Ovaj generator vjetra je preskupo ako se planira koristiti za rješavanje jednostavne zadaće, koji ne zahtijevaju veliku snagu. Ako je sve što vam je potrebno je malo energije za LED rasvjetu ili za projekt koji se temelji na RApTberry PI Zero, to je nekako nerazmjerno prilično ozbiljan novac koji će morati platiti čak i za malu vjetrenjaču. Isto vrijedi i za školske eksperimente, vrijeme i novac koji odlazi za organizaciju, obično pokušati minimizirati. Škole su često ograničene na sredstvima.
Zahvaljujući ovom materijalu, učimo kako stvoriti vlastiti mali vjetar generator. Učinit ćemo to od biciklističkih rezervnih dijelova i od onoga što možete kupiti u građevinskoj trgovini. Trošak projekta je negdje oko 80-150 dolara. Trebat će 8-16 sati za stvaranje generatora. S vjetrom, koji je malo jači od "slabog vjetra" na bafrtnoj skali, naš generator može dati oko 1 watta moći. To je dovoljno za punjenje male baterije, što znači da će energija imati u vremenu bez vjetra.
Ovdje opisana mala vjetroturbina je, u stvari, eksperimentalni projekt, tijekom rada na kojem možete ovladati temeljima veta energije. Ova turbina ne može se nazvati apsolutno pouzdanim izvorom energije. Nemojte čekati čuda od njega! Osim toga, smatrajte da je jak vjetar opasan za našu turbinu. Ovaj stroj nije dizajniran za normalan rad s takvim vjetrom. Najvjerojatnije će ga uništiti. Stoga se turbina treba ukloniti u lošem vremenu. Konkretno, potrebno je uzeti u obzir da se njezina olupina, koja se nosi vjetar, može suočiti s nekim.
Za razliku od tipičnih komercijalnih turbina s horizontalnom osi rotacije, opremljena s tri noževa, fiksirana na horizontalnom vratilu, koriste okomitu osovinu rotora u našem projektu. On nas eliminira od potrebe za mehanizmom koji uzima u obzir smjer vjetra, i uvelike pojednostavljuje projekt turbine. Naš generator, u biti, je bicikl kotač montiran na okomitom stalku, koji je povezan s električnim generatorom. Uloga rotora lopatica koristi osam "pod tla", isklesana iz jeftinih plastičnih (PVC) kanalizacijskih cijevi i pričvršćena na štapić.
Turbina se počinje rotirati kada vjetar dođe do snage od približno odgovarajućih 2 boda (oko 6 km / h) na bafrtnoj skali (vidi tablicu ispod). Ako energija vjetra dosegne 5 na bafrtnoj skali (oko 30 km / h), turbina daje oko 1 wats snage (prema našim mjerenjima - 147 mAh na 6,7 V).
Ljestvica Beaufort (na temelju Wikipedia)
Skala snage (brzina) vjetra, danas, razvijena je u 18. stoljeću britanski mornar Sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Ali nemoguće je biti nazvan prvi koji stavlja nastojanje da stvori takvu skalu. BAFORTA ljestvica prethodila je druga djela, posebno, karakterizirajući snagu vjetra na njezinom utjecaju na oštrice vjetrenjača (inženjer John Smiton, 1759). U istom smjeru radila je britanski geograf i hidrograf Alexander Dorrimple (1737. - 1808.). Čak su i ranije vjetroelektrane izrađene od strane astronoma tihog Bragea (1582), znanstvenika Roberta GoOgka (1663.) i Daniela defo (1704) - trgovac, pobunjenik, spyware i autor Robinson Cruzoa. Godine 1829. Francis Beaufort imenovan je s hidrografijom britanskog admiraliteta i predao svoju ljestvicu svima koji su to mogli trebati. Od tada, Beaufortova skala postala je standardni alat za mjerenje vjetra.
Materijali i alati
Materijali:- Prednji bicikl kotača promjera 28 inča i električni generator. Kupio sam novi generator na eBayu za 40 €, ali u Europi često postoje generatori za drugim rukama. U SAD-u možete pronaći takve na eBayu, a možete kupiti jeftin dinamo Shimano i instalirati ga u stari kotač.
- 2 4-inčne PVC cijevi (uvjetna prolazna cijev - 110 mm) duga 2 metra. Koristio sam tanko zid cijevi, ali što će točno biti, posebna uloga ne igra.
- 16 vijaka za pričvršćivanje s maticama i velikim podložacima. Duljina i promjer vijaka ovise o karakteristikama ruba kotača.
- Čelik vodovod pocinčani cijev s promjerom od 1 1/2 inča s nitima na oba kraja. Njegova dužina (visina vjetrenjača) odabran je samostalno i ovisi o uvjetima u kojima će generator morati raditi.
- Čelične cijevi za vodenu cijev 1 1/2 inča. Licu lica (apsolutno je potrebno) i tee (izborno).
- Rapid-down (Buck-Boost) DC-DC konverter napona, kao što je mesa # DSN6009 4 A. Preporučujem pretvarač s 30 W izlaz.
- 2 Elektrolitički kondenzator, 2200 μF, najmanje 12 V.
- Most ispravljač. Najmanje - 500 mA.
- Dioda 1N4007.
- Cijevi s toplinskim izoliranim ili trakom.
- Žičani kabeli i vijci s šarkama (izborno). Sve to može biti potrebno za popravak jarbola.
- Torba cementa (izborno). Može biti potrebna za montažnu jarbolu.
Instrumenti:
- Haves ili elektrolovka za rezanje tanki PVC cijevi.
- Izbušite šipke za plastiku i metal.
- Odvijač i / ili ključ i set mlaznica prikladni za rabljene vijke, matice, vijke.
- Lemljenje željeza i lemljenja.
Napravimo generator vjetra iz kotača bicikla
Počnimo raditi na generatoru vjetra. Koristit ćemo jarbol od čelične cijevi, koji se može fiksirati u tlu s betonom. Odlučivanje o visini jarbola i metoda njegovog pričvršćivanja vrijedi čitati lokalne zakone. Možda, ovisno o uvjetima rada generatora, jarbol će biti potreban za rješavanje korištenja strija.
▍1. Rezanje lopatica turbine
Koristili smo tankim kanalizacijskim PVC cijevima (sl. A). U Njemačkoj, gdje živim, takve cijevi su obojene narančastoj, u Sjevernoj Americi takve cijevi su obično bijele.
Mi, koristeći pilu, možemo smanjiti 4 oštrice iz jedne dvije metarske cijevi (sl. B). Trebamo 8 oštrica. Pokušajte izrezati cijevi točno u sredini. U idealnom slučaju, sve oštrice moraju imati istu težinu.
▍2. Pričvršćivanje noževa generatoru
U ulozi generatora koristimo biciklistički kotač (RIM) s generatorom fiksiran u njoj (sl. C). Najbolji su kotači s aluminijskim rubom, budući da su lakše bušiti. Ako ste uzeli kotač sa starog bicikla - ne zaboravite ukloniti gumu, kamere i kočnice diskove.
Pričvrstite oštricu na kotač kao što je prikazano na Sl. D, koristeći 2 vijka, matice i velike podloške. Oštrice se moraju ravnomjerno raspodijeliti na štap (možda ćete pomoći broj žbica između oštrica) i poravnati u središtu ruba.
▍3. Montaža
Jatar ćemo napraviti od pocinčane čelične vode vode s nitima na oba kraja. U završnom čep (sl. Nakon što se jarbol pouzdano fiksira (!), Možete pričvrstiti utikač na njega.
U slučaju pouzdane instalacije, jarbol može koristiti tee, pričvršćen na taj dio cijevi, koji će biti fiksiran u tlu i napunjen betonom. Tee će pouzdano dopustiti da popravi jarbol u betonu. U isto vrijeme, težina betona bi trebala biti dovoljno velika da bi održala i popravila jarbola. Cijeli dizajn treba pouzdano fiksirati. Kao rezultat toga, ako se ne očekuje oluja, možete jednostavno odvrnuti dno jarbola iz betonske baze i ukloniti turbinu na sigurno mjesto.
Nemojte podcjenjivati snagu s kojom vjetar djeluje na okolne predmete. Ova sila se povećava razmjerno Kubi (treći stupanj) brzine vjetra! Stoga, ako je potrebno, popravite jarbol uz pomoć strije.
▍4. Izgradite elektronske komponente
Naš vjetroelektrana se izračunava za punjenje baterije olovo-kiseline s strujom generiran dinamo strojem. Električni generator koji koristi SAD proizvodi izmjeničnu struju koju pretvaramo u puls trajnu struju pomoću mosta ispravljač. Ova struja, za izglađivanje, se prenosi na dva elektrolitička kondenzatora s kapacitetom od 2200 μF.
Zaglađena trajna struja se zatim dovodi do brzog odašiljača (košta oko 10 $ za eBay), koji se koristi kao regulator punjenja baterije. Pretvara ulazni napon u rasponu od 1,25 do 30 V, u unaprijed određeni konstantan napon. Izlaz pretvarača postavljamo za 0,7 volti iznad konačne struje napunjenosti baterije (za kompenzaciju izravnog napona dioda). 1N4007 dioda je potrebna kako bi se spriječilo obrnuto struju s baterije na pretvarač.
Na primjer, akumulatna baterija s 6-vodljivim nosanjem ima struju punjenja od 7,2 V. S obzirom na potrebu za dodavanjem izravne diodne napona, što je 0,7 V, pretvarač mora biti instaliran na izlazni napon na 7,9 V.
Električno opterećenje (to može biti sve, na primjer - LED) će biti spojeno na izlaze baterije. Razmotrite činjenicu da bi se to opterećenje trebalo podržavati izlazni napon na pretvaraču. Sam generator može biti u stanju dati samo malu struju, a baterija može dati nekoliko pojačala. Posljedice kratkog spoja mogu biti vrlo tužne (može se dogoditi požar). Kako biste spriječili nezgode, trebate, bez obzira na to što se točno povezujete s generatorom vjetra, poduzeti odgovarajuće sigurnosne mjere.
Upozorenje o oluji!
Nakon što su generator elektroničke komponente sastavljene, sve je spremno pretvoriti moć vjetra u električnu energiju! Sada se otkrivaju mogućnosti vlasnika generatora vjetra.
Naš generator je, međutim, samo eksperimentalni uređaj, jeftina praktična demonstracija načela vjetroturbine, koje se mogu koristiti, na primjer, u školama. Ova turbina nije osmišljena za rad s jakim vjetrom. Kada se turbina ne koristi, ili ako snaga vjetra prelazi 6 na bafrtnoj skali, cijeli dizajn bi trebao biti rastavljen i sakriti negdje.
Biciklistički kotač i noževi cijevi nisu dizajnirani za stalnu uporabu, posebno - s jakim vjetrom. Možete sami poboljšati dizajn ako želite da vjetar generator radi na stalnoj osnovi. (Istina, moram reći da se moj dizajn ispostavilo da je jači nego što sam očekivao. Ostavio sam je u vrtu i tamo radila za bilo koje vrijeme - sve dok nije uspjelo jedan od strija. Tada se jarbol srušio i slomljena jedan od oštrica. turbine.)
Ako ste zainteresirani za temu vjetra generatora - možete pogledati ovaj materijal i vidjeti ovaj videozapis. Pogledajte ovu stranicu posvećenu Chispito Generatoru. Dakle, ovdje je još nekoliko korisnih resursa.
I više opcija: