El documento describe un proceso detallado para construir una turbina eólica casera utilizando un rotor de freno de Volvo. Se abordan aspectos clave como el diseño del rotor y el estator, la instalación de imanes, la configuración de la cola y la colocación de la torre. Además, se enfatiza la importancia de la seguridad y la correcta ubicación de la turbina para optimizar su rendimiento.

1. Generador eolico

2. Paso 1: decidir el tamaño
n rotor de freno Volvo se ha vuelto popular entre los
entusiastas de la energía eólica casera debido a su amplia
disponibilidad y su relativa facilidad de modificación. Los Volvo
tienen fama de ser duraderos y sus rotores no son muy
diferentes. Un viaje al depósito de chatarra me llevó a un
puntal Volvo 340 de $ 20 (rotor, resorte y todo).
Un diseño de rotor único solo tiene un conjunto de imanes que
giran frente a una bobina de estator. Esto hace que la
construcción sea más fácil y menos peligrosa, ya que no es
necesario utilizar "tornillos de elevación" para unir dos discos
magnéticos. Esto es peligroso porque si se resbala, podría muy
bien romperse la mano o el dedo. Con un diseño de un solo
rotor, hay muchas menos posibilidades de que esto suceda.

3. Paso 2: Modificando

4. La mayoría de las turbinas eólicas caseras están diseñadas para
apagar mecánicamente los vientos fuertes. Esto se llama
"enrollador" y es muy importante para proteger el
aerogenerador de vientos fuertes. No subestime la cantidad de
energía en una fuerte ráfaga de viento, ya que puede dañar
seriamente una máquina de viento. Para que la turbina gire
fuera del viento, el generador y las palas se montan al lado de
un cojinete de guiñada. Montamos nuestro generador a unas 6
pulgadas del centro. Esto es excesivo para un generador de este
tamaño, pero iremos a lo seguro ya que esto hará que la
máquina se enrolle antes.
Además de montar el generador con un desplazamiento, la cola
se montará según las especificaciones para permitir que el
generador gire mientras la cola permanece recta.
Quitamos el resorte y el cilindro interior del puntal Volvo con
un soplete de corte. También quitamos el rotor (que se
modificará más adelante) y la pieza de metal detrás de él.
Luego, la pieza restante del puntal se cortó por la mitad y se
soldó al costado. También agregamos una pieza de metal para
dar otro lugar para unir el estator.

5. Paso 3: Rotor y estator

6. estator está hecho para un rotor de 12 pulgadas, pero el rotor
del freno Volvo tiene solo 10 pulgadas. Entonces, nos vimos
obligados a agregar al borde exterior. Esta probablemente no
fue la mejor solución, pero debería funcionar bien. Si es
posible, recomendaría obtener un disco de acero de 12
pulgadas de un chorro de agua CNC, que sería mucho más
limpio y proporcionaría una mejor superficie para montar las
cuchillas.
Usamos una pieza de madera contrachapada de 1/2 pulgada
montada en el puntal y luego montamos el estator en la
madera contrachapada. Asegúrese de que haya espacio para
que la bobina del estator despeje el cojinete de la rueda.

7. Paso 4: Imanes

8. usé doce imanes rectangulares de 1 x 2 x 0,5 pulgadas de
Magnet4less.com (precios muy razonables). En la parte
posterior del rotor, también utilicé una placa de aluminio para
mantener separados los imanes (esta placa también está
disponible en Otherpower). Utilizamos epoxi resistente para
garantizar que los imanes no salgan volando a altas RPM. Tenga
MUCHO cuidado cuando coloque estos imanes en su lugar:
¡tienen suficiente poder para lesionarse gravemente o
romperse los dedos! Descubrí que un poco de precaución y un
martillo de goma eran herramientas invaluables.
Los imanes se colocan en polaridades alternas en la parte
posterior del rotor. Usamos un pequeño imán para probar la
polaridad de cada imán.

9. Paso 5: Cola
l área de la paleta de cola y la longitud del brazo de cola
dependen del diámetro del molino de viento. Esto asegura que
el enrollado se lleve a cabo con la velocidad del viento
adecuada. El brazo de cola generalmente debe ser tan largo
como el radio de la turbina (longitud de una pala). En este caso,
debe ser alrededor de 3,5 pies. En realidad lo hicimos un poco
más largo por error. Todavía parece encontrar el viento bien,
pero creo que afectará al enrollado.

10. En cuanto al área de la paleta de cola, se puede determinar
mediante una ecuación simple: D (al cuadrado) / 40 = Área de
la paleta de cola (donde D es el diámetro en la unidad que
elija). Esta ecuación la proporciona Hugh Piggot, que tiene
muchos años de experiencia en aerogeneradores pequeños.
La forma de la paleta de cola realmente tiene muy poco efecto
en el molino, siempre que el área sea correcta, así que siéntete
libre de ser creativo. Pasé un tiempo con una amoladora de
aire y corté una cola de aspecto prolijo, pero no es del todo
necesario. Lo que importa es el ángulo en el que se monta la
cola. Debe estar a unos 45 grados directamente detrás del
poste central en el lado opuesto del generador. Además de eso,
debe montarse en un ángulo de 20 grados con respecto a la
perpendicular; las imágenes que he incluido ilustran esto muy
bien. Es posible que esto deba ajustarse ligeramente según
cuándo desee fresar para enrollar y qué tan pesada sea la
paleta de cola.

11. Paso 6: veletas o cuchillas
ealmente hay mucho en la fabricación de cuchillas, así como en
la teoría de las cuchillas, pero eso debería darle una buena idea
general de lo que está tratando de lograr. En cuanto a mí,
compré mis cuchillas en un sitio web llamado Magnet4less (sin
's'). Al principio compré cuchillas del tamaño equivocado
pensando que podría salirme con la mía con un diámetro
mayor, pero, por desgracia, la física vuelve a ganar (algunas de
las imágenes pueden tener estas primeras cuchillas en ellas).
Eventualmente doblé y compré las cuchillas de 6.8 pies de
diámetro. Sin embargo, NO recomendaría comprar estas
cuchillas nuevamente. Tienen críticas terribles de la gente de
energía eólica de todo el país y, según mi experiencia personal,
parece que el ángulo de ataque no es suficiente para aumentar
las RPM.

12. Paso 7: Cojinete de torre y guiñada
Ahora que la mayor parte de la construcción de la pieza real de
la turbina eólica está completa, ¡tendrá que decidir un lugar
para colocar la bestia! Obviamente, un buen lugar con mucho
viento y pocas obstrucciones es óptimo. La mayoría de los
entusiastas de la energía eólica de bricolaje recomiendan que
su torre esté a 30 pies por encima de la obstrucción más
cercana dentro de un radio de 300 pies. En otras palabras, lo
más alto y en el área más abierta posible.

13. Seleccionar una ubicación y una torre es difícil, no hay duda al
respecto. Es difícil para su billetera y su tiempo. La mayor
preocupación al instalar una torre siempre debe ser la
seguridad. Esta es una turbina casera y podría encontrarse con
problemas que no podemos predecir, por lo que un poco de
seguridad adicional siempre es bueno. Tenga en cuenta que si
sus palas fallan a altas RPM, volarán una distancia considerable
y podrían representar una amenaza para las casas o los
automóviles cercanos.

14. paso 8: Controladora
Al principio iba a construir mi propio controlador. Sin embargo,
el proyecto cambió de ubicación y decidí cargar una batería en
lugar de calentar agua, así que decidí no hacerlo. Tenía una
idea aproximada de lo que iba a hacer, pero creo que no hacer
el controlador en mi primera turbina probablemente fue una
buena decisión. Las cosas pueden volverse peligrosas si su
controlador falla y deja que su turbina funcione a RPM
imprudentes. Además, créalo o no, los permisos eléctricos
prefieren cosas que estén en la lista de UL... ¿quién hubiera
pensado eso?

15. En lugar de calentar agua, decidí cargar una batería de 12
voltios que estaría conectada a una luz. Esto redujo los costos,
la logística y otras restricciones que facilitaron un poco la
instalación. Decidí usar dos controladores de carga/descarga
Xantrex C40. Uno regula la entrada de carga y el otro vigila el
nivel de carga de la batería para asegurarse de que no se
sobrecargue (no puede hacer ambas cosas al mismo tiempo).
Tengo una carga de descarga de 12 voltios que es un elemento
de calentamiento de agua, clasificado para 600 vatios.

16. Paso 10: Prueba del generador
p ara recopilar datos sobre la salida del generador, necesitará
algunas cosas. Principalmente un par de buenos multímetros,
una carga de prueba y alguna forma de leer las RPM.
Traté de usar el equipo en un laboratorio de física y Datastudio
para medir la frecuencia de la corriente alterna, luego traté de
trabajar hacia atrás para calcular las RPM del generador. Si no
recuerdo mal, tuve que dividir por 6 para obtener las RPM. Este
método, sin embargo... era extremadamente inexacto. Seguía
recibiendo lecturas que estaban muy fuera de lugar. A pesar de
los bonitos gráficos que generaba el equipo, no recomendaría
intentar usar este método para medir RPM.

17. Paso 11: base
Dado que mi torre tenía 36 pies de alto y una estructura de
celosía triangular (18 pulgadas por lado), sabía que necesitaría
un tubo de sono grande para sostenerla. Después de buscar en
Google, leer y preguntarle a un instalador certificado de
aerogeneradores, me decidí por un tubo de sono de 2 pies de
diámetro y 6 pies de alto. No es una mala idea considerar el
suelo en el que cavarás, ya que algunos lugares pueden
necesitar más cimientos solo para estar seguro.

18. fin