Evinizdeki ve bahçenizdeki düşük güç uygulamaları için profesyonel rüzgar türbini kurulumları çok pahalıdır. İhtiyacınız olan tek şey LED aydınlatma veya bir Raspberry Pi Zero projesi için biraz meyve suyu ise, küçük bir rüzgar enerjisi sistemi için binlerce ödeme yapmak orantısız görünüyor. Ve okuldaki deneyler için, gereken maliyet ve zaman da minimum olmalıdır – okullar genellikle nakit para sıkıntısı çeker. Bu yazıda, eski bisiklet parçaları ve nalburdan alınan malzemelerden kendi küçük rüzgar enerjisi tesisatınızı nasıl inşa edeceğinizi göstereceğiz. Bir esintiden biraz daha fazlasıyla, yaklaşık 1 watt güç sağlayabilir. Bu, küçük bir pili şarj etmek için yeterlidir, böylece sakin olduğunda yine de güce sahip olursunuz.

Bu küçük rüzgar türbini, size temelleri öğretmek için daha çok bir deneydir; size yüzde 100 güvenilir güç sağlamaz. Burada mucize yok! Ayrıca, lütfen kuvvetli rüzgarlara ve fırtınalara karşı dikkatli olun: bu makine bu tür hava koşullarının üstesinden gelmek için tasarlanmamıştır ve muhtemelen parçalanacaktır. Uçan kalıntılar yaralanmaya neden olabileceğinden, onu bu tür potansiyel hasarlardan korumalısınız.

Tipik üç kanatlı ticari rüzgar türbinlerinin aksine, dikey bir rotor mili kullanıyoruz. Bu, rüzgar yönü izleme ihtiyacını ortadan kaldırır ve bize çok basit bir tasarım bırakır. Esasen, bu sadece bir göbek dinamosuna sahip dikey olarak monte edilmiş bir bisiklet tekerleği. Rotor kanatları için, janta dikey olarak tutturulmuş, ucuz plastik (PVC) drenaj borusundan kesilmiş sekiz “yarım boru” kullanıyoruz.

Rüzgar hızları Beaufort ölçeğinde yaklaşık 2 veya 5 mil / saate ulaşır ulaşmaz türbinimiz dönmeye başlayacak. 20mph veya 5 Beaufort gibi sert bir esinti ile (aşağıdaki dönüştürme tablosuna bakın), yaklaşık 1W güç çıkışı sağlar (6.7V’de 147mA ölçtük).

Bisiklet Tekerleğinizi Rüzgar Türbini Yapın

Rotor ve jeneratör ünitesini inşa ederek başlayalım. Çelik bir su borusundan yapılmış, muhtemelen zemine dökülmüş beton kullanılarak sabitlenmiş bir direk kullanacaksınız. Temel ve direk yüksekliği için yerel gereksinimlerinizi kontrol edin ve buna göre ayarlayın. Yerel koşullara bağlı olarak, direğinizi tel kablolar kullanarak da sabitlemeniz gerekebilir.

1. Türbin kanatlarını kesin

Türbin kanatlarımızı yapmak için ince duvarlı PVC drenaj borusu kullandık ( Şekil A ). Yaşadığımız Almanya’da bu şeyler turuncu; Kuzey Amerika’da genellikle beyazdır.

Dekupaj testeresi kullanarak 6 ′ veya 2 m uzunluğundaki bir borudan 4 bıçak kesebilirsiniz ( Şekil B ). Toplamda 8 bıçağa ihtiyacımız var. Boruyu tam ortasından kesmeye dikkat edin – ideal olarak, bıçakların hepsi aynı ağırlıkta olmalıdır.

2. Bıçakları jeneratöre takın

Jeneratör için, göbek dinamosu ( Şekil C ) ile donatılmış bir bisiklet tekerleği (jant ) kullanıyoruz. Alüminyumdan yapılmış jantlar, kolayca delinebildikleri için en iyi sonucu verir. Kullanılmış bir bisikletten parça alıyorsanız, lastiği ve iç lastiği ve varsa fren disklerini çıkardığınızdan emin olun.

8 türbin kanadını gösterildiği gibi, her biri 2 vida, somun ve büyük pul kullanarak, eşit aralıklarla (jant tellerini saymayı deneyin) ve jant üzerinde ortalayarak ( Şekil D ) takın .

3. Direği yap

Direği her iki ucundan dişli çinko kaplı çelik su borusundan yapın ( Şekil E ). Uç kapağa 9 mm’lik bir delik açın ve tekerleği kapağa takmak için göbek somununuzu bisiklet tekerleğinin aksına sıkın ( aşağıdaki Şekil F ). Direk yere güvenli bir şekilde monte edildikten sonra (!), Başlığı direğe vidalayabilirsiniz.

Direği dikmek için, diğer uçtaki iplik kullanışlı olabilir. Eşleşen bir tişört parçasını üzerine geçirebilir ve tişörtünü yere dökeceğiniz beton bloğun içine koyabilirsiniz. Beton, türbini hem desteklemek hem de sabitlemek için yeterince ağır olmalı ve zemine sıkıca sabitlenmelidir. Ardından, bir fırtına çıktığında, direği beton bloktan çıkarabilir ve türbini güvenli bir yere götürebilirsiniz.

Rüzgarların yarattığı güçleri küçümseme hatasına düşmeyin. Rüzgar hızının küpü (üçüncü gücü) ile orantılı olarak büyürler! Gerekirse, direği tel kablolarla gerin.

4. Elektroniği birleştirin

Cihazımız, dinamo tarafından üretilen akımı kullanarak bir kurşun asit bataryayı şarj etmek için ayarlanmıştır ( Şekil G ). Göbek dinamosu, tam köprü doğrultucu kullanarak titreşimli doğru akıma dönüştürebileceğimiz alternatif akım üretir. Düzgünleştirmek için, titreşimli DC, iki adet 2200µF (mikrofarad) elektrolitik kapasitör içine beslenir.

Düzeltilmiş DC daha sonra bir şarj regülatörü olarak kullanacağımız bir buck-boost dönüştürücüye (eBay’de yaklaşık 10 $) aktarılır. Bu, 1,25V ile 30V arasındaki herhangi bir giriş voltajını ayarlanabilir, sabit bir çıkış voltajına dönüştürür. Dönüştürücünün çıkışını, bataryamızın son şarj voltajının 0,7 volt üzerinde olacak şekilde ayarlayacağız (diyotun ileri voltajını telafi ederek). Akünün aküden dönüştürücüye geri akmasını önlemek için 1N4007 diyot gereklidir.

Örneğin, 6 voltluk bir kurşun asit akünün şarj voltajı 7,2 volttur. Diyotun 0.7V ileri voltajını ekleyerek, dönüştürücü 7,9V’luk bir çıkış voltajına ayarlanmalıdır.

Elektrik yükünüz (gücü tüketen ne olursa olsun, örneğin bir LED lamba) pilin çıkışına bağlanacaktır. Yükün, dönüştürücü için ayarlanan çıkış voltajını kaldırabilmesi gerektiğini unutmayın. Jeneratörün kendisi yalnızca küçük bir miktar akım sağlayabilirken, pil birkaç amper çıkarabilir. Kısa devre olması durumunda sonuçlar ciddi olabilir (yangın tehlikesi). Kazaları önlemek için, aküye bağladığınız devre ne olursa olsun uygun şekilde korumanız gerekir.

Fırtınaya Dikkat!

Elektronik parçalar monte edildiğinde, kurulumunuza rüzgar enerjisi sağlamaya hazırsınız! Rüzgar türbini sahibi olarak yeni kapasitenizin tadını çıkarın.

Bu rüzgar türbini, örneğin bir okul ortamında rüzgar türbinlerinin prensipte nasıl çalıştığına dair düşük maliyetli bir pratik gösterim olan bir deney anlamına gelmektedir. Güçlü fırtınalara veya şiddetli fırtınalara dayanması amaçlanmamıştır. Kullanılmadığında veya rüzgar hızları Beaufort ölçeğine göre 6’yı aştığında sökülmelidir.

Bisiklet tekerleği ve rotor kanatlarının yuvaları, özellikle kuvvetli rüzgarlarda kalıcı çalışma için tasarlanmamıştır. Kalıcı hale getirmek istiyorsanız bu tasarımı güçlendirmek için kendi adımlarınızı atmanızı tavsiye ederiz. (Bununla birlikte, inşaat beklenenden daha sağlamdı. Hava nasıl olursa olsun onu her zaman bahçede bıraktım. Ancak kablo bağı bittiğinde direk devrildi ve bir bıçak parçalandı.)