Elektrownia wiatrowa - zrob to sam (3)

W trzecim odcinku cyklu o własnoręcznej budowie elektrowni wiatrowej obiecałem opisać zagadnienie wyboru między budową generatora prądu a jego kupieniem.

O ile sam wirnik turbiny wiatrowej jest banalny do zrobienia (co pokazałem chyba w poprzednim odcinku), o tyle z przerobieniem uzyskanego ruchu wirowego na prąd jest trudniej. Nie DUŻO trudniej, ale NIECO trudniej na pewno... ;)
Alternator własnej roboty wykonuje się z pomocą dużej ilości miedzianego drutu i neodymowych magnesów. Widziałem kilka takich projektów, najczęściej sprowadzają się one do tego, że na nieruchomej płaszczyźnie montuje się 9 lub 12 pętli uzwojenia z miedzianego drutu, a po obydwu ich stronach umieszcza się dwie tarcze wirnika, każdą wyposażoną w komplet magnesów neodymowych. Takie podejście znacznie ułatwia życie, w porównaniu do wykonania kompletu elektromagnesów i doprowadzenia do wirnika prądu (szczotki).

Pod tym odnośnikiem znajdziesz fotkę uproszczonego alternatora z pojedynczym zestawem magnesów neodymowych na wirniku. Największe znaczenie w przypadku własnoręcznej budowy alternatora ma wykonanie ciasnego montażu tak, by szczelina między magnesem a uzwojeniem była jak najmniejsza.

Dokładną metodę budowy alternatora znajdziesz na Instructables, w projekcie DIY 1000 watt wind turbine i w Faroun Savonius Wind Turbine.

Największy koszt stanowić będą magnesy neodymowe, z których każdy może kosztować ok. 20 PLN, w zależności od wielkości, rzecz jasna.

Gotowy alternator bardzo prosto jest kupić. Wystarczy tylko poszukać w sklepie z częściami samochodowymi, bo alternatory są przecież stosowane do ładowania samochodowych akumulatorów. Spodziewam się, że cenowo obie opcje wyjdą podobnie.

Alternatory z samochodów osobowych i dostawczych dają napięcie 12 V, alternatory z ciężarówek -- 24 V -- i najczęściej są większej mocy.

Z drugiej strony, alternatory są niestety przystosowane do pracy przy znacznie większych prędkościach obrotowych, przez co konieczne jest zastosowanie do ich napędu przekładni. Jako że niemal każdy alternator oryginalnie napędzany jest paskiem klinowym, taka przekładnia będzie najprostsza do zastosowania. Wystarczy tylko dorobić koło pasowe o odpowiedniej średnicy do wirnika turbiny, no i kupić odpowiednio długi pasek klinowy. ;)

Ja się jeszcze nie zdecydowałem. Z jednej strony koncepcja budowy własnego alternatora na odpowiednie napięcie, jakie sobie wymarzę, bardzo mi się podoba. Z drugiej strony, fakt wykorzystania w gotowym alternatorze elektromagnesów daje fajne możliwości. Można na przykład skonstruować taki sterownik dla turbiny, który będzie ją hamować właśnie dając więcej prądu na elektromagnes, co zwiększy obciążenie alternatora i zmniejszy prędkość turbiny.

Warto pamiętać o jednym, mianowicie taki alternator produkuje prąd zmienny, w dodatku trójfazowy. Dlatego do ładowania akumulatora trzeba wykorzystać odpowiedni mostek prostowniczy, który wyprostuje trzy fazy prądu zmiennego do jednego układu plusa z minusem. ;)