακόρυφο άξονα του δρομέα στο έργο μας. Τον εξαλείφει από την ανάγκη για έναν μηχανισμό που λαμβάνει υπόψη την κατεύθυνση του ανέμου και απλοποιεί σημαντικά το έργο του στροβίλου. Η γεννήτρια μας, στην ουσία, είναι ένας τροχός ποδηλάτου τοποθετημένος σε μια κατακόρυφη σχάρα, η οποία σχετίζεται με μια ηλεκτρική γεννήτρια. Ο ρόλος των λεπίδων του ρότορα χρησιμοποιεί οκτώ "δάπεδα", σκαλισμένα από φτηνές πλαστικές (PVC) σωλήνες αποχέτευσης και συνδέονται με τον τροχό ράβδου.
Ο στρόβιλος αρχίζει να περιστρέφεται όταν ο άνεμος φτάσει στην αντοχή περίπου των αντίστοιχων 2 βαθμών (περίπου 6 km / h) στην κλίμακα bafort (δείτε τον παρακάτω πίνακα). Εάν η αιολική ενέργεια φτάσει 5 στην κλίμακα bafort (περίπου 30 km / h), ο στρόβιλος δίνει περίπου 1 watt ισχύος (σύμφωνα με τις μετρήσεις μας - 147 mAh στα 6,7 V).
Η κλίμακα Beaufort (με βάση το Wikipedia)
Η κλίμακα αντοχής (ταχύτητες) του ανέμου, που χρησιμοποιείται σήμερα, αναπτύχθηκε τον 18ο αιώνα από τον βρετανικό ναυτικό Sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Αλλά είναι αδύνατο να ονομαστεί ο πρώτος που θέτει προσπάθειες για τη δημιουργία μιας τέτοιας κλίμακας. Η κλίμακα Baforta προηγήθηκε από άλλα έργα, ειδικότερα, χαρακτηρίζοντας την αιολική ενέργεια στην επίδρασή του στις λεπίδες των ανεμόμυλων (μηχανικός John Smiton, 1759). Στην ίδια κατεύθυνση, ο βρετανικός γεωγράφος και ο υδρογράφοδος Αλέξανδρος Dorrimple (1737 - 1808) λειτούργησε. Ακόμη και οι προηγούμενες κλίμακες αιολικής ενέργειας δημιουργήθηκαν από τον αστρονόμο ήσυχο βράχο (1582), ο επιστήμονας Robert Googk (1663) και ο Daniel Defo (1704) - ένας έμπορος, επαναστάτης, spyware και ο συγγραφέας του Robinson Cruzo. Το 1829, ο Francis Beaufort διορίστηκε υδρογράφοδος του βρετανικού ναυαρχείου και παρέδωσε την κλίμακα του σε όλους όσους μπορούσαν να το χρειαστούν. Έκτοτε, η κλίμακα του Beaufort έχει γίνει ένα τυποποιημένο εργαλείο για τη μέτρηση της αιολικής ενέργειας.
Υλικά και Εργαλεία
Υλικά:- Μπροστά ποδήλατο με διάμετρο 28 ίντσες και ηλεκτρική γεννήτρια. Αγόρασα μια νέα γεννήτρια στο eBay για € 40, αλλά στην Ευρώπη υπάρχουν συχνά μεταχειρισμένες γεννήτριες. Στις ΗΠΑ, μπορείτε να βρείτε όπως το eBay, και μπορείτε να αγοράσετε ένα φτηνό Dynamo Shimano και να το εγκαταστήσετε σε ένα παλιό τροχό.
- 2 σωλήνες PVC 4 ιντσών (υπό όρους σωλήνα διέλευσης - 110 mm) μήκους 2 μέτρων. Χρησιμοποίησα σωλήνες λεπτού τοιχώματος, αλλά τι ακριβώς θα είναι, ο ειδικός ρόλος δεν παίζει.
- 16 βίδες στερέωσης με καρύδια και με μεγάλες ροδέλες. Το μήκος και η διάμετρος των βιδών εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά του χείλους του τροχού.
- Χαλύβδινο υδραυλικό σωλήνα γαλβανισμένο σωλήνα με διάμετρο 1 1/2 ίντσες με σπειρώματα και στα δύο άκρα. Το μήκος του (το ύψος του ανεμοστρόβιλου) επιλέγεται ανεξάρτητα και εξαρτάται από τις συνθήκες στις οποίες η γεννήτρια θα πρέπει να εργαστεί.
- Εξαρτήματα χαλύβδινων σωλήνων για σωλήνα νερού 1 1/2 ίντσες. Το βύσμα προσώπου (είναι απολύτως απαραίτητο) και το TEE (προαιρετικό).
- Μετατροπέας τάσης τάσης DC-DC DC-DC, όπως MESA # DSN6009 4 Α. Συνιστώ ένα μετατροπέα με έξοδο 30 W.
- 2 ηλεκτρολυτικός πυκνωτής, 2200 μF, τουλάχιστον 12 V.
- Ορυκτήρας γέφυρας. Τουλάχιστον - 500 mA.
- Δίοδος 1N4007.
- Θερμομονωτικά σωλήνες ή ταινία.
- Καλώδια καλωδίων και βίδες με μεντεσέδες (προαιρετικά). Όλα αυτά μπορεί να χρειαστούν για να διορθώσετε τον ιστό.
- Τσάντα τσιμέντου (προαιρετικό). Μπορεί να χρειαστεί για τοποθέτηση ιστού.
Οργανα:
- Haves ή electrolovka για την κοπή λεπτών σωλήνων PVC.
- Τρυπήστε με ράβδους για πλαστικό και μέταλλο.
- Κατσαβίδι και / ή κλειδί και σύνολο ακροφυσίων κατάλληλων για μεταχειρισμένες βίδες, καρύδια, μπουλόνια.
- Σίδερο και συγκόλλησης συγκόλλησης.
Κάνουμε μια γεννήτρια ανέμου από έναν τροχό ποδηλάτου
Ας αρχίσουμε να εργάζεστε στην αιολική γεννήτρια. Θα χρησιμοποιήσουμε τον ιστιοφόρο κατασκευασμένο από ένα χαλύβδινο σωλήνα βρύσης, το οποίο μπορεί να στερεωθεί στο έδαφος με ένα σκυρόδεμα. Λαμβάνοντας μια απόφαση σχετικά με το ύψος του ιστού και τη μέθοδο της στερέωσής της αξίζει να διαβάσετε τους τοπικούς νόμους. Ίσως, ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας της γεννήτριας, ο ιστός θα χρειαστεί για να διορθωθεί με τη χρήση ραγάδων.
▍1. Κοπή λεπίδων στροβίλων
Χρησιμοποιήσαμε σωλήνες PVC αποχέτευσης λεπτού τοιχώματος (Εικ. Α). Στη Γερμανία, όπου ζουν, τέτοιοι σωλήνες ζωγραφίζονται σε πορτοκαλί, στη Βόρεια Αμερική τέτοιοι σωλήνες είναι συνήθως λευκοί.
Εμείς, χρησιμοποιώντας πριόνι, μπορούμε να κόψουμε 4 λεπίδες από έναν σωλήνα δύο μέτρων (Εικ. Β). Χρειαζόμαστε 8 λεπίδες. Προσπαθήστε να κόψετε τους σωλήνες ακριβώς στο κέντρο. Στην ιδανική περίπτωση, όλες οι λεπίδες πρέπει να έχουν το ίδιο βάρος.
▍2. Συνδέοντας τις λεπίδες στη γεννήτρια
Στο ρόλο της γεννήτριας, χρησιμοποιούμε έναν τροχό ποδηλάτου (χείλος) με τη γεννήτρια σταθερή σε αυτό (Εικ. C). Οι καλύτεροι είναι οι τροχοί με ένα χείλος αλουμινίου, καθώς είναι ευκολότερο να τρυπάνι. Εάν πήρατε τον τροχό από το παλιό ποδήλατο - μην ξεχάσετε να αφαιρέσετε τους δίσκους του ελαστικού, της κάμερας και των φρένων.
Συνδέστε την λεπίδα στον τροχό όπως φαίνεται στο ΣΧ. D, χρησιμοποιώντας 2 βίδες, καρύδια και μεγάλες ροδέλες. Οι λεπίδες πρέπει να διανέμονται ομοιόμορφα στην ράβδο ομοιόμορφα (ίσως θα βοηθήσετε τον αριθμό των ακτίνων μεταξύ των λεπίδων) και ευθυγραμμίζονται στο κέντρο του χείλους.
▍3. Συναρμολογώ τον ιστό
ΙΣΤΟΡΙΚΕΣ Θα κάνουμε από ένα γαλβανισμένο σωλήνα νερού με κλωστές και στα δύο άκρα. Στο τελικό βύσμα (Σχήμα Ε), είναι απαραίτητο να τρυπάται μια οπή 9-mm και να στερεώσει τον τροχό στο βύσμα, διέρχεται μέσω αυτής της οπής του άξονα γεννήτριας με το νήμα (εικ. F παρακάτω). Αφού ο ιστός είναι αξιόπιστα σταθερή (!), Μπορείτε να στερεώσετε το βύσμα σε αυτό.
Σε περίπτωση αξιόπιστης εγκατάστασης, ο ιστός μπορεί να χρησιμοποιήσει το τσάι, βιδωμένο σε αυτό το τμήμα του σωλήνα, το οποίο θα στερεωθεί στο έδαφος και θα γεμίσει με σκυρόδεμα. Το ΤΕΕ θα επιτρέψει αξιόπιστα να διορθώσει τον ιστό σε σκυρόδεμα. Ταυτόχρονα, το βάρος του σκυροδέματος πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο για να διατηρεί και να διορθώσει τον ιστό. Ολόκληρος ο σχεδιασμός πρέπει να είναι αξιόπιστα σταθερή. Ως αποτέλεσμα, αν αναμένεται η καταιγίδα, μπορείτε απλά να ξεβιδώσετε το κάτω μέρος του ιστού από τη βάση από σκυρόδεμα και να αφαιρέσετε τον στρόβιλο σε ένα ασφαλές μέρος.
Μην υποτιμάτε τη δύναμη με την οποία ο άνεμος ενεργεί στα περιβάλλοντα. Αυτή η δύναμη αυξάνεται ανάλογα με την Κούβα (τρίτο βαθμό) της ταχύτητας ανέμου! Επομένως, εάν είναι απαραίτητο, διορθώστε τον ιστό με τη βοήθεια των ραγάδων.
▍4. Οικοδομήσουμε ηλεκτρονικά εξαρτήματα
Το φυτό αιολικής ενέργειας υπολογίζεται για τη φόρτιση μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος με ένα ρεύμα που παράγεται από ένα μηχάνημα δυναμό. Η ηλεκτρική γεννήτρια που χρησιμοποιείται από τις ΗΠΑ παράγει ένα εναλλασσόμενο ρεύμα που μετατρέπουμε σε ένα μόνιμο ρεύμα παλμού χρησιμοποιώντας ένα ανορθωτή γέφυρας. Αυτό το ρεύμα, για εξομάλυνση, μεταδίδεται σε δύο ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές χωρητικότητας 2200 μF.
Το ομαλόμενο μόνιμο ρεύμα τροφοδοτείται στη συνέχεια σε έναν πομπό ταχείας προς τα κάτω (κοστίζει περίπου 10 δολάρια στο eBay), το οποίο χρησιμοποιείται ως ρυθμιστής φόρτισης μπαταρίας. Μετατρέπει την τάση εισόδου στην περιοχή από 1,25 έως 30 V, σε προκαθορισμένη σταθερή τάση. Ρυθμίζουμε την έξοδο του μετατροπέα κατά 0,7 βολτ πάνω από το τελικό ρεύμα φόρτισης της μπαταρίας (για να αντισταθμίσει την άμεση τάση διόδου). Η δίοδος 1N4007 είναι απαραίτητη για να αποφευχθεί η αντίστροφη ρεύμα από την μπαταρία στον μετατροπέα.
Για παράδειγμα, μια μπαταρία μολύβδου-οξέος 6 βολτ έχει ένα ρεύμα φόρτισης 7,2 V. Λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη προσθήκης τάσης άμεσης διόδου, η οποία είναι 0,7 V, ο μετατροπέας πρέπει να εγκατασταθεί στην τάση εξόδου στα 7,9 V.
Το ηλεκτρικό φορτίο (αυτό μπορεί να είναι οτιδήποτε, για παράδειγμα - LED) θα συνδεθεί με τις εξόδους της μπαταρίας. Εξετάστε το γεγονός ότι αυτό το φορτίο θα πρέπει να υποστηρίζει την τάση εξόδου που είναι εγκατεστημένη στον μετατροπέα. Η ίδια η γεννήτρια μπορεί να είναι σε θέση να δώσει μόνο ένα μικρό ρεύμα και η μπαταρία μπορεί να δώσει λίγους ενισχυτές. Οι συνέπειες του βραχυκυκλώματος μπορεί να είναι πολύ λυπηρό (μπορεί να συμβεί φωτιά). Προκειμένου να αποφευχθούν ατυχήματα, θα χρειαστείτε, ανεξάρτητα από το τι ακριβώς συνδέεστε με την γεννήτρια ανέμου, λάβετε τα κατάλληλα μέτρα ασφαλείας.
Μια προειδοποίηση καταιγίδας!
Αφού συναρμολογηθούν τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα της γεννήτριας, όλα είναι έτοιμα να μετατρέψουν τη δύναμη του ανέμου σε ηλεκτρική ενέργεια! Τώρα αποκαλύπτονται οι δυνατότητες του ιδιοκτήτη της αιολικής γεννήτριας.
Η γεννήτρια μας, ωστόσο, είναι απλώς μια πειραματική συσκευή, μια φθηνή πρακτική επίδειξη των αρχών των ανεμογεννητριών, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν, για παράδειγμα, στα σχολεία. Αυτός ο στρόβιλος δεν έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με ισχυρό άνεμο. Όταν ο στρόβιλος δεν χρησιμοποιείται ή εάν η ισχύς του ανέμου υπερβαίνει τα 6 στην κλίμακα bafort, ολόκληρο το σχέδιο πρέπει να αποσυναρμολογηθεί και να κρυφτεί κάπου.
Ο τροχός ποδηλάτου και οι λεπίδες των σωλήνων δεν έχουν σχεδιαστεί για συνεχή χρήση, ειδικά - με ισχυρό αέρα. Μπορείτε να βελτιώσετε τον εαυτό σας εάν θέλετε η γεννήτρια ανέμου να λειτουργεί σε συνεχή βάση. (Είναι αλήθεια ότι ο σχεδιασμός μου αποδείχθηκε ισχυρότερος από ό, τι περίμενα, την άφησα στον κήπο και εργάστηκε εκεί για οποιονδήποτε καιρό - εφ 'όσον δεν αποτυγχάνει ένα από τα ραγάδες. Τότε ο ιστός κατέρρευσε και ο ιστός κατέρρευσε σπασμένα ένα από τα πτερύγια. Οι στροβίλους.)
Εάν ενδιαφέρεστε για το θέμα των ανεμογεννητριών - μπορείτε να δείτε αυτό το υλικό και να δείτε αυτό το βίντεο. Κοιτάξτε αυτόν τον ιστότοπο αφιερωμένο στη γεννήτρια Chispito. Έτσι, εδώ είναι ένας άλλος ζευγάρι χρήσιμων πόρων.
Και περισσότερες επιλογές: