Una turbina eolica è un semplice dispositivo meccanico simile a un mulino a vento. Le lame cattureranno il flusso d'aria utilizzando il movimento per applicare energia meccanica alla leva di comando. Questa leva accenderà quindi i componenti del generatore, con conseguente energia rinnovabile pulita per la tua casa e bollette elettriche inferiori. Inoltre, le turbine sono facili da realizzare con una varietà di materiali semplici che possono essere acquistati presso il tuo negozio di ferramenta locale.
Fare un passo
Parte 1 di 5: Pianificazione di una turbina eolica
Passaggio 1. Determinare la velocità media del vento nel luogo che si desidera costruire
Per produrre elettricità economica, le turbine eoliche efficienti richiedono velocità del vento di almeno 11-16 chilometri all'ora. La maggior parte delle turbine eoliche funzionerà in modo ottimale a una velocità del vento compresa tra 19 e 32 chilometri all'ora. Per trovare la velocità media del vento nella tua zona, controlla le mappe del vento online.
- Puoi anche acquistare un'attrezzatura per la misurazione del vento chiamata anemometro. Utilizzare questo strumento per misurare la velocità del vento nella posizione della turbina desiderata. Fallo ogni giorno per pochi istanti.
- Se la velocità del vento nella tua zona è abbastanza costante, misurala su un mese, anche se il cambio di stagione può avere un grande impatto. Quindi, calcolare il valore della velocità media per vedere se la posizione della turbina sarebbe appropriata.
Fase 2. Studiare il permesso di costruzione relativo alle turbine eoliche
Questi permessi variano in base all'area, quindi verifica con il tuo governo locale per assicurarti di non violarli. Alcuni permessi richiedono una distanza minima tra le turbine, oltre alla distanza delle turbine dal confine di proprietà. La turbina può anche essere limitata in altezza. Prendi in considerazione tutte queste cose durante la costruzione.
Discuti i tuoi piani con i vicini prima di dedicare troppo tempo alla finalizzazione e alla costruzione. In questo modo puoi ascoltare le loro preoccupazioni sulle turbine e risolvere eventuali malintesi che potrebbero derivare da rumore, interferenze con i canali radio e ricezione dei canali TV
Passaggio 3. Eseguire una valutazione dello spazio per la turbina eolica
Sebbene ciò non richieda molto spazio, per evitare potenziali conflitti con i vicini, assicurati di riservare almeno 0,2 acri di spazio per turbine che producono fino a 3 kilowatt di potenza e 0,4 acri per turbine che producono fino a 10 kilowatt di potenza. Dovrai anche avere abbastanza pioli verticali per costruire le turbine abbastanza alte da impedire agli edifici e agli alberi circostanti di bloccare il vento.
Passaggio 4. Scegli tra pale per turbine eoliche fai-da-te o fai da te
Il tipo di pale utilizzate e le loro impostazioni influenzeranno il design della turbina. I mulini a vento nelle vecchie fattorie erano semplicemente pale attaccate a un asse rotante, ma le turbine eoliche rappresentavano grandi motori e avevano grandi pale a forma di gocce d'acqua. Queste pale devono essere adeguatamente misurate e installate affinché la turbina funzioni in modo efficiente.
- Se scegli di crearne uno tuo, usa il legno o una sezione trasversale di tubo in PVC. Le istruzioni possono essere trovate online attraverso una ricerca generale su Internet. Usa la frase chiave "pale per turbine eoliche fatte in casa" o "pale per turbine eoliche fai-da-te" (in inglese).
- Sia che tu voglia costruire o acquistare, assicurati che ci siano 3 pale per la turbina. L'uso di un numero pari, diciamo 2 o 4, aumenta la probabilità che la turbina vibri mentre gira. L'aggiunta di più pale aumenterà la potenza, ma la turbina girerà anche più lentamente.
- Queste lame possono anche essere realizzate con prodotti domestici, come le pale modificate. Se hai intenzione di seguire questa strada, scegli una pala robusta. Puoi sostituire il manico di legno con qualcosa di più forte, come un bastoncino di metallo.
Passaggio 5. Scegli un generatore
La turbina eolica deve essere collegata a un generatore per generare elettricità. La maggior parte dei generatori contiene corrente continua (DC), il che significa che è necessario collegarli a un trigger di alimentazione affinché il generatore produca una corrente alternata (AC) in grado di alimentare gli elettrodomestici.
- È possibile utilizzare un motore CA come generatore, anche se potrebbe non contenere energia magnetica sufficiente per generare una forte corrente elettrica.
- I generatori fanno molto affidamento sul movimento, in questo caso il movimento delle lame, e sulle forze magnetiche per generare elettricità. Un generatore già pronto è l'opzione più semplice per i principianti, ma puoi trovare tutorial su come crearne uno tuo su Internet. Digita la frase chiave "realizzare un generatore eolico" o "realizzare un generatore eolico" (in inglese).
- Se decidi di acquistare un generatore DC, cercane uno con alta tensione e bassa velocità di rotazione (qualche centinaio invece di qualche migliaio di giri al minuto). Devi produrre almeno 12 volt in modo coerente.
- Il generatore deve anche essere collegato al serbatoio della batteria a lunga durata e al controller di potenza in mezzo e all'inverter. Questo è importante per proteggere l'inverter e la batteria dai cortocircuiti. Inoltre, questo metodo fornirà energia all'inverter anche quando il vento non soffia molto.
- Gli alternatori automobilistici non sono raccomandati per l'uso come generatori. Questo alternatore deve ruotare molto più velocemente di una turbina eolica per mantenere la potenza.
Parte 2 di 5: installazione dell'albero e del raggio dell'asse verticale
Passaggio 1. Installa il tuo albero
Potrebbe essere necessario saldarlo, ma la maggior parte delle apparecchiature per turbine eoliche viene venduta con l'albero installato. Se si desidera costruire una turbina da parti o componenti acquistati separatamente che sono inattivi e devono essere saldati, assicurarsi di indossare l'attrezzatura di sicurezza personale adeguata, come occhiali da saldatura, guanti da saldatura, giacca da saldatura e stivali da lavoro.
Mettendo insieme prima i componenti dell'albero, puoi costruire una turbina parte per parte. Questo metodo può essere più efficiente del tentativo di costruire subito una turbina completa se stai facendo questo progetto da solo
Passaggio 2. Far scorrere il mozzo in posizione sull'asse
Per prevenire la collisione e l'erosione di questi due componenti, posizionare il cuscinetto tra di loro. Attaccalo all'estremità dell'asta che sporge dal disco, quindi fallo scorrere nel disco finché non viene schiacciato contro la parte più spessa dell'asta. Successivamente, fai scorrere il mozzo sul cuscinetto in modo che le parti del mucchio siano rivolte verso l'alto.
- Dovrebbe esserci uno spazio di circa 10,2 cm tra l'albero e il cuscinetto. Nelle zone ad alta velocità del vento, la turbina può piegarsi in modo che le pale danneggino l'albero.
- Se non hai l'attrezzatura e stai costruendo un hub da zero, considera l'utilizzo di un hub per rimorchi 4 su 4. Puoi acquistarlo nella maggior parte dei negozi che vendono attrezzature per rimorchi, come il negozio di ricambi auto più vicino.
Passaggio 3. Fissare la flangia del dito inferiore al mozzo
La flangia dovrebbe avere fori per il passaggio del perno del mozzo, nonché parti sporgenti per il montaggio. Allineare le flange con i montanti del mozzo e collegarli insieme. Dopo che le flange sono state posizionate in modo uniforme, fissarle con i dadi. Installare prima i dadi a mano, quindi utilizzare una chiave.
Passaggio 4. Collegare tutti i raggi
Avrai due raggi per pala di turbina, per un totale di sei per una turbina a tre pale. Avrai bisogno di bulloni per collegare i raggi alle linguette della flangia inferiore, oltre a un distanziatore per separarli dalla parte superiore. Quindi:
- Far scorrere il bullone attraverso il foro in una delle linguette della flangia, fissare i raggi, utilizzando il distanziatore, fissare il secondo raggio al bullone, quindi bloccare tutti i raggi e i distanziatori con la flangia superiore. Sia la flangia superiore che quella inferiore devono avere la stessa forma, così come il numero di linguette di montaggio.
- Serrare a mano il bullone sulla flangia superiore, quindi serrare l'altro bullone. Ripetere questo processo per tutti i raggi.
- Una volta che tutte le dita sono incastrate tra le flange superiore e inferiore, utilizzare una chiave inglese per serrare i bulloni. Quindi, assicurati che le flange e i raggi superiore e inferiore siano robusti e facili da ruotare con il mozzo sul cuscinetto.
- Poiché la turbina sarà esposta alla potenza costante del vento e ad altri fattori ambientali, assicurati che i bulloni colleghino saldamente i raggi. Per fare ciò, utilizzare un composto adesivo, che può essere acquistato nella maggior parte dei negozi di ferramenta.
Passaggio 5. Fissare i quattro montanti alla flangia superiore
Questi pali devono essere filettati e lunghi 6 cm e spessi 0,635 cm. Potrebbe essere necessario utilizzare una sega per metalli per tagliare i perni filettati dello spessore corretto alla lunghezza corretta. Quindi, attaccare questi pali a mano alla parte superiore della flangia superiore, in modo che ogni bullone sia distribuito uniformemente attorno all'albero dell'albero della turbina.
- Monta questi pali abbastanza distanti tra loro in modo che siano tutti dritti e robusti. L'albero dovrebbe sporgere dalla flangia di una distanza uguale.
- Quando si utilizza una sega per metalli, fare attenzione a non danneggiare la filettatura del palo. Una filettatura danneggiata potrebbe impedirti di stringerla correttamente.
- Assicurati che tutti i montanti siano saldamente in posizione, come i bulloni che hai usato per i raggi della turbina. Utilizzare un composto adesivo per fissare questi pali.
Parte 3 di 5: installazione del magnete dell'asse verticale
Passaggio 1. Collegare il rotore magnetico inferiore ai poli
È possibile realizzare rotori magnetici superiore e inferiore con piastre 5 x 2,5 x 1,25 pollici, magneti epossidici e al neodimio. In alternativa, è possibile acquistare già pronti come parte del kit del generatore di turbina dal produttore. Montare la piastra inferiore del rotore magnetico sui quattro montanti che sono stati avvitati alla flangia. Assicurati che il magnete sia rivolto verso l'alto.
- Sia che tu crei il tuo o utilizzi un rotore magnetico già pronto, fai attenzione. Il campo magnetico è molto forte e può causare lesioni se non si è attenti.
- I magneti al neodimio sono molto fragili. Avrai bisogno di 24 di loro, 12 per il rotore magnetico superiore e 12 per il rotore magnetico inferiore, ma acquista alcuni pezzi di ricambio nel caso in cui uno si rompa. Questi magneti possono essere acquistati online.
Passaggio 2. Realizzare un rotore magnetico, se necessario
Se stai usando un dispositivo che contiene un disco rotore magnetico, devi solo attaccare il disco ai montanti come descritto. Per un rotore a magnete con alloggiamento, assicurarsi che tutto sia distribuito uniformemente intorno alla periferia del rotore. Per evitare un posizionamento improprio dei magneti che potrebbe potenzialmente distruggere il rotore, disegnare un modello di posizionamento del magnete su cartone o carta.
- Questo modello occuperà il centro del rotore che non è magnetizzato. Le linee dal centro ai bordi della sagoma indicano la posizione dei magneti sul rotore. Puoi usare del nastro adesivo per attaccare il modello. Cerca esempi in linea.
- È necessario contrassegnare i poli di tutti i magneti prima di iniziare a posizionarli. Puoi farlo con un pennarello. Se i magneti si attaccano e non riesci ad analizzare i poli, prova a testarlo attaccando un magnete debole a un bastoncino di ghiacciolo.
- Passare il polo "U" del tester davanti al magnete al neodimio. Se senti una spinta, significa che i magneti sono dalla stessa parte dei poli. Se senti una trazione, i poli del magnete che stai testando sono opposti.
- Usa una resina epossidica delle dimensioni di un pisello quando attacchi i magneti. Attaccalo alla parte inferiore di ciascun magnete prima di posizionarlo.
- Fai attenzione e assicurati che le tue dita non siano tra il magnete e il rotore. Quindi, spostare lentamente il magnete verso l'angolo del disco del rotore. Il magnete si attaccherà. Successivamente, fai scorrere il magnete nella posizione corretta seguendo il modello.
Passaggio 3. Installare i distanziatori sui poli della turbina
Puoi usare un pezzo di tubo metallico da 1,375 cm (3,175 cm) per creare spazio. Taglia il più accuratamente possibile. Infilalo sopra il polo che sporge dal rotore magnetico.
- Distanziali di lunghezza irregolare possono piegare il disco magnetico superiore. Questo può essere pericoloso e influire negativamente sull'efficienza della turbina.
- Dovrebbero rimanere più di 2,5 cm di spazio sopra i distanziatori sui montanti. In questo modo è possibile serrare i dadi sul rotore magnetico e su tutte le parti intermedie.
Passaggio 4. Posizionare lo statore sopra il rotore magnetico inferiore
Lo statore è un insieme di fili di rame che è vitale per tutti i tipi di generatori. Puoi acquistarlo come parte di un kit di turbine eoliche o crearne uno tuo. I poli che circondano l'asse dell'albero devono sporgere verso l'alto oltre il centro dello statore.
- Lo statore necessita di tre gruppi di 24 fili di rame, ciascuno avvolto 320 volte. Realizzarlo può essere difficile e richiedere tempo.
- Se decidi di crearne uno tuo, cerca online le frasi chiave "come realizzare uno statore di una turbina eolica" o "come realizzare uno statore di una turbina eolica" (in inglese) per aiutarti.
Passaggio 5. Realizzare gli avvolgitori dello statore per lo statore dell'alloggiamento
Puoi usare legno di scarto e chiodi. Collega due pezzi di compensato con quattro chiodi in modo che ci sia uno spazio di 2,5 cm tra loro. I chiodi devono essere distanziati secondo uno schema a griglia che corrisponda alle dimensioni del magnete. In questo modo sarà più facile avvolgere i fili di rame utilizzati per realizzare lo statore.
- Quando crei il tuo statore, assicurati di contrassegnare l'inizio e la fine. Ogni strato deve essere avvolto nella stessa direzione. Considera l'applicazione di nastro isolante colorato a ciascuna estremità di questi rotoli.
- Per evitare che il rotolo si stacchi quando hai finito, fissalo con nastro isolante e fissalo con resina epossidica in due parti. Lasciare asciugare la resina epossidica e lo statore sulla carta cerata secondo le indicazioni sull'etichetta epossidica.
Passaggio 6. Installare il rotore magnetico superiore
Assicurati di stare molto attento; Questa è una delle parti più pericolose di una turbina eolica. Impilare le quattro schede sullo statore su entrambi i lati dell'asse centrale. Il battiscopa dovrebbe essere più spesso e il topboard dovrebbe essere più sottile. Puoi usare una tavola 5 x 10 cm per la tavola superiore.
- Tieni il rotore magnetico superiore in modo che le tue dita si trovino nello spazio tra le schede impilate. Abbassare lentamente verso il rotore inferiore. Prova ad allineare il rotore superiore con i perni della turbina mentre lo fai.
- Un campo magnetico si attaccherà al disco superiore e lo tirerà verso la lavagna su cui lo hai posizionato. Quindi, abbassare il rotore magnetico superiore sui montanti rimboccando le schede una alla volta. Per prima cosa, solleva una tavola superiore, poi l'altra.
- Ripetere questo processo sulla tavola inferiore per manovrare in modo che il rotore magnetico superiore sia nella posizione corretta. Quindi, utilizzare i dadi sui montanti per serrare il rotore in posizione. Al termine, il rotore superiore dovrebbe poggiare contro i distanziatori, con solo una piccola porzione dell'albero che sporge dalla parte superiore.
- Potrebbe essere necessario scuotere la scheda per liberarla dal rotore magnetico superiore. La forza magnetica qui sarà molto forte.
Parte 4 di 5: completamento della turbina
Passaggio 1. Rimuovere il telaio dal suo asse
Successivamente, devi collegare questo albero alla Torre. Farlo quando il telaio della turbina è in posizione è difficile. Devi anche piegarlo, puntando il mozzo verso l'alto affinché la turbina finisca.
Estrarre tutte le parti del telaio (inclusi mozzi, raggi, rotore magnetico, statore e altre parti collegate) dall'albero con un movimento verso l'alto. Quindi, posizionare il telaio sull'area di lavoro con il lato del mozzo rivolto verso l'alto
Passaggio 2. Saldare la flangia dell'asse alla torre
Se hai acquistato un kit turbina, queste parti potrebbero essere prontamente disponibili, ma per il resto dovrai attaccare una piastra metallica al tubo metallico spesso e robusto per la parte della torre. Assicurati che questo tubo possa sopportare l'energia eolica generata dalla turbina.
La torre deve essere installata in una posizione forte. Potrebbe essere necessario versare cemento sulle fondamenta della torre per renderla più stabile
Passaggio 3. Installare l'albero e i limitatori dei raggi
Questa barriera, o gabbia, dovrebbe circondare l'albero come un collare. Quindi, usa i bulloni per fissarlo alla torre. Quindi, tagliare il palo filettato con un diametro di 0,375 cm in quattro sezioni lunghe 11,25 cm. Usa prima il composto adesivo, poi i dadi e le rondelle per fissarlo alla gabbia. Affronta.
I dadi devono essere posizionati su pali con un diametro di 0,375 cm, circa dall'alto. Questo dado ti consentirà di regolare la posizione dello statore mentre l'albero lo mantiene
Passaggio 4. Posizionare il rullo sull'albero
Prima di farlo, dovresti applicare una piccola quantità di olio sui cuscinetti. Successivamente, far scorrere il cuscinetto filettato nell'albero in modo che appoggi sul fondo.
Il processo di lubrificazione è più facile da eseguire con le dita. Tieni a portata di mano un tovagliolo di carta o un panno da lavoro per pulire facilmente la rete dopo che il cuscinetto è stato ingrassato e posizionato
Passaggio 5. Installare il telaio principale della turbina
Sollevare il telaio principale in modo che il mozzo sia rivolto in avanti e fissarlo all'asse con la posizione del cuscinetto filettata sotto. I fori di montaggio nello statore devono essere paralleli ai perni filettati avvitati nella gabbia.
- Una volta che il telaio è nella posizione corretta, collegare un altro cuscinetto filettato alla parte superiore del mozzo. Olio con olio per cuscinetti comune.
- Su di esso, attaccare il dado esagonale. Questo dado deve essere serrato con un dito.
- Se il dado è difficile da girare, rimuoverlo finché lo spazio non è a livello del foro nell'albero. Fai scivolare un perno in questo foro e usa le pinze per piegarlo in modo che il dado possa essere serrato.
Passaggio 6. Serrare anche lo statore e rifinire la turbina utilizzando il tappo del grasso
Installare un dado esagonale per ciascun montante per fissare lo statore al telaio della turbina. Quindi, utilizzando due chiavi, regolare la posizione dei dadi che fiancheggiano lo statore in modo che si inseriscano tra i due magneti del rotore.
Dopo che la posizione dello statore è corretta, è sufficiente aggiungere il tappo dell'olio nella parte superiore del mozzo. La turbina è stata completata
Parte 5 di 5: installazione di componenti elettrici nella turbina
Passaggio 1. Collegare il controller di corrente alla batteria o al circuito
Collegando il controller di corrente alla batteria prima di collegarlo alla turbina si eviterà un cortocircuito. In questo modo, anche la tua attrezzatura non verrà danneggiata.
Passaggio 2. Collegare il cavo rivestito al controller di corrente
Il filo trasferirà potenza dal generatore al controller di corrente. Da qui, l'elettricità entra quindi nella batteria o nel circuito.
Questo filo dovrebbe essere come il filo all'interno del cavo di alimentazione, con i due legati insieme in un isolamento simile. È possibile utilizzare una vecchia prolunga con la parte della spina rimossa
Passaggio 3. Passare il filo di tela attraverso i piloni della torre e il fondo
Inserirlo nella torre fino a raggiungere il telaio della turbina sopra. Potrebbe essere necessario utilizzare filo o nastro pesante per aiutare a posizionare il filo nella torre. Quindi, collega questo filo al generatore.
Passaggio 4. Collegare la batteria o il circuito
Una volta che il generatore è collegato al controller di potenza e oltre la base della torre, sei pronto per completare la turbina. Consultare sempre un elettricista professionista ogni volta che si collega una fonte di alimentazione esterna al circuito principale della casa. Molte aree richiedono i servizi di un professionista autorizzato per gestire questo tipo di disposizione dei cavi.
Suggerimenti
- È necessario coprire il controller di alimentazione per proteggerlo dall'umidità. Potresti anche essere in grado di cablare il voltmetro per monitorare la potenza che la turbina sta producendo.
- Fai qualche ricerca sulla migrazione degli uccelli nella tua zona. Se qualche specie vola oltre l'area, evita di costruire turbine.
