Denne vindgeneratoren er for dyrt hvis det er planlagt å bli brukt til å løse enkle lekser, som ikke krever høy effekt. Hvis alt du trenger er en liten energi for LED-belysning eller for et prosjekt basert på Raspberry Pi Zero, er det på en eller annen måte uforholdsmessig ganske seriøse penger som må betale selv for en liten vindmølle. Det samme gjelder for skoleeksperimenter, tid og penger som forlater for organisasjonen, som vanligvis prøver å minimere. Skolene er ofte begrenset på midlene.
Takket være dette materialet lærer vi hvordan du lager din egen lille vindgenerator. Vi vil gjøre det fra sykkel reservedeler og fra det du kan kjøpe i en byggbutikk. Kostnaden for prosjektet er et sted rundt $ 80-150. Det vil ta 8-16 timer for å lage en generator. Med vind, som er litt sterkere enn den "svake vinden" på Bafort-skalaen, kan generatoren gi omtrent 1 watt strøm. Dette er nok til å lade et lite batteri, noe som betyr at energien vi vil ha i det vindløse været.
Den lille vindturbinen som er beskrevet her, er faktisk det eksperimentelle prosjektet, under arbeidet du kan mestre grunnlaget for vetorenergien. Denne turbinen kan ikke kalles en helt pålitelig energikilde. Ikke vent på underverk fra det! I tillegg vurder at den sterke vinden er farlig for vår turbin. Denne maskinen er ikke konstruert for normal drift med slik vind. Han vil mest sannsynlig ødelegge den. Derfor bør turbinen fjernes i dårlig vær. Spesielt er det nødvendig å ta hensyn til at hennes vrak, bærbare av vinden, kan møte noen.
I motsetning til typiske kommersielle turbiner med en horisontal rotasjonsakse, utstyrt med tre kniver, festet på den horisontale akselen, bruk den vertikale akselen til rotoren i vårt prosjekt. Det eliminerer oss fra behovet for en mekanisme som tar hensyn til vindretningen, og forenkler stort sett av turbinens prosjekt. Vår generator, i hovedsak er et sykkelhjul montert på vertikal rack, som er knyttet til en elektrisk generator. Rotorblades rolle bruker åtte "gulvtøy", skåret fra billige plast (PVC) kloakkrør og festet til stanghjulet.
Turbinen begynner å rotere når vinden når styrken på omtrent tilsvarende 2 poeng (ca. 6 km / t) på Bafort-skalaen (se tabellen nedenfor). Hvis vindkraften når 5 på Bafort-skalaen (ca. 30 km / t), gir turbinen ca 1 watt strøm (i henhold til våre målinger - 147 mAh på 6,7 V).
Beaufort skala (basert på Wikipedia)
Skalaen av styrke (hastighet) av vinden, som ble brukt i dag, ble utviklet i det 18. århundre av den britiske sjømannen Sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Men det er umulig å bli kalt den første som legger innsats for å skape en slik skala. BAFORTA-skalaen ble foregått av andre verk, spesielt karakterisering av vindkraft på sin innvirkning på bladene av vindmøller (ingeniør John Smiton, 1759). I samme retning arbeidet britiske geograf og hydrogrogrogrog Alexander Dorrimple (1737 - 1808). Selv tidligere vindkraftbevis ble skapt av astronomen stille Brage (1582), forskeren Robert Googk (1663) og Daniel Defo (1704) - en kjøpmann, en rebell, spionprogrammer og forfatteren av Robinson Cruzo. I 1829 ble Francis Beaufort utnevnt til en hydrograf på den britiske admiraliteten og overlevert sin skala til alle som kunne trenge det. Siden da har Beauforts skala blitt et standardverktøy for måling av vindkraft.
Materialer og verktøy
Materialer:- Front sykkelhjul med en diameter på 28 tommer og en elektrisk generator. Jeg kjøpte en ny generator på eBay for € 40, men i Europa er det ofte brukte generatorer. I USA kan du finne slike på eBay, og du kan kjøpe en billig Dynamo Shimano og installere den i et gammelt hjul.
- 2 4-tommers PVC-rør (betinget passasjepipe - 110 mm) 2 meter lang. Jeg brukte tynnveggede rør, men hva de vil være, spiller den spesielle rollen ikke.
- 16 Festeskruer med nøtter og med store vaskemaskiner. Lengden og diameteren på skruene er avhengige av egenskapene til hjulfeltet.
- Stål VVS Galvanisert rør med en diameter på 1 1/2 tommer med tråder i begge ender. Lengden sin (høyden på vindmøllen mast) velges uavhengig og avhenger av forholdene der generatoren må fungere på.
- Stålrørbeslag for et vannrør 1 1/2 tommer. Ansiktsplugg (det er absolutt nødvendig) og tee (valgfritt).
- Raskt ned (buck-boost) DC-DC spenningsomformer, for eksempel MESA # DSN6009 4 A. Jeg anbefaler en omformer med en 30 W-utgang.
- 2 Elektrolytkondensator, 2200 μF, minst 12 V.
- Bridge likeretter. Minimum - 500 mA.
- Diode 1n4007.
- Varmeisolerte rør eller tape.
- Wire kabler og skruer med hengsler (valgfritt). Alt dette kan være nødvendig for å fikse masten.
- Sementpose (valgfritt). Kan være nødvendig for montering av mast.
Instrumenter:
- Haves eller Electrolovka for å kutte tynne PVC-rør.
- Bor med stenger for plast og metall.
- Skrutrekker og / eller nøkkel og sett med dyser som er egnet for brukte skruer, muttere, bolter.
- Lodding jern og lodding.
Vi lager en vindgenerator fra et sykkelhjul
La oss begynne å jobbe på vindgeneratoren. Vi vil bruke masten laget av et stålkran, som kan festes i bakken med en betong. Å ta en beslutning om mastens høyde og metoden for sin festing er det verdt å lese lokale lover. Kanskje, avhengig av generatorens driftsforhold, vil masten være nødvendig for å fikse ved bruk av strekkmerker.
▍1. Kutte turbinblad
Vi brukte tynnveggede kloakk PVC-rør (fig. A). I Tyskland, hvor jeg bor, er slike rør malt i oransje, i Nord-Amerika er slike rør vanligvis hvite.
Vi bruker sag, vi kan kutte 4 kniver fra ett to meter rør (Fig. B). Vi trenger 8 kniver. Prøv å kutte rørene nøyaktig i midten. Ideelt sett må alle bladene ha samme vekt.
▍2. Fest knivene til generatoren
I generatorens rolle bruker vi et sykkelhjul (RIM) med generatoren festet i den (fig. C). Det beste er hjulene med en aluminiumfelt, siden de er lettere å bore. Hvis du tok hjulet fra den gamle sykkelen - ikke glem å fjerne dekk, kamera og bremseskiver.
Fest bladet til hjulet som vist på fig. D, bruk 2 skruer, muttere og store vaskemaskiner. Bladene må distribueres på stangen jevnt (kanskje du vil hjelpe antall eiker mellom knivene) og justert i midten av felgen.
▍3. Montering av mast
Mast vi vil gjøre fra et galvanisert stålvannsrør med tråder i begge ender. I sluttpluggen (Fig. E) er det nødvendig å bore et 9 mm hull og fest hjulet på pluggen, passerer gjennom dette hullet i generatoraksen med tråden (Fig. F nedenfor). Etter at masten er pålitelig fast (!), Kan du feste støpselet til det.
I tilfelle av pålitelig installasjon kan masten bruke tee, skrudd til den delen av røret, som vil bli festet i bakken og fylt med betong. Tee vil tillate pålitelig å fikse masten i betong. Samtidig bør vekten av betong være stor nok til å opprettholde og fikse masten. Hele designet bør være pålitelig fast. Som et resultat, hvis stormen er forventet, kan du bare skru av bunnen av masten fra betongbasen og fjerne turbinen til et trygt sted.
Ikke undervurder den styrken som vinden virker på de omkringliggende elementene. Denne kraften øker i forhold til Cuba (tredje grad) av vindhastighet! Derfor, om nødvendig, reparer masten med hjelp av strekkmerker.
▍4. Bygge elektroniske komponenter
Vindkraftverket beregnes for lading av et blybatteri med en strøm generert av en dynamo-maskin. Den elektriske generatoren som brukes av oss, produserer en alternerende strøm som vi konverterer til en puls permanent strøm ved hjelp av en broikator. Denne strømmen, for å utjevne den, overføres til to elektrolytiske kondensatorer med en kapasitet på 2200 μF.
Den glatte permanente strømmen blir så matet til en raske sender (det koster ca $ 10 til eBay), som brukes som batteriladningsregulator. Den konverterer inngangsspenningen i området fra 1,25 til 30 V, til en forutbestemt konstant spenning. Vi setter konverterutgangen med 0,7 volt over den endelige batteriladningen (for å kompensere for direkte diode spenning). 1N4007-dioden er nødvendig for å forhindre omvendt strøm fra batteriet til omformeren.
For eksempel har et 6-volt bly-syrebatteri en ladestrøm på 7,2 V. Med tanke på behovet for å legge til direkte diode spenning, som er 0,7 V, må omformeren installeres på utgangsspenningen på 7,9 V.
Elektrisk belastning (dette kan være noe, for eksempel - LED) vil bli koblet til batteripapirene. Vurder det faktum at denne belastningen skal støtte utgangsspenningen installert på omformeren. Generatoren selv kan være i stand til å gi bare en liten strøm, og batteriet kan gi noen få ampere. Konsekvensene av kortslutning kan være veldig trist (brann kan skje). For å forhindre ulykker, må du, uavhengig av hva du kobler til vindgeneratoren, ta passende sikkerhetsforanstaltninger.
En storm advarsel!
Etter at generatoren elektroniske komponenter er montert, er alt klart for å slå vindens kraft til elektrisitet! Nå er mulighetene for eieren av vindgeneratoren avslørt.
Vår generator er imidlertid bare en eksperimentell enhet, en billig praktisk demonstrasjon av prinsippene for vindturbiner, som for eksempel kan brukes i skolene. Denne turbinen er ikke konstruert for å jobbe med sterk vind. Når turbinen ikke brukes, eller hvis vindens kraft overstiger 6 på Bafort-skalaen, bør hele designet demonteres og skjule et sted.
Sykkelhjulet og bladene av rør er ikke konstruert for konstant bruk, spesielt - med sterk vind. Du kan forbedre designet selv hvis du vil at vindgeneratoren skal fungere på en kontinuerlig basis. (True, jeg må si at designet mitt viste seg å være sterkere enn jeg forventet. Jeg forlot henne i hagen og hun jobbet der for ethvert vær - så lenge det ikke sviktet en av strekkmerkene. Så ble masten kollapset og. ødelagt en av bladene. turbiner.)
Hvis du er interessert i temaet vindgeneratorer - kan du se på dette materialet og se denne videoen. Se på dette nettstedet dedikert til Chispito Generatoren. Så her er et annet par nyttige ressurser.
Og flere alternativer: