.

Zrób sam, nabierzesz doświadczenia i zawsze będziesz mógł usprawnić ;)

Elektrownia wiatrowa

Tu na bieżąco będę przedstawiał swoje działania dotyczące elektrowni wiatrowej typu H_Darrieus.

Złożenia na dziś to profil NACA18 35cm długie, 3 płaty wysokie na 2m, długość ramienia max 1.8m (z możliwością regulacji do 1,2m)

 

Historia:

2008 - Temat na razie odłożony, szukam słupa 6m wysokiego ale na tyle mocnego by nie trzeba było wykonywać odciągów

 

2006-10-01  Wykonanie fundamentu betonowego pod słup

 

2006-08-05  Dzisiaj z bratem pospawaliśmy wręgi pierwszego skrzydła. Zdjęcia i opis poniżej.

 

2006-07-      Przeróbka silnika na prądnicę. Cały proces tworzenia prądnicy jest opisany tutaj

Na złomowisku udałomi się znaleść nie używaną przekładnię 5:1. Na jej bazie powstanie H-Darrieus.

 

 

 

 

 

Tak wygląda to po rozłożeniu na części pierwsze:

 

 

 

 

 

 

Najważniejsze w każdym wiatraku są skrzydła. Tak wygląda konstrukcja jednego z 3 skrzydeł:

 

 

 

 

Parę słów o konstrukcji: wręgi są wycięte z blachy czarnej 1,5 mm2. Opaska spawana punktowo z blachy czarnej 1mm2. Gotowe wręgi są przyspawane do dwóch profili kwadratowych 25x25mm. Skrzydło ma wysokość 2m. Całość będzie pokryta blachą ocynkowaną 0.5mm nitowaną do wręg.

Na dzień dzisiejszy waga skrzydła bez pokrycia to 9kg.

Moim celem jest zbudowanie prądnicy 3-fazowej, wolno-obiegowej dającej napięcie 240V przy maksymalnych wiatrach. Moja elektrownia ma wspomagać latem panele słoneczne ogrzewające wodę użytkową (Opis paneli słonecznych ) a zimą przejąć całkowicie to zadanie.

Można zrobić prądnice "amerykana" lub przerobić silnik. Udało mi się znaleźć w prywatnym zakładzie przewijania silników niemiecki dwubiegowy silnik o mocy 1,8kW. Miał uszkodzone uzwojenia i .... 54 żłobki. Jak wiadomo im więcej żłobków tym bardziej wolnoobrotową prądnicę można zbudować.

 

 

Żłobki nie są zbyt duże co widać na poniższym zdjęciu. Testy wykazały że można do jednego żłobka można upchać 80 zwoi drutu 0,55 mm2

 

Mam 54 żłobki i nie wiem jakie uzwojenie zastosować. Na forum  Budowa małej elektrowni wiatrowej domowym sposobem znajduje dwa najbardziej popularne schematy uzwojeń. Na schematach są zaznaczone magnesy w dwóch wariantach podczas ruchu.

Pierwszy schemat: plik w formacie pdf:  54cewki.pdf  

Dla 54 żłobków mamy 54 cewki co znaczy że w jednym żłobku mamy dwa boki cewek. Minusem takiego rozwiązania jest fakt, że cewki nie będą miały za dużo uzwojeń ze względu na ograniczoną objętość żłobka. Plusem jest to że mam wiele cewek więc możemy zastosować więcej magnesów czyli stworzyć więcej biegunów, czyli nasza prądnica będzie bardziej wolnoobrotowa.

 

 

Drugi schemat: plik w formacie pdf: 27cewek.pdf 

 

Dla 54 żłobków mamy 27 cewek.  ( 54 : 2 =27) W jednym żłobku mamy jeden bok cewki, cewka może być wielozwojowa, nie ma kontaktu z innymi cewkami ( prądnica trójfazowa - kolejne cewki to różne fazy!!!)

Ze względu na fakt, że żłobki w silniku są małe wybrałem drugi wariant. Mam 27 cewek - po 9 na fazę. Na początku przerażenie: mam 9 cewek i powinienem mieć 9 biegunów - przecież to liczba nieparzysta magnesów które powinny być mocowane na zmianę NSNSNSNSN czyli gdzieś spotkają się po sąsiedzku dwa magnesy SS lub NN. Dopiero później doszedłem do wniosku, że jeden biegun to para dwóch magnesów. Czyli dla 9 cewek mam mieć 18 magnesów.

Ponieważ magnes powinien mieścić się "oku" cewki, jego wielkość zależy od sposobu nawinięcia cewek i stojana. W przypadku drugiego schematu cewka obejmuje 3 nabiegunniki stojana. Po zmierzeniu ile to jest w rzeczywistości na stojanie wyszło że magnesy powinny mieć 15 mm szerokości. Grubość magnesu to jeden z parametrów mających ogromny wpływ osiągniętą moc prądnicy (drugi to szybkość zmiany pola magnetycznego czyli liczba biegunów) . Nie należy jednak przesadzać z grubością magnesu.

Na stronach sklepu internetowego znalazłem magnesy o wymiarach 40 x 15 x 6 i takie po sprawdzeniu zakupiłem. Tu uwaga: należ sprawdzić czy wymagana liczba magnesów zmieści się na wirniku. Poniżej podaję informację jak to zrobić.

 

 

Mierzymy średnicę wirnika i na kartce rysujemy koło o tej średnicy. Następnie wycinamy prostokąty o wymiarach magnesów, które planujemy zastosować. Jeżeli magnesy zmieszczą się to wszystko jest OK. Poza tym dostajemy informację do jakiej średnicy należy stoczyć wirnik.

 

Po stoczeniu wirnika magnesy należy przykleić silnym klejem do metali. Ja zastosowałem klej Loctite 480 widoczny na zdjęciu.

Na zdjęciach widać, że magnesy są przyklejone lekko na skos. Ma to na celu zmniejszenie oporu podczas startu prądnicy. Skos powinien być taki, że góra i dół tego samego bieguna jest przesunięta o 2 nabiegunniki i jeden żłobek stojana

Wirnik po przyklejeniu magnesów warto zalać żywicą dwuskładnikową w celu zablokowania magnesów, zabezpieczenia szczelin pomiędzy magnesami. Tak to wygląda:

Zwracam uwagę na otwory znajdujące się po prawej stronie wirnika. Są to otwory, których zadaniem było przerwanie klatki aluminiowej znajdującej się na wirniku. Klatka ta na pewno pochłaniałaby część wytworzonej energii. UWAGA: Nie należy staczać aluminiowego pierścienia zamykającego klatkę. Wirnik od innej prądnicy rozleciał się po takiej operacji i blachy musiały być ściągane dodatkowymi śrubami.

Przejdźmy do stojana. Gdy miałem już gotowy wirnik razem ze specem od uzwojeń nawineliśmy jedną cewkę testową 80 zwoi drutu 0,55 mm2. Napędziliśmy prądnicę dosyć mocną dwubiegową wiertarką (400 lub 800 obr/min), zmierzyliśmy napięcie przy 400 obr/min. wynosiło ono 42V. Przy 9 cewkach na fazę daje to napięcie 378V. Trochę dużo, drut też trochę za cienki. Podejmuję decyzję żeby cewki nawinąć drutem 0.65 mm2. Zmieściło się w żłobku 57 zwoi.

 

Po złożeniu całości jałowe napięcie fazowe przy połączeniu w trójkąt to 247V, przy połączeniu w gwiazdę 390V. Przy obciążeniu 1 fazy żarówką 150 W napięcie spadło o 3V. Następna próba to stary piecyk 1,5kW. Obciążona tylko 1 faza, napięcie spadło do 180V ale wiertarka nie była w stanie utrzymać obrotów, obroty podczas tej próby wyraźnie spadły.