Specializarea Ingineria și Protecția Mediului în Industrie [309603]

UNIVERSITATEA MARITIMĂ DIN CONSTANȚA

FACULTATEA DE ELECTROMECANICĂ NAVALĂ

Specializarea Ingineria și Protecția Mediului în Industrie

Turbină eoliană cu ax vertical de 2 kw

Coordonator științific

Conf.Dr.Ing. Viorel Panaitescu

Absolvent: [anonimizat]-Maria Tăbăcaru

Constanța

2017

Construcția și prezentarea unei turbine Savonius

Figura 4.1 [anonimizat] (Sursă proprie)

4.1 Elemente necesare pentru construcție

Figura 4.2 Elemente necesare (Sursă proprie)

Placă lemn 30×30 cm

2 * băț lemn 40cm (2×2 cm)

1 * băț lemn 30 cm (2×2 cm)

1 * băț lemn 35 cm cilindric

6 * băț lemn 3 cm (cu capete tăiate la )

Belciug cu filet

Banda izoltoare

Cutter

Aparat de masură

Pistol de lipit cu plastic

Banda abraziva

Fir cupru

Aracet

Foarfecă

Clești de prindere

Riglă

4 * șaibă 3cm

4 * magnet neodium 2,5 cm , 5kg greutate de susținere

4.2 Etapele construcției

Figura 4.3 Trasarea cotelor (Sursă proprie)

Utilizați un creion, o riglă și un compas pentru a marca placa de bază în funcție de dimensiunile ce sunt afișate in figura 4.4.

Figura 4.4 Trasarea cotelor (Sursă: www.google.com)

Figura 4.5 Cotarea placii (Sursă proprie)

[anonimizat], infiletăm un șurub ce va avea rol de susținere al axului central.

Figura 4.6 Înfiletarea șurubului (Sursă proprie)

[anonimizat] 3 bețe din lemn cu capetele taiate la pe fiecare băț de 40 de centimetri lungime. Această operațiune are rol de a intări picioarele de susținere a turbine Savonius.

Figura 4.7 Lipirea intăriturilor pe picioarele de susținere a turbinei Savonius (Sursă proprie)

Figura 4.8 Lipirea intăriturilor pe picioarele de susținere a turbinei Savonius (Sursă proprie)

[anonimizat], cotate anterior. [anonimizat] a se evita accidentarea.

Presați foarte bine fiecare lipitură pentru cateva secunde. Eventual puteți intari picioarele de susținere de placa de baza cu țintisoare.

Figura 4.9 Lipirea picioarelor de baza turbinei Savonius (Sursă proprie)

Lăsăm lipiturile să se intărească. [anonimizat]. Vom folosi aracet pentru a suprapune și lipi două bucăti de carton pentru a avea o bază solidă pentru palele turbinei Savonius.

Figura 4.10 Suprapunerea si lipirea a două straturi de carton (Sursă proprie)

Figura 4.11 Suprapunerea si lipirea a două straturi de carton (Sursă proprie)

Repetam același lucru și cu baza rotorului. [anonimizat].

Figura 4.12 Construcția bazei rotorului (Sursă proprie)

[anonimizat].

Figura 4.13 Continuarea construcției scheletului turbinei (Sursă proprie)

Figura 4.14 Finalizarea construcției scheletului tubinei si intărirea acestuia (Sursă proprie)

[anonimizat]. Cu ajutorul firului de cupru și cu ajutorul unui tub metalic de diametrul 3 centimetri (sau orice alt obiect cilindric cu diametrul de 3 centimetri), incepem sa construim 4 bobine a câte aproximativ 200 de înfășurări fiecare. De specificat a se lăsa aproximativ 40 de centimetri de fir neînfășurat intre bobine pentru a avea loc de manevrare (se lasă aproximativ 10 cm înainte de a începe construcția fiecărei bobine).

Dupa ce am realizat o bobină, se recomandă asigurarea ei cu bandă adeziva pentru a nu se desfășura.

Figura 4.15 Înfășurarea bobinei (Sursă proprie)

Figura 4.16 Finalizarea și asigurarea unei bobine (Sursă proprie)

Figura 4.17 Finalizarea și asigurarea unei bobine (Sursă proprie)

După finalizarea celor patru bobine, vom verifica circuitul. Cu ajutorul cleștilor, vom prinde capetele firelor de elctrozii aparatului de măsură, ca în figura 4.18.

Figura 4.18 Prinderea firelor de cupru de electrozii aparatului de măsură (Sursă proprie)

Figura 4.19 Verificarea circuitului (Sursa proprie)

După verificarea circuitului, formăm statorul lipind bobinele cu ajutorul pistolului de lipit cu plastic ca în figura 4.20 (in sensul acelor de ceasornic).

Figura 4.20 Așezarea bobinelor pentru a creea statorul (Sursă: www.google.com)

Figura 4.21 Așezarea bobinelor pentru a creea statorul (Sursă proprie)

Figura 4.22 Statorul finalizat (Sursă proprie)

În timp ce așteptăm să se usuce lipiturile de la stator, ne reapucăm de construcția palelor turbinei Savonius. Dupa modelul de mai jos din figura 4.24, decupăm bucățile de carton.

Figura 4.23 Decuparea bazelor palelor (Sursă proprie)

Figura 4.24 Modelul bazelor palelor turbinei (Sursă: Paint)

Figura 4.25 Decuparea bazelor palelor (Sursă proprie)

Începem și constructia bazei rotorului. Diametrul acestuia trebuie să fie tot de 6 centimetri. Trasăm două linii fix prin centrul acestuia, iar fiecare linie cu cealaltă linie sa formeze patru unghiuri de .

Figura 4.26 Trasarea liniilor si trasarea centrului (Sursă proprie)

Pe marginea cercului ce formează baza rotorului, in dreptul fiecărei lini, se va așeza câte o șaibă în așa fel încât linia trasată să fie pe mijlocul șăibi (ca in figura 4.27).

Figura 4.27 Așezarea șăibilor (Sursă proprie)

Pentru construcția palelor turbinei vom folosi un pet (de preferat ar fi un pet de 1,5 L, dar în cazul în care nu dispuneți de unul, puteți folosi altul mai mare, dar vă va lua ceva tip cotarea si decuparea acestuia).

Figura 4.28 Construcția palelor (Sursă proprie)

Figura 4.29 Construcția palelor (Sursă proprie)

Odată construite palele, putem lipi bazele palelor de acestea.

Figura 4.30 Atașarea si lipirea bazelor si palelor intr-o singura construcție (Sursă proprie)

Pentru a continua construcția rotorului, trebuie sa aflăm polul nordic al fiecărui magnet de neodium. Pentru acest lucru aven nevoie de o busola.

Figura 4.31 Depistarea polilor nordici ai magneților (Sursă proprie)

Baza rotorului finalizat trebuie să arate ca in figura 4.32.

Figura 4.32 Baza rotorului finalizată (Sursă proprie)

Rotorul si palele fiind construite, pot fi atașate pe axul turbinei. Axul trebuie introdus prin centrul palelor si rotorului, așa cum au fost cotate fiecare. Ansamblul final trebuie să arate precum cel din figura 4.33.

Figura 4.33 Ansamblul final al turbinei Savonius (Sursa proprie)

Figura 4.34 Rotorul față de stator (Sursă proprie)

Așa cum se poate observa in figura 4.34, rotorul trebuie să aibă o distanță de aproximativ 5 milimetri fată de stator.

Acum, fiindcă avem turbina Savonius completă, putem efectua un experiment pentru a ne asigura reușita și pentru a putea observa energia generată.

Pentru a produce miscare palelor, am înlocuit briza unui vânt natural cu un ventilator de 12 V. Destul de mic, dar suficient pentru a înregistra niște valori pe aparatul de masură.

Figura 4.35 Masurarea energiei (Sursă proprie)

Figura 4.36 Măsurarea energiei (Sursă proprie)

Figura 4.37 Măsurarea energiei (Sursa proprie)

Dupa cum se poate observa în figurile 4.35, 4.36, 4.37, avem o creștere a energiei.

Figura 4.38 Proiectul final (Sursă proprie)