Για να τροφοδοτήσετε την κατασκευασμένη επαναφορτιζόμενη λυχνία LED, περιγραφή της οποίας που παρατίθεται στον ιστότοπο, έχει κατασκευαστεί και χρησιμοποιείται επί του παρόντος μια ανεμογεννήτρια με κινητήρα DC (24v / 0.7A) με μόνιμους μαγνήτες. Η γεννήτρια ανέμου, υπό τις μεσαίες καιρικές συνθήκες, ανάλογα με την ταχύτητα του ανέμου, παρέχει τάση εξόδου 0,8 έως 6,0 βολτ και ρεύμα μέχρι 200 mA. Στη συνέχεια, ένας σταθεροποιημένος μετατροπέας τάσης μετατρέπει αυτή την τάση εξόδου DC από τη γεννήτρια αιολικής ενέργειας στην απαραίτητη τάση συνεχούς ρεύματος, επαρκή για τη φόρτιση της μπαταρίας ή την παροχή του απαιτούμενου φορτίου.
Η προτεινόμενη ανεμογεννήτρια είναι απλή στην κατασκευή, δεν απαιτεί ακριβείς υπολογισμούς και κατασκευή σύνθετων εξαρτημάτων, την απόκτηση ακριβών εξαρτημάτων. Εκτός από την παραλλαγή που εξετάζεται στο παραπάνω άρθρο, μια τέτοια γεννήτρια ανέμου μπορεί επίσης να βρει άλλες εφαρμογές. Το χρησιμοποιούμε όπου μπορεί να χρειαστεί μικρή ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος για την τροφοδοσία μιας συσκευής χαμηλής ισχύος. Για παράδειγμα, για τη λειτουργία ενός συμπαγούς μετεωρολογικού σταθμού, την παρακολούθηση της στάθμης του νερού σε μια δεξαμενή, τον φωτισμό κινδύνου και τον έλεγχο της αυτοματοποίησης ενός θερμοκηπίου. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, παρουσία αιολικής ενέργειας, η μπαταρία της συσκευής με τροφοδοσία λαμβάνει ελεύθερη αιολική ενέργεια και, στο σωστό χρόνο, τη δίδει στον καταναλωτή ανάλογα με τις ανάγκες. Φυσικά, η αιολική ενέργεια που έρχεται σε μας δεν είναι μεγάλη, αλλά έρχεται σε μας σχεδόν συνεχώς. Και αν κάνετε μια συσκευή για τη συσσώρευση και τη χρήση της το κάνετε μόνοι σας, από αυτοσχέδια υλικά, τότε αυτή η ενέργεια είναι ελεύθερη και η συσκευή θα είναι επιπλέον οικονομική, συμπαγής, κινητή και μη πτητική.
Αυτό το άρθρο προτείνει να γίνει μια ανεμογεννήτρια από ένα μοτέρ DC.
Δημιουργία ανεμογεννήτριας.
1. Η επιλογή της ηλεκτρικής γεννήτριας.
Για να χρησιμοποιηθεί ως γεννήτρια χαμηλής κατανάλωσης για τη συσκευή, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον τελειωμένο βηματικό κινητήρα χωρίς αλλοιώσεις. Για μέγιστη απόδοση, αν είναι δυνατόν, συνιστάται να χρησιμοποιείτε κινητήρα με τη μικρότερη δυνατή κόλληση του άξονα και με όσο το δυνατόν περισσότερα σκαλοπάτια ανά περιστροφή. Είναι δυνατή μια παραλλαγή αλλαγής του ηλεκτροκινητήρα ή του εκκινητή σε μια γεννήτρια. Διάφορες επιλογές αναδιατύπωσης περιγράφονται στο Internet.
Στην περίπτωσή μας, επιλέχθηκε η απλούστερη επιλογή.Ως ηλεκτρογεννήτρια, χρησιμοποιούμε έναν κινητήρα DC (24v / 0.7A) με μόνιμους μαγνήτες, ο οποίος δεν απαιτεί τροποποιήσεις. Έχει την ιδιότητα της αναστρεψιμότητας - όταν ο άξονάς της περιστρέφεται, εμφανίζεται τάση στις επαφές του κινητήρα. Αυτός ο ηλεκτροκινητήρας αφαιρέθηκε από μια ηθικά παρωχημένη υπολογιστική μηχανή.
2. Η επιλογή του σχεδιασμού της έλικας.
Στην πρώτη έκδοση του σχεδιασμού της ανεμογεννήτριας, για την απλούστευση της κατασκευής, ελήφθη ως βάση της έλικας μια πλαστική έλικα, με κατάλληλη διάμετρο προσγείωσης, από έναν βιομηχανικό ανεμιστήρα. Για να αυξηθεί η ροπή στρέψης στον άξονα της γεννήτριας, το μήκος των λεπίδων του προστέθηκε με μεταλλικές πλάκες λεπτού τοιχώματος με προφίλ κοντά στο πρωτότυπο.
Ωστόσο, αυτός ο σχεδιασμός έλικας απέτυχε. Σε ισχυρούς ανέμους, λόγω της χαμηλής ακαμψίας της πλαστικής έλικας, η μεταλλική επένδυση των λεπίδων εκτροπή πίσω και χτύπησε τη δομική βάση, η οποία τελικά τελείωσε σε αποτυχία.
Κατά τη δοκιμή της πρώτης επιλογής, αποφάσισα να σχεδιάσω το τεχνολογικό προφίλ των λεπίδων και το μήκος τους. Αυτές οι παράμετροι του έλικα επηρεάζουν την ευαισθησία του στους αδύναμους ανέμους και επικρατεί. Είναι απαραίτητο, με λίγο αέρα, η έλικα να ξεπεράσει την κόλληση του άξονα (έλξη των μαγνητών στάτη) και να αρχίσει την περιστροφή.
3. Η κατασκευή της έλικας. Επιλέγουμε ή κατασκευάζουμε ένα διανομέα για την εγκατάσταση και την τοποθέτηση πτερυγίων προπέλας.
Στην περίπτωσή μας, είναι μια φλάντζα αλουμινίου (πάχους 4 mm, εξωτερική διάμετρος 50 mm) με αξονική οπή κατά μήκος της διάμετρος του άξονα εξόδου κινητήρα (8 mm - πρεσαρισμένος τροχός στον άξονα μήκους 10 mm) και τέσσερις ομοιόμορφα διαχωρισμένες οπές M4 για την τοποθέτηση των πτερυγίων. Για να στερεώσετε τον κορμό στον άξονα, τοποθετήστε μία ή δύο βίδες M4 (βλ. Φωτογραφία).
4. Παραγωγή πτερυγίων προπέλας.
Από γαλβανισμένο φύλλο με πάχος 0,4-0,5 mm κόβουμε 4 τεμάχια σε σχήμα ισοσκελούς τραπεζοειδούς: ύψος 250 mm, βάση 50 mm, άνω πλευρά 20 mm. Λυγίζουμε τις λεπίδες κατά το ήμισυ κατά μήκος του ύψους του τραπεζοειδούς (δημιουργώντας μια ενισχυτική πλευρά) σε γωνία 45 μοιρών (βλ. Φωτογραφία). Αμβλύνουμε αιχμηρά άκρα και γωνίες (για την ασφάλειά μας).
5. Εγκατάσταση και στερέωση των λεπίδων προπέλας.
Τοποθετούμε τη λεπίδα στην πλήμνη έτσι ώστε το σημείο κάμψης στη βάση να βρίσκεται πάνω από τον άξονα της πλήμνης και το παρακείμενο μισό της βάσης να βρίσκεται πάνω από την οπή στερέωσης της πλήμνης (βλ. Φωτογραφία). Σημειώνουμε και τρυπάμε μια οπή στα πτερύγια για μια γειτονική βίδα στερέωσης διαμέτρου 4,2 mm. Τοποθετούμε τα πτερύγια της προπέλας μία προς μία με τις βίδες.
6. Εξισορρόπηση προπέλας.
Εκτελούμε στατική εξισορρόπηση της έλικας. Γιατί εγκαταστήστε και στερεώστε την έλικα σε βαθμονομημένη (γυαλισμένη) ράβδο, με διάμετρο ίση με τη διάμετρο του άξονα εξόδου του κινητήρα. Τοποθετούμε τη ράβδο με την έλικα σε δύο οριζόντια βαθμονομημένα στο επίπεδο του χάρακα (επιφάνειες σχεδίου) που βρίσκονται στα άκρα της ράβδου. Σε αυτή την περίπτωση, η έλικα θα γυρίσει και μία από τις λεπίδες θα πέσει κάτω. Γυρίσαμε την έλικα ένα τέταρτο μιας στροφής και αν η ίδια λεπίδα κατέβριξε πάλι, πρέπει να ελαφρύνει κόβοντας μια στενή λωρίδα από μέταλλο από την πλευρά της λεπίδας. Επαναλαμβάνουμε μια παρόμοια λειτουργία έως ότου η ράβδος με την έλικα δεν σταματήσει να γυρίζει μετά από την εγκατάσταση σε οποιαδήποτε αυθαίρετη θέση.
7. Παραγωγή του τμήματος πτερυγίων της γεννήτριας ανέμου.
Κόλλησα το τετράγωνο αλουμινίου 20 x 20 mm σε μήκος 250 mm. Στη μία πλευρά του τετραγώνου, για μία ή δύο βίδες (πριτσίνια) τοποθετούμε έναν κατακόρυφο σταθεροποιητή της κατεύθυνσης προς τον άνεμο.
Στην άλλη πλευρά του τετραγώνου, τοποθετούμε και στερεώνουμε έναν σφιγκτήρα σε δύο βίδες για να στερεώσουμε τη γεννήτρια κινητήρα. Ο σφιγκτήρας και ο σταθεροποιητής κατασκευάζονται επίσης από γαλβανισμένο φύλλο πάχους 0,4-0,5 mm (πιθανές εκδόσεις του χρησιμοποιούμενου αντιδιαβρωτικού υλικού). Το μήκος του σφιγκτήρα είναι ίσο με το μήκος του κινητήρα. Το μήκος του σταθεροποιητή είναι περίπου 200 mm, το σχήμα είναι στη γεύση του κατασκευαστή.
Στο κάτω ράφι του τετραγώνου, στη μέση του σφιγκτήρα, στερεώστε σφιχτά τη ράβδο (είναι επιθυμητή η πρόβλεψη της αντιδιαβρωτικής προστασίας) για να εγκαταστήσετε τη δομή στο σωλήνα του αντηρίθμου ανεμογεννήτριας. Η καλύτερη επιλογή για τον προσδιορισμό της θέσης αυτής της ράβδου είναι ο προσδιορισμός του κέντρου βάρους μιας προσυναρμολογημένης και πλήρως συναρμολογημένης δομής, ακολουθούμενης από οπές διάτρησης για την στερέωση της ράβδου εκεί.
8. Συναρμολόγηση της ανεμογεννήτριας.
Εγκαθιστούμε τη γεννήτρια κινητήρα στη θέση της και στερεώστε την με ένα σφιγκτήρα. Τοποθετούμε την έλικα στον άξονα εξόδου του κινητήρα. Για να προστατεύσουμε τη γεννήτρια από την ατμοσφαιρική βροχόπτωση, κόβουμε και τοποθετούμε έναν προστατευτικό φράκτη από μια κατάλληλη πλαστική φιάλη. Συνδέστε το με βίδα.
9. Debugging μια ανεμογεννήτρια.
Προεγκαταστήστε την συναρμολογημένη ανεμογεννήτρια σε μια ανοιχτή περιοχή προς την κατεύθυνση του ανέμου. Δημιουργούμε ένα μεταβλητό προφίλ των λεπίδων. Λυγίζουμε το λυγισμένο τμήμα των λεπίδων έτσι ώστε στα άκρα των λεπίδων (στενό τμήμα) η ποσότητα του άκρου να είναι 10 ... 15 μοίρες (ελάχιστη αντίσταση στον αέρα με μέγιστη περιφερειακή ταχύτητα στις λεπίδες). Στο κέντρο της έλικας, το μέγεθος του άκρου της λεπίδας κυμαίνεται από 30 έως 45 μοίρες. Με την αύξηση της γωνίας κάμψης αυξάνεται η ευαισθησία της γεννήτριας ανέμου στον άνεμο, αλλά λόγω της αύξησης της αντίστασης μειώνεται η ταχύτητα της γεννήτριας, γεγονός που οδηγεί σε μείωση των χαρακτηριστικών εξόδου. Επομένως, αλλάζοντας τη γωνία του άκρου των λεπίδων επιλέγουμε το βέλτιστο προφίλ στον άνεμο.
10. Εγκατάσταση ανεμογεννήτριας.
Για να εγκαταστήσετε μια ανεμογεννήτρια, μια ράφι του απαιτούμενου ύψους (κατά προτίμηση πάνω από τα γύρω δέντρα) κατασκευάζεται από ένα σωλήνα (νερό) και στερεώνεται στο αντικείμενο. Η ράβδος στερέωσης της γεννήτριας ανέμου πρέπει να περιστρέφεται ελεύθερα στη σχάρα του σωλήνα. Πριν από την εγκατάσταση, τοποθετείται διαδοχικά ένας δακτύλιος στον αγωγό ανεμογεννήτριας - ένα ενδιάμεσο ροδέλα για να διευκολύνει την περιστροφή, ένα σπειροειδές ελατήριο για την εξομάλυνση της υπολειπόμενης ανισορροπίας της έλικας, προστατευτικό ροδέλα για να μειωθεί η είσοδος της βροχής στο σωλήνα.
Το σύρμα από τη γεννήτρια στερεώνεται μηχανικά από τη θραύση επαφής, κατεβαίνει κατά μήκος του ραφιού με περιθώριο μήκους για πιθανή συστροφή γύρω από το ράφι και έναν υποχρεωτικό βρόχο για σταγόνες στάγδην από την καθίζηση πριν εισέλθει στον καταναλωτή.
