Budowa turbiny wiatrowej o średnicy 10' (3
m)
Część 3
STRONA 1 STRONA 2 STRONA 3
Na końcu strony 2 mieliśmy już prawie gotową maszynę, nie licząc końcowej regulacji,
malowania i zrobienia śmigła.
To już ostatnia okazja żeby oszlifować pozostałe spawy. Potem będziemy musieli rozkładać
maszynę i dokładnie ją oczyścić benzyną lub rozcienczalnikiem. Teraz możemy nałożyć
podkład i pomalować cały metal. Wolę pozostawić stator niepomalowany (po prostu fajnie
wygląda kiedy widać wszystkie cewki), ale z pewnością można go malować.
Teraz możemy go pomalować. Pozostało już tylko śmigło.
Powyższy schemat ukazuje jak rozrysowałem śmigło. Nie jest za bardzo techniczny, choć
mógłby być! Mógł również być troszkę prostszy, wystarczyłoby pewnie zrobić 5-stopniowe
nachylenie od nasady po koniec by wszystko dobrze działało. A
opatki mogłyby być też proste
zwężające się ku końcowi i nie zakrzywiać się jak te. Myślę, że można nawet użyć całkiem
prostych desek (nie zwężających się), nachylić je 5 stopni z przodu, dać profil lotniczy z tyłu i
powinno działać. Moje śmigło wygląda tak, jak wygląda głównie dlatego, że starałem się by,
dobrze wyglądało! Mogłoby być bardziej kanciaste i prostszego pokroju. Nie będę wnikał w
techniczne szczegóły jak działają śmigła i jak je projektować. Więcej informacji można
uzyskać na stronie Hugh Piggotta lub na stronce Ed'a dotyczącej projektowania śmigieł. Moje
śmigło działa całkiem dobrze, szczególnie przy małych wiatrach... przy słabych wiatrach
otrzymujemy tyle mocy, ile spodziewaliśmy się po 10-stopowym śmigle. Charakterystyka
alternatora sprawia, że 10-stopowe śmigło nie daje odpowiednio wysokiej mocy przy
silniejszym wietrze (np. powyżej 20 mph [9 m/s]). Skutkiem tego otrzymujemy mniej, niż
byśmy się spodziewali przy silniejszym wietrze, ale za to wiatrak działa bezpiecznie,
spokojnie i cicho. Mi się podoba! Większość naszej mocy pochodzi z wiatru między 7 a 15
mph (3-7 m/s), więc na tym przedziale należy się skupić.
Zaczynamy od desek o długości 5' (152,4 cm), szerokości ok. 7,5" (19,05 cm) i grubości
prawie 2" (5,08 cm). Rozrysowuję kształt jednego płata i wycinam go. Teraz mamy szablon,
na którym możemy się wzorować.
Powyżej wszystkie płaty są już wycięte.
Zgodnie z powyższym rysunkiem, płaty mają grubość 3/8" (9,5 mm) na końcówkach i pełną
grubość u nasady. Musimy usunąć sporo materiału. Na zdjęciu wyżej usuwamy zbędne
drewno piłą taśmową. Zostawiamy odrobinę naddatku na wypadek zrobienia błędu piłą; tą
metodą może być trudno przedrzeć się przez najgrubszą część deski, więc dobrze jest na
wszelki wypadek pozostawić trochę miejsca.
Swego czasu sądziłem, że do zrobienia śmigła najlepiej nadają się piła, młotek, dłuto i strug
elektryczny. Jednak po spędzeniu odrobiny czasu na seminarium Hugh Piggotta jestem
przekonany, że najlepszy do tego jest ośnik. Tutaj wyznaczyliśmy linie, by zorientować się,
jak głęboko rzez
bić, by uzyskać odpowiednie nachylenie na łopatce śmigła. Z pomocą ośnika
możemy szybko i łatwo obrabiać drewno. Wystarczy ok. 15 minut, by wystrugać przednią
stronę łopatki. Póz
niej trochę ją szlifujemy (wystarczy odrobinę) strugiem elektrycznym lub
szlifierką taśmową.
Na zdjęciu powyżej rzez
bię wzdłuż linii. Idzie to bardzo szybko przy ostrym ośniku.
By wygładzić profil lotniczy najpierw heblujemy (używam struga elektrycznego) tylną stronę
łopatki tak, by miała właściwą grubość (3/8" [9,5 mm] na końcówce rozszerzające się do
pełniej grubości deski u nasady). Póz
niej rysuję linię na 1/3 długości drogi od początku ku
końcowi (krawędz
prowadząca) łopatki, i używam ośnika i struga elektrycznego aby
wystrugać kształt trójkąta. Stąd można już szybko zrobić ładnie wyglądający profil lotniczy
używając ośnika i struga elektrycznego.
Powyższe zdjęcie pokazuje prawie gotowy profil lotniczy.
Nie przywiązuję zbyt dużej wagi do idealnie wykonanych łopatek, choć może powinienem.
