See tuulegeneraator on liiga kallis, kui plaanitakse kasutada lihtsa kodutöö lahendamiseks, mis ei vaja suure võimsusega. Kui kõik, mida vajate, on LED-valgustuse või Raspberry Pi nullil põhineva projekti jaoks vähe energiat, on see kuidagi ebaproportsionaalselt üsna tõsine raha, mis peab maksma isegi väikese tuuleveski jaoks. Sama kehtib ka kooli katsete, aja ja raha eest, mis lahkuvad organisatsiooni jaoks, mis tavaliselt püüavad minimeerida. Koolid piiravad sageli vahendites.
Tänu sellele materjalile õpime, kuidas luua oma väikese tuulegeneraatori. Me teeme seda jalgrattasõidu varuosade ja sellest, mida saate osta ehituspoodis. Projekti maksumus on kusagil umbes 80-150 dollarit. Generaatori loomiseks kulub 8-16 tundi. Tuul, mis on veidi tugevam kui "nõrk tuul" Bafort skaalal, meie generaator suudab anda umbes 1 vatti võimsus. See on piisav väike aku laadimiseks, mis tähendab, et energia, mis meil on tuuletu ilm.
Siin kirjeldatud väike tuuleturbiin on tegelikult eksperimentaalne projekt töö ajal veto energia aluseks. See turbiin ei saa nimetada absoluutselt usaldusväärseks energiaallikaks. Ärge oodake seda imet! Lisaks leiage, et tugev tuul on meie turbiini jaoks ohtlik. See masin ei ole mõeldud normaalseks tööks sellise tuulega. Ta kõige tõenäolisemalt hävitab selle. Seetõttu tuleb turbiin eemaldada halbades ilmastikutingimustes. Eriti on vaja arvesse võtta, et tema vrakk, mis on tuul kannatav, võib olla kellegagi nägu.
Erinevalt tüüpilistest kaubanduslikest turbiinidest, millel on horisontaalne pöörlemisteljega, mis on varustatud kolme labaga, mis on kinnitatud horisontaalsele võllile, kasutage meie projektis rootori vertikaalset võlli. See kõrvaldab meid vajadust mehhanismi vajadusest, mis võtab arvesse tuule suunda ja lihtsustab oluliselt turbiini projekti. Meie generaator on sisuliselt vertikaalsele riiulile paigaldatud jalgratta ratas, mis on seotud elektrigeneraatoriga. Rootori labade roll kasutab kaheksa "põrandakatte", nikerdatud odavatest plastist (PVC-st) kanalisatsioonitorudest ja kinnitatud vardarattale.
Turbiin hakkab pöörama, kui tuul jõuab umbes 2 punkti (umbes 6 km / h) tugevuseni BAFORT skaalal (vt allolevat tabelit). Kui tuulevõimsus jõuab 5 bafort skaalal (umbes 30 km / h), annab turbiin umbes 1 vatti võimsusest (vastavalt meie mõõtmistele - 147 mAh juures 6.7 V).
Beauforti skaala (põhineb Wikipedia)
Tänase tuule tugevuse (kiiruste) ulatus töötati välja 18. sajandil Briti meremees Sir Francis Beaufort (1774-1857). Aga see on võimatu kutsuda esimene, kes pani jõupingutusi sellise ulatuse loomiseks. Baforta skaalal eelsete teiste teoste, eriti iseloomustades tuuleenergiat selle mõjul tuuleveskidele (insener John Smitton, 1759). Samas suunas, Briti geograaf ja hüdrograaf Alexander Dorrimple (1737-1808) töötas. Isegi varasemad tuuleenergia kaalud loodi astronoomide vaikne brage (1582), teadlane Robert Googk (1663) ja Daniel Defo (1704) - kaupmehe, mässuliste, nuhkvara ja Robinson Cruzo autor. 1829. aastal nimetati Francis Beaufort Briti Admiraliteedi hüdrograafiks ja andis üle oma ulatuse kõigile, kes seda vajavad. Sellest ajast alates on Beauforti skaala muutunud tuuleenergia mõõtmiseks standardvahendiks.
Materjalid ja tööriistad
Materjalid:- Front Bike ratas läbimõõduga 28 tolli ja elektrigeneraator. Ostsin eBays uue generaatori 40 euro eest, kuid Euroopas on sageli kasutatud generaatorid. USA-s leiate eBay-sse ja saate osta odava Dynamo Shimano ja paigaldada selle vana rattale.
- 2 4-tolline PVC torud (tingimuslik läbisõidu toru - 110 mm) 2 meetrit pikk. Ma kasutasin õhukese seinaga torud, kuid mida täpselt nad on, eriline roll ei mängi.
- 16 Pähklite ja suurte seibidega kruvid. Pikkus ja läbimõõt kruvid sõltuvad omadustest ratta serva.
- Steel Sanitaartehniliste galvaniseeritud toru läbimõõduga 1 1/2 tolli niididega mõlemas otsas. Selle pikkus (tuuleveski kõrgus) valitakse iseseisvalt ja sõltub tingimustest, milles generaator peab töötama.
- Terastoruliitmikud veetoru jaoks 1 1/2 tolli. Näopistik (see on absoluutselt vajalik) ja tee (valikuline).
- Kiiresti (Buck-Boost) DC-DC pinge muundur, näiteks MESA # DSN6009 4 A. Ma soovitan konverteri 30 W väljundiga.
- 2 Elektrolüütiline kondensaator, 2200 uf, vähemalt 12 V.
- Silla alaldi. Minimaalne - 500 mA.
- Diood 1n4007.
- Soojusisolatsiooniga torud või lint.
- Traadi kaablid ja kruvid hingedega (valikuline). Kõik see võib olla vajalik masti kinnitamiseks.
- Tsemendi kott (valikuline). Võib olla vaja paigaldamiseks masti jaoks.
Instrumendid:
- Haves või elektrolovka õhukeste PVC-torude lõikamiseks.
- Puurige plasti ja metalli vardadega.
- Kruvikeeraja ja / või mutrivõti ja pihustite komplekt, mis sobivad kasutatud kruvidele, pähkleid, poldid.
- Jooteraud ja joote.
Me teeme tuulegeneraatori jalgratta rattalt
Alustame töötamise tuulegeneraatoriga. Me kasutame masti valmistatud terasest kraani toru, mis võib kinnitada maapinnal betooniga. Võttes arvesse masti kõrguse ja selle kinnituse meetodi kohta, tasub lugeda kohalikke seadusi. Võib-olla sõltuvalt generaatori töötingimustest on mast vajalik venitusmärkide kasutamisega parandamiseks.
▍1. Turbiini labade lõikamine
Me kasutasime õhukese seinaga kanalisatsiooni PVC torud (joonis a). Saksamaal, kus ma elan, värvitakse sellised torud orangeeritud, Põhja-Ameerikas on sellised torud tavaliselt valged.
Meie, kasutades saagi, saame lõigata 4 laba ühe kahe meetri toru (joon. B). Me vajame 8 tera. Püüdke lõigata torud täpselt kesklinnas. Ideaalis peavad kõik terad olema sama kaalu.
▍2. Labade kinnitamine generaatori juurde
Generaatori rollis kasutame jalgrattaga (velje) koos generaatoriga kinnitatud (joonis C). Parim on rattad alumiiniumist servaga, kuna nad on lihtsam puurida. Kui te võtste ratta vana jalgratta - ärge unustage eemaldada rehvi, kaamera ja pidurikettad.
Kinnitage tera rattaga, nagu on näidatud joonisel fig. D, kasutades 2 kruvi, mutrit ja suuri seibid. Labad tuleb jaotada varras ühtlaselt (võib-olla te aitate labade vaheliste kodarate arvu ja joondatud serva keskel.
▍3. Masti kokkupanek
Mast me teeme galvaniseeritud terasest veetorust koos niididega mõlemas otsas. Lõpppistikul (joonis E), on vaja puurida 9 mm auku ja kinnitate ratta pistikule, mis läbib selle generaatori telje selle auku niidi (joonis f allpool). Pärast masti on usaldusväärselt fikseeritud (!), Saate selle pistik kinnitada.
Usaldusväärse paigaldamise korral võib masti kasutada tee, kruvitud selle toru osa, mis kinnitatakse maapinnal ja täidetakse betooniga. Tee võimaldab usaldusväärselt määrata masti betoonis. Samal ajal peaks betooni kaal olema masti säilitamiseks ja kinnitamiseks piisavalt suur. Kogu disain peaks olema usaldusväärselt fikseeritud. Selle tulemusena, kui torm on oodata, saate lihtsalt keerata masti põhi betoonist alusest ja eemaldage turbiini turvaliseks kohas.
Ärge alahinnake tugevust, millega tuule toimib ümbritsevatel teemadel. See jõud suureneb proportsionaalselt Kuuba (kolmanda astme) tuulekiiruse! Seetõttu määrake vajadusel masti venitusmärkide abil.
▍4. Ehita elektroonilised komponendid
Meie tuuleelektrijaam arvutatakse pliihappe aku laadimiseks dünamo masinaga tekkiva vooluga. Meie poolt kasutatav elektrigeneraator toodab vahelduva voolu, mida me teisendame pulsi alaliseks vooluks, kasutades silla alaldi. See voolu, selle silumiseks edastatakse kahele elektrolüütilise kondensaatori võimsusega 2200 uf.
Seejärel toidetakse silutud püsivool kiirele saatjale (see maksab umbes 10 dollarit eBay-le), mida kasutatakse aku laadimisregulaatorina. See teisendab sisendpinge vahemikus 1,25 kuni 30 V, arvesse eelnevalt kindlaksmääratud konstantsepingesse. Me seadsime konverteri väljund 0,7 volti võrra piiratud aku laadimise kohal (otsese dioodipinge kompenseerimiseks). 1N4007 diood on vajalik aku vastupidise voolu vältimiseks konverterile.
Näiteks 6-voldise pliiaku aku on laadimisvool 7,2 V. Arvestades vajadust lisada otsese dioodipinge, mis on 0,7 V, konverter tuleb paigaldada väljundpingele 7,9 V.
Elektriline koormus (see võib olla midagi näiteks LED-i) ühendatakse aku väljunditega. Mõtle asjaolu, et see koormus peaks toetama konverterile paigaldatud väljundpinget. Generaator ise võib anda ainult väikese voolu ja aku võib anda mõned amprid. Lühike ahela tagajärjed võivad olla väga kurb (tulekahju võib juhtuda). Õnnetuste vältimiseks vajate, olenemata sellest, mida täpselt tuulegeneraatoriga ühendate, võtke asjakohased turvameetmed.
Storm hoiatus!
Pärast generaatori elektrooniliste komponentide kokkupanekut on kõik valmis tuuleenergia elektrienergiaks muutmiseks! Nüüd on ilmnenud tuulegeneraatori omaniku võimalused.
Meie generaator aga on vaid eksperimentaalne seade, odav praktiline demonstreerimine põhimõtete tuuleturbiinide, mida saab kasutada näiteks koolides. See turbiin ei ole mõeldud tugeva tuulega töötamiseks. Kui turbiini ei kasutata või kui tuuleenergia ületab 6-le baforti skaalal 6, tuleks kogu disain lahti võtta ja kusagil varjata.
Jalgrataste ratta ja torude terad ei ole mõeldud pidevaks kasutamiseks, eriti - tugeva tuulega. Kui soovite, et tuulegeneraator töötab pidevalt. (Tõsi, ma pean ütlema, et minu disain osutus tugevamaks kui ma ootasin. Ma jätsin ta aias ja ta töötas seal igasuguse ilmaga - nii kaua, kui see ei suutnud ühte venitusarmide ebaõnnestunud. Siis varises ja katki üks teradest. Turbiinid.)
Kui olete huvitatud tuulegeneraatorite teemast - saate seda materjali vaadata ja vaadata seda videot. Vaata seda saiti pühendatud Chispito generaatorile. Nii et siin on veel üks paar kasulikke ressursse.
Ja rohkem võimalusi: