Vjetroturbina Lenz2: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Ova instrukcija će vam pokazati kako izgraditi vjetroturbinu Lenz2 od materijala koje imate po kući. Dizajn je razvio i testirao Ed Lenz iz tvrtke Windstuffnow.com: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm Lenz2 VAWT (vertikalna aksijalna vjetroturbina) visoka je 4 stope i ima 3 stope u promjeru. To je u osnovi turbina u stilu Savonius -a, ali s dotjeranošću da su tri krila oblikovana tako da omogućuju i podizanje zbog njihove konfiguracije ili suze. U gornjoj vezi Lenz opisuje kako je postavio ananometar unutar stacionarne turbine i pokazao da se brzina vjetra povećala prolazeći pored čvrstog dijela krila. Ova je turbina učinkovitija od čistog Savoniusa po tome što je pružala i povlačenje i podizanje. U mom sam dizajnu smanjio promjer na približno 18 inča i visinu na 21 inč. (Gledajući unatrag, trebao sam napraviti visinu od 18 inča kako bi bilo više središnje osi slobodnih na oba kraja radi fleksibilnosti pri montaži.) Mogao sam upotrijebiti materijale koje sam imao pri ruci za izgradnju turbine. Kad sam ga testirao na vjetru od 15 km / h, radio je toliko dobro da sam se bojao zaustaviti ga iz straha da se ne ozlijedim. Jedini nedostatak onoga što sam proizveo je to što se činilo da proizvodi vrlo malo električne energije. To nije zbog dizajna turbine, već zbog prirode istosmjernog motora na koji sam ga priključio. Naglasak u ovom vodiču bit će na tome kako konstruirati samu turbinu. Za dizajn i neke upute zaslužna je Ed Lenz. [Napomena: Budući da je ovo uputstvo objavljeno, saznao sam više o tome kako bi krila trebala biti oblikovana. Pojedinosti o konstrukciji lenz2 navedene u ovom uputstvu još uvijek vrijede, ali dimenzije krila u koraku 2 trebaju se zamijeniti onima koje su date u novo umetnutom koraku 3.]

Korak 1: Potrebni materijali

Materijali koji će vam trebati navedeni su u nastavku. Slobodno zamijenite alternative ako mislite da će raditi. Materijali Šperploča (četvrtina ili pola inča) Čelične trake s rupama u njoj (moguće su i druge alternative) Matice i vijci 24 -inčna šipka s cijevim navojem (promjera pola inča). 5 -inčne matice koje pristaju na šipku s navojem (njih oko 6) Krovni blještavi, tanki lim ili čak neka vrsta fleksibilne plastike9 komada drva,.5 "x 1" x 18 "Okov za ugradnju vaše turbine (to ćete morati dizajnirati) AlatiBušilica i svrdlaTene snipsJigsawKnjige

Korak 2: Izrežite završne dijelove krila

[Napomena: Dizajn krila u ovom koraku neće dati najbolje podizanje. Molimo pogledajte korak 3 za bolji dizajn. Pokazat će da stranice krila nisu simetrične. Korak 3 također će dati postupak za određivanje veličine krila na temelju promjera lenz2. (dodano 1. lipnja 2008.). '' '] Vrhovi suza osigurat će aerodinamični oblik krila. Izgradit ćete tri krila pa će vam trebati 6 završnih komada. Veličina koju sam koristio bila je upola manja od krajnjih komada koje je opisao Ed Lenz. U osnovi izgledaju kao korneti za sladoled. Preporučujem da izrežete kartonski predložak i njime nacrtate šest njegovih slika na šperploči od pola inča. Evo kako ga nacrtati: 1. Izrežite pravokutnik od kartona 3,5 "x 7,5" 2. Nacrtajte središnju liniju duž duge osi3. Napravite oznaku na ovoj liniji 1,75 "s jednog od krajeva (nazovimo to gornjim krajem) 4. Nacrtajte vodoravnu liniju kroz tu oznaku do bočnih rubova tako da siječe okomitu crtu pod 90 stupnjeva. kompas, nacrtajte polukrug od 1,75 "na gornjoj strani te oznake. Treba presjeći dva bočna ruba i gornji rub.6. Od mjesta gdje središnja linija siječe donji rub povucite crte do točaka gdje polukrug siječe bočne rubove. 7. Izrežite predložak. Pomoću kartonskog predloška nacrtajte šest slika na šperploči od pola inča. Možete ih ugnijezditi na takav način da ne trošite šperploču. Upotrijebite ubodnu pilu da izrežete krajnje dijelove.

Korak 3: Revizija: promjena oblika krila

Izvorni oblik krila predstavljen u ovom uputstvu nije sasvim u skladu s planom objavljenim za Lenz2. Nakon savjetovanja s Edom Lenzom, postao sam svjestan greške koju sam napravio u tumačenju njegovih planova. Novi dizajn ilustriran je u ovom koraku. Uočite da je kut označen kao "Kut A" 90 stupnjeva. Strana A je pod pravim kutom prema liniji promjera zaobljenog kraja krila. U izvornom dizajnu koji sam predstavio u ovom uputstvu, dvije linije koje tvore šiljati kraj su bile jednake duljine i njihovi kutovi prema liniji promjera bili su identični. Taj stožac je bio simetričan, dok u prikazanoj promjeni konus nije simetričan. Ako kut A bude 90 stupnjeva, krilo će biti podignutije. Promijenio sam dizajn tako da mogu voziti generator minigen koji je prodan na web stranici windstuffnow.com (ali više nije dostupan). Osnovni koraci u izradi lenz2 još uvijek vrijede. Osnovni izračun: Sada bolje razumijem kako odrediti veličinu i proporcije krila. Prvo odredite koliki će biti promjer lenz2. Najlakši način za to je odlučiti kolika će biti udaljenost od središnje osi lenz2 do vanjskog ruba krila. To će biti polumjer lenz2. Udvostručite ga kako biste dobili promjer. U mom novom dizajnu, pretpostavio sam da će promjer lenz2 biti 16 inča (to jest, udaljenost od središnje osi do vanjskog ruba krila bit će 8 inča). odrediti promjer krila, pomnožiti promjer lenz2 puta.1875. U mom primjeru, 16 inča *.1875 = 3,0 inča. Da biste odredili duljinu krila, pomnožite promjer lenz2 puta.4. U ovom slučaju, 16 inča *.4 = 6,4 inča. Duljina stranice A je 6,4 minus 1,5 ili 4,9 inča. Stvorit ću novu instrukciju koja će uključivati ovaj dizajn u lenz2 koji pokreće generator minigen

Korak 4: Izrežite rebra

Morat ćete imati tri rebra za povezivanje dva krajnja dijela svakog krila. Duljina ovih rebara bit će određena prema tome koliko želite da krila budu visoka. Odabrao sam 21 jer sam to mislio da mogu montirati na okomitu osovinsku šipku.

Rebra bi trebala biti.5 "duboka i 1" široka i koju god duljinu odaberete (21 "prema mom dizajnu). Izrezati ćete zareze.5" x 1 "na završnim dijelovima gdje ćete spojiti rebra. Predlažem da kraj komada jednog od rebara ucrtate na komad kartona koji možete koristiti kao predložak za crtanje po krajnjim komadima. Mogli biste izmjeriti pravokutnik, ali njegovim ucrtavanjem možete biti sigurni da su zarezi bit će dovoljno velika.

Korak 5: Pripremite završne dijelove

Upotrijebite kartonski predložak.5 "x 1" za ureze rebara kako biste nacrtali tri zareza na svakom krajnjem komadu. Dva zareza bit će s jedne strane, a jedna s druge.

Na svakoj od krajnjih dijelova na najširem mjestu bit će zarez. Budući da će to biti na krivulji, pobrinite se da dubina svake strane predloška potpuno stane u završni dio. To će osigurati da rebro bude u ravnini s vanjskim rubom krajnjeg dijela. Na jednoj strani krajnjeg dijela blizu šiljastog kraja nacrtajte uzorak koji je otprilike jedan inč od točke. Pravokutnik će biti paralelan s nagnutom stranom. Strana s dva zareza bit će stražnja strana krila (strana okrenuta prema sredini turbine.) Izrežite zareze ubodnom pilom.

Korak 6: Planirajte kut krila

Šiljasti kraj svakog krila bit će zarotiran za 9 stupnjeva unatrag prema središtu turbine za 9 stupnjeva, paralelno sa središtem turbine. Ovo je mjerenje empirijski odredio Ed Lenz. Ja sam odabrao taj kut i činilo se da turbina radi dobro. Imat ćete mogućnost podešavanja kuta nakon postavljanja krila ako smatrate da to želite sami sebi dokazati.

Prvo izbušite rupu u središtu konusnog dijela završnog komada. To će biti točka na kojoj se spajaju okomite i vodoravne crte. Veličina rupe bit će promjer vijka koji ćete koristiti za pričvršćivanje na podupirač koji vodi od središnje osi. Odnekud uz uspravni dio stražnjeg ruba krajnjeg dijela (strana s dva rebra) zacrtajte liniju preko krajnjeg dijela koja je pod pravim kutom u stranu. Od mjesta gdje ta linija siječe stražnji rub završnog komada, povucite crtu 9 stupnjeva desno od te linije od 90 stupnjeva (to će biti na strani koja je bliže rupi). Ova će linija biti ona s kojom se poravna šipka koja povezuje krilo sa središnjom osi. Ako nemate kutomjer, pogledajte korak 8 za vezu na koju možete preuzeti sliku kutomjera. Učinite to sa svih šest završnih komada.

Korak 7: Sastavite okvir krila

Za sastavljanje svakog krila umetnut ćete rebro u odgovarajuće zareze na gornjim i donjim dijelovima. Pazite da rebro ne strši izvan gornjih i donjih dijelova. Trebali bi biti u ravnini.

S postavljenim rebrom, prethodno izbušite jednu rupu kroz rebro i u šperploču. Pričvrstite rebro na mjesto vijkom za drvo od 1 . Opcionalno biste mogli zalijepiti ta rebra na mjesto, ali to nije potrebno osim ako ne gradite turbinu koju zapravo namjeravate koristiti vani za proizvodnju električne energije. Pričvrstite druga dva rebra da biste formirali krilo.

Korak 8: Pričvrstite kožu krila

Okrugli dio krila i stražnja strana (strana s dva rebra) prekrivena je nekom vrstom kože. Odlučio sam se za aluminijski blještavi materijal koji mi je ostao. Možda imate neku drugu vrstu materijala koji bi mogao funkcionirati.

Moja rola treperenja bila je široka 6 inča. Otkrio sam da bih, ako izrežem dva komada 6 "x 21", mogao pokriti prednji rub i stražnju stranu svakog krila. Uspio sam pričvrstiti jedan komad bljeskalice s jednog rebra na drugo oko prednjeg ruba. Svaki komad sam usidrio s nekoliko metalnih vijaka. Neki od njih su otišli u rebra, a drugi u rub završnog dijela šperploče. Zatim sam drugi dio bljeskalice pričvrstio na stražnji dio krila. Uvrnuli su ih u stražnja rebra. Ovaj komad bljeskanja može se malo preklopiti s onim koji ide oko prednjeg ruba. Učinite to za sva tri krila. Sada ste spremni za pričvršćivanje krila na središnju os.

Korak 9: Pripremite nosače i središnje diskove

Krila će biti pričvršćena na središnju os (šipka sa svim nitima) pomoću dva kruga šperploče i podupirača koji ih povezuju s vrhovima i dnom krila. Izrežite dva kruga od 8 inča od šperploče od pola inča. Koristeći kutomjer za cijeli krug (jedan sam preuzeo sa https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), označio sam crte na svakom krugu koje su bile međusobno udaljene 120 stupnjeva. To će biti linije koje podupirači slijede do krila. Izbušite rupu u središtu svakog od krugova. Ova rupa bit će istog promjera kao i šipka sa sve niti. Za podupirače koji povezuju krugove s krilima, imate različite mogućnosti. Najlakše bi moglo biti jednostavno napraviti ih od drveta. Odlučio sam koristiti drvo za donje podupirače (jer nisam bio siguran da će metalni remen koji sam kupio izdržati težinu. Za gornji dio sam kupio komad pocinčanog metala od 4 stope s rupama probijenim po sredini liniju metalne trake. Izrezao sam podupirače na 11 inča po duljini. Zatim sam kraj svakog podupirača postavio 1 inč od središta kruga duž jedne od linija od 120 stupnjeva. Izbušio sam dvije rupe u podupiraču i jednu kroz krug šperploče. Čvrsto sam ih pričvrstio. Otprilike jedan inč od drugog kraja podupirača izbušio sam rupu istog promjera rupe u krajnjem komadu.

Korak 10: Montirajte krila na središnju os

Navucite maticu od 0,5 inča na dno osi (šipka za sve niti) tako da bude otprilike 2,5 inča od kraja. Gurnite jedan od diskova šperploče prema gore od dna osi do mjesta gdje se spaja s maticom. Zatim provucite drugu maticu uz šipku do mjesta gdje se sastaje s diskom. Povrnite dvije matice jedna prema drugoj tako da disk čvrsto leži na osi.

Drugi disk pričvrstite na drugi kraj osi. Možda ćete morati prilagoditi položaj diskova tako da odgovaraju visini krila i također ostavljaju prostor za pričvršćivanje osi na generator ili neku drugu strukturu. Imajte na umu da se vrlo malo osi lijepi iznad vrha središnjeg diska. Odlučio sam napraviti krila 21 inča na osi od 24 inča. Ovo je bila greška. Gledajući unatrag, predlažem da skratite krila kako biste imali mnogo više osi koje strše s dna i s vrha radi fleksibilnosti u postavljanju cijele turbine na generator ili drugu konstrukciju. Vjerojatno bih otišao s 18 inča. Sada možete montirati krila. Pokrivenom stranom krila okrenutom prema osi, pričvrstite podupirače na krajnje dijelove. Oni mogu biti prilično čvrsti, ali dovoljno labavi da se okreću. Sada poravnajte gornji nosač s linijom od 9 stupnjeva koju ste nacrtali, a zatim zategnite gornju i donju maticu. Ovaj kut krila prema središnjoj osi pravi iznos. Učinite to s druga dva krila. Turbina je spremna za montažu na generator ili neku drugu konstrukciju.

Korak 11: Montirajte turbinu na generator

Nekako ćete morati montirati turbinu na generator ili eventualno neku vrstu potpornog okvira koji će joj omogućiti slobodno okretanje. U ovom projektu sam ga montirao na istosmjerni motor od 24 V koji sam spasio od kosilice na baterije. Motor je korišten za okretanje noža kosilice. Motor ima plus i minus konektore lopatica na jednom kraju i osovinu koja viri s drugog kraja. Nažalost, osovina je bila promjera pola inča s finim navojem. Zbog toga je vrlo teško upariti se s nečim poput šipke s više niti s grubim navojem od pola inča. Način na koji sam riješio problem je pričvrstiti držač u obliku slova L na osovinu motora. Zatim sam upotrijebio komad metala koji sam spasio od starog freze. U obliku je slova U i ima rupe sa strane i otvor s navojem na vrhu. Navoj je pola inča grubog navoja, upravo savršen za montažu šipke za sve niti. Konačno, pričvrstio sam spojnicu u obliku slova U na L-nosač. Izrezao sam rupu u komadu šperploče dovoljno velik za umetanje motora. Nakon što sam motor umetnuo u šperploču, pričvrstio sam ga. Kako bih isprobao turbinu, cijelu sam stvar stavio na tešku drvenu kutiju.

Korak 12: Pokazivanje turbine

U videima možete vidjeti da se turbina vrlo dobro okreće na prilično jakom vjetru koji je puhao. Procijenio bih da je to bilo oko 15 km / h. Radilo je toliko dobro da sam morao privremeno vezati turbinu za kutiju kako se ne bi prevrnula. Jasno možete vidjeti da se vrti vrlo brzo, ali i da skače unaokolo. Razlog tome je što nosač turbine na motor nije savršen. Malo je nesiguran i to se nikada ne može poboljšati ovim postavljanjem. Proizvodi li električnu energiju? Tužno je reći, nije mnogo. Problem je motor. Nemam pojma o dizajnu motora. Primijetit ćete žicu koja vodi od turbine do fotografije. Ovo je produžni kabel s odsječenim muškim krajem i pričvršćenim na motor. S ovim postavljanjem mogu umetnuti sonde s multimetra u ženski kraj. Ispostavilo se da jedva generiram 1 volt s turbinom koja radi vrlo brzo. Ovo je točka u kojoj drugi projekt treba započeti. Na internetu postoje brojne rasprave o tome kako izgraditi vlastiti generator. Također je moguće koristiti odgovarajuću vrstu automobilskog generatora ili nešto iz perilice za rublje. Ako nemate na umu generator, predlažem da isprobate svoje ručno djelo postavljanjem turbine na neku vrstu konstrukcije gdje će je vjetar uhvatiti. To može biti drveni okvir ili nešto od PVC cijevi. Na ovaj način možete vidjeti funkcionira li dizajn i morate li prilagoditi kut krila. Također možete izmjeriti potrebnu brzinu vjetra za pokretanje okretanja turbine. Ako vas zanima koliki je prosječni vjetar u vašem području, možete posjetiti aplikaciju koju imam na svojoj web stranici koja će vam omogućiti da odaberete NOAA meteorološku stanicu u vašoj blizini i vidjeti prikaz vjetra, temperature i pritiska u posljednja 24 sata. Moja aplikacija iscrtava te podatke i daje ih u tablicu. Ono što želite je prosječna brzina vjetra u posljednja 24 sata. Ako povremeno posjećujete svoje omiljeno mjesto, moći ćete zabilježiti kako se prosjek mijenja. Veza je: