Aerogenerador Lenz2: 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Aquest instructiu us mostrarà com construir un aerogenerador Lenz2 a partir dels materials que teniu a la casa. El disseny va ser desenvolupat i provat per Ed Lenz de Windstuffnow.com:https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm El Lenz2 VAWT (turbina eòlica vertical Axix) fa 4 peus d’alçada i 3 peus de diàmetre. Es tracta bàsicament d’una turbina d’estil Savonius però amb el refinament que les tres ales tenen forma per proporcionar elevació també a causa de la seva configuració de llàgrima. A l'enllaç anterior, Lenz descriu com va col·locar un ananòmetre dins de la turbina estacional i va demostrar que la velocitat del vent va augmentar passant per la part sòlida de les ales. Aquesta turbina és més eficaç que un Savonius pur, ja que proporcionava arrossegament i elevació. En el meu disseny, vaig reduir el diàmetre fins a aproximadament 18 polzades i l’alçada fins a 21 polzades. (En retrospectiva, hauria d'haver fet l'alçada de 18 polzades perquè hi hagués més eix central lliure en ambdós extrems per flexibilitzar el muntatge.) Vaig poder utilitzar els materials que tenia a mà per construir la turbina. Quan el vaig provar amb un vent de 15 mph, va funcionar tan bé que vaig tenir por d’aturar-lo per por de resultar ferit. L’únic inconvenient del que vaig produir és que semblava produir molt poca electricitat. Això no es deu al disseny de la turbina, sinó a la naturalesa del motor de corrent continu que el tenia connectat. En aquest tutorial es farà èmfasi en com construir la pròpia turbina. Tot el mèrit pel disseny i algunes de les instruccions correspon a Ed Lenz. [Nota: Atès que es va publicar aquest instructiu, vaig aprendre més sobre com s’haurien de donar forma a les ales. Els detalls constructius del lenz2 proporcionats en aquesta instrucció encara es mantenen, però les dimensions de l’ala al pas 2 s’han de substituir per les que es donen al pas 3. recentment inserit.]

Pas 1: materials necessaris

A continuació s’enumeren els materials que necessiteu. Substituïu les alternatives lliurement si creieu que funcionaran. Materials: fusta contraxapada (quart o mig polzada) Cintes d’acer amb forats (són possibles altres alternatives) Femelles i cargols Vareta de tot fil de 24 polzades (diàmetre de mitja polzada) Femelles de 5 polzades que s’adapten a la vareta de fil (aproximadament 6 d'ells) Intermitent de sostre, xapa fina, o fins i tot algun tipus de plàstic flexible 9 peces de fusta, maquinari de 0,5 "x 1" x 18 "per muntar la turbina (hauràs de dissenyar-ho) Eines Broques i broques Llauna snipsJigsawWrenches

Pas 2: Retalleu les peces de l’extrem de l’ala

[Nota: El disseny de l'ala en aquest pas no donarà la millor resistència. Consulteu el pas 3 per obtenir un millor disseny. Es mostrarà que els costats de l’ala no són simètrics. El pas 3 també donarà un procediment per dimensionar l'ala en funció del diàmetre del lenz2. (afegit l'1 de juny de 2008). '' '] Les peces finals de llàgrima proporcionaran la forma aerodinàmica de les ales. Construireu tres ales, de manera que necessitareu 6 peces finals. La mida que vaig utilitzar era la meitat de la mida de les peces finals descrites per Ed Lenz. Bàsicament s’assemblen a cons de gelat. Us recomano que retalleu una plantilla de cartró i que l’utilitzeu per dibuixar-ne sis imatges sobre fusta contraxapada de mitja polzada. A continuació s’explica com dibuixar-lo: 1. Talla un rectangle de cartró de 3,5 "x 7,5" 2. Dibuixeu una línia central al llarg de l’eix llarg3. Feu una marca en aquesta línia d'1,75 "des d'un dels extrems (anomenem-la així l'extrem superior) 4. Dibuixeu una línia horitzontal a través d'aquesta marca fins a les vores laterals de manera que talli la línia vertical a 90 graus.5. compàs, dibuixa un mig cercle d'1,75 "a la part superior d'aquesta marca. Hauria de tallar les dues vores laterals i la vora superior. Des d’on la línia central talla la vora inferior dibuixa línies fins als punts on la mitja circumferència talla les vores laterals. 7. Retalleu la plantilla. Utilitzeu la plantilla de cartró per dibuixar sis imatges sobre la fusta contraxapada de mitja polzada. Podeu niar-les de manera que no malgasteu la fusta contraxapada. Utilitzeu un trencaclosques per retallar les peces finals.

Pas 3: revisió: un canvi en la forma de l'ala

La forma original de l'ala presentada en aquest instructiu no és del tot d'acord amb el pla publicat per al Lenz2. Després de consultar amb Ed Lenz, em vaig adonar de l’error que he comès en interpretar els seus plans. El nou disseny s’il·lustra en aquest pas. Fixeu-vos que l'angle etiquetat com a "Angle A" és de 90 graus. El costat A té un angle recte respecte a la línia de diàmetre de l’extrem arrodonit de l’ala. En el disseny original que presentava en aquest instructiu, les dues línies que formaven l'extrem apuntat de la mateixa longitud i els seus angles amb la línia de diàmetre eren idèntics. Aquest con era simètric mentre que en el canvi que es mostra aquí, el con no és simètric. Si l’angle A sigui de 90 graus, l’ala tindrà més elevació. He redimensionat el disseny perquè pugui conduir un generador de minigen que s’havia venut a windstuffnow.com (però que ja no està disponible). Els passos bàsics per fabricar el lenz2 encara són vàlids. Càlcul bàsic: ara entenc millor com determinar la mida i les proporcions de l’ala. Primer heu de determinar quin serà el diàmetre de lenz2. La forma més senzilla de fer-ho és decidir quina distància hi haurà des de l’eix central del lenz2 fins a la vora exterior d’una ala. Aquest serà el radi del lenz2. El doble per obtenir el diàmetre. En el meu nou disseny, vaig suposar que el diàmetre de lenz2 serà de 16 polzades (és a dir, la distància de l’eix central a la vora exterior d’una ala serà de 8 polzades). determinar el diàmetre de l’ala, multiplicar el diàmetre del lenz2 vegades.1875. En el meu exemple, 16 polzades *.1875 = 3,0 polzades. Per determinar la longitud de l’ala, multipliqueu el diàmetre del lenz2 vegades.4. En aquest cas, 16 polzades *.4 = 6,4 polzades. La longitud del costat A és de 6,4 menys 1,5 o 4,9 polzades. Crearé un nou instructable que inclourà aquest disseny en un lenz2 que acciona un generador de minigen

Pas 4: Retalleu les costelles

Haureu de tenir tres costelles per connectar les dues peces finals de cada ala. La longitud d’aquestes costelles estarà determinada per la mida que vulgueu que tinguin les ales. Vaig triar 21 perquè és el que pensava que podia muntar a la barra de tots els fils de l'eix vertical.

Les costelles haurien de tenir una profunditat de 0,5 "i 1" d'ample i la longitud que escolliu (21 "al meu disseny). Retallareu les osques de 5" x 1 "a les peces finals on acoblareu les costelles. Us suggerim que traqueu l'extrem de l'extrem d'una de les costelles en un tros de paper que podeu utilitzar com a plantilla per dibuixar les peces finals. Podeu mesurar el rectangle, però traçant-lo, podeu estar segur que les osques serà prou gran.

Pas 5: prepareu les peces finals

Utilitzeu la plantilla de cartró.5 "x 1" per a les osques de costella per dibuixar tres osques a cada peça final. Hi haurà dues osques a un costat i una a l'altre.

Hi haurà una osca a cada costat de la peça final en el punt més ample. Com que estarà en corba, assegureu-vos que la profunditat de cada costat de la plantilla s'adapti completament a la peça final. D’aquesta manera, s’assegurarà que la costella estigui al mateix nivell que la vora exterior de la peça final. En un costat de la peça final prop de l'extrem apuntat dibuixa un patró que es troba a aproximadament una polzada del punt. El rectangle serà paral·lel al costat inclinat. El costat amb dues osques serà el de darrere de l’ala (el costat que mira al centre de la turbina). Retalleu les osques amb una serra.

Pas 6: planifiqueu l'angle d'ala

L'extrem apuntat de cada ala es girarà 9 graus cap enrere cap al centre de la turbina a 9 graus de distància sent paral·lel al centre de la turbina. Aquesta mesura va ser determinada empíricament per Ed Lenz. Vaig triar aquest angle i la turbina semblava funcionar bé. Tindreu la possibilitat d’ajustar l’angle després de muntar les ales si creieu que voleu demostrar-ho a vosaltres mateixos.

Perforeu primer un forat al centre de la part del con de la peça final. Aquest serà el punt on es troben les línies verticals i horitzontals. La mida del forat serà el diàmetre del cargol que utilitzarà per fixar-lo al puntal que surt de l'eix central. Des d'algun lloc al llarg de la porció ferma de la vora posterior de la peça final (el costat amb les dues osques de costella) traça una línia a través de la peça final que estigui en angle recte amb el lateral. Des d’on aquesta línia talla la vora posterior de la peça final, traqueu una línia de 9 graus a la dreta d’aquesta línia de 90 graus (estarà al costat més proper al forat). Aquesta línia serà la que s'alinea amb la barra que connecta l'ala amb l'eix central. Si no teniu cap transportador, consulteu el pas 8 per obtenir un enllaç on podeu descarregar una imatge de transportador. Feu-ho amb les sis peces finals.

Pas 7: munteu el marc de l’ala

Per muntar cada ala, inserireu una costella a les osques corresponents a les peces finals i superiors. Assegureu-vos que la costella no sobresurt més enllà de la part superior i inferior. Haurien d’estar a ras.

Amb una costella al seu lloc, foradeu prèviament un sol forat a través de la costella i a la fusta contraxapada. Cargoleu la costella al seu lloc amb un cargol de fusta d'1 . Opcionalment, podríeu enganxar-les al seu lloc, però això no és necessari tret que estigueu construint una turbina que realment tingueu intenció d'utilitzar a l'exterior per produir electricitat. Connecteu les altres dues costelles per formar l’ala.

Pas 8: fixeu la pell de les ales

La part rodona de l'ala i la cara posterior (la cara amb les dues costelles) està coberta amb algun tipus de pell. Vaig optar per utilitzar material intermitent d'alumini que em sobrava. És possible que tingueu algun altre tipus de material que pugui funcionar.

El meu rotllo de flaix feia 6 centímetres d'ample. Vaig descobrir que si tallava dues peces de 6 "x 21", podia cobrir la vora davantera i la part posterior de cada ala. Vaig poder fixar una peça de parpelleig d'una costella a l'altra al voltant de la vora principal. Vaig ancorar cada peça amb uns quants cargols metàl·lics. Alguns d'ells van entrar a les costelles i d'altres a la vora de la peça final de fusta contraxapada. Després vaig adjuntar el segon tros de flaix a la part posterior de l’ala, es van cargolar a les costelles posteriors. Aquest tros de parpelleig es pot superposar una mica amb el que rodeja la vora principal. Feu això per les tres ales. Ara ja esteu a punt per fixar les ales a l’eix central.

Pas 9: prepareu els puntals i els discs centrals

Les ales s’adheriran a l’eix central (la barra de tots els fils) mitjançant dos cercles de fusta contraxapada i puntals que els connecten a la part superior i inferior de les ales. Talla dos cercles de 8 polzades de fusta contraxapada de mitja polzada. Amb un transportador de cercle complet (he descarregat un de https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), he marcat línies a cada cercle que estaven separats per 120 graus. Aquestes seran les línies que segueixen els puntals fins a les ales. Perforeu un forat al centre de cadascun dels cercles. Aquest forat tindrà el mateix diàmetre que la barra de tots els fils. Per als puntals que connecten els cercles amb les ales, teniu diverses opcions. El més fàcil pot ser fer-ne simplement de fusta. Vaig optar per utilitzar fusta per als puntals inferiors (perquè no estava segur que la corretja de metall que vaig comprar suportaria el pes. Per a la part superior vaig comprar una peça de metall de cinc peus de 4 peus que tenia forats al centre línia de la tira de metall. Vaig tallar els puntals a 11 polzades de longitud. Després vaig col·locar l'extrem de cada punt a 1 polzada del centre del cercle al llarg d'una de les línies de 120 graus. Vaig perforar dos forats al puntal i un a través del cercle de fusta contraxapada. Els vaig fixar fermament al seu lloc. Aproximadament a una polzada de l'altre extrem del puntal vaig perforar un forat del mateix diàmetre del forat de la peça final.

Pas 10: munteu les ales a l'eix central

Enfileu una femella de.5 polzades a la part inferior de l'eix (la barra de tots els fils) de manera que quedi a uns 2.5 polzades del final. Feu lliscar un dels discs de fusta contraxapada cap amunt des de la part inferior de l’eix fins on es troba amb la femella. A continuació, enfileu una altra femella a la barra fins on es troba amb el disc. Girar les dues femelles cap a l’altre de manera que el disc quedi ferm sobre l’eix.

Connecteu el segon disc a l'altre extrem de l'eix. És possible que hagueu d’ajustar la posició dels discs perquè s’adaptin a l’alçada de les ales i també deixin espai per fixar l’eix a un generador o alguna altra estructura. Tingueu en compte que hi ha molt poc eix enganxat per sobre de la part superior del disc central. Havia decidit fer les ales de 21 polzades sobre una barra d’eix de 24 polzades. Va ser un error. En retrospectiva, us proposo que les ales siguin més curtes de manera que tingueu molt més eix que sobresurt per la part inferior i la superior per obtenir flexibilitat en el muntatge de tota la turbina a un generador o a una altra estructura. Probablement aniria amb 18 polzades. Ara podeu muntar les ales. Amb el costat cobert d’una ala cap a l’eix, cargoleu els puntals fins a les peces finals. Aquests poden ser força ajustats però prou solts per girar. Ara alineu el puntal superior amb la línia de 9 graus que heu dibuixat i, a continuació, estrenyeu les femelles superior i inferior. Aquest angle fa que les ales cap a l'eix central siguin la quantitat correcta. Feu-ho amb les altres dues ales. La turbina està llesta per ser muntada en un generador o en alguna altra estructura.

Pas 11: Munteu la turbina al generador

D'alguna manera haurà de muntar la turbina a un generador o, possiblement, a algun tipus de marc de suport que el deixi girar lliurement. En aquest projecte el vaig muntar a un motor de 24 volts de corrent continu que havia estalviat d’un tallagespa que funcionava amb bateria. El motor es feia servir per fer girar la fulla del tallagespa. El motor té connectors de pala més i menys en un extrem i un eix que sobresurt de l’altre extrem. Malauradament l’eix tenia un diàmetre de mig centímetre amb fil fi. Això fa que sigui molt difícil aparellar-se amb alguna cosa semblant a una barra allthread amb un fil gruixut de mitja polzada. La forma en què vaig solucionar el problema és fixar un suport en forma de L a l’eix del motor. Després vaig fer servir un tros de metall que havia guardat d’un vell motlle. Té forma d’U i té forats al lateral i un forat roscat a la part superior. El roscat és de fil gros de mig centímetre, perfecte per muntar la barra allthread. Finalment, vaig fixar el connector en forma de U al suport L. Vaig tallar un forat en un tros de fusta contraxapada prou gran com per inserir el motor. Després d’inserir el motor a la fusta contraxapada, el vaig forrellar. Per provar la turbina, vaig col·locar tot l’afer sobre una pesada caixa de fusta.

Pas 12: demostració de la turbina

Podeu veure als vídeos que la turbina gira molt bé amb el vent força fort que bufava. Estimaria que feia uns 15 mph. Va funcionar tan bé que vaig haver de lligar temporalment la turbina a la caixa per evitar que caigués. Es veu clarament que gira molt de pressa, però que també gira. La raó d'això és que la muntura de la turbina al motor no és perfecta. És lleugerament descalç i això no es pot millorar mai amb aquesta configuració. Genera electricitat? Trist dir-ho, no gaire. El problema és el motor. No tinc ni idea del disseny del motor. Notareu un cable que va de la turbina a la fotografia. Es tracta d’un cable d’extensió amb l’extrem mascle tallat i connectat al motor. Amb aquesta configuració puc inserir les sondes d’un multímetre a l’extrem femení. Resulta que amb prou feines genero 1 volt amb la turbina funcionant molt ràpid. Aquest és el punt en què cal iniciar un altre projecte. Hi ha nombroses discussions a Internet sobre com construir el vostre propi generador. També és possible utilitzar el tipus adequat de generador d'automòbils o alguna cosa procedent d'una rentadora. Si no teniu en compte un generador, us suggeriria que proveu el vostre treball muntant la turbina en algun tipus d’estructura on el vent l’agafarà. Pot ser un marc de fusta o alguna cosa de tub de PVC. D’aquesta manera podeu veure si el disseny funciona i si heu d’ajustar l’angle de les ales. També podeu mesurar quina velocitat de vent és necessària per iniciar el gir de la turbina. Si esteu interessats en el vent mitjà a la vostra zona, podeu visitar una aplicació que tinc al meu lloc web que us permetrà escollir una estació meteorològica NOAA a prop vostre i veure una parcel·la de vent, temperatura i pressió durant les darreres 24 hores. La meva aplicació representa aquestes dades i les proporciona en una taula. El que voleu és la velocitat mitjana del vent durant les darreres 24 hores. Si visiteu la vostra ubicació preferida periòdicament, podreu prendre nota de com canvia la mitjana. L’enllaç és: