Motore Trifase Utilizzato Come Generatore

7/21/2019 Motore Trifase Utilizzato Come Generatore

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Introduzione

Prima di cominciare la costruzione di un mulino a vento bisogna studiare tutte le possibilitesistenti: Recuperare una vecchia macchina eolica e metterla in funzione Costruirsi un mulinoRecuperare vecchi mulini/pompa o gli aerogeneratori degli inizi del XX sec. una possibilit davalutare con attenzione. I vecchi del posto possono dare informazioni sui molini un tempofunzionanti in case o masserie e pu darsi il caso che ne ritroviamo !ualcuno in grado di essereriparato."ueste macchine erano state costruite per funzionare per una vita intera perci erano molto solide#sovradimensionate e solo con !ualche piccolo ritocco potrebbero continuare a funzionare ancora

per molti anni ancora.I generatori sono delle dinamo# molto buone che cominciano a caricare a basso numero di giri edhanno un funzionamentoleggero e regolare. $e scatole degli ingranaggi e le bielle dei tipici mulini

per pompaggio erano costruite in modo da essere praticamente eterne.Restaurare una vecchia macchina un lavoro grato che esige generalmente il supporto di !ualcheamico abile col tornio e la saldatrice. %& possibile che ci sia bisogno di fabbricare nuove eliche dolegno per un aerogeneratore# ma !uesto non un grosso problema# basta seguire le istruzioni del

paragrafo '%lica aerodinamica'.$a seconda possibilit# !uella di costruirsi un mulino da soli# deve pure essere studiata con calma.$a costruzione di un mulino# basicamente non difficile# ma richiede un certo grado diapplicazione e abilit.Il mulino dev&essere costruito per resistere a venti di tempesta# ac!ua# sole# freddo e caldo. In pi(deve necessitare di una manutenzione davvero minima# che consista# per esempio nel rifondere un

poco d&olio una volta all&anno. )n mulino che si rompe spesso consuma la pazienza di chiun!ue.Perci bisogna cercare di realizzare una costruzione a base di materiali e pezzi ad alta affidabilit*

pezzi provenienti da veicoli gi testati e che siano comun!ue sovradimensionati rispetto all&usoche se ne far."uesta affidabilit e sovradimensionamento# si consegue utilizzando bronzine e boccole di ruoted&automobile# ponti posteriori# scatole di cambio di automobile che ci permettano di effettuaremoltiplicazioni di giri in ottime condizioni meccaniche +ingranaggi elicoidali trattati# bagno d&olioetc., $&elaborata tecnologia di tutte !ueste componenti non alla portata tecnica !uasi di nessuno# invece possibile salvarle dalla rottamazione pagandole a peso. Perci raccomandiamo che primadi cominciare pensiate sempre a !uanto detto e non proviate a fare un asse montando da soli i

cuscinetti etc.. perch sicuramente non vi riuscir in maniera altrettanto perfetta n altrettantorobusta# n altrettanto economica.-utto ci che non costruito perfettamente si rompe. "ueste rotture si verificano prima di unanno di funzionamento. Per conseguire macchine che durino molto tempo +tutta una vita, bisognache siano costruite seguendo !uattro principi:. isegno corretto0. 1assima semplicit2. 3assa velocit di rotazione4. 5ovradimensionamento dei materiali.In !uesto modo venivano prodotte le cose prima che i processi di produzione attuali non ci

inondassero di apparecchi molto sofisticati +lavatrici con venti programmi, che# come logicosono esposti a moltissime possibilit di avaria.


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6ggi si producono motori sempre meno sovradimensionati* i materiali lavorano al limite delleloro forze# e le alte velocit che provocano logorii e vibrazioni# danneggiano definitivamente lamacchina dopo un numero di ore gi calcolato +ma sempre basso,.$a costruzione di mulini a vento# turbine e ruote idrauliche deve rifuggire !uesta formulaconsumista: !ueste macchine devono durare tutta una vita.Posto che partiamo con pezzi di riciclo# !uesti devono essere sovradimensionati# e !ueste

condizioni le possiamo incontrare solo a partire da apparati vecchi +motori a induzione..., o intalune parti molto robuste di veicoli# progettate per rispondere a degli standard di sicurezza elevati+boccole di ruote# scatole di cambio etc.7$a bassa velocit di rotazione del mulino +minore di 899 rpm, un altro fattore importante:!uanto pi( lento# tanto pi( silenzioso e duraturo.

ell&elica multipala e tradizionale si consegue !uesto risultato per costruzione# ma nell&elicaaerodinamica il pericolo del fuorigiri deve essere evitato con cura attraverso vari 'sistemi diregolazione'.$a norma pi( importante resta la semplicit: !uanto meno sofisticazioni# tanto meno avarie# menomanutenzione e maggiore durata.

3isogna tenere in conto che un mulino deve essere costruito per funzionare dalle 8999 alle ;999ore all&anno. )n&automobile costruita per funzionare circa 4999 durante tutta la sua vita.In pi( il mulino deve essere silenzioso ed efficace. 5ilenzioso perch anche se al principio il suorumore pu sembrare 'caratteristico' +funziona non fosse# le 8999/;999 ore utili in unanno# pottrebbero ridursi a meno di 0999.3isogna evitare un errore nel !uale molti costruttori +compresi noi, sono soliti incorrere: collocareun dispositivo in siti poco elevati o poco ventosi. 5e vogliamo che il nostro congegno ci

somministri abbondante energia# bisogna cominciare collocandolo in cima ad un traliccio chesvetti un bel po& su tutti gli ostacoli del circondario +mai meno di ? metri, @ maggiori altezze ilvento pi( intenso# pi( costante e con meno turbolenze distruttici. on abbiate paura dell&altezza.Aarsi il mulino ha molti aspetti positivi: sappiamo dove e con che funzione stata montata ognisingola componente e siamo capaci di risolvere !ualsiasi situazione# superandola in modo daapportare dei miglioramenti alla macchina fin nei minimi dettagli. Per !uesto faremo moltaattenzione a considerare il progetto come un sistema e non come una semplice unione dicomponenti separate.$a gioia particolare che si prova nel vedere un mulino che funziona alla perfezione sperimentabile solo dai costruttori.

5i ac!uisisce anche una coscienza energetica: da !ue momento staremo certamente pi( attenti allecondizioni meteorologiche e che vi sia o no sole# che tiri o no il vento# per noi non sar pi(indifferente. on potremo dimenticare che il vento ci regala l&energia di cui abbiamo bisogno# ma

bisogna sempre ricordare che pi( efficiente risparmiare energia che produrla.)n aspetto che il caso di sottolineare che non bisogna cercare macchine con un granderendimento energetico# sofisticate e ad alto livello tecnologico. B assurdo spendere molti soldi emolto tempo per costruire una macchina ad alto rendimento energetico# superefficiente conun&elica perfettamente studiata# con sistemi sofisticati di regolazione# !uando si pu ottenere lostesso risultato con un sistema molto pi( economico# semplice e probabilmente pi( duraturo che

produrr la stessa energia dell&altro semplicemente aumentando il diametro# per compensare il

minor rendimento della macchina.5iccome il combustibile gratuito# nei mulini a vento il fattore pi( importante l&investimentoiniziale per raggiungere un rendimento energetico dato.

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I disegni descritti a continuazione si basano su tutto !uanto esposto finora# cercando la massimasemplicit# il minor costo# il miglior risultato e la massima durata. Comun!ue# ognuno disporr dirisorse particolari alla sua portata che potranno indurlo ad apportare delle migliorie od amodificare il progetto originale. Cos> p. es. molte persone impiegate in industrie manufatturierehanno accesso ad anelli collettori# scatole di riduzione etc. che possono essere utili nellacostruzione del congegno. Coloro i !uali vivono sulla costa possono avere un facile accesso ai

generatori marini# materiali per barche etc.6gnuno deve cercare la soluzione che risulti pi( comoda ed efficace.urante la lettura ci si potr rendere conto di come la costruzione di un mulino a vento siadavvero alla portata di tutti ma richiede una certa abilit e pazienza. on aspettatevi che tuttofunzioni bene al primo colpo. @nimo< agli errori si apprendono le soluzioni# e tutto ha unasoluzione.Il vento gratis# non rilascia fattura# non in!uina n dipende dal monopolio di multinazionali#5fruttiamolo< I mulini a vento sono il simbolo magnifico della tecnologia alternativa# unadimostrazione cinetica dell&utilizzo delle fonti naturali di energia.

TIPI DI MACCHINE

Prima di cominciare utile conoscere e saper distinguere i differenti tipi di macchine costruitifinora# le loro caratteristiche# le loro possibilit e applicazioni.

Macchine ad asse verticale$&asse di rotazione del rotore verticale. 5ono le prime panemone che si utilizzarono in Cina0899 anni fa. assomigliavano ad un anemometro a semisfere. Aunzionano grazie alla differenteresistenza al vento delle superfici interna ed esterna delle semisfere captanti.

on c& rischio di superare il limite di velocit# non necessitano di orientamento e sono moltoindicate per lavori che richiedano lentezza ed un&elevata capacit di coppia +molire# pompare etc,Il rotore 5avonius# che facile da costruire# non stato incluso nel presente studio perch non

possibile regolarlo ed abbiamo visto come veniva distrutto da una bufera. 5tesso discorso per ilrotore arreius# che# a causa della sua tecnologia resta al di fuori della portata dell&autocostruttore.

Macchine ad asse orizzontaleengono cos> chiamate !uelle macchine che hanno l&asse di rotazione dell&elica orizzontale.@ppartengono a !uesta classe i mulini tradizionali europei# molto indicati per lavori meccanici

+molire# segare# pompare..., 5ono inclusi in !uesto gruppo

alnche i molini multipala tipici da pompaggio# ugualmentelenti e con molta forza# come pure i mulini con elicaaerodinamica rapida# utilizzati generalmente per la

produzione di energia elettrica.-utti i mulini ad asse orizzontale devono per forza lavoraredi faccia al vento# perch !uesto incida perpendicolarmenteal piano dell&elica. "uesto si pu ottenere in vari modi."uello pi( semplice di collocarvi dietro una banderuola otimone# in modo da tenere l&elica perpendicolare al vento."uesto sistema valido per mulini con un diametro non

superiore ai ; metri. )n altro sistema !uello di far s> che ilmulino funzioni di spalle al vento# senza banderuola facendo s> che la pressione del ventosull&elica mantenga il mulino orientato. Raccomandiamo !uesto sistema solo con elica a pale

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vuote# che si frenano da sole alle alte velocit# o con il sistema descritto nel capitolo sul'supergeneratore' con pale di tela# che pu basculare verso il suolo in caso di bufera. 5i possonoraggiungere anche i 9 D 0 m. .i un altro sistema# utilizzato solo dai mulini con diametri maggiori dei 9 D 0 m. e consistenell&utilizzare delle eliche ausiliarie o mulinetti di orientamento. Possono essere notate sui muliniolandesi. on sono tuttavia raccomandate per piccoli apparati.5e# come normale# ci decideremo ad usare una banderuola# dobbiamo collocarla bene.. $a

banderuola va ad una distanza dall&asse sul !uale pivota il mulino compresa tra i valori di 9#E8 e volte il diametro dell&elica. $a banderuola pu essere collocata dietro all&elica# in posizionecentrale nella zona dove confluisce l&aria intercettata dall&elica ovvero pu superare !uest&area#onde intercettare flussi pi( regolari.$a superficie della banderuola variabile# per suole costruirsi con un ampiezza variabile dal 2 al8F dell&area esplorata dall&elica.

Pi( la banderuola piccola# pi(dolci saranno i riorientamentidel mulino# ma saranno meno

precisi. ella maggior parte deicasi si preferisce progettarla inmodo che il profilo del mulinorisulti bello e gracile.-utte le banderuole devonoessere montate in modo da nonessere collegate in manieratroppo rigida allo scheletro delmulino. evono piuttosto

godere di una certa mobilit che impedisca l&orientamento brusco al momento delle raffiche che

sono molto pericolose per l&elica. Il tutto deve essere montato su molle elastiche cos> comeriportato nel paragrafo 'isorientazione manuale' nel capitolo '5istemi di regolazione'# !uestoaccorgimento allungher di molto la vita del mulino.Il peso della banderuola deve essere sufficiente a controbilanciare il peso dell&elica e del corpo delmulino sull&asse verticale di fissaggio. $a banderuola deve avere tutti gli angoli ben arrotondati

per non attrarre fulmini.-utti i mulini ad asse orizzontale hanno bisogno di regolazione di velocit di rotazione per evitareche si rompano con venti forti +v. '5istemi di regolazione',.

Scelta della macchina

$a macchina deve coprire le nostre necessit di consumo previste con una certa comodit# cherenda possibili futuri aumenti di consumo# o minori rendimenti di produzione.&altro canto deve adattarsi al tipo di lavoro che vogliamo realizzare +molire# generare#

pompare..., e comun!ue deve essere alla nostra portata di costruttori. 5e p. es. siamo abili nellavorare il legno# possiamo orientarci vestro la costruzione di un&elica aerodinamica. Cos># se lesaldature sono il nostro forte# l&elica multipala ci verr pi( facile. 6gnuno deve capire !ual&l&accoppiata vincente.

Dimensioni del mulino

"uando vogliamo costruire un mulino per la produzione di energia elettrica dobbiamoinnanzitutto conoscere il consumo previsto +v. 'Calcolo delle necessit',. "uesti calcoli devono

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essere eseguiti considerando tutti i consumi massimi# pi( !ualcos&altro# perch il mulino non siamai sottodimensionato.6ltre al consumo previsto necessario conoscere# sia pur in maniera approssimata il regime deiventi che insiste nella nostra zona e la loro velocit media. Ci si consegue consultando i dati del5ervizio 1eteorologico azionale ovvero collocando un semplice anemometro sul posto.

%& conveniente disporre dei dati relativi

all&ultimo anno# almeno per conoscere lavelocit media# la velocit massima# i periodi dicalma etc. el capitolo '@nemometro' si puapprendere a fabbricare e calibrare anemometriche servono per conoscere la velocit istantaneae la media# oltre che la direzione del vento.In tutti i modi# si potr osservare che vi sonomolte ore di vento leggero +?D? =m/h, e menodi vento moderato o forte +09 a 89 =m/h,.5e vogliamo che la nostra macchina

somministri abbondante energia# dobbiamosfruttare !uesto vento leggero. on importaassolutamente trascurare il vento forte perchsoffia solo per poche ore all&anno. %& un vento

pi( energetico# ma pure pi( sporco eturbolento.In !uesta maniera la macchina risulter

possedere poca potenza nominale# per sullungo periodo produrr molta energia. )na macchina che sfrutti anche il vento leggero avr ungeneratore di poca potenza# le perdite lungo i cavi saranno ridotte e la carica delle batterie avverr

in ottime condizioni.5e# al contrario# il nostro congegno comincer agenerare solo a partire da venti moderati +fra gli? e i 08 =m/h,# lascer passare con pena e senzagloria tutto il vento di velocit inferiore# lacarica si produrr in mediocri condizioni a'strattoni'# in maniera discontinua e solo con iventi pi( turbolenti. 5e non siamo in presenza diun posto iperventilato# alla fina dell&anno i =G

prodotti saranno davvero pochi.

%& chiaro che per sfruttare dei venti pi( leggeril&elica deve possedere un diametro maggiore#

meno veloce# si utilizzano maggiori moltiplicazioni di velocit e c& bisogno di un sistema diregolazione efficace che protegga l&elica dai venti molto forti +superiori a 49 D 89 =m/h, ma tuttoci non costituisce un problema# come vedremo pi( avanti.&altro canto !uanto meno vento necessario a generate# minore sar il volume di batterie di cuiavremo bisogno# e !uesto un fattore molto importante giacch sono le componenti pi( costosedell&intero sistema di generazione autocostruito. -utto !uesto appare riassunto nel grafico acontinuazione

5e disponiamo di un generatore da 999 G e la velocit media che abbiamo di 4 m/s +4#4=m/h, otterremo una differente !uantit di energia a seconda della macchina che lo intercetter. @

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partire dal grafico# con velocitmedia di 4 m/s ed un generatoreda 999 G otteniamo la tavolaseguente:

%5%1PI6:VELOCITMEDIAANNUA: 4 m/sPOTENANOMINALE: !""" #

Cio con uno stesso generatore posto su differenti tipi di mulino otterremo !uantit moltodifferenti di energia: cin!ue volte di pi( con il congegno da 8 m/s di velocit nominale# rispettoalla produzione del congegno da m/s. Per !uesto motivo l&energia ottenuta con un

aerogeneratore di 099 G che abbia una velocit nominale di 8 m/s +4 m ,# sar uguale a !uellaottenuta con !uello da 999 G e velocit nominale di m/s +0#4 m ,# con la differenza che nel

primo caso avremo bisogno di un minor numero di batterie e la carica verr realizzata in miglioricondizioni.$e velocit nominali dei mulini si scelgono solitamente a partire dal regime di vento di cui sidispone# cos> come indicato dalla tavola a continuazione.

VELOCITMEDIAANNUALEM/$%PE&PA$$A&EA'M/HMOLTIPLICA&EPE&()*+

VELOCITNOMINALE VELOCITDIINIIOCA&ICA

VELOCITDI,E&MATA

venti deboli - . () . * !) . -) !-venti medi () . 0 . 1 -) . () !venti forti . 0 2 . !! () . -"venti violenti 7 - 11 !- . ! * . 0 ("

-utti i mulini di !uesto libro sono stati disegnati per venti medi# per via della loro abbondanza#!uindi la loro velocit nominale sar da E a ? m/s.-anto importante la velocit nominale come !uella di inizioDcarica# giacch un mulino che ci dia99 G a E m/s# ma cominci a girare solo a 8 m/s ci dar meno energia che se cominciasse a girarea 0#8 m/s.@bbiamo costruito la prossima tavola per determinare il diametro che deve avere il nostro mulino

a partire dalla velocit media +mensile o annuale, e le necessit energetiche di un mese. I datiprovengono dai fabbricanti di mulini e dalla nostra esperienza personale possono !uindi variare di!ualcosa a seconda del posto e del regime dei venti.

VELOCITNOMINALEDEL

MULINO

P&ODUIONEANNUA

%'3/+!! 1""2 !""0 -2"" 4!""

;


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Potenzanominale delgeneratore+G, a E m/s

Produzione mensile =G/h a seconda della velocit mediamensile m/s

( 4 *

iametrodell&elica

multipala e apale vuote

iametroelica

aerodinamica

diametro elicatradizionale a

vele di tela

*" 2 !- !* -- !)1" !)0"!"" !* -- (" (* -)!" -

-"" (- 44 *" 04 -)" -)-"("" 41 ** 2" !!" -)1" -)*"4"" *4 11 !-" !4* ()*" ()"""" 1" !!" !" !1" 4)"" ()*" 4)""0"" !!- !" -4" - 4)" 4)-" )""

!""" !*" --" ("" (0" )"" *)""-""" (-" 44" *"" 04" *)1" 1)""(""" 41" **" 2" !!" 0)" !")""4""" *4" 2"" !("" !"" 2 !-)""

5e il mulino ci d poca potenza !uando la velocit del vento sale sopra a !uella nominale#otterremo una produzione supplementare per nulla disprezzabile in periodi di vento forte +unmulino da 99 G a E m/s ci d 099 G a H m/s,. Per ottenere il diametro necessario con velocitnominali del mulino diverseda E m/s# interpolare i dati del grafico ?; a e consultare la tavolacorrispondente al tipo di elica.

Ener5i6 del 7ento

$&energia che il vento possiede energia cinetica# dovuta ad una massa d&aria in movimento:

E89 !/- m 7-

dove m la massa dell&aria +=g, e 7 lavelocit istantanea del vento +metri/secondo,.$&energia teoricamente recuperabile per unit ditempo e !uindi la potenza teorica in Gatts sar il

prodotto della seguente formula fondamentale:

Pt 9 !/- A 7 7- 9 !/- A 7( 9 ")*-A 7(

l6 densit; dell


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"uesta la potenza che otterremmo con un aerogeneratore dal rendimento del 99F rispetto almassimo teorico di 3etz. %& chiaro che non esiste una macchina capace di !uesto rendimento# percui dobbiamo aggravare la formula con un coefficiente di rendimento Crper conoscere la potenzautile che potremo ricavare dal mulino:

")*- A 7( Cr

Il coefficiente Crdipende dal tipo di mulino che sceglieremo ed anche dalla nostra abilit dicostruttori. i valori tipici di Cr sono !uelli che appaiono nella tabella

Ti>o di mulino 8oe??i8iente direndimento

Cr

?6ttore di 7elo8it;di >unt6

u/7

Osser76zioni

asseverticale

P@%16@ 9# 9#8 $ento# molta potenza di coppia

asseorizzontal

e

1)$I6CR%-%5% 9#2 lento grande coppia# buon rendimento#

non automatizzabile%$IC@1)$-IP@$@ 9#2 $ento# grande coppia# buonrendimento# resistente

1)$I6-R@II6@$%

9#2 0 elocit e coppia medi# buonrendimento e forza motrice

%$IC@@%R6I@1IC@

9#48 ;D? 1olta velocit e rendimento# pocacoppia

%$IC@@P@$%)6-%

9#2 D4 @deguato per lavorare di spalle alvento

%$%I-%$@ 9#2 2D4 Aacile da realizzare per grandi eliche

)n&altra caratteristicaimportante nelle eliche ilfattore di velocit di puntau/v. "uesto numerorelaziona la velocit della

punta o estremo dell&elicacon !uella del vento. Peresempio se la punta di una

pala va a ;9 m/s e !uella delvento in !uel momento di

9 m/su/7 9 *"/!" 9 *"uanto maggiore !uestofattore# pi( rapidamente giral&elica# !uanto minore# tanto

pi( lenta. "uesto fattoreserve a calcolare la velocitdi rotazione di un&elica infunzione della velocit delvento e del suo diametro:

r>m 9 !2 7 %u/7+/Dv: velocit del vento in m/s

?


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u/v: fattore di velocit di punta: diametro dell&elica in metri

ella grafica appare anche il fattore di velocit di punta di ogni tipo di rotore.In essa appaiono !ueste due variabili in relazione per ogni tipo di rotore utilizzato. Con !uestografico possiamo capire come si comporta ogni tipo# giacch appare anche il coefficiente della

coppia. "uanto maggiore la coppia maggiore la capacit di partire e girare. Cos> possiamonotare l&alta coppia di partenza del multipala e la poca coppia di partenza dell&elica aerodinamica.elle pagine seguenti verranno trattate con attenzione i tre tipi di eliche pi( utilizzati: multipala#aerodinamica e tradizionale# coi dettagli per la costruzione e le caratteristiche di cadauna.

Eli86 multi>6l6

%& il tipo di elica che tutti abbiamo visto nei film del far Gest ed montata su tutti i muliniamericani per il pompaggio.

"uesta elica formata da una circonferenza di ferro che sopporta da ? a 2; palette metalliche chericoprono tutto il cerchio.5ono eliche che non presentano grossi problemi di costruzione neppure per i meno esperti. $aloro costruzione richiede s> un certo lavoro e una discreta pazienza per sistemare tutt le palette alloro posto."ueste eliche non si lanciano a grandi velocit per cui non richiedono complicati sistemi diregolazione +basta il disorientamento automatico, eppure necessitano di un&e!uilibratura di gran

precisione . 5ono resistenti e tengono bene agli impatti del vento. Janno un buon rendimento+Cr79#2, ed una coppia di avvio molto alta che le permette di girare anche con le brezze pi(leggere.

$&elica multipala tipica dei mulinida pompa ed adeguata anche allaproduzione di energia elettrica seaccoppiata ad una buona scatola dimoltiplicazione che muover senzasforzo. "uest&elica risulta moltocarina e contribuisce a dareun&immagine ecologica del

paesaggio.Con !uesto tipo di elica possiamo

ottenere differenti velocit dirotazione con un minimo diametroe minima velocit del vento# ci

significa che possibile variare il fattore di velocit u/v. -utto dipende dall&inclinazione chevogliamo dare alle palette. 5e le incliniamo abbastanza# allora andr lentamente +fattore u/v 7 9#8a 9#E8, con una gran coppia di avvio. "uesto importante nei mulini per pompaggio fino a 2 m che azionano direttamente la pompa. 1a possiamo inclinarle poco# in modo da ottenere velocitmaggiori +fattore u/v 7 #8 a 0,# molto utili in caso vogliamo produrre elettricit# diminuendo lamoltiplicazione che comun!ue necessaria.In ambo i casi le palette devono essere pi( inclinate nella loro estremit inferiore +!uella verso il

centro, che non in !uella esterna. Possiamo vederlo in maniera pi( dettagliata nel disegno# nel!uale appaiono le inclinazioni rispetto al cerchio esterno e a !uello interno# relativamente alledifferenti velocit che vogliamo dare alla nostra elica.

H


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I raggi dell&elica si costruiscono con uno scatolare di ferro a sezione !uadrata uniti mediante uncerchio di ruota a formare due anelli# uno pi( grande e l&altro piccolo sui !uali posizionare le

palette. "ueste ultime sono tenute da liste di ferro saldate agli anelliConviene fare le palette di lamiera di ferro galvanizzata anche se pu essere uzato lo zinco#l&alluminio# ovvero la lamiera non galvanizzata che dovr essere pitturata.5e si tratta di un mulino per pompaggio# utilizzeremo necessariamente la lamiera in ferro# per il

suo peso e la conseguente inerzia# tanto necessaria per !uesto compito.$e misure delle palette di lamiera differiscono caso per caso ma dobbiamo aver cura di ritagliarlein modo da non sprecare lamiera ed il cerchio resti pi( o meno coperto da esse.3isogna fare attenzione a non lasciare spigoli vivi n sulle palette n sulla banderuola# tuttidevono essere arrotondati per evitare che il nostro mulino attragga i fulmini# con le conseguenzeche si possono immaginare.In !uesto tipo di mulini molto importante la rigidit che viene conferita loro dal bompresso +un

prolungamento dell&asse dell&elica a forma di palo, e dal fil di ferro. "uest&ultimo pu esseresostituito da barrette o fascette# ma solitamente non necessaria tanta rigidezza.Pu anche essere costruita un&elica multipala priva di anelli# collocando una paletta su ogni

raggio# in modo che abbia da ; a 0 raggi. $&insieme si irrigigisce con fil di ferro o laminametallica# come la multipala normale# ma# in pi( gli estremi dei raggi vengono uniti tra loro condel fil di ferro.

Il diametro massimo autocostruibile siaggira intorno ai 4#8 m # che sar diun&elica molto pesante e potente# mentre ilminimo di 9#8 m +elica di ventilatore,.

ella tabella possiamo trovare le potenzerelative ad eliche multipala con fattore u/v7 .5emcostruiamo un&elica con fattore u/v 7 0

per generare elettricit# moltiplicheremo ilnumero di giri indicato nella tavola per 0 ecos> con tutti gli altri fattori di velocit dei

punta. $a potenza dell&elica la stessa.%$6CI-K%$%-6m/s* Lm/h

iametro m. 0#0 m/s? Lm/h

4#4 m/s; Lm/h

;#; m/s04 Lm/h

?#? m/s20 Lm/h

# m/s49 Lm/h

9#; 9#4 GE9 rpm

2#08 G49 rpm

9#4 G09 rpm

08G0?9 rpm

4; G28 rpm

#0 #2 G28 rpm

0 GE9 rpm

49 G98 rpm

H; G49 rpm

H8 GE8 rpm

#? 2#08 G02 rpm

0E G4; rpm

H9 G;H rpm

00; GH0 rpm

408 G8 rpm

0#4 ;#8 GE rpm

4? G28 rpm

E9 G80 rpm

2H8 GE9 rpm

E;8 G?E rpm

2 H G4 rpm

E? G0? rpm

0;9 G40 rpm

;E G8; rpm

099 GE9 rpm

2#; 2 G rpm

9 G02 rpm

28 G28 rpm

??4 G4E rpm

E29 G8? rpm

4#0 H G9 rpm

89 G09 rpm

4E? G29 rpm

099 G49 rpm

02;9 G89 rpm

+Crdell&elica 7 9#2 con moltiplicazione al generatore 7 9#;8 ,9#0


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3isogna tenere in conto che un&elica di !uesto tipo pu raggiungere velocit di punta fra i 89 e i099 =m/h# e# a !uesta velocit# un chilogrammo situato sulla punta esercita una forza centrifugadi ;; =p per un&elica di 0 m . Aortunatamente un&elica di 0 m pesa solo un paio di chili# e la

sua estremit molto leggera. Per !uesto motivo bisogna montare !ualche sistema di regolazionecome !uelli descritti pi( avanti# per evitare il fuorigiri +u/v maggiore di 0,.

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SVILUPPO DI UN PROFILO LARGO


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)n altro svantaggio di !ueste eliche la bassa coppia di partenza che hanno da ferme.ell&assemblