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• O que você precisa

Uma turbina eólica é um dispositivo mecânico simples semelhante a um moinho de vento. A corrente de ar que move as pás da turbina gira e a energia mecânica desse movimento é transmitida ao longo do eixo da turbina. O eixo da turbina gira os outros componentes do gerador, cria energia limpa (energia renovável) para sua casa e reduz suas contas de eletricidade. Alternativamente, a turbina pode ser feita de materiais simples que podem ser encontrados em lojas de ferragens.

Passos

Parte 1 de 5: Plano de instalação da turbina eólica

1. 

   Determine a velocidade média do vento onde você planeja colocar a turbina. Para geração de energia eficiente, a turbina precisa de uma velocidade mínima do vento de 11-16 km / h. A maioria das turbinas tem melhor desempenho com velocidades do vento entre 19-32 km / h. Para encontrar a velocidade média anual do vento onde você mora, você pode verificar um mapa do vento online que mostra a velocidade média do vento.
   • Você também pode comprar um medidor de velocidade do vento chamado medidor de vento, que mede a velocidade do vento no local da turbina. Faça isso todos os dias por um tempo.
   • Se a velocidade do vento naquele local for relativamente estável, as medições de um mês são mais do que suficientes, embora a velocidade do vento varie bastante com as estações. Você então calcula a média dos números para ver se é razoável localizar a turbina ali.

2. 

   
   
   Considere a construção de leis relacionadas a turbinas eólicas. Cada região tem diferentes leis de construção, portanto, verifique com os reguladores se sua turbina não está infringindo a lei. Algumas leis regulamentam uma distância mínima entre as turbinas, bem como uma distância mínima da turbina até os limites da propriedade. As leis locais também podem impor limites de altura a serem considerados ao projetar uma turbina.
   • Você deve discutir a construção de uma turbina com seu vizinho antes de investir muito tempo em projeto e construção. Dessa forma, você pode abordar suas preocupações sobre turbinas eólicas e eliminar percepções errôneas sobre ruído e o potencial de interromper as ondas de rádio (rádio e televisão).

3. 

   
   
   Avaliação do espaço da turbina. Embora a turbina em si não precise de muito espaço, para evitar potenciais conflitos com os vizinhos, é recomendável reservar um mínimo de 0,2 hectares para uma turbina com capacidade de geração de 3 quiliwat e 0,4 hectares para uma turbina com potência. até 10 quilowatts. A altura do espaço também deve ser suficiente para permitir a construção de turbinas com uma altura de modo que as casas e as árvores não bloqueiem o vento.

4. 

   
   
   Use lâminas de turbina pré-fabricadas ou caseiras. O tipo de lâmina de turbina que se pretende usar e a construção da lâmina podem ter um impacto no projeto geral da turbina. Os antigos moinhos de vento da fazenda eram essencialmente pequenas velas presas ao fuso, mas as turbinas eólicas eram como hélices gigantes e tinham grandes asas em forma de gota. As lâminas devem ter o tamanho e espaçamento corretos para funcionarem corretamente.
   • Se você mesmo quiser fazer as asas, poderá fazê-las de madeira ou seções transversais de tubos de PVC. Você pode encontrar instruções online usando a palavra-chave "pás de turbinas eólicas caseiras".
   • Independentemente de você comprar ou construir suas próprias asas, normalmente você tem 3 pás para uma turbina eólica. Usar um número par de lâminas como 2 ou 4 tornará a turbina mais sujeita a vibrações durante a rotação. Aumentar o número de pás aumenta o torque, mas pode fazer com que a turbina gire mais lentamente.
   • As lâminas da turbina também podem ser feitas de produtos domésticos, como pás. Se seguir este método, escolha uma pá dura, então você deve substituir o cabo de madeira por um material mais durável, como laminação de metal.

5. 

   Escolha o gerador. Você precisa conectar uma turbina eólica a um gerador para gerar eletricidade. A maioria dos geradores são de corrente contínua (DC), o que significa que, para fornecer eletricidade para sua casa, você deve conectar esse gerador a um conversor para gerar corrente alternada (AC) para dispositivos internos. casa.
   • Você pode usar um motor DC como gerador, embora o fluxo possa não ser forte o suficiente para produzir um forte campo elétrico.
   • O gerador depende da rotação (neste caso, do movimento das pás da turbina) e da força magnética para gerar eletricidade. Um gerador pré-fabricado é a opção mais fácil para iniciantes, mas você pode fazer o seu próprio pesquisando na Internet a documentação "faça geradores de turbina eólica".
   • Se você decidir comprar um gerador DC, escolha um com alta tensão nominal e amperagem, velocidade de rotação lenta (algumas centenas em vez de alguns milhares de rpm). Você precisa gerar uma corrente mínima de 12 volts em tempo contínuo.
   • O gerador deve ser conectado à bateria de manutenção e o controlador de carregamento posicionado entre o gerador e o conversor para proteger os inversores e os acumuladores cada vez que ocorre um pico de tensão. Isso também ajuda a fornecer energia ao conversor durante tempos de vento fraco.
   • Você não deve usar um gerador de carro como gerador de turbina eólica. Eles exigem velocidades de rotação muito mais rápidas do que as turbinas eólicas.
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Parte 2 de 5: Montagem de virabrequim e manivela de uma turbina eólica de eixo vertical

1. 

   Montagem da bobina. Você precisa soldar o eixo à base do eixo, mas muitos conjuntos de turbinas eólicas pré-fabricados já soldam as duas partes. Se você estiver montando turbinas com peças soltas compradas ou peças em excesso, certifique-se de usar equipamentos de proteção, como óculos especiais, luvas, camisas e botas antes de soldar.
   • Depois de montar o carretel, você pode montar o resto nesse fuso. Geralmente, essa é a maneira mais eficiente de montar uma turbina se você mesmo estiver trabalhando neste projeto.

2. 

   Deslize a roda dentada para o eixo. Para evitar atrito e danos ao fuso / roda dentada, é recomendável instalar um rolamento entre essas duas peças. Instale o rolamento na extremidade cônica do eixo fora da base do eixo e deslize o anel do rolamento em direção à base do eixo até que esteja fixado na posição mais espessa do fuso. Em seguida, você desliza a roda dentada para a posição no rolamento de forma que os botões da roda dentada fiquem para cima.
   • A distância do rolamento à base do fuso é de cerca de 10,2 cm. Quando o vento sopra com força, a turbina pode entortar, fazendo com que a lâmina corte e danifique o eixo.
   • Se você não comprar um conjunto completo e fizer o seu próprio, considere usar uma roda dentada de reboque 4 em 4 (4 parafusos-4 polegadas). A roda dentada 4 em 4 está disponível em lojas de peças de reposição para reboques, como lojas de peças de automóveis.

3. 

   Prenda o botão inferior à roda dentada. A plataforma giratória deve ter orifícios para deslizar nos botões salientes da roda dentada e orelhas salientes para conectar a manivela a ela. Encaixe o girador nos botões da roda dentada e fixe-o no lugar. Depois de alinhar a base giratória na roda dentada, você irá fixá-la com a porca da roda, primeiro com a mão, depois use a chave do carretel para apertá-la.

4. 

   Conecte a manivela. Você tem duas manivelas para cada lâmina da turbina, o que significa um total de seis manivelas para uma turbina com três lâminas. Você precisa de parafusos para conectar a manivela às orelhas da manivela inferior e uma almofada para separar o volante inferior da alça superior. Mais tarde:
   • Deslize um parafuso em um orifício na orelha da plataforma giratória, prenda a manivela a esse parafuso, empurre o espaçador para o parafuso, engate o segundo parafuso de manivela no parafuso e use o girador superior para prender as duas manivelas juntas almofada. O disco inferior e o disco superior devem ter o mesmo formato, com o mesmo número de orelhas conectando a manivela.
   • Aparafuse a roda dentada superior com a mão para manter a base giratória no lugar e, em seguida, aperte os parafusos restantes do primeiro conjunto de manivelas. Repita esse processo para todas as manivelas.
   • Depois que todos os volantes estiverem presos entre o spinner inferior e superior, use a chave de carretel para apertar os parafusos. Depois de apertar os parafusos, o seletor inferior, o seletor superior e as rodas de manivela estão prontos para rotação fácil com a roda dentada no rolamento.
   • Uma vez que a estrutura da turbina será continuamente afetada pelo vento e outros fatores ambientais, a ligação entre o parafuso e o volante deve ser firme. Para garantir uma ligação segura, é recomendável usar uma solução de travamento de rosca vendida em lojas de ferragens.

5. 

   Prenda quatro pinos na plataforma giratória superior. Esses pinos devem ser rosqueados e cada pino tem 6 cm de comprimento e 0,635 cm de espessura. Você pode precisar usar uma serra para cortar esses pinos no comprimento necessário. Em seguida, use sua mão para girar a trava na superfície superior do eixo superior para que os pinos sejam distribuídos uniformemente ao redor do eixo.
   • Apenas aparafuse o pino na base giratória profundamente o suficiente para que cada pino fique vertical e seguro. Todos os pinos devem se projetar da base giratória em um comprimento igual.
   • Se você usar uma serra para cortar as buchas, tome cuidado para não danificar a linha. Roscas danificadas o impedirão de montar outras peças.
   • Você precisa prender os pinos com segurança, bem como os parafusos que conectam as manivelas. Finalmente, você deve adicionar a solução de travamento de rosca aos pinos.
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Parte 3 de 5: Montagem do ímã de uma turbina eólica de eixo vertical

1. 

   Instale o rotor do ímã inferior nos pinos. Você pode fazer seu próprio rotor inferior e rotor superior com o disco do rotor, revestimento de epóxi e ímãs de neodímio com as dimensões 5cm x 2,5cm x 1,25cm, ou pode adquirir um produto pré-fabricado. no conjunto de turbina eólica ou compre do fabricante de peças de turbina eólica. Direcionando os ímãs para cima, combine o disco inferior do rotor do ímã com os quatro parafusos que você prendeu firmemente à base giratória.
   • Quer você faça o seu próprio ou use um rotor magnético pré-fabricado, sempre tenha cuidado ao manusear barras magnéticas individuais ou placas do rotor magnético. Sua força magnética é tão forte que pode causar ferimentos graves se você manuseá-la de forma imprudente.
   • O ímã de neodímio é bastante frágil. Você precisará de 24 bares, 12 bares para o rotor superior e 12 para o rotor inferior, mas você deve comprar extras para o caso de o ímã quebrar durante a montagem da placa. Esses ímãs estão disponíveis para venda online.

2. 

   Faça o rotor magnético, se necessário. Se você comprar o conjunto completo que vem com um rotor magnético, simplesmente conecte-o aos pinos conforme descrito acima. Para um rotor feito em casa, você deve distribuir uniformemente as barras magnéticas ao redor da borda do rotor. Para evitar o posicionamento incorreto do ímã e danificar o rotor, desenhe a posição do ímã em um cartão ou papel comum.
   • Este pedaço de papel será colocado no centro do rotor, onde o ímã não está colocado. As linhas do centro até a borda do papel indicam onde você deve colocar o ímã no rotor. Você pode usar fita adesiva para fixar o pedaço de papel e consultar essas amostras de papel online.
   • Você deve usar um marcador para marcar a polaridade do ímã antes de iniciar a instalação. Se os ímãs se atraem e você não consegue distinguir a polaridade, faça um teste aplicando um pequeno ímã no palito de picolé.
   • Deslize o lado "N" da ferramenta de teste no ímã de neodímio. Se você sentir uma força, esse lado do ímã é extremo. Se você sentir a gravidade, esse lado é o pólo oposto.
   • Use uma quantidade do tamanho de uma ervilha de tinta epóxi para instalar o ímã. Você aplica tinta na superfície do ímã antes de colocá-lo na placa.
   • Com cuidado, mantenha seus dedos longe da lacuna entre o ímã e o rotor, mova lentamente o ímã para o canto da placa do rotor. O ímã deve aderir à superfície do disco, então você pode deslizá-lo no lugar seguindo a linha do papel de amostra.

3. 

   Insira os espaçadores na trava. Você pode usar um tubo de metal de 0,375 cm de espessura e cortá-lo em segmentos de 3.175 cm de comprimento para criar uma almofada. Você corta o comprimento da almofada com a maior precisão possível. Deslize os espaçadores na trava saliente na superfície do rotor do ímã.
   • Tamanhos de espaçadores desiguais podem fazer com que o rotor magnético superior incline. Isso é perigoso e também pode afetar adversamente a eficiência da turbina.
   • O excesso do alfinete acima da almofada deve ser apenas um pouco mais de 2,5 cm. Há espaço extra para a correia do parafuso de aperto do rotor do ímã superior, junto com todos os componentes entre os dois rotores.

4. 

   Coloque o estator no topo do rotor magnético inferior. O estator consiste em muitas bobinas de metal que desempenham um papel muito importante nos geradores. Ele vem com o kit de turbina eólica, ou você compra do fabricante de peças de turbina eólica, ou você mesmo pode construí-lo. Os pinos ao redor do fuso central serão inseridos no centro do estator, e você deve centralizar o estator em direção ao fuso.
   • O estator consiste em três feixes, cada um consistindo de três bobinas de cobre de calibre 24, cada uma com 320 voltas de fio de cobre. Construir o estator é demorado e não é fácil.
   • Se você decidir fazer seu próprio estator, poderá encontrar um guia prático online com a palavra-chave "como construir um estator de turbina eólica".

5. 

   Construa a montanha-russa do estator em casa. Você pode construir enroladores de estator com resíduos de madeira e pregos. Conecte duas peças de madeira compensada com quatro pregos de modo que o espaço entre as duas peças seja de cerca de 2,5 cm. Quatro pregos devem ser colocados em um retângulo que corresponda ao tamanho do ímã. Você pode então enrolar facilmente o fio de cobre para criar um estator.
   • Durante a confecção do estator, você deve seguir o início e o fim do enrolamento. Cada rolo deve ser enrolado na mesma direção. É recomendável que você aplique um pedaço de fita isolante colorida no início da embalagem de cada bobina.
   • Para evitar que a bobina saia após a embalagem, é uma boa ideia unir toda a bobina com fita isolante e pintar mais duas camadas de epóxi por fora. Após o revestimento de epóxi, deixe o estator secar no papel de cera pelo tempo especificado na etiqueta da lata de tinta.

6. 

   Instale o rotor magnético superior.Seja especialmente cautelosoEsta é uma das partes mais perigosas da estrutura de uma turbina eólica. Empilhe quatro pedaços de madeira no topo do estator em ambos os lados da bobina, com madeira grossa colocada por baixo e madeira fina por cima. A parte superior de madeira deve ter 2 x 4 de tamanho.
   • Segure o rotor magnético superior de forma que os dedos fiquem no espaço entre as peças de madeira empilhadas e coloque lentamente o rotor superior no topo do rotor inferior. Tente alinhar o rotor superior com os pinos durante a instalação.
   • O campo magnético manterá o rotor ligado e o sugará para as pranchas de madeira colocadas anteriormente. Em seguida, abaixe o rotor superior nas cavilhas deslizando cada pedaço de madeira para fora. Primeiro, deslize cada pedaço de madeira por vez.
   • Repita esse processo com as peças de madeira inferiores para colocar o rotor superior no lugar. Em seguida, você aparafusa o parafuso hexagonal nos pinos para apertar o rotor. Depois de concluído, o rotor superior deve repousar sobre os espaçadores e a barra do pino tem apenas uma pequena quantidade restante.
   • Você pode ter que girar os pedaços de madeira para removê-los do rotor porque a força magnética é muito forte.
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Parte 4 de 5: Conclusão da estrutura principal da turbina

1. 

   Remova a estrutura da turbina da bobina. Em seguida, você conectará o eixo à torre. Se você mantiver a estrutura da turbina com o fuso para montagem na torre, o trabalho ficará muito difícil. Então você tem que inverter a estrutura para caber na torre.
   • Levante a estrutura (incluindo a roda dentada, volante, rotor magnético, estator e todas as peças relevantes) da bobina em um movimento vertical. Em seguida, coloque a amarração da turbina em outro lugar com a roda dentada voltada para cima.

2. 

   Solde o eixo à torre. Soldar a base do fuso à torre se você tiver um conjunto completo (geralmente disponível no mercado). No entanto, a torre pode ser feita de uma placa de metal fixada no topo de tubos de metal grossos. Certifique-se de usar tubos de metal grossos o suficiente para suportar o impacto do vento em uma turbina.
   • A torre deve ser instalada em uma base sólida. Você deve despejar concreto no local da torre para maior estabilidade.

3. 

   Fixe o suporte para o fuso e o estator. Este suporte deve caber no fuso como o colar. Em seguida, você conecta o parafuso de fixação do suporte à torre. Em seguida, você corta a barra roscada de 0,375 cm de espessura em quatro seções com um comprimento de 11 cm. Primeiro use a solução de travamento de rosca e, em seguida, use uma porca e uma aba para conectar os segmentos rosqueados à parte externa do suporte, voltados para cima.
   • Você deve aparafusar a porca na barra de rosca até cerca de um ponto do topo da rosca. As porcas permitirão que você ajuste a posição do estator enquanto a haste roscada o mantém no lugar.

4. 

   Instale o anel da embreagem no eixo. Antes da montagem, você coloca muita graxa normal do rolamento no anel da embreagem. Depois que a lubrificação estiver concluída, deslize o anel do rolamento na bobina até a base do eixo.
   • Você pode aplicar graxa no anel do rolamento com o dedo. Tenha um lenço de papel ou pano pronto para limpar as mãos após engraxar o rolamento e instalá-lo na bobina.

5. 

   Monte a estrutura principal da turbina. Eleve a estrutura principal com o lado da roda dentada voltado para cima e coloque-a no fuso com o anel do rolamento da embreagem por baixo. Os furos para montagem no estator devem corresponder às hastes roscadas que você apertou no suporte anteriormente.
   • Depois de colocar a estrutura no lugar, você precisará adicionar um anel de rolamento cônico à tampa da roda dentada. Lembre-se de engraxar os rolamentos convencionais no anel do rolamento antes da montagem.
   • Você deve apertar a porca da flor na parte superior do rolamento, e isso pode ser feito facilmente à mão.
   • Se você não conseguir aparafusar a porca facilmente, gire-a para fora até que a folga na porca corresponda ao orifício da bobina. Deslize uma chave inglesa neste orifício e use o flexor da perna da chave para travar a porca flor no lugar.

6. 

   Aperte o estator e instale a tampa de graxa para concluir a construção da turbina. Use uma porca hexagonal para cada haste roscada para fixar o estator na estrutura. Em seguida, use as duas fivelas para ajustar a porca da braçadeira do estator até que o estator esteja centralizado entre os dois rotores magnéticos.
   • Depois que o microestator estiver pronto, a única coisa que resta a fazer é adicionar a tampa de graxa na parte superior da roda dentada, e a estrutura da turbina está completa.
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Parte 5 de 5: Instalação de componentes elétricos de uma turbina

1. 

   Conecte o controlador do carregador à bateria ou circuito. Conectar o controlador de carregamento à bateria antes de conectá-lo a uma turbina eólica evita a geração de sobretensão. Portanto, isso evitará danos ao dispositivo.

2. 

   Conecte o cabo de alimentação blindado ao controlador de carregamento. Este fio transfere eletricidade do gerador para o controlador de carregamento. De lá, a eletricidade é transferida para a bateria ou circuito.
   • Você deve usar um modelo de cabo de alimentação com dois segmentos isolados idênticos ou usar um cabo de uma tomada portátil e cortar o plugue, se desejar.

3. 

   Passe o fio da base e passe pelo poço da torre. Passe os fios da parte inferior da torre até a estrutura da turbina. Você pode precisar de um fio-guia ou fita métrica para ajudar a passar o fio pela torre. Em seguida, conecte o cabo de alimentação ao gerador.

4. 

   Conecte a bateria ou circuito elétrico. Depois de conectar o gerador ao controlador de carregamento e conectar os pinos da torre, você está pronto para conectar o circuito interno à linha de alimentação da turbina. Sempre que conectar uma fonte de alimentação externa a um circuito em sua casa, você deve procurar a ajuda de um eletricista. Em muitas áreas, isso requer um eletricista profissional para lidar com isso. propaganda

Adendo

• O carregador deve ser enrolado firmemente para evitar umidade no ar e deve ser conectado a um manômetro para monitorar a corrente de saída.
• Estude mais sobre a migração de pássaros em sua área. Se os pássaros migrarem para essa área, você não deve construir uma turbina.

Atenção

• Se você planeja vender eletricidade para a companhia de energia, lembre-se de que eles vendem eletricidade a você pelo preço de varejo, mas compram de volta a eletricidade pelo preço de atacado. Você terá que instalar um retificador síncrono que corresponda à frequência CA da linha de alimentação corporativa, bem como um conversor especial. Talvez você não consiga produzir eletricidade suficiente para recuperar sua instalação, muito menos os lucros.

O que você precisa

• Peças de madeira 2 x 4
• Parafusos, porcas e parafusos
• Noz de flor
• Controlador de carga
• Fechadura
• Gerador DC ou motor AC (opcional)
• Manutenção da bateria (recomendado)
• Graxa de rolamento convencional
• Tampa de graxa (para rodas dentadas)
• Serrote
• Engrenagem
• Fios blindados
• Flange de piso de ferro (diâmetro de 2,5 cm)
• Tubo de ferro (diâmetro de 2,5 cm)
• Placa magnética / rotor
• Tubo de metal (/₈"/ largura 0,95 cm)
• Noz
• Chave de tubo
• Manivela
• Stato
• Suporte de estator
• Rolamento cônico (2 peças)
• Solução de bloqueio de rosca
• Barra roscada (/₈"/ espessura 0,375 cm)
• Barra roscada (0,635 cm de espessura)
• Barômetro (opcional)
• Templo longo
• Soldador
• Chave (tipo ajustável)