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Tripala orizzontale

allora, quello che sto per mostrarvi è un generatorino costruito in breve tempo e con soli pezzi di scarto.

Teoria base

quella proposta è una turbina tripala ad asse orizzontale, dunque deve orientarsi (mediante una coda) per far si che l’area spazzata dalle pale sia ortogonale alla direzione media del vento stesso.

a causa della convessità delle pale, quando l’aria le attraversa viene deviata, percui per il principio di “azione-reazione” si genera una forza sulle pale stesse che mettono in rotazione la turbina.

Realizzazione pala

i profili alari sono stati ricavati da una tubo per fognatura, diametro 25 cm spessore 4 mm, tagliato con la smerigliatrice.

la lunghezza di ciascuna di esse è di circa 65 cm, la larghezza alla base è di circa 8 cm, all’estremità è di circa 4 cm.

il sostegno delle pale deve arrivare a circa un terzo della lunghezza di esse, in modo da essere ben ancorate e per distribuire su esso le sollecitazioni ricevute dalle pale.

alcune foto (purtroppo di scarsa qualità in quanto fatte con il cellulare):

[gioco: trova l’intruso nella terza foto! :) ]

Riciclo del motore usato da generatore

il generatore è  costituito da un vecchio motore a corrente continua di un vecchio elettrodomestico trovato nella spazzatura, potenziato da alcuni magneti supplementari.

rimando alla sezione “dimensionamenti” per approfondimenti riguardanti la velocità e la potenza.

ecco una foto del motore/generatore potenziato

devo dire che non ho bene idea di che motore sia. era il motore di un vecchio tritatutto trovato nella spazzatura, era un elettrodomestico molto vecchio, direi degli anni ’80.

comunque il motore è a collettore, ci sono due magneti permanenti e avvolti intorno ad essi delle bobine statoriche.

ho provato ad usare la fem in uscita dalle uscite del collettore per alimentare le bobine avvolte intorno ai magneti per aumentare il campo magnetico ed ottenere così una tensione in uscita molto superiore.

il fatto è che non funziona.

comunque ho collegato le bobine ho ottenuto una diminuzione sensibile della tensione in uscita, esattamente l’opposto dell’effetto che volevo ottenere.

così ho staccato i cavetti delle bobine statoriche e, potenziando lo statore con dei magneti al neodimio che mi avanzavano da un precedente progetto, ottengo una tensione di circa 8 V a 540 RPM.

non molto in effetti, ma sufficienti per ottenere intorno ai 3 V verso i 200 RPM, il giusto per accendere un faretto a led (per ora.)

Struttura, sostegno e coda

ora parliamo della struttura, necessaria per tenere fermo il generatore e permettere alla pala di orientarsi in direzione del vento, mediante una coda.

quella che ho realizzato io è molto semplice: una “gabbia” per fissare il motore, a sua volta fissata ad un tubo verticale e ad una asticella orizzontale alla quale ho saldato la coda.

Le dimensioni della coda a dire la verità le ho fatte ad occhio.

piu o meno direi che il rapporto Area coda / Area turbina si possa aggirare intorno ad 1/5, forse anche meno.

NB sarebbe necessario un sistema di ribaltamento della coda, in modo da proteggere la turbina in caso di venti eccezionali, io non lo ho fatto pprincipalmente perchè sarebbe stata una complicazione ed una finezza in antitesi con la spartanità del progetto..

sarebbe stato come voler mettere gli ammortizzatori su un carretto da corsa per bambini.

(nella foto un particolare della rudimentale gabbia di fissaggio)

il tubo verticale è stato poi inserito, libero di ruotare, in un tubo di diametro chiaramente maggiore, che poi è il palo di sostegno del generatore.

inserito tra la base e il tubo esterno ho messo un cuscinetto reggispinta, di quelli in bronzo che si usano anche per i cancelli.

Considerazioni finali

ecco il risultato prima della verniciatura

ed ecco invece una foto del generatore ultimato, con una colorazione che gli da un tocco di industrialità in più :)

ed infine ecco un breve video della turbina in funzione!!

come si vede dal video la turbina ha raggiunto discreti regimi di rotazione (si direbbero intorno ai 200 RPM o forse qualcosa in piu) in un momento in cui la veocità del vento era di circa 4 m/s..

facendo due calcoli (che potete trovare alla pagina dei dimensionamenti) vediamo che il TSR si aggira intorno a 3 / 3.5.

devo fare alcune precisazioni:

la tensione è si sufficiente ad accendere un faretto a led, ma ho intenzione di mettere un piccolo pacco batterie ricaricabili per far si di far accendere il faretto la notte.

il sistema di regolazione della carica della batteria però creerà una caduta di tensione (per maggiori dettagli consultate la sezione “Regolazione”).

percui la tensione potrebbe non essere piu sufficiente, a quella data velocità del vento, per caricare il pacco batterie.

è probabile che presto sostituirò il profilo attuale composto da 3 pale con uno composto da 2 pale, in modo da avere una turbina piu veloce (vedi grafico nella pagina dei dimensionamenti) e di conseguenza, a parità della velocità del vento, una tensione in uscita piu elevata.


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