Uma turbina eólica é um dispositivo mecânico simples semelhante a um moinho de vento. As lâminas irão capturar o fluxo de ar usando o movimento para aplicar energia mecânica à alavanca de controle. Esta alavanca irá então ligar os componentes do gerador, resultando em energia limpa e renovável para sua casa e menores contas de eletricidade. Além disso, as turbinas são fáceis de fazer com uma variedade de materiais simples que podem ser adquiridos em sua loja de ferragens local.
Etapa
Parte 1 de 5: Planejando uma turbina eólica
Etapa 1. Determine a velocidade média do vento no local que deseja construir
Para produzir eletricidade econômica, turbinas eólicas eficientes requerem velocidades do vento de pelo menos 11 a 16 quilômetros por hora. A maioria das turbinas eólicas funcionará perfeitamente a velocidades de vento de 19 a 32 quilômetros por hora. Para saber a velocidade média do vento em sua área, verifique os mapas de vento online.
- Você também pode comprar um equipamento de medição do vento chamado anemômetro. Use esta ferramenta para medir a velocidade do vento no local desejado da turbina. Faça isso todos os dias por alguns momentos.
- Se a velocidade do vento em sua área for bastante consistente, meça ao longo de um mês, embora a mudança das estações possa ter um grande impacto. Em seguida, calcule o valor da velocidade média para ver se a localização da turbina seria apropriada.
Etapa 2. Estude a licença de construção relacionada às turbinas eólicas
Essas licenças variam de acordo com a área, portanto, verifique com o governo local para ter certeza de que você não as está violando. Algumas licenças exigem uma distância mínima entre as turbinas, além da distância que as turbinas estão da linha da propriedade. A turbina também pode ter restrição de altura. Leve todas essas coisas em consideração ao construir.
Discuta seus planos com os vizinhos antes de perder muito tempo finalizando-os e construindo-os. Dessa forma, você poderá ouvir suas preocupações com as turbinas e resolver quaisquer mal-entendidos que possam advir de ruídos, interferências em canais de rádio e recepção de canais de TV
Etapa 3. Faça uma avaliação de espaço para sua turbina eólica
Embora isso não exija muito espaço, para evitar conflitos potenciais com os vizinhos, certifique-se de reservar pelo menos 0,2 hectares de espaço para turbinas que produzem até 3 quilowatts de energia e 0,4 hectares para turbinas que produzem até 10 quilowatts de potência. Você também precisará ter degraus verticais suficientes para construir as turbinas altas o suficiente para evitar que os edifícios e as árvores ao redor bloqueiem o vento.
Etapa 4. Escolha entre lâminas de turbina eólica DIY ou Do It Yourself
O tipo de lâminas que você usa e suas configurações afetarão o projeto da turbina. Os moinhos de vento em fazendas antigas eram simplesmente pás presas a um eixo giratório, mas as turbinas eólicas representavam grandes motores e tinham grandes pás em forma de gotículas de água. Essas lâminas devem ser devidamente medidas e instaladas para que a turbina funcione de forma eficiente.
- Se você optar por fazer o seu próprio, use madeira ou uma seção transversal de tubo de PVC. As instruções podem ser encontradas online por meio de uma pesquisa geral na Internet. Use a frase-chave “pás de turbina eólica caseiras” ou “pás de turbina eólica DIY” (em inglês).
- Se você deseja construir ou comprar, certifique-se de que existem 3 lâminas para a turbina. Usar um número par, digamos 2 ou 4, torna a turbina mais propensa a vibrar enquanto gira. Adicionar mais lâminas aumentará a potência, mas a turbina também girará mais lentamente.
- Essas lâminas também podem ser feitas de produtos caseiros, como pás modificadas. Se você planeja seguir esse caminho, escolha uma pá resistente. Você pode substituir o cabo de madeira por algo mais forte, como um pedaço de metal.
Etapa 5. Escolha um gerador
A turbina eólica deve ser conectada a um gerador para gerar eletricidade. A maioria dos geradores contém corrente contínua (DC), o que significa que você deve conectá-los a um disparador de energia para que o gerador produza uma corrente alternada (AC) capaz de alimentar eletrodomésticos.
- Você pode usar um motor CA como gerador, embora ele possa não conter energia magnética suficiente para gerar uma forte corrente elétrica.
- Os geradores dependem muito do movimento, neste caso o movimento das suas lâminas e das forças magnéticas para gerar eletricidade. Um gerador pronto é a opção mais fácil para iniciantes, mas você pode encontrar tutoriais sobre como fazer o seu próprio na Internet. Digite a frase-chave “fazendo um gerador de turbina eólica” ou “fazendo um gerador de turbina eólica” (em inglês).
- Se você decidir comprar um gerador CC, procure um com alta tensão e baixa velocidade de rotação (algumas centenas em vez de alguns milhares de rotações por minuto). Você deve produzir pelo menos 12 volts de forma consistente.
- O gerador também deve ser conectado ao tanque da bateria de longa duração e ao controlador de energia entre o inversor. Isso é importante para que o inversor e a bateria sejam protegidos contra curto-circuitos. Além disso, este método também fornecerá energia ao inversor quando o vento não estiver soprando muito.
- Alternadores automotivos não são recomendados para uso como geradores. Este alternador deve girar muito mais rápido do que uma turbina eólica para manter a energia.
Parte 2 de 5: Instalando o eixo do eixo vertical e o raio
Etapa 1. Instale seu eixo
Você pode ter que soldá-lo, mas a maioria dos equipamentos de turbina eólica é vendida com o eixo instalado. Se você deseja construir uma turbina com peças ou componentes adquiridos separadamente que estão ociosos e precisam ser soldados, certifique-se de usar o equipamento de segurança pessoal adequado, como óculos de proteção, luvas de soldagem, jaqueta de soldagem e botas de trabalho.
Ao colocar os componentes do eixo primeiro juntos, você pode construir uma turbina peça por peça. Este método pode ser mais eficiente do que tentar construir uma turbina completa imediatamente se você estiver fazendo este projeto sozinho
Etapa 2. Deslize o cubo para o lugar no eixo
Para evitar a colisão e erosão desses dois componentes, coloque o rolamento entre eles. Prenda-o na extremidade do eixo que se projeta do disco e, em seguida, deslize-o para dentro do disco até que seja pressionado contra a parte mais espessa do eixo. Depois disso, deslize o cubo no rolamento de forma que as partes da pilha fiquem voltadas para cima.
- Deve haver uma folga de cerca de 10,2 cm entre o eixo e o rolamento. Em áreas de alta velocidade do vento, a turbina pode dobrar de modo que as lâminas danifiquem o eixo.
- Se você não tiver o equipamento e estiver construindo um cubo do zero, considere usar um cubo de reboque 4 em 4. Você pode comprá-lo na maioria das lojas que vendem equipamentos para reboques, como a loja de peças de automóveis mais próxima.
Etapa 3. Prenda o flange de dedo inferior ao cubo
O flange deve ter orifícios para a coluna do cubo passar, bem como peças salientes para montagem. Alinhe os flanges com os postes do cubo e prenda-os juntos. Depois que os flanges forem colocados uniformemente, fixe-os com porcas. Instale as porcas manualmente primeiro e, em seguida, use uma chave inglesa.
Etapa 4. Conecte todos os raios
Você terá dois raios por lâmina de turbina, perfazendo um total de seis para uma turbina de três lâminas. Você precisará de parafusos para conectar os raios às abas do flange inferior, bem como um espaçador para separá-los do topo. Então:
- Deslize o parafuso através do orifício em uma das abas do flange, prenda os raios, usando o espaçador, prenda o segundo raio ao parafuso e prenda todos os raios e espaçadores com o flange superior. Os flanges superior e inferior devem ter o mesmo formato, assim como o número de abas de montagem.
- Aperte o parafuso no flange superior com a mão e, em seguida, aperte o outro parafuso. Repita este processo para todos os raios.
- Quando todos os dedos estiverem presos entre os flanges superior e inferior, use uma chave inglesa para apertar os parafusos. Em seguida, certifique-se de que os flanges superior e inferior e os raios sejam resistentes e fáceis de girar com o cubo no rolamento.
- Uma vez que a turbina será exposta à potência consistente do vento e outros fatores ambientais, certifique-se de que os parafusos conectem os raios com firmeza. Para fazer isso, use um composto de ligação, que pode ser adquirido na maioria das lojas de ferragens.
Etapa 5. Prenda os quatro postes ao flange superior
Esses postes devem ser rosqueados e ter 6 cm de comprimento e 0,635 cm de espessura. Você pode precisar usar uma serra de metal para cortar os postes roscados da espessura correta para o comprimento correto. Em seguida, prenda esses postes manualmente ao topo do flange superior, de modo que cada parafuso seja distribuído uniformemente em torno do eixo do eixo da turbina.
- Monte esses postes afastados o suficiente para que fiquem na vertical e robustos. O mastro deve se projetar do flange a uma distância igual.
- Ao usar uma serra de metal, tome cuidado para não danificar a linha do poste. Uma rosca danificada pode impedir que você seja capaz de apertá-la corretamente.
- Certifique-se de que todos os postes estão firmemente no lugar, como os parafusos que você usou para os raios da turbina. Use um composto de ligação para proteger esses postes.
Parte 3 de 5: Instalando o ímã do eixo vertical
Etapa 1. Conecte o rotor magnético inferior aos pólos
Você pode fazer rotores magnéticos superiores e inferiores com placas de 5 x 2,5 x 1,25 polegadas, epoxi e ímãs de neodímio. Ou você pode comprar já pronto como parte do kit do gerador de turbina do fabricante. Monte a placa inferior do rotor magnético nos quatro postes que foram aparafusados ao flange. Certifique-se de que o ímã esteja voltado para cima.
- Seja fazendo o seu próprio ou usando um rotor magnético pronto para uso, tome cuidado. O campo magnético é muito forte e pode causar ferimentos se você for descuidado.
- Os ímãs de neodímio são muito frágeis. Você precisará de 24 deles, 12 para o rotor magnético superior e 12 para o rotor magnético inferior, mas compre alguns sobressalentes para o caso de um quebrar. Esses ímãs podem ser adquiridos online.
Etapa 2. Faça um rotor magnético, se necessário
Se estiver usando um dispositivo de fixação que contém um disco de rotor magnético, você só precisa prender o disco nas hastes conforme descrito. Para um rotor magnético de alojamento, certifique-se de que tudo está distribuído uniformemente em torno da periferia do rotor. Para evitar a colocação incorreta dos ímãs que poderiam destruir o rotor, desenhe um modelo de colocação do ímã em papelão ou papel.
- Este modelo ocupará o centro do rotor que não é magnetizado. As linhas do centro às bordas do modelo indicam a localização dos ímãs no rotor. Você pode usar fita adesiva para prender o modelo. Procure exemplos online.
- Você deve marcar os pólos de todos os ímãs antes de começar a colocá-los. Você pode fazer isso com um marcador. Se os ímãs ficarem grudados e você não conseguir analisar os pólos, experimente testá-los anexando um ímã fraco a um palito de picolé.
- Passe o pólo "U" do testador na frente do ímã de neodímio. Se você sentir um empurrão, significa que os ímãs estão do mesmo lado dos pólos. Se você sentir uma atração, os pólos do ímã que está testando são opostos.
- Use um epóxi do tamanho de uma ervilha ao anexar ímãs. Anexe à parte inferior de cada ímã antes de colocá-lo.
- Tenha cuidado e certifique-se de que seus dedos não fiquem entre o ímã e o rotor. Em seguida, mova o ímã lentamente para o canto do disco do rotor. O ímã vai aderir. Depois disso, deslize o ímã para a posição correta seguindo o seu modelo.
Etapa 3. Instale os espaçadores nos pólos da turbina
Você pode usar um pedaço de tubo de metal de 1,375 cm (3,175 cm) para criar espaço. Corte com a maior precisão possível. Deslize-o sobre o pólo que se projeta do rotor magnético.
- Espaçadores de comprimento irregular podem dobrar o disco magnético superior. Isso pode ser perigoso e afetar negativamente a eficiência da turbina.
- Deve haver mais de 2,5 cm de espaço restante acima dos espaçadores nos postes. Desta forma, as porcas podem ser apertadas no rotor magnético e todas as peças intermediárias.
Etapa 4. Coloque o estator no topo do rotor magnético inferior
O estator é um conjunto de fios de cobre vital para todos os tipos de geradores. Você pode comprá-lo como parte de um kit de turbina eólica ou fazer o seu próprio. Os pólos ao redor do eixo do eixo devem se projetar para cima, passando do centro do estator.
- O estator precisa de três grupos de 24 fios de cobre, cada um enrolado 320 vezes. Fazer isso pode ser difícil e demorado.
- Se você decidir fazer o seu próprio, pesquise online as frases-chave “como fazer um estator de turbina eólica” ou “como fazer um estator de turbina eólica” (em inglês) para ajudá-lo.
Etapa 5. Faça os enroladores do estator para o estator da caixa
Você pode usar restos de madeira e pregos. Una duas peças de contraplacado com quatro pregos de forma a que haja um vão de 2,5 cm entre elas. Os pregos devem ser espaçados em um padrão de grade que corresponda às dimensões do ímã. Isso tornará mais fácil enrolar os fios de cobre usados para fazer o estator.
- Ao fazer seu próprio estator, certifique-se de marcar o início e o fim. Cada camada deve ser envolvida na mesma direção. Considere a aplicação de fita isolante colorida em cada extremidade desses rolos.
- Para evitar que o rolo saia quando terminar, prenda-o com fita isolante e epóxi de duas partes. Deixe o epóxi e o estator secarem no papel de cera de acordo com as instruções no rótulo do epóxi.
Etapa 6. Instale o rotor magnético superior
Tenha muito cuidado; Esta é uma das partes mais perigosas de uma turbina eólica. Empilhe as quatro placas no estator em cada lado do eixo central. O rodapé deve ser mais espesso e o topboard deve ser mais fino. Você pode usar uma placa de 5 x 10 cm para a placa superior.
- Segure o rotor magnético superior de forma que seus dedos fiquem no espaço entre as placas empilhadas. Abaixe lentamente em direção ao rotor inferior. Tente alinhar o rotor superior com os prisioneiros da turbina enquanto faz isso.
- Um campo magnético grudará no disco superior e o puxará em direção à placa em que você o colocou. Em seguida, abaixe o rotor magnético superior sobre os postes, dobrando as placas uma de cada vez. Primeiro, levante uma placa superior e depois a outra.
- Repita este processo na placa inferior para manobrar de forma que o rotor magnético superior esteja na posição correta. Em seguida, use as porcas nos postes para apertar o rotor na posição. Ao terminar, o rotor superior deve repousar contra os espaçadores, com apenas uma pequena parte do mastro projetando-se do topo.
- Você pode ter que sacudir a placa para liberá-la do rotor magnético superior. A força magnética aqui será muito forte.
Parte 4 de 5: Completando a Turbina
Etapa 1. Remova o quadro de seu eixo
Em seguida, você deve conectar este eixo à Torre. Fazer isso quando a estrutura da turbina está no lugar é difícil. Você também tem que dobrá-lo, apontando o cubo para cima para que a turbina termine.
Puxe todas as peças da estrutura (incluindo cubos, raios, rotor magnético, estator e outras peças conectadas) para fora do eixo em um movimento ascendente. Em seguida, coloque a estrutura na área de trabalho com o lado do cubo voltado para cima
Etapa 2. Solde o flange do eixo em sua torre
Se você comprou um kit de turbina, essas peças podem estar prontamente disponíveis, mas caso contrário, você precisará conectar uma placa de metal ao tubo de metal grosso e resistente para a peça da torre. Certifique-se de que este tubo pode suportar a energia eólica gerada pela turbina.
A torre deve ser instalada em um local seguro. Pode ser necessário colocar concreto na fundação da torre para torná-la mais estável
Etapa 3. Instale os limitadores do eixo e do raio
Essa barreira, ou gaiola, deve envolver o eixo como um colar. Em seguida, use os parafusos para fixá-lo à torre. Em seguida, corte o poste roscado com diâmetro de 0,375 cm em quatro seções de 11,25 cm de comprimento. Use o composto de ligação primeiro, depois porcas e arruelas para prendê-lo à gaiola. Com o rosto para cima.
As porcas devem ser colocadas em postes com diâmetro de 0,375 cm, aproximadamente a partir do topo. Esta porca permitirá que você ajuste a posição do estator enquanto o mastro o mantém
Etapa 4. Coloque o rolo no eixo
Antes de fazer isso, você deve aplicar uma pequena quantidade de óleo nos mancais. Depois disso, deslize o rolamento roscado para dentro do eixo de forma que ele encoste na parte inferior.
O processo de lubrificação é mais fácil de fazer com os dedos. Tenha uma toalha de papel ou pano de trabalho à mão para facilitar a limpeza da rede depois que o rolamento for engraxado e colocado
Etapa 5. Instale a estrutura principal da turbina
Levante a estrutura principal de modo que o cubo fique voltado para frente e prenda-o ao eixo com a posição do rolamento roscado por baixo. Os orifícios de montagem no estator devem ser paralelos aos pinos roscados aparafusados na gaiola.
- Assim que a estrutura estiver no lugar correto, fixe outro rolamento roscado na parte superior do cubo. Óleo com óleo de mancal comum.
- Nela, coloque a porca hexagonal. Esta porca deve ser apertada com um dedo.
- Se a porca estiver difícil de girar, remova-a até que o espaço esteja nivelado com o orifício no eixo. Deslize um pino neste orifício e use um alicate para dobrá-lo de forma que a porca possa ser apertada.
Passo 6. Aperte o estator também e finalize a turbina usando a tampa de graxa
Instale uma porca hexagonal para cada coluna para prender o estator à estrutura da turbina. Em seguida, usando duas chaves de boca, ajuste a posição das porcas que flanqueiam o estator para que se encaixem entre os dois ímãs do rotor.
Depois que a posição do estator estiver correta, você só precisa adicionar a tampa do óleo na parte superior do cubo. A turbina foi concluída
Parte 5 de 5: Instalação de componentes elétricos na turbina
Etapa 1. Conecte o controlador de corrente à bateria ou circuito
Conectar o controlador de corrente à bateria antes de conectá-lo à turbina evitará um curto-circuito. Dessa forma, seu equipamento também não será danificado.
Etapa 2. Conecte o fio revestido ao controlador de corrente
O fio irá transferir energia do gerador para o controlador de corrente. A partir daqui, a eletricidade entra na bateria ou circuito.
Este fio deve ser como o fio dentro do cabo de alimentação, com os dois ligados em isolamento semelhante. Você pode usar um cabo de extensão antigo com a parte do plugue removida
Etapa 3. Passe o fio de lona pelos postes da torre e pela parte inferior
Insira-o na torre até atingir a estrutura da turbina acima. Pode ser necessário usar fio grosso ou fita para ajudar a posicionar o fio na torre. Em seguida, conecte este fio ao gerador.
Etapa 4. Conecte a bateria ou circuito
Uma vez que o gerador é conectado ao controlador de energia e passado a base da torre, você está pronto para concluir a turbina. Sempre consulte um eletricista profissional sempre que conectar uma fonte de alimentação externa ao circuito principal da casa. Muitas áreas requerem os serviços de um profissional licenciado para lidar com esse tipo de arranjo de cabos.
Pontas
- Você deve cobrir o controlador de energia para protegê-lo da umidade. Você também pode conectar o medidor de tensão para monitorar a energia que a turbina está produzindo.
- Faça alguma pesquisa sobre a migração de pássaros em sua área. Se alguma espécie passar pela área, evite construir turbinas.
