Vaippilan pientuulivoimalaitos
Windesol - Tuuli- & aurinkovoima tietosanakirja
|
Aakkosellinen hakemisto sekä kaikki Windesolin luokat |
Sisällysluettelo |
Tuulivoimalaitos
Tuulimylly sijaitsee Heinolassa Vaippilan kylässä. Se on tarkoitettu saunamökin sähkötarpeen kattamiseen. Muuta energialähdettä tuulimyllyn lisäksi ei ole, se pystyy yksin yhdessä akuston kanssa kattamaan kulutuksen täysin. Tuulivoimalaitoksen nimellisteho on 500W, ja se saavutetaan n. 7m/s nopeudella. Teho on rajoitettu myrskysuojauksella tähän 500W:n tehoon. Mylly on mitoitettu siten, että sen pitäisi kestää yli 700W jatkuvaa tehoa, joten turvallista marginaalia on vielä n. 200W:n verran.
Turbiini
Roottori on normaali 3 lapainen potkuri. Se on suunniteltu toimimaan TSR:llä 7. Roottorin halkaisija on 3.2m
Materiaalit
Roottori on valmistettu yhteenliimatuista kuusilankuista, jotka on sitten työstetty muotoon.
Tekovaiheet
Lavat muotoiltiin ensin karkeasti moottorisahaa apunakäyttäen. Hienompi työstö tehtiin rälläkkään asennettavalla "raspi" laikalla(saatavilla mm. biltemasta), sekä lamelilaikalla. Viimeistely tehtiin epäkeskohiomakoneella, sekä käsin hiomapaperilla. Lavat on ensin kyllästetty ohennetulla vernissalla, ja maalattu usealla kerroksella ohennettua öljymaalia.
Generaattori
Tyyppi
Generaattori on tyypiltään aksiaalivuogeneraattori 2 magneettiroottorilla. Generaattorissa ei ole rautasydäntä, eikä myöskään rautahäviöitä. Mallia on otettu Otherpower.com:n 10 jalkaisen tuuligeneraattorin generaattorista, ja muokattu sopivaksi materiaaleihin, joita oli saatavilla. Sähkö tuodaan alas generaattorilta 2x 5x2.5mm^2 CU kumikaapelia pitkin.
Magneettiroottorit
Magneettiroottorit ovat halkaisijaltaan 350mm, ja ne on laserleikattu 8mm teräslevystä. Magneettiroottorit ovat kuvassa näkyvät oranssiksi maalatut osat. Kummassakin roottorissa on 12 kpl 2"x1"x½" kokoisia N40 neodyymimagneetteja
Staattori
Staattori on 5 vaiheinen, ja siinä on 10 käämiä. Käämien aloitukset on kytketty kaikki samaan tähtipisteeseen, ja käämien loppupäät on viety suoraan tasasuuntaajille. Tämä kytkentä vastaa 5 vaiheista generaattoria, jossa saman vaiheen 2 käämiä on rinnankytketty, mutta viemällä jokainen käämi tasasuuntaajille erikseen vältetään mahdolliset kiertovirrat, joita syntyisi, kun saman vaiheen käämeihin indusoituu aina pikkuisen erisuuruinen jännite. Staattorikäämitys on 1.4mm lankaa, ja se kestää n. 50A jatkuvaa(kokonais) virtaa, joten ylimääräistä kapasiteettiä on vielä n. 20A rajoitettuun tehoon nähden.
Staattori on valettu polyesterihartsiin, ja vahvikkeena on käytetty lasikuitumattoa.
Staattori on generaattorissa luonnollisestikkin magneettiroottorien välissä.
Masto
Mastona on 12 metriä pitkä mäntypuu, jonka jatkona on 2 metriä pitkä 4" halkaisijaltaan oleva teräsputki. Tuuligeneraattorin kääntölaakerille on hitsattu laippa tämän putken yläpäähän. Tukivaijerit ovat teräsputken, ja puuosan yhtymäkohdassa. Tukivaijerit on porattu suoraan peruskallioon. Koko masto on saranoitu alapäästään, ja siihen nähden 90 asteen kulmassa on 4.5m pitkä apumasto, jota käytetään vipuvartena maston nostoon ja laskuun. Masto nostetaan ja lasketaan traktorilla vetämällä.
Ongelmia
Mastossa on havaittu n. 70W:n tehoilla oskillointiongelma. Masto alkaa värähtelemään edes takaisin keskikohdastaan, koska puun jäykkyys ei ilmeisestikkään ole riittävä. Asiaa olisi tarkoitus parantaa lisäämällä toiset tukiharukset maston keskiosaan.
Runko
Tuuligeneraattorin runko on hitsattu 6mm teräslevystä. Sen etupäähän kiinnittyy Saab90:n takalaakeri, jonka varassa generaattori+roottoripaketti pyörii. Runko kiinnittyy kääntölaakeriin 4kpl:llä 12mm pultteja. Kääntölaakerina on myöskin Saab90:n takanapalaakeri. Rungon takaosassa on peräsimen vinoon hitsattu saranatappi. Saranoidun peräsimen avulla saadaan toimimaan myrskysuojaus.
Akusto
Akustona saunamökillä on 3kpl 70Ah akkuja. Virta voimalalta akustolle tuodaan 4x16mm^2 AL maakaapelia pitkin, jolla on pituutta 70m.
Säädin
Akuston ylilataantuminen on estetty dumppisäätimellä. Kun akuston jännite ylittää 14.4V, kytkee automatiikka päälle 60A:n dumppikuorman. Dumppikuormana on vastus, joka on tehty rautalangasta, ja se lämmittää mökin sisäilmaa.
Parannuksia
Laakerin rasvaamisen helpottamiseksi hitsattiin rasvakuppiin putki, ja putken päähän kierrettiin rasvanippa. Rasvanippa tulee generaattorin ja roottorin läpi keskeltä, joten laakeriin voidaan painaa prässillä lisää rasvaa, ilman että generaattoria tai roottoria tarvitsee purkaa pois.
Historia
- 20. Lokakuuta 2006 - Suunnittelu aloitettu.
- 3. Maaliskuuta 2007 - Ensimmäinen prototyyppi valmis.
- 2. Kesäkuuta 2007 - Toisen version kehittely aloitettu.
- 7. Tammikuuta 2008 - Uusi tuuligeneraattori asennettu ja mylly toimintakunnossa.
- 22. Huhtikuuta 2008 - Generaattorin johtimet kiinnitetty paremmin. Muuten voimalaitos toiminut moitteetta. Masto käsitelty puunsuojalla uudestaan.
- 21. Syyskuuta 2008 - Torni laskettiin alas huoltoa varten. Magneettiroottoreiden liimaukset ovat osittain pehmentyneet, ilmeisesti epoksi ei ole ollut öljynkestävää. Napaan on vuotanut vettä stefan ohitse - korjaus: asennettu rasvanippa, jolla voidaan napaan helposti painaa lisää rasvaa. Stefa myös uusittu.
