Aado 3,6 m diameetriga elektrituulik

 

 

 

Järgnevalt annan põgusa ülevaate 2011. aasta algul alustatud 3,6 m diameetriga tuuliku ehitusest, mille idee tekkis üsna pea pärast esimese (2,4 m) tuulegeneraatori valmimist. Üldjoontes on tegu Hugh Piggotti tuulikuga raamatust "A wind turbine recipe book", kuid mõningate modifikatsioonidega. Generaator püstitati 2012. aasta juunis ning põhiosa töödest lõpetati augustis. Masin toodab elektrienergiat kodutalu majapidamise tarvis, laadides 24 V 540 Ah akupanka, mille järel on 1,7 kW inverter.

Tuuliku 3D-mudel (DS SolidWorks)

 

1. Metallitöö

 

Antud tuulik erineb Hugh Piggotti projektist kõige rohkem just raami ja peavõlli poolest. Auto või järelhaagise rattalaagri asemel on hoopis kasutatud kahte UCP208 laagrit koos pukkidega. Laagrid kannavad 40 mm läbimõõduga terasvõlli, mille külge kinnituvad magnetrootorid. Võll ja laagrid asuvad hermeetilises teraslehest karbis, mille sees on õli. Sellise lahenduse eelis on magnetrootorite tsentreeritus võllil (võll läbib rootorikettaid) ning laagrite hea määrimine.

Generaatori võlli ja laagrite lahendus.

 

Tulenevalt teistsugusest võlli lahendusest on ka raam kohandatud, kuid tähtsamad näitajad nagu võlli nihutatus pöördeteljest (200 mm) ja saba liigendi nurk (20° vertikaalsihis ja 115° horisontaaltasandil rootori suhtes) jäid samaks. Raami pöördetelg on tehtud vanast hüdrosilindri korpusest (siseläbimõõduga 40 mm) ja laagreid kandev konstruktsioon 50x50x4 nurkprofiilidest. Staator kinnitub raamile neljast punktist M12 tikkpoltidega. Metalli pinnakattena kasutati tumesinist Hammerite-i.

Raami ehitamine.

 

Generaatori saba moodustub 1,5" terastorust piikusega 1500 mm, millele on kinnitatud 6 mm vineerist tahvel mõõtmetega 1500x800. Toru on krunditud Korrostopiga ja värvitud tumerohelise Sadolini autovärviga (alküüdvaigu baasil). Saba vineeritahvel on immutatud Vivaprotekt puidukaitsevahendiga ja lakitud Tikkurila Unica Super puidulakiga.

Generaatori saba ja vineeritahvel.

 

2. Magnetrootorid

 

Magnetrootorite kettad (2 tk) diameetriga 420 mm on tehtud 10 mm paksusest teraslehest, mis lõigati välja CNC-plasmalõikuspingis. Raamatu järgi olid need ette nähtud 400 mm diameetriga, aga 420 puhul jääb magnetitele 10 mm lisaruumi ketta serva, mis annab valatud polüestervaigule tugevust juurde. Magnetrootorid kinnituvad peavõllile kolme M16 tikkpoldiga. Rootorite paigaldamiseks on esimese ketta sees kolm M12 keermestatud ava, kust läbi saab keerata poldid, mille abil kettaid teineteisele lähendada.

Magnetrootorite kettad ja peavõll.

 

Mõlemale kettale paigutati 16 magnetit, mille paigaldamiseks oli taaskord abiks vineerist šabloon. Esialgu fikseeriti need epoksiidliimiga ja hiljem valati peale polüestervaik.

Paigaldatud magnetid.

 

3. Staator

 

Staator koosneb sellel masinal 12 mähisest, igaühes 37 keerdu 2x1,8 mm (2,54 mm²) traati (ristlõige kokku 2·2,54=5,08 mm²). Keritud sai need Tallinnas Volta Energeetikas. Staator on kolmefaasiline ja tähtühendusega, igas faasis neli mähist.

Mähised.

 

Mähiste ühendamine käis analoogselt vana generaatoriga, lihtsalt igas faasis oli üks element rohkem. Ühendused sai üle joodetud, et ei tekiks mingit sädeluse ja lisatakistuse ohtu.

Traatide jooteliide ja valamiseks valmis mähistekomplekt.

 

Ühendatud mähised valati hiljem terviklikuks kettaks polüestervaigu ja klaaskiudmati abil. Valmis staator sai pärast valamist üle värvitud ning samuti tehti avad staatori kinnitamiseks raamile ja M6 poltidest klemmid juhtmete paigaldamiseks.

Valmis staator.

 

4. Labad

 

Kolm 1,8 meetri pikkust laba on tehtud liimpuidust (mänd), toorikmaterjali mõõtmeteks 1800x300x60. Esimese etapina sai toorik üle hõõveldatud ning lõigatud välja laba üldkuju nii, et otsast oleks tiiva laius 75 mm ja algusest 300 mm. Järgmisena töödeldi laba tuulepoolset külge, millega toimub tuuleenergia muundamine rootori pöörldiikumiseks. Töö lihtsustamiseks on laba jagatud kuude sektorisse, mille kohta on teada langus.

Esimene etapp, laba üldkuju.

 

Väljavõte raamatust "Wind turbine recipe book". Laba langus erinevates sektorites.

 

Laba tuulepoolse külje töötlemine.

 

Järgmise etapina viimistleti laba tagakülg. Kõigepealt saeti laba enam-vähem õigesse paksusesse (vt allpool olevat tabelit). Seejärel hakati laba tagakülge täpsemalt töötlema, kasutades lintlihvijat. Laba ristlõike lõplikku kuju illustreerib järgnev joonis.

Laba soovitud lõplik ristlõike kuju.

 

Laba paksused.

Laba tagakülje töötlemine.

 

Valmis labad immutati, niisamuti nagu sabatahvelgi, Vivaprotekt puidukaitsevahendiga ja lakiti Unica Super lakiga. Labad ühendati omavahel eestpoolt vineerist kolmnurgaga ja tagantpoolt vineerist kettaga. Üllataval kombel olid ühendatud labad küllalt hästi tasakaalus ja lisaraskusi ei olnud vaja kasutada.

Valmis tiivik generaatori küljes.