Turbina wiatrowa to proste urządzenie mechaniczne podobne do wiatraka. Łopatki chwytają przepływ powietrza, wykorzystując ruch do przyłożenia energii mechanicznej do dźwigni sterującej. Ta dźwignia włączy następnie komponenty generatora, co zapewni czystą energię odnawialną dla Twojego domu i niższe rachunki za prąd. Ponadto turbiny są łatwe do wykonania przy użyciu różnych prostych materiałów, które można kupić w lokalnym sklepie z narzędziami.
Krok
Część 1 z 5: Planowanie turbiny wiatrowej
Krok 1. Określ średnią prędkość wiatru w miejscu, które chcesz zbudować
Aby produkować oszczędną energię elektryczną, wydajne turbiny wiatrowe wymagają prędkości wiatru co najmniej 11 do 16 kilometrów na godzinę. Większość turbin wiatrowych będzie działać optymalnie przy prędkości wiatru od 19 do 32 kilometrów na godzinę. Aby znaleźć średnią prędkość wiatru w Twojej okolicy, sprawdź mapy wiatru online.
- Możesz także kupić sprzęt do pomiaru wiatru zwany anemometrem. Użyj tego narzędzia, aby zmierzyć prędkość wiatru w wybranej lokalizacji turbiny. Rób to codziennie przez kilka chwil.
- Jeśli prędkość wiatru w Twojej okolicy jest dość stała, zmierz ją przez miesiąc, chociaż zmieniające się pory roku mogą mieć duży wpływ. Następnie oblicz średnią wartość prędkości, aby sprawdzić, czy lokalizacja turbiny byłaby odpowiednia.
Krok 2. Studium pozwolenia na budowę turbin wiatrowych
Zezwolenia te różnią się w zależności od obszaru, więc skontaktuj się z lokalnym samorządem, aby upewnić się, że ich nie naruszasz. Niektóre pozwolenia wymagają minimalnej odległości między turbinami, oprócz tego, jak daleko turbiny znajdują się od granicy nieruchomości. Turbina może mieć również ograniczoną wysokość. Weź wszystkie te rzeczy pod uwagę podczas budowania.
Przedyskutuj swoje plany z sąsiadami, zanim spędzisz zbyt dużo czasu na ich finalizowaniu i budowaniu. W ten sposób możesz wysłuchać ich obaw o turbiny i rozwiązać wszelkie nieporozumienia, które mogą wyniknąć z szumów, zakłóceń w kanałach radiowych i w odbiorze kanałów telewizyjnych
Krok 3. Wykonaj ocenę przestrzeni dla swojej turbiny wiatrowej
Chociaż nie wymaga to dużo miejsca, aby uniknąć potencjalnych konfliktów z sąsiadami, upewnij się, że zarezerwowałeś co najmniej 0,2 akrów powierzchni dla turbin produkujących do 3 kilowatów mocy i 0,4 akrów dla turbin produkujących do 10 kilowatów moc. Potrzebujesz również wystarczającej liczby pionowych szczebli, aby zbudować turbiny wystarczająco wysokie, aby otaczające budynki i drzewa nie blokowały wiatru.
Krok 4. Wybierz łopaty turbiny wiatrowej DIY lub Zrób to sam
Rodzaj używanych łopatek i ich ustawienia będą miały wpływ na konstrukcję turbiny. Wiatraki na starych farmach były po prostu łopatami przymocowanymi do obracającej się osi, ale turbiny wiatrowe reprezentowały duże silniki i miały duże łopaty w kształcie kropelek wody. Te łopatki muszą być odpowiednio zmierzone i zainstalowane, aby turbina działała wydajnie.
- Jeśli zdecydujesz się na samodzielne wykonanie, użyj drewna lub przekroju rury PCV. Instrukcje można znaleźć online, korzystając z ogólnej wyszukiwarki internetowej. Użyj frazy kluczowej „domowe łopaty turbin wiatrowych” lub „zrób to sam” (w języku angielskim).
- Niezależnie od tego, czy chcesz zbudować, czy kupić, upewnij się, że turbina ma 3 łopatki. Użycie liczby parzystej, powiedzmy 2 lub 4, zwiększa prawdopodobieństwo wibracji turbiny podczas wirowania. Dodanie większej liczby łopatek zwiększy moc, ale turbina będzie również wolniej się obracać.
- Te ostrza mogą być również wykonane z produktów domowych, takich jak modyfikowane łopaty. Jeśli planujesz iść tą trasą, wybierz solidną łopatę. Możesz zastąpić drewnianą rączkę czymś mocniejszym, np. metalowym patyczkiem.
Krok 5. Wybierz generator
Turbina wiatrowa musi być podłączona do generatora, aby generować energię elektryczną. Większość generatorów zawiera prąd stały (DC), co oznacza, że musisz podłączyć je do wyzwalacza mocy, aby generator mógł wytwarzać prąd przemienny (AC) zdolny do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego.
- Możesz użyć silnika prądu przemiennego jako generatora, chociaż może on nie zawierać wystarczającej mocy magnetycznej, aby wygenerować silny prąd elektryczny.
- Generatory w dużej mierze polegają na ruchu, w tym przypadku na ruchu twoich ostrzy, i siłach magnetycznych do generowania elektryczności. Gotowy generator to najłatwiejsza opcja dla początkujących, ale w Internecie można znaleźć samouczki na temat tworzenia własnych. Wpisz frazę kluczową „wykonanie generatora turbiny wiatrowej” lub „wykonanie generatora turbiny wiatrowej” (w języku angielskim).
- Decydując się na zakup generatora prądu stałego, poszukaj takiego o wysokim napięciu i niskiej prędkości obrotowej (kilkaset zamiast kilku tysięcy obrotów na minutę). Musisz stale wytwarzać co najmniej 12 woltów.
- Generator musi być również podłączony do zbiornika akumulatora o długiej żywotności i kontrolera mocy pomiędzy oraz do falownika. Jest to ważne, aby falownik i akumulator były chronione przed zwarciem. Ponadto ta metoda zapewni również zasilanie falownika, gdy wiatr nie wieje zbyt mocno.
- Nie zaleca się stosowania alternatorów samochodowych jako generatorów. Ten alternator musi obracać się znacznie szybciej niż turbina wiatrowa, aby utrzymać moc.
Część 2 z 5: Montaż wału osi pionowej i promienia
Krok 1. Zainstaluj swój wał
Być może będziesz musiał go spawać, ale większość urządzeń do turbin wiatrowych jest sprzedawana z zainstalowanym wałem. Jeśli chcesz zbudować turbinę z osobno zakupionych części lub komponentów, które nie są używane i wymagają spawania, upewnij się, że nosisz odpowiednie środki ochrony osobistej, takie jak okulary spawalnicze, rękawice spawalnicze, kurtkę spawalniczą i buty robocze.
Składając najpierw elementy wału, możesz zbudować turbinę część po części. Ta metoda może być bardziej wydajna niż próba zbudowania pełnej turbiny od razu, jeśli wykonujesz ten projekt sam
Krok 2. Wsuń piastę na miejsce na osi
Aby zapobiec kolizji i erozji tych dwóch elementów, umieść łożysko między nimi. Przymocuj go do końca wału wystającego z dysku, a następnie wsuń go w dysk, aż zostanie przyciśnięty do grubszej części wału. Następnie nasuń piastę na łożysko tak, aby części stosu były skierowane do góry.
- Pomiędzy wałem a łożyskiem powinien być odstęp około 10,2 cm. W obszarach o dużej prędkości wiatru turbina może wyginać się tak, że łopatki uszkadzają wał.
- Jeśli nie masz sprzętu i budujesz centrum od podstaw, rozważ użycie piasty przyczepy 4 na 4. Możesz go kupić w większości sklepów sprzedających wyposażenie do przyczep, na przykład w najbliższym sklepie z częściami samochodowymi.
Krok 3. Przymocuj kołnierz dolnego palca do piasty
Kołnierz powinien mieć otwory do przejścia słupka piasty, a także wystające części do montażu. Dopasuj kołnierze do słupków piasty i połącz je ze sobą. Po równomiernym ułożeniu kołnierzy zabezpiecz je nakrętkami. Najpierw zamontuj nakrętki ręcznie, a następnie użyj klucza.
Krok 4. Połącz wszystkie szprychy
Będziesz mieć dwa promienie na łopatkę turbiny, co daje w sumie sześć dla turbiny trójłopatowej. Będziesz potrzebować śrub do połączenia szprych z dolnymi zaczepami kołnierza, a także przekładki dystansowej, aby oddzielić je od góry. Następnie:
- Wsuń śrubę przez otwór w jednym z zaczepów kołnierza, przymocuj szprychy za pomocą przekładki, przymocuj drugą szprychę do śruby, a następnie zaciśnij wszystkie szprychy i przekładki górnym kołnierzem. Zarówno górny, jak i dolny kołnierz muszą mieć ten sam kształt, a także liczba zaczepów montażowych.
- Dokręć ręcznie śrubę na górnym kołnierzu, a następnie dokręć drugą śrubę. Powtórz ten proces dla wszystkich szprych.
- Gdy wszystkie palce znajdą się między górnym i dolnym kołnierzem, użyj klucza, aby dokręcić śruby. Następnie upewnij się, że górny i dolny kołnierz oraz szprychy są mocne i łatwe do obracania z piastą na łożysku.
- Ponieważ turbina będzie narażona na stałą siłę wiatru i inne czynniki środowiskowe, upewnij się, że śruby mocno łączą szprychy. Aby to zrobić, użyj kleju, który można kupić w większości sklepów ze sprzętem.
Krok 5. Przymocuj cztery słupki do górnego kołnierza
Słupy te muszą być nagwintowane, o długości 6 cm i grubości 0,635 cm. Może być konieczne użycie piły do metalu, aby przyciąć gwintowane słupki o odpowiedniej grubości na odpowiednią długość. Następnie przymocuj te słupki ręcznie do górnej części górnego kołnierza, tak aby każda śruba była równomiernie rozłożona wokół wału wału turbiny.
- Zamontuj te słupy wystarczająco daleko od siebie, aby wszystkie były wyprostowane i solidne. Maszt powinien wystawać z kołnierza na równą odległość.
- Podczas używania piły do metalu należy uważać, aby nie uszkodzić gwintu słupka. Uszkodzony gwint może uniemożliwić prawidłowe dokręcenie.
- Upewnij się, że wszystkie słupki są na swoim miejscu, podobnie jak śruby użyte do szprych turbiny. Użyj kleju, aby zabezpieczyć te słupki.
Część 3 z 5: Instalowanie magnesu osi pionowej
Krok 1. Przymocuj dolny wirnik magnetyczny do biegunów
Możesz wykonać górne i dolne wirniki magnetyczne z płytkami 5 x 2,5 x 1,25 cala, magnesami epoksydowymi i neodymowymi. Lub możesz kupić gotowy jako część zestawu turbogeneratora od producenta. Zamontuj dolną płytę wirnika magnetycznego na czterech słupkach, które zostały przykręcone do kołnierza. Upewnij się, że magnes jest skierowany do góry.
- Niezależnie od tego, czy robisz własny, czy używasz gotowego wirnika magnetycznego, bądź ostrożny. Pole magnetyczne jest bardzo silne i może spowodować obrażenia, jeśli będziesz nieostrożny.
- Magnesy neodymowe są bardzo kruche. Będziesz potrzebować 24 z nich, 12 do górnego wirnika magnetycznego i 12 do dolnego wirnika magnetycznego, ale kup kilka zapasowych na wypadek, gdyby któryś się zepsuł. Te magnesy można kupić online.
Krok 2. W razie potrzeby zrób wirnik magnetyczny
Jeśli używasz uchwytu zawierającego magnetyczną tarczę wirnika, wystarczy przymocować tarczę do słupków zgodnie z opisem. W przypadku wirnika z magnesem w obudowie upewnij się, że wszystko jest równomiernie rozmieszczone na obwodzie wirnika. Aby zapobiec niewłaściwemu umieszczeniu magnesów, które mogłyby potencjalnie zniszczyć wirnik, narysuj szablon do umieszczenia magnesu na kartonie lub papierze.
- Ten szablon zajmie środek wirnika, który nie jest namagnesowany. Linie od środka do krawędzi szablonu wskazują położenie magnesów na wirniku. Możesz użyć taśmy do przymocowania szablonu. Poszukaj przykładów w Internecie.
- Musisz oznaczyć bieguny wszystkich magnesów przed rozpoczęciem ich umieszczania. Możesz to zrobić za pomocą markera. Jeśli magnesy sklejają się i nie możesz przeanalizować biegunów, spróbuj to przetestować, przyczepiając słaby magnes do patyczka do lodów.
- Przełóż biegun „U” testera przed magnesem neodymowym. Jeśli poczujesz nacisk, oznacza to, że magnesy znajdują się po tej samej stronie biegunów. Jeśli poczujesz przyciąganie, bieguny testowanego magnesu są przeciwne.
- Do mocowania magnesów użyj żywicy epoksydowej wielkości grochu. Przymocuj do spodu każdego magnesu przed umieszczeniem.
- Zachowaj ostrożność i upewnij się, że między magnesem a wirnikiem nie ma palców. Następnie powoli przesuń magnes do rogu tarczy wirnika. Magnes się przyklei. Następnie przesuń magnes do właściwej pozycji zgodnie z szablonem.
Krok 3. Zamontuj elementy dystansowe na słupach turbiny
Możesz użyć kawałka metalowej rury o długości 1,375 cm (3175 cm), aby stworzyć miejsce. Tnij tak dokładnie, jak to możliwe. Wsuń go na biegun wystający z wirnika magnetycznego.
- Przekładki o nierównej długości mogą wyginać górny dysk magnetyczny. Może to być niebezpieczne i negatywnie wpływać na wydajność turbiny.
- Nad przekładkami na słupkach powinno pozostać ponad 2,5 cm wolnej przestrzeni. W ten sposób można dokręcić nakrętki na wirniku magnetycznym i wszystkich częściach pomiędzy nimi.
Krok 4. Umieść stojan na dolnym wirniku magnetycznym
Stojan to zestaw drutów miedzianych, który jest niezbędny we wszystkich typach generatorów. Możesz go kupić jako część zestawu do turbiny wiatrowej lub zrobić własną. Bieguny otaczające oś wału muszą wystawać w górę poza środek stojana.
- Stojan potrzebuje trzech grup 24 miedzianych drutów, z których każdy jest owinięty 320 razy. Wykonanie tego może być trudne i czasochłonne.
- Jeśli zdecydujesz, że chcesz stworzyć własny, wyszukaj w Internecie kluczowe frazy „jak zrobić stojan turbiny wiatrowej” lub „jak zrobić stojan turbiny wiatrowej” (w języku angielskim).
Krok 5. Wykonaj nawijarki stojana dla stojana obudowy
Możesz użyć złomu i gwoździ. Połącz dwa kawałki sklejki czterema gwoździami tak, aby między nimi był odstęp 2,5 cm. Gwoździe powinny być rozmieszczone w siatce odpowiadającej wymiarom magnesu. Ułatwi to nawijanie drutów miedzianych użytych do wykonania stojana.
- Tworząc własny stojan, upewnij się, że zaznaczyłeś początek i koniec. Każda warstwa musi być owinięta w tym samym kierunku. Rozważ nałożenie kolorowej taśmy elektrycznej na każdy koniec tych rolek.
- Aby zapobiec wypadaniu rolki po zakończeniu, przyklej ją taśmą izolacyjną i zabezpiecz dwuskładnikową żywicą epoksydową. Pozostaw żywicę epoksydową i stojan do wyschnięcia na papierze woskowym zgodnie ze wskazówkami na etykiecie epoksydowej.
Krok 6. Zainstaluj górny wirnik magnetyczny
Upewnij się, że jesteś bardzo ostrożny; To jedna z najniebezpieczniejszych części turbiny wiatrowej. Ułóż cztery deski na stojanie po obu stronach osi środkowej. Listwa przypodłogowa powinna być grubsza, a listwa górna cieńsza. Do górnej deski można użyć deski o wymiarach 5 x 10 cm.
- Trzymaj górny wirnik magnetyczny tak, aby palce znalazły się w szczelinie między ułożonymi w stos deskami. Opuść powoli w kierunku dolnego wirnika. Spróbuj przy tym wyrównać górny wirnik z kołkami turbiny.
- Pole magnetyczne przyklei się do górnego dysku i przyciągnie go do tablicy, na której ją umieściłeś. Następnie opuść górny wirnik magnetyczny na słupki, wsuwając deski pojedynczo. Najpierw podnieś jedną górną deskę, a potem drugą.
- Powtórz ten proces na dolnej płycie, aby manewrować tak, aby górny wirnik magnetyczny znalazł się we właściwej pozycji. Następnie użyj nakrętek na słupkach, aby dokręcić wirnik na miejscu. Po zakończeniu, górny wirnik powinien opierać się o podkładki, tak aby tylko niewielka część masztu wystawała z góry.
- Być może będziesz musiał przerzucić płytkę, aby uwolnić ją z górnego wirnika magnetycznego. Siła magnetyczna będzie tutaj bardzo silna.
Część 4 z 5: Ukończenie turbiny
Krok 1. Usuń ramkę z jej osi
Następnie musisz połączyć ten szyb z Wieżą. Robienie tego, gdy rama turbiny jest na miejscu, jest trudne. Musisz go również zgiąć, kierując piastę do góry, aby turbina się skończyła.
Zdejmij wszystkie części ramy (w tym piasty, szprychy, wirnik magnetyczny, stojan i inne połączone części) z wału ruchem do góry. Następnie umieść ramę na obszarze roboczym stroną piasty skierowaną do góry
Krok 2. Przyspawaj kołnierz osi do wieży
Jeśli kupiłeś zestaw turbiny, te części mogą być łatwo dostępne, ale w przeciwnym razie będziesz musiał przymocować metalową płytkę do grubej, solidnej metalowej rury dla części wieży. Upewnij się, że ta rura wytrzyma siłę wiatru generowaną przez turbinę.
Wieża musi być zainstalowana w mocnym miejscu. Być może będziesz musiał wylać beton na fundament wieży, aby była bardziej stabilna
Krok 3. Zamontuj ograniczniki wału i szprych
Ta bariera lub klatka powinna otaczać wał jak kołnierz. Następnie użyj śrub, aby przymocować go do wieży. Następnie pociąć nagwintowany drążek o średnicy 0,375 cm na cztery odcinki o długości 11,25 cm. Najpierw użyj kleju, a następnie nakrętek i podkładek, aby przymocować go do klatki. Stawić czoła.
Orzechy należy umieszczać na słupkach o średnicy 0,375 cm mniej więcej od góry. Ta nakrętka pozwoli Ci regulować położenie stojana, podczas gdy maszt go utrzymuje
Krok 4. Umieść rolkę na wale
Przedtem należy nasmarować łożyska niewielką ilością oleju. Następnie wsuń łożysko gwintowane do wału tak, aby opierało się o dno.
Olejowanie najłatwiej wykonać palcami. Miej pod ręką ręcznik papierowy lub szmatkę roboczą do łatwego czyszczenia siatki po nasmarowaniu i umieszczeniu łożyska
Krok 5. Zainstaluj ramę główną turbiny
Podnieś ramę główną tak, aby piasta była skierowana do przodu i przymocuj ją do osi z gwintowanym położeniem łożyska pod spodem. Otwory montażowe w stojanie muszą być równoległe do gwintowanych słupków wkręcanych w klatkę.
- Gdy rama znajdzie się we właściwym miejscu, przymocuj kolejne łożysko gwintowane do górnej części piasty. Olej ze zwykłym olejem łożyskowym.
- Na nim przymocuj nakrętkę sześciokątną. Tę nakrętkę należy dokręcić palcem.
- Jeśli nakrętka jest trudna do obracania, zdejmij ją, aż przestrzeń znajdzie się na poziomie otworu w wale. Wsuń kołek w ten otwór i zagnij go szczypcami, aby można było dokręcić nakrętkę.
Krok 6. Dokręć również stojan i wykończ turbinę za pomocą korka smarującego
Zamontuj jedną nakrętkę sześciokątną na każdy słupek, aby przymocować stojan do ramy turbiny. Następnie za pomocą dwóch kluczy wyreguluj położenie nakrętek otaczających stojan tak, aby pasowały między dwoma magnesami wirnika.
Po prawidłowym ustawieniu stojana wystarczy dodać korek oleju na górze piasty. Turbina została ukończona
Część 5 z 5: Instalowanie komponentów elektrycznych w turbinie
Krok 1. Podłącz kontroler prądu do akumulatora lub obwodu
Podłączenie regulatora prądu do akumulatora przed podłączeniem go do turbiny zapobiegnie zwarciu. W ten sposób Twój sprzęt również nie zostanie uszkodzony.
Krok 2. Podłącz powlekany przewód do regulatora prądu
Przewód przeniesie moc z generatora do kontrolera prądu. Stąd prąd dostaje się do akumulatora lub obwodu.
Ten przewód powinien być podobny do przewodu wewnątrz przewodu zasilającego, z dwoma połączonymi ze sobą w podobnej izolacji. Możesz użyć starego przedłużacza z usuniętą częścią wtyczki
Krok 3. Przełóż drut warstwowy przez pylony wieży i spód
Włóż go do wieży, aż dotrze do ramy turbiny powyżej. Może być konieczne użycie grubej nici lub taśmy, aby pomóc w umieszczeniu drutu w wieży. Następnie podłącz ten przewód do generatora.
Krok 4. Podłącz baterię lub obwód
Po podłączeniu generatora do kontrolera mocy i przejściu przez podstawę wieży, jesteś gotowy do ukończenia turbiny. Zawsze skonsultuj się z profesjonalnym elektrykiem za każdym razem, gdy podłączasz zewnętrzne źródło zasilania do głównego obwodu domu. Wiele obszarów wymaga usług licencjonowanego specjalisty do obsługi tego typu ułożenia kabli.
Porady
- Sterownik mocy należy przykryć, aby chronić go przed wilgocią. Możesz również podłączyć woltomierz do monitorowania mocy wytwarzanej przez turbinę.
- Przeprowadź badania na temat migracji ptaków w Twojej okolicy. Jeśli jakiś gatunek przelatuje obok tego obszaru, unikaj budowania turbin.
