Vjetroturbina Lenz2: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Ovo uputstvo će vam pokazati kako izgraditi vjetroturbinu Lenz2 od materijala koje imate oko kuće. Dizajn je razvio i testirao Ed Lenz iz kompanije Windstuffnow.com: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm Lenz2 VAWT (vertikalna aksijalna vjetroturbina) je visoka 4 stope i ima 3 metra u promjeru. To je u osnovi turbina u stilu Savonius -a, ali s dotjeranošću da su tri krila oblikovana tako da pružaju 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 turbina je efikasnija od čistog Savoniusa po tome što je pružala i vuču i podizanje. U mom dizajnu smanjio sam 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 koristiti 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. Jedina mana 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. Sve zasluge za dizajn i neka uputstva pripadaju Ed Lenzu. [Napomena: Budući da je ovo uputstvo objavljeno, naučio sam više o tome kako bi krila trebala biti oblikovana. Detalji konstrukcije za lenz2 navedeni u ovom uputstvu još uvijek vrijede, ali dimenzije krila u koraku 2 trebaju se zamijeniti onima datim 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 funkcionirati. 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 blještavilo, tanki lim ili čak neka vrsta fleksibilne plastike9 komada drveta,.5 "x 1" x 18 "Okov za montažu vaše turbine (ovo ćete morati dizajnirati) AlatiBušilica i burgijeTehita snipsJigsawWrenches

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 će također dati postupak za određivanje veličine krila na osnovu promjera lenz2. (dodano 1. juna 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 presijeca okomitu liniju pod 90 stupnjeva. kompas, nacrtajte polukrug od 1,75 "na gornjoj strani te oznake. Treba presjeći dvije bočne ivice i gornju ivicu.6. Od mjesta gdje središnja linija siječe donju ivicu povucite linije 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

Originalni oblik krila predstavljen u ovom uputstvu nije sasvim u skladu s planom objavljenim za Lenz2. Nakon konsultacija sa Edom Lenzom, postao sam svjestan greške koju sam napravio u tumačenju njegovih planova. Novi dizajn ilustriran je u ovom koraku. Primijetite da je kut označen kao "Kut A" 90 stupnjeva. Strana A je pod pravim uglom u odnosu na liniju prečnika zaobljenog kraja krila. U originalnom dizajnu koji sam predstavio u ovom uputstvu, dvije linije koje tvore šiljati kraj su bile jednake dužine i njihovi uglovi prema liniji promjera bili su identični. Taj konus je bio simetričan, dok u prikazanoj promjeni konus nije simetričan. Ako kut A bude 90 stupnjeva, krilo će biti podignutije. Promijenio sam veličinu dizajna tako da mogu voziti generator minigen koji je prodan na web stranici windstuffnow.com (ali više nije dostupan). Osnovni koraci u izradi lenz2 su i dalje važeći. Osnovni proračun: Sada bolje razumijem kako odrediti veličinu i proporcije krila. Prvo odredite koliki će biti promjer lenz2. Najlakši način da to učinite je odlučiti koja će udaljenost biti 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). odredite promjer krila, pomnožite promjer lenz2 puta.1875. U mom primjeru, 16 inča *.1875 = 3,0 inča. Da biste odredili dužinu krila, pomnožite promjer lenz2 puta.4. U ovom slučaju, 16 inča *.4 = 6.4 inča. Duljina strane 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. Dužina ovih rebara bit će određena prema tome koliko želite da krila budu visoka. Odabrao sam 21 jer sam mislio da bih to mogao postaviti na okomitu osovinsku šipku.

Rebra bi trebala biti 0,55 "duboka i 1" široka i koju god dužinu odaberete (21 "prema mom dizajnu). Izrezati ćete zareze od 5" x 1 "na krajnjim dijelovima gdje ćete spojiti rebra. da kraj komada jednog od rebara ucrtate na komad kartona koji možete koristiti kao predložak za crtanje na krajevima. Mogli biste izmjeriti pravokutnik, ali njegovim ucrtavanjem možete biti sigurni da zarezi bit će dovoljno velika.

Korak 5: Pripremite završne dijelove

Upotrijebite kartonski predložak.5 "x 1" za izreze rebara da nacrtate tri zareza na svakom krajnjem komadu. Dva zareza bit će s jedne strane i jedan s druge.

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

Korak 6: Planirajte kut krila

Zašiljeni kraj svakog krila bit će zarotiran za 9 stupnjeva unatrag prema središtu turbine na 9 stupnjeva dalje paralelno sa središtem turbine. Ovo mjerenje je empirijski odredio Ed Lenz. Odabrao sam 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 sredini konusnog dijela završnog komada. Ovo će biti mjesto gdje se vertikalne i vodoravne linije spajaju. 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 liniju 9 stupnjeva desno od te linije od 90 stupnjeva (to će biti na strani koja je bliže rupi). Ova linija će biti ona s kojom se poravna šipka koja povezuje krilo sa središnjom osi. Ako nemate kutomjer, pogledajte korak 8 za vezu na kojoj 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 krajevima. Pazite da rebro ne strši izvan gornjih i donjih dijelova. Trebali bi biti u ravnini.

Dok je rebro na mjestu, prethodno izbušite jednu rupu kroz rebro i u šperploču. Pričvrstite rebro na mjesto vijkom za drvo od 1 . Opcije možete opcionalno zalijepiti 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 materijal koji mi je ostao. Možda imate neku drugu vrstu materijala koja bi mogla funkcionirati.

Moja rola treperenja bila je široka 6 inča. Otkrio sam da ako izrežem dva komada 6 "x 21", mogu pokriti prednju ivicu i stražnju stranu svakog krila. Uspio sam pričvrstiti jedan dio bljeskalice s jednog rebra na drugo oko prednje ivice. Svaki komad sam učvrstio s nekoliko metalnih vijaka. Neki od njih su otišli u rebra, a drugi u rub završnog komada šperploče. Zatim sam drugi dio bljeskalice pričvrstio na stražnji dio krila. Uvrnuli su ih u stražnja rebra. Ovaj komad treperenja može se malo preklopiti s onim koji ide oko prednje ivice. 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 (preuzeo sam ga sa https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), označio sam linije na svakom krugu koje su bile udaljene 120 stepeni. To će biti linije koje podupirači prate do krila. Izbušite rupu u sredini svakog kruga. Ova rupa bit će istog promjera kao i šipka sa svim nitima. Za podupirače koji povezuju krugove s krilima, imate različite mogućnosti izbora. Najlakše bi moglo biti jednostavno napraviti ih od drveta. Odlučio sam koristiti drvo za donje podupirače (jer nisam bio siguran da li 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. Prerezao sam podupirače na 11 inča po dužini. Zatim sam kraj svakog podupirača postavio 1 inč od središta kruga duž jedne od linija od 120 stepeni. 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 sa svim nitima) tako da bude udaljena oko 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 na kojem se nalazi s diskom. Povrnite dvije matice jedna prema drugoj tako da disk čvrsto leži na osi.

Pričvrstite drugi disk na drugi kraj osi. Možda ćete morati prilagoditi položaj diskova tako da odgovaraju visini krila, a 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 osovinskoj šipci 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 pri postavljanju cijele turbine na generator ili drugu konstrukciju. Vjerovatno bih išao sa 18 inča. Sada možete montirati krila. Pokrivenom stranom krila okrenutom prema osi pričvrstite podupirače na krajnje dijelove. One mogu biti prilično uske, ali dovoljno labave 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 je 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 24-voltni istosmjerni motor koji sam spasio od kosilice na baterije. Motor je korišten za okretanje noža kosilice. Motor ima konektore plus i minus lopatice na jednom kraju i osovinu koja viri s drugog kraja. Nažalost, osovina je bila promjera pola inča sa finim navojem. Zbog toga je vrlo teško pariti se s nečim poput šipke sa sve žice 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 sačuvao od starog freze. U obliku je U i ima rupe sa strane i otvor s navojem na vrhu. Navoj je pola inča grubog navoja, upravo savršen za montažu šipke sa svim nitima. Konačno, pričvrstio sam konektor u obliku slova U na L-nosač. Izrezao sam rupu u komadu šperploče dovoljno velik da ubacim motor. Nakon što sam motor umetnuo u šperploču, pričvrstio sam ga. Kako bih isprobao turbinu, stavio sam cijelu stvar na vrh teške drvene kutije.

Korak 12: Demonstracija turbine

U video zapisima možete vidjeti da se turbina vrlo dobro okreće pri prilično jakom vjetru koji je puhao. Procijenio bih da je to bilo oko 15 km / h. Toliko je dobro funkcioniralo da sam morao privremeno vezati turbinu za kutiju kako se ne bi prevrnula. Jasno vidite da se vrti vrlo brzo, ali i da se okreće. Razlog tome je što montaža turbine na motor nije savršena. Malo je nesiguran i to se nikada ne može poboljšati ovim podešavanjem. Da li proizvodi električnu energiju? Nažalost, nije mnogo. Problem je motor. Nemam pojma o dizajnu motora. Primijetit ćete žicu koja vodi od turbine do fotografije. Ovo je produžni kabel s muškim krajem odrezanim i pričvršćenim na motor. Ovim podešavanjem mogu umetnuti sonde s multimetra na ženski kraj. Ispostavilo se da jedva generiram 1 volt s turbinom koja radi vrlo brzo. Ovo je mjesto gdje drugi projekt treba započeti. Na internetu postoje brojne rasprave o tome kako izgraditi vlastiti generator. Takođe je moguće koristiti odgovarajuću vrstu automobilskog generatora ili nešto iz mašine za pranje veša. Ako nemate na umu generator, predlažem vam da isprobate svoje ručno djelo postavljanjem turbine na neku vrstu konstrukcije gdje će je vjetar uhvatiti. Ovo može biti drveni okvir ili nešto napravljeno 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 izaberete 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 svoju omiljenu lokaciju, moći ćete zabilježiti kako se prosjek mijenja. Veza je: