เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมนี้มีราคาแพงเกินไปหากมีการวางแผนที่จะใช้ในการแก้ไขการบ้านอย่างง่ายซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานสูง หากทุกสิ่งที่คุณต้องการคือพลังงานเล็กน้อยสำหรับไฟ LED หรือสำหรับโครงการที่ใช้ Raspberry Pi Zero มันเป็นเงินที่รุนแรงมากที่จะต้องจ่ายแม้กระทั่งกังหันลมขนาดเล็ก เช่นเดียวกับการทดลองของโรงเรียนเวลาและเงินที่ออกจากองค์กรซึ่งมักจะพยายามลดลง โรงเรียนมักถูก จำกัด ในวิธีการ
ขอบคุณเนื้อหานี้เราเรียนรู้วิธีสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กของคุณเอง เราจะทำจากการขี่จักรยานอะไหล่และจากสิ่งที่คุณสามารถซื้อในร้านก่อสร้าง ค่าใช้จ่ายของโครงการอยู่ที่ใดที่หนึ่งประมาณ $ 80-150 จะใช้เวลา 8-16 ชั่วโมงในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ด้วยลมซึ่งแข็งแกร่งกว่า "ลมอ่อน" ในระดับบาเปอร์แลนด์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเราสามารถให้พลังงานได้ประมาณ 1 วัตต์ นี่ก็เพียงพอที่จะชาร์จแบตเตอรี่ขนาดเล็กซึ่งหมายความว่าพลังงานที่เราจะมีในสภาพอากาศที่ไม่มีลม
กังหันลมขนาดเล็กที่อธิบายไว้ที่นี่คือโครงการทดลองในระหว่างการทำงานที่คุณสามารถควบคุมรากฐานของพลังงานยับยั้งกังหันนี้ไม่สามารถเรียกว่าแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้อย่างแน่นอน อย่ารอให้สิ่งมหัศจรรย์จากมัน! นอกจากนี้พิจารณาว่าลมแรงเป็นอันตรายต่อกังหันของเรา เครื่องนี้ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการทำงานปกติกับลมดังกล่าว เขามักจะทำลายมัน ดังนั้นกังหันควรถูกลบออกในสภาพอากาศเลวร้าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีความจำเป็นต้องคำนึงถึงว่าซากเรือของเธอสวมใส่ได้จากลมสามารถเผชิญหน้ากับใครบางคน
ซึ่งแตกต่างจากกังหันเชิงพาณิชย์ทั่วไปที่มีแกนหมุนแนวนอนพร้อมกับใบมีดสามใบได้รับการแก้ไขบนเพลาแนวนอนใช้เพลาแนวตั้งของโรเตอร์ในโครงการของเรา มันกำจัดเราจากความต้องการกลไกที่คำนึงถึงทิศทางของลมและทำให้โครงการกังหันง่ายขึ้นอย่างมาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเราในสาระสำคัญคือล้อจักรยานที่ติดตั้งบนชั้นวางแนวตั้งซึ่งเชื่อมโยงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า บทบาทของใบพัดใบพัดใช้แปด "Floorwear" แกะสลักจากท่อระบายน้ำพลาสติก (PVC) ราคาถูกและติดกับล้อก้าน
กังหันเริ่มหมุนเมื่อลมถึงความแข็งแรงประมาณ 2 คะแนน (ประมาณ 6 กม. / ชม.) ในระดับ Bafort (ดูตารางด้านล่าง) หากพลังงานลมถึง 5 ในระดับ Bafort (ประมาณ 30 กม. / ชม.) กังหันให้พลังงานประมาณ 1 วัตต์ (ตามการวัดของเรา - 147 mAh ที่ 6.7 v)
Beaufort ขนาด (ขึ้นอยู่กับ วิกิพีเดีย)
ขนาดของความแข็งแรง (ความเร็ว) ของลมที่ใช้ในวันนี้ได้รับการพัฒนาในศตวรรษที่ 18 โดย Siror Sir Francis Beaufort (1774 - 1857) แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะเรียกว่าคนแรกที่พยายามสร้างสเกลดังกล่าว ขนาด Baforta ถูกนำหน้าด้วยงานอื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งการอธิบายถึงพลังลมเกี่ยวกับผลกระทบต่อใบมีดของกังหันลม (วิศวกรจอห์น Smiton, 1759) ในทิศทางเดียวกันนักภูมิศาสตร์ชาวอังกฤษและอุทกศาสตร์ Alexander Dorrimple (1737 - 1808) ทำงาน แม้แต่เครื่องชั่งพลังงานลมก่อนหน้านี้ถูกสร้างขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ที่เงียบสงบ (1582) นักวิทยาศาสตร์ Robert Googk (1663) และ Daniel Defo (1704) - ผู้ค้ากบฏสปายแวร์และผู้แต่ง Robinson Cruzo ในปี 1829 Francis Beaufort ได้รับการแต่งตั้งเป็นอุทกศาสตร์ของกองทัพเรืออังกฤษและมอบให้กับทุกคนที่ต้องการได้ ตั้งแต่นั้นมาสเกลของโบฟอร์ตได้กลายเป็นเครื่องมือมาตรฐานสำหรับการวัดพลังงานลม
วัสดุและเครื่องมือ
วัสดุ:- ล้อจักรยานด้านหน้ามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 28 นิ้วและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฉันซื้อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใหม่บน eBay ในราคา€ 40 แต่ในยุโรปมักมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามือสอง ในสหรัฐอเมริกาคุณสามารถค้นหาเช่น eBay และคุณสามารถซื้อไดนาโมชิมิโนและติดตั้งในวงล้อเก่า
- ท่อพีวีซีขนาด 4 นิ้ว (ท่อ Passage แบบมีเงื่อนไข - 110 มม.) ยาว 2 เมตร ฉันใช้ท่อบาง ๆ ที่มีกำแพงล้อมรอบ แต่สิ่งที่พวกเขาจะเป็นบทบาทพิเศษไม่ได้เล่น
- สกรูยึด 16 ตัวที่มีถั่วและด้วยเครื่องซักผ้าขนาดใหญ่ ความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของสกรูขึ้นอยู่กับลักษณะของขอบล้อ
- ท่อเหล็กประปาท่อชุบสังกะสีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 1/2 นิ้วด้วยกระทู้ที่ปลายทั้งสอง ความยาวของมัน (ความสูงของเสากังหันลม) ถูกเลือกอย่างอิสระและขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะต้องทำงาน
- อุปกรณ์ท่อเหล็กสำหรับท่อน้ำ 1 1/2 นิ้ว ปลั๊กหน้า (จำเป็นอย่างยิ่ง) และที (ไม่จำเป็น)
- Rapid-Down (Buck-Boost) DC-DC Voltage Converter เช่น MESA # DSN6009 4 A. ฉันแนะนำตัวแปลงที่มีเอาต์พุต 30 วัตต์
- 2 ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 2,200 μFอย่างน้อย 12 V
- สะพานเรียงกระแส ขั้นต่ำ - 500 mA
- ไดโอด 1N4007
- หลอดหรือเทปหุ้มฉนวนความร้อน
- สายลวดและสกรูที่มีบานพับ (ไม่จำเป็น) ทั้งหมดนี้อาจจำเป็นเพื่อแก้ไขเสากระโดง
- ถุงซีเมนต์ (ไม่จำเป็น) อาจจำเป็นสำหรับเสายึด
เครื่องมือ:
- haves หรืออิเล็กโทรดก้าสำหรับตัดท่อพีวีซีบาง ๆ
- เจาะด้วยแท่งสำหรับพลาสติกและโลหะ
- ไขควงและ / หรือชุดหัวฉีดเหมาะสำหรับสกรูมือสองถั่วสลักเกลียว
- บัดกรีเหล็กและบัดกรี
เราทำกังหันลมจากล้อจักรยาน
เริ่มทำงานกับเครื่องกำเนิดลมกันเถอะ เราจะใช้เสาที่ทำจากท่อเหล็กประปาซึ่งอาจได้รับการแก้ไขในพื้นดินด้วยคอนกรีต การตัดสินใจเกี่ยวกับความสูงของเสากระโดงและวิธีการยึดของมันก็คุ้มค่าที่จะอ่านกฎหมายท้องถิ่น บางทีขึ้นอยู่กับสภาพการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเสาจะต้องแก้ไขด้วยการใช้เครื่องหมายยืด
▍1 ใบมีดกังหันตัด
เราใช้ท่อพีวีซีท่อระบายน้ำบาง (รูปที่ A) ในประเทศเยอรมนีที่ฉันอาศัยอยู่ท่อดังกล่าวจะถูกทาสีในส้มในอเมริกาเหนือท่อดังกล่าวมักจะเป็นสีขาว
เราใช้เลื่อยเราสามารถตัดใบมีด 4 ใบจากท่อสองเมตร (รูป b) เราต้องการ 8 ใบมีด พยายามที่จะตัดท่อตรงกลาง เป็นการดีที่ใบมีดทั้งหมดจะต้องมีน้ำหนักเท่ากัน
▍2 ติดใบมีดไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในบทบาทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเราใช้ล้อจักรยาน (RIM) ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่คงที่ในนั้น (รูปที่ค) สิ่งที่ดีที่สุดคือล้อที่มีขอบอลูมิเนียมเนื่องจากพวกเขาจะต้องเจาะง่ายขึ้น หากคุณเอาล้อจากจักรยานเก่า - อย่าลืมถอดดิสก์ยางกล้องและดิสก์เบรก
แนบใบมีดไปที่ล้อดังแสดงในรูปที่ D, ใช้สกรู 2 สกรูถั่วและเครื่องซักผ้าขนาดใหญ่ ใบมีดจะต้องแจกจ่ายบนก้านอย่างสม่ำเสมอ (บางทีคุณอาจจะช่วยให้จำนวนซี่ระหว่างใบมีด) และสอดคล้องกับที่กึ่งกลางของขอบ
▍3 เสาประกอบ
เสาที่เราจะทำจากท่อน้ำเหล็กชุบสังกะสีที่มีเธรดที่ปลายทั้งสอง ในปลายปลั๊ก (รูป e) มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องเจาะรูขนาด 9 มม. และยึดพวงมาลัยไปยังปลั๊กส่งผ่านรูของแกนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยเธรด (รูปที่. f ด้านล่าง) หลังจากที่เสาคงที่อย่างน่าเชื่อถือ (!) คุณสามารถยึดปลั๊กให้แน่นได้
ในกรณีของการติดตั้งที่เชื่อถือได้เสาสามารถใช้ทีสกรูไปยังส่วนหนึ่งของท่อซึ่งจะได้รับการแก้ไขในพื้นดินและเต็มไปด้วยคอนกรีต ทีจะอนุญาตให้รักษาเสาในคอนกรีตได้อย่างน่าเชื่อถือ ในเวลาเดียวกันน้ำหนักของคอนกรีตควรมีขนาดใหญ่พอที่จะรักษาและแก้ไขเสา การออกแบบทั้งหมดควรได้รับการแก้ไขอย่างน่าเชื่อถือ เป็นผลให้ถ้าคาดว่าพายุคุณสามารถคลายเกลียวด้านล่างของเสาจากฐานคอนกรีตและนำกังหันออกไปยังที่ปลอดภัย
อย่าประมาทความแข็งแกร่งที่มีลมทำหน้าที่ในรายการโดยรอบ แรงนี้เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของคิวบา (ระดับที่สาม) ของความเร็วลม! ดังนั้นหากจำเป็นให้แก้ไขเสาด้วยความช่วยเหลือของเครื่องหมายยืด
▍4. สร้างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
โรงไฟฟ้าพลังงานลมของเราถูกคำนวณสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่มีกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยเครื่องไดนาโม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้โดยเราผลิตกระแสสลับที่เราแปลงเป็นพัลส์ถาวรในปัจจุบันโดยใช้วงจรเรียงกระแสสะพาน ปัจจุบันนี้สำหรับการปรับให้เรียบมันจะถูกส่งไปยังตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสองตัวที่มีความจุ 2,200 μF
กระแสถาวรที่ราบรื่นจะถูกป้อนไปยังเครื่องส่งสัญญาณที่รวดเร็ว (มีค่าใช้จ่ายประมาณ $ 10 ถึง eBay) ซึ่งใช้เป็นเครื่องควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ มันแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตในช่วงตั้งแต่ 1.25 ถึง 30 V เป็นแรงดันคงที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เราตั้งค่าเอาท์พุท Converter 0.7 โวลต์เหนือกระแสการชดเชยแบตเตอรี่ จำกัด (เพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าไดโอดโดยตรง) จำเป็นต้องใช้ไดโอด 1N4007 เพื่อป้องกันกระแสย้อนกลับจากแบตเตอรี่ไปยังตัวแปลง
ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 6 โวลต์มีกระแสไฟชาร์จ 7.2 V. เมื่อพิจารณาถึงความจำเป็นในการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าไดโอดโดยตรงซึ่งเป็น 0.7 V, ตัวแปลงจะต้องติดตั้งบนแรงดันเอาท์พุทที่ 7.9 V
โหลดไฟฟ้า (นี่อาจเป็นอะไรก็ได้เช่น LED) จะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตแบตเตอรี่ พิจารณาความจริงที่ว่าภาระนี้ควรรองรับแรงดันเอาท์พุทที่ติดตั้งบนตัวแปลง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวเองสามารถให้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเพียงเล็กน้อยเท่านั้นและแบตเตอรี่สามารถให้แอมป์ไม่กี่ ผลที่ตามมาของการลัดวงจรอาจเศร้ามาก (ไฟอาจเกิดขึ้น) เพื่อป้องกันอุบัติเหตุที่คุณต้องการโดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่คุณเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมใช้มาตรการรักษาความปลอดภัยที่เหมาะสม
เตือนพายุ!
หลังจากประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทุกอย่างพร้อมที่จะเปลี่ยนพลังของลมเป็นไฟฟ้า! ตอนนี้ความเป็นไปได้ของเจ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมถูกเปิดเผย
อย่างไรก็ตามเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของเราเป็นเพียงอุปกรณ์ทดลองการสาธิตเชิงปฏิบัติที่ไม่แพงของหลักการของกังหันลมซึ่งสามารถใช้งานได้เช่นในโรงเรียน กังหันนี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทำงานกับลมแรง เมื่อไม่ใช้กังหันหรือหากพลังของลมเกิน 6 ในระดับ Bafort การออกแบบทั้งหมดควรถอดประกอบและซ่อนที่ไหนสักแห่ง
ล้อจักรยานและใบมีดของท่อไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการใช้งานอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่ง - มีลมแรง คุณสามารถปรับปรุงการออกแบบด้วยตนเองหากคุณต้องการให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันลมทำงานอย่างต่อเนื่อง (จริงฉันต้องบอกว่าการออกแบบของฉันกลายเป็นแรงกว่าที่ฉันคาดไว้ฉันทิ้งเธอไว้ในสวนและเธอทำงานที่นั่นเพื่อทุกสภาพอากาศ - ตราบใดที่มันไม่ได้ล้มเหลวหนึ่งในเครื่องหมายยืดจากนั้นเสาทรุดตัวลงและ หักหนึ่งในใบมีดกังหัน.)
หากคุณสนใจในหัวข้อของเครื่องกำเนิดลม - คุณสามารถดูเนื้อหานี้และดูวิดีโอนี้ ดูเว็บไซต์นี้ที่ทุ่มเทให้กับเครื่องกำเนิด Chispito ดังนั้นนี่คืออีกหนึ่งทรัพยากรที่มีประโยชน์
และตัวเลือกเพิ่มเติม: