Частина 1. Вибір електромотора.
Кілька років тому я став власником власності в глухому куточку Арізони. Я астроном, і потребував такому місці, де нічні вогні міст не заважали б моєму заняття. Але місце було настільки диким, що послуги електричних компаній виявилися недоступними. З одного боку, не так вже й погано. Немає електрики - немає засвічення неба. Але, з іншого боку, хоч трохи електрики не завадило б. Занадто сильно ми залежимо від нього в 21 столітті.
Перше, що я помітив, оселившись в новому місці, це вітер, який дме майже безперервно. І, в перші ж дні, у мене виникла ідея встановити вітряну турбіну, яка давала б хоч трохи електроенергії, а пізніше доповнити її декількома панелями сонячних батарей. Далі я розповім, як зробив це. Чи не дорогу, покупну турбіну, а саморобну, яка не варто майже нічого. Якщо у вас є якісь навички роботи руками і мінімальні пізнання в електроніці, ви теж зможете її зробити.
Конструювання вітряка я почав з пошуку в Гуглі інформації про саморобних турбінах. Я знайшов безліч описів, самих різних за конструкцією і за складністю. П'ять елементів були загальними для всіх варіантів:
- Генератор
- вітроколесо
- Пристрій, розгортаються ветроколесо до вітру
- щогла
- Акумулятори та електроніка управління
Проект скорочена до п'яти невеликих частин. Якщо займатися кожної послідовно, проект виглядає відносно простим. Мої дослідження в Інтернеті показали, що дуже багато хто робив свої власні генератори. Це здалося мені дуже складним, по крайней мере, для першого разу. Решта використовували мотори постійного струму з постійними магнітами. Такий варіант явно був простіше, і я приступив до пошуку відповідних моторів.
Як здалося, багато хто воліє використовувати мотори накопичувачів на магнітній стрічці від старих комп'ютерів. Кращими, по видимому, були кілька моторів, що випускалися фірмою Ametek. А найбільш підходящим з них, для використання в якості генератора, був мотор 99 В DC. На жаль, дістати такі мотори в наші дні практично неможливо. Хоча є багато інших моторів Ametek, деякі з яких все ще можна придбати, скажімо, на Ebay.
Ймовірно, ще є чимало моторів з постійними магнітами, різних виробників і моделей, які можна було б використовувати в якості генераторів. Але, при виборі мотора пам'ятайте, що двигун постійного струму з постійними магнітами може працювати генератором, але його ніколи не конструювали як генератор. Тому генератори з них неважливі. Деякі мотори зовсім не годяться. Використовувані в якості генераторів, мотори, як правило, змушені обертатися зі швидкістю набагато більшою, ніж та, для якої їх розраховували.
Мотор, який необхідно вибрати, повинен бути розрахований на максимальне напруга живлення, максимальний струм, і мати мінімальну швидкість обертання. Тримайтеся подалі від низьковольтних або високооборотних моторів. Вам необхідний мотор, здатний забезпечити 12 В при невисокій швидкості обертання, і віддавати достатній струм. Можна очікувати, що мотор з номінальною швидкістю обертання 325 об / хв і номінальному харчуванні 30 В, включений генератором, зможе виробляти +12 В. З іншого боку, мотор з номінальною швидкістю 7200 об / хв і номінальному харчуванні 24 В, найімовірніше, не зможе дати вам 12 В, тому що швидкість його обертання занадто велика для вітряної турбіни.
Частина 2. Виготовлення вітроколеса.
На Ebay мені вдалося, лише за $ 26, купити один з хороших 30-вольтів моторів Ametek. Мені пощастило, зараз вони коштують набагато дорожче, через те, що всі вважають їх ідеальними генераторами. Але не зациклюйтеся на Ametek. Мотори інших брендів теж працюють нормально.
Куплений мотор працював чудово. Навіть повертаючи вал пальцями, я міг змусити яскраво світитися 12 В лампочку. Але справжній тест я влаштував, обертаючи мотор електродрилем. До мотору була підключена навантаження, на якій розвивалася потужність в кілька сотень ват. Стало ясно, що якщо мені вдасться зробити хороший комплект лопатей для обертання цього мотора, енергію від нього я обов'язково отримаю.
Наступним моїм кроком було виготовлення лопатей і маточини. Я провів чергове дослідження. Виявилося, що багато вирізають лопаті з дерева. Такий варіант я вважав для себе надмірно трудомістким. Продовживши пошуки в Інтернеті, я виявив, що лопаті можна вирізати з секцій ПВХ труби. Ось це мені підходило.
Слідуючи загальному рецептом, дещо я зробив по своєму. Купив трубу з ABS, а не ПВХ. Діаметр труби взяв 150 мм, замість 100. І збільшив довжину лопатей з 50 см до 61 см. Розрізавши трубу уздовж на чотири частини, я вирізав одну лопать і далі використовував її як шаблон для вирізання інших. В результаті я отримав три лопаті і одну запасну.
Потім, використовуючи шкурільную машину, я зняв з лопатей задирки і згладив краю, намагаючись надати їм кращу аеродинамічну форму. Не знаю, наскільки це поліпшило їх властивості, але вже точно, не зіпсувало. Зате на лопаті стало приємно дивитися.
Тепер треба було зробити маточину, щоб привернути до неї лопаті і насадити на вал мотора. Покопавшись в своїй майстерні, я знайшов зубчастий шків, який ідеально надягав на вал, але мав дуже маленький діаметр, що б приєднати лопаті. Пошукавши ще, я виявив алюмінієвий диск діаметром 125 мм. Прикрутити до нього лопаті було можливо, але надіти на вал мотора не можна. Найпростішим рішенням було з'єднати ці дві деталі разом.
Свердлячи отвори, стукаючи молотком і закручуючи болти, я зробив маточину.
Ось ветроколесо в зборі, після приєднання лопатей до маточини.
А тут ветроколесо з іншого боку.
Я виявив в магазині ось такі напівсферичні чашки з ПВХ:
Мені відразу спало на думку закрити маточину обтічником. З ним вітроколесо набувало зовсім професійний вид, і ніхто не повірив би мені, що воно зроблено з сантехнічної труби і мотлоху, знайденого в майстерні. Але потім, на одному сайті, я знайшов твердження, що такі обтічники зривають повітряний потік і знижують ефективність турбіни. Я не впевнений, що повірив цьому твердженню, але обтічник вирішив не встановлювати. По крайней мере, на першому етапі.
скелет найпростіше зробити п'ятак зібрати труби ось єдино я придумав гарне рішення для поворотною майданчики лопаті теж не проблема. я ось дізнавався мотор такий нормальний від 4 кіс варто.