Mulino a vento fai-da-te o come ottenere luce con il vento

Sezioni dell’articolo

• Il principio di funzionamento delle turbine eoliche
• Come realizzare personalmente un generatore eolico di tipo verticale
• Assemblaggio del rotore
• Facciamo lo statore
• Gruppo generatore
• Produciamo lame
• Assemblaggio della struttura della turbina eolica
• Parte elettrica
• Risultato della turbina eolica: calcolo dell’efficienza

Ora è del tutto possibile ottenere elettricità gratis dal vento. Esistono diverse opzioni per le turbine eoliche: con un asse verticale e orizzontale. Quasi tutti possono assemblare un generatore eolico verticale con le proprie mani, leggere come farlo correttamente nel nostro articolo.

Il principio di funzionamento delle turbine eoliche

Il principio di funzionamento in tutte le modifiche alle turbine eoliche è lo stesso. Nel processo di rotazione delle pale, si formano tre tipi di effetti fisici: forze di sollevamento, impulsive e di frenata. Come risultato dell’azione di queste forze, lo statore inizia a muoversi e il rotore sulla parte stazionaria del generatore inizia a creare un campo magnetico e una corrente elettrica si muove lungo i fili.

Esistono numerose versioni di generatori eolici, che differiscono non solo per la potenza, ma anche per l’aspetto. La struttura della maggior parte delle turbine eoliche comprende: generatore, pale, inverter, moltiplicatore. Un inverter viene utilizzato per convertire la carica ricevuta in corrente continua. Il moltiplicatore è un cambio progettato per aumentare il numero di giri dell’albero. I cambi non sono installati su tutte le turbine eoliche, principalmente solo su turbine eoliche grandi e potenti.

La corrente alternata trifase è generata dalla rotazione del rotore. L’energia ricevuta viene diretta attraverso il controller verso la batteria. Inoltre, l’inverter converte la corrente e la rende stabile, è in questa forma che può essere fornita per alimentare elettrodomestici o illuminazione.

Come realizzare personalmente un generatore eolico di tipo verticale

Puoi realizzare un mulino a casa da solo. Per prima cosa devi decidere il tipo di generatore eolico. A seconda del loro design, le turbine eoliche sono:

• con asse di rotazione verticale: rotore Darrieus, generatore eolico Savonius;
• con un asse di rotazione orizzontale: parallelo o perpendicolare al flusso del vento.

Alcuni modelli di turbine eoliche combinano diversi tipi di installazione. Prendi in considerazione un esempio di creazione di una turbina eolica ibrida che combina la progettazione di generatori eolici come Savonius e Darrieus.

Assemblaggio del rotore

Per assemblare un rotore, è necessario acquistare:

• 6 magneti al neodimio D30xH10 mm;
• 6 magneti ad anello in ferrite D72xd32xh15 mm;
• 2 dischi metallici D230xH5 mm;
• epossidico o colla.

Al posto delle lame metalliche è possibile utilizzare lame di dimensioni adeguate. 6 magneti al neodimio sono posizionati su un disco, alternando la loro polarità, l’angolo tra loro dovrebbe essere di 60 gradi con un diametro di 165 mm.

I magneti ad anello in ferrite sono posizionati sul secondo disco secondo lo stesso principio..

Per evitare che i magneti si muovano durante il funzionamento del mulino a vento, devono essere versati almeno a metà con colla epossidica..

Facciamo lo statore

Innanzitutto, è necessario avvolgere 9 bobine da 60 giri, per questo utilizzare un filo di rame smaltato con un diametro di 1 mm.

Inoltre, le bobine sono saldate insieme: l’inizio della prima bobina con la fine della quarta, la quarta con la settima. La seconda fase è collegata allo stesso modo attraverso due bobine, solo che iniziano a saldare dalla seconda bobina. La connessione della terza fase inizia dalla terza bobina.

Uno stampo è fatto di compensato, in esso è posizionata la carta pergamena, sopra la quale sono posizionati un pezzo di fibra di vetro e bobine.

Tutto questo è riempito con resina epossidica. Dopo 24 ore, lo statore finito viene rimosso dallo stampo.

Gruppo generatore

Tutte le parti del generatore sono pronte, resta solo da assemblarle.

Il generatore stesso sarà attaccato alla staffa con l’hub mediante borchie. Diamo un’occhiata più da vicino al processo di compilazione.

Fasi di assemblaggio del generatore:

• Nel rotore superiore sono realizzati 4 fori filettati per prigionieri. Sono necessari affinché il rotore si “assesti” senza problemi nella sua sede;
• Nello statore sono realizzati 4 fori per il montaggio della staffa;
• il rotore inferiore è posizionato sulla staffa con i magneti verso l’alto, in esso sono praticati anche 4 fori per la filettatura del prigioniero;
• uno statore è posizionato sul rotore inferiore;
• il secondo rotore è posizionato in alto con i magneti in basso. Tutto questo è fissato l’uno all’altro e alla staffa con il mozzo con prigionieri e dadi.

Il mozzo (flangia con cuscinetti) deve essere acquistato separatamente: la parte inferiore del mozzo deve avere un diametro di 1,5 ”.

La sequenza di fissaggio di tutte le parti è presentata in modo più dettagliato nello schema seguente:

1 – elemento di collegamento; 2 – supporto delle lame; 3 – la parte superiore del rotore; 4 – magnete; 5 – boccola; 6 – statore; 7 – la parte inferiore del rotore; 8 – dado; 9 – forcina; 10 – hub; 11 assi; 12 – staffa per fissaggio statore

Produciamo lame

Le lame possono essere realizzate in legno, fibra di vetro e altri materiali. È più veloce e più semplice realizzare questa parte del generatore eolico da un tubo di fognatura in PVC. È meglio usare tubi arancioni, poiché hanno una buona densità e non hanno paura della luce solare diretta.

Per un generatore eolico verticale, avrai bisogno di 4 pale in tubi di PVC e 2 pale ortogonali (curve) in lamiera zincata. Questo design consentirà alla turbina eolica di ruotare anche in condizioni di vento debole a una velocità di 2-3 m al secondo. Prendiamo pezzi di tubo in PVC lunghi un metro e li tagliamo longitudinalmente in 2 parti uguali. Ritagliamo i semicerchi dalla latta in base alle dimensioni della futura lama e li fissiamo con bulloni lungo i bordi del tubo.

Per realizzare lame ortogonali è necessaria una lamiera standard in acciaio zincato da 0,75 mm. Innanzitutto, con le forbici metalliche, vengono tagliati due pezzi di 1×0,4 m di dimensione e quattro pezzi a forma di gocciolina. Quindi i pezzi di acciaio devono essere piegati e pezzi di “goccioline” sono attaccati ai bordi.

Le lame sono fissate in un cerchio al telaio; possono essere saldate da un tubo quadrato con profilo 20×20 e angoli 25×25. Le dimensioni del telaio e la distanza tra le lame sono visibili nel diagramma seguente:

Assemblaggio della struttura della turbina eolica

Un albero è saldato da tubature dell’acqua di vari diametri, la sua altezza dipende dall’area in cui si troverà il generatore eolico e dalle condizioni del suo funzionamento, ma in ogni caso deve essere sopra il tetto della casa.

Una fondazione rinforzata a tre punti deve essere preparata in anticipo per l’albero sezionale. Il generatore è avvitato al palo finito sul terreno. Successivamente, un telaio con lame viene avvitato al generatore. L’albero del mulino a vento è attaccato alla fondazione per mezzo di due supporti articolati ed è sollevato in posizione verticale per mezzo di un argano. Dopo aver sollevato l’albero, il terzo supporto viene avvitato alla base del mulino a vento con un bullone. Inoltre, l’albero deve essere riparato con una parentesi graffa.

Parte elettrica

La turbina eolica fornirà corrente alternata trifase. Con l’aiuto di un raddrizzatore a ponte, composto da 6 diodi, lo convertiamo in corrente continua.

Ciò consente di caricare la batteria per 12 V. Per controllare la carica della batteria e impedirne il sovraccarico, viene utilizzato un relè di ricarica per auto PP-380 standard..

Un inverter è collegato alla batteria, che consente di convertire i 12 V CC ottenuti in 220 V CA con una frequenza di 50 Hz.

Risultato della turbina eolica: calcolo dell’efficienza

I test di prova della turbina eolica a diverse velocità del vento hanno mostrato i seguenti risultati:

• ad una velocità del vento di 5 m / s, otteniamo 60 rpm – 7 V e 2,3 A = 16 W;
• ad una velocità del vento di 10,6 m / s, otteniamo circa 120 rpm – 13 V e 3,4 A = 44 W;
• ad una velocità di 15,3 m / s circa 180 rpm – 15 V e 5,1 A = 76,5 W;
• ad una velocità del vento di 18 m / s otteniamo 240 rpm – 18 V e 9 A = 162 W.

Fondamentalmente, la turbina eolica produce 16–45 W, poiché il vento oltre 15 m / s è raro. Tuttavia, se metti un’elica ad alta velocità, puoi aumentare risultati.

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