Potrzeba całego dnia (8 godzin) by wyciąć i oheblować 3 łopatki. Jeśli chciałbym usunąć
każdą nierówność zabrałoby to dużo więcej czasu. Przy rzez
bieniu wykonuję po jednej
czynności na każdej łopatce przechodząc kolejno do następnej, co powinno sprawić, że
wszystkie wyjdą mniej więcej takie same. Używam suwmiarki by zmierzyć ich grubość i
staram się by były do siebie podobne.
Kiedy już są gotowe, musimy złożyć je razem. środek śmigła wykonany jest z dwóch
krążków ze sklejki o grubości 1/2" (13 mm). U nas przedni krążek ma średnicę 8" (203 mm),
a tylny 10" (254 mm)... kwestia wyglądu niż czegokolwiek innego. Nie schodziłbym poniżej
8" (200 mm). Im większe krążki tym mocniejsza struktura. Kładziemy łopatki na płaskiej
powierzchni i mierząc odległość między wierzchołkami sprawdzamy czy są równo
rozmieszczone. Lepiej też jeśli dobrze wpasowują się na środku! Póz
niej układamy na nie
centralnie krążek ze sklejki i przykręcamy dużą ilością wkrętów! Co najmniej 10 na łopatkę
na stronę. Jak już pierwszy krążek jest przykręcony z przodu, obracamy go i nakładamy drugi.
Kiedy już łopatki są skręcone razem, możemy je wykończyć lub pomalować. Muszą być
wodoodporne. Dla dobrego wyglądu, zmoczyłem środkową część łopatek. Po wyschnięciu
pokryłem obficie całe śmigło (kilkukrotnie w przeciągu kilku dni) gotowanym olejem
lnianym. Lubię używać olej lniany - jest łatwy w użyciu, nie łuszczy się i w razie potrzeby
łatwo wyciera się raz do roku.
I już mamy wszystko wykończone! Jedyna rzecz, jaka nam pozostała to wyważenie śmigła,
podłączenie przewodów i zamocowanie wieży! By wyważyć śmigło po prostu obracamy je
ręką. Jeśli wydaje się ciężkie z jednej strony, dodajemy odważniki po drugiej stronie (blisko
centrum). Idzie szybko. Jako odważników użyliśmy ubitej ołowianej rurki, którą
przykręciliśmy wkrętami do drewna. Jeśli mamy niewielką nierównowagę, czasem wystarczy
dodać podkładki do śrub.
Ta maszynka idzie do domu sąsiada (jeden z ludzi, który pomogli ją zbudować). Budujemy
30-stopową (9,14 m) wierzę z dostępnego nam złomu. 30' to nie dużo, dobrze byłoby wznieść
się wyżej! - ale pracujemy z tym co mamy tu dostępne. Mamy tu odsłonięty teren nie licząc
kilku drzew, które nie powinny sprawiać dużego problemu. Powyżej ukazane jest miejsce, w
którym zdecydowaliśmy się umiejscowić podstawę wieży. To wielki kawał granitu wystający
z ziemi. Wywierciliśmy w nim kilka otworów 1/2" (13 mm) za pomocą wiertarki
pneumatycznej. Brązowy fragment stalowego dwuteownika posłuży jako podstawa dla osi
obrotowej, którą zrobimy z rury. Polubiliśmy to miejsce także dlatego, że mogliśmy znalez
ć
wiele granitowych głazów, które mogliśmy użyć do mocowania lin odciągowych! Robimy je
w ten sam sposób, wwiercamy się w kamień wiertarką pneumatyczną i wbijamy w środek pręt
stalowy z żywicą epoksydową by przytwierdzić linę.
Wbiliśmy w kamień fragmenty pręta stalowego zalaliśmy żywicą i przyspawaliśmy
dwuteownik, tak by był idealnie płaski. Stanowi to silną podstawę. Zwykle przy tego rodzaju
wieży wybiera się równą ziemię. W rzeczywistości - szczególnie w górach, to tylko pobożne
życzenia! Jeśli mielibyśmy równą ziemię, moglibyśmy oczekiwać, że boczne liny
wspornikowe będą trzymać wieżę sztywno, kiedy będzie ona unoszona lub opuszczana. W
tym przypadku, możemy liczyć na pomoc jednej liny - ale podstawa musi być na tyle silna, by
niemalże mogła utrzymać się samodzielnie podczas podnoszenia i opuszczania.
Do zrobienia wieży znalez
liśmy mocną 36-stopową drabinkę. Jedna strona zrobiona jest z
rury 2" (5 cm) i przyspawana jest do drugiej strony wykonanej z rury 1,5" (3,8 cm). Użyjemy
jednego fragmentu na podstawę wieży, a drugiego na rusztowanie. Na zdjęciu Tom wycina
fragmenty i przygotowuje się do zespawania wieży.
Na tym zdjęciu widać jak składamy wieżę na podstawie.
Przyspawaliśmy dodatkowe rury na szczycie, by uzyskać pełne 30 stóp (ok. 9,14 m). Na tym
zdjęciu widać mniej więcej jak to wszystko składa się razem.
Tak wygląda wieża przed jej postawieniem. W tym momencie możemy zainstalować turbinę
wiatrową na wieży. Kabel 10-tka (średnica 2,6 mm) podłączony jest do 3 zakończeń
wychodzących z alternatora i przechodzi przez podkładkę na szczycie tulei łożyskowej (to ta
część, którą nakładamy na wierzę) i w dół głównej rury. Na dole mamy gniazdo trójfazowe,
więc możemy odłączyć przewód jeśli zajdzie taka potrzeba. Z tego miejsca odprowadzamy
przewód do akumulatorów. Ta konkretna instalacja jest dobra, jako że akumulatory Toma są w
rozdzielni usytuowanej zaledwie 8 stóp (2,4 m) od podstawy wieży! Będziemy więc mieli
bardzo małe straty na kablu.
Mamy więc 3 kable, które doprowadzają do rozdzielni trójfazowy prąd zmienny. Powyższy
diagram pokazuje, jak użyć pojedynczych diod lub mostków prostowniczych by przekształcić
ten trójfazowy prąd zmienny na prąd stały nadający się do ładowania akumulatorów. Z tego
miejsca możemy podłączyć akumulatory bezpośrednio lub zainstalować w układzie regulator
prądu ładowania.
Wznieśliśmy wieżę z pomocą samochodu i łańcucha. Poszło gładko! Kiedy to piszę, maszyna
działa już od miesiąca. Obraca się przy najmniejszym wietrze i wytwarza 10 amperów przy
najmniejszym podmuchu. Przy silniejszym wietrze przyspiesza i wytwarza znaczącą ilość
mocy, choć znów zaznaczam że śmigło mogłoby być odrobinę większe jeśli chcielibyśmy
uzyskać więcej mocy z tej maszyny, szczególnie przy silniejszym wietrze. Jednak teraz nigdy
nie słychać żadnego hałasu powodowanego przez śmigło i wytwarza odpowiednią moc, kiedy
jest najbardziej potrzebna (przy wietrze 7-15 mph [3-7 m/s])! Mamy ok. 100 watów przy 10
mph (4,5 m/s), co jest dobrym wynikiem dla śmigła 10'. Mamy ok. 500 watów przy 25 mph
(11 m/s) i pewnie około 700 W przy 30 mph (13,4 m/s) kiedy śmigło zaczyna odchylać się od
wiatru. 500 watów przy 25 mph (11 m/s) to trochę mniej niż moglibyśmy oczekiwać od 10'
śmigła i myślę, że jest to spowodowane zbyt silnym jak dla niego alternatorem. Teraz nasz
alternator wytwarza 12 woltów prądu stałego przy 110 obr/min. Jeśli chcielibyśmy otrzymać
więcej mocy z tej maszyny, odpowiednie byłoby śmigło 11-stopowe (3,35 m), choć maszyna
pracowałaby ciężej, a alternator bardziej by się nagrzewał.
Moglibyśmy więc użyć większego śmigła, ale dla bezpieczeństwa, ciszy i spokoju umysłu,
cieszę się z tego co jest. Wcześniej Tom oszczędzał energię, bo miał jedynie 200-watowy
solar. Myślę, że ma teraz dwa razy więcej mocy niż kiedyś, szczególnie w zimie. Od kiedy
zainstalowaliśmy wiatrak, zwykle wyłącza go w ciągu dnia, jako że nie jest w stanie zużyć
całej elektryczności! Było z tym dużo zabawy.
Próbowałem przekazać jak najwięcej szczegółów dotyczących budowy. Sugerowałbym, aby
ktokolwiek rozważający wykonanie takiego projektu odrobił najpierw trochę pracy domowej!
Sprawdz
te strony...
Strona Hugh Piggotta! Ta maszyna wykonana jest w dużym stopniu zgodnie z wytycznymi
jego projektów i plany te były główną inspiracją.
Windstuffnow wiele przydatnych wzorów, informacje o 3-fazowych alternatorach, pomysły,
projekty i plany.
Nasze forum dyskusyjne, ponieważ głównie o takich rzeczach rozmawiamy!
Windpower Workshop - niemądre byłoby rozpoczynanie takiego projektu bez przeczytania
tego!
Plany turbin wiatrowych Hugh Piggotta są znakomite! Podobne do maszyny tu opisanej, ale z
większą ilością szczegółów i poparte dowodami!
The Caboose Windmill page to prawie identyczna maszyna, jak ta, którą zbudowaliśmy
wcześniej tego roku. Jest tu mniej szczegółów, ale może być przydatna!
xinxin.pl - polski sklep z magnesami neodymowymi.
STRONA 1 STRONA 2 PAGE 3