Mulino a vento fai-da-te per $ 150

Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative

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Recentemente ho avuto l'idea di generare la mia elettricità per la mia casa. Questa non era una grande esigenza, ma il mio interesse per questo argomento è aumentato quando ho letto un articolo sull'assemblaggio di un mulino a vento con un motore da un tapis roulant e tubi in PVC. Avendo preventivamente stimato i costi, si è scoperto che erano circa 150-200 dollari per un mulino a vento in grado di generare circa 50-250 Watt di elettricità (questo risulta molto più economico rispetto all'utilizzo di pannelli solari alla stessa potenza di uscita). E in questo articolo condividerò con te la mia esperienza nel realizzare un mulino a vento con le mie mani.

Come funziona un mulino a vento?

Qualsiasi mulino a vento, indipendentemente dalle sue dimensioni e scopo, funziona secondo i seguenti principi:

1. Soffia un vento costante.
2. La banderuola (coda del mulino a vento) gira con il vento.
3. Le pale collegate al generatore (direttamente o tramite un riduttore) lo costringono a ruotare sotto la forza del vento.
4. Grazie alla rotazione, il generatore produce elettricità.

Non suona così difficile, vero? Quindi scendiamo nello specifico.

Strumento

Per realizzare un mulino a vento, non è necessario alcuno strumento specializzato. Ho utilizzato i seguenti strumenti:

- seghetto
- trapano e trapani per esso
- roulette
- chiave inglese
- chiave del gas
- goniometro
- carta vetrata (grana diversa)

Dettagli richiesti

Il mio compito era realizzare un mulino a vento al minor costo possibile (perché sono uno studente e ho finanze limitate). Quindi, ho preso una soluzione già pronta per creare un semplice mulino a vento da Internet e l'ho semplificata ancora di più. Tutti i pezzi di ricambio necessari possono essere acquistati in qualsiasi mercato edile o in un negozio. Molti probabilmente finiranno nel tuo garage o capannone.

Quindi ecco cosa ho usato:
- lamiera 25x35cm
- Tubo da 1/4" x 25 cm
- Flangia da 1/4".
- Tubo quadro 20-25 mm L=1m
- lama per sega (per mozzo)
- perno (per il collegamento del disco all'asse motore)
- due morsetti per auto
- Tubo in PVC da 8 "x 4".
- Tubo in PVC da 30 "x 8".
- Motore DC (generatore)
- bulloni, rondelle, dadi
- viti metalliche
- diodi per corrente 10-40A (più possibile)

Non ci sono problemi per ottenere questi pezzi di ricambio, ad eccezione del motore. Da Internet, l'opzione più popolare è utilizzare il motore Ametek dei vecchi registratori. Quando si sceglie un generatore (motore), scegliere quelli con il maggior numero di volt per giro. Ad esempio, il motore "Ametek" che sto usando emette 30 V a 325 giri/min, quindi è perfetto per usarlo come generatore in un mulino a vento. Tieni inoltre presente che è necessario un motore di almeno 12V per alimentare l'inverter o caricare la batteria. Nel mio progetto, con buon vento, la velocità raggiunge facilmente valori ​​di 300-400 giri/min.

Produzione di lame

La parte più importante di un mulino a vento sono probabilmente le pale. La maggior parte li realizza in legno o materiali compositi (fibra di vetro e resina epossidica). Ma penso che sia realistico realizzarli da un normale tubo dell'acqua in PVC (in termini di efficienza, non saranno peggio). Prima di continuare, una piccola teoria sulle pale dei mulini a vento...
- più lunghe sono le pale, più facilmente girano con vento leggero, ma avranno una velocità di rotazione lenta.
- alle estremità delle pale la rotazione sarà maggiore che alla base, quindi è necessario calcolare il rapporto tra la velocità di rotazione delle pale e la velocità del vento (TSR) durante la loro fabbricazione (ad esempio, i vecchi mulini a vento ruotano tutti tutto l’anno a una velocità costante di 40 giri al minuto.)
- la potenza ottenibile dall'energia eolica è pari alla velocità del vento alla terza potenza. Quelli. P=k*v^3, dove k è la costante della turbina eolica, v è la velocità del vento.
- secondo la legge di Betz solo il 59.3% circa dell'energia può essere ottenuta dal vento. Quelli. in realtà la nostra formula assumerà la forma: . P=0.593*k*v^3, dove k sono le perdite nel generatore eolico dovute all'attrito meccanico, ecc.
- più alto è il mulino installato sopra il livello del suolo, più potenza può essere estratta dall'energia eolica (consiglio 6-15 metri, ma l'ho installato a un'altezza di 4 metri).

Le lame stesse sono molto facili da realizzare dai tubi. Devi tagliare il tubo in PVC in 3 sezioni: due a 150 gradi ciascuna. e una sezione di 60 gradi. (Ho provato a rappresentarlo in modo molto approssimativo in un disegno, nel mio programma CAD preferito: MS Paint :)). Le linee rosse sono le linee di taglio. Per rendere più facile vedere la linea di taglio su tutta la lunghezza, consiglio di attaccare del nastro isolante, del nastro adesivo o semplicemente della carta. Da un pezzo di tubo 150 gradi. otterrai pale larghe che gireranno facilmente con vento leggero, ma lentamente. Con esperienza, tu stesso puoi scegliere l'angolo ottimale; in base alla pratica, è compreso tra 75 e 150 gradi. Per prima cosa ritaglia le lame larghe e poi, se necessario, tagliale per renderle più strette. E ricorda: “Misura due volte, taglia una volta”.

Dopo aver tagliato tutto, ho arrotondato i bordi. Se segui l'aerodinamica, devi arrotondare il bordo principale e allineare la parte posteriore, ma in pratica, quando si utilizza un tubo in PVC, non ho visto alcuna differenza. In generale si possono realizzare lame come queste (vedi foto)...

Realizzazione del punto di attacco delle lame (Hub)

Il compito successivo è produrre l'unità di montaggio della pala (mozzo dell'elica, mozzo). Esistono molti metodi di produzione diversi. Consiglio di realizzarne uno con una lama per sega, è facile da trovare e facile da forare. Usando un trapano, pratica 3 gruppi di fori (2 ciascuno) con un offset di 120 gradi (potresti aver bisogno di un goniometro qui). La distanza nel gruppo tra due fori è di 1 pollice (vedi figura).

Se hai intenzione di utilizzare anche una lama per sega come mozzo, non dimenticare di smerigliare tutti i denti su di essa, altrimenti se si stacca per qualsiasi motivo, può danneggiare te e gli altri.

Dopo che tutto è stato forato e siamo fiduciosi nell'affidabilità e nella sicurezza del mozzo, puoi avvitare le lame ad esso con bulloni e dadi. Assicurarsi di montare una rondella di sicurezza o utilizzare un dado di tenuta.

Realizzare una banderuola e un cardine per girare

Ora dobbiamo realizzare una piattaforma girevole su cui verrà installato il nostro generatore. Per fare questo utilizziamo un tubo quadrato, un pezzo di tubo in PVC, una flangia e un piccolo foglio di metallo. Nella figura seguente puoi vedere uno schizzo approssimativo di come apparirà.

Prima di tutto, è necessario tagliare la coda del mulino a vento (banderuola) da un pezzo di ferro. La forma non è molto importante e serve principalmente a dare un aspetto estetico.

Inoltre, lungo il tubo quadrato eseguiamo un taglio (è più facile farlo con una smerigliatrice). La lunghezza non è molto importante, consiglio 20-25 cm, quindi inseriamo la nostra banderuola nella fessura e foriamo i fori nel tubo e nel foglio. Fissare con bulloni.

È inoltre necessario fornire una sorta di copertura per il generatore, dalle intemperie. Per questo utilizziamo anche un tubo di plastica. Nella figura sotto, penso sia chiaro come apparirà (il foro laterale serve per le prese elettriche).

Quindi dipingiamo tutto e lo raccogliamo nel mucchio. Fissiamo il motore e il relativo coperchio al tubo con fascette. Dal fondo del tubo, più vicino al motore, installiamo la flangia e la fissiamo con viti autofilettanti.

Costruzione dell'albero

Qualsiasi mulino a vento ha bisogno di un albero (torre). L'ho realizzato con tubi in PVC e vari raccordi per tubi in plastica. Per il mio albero avevo bisogno di: tubo in PVC da 1 pollice, un raccordo per esso, 3 rami a T.

L'albero è facile da realizzare e si presenta così:

Successivamente, piantiamo la nostra intera struttura sull'albero risultante.

Il mulino a vento è pronto

Resta solo da mettere il nostro mozzo con le pale sull'albero motore e il nostro mulino a vento fatto in casa è pronto!

Nella foto sotto puoi vedere un design sperimentale con sei lame. Ruota quasi in calma, ma la velocità non supera i 100 giri/min.

Nel vano batteria, l'alimentazione viene fornita in parallelo con i pannelli solari. Sto usando 2 batterie. Puoi usare le normali batterie per auto. Non dimenticare di saldare i diodi tra le batterie e il generatore del mulino a vento, altrimenti la corrente delle batterie andrà al generatore.

Durante gli esperimenti, si è scoperto che le pale più sottili funzionano meglio nelle mie condizioni di vento. Pertanto, ho usato delle lame bianche grandi (vedi foto precedenti) e le ho rifilate un po'. Il risultato è una maggiore velocità di rotazione.

Autore: Koltykov AV; Pubblicazione: cxem.net

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