Lenz2 Wind Turbine: 12 Steps (with Pictures)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Tento návod vám ukáže, jak postavit větrnou turbínu Lenz2 z materiálů, které máte kolem domu. Design byl vyvinut a testován Edem Lenzem z Windstuffnow.com: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm Lenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) je 4 stopy vysoký a 3 stopy v průměru. Je to v podstatě turbína ve stylu Savonius, ale s upřesněním, že tři křídla jsou tvarována tak, aby poskytovala vztlak také kvůli jejich konfiguraci slzy. Ve výše uvedeném odkazu Lenz popisuje, jak umístil ananometr do racionální turbíny a ukázal, že rychlost větru nabrala průchod kolem pevné části křídel. Tato turbína je účinnější než čistý Savonius v tom, že poskytuje jak odpor, tak vztlak. V mém návrhu jsem zmenšil průměr na přibližně 18 palců a výšku na 21 palců. (Při zpětném pohledu jsem měl udělat výšku 18 palců, aby na obou koncích bylo více středové osy volné kvůli flexibilitě montáže.) Na stavbu turbíny jsem mohl použít materiály, které jsem měl po ruce. Když jsem to testoval při rychlosti 15 mph, fungovalo to tak dobře, že jsem se bál zastavit to ze strachu, že se zraním. Jedinou nevýhodou toho, co jsem vyrobil, bylo to, že to vypadalo, že vyrábí velmi málo elektřiny. Není to dáno konstrukcí turbíny, ale povahou stejnosměrného motoru, ke kterému jsem ji nechal připevnit. Důraz v tomto tutoriálu bude kladen na to, jak sestrojit samotnou turbínu. Plný kredit za design a některé pokyny patří Edu Lenzovi. [Poznámka: Jelikož tento návod byl publikován, dozvěděl jsem se více o tom, jak by měla být tvarována křídla. Konstrukční detaily lenz2 uvedené v tomto návodu stále platí, ale rozměry křídla v kroku 2 by měly být nahrazeny rozměry uvedenými v nově vloženém kroku 3.]

Krok 1: Potřebné materiály

Materiály, které budete potřebovat, jsou uvedeny níže. Pokud si myslíte, že budou fungovat, nahraďte alternativy libovolně. (asi 6 z nich) Střešní lemování, tenký plech nebo dokonce nějaký druh pružného plastu snipsJigsawKlíče

Krok 2: Vyřízněte koncové části křídla

[Poznámka: Konstrukce křídla v tomto kroku neposkytne nejlepší vztlak. Pro lepší design se prosím podívejte na krok 3. Ukáže, že strany křídla nejsou symetrické. Krok 3 také poskytne postup pro dimenzování křídla na základě průměru lenz2. (přidáno 1. června 2008). '' '] Koncovky slz zajišťují aerodynamický tvar křídel. Budete stavět tři křídla, takže budete potřebovat 6 koncových kusů. Velikost, kterou jsem použil, byla poloviční oproti koncovým kusům popsaným Edem Lenzem. V zásadě vypadají jako kornouty zmrzliny. Doporučuji vám vystřihnout lepenkovou šablonu a pomocí ní nakreslit šest obrázků na půlpalcovou překližku. Nakreslete to takto: 1. Vyřízněte obdélník z lepenky 3,5 "x 7,5" 2. Nakreslete středovou čáru podél dlouhé osy3. Na tomto řádku označte značku 1,75 "od jednoho z konců (říkejme tomu horní konec) 4. Nakreslete vodorovnou čáru přes tuto značku k bočním okrajům tak, aby protínala svislou čáru o 90 stupňů. 5 Pomocí kompas, nakreslete 1,75 "půlkruh na horní stranu této značky. Měl by protínat dva boční okraje a horní okraj. Od místa, kde středová čára protíná spodní hranu, nakreslete čáry do bodů, kde půlkruh protíná boční hrany. 7. Vystřihněte šablonu. Pomocí lepenkové šablony nakreslete šest obrázků na půlpalcovou překližku. Můžete je vnořit tak, abyste neplytvali překližkou. Pomocí skládačky vyřízněte koncové kusy.

Krok 3: Revize: změna tvaru křídla

Původní tvar křídla uvedený v tomto pokynu není zcela podle plánu zveřejněného pro Lenz2. Po konzultaci s Edem Lenzem jsem si uvědomil chybu, které jsem se dopustil při interpretaci jeho plánů. V tomto kroku je znázorněn nový design. Všimněte si, že úhel označený „Úhel A“je 90 stupňů. Strana A je v pravém úhlu k linii průměru zaobleného konce křídla. V původním návrhu, který jsem představil v tomto návodu, měly dvě čáry tvořící špičatý konec stejné délky a jejich úhly k linii průměru byly totožné. Ten kužel byl symetrický, zatímco ve zde zobrazené změně není kužel symetrický. Když nastavíte úhel A na 90 stupňů, křídlo bude mít větší zdvih. Změnil jsem velikost designu, abych mohl řídit generátor minigenů, který byl prodán na windstuffnow.com (ale již není k dispozici). Základní kroky při výrobě lenz2 jsou stále platné. Základní výpočet: Nyní lépe chápu, jak určit velikost a proporce křídla. Nejprve určete, jaký bude průměr lenz2. Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je rozhodnout, jaká bude vzdálenost od středové osy lenz2 k vnějšímu okraji křídla. Toto bude poloměr lenz2. Zdvojnásobením získáte průměr. V mém novém designu jsem předpokládal, že průměr lenz2 bude 16 palců (to znamená, že vzdálenost od středové osy k vnějšímu okraji křídla bude 8 palců). určete průměr křídla, vynásobte průměr lenz2 krát 0,1875. V mém příkladu 16 palců *.1875 = 3,0 palce. Chcete -li určit délku křídla, vynásobte průměr lenz2 krát.4. V tomto případě 16 palců *.4 = 6,4 palců. Délka strany A je 6,4 minus 1,5 nebo 4,9 palce. Budu vytvářet nový instruktáž, který bude zahrnovat tento design v lenz2, který pohání generátor minigenu

Krok 4: Vystřihněte žebra

K připojení dvou koncových kusů každého křídla budete potřebovat tři žebra. Délka těchto žeber bude určena podle toho, jak vysoká křídla chcete mít. Vybral jsem 21 , protože to je to, co jsem si myslel, že bych mohl namontovat na svislou osu allthread bar.

Žebra by měla být 0,5 cm hluboká a 1 "široká a bez ohledu na délku, kterou si zvolíte (21" v mém designu). V koncových kusech, kde budete ukotvit žebra, vystřihnete zářezy 0,5 "x 1". že vysledujete konec konce jednoho z žeber na kus kartového papíru, který můžete použít jako šablonu pro kreslení na koncové kusy. Můžete změřit obdélník, ale jeho vystopováním si můžete být jisti, že zářezy bude dostatečně velký.

Krok 5: Připravte koncové kusy

Pomocí lepenkové šablony 0,5 "x 1" pro žebrované zářezy nakreslete na každý koncový díl tři zářezy. Dva zářezy budou na jedné straně a jeden na druhé.

V nejširším místě bude na každé straně koncového dílu zářez. Protože to bude na křivce, ujistěte se, že hloubka každé strany šablony plně zapadá do koncového dílu. Tím se zajistí, že žebro bude v jedné rovině s vnější hranou koncovky. Na jednu stranu koncovky poblíž špičatého konce nakreslete vzor, který je asi jeden palec od bodu. Obdélník bude rovnoběžný se šikmou stranou. Strana se dvěma zářezy bude zadní stranou křídla (strana obrácená ke středu turbíny.) Vyřízněte zářezy skládačkou.

Krok 6: Naplánujte úhel křídla

Špičatý konec každého křídla se otočí o 9 stupňů zpět směrem ke středu turbíny o 9 stupňů mimo rovnoběžnost se středem turbíny. Toto měření bylo empiricky určeno Edem Lenzem. Zvolil jsem ten úhel a turbína vypadala, že funguje dobře. Pokud máte pocit, že to chcete dokázat sami sobě, budete mít možnost upravit úhel po namontování křídel.

Nejprve vyvrtejte otvor ve středu kuželové části koncovky. To bude bod, kde se svislé a vodorovné čáry setkají. Velikost otvoru bude průměr šroubu, který použijete k jeho připevnění ke vzpěře vedoucí ze středové osy. Odněkud podél rovné části zadního okraje koncového dílu (strana se dvěma žebrovými zářezy) nakreslete přes koncový kus čáru, která je v pravém úhlu ke straně. Odkud tato čára protíná zadní okraj koncového dílu, nakreslete čáru 9 stupňů napravo od této 90 stupňové čáry (bude na straně, která je blíže k otvoru). Tato čára bude ta, se kterou je spojena tyč spojující křídlo se středovou osou. Pokud nemáte úhloměr, podívejte se v kroku 8 na odkaz, kde si můžete stáhnout obrázek úhloměru. Udělejte to se všemi šesti koncovými kusy.

Krok 7: Sestavte rám křídla

K sestavení každého křídla vložíte žebro do odpovídajících zářezů na horních a dolních koncových kusech. Ujistěte se, že žebro nevyčnívá za horní a spodní díl. Měly by být v jedné rovině.

Když je žebro na místě, předvrtejte jeden otvor skrz žebro a do překližky. Zašroubujte žebro na místo pomocí 1 vrutu do dřeva. Tato žebra můžete volitelně přilepit na místo, ale to není nutné, pokud nepostavíte turbínu, kterou ve skutečnosti hodláte používat venku k výrobě elektřiny. Připojte další dvě žebra křídlo.

Krok 8: Připevněte kůži křídel

Kulatá část křídla a zadní strana (strana se dvěma žebry) je pokryta nějakou kůží. Rozhodl jsem se použít hliníkový lemovací materiál, který mi zbyl. Můžete mít nějaký jiný druh materiálu, který by mohl fungovat.

Moje role blikání byla 6 palců široká. Zjistil jsem, že kdybych uřízl dva kusy 6 "x 21", mohl bych zakrýt náběžnou hranu a zadní část každého křídla. Dokázal jsem připojit jeden kus lemování z jednoho žebra na druhé kolem náběžné hrany. Každý kus jsem ukotvil několika kovovými šrouby. Některé z nich šly do žeber a jiné do okraje překližky. Pak jsem připevnil druhý kus lemování k zadní části křídla, Byly našroubovány do zadních žeber. Tento kousek blikání se může trochu překrývat s tím, který obchází náběžnou hranu. Udělejte to pro všechna tři křídla. Nyní jste připraveni připevnit křídla ke středové ose.

Krok 9: Připravte vzpěry a středové disky

Křídla budou připevněna ke středové ose (tyč se všemi vlákny) pomocí dvou kruhů překližky a vzpěr, které je spojí s vrcholy a spodky křídel. Odřízněte dva 8palcové kruhy půlpalcové překližky. Pomocí plného kruhového úhloměru (stáhl jsem jeden z https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png) jsem na každém kruhu označil čáry které byly od sebe vzdáleny 120 stupňů. To budou čáry, kterými vzpěry navazují na křídla. Vyvrtejte otvor ve středu každého z kruhů. Tento otvor bude mít stejný průměr jako celozávitová tyč. U vzpěr, které spojují kruhy s křídly, máte různé možnosti. Nejjednodušší by bylo jednoduše je vyrobit ze dřeva. Rozhodl jsem se použít dřevo na spodní vzpěry (protože jsem si nebyl jistý, že kovový popruh, který jsem koupil, unese váhu. Nahoře jsem koupil 4 stopový kus pozinkovaného kovu, který měl uprostřed vyražené otvory čára pásu kovu. Rozstříhal jsem vzpěry na délku 11 palců. Poté jsem umístil konec každé vzpěry 1 palec od středu kruhu podél jedné ze 120 stupňových čar. Do vzpěry jsem vyvrtal dva otvory a jeden skrz kruh překližky. Pevně jsem je přišrouboval na místo. Asi jeden palec od druhého konce vzpěry jsem vyvrtal v koncovce díru se stejným průměrem.

Krok 10: Připevněte křídla ke středové ose

Na spodní část osy (tyč se všemi vlákny) našroubujte matici 0,5 palce tak, aby byla asi 2,5 palce od konce. Vysuňte jeden z překližkových kotoučů ze spodní části osy nahoru, kde se setká s maticí. Poté navlečte další matici na lištu tam, kde se setká s diskem. Zašroubujte dvě matice k sobě tak, aby disk pevně seděl na ose.

Připojte druhý disk k druhému konci osy. Možná budete muset upravit polohu disků tak, aby vyhovovaly výšce křídel a také ponechaly prostor pro připojení osy ke generátoru nebo jiné konstrukci. Všimněte si, že nad horní částí středového disku trčí velmi malá osa. Rozhodl jsem se udělat křídla 21 palců na 24palcové osové liště. To byla chyba. Při zpětném pohledu navrhuji, abyste křídla zkrátili, abyste měli mnohem více osy vyčnívající ze spodní a horní části pro flexibilitu při montáži celé turbíny na generátor nebo jinou konstrukci. Pravděpodobně bych šel s 18 palci. Nyní můžete namontovat křídla. Zakrytou stranou křídla směrem k ose přišroubujte vzpěry ke koncovým dílům. Ty mohou být poměrně těsné, ale dostatečně volné, aby se mohly otáčet. Nyní zarovnejte horní vzpěru s 9 stupňovou čárou, kterou jste nakreslili, a poté utáhněte horní a spodní matice. Tento úhel křídla směrem ke středové ose správné množství. Udělejte to s dalšími dvěma křídly. Turbína je připravena k montáži na generátor nebo jinou konstrukci.

Krok 11: Připojte turbínu ke generátoru

Nějak budete muset namontovat turbínu na generátor nebo případně na nějaký podpůrný rámec, který ji nechá volně se točit. V tomto projektu jsem jej namontoval na 24voltový stejnosměrný motor, který jsem zachránil z akumulátorové sekačky. Motor byl použit k roztočení nože sekačky. Motor má na jednom konci plus a mínus rýčové konektory a z druhého konce vyčnívá hřídel. Bohužel hřídel měla průměr půl palce s jemným závitem. Díky tomu je velmi obtížné spojit se s něčím, jako je celozávitová tyč, s hrubým závitem půl palce. Způsob, jakým jsem problém vyřešil, je přišroubovat držák ve tvaru písmene L k hřídeli motoru. Pak jsem použil kus kovu, který jsem zachránil před starou ojí. Má tvar písmene U a má otvory na boku a otvor se závitem nahoře. Závit je půlpalcový hrubý závit, ideální pro montáž tyče se všemi vlákny. Nakonec jsem přišrouboval konektor ve tvaru písmene U ke konzole L. Vyřízl jsem otvor v kusu překližky, který byl dostatečně velký na vložení motoru. Po vložení motoru na překližku jsem ho přišrouboval. Abych vyzkoušel turbínu, položil jsem celou záležitost na těžkou dřevěnou krabici.

Krok 12: Ukázka turbíny

Na videích je vidět, že turbína se v docela silném větru, který foukal, velmi dobře otáčí. Odhadoval bych, že to bylo asi 15 mph. Fungovalo to tak dobře, že jsem musel dočasně přivázat turbínu k boxu, aby nespadla. Zřetelně vidíte, že se točí velmi rychle, ale také poskakuje. Důvodem je to, že uložení turbíny k motoru není dokonalé. Je to trochu rozbité a toto nelze nikdy zlepšit tímto nastavením. Vyrábí to elektřinu? Je smutné říci, že nic moc. Problém je v motoru. Nemám představu o konstrukci motoru. Všimnete si drátu vedoucího z turbíny ven z fotografie. Jedná se o prodlužovací kabel s odříznutým mužským koncem a připojeným k motoru. S tímto nastavením mohu do sondy vložit sondy z multimetru. Ukazuje se, že sotva generuji 1 volt a turbína běží velmi rychle. V tomto bodě je třeba zahájit další projekt. Na internetu existuje mnoho diskusí o tom, jak vytvořit vlastní generátor. Je také možné použít správný druh automobilového generátoru nebo něco z pračky. Pokud nemáte generátor na mysli, doporučil bych vám vyzkoušet si ruční práci tím, že turbínu namontujete na nějaký druh konstrukce, kde ji zachytí vítr. Může to být dřevěný rám nebo něco z PVC trubky. Tímto způsobem můžete zjistit, zda design funguje a zda musíte upravit úhel křídel. Můžete také měřit, jaká rychlost větru je potřeba k zahájení otáčení turbíny. Pokud vás zajímá, jaký je průměrný vítr ve vaší oblasti, můžete navštívit aplikaci, kterou mám na svých webových stránkách a která vám umožní vybrat si meteorologickou stanici NOAA ve vašem okolí. a podívejte se na graf větru, teploty a tlaku za posledních 24 hodin. Moje aplikace vykresluje tato data a dává je do tabulky. Co chcete, je průměrná rychlost větru za posledních 24 hodin. Pokud pravidelně navštěvujete své oblíbené místo, budete si moci všimnout, jak se průměr mění. Odkaz je: