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Il Wood 103, un alternatore
a magnete permanente in legno
di Dan Bartmann e Dan Fink
traduzione dall' americano di Alessandro
Suardi
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Lo scopo iniziale del nostro progetto
era costruire un alternatore funzionale, a magnete permanente principalmente
fatto di legno. Quando l'alternatore era montato e funzionava, si è
capito che il vento era la fonte d'energia più logica. Quest'unità
(lo chiamiamo il "Wood 103") non è inteso per essere un supplemento
permanente ad un sistema d'energia domestico, ma una dimostrazione di come
si può semplicemente produrre realmente l'energia da zero, e facilmente!
Molti progetti di generatore eolico fatti in casa richiedono attrezzature
specifiche.
La nostra versione di legno, costruita
in un solo giorno, può essere fatta con i materiali semplici ed
attrezzi comuni in qualunque angolo del mondo. L'alternatore funziona bene
mosso da energia idroelettrica, umana o animale. Pensiamo di usarlo per
dimostrazioni in scuole locali e per esperimenti futuri con forme d'energia
diverse: molle, alberi rotanti, pale, e rotori.
Il costo è stimato tra i
50 e i 75 Usd, in funzione del costo dei magneti e del filo metallico.
Elementi sugli alternatori
L'elettricità è semplicemente
lo scorrere d'elettroni attraverso un circuito. Quando un magnete si muove
in prossimità di un filo metallico (o viceversa), gli elettroni
al suo interno si vogliono muovere. Quando il filo metallico è l'avvolgimento
di una bobina, il magnete passa da più spire di filo. Spinge gli
elettroni più forte, e può fare quindi più elettricità
per noi per lavorare. Il campo magnetico può essere fornito
sia dai magneti permanenti sia da elettrocalamite. Tutti i progetti
usano dei magneti permanenti. In un alternatore a magnete permanente (PMA),
i magneti sono montati sulla struttura (qualche volta chiamato anche il
"rotore"), che è la parte che gira. È direttamente collegato
al rotore del generatore eolico (al mozzo delle pale). Non c'è nessun
collegamento elettrico al rotore: semplicemente i magneti ruotano. Ogni
magnete ha due poli, il nord (N) ed il sud (S). I magneti sono orientati
nell'armatura in modo che i poli si alternino: N-S-N-S...Il "Wood 103"
è costruito principalmente di legno in poche ore, con un numero
veramente esiguo di problemi.
Produrre 100 watt con 30 nodi non
è male per un progetto da week-end!
L'altra metà di un PMA è
lo statore, che non si muove. Consiste in una batteria di bobine di filo
metallico collegate insieme. Le bobine nel nostro statore si alternano
in direzione e sono alcune in senso orario (CW) e altre in senso antiorario
(CCW). Le bobine ed i magneti sono uniformemente spaziati l'un con l'altro,
così quando il polo nord di un magnete attraversa una bobina in
senso orario, il polo sud del successivo magnete lo fa in senso antiorario,
e così via. I nuclei delle bobine sono localizzati dentro o dietro
ad esse, e contribuiscono ad aumentare il campo magnetico nelle bobine
stesse, aumentando la corrente in uscita. I centri devono essere di materiale
magnetico, ma elettricamente non conduttore per evitare correnti parassite.
La luce tra il rotore e lo statore deve essere la minore possibile, ma
non deve esserci contatto, per evitare la cortocircuitazione e danni permanenti
alle strutture.
Più spire di filo metallico
attraversano ogni magnete , più alto sarà il voltaggio prodotto.
Il voltaggio è importante,
poiché finché il voltaggio prodotto dall' alternatore non
supera il voltaggio del banco di batterie, nessun elettrone transiterà.
Prima l'alternatore raggiunge e supera il voltaggio delle batterie, anche
in venti leggeri, prima e meglio caricherà le batterie. Aumentare
il numero di spire di filo metallico in ogni bobina genera il più
alto voltaggio a qualunque velocità del vento. Ma il filo metallico
più sottile può portare meno elettroni: usare il filo metallico
più spesso lascia che più elettroni scorrano, ma la misura
fisica limita il numero di giri per la bobina. Questo spiega anche perché
il filo metallico smaltato da magnete è sempre usato nelle bobine.
L'isolante smalto è molto sottile, e consente più giri per
bobina dell'isolante plastico sottile. Qualunque alternatore è un
compromesso tra il numero di giri per bobina, sezione del filo metallico,
e giri/min dell'albero.
L'elettricità prodotta da
un alternatore è chiamata corrente alternata "disordinata" (AC).
Invece di cambiare segno 60 volte per secondo (60 Hz) come la AC domestica,
la sua frequenza cambia secondo la velocità dell'alternatore, quindi
del vento. Poiché vogliamo caricare le batterie, l'AC "disordinata"
è condotta agli accumulatori attraverso un raddrizzatore, che converte
AC in DC (corrente continua) la ricarica. L'alternatore può produrre
voltaggi molto più alti di quelli del banco di batterie, ma le batterie
useranno solo il loro voltaggio caratteristico, in ricarica.
Progetto
Il nostro progetto per numero d'avvolgimenti,
numero di poli ed altro, è stato realizzato con indicazioni intuitive
piuttosto che calcolate. Ogni ventola, ruota idraulica ed alternatore da
noi costruito ha prodotto energia utilizzabile, non importa quanto
fosse strano il progetto. Il trucco è associare generatore, rotore,
e fonte d'energia.
Si possono fare molti studi, ma
se il progetto è veloce, economico, e facile costruire, perché
le regolazioni non si possono fare a posteriori, osservando le prestazioni
del pezzo? Se lei realizza questo progetto e cambia la sezione del filo,
il tipo di magnete, il design del rotore, ecc., e utilizza energia, ha
un grande punto di partenza per ulteriori ricerche.
Cambi una cosa alla volta finché
l'unità la soddisfa. Sappiamo che molti miglioramenti possono essere
fatti al Wood 103 e speriamo che altri li sperimentino con successo.
L'Alternatore di legno
Il problema il più grande
con la costruzione della maggior parte dei progetti di generatore eolico
è il bisogno d'attrezzi da officina - di solito è richiesto
almeno un tornio per metallo. Il quartier generale per i nostri affari,
il nostro Otherpower.com, è in alto su una montagna, 11 miglia (18
km) dalla linea elettrica più vicina.
Siamo
fortunati abbastanza avere gli attrezzi
fondamentali su qui, ma non sempre è possibile è possibile
averli a disposizione. Questa è la ragione principale per cui abbiamo
usato così tanto legno in questo progetto.
È possibile costruire attrezzi
per lavorare a mano il legno praticamente ovunque. Avendo pazienza, è
possibile costruire il Wood 103 solo con alcuni attrezzi a mano. Se lei
vuole costruirlo in un giorno, comunque, un tornio, un trapano a colonna,
una sega a nastro, e una pialla elettrica possono essere molto utili!
Materiali usati
· Legno, il più duro
che trovate. Qui usiamo il pino.
· Circa 30 m di filo magnetico
smaltato da 0.64 mm
· 8 magneti al neodimio -
ferro - boro di cui 4 a Nord concavo e
4 a Nord convesso
· Pezzi di magnetite
· 25 cm d'asse metallico
da 9.5 mm sagomato ad un'estremità
· 2 bulloni 9.5 x 50 mm,
opzionali
· 1 Raddrizzatore da almeno
15 A, 100 V
· Colla e olio di semi di
lino
La costruzione dell'Armatura
La chiave del Wood 103 è
l'armatura di magneti di neodimio-ferro-boro (NdFeB). Sono i più
forti magneti permanenti disponibili. I nostri sono scarti da componenti
informatiche. Sono curvi, e misurano circa 44 x 35 x 6 millimetri. Misurano
insieme 9.8 cm di diametro. Ecco perché abbiamo scelto questo diametro
particolare per l'armatura. I magneti sono disponibili con sia il nord
o il sud sulla faccia convessa. Per questo progetto, lei avrà bisogno
di quattro d'ogni tipo. Non cominciate ad aprire il vostro computer per
prenderli! Sono da unità molto grandi, e si cerchi un fornitore
tra quelli elencati in fondo all'articolo.
Per costruire l'armatura, abbiamo
laminato i cerchi di legno compensato insieme alla colla. Il diametro del
cilindro di legno è 9.8 cm e il rotore è largo 9.5 cm, con
un incavo da 4.4 cm profondo 6 mm per alloggiare i magneti. Per assicurare
che i magneti siano a filo con la superficie del rotore, abbiamo tagliato
i dischetti di legno compensato un po' più grandi, e poi ridotto
l'insieme col tornio al diametro proprio. La stessa procedura è
stato usata per tagliare l'alloggiamento del magnete ad esattamente la
profondità giusta. Con una pressione decisa, abbiamo resinato e
pressato i magneti in sede, ricordando che devono essere in due configurazioni
diverse. I magneti devono avere i poli alternanti, per questo vogliono
allinearsi naturalmente.
Successivamente, abbiamo trapanato
il foro dell'albero attraverso il centro dell'armatura usando un tornio,
nonostante potrebbe essere certamente fatto con un trapano a mano se lei
facendo attenzione ad allinearlo perfettamente. Abbiamo irruvidito la superficie
dell'albero con un filler prima di resinarlo nel foro, che era leggermente
stretto, ed abbiamo dovuto batterlo leggermente con un martello. Questo
potrebbe non essere abbastanza forte, e potrebbe essere saggio effettivamente
calettare l'armatura all'albero. Il tempo dirà!
La costruzione senza un Tornio
Abbiamo barato usando un tornio
per modellare l'armatura, ma un seghetto e carta vetrata dovrebbero bastare.
Se un tornio non è disponibile, il nostro suggerimento ritagliare
prima i dischetti, assicurarsi che alcuni di loro (abbastanza fino a 4.4
cm) siano 6 millimetri più piccoli del diametro massimo. Una volta
montato, l'armatura avrà l'alloggiamento per i magneti. Sarebbe
anche saggio fare un foro per l'albero in ogni dischetto di compensato
e poi, con la colla, stringere i dischetti insieme già alloggiati
sull'albero.
La costruzione delle boccole
Le boccole sono state fatte di pino,
poiché era il legno più duro disponibile sulla montagna.
Certamente legno più duro sarebbe molto migliore. Dapprima abbiamo
trapanato un foro leggermente sotto i 9.5 mm.
Usando un becco a gas con il gas di
cucina, abbiamo riscaldato l'albero quasi al rosso caldo, ed ho spinto
all'interno della boccola. Ha carbonizzato il legno creando la sede adatta
alla rotazione, inoltre ha ndurito il legno, e ha fatto uno strato di carbonio
sull'interno per migliore lubrificazione. Abbiamo trapanato un foro piccolo
dalla cima d'ogni boccola, giù nel foro dell'albero, da cui le boccole
possono essere unte. Dopo aver premuto il ferro caldo attraverso la boccola,
siamo stati molto soddisfatti da come il rotore girasse e dal piccolo gioco
che c'era.
In un progetto di ruota idrica lenta,
le boccole di legno carbonizzato durerebbero probabilmente per degli anni.
Questo generatore di vento è un effettivamente un'unità abbastanza
ad alta velocità, e un cuscinetto a sfere vero e proprio sarebbe
un grande miglioramento . Tale dispositivo potrebbe essere facilmente tratto
da un vecchio motore elettrico di qualunque tipo. Quelli di legno erano
veramente più semplici, e più divertenti, anche!
Avvertimento di sicurezza
I grandi magneti di NdFeB in questo
progetto sono estremamente potenti, e può essere pericoloso maneggiarli.
Sono fragili, e se lasciati collidere da lontano, possono rompersi e potrebbero
proiettare attorno delle schegge affilate. La sola forza attrattiva può
causare danni alle dita se poste tra i magneti, e può causare malfunzionamenti
in pacemakers cardiaci se maneggiato troppo vicino ad essi. Usare occhiali
protettivi, guanti, una presa salda e una concentrazione Zen quando maneggiate
questi magneti. Non lasciateli vicino a televisioni, monitor di computer,
i floppy-disk, videotape, carte di credito, ecc. Non sono dei giochi, e
dovrebbe essere tenuto distante di bambini!
La costruzione dello Statore
Lo statore, su cui le bobine sono
avvolte, è composto da due metà identiche. Ogni metà
è fatta da 2 da 4 sagome di legno 5 x 10 x 15 cm.
Un taglio semicircolare con un diametro
di 12.7 cm è stato fatto su ogni metà. Le tolleranze sono
ampie,
ma questo lascia più di 13 mm di luce tra le bobine e il rotore.
Sui lati esterni delle armature, abbiamo incollato compensato da 3 mm,
modellato a "mezzi dischi" con un diametro interno di 10 cm ed un diametro
esterno di 15 cm. Hanno un incavo abbastanza grande da contenere le bobine.
Questi sono stato fatti con una sega a nastro, punta da trapano da 9.5
mm, ed una lima tonda fine. Le bobine sono avvolte su questi incavi, e
lo spazio in e dietro le bobine è riempito di nuclei di magnetite.
Ci sono quattro bobine su ogni metà
dello statore, e devono essere uniformemente spaziati. La nostro metà
di statore gemello è avvolta con il filo metallico magnetico di
rame smaltato da 0.64 mm. Filo magnetico di questo tipo è spesso
reperibile da negozi d'elettronica o materiale da riparazione da elettrauto.
Ogni bobina è da 100 giri, ed ogni bobina è avvolta nel verso
contrario alle sue vicine. È importante stringere le bobine ordinatamente
e strettamente, usando una caviglia di legno per premere ogni cappio d'avvolgimento.
Gli alternatori più comuni usano l'acciaio in sottili lamine come
nuclei, per aiutare il concentrarsi del campo magnetico attraverso le bobine.
Il flusso magnetico muove gli elettroni anche nell'acciaio, e per questo
le lamine sono isolate l'una dall'altre per abbattere le correnti parassite,
che altrimenti sprecherebbero energia. Queste lamine sono difficili da
farsi in casa, dunque abbiamo scelto la terra come il nostro nucleo di
statore - praticamente la polvere di magnetite mescolata con l'epoxy. Non
è efficiente come la lamina, ma è molto facile da usare,
e disponibile gratuitamente separandola dalla terra delle nostre strade.
Noi abbiamo mescolato la magnetite con
l'epoxy e semplicemente spatolata nei nuclei aperti. Se i nuclei fossero
stati vuoti (un "centro aereo") l'alternatore tuttavia avrebbe funzionato,
ma con molto meno potere. La magnetite è un minerale comune, un
tipo d'ossido di ferro. È un sottoprodotto d'alcune estrazioni minerarie,
e può essere comprato.
Come un'alternativa, abbiamo trascinato
semplicemente un grande magnete al neodimio (proprio come quello che abbiamo
usato per l'armatura) in giro, sulla nostra strada di terra per attrarre
tutta la polvere di ferro, che s'è attaccata magnete.
Abbiamo separato questa sabbia un poco
magnetica in un mucchio, l'abbiamo setacciato attraverso una finestra,
e selezionata col magnete un'altra volta. Il restante, attaccato al magnete,
era magnetite quasi pura. Un test veloce di qualunque mucchio di terra
con un magnete di neodimio dovrebbe rivelare se la sabbia contiene magnetite.
Se no, tenta di trascinare il magnete lungo il fondo sabbioso di un fiume
locale. Qualunque deposito nero di sabbia sul fiume è quasi certamente
magnetite.
La luce tra le bobine dello statore
e la superficie del rotore è molto importante. Deve essere vicina
(entro 1.5 mm) senza lasciare che i magneti tocchino lo statore. Il nostro
modello è effettivamente un po' impreciso - la luce è più
di 3 mm. Le tolleranze devono essere al minimo possibile.
Configurazioni di conduttori
Lo statore completato consiste in
due serie identiche di quattro bobine. Per il nostro generatore eolico,
abbiamo collegato le due metà di statore in parallelo per ottenere
più corrente (l'amperaggio).
Collegare loro in serie raddoppierebbe
il voltaggio prodotto, ma dimezzerebbe l'amperaggio. Per le velocità
di vento basse, un collegamento in serie sarebbe il migliore - l'alternatore
raggiungerebbe il voltaggio di carica alle velocità più lente.
A velocità sostenuta, un collegamento parallelo è l'optimum
per produrre maggior amperaggio. Un sistema ideale conterrebbe un commutatore
che passi dalla serie al parallelo a secondo delle intensità. Com'è
la con la maggior parte degli apparati in commercio e autocostruiti, abbiamo
eliminato questo componente, sacrificando un piccolo aumento d'efficienza
di per una maggiore semplicità e ha affidabilità. Molte persone
hanno sperimentato questa regolazione, anche con alcuni risultati.
Le performance dell'alternatore
Siamo stato realmente sorpresi dalle
prestazioni di quest'alternatore. Lo potremmo azionare facilmente con le
nostre mani e produce 12 volt o più. Un trapano senza filo attaccato
all'albero accenderebbe facilmente una lampadina da 25 watt, 12 V DC.
Questo potrebbe non sembrare mozzafiato,
ma considerando la semplicità del progetto e il tempo di costruzione,
siamo stati completamente impressionati. I 100 watt che valutiamo per il
Wood 103 è probabilmente coerente, considerando le prestazioni durante
i test e il modo in cui i fabbricanti di generatori eolici valutano i loro
prodotti. Il nostro sistema d'acquisizione dati era semplice: multimetri
e persone con carta e penna a guardare e annotare i valori registrati.
Con un collegamento di serie tra le metà dello statore, l'unità
ha raggiunto che il voltaggio di ricarica per batterie di 12 V intorno
a 300 giri/min. Con lo statore in parallelo, ha portato intorno 600 giri/min
l'inizio della carica. Installato sulla nostra macchina di vento, il collegamento
parallelo ci ha dato l'uscita di 4.8 A in 25 nodi (11 m/s) il vento.
La costruzione della struttura
Nello stile di questo progetto,
abbiamo scelto di costruire anche il resto del generatore eolico di legno.
È un progetto molto semplice e dovrebbe essere esplicativo da solo.
Tutto è incollato o fissato con spinette. Nessun bullone è
stato usato eccetto quelli per collegare l'alternatore alla struttura.
Ammette che inganniamo, almeno qui! Non abbiamo preso nessun provvedimento
per il controllo di overspeed (eccessiva velocità), poiché
questo è stato concepito come un'unità di dimostrazione per
tutte le fonti di energia, non solo il vento. Una coda inclinata con richiamo
a molla è un immediato e semplice congegno che potrebbe essere aggiunto
per controllare le alte velocità. E, certamente, fare le ali di
alluminio o acciaio di recupero darebbe grandi miglioramenti nella durata.
Non abbiamo incluso nemmeno gli anelli di contatto per la trasmissione
dell'energia quando si verificano imbardate del generatore eolico. Invece,
abbiamo usato del filo flessibile da lasciare lasco in un ansa da un metro
circa, così se il generatore effettua giri completi, il collegamento
non s'interrompe. I venti, normalmente, sono quasi costanti in direzione,
ed i progetti senza contatti anulari sembrano lavorare bene. L'arrotolarsi
del cavo attorno alla struttura è solo raramente un problema, e
questo cavo in imbando evita qualunque danno. La nostra esperienza è
che se il cavo si arrotola di continuo, si srotolerà da sé,
eventualmente.
Disegnare il Rotore
Con il termine "rotore" si va ora
a considerare l'insieme mozzo-pale del generatore eolico. Non ci eleggeremo
esperti nel progetto delle pale. Una volta ancora, abbiamo scelto cominciando
intuitivamente, piuttosto che tentare di calcolare le lame adatte per avvicinarci
alla curva di erogazione del nostro alternatore.
Poiché il processo di taglio
della pala ci ha impegnati sempre meno di un'ora per la serie intera di
tre, abbiamo calcolato che qualunque cambiamento di progetto sarebbe veloce
e facile da fare. Comunque, perché abbiamo incollato le pale al
mozzo, un mozzo nuovo sarà necessario per qualunque cambiamento
di pala. Ci sono molte fonti d'informazioni per la loro costruzione. Il
sito di Hugh Piggott ed i suoi progetti di "Generatore eolico di Brakedrum"
sono tra i migliori in circolazione.
Il rotore è stato costruito
da fogli di 1.9 x 10 cm di pino. Ogni pala è larga 9 cm alla base
e 6.4 alla punta. Le tre pale sono lunghe 0.6 m, per un diametro totale
di 1.2 m. Il passo delle pale è 10 gradi al mozzo, e 6 gradi alla
punta. Il mozzo è spesso 5 cm, formato ed incollato con epoxy all'albero
reso ruvido. Le pale sono tenute al mozzo da una spinetta piccola alla
fine dell'albero, e parecchi perni di legno con la colla.
Tagliare le pale
Per preparare la pale per il taglio,
abbiamo segnato le linee del materiale che sicuramente andava asportato.
Ogni pala comincia come una tavola lunga 0.6 m, e di 2.5 x 10 cm. Cominciando
dal margine principale della pala al mozzo, abbiamo usato semplicemente
un goniometro per calcolare quanto in profondità nel legno ci avrebbe
portato il passo di 10° (16 mm). Alla punta, il passo è 6°,
dunque abbiamo tolto 9.5 mm di materiale. Abbiamo fatto entrambi i segni
e collegato il due con una linea. Semplicemente abbiamo portato poi un
pialletto elettrico, e seguito la profondità di taglio su tutta
la pala. Per una precisione migliore (o se non si dispone di un pialletto
elettrico), si può usare una sega per fare i tagli attraverso la
pala ogni pollice, giù alla linea di profondità di taglio
voluta sul margine principale. Usando un martello ed un cesello, è
facile asportare i pezzi di legno della profondità voluta. Poi lisciare
la pala fino all'angolo proprio con pialletto a mano. Quando il taglio
della lama scompare, la profondità è adatta.
Sia per la larghezza di pala che per
il lato posteriore, abbiamo usato semplicemente un sega per tagliare la
prima forma, e usato quella prima pala come una sagoma per tagliare le
altre. Nessuno calcolo è stato fatto. Un pialletto a mano è
proprio per questa operazione. Dopo che tutto sembrava in ordine, abbiamo
carteggiato tutto e trattato con l'olio di lino.
Bilanciare che le Pale
Per evitare problemi di vibrazione
e permettere un inizio di rotazione agevole, abbiamo bilanciato le pale.
Abbiamo considerato bilanciato l'insieme quando ogni pala pesava lo stesso
(227 g) e aveva lo stesso centro di gravità. Le regolazioni possono
essere fatte velocemente con un pialletto.
Una volta fatto questo, e tutte
le tre pale sono montate sul mozzo, l'equilibrio può essere doppiamente
controllato girando il rotore assicurandoci che non avesse tendenze a fermarsi
in alcun luogo. Questo è un processo veloce, e non ci siamo certamente
attardati con la grande precisione qui. Facendolo girare, un piccolo sforzo
nel bilanciare le pale ha prodotto buoni risultati, e la macchina sembra
buona e ben bilanciata. Veramente, si potrebbe scrivere un libro intero
sul progetto di una pala, e può diventare complicato. È possibile
fare una pala molto semplice che lavorerà completamente efficacemente.
Spesso una pala semplice con un passo costante di 5° dal mozzo e un
profilo alare ragionevole sulla faccia posteriore, lavorerà molto
efficacemente. Se interessati, si consultino i testi e gli web-sites elencati
alla fine di quest'articolo per più informazioni sul progetto di
pala.
Test sul meccanismo
Per testare, abbiamo fissato il
meccanismo alla nostra Ford Modello A.
Il Modello A, come un buon pilota e
con le approssimazioni da noi richieste, ha fornito un'eccellente piattaforma
per il collaudo. Ha un tachimetro perfettamente esatto, che è stato
attentamente controllato dal Dipartimento di Polizia di Fort Collin's,
Colorado con i radar! Inoltre porta un accumulatore 12 volt, un voltmetro,
un amperometro, carta e penna per le prove. Allo stesso tempo possiamo
osservare il tachimetro e riceviamo la velocità esatta del vento,
contro i valori in uscita di qualunque generatore eolico. Noi abbiamo usato
quest'attrezzatura con rotori sopra 2.4 m di diametro. Il costo di un buon
Modello A (US$ 4,000 se non vi interessa un macinino) non è incluso
nel prezzo di questo progetto! Il generatore dovrebbe essere installato
in alto. Per testare, noi abbiamo posto il nostro generatore su basse torri
fuori dalla portata delle persone, e sul nostro Modello A.
I generatori eolico hanno delle parti
che girano molto veloce! Le pale potrebbero, con forte vento, portare via
la testa di chi è tanto incauto da passarci attraverso. Fate tutte
le installazioni ben lontano dai curiosi. Si dovrebbe trattare qualunque
generatore eolico con grande rispetto. Non è solo per gioco che
gridiamo sempre "Lontani dal rotore!" quando mettiamo in moto il congegno.
I miglioramenti
Molti miglioramenti potrebbero essere
fatti a questo progetto. Ma l'intenzione era usare soprattutto gli attrezzi
a mano e il legno, e farlo facile e veloce.
L'alternatore di legno è
facile e veloce costruire, ma per vita la più lunga, dovrebbe essere
protetto dalla pioggia e dalla neve. Forse con un piccolo tetto di lamiera?
Usare cuscinetti a sfere aiuterebbe l'attrito e la longevità. La
struttura e la coda, costruita in metallo migliorerebbero il comportamento
con venti forti. Un sistema di Rotazione per tenere il Wood 103 al riparo
dalle tempeste sarebbe una grande miglioria. Progettiamo di sperimentare
molti miglioramenti, e speriamo che questo progetto susciti l'interesse
di altri.
Le modifiche
Progettando e costruendo un alternatore
a magnete permanente implica una lunga serie di varianti: per esempio,
il filo conduttore più sottile negli avvolgimenti darebbe più
corrente, ma meno spazio per gli avvolgimenti e quindi abbasserebbe il
voltaggio a parità di giri/min. I magneti di ceramica potrebbero
essere più economici, ma darebbero molto meno potenza dei magneti
di neodimio. Il cablaggio in serie sullo statore abbasserebbe i giri/min
per il voltaggio di ricarica, ma il parallelo fornisce più corrente
di carica, e un commutatore per regolare le due possibilità sarebbe
troppo complicato. Usare l'acciaio in lamina produrrebbe più potenza
rispetto allo statore d'aria o polvere di magnetite, ma la produzione della
lamina è estremamente difficile.Le varianti sul progetto di un generatore
completo a vento (o ad acqua, o a pedali) sono anche più lunghe
e complicato: velocità del vento, diametro del rotore, numero di
pale, loro larghezza e torsione, optimum giri/min per la configurazione,
numero di poli... tutti fattore di un perfetto progetto finale.
Improvvisare, Ma Farlo!
Noi abbiamo tentato di dimostrare
come facile è produrre l'elettricità da zero. Non lasciatevi
spaventare da calcoli complicati, formule e macchine utensili. Anche se
lei farà molti cambiamenti a questo semplice progetto, lei tuttavia
quasi certamente otterrà un'unità che produce energia per
ricaricare le batterie.
Poi, lei può fare dei miglioramenti
piccoli finché raggiunge esattamente la risposta ai suoi bisogni.
E potrebbe essere mosso dal vento, dall'acqua cadente, da una bicicletta,
da un cane, o da uno yak in un giogo!
Bibliografia
· Gli autori: Dan Bartmann
e Dan Fink, danf@otherpower.com
www.otherpower.com
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(AWEA) www.awea.org
Forum di discussione http://groups.yahoo.com/group/awea-windhome
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