Tento generátor vetra je príliš drahý, ak sa plánuje použiť na riešenie jednoduchých domácich úloh, ktoré nevyžadujú vysoký výkon. Ak je všetko, čo potrebujete, je trochu energie pre LED osvetlenie alebo pre projekt založený na Raspberry PI Zero, je to nejako neprimerane pomerne vážne peniaze, ktoré budú musieť zaplatiť aj pre malý veterný mlyn. To isté platí pre školské experimenty, čas a peniaze, ktoré odchádzajú na organizáciu, ktoré sa zvyčajne snažia minimalizovať. Školy sú často obmedzené v prostriedkoch.
Vďaka tomuto materiálu sa naučíme, ako vytvoriť svoj vlastný malý generátor veterného vetra. Urobíme to z cyklistických náhradných dielov az toho, čo si môžete kúpiť v stavebnom obchode. Náklady na projekt sú niekde okolo 80-150 USD. Na vytvorenie generátora bude trvať 8-16 hodín. S vetrom, ktorý je mierne silnejší ako "slabý vietor" na škále BAFORT, náš generátor je schopný dať asi 1 watt sily. To stačí na nabíjanie malej batérie, čo znamená, že energia budeme mať v bezvíznom počasí.
Malý veterná turbína je v skutočnosti experimentálny projekt, počas práce, na ktorom môžete zvládnuť základy veto energie. Táto turbína nemôže byť nazývaná absolútne spoľahlivý zdroj energie. Nečakajte na to, aby ste z neho divoky! Okrem toho sa domnievate, že silný vietor je nebezpečný pre našu turbínu. Tento stroj nie je určený pre normálnu prevádzku s takýmto vetrom. S najväčšou pravdepodobnosťou ho zničí. Preto by sa turbína mala odstrániť v nepriaznivom počasí. Najmä je potrebné vziať do úvahy, že jej trosky, nositeľné vetrom, môže čeliť niekomu.
Na rozdiel od typických komerčných turbín s horizontálnou osou otáčania, vybavené tromi lopatkami, upevnenými na horizontálnom hriadeli, použite vertikálny hriadeľ rotora v našom projekte. Odstraňuje nás od potreby mechanizmu, ktorý berie do úvahy smer vetra, a výrazne zjednodušuje projekt turbíny. Náš generátor v podstate je bicykel koleso namontované na zvislom nosiči, ktorý je spojený s elektrickým generátorom. Úloha rotora lopatiek používa osem "podlahové diely", vyrezané z lacných plastových (PVC) kanalizačných potrubí a pripevnené na tyčové koleso.
Turbína sa začína otáčať, keď vietor dosiahne silu približne zodpovedajúcich 2 bodov (približne 6 km / h) na škále BAFORT (pozri tabuľku nižšie). Ak sa veterná energia dosiahne 5 na búznej mierke (asi 30 km / h), turbína dáva asi 1 watt s výkonom (podľa našich meraní - 147 mAh na 6,7 V).
Stupnica Beaufort (na základe Wikipédia)
Rozsah sily (rýchlosti) vetra, ktorý sa dnes používa, bol vyvinutý v 18. storočí Britský námorník Sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Nie je však nemožné nazvať prvý, kto vyvinie úsilie na vytvorenie takejto mierky. Stupnica BAFORTA predchádzala aj iné diela, najmä charakterizujúce veternú energiu na jeho vplyv na čepele veterných mlynov (inžinier John Smiton, 1759). V rovnakom smere, britským geografom a hydrografom Alexander Dorrimple (1737 - 1808) (1737 - 1808). Dokonca aj skoršie veterné elektrárne boli vytvorené astronómom tichým brzdom (1582), vedec Robert Googk (1663) a Daniel Defo (1704) - obchodník, Rebel, Spyware a autor Robinson Cruzo. V roku 1829 bol Francis Beaufort vymenovaný za hydrografiu britského admirality a podal svoju váhu všetkým, ktorí ju mohli potrebovať. Odvtedy sa mierka Beaufort stala štandardným nástrojom na meranie veternej energie.
Materiály a nástroje
Materiály:- Predné bicykle s priemerom 28 palcov a elektrickým generátorom. Kúpil som si nový generátor na eBay za 40 €, ale v Európe sú často generátory z druhej ruky. V USA môžete nájsť na eBay, a môžete si kúpiť lacné Dynamo Shimano a nainštalovať ho do starého kolesa.
- 2 4-palcové PVC rúry (podmienečná priechodná potrubia - 110 mm) Dlho 2 metre. Použil som tenké stená, ale čo presne budú, osobitná úloha nehraje.
- 16 upevňovacích skrutiek s maticami a veľkými podložkami. Dĺžka a priemer skrutiek závisí od vlastností ráfika kolesa.
- Oceľové inštalatérske pozinkované potrubie s priemerom 1/2 palca s vláknami na oboch koncoch. Jeho dĺžka (výška stožiara veterného mlynu) je zvolená nezávisle a závisí od podmienok, v ktorých generátor bude musieť pracovať.
- Oceľové potrubné armatúry pre vodovodné potrubie 1/2 palca. Čelná zástrčka (je to absolútne nevyhnutné) a tee (voliteľné).
- Rapid-Down (Buck-Boost) Converter DC-DC napätie, napríklad mesa # DSN6009 4 A. Odporúčam konvertor s 30 W výstupom.
- 2 elektrolytický kondenzátor, 2200 μF, aspoň 12 V.
- Usmerňovač mostíka. Minimálne - 500 mA.
- Dióda 1N4007.
- Tepelne izolované trubice alebo pásky.
- Káble a skrutky s pántmi (voliteľné). To všetko môže byť potrebné na upevnenie stožiara.
- Cementové vrecko (voliteľné). Môžu byť potrebné na montáž stožiara.
Nástroje:
- Alebo elektrolovka na rezanie tenkých PVC rúr.
- Vrtať tyče pre plastové a kovové.
- Skrutkovač a / alebo kľúč a súbor dýz vhodných pre použité skrutky, orechy, skrutky.
- Spájkovanie železa a spájky.
Urobíme veterný generátor z kolesa bicykla
Začnime pracovať na generátore vetra. Budeme používať stožiar vyrobený z oceľovej rúry, ktorá môže byť upevnená v zemi s betónom. Prijatie rozhodnutia o výške stožiara a spôsob jeho upevnenia stojí za to prečítať miestne zákony. Možno, v závislosti od prevádzkových podmienok generátora bude stožiara potrebná na opravu s použitím striekacích značiek.
▍1. Rezanie turbínových čepelí
Použili sme tenkostenné kanalizačné potrubia PVC (obr. A). V Nemecku, kde žijem, takéto rúry sú natreté v oranžovej, v Severnej Amerike sú takéto rúry zvyčajne biele.
My, s použitím píly, môžeme rezať 4 nože z jedného dvojtroverného potrubia (obr. B). Potrebujeme 8 lopatiek. Pokúste sa rezať potrubia presne v strede. V ideálnom prípade musia mať všetky čepele rovnakú hmotnosť.
▍2. Pripojenie čepelí na generátor
V úlohe generátora používame bicykelové koleso (ráfik) s generátorom upevneným v ňom (obr. C). Najlepšie sú kolesá s hliníkovým okrajom, pretože sú ľahšie vŕtať. Ak ste vzali koleso zo starého bicykla - nezabudnite odstrániť pneumatiku, fotoaparát a brzdové kotúče.
Nasaďte čepeľ na koleso, ako je znázornené na obr. D, pomocou 2 skrutiek, orechov a veľkých podložiek. Čepele musia byť distribuované na tyči rovnomerne (možno budete pomáhať počtu lúčov medzi lopatkami) a zarovnané v strede ráfika.
▍3. Montáž stožiara
Stožiara urobíme z pozinkovaného oceľového vodného potrubia so závitmi na oboch koncoch. V koncovej zástrčke (obr. E) je potrebné vyvŕtať otvor 9 mm a upevniť koleso do zástrčky, prechádzajúcej týmto otvorom osi generátora so závitom (obr. F nižšie). Po spoľahlivej časti stožiaru (!), Môžete naň upevniť zástrčku.
V prípade spoľahlivej inštalácie môže stožiar použiť TEE, naskrutkované do tej časti potrubia, ktorá bude upevnená v zemi a naplnená betónom. Tee umožní spoľahlivo upevniť stožiar v betóne. Zároveň by mala byť hmotnosť betónu dostatočne veľká na udržanie a upevnenie stožiara. Celý dizajn by mal byť spoľahlivo fixovaný. V dôsledku toho, ak sa očakáva, že búrka sa očakáva, môžete jednoducho odskrutkovať spodnú časť stožiara z betónovej základne a odstrániť turbínu na bezpečné miesto.
Nepodceňujte pevnosť, s ktorou vietor pôsobí na okolité položky. Táto sila sa zvyšuje v pomere k Kube (tretí stupeň) rýchlosti vetra! Preto, ak je to potrebné, upevnite stožiar pomocou striekacích značiek.
▍4. Vybudovať elektronické komponenty
Naša veterná elektráreň sa vypočíta na nabíjanie olovenej batérie s prúdom generovaným strojom Dynamo. Elektrický generátor, ktorý používa USA, vytvára striedavý prúd, ktorý konvertujeme na permanentný prúd impulzu pomocou mostného usmerňovača. Tento prúd, na vyhladzovanie, sa prenáša na dva elektrolytické kondenzátory s kapacitou 2200 uf.
Vyhladený trvalý prúd sa potom privádza do rýchleho vysielača (stojí približne 10 USD na eBay), ktorý sa používa ako regulátor nabíjania batérie. Konvertuje vstupné napätie v rozsahu od 1,25 do 30 V, do vopred určeného konštantného napätia. Výstup konvertora nastavíme o 0,7 voltov nad prúdom nabitia konečnej batérie (na kompenzáciu priameho diódového napätia). 1N4007 dióda je potrebná na zabránenie spätného prúdu z batérie do konvertora.
Napríklad 6-voltová olovená batéria má nabíjací prúd 7,2 V. Vzhľadom na potrebu pridať priame diódové napätie, ktoré je 0,7 V, konvertor musí byť inštalovaný na výstupnom napätí pri 7,9 V.
Elektrické zaťaženie (toto môže byť čokoľvek, napríklad - LED) bude pripojená k výstupom akumulátora. Zvážte, že toto zaťaženie by malo podporovať výstupné napätie nainštalované na konvertor. Samotný generátor môže byť schopný poskytnúť len malý prúd a batéria môže dať niekoľko zosilňovačov. Dôsledky skratu môžu byť veľmi smutné (môže sa stať požiarom). Aby ste predišli nehodám, potrebujete, bez ohľadu na to, čo sa presne pripojíte k generátoru veterného vetra, prijímate vhodné bezpečnostné opatrenia.
Upozornenie na búrky!
Po zostavení elektronických komponentov generátora je všetko pripravené premeniť silu vetra na elektrinu! Teraz sú odhalené možnosti vlastníka veterného generátora.
Náš generátor je však len experimentálne zariadenie, lacná praktická ukážka princípov veterných turbín, ktoré môžu byť použité napríklad v školách. Táto turbína nie je určená na prácu so silným vetrom. Keď sa turbína nepoužíva, alebo ak sila vetra presiahne 6 na úrovni bafort, celý dizajn by mal byť niekde rozobratý a skryť.
Koleso bicyklov a čepele rúrok nie sú určené na konštantné použitie, najmä - so silným vetrom. Dizajn môžete vylepšiť sami, ak chcete, aby generátor vetra pracoval na priebežnom základe. (Je pravda, musím povedať, že môj dizajn sa ukázal byť silnejší, než som očakával. Nechal som ju v záhrade a pracovala tam za akékoľvek počasie - tak dlho, ako to nepodarilo jeden z miernych značiek. Potom sa stvrlina zrútila a zlomený jeden z čepelí. Turbíny.)
Ak máte záujem o tému veterných generátorov - môžete sa pozrieť na tento materiál a vidieť toto video. Pozrite sa na túto stránku venovanú generátorovi chispito. Takže tu je ďalší pár užitočných zdrojov.
A viac možností: