이 풍력 발전기는 고전력이 필요하지 않은 간단한 숙제를 해결하는 데 사용할 계획이면 너무 비쌉니다. 필요한 모든 것이 LED 조명 또는 라스베리 PI 제로를 기반으로하는 프로젝트에 대해 약간의 에너지이면, 작은 풍차에 대해서도 지불 해야하는 것은 어떻게 든 지불해야 할 것입니다. 학교 실험, 시간 및 돈에 대한 동일한 조직에 대해서는 보통 최소화하려고합니다. 학교는 종종 수단에서 제약받습니다.
이 자료 덕분에 우리는 자신의 작은 풍력 발전기를 만드는 방법을 배웁니다. 우리는 사이클링 예비 부품 및 건설점에서 구입할 수있는 것에서도 할 것입니다. 프로젝트의 비용은 80-150 달러의 어딘가에 있습니다. 발전기를 만드는 데 8-16 시간이 걸립니다. Bafort Scale에서 "약한 바람"보다 약간 더 강하고, 우리의 발전기는 약 1 와트의 힘을 줄 수 있습니다. 이는 작은 배터리를 충전하기에 충분합니다. 즉, 우리가 무도성 날씨에 우리가 가질 에너지를 알 수 있습니다.
여기에 설명 된 작은 풍력 터빈은 실제로 실험적 프로젝트에서, Veto 에너지의 기초를 습득 할 수있는 작업 중에 있습니다.이 터빈은 절대적으로 신뢰할 수있는 에너지 원이라고 부를 수 없습니다. 그것의 경이로움을 기다리지 마십시오! 또한 강한 바람이 우리의 터빈에 위험하다고 생각하십시오. 이 기계는 이러한 바람과 함께 정상적인 작동을 위해 설계되지 않았습니다. 그는 가장 멸망 할 것입니다. 따라서 터빈은 나쁜 날씨로 제거되어야합니다. 특히 바람에 의해 착용 할 수있는 그녀의 잔해가있는 그녀의 잔해가 누군가를 직면 할 수 있음을 고려해야합니다.
수평 샤프트에 고정 된 3 개의 블레이드가 장착 된 세 가지 블레이드가 장착 된 전형적인 상용 터빈과 달리 프로젝트에서 로터의 수직 샤프트를 사용하십시오. 그것은 바람의 방향을 고려하고 터빈 프로젝트를 크게 단순화하는 메커니즘의 필요성을 필요로합니다. 우리의 생성기는 본질적으로 전기 발생기와 관련된 수직 랙에 장착 된 자전거 휠입니다. 로터 블레이드의 역할은 싼 플라스틱 (PVC) 하수도 파이프에서 새겨진 8 개의 "플로어웨어"를 사용하고로드 휠에 붙어 있습니다.
터빈은 바람이 바이 포트 스케일에서 대략 대응하는 2 점 (약 6 km / h)의 강도에 도달하면 회전하기 시작합니다 (아래 표 참조). 풍력 발전이 Bafort Scale (약 30 km / h)에서 5에 도달하면 터빈은 약 1 와트의 전력을 제공합니다 (6.7V에서 147mAh의 측정에 따라).
Beaufort Scale (기반) 와이키피아의)
오늘 사용되는 바람의 강도 (속도)의 척도 (속도)는 프란시스 뷰포트 (1774 - 1857)에 의해 영국 선원 선생님이 18 세기에 개발되었습니다. 그러나 그러한 규모를 만들기 위해 노력하는 것을 처음으로 만드는 것은 불가능합니다. Baforta Scale은 다른 작품, 특히 풍차의 블레이드 (엔지니어 존 스피 톤, 1759)에 미치는 영향에 풍력 발전을 특징으로합니다. 동일한 방향으로 영국 지리학자와 숫돌 알렉산더 덤프 (1737 - 1808)가 작동했습니다. 일찍 풍력 발전 비늘조차도 천문학 자 (1582), 과학자 Robert Googk (1663)와 Daniel Defo (1704), 상인, 반란군, 스파이웨어 및 Robinson Cruzo의 저자. 1829 년 Francis Beaufort는 영국군의 수로를 임명했으며, 필요로 할 수있는 모든 사람들에게 규모를 넘겨주었습니다. 그 이후로, Beaufort의 규모는 풍력 전력을 측정하기위한 표준 도구가되었습니다.
재료 및 도구
기재:- 전면 자전거 휠은 직경이 28 인치 및 전기 발전기입니다. eBay에서 € 40 유로에 새로운 발전기를 샀지 만, 유럽에서는 종종 간접 발전기가 있습니다. 미국에서는 eBay에서 찾을 수 있으며 저렴한 디나모 시마노를 구입하여 오래된 바퀴에 설치할 수 있습니다.
- 2 4 인치 PVC 파이프 (조건부 통로 파이프 - 110 mm) 2 미터 길이입니다. 나는 얇은 벽으로 된 파이프를 사용했지만 정확히 무엇이 될 것인지, 특별한 역할은 재생되지 않습니다.
- 16 너트와 큰 와셔가있는 나사를 고정합니다. 나사의 길이와 직경은 휠 림의 특성에 따라 다릅니다.
- 양쪽 끝에 스레드가있는 1 1/2 인치의 직경이있는 강철 배관 공연 파이프. 길이 (풍차 돛대의 높이)는 독립적으로 선택되며 발전기가 작동 해야하는 조건에 따라 다릅니다.
- 물 파이프 1 1/2 인치 용 강관 피팅. 얼굴 플러그 (절대적으로 필요)와 티 (선택 사항).
- Mesa # DSN6009 4 A. 30W 출력이있는 컨버터를 사용하는 것이 좋습니다 (Buck-Boost) DC-DC 전압 변환기.
- 2 전해 커패시터, 2200 μF, 적어도 12V.
- 브리지 정류기. 최소 500mA.
- 다이오드 1N4007.
- 열 절연 튜브 또는 테이프.
- 와이어 케이블과 힌지가있는 나사 (선택 사항). 이 모든 것이 돛대를 고치기 위해 필요할 수 있습니다.
- 시멘트 가방 (선택 사항). 마스트를 장착하기 위해 필요할 수 있습니다.
악기 :
- 얇은 PVC 파이프를 절단하기위한 Haves 또는 Electrolovka.
- 플라스틱 및 금속 용 막대가있는 드릴.
- 스크류 드라이버 및 / 또는 렌치 및 중고 나사, 너트, 볼트에 적합한 노즐 세트.
- 납땜 인두 및 솔더.
우리는 자전거 바퀴에서 풍력 발전기를 만듭니다
풍력 발전기에서 작업을 시작하자. 우리는 콘크리트로 땅에 고정 될 수있는 강철 탭 파이프로 만든 돛대를 사용할 것입니다. 돛대의 높이와 고정의 방법에 대한 결정을 내리는 것은 현지 법률을 읽을 가치가 있습니다. 아마도 발전기의 작동 조건에 따라 스트레치 마크를 사용하여 수정하기 위해서는 마스트가 필요합니다.
▍1. 절단 터빈 블레이드
우리는 얇은 벽난한 하수도 PVC 파이프를 사용했습니다 (그림 A). 독일에서, 내가 살고있는 곳에서는, 북미 지역의 파이프가 주황색으로 그려져 있습니다. 그러한 파이프는 일반적으로 흰색입니다.
우리는 톱을 사용하여, 우리는 하나의 2 미터 파이프에서 4 개의 블레이드를자를 수 있습니다 (그림 B). 우리는 8 개의 블레이드가 필요합니다. 파이프를 정확히 중앙에서 자르십시오. 이상적으로 모든 블레이드는 동일한 무게를 가져야합니다.
χ2. 발전기에 블레이드를 연결합니다
발전기의 역할에서 우리는 자전거 휠 (RIM)을 발전기로 고정시킵니다 (그림 C). 최상의 바퀴는 훈련하기 쉽기 때문에 알루미늄 림이있는 바퀴입니다. 이전 자전거에서 바퀴를 가져 갔다면 - 타이어, 카메라 및 브레이크 디스크를 제거하는 것을 잊지 마십시오.
블레이드를 휠에 부착하는 바와 같이 휠에 부착하십시오. d, 2 개의 나사, 너트 및 큰 와셔를 사용합니다. 블레이드는 막대에 균등하게 분포되어야합니다 (아마도 블레이드 사이의 스포크 수를 도울 수 있으며 림의 중심에 정렬됩니다.
▍3. 조립 돛대
돛대 우리는 양쪽 끝에 아연 도금 강철 물 파이프로 만들 것입니다. 엔드 플러그 (그림 e)에서는 9mm 구멍을 드릴링하고 발전기 축의이 구멍을 스레드로 통과시켜 플러그에 휠을 고정 시켜서 (그림 F 아래). 돛대가 신뢰성있게 고정 된 후 (!) 플러그를 고정 할 수 있습니다.
신뢰할 수있는 설치의 경우, 마스트는 티를 사용하여 땅에 고정되고 콘크리트로 채워지는 파이프의 해당 부분에 나사로 사용할 수 있습니다. 티는 콘크리트에서 돛대를 안정적으로 고정시키는 것을 허용합니다. 동시에 콘크리트의 무게는 돛대를 유지하고 고정하기에 충분할 정도로 커야합니다. 전체 디자인은 안정적으로 고정되어야합니다. 결과적으로 폭풍이 예상되는 경우 콘크리트베이스에서 돛대의 바닥을 푸시하고 터빈을 안전한 장소로 제거 할 수 있습니다.
바람이 주변 아이템에 행하는 힘을 과소 평가하지 마십시오. 이 힘은 풍속의 쿠바 (3도)에 비례하여 증가합니다! 따라서 필요한 경우 스트레치 마크의 도움으로 마스트를 고정하십시오.
▍4. 전자 부품 건설
우리의 풍력 발전소는 디나모 기계에 의해 생성 된 전류가있는 납산 배터리를 충전하기 위해 계산됩니다. 우리가 사용하는 전기 발생기는 브리지 정류기를 사용하여 펄스 영구 전류로 변환하는 교류 전류를 생성합니다. 이 전류는이를 부드럽게하기 위해 2200 μF의 용량으로 2 개의 전해 커패시터로 전송됩니다.
평활화 된 영구 전류는 배터리 충전 조절기로 사용되는 빠른 다운 송신기 (약 10 달러에서 eBay까지 비용)로 공급됩니다. 입력 전압을 1.25 ~ 30V 범위에서 소정의 정전압으로 변환합니다. 우리는 Converter 출력을 유한 배터리 충전 전류 위로 0.7 볼트로 설정합니다 (직접 다이오드 전압을 보완합니다). 배터리에서 변환기로 역전을 방지하려면 1N4007 다이오드가 필요합니다.
예를 들어, 6-Volt led-acid 배터리는 7.2V의 충전 전류를 갖는다. 0.7V 인 직접 다이오드 전압을 추가 할 필요성을 고려하여 7.9V의 출력 전압에 컨버터를 설치해야합니다.
전기 부하 (예 : LED와 같은 것은 무엇인가 일 수 있습니다)가 배터리 출력에 연결됩니다. 이 부하가 컨버터에 설치된 출력 전압을 지원해야한다는 사실을 고려하십시오. 발전기 자체는 작은 전류 만 제공 할 수 있으며 배터리는 몇 가지 암페어를 제공 할 수 있습니다. 단락의 결과는 매우 슬프게 될 수 있습니다 (화재가 발생할 수 있음). 사고를 방지하기 위해 풍력 발전기에 정확히 연결되는 것에 관계없이 적절한 보안 조치를 취하십시오.
폭풍우 경고!
발전기 전자 부품이 조립 된 후, 모든 것이 바람의 힘을 전기로 돌릴 준비가되었습니다! 이제 풍력 발전기의 소유자의 가능성이 드러납니다.
그러나 우리의 발전기는 실험 장치, 예를 들어 학교에서 사용할 수있는 풍력 터빈의 원리에 대한 저렴한 실용적인 시연입니다. 이 터빈은 강한 바람과 함께 작동하도록 설계되지 않았습니다. 터빈이 사용되지 않거나 바람의 힘이 bafort 척도에서 6을 초과하면 전체 디자인을 분해하고 어딘가에 숨겨야합니다.
자전거 바퀴와 파이프의 블레이드는 특히 강한 바람과 함께 일정한 사용을 위해 설계되지 않았습니다. 풍력 발전기가 진행중인 기준으로 일하도록 원한다면 디자인을 향상시킬 수 있습니다. (사실, 나는 나의 디자인이 내가 예상했던 것보다 강하게 밝혀 졌다고 말하면서, 나는 그 정원에서 그녀를 떠났고, 그녀는 스트레치 마크 중 하나를 실패하지 않는 한 어떤 날씨를 위해 거기에서 일했다. 그런 다음 마스트가 붕괴되었고 블레이드 중 하나가 부러졌습니다. 터빈.)
풍력 발전기 주제에 관심이 있으시면이 자료를 보고이 비디오를 볼 수 있습니다. Chispito 발전기 전용이 사이트를보십시오. 그래서 여기에는 또 다른 하나의 유용한 자원이 있습니다.
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