W artykule, który znalazłem, przyjrzymy się tworzeniu od podstaw klasycznego domowego generatora wiatrowego.
Należy zacząć od wału i piasty wziętych od przyczepy. Wirniki wykonane są ze stali o grubości 12 mm, średnica każdego wynosi 400 mm. Zostały przygotowane przy użyciu maszyny do cięcia strumieniem wody CNC. Mechanizm obrotowy generatora wiatrowego zrobiony jest z kawałka trzycalowej rury o długości 400 mm. Wał piasty zabezpieczono wewnątrz rurą o długości i średnicy 100 mm poprzez 2 stalowe pierścienie. Stalowy wspornik ogonowy wykonany jest ze stali o grubości 12 mm, jego wysokość wynosi 150 mm i znajduje się pod kątem 18 stopni.
Powyższe zdjęcie przedstawia spawany zespół ramy.
Do stojana przyspawanych jest sześć wsporników. Jego średnica to 500 mm. Do tego jest potrzebny prosty szablon ze sklejki o średnicy 500 mm z 6 małymi otworami oraz jednym centralnym na wał. Szablon zainstalowano na wale i za pomocą śrub i nakrętek przymocowano do niego wsporniki wirnika. Tzn. wsporniki zostały zamontowane bardzo precyzyjnie i nie przesuwają się ze swoich pozycji podczas spawania. Dalej wszystko dokładnie przyspawano.
W projekcie tym zastosowano 16 sztuk magnesów o wymiarach 40 × 75 × 20 mm. Są one przyklejone za pomocą super kleju do rotora, on sam z kolei zamontowany jest na ramie. Następnie zalano magnesy żywicą poliestrową (można używać epoksydowej).
Cewki są nawijane w kształt rdzenia. Grubość stojana wynosi 15 mm, więc cewki będą musiały być nieco cieńsze.
Kolejnym krokiem był pomiar ich parametrów. Wykorzystano do tego tachometr optyczny (mierzone obroty na minutę) i multimetr. Testy wykazały napięcie z cewki 2,4 V przy 70 obr./min.
Następnie zamontowano przednią część rotora. Teraz przy 70 obr./min cewka pokazywała 5,4 V. Później ze względu na wyższą minimalną prędkość obrotową zostały przerobione i zawierały mniej zwojów przy grubszym drucie. Kolejny test, ale tym razem pod obciążeniem (duży rezystor 1 om) przy prędkości około 104 obr./min pokazał 6 woltów napięcia i prąd 6 amperów (tj. 36 watów). Czyli 12 cewek połączonych w gwiazdę daje około 400 watów przy 100 obr./min.
Długość ogona generatora wiatrowego wynosi 2,5 metra. Jego przegubowa oś wykonana jest z grubościennej rury o średnicy około 45 mm. Przeciwna część zawiasu (na którą nasuwa się ogon) zrobiona jest z rury o średnicy 50 mm ze szczeliną.
Powyższy obrazek przedstawia szablon (kształt) stojana. Ma to na celu prawidłowe ustawienie cewek. W środku okręgu znajduje się śruba do dokręcania pokrywy. Wokół szablonu — wzdłuż krawędzi zastosowano 4 zaciski. Okazało się, że szablon ma średnicę 500 mm i grubość 15 mm. Okrąg pośrodku stojana ma 180 mm średnicy.
Stojan składa się z 12 cewek. Na zdjęciu widać, że są one położone bardzo blisko siebie, a ich boki stykają się. Magnesy wirnika będą umieszczone nad ich otworami. Masa każdej cewki wynosi około 550 g. Są one nawinięte z dwóch drutów miedzianych o przekroju 1,65 mm², ale można to zrobić jednym 3,3 mm². Każda cewka zawiera 68 zwojów drutu, co daje 48 woltów przy 75 obr./min. Masa miedzi w stojanie wynosi około 7,2 kg. Na 4 magnesy przypadają 3 cewki, co daje prosty schemat połączeń umożliwiający uzyskanie 3 faz z generatora. Każdy rotor zawiera 16 magnesów. Generator ten potrzebował ich 11 kg i 7,2 kg uzwojeń.
Każda faza zawiera 4 cewki połączone szeregowo. Należy umieścić je na szablonie w ich pozycjach.
Końce cewek przycięto na wymiar i zlutowano ze sobą, po czym założono rurki termokurczliwe.
Następnie trzeba wyciąć małe kwadraty z włókna szklanego i przykleić je do szpul za pomocą super kleju, aby je połączyć. Dzięki temu stojan będzie bardzo mocny i zajdzie możliwość usunięcia cewki z szablonu.
Kolejnym krokiem jest wlanie cewek do szablonu za pomocą żywicy poliestrowej. Pierwszym etapem wylewania jest woskowanie drewnianej formy, do tego celu lepiej użyć wosku samochodowego. Następnie delikatnie pokrywamy spód i boki formy poliestrem. Teraz należy zmieszać żywicę poliestrową z talkiem i wlać całość do formy na szpulę. Na górę trzeba położyć warstwę włókna szklanego i pokryć ją żywicą. Należy to zrobić tak, aby nie tworzyły się pęcherzyki powietrza. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie i zgodnie z instrukcją użycia żywicy poliestrowej, utwardzenie zajmie 2-4 godziny. Lepiej zostawić to na noc.
Wirniki są nieco łatwiejsze do zrobienia. Owijamy taśmą od zewnątrz i wykonujemy: „wyspę” ze sklejki na otwór wewnętrzny (200 mm). Wewnętrzne kółko należy docisnąć bardzo mocno do stalowej podstawy, tak aby żywica nie wyciekła podczas nalewania. Napełniamy to tą samą technologią, co stojan: mieszamy żywicę z talkiem i zalewamy.
Następnie wiercimy w okręgu w stojanie sześć otworów o średnicy 12 mm, aby później przymocować go do 6 wsporników. Podczas zaznaczania trzeba upewnić się, że wiertarka nie trafiła w cewki. Otwory powinny znajdować się pomiędzy nimi.
Kolejnym krokiem jest przykręcenie tylnej części wirnika do kołnierza (piasty). Teraz należy nasmarować wszystkie części robocze i zamontować piastę z wirnikiem na ramie wiatraka. Następnie można wycentrować oś i włożyć zawleczkę w nakrętkę ją zabezpieczającą.
Montujemy stojan tak, aby szczelina między nim a tylnym wirnikiem wynosiła około 2 mm.
Wirniki muszą być ustawione względem siebie w polu magnetycznym: południowy przedniego wirnika powinien znajdować się naprzeciwko północnego tylnego. Kiedy zostało to wykonane, trzeba opierać się na znakach, które zostały zrobione wcześniej.
Łopaty wiatraka mają prosty kształt. Ich szerokość na końcach wynosi 150 mm, w najobszerniejszej części (u nasady) było to około 350 mm. Długość łopatki stanowi około 2 m, co daje średnicę generatora wiatrowego około 5 metrów. Łopatki na końcach mają nachylenie 3 stopnie, a w środku 6. Przednia ich część jest całkowicie płaska. Na końcach grubość wynosi około 20 mm, w środku 40 mm, a u nasady sięga 50 mm.
Łopatki zostały umieszczone pomiędzy dwiema piastami (kołnierzami) wykonanymi ze sklejki o grubości 20 mm. Ich średnica to 660 mm.
Łącznie użyto 9 śrub.
Ogon generatora ma kształt strzałki, szerokość około 60 cm i długość 130 cm. Wykonany jest z bardzo wytrzymałej sklejki o grubości 60 mm. Pomalowany czarną farbą i dobrze pokryty olejem lnianym. Tył jest przykręcony do belki ogonowej czterema śrubami.
Schemat podłączenia jest prosty — górna część masztu wykonana jest z rury o średnicy 60 mm, na której znajduje się gruba podkładka, a w rurze jest plastikowa tulejka. Przewody biegną wewnątrz masztu i mogą zostać lekko skręcone podczas obracania generatora wiatrowego. Złącze znajduje się na dole masztu.
Przed montażem należy wyważyć łopatki. Dla równowagi trzeba obniżyć najcięższą część na godzinę 6:00 i dodać niewielki ciężar na przeciwległych łopatkach. Do precyzyjnego wyważenia zastosowano wkręty do drewna.
Wysokość masztu wynosiła 18 metrów.
To zdjęcie pokazuje złożony ogon wiatraka podczas silnego wiatru. Nawiasem mówiąc, ta konstrukcja bez problemu wytrzymała porywy o prędkości do 27 m/s. Duża powierzchnia projekcji łopat pozwala wiatrakowi obracać się przy bardzo słabych powiewach (2 m/s według anemometru). Przy prędkości 4,5 m/s generator wytwarza 400 watów energii elektrycznej, przy 7 m/s około 1,5 kW. Często można było obserwować 2 kW, a kilka razy przy bardzo silnych porywach moc sięgała do 3,8 kW.
Budowa tego generatora wiatrowego zajęła autorowi od początku do końca 3 tygodnie.
Więcej informacji znajdziesz w źródle:
https://www.otherpower.com/17page1.html
https://www.otherpower.com/17page2.html
https://www.otherpower.com/17page3.html
https://www.otherpower.com/17page4.html
Należy zacząć od wału i piasty wziętych od przyczepy. Wirniki wykonane są ze stali o grubości 12 mm, średnica każdego wynosi 400 mm. Zostały przygotowane przy użyciu maszyny do cięcia strumieniem wody CNC. Mechanizm obrotowy generatora wiatrowego zrobiony jest z kawałka trzycalowej rury o długości 400 mm. Wał piasty zabezpieczono wewnątrz rurą o długości i średnicy 100 mm poprzez 2 stalowe pierścienie. Stalowy wspornik ogonowy wykonany jest ze stali o grubości 12 mm, jego wysokość wynosi 150 mm i znajduje się pod kątem 18 stopni.
Powyższe zdjęcie przedstawia spawany zespół ramy.
Do stojana przyspawanych jest sześć wsporników. Jego średnica to 500 mm. Do tego jest potrzebny prosty szablon ze sklejki o średnicy 500 mm z 6 małymi otworami oraz jednym centralnym na wał. Szablon zainstalowano na wale i za pomocą śrub i nakrętek przymocowano do niego wsporniki wirnika. Tzn. wsporniki zostały zamontowane bardzo precyzyjnie i nie przesuwają się ze swoich pozycji podczas spawania. Dalej wszystko dokładnie przyspawano.
W projekcie tym zastosowano 16 sztuk magnesów o wymiarach 40 × 75 × 20 mm. Są one przyklejone za pomocą super kleju do rotora, on sam z kolei zamontowany jest na ramie. Następnie zalano magnesy żywicą poliestrową (można używać epoksydowej).
Cewki są nawijane w kształt rdzenia. Grubość stojana wynosi 15 mm, więc cewki będą musiały być nieco cieńsze.
Kolejnym krokiem był pomiar ich parametrów. Wykorzystano do tego tachometr optyczny (mierzone obroty na minutę) i multimetr. Testy wykazały napięcie z cewki 2,4 V przy 70 obr./min.
Następnie zamontowano przednią część rotora. Teraz przy 70 obr./min cewka pokazywała 5,4 V. Później ze względu na wyższą minimalną prędkość obrotową zostały przerobione i zawierały mniej zwojów przy grubszym drucie. Kolejny test, ale tym razem pod obciążeniem (duży rezystor 1 om) przy prędkości około 104 obr./min pokazał 6 woltów napięcia i prąd 6 amperów (tj. 36 watów). Czyli 12 cewek połączonych w gwiazdę daje około 400 watów przy 100 obr./min.
Długość ogona generatora wiatrowego wynosi 2,5 metra. Jego przegubowa oś wykonana jest z grubościennej rury o średnicy około 45 mm. Przeciwna część zawiasu (na którą nasuwa się ogon) zrobiona jest z rury o średnicy 50 mm ze szczeliną.
Powyższy obrazek przedstawia szablon (kształt) stojana. Ma to na celu prawidłowe ustawienie cewek. W środku okręgu znajduje się śruba do dokręcania pokrywy. Wokół szablonu — wzdłuż krawędzi zastosowano 4 zaciski. Okazało się, że szablon ma średnicę 500 mm i grubość 15 mm. Okrąg pośrodku stojana ma 180 mm średnicy.
Stojan składa się z 12 cewek. Na zdjęciu widać, że są one położone bardzo blisko siebie, a ich boki stykają się. Magnesy wirnika będą umieszczone nad ich otworami. Masa każdej cewki wynosi około 550 g. Są one nawinięte z dwóch drutów miedzianych o przekroju 1,65 mm², ale można to zrobić jednym 3,3 mm². Każda cewka zawiera 68 zwojów drutu, co daje 48 woltów przy 75 obr./min. Masa miedzi w stojanie wynosi około 7,2 kg. Na 4 magnesy przypadają 3 cewki, co daje prosty schemat połączeń umożliwiający uzyskanie 3 faz z generatora. Każdy rotor zawiera 16 magnesów. Generator ten potrzebował ich 11 kg i 7,2 kg uzwojeń.
Każda faza zawiera 4 cewki połączone szeregowo. Należy umieścić je na szablonie w ich pozycjach.
Końce cewek przycięto na wymiar i zlutowano ze sobą, po czym założono rurki termokurczliwe.
Następnie trzeba wyciąć małe kwadraty z włókna szklanego i przykleić je do szpul za pomocą super kleju, aby je połączyć. Dzięki temu stojan będzie bardzo mocny i zajdzie możliwość usunięcia cewki z szablonu.
Kolejnym krokiem jest wlanie cewek do szablonu za pomocą żywicy poliestrowej. Pierwszym etapem wylewania jest woskowanie drewnianej formy, do tego celu lepiej użyć wosku samochodowego. Następnie delikatnie pokrywamy spód i boki formy poliestrem. Teraz należy zmieszać żywicę poliestrową z talkiem i wlać całość do formy na szpulę. Na górę trzeba położyć warstwę włókna szklanego i pokryć ją żywicą. Należy to zrobić tak, aby nie tworzyły się pęcherzyki powietrza. Jeśli wszystko zostanie wykonane poprawnie i zgodnie z instrukcją użycia żywicy poliestrowej, utwardzenie zajmie 2-4 godziny. Lepiej zostawić to na noc.
Wirniki są nieco łatwiejsze do zrobienia. Owijamy taśmą od zewnątrz i wykonujemy: „wyspę” ze sklejki na otwór wewnętrzny (200 mm). Wewnętrzne kółko należy docisnąć bardzo mocno do stalowej podstawy, tak aby żywica nie wyciekła podczas nalewania. Napełniamy to tą samą technologią, co stojan: mieszamy żywicę z talkiem i zalewamy.
Następnie wiercimy w okręgu w stojanie sześć otworów o średnicy 12 mm, aby później przymocować go do 6 wsporników. Podczas zaznaczania trzeba upewnić się, że wiertarka nie trafiła w cewki. Otwory powinny znajdować się pomiędzy nimi.
Kolejnym krokiem jest przykręcenie tylnej części wirnika do kołnierza (piasty). Teraz należy nasmarować wszystkie części robocze i zamontować piastę z wirnikiem na ramie wiatraka. Następnie można wycentrować oś i włożyć zawleczkę w nakrętkę ją zabezpieczającą.
Montujemy stojan tak, aby szczelina między nim a tylnym wirnikiem wynosiła około 2 mm.
Wirniki muszą być ustawione względem siebie w polu magnetycznym: południowy przedniego wirnika powinien znajdować się naprzeciwko północnego tylnego. Kiedy zostało to wykonane, trzeba opierać się na znakach, które zostały zrobione wcześniej.
Łopaty wiatraka mają prosty kształt. Ich szerokość na końcach wynosi 150 mm, w najobszerniejszej części (u nasady) było to około 350 mm. Długość łopatki stanowi około 2 m, co daje średnicę generatora wiatrowego około 5 metrów. Łopatki na końcach mają nachylenie 3 stopnie, a w środku 6. Przednia ich część jest całkowicie płaska. Na końcach grubość wynosi około 20 mm, w środku 40 mm, a u nasady sięga 50 mm.
Łopatki zostały umieszczone pomiędzy dwiema piastami (kołnierzami) wykonanymi ze sklejki o grubości 20 mm. Ich średnica to 660 mm.
Łącznie użyto 9 śrub.
Ogon generatora ma kształt strzałki, szerokość około 60 cm i długość 130 cm. Wykonany jest z bardzo wytrzymałej sklejki o grubości 60 mm. Pomalowany czarną farbą i dobrze pokryty olejem lnianym. Tył jest przykręcony do belki ogonowej czterema śrubami.
Schemat podłączenia jest prosty — górna część masztu wykonana jest z rury o średnicy 60 mm, na której znajduje się gruba podkładka, a w rurze jest plastikowa tulejka. Przewody biegną wewnątrz masztu i mogą zostać lekko skręcone podczas obracania generatora wiatrowego. Złącze znajduje się na dole masztu.
Przed montażem należy wyważyć łopatki. Dla równowagi trzeba obniżyć najcięższą część na godzinę 6:00 i dodać niewielki ciężar na przeciwległych łopatkach. Do precyzyjnego wyważenia zastosowano wkręty do drewna.
Wysokość masztu wynosiła 18 metrów.
To zdjęcie pokazuje złożony ogon wiatraka podczas silnego wiatru. Nawiasem mówiąc, ta konstrukcja bez problemu wytrzymała porywy o prędkości do 27 m/s. Duża powierzchnia projekcji łopat pozwala wiatrakowi obracać się przy bardzo słabych powiewach (2 m/s według anemometru). Przy prędkości 4,5 m/s generator wytwarza 400 watów energii elektrycznej, przy 7 m/s około 1,5 kW. Często można było obserwować 2 kW, a kilka razy przy bardzo silnych porywach moc sięgała do 3,8 kW.
Budowa tego generatora wiatrowego zajęła autorowi od początku do końca 3 tygodnie.
Więcej informacji znajdziesz w źródle:
https://www.otherpower.com/17page1.html
https://www.otherpower.com/17page2.html
https://www.otherpower.com/17page3.html
https://www.otherpower.com/17page4.html
Fajne? Ranking DIY