Per alimentare la lampada a LED ricaricabile prodotta, descrizione di cui dato sul sito web, un generatore eolico basato su un motore a corrente continua (24v / 0,7A) con magneti permanenti è stato prodotto ed è attualmente in uso. Il generatore eolico, in condizioni meteorologiche medie, a seconda della velocità del vento, fornisce una tensione di uscita da 0,8 a 6,0 volt e una corrente fino a 200 mA. Successivamente, un convertitore di tensione stabilizzato converte questa tensione di uscita CC dal generatore eolico nella tensione CC necessaria, sufficiente per caricare la batteria o fornire il carico richiesto.
Il generatore eolico proposto è semplice da fabbricare, non richiede calcoli accurati e produzione di parti complesse, l'acquisizione di componenti costosi. Oltre alla variante considerata nell'articolo precedente, un tale generatore eolico può trovare anche altre applicazioni. Lo usiamo dove potrebbe essere necessaria una piccola quantità di elettricità per alimentare un dispositivo a bassa potenza. Ad esempio, per il funzionamento di una stazione meteorologica compatta, il monitoraggio del livello dell'acqua in un serbatoio, l'illuminazione di emergenza e il controllo dell'automazione di una serra. Durante il giorno, in presenza di vento, la batteria del dispositivo con un rifornimento riceve energia eolica gratuita e al momento giusto la fornisce al consumatore, se necessario. Certo, l'energia eolica che ci viene incontro non è eccezionale, ma ci viene quasi costantemente. E se si crea un dispositivo per il suo accumulo e utilizzo fallo da solo, da materiali improvvisati, questa energia è gratuita e il dispositivo, inoltre, sarà economico, compatto, mobile e non volatile.
Questo articolo propone di creare un generatore eolico da un motore a corrente continua.
Realizzare un generatore eolico.
1. La scelta del generatore elettrico.
Per l'utilizzo come generatore a bassa potenza per il dispositivo, è possibile utilizzare il motore passo-passo finito senza alterazioni. Per ottenere le massime prestazioni, se possibile, si consiglia di utilizzare un motore con la minima aderenza possibile dell'albero e con il maggior numero di passaggi possibile per giro. È possibile una variante di modifica del motore elettrico o del motorino di avviamento in un generatore. Varie opzioni di rilavorazione sono descritte su Internet.
Nel nostro caso, è stata scelta l'opzione più semplice.Come generatore elettrico, utilizziamo un motore a corrente continua (24v / 0,7A) con magneti permanenti, che non richiede modifiche. Ha la proprietà della reversibilità: quando il suo albero ruota, la tensione appare sui contatti del motore. Questo motore elettrico è stato rimosso da una calcolatrice moralmente obsoleta.
2. La scelta del design dell'elica.
Nella prima versione del design del generatore eolico, per semplificare la produzione, un'elica di plastica, con un diametro di atterraggio adeguato, da un ventilatore industriale è stata presa come base dell'elica. Per aumentare la coppia sull'albero del generatore, è stata aggiunta la lunghezza delle sue pale con piastre metalliche a parete sottile con un profilo vicino all'originale.
Tuttavia, questo progetto dell'elica fallì. Con venti forti, a causa della bassa rigidità dell'elica in plastica, il rivestimento metallico delle pale si è spostato indietro e ha colpito il supporto strutturale, che alla fine si è interrotto.
Quando ho elaborato la prima opzione, ho deciso di progettare il profilo tecnologico delle pale e la loro lunghezza. Questi parametri dell'elica influiscono sulla sua sensibilità ai venti deboli e prevale. È necessario che con un po 'di vento, l'elica possa superare l'adesione dell'albero (attrazione dei magneti dello statore) e iniziare la rotazione.
3. La fabbricazione dell'elica. Selezioniamo o produciamo un hub per l'installazione e il fissaggio delle pale dell'elica.
Nel nostro caso, si tratta di una flangia in alluminio (4 mm di spessore, diametro esterno 50 mm) con un foro assiale lungo il diametro dell'albero di uscita del motore (8 mm - una ruota dentata viene premuta sull'albero, 10 mm di lunghezza) e quattro fori M4 equidistanti per il montaggio delle lame. Per fissare il mozzo sull'albero, installare una o due viti M4 (vedi foto).
4. Produzione di pale dell'elica.
Da una lamiera zincata con uno spessore di 0,4-0,5 mm, tagliamo 4 pezzi in forma di trapezio isoscele: altezza 250 mm, base 50 mm, lato superiore 20 mm. Pieghiamo le lame a metà lungo l'altezza del trapezio (creando una nervatura di rinforzo) con un angolo di 45 gradi (vedi foto). Smussiamo bordi e spigoli vivi (per la nostra sicurezza).
5. Installazione e fissaggio delle pale dell'elica.
Posizioniamo la lama sul mozzo in modo che il punto di piega sulla base sia sopra l'asse del mozzo e la metà adiacente della base sia sopra il foro di montaggio del mozzo (vedi foto). Contrassegniamo e realizziamo un foro nelle lame per una vite di fissaggio adiacente, 4,2 mm di diametro. Fissiamo le pale dell'elica una per una con le viti.
6. Bilanciamento dell'elica.
Eseguiamo il bilanciamento statico dell'elica. Per questo, installiamo e ripariamo l'elica su una barra calibrata (lucidata) con un diametro uguale al diametro dell'albero di uscita del motore. Posiamo la barra con l'elica su due calibrate orizzontalmente a livello del righello (superfici del modello) situate alle estremità della barra. In questo caso, l'elica girerà e una delle pale scenderà. Giriamo l'elica di un quarto di giro e se la stessa pala si è nuovamente abbassata, deve essere alleggerita tagliando una sottile striscia di metallo dal lato della pala. Ripetiamo un'operazione simile fino a quando la barra con l'elica non smette di girare dopo l'installazione in qualsiasi posizione arbitraria.
7. Produzione della parte a palette del generatore eolico.
Tagliamo il quadrato in alluminio 20 x 20 mm per una lunghezza di 250 mm. Su un lato del quadrato, per una o due viti (rivetti) installiamo uno stabilizzatore verticale della direzione verso il vento.
Sull'altro lato del quadrato, installiamo e fissiamo un morsetto su due viti per fissare il motore - generatore. Il morsetto e lo stabilizzatore sono anche realizzati in lamiera zincata con uno spessore di 0,4-0,5 mm (possibili versioni del materiale anticorrosivo utilizzato). La lunghezza del morsetto è uguale alla lunghezza del motore. La lunghezza dello stabilizzatore è di circa 200 mm, la forma è secondo il gusto del produttore.
Sulla flangia inferiore del quadrato, al centro del morsetto, fissare saldamente l'asta (è preferibile provvedere alla sua protezione dalla corrosione) per installare la struttura nel tubo del montante del generatore eolico. L'opzione migliore per determinare la posizione di questa asta è quella di determinare il baricentro di una struttura pre-assemblata e completamente assemblata, seguita da fori per il fissaggio dell'asta lì.
8. Montaggio del generatore eolico.
Installiamo il motore - generatore in posizione e lo fissiamo con un morsetto. Fissiamo l'elica all'albero di uscita del motore. Per proteggere il generatore dalle precipitazioni atmosferiche, tagliamo e installiamo una recinzione protettiva da una bottiglia di plastica adatta. Fissalo con una vite.
9. Debug di un generatore eolico.
Preinstallare il generatore eolico assemblato in un'area aperta nella direzione del vento. Formiamo un profilo variabile delle lame. Pieghiamo la parte piegata delle lame in modo che alle estremità delle lame (parte stretta) la quantità di arto sia di 10 ... 15 gradi (minima resistenza all'aria alla massima velocità periferica sulle lame). Al centro dell'elica, la grandezza dell'arto sulla lama varia da 30 a 45 gradi. Con un aumento dell'angolo di curvatura, aumenta la sensibilità del generatore eolico al vento, ma a causa dell'aumento della resistenza, la velocità del generatore diminuisce, il che porta a una diminuzione delle caratteristiche di uscita. Pertanto, modificando l'angolazione dell'arto delle pale selezioniamo il profilo ottimale nel vento.
10. Installazione di un generatore eolico.
Per installare un generatore eolico, un rack dell'altezza richiesta (preferibilmente sopra gli alberi circostanti) è realizzato da un tubo (acqua) e fissato all'oggetto. L'asta di montaggio del generatore eolico deve ruotare liberamente nella griglia. Prima dell'installazione, una rondella sequenziale viene messa in sequenza sull'albero del generatore eolico - una rondella intermedia per facilitare la rotazione, una molla a spirale per appianare lo squilibrio residuo dell'elica, una rondella protettiva per ridurre l'ingresso di precipitazione nel tubo del rack (in questo design è installato un dado di dimensioni adeguate).
Il filo del generatore è fissato meccanicamente dalla rottura del contatto, scende lungo il rack con un margine in lunghezza per possibili torsioni attorno al rack e un anello obbligatorio per gocce gocciolanti dalle precipitazioni prima di entrare nel consumatore.
