Para acionar o gerador eólico, é fabricada uma turbina do tipo rotor com um eixo de rotação vertical. Este tipo de rotor é muito forte e durável, tem uma velocidade de rotação relativamente baixa e pode ser facilmente fabricado em casa condições sem cardan com o perfil aerodinâmico da asa e outros problemas associados ao fabrico da hélice para um gerador de vento com um eixo de rotação horizontal. Além disso, essa turbina opera quase silenciosamente e independentemente de onde o vento sopra. O trabalho é praticamente independente da turbulência e mudanças frequentes na força e na direção do vento. A turbina é caracterizada por altos torques de partida, operando em velocidades relativamente baixas. A eficiência desta turbina é pequena, mas suficiente para alimentar dispositivos de pequena potência, tudo compensa com a simplicidade e confiabilidade do projeto.
Gerador elétrico
Como gerador, é usado um acionador de partida permanente compacto modificado para iniciantes. Saída do gerador: corrente alternada com potência de 1,0 ... 6,5 W (dependendo da velocidade do vento).
Uma variante de conversão de um iniciador em um gerador é descrita no artigo: Alternador do motor de arranque
Fazendo uma turbina eólica
Esta turbina eólica é praticamente inútil e fácil de fabricar.
O design da turbina consiste em dois ou mais meios cilindros montados em um eixo vertical. O rotor gira devido à diferente resistência do vento de cada uma das pás giradas ao vento com diferentes curvaturas. A eficiência do rotor é levemente aumentada devido ao espaço central entre as pás, uma vez que uma certa quantidade de ar atua adicionalmente na segunda lâmina ao sair da primeira.
O gerador é fixado no rack para o eixo de saída, através do qual sai o fio com a corrente recebida. Esse design elimina o contato deslizante para a remoção de corrente. O rotor da turbina é montado no compartimento do gerador e fixado nas extremidades livres dos pinos de montagem.
Um disco com um diâmetro de 280 ... 330 mm ou uma placa quadrada inscrita nesse diâmetro é recortado em uma chapa de alumínio com 1,5 mm de espessura.
Em relação ao centro do disco, cinco furos são marcados e perfurados (um no centro e 4 nos cantos da placa) para instalar as pás e dois furos (simétricos para o centro) para fixar a turbina no gerador.
Nos orifícios localizados nos cantos da placa, pequenos cantos de alumínio são instalados, com uma espessura de 1,0 ... 1,5 mm, para fixação das lâminas.
Fabricamos pás de turbina a partir de uma lata com um diâmetro de 160 mm e uma altura de 160 mm. O frasco é cortado ao longo do eixo ao meio, resultando em duas lâminas idênticas. As bordas da lata após o corte, com uma largura de 3 ... 5 mm, são dobradas em 180 graus e cravadas para fortalecer a borda e eliminar as arestas cortantes afiadas.
As duas pás da turbina, do lado da parte aberta da lata, são interconectadas por um jumper em forma de U com uma abertura no meio. O jumper forma um espaço de 32 mm de largura, entre a parte central das pás, para aumentar a eficiência do rotor.
No lado oposto da lata (na parte inferior), as lâminas são interconectadas por um jumper de comprimento mínimo. Nesse caso, é mantido um espaço de 32 mm de largura ao longo de todo o comprimento da lâmina.
O bloco de lâminas montado é montado e montado no disco em três pontos - para o orifício central do jumper e os cantos de alumínio instalados anteriormente. As pás da turbina são fixadas na placa estritamente uma contra a outra.
Para conectar todas as peças, você pode usar rebites, parafusos autorroscantes, conexão a parafuso M3 ou M4, ângulos ou aplicar outros métodos.
Um gerador é instalado nos orifícios, no outro lado do disco, e fixado com porcas nas extremidades livres dos pinos de montagem.
Para auto-partida confiável do gerador eólico, é necessário adicionar um segundo nível semelhante de pás à turbina. Nesse caso, as lâminas da segunda camada são deslocadas ao longo do eixo em relação às lâminas da primeira camada por um ângulo de 90 graus. O resultado é um rotor de quatro lâminas. Isso garante que sempre haja pelo menos uma lâmina capaz de pegar o vento e dar um impulso à turbina para girar.
Para reduzir o tamanho do gerador eólico, a segunda camada das pás da turbina pode ser fabricada e fixada ao redor do gerador. Fabricamos duas lâminas com 100 mm de largura (altura do gerador) e 240 mm de comprimento (semelhante ao comprimento da lâmina da primeira camada) a partir de uma folha de alumínio com 1,0 mm de espessura. Dobre as lâminas ao longo de um raio de 80 mm, semelhante às lâminas da primeira camada.
Cada lâmina da segunda camada (inferior) é fixada usando dois cantos.
Um é instalado em um orifício livre na periferia do disco, semelhante à fixação das lâminas da camada superior, mas com uma mudança de 90 graus. O segundo canto é fixo ao pino do gerador instalado. Na foto, para maior clareza, na montagem das lâminas de camada inferior, o gerador é removido.
Para resistência estrutural, após a montagem geral, as duas lâminas da camada inferior, através de aberturas na parte inferior das lâminas, são adicionalmente atraídas pelo gerador por um grampo de fio.
Após montar a turbina e instalá-la no gerador, este projeto resultou em:
Testes realizados na natureza mostraram que o projeto do gerador eólico é funcional, mas não inicia bem em baixas velocidades do vento. Portanto, na camada superior das pás da turbina, além das duas disponíveis, são adicionadas mais duas pás (semelhantes às existentes) ou a partir de uma chapa de alumínio com 1,0 mm de espessura, semelhante em design e tamanho. As lâminas da camada inferior são um pouco alongadas para aumentar o torque inicial.
Vídeo de operação de turbinas eólicas