DIY Mała przydomowa elektrownia wiatrowa - Głowica

Głowica, podejście pierwsze.

Kilka słów na temat budowy.
Jest to najprostsza forma głowicy przydomowej elektrowni wiatrowej wzorowana na rozwiązaniach ze stron kanadyjskich. Element piasty przesunięty względem pionowej osi obrotu głowicy tworzy zabezpieczenie przeciwburzowe. Wspornik głowicy powinien odchylać się od pionu o około 2-5 stopni. Do wspornika oraz rury pionowej (pionowa oś obrotu głowicy) przyspawano elementy - kątowniki z otworem, służące do zamocowania statora (prądnicy). Stator zamocowano do głowicy za pomocą trzech stalowych szpilek fi 10. Szpilki te dodatkowo umożliwiają regulację pozycji statora znajdującego się pomiędzy rotorami. Czynność regulacji należy przeprowadzić bardzo dokładnie za pomocą szczelinomierza by wykluczyć możliwość styku elementów statora i rotora. Wszelkie bicia należy zniwelować. Nie ma również co przesadzać z minimalną szczeliną - 1-2mm w zupełności wystarczy. Wszystkie końcowe nakrętki muszą posiadać zabezpieczenie w innym przypadku należy stosować kontrnakrętki. Element zawiasy do mocowania ogona odchyla się od pionu o kilkanaście stopni, jest również przesunięty o +45 stopni względem płaszczyzny na którą działa wiatr. Dzięku temu koło wiatrowe w czasie potężnych podmuchów będzie składać się równolegle z wiatrem.

Zdjęcie po prawej przedstawia głowicę z zamontowaną prądnicą.
Do ustalenia wysokości elementów można użyć nakrętek ale znacznie lepsze rezultaty osiągnąć można stosując dystanse wykonane ze stalowej rurki które zakłada się na szpilki. Czyli zakładamy pierwszą tarczę z magnesami, następnie zakładamy stator opierając go bezpośrednio na rotorze, teraz druga tarcza...

UWAGA! Podczas zakładania drugiej tarczy należy zachować bezwzględnie należyte środki bezpieczeństwa. Tarcze z magnesami przyciągają się z niesamowitą wręcz siłą i łatwo stracić palce jeśli nie przemyśli się sposobu jej założenia.

Sposób: Jeśli w środku drugiego rotora (tego bliżej śmigła) wykonamy gwintowany otwór np na szpilkę fi10, to w bardzo łatwy sposób można wykonać "maszynkę" do bezpiecznego opuszczenia drugiego rotora. Taka maszynka to oczywiście pojedyncza szpilka fi10 z nakręconymi na koniec nakrętką i kontrnakrętką - kręcąc kluczem można powoli i bezpiecznie opuścić druga tarczę.

Tak wyglądała stara głowica. Przekrój poprzez głowicę ukazuje sposób osadzenia jej na maszcie. Dwa łożyska umożliwiają obrót głowicy wokół własnej osi. Myślę, iż animacja jest czytelna i nie ma konieczności dokładnego opisywania głowicy, natomiast kilka słów wyjaśnienia należy się odnośnie przewodu, który zwisa swobodnie, biegnąc środkiem wzdłuż masztu. Przewód oczywiście posiada metr zapasu. Szybkozłącze na dole umożliwia odkręcenie przewodu gdyby ten nadto się skręcił. Taką operację przeprowadza się 3-4 razy w roku.

Animacja przedstawia zachowanie wiatraka "wyposażonego" w zabezpieczenie przeciwburzowe w czasie nazbyt dużych podmuchów.

Konstrukcyjnie samo zabezpieczenie jest niesamowicie prostym urządzeniem. Element zawiasy przyspawany pod kątem do głowicy tworzy zabezpieczenie przeciwburzowe. Dzięki odchyłce zawiasy od pionu ogon wiatraka ma tendencje do samoistnego powrotu do położenia spoczynkowego (regulowanego za pomocą ogranicznika) - dzięki temu nie trzeba stosować bocznego żagla, sprężyn czy ciężarków na linach. Wiatr burzowy odchyla koło wiatrowe umieszczone mimośrodowo względem osi obrotu głowicy. Ogon, który ustawiony jest zawsze pod wiatr, poprzez ukośną zawiasę i obrót głowicy unosi się pokonując siły grawitacyjne. Prędkość obrotowa spada. Gdy prędkość wiatru maleje ogon, z uwagi na swój ciężar, powraca do punktu spoczynkowego ustawiając koło wiatrowe znowu pod wiatr.

Moment zadziałania zabezpieczenia uzależniony jest od wielu czynników. Generalnie istotne są trzy parametry: przesunięcie poziomej osi obrotu względem pionowej, kąt zawiasy ogona oraz ciężar ogona. Z uwagi na stałe parametry dwóch pierwszych regulacja zabezpieczenia polega na dociążaniu lub odciążaniu ogona. Im ogon cięższy tym zabezpieczenie reaguje przy większym wietrze.