Lenz2 windturbine - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Deze instructable laat je zien hoe je een Lenz2-windturbine kunt bouwen van materialen die je in huis hebt. Het ontwerp is ontwikkeld en getest door Ed Lenz van Windstuffnow.com:https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htmDe Lenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) is 1,20 meter hoog en 3 meter in diameter. Het is eigenlijk een turbine in Savonius-stijl, maar met de verfijning dat de drie vleugels zijn gevormd om ook lift te bieden vanwege hun druppelconfiguratie. In de bovenstaande link beschrijft Lenz hoe hij een ananometer in de stationaire turbine plaatste en liet zien dat de windsnelheid toenam langs het vaste deel van de vleugels. Deze turbine is efficiënter dan een pure Savonius omdat hij zowel weerstand als lift bood. In mijn ontwerp heb ik de diameter verkleind tot ongeveer 18 inch en de hoogte tot 21 inch. (Achteraf had ik de hoogte 18 inch moeten maken, zodat er meer van de middenas vrij zou zijn aan beide uiteinden voor flexibiliteit bij de montage.) Ik was in staat om materialen te gebruiken die ik bij de hand had om de turbine te bouwen. Toen ik het testte bij een wind van 15 mph, werkte het zo goed dat ik bang was om het te stoppen uit angst om gewond te raken. Het enige nadeel van wat ik produceerde, is dat het heel weinig elektriciteit leek te produceren. Dit komt niet door het ontwerp van de turbine, maar door de aard van de gelijkstroommotor waaraan ik hem had bevestigd. De nadruk in deze tutorial zal liggen op het bouwen van de turbine zelf. Alle eer voor het ontwerp en een deel van de instructies gaat naar Ed Lenz. [Opmerking: sinds deze instructable werd gepubliceerd, heb ik meer geleerd over hoe de vleugels moeten worden gevormd. De constructiedetails voor de lenz2 in deze instructable zijn nog steeds geldig, maar de afmetingen van de vleugel in stap 2 moeten worden vervangen door die in de nieuw ingevoegde stap 3.]

Stap 1: Benodigde materialen

De materialen die je nodig hebt staan hieronder vermeld. Vervang alternatieven vrij als je denkt dat ze zullen werken. MaterialenMultiplex (kwart of halve inch)Staalband met gaten erin (andere alternatieven zijn mogelijk)Moeren en bouten24 inch allthread staaf (halve inch diameter).5 inch moeren die passen op de althread staaf (ongeveer 6 van hen) Dakgoot, dun plaatstaal of zelfs een soort flexibel plastic 9 stukken hout, 0,5 "x 1" x 18 "Hardware voor het monteren van uw turbine (u zult dit moeten ontwerpen) GereedschapBoor en borenTin knipt decoupeerzaagsleutels

Stap 2: Knip de eindstukken van de vleugel uit

[Opmerking: het ontwerp voor de vleugel in deze stap geeft niet de beste lift. Kijk bij stap 3 voor een beter ontwerp. Het zal laten zien dat de zijkanten van de vleugel niet symmetrisch zijn. Stap 3 geeft ook een procedure voor het dimensioneren van de vleugel op basis van de diameter van de lenz2. (toegevoegd 1 juni 2008).''']De druppelvormige eindstukken zorgen voor de aerodynamische vorm van de vleugels. Je gaat drie vleugels bouwen, dus je hebt 6 eindstukken nodig. De maat die ik gebruikte was half zo groot als de eindstukken beschreven door Ed Lenz. Ze zien er eigenlijk uit als ijshoorntjes. Ik raad u aan een kartonnen sjabloon uit te knippen en deze te gebruiken om er zes afbeeldingen van te tekenen op multiplex van een halve inch. Zo teken je het: 1. Snijd een rechthoek van karton 3,5 "x 7,5". Teken een middellijn langs de lange as3. Maak een markering op deze lijn 1,75 "van een van de uiteinden (laten we dit het bovenste uiteinde noemen)4. Trek een horizontale lijn door die markering naar de zijkanten zodat deze de verticale lijn op 90 graden snijdt.5. Gebruik een kompas, teken een halve cirkel van 1,75 inch aan de bovenkant van dat merkteken. Het moet de twee zijranden en de bovenrand kruisen.6. Van waar de middellijn de onderrand snijdt, trek lijnen naar de punten waar de halve cirkel de zijranden snijdt. 7. Knip de sjabloon uit. Gebruik de kartonnen sjabloon om zes afbeeldingen op het triplex van een halve inch te tekenen. Je kunt ze zo nesten dat je het triplex niet verspilt. Gebruik een decoupeerzaag om de eindstukken uit te snijden.

Stap 3: Revisie: een verandering in de vorm van de vleugel

De originele vorm van de vleugel die in deze instructable wordt gepresenteerd, komt niet helemaal overeen met het plan dat voor de Lenz2 is geplaatst. Na overleg met Ed Lenz werd ik me bewust van de fout die ik heb gemaakt bij het interpreteren van zijn plannen. Het nieuwe ontwerp wordt in deze stap geïllustreerd. Merk op dat de hoek met het label "Angle A" 90 graden is. Zijde A staat haaks op de diameterlijn van het afgeronde uiteinde van de vleugel. In het oorspronkelijke ontwerp dat ik in deze instructable presenteerde, waren de twee lijnen die het puntige uiteinde van de lijn vormden even lang en waren hun hoeken met de diameterlijn identiek. Die kegel was symmetrisch, terwijl in de verandering die hier wordt getoond, de kegel niet symmetrisch is. Door hoek A op 90 graden te zetten, krijgt de vleugel meer lift. Ik heb het ontwerp aangepast zodat ik een minigen-generator kan aandrijven die was verkocht op windstuffnow.com (maar niet langer beschikbaar is). De basisstappen bij het maken van de lenz2 zijn nog steeds geldig. Basisberekening: ik begrijp nu beter hoe ik de grootte en verhoudingen van de vleugel kan bepalen. Je bepaalt eerst wat de diameter van lenz2 wordt. De eenvoudigste manier om dit te doen is om te beslissen wat de afstand zal zijn van de hartlijn van de lenz2 tot de buitenrand van een vleugel. Dit is de straal van de lenz2. Je verdubbelt het om de diameter te krijgen. In mijn nieuwe ontwerp ging ik ervan uit dat de diameter van lenz2 16 inch zal zijn (dat wil zeggen, de afstand van de middenas tot de buitenrand van een vleugel zal 8 inch zijn). bepaal de diameter van de vleugel, vermenigvuldig de diameter van de lenz2 maal.1875. In mijn voorbeeld 16 inch *.1875 = 3,0 inch. Om de lengte van de vleugel te bepalen, vermenigvuldigt u de diameter van de lenz2 maal 0,4. In dit geval 16 inch * 0,4 = 6,4 inch. De lengte van kant A is 6,4 minus 1,5 of 4,9 inch. Ik zal een nieuwe instructable maken die dit ontwerp zal opnemen in een lenz2 die een minigen-generator aandrijft

Stap 4: Knip de ribben uit

U hebt drie ribben nodig om de twee eindstukken van elke vleugel te verbinden. De lengte van deze ribben wordt bepaald door hoe lang je de vleugels wilt hebben. Ik koos voor 21 omdat ik dacht dat ik dat kon monteren op de verticale as allthread bar.

De ribben moeten 0,5 "diep en 1" breed zijn en welke lengte u ook kiest (21" in mijn ontwerp). dat je het uiteinde van het uiteinde van een van de ribben overtekent op een stuk kartonpapier dat je als sjabloon kunt gebruiken om op de eindstukken te tekenen. Je zou de rechthoek kunnen meten, maar door deze over te trekken, weet je zeker dat de inkepingen zal net groot genoeg zijn.

Stap 5: Bereid de eindstukken voor

Gebruik de kartonnen sjabloon van 0,5 "x 1" voor de ribinkepingen om drie inkepingen op elk eindstuk te tekenen. Er zijn twee inkepingen aan de ene kant en de andere aan de andere.

Er zal een inkeping zijn aan elke kant van het eindstuk op het breedste punt. Aangezien dit een bocht is, moet u ervoor zorgen dat de diepte van elke kant van de sjabloon volledig in het eindstuk past. Dit zorgt ervoor dat de ribbe gelijk ligt met de buitenrand van het eindstuk. Teken aan één kant van het eindstuk bij het puntige uiteinde een patroon dat ongeveer 2,5 cm van het punt verwijderd is. De rechthoek zal evenwijdig zijn aan de schuine zijde. De kant met twee inkepingen is de achterkant van de vleugel (de kant die naar het midden van de turbine is gericht). Knip de inkepingen uit met een decoupeerzaag.

Stap 6: Plan de vleugelhoek

Het puntige uiteinde van elke vleugel wordt 9 graden teruggedraaid naar het midden van de turbine op 9 graden, evenwijdig aan het midden van de turbine. Deze meting is empirisch bepaald door Ed Lenz. Ik koos die hoek en de turbine leek prima te werken. Je hebt de mogelijkheid om de hoek aan te passen nadat de vleugels zijn gemonteerd als je denkt dat je het aan jezelf wilt bewijzen.

Boor eerst een gat in het midden van het kegeldeel van het eindstuk. Dit is het punt waar de verticale en horizontale lijnen elkaar ontmoeten. De grootte van het gat is de diameter van de bout die u gaat gebruiken om deze aan de steun te bevestigen die vanaf de middenas loopt. Trek ergens langs een recht stuk van de achterrand van het eindstuk (de kant met de twee ribinkepingen) een lijn over het eindstuk die haaks op de zijkant staat. Van waar die lijn de achterrand van het eindstuk snijdt, trek je een lijn 9 graden naar rechts van die lijn van 90 graden (deze bevindt zich aan de kant die het dichtst bij het gat ligt). Deze lijn zal degene zijn waarmee de balk die de vleugel met de middenas verbindt, op één lijn ligt. Als je geen gradenboog hebt, zie stap 8 voor een link waar je een afbeelding van een gradenboog kunt downloaden. Doe dit met alle zes de eindstukken.

Stap 7: Monteer het vleugelframe

Om elke vleugel te monteren, steekt u een ribbe in overeenkomstige inkepingen op de bovenste en onderste eindstukken. Zorg ervoor dat de ribbe niet voorbij de boven- en onderkant uitsteekt. Ze moeten vlak zijn.

Met een rib op zijn plaats, boor een enkel gat voor door de rib en in het triplex. Schroef de ribbe op zijn plaats met een houtschroef van 1 . U kunt deze ribben eventueel op hun plaats lijmen, maar dit is niet nodig tenzij u een turbine bouwt die u daadwerkelijk buiten wilt gebruiken om elektriciteit te produceren. Bevestig de andere twee ribben om vorm te geven de vleugel.

Stap 8: Bevestig de huid van de vleugels

Het ronde deel van de vleugel en de achterkant (de kant met de twee ribben) is bedekt met een soort huid. Ik koos ervoor om aluminium flitsmateriaal te gebruiken dat ik over had. Misschien heb je een ander soort materiaal dat zou kunnen werken.

Mijn rol met knipperen was 6 inch breed. Ik ontdekte dat als ik twee stukken van 6 "x 21" knip, ik de voorrand en de achterkant van elke vleugel zou kunnen bedekken. Ik was in staat om een stuk flitser van de ene rib naar de andere rond de voorrand te bevestigen. Ik verankerd elk stuk met een paar metalen schroeven. Sommige hiervan gingen in de ribben en andere in de rand van het multiplex eindstuk. Daarna bevestigde ik het tweede stuk flitser aan het achterste deel van de vleugel, ze werden in de achterste ribben geschroefd. Dit stuk flitsen kan een beetje overlappen met het stuk rond de voorrand. Doe dit voor alle drie de vleugels. Nu bent u klaar om de vleugels aan de middenas te bevestigen.

Stap 9: Bereid de stutten en middenschijven voor

De vleugels worden bevestigd aan de middenas (de allthread-balk) met behulp van twee cirkels van multiplex en stutten die deze verbinden met de boven- en onderkant van de vleugels. Snijd twee 8 inch cirkels van een halve inch multiplex. Met behulp van een full-circle gradenboog (ik heb er een gedownload van https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), markeerde ik lijnen op elke cirkel die 120 graden uit elkaar lagen. Dit zijn de lijnen die de stutten volgen naar de vleugels. Boor een gat in het midden van elk van de cirkels. Dit gat heeft dezelfde diameter als de staaf met alle schroefdraad. Voor stutten die de cirkels met de vleugels verbinden, heb je een verscheidenheid aan keuzes. Het gemakkelijkst is misschien om deze eenvoudig van hout te maken. Ik koos ervoor om hout te gebruiken voor de onderste stutten (omdat ik niet zeker wist of de metalen band die ik kocht het gewicht zou dragen). Voor de bovenkant kocht ik een stuk verzinkt metaal van 4 voet met gaten erin in het midden lijn van de strook metaal. Ik sneed de stutten tot 11 inch in lengte. Daarna plaatste ik het uiteinde van elke stut 1 inch van het midden van de cirkel langs een van de 120 graden lijnen. Ik boorde twee gaten in de stut en één door de cirkel van multiplex. Ik heb deze stevig op hun plaats geschroefd. Ongeveer 2,5 cm van het andere uiteinde van de steun heb ik een gat geboord met dezelfde diameter als het gat in het eindstuk.

Stap 10: Monteer de vleugels op de middenas

Rijg een moer van 0,5 inch op de onderkant van de as (de staaf met alle schroefdraad) zodat deze ongeveer 2,5 inch van het uiteinde is. Schuif een van de triplexschijven omhoog vanaf de onderkant van de as tot waar deze de moer raakt. Rijg vervolgens een andere moer in de staaf tot waar deze de schijf raakt. Draai de twee moeren naar elkaar toe zodat de schijf stevig op de as zit.

Bevestig de tweede schijf aan het andere uiteinde van de as. Mogelijk moet u de positie van de schijven aanpassen zodat ze de hoogte van de vleugels aanpassen en ook ruimte laten om de as aan een generator of een andere constructie te bevestigen. Merk op dat er heel weinig as boven de bovenkant van de middelste schijf steekt. Ik had besloten om de vleugels 21 inch te maken op een 24 inch asbalk. Dit was een vergissing. Achteraf gezien stel ik voor dat je de vleugels korter maakt, zodat je veel meer van de as uitsteekt aan de onderkant en de bovenkant voor flexibiliteit bij het monteren van de hele turbine aan een generator of andere constructie. Ik zou waarschijnlijk voor 18 inch gaan. Nu kun je de vleugels monteren. Met de beklede zijde van een vleugel naar de as gericht, schroeft u de stutten aan de eindstukken vast. Deze kunnen vrij strak maar los genoeg zijn om te draaien. Lijn nu de bovenste stut uit met de lijn van 9 graden die u hebt getekend en draai vervolgens de bovenste en onderste moeren vast. Deze hoek de vleugels naar de middenas de juiste hoeveelheid toe. Doe dit met de andere twee vleugels. De turbine is klaar om op een generator of een andere constructie te worden gemonteerd.

Stap 11: Monteer de turbine op de generator

Op de een of andere manier zul je de turbine op een generator moeten monteren of mogelijk een soort ondersteunend raamwerk dat hem vrij laat draaien. In dit project heb ik het op een 24 volt DC-motor gemonteerd die ik had gered van een grasmaaier op batterijen. De motor werd gebruikt om het mes van de grasmaaier te laten draaien. De motor heeft plus- en min-spade-connectoren aan het ene uiteinde en een as die uitsteekt vanaf het andere uiteinde. Helaas was de as een halve inch in diameter met fijne draad. Dit maakt het erg moeilijk om te paren met zoiets als een allthread bar met een halve inch grove draad. De manier waarop ik het probleem heb opgelost, is door een L-vormige beugel op de as van de motor te schroeven. Toen gebruikte ik een stuk metaal dat ik van een oude helmstok had gered. Het is U-vormig en heeft gaten aan de zijkant en een gat met schroefdraad aan de bovenkant. De schroefdraad is een halve inch grove draad, perfect voor het monteren van de allthread bar. Tot slot de U-vormige connector vastgeschroefd aan de L-beugel. Ik zaag een gat in een stuk triplex dat groot genoeg is om de motor in te steken. Nadat ik de motor op het triplex had geplaatst, heb ik hem vastgeschroefd. Om de turbine uit te proberen, heb ik de hele zaak op een zware houten kist geplaatst.

Stap 12: De turbine demonstreren

Op de video's is te zien dat de turbine heel goed draait in de vrij harde wind die er waaide. Ik schat dat het ongeveer 15 km/u was. Het werkte zo goed dat ik de turbine tijdelijk aan de doos moest vastbinden om te voorkomen dat hij omvalt. Je kunt duidelijk zien dat het heel snel draait maar ook rondstuitert. De reden hiervoor is dat de bevestiging van de turbine aan de motor niet perfect is. Het is een beetje scheef en dat kan met deze opstelling nooit worden verbeterd. Wekt het elektriciteit op? Jammer om te zeggen, niet veel. Het probleem is de motor. Ik heb geen idee over het ontwerp van de motor. U zult een draad opmerken die van de turbine naar de foto leidt. Dit is een verlengsnoer waarvan het mannelijke uiteinde is afgesneden en aan de motor is bevestigd. Met deze opstelling kan ik de sondes van een multimeter in het vrouwelijke uiteinde plaatsen. Het blijkt dat ik amper 1 volt opwek terwijl de turbine erg snel draait. Dit is het punt waar een ander project moet beginnen. Er zijn talloze discussies op internet over hoe u uw eigen generator kunt bouwen. Het is ook mogelijk om de juiste soort auto-generator of iets uit een wasmachine te gebruiken. Als je geen generator in gedachten hebt, raad ik je aan je handwerk te testen door de turbine op een soort structuur te monteren waar de wind hem zal vangen. Dit kan een houten frame zijn of iets van PVC-buis. Zo kun je zien of het ontwerp werkt en of je de hoek van de vleugels moet aanpassen. U kunt ook meten welke windsnelheid nodig is om de turbine te laten draaien. Als u geïnteresseerd bent in wat de gemiddelde wind in uw omgeving is, kunt u een applicatie bezoeken die ik op mijn website heb, waarmee u een NOAA-weerstation bij u in de buurt kunt kiezen en zie een grafiek van wind, temperatuur en druk van de afgelopen 24 uur. Mijn applicatie plot deze gegevens en geeft ze in een tabel. Wat je wilt is de gemiddelde windsnelheid over de afgelopen 24 uur. Als u uw favoriete locatie regelmatig bezoekt, kunt u zien hoe het gemiddelde verandert. De link is: