Lenz2 Windkraftanlage - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie eine Lenz2-Windturbine aus Materialien bauen, die Sie rund um das Haus haben. Das Design wurde von Ed Lenz von Windstuffnow.com entwickelt und getestet: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htmDie Lenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) ist 1,2 m hoch und hat einen Durchmesser von 3 m. Es ist im Grunde eine Turbine im Savonius-Stil, aber mit der Raffinesse, dass die drei Flügel aufgrund ihrer Tropfenkonfiguration auch so geformt sind, dass sie Auftrieb bieten. Im obigen Link beschreibt Lenz, wie er ein Ananometer in die stationäre Turbine platzierte und zeigte, dass die aufgenommene Windgeschwindigkeit am massiven Teil der Flügel vorbeifließt. Diese Turbine ist effizienter als eine reine Savonius, da sie sowohl Widerstand als auch Auftrieb bietet. In meinem Design habe ich den Durchmesser auf ungefähr 18 Zoll und die Höhe auf 21 Zoll verkleinert. (Im Nachhinein hätte ich die Höhe 18 Zoll machen sollen, damit an beiden Enden mehr von der Mittelachse frei wäre, um die Montage flexibel zu gestalten.) Ich konnte Materialien verwenden, die ich zur Hand hatte, um die Turbine zu bauen. Als ich es bei einem Wind von 24 km/h getestet habe, funktionierte es so gut, dass ich Angst hatte, es zu stoppen, aus Angst, mich zu verletzen. Der einzige Nachteil von dem, was ich produziert habe, ist, dass es sehr wenig Strom zu produzieren schien. Dies liegt nicht am Design der Turbine, sondern an der Natur des Gleichstrommotors, an dem ich ihn befestigt hatte. Der Schwerpunkt in diesem Tutorial liegt auf der Konstruktion der Turbine selbst. Die volle Anerkennung für das Design und einige der Anweisungen geht an Ed Lenz. [Hinweis: Da dieses instructable veröffentlicht wurde, erfuhr ich mehr darüber, wie die Flügel geformt werden sollten. Die Konstruktionsdetails für die in dieser Anleitung bereitgestellte Lenz2 gelten immer noch, aber die Abmessungen des Flügels in Schritt 2 sollten durch die im neu eingefügten Schritt 3 angegebenen ersetzt werden.]

Schritt 1: Benötigte Materialien

Die benötigten Materialien sind unten aufgeführt. Ersetzen Sie Alternativen frei, wenn Sie der Meinung sind, dass sie funktionieren. MaterialienSperrholz (Viertel- oder Halbzoll)Stahlband mit Löchern darin (andere Alternativen sind möglich)Muttern und Schrauben24-Zoll-Allgewindestange (halber Zoll Durchmesser).5-Zoll-Muttern, die auf die Altgewindestange passen (ungefähr 6 davon) Dacheinfassung, dünnes Blech oder sogar eine Art flexibler Kunststoff9 Holzstücke, 0,5 "x 1" x 18" Hardware zur Montage Ihrer Turbine (Sie müssen dies entwerfen)WerkzeugeBohrer und BohrerZinn snipsPuzzle Schraubenschlüssel

Schritt 2: Schneiden Sie die Flügelendstücke aus

[Hinweis: Das Design für den Flügel in diesem Schritt gibt nicht den besten Auftrieb. Bitte sehen Sie sich Schritt 3 an, um ein besseres Design zu erhalten. Es zeigt, dass die Seiten des Flügels nicht symmetrisch sind. Schritt 3 gibt auch ein Verfahren zur Dimensionierung des Flügels basierend auf dem Durchmesser der Lenz2. (hinzugefügt am 1. Juni 2008).''']Die tropfenförmigen Endstücke sorgen für die aerodynamische Form der Flügel. Sie bauen drei Flügel, so dass Sie 6 Endstücke benötigen. Die von mir verwendete Größe war halb so groß wie die von Ed Lenz beschriebenen Endstücke. Sie sehen im Grunde wie Eistüten aus. Ich empfehle, dass Sie eine Pappschablone ausschneiden und damit sechs Bilder davon auf 1/2-Zoll-Sperrholz zeichnen. So zeichnen Sie es: 1. Schneiden Sie ein Rechteck aus Karton von 3,5" x 7,5"2 aus. Zeichnen Sie eine Mittellinie entlang der Längsachse3. Machen Sie eine Markierung auf dieser Linie 1,75" von einem der Enden (nennen wir es das obere Ende)4. Zeichnen Sie eine horizontale Linie durch diese Markierung zu den Seitenkanten, so dass sie die vertikale Linie bei 90 Grad schneidet Kompass, zeichnen Sie einen 1,75" Halbkreis auf die Oberseite dieser Markierung. Es sollte die beiden Seitenkanten und die Oberkante schneiden.6. Zeichnen Sie von dort aus, wo die Mittellinie die Unterkante schneidet, Linien zu den Punkten, an denen der Halbkreis die Seitenkanten schneidet. 7. Schneiden Sie die Schablone aus. Verwenden Sie die Kartonschablone, um sechs Bilder auf das 1/2-Zoll-Sperrholz zu zeichnen. Sie können sie so verschachteln, dass Sie das Sperrholz nicht verschwenden. Verwenden Sie eine Stichsäge, um die Endstücke auszuschneiden.

Schritt 3: Revision: eine Änderung der Flügelform

Die ursprüngliche Form des Flügels, die in diesem anweisbaren präsentiert wird, entspricht nicht ganz dem Plan für den Lenz2. Nach Rücksprache mit Ed Lenz wurde mir der Fehler bewusst, den ich bei der Interpretation seiner Pläne gemacht habe. Das neue Design wird in diesem Schritt dargestellt. Beachten Sie, dass der mit "Winkel A" bezeichnete Winkel 90 Grad beträgt. Seite A steht im rechten Winkel zur Durchmesserlinie des abgerundeten Endes des Flügels. In dem ursprünglichen Design, das ich in diesem anweisbaren präsentierte, waren die beiden Linien, die das spitze Ende bildeten, gleich lang und ihre Winkel zur Durchmesserlinie waren identisch. Dieser Kegel war symmetrisch, während der Kegel in der hier gezeigten Änderung nicht symmetrisch ist. Wenn der Winkel A auf 90 Grad gesetzt wird, erhält der Flügel mehr Auftrieb. Die grundlegenden Schritte bei der Herstellung der lenz2 sind weiterhin gültig. Grundrechnung: Ich verstehe jetzt besser, wie man die Größe und Proportionen des Flügels bestimmt. Zuerst bestimmen Sie den Durchmesser von lenz2. Dies geht am einfachsten, indem Sie den Abstand von der Mittelachse der lenz2 bis zur Außenkante eines Flügels festlegen. Dies ist der Radius von lenz2. Sie verdoppeln es, um den Durchmesser zu erhalten. In meinem neuen Design bin ich davon ausgegangen, dass der Durchmesser von Lenz2 16 Zoll beträgt (dh der Abstand von der Mittelachse zur Außenkante eines Flügels beträgt 8 Zoll). Bestimme den Durchmesser des Flügels, multipliziere den Durchmesser der Lenz2 mal.1875. In meinem Beispiel 16 Zoll * 0,1875 = 3,0 Zoll. Um die Flügellänge zu bestimmen, multiplizieren Sie den Durchmesser der Lenz2 mit 0,4. In diesem Fall 16 Zoll * 0,4 = 6,4 Zoll. Die Länge der Seite A beträgt 6,4 minus 1,5 oder 4,9 Zoll. Ich werde eine neue Anleitung erstellen, die dieses Design in eine Lenz2 einschließt, die einen Minigen-Generator antreibt

Schritt 4: Schneiden Sie die Rippen aus

Sie benötigen drei Rippen, um die beiden Endstücke jedes Flügels zu verbinden. Die Länge dieser Rippen hängt davon ab, wie groß die Flügel sein sollen. Ich habe mich für 21 entschieden, weil ich dachte, dass ich die Allthread-Leiste auf der vertikalen Achse montieren könnte.

Die Rippen sollten 0,5" tief und 1" breit sein und eine beliebige Länge haben (21" in meinem Design). Sie werden 0,5" x 1" Kerben in den Endstücken ausschneiden, wo Sie die Rippen andocken. Ich schlage vor dass Sie das Ende des Endes einer der Rippen auf ein Stück Kartonpapier zeichnen, das Sie als Schablone zum Aufzeichnen der Endstücke verwenden können. Sie könnten das Rechteck ausmessen, aber wenn Sie es nachzeichnen, können Sie sicher sein, dass die Kerben wird gerade groß genug sein.

Schritt 5: Bereiten Sie die Endstücke vor

Verwenden Sie die 0,5 "x 1" Kartonschablone für die Rippenkerben, um drei Kerben an jedem Endstück zu zeichnen. Zwei Kerben befinden sich auf einer Seite und eine auf der anderen.

Auf jeder Seite des Endstücks befindet sich an der breitesten Stelle eine Kerbe. Da dies auf einer Kurve erfolgt, stellen Sie sicher, dass die Tiefe jeder Seite der Schablone vollständig in das Endstück passt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rippe bündig mit der Außenkante des Endstücks abschließt. Zeichnen Sie auf einer Seite des Endstücks in der Nähe des spitzen Endes ein Muster, das etwa einen Zoll von der Spitze entfernt ist. Das Rechteck ist parallel zur schrägen Seite. Die Seite mit zwei Kerben ist die Rückseite des Flügels (die Seite, die der Mitte der Turbine zugewandt ist.) Schneiden Sie die Kerben mit einer Stichsäge aus.

Schritt 6: Planen Sie den Flügelwinkel

Das spitze Ende jedes Flügels wird um 9 Grad zurück in Richtung der Turbinenmitte gedreht, und zwar um 9 Grad parallel zur Mitte der Turbine. Diese Messung wurde empirisch von Ed Lenz bestimmt. Ich wählte diesen Winkel und die Turbine schien gut zu funktionieren. Sie haben die Möglichkeit, den Winkel nach der Montage der Flügel anzupassen, wenn Sie das Gefühl haben, es selbst zu beweisen.

Bohren Sie zuerst ein Loch in die Mitte des Konusteils des Endstücks. Dies ist der Punkt, an dem sich die vertikalen und horizontalen Linien treffen. Die Größe des Lochs entspricht dem Durchmesser der Schraube, mit der Sie es an der Strebe befestigen, die von der Mittelachse aus führt. Ziehen Sie von irgendwo entlang des geraden Teils der hinteren Kante des Endstücks (der Seite mit den beiden Rippenkerben) eine Linie über das Endstück, die im rechten Winkel zur Seite steht. Von dort, wo diese Linie die hintere Kante des Endstücks schneidet, ziehen Sie eine Linie 9 Grad rechts von dieser 90-Grad-Linie (dies ist auf der Seite, die näher am Loch liegt). Diese Linie wird diejenige sein, mit der der Balken, der den Flügel mit der Mittelachse verbindet, ausgerichtet ist. Wenn Sie keinen Winkelmesser haben, finden Sie in Schritt 8 einen Link, über den Sie ein Winkelmesserbild herunterladen können. Tun Sie dies mit allen sechs Endstücken.

Schritt 7: Montieren Sie den Flügelrahmen

Um jeden Flügel zu montieren, fügen Sie eine Rippe in die entsprechenden Kerben am oberen und unteren Endstück ein. Achten Sie darauf, dass die Rippe nicht über die oberen und unteren Teile hinausragt. Sie sollten bündig sein.

Bohren Sie bei vorhandener Rippe ein einzelnes Loch durch die Rippe und in das Sperrholz vor. Schrauben Sie die Rippe mit einer 1-Zoll-Holzschraube fest. Sie können diese Rippen optional festkleben, dies ist jedoch nicht erforderlich, es sei denn, Sie bauen eine Turbine, die Sie tatsächlich im Freien zur Stromerzeugung verwenden möchten. Befestigen Sie die anderen beiden Rippen, um zu formen der Flügel.

Schritt 8: Befestigen Sie die Haut der Flügel

Der runde Teil des Flügels und die Rückseite (die Seite mit den beiden Rippen) ist mit einer Art Haut bedeckt. Ich entschied mich für Aluminium-Blitzmaterial, das ich übrig hatte. Möglicherweise haben Sie eine andere Art von Material, das funktionieren könnte.

Meine Blitzrolle war 6 Zoll breit. Ich entdeckte, dass, wenn ich zwei Stücke 6 "x 21" schneide, ich die Vorderkante und die Rückseite jedes Flügels bedecken könnte. Ich war in der Lage, ein Stück Blitz von einer Rippe zur anderen um die Vorderkante herum anzubringen. Ich verankerte jedes Stück mit ein paar Metallschrauben. Einige davon gingen in die Rippen und andere in die Kante des Sperrholz-Endstücks. Dann befestigte ich das zweite Stück Blinker am hinteren Teil des Flügels. Sie wurden in die hinteren Rippen geschraubt. Dieses Blitzstück kann sich ein wenig mit dem um die Vorderkante herum überlappen. Tun Sie dies für alle drei Flügel. Jetzt können Sie die Flügel an der Mittelachse befestigen.

Schritt 9: Bereiten Sie die Streben und Mittelscheiben vor

Die Flügel werden an der Mittelachse (der Allthread-Bar) mit zwei Sperrholzkreisen und Streben befestigt, die diese mit den Ober- und Unterseiten der Flügel verbinden. Schneiden Sie zwei 8-Zoll-Kreise aus einem halben Zoll Sperrholz. Mit einem Vollkreis-Winkelmesser (ich habe einen von https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg-p.webp

Schritt 10: Montieren Sie die Flügel an der Mittelachse

Fädeln Sie eine 0,5-Zoll-Mutter auf die Unterseite der Achse (die Allthread-Stange), so dass sie etwa 2,5 Zoll vom Ende entfernt ist. Schieben Sie eine der Sperrholzscheiben von der Unterseite der Achse nach oben, bis sie auf die Mutter trifft. Dann schrauben Sie eine weitere Mutter an der Stange hoch, bis sie auf die Scheibe trifft. Kurbeln Sie die beiden Muttern gegeneinander, damit die Scheibe fest auf der Achse sitzt.

Befestigen Sie die zweite Scheibe am anderen Ende der Achse. Möglicherweise müssen Sie die Position der Scheiben so anpassen, dass sie der Höhe der Flügel entsprechen und auch Platz für die Befestigung der Achse an einem Generator oder einer anderen Struktur lassen. Beachten Sie, dass nur sehr wenig Achse über der Oberseite der mittleren Scheibe haftet. Ich hatte beschlossen, die Flügel 21 Zoll auf einer 24-Zoll-Achsenstange zu machen. Dies war ein Fehler. Im Nachhinein schlage ich vor, dass Sie die Flügel kürzer machen, damit Sie viel mehr Achse unten und oben haben, um die gesamte Turbine flexibel an einem Generator oder einer anderen Struktur zu montieren. Ich würde wahrscheinlich 18 Zoll nehmen. Jetzt können Sie die Flügel montieren. Verschrauben Sie die Streben mit der abgedeckten Seite eines Flügels zur Achse hin an den Endstücken. Diese können ziemlich eng sein, aber locker genug, um sich zu drehen. Richten Sie nun die obere Strebe mit der 9-Grad-Linie aus, die Sie gezeichnet haben, und ziehen Sie dann die oberen und unteren Muttern fest. Dadurch werden die Flügel im richtigen Maß zur Mittelachse gewinkelt. Tun Sie dies mit den anderen beiden Flügeln. Die Turbine kann an einem Generator oder einer anderen Struktur montiert werden.

Schritt 11: Montieren Sie die Turbine am Generator

Irgendwie müssen Sie die Turbine an einem Generator oder möglicherweise an einer Art Stützrahmen montieren, der sie frei drehen lässt. In diesem Projekt montierte ich es an einen 24-Volt-Gleichstrommotor, den ich von einem batteriebetriebenen Rasenmäher gerettet hatte. Der Motor wurde verwendet, um die Klinge des Rasenmähers zu drehen. Der Motor hat an einem Ende Plus- und Minus-Flachstecker und am anderen Ende eine Welle. Leider hatte die Welle einen Durchmesser von einem halben Zoll mit Feingewinde. Dies macht es sehr schwierig, mit so etwas wie einer Allthread-Bar mit einem halben Zoll Grobgewinde zu koppeln. Ich habe das Problem gelöst, indem ich eine L-förmige Halterung an die Welle des Motors geschraubt habe. Dann benutzte ich ein Stück Metall, das ich von einer alten Pinne gerettet hatte. Es ist U-förmig und hat seitliche Löcher und oben ein Gewindeloch. Das Gewinde ist ein halbes Zoll Grobgewinde, einfach perfekt für die Montage der Allthread-Bar. Schließlich schraubte ich den U-förmigen Stecker an die L-Halterung. Ich schneide ein Loch in ein Stück Sperrholz, das groß genug ist, um den Motor einzusetzen. Nachdem ich den Motor in das Sperrholz eingesetzt hatte, schraubte ich ihn fest. Um die Turbine auszuprobieren, habe ich das Ganze auf eine schwere Holzkiste gelegt.

Schritt 12: Demonstration der Turbine

Sie können in den Videos sehen, dass sich die Turbine bei dem ziemlich starken Wind, der weht, sehr gut dreht. Ich würde schätzen, dass es ungefähr 15 km/h waren. Es hat so gut funktioniert, dass ich die Turbine vorübergehend an die Kiste binden musste, damit sie nicht umfällt. Man kann deutlich sehen, dass es sich sehr schnell dreht, aber auch herumhüpft. Der Grund dafür ist, dass die Befestigung der Turbine am Motor nicht perfekt ist. Es ist etwas aus dem Gleichgewicht geraten und dies kann mit diesem Setup nie verbessert werden. Erzeugt es Strom? Leider nicht viel. Das Problem ist der Motor. Ich habe keine Ahnung von der Konstruktion des Motors. Sie werden einen Draht bemerken, der von der Turbine nach außen führt. Dies ist ein Verlängerungskabel, bei dem das männliche Ende abgeschnitten und am Motor befestigt ist. Mit diesem Setup kann ich die Sonden von einem Multimeter in das weibliche Ende einführen. Es stellt sich heraus, dass ich kaum 1 Volt erzeuge, wenn die Turbine sehr schnell läuft. Dies ist der Punkt, an dem ein weiteres Projekt beginnen muss. Im Internet gibt es zahlreiche Diskussionen darüber, wie man seinen eigenen Generator baut. Es ist auch möglich, den richtigen Autogenerator oder etwas aus einer Waschmaschine zu verwenden. Wenn Sie keinen Generator im Sinn haben, würde ich vorschlagen, dass Sie Ihre Handarbeit testen, indem Sie die Turbine auf einer Art von Struktur montieren, wo der Wind sie auffängt. Dies kann ein Holzrahmen oder etwas aus PVC-Rohr sein. Auf diese Weise können Sie sehen, ob das Design funktioniert und ob Sie den Winkel der Flügel anpassen müssen. Sie können auch messen, welche Windgeschwindigkeit erforderlich ist, um die Turbine zu drehen. Wenn Sie sich für den durchschnittlichen Wind in Ihrer Nähe interessieren, können Sie eine Anwendung auf meiner Website besuchen, mit der Sie eine NOAA-Wetterstation in Ihrer Nähe auswählen können und sehen Sie ein Diagramm von Wind, Temperatur und Druck für die letzten 24 Stunden. Meine Anwendung zeichnet diese Daten auf und gibt sie in einer Tabelle an. Gesucht wird die durchschnittliche Windgeschwindigkeit der letzten 24 Stunden. Wenn Sie Ihren Lieblingsort regelmäßig besuchen, können Sie feststellen, wie sich der Durchschnitt ändert. Der Link lautet: