Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления
Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.
Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.
Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка
Преимущества:
- Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
- Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
- Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.
Недостатки:
- Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
- Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.
Изготовление вертикального ветрогенератора
Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором. Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.
Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.
В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.
Схема аксиального генератора для ветрогенератора.
Аксиальный генератор.
Изготовление ветроколеса
Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.
Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.
В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.
Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.
Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.
Схема подключения ветогенератора
Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.
Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.
Видео где показан ветрогенератор в работе.
Ветрогенератор своими руками: подробные фото изготовления
Самодельный ветрогенератор собранный своими руками: подробный фото отчёт по изготовлению ветрогенератора с описанием.Приветствую самоделкиных! Сегодня хочу показать интересный проект одного умельца — это самодельный ветрогенератор мощностью 150Вт.
Давайте рассмотрим процесс изготовления этого ветряка более подробно.
- -Сломанный гироскутер;
- -ПВХ-труба;
- -Круглые металлические пластины;
- -Металлическая полоса;
- -Оцинкованная 5 мм труба;
- -Доска;
- -Крепеж;
- -Дрель;
- -Электролобзик;
- -Угловая шлифовальная машина;
- -Паяльные принадлежности;
- -Плоскогубцы;
- -Карандаш;
- -Рулетка;
- -Фанера;
- -Сварочный аппарат;
- -Аэрозольный баллон с краской;
- -Печатная плата и детали для выпрямителя;
Далее смотрим весь процесс изготовления самодельного ветряка.
В качестве генератора, мастер решил использовать бесколлекторный мотор от гироскутера. Такой двигатель имеет ряд преимуществ, по сравнению с аналогичным, по размерам, коллекторным двигателем. Отсутствие щеток, а значит и их износа. Выработка электроэнергии даже при малой скорости вращения. Все это говорит в пользу бесколлекторного двигателя.
В большинстве случаев эти б/у двигатели находятся в хорошем состоянии, но лучше проверить.
Подсоедините 12 вольтовую лампочку к любым двум из трех проводов. Раскрутите вал двигателя вручную. Лампочка должна загореться. Повторите операцию поменяв один из проводов.
Чтобы двигатель вращался, нужно перевести энергию ветра в механическую энергию. Т.е., для вращения двигателя нужно установить лопасти.
Разбираем уже не рабочий гироскутер и извлекаем электродвигатель.
Изготавливаем крепление для лопастей ветрогенератора.
Крепим его винтами к электродвигателю.
Чтобы удерживать лопасти по ветру нужен поворотный механизм. Чтобы сэкономить время, деньги и много механической обработки, мастер адаптировали шарнирный механизм гироскутера, который позволяет наклонять доску в любом направлении для поворота.
Для крепления поворотного механизма к стойке мастер изготавливает крепление. Крепление, это две круглые металлические пластины. Одна пластина будет крепится к поворотному механизму, вторая приварена к стойке. В пластинах просверлены крепежные отверстия.
Хвост вырезал из фанеры 10 мм. Крепится хвост с помощью двух металлических пластин и шестигранного стержня.
Лопасти мастер вырезал из пластиковой трубы. Сначала он вырезал одну лопасть, а затем использовал ее как шаблон для изготовления еще четыре. Лопасти, при общей длине 101 см, имеют ширину 13 см в широкой, и 5 см в узкой, части.
Данный двигатель, при вращении статора, будет генерировать трехфазный переменный ток.
Для преобразования его в постоянный мастер разработал и изготовил выпрямитель.Стойка изготовлена из оцинкованной трубы. Нижний конец крепится к крыше с помощью металлического кронштейна. К верхнему мастер приварил ранее изготовленное крепление.
Крепим поворотный механизм к стойке.
Подключаем генератор к выпрямителю.
Дальше мастер подключает, для нагрузки, к выпрямителю, свинцово-кислотную батарею 12 В, совместно с понижающим/повышающим преобразователем.
Испытания генератора показали, что при скорости ветра от 5 до 7 м / с, генератор имеет следующие характеристики:
- Напряжение 12 -15 В
- Сила тока 10-14 А
Весь процесс по сборке ветрогенератора можно посмотреть в этом видео:
youtube.com/embed/TyyTykEkc1E?feature=oembed” frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=””>Поделитесь этой идеей в соц. сетях
Энергия ветра: изготовление и испытание вертушек для моделирования ветряных турбин — задание
Quick Look
Уровень: 4 (3-5)
Требуется время: 2 часа 30 минут
(три 50-минутных периода класса)
Расходные затраты/группа: долл. США 0,25
Размер группы: 1
Действие.
предметных областей: Физические науки, наука и технологии
Ожидаемые характеристики NGSS:
3-5-ETS1-3 |
Доля:
TE Информационный бюллетень
Краткое содержание
Учащиеся узнают об энергии ветра, делая вертушку для моделирования ветряной турбины. Как и инженеры, они решают, где и как лучше всего работает их турбина, тестируя ее в разных местах игровой площадки.Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).
Инженерное подключение
Инженеры используют свое понимание природных сил для получения энергии из возобновляемых ресурсов, таких как солнце, ветер, реки и органические вещества. Например, для ветровых электростанций подходят регионы с сильным и устойчивым ветром. Инженеры проектируют ветряные турбины для производства электроэнергии за счет силы ветра. Турбины выглядят как вертушки с наклонными лопастями, соединенными с коробкой передач, которая соединена с генератором. Инженеры собирают и анализируют данные о ветре, чтобы постоянно совершенствовать технологию турбин и дизайн ветряных электростанций.
Цели обучения
После этого задания учащиеся должны уметь:
- Понимание различных источников энергии и того, что ветер является возобновляемым источником энергии.
- Поймите, как работает ветряная турбина.
- Узнайте, как инженеры работают над мониторингом ветра и разрабатывают технологии для извлечения выгоды из энергии ветра.
- Узнайте, как использовать углы и какие углы лучше всего подходят для ветряных турбин.
Образовательные стандарты
Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.
Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).
В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .
NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука
Ожидаемая производительность NGSS | ||
---|---|---|
3-5-ЭТС1-3. Планируйте и проводите честные тесты, в которых контролируются переменные и учитываются точки отказа, чтобы определить аспекты модели или прототипа, которые можно улучшить. (3-5 классы) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв! | ||
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату | ||
Это занятие сосредоточено на следующих аспектах трехмерного обучения NGSS: | ||
Научная и инженерная практика | Ключевые дисциплинарные идеи | Концепции поперечной резки |
Совместное планирование и проведение расследования для получения данных, которые послужат основой для доказательства, с использованием честных тестов, в которых контролируются переменные и учитывается количество испытаний. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! | Тесты часто разрабатываются для выявления точек отказа или трудностей, которые указывают на элементы конструкции, которые необходимо улучшить. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв! Необходимо протестировать различные решения, чтобы определить, какое из них лучше всего решает проблему с учетом критериев и ограничений.Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв! |
Общие базовые государственные стандарты — математика
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технологии
- Энергия приходит в разных формах.
(Оценки
3 –
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
- Протестируйте и оцените решения проблемы проектирования. (Оценки
3 –
5) Подробнее
Посмотреть согласованную учебную программу
Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
ГОСТ
Предложите выравнивание, не указанное вышеКакое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?
Подписаться
Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получить внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!
PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.
Список материалов
Каждый студент должен иметь:
- 2 длинных карандаша (с целым ластиком) или 2 палочки для эскимо/мороженого
- 2 прямых штифта
- ножницы
- несколько разных форматов бумаги
- клей или лента (только если используются палочки для мороженого/мороженого)
- 1 копия таблицы KWL (прилагается)
- 1 копия рабочего листа вертушки (прилагается)
- 1 копия шаблона вертушки (прилагается)
Рабочие листы и вложения
ТаблицаWind Energy KWL (docx)
Таблица KWL ветроэнергетики (pdf)
Шаблон вертушки (docx)
Шаблон вертушки (pdf)
Рабочий лист вертушки (docx)
Рабочий листВертушка (pdf)
Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_earth_lesson04_activity2], чтобы распечатать или загрузить.Больше учебных программ, подобных этому
Деятельность средней школы
Зарядите свой дом ветром
Учащиеся узнают, как инженеры используют энергию ветра для производства электроэнергии, следуя процессу инженерного проектирования, поскольку они создают прототипы двух типов ветряных турбин и проверяют, какие из них работают лучше всего. Студенты также узнают, как инженеры решают, где разместить ветряные турбины, а также о преимуществах и недостатках…
Зарядите свой дом ветром
Высший элементарный урок
Она дует! Ветер как возобновляемый источник энергии
Студенты узнают о ветре как источнике возобновляемой энергии и изучают преимущества и недостатки ветряных турбин и ветровых электростанций. Они также узнают об эффективности ветряных турбин в различных погодных условиях и о том, как инженеры работают над созданием более дешевой, надежной и безопасной ветровой энергии…
Тар она дует! Ветер как возобновляемый источник энергии
Деятельность средней школы
Проектирование возобновляемых источников энергии: ветряные турбины
Студенты знакомятся с реальным техническим инструментом крепления пропеллера ветряной турбины. Это устройство, которое эффективно собирает энергию ветра, и в этом упражнении они соберут свое собственное устройство, используя ветряную турбину LEGO, вентилятор и счетчик энергии.
Проектирование возобновляемых источников энергии: ветряные турбины
Урок средней школы
Вне сети
Студенты изучают и обсуждают преимущества и недостатки возобновляемых и невозобновляемых источников энергии. Они также узнают об электросетях нашей страны и о том, что означает для жилого дома быть «отключенным от сети».
Вне сетки
Введение/Мотивация
Инженеры изучают процессы на Земле, чтобы выяснить, как мы можем получить энергию для освещения и обогрева наших домов. Ветер — мощная сила, которую можно использовать для производства энергии. Это возобновляемый источник энергии, что означает, что его можно использовать снова и снова, не израсходовав его. Еще одна замечательная особенность ветра заключается в том, что он не выделяет никаких загрязняющих веществ, как ископаемое топливо. Так что, по сути, ветер дружелюбен к Земле!
Как инженеры используют ветер? Вы когда-нибудь видели ветряную мельницу? Как это выглядит? Ну, инженеры проектируют машины, называемые ветряными турбинами, которые немного похожи на ветряные мельницы.
Возможно, вы видели ветряные электростанции или ветряные турбины на открытых полях или в водоемах. Чаще всего они напоминают высокие белые вертушки на палочке. Турбина состоит из нескольких частей (см. рис. 1), лопасти соединены с коробкой передач, которая заставляет ее вращаться быстрее, и соединена с генератором. Когда дует ветер, лопасти турбин вращаются, что приводит в действие генератор, вырабатывающий электричество для наших нужд. Турбина также имеет тормоз на случай, если подует ветер тоже быстро. Водяные турбины работают аналогичным образом, за исключением того, что они используют воду вместо ветра.
Рис. 1. Изображение внутренней конструкции ветряной турбины. Лопасти соединены с коробкой передач и генератором, вырабатывающим электричество.
Авторское право
Авторское право © http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter16.html
Сегодня мы изучим вертушку для моделирования ветряной турбины. Мы собираемся сделать часть ветряка (лопасти). Когда лопасти турбины вращаются на ветру, они заставляют вращаться генератор, который вырабатывает электричество. Как только мы получим общее представление о том, как работает вертушка, мы создадим собственную!
Процедура
Перед занятием
- Сбор материалов для занятий.
- Сделайте оклад схемы ветряка (рис. 1).
- Сделайте достаточное количество копий диаграммы KWL энергии ветра, рабочего листа вертушки и шаблона вертушки (прилагается) для каждого учащегося.
- Сделайте образец ветряной турбины/вертушки, чтобы показать ученикам.
Со студентами
День первый
- Раздайте таблицу KWL энергии ветра. Попросите учащихся записать в колонке «Знаю» то, что они уже знают об энергии, создаваемой ветром. Подсказка: подумайте о ветряных мельницах.
- Обсудите с учащимися, как мы получаем энергию. (Ответы: Солнце, ветер, вода, ископаемое топливо и атомные электростанции)
- Объясните учащимся, что они будут изучать вертушку для моделирования ветряной турбины. Спросите учащихся, видели ли они когда-нибудь ветряную турбину (скажите им, что они похожи на ветряные мельницы).
- Объясните учащимся, что такое ветряная турбина, как она работает и почему мы ее используем. Скажите им, что они будут делать часть ветряной турбины (лопасти). Объясните учащимся, что когда лопасти вращаются на ветру, они заставляют вращаться генератор, который затем вырабатывает электричество.
Изготовление турбины
- Раздайте материалы для сборки ветряной турбины/вертушки. Студенты должны работать индивидуально (или могут работать в парах, если это необходимо).
- Для ручки вертушки учащиеся могут использовать карандаш или клей (или ленту) для соединения двух палочек от эскимо/крафта встык. Если вы используете эскимо/палочки для рукоделия, отложите их для просушки.
- Раздайте шаблон вертушки. Студенты должны следовать указаниям, указанным в Инструкции.
- Если позволяет время, учащиеся могут раскрасить свои вертушки. Объясните, что они будут загибать углы так, чтобы обе стороны бумаги были видны.
- Попросите учащихся проткнуть своей прямой булавкой все четыре угла листа (в порядке от меньшего к большему), а затем пройти через центр листа (позиция №5). Затем прикрепите бумажные лезвия — прямой булавкой, воткнутой в положение № 5 на лезвиях, — к ластику карандаша или к одному концу палочек от эскимо®/рукоделия.
День второй
Испытание ветряной турбины/вертушки
- Обсудите с учащимися, что инженеры создают прототипы и тестируют все, что они создают, чтобы определить, насколько хорошо это работает. Теперь студенты будут тестировать условия, в которых их ветряк будет работать лучше всего. Обсудите факторы, влияющие на то, насколько хорошо работает турбина. (Ответы: сила ветра, направление ветра и фактическое качество конструкции ветряной турбины.) Спросите их, где, по их мнению, дует самый сильный ветер. (Ответ: низко к земле или высоко). Спросите учащихся, в каком направлении они должны направить свою вертушку. (Ответ: по ветру, под углом к ветру или против ветра)
- Предложите учащимся записать то, что они хотели бы знать о том, как будет работать их ветряная турбина, в столбце «Хочу узнать» таблицы KWL. (Они могут использовать вопросы, рассмотренные выше.)
- Раздайте лист с заданием «Вертушка» каждому учащемуся.
- Выведите учеников на улицу с их вертушками и рабочими листами и попросите их повернуть вертушки против ветра. Что происходит? (Вертушки должны вращаться.) Что произойдет, если учащиеся повернут свои вертушки под разными углами к ветру? Пусть им исполнится 90 градусов и 180 градусов. Предложите учащимся записать свои выводы в своих рабочих листах.
- Предложите учащимся протестировать вертушку низко над землей, а затем попробовать где-нибудь повыше (на холме возле школы или на игровой площадке) и запишите свои результаты.
День 3
Разработка собственной ветряной турбины/вертушки
- Перегруппируйтесь и предложите учащимся ответить на оставшиеся вопросы рабочего листа на первой странице.
- Затем попросите их записать то, что они узнали из своего первого прототипа, в столбце «Узнал» своих карт KWL. Что бы они изменили в своем ветрогенераторе, если бы им пришлось строить его заново? Могут ли они придумать что-нибудь, что улучшит конструкцию их ветряков? Требуйте ответов, поясняйте и записывайте ответы на доске.
- Напомните учащимся, что инженеры проходят через процесс инженерного проектирования, повторяющийся ряд шагов, чтобы раскрыть новые возможности проектирования и найти наилучшее решение. Объясните, что они будут использовать то, что узнали из прототипа, чтобы разработать лучший дизайн.
- Раздайте остальные материалы (бумагу нескольких разных размеров, ножницы, палочки для карандашей/мороженого, булавки и т. д.) парам учащихся.
- Предложите учащимся вместе выяснить, какие функции важны для ветряной турбины. Предложите учащимся сделать набросок новых дизайнов в части 3a рабочего листа «Вертушка».
- Предложите учащимся построить и протестировать свой новый прототип, используя ту же процедуру, что и раньше. Попросите их записать изменения, которые они сделали в части 3b, на листе.
- Напомните учащимся, что одной из очень важных задач инженеров является запись их проектов, чтобы их можно было воспроизвести. Предложите учащимся записать эксперимент на шаге 4 рабочего листа. Убедитесь, что они включают все, что им нужно, и все, что они сделали. Они должны четко записывать каждый шаг простыми предложениями, чтобы другие могли понять их направления/шаги.
Оценка
Предварительная оценка
Карта KWL: Раздайте карту KWL энергии ветра. Попросите учащихся записать в колонке «Знаю» то, что они уже знают об энергии, создаваемой ветром. Подсказка: подумайте о ветряных мельницах.
Встроенная оценка деятельности
Таблица KWL: Предложите учащимся записать то, что они хотели бы знать о том, как будет работать их ветряная турбина, в колонке «Хочу знать» таблицы KWL. Запрашивайте ответы учащихся.
Рабочий лист: Предложите учащимся заполнить рабочий лист «Вертушка» (прилагается).
Оценка после активности
Таблица KWL: Предложите учащимся записать то, что они узнали, в колонке «Усвоенное» своих таблиц KWL. Изменят ли они что-нибудь в своем ветряке, если построят его снова? Требуйте ответов, поясняйте и записывайте ответы на доске.
Общение Указания: Одной из очень важных задач инженеров является запись их проектов, чтобы их можно было дублировать. Предложите учащимся записать эксперимент. Убедитесь, что они включают все, что им нужно, и все, что они сделали. Они должны четко записывать каждый шаг простыми предложениями — в логическом последовательном порядке — чтобы другие могли понять их направления/шаги.
Предложите учащемуся прочитать свои указания точно так, как они их написали. (Вы также можете предложить учащимся обменяться своими указаниями со своими соседями и прочитать друг друга для понимания. ) Находят ли они какие-либо ошибки или нечеткие шаги? Смогут ли они выполнить задание из записанного? Или вы можете взять один или два набора указаний в качестве примеров и продемонстрировать их перед классом. Убедитесь, что учащиеся делают именно то, что они записали. Часто учащиеся пропускают шаги при написании инструкций, и желаемое действие не может быть выполнено. Это хорошо для того, чтобы подчеркнуть важность точных процедур в инженерном и научном проектировании и экспериментировании.
Вопросы безопасности
Напомните учащимся, что кнопки для пальцев острые, и они должны только втыкать их в ручки вертушек (не в мебель и, тем более, друг в друга!).
Советы по устранению неполадок
Это действие следует выполнять в ветреный/свежий день. Если погода не располагает и день тихий, ученики могут дуть в свою вертушку, поворачивая ее под разными углами.
Если их вертушки не очень хорошо вращаются, попробуйте использовать купленные в магазине вертушки для тестовой части.
Расширения деятельности
Как размер лопасти ветряной турбины влияет на ее производительность? Учащиеся могут изучить эту тему, варьируя размеры бумаги, которую они используют для создания своих вертушек. Попробуйте создать вертушки из трех квадратов разного размера, и пусть класс рассчитает площадь каждого квадрата бумаги, прежде чем строить свои ветряные турбины. Вместе с классом обсудите, как работают разные размеры!
Рекомендации
Первоначально найдено на http://www.windpower.org/
Первоначально найдено на http://www.energyquest.ca.gov/story/chapter16.html
https://www.energy.gov/eere/wind/advantages-and-challenges-wind-energy
Авторские права
© 2004 Регенты Университета КолорадоАвторы
Джессика Тодд; Мелисса Стратен; Малинда Шефер Зарске; Джанет ЙоуэллПрограмма поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в БоулдереБлагодарности
Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда, грант GK-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 15 января 2021 г.
Проект ветряной турбины «Сделай сам» 4-футовая ветряная турбина
Последнее обновление вторник, 04 апреля 2023 г. | Устойчивые решения
В Интернете есть несколько научных проектов ветряных турбин, сделанных своими руками. Этот проект подходит для старшеклассников и изначально был взят с http://www.velacreations.com, очень хорошего сайта, поддерживаемого парой, живущей вне сети. Их сайт определенно стоит внимания. Еще один хороший веб-сайт для проектов ветряных турбин — http://www.otherpower.com, хотя эти турбины могут быть довольно большими.
Этот проект состоит из 3 частей: этот проект:
- Построить ветряную турбину
- Построить Башню
- Вариации для вашего научного проекта
Сборка ветряной турбины
ВВЕДЕНИЕ
Энергия ветра есть в изобилии, экологически чистая, недорогая и простая в использовании. Мы верим, что каждый может контролировать, откуда берется его или ее электричество. Нет ничего более полезного и вдохновляющего, чем изготовление ветряного генератора из подручных материалов. Большинство инструментов и материалов, описанных в этом руководстве, можно найти в ближайшем хозяйственном магазине или на свалке. Мы настоятельно рекомендуем вам поискать необходимые материалы на местной свалке и/или свалке. Если вы живете в городе, поищите запчасти на сайте freecycle.org.
Безопасность должна быть нашим главным приоритетом. Человеческая жизнь важнее электричества, поэтому, пожалуйста, следуйте всем правилам техники безопасности, с которыми вы сталкиваетесь. Ветряные генераторы могут быть очень опасными из-за быстро движущихся частей, электрических искр и неблагоприятных погодных условий.
Ветряной генератор Chispito был разработан, чтобы быть простым и эффективным с быстрой и легкой конструкцией. Нет никаких ограничений на то, что вы можете делать с энергией ветра. Для получения дополнительной информации и вдохновения по строительству ветряных генераторов посетите сайт otherpower.com.
РАСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Данное руководство основано на использовании двигателя беговой дорожки с постоянным напряжением 260 В, 5 А и 6-дюймовой резьбовой втулкой. Эти двигатели доступны в большинстве магазинов излишков двигателей. Мы получаем около 7 ампер при ветре 30 миль в час. Другими словами, это простая и дешевая маленькая машинка, с которой можно начать.
Вы можете использовать любой другой простой двигатель постоянного тока с постоянными магнитами, который возвращает не менее 1 В на каждые 25 об/мин и может выдерживать ток до 10 ампер. Если вы это сделаете, в этом списке поставок произойдут определенные изменения (например, вам нужно будет найти ступицу — подойдет полотно циркулярной пилы с адаптером для вала 5/8″).
Инструменты
- Дрель
- Сверла (7/32″, ¼”, 5/16″)
- Лобзик с металлическим лезвием
- Трубный ключ
- Отвертка с плоской головкой
- Ключ в форме полумесяца
- Тиски и/или зажим
- Инструмент для зачистки проводов
- Рулетка
- Маркер
- Компас + транспортир
- Набор для нарезания резьбы ¼ дюйма #20
- Дополнительный человек очень помогает!
Материалы
ПРИМЕЧАНИЕ: если у вас есть доступ к сварочному аппарату, вы можете приварить 4-дюймовую секцию 2-дюймовой трубы к квадратной трубе вместо использования фланца, ниппеля и винтов для листового металла.
ДвигательДвигатель беговой дорожки, 260 В пост. тока, 5 А, непрерывный режим работы, со втулкой с резьбой 6 дюймов
Блокировочный диод 30–50 А (односторонний)
2 болта двигателя 5/16” x ¾”
ПОДГОТОВКА
Лезвия для резки – 9 лезвий (или 3 комплекта лезвий) и тонкая полоса отходов.Поместите 24-дюймовую трубу из ПВХ и квадратную трубку (или другой прямой край) рядом на плоскую поверхность. Плотно прижмите трубу к трубке и отметьте линию, где они соприкасаются. Это линия А.
Сделайте отметку возле каждого конца линии А на расстоянии 23 дюйма друг от друга.
Склейте 3 листа бумаги формата А4 вместе, чтобы они образовали длинный, совершенно прямой лист бумаги. Оберните его вокруг секции трубы на каждой из двух только что сделанных отметок, сначала одну, затем другую. Убедитесь, что короткая сторона бумаги выровнена вдоль линии А, а бумага выровнена относительно самой себя в месте наложения. Отметьте линию вдоль края бумаги с каждого конца. Позвоните на одну линию B и на другую линию C.
Начните с пересечения линии A с линией B. Обогнув линию B налево, сделайте отметки через каждые 145 мм. Последняя секция должна быть около 115 мм.
Начните с пересечения линии А с линией С. Обходя линию С, сделайте отметку через каждые 145 мм. Последняя секция должна быть около 115 мм.
Отметьте каждую линию линейкой.
Разрежьте лобзиком по этим линиям так, чтобы получилось 4 полосы по 145 мм и одна полоса около 115 мм.
Возьмите каждую полоску и поместите их внутренней частью трубы вниз.
Сделайте отметку на одном конце каждой полосы на расстоянии 115 мм от левого края.
Сделайте отметку на другом конце каждой полосы на расстоянии 30 мм от левого края.
Отметьте и вырежьте эти линии с помощью электролобзика.
Поместите каждое лезвие внутренней частью трубы вниз.
Сделайте отметку вдоль наклонной линии лезвия на расстоянии 3 дюйма от широкого конца.
Сделайте еще одну отметку на широком конце лезвия на расстоянии 1 дюйм от прямой кромки.
Соедините эти две метки и разрежьте по линии. Это предотвращает столкновение лопастей с чужим ветром.
Шлифовка лопастей
Вы должны отшлифовать лопасти, чтобы получить желаемый аэродинамический профиль. Это повысит эффективность лопастей, а также сделает их тише.
Скошенная (передняя) кромка должна быть закруглена, а прямая (задняя) кромка должна быть заостренной.
Все острые углы должны быть слегка скруглены, чтобы уменьшить шум.
Отрезной хвост
Точные размеры хвоста не важны. Вам понадобится около одного квадратного фута из легкого материала, предпочтительно из металла. Вы можете придать хвосту любую форму, если конечный результат будет жестким, а не гибким.
Сверление отверстий в квадратных трубах – с помощью сверла 5/16”
Поместите двигатель на передний конец квадратной трубы так, чтобы часть втулки свешивалась с края, а отверстия под болты двигателя были обращены вниз.
Откатите двигатель назад, чтобы вы могли видеть отверстия для болтов, и отметьте их положение на квадратной трубке.
Просверлите отверстие диаметром 5/16 дюйма в каждой отметке на всем протяжении квадратной трубы.
Отверстия фланца пола
Это будет рассмотрено в разделе сборки данного руководства, поскольку эти отверстия определяют баланс.
Отметьте два отверстия на широком конце и вдоль прямой кромки каждого из трех лезвий. Первое отверстие должно быть на расстоянии 3/8 дюйма от прямого края и ½ дюйма от дна. Второе отверстие должно быть на расстоянии 3/8 дюйма от прямого края и 1 ¼ дюйма от дна.
Просверлите эти 6 отверстий.
- Двигатель беговой дорожки поставляется с присоединенной втулкой. Чтобы снять его, крепко удерживайте конец вала (который проходит через ступицу) плоскогубцами и поверните ступицу по часовой стрелке. Эта втулка отвинчивается по часовой стрелке, поэтому лопасти вращаются против часовой стрелки.
- Сделайте шаблон ступицы на листе бумаги, используя циркуль и транспортир.
- Отметьте 3 отверстия, каждое из которых находится на расстоянии 2 3/8 дюйма от центра круга и на одинаковом расстоянии друг от друга.
- Поместите этот шаблон на втулку и пробейте начальное отверстие через бумагу и на втулку в каждом отверстии.
- Просверлите эти отверстия сверлом 7/32 дюйма.
- Нарежьте отверстия метчиком ¼” x 20.
- Прикрутите лопасти к ступице с помощью болтов ¼ дюйма. На этом этапе внешние отверстия не просверлены.
- Измерьте расстояние между прямыми краями кончиков каждого лезвия. Отрегулируйте их так, чтобы все они были равноудалены. Отметьте и пробейте каждое отверстие на ступице через пустое отверстие в каждом лезвии.
- Пометьте лезвия и ступицу, чтобы вы могли сопоставить, какое лезвие куда идет на более позднем этапе.
- Снимите лезвия, а затем просверлите и нарежьте эти три внешних отверстия.
- Нарисуйте две прямые линии на расстоянии около ¾ дюйма друг от друга по длине трубы из ПВХ размером 3 x 11 дюймов. Разрежьте по этим линиям.
- Сделайте надрез под углом 45° на конце трубы.
- Поместите острогубцы внутрь вырезанной полосы и раздвиньте трубу.
- Убедившись, что отверстия под болты двигателя находятся по центру отсутствующей полосы трубы из ПВХ, вставьте двигатель в трубу. Дополнительный человек сделает это намного проще.
СБОРКА
Поместите двигатель поверх квадратной трубы и закрепите его двумя болтами 5/16” x ¾”.
Поместите диод на квадратную трубку примерно в 2 дюймах позади двигателя и закрепите его с помощью самореза по металлу.
Подсоедините черный провод, выходящий из двигателя, к положительной входной клемме диода (с маркировкой AC на положительной стороне).
Подсоедините красный провод, выходящий из двигателя, к отрицательной входной клемме диода (с маркировкой AC на отрицательной стороне).
- Отцентрируйте хвост над квадратной трубкой на заднем конце. Закрепите хвост на стороне квадратной трубки.
Используя 2 самореза, прикрутите хвост на место.
Поместите каждое лезвие на втулку так, чтобы все отверстия совпадали. Используя болты ¼ дюйма и шайбы, прикрепите лопасти к втулке. Для трех внутренних отверстий используйте две шайбы на каждый болт, по одной с каждой стороны лопасти. Для трех внешних отверстий просто используйте одну шайбу рядом с головкой болт затяните
Крепко удерживайте конец вала двигателя (проходящий через ступицу) плоскогубцами и поворачивайте ступицу против часовой стрелки, пока она не затянется и не остановится.
Плотно вкрутите ниппель в фланец пола с помощью трубного ключа.
Зажмите ниппель в тисках так, чтобы фланец пола был направлен вверх и находился на одном уровне.
- Поместите квадратную трубу (и все, что на ней) поверх фланца пола и переместите ее так, чтобы она была идеально сбалансирована.
Через отверстия фланца пола отметьте квадратную трубу в точке баланса.
Просверлите эти два отверстия сверлом 5/32 дюйма. Для этого вам, вероятно, придется снять втулку и хвостовик).
Прикрепите квадратную трубку к фланцу пола двумя винтами для листового металла.
Для увеличения срока службы ветрогенератора необходимо покрасить лопасти, втулку двигателя, крепление и хвостовик.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Использование ветряного генератора Chispito
Вам понадобится опора, провод, амперметр, контроллер/регулятор заряда и блок аккумуляторов для ветрогенератора Chispito.
Башня
Башня является одним из наиболее важных компонентов ветрогенераторной системы. Он должен быть прочным, устойчивым, легко подниматься и опускаться, хорошо закрепленным. Чем выше ваша башня, тем большему ветру будет подвергаться ваш генератор. Растяжки должны быть размещены не менее чем через каждые 18 футов высоты башни. Растяжки должны быть закреплены на земле на расстоянии не менее 50% высоты от основания.
Построить башню
Как построить башню для ветрогенератора Chispito
SUPPLIES
Tools Materials
Base
ASSEMBLY
Base
- Выкопайте яму диаметром около 1 фута и глубиной 2 фута.
- Проденьте ниппель из стальной трубы 6″ X 1 ¼” через горизонтальную часть стальной трубы 1 ½” T
- Привинтите колена к каждому концу ниппеля 6″ X 1 ¼”.
- Вкрутите ниппели стальных труб 2 фута X 1 ¼ дюйма в колена.
Установите основание шарнира в отверстие так, чтобы буква Т не касалась земли. Горизонтальная часть Т должна быть ровной.
Когда основание установлено вертикально и ровно в отверстии, залейте в отверстие бетон.
- Просверлите большое отверстие примерно в одном футе от дна стальной трубы длиной 10–30 футов 1 ½ дюйма для выхода провода.
Вверните трубу в вертикальную часть T.
Сделайте 4 петли из проволоки, каждая из которых состоит из нескольких витков проволоки.
Поместите U-образный болт диаметром 1 ½ дюйма вокруг трубы на расстоянии 3 футов от верха трубы, продев его через четыре петли, которые вы только что сделали.
Переместите петли так, чтобы они были на одинаковом расстоянии друг от друга.
Затяните гайки U-образного болта.
Прикрепите растяжку к каждой петле U-образного болта.
Поместите четыре стойки (на равном расстоянии друг от друга) примерно в 12 футах от основания.
Плотно вбейте каждый стержень в землю, слегка наклонив его в сторону от основания.
Прикрепите талреп к каждой стойке, используя несколько жил проволоки.
Поднимите шест вертикально и выровняйте.
Прикрепите оттяжки к талрепам.
Держите стойку горизонтально и затяните все талрепы, чтобы обеспечить надежную фиксацию.
Отметьте передний талреп для дальнейшего использования.
Освободите переднюю растяжку и опустите шест на землю.
Протяните провода №8 вниз через стойку и наружу через отверстие в нижней части трубы.
Сверните нижние концы проводов вместе, чтобы обеспечить замкнутую цепь.
Монтаж ветрогенератора Chispito
Наденьте Chispito на вершину шеста.
Протяните провода вверх через Чиспито.
Оберните положительный (красный) провод от Chispito к положительному (красному) проводу, проходящему через стойку. Закрепите соединение и используйте либо проволочные гайки, либо термоусадочные соединители. Сделайте то же самое для отрицательных проводов.
Поднимите шест, установив на место переднюю растяжку. Затяните переднюю оттяжку до отметки, сделанной ранее.
Размотайте концы проводов и подсоедините их к положительным и отрицательным клеммам аккумуляторной батареи. Если у вас есть контроллер заряда и/или амперметр, обратитесь к инструкциям производителя по подключению системы.