Este xerador de vento é demasiado caro se está previsto que se use para resolver tarefas simples, que non requiren alta potencia. Se todo o que necesitas é unha pequena enerxía para a iluminación LED ou para un proxecto baseado no frambuesa PI Zero, de algunha maneira é de forma desproporcionada diñeiro bastante grave que terá que pagar mesmo por un pequeno muíño de vento. O mesmo aplícase aos experimentos escolares, tempo e diñeiro deixando a organización de que, normalmente intenta minimizar. As escolas adoitan estar restrinxidas nos medios.
Grazas a este material, aprendemos a crear o seu propio pequeno xerador de vento. Farémolo desde pezas de recambio de ciclismo e do que podes mercar nunha tenda de construción. O custo do proxecto está en algún lugar de aproximadamente 80-150 dólares. Levará 8-16 horas para crear un xerador. Co vento, que é un pouco máis forte que o "vento débil" na escala de BAFORT, o noso xerador é capaz de dar preto de 1 vatio de poder. Isto é suficiente para cobrar unha pequena batería, o que significa que a enerxía que teremos no clima sen vidro.
A pequena turbina eólica descrita aquí é, de feito, o proxecto experimental, durante o traballo sobre o que pode dominar os fundamentos da enerxía do veto. Esta turbina non se pode chamar unha fonte de enerxía absolutamente fiable. Non esperes que as marabillas dela! Ademais, considere que o forte vento é perigoso para a nosa turbina. Esta máquina non está deseñada para unha operación normal con tal vento. Probablemente o destruirá. Polo tanto, a turbina debe ser eliminada de mal tempo. En particular, hai que ter en conta que os seus restos, usan polo vento, poden enfrontar a alguén.
A diferenza das turbinas comerciais típicas cun eixe horizontal de rotación, equipado con tres láminas, fixado no eixe horizontal, use o eixe vertical do rotor no noso proxecto. Elimínanos da necesidade dun mecanismo que ten en conta a dirección do vento e simplifica moito o proxecto da turbina. O noso xerador, en esencia, é unha roda de bicicleta montada nun rack vertical, que está asociado a un xerador eléctrico. O papel das láminas do rotor usa oito "follas de chan", tallado a partir de tubos de alcantarillado de plástico barato (PVC) e unido á roda de varilla.
A turbina comeza a rotar cando o vento alcanza a forza de aproximadamente 2 puntos correspondentes (uns 6 km / h) na escala de BAFORT (ver a táboa a continuación). Se a enerxía eólica alcanza as 5 na escala de BAFORT (uns 30 km / h), a turbina dá preto de 1 vatio de potencia (segundo as nosas medidas - 147 mAh a 6,7 V).
Escala Beaufort (en base a Wikipedia.)
A escala de forza (velocidades) do vento, utilizada hoxe, foi desenvolvida no século XVIII polo mariño británico Sir Francis Beaufort (1774-1857). Pero é imposible chamarse o primeiro que puxo esforzos para crear esa escala. A escala de Baforta foi precedida por outras obras, en particular, caracterizando a enerxía eólica sobre o seu impacto nas láminas de muíños de vento (enxeñeiro John Smiton, 1759). Na mesma dirección, o xeógrafo británico e o hidrógrafo Alexander Dorrimple (1737-1808) traballaron. Incluso as escalas de enerxía eólica foron creadas polo astrónomo silencioso (1582), o científico Robert Googk (1663) e Daniel Defo (1704) - un comerciante, un rebelde, spyware e autor de Robinson Cruzo. En 1829, Francis Beaufort foi nomeado unha hidrografía do Almirantazgo británico e entregou a súa escala a todos os que poderían necesitalo. Desde entón, a escala de Beaufort converteuse nunha ferramenta estándar para medir a enerxía eólica.
Materiais e ferramentas
MATERIAIS:- Roda de bicicleta dianteira cun diámetro de 28 pulgadas e un xerador eléctrico. Compras un novo xerador en eBay por 40 €, pero en Europa hai moitas veces xeradores de segunda man. En EE. UU., Podes atopar tales en eBay e podes mercar un Dynamo Shimano barato e instalalo nunha vella roda.
- 2 pipas de PVC de 4 pulgadas (tubo de paso condicional de 110 mm) de 2 metros de lonxitude. Eu usei tubos de paredes finos, pero que exactamente serán, o papel especial non xoga.
- 16 parafusos de fixación con noces e con arandelas grandes. A lonxitude eo diámetro dos parafusos dependen das características do bordo da roda.
- Fontanería de aceiro Tubo galvanizado cun diámetro de 1 1/2 pulgadas con fíos nos dous extremos. A súa lonxitude (a altura do mastro de vento) é seleccionada de forma independente e depende das condicións en que o xerador terá que traballar.
- Accesorios para tubos de aceiro para un tubo de auga 1 1/2 pulgadas. Plug (é absolutamente necesario) e Tee (opcional).
- Rapid-Down (Buck-Boost) DC-DC Voltage Converter, como Mesa # DSN6009 4 A. Recomendo un conversor cunha saída de 30 W.
- 2 condensador electrolítico, 2200 μF, polo menos 12 V.
- Rectificador de ponte. Mínimo - 500 MA.
- Diode 1N4007.
- Tubos ou cinta illados térmicos.
- Cables de fíos e parafusos con bisagras (opcional). Todo isto pode ser necesario para solucionar o mástil.
- Bolsa de cemento (opcional). Pode ser necesario para o mastro de montaxe.
Instrumentos:
- Haves ou electrovka para cortar tubos de PVC finos.
- Drill con varas para plástico e metal.
- Destornillador e / ou chave e conxunto de toberas axeitadas para parafusos usados, porcas, parafusos.
- Soldadura de ferro e soldadura.
Facemos un xerador de vento desde unha roda de bicicleta
Comecemos a traballar no xerador de vento. Usaremos o mástil feito a partir dun tubo de táctil de aceiro, que pode ser fixado no chan cun formigón. Tomar unha decisión sobre a altura do mástil eo método do seu fixador paga a pena ler leis locais. Quizais, dependendo das condicións de funcionamento do xerador, o mástil será necesario para corrixir co uso de estrías.
▍1. Cortar Blades de turbina
Usamos tubos de PVC de sumidoiros de amortiguamento (Fig. A). En Alemaña, onde vivo, tales tubos están pintados en laranxa, en América do Norte tales tubos son xeralmente brancos.
Nós, usando a serra, podemos cortar 4 láminas dun tubo de dous metros (fig. B). Necesitamos 8 láminas. Tenta cortar as tuberías exactamente no centro. Idealmente, todas as láminas deben ter o mesmo peso.
▍2. Adxuntar as láminas ao xerador
No papel do xerador, usamos unha roda de bicicleta (RIM) co xerador fixado nel (Fig. C). Os mellores son as rodas cun RIM de aluminio, xa que son máis fáciles de perforar. Se tomaches a roda da antiga bicicleta, non te esquezas de eliminar os pneumáticos, cámaras e discos de freo.
Engada a lámina ao volante como se mostra na fig. D, usando 2 parafusos, porcas e arandelas grandes. As láminas deben ser distribuídas na vara uniformemente (talvez axudará a cantidade de raios entre as láminas) e aliñadas no centro do bordo.
▍3. Masto de montaxe
Mast imos facer dun tubo de auga de aceiro galvanizado con fíos en ambos extremos. No plug (fig. E), é necesario perforar un buraco de 9 mm e fixar a roda ao enchufe, pasando por este buraco do eixe do xerador con fío (Fig. F por baixo). Despois de que o mastro sexa fiable (!), Pode fixar o enchufe.
No caso de instalación fiable, o mástil pode usar o tee, atornillado a esa parte do tubo, que será fixado no chan e cheo de formigón. O tee permitirá que de forma fiable fixar o mástil en formigón. Ao mesmo tempo, o peso do formigón debe ser o suficientemente grande como para manter e solucionar o mástil. Todo o deseño debe ser fiable. Como resultado, se se espera a tormenta, pode simplemente desenroscar o fondo do mástil da base de formigón e eliminar a turbina nun lugar seguro.
Non subestime a forza coa que o vento actúa sobre os elementos circundantes. Esta forza aumenta en proporción á Cuba (terceiro grao) da velocidade do vento. Polo tanto, se é necesario, fixa o mástil coa axuda de estrías.
▍4. Construír compoñentes electrónicos
A nosa fábrica de enerxía eólica calcúlase para cargar unha batería de chumbo-ácido cunha corrente xerada por unha máquina de dinamo. O xerador eléctrico usado por nós produce unha corrente alterna que convertemos nunha corrente permanente de pulso usando un rectificador de ponte. Esta corrente, para alisalo, transmítese a dous condensadores electrolíticos cunha capacidade de 2200 μF.
A corrente permanente suavizada é entón alimentada a un transmisor de rápido descenso (custa uns 10 dólares a eBay), que se usa como regulador de carga da batería. Converte a tensión de entrada no rango de 1,25 a 30 V, nunha tensión constante predeterminada. Definimos a saída do conversor en 0,7 voltios por riba da corrente de carga de batería finita (para compensar a tensión directa do diodo). O 1N4007 DIODE é necesario para evitar a corrente inversa da batería ao conversor.
Por exemplo, unha batería de chumbo-ácido de 6 voltios ten unha corrente de carga de 7.2 V. Considerando a necesidade de engadir tensión de diodo directo, que é de 0,7 V, o conversor debe instalarse na tensión de saída a 7.9 V.
Carga eléctrica (isto pode ser calquera cousa, por exemplo - LED) estará conectado ás saídas da batería. Considere o feito de que esta carga debería soportar a tensión de saída instalada no conversor. O propio xerador pode ser capaz de dar só unha pequena corrente, ea batería pode dar algúns amperios. As consecuencias do cortocircuíto poden ser moi tristes (pode ocorrer o lume). Para evitar accidentes, necesitas, independentemente do que exactamente conéctate ao xerador de vento, tome as medidas de seguridade axeitadas.
A advertencia de tormenta!
Despois de que os compoñentes electrónicos xeradores sexan montados, todo está listo para converter o poder do vento en electricidade! Agora revélanse as posibilidades do propietario do xerador de vento.
O noso xerador, con todo, é só un dispositivo experimental, unha demostración práctica barata dos principios de turbinas eólicas, que se poden empregar, por exemplo, nas escolas. Esta turbina non está deseñada para traballar con forte vento. Cando a turbina non se usa, ou se a potencia do vento supera a 6 na escala de BAFORT, todo o deseño debe ser desmontado e ocultar nalgún lugar.
A roda de bicicleta e as láminas de tubos non están deseñados para uso constante, especialmente - con forte vento. Pode mellorar o deseño a si mesmo se quere que o xerador de vento funcione de forma continua. (Certo, debo dicir que o meu deseño resultou ser máis forte do que esperaba. Deixei no xardín e traballou alí por calquera tempo, sempre que non falase nunha das estrías. Entón o mástil caeu e roto unha das láminas. Turbinas.)
Se estás interesado no tema dos xeradores eólicos, podes ver este material e ver este vídeo. Mire este sitio dedicado ao xerador Chispito. Entón aquí hai outro par de recursos útiles.
E máis opcións: