Αιολική ενέργεια

Κατασκεύη ανεμογεννήτριας κάθετου άξονα

Η καρδιά της κατασκευής είναι το μοτέρ. Ιδανικό είναι το μοτέρ το οποίο θα μπορεί με σχετικά λίγες περιστροφές ανά λεπτό να παράγει πάνω από 12V ώστε να μπορεί να φορτίσει 12βολτες μπαταρίες. Δυστυχώς η συντριπτική πλειοψηφία των μοτέρ όμως έχουν αυτή τη δυνατότητα σε πολύ υψηλές στροφές, συνήθως πάνω από 1.500 ανά λεπτό.
Γι΄ αυτό θα χρησιμοποιήσω ένα μοτέρ το οποίο χρησιμοποιείται σε τροχούς από ηλεκτρικά καροτσάκια, σκούτερ κλπ. Είναι 250W στα 36V, στις περίπου 400 στροφές ανά λεπτό. Έτσι λοιπόν, με μόνο 130 περιστροφές ανά λεπτό θα δίνει τα απαιτούμενα 12V και άνω.
Το μοτέρ αυτό το έφερα από την Κίνα και μου κόστισε συνολικά 150 ευρώ (κυρίως λόγω των υψηλών μεταφορικών αφού είναι βαρύ, αλλά και του τελωνείου)…

μοτερ ανεμογεννητριας

Στις τρύπες που προορίζονταν για τις ακτίνες του τροχού πάνω στον οποίο θα έπρεπε να ενσωματωθεί το μοτέρ, πέρασα μακριές βίδες πάχους 3mm για να στηρίξω το μοτέρ πάνω σε μια σταθερή βάση, όπως φαίνεται στην προηγούμενη αλλά και στην επόμενη φωτογραφία:

μοτερ ανεμογεννητριας από κοντά

Στη συνέχεια, άνοιξα στο κέτρο ενός κομματιού κοντραπλακέ μια τρύπα ενός εκατοστού (όσο είναι και ο άξονας του μοτέρ δηλαδή) και στερέωσα με ένα παξιμάδι τον άξονα του τροχού από την άλλη μεριά. Επειδή χρησιμοποίησα κοντραπλακέ, έβαλα και ένα δίσκο από γωνιακό τροχό για ενίσχυση. Αν ήταν μεταλλική η βάση και όχι από κοντραπλακέ δεν θα χρειαζόταν ενίσχυση (βλ. επόμενη φωτογραφία).

ενίσχυση ανεμογεννητριας

Επειδή η κατασκευή αυτή ήταν δοκιμαστική, χρησιμοποίησα ξύλο κοντραπλακέ για ευκολία.

Το σωστό είναι να χρησιμοποιηθούν άκαμπτες μεταλλικές πλάκες για μεγαλύτερη αντοχή στο χρόνο .

Στις επόμενες δύο φωτογραφίες φαίνεται ο τρόπος με τον οποίο θα περιστρέφεται: Ό άξονας είναι σταθερός στην κάτω βάση, στερεωμένος με παξιμάδι. Το μεταλλικό σώμα του μοτέρ είναι αυτό που περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του.

βαση ανεμογεννητριαςπεριστροφη ανεμογεννητριας

Πάνω στην περιστρεφόμενη βάση θα τοποθετηθούν στη συνέχεια οι κομμένες σωλήνες pvc που θα προκαλούν την περιστροφή από τον αέρα που θα δέχονται πάνω τους.

Μετά την ολοκλήρωση του κάτω μέρους της ανεμογεννητριας που περιλαμβάνει το μοτέρ και τη βάση περιστροφής, προχώρησα στην κατασκευή του πάνω μέρους της ανεμογεννητριας που ουσιαστικά αποτελεί το μέρος που υποδέχεται τον άνεμο και περιστρέφεται εξαιτίας του. Αυτή η περιστροφή της ανεμογεννητριας περιστρέφει και τον άξονα του μοτέρ που είναι στερεωμένος στη βάση της.
Αγόρασα μια σωλήνα PVC με μήκος 140 εκατοστά και διάμετρο 30 εκατοστά και την έκοψα κατά το μήκος της στη μέση, ώστε να προκύψουν δύο τμήματα με μήκος 140 εκατοστών το κάθε ένα.
Αυτά βιδώθηκαν πάνω στην περιστρεφόμενη βάση του μοτέρ με την διάταξη που φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

ανεμογεννητρια από πάνω

Ο τρόπος που βίδωσα τα δύο τμήματα της σωλήνας PVC πάνω στην περιστρεφόμενη βάση που είχα φτιάξει στο πάνω μέρος του μοτέρ, φαίνεται στην παρακάτω φωτογραφία:

κάτω μέρος: πτερύγια και ανεμογεννητρια

Με τον ίδιο τρόπο τοποθέτησα και άλλο ένα παραλληλόγραμμο κομάτι ξύλου στο πάνω μέρος της ανεμογεννητριας για να είναι η όλη κατασκευή πιο συμπαγής:

πάνω μέρος: πτερύγια και ανεμογεννητρια

Αφού έβαψα όλα τα τμήματα της ανεμογεννήτριας με γυαλιστερό μαύρο χρώμα (γυαλιστερό για χαμηλότερη τριβή του ανέμου), το αποτέλεσμα ήταν αυτό που φαίνεται στην επόμενη φωτογραφία:

η κατασκευη: ανεμογεννητρια καθετου αξονα έτοιμη

Ερωτήσεις για τις ανεμογεννήτριες

Ποιο είναι το ιδανικό ύψος για τις ανεμογεννήτριες;
Όσο πιο ψηλά τόσο το καλύτερο. Τουλάχιστον όμως μερικά μέτρα ψηλότερα από το ψηλότερο εμπόδιο που υπάρχει σε ακτίνα περίπου 100 μέτρων. Αυτό είναι το ιδανικό. Στην πράξη αναγκαστικά μπορεί να γίνουν κάποιοι συμβιβασμοί που μειώνουν λιγότερο ή περισσότερο την απόδοση της ανεμογεννήτριας.
Μπορώ να βάλω ανεμογεννήτρια στην ταράτσα του σπιτιού μου;
Αν είναι μια πολύ μικρή ανεμογεννήτρια (κάτω από 400W ονομαστικά) και γίνει σωστή τοποθέτηση και προορίζεται για …παιχνίδι, τότε ναι. Μην περιμένεις με ένα τέτοιο σύστημα να μειώσεις την κατανάλωση ρεύματος κατά ένα άξιο λόγου ποσοστό…
Ποια είναι η σχέση μεταξύ μήκους πτερυγίων (ή διαμέτρου ρότορα) και ισχύος;
Για διπλάσιο μήκος πτερυγίων, έχουμς τετραπλάσια ισχύ της ανεμογεννήτριας.
Ποια είναι η σχέση μεταξύ ταχύτητας ανέμου και ισχύος;
Για διπλάσια ταχύτητα ανέμου, έχουμε οκταπλάσια ισχύ της ανεμογεννήτριας.
Ποιές είναι οι διαφορές ανεμογεννήτριας οριζόντιου άξονα με ανεμογεννήτρια κάθετου άξονα;
Χρειάζεται ένα ολόκληρο άρθρο για να τις αναλύσω. Το ετοιμάζω. Σε πολύ γενικές γραμμές, οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα είναι κατά πολύ αποδοτικότερες από τις ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα. Οι τελευταίες όμως έχουν κάποια πλεονεκτήματα όπως π.χ. η ευκολία κατασκευής τους.
Τι ανεμογεννήτρια χρειάζομαι για να καλύψω τις ανάγκες του σπιτιού μου;
Εξαρτάται από την κατανάλωσή σου, την τοποθεσία σου και πάρα πολλούς άλλους παράγοντες. Μη μου ζητήσεις να σου κάνω μια μικρή μελέτη. Δεν θα το κάνω 🙂 Το κάνουν όμως οι εταιρείες που πουλάνε ανεμογεννήτριες.
Τι είναι το «Betz limit», το ανώτατο όριο ισχύος που μπορούμε να πάρουμε από τον άνεμο;
Ένας καλός άνθρωπος που τον έλεγαν Albert Betz (Γερμανός επιστήμονας), υπολόγισε το 1919 ότι το μέγιστο που μπορούμε να μετατρέψουμε από την κινητική ενέργεια του ανέμου σε μηχανική ενέργεια με την κίνηση ενός ρότορα (όπως στις ανεμογεννήτριες) είναι 59,3% ακόμη και με έναν ρότορα χωρίς καθόλου απώλειες.
Υπάρχει ένας απλός τύπος ώστε να υπολογίζω την ισχύ που μπορεί να δώσει μια ανεμογεννήτρια;
Ισχύς ανέμου σε Watt = 0.5 Χ επιφάνεια που καλύπτουν τα πτερύγια σε τ.μ. Χ 1,23 Χ τρεις φορές την ταχύτητα του ανέμου σε m/sec.
Το 1,23 ισχύει για ανεμογεννήτριες τοποθετημένες στο ίδιο επίπεδο με τη θάλασσα – όσο ανεβαίνουμε αλλάζει αλλά όχι τόσο πολύ ώστε να επηρεάζει ιδιαίτερα το αποτέλεσμα.
Αυτή είναι η ισχύς του ανέμου. Εδώ μπαίνει το όριο του 59,3% που είπαμε αμέσως παραπάνω αλλά και οι απώλειες της ανεμογεννήτριας (τριβής, καλωδίων κ.α.).
Έτσι συνήθως η τελική ισχύς που παίρνουμε από τις ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα είναι το 30-40% της ισχύος του ανέμου που υπολογίσαμε με τον παραπάνω τύπο. Στις ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα το αντίστοιχο ποσοστό είναι 15-30%.

Πηγή http://www.anemogennitria.gr/index.html

Το σλάιντ απαιτεί την χρήση JavaScript.

Advertisements

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s