Questo generatore di vento è troppo costoso se è progettato per essere utilizzato per risolvere i compiti semplici, che non richiedono un'alta potenza. Se tutto ciò di cui hai bisogno è un po 'di energia per l'illuminazione a LED o per un progetto basato sul Raspberry PI ZERO, è in qualche modo i soldi sproporzionatamente gravi che dovranno pagare anche per un piccolo mulino a vento. Lo stesso vale per gli esperimenti scolastici, il tempo e il denaro che lasciano per l'organizzazione di cui, di solito cerca di minimizzare. Le scuole sono spesso limitate nei mezzi.
Grazie a questo materiale, impariamo come creare il tuo piccolo generatore di vento. Lo faremo dai pezzi di ricambio in bicicletta e da ciò che puoi comprare in un negozio di costruzioni. Il costo del progetto è da qualche parte di circa $ 80-150. Ci vorranno 8-16 ore per creare un generatore. Con il vento, che è leggermente più forte del "vento debole" sulla scala Bafort, il nostro generatore è in grado di dare circa 1 watt di potere. Questo è sufficiente per caricare una piccola batteria, il che significa che l'energia avremo nel tempo senza vento.
La piccola turbina eolica descritta qui è, infatti, il progetto sperimentale, durante il lavoro su cui è possibile padroneggiare le fondamenta dell'energia del Veto. Questa turbina non può essere chiamata una fonte di energia assolutamente affidabile. Non aspettare che mi meraviglia! Inoltre, considera che il forte vento è pericoloso per la nostra turbina. Questa macchina non è progettata per il normale funzionamento con tale vento. Molto probabilmente lo distruggerà. Pertanto, la turbina dovrebbe essere rimossa in caso di maltempo. In particolare, è necessario tenere conto del fatto che il suo relitto, indossabile dal vento, può affrontare qualcuno.
A differenza delle turbine commerciali tipiche con un asse orizzontale di rotazione, dotato di tre lame, fissate sull'albero orizzontale, utilizzare l'albero verticale del rotore nel nostro progetto. Ci elimina dalla necessità di un meccanismo che tiene conto della direzione del vento e semplifica notevolmente il progetto della turbina. Il nostro generatore, in sostanza, è una ruota di bicicletta montata su un rack verticale, che è associato a un generatore elettrico. Il ruolo delle lame del rotore utilizza otto "floorwear", scolpiti da tubi di fognatura in plastica a basso costo (PVC) e attaccati alla ruota della barra.
La turbina inizia a ruotare quando il vento raggiunge la forza di circa 2 punti corrispondenti (circa 6 km / h) sulla scala Bafort (vedere la tabella seguente). Se l'alimentazione del vento raggiunge 5 sulla scala Bafort (circa 30 km / h), la turbina dà circa 1 watt di energia (secondo le nostre misurazioni - 147 mAh a 6,7 V).
Beaufort Scale (basato su Wikipedia.)
La scala della forza (velocità) del vento, utilizzata oggi, è stata sviluppata nel XVIII secolo dal marinaio britannico Sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Ma è impossibile essere definiti il primo che ha messo gli sforzi per creare una tale scala. La scala Baforta è stata preceduta da altre opere, in particolare, in particolare, caratterizzando l'energia eolica sul suo impatto sulle lame dei mulini a vento (ingegnere John Smiton, 1759). Nella stessa direzione, Geografo britannico e idrografo Alexander Dorrimple (1737 - 1808) ha funzionato. Anche le scale di potenza del vento precedente sono state create da Astronomer Quiet Brange (1582), lo scienziato Robert Googk (1663) e Daniel Defo (1704) - un commerciante, un ribelle, spyware e autore di Robinson Cruzo. Nel 1829, Francis Beaufort fu nominato idrografo dell'ammiragliato britannico e ha consegnato la sua scala a tutti quelli che potrebbero averne bisogno. Da allora, la scala di Beaufort è diventata uno strumento standard per misurare la potenza eolica.
Materiali e strumenti
Materiali:- Ruota della bici anteriore con un diametro di 28 pollici e un generatore elettrico. Ho comprato un nuovo generatore su eBay per € 40, ma in Europa ci sono spesso generatori di seconda mano. Negli Stati Uniti, puoi trovare tale su eBay e puoi comprare una dinamo Shimano economico e installarlo in una vecchia ruota.
- 2 tubi in PVC da 4 pollici (tubo di passaggio condizionato - 110 mm) lungo 2 metri. Ho usato tubi a pareti sottili, ma cosa saranno esattamente, il ruolo speciale non gioca.
- 16 Viti di fissaggio con dadi e con grandi rondelle. La lunghezza e il diametro delle viti dipendono dalle caratteristiche del bordo della ruota.
- Tubo galvanizzato idraulico in acciaio con diametro di 1 1/2 pollici con fili su entrambe le estremità. La sua lunghezza (l'altezza del mulino a vento) è selezionato in modo indipendente e dipende dalle condizioni in cui il generatore dovrà funzionare.
- Raccordi per tubi in acciaio per un tubo d'acqua 1 1/2 pollici. Spina del viso (è assolutamente necessario) e tee (opzionale).
- Convertitore di tensione DC-DC rapidamente down (BUCK-BOOST), come Mesa # DSN6009 4 A. Consiglio un convertitore con un'uscita da 30 W.
- 2 condensatore elettrolitico, 2200 μF, almeno 12 V.
- Raddrizzatore a ponte. Minimo - 500 mA.
- Diodo 1N4007.
- Tubi o nastri isolati riscaldati.
- Cavi metallici e viti con cerniere (opzionale). Tutto ciò potrebbe essere necessario per fissare l'albero.
- Borsa da cemento (opzionale). Può essere necessario per il montaggio del montaggio.
Strumenti:
- Have o elettrolovka per tagliare tubi sottili in PVC.
- Praticare con aste per plastica e metallo.
- Cacciavite e / o chiave e set di ugelli adatti per viti usate, dadi, bulloni.
- Saldatore e saldatura.
Facciamo un generatore di vento da una ruota della bicicletta
Iniziamo a lavorare sul generatore del vento. Useremo l'albero realizzato con un tubo del rubinetto d'acciaio, che può essere fissato nel terreno con un calcestruzzo. Prendendo una decisione sull'altezza dell'albero e il metodo del suo fissaggio vale la pena leggere le leggi locali. Forse, a seconda delle condizioni operative del generatore, sarà necessario l'albero per fissare con l'uso di smagliature.
▍1. Lame di taglio della turbina
Abbiamo usato tubi in PVC fognari a pareti sottili (figura A). In Germania, dove vivo, tali tubi sono dipinti in arancione, in Nord America tali tubi sono solitamente bianchi.
Noi, usando la sega, possiamo tagliare 4 lame da un tubo di due metri (figura B). Abbiamo bisogno di 8 lame. Prova a tagliare i tubi esattamente al centro. Idealmente, tutte le lame devono avere lo stesso peso.
▍2. Attaccare le lame al generatore
Nel ruolo del generatore, usiamo una ruota di bicicletta (bordo) con il generatore fissato in esso (figura c). Le migliori sono le ruote con un bordo di alluminio, dal momento che sono più facili da perforare. Se hai preso la ruota dalla vecchia bicicletta - non dimenticare di rimuovere il pneumatico, la fotocamera e i dischi dei freni.
Attaccare la lama alla ruota come mostrato in Fig. D, usando 2 viti, dadi e rondelle grandi. Le lame devono essere distribuite sulla canna uniformemente (forse aiuti il numero di raggi tra le lame) e allineate al centro del bordo.
▍3. Assemblaggio dell'albero
Albero faremo da un tubo d'acqua in acciaio zincato con fili a entrambe le estremità. Nella spina di estremità (figura E), è necessario praticare un foro da 9 mm e fissare la ruota alla spina, passando attraverso questo foro dell'asse del generatore con filo (Fig. F sotto). Dopo che l'albero è fisso in modo affidabile (!), Puoi fissare la spina ad esso.
Nel caso di installazione affidabile, l'albero può utilizzare il tee, avvitato a quella parte del tubo, che sarà fissato nel terreno e pieno di calcestruzzo. Il tee consentirà in modo affidabile di fissare l'albero in calcestruzzo. Allo stesso tempo, il peso del calcestruzzo dovrebbe essere abbastanza grande da mantenere e fissare l'albero. L'intero design dovrebbe essere fisso in modo affidabile. Di conseguenza, se la tempesta è prevista, è possibile semplicemente svitare il fondo dell'albero dalla base in calcestruzzo e rimuovere la turbina in un luogo sicuro.
Non sottovalutare la forza con cui il vento agisce sugli oggetti circostanti. Questa forza aumenta in proporzione al Cuba (terzo grado) della velocità del vento! Pertanto, se necessario, fissare l'albero con l'aiuto di smagliature.
▍4. Costruisci componenti elettronici
La nostra centrale elettrica eolica viene calcolata per caricare una batteria con acido piombo con una corrente generata da una macchina Dynamo. Il generatore elettrico utilizzato da noi produce una corrente alternata che convertiamo in una corrente permanente di impulsi utilizzando un raddrizzatore di ponte. Questa corrente, per la levigare, viene trasmessa a due condensatori elettrolitici con una capacità di 2200 μF.
La corrente permanente levigata viene quindi alimentata a un trasmettitore rapido (costa circa $ 10 su eBay), che viene utilizzato come regolatore di ricarica della batteria. Converte la tensione di ingresso nell'intervallo da 1,25 a 30 V, in una tensione costante predeterminata. Impostiamo l'uscita del convertitore di 0,7 volt sopra la corrente di carica della batteria finita (per compensare la tensione di diodi diretta). Il diodo 1N4007 è necessario per impedire la corrente inverso dalla batteria al convertitore.
Ad esempio, una batteria ad acidi di piombo da 6 volt ha una corrente di ricarica di 7,2 V. Considerando la necessità di aggiungere una tensione diretta di diodo, che è 0,7 V, il convertitore deve essere installato sulla tensione di uscita a 7,9 V.
Carico elettrico (questo può essere qualsiasi cosa, ad esempio - LED) sarà collegato alle uscite della batteria. Considera il fatto che questo carico dovrebbe supportare la tensione di uscita installata sul convertitore. Il generatore stesso può essere in grado di dare solo una piccola corrente, e la batteria può dare alcuni amplificatori. Le conseguenze del cortocircuito possono essere molto tristi (il fuoco può accadere). Per evitare incidenti, è necessario, indipendentemente da ciò che si connette esattamente al generatore del vento, adottare misure di sicurezza appropriate.
Una tempesta Avvertenza!
Dopo che i componenti elettronici del generatore sono assemblati, tutto è pronto a trasformare il potere del vento in elettricità! Ora le possibilità del proprietario del generatore del vento sono rivelate.
Il nostro generatore, tuttavia, è solo un dispositivo sperimentale, una dimostrazione pratica economica dei principi delle turbine eoliche, che può essere utilizzata, ad esempio, nelle scuole. Questa turbina non è progettata per funzionare con un forte vento. Quando la turbina non viene utilizzata, o se la potenza del vento supera i 6 sulla scala Bafort, l'intero design dovrebbe essere smontato e nascondersi da qualche parte.
La ruota della bicicletta e le lame di tubi non sono progettate per uso costante, specialmente - con un forte vento. Puoi migliorare il design da solo se vuoi che il generatore del vento funzioni su base continuativa. (Vero, devo dire che il mio disegno si è rivelato essere più forte di quanto mi aspettassi. L'ho lasciata in giardino e lei ha lavorato lì per qualsiasi tempo - purché non fallì una delle smagliature. Poi l'albero è crollato e Broken una delle lame. Turbine.)
Se sei interessato all'argomento dei generatori del vento - puoi guardare questo materiale e vedere questo video. Guarda questo sito dedicato al generatore di Chispito. Quindi ecco un'altra coppia di risorse utili.
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