Costruire una piccola pala eolica

Costruire una piccola pala eolica

Decidi se costruire o comprare le pale. I vecchi mulini a vento erano praticamente delle vele fissate a un albero rotante, mentre le turbine moderne sono costituite da eliche enormi. Le loro pale devono essere dimensionate e orientate per ottenere un corretto funzionamento. La loro lunghezza varia dal 20 al 60% dell’intera altezza della turbina.

  • Se scegli di costruire le pale, puoi usare del legno o del tubo in PVC. Le istruzioni per ricavare le pale da sezioni di tubo sono reperibili al seguente indirizzo: http://www.yourgreendream.com/diy_pvc_blades.php.
  • In entrambi i casi, probabilmente vorrai copiare il design a 3 pale della maggior parte delle turbine industriali. Usando un numero pari di pale, per esempio 2 o 4, è più facile che si creino delle vibrazioni, mentre aggiungendo un numero maggiore di pale aumenterà la coppia ma si ridurrà la velocità di rotazione.

Scegli un generatore. L’elica deve essere collegata a un generatore per produrre elettricità. La maggior parte dei generatori funziona a corrente continua: ciò significa che per usare l’elettricità prodotta in casa dovrai prima convertirla in corrente alternata con un inverter. Oppure puoi usare un generatore a corrente alternata, ma la rotazione potrebbe non essere sufficiente a generare il campo magnetico necessario.

  • Se decidi di comprare un generatore a corrente continua, cercane uno capace di sopportare alte tensioni, grandi potenze e una bassa velocità di rotazione (centinaia di giri al minuto invece che migliaia). Devi generare almeno 12 volt per un periodo di tempo sufficientemente lungo. Il generatore deve essere collegato a un gruppo di batterie con regolatore di carica tra il generatore e l’inverter per proteggere i componenti dai picchi di corrente e continuare a fornire potenza anche in assenza di vento.
  • Gli alternatori da auto non sono adatti come generatori per via della velocità di rotazione necessaria troppo alta rispetto a quella che una turbina eolica può garantire.

Fissa le pale sul loro alloggiamento. Quest’ultimo andrà collegato all’albero motore. Le pale devono essere spaziate in maniera uniforme e avere lo stesso angolo. In una turbina a 3 pale dovranno avere un angolo di 120° tra loro, mentre in una turbina a 4 pale andranno messe a 90° l’una dall’altra.

  • Se non hai un alloggiamento precostruito, dovrai costruirlo unendo insieme un pezzo su cui montare le pale e un altro da infilare sull’albero.
  • Una volta assemblato, potresti aggiungere un’ogiva conica o sferica per migliorare l’estetica.

Fora il mozzo. Puoi costruire un mozzo con un travetto da 5x10cm, lungo abbastanza da tenere le pale distanziate dalla torre e lasciare anche spazio sufficiente a installare un segnavento di dimensioni sufficienti per riportare la turbina nella corretta posizione, seguendo i cambi di vento. Il foro deve essere lungo circa un quarto/un terzo della lunghezza del mozzo, a sufficienza per montare il generatore a un’estremità e far passare i cavi.

Fissa il generatore al mozzo. Puoi fissare il motore con delle fascette metalliche e proteggerlo dagli agenti atmosferici coprendolo con una sezione di tubo in PVC o in metallo. Puoi fissare un blocchetto di legno anche sotto il generatore.

  • Dopo aver fissato i pezzi di legno puoi verniciarli, per proteggerli dagli agenti atmosferici.

Fissa il segnavento sul lato opposto del mozzo. Puoi costruirne uno da un foglio di metallo lungo un terzo del mozzo. Il modo più semplice per fissarlo è forare il mozzo fino a metà altezza e inserirlo.

Avvita una flangia da 2,5 cm sotto il mozzo. Questa ospiterà il cuscinetto.

Inserisci una barra filettata larga 2,5 cm nella flangia. Questa farà da cuscinetto, permettendo al mozzo di girare liberamente seguendo la direzione del vento.

Fissa le pale e il loro alloggiamento all’albero del generatore. Dopo aver eseguito questo passaggio, solleva il tutto e controlla che sia bilanciato. Il segnavento all’estremità opposta dovrebbe compensare il peso dall’altra parte, altrimenti aggiungi dei pesi da una parte o dall’altra fino a raggiungere un equilibrio.

Costruisci una base resistente. La costruzione della base dipende dall’utilizzo che intendi fare della turbina. Puoi scegliere di montarla permanentemente o spostarla da un posto all’altro. In ogni caso, la base deve essere abbastanza resistente da sostenere la turbina anche in caso di vento forte.

  • Per una turbina permanente, la base dovrà essere larga, forte e pesante. Puoi fare una colata di cemento o usare dei sacchi di sabbia per ancorare una base in legno. La base deve essere larga almeno un terzo dell’altezza della turbina. Se la torre è alta 1,5 m, la base sarà intorno ai 50 cm di lato, con un peso di circa 45 kg. Fissa un tubo del diametro di 2,5 cm alla base (o affogalo nel cemento prima che si indurisca), poi fissa al tubo un giunto a T da 2,5 cm e un altro pezzo di tubo all’altra estremità.
  • Se non vuoi una base permanente, taglia un disco di compensato spesso. Se la torre è alta un metro e mezzo, il disco dovrà avere un diametro di 60 cm. Infila un giunto a T da 3 cm su un pezzo di tubo da 2,5 cm di diametro, poi fissa due giunti a gomito alle estremità del tubo e alla base in legno con delle flange metalliche. Otterrai una U su cui il giunto a T potrà ruotare liberamente. Metti un riduttore da 2,5 cm sul giunto e fissa un altro giunto a T al riduttore. All’altra estremità di quest’ultimo metti un altro pezzo di tubo filettato. Puoi anche forare la base in legno per ancorarla al terreno.

Taglia un tubo in PVC per la torre. Questo dovrà essere più grande del tubo fissato sulla base. Un diametro interno di 3 cm andrà bene. La lunghezza del tubo determinerà l’altezza della torre.

Collega il regolatore di carica alla batteria prima di collegarlo al generatore, in modo da evitare picchi di corrente che potrebbero danneggiare i componenti.

Cabla il regolatore con del cavo elettrico isolato. Il cavo trasferirà la corrente prodotta dal generatore al regolatore e da questo alla batteria. Puoi usare lo stesso cavo dei cordoni d’alimentazione degli elettrodomestici, con due cavi separati all’interno. Se vuoi puoi anche riutilizzare un vecchio cavo d’alimentazione, togliendo i connettori.

  • Una volta cablato il regolatore, puoi collegarlo a un carico fittizio o cortocircuitare i cavi mettendoli a contatto, invece di collegarlo alla batteria. In questo modo rallenterai o bloccherai la turbina, evitando di mettere in movimento le pale mentre monti la turbina.

Fai passare il cavo elettrico attraverso la base e la torre. Inserisci il cavo dal giunto a T alla base e fallo arrivare fino in cima. Puoi usare un cordino o una sonda da elettricista per farlo passare.

Monta la torre sulla base. Puoi aumentare la stabilità ancorando la torre al terreno con dei cavi metallici.

Monta il generatore sulla torre. Fai passare il cavo attraverso la flangia sotto la turbina e collegalo al generatore.

  • Se la base della torre è fissata al terreno in maniera permanente, puoi togliere le pale prima di alzare la torre e rimontarle dopo aver ancorato la struttura.

Collega il cavo al generatore e il regolatore alla batteria.

Altro esempio

L’interesse per le tematiche ambientali può portare alla seria considerazione di provvedere all’alimentazione energetica delle proprie abitazioni in maniera cosiddetta “verde” e cioè rivolgendo il proprio interesse nei confronti diimpiantistica a sfruttamento energetico pulito da fonte rinnovabile.

Questa nobile intenzione però, potrebbe andare a scontrarsi con una disponibilità economica limitata, fattore che potrebbe far indietreggiare chi abbia preso ad esempio la decisione dell’installazione presso la propria casa di un impianto eolico domestico.

Esiste però qualcosa in grado di risolvere questo problema: prendere in considerazione una soluzione eolica fai da te ovvero costruita ad hoc con le proprie mani che, anche se non condurrà proprio allo stesso risultato offerto da un’istallazione professionale, rappresenta comunque un tentativo da sperimentare.

Vediamo innanzitutto cosa considerare a riguardo di questa autoprogettazione e quindi alcuni esempi di eolico fai da te.

DA DOVE PARTIRE

Qualora si voglia provare da soli a costruire un’installazione eolica, si dovrà partire con dei piccoli studi di fattibilitàinerenti la scelta del luogo adiacente alla propria casa o la proprio giardino laddove si pensi di poter posizionare in maniera consona l’apparecchiatura.

Si dovrà tenere conto della velocità media del vento che, ottimale, dovrà risultare tra i 40 e i 50 km/orari, tenendo presente che sotto questi parametri l’efficienza dell’impianto calerebbe inesorabilmente.

Si dovrà quindi valutare l’eventuale presenza di ostacoli naturali o artificiali i quali possano interferire con il funzionamento di ciò che sarà realizzato.

CIMENTARSI CON IL FAI DA TE

Può sembrare difficoltoso ma costruire una turbina eolica di piccole dimensioni che possa assomigliare a quelle proposte sul mercato, non è impossibile: lo dimostrano l’infinità di video e tutorial proposti tramite il web da parte di chi si è cimentato nell’impresa, suggerimenti che vengono messi gratuitamente a disposizione di chiunque voglia provare la stessa esperienza.

Alla fine ciò che serve principalmente è

  • manualità
  • senso pratico
  • passione per il fai da te

ESEMPI PRATICI

Se vogliamo realizzare una turbina capace di produrre energia sufficiente all’illuminazione di una stanza o di un giardino di dimensioni contenute possiamo reperire:

  • un tubo in PVC delle dimensioni di 50 centimetri di altezza e 10 centimetri di larghezza;
  • un piatto in alluminio;
  • una vite lunga 20 o 30 centimetri;
  • una dinamo da bicicletta.

Il tutto per una spesa di circa sole 20 euro.

Procedendo si dovrà:

  • prendere il tubo in PVC e dividerlo in 4 parti uguali;
  • forare con il trapano il centro del piatto in alluminio;
  • posizionare la vite al centro del piatto di alluminio e fissarla;
  • incastrare il piatto a un cuscinetto a sfera su di una struttura portante;
  • posizionare le 4 parti del tubo all’interno del piatto;
  • collegare alla vite girevole la dinamo attraverso un semplice pezzo tagliato da un tubo di gomma flessibile e in grado di far girare il piatto.

In questo modo avremo realizzato una piccola pala eolica domestica. Se vogliamo invece conferire un’impronta maggiormente green alla nostra creazione utilizzando materiale di scarto e di riciclo, possiamo provare ad ottenere una tipica installazione eolica fai da te da

  • una vecchia bicicletta;
  • 4 latte da vernice con coperchio che siano almeno alte 20 centimetri e larghe 15 centimetri;
  • del fil di ferro.

Una vecchia bicicletta

(Una vecchia bicicletta può essere utilizzata come punto di partenza per la realizzazione di un generatore eolico fai da te)

Si dovrà procedere

  • segando la parte anteriore della bici all’altezza del canotto del sellino, in modo da ricavarne esclusivamente il doppio triangolo posteriore con la ruota;
  • tagliando uno dei dadi della ruota posteriore e segando un triangolo di tubo, partendo dal canotto dei pedali fin sotto l’attacco della sella;

Ora si dovranno prendere le latte vuote: si prenderà la prima e si dovrà

  • tagliarla lungo l’asse longitudinale al fine dell’ottenimento di due corpi semicilindrici;
  • ripiegare i lembi della latta verso l’interno con una pinza;

Le operazioni andranno ripetute con le altre latte al fine dell’ottenimento di 8 semibarattoli uguali. Questi andranno fissati ai raggi della ruota in tre punti, due sullo stesso raggio presso il centro e uno su un altro raggio prossimo alla metà del semicerchio rappresentato dal fondo del semibarattolo.

Si dovranno quindi praticare due fori rispettivamente al di qua al di là del raggio, fra cui si dovrà lavorare una sorta di “cucitura” arrotolando il fil di ferro al fine di rendere stabile ogni barattolo posizionato sulla ruota.

In finale si dovrà fissare la dinamo della bicicletta dal alto opposto delle latte, con il lato zigrinato a contatto con la gomma della ruota fissandola a uno dei tubi del triangolo posteriore della bicicletta.

Si sarà dunque ottenuto un generatore eolico che dovrà essere posizionato ad almeno 8 metri di altezza in un punto esente da ostacoli. Resterà da collegare la dinamo ad una comune lampadina domestica tramite un pezzo di filo elettrico bipolare.

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