Kincir Angin DIY Atau Cara Mendapatkan Cahaya Dengan Angin

2023 Pengarang: Douglas Hoggarth | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-11-26 20:18

• Prinsip pengoperasian turbin angin

• Cara membuat turbin angin tipe vertikal sendiri

  • Merakit rotor
  • Kami membuat stator
  • Perakitan generator
  • Kami membuat pisau
  • Merakit struktur turbin angin
  • Bagian listrik
• Hasil turbin angin: perhitungan efisiensi

Prinsip pengoperasian turbin angin

Prinsip operasi di semua modifikasi turbin angin adalah sama. Dalam proses rotasi bilah, tiga jenis efek fisik terbentuk: gaya angkat, impulsif dan pengereman. Akibat aksi gaya ini, stator mulai bergerak, dan rotor pada bagian stasioner generator mulai menciptakan medan magnet dan arus listrik bergerak melalui kabel.

Ada sejumlah besar opsi untuk pelaksanaan generator angin, mereka berbeda tidak hanya dalam daya, tetapi juga dalam penampilannya. Struktur sebagian besar turbin angin meliputi: generator, bilah, inverter, pengali. Inverter digunakan untuk mengubah muatan yang diterima menjadi arus searah. Pengganda adalah kotak roda gigi yang dirancang untuk meningkatkan jumlah putaran poros. Gearbox tidak dipasang di semua turbin angin, terutama hanya pada turbin angin yang besar dan bertenaga.

Arus bolak-balik tiga fasa dihasilkan oleh putaran rotor. Energi yang diterima diarahkan melalui pengontrol ke baterai. Selanjutnya, inverter mengubah arus dan membuatnya stabil, dalam bentuk ini dapat disuplai ke peralatan rumah tangga atau penerangan.

Cara membuat turbin angin tipe vertikal sendiri

Anda bisa membuat kincir angin sendiri di rumah. Pertama, Anda perlu memutuskan jenis generator angin. Tergantung pada desainnya, turbin angin adalah:

• dengan sumbu rotasi vertikal: rotor Darrieus, generator angin Savonius;
• dengan sumbu rotasi horizontal: sejajar atau tegak lurus dengan arus angin.

Beberapa model turbin angin menggabungkan beberapa jenis instalasi. Mari kita perhatikan contoh pembuatan turbin angin hibrida yang menggabungkan desain generator angin seperti Savonius dan Darrieus.

Merakit rotor

Untuk merakit rotor, Anda perlu membeli:

• 6 magnet neodymium D30xH10 mm;
• 6 magnet cincin ferit D72xd32xh15 mm;
• 2 cakram logam D230xH5 mm;
• epoksi atau lem.

Bilah gergaji dengan ukuran yang sesuai dapat digunakan sebagai pengganti bilah logam. 6 magnet neodymium ditempatkan pada satu disk, bergantian polaritasnya, sudut di antara mereka harus 60 derajat dengan diameter 165 mm.

Magnet cincin ferit ditempatkan pada cakram kedua sesuai dengan prinsip yang sama.

Untuk mencegah magnet bergerak saat kincir angin berjalan, magnet harus dituangkan setidaknya setengahnya dengan lem epoksi.

Kami membuat stator

Pertama, Anda perlu memutar 9 kumparan dari 60 putaran, untuk ini gunakan kawat tembaga enamel dengan diameter 1 mm.

Selanjutnya, kumparan disolder bersama: awal kumparan pertama dengan akhir yang keempat, yang keempat dengan yang ketujuh. Fase kedua dihubungkan dengan cara yang sama melalui dua kumparan, hanya saja mereka mulai menyolder dari kumparan kedua. Koneksi fase ketiga dimulai dengan koil ketiga.

Sebuah cetakan terbuat dari kayu lapis, kertas perkamen ditempatkan di dalamnya, di atasnya ditempatkan sepotong fiberglass dan gulungan.

Semua ini diisi dengan resin epoksi. Setelah 24 jam, stator yang sudah jadi dikeluarkan dari cetakan.

Perakitan generator

Semua bagian generator sudah siap, tinggal merakitnya saja.

Generator itu sendiri akan dipasang ke braket dengan hub menggunakan stud. Mari kita lihat lebih dekat proses pembuatannya.

Langkah-langkah perakitan generator:

• 4 lubang berulir untuk kancing dibuat di rotor atas. Mereka diperlukan agar rotor "duduk" dengan mulus di tempat duduknya;
• 4 lubang dibuat di stator untuk memasang braket;
• rotor bawah ditempatkan pada braket dengan magnet ke atas, 4 lubang untuk ulir untuk tiang juga dibor di dalamnya;
• stator ditempatkan di rotor bawah;
• rotor kedua ditempatkan di atas dengan magnet turun. Semua ini dipasang satu sama lain dan braket dengan hub dengan kancing dan mur.

Hub (flensa dengan bantalan) harus dibeli terpisah: bagian bawah hub harus berdiameter 1,5 inci.

Urutan pengikatan semua bagian disajikan secara lebih rinci pada diagram di bawah ini:

1 - elemen penghubung; 2 - dukungan bilah; 3 - bagian atas rotor; 4 - magnet; 5 - busing; 6 - stator; 7 - bagian bawah rotor; 8 - kacang; 9 - jepit rambut; 10 - hub; 11 - sumbu; 12 - braket untuk pengencang stator

Kami membuat pisau

Bilahnya bisa dibuat dari kayu, fiberglass dan bahan lainnya. Lebih cepat dan lebih mudah membuat bagian generator angin ini dari pipa saluran pembuangan PVC. Lebih baik menggunakan pipa oranye, karena memiliki kepadatan yang baik dan tidak takut terkena sinar matahari langsung.

Untuk generator angin vertikal, Anda membutuhkan 4 bilah yang terbuat dari pipa PVC dan 2 bilah ortogonal (melengkung) yang terbuat dari lembaran galvanis. Desain ini akan memungkinkan turbin angin berputar bahkan dalam kondisi angin lemah dengan kecepatan 2-3 m per detik. Kami mengambil potongan pipa PVC sepanjang satu meter dan memotongnya memanjang menjadi 2 bagian yang sama. Kami memotong setengah lingkaran dari timah sesuai dengan dimensi bilah masa depan dan mengikatnya dengan baut di sepanjang tepi pipa.

Untuk membuat bilah ortogonal, Anda membutuhkan lembaran baja galvanis 0,75 mm standar. Pertama, dengan gunting logam dipotong dua buah berukuran 1x0,4 m dan empat buah berbentuk tetesan. Kemudian potongan baja perlu dibengkokkan dan potongan "tetesan" dipasang di tepinya.

Bilah diikat dalam lingkaran ke bingkai; itu dapat dilas dari pipa persegi profil 20x20 dan sudut 25x25. Dimensi bingkai dan jarak antar bilah dapat dilihat pada diagram di bawah ini:

Merakit struktur turbin angin

Tiang dilas dari pipa air dengan berbagai diameter, tingginya tergantung pada area di mana generator angin akan ditempatkan dan kondisi operasinya, tetapi bagaimanapun juga itu harus di atas atap rumah.

Pondasi bertulang tiga titik harus disiapkan sebelumnya untuk tiang penampang. Generator disekrup ke tiang yang sudah jadi di tanah. Selanjutnya, bingkai dengan bilah dibaut ke generator. Tiang kincir angin dipasang ke pondasi dengan menggunakan dua penyangga yang diartikulasikan dan diangkat ke posisi vertikal dengan menggunakan winch. Setelah mengangkat tiang, penyangga ketiga dibaut ke dasar kincir angin dengan baut. Selain itu, tiang harus diamankan dengan penjepit.

Bagian listrik

Turbin angin akan menyuplai arus bolak-balik 3 fasa. Dengan bantuan penyearah jembatan, yang terdiri dari 6 dioda, kami mengubahnya menjadi arus searah.

Hal ini memungkinkan untuk mengisi baterai 12 V. Untuk mengontrol pengisian baterai dan mencegah pengisian yang berlebihan, digunakan relai pengisian mobil standar PP-380.

Inverter terhubung ke baterai, yang memungkinkan Anda untuk mengubah 12 V DC yang diperoleh menjadi 220 V AC dengan frekuensi 50 Hz.

Hasil turbin angin: perhitungan efisiensi

Uji uji generator angin pada kecepatan angin yang berbeda menunjukkan hasil sebagai berikut:

• pada kecepatan angin 5 m / s, didapatkan 60 rpm - 7 V dan 2,3 A = 16 W;
• pada kecepatan angin 10,6 m / s, didapatkan sekitar 120 rpm - 13 V dan 3,4 A = 44 W;
• pada kecepatan 15,3 m / s sekitar 180 rpm - 15 V dan 5,1 A = 76,5 W;
• pada kecepatan angin 18 m / s kita mendapatkan 240 rpm - 18 V dan 9 A = 162 W.

Pada dasarnya, turbin angin menghasilkan 16–45 W, karena angin lebih dari 15 m / s jarang terjadi. Namun, jika Anda memasukkan baling-baling kecepatan tinggi, maka Anda bisa mendapatkan hasil yang lebih baik.