Budowa turbiny wiatrowej o średnicy 10' (3 m) Z odchylanym ogonem

Transkrypt

1 Budowa turbiny wiatrowej o średnicy 10' (3 m) Z odchylanym ogonem Ta strona traktuje o jednym z naszych starszych projektów. Trzymamy wszystkie nasze projekty w internecie dla każdego, kto jest zainteresowany... ale niektórych starych pomysłów już nie realizujemy. Przed rozpoczęciem tego projektu, proszę sprawdzić czy na naszej głównej stronie istnieją podobne nowsze projekty. Będą one na górze listy, oznaczone jako "projekty aktywne". W razie wątpliwości co do tego co jest aktualne a co nie, albo dlaczego nie pracujemy już nad pewnymi pomysłami, proszę sprawdzić naszą stronę o Ewolucji turbin wiatrowych by zobaczyć szczegółowy opis tego jak nasze projekty zmieniały się na przestrzeni lat. Możesz także Wysłać nam a wyślemy tyle materiałów na ile pozwala nam pojemność skrzynki... ale najpierw sprawdź stronę o Ewolucji. 1

2 Te strony są spore, z dużą ilością zdjęć do ściągnięcia, więc prosimy o cierpliwość... może to trochę potrwać. Wszystkie diagramy są zeskanowane w wyższej rozdzielczości niż są wyświetlane na stronach. Czasem są niewyraźne, w zależności od rozdzielczości ekranu. Jeśli diagram stwarza problemy z odczytaniem -- najpierw spróbuj kliknąć prawym przyciskiem myszki --> Pokaż obraz by go powiększyć. Możesz także kliknąć prawym przyciskiem i wybrać --> Zapisz obraz lub klikąć -- > Wydrukuj obraz by otrzymać wersję w wysokiej rozdzielczości. Jest to swego rodzaju dziennik o tym jak zbudowaliśmy ostatnie 5 turbin, wszystkie z nich są prawie identyczne. Wiatraki te używają alternatorów stosujących osiowe pole magnetyczne z podwójnym rotorem, z układem odchylania ogona i śmigłem o średnicy 10 stóp (3 m) składającym się z trzech łopatek. Projekt ten został zainspirowany przez, i wykonany na podstawie, najnowszych planów Hugh Piggott'a. Kliknij tutaj by odwiedzić jego stronę, na której znaleźć można wiele użytecznych informacji. Turbina wiatrowa, którą tu opisuję obraca się bardzo lekko i powinna zacząć wytwarzać prąd już przy 7 mph (3 m/s). Kliknij tutaj by zobaczyć mniej obszerną stronę na temat prawie identycznej maszyny, którą pomogłem zbudować sąsiadowi. Obracają się z łatwością, zaczynają ładować akumulatory przy słabym wietrze i pracują całkiem dobrze. Są ciche, powolne... i zdają się być bezpieczne i mocne. Czas pokaże, to jest eksperyment! Oto lista użytych materiałów, nie licząc wieży. 21 m pręta gwintowanego M nakrętek M 12 1 podkładka o zew. średnicy 2" (50 mm) i wew. 1/2" (13 mm) 6' (1,8 m) stalowej rury o średnicy 3/4" (20 mm) 6,5" (16,5 cm) rury o średnicy 1" (25 mm) 2' (61 cm) płaskownika 2" (50 mm) na 3/16" (5 mm) 3 (90 cm) lub 4' (120 cm) płaskownika 1" (25 mm) na 1/8" (3 mm) około 6 stóp kwadratowych (0,5 m kw.) sklejki o grubości 3/8" (10 mm) kwadrat 18" (46 cm) sklejki o gr. 3/4" (20 mm) ścinki drewna do nawijarki Ok. 3 litrów żywicy poliestrowej i nieco tkaniny z włókna szklanego talk rozcieńczalnik ekstrakcyjny Superglue do utwardzania cewek 5 funtów (3 kg) miedzianego drutu nawojowego AWG 14 w podwójnej izolacji (średnica 1,6 mm) 24 magnesy NdFeB (neodymowe) o średnicy 2" (5 cm) i grubości 1/2" (12 mm) kolumna McPhersona z Volvo tarcze hamulcowe o średnicy 11" (28 cm) z Volvo 740 lub deski, 5' (1,52 m) długości i co najmniej grube na 1,5" (38 mm) i szerokie na 7.5" (19 cm) wiele wkrętów do drewna od długości 1,5" (3,8 cm), co najmniej 60 Co do narzędzi, używałem typowych narzędzi ręcznych i elektrycznych. Tokarka też się przyda - jest kilka rzeczy, których nie można łatwo bez niej wykonać. Praca na tokarce jest prosta i wiele warsztatów może ją tanio wykonać. Ale przy małej modyfikacji planów można się bez niej obejść. Używałem spawarki, wiertarki stołowej, szlifierki taśmowej, struga elektrycznego... klasyczny zestaw! Ośnik jest KONIECZNY do strugania śmigła. Nie rozpoczynałbym pracy bez odpowiedniej ilości miejsca i wielu narzędzi. Około 30 godzin zajmuje mi zbudowanie jednej maszyny - nie przejmuję się za bardzo drobnymi szczegółami czy nadmiernym perfekcjonizmem. Najbardziej kosztownym elementem projektu są magnesy, kosztują około $250. (obecnie w Polsce magnesy można nabyć taniej - zobacz linki na końcu ostatniej strony - przyp tłum.) Koszt reszty zależy od tego co kupimy jako nowe, co uzyskamy z odzysku i co mamy pod ręką. Lubię używać jak najwięcej 2

3 materiałów z odzysku. Myślę, że koszt całego systemu, nie licząc akumulatorów czy wieży, to jakieś $300-$400. Uzyskujemy w ten sposób maszynę całkiem wydajną, szczególnie przy słabym wietrze. Trzeba mieć dużo szczęścia żeby uzyskać podobną wydajność z komercyjnych maszyn kosztujących poniżej $1500. Myślę, że to dobre podejście jeśli mamy materiały pod ręką i dobrze się przy tym bawimy! Ostatecznie otrzymujemy turbinę wiatrową, której zasady działania rozumiemy, możemy z łatwością serwisować, modyfikować i naprawiać. Na tej stronie znajdują się zdjęcia różnych maszyn w trakcie budowy. Kiedy je budowaliśmy, razem z dwoma sąsiadami pracowaliśmy nad 3 maszynami w tym samym czasie by usprawnić i uprzyjemnić pracę. Na zdjęciu widać kolumny z Volvo 240, z którymi zaczynaliśmy. Volvo produkował 240-tki przez prawie 20 lat! Powinny być łatwe do znalezienia. Musimy usunąć wszystkie dodatkowe części z kolumny. Będziemy musieli usunąć wnętrze kolumny (amortyzator), wszystkie części hamulców i sprężynę. Trzeba albo zapłacić w warsztacie za usunięcie sprężyny lub użyć ścisku do sprężyny. Te sprężyny są dość mocno napięte. Kiedy tylko poluzujemy dużą nakrętkę, która trzyma to wszystko razem, sprężyna natychmiast odskoczy z dużą siłą! Widziałem jak potrafiła przelecieć ponad 20' (6 m), więc jeśli nie jest się bardzo ostrożnym może to być dość niebezpieczne. Zdejmujemy piastę, usuwamy łożyska, które następnie czyścimy i smarujemy. Volvo są dobre, bo mają świetne duże łożyska, które mogą być bardzo trwałe w tym zastosowaniu. W porównaniu z jazdą po wyboistej drodze, łożyska te nie otrzymują dużego obciążenia w turbinie wiatrowej. 3

4 W Volvo 240 mamy tarcze hamulcowe o średnicy 10" (254 mm). Dla tak dużej maszyny wolę trochę większą średnicę, więc znalazłem większe tarcze z nowszych Volvo, które mają takie same rozmieszczenie śrub. Tarcze hamulcowe w dzisiejszych samochodach często się wyrzuca. W naszym lokalnym warsztacie Volvo jest tego pełno! Każda z maszyn potrzebuje dwóch 11-calowych (279 mm) tarcz hamulcowych, które będą służyć jako "armatura" alternatora. Każdy rotor będzie miał zamocowanych 12 magnesów. Zwykle szlifuję trochę wewnętrzną stronę tarcz. Daje to równą powierzchnię do przyklejenia magnesów. Pozostawiamy też bardzo cienki ząbek na zewnętrznej krawędzi tarczy by ułatwić rozmieszczanie magnesów na obwodzie oraz przytrzymać magnesy przeciw sile odśrodkowej, która pojawia się gdy alternator obraca się z dużą prędkością. To prosty zabieg - jeśli nie miałbym tokarki, myślę że każdy warsztat szybko by to zrobił. Inną ważną czynnością wykonywaną przy użyciu tokarki jest nieznaczne powiększenie otworu na jednej z tarcz hamulcowych tak by wpasowała się w tylną stronę piasty. Pokaże to poniższe zdjęcie. 4

5 Powyższe zdjęcie ukazuje 5 długich śrub wykonanych z pręta gwintowanego 1/2" - 13 (np. M 12 x 1,5), które będą wszystko razem utrzymywać. Cewki będą zamontowane pomiędzy dwoma traczami hamulcowymi, pomiędzy magnesami. Tarcze te były zaprojektowane by pasowały do przedniej części piasty, a środkowy otwór nie jest wystarczająco duży by tarcze pasowały do tylnej części, dlatego musimy je lekko obrobić na tokarce. Myślę, że można też to zrobić np. szlifierką. Powyżej mamy tarcze hamulcowe po obróbce. Można zobaczyć, że otwory w tych po lewej stronie są nieco większe od tych po prawej. Po ich dopasowaniu czyścimy je dokładnie rozcieńczalnikiem ekstrakcyjnym lub benzyną, by móc później przykleić magnesy. Tom wycina kawałki piłą. Dobrze jest zrobić listę wszystkich rzeczy, które potrzebujesz wyciąć i zrobić to wszystko za jednym razem. Tu Tom wycina 5' (1,5 m) kawałek 3/4"-owej (20 mm) rury, 5 kawałków pręta gwintowanego M12x1,5 o dł. 10" (25,4 cm), 3 kawałki pręta gwintowanego o dł 6" (15 cm), 1 kawałek 3/4"-owej rury o dł. ok. 6" (15 cm), i 1 kawałek 1" (2,54) rury o dł. ok. 6,5" (16,5 cm). Potrzebujemy także 3 kawałki 2"-owego (5 cm) płaskownika przyciętego przy długości 7" (18 cm) pod 5

6 kątem 120 st. z jednej strony. Posłużą one jako wspornik, który będzie utrzymywał stator w miejscu. Zdjęcie tego jest poniżej. Ważne by być ostrożnym i pozostawić ładne krawędzie przy przecinaniu prętów gwintowanych czy to piłą taśmową czy ręczną piłką do metalu. Oszczędza to czas... oczyszczanie wszystkich końcówek szlifierką jest pracochłonne i całkiem zbędne, jeśli zrobimy dokładne i czyste nacięcia. Powyżej jest kilka z tych części opisanych wcześniej. Powyżej możemy zobaczyć złożenie jarzma bez jego dodatkowych części. Obrazek niżej pokazuje jak to musimy pociąć i z powrotem zespawać by układ naprowadzania działał poprawnie. 6

7 W starszych i prostszych turbinach wiatrowych, które robiłem nie było systemu, dzięki któremu maszyna mogła się odwrócić od większych wiatrów. W tym jest, a część tego prostego systemu wymaga by alternator był odrobinę wysunięty do brzegu wieży. Musimy więc pociąć oś jarzma. Użyłem do tego piły taśmowej, można to też zrobić spawarką, szlifierką czy piłką do metalu. Rysunek powyżej pokazuje (mam nadzieję) jak ją tniemy i składamy. Kąt nie jest bardzo istotny, wszystko powinno działać, jeśli tylko środek piasty jest położony 4"-5" (10-12 mm) od osi głównej rury wpasowanej na wieży (tuleja łożyskowa). Powyższy schemat pokazuje jak przyspawujemy oś ogona do złożenia jarzma. Do tego potrzebny jest wysoki na 2" (5 cm) 20-stopniowy klin. Patrząc na zdjęcie można zobaczyć też jak ogon wpasowuje się do rury 3/4" i do osi. Ogon jest przyspawany do rury 1"-owej, co powinno mu pozwolić na odchylanie się za rurę 3/4". Zauważyłem, że niektóre rury 1" ładnie mieszczą się nad rurą 3/4", a inne nie. Zapewne warto to sprawdzić przy zakupie rury. Ja musiałem swoją trochę oszlifować żeby wszystko pasowało. 7

8 Niedługo wyszlifujemy (lub wytniemy) rowek w rurze 1", do którego przyspawamy ogon. Ten rowek będzie służył jako stoper do określenia gdzie ogon spoczywa przy normalnym działaniu wiatraka, a gdzie się zatrzymuje przy dużym wietrze, kiedy jest całkowicie odchylony od wiatru. Powyżej można zobaczyć złożenie, które opisałem przy ostatnim rysunku. Tu są 3, ponieważ od razu budujemy 3 maszyny na raz. 8

9 Rysunek powyżej pokazuje wspornik statora, który wspomniałem wcześniej, a który teraz będzie przyspawany do naszego złożenia. Tu widzimy podstawową ramę dla turbiny z przyspawanymi wspornikami. Teraz możemy w końcu porządnie zająć się alternatorem! Powyżej naszkicowałem kilka szczegółów nawijarki cewek, której używałem. Musimy ją zrobić, bo potrzebujemy 9 eleganckich ciasnych identycznych cewek. Każda cewka będzie miała 65 nawinięć emaliowanego drutu nawojowego 14-tki (1,6 mm). Nawijarka składa się z dwóch dysków o śr. 4" (10 cm). Wywiercam w nich na środku otwór tak, że pasują ciasno na pręty gwintowane M 12. Wał i korba są z jednego kawałka pręta gwintowanego M 12; korba jest zgięta na końcu. Tylni dysk w nawijarce jest ze sklejki 1/4" (6,5 mm) i ciasno nakłada się na pręt gwintowany gdzie jest przyklejany. Środkowa część 9

10 szpuli jest ze sklejki 3/8" (1 cm) -- to jest część, na którą nawijamy drut. Lubię ją mocno wygładzić papierem ściernym i zrobić nieznaczny spadek (tak, że przód jest troszkę węższy i krótszy niż tył) żeby gotowe cewki schodziły z łatwością. Przód nawijarki ma szczelinę, w którą możemy włożyć początek drutu i przywiązać do wału, kiedy zaczynamy zwijać nową cewkę. Nakładamy przednią część, opuszczamy końcówkę druta do szczeliny (zostawiając około 10" [25 cm] wystające) i zawijamy końcówkę dookoła pręta tak by go zamocować. Przytrzymuję napięty drut w jednym ręku nawijając go drugą, upewniając się, że jest wystarczająco mocno napięty a zwoje równe. Idzie to bardzo szybko. Rysunek pokazuje przybliżony rozmiar zwojów wyjściowych. Kiedy cewka jest już gotowa, przed jej zdjęciem nakładam na nią trochę superglue. Przesiąka on do cewki ciasno klejąc wszystkie zwoje razem oraz utwardza i wzmacnia całą cewkę. To fajny klej, bardzo przydatny! Kliknij tutaj by znaleźć go w naszym sklepie. Jak już klej jest twardy, zwój powinien łatwo zejść. Czasem cewki są trochę ciasne, wtedy pomaga podważenie np. nożem. Na zdjęciu powyżej jest klej, nawijarka ze zdjętą przykrywką uwidaczniająca cewkę i kilka cewek. Kiedy wszystkie 9 cewek jest nawiniętych jesteśmy już prawie gotowi do zbudowania statora! Najpierw musimy zrobić formę. Forma, którą zrobiliśmy jest bardzo prosta, zdjęcie powyżej pozostawia mało do wyjaśnienia. Wszystko jest razem skręcone. Ważne jest by dobrze to wyszlifować papierem ściernym i pozostawić wnętrze 10

11 trochę pochylone tak, by odlew łatwo wyszedł. Na spodzie formy rysuję markerem linie nachylone do siebie o 40 stopni tak, że mamy dokładnie wytyczone miejsca na naszych 9 cewek. Linie powinny być grube, byśmy mogli je zobaczyć przez 1 warstwę włókna szklanego i trochę żywicy. Zdjęcie powyżej przedstawia gotową formę. Ciemne purpurowe punkty to wypełnienie, którego użyliśmy by wypełnić przerwy i pęknięcia w drewnie - to wypełnienie po prostu sprawia, że odlew łatwiej wychodzi z formy. Przed użyciem formy, musimy włożyć tam jakiś środek, np Wosk do polerowania samochodów działa wspaniale, ale że go nie mieliśmy, użyliśmy smaru. Smalec, masło... jestem pewien, że wiele rzeczy by się sprawdziło! Potrzebujemy trochę włókna szklanego w statorze by go wzmocnić. Na zdjęciu DanF wycina 2 pierścienie materiału z włókna szklanego dokładnie rozmiaru statora, średnica 14" (355 mm) z 5"-owym (127 mm) otworem w środku. Będziemy mieli po jednym po każdej stronie cewek dla wzmocnienia. 11

12 Na zdjęciu powyżej nakładamy smar osiowy w formie by zapewnić łatwe wyjęcie odlewu. Mieszamy trochę żywicy poliestrowej i układamy na spodzie formy. Później nakładamy na to materiał z włókna szklanego i nalewamy trochę więcej żywicy na górze. Ugniatamy to rękawiczkami, żeby włókno szklane całkowicie zanurzyło się w żywicy. W tym miejscu staje się trochę przezroczyste, więc możemy zobaczyć linie, które narysowaliśmy na spodzie formy i możemy określić dokładnie gdzie zwoje powinny zostać umieszczone. Mała uwaga o żywicy poliestrowej: porządnie śmierdzi! Niektórzy mogą dostać bólu głowy... to rodzaj okropnego zapachu, który może się trzymać godzinami! Maska ochronna to 12

13 prawdopodobnie dobry pomysł. Nie chcemy też by dostała się do oczu, więc ochronne gogle też się przydadzą. Jest klejąca i brudząca, więc noś lateksowe rękawiczki by nie dostała się na skórę. Powyżej ułożyliśmy zwoje w formie - jak widać pasują dość ciasno! To zdjęcie pochodzi właściwie ze starszej maszyny, więc nie jest całkiem odpowiednie. Od tamtego czasu skróciliśmy trochę zwoje i zrobiliśmy otwór w środku formy tak, że zwoje mają mniej drutu, mniejszy opór i nie podchodzą tak bardzo do zewnętrznej krawędzi formy. Ważne by ścisnąć zwoje ku środkowi formy jak to tylko możliwe, tak że będą bezpośrednio pod rotorami magnetycznymi. Wyprowadzenia ze zwojów powinny wystawać po bokach w zorganizowany sposób. Każdy zwój posiada "początek" - wewnętrzny kraniec i "koniec" - zewnętrzne wyprowadzenie; układam je tak, żeby później było wiadomo, jak je łączyć. W tym miejscu mieszamy więcej żywicy i dodajemy trochę talku - porządnie wszystko mieszamy. Objętościowo mieszanina pół na pół jest odpowiednia, choć można dodać mniej talku. Talk dodaje siły i pozwala żywicy wniknąć trochę głębiej. Wlewamy to do formy aż zwoje się pokryją, a na to kładziemy drugi pierścień z włókna szklanego. Teraz możemy dodać jeszcze trochę żywicy (bez talku) i nalać ją na wierzch upewniając się, że włókno jest całkowicie zanurzone i przezroczyste. 13

14 Jak już żywica jest wylana nakładamy wieko formy i kładziemy na to duży ciężar by wszystko było ściśnięte i płaskie. Najlepiej zostawić to na noc. Jestem niecierpliwy i zwykle czekam około 2 godzin. A tu mamy prawie gotowy stator! Teraz wystarczy go założyć, podłączyć i dodać parę rotorów magnetycznych. Poprzednia strona skończyła się wyjęciem statora z formy. Na tym zdjęciu mamy statory dla 3 maszyn. Zwykle usuwam nadmiar żywicy z wewnętrznej i zewnętrznej strony statora. 14

15 Powyżej zespawaliśmy wsporniki statora do głównej ramy turbiny. To dobry moment na przygotowanie statora do instalacji. Dostosowujemy położenie statora, by był idealnie wyśrodkowany na pieście. Jako że stator ma dokładnie średnicę 14" (35,5 cm) i każde ramię wspornika statora ma długość 7" (17,8 cm), krawędzie statora powinny ułożyć się idealnie ze wspornikiem. Wywierciliśmy 1/2"-owe (1,27 cm) otwory we wsporniku statora do montażu. Musimy ustawić stator tak, by można go było ścisnąć i tak się w niego wwiercić, by 3 otwory statora pokrywały się z 3 otworami we wsporniku statora. Bardzo ważne jest takie ustawienie statora, żeby nie przewiercić cewek! Dość łatwo to zobaczyć, choć czasem dobrze jest zaświecić latarką przez otwory we wsporniku by się upewnić, że nie ma po drodze cewki. Jeśli przez pomyłkę przewiercimy cewkę, prawdopodobnie stator się uszkodzi i będziemy musieli zacząć od nowa. Kiedy już mamy otwory, stator jest już gotowy nie licząc okablowania. Jedyną rzeczą pozostałą do zrobienia przed okablowaniem i możliwością przetestowania wyjścia to umieszczenie i przyklejenie magnesów na rotorach hamulcowych. 15

16 Powyżej DanF umieszcza magnesy na rotorze. Zwykle mocuję je pojedynczo. Będziemy w stanie okablować i przetestować stator z tylko jednym skończonym rotorem. Na pierwszym rotorze musimy bardzo uważać przy mocowaniu magnesów na wyznaczone miejsce. Ważne jest to, by każdy magnes wystawał przeciwnym biegunem w stosunku do swego sąsiada! Tak, więc muszą iść w kółko N, S, N, S... itd. To nie takie łatwe... te magnesy są bardzo silne i trochę niebezpieczne. Trzeba z nimi bardzo uważać i pamiętać by mocować je pojedynczo trzymając resztę magnesów w bezpiecznym miejscu. Naprawdę boli kiedy dwa spotkają się na palcu... mogą go nawet złamać! Tak więc mocujemy pojedynczo. Spód danego magnesu powinien odpychać wierzch sąsiedniego (sprawdzamy to biorąc do ręki magnes i przykładając do już zamontowanego - powinny się odpychać). Używam kart do gry by utrzymać trochę miejsca między magnesami. Kiedy już wszystkie magnesy są rozmieszczone, możemy użyć kart, by zmierzyć odstępy między nimi, przesuwać je i dodawać/odejmować karty, póki przerwy między wszystkimi magnesami są równe. W praktyce, we wszystkich tych maszynach wydaje się, że przerwa o grubości 27 lub 28 kart jest odpowiednia, ale to zależy od dokładnej średnicy rotora i grubości kart. Nazywamy to "Prawem Hoyla". Jest to przerwa około 3/8" między magnesami. Kiedy wszystkie magnesy są już ułożone, a przerwy są równe, lubię dać trochę kleju dookoła by je przytrzymać przed usunięciem kart. Więc mamy teraz stalowy dysk z 12 BARDZO silnymi magnesami dookoła! Trzeba z tym bardzo uważać. Trzymać z dala od kurzu, narzędzi, opiłków żelaza, itd. - musi pozostać czysty i nie może przywierać do niczego dużego i płaskiego zrobionego z żelaza, bo możesz tego nie oderwać! Dysk ma wystarczająco dużo siły przyciągania by przyciąć palce włożone między niego i to, do czego przylgnie. Trzeba być bardzo ostrożnym!! Przyciąganie między rotorem a kluczem nastawnym jest wystarczające, by być bardzo bolesne lub złamać palce! Kiedy magnesy są już zamocowane na rotorze, po prostu owijamy go taśmą izolacyjną po zewnętrznej średnicy i wstawiamy w środku kartonową wkładkę (wkładka pochodzi z 6"-owej kartonowej tuby, którą zmodyfikowaliśmy by ciasno pasowała wewnątrz hamulcowego rotora). Tworzy to rodzaj tamy, tak że możemy wylać żywicę wokół magnesów by nie przeciekła. Potem mieszamy poliestrową żywicę, dodajemy trochę talku, i zalewamy magnesy. Wierzchy magnesów powinny być płaskie i bez żywicy, więc czyścimy je po zalaniu. Po kilku godzinach żywica powinna stwardnieć i mamy gotowy jeden rotor magnetyczny. Wspomniałem wcześniej, lecz należy się upewnić, że rotor nie jest zabrudzony olejem czy smarem przed zalaniem go żywicą! Musi być czysty. 16

17 Piasta posiada nity, które mocowały oponę w samochodzie. Można je łatwo wybić młotkiem. To było pokazane na rysunku na pierwszej stronie. Kiedy nity zostały już wybite młotkiem zastępujemy je prętami gwintowanymi 1/2"-13 o dł. 10". Nowe 10" pręty przytwierdzone są do piasty nakrętką z każdej strony. Musimy pozostawić około 1" gwintu wystającego przez nakrętkę z tylnej strony tak by zostało miejsce na rotor hamulcowy i jeszcze jedną nakrętkę z tyłu. Przy zacieśnianiu tych nakrętek do piasty lubię skręcać je bardzo mocno i używam mnóstwo locklight (myślę, że superglue sprawuje się równie dobrze). Nie będą one już nigdy zdejmowane, więc nie chcemy, by nam się poluzowały! 17

18 Na zdjęciu wyżej nakładamy tył rotora. Trzeba odrobinę uważać, bo magnesy będą przyciągać piastę. Czasem łatwiej jest, kiedy jedna osoba przytrzymuje piastę w czasie gdy druga obniża rotor wzdłuż prętów gwintowanych. Powinno ładnie pasować i być wyśrodkowane. Sama piasta jest tylko troszkę mniejsza od wewnętrznej średnicy rotora hamulcowego, co pomaga wszystko ładnie wyśrodkować. Kiedy już jest już nałożony używamy locklight i zaciskamy 5 nakrętkami. Nie ma powodu, by tylny rotor miał się kiedykolwiek poluzować. 18

19 Tak tylny rotor wpasowuje się w piastę. Gdybyśmy nie powiększyli odrobinę środkowego otworu, piasta nie wpasowała by się w ten sposób, jako że rotor nie był zaprojektowany by tak pasował. Teraz musimy tylko zacieśnić 5 nakrętek na prętach i je zakleić. Tu nałożyliśmy piastę, łożyska i tylny rotor na resztę ramy turbiny. Teraz możemy ją poobracać, by sprawdzić, czy wszystko jest płaskie i wyśrodkowane. Potem bierzemy 3 6"-owe kawałki prętów gwintowanych M12 z 4 nakrętkami na każdym z nich, by przymocować stator do wsporników statora. Stator będzie można regulować w obie strony nakrętkami. Powinien być ustawiony tak, by przebiegał bardzo blisko rotora magnetycznego tak, by przerwa między nimi była taka sama na całym obwodzie. Kiedy juz mamy 1 rotor magnetyczny oraz stator zamontowany, jest już wszystko na miejscu by połączyć kabelki i przetestować stator. Wyjście nie będzie zbyt wysokie z tylko jednym założonym rotorem, ale po połączeniu kabli będziemy mogli przetestować każdą fazę i upewnić się, że alternator będzie działał. Na początku zdejmujemy izolację z każdego drutu na statorze. Najprostszy sposób to użycie palnika 19

20 propanowego. Podgrzej końcówki drutów, aż izolacja się spali, a później zetrzyj popiół papierem ściernym, aż pozostanie ładna, czysta miedź. Mamy 9 cewek i jest to 3-fazowy alternator, więc każda faza składa się z serii 3 cewek. Pierwszym krokiem jest połączenie 3 cewek w serii, a wyjaśnia to powyższy rysunek. Każda cewka ma wprowadzenie i odprowadzenie. Każda faza ma 3 cewki, które są rozmieszczone co 120 stopni na okręgu. Zwykle wybieram jedną, zostawiam wprowadzenie wolne (to będzie wyjście z tej fazy) i potem łączę koniec 1-szej cewki do początku następnej, i końcówkę tej cewki do początku następnej, i koniec ostatniej cewki będzie wyjściem. Kiedy połączenia są już gotowe, można przetestować tę fazę woltomierzem prądu zmiennego. Powinno dać się łatwo zaobserwować co najmniej 10 woltów przy porządnym zakręceniu ręką, nawet gdy jest tylko jeden rotor magnetyczny. Na obrazku powyżej widać, że mamy 6 odprowadzeń wychodzących oznaczonych A, B, C oraz X, Y, Z. Robiłem tak zawsze dla 12 woltów i zawsze łączyłem w Deltę. Dla operowania w 12 woltach łączymy X do A, C do Y i B do Z - i te łączenia są naszymi 3 odprowadzeniami dla 3-fazowego wyjścia. Teraz możemy doprowadzić te połączania do jakichś końcówek; ja używam 3 długich mosiężnych śrub z miedzianymi podkładkami i nakrętkami. W ten sposób łatwiej je podłączyć do sieci. Teraz możemy pokręcić i użyć miernika by zmierzyć wyjście między każdymi 2 z 3 trzech zakończeń (tak jak poprzednio, porządne zakręcenie ręką powinno dać 10 lub więcej woltów prądu zmiennego). Później pokażemy rysunek wyjaśniający jak użyć tego 3-fazowego wyjścia do ładowania akumulatora. Podejrzewam (choć tego nie próbowałem), że wyszła by z tego dobra 24-woltowa maszyna jeśli połączylibyśmy ją w układ gwiazdowy. W takim wypadku związalibyśmy po prostu ABC razem i wyjściem były by X, Y, i Z. to daje nam około 1,7 razy większe napięcie przy zadanych obrotach/minutę, co wydaje się odpowiednie dla systemu 24-woltowego. Trudno powiedzieć czy takie rozwiązanie jest lepsze niż użycie po prostu cieńszego przewodu (może 17-tki), podwojenie liczby nawinięć na cewce i pozostanie przy układzie Delta. Myślę, że obie metody by działały jeśli zamierzalibyśmy ładować akumulatory 24-woltowe. 20

21 Mamy więc już stator okablowany, zespawany i można dostrzec 3 mosiężne wkręty użyte jako końcówki. Gdy wszystkie połączenia są już przetestowane, lubię wziąć trochę żywicy epoksydowej i przykleić przewody do krawędzi statora, by je ochronić i zapobiec drganiom. DanF buduje osłonę wokół statora by wiatr nie wprawiał w drgania spawów. Teraz przygotowujemy drugi rotor magnetyczny. Na razie nie mamy magnesów na rotorze, więc łatwiej nim manipulować. Biorę rotor trzymając go tyłem (tak, że siła magnetyczna z tyłu rotora nie przyciąga do zbyt mocno) i patrzę czy jego 5 otworów pokrywa się dokładnie z połówką, która jest na śrubach. Zwykle się nie pokrywają ponieważ śruby zaginają się odrobinę kiedy zaciskamy je na pieście! Lecz ten test pozwala nam zobaczyć jak bardzo się odchyliły. 21

22 Dokładnie mierząc względem pojedynczego punktu na statorze, próbujemy jak najdokładniej ustawić i wyprostować śruby. Używam długiego kawałka 3/4" rury by je odpowiednio ugiąć. Podczas uginania możemy sprawdzić ponownie ułożenie względem drugiej tarczy hamulcowej. Ostatecznie chcemy, by drugi rotor można było łatwo wpasować, w samym środku. Jak mówiłem, ważne jest, by trzymać go tyłem ponieważ nie ma jeszcze nakrętek na śrubach, które powstrzymywałyby go od przylgnięcia do statora za sprawą siły magnesów na tylnym rotorze. Jak już śruby są wyprostowane, możemy ostrożnie wymierzyć, gdzie dokładnie umieścić nakrętki, które mają utrzymywać rotor tylko odrobinę oddalony od statora. Nakrętki są grubości około 1/2" i nasze magnesy będą także miały grubość 1/2". Na końcu (jak pokazuje rysunek na str. 1) podwoimy tu nakrętki, ale na razie wystarczy jedna. Musimy umieścić pojedyncze nakrętki na każdej śrubie i muszą one być rozmieszczone ostrożnie w taki sposób, by nasze palce nie mogły się dostać między rotor i stator! - Ponieważ siła magnesów na tylnym rotorze przechwyci przedni rotor! Będzie to jeszcze bardziej niebezpieczne, gdy magnesy będą już umieszczone na przednim rotorze, ale nawet teraz przyciągnie to z hukiem! Jeśli nakrętki są umieszczone poprawnie, to jest mała przerwa pomiędzy przednim rotorem a 22

23 statorem. Powinien obracać się swobodnie, a chybotanie powinno być minimalne. Tę część się później zdejmie, więc możemy ją wyregulować później, o ile będzie to konieczne. Teraz robimy znaki, by wiedzieć, gdzie dokładnie umieścić magnesy na przednim rotorze. Jest to dość ważne i musi być wykonane ostrożnie. Tam gdzie mamy biegun północny na tylnym rotorze, musimy mieć południowy biegun na przednim rotorze (tak, że się przyciągają)! Zwykle robię dwa znaki by być pewnym... oznaczam położenie 2 magnesów 180 stopni wokół siebie. Oznaczam tylny rotor, przedni rotor. Ważne jest oznaczenie jednej śruby i jednego otworu na przednim rotorze. Potem, przedni rotor musi zawsze wchodzić w ten sam sposób, tak że ta sama śruba zawsze przechodzi przez ten sam otwór. Nie zaszkodzi użycie piłki do metalu do zrobienia tych znaków, jako że będziemy to później malować, a łatwo jest zgubić znaki zrobione mazakiem. Powyższy rysunek pokazuje, jak powinny być ułożone magnesy. Jak już oznaczymy przedni rotor i rozmieścimy magnesy, musimy się upewnić, że założony będzie w ten sam sposób. Jako, że jest 5 śrub i 5 otworów w przednim rotorze, łatwo byłoby złożyć alternator nieprawidłowo, jeśli nie zrobimy porządnych oznaczeń i nie ustawimy prawidłowo przy składaniu alternatora. 23

24 Znów możemy zdjąć przedni rotor. Powinno się dać go usunąć ręcznie, choć można użyć dźwigni, jeśli siła przyciągania jest zbyt duża. Niżej na tej stronie będziemy tworzyć ściągacz by móc to zdjąć kiedy wszystkie magnesy będą już nałożone... być może powinniśmy wcześniej zrobić ściągacz! Kiedy zdejmiemy już przedni rotor i oznaczymy, gdzie będą północne i południowe bieguny, możemy umieścić 12 magnesów na przednim rotorze i zalać je tam tak, jak zrobiliśmy to na tylnym rotorze. Tym razem magnesy powinny idealnie pokrywać się ze znakami! Kiedy żywica się zestali, musimy przygotować alternator do zamontowania przedniego rotora. Najpierw dodajemy drugą nakrętkę na śrubach. Jeśli przerwa między pustym rotorem a statorem była wcześniej odpowiednia, powinna znów być dobra po dodaniu jeszcze jednej nakrętki (która dodaje grubości i kompensuje grubość magnesów). Powinniśmy zmierzyć bardzo dokładnie raz jeszcze i sprawdzić ponownie! Niewielkie chybotanie na przednim rotorze jest OK, jak długo przerwa między nim a statorem pozostaje prawie zawsze taka sama. Trochę trudno to wyjaśnić, ale będziemy to równoważyć, więc jest OK jeśli chybotanie pojawia się na tym etapie, ale jeśli skutkiem tego przerwa między magnesami a statorem się zmienia, wtedy nakrętki trzeba wyregulować. Nakrętki muszą być wyregulowane idealnie... Możemy mieć śmigło chyboczące się troszeczkę w górę i w dół - jako, że możemy do zrównoważyć odważnikami - ale nie możemy pozwolić by chybotało się to w przód i w tył za mocno. Niewielki błąd w centrum alternatora mógłby skutkować dużymi wychyleniami końcówek śmigła, co byłoby złe. Tak więc mierzymy nakrętki bardzo ostrożnie i sprawdzamy ponownie i jeszcze raz przed nałożeniem przedniego rotora magnetycznego. Na zdjęciu wyżej założyliśmy przedni rotor i właściwie alternator jest już gotowy. Nakładanie rotora tak jak ja to robię nie jest łatwe ani bezpieczne! Może lepiej byłoby przyspawać wspornik z nakrętką z wewnętrznej strony przedniego rotora, tak, byśmy mogli bezpiecznie go obniżyć. Przyciąganie między tymi dwoma rotorami magnetycznymi jest niewiarygodna! Mój sposób to ostrożne przytrzymanie w górze rotora i zestawienie oznaczonego otworu z oznaczoną śrubą tak, że wiem, że jest blisko właściwego ułożenia. Potem, szybko, umieszczam tam rotor, tak że spoczywa na szczycie śrub! Jest to trochę trudne, ponieważ magnesy są przyciągane do śrub i o ile wszystko nie jest dość dobrze wycentrowane rotor będzie przyciągnięty do śrub i trzeba go znów odrywać i próbować ponownie. Problem ten można rozwiązać przez użycie prętów gwintowanych ze stali nierdzewnej, ale nie jestem pewien dodatkowego kosztu i trudności związanych z cięciem stali. Jak już rotor spoczywa na szczycie śrub trochę skrzywiony, mogę potem go trochę obrócić tak, że pokrywa się ze śrubami. *Jest bardzo ważne by trzymać rotor w taki sposób, by NIE BYŁO MOŻLIWOŚCI by palce mogły się dostać pomiędzy rotor i stator!* Później zaczynam obniżać rotor 24

25 wzdłuż śrub a siła magnetyczna bardzo szybko wyrywa mi go z rąk i przytwierdza do nakrętek, które trzymają go na miejscu! Ponownie - śruba stopująca w centrum rotora usprawniła by nieco tę operację, myślę że warto jest to zrobić, więc tak zrobię następnym razem! A tak, uderza to z ogromną siłą kiedy wskakuje na miejsce i brzmi trochę jak wystrzał z pistoletu. Bez śruby stopującej czy ściągacza nie da się tego usunąć! Teraz obracamy alternator. Przerwa między przednim rotorem powinna pozostać taka sama w miarę jak jak się obraca (żadne chybotanie nie jest dopuszczalne). Znowu, odrobina chybotania w górę i w dół i z boku na bok może być skorygowana... oznacza to, że prawdopodobnie nie wyprostowaliśmy dostatecznie śrub. Chybotanie, które zmienia odległość między statorem i rotorem musi być naprawione przez wyregulowanie nakrętek. Nie miałem jednak takich problemów, w najgorszym razie było mniej niż 1/16". Jeśli wszystko wygląda dobrze, wtedy wiemy, że jest dobrze nastawione i nie musimy nic zmieniać. Zdejmiemy to jeszcze jeden raz do malowania. Jeśli nie wygląda to dobrze, nadal rozmontowujemy i składamy ponownie dopóki będzie dobrze! W każdym razie możemy teraz obrócić alternator i sprawdzić wyjście. Przy 60 obr/min (1 obrót na sekundę) powinniśmy mieć około 6 woltów AC pomiędzy którąkolwiek parą zakończeń na statorze. Powyżej mamy rysunek naszego ściągacza. Wydaje mi się, że nie bardzo pomaga to w łagodnym opuszczaniu rotora magnetycznego bo nie jest wystarczająco stabilny, ale za to ładnie odciąga rotor na tyle byśmy mogli bezpiecznie usunąć go ręcznie. Być może lepiej zespawać 3.5"-ową stalową część ściągacza do wewnętrznej części przedniego rotora, w ten sposób byłby łatwiejszy w użyciu i mógłby posłużyć do łatwego opuszczenia rotora z powrotem. Jeśli miałbym sam to zrobić, myślę, że zmieniłbym na grubszą stal i większe pręty gwintowane by upewnić się, że nic się nie zegnie. 25

26 Na zdjęciu wyżej kręcimy ręcznie alternator i sprawdzamy wyjście. Nie mam wielu dobrych zdjęć tego, ale powyżej pokazany jest rowek w osi ogona, który wyznacza blokady dla systemu naprowadzania. Lubimy przyspawać końcówkę dookoła niego, by go tu wzmocnić i zapobiec pęknięciu. Rysunek na pierwszej stronie pokazuje to w pewnym stopniu. Rowek musi pozwalać ogonowi na obrócenie się tak, że jest prawie prostopadły do piasty, na której alternator obraca się podczas pozycjonowania (przy dużych wiatrach) i musi go zatrzymać jedynie kilka stopni ZA ustawieniem równoległym do tej samej piasty. Spójrz na rysunek na pierwszej stronie, który poniekąd to ukazuje. By określić położenie i rozmiar tego rowka najpierw spawamy krótką 1"-ową rurkę do wysięgnika ogona i umieszczamy ją nad osią obrotu ramy wiatraka. Po prostu przesuwamy wysięgnik ogona do normalnej pozycji i go oznaczamy, a potem do pozycji najbardziej wychylonej i znów znaczymy. Teraz możemy wyciąć rowek. W praktyce może nam się nie udać za pierwszym razem. Mogą być potrzebne pewne dopasowania, i zobaczymy to dopiero jak wzniesiemy turbinę i zobaczymy, czy działa zgodnie z wiatrem 26

27 czy nie. Czasem łatwiej jest dopasować wielkość ogona niż dopasować rowek, ale za pomocą spawarki i szlifierki możemy dodawać i odejmować metal według potrzeb. Z początku chcemy trafić jak najbliżej. Powyżej mamy 3 maszyny prawie skończone prócz ogonów, malowania i śmigła. Ogony przymocujemy tutaj przez przyspawanie wsporników statora ze sztaby żelaza o szerokości 1" i grubości 1/8" blisko końca wysięgnika ogona. Wysięgnik jest rurą 3/4", o dł. 5'. Sam ogon będzie zrobiony ze sklejki o powierzchni około 5 stóp kwadratowych. Tu mamy już wsporniki ogona i sam ogon założony... wszystko gotowe oprócz malowania i śmigła! 27

28 Na końcu strony 2 mieliśmy już prawie gotową maszynę, nie licząc końcowej regulacji, malowania i zrobienia śmigła. To już ostatnia okazja żeby oszlifować pozostałe spawy. Potem będziemy musieli rozkładać maszynę i dokładnie ją oczyścić benzyną lub rozcienczalnikiem. Teraz możemy nałożyć podkład i pomalować cały metal. Wolę pozostawić stator niepomalowany (po prostu fajnie wygląda kiedy widać wszystkie cewki), ale z pewnością można go malować. Teraz możemy go pomalować. Pozostało już tylko śmigło. 28

29 Powyższy schemat ukazuje jak rozrysowałem śmigło. Nie jest za bardzo techniczny, choć mógłby być! Mógł również być troszkę prostszy, wystarczyłoby pewnie zrobić 5-stopniowe nachylenie od nasady po koniec by wszystko dobrze działało. Łopatki mogłyby być też proste zwężające się ku końcowi i nie zakrzywiać się jak te. Myślę, że można nawet użyć całkiem prostych desek (nie zwężających się), nachylić je 5 stopni z przodu, dać profil lotniczy z tyłu i powinno działać. Moje śmigło wygląda tak, jak wygląda głównie dlatego, że starałem się by, dobrze wyglądało! Mogłoby być bardziej kanciaste i prostszego pokroju. Nie będę wnikał w techniczne szczegóły jak działają śmigła i jak je projektować. Więcej informacji można uzyskać na stronie Hugh Piggotta lub na stronce Ed'a dotyczącej projektowania śmigieł. Moje śmigło działa całkiem dobrze, szczególnie przy małych wiatrach... przy słabych wiatrach otrzymujemy tyle mocy, ile spodziewaliśmy się po 10-stopowym śmigle. Charakterystyka alternatora sprawia, że 10-stopowe śmigło nie daje odpowiednio wysokiej mocy przy silniejszym wietrze (np. powyżej 20 mph [9 m/s]). Skutkiem tego otrzymujemy mniej, niż byśmy się spodziewali przy silniejszym wietrze, ale za to wiatrak działa bezpiecznie, spokojnie i cicho. Mi się podoba! Większość naszej mocy pochodzi z wiatru między 7 a 15 mph (3-7 m/s), więc na tym przedziale należy się skupić. 29

30 Zaczynamy od desek o długości 5' (152,4 cm), szerokości ok. 7,5" (19,05 cm) i grubości prawie 2" (5,08 cm). Rozrysowuję kształt jednego płata i wycinam go. Teraz mamy szablon, na którym możemy się wzorować. Powyżej wszystkie płaty są już wycięte. Zgodnie z powyższym rysunkiem, płaty mają grubość 3/8" (9,5 mm) na końcówkach i pełną grubość u nasady. Musimy usunąć sporo materiału. Na zdjęciu wyżej usuwamy zbędne drewno piłą taśmową. Zostawiamy odrobinę naddatku na wypadek zrobienia błędu piłą; tą metodą może być trudno przedrzeć się przez najgrubszą część deski, więc dobrze jest na wszelki wypadek pozostawić trochę miejsca. 30

31 Swego czasu sądziłem, że do zrobienia śmigła najlepiej nadają się piła, młotek, dłuto i strug elektryczny. Jednak po spędzeniu odrobiny czasu na seminarium Hugh Piggotta jestem przekonany, że najlepszy do tego jest ośnik. Tutaj wyznaczyliśmy linie, by zorientować się, jak głęboko rzeźbić, by uzyskać odpowiednie nachylenie na łopatce śmigła. Z pomocą ośnika możemy szybko i łatwo obrabiać drewno. Wystarczy ok. 15 minut, by wystrugać przednią stronę łopatki. Później trochę ją szlifujemy (wystarczy odrobinę) strugiem elektrycznym lub szlifierką taśmową. Na zdjęciu powyżej rzeźbię wzdłuż linii. Idzie to bardzo szybko przy ostrym ośniku. 31

32 By wygładzić profil lotniczy najpierw heblujemy (używam struga elektrycznego) tylną stronę łopatki tak, by miała właściwą grubość (3/8" [9,5 mm] na końcówce rozszerzające się do pełniej grubości deski u nasady). Później rysuję linię na 1/3 długości drogi od początku ku końcowi (krawędź prowadząca) łopatki, i używam ośnika i struga elektrycznego aby wystrugać kształt trójkąta. Stąd można już szybko zrobić ładnie wyglądający profil lotniczy używając ośnika i struga elektrycznego. Powyższe zdjęcie pokazuje prawie gotowy profil lotniczy. 32

33 Nie przywiązuję zbyt dużej wagi do idealnie wykonanych łopatek, choć może powinienem. Potrzeba całego dnia (8 godzin) by wyciąć i oheblować 3 łopatki. Jeśli chciałbym usunąć każdą nierówność zabrałoby to dużo więcej czasu. Przy rzeźbieniu wykonuję po jednej czynności na każdej łopatce przechodząc kolejno do następnej, co powinno sprawić, że wszystkie wyjdą mniej więcej takie same. Używam suwmiarki by zmierzyć ich grubość i staram się by były do siebie podobne. Kiedy już są gotowe, musimy złożyć je razem. środek śmigła wykonany jest z dwóch krążków ze sklejki o grubości 1/2" (13 mm). U nas przedni krążek ma średnicę 8" (203 mm), a tylny 10" (254 mm)... kwestia wyglądu niż czegokolwiek innego. Nie schodziłbym poniżej 8" (200 mm). Im większe krążki tym mocniejsza struktura. Kładziemy łopatki na płaskiej powierzchni i mierząc odległość między wierzchołkami sprawdzamy czy są równo rozmieszczone. Lepiej też jeśli dobrze wpasowują się na środku! Później układamy na nie centralnie krążek ze sklejki i przykręcamy dużą ilością wkrętów! Co najmniej 10 na łopatkę na stronę. Jak już pierwszy krążek jest przykręcony z przodu, obracamy go i nakładamy drugi. Kiedy już łopatki są skręcone razem, możemy je wykończyć lub pomalować. Muszą być wodoodporne. Dla dobrego wyglądu, zmoczyłem środkową część łopatek. Po wyschnięciu pokryłem obficie całe śmigło (kilkukrotnie w przeciągu kilku dni) gotowanym olejem lnianym. Lubię używać olej lniany - jest łatwy w użyciu, nie łuszczy się i w razie potrzeby łatwo wyciera się raz do roku. 33

34 I już mamy wszystko wykończone! Jedyna rzecz, jaka nam pozostała to wyważenie śmigła, podłączenie przewodów i zamocowanie wieży! By wyważyć śmigło po prostu obracamy je ręką. Jeśli wydaje się ciężkie z jednej strony, dodajemy odważniki po drugiej stronie (blisko centrum). Idzie szybko. Jako odważników użyliśmy ubitej ołowianej rurki, którą przykręciliśmy wkrętami do drewna. Jeśli mamy niewielką nierównowagę, czasem wystarczy dodać podkładki do śrub. Ta maszynka idzie do domu sąsiada (jeden z ludzi, który pomogli ją zbudować). Budujemy 30-stopową (9,14 m) wierzę z dostępnego nam złomu. 30' to nie dużo, dobrze byłoby wznieść się wyżej! - ale pracujemy z tym co mamy tu dostępne. Mamy tu odsłonięty teren nie licząc kilku drzew, które nie powinny sprawiać dużego problemu. Powyżej ukazane jest miejsce, w którym zdecydowaliśmy się umiejscowić podstawę wieży. To wielki kawał granitu wystający z ziemi. Wywierciliśmy w nim kilka otworów 1/2" (13 mm) za pomocą wiertarki pneumatycznej. Brązowy fragment stalowego dwuteownika posłuży jako podstawa dla osi obrotowej, którą zrobimy z rury. Polubiliśmy to miejsce także dlatego, że mogliśmy znaleźć wiele granitowych głazów, które mogliśmy użyć do mocowania lin odciągowych! Robimy je w ten sam sposób, wwiercamy się w kamień wiertarką pneumatyczną i wbijamy w środek pręt stalowy z żywicą epoksydową by przytwierdzić linę. 34

35 Wbiliśmy w kamień fragmenty pręta stalowego zalaliśmy żywicą i przyspawaliśmy dwuteownik, tak by był idealnie płaski. Stanowi to silną podstawę. Zwykle przy tego rodzaju wieży wybiera się równą ziemię. W rzeczywistości - szczególnie w górach, to tylko pobożne życzenia! Jeśli mielibyśmy równą ziemię, moglibyśmy oczekiwać, że boczne liny wspornikowe będą trzymać wieżę sztywno, kiedy będzie ona unoszona lub opuszczana. W tym przypadku, możemy liczyć na pomoc jednej liny - ale podstawa musi być na tyle silna, by niemalże mogła utrzymać się samodzielnie podczas podnoszenia i opuszczania. Do zrobienia wieży znaleźliśmy mocną 36-stopową drabinkę. Jedna strona zrobiona jest z rury 2" (5 cm) i przyspawana jest do drugiej strony wykonanej z rury 1,5" (3,8 cm). Użyjemy jednego fragmentu na podstawę wieży, a drugiego na rusztowanie. Na zdjęciu Tom wycina fragmenty i przygotowuje się do zespawania wieży. Na tym zdjęciu widać jak składamy wieżę na podstawie. 35

36 Przyspawaliśmy dodatkowe rury na szczycie, by uzyskać pełne 30 stóp (ok. 9,14 m). Na tym zdjęciu widać mniej więcej jak to wszystko składa się razem. Tak wygląda wieża przed jej postawieniem. W tym momencie możemy zainstalować turbinę wiatrową na wieży. Kabel 10-tka (średnica 2,6 mm) podłączony jest do 3 zakończeń wychodzących z alternatora i przechodzi przez podkładkę na szczycie tulei łożyskowej (to ta część, którą nakładamy na wierzę) i w dół głównej rury. Na dole mamy gniazdo trójfazowe, więc możemy odłączyć przewód jeśli zajdzie taka potrzeba. Z tego miejsca odprowadzamy przewód do akumulatorów. Ta konkretna instalacja jest dobra, 36

37 jako że akumulatory Toma są w rozdzielni usytuowanej zaledwie 8 stóp (2,4 m) od podstawy wieży! Będziemy więc mieli bardzo małe straty na kablu. Mamy więc 3 kable, które doprowadzają do rozdzielni trójfazowy prąd zmienny. Powyższy diagram pokazuje, jak użyć pojedynczych diod lub mostków prostowniczych by przekształcić ten trójfazowy prąd zmienny na prąd stały nadający się do ładowania akumulatorów. Z tego miejsca możemy podłączyć akumulatory bezpośrednio lub zainstalować w układzie regulator prądu ładowania. 37

38 Wznieśliśmy wieżę z pomocą samochodu i łańcucha. Poszło gładko! Kiedy to piszę, maszyna działa już od miesiąca. Obraca się przy najmniejszym wietrze i wytwarza 10 amperów przy najmniejszym podmuchu. Przy silniejszym wietrze przyspiesza i wytwarza znaczącą ilość mocy, choć znów zaznaczam że śmigło mogłoby być odrobinę większe jeśli chcielibyśmy uzyskać więcej mocy z tej maszyny, szczególnie przy silniejszym wietrze. Jednak teraz nigdy nie słychać żadnego hałasu powodowanego przez śmigło i wytwarza odpowiednią moc, kiedy jest najbardziej potrzebna (przy wietrze 7-15 mph [3-7 m/s])! Mamy ok. 100 watów przy 10 mph (4,5 m/s), co jest dobrym wynikiem dla śmigła 10'. Mamy ok. 500 watów przy 25 mph (11 m/s) i pewnie około 700 W przy 30 mph (13,4 m/s) kiedy śmigło zaczyna odchylać się od wiatru. 500 watów przy 25 mph (11 m/s) to trochę mniej niż moglibyśmy oczekiwać od 10' śmigła i myślę, że jest to spowodowane zbyt silnym jak dla niego alternatorem. Teraz nasz alternator wytwarza 12 woltów prądu stałego przy 110 obr/min. Jeśli chcielibyśmy otrzymać więcej mocy z tej maszyny, odpowiednie byłoby śmigło 11-stopowe (3,35 m), choć maszyna pracowałaby ciężej, a alternator bardziej by się nagrzewał. Moglibyśmy więc użyć większego śmigła, ale dla bezpieczeństwa, ciszy i spokoju umysłu, cieszę się z tego co jest. Wcześniej Tom oszczędzał energię, bo miał jedynie 200-watowy solar. Myślę, że ma teraz dwa razy więcej mocy niż kiedyś, szczególnie w zimie. Od kiedy zainstalowaliśmy wiatrak, zwykle wyłącza go w ciągu dnia, jako że nie jest w stanie zużyć całej elektryczności! Było z tym dużo zabawy. 38