Piccolo parco eolico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative
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Il dispositivo è costituito da due metà di un cilindro cavo che, dopo averlo tagliato, si è allontanato dall'asse comune (vedi Fig. 1a). Il corpo risultante aveva una pronunciata asimmetria aerodinamica. Il flusso d'aria che attraversava il suo asse sembrava scivolare via dal lato convesso di un mezzo cilindro. Ma l'altro, rivolto al vento come una tasca, offriva una notevole resistenza. Il tamburo girava, i semicilindri cambiavano posto sempre più velocemente e il giradischi girava così rapidamente.
Questo principio è preso come base di questo parco eolico.
Fig. 1
Un tale schema si confronta favorevolmente con una turbina eolica con un giradischi ad elica. In primo luogo, non richiede grande precisione nella fabbricazione e offre un'ampia scelta di materiali utilizzati. In secondo luogo, è compatto.
Giudica tu stesso. La potenza del generatore, azionato da un tamburo con un diametro di solo circa un metro, sarà la stessa di un'elica a tre pale con un diametro di 2,5 m! E se il giradischi dell'elica deve essere installato su una barra alta o sul tetto della casa (questo è richiesto dalle precauzioni di sicurezza), allora il tamburo del giradischi può essere posizionato direttamente a terra, sotto una tettoia. Il tamburo presenta anche una serie di altri vantaggi: coppia elevata a basse velocità (il che significa che è possibile fare a meno di un cambio o utilizzare il più semplice a uno stadio), l'assenza di un meccanismo di raccolta della corrente della spazzola.
Serezha suggerisce un tamburo a due lame, ma consigliamo di aumentare il numero di lame a quattro (Fig. 1, b). Le caratteristiche di trazione di tale installazione miglioreranno in modo significativo.
Quindi, iniziamo con la fabbricazione del tamburo (Fig. 2). Le lame possono essere realizzate in compensato, ferro da copertura, lamiera di duralluminio o lamiera di plastica di opportune dimensioni. In ogni caso, cerca di evitare pezzi troppo spessi: il rotore dovrebbe essere leggero. Ciò ridurrà l'attrito nei cuscinetti, il che significa che il tamburo sarà più facile da far girare dal vento.
Fig. 2
Riso. 3. Schema schematico: 1 - resistore; 2 - avvolgimento dello statore del generatore; 3 - rotore del generatore; 4 - regolatore di tensione; 5 - relè di corrente inversa; 6 - amperometro; 7 - batteria; 8 - fusibile; 9 - interruttore
Se si utilizza il ferro da copertura, rinforzare i bordi verticali delle lame posizionando sotto la flangiatura una barra metallica del diametro di 5-6 mm. Se decidi di realizzare i dettagli del giradischi in compensato (il suo spessore dovrebbe essere di 5-6 mm), non dimenticare di immergere gli spazi vuoti con olio essiccante caldo. Le guance del tamburo possono essere in legno, plastica o metallo leggero. Durante il montaggio del tamburo, non dimenticare di rivestire le giunture con una spessa pittura ad olio.
Le traverse che collegano le singole pale al rotore sono meglio saldate o rivettate da nastri di acciaio con una sezione di 5x60 mm. Si può usare anche il legno: lo spessore del pezzo è di almeno 25 mm, la larghezza è di 80 mm.
L'asse per il giradischi è più facile da realizzare da un pezzo di tubo d'acciaio di due metri con un diametro esterno di circa 30 mm. Prima di scegliere un pezzo per l'asse, trova due cuscinetti a sfera, preferibilmente nuovi. Abbinando le dimensioni del tubo e dei cuscinetti, ti risparmi la fatica di adattare il tubo alle piste interne dei cuscinetti. Le traverse in acciaio del rotore sono saldate all'asse, quelle in legno sono fissate con colla epossidica e perni in acciaio del diametro di 5-6 mm, che passano simultaneamente attraverso ciascuna traversa e tubo. Montare le lame sui bulloni M12. Controllare attentamente la distanza dalle lame all'asse: dovrebbero essere uguali - 140-150 mm. Dopo aver assemblato il tamburo, ricoprire nuovamente le giunture delle parti con una spessa pittura ad olio.
L'elemento principale dell'installazione è pronto, resta da realizzare un telaio saldandolo o rivettandolo da un angolo di metallo (è adatta anche una versione in legno). Installare i cuscinetti a sfera sul telaio finito. Assicurarsi che non vi sia inclinazione, altrimenti il rotore non sarà in grado di ruotare facilmente. Coprire due volte tutti i dettagli dell'installazione con pittura ad olio, fissare una serie di pulegge di vari diametri all'estremità inferiore dell'asse. Collegare la cinghia gettata sopra la puleggia del giradischi a un generatore di corrente elettrica, come un'auto. Il campione costruito di un impianto eolico ad una velocità del vento di 9-10 m/s sarà in grado di fornire la potenza trasmessa al generatore pari a 800 watt.
Ma cosa succede se il tempo è calmo o il vento è troppo debole per fornire l'elettricità necessaria? Non ci saranno interruzioni nella generazione di elettricità se si utilizza un dispositivo di accumulo di energia: una batteria. C'è vento - invia elettricità direttamente al consumatore, non c'è vento - accendi le batterie caricate dalla turbina eolica. Nella Figura 3, abbiamo mostrato un diagramma schematico del circuito elettrico di una tale turbina eolica.
Se il mulino a vento deve essere utilizzato per innaffiare un orto o un frutteto, deve essere montato direttamente sopra la fonte d'acqua.
E ora il compito. Pensate, ragazzi, come adattare la turbina eolica, di cui abbiamo parlato, per geologi, alpinisti, squadre mobili di riparazione e costruzione, per pastori su pascoli lontani.
Autori: S.Kurnev, V.Shumeev
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La nuova tecnologia consente di sintetizzare diamanti artificiali senza un forte riscaldamento e di ottenere anche la lonsdaleite più rara con cristalli particolarmente forti.
In condizioni naturali, i diamanti si formano nelle viscere della Terra. La sua formazione richiede molto tempo, richiede alta pressione e riscaldamento oltre i 1000 °C. È possibile ottenere diamanti sintetici più velocemente, sebbene il processo avvenga ancora a pressioni e temperature enormi. Gli scienziati hanno imparato a fare a meno del riscaldamento solo ora, avendo sviluppato la sintesi di diamanti a temperatura ambiente normale.
Gli atomi di carbonio possono formare una varietà di strutture, dal grafene piatto e nero al diamante ultra resistente e trasparente. Tuttavia, i diamanti sono anche diversi: le particelle nei suoi cristalli possono formare non solo un reticolo cristallino "classico" cubico, ma anche esagonale, formando una forma speciale di diamante: la lonsdaleite. È anche più duro di quello cubico, ma è molto meno comune in natura. Sì, e in laboratorio è più difficile ottenerlo.
Tuttavia, un team internazionale di scienziati guidato dal professore dell'Australian National University Jody Bradby è riuscito a sintetizzare diamanti sia cubici che esagonali senza l'uso di alte temperature. Di norma, per questo cercano di ricreare artificialmente le condizioni dell'interno della terra con il loro calore e la loro enorme pressione. Tuttavia, questa volta, i fisici si sono rivolti a un altro meccanismo naturale per la formazione dei diamanti: il meteorite.
Questi cristalli possono infatti apparire dal carbonio a seguito di potenti impatti dei corpi celesti, non solo sulla Terra, ma anche nello spazio. Si presume che la temperatura non sia importante quanto la forza di taglio, a causa della quale diversi strati del materiale subiscono una forza diretta in direzioni diverse. Immagina una forte spinta in un tavolo con gambe sciolte: il piano del tavolo si muove in una direzione, le gambe si muovono nella direzione opposta.
Pertanto, gli autori hanno progettato un setup che ha permesso di agire su un campione di grafite con una potente forza di taglio e, allo stesso tempo, un'enorme pressione. Dopo aver esaminato il campione al microscopio elettronico, hanno trovato cristalli di diamante. I cristalli cubici formavano il "capillare" più sottile tra gli strati di lonsdaleite. Il processo ha richiesto solo pochi minuti e gli scienziati sperano che possa essere finalizzato per applicazioni industriali e sintesi di massa di questo materiale incredibilmente resistente.
È anche possibile che aumentando ulteriormente la forza di taglio sia possibile ridurre la pressione richiesta per la formazione dei cristalli. Finora, ciò richiede circa 80 GPa - come notano gli autori, "una pressione paragonabile al peso di 640 elefanti africani in equilibrio sulla punta di una scarpetta da ballo".
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