Ta vetrni generator je predraga, če naj bi se uporabljal za reševanje preprostih domačih nalog, ki ne potrebujejo visoke moči. Če je vse, kar potrebujete, je malo energije za LED razsvetljavo ali za projekt, ki temelji na malini PI Zero, je nekako nesorazmerno precej resen denar, ki bo moral plačati tudi za majhno vetrnico. Enako velja za šolske eksperimente, čas in denar, ki zapušča organizacijo, ki običajno poskušajo zmanjšati. Šole so pogosto omejene na sredstvih.
Zahvaljujoč temu materialu se naučimo, kako ustvariti svoj majhen generator vetra. To bomo storili iz kolesarjenja rezervnih delov in od tega, kar lahko kupite v gradbeni trgovini. Stroški projekta so nekje okoli $ 80-150. To bo trajalo 8-16 ur, da bi ustvarili generator. Z vetrom, ki je nekoliko močnejši od "šibkega vetra" na lestvici BAFORT, je naš generator sposoben dati približno 1 vato moči. To je dovolj, da napolnite majhno baterijo, kar pomeni, da bo energija, ki jo bomo imeli v vremenu brez vetra.
Majhna vetrna turbina je tukaj opisana, je dejansko eksperimentalni projekt, med delom, na katerem lahko obvladate temelje veta energije. Ta turbina se ne more imenovati popolnoma zanesljiv vir energije. Ne čakajte, da se čudeže od njega! Poleg tega menite, da je močan veter nevaren za našo turbino. Ta stroj ni zasnovan za normalno delovanje s takim vetrom. Najverjetneje ga bo uničil. Zato je treba turbino odstraniti v slabem vremenu. Zlasti je treba upoštevati, da se lahko njena razbitina, nositi z vetrom, se lahko sooči z nekom.
Za razliko od tipičnih komercialnih turbin z vodoravno osjo vrtenja, opremljena s tremi rezilami, pritrjena na vodoravno gred, uporabite navpično gred rotorja v našem projektu. Odstrani nas od potrebe po mehanizmu, ki upošteva smer vetra, in močno poenostavlja projekt turbine. Naš generator, v bistvu, je kolesarsko kolo, nameščeno na navpični stojalo, ki je povezan z električnim generatorjem. Vloga rotorskih rezil uporablja osem "talno ploščo", izrezljane iz poceni plastične (PVC) kanalizacijske cevi in pritrjena na kolesce Rod.
Turbina se začne vrteti, ko veter doseže moč približno 2 točk (približno 6 km / h) na lestvici BAFORT (glejte spodnjo tabelo). Če vetrna elektrarna doseže 5 na lestvici Bafort (približno 30 km / h), turbina daje približno 1 valo moči (v skladu z našimi meritvami - 147 mAh pri 6,7 V).
Beaufort lestvica (na podlagi Wikipedija)
Lestvica moči (hitrosti) vetra, ki se uporablja danes, je bila razvila v 18. stoletju z britanskim mornarjem Sir Francis Beaufort (1774 - 1857). Vendar je nemogoče, da se imenujemo prvi, ki si je prizadeval ustvariti takšno lestvico. Lestvica Baforta je pred drugimi deli, zlasti, značilnosti vetrne energije na njenem vplivu na rezila vetrnic (inženir John Smiton, 1759). V isti smeri, britanski geograf in hidrograph Alexander Dorrimple (1737 - 1808) delal. Tudi prejšnje lahke vetrne moči so ustvarili astronomer Tiho Brage (1582), znanstvenik Robert Googk (1663) in Daniel Defo (1704) - trgovec, upornik, vohunska programska oprema in avtor Robinsona Cruzo. Leta 1829 je bil Francis Beaufort imenovan za hidrografa britanskega admiralnosti in izročil svojemu obsegu vsem, ki bi ga potrebovali. Od takrat je Beaufortovi lestvica postala standardno orodje za merjenje vetrne energije.
Materiali in orodja
Materiali:- Sprednja kolesa s premerom 28 palcev in električnega generatorja. Kupil sem nov generator na eBay za 40 €, vendar v Evropi pogosto rabljeni generatorji. V ZDA lahko najdete tako na eBay, in lahko kupite poceni Dynamo Shimano in ga namestite v stare kolo.
- 2 4-palčni PVC cevi (pogojna prehodna cev - 110 mm) 2 metra dolga. Uporabil sem tanke cevi, toda kaj točno bodo, posebna vloga ne igra.
- 16 Pritrdilni vijaki z maticami in z velikimi podložkami. Dolžina in premer vijakov je odvisna od značilnosti kolesnega platišča.
- Jeklena vodovodna pocinkana cev s premerom 1 1/2 palcev z niti na obeh koncih. Njegova dolžina (višina vetrnega teleskopskega teleskopa) je izbran neodvisno in je odvisna od pogojev, v katerih bo generator delal.
- Jeklene cevi oprema za vodovodno cev 1 1/2 palcev. Vtič obraz (to je nujno potrebno) in tee (neobvezno).
- Pretvornik DC-DC napetosti DC-DC, kot je Mesa # DSN6009 4 A. Priporočam pretvornik s 30 W izhodom.
- 2 elektrolitski kondenzator, 2200 μF, vsaj 12 V.
- Most usmernik. Najmanj 500 mA.
- Dioda 1N4007.
- Toplote-izolirane cevi ali trak.
- Žični kabli in vijaki s tečaji (izbirno). Vse to je potrebno za pritrditev teleskosa.
- Vreča cementa (izbirno). Za pritrditev teleskopanja.
Instrumenti:
- Halces ali Electrolovka za rezanje tankih PVC cevi.
- Vrtajte s palicami za plastiko in kovino.
- Izvijač in / ali ključ in komplet šob, primernih za rabljene vijake, matice, vijake.
- Spajkanje železa in spajkanje.
Naredimo vetrni generator iz kolesnega kolesa
Začnimo delati na vetrnem generatorju. Uporabili bomo teleskop iz jeklene pipe, ki se lahko pritrdi na tleh z betonom. Odločitev o višini teleskoparja in metode njegovega pritrditve je vredno branja lokalnih zakonov. Morda, odvisno od pogojev delovanja generatorja, bo jambor potreben, da se popravi z uporabo raztezanja.
▍1. Rezanje turbinskih rezil
Uporabili smo tanke stenske kanalizacijske PVC cevi (sl. A). V Nemčiji, kjer živim, so takšne cevi pobarvane v Orange, v Severni Ameriki pa so cevi običajno bele.
Mi, z uporabo žage, lahko izrežemo 4 rezila iz ene dvomestne cevi (sl. B). Potrebujemo 8 rezil. Poskusite izrezati cevi natančno v centru. V idealnem primeru morajo imeti vse rezila enako težo.
▍2. Pritrditev rezil na generator
V vlogi generatorja uporabljamo kolo kolesa (RIM) z generatorjem, ki je pritrjen v njem (Sl. C). Najboljše so kolesa z aluminijastim platiščem, saj so lažje vrtati. Če ste vzeli kolo iz starega kolesa - ne pozabite odstraniti pnevmatike, kamere in zavorni kolut.
Pritrdite rezilo na kolo, kot je prikazano na sl. D, z uporabo 2 vijakov, matic in velikih podložk. Rezila je treba enakomerno porazdeliti na palico (morda boste pomagali številu napere med rezilami) in poravnani v središču platišča.
▍3. Montaža mast
Mast bomo naredili iz pocinkane jeklene vode cevi z niti na obeh koncih. V končnem čep (Sl. E) je treba vrtati 9-mm luknjo in pritrdite kolo na čep, mimo te luknje generatorja osi z navojem (sl. F spodaj). Po tem, ko je jambor zanesljivo popravljen (!), Lahko pritrdite vtič nanj.
V primeru zanesljive namestitve lahko dvižnik uporablja maščobo, privit na tisti del cevi, ki bo pritrjen v tleh in napolnjen z betonom. Tee bo zanesljivo omogočil pritrditev teleskosa v betonu. Hkrati mora biti teža betona dovolj velika, da ohranja in popravi jambor. Celotno zasnovo bi bilo treba zanesljivo popraviti. Posledica tega je, če se nevihta pričakuje, lahko preprosto odvijte dno jambora iz betonske podlage in odstranite turbino na varno mesto.
Ne podcenjujte moči, s katerim veter deluje na okoliške predmete. Ta sila se poveča v sorazmerju s Kubo (tretja stopnja) hitrosti vetra! Torej, če je potrebno, pritrdite jambor s pomočjo raztezanja.
▍4. Zgradite elektronske komponente
Naša vetrna elektrarna se izračuna za polnjenje svinčeve baterije s tokom, ki ga ustvari stroj Dynamo. Električni generator, ki ga uporabljamo ZDA, proizvaja izmenični tok, ki ga pretvorimo v pulznega trajnega toka z mostom usmernika. Ta tok, za glajenje, se prenaša na dva elektrolitske kondenzatorje z zmogljivostjo 2200 μF.
Uničeni stalni tok se nato hrani s hitrim oddajnikom (stane približno 10 $ za eBay), ki se uporablja kot regulator polnjenja baterije. Pretvori vhodno napetost v območju od 1,25 do 30 V, v vnaprej določeno konstantno napetost. Izhod pretvornika smo postavili z 0,7 voltami nad končnim tokom za polnjenje baterije (za kompenzacijo napetosti direktne diode). 1N4007 dioda je potrebna, da se prepreči povratni tok iz baterije na pretvornik.
Na primer, 6-voltna svinca-kislina baterija ima polnilni tok 7,2 V. Glede na potrebo po dodajanju neposredne diode napetosti, ki je 0,7 V, mora biti pretvornik nameščen na izhodni napetosti pri 7,9 V.
Električna obremenitev (to je lahko karkoli, na primer - LED) bo priključen na izhode baterije. Upoštevajte dejstvo, da mora ta obremenitev podpreti izhodno napetost, nameščeno na pretvornik. Generator sam lahko daje le majhen tok, baterija pa lahko da nekaj ojačevalcev. Posledice kratkega stika so lahko zelo žalostne (požar se lahko zgodi). Da bi preprečili nesreče, potrebujete, ne glede na to, kaj natančno se povežete z generatorjem vetra, sprejmejo ustrezne varnostne ukrepe.
Opozorilo na nevihte!
Ko so generatorske elektronske komponente sestavljene, je vse pripravljeno, da spremeni moč vetra v elektriko! Zdaj se razkrijejo možnosti lastnika generatorja vetra.
Naš generator pa je samo eksperimentalna naprava, poceni praktični prikaz načel vetrnih turbin, ki se lahko uporabijo na primer v šolah. Ta turbina ni zasnovana za delo z močnim vetrom. Ko se turbina ne uporablja, ali če moč vetra presega 6 na lestvici BAFORT, je treba celotno zasnovo razstaviti in se skrivati nekje.
Kolesa koles in rezila cevi niso namenjena stalni uporabi, zlasti z močnim vetrom. Lahko izboljšate oblikovanje sami, če želite, da veter generator deluje na tekoči osnovi. (TRUE, moram reči, da se je moja zasnova izkazala, da je močnejša od pričakovanega. Zapustil sem jo na vrtu in tam je delala za kakršno koli vreme - dokler ni uspelo ena od točk. Potem je mast propadel in prekinil eno od rezil. Turbine.)
Če vas zanima tema vetrnih generatorjev - si lahko ogledate ta material in si oglejte ta videoposnetek. Poglejte to spletno mesto, namenjeno generatorju Chispto. Torej je tukaj še en nekaj koristnih virov.
In več možnosti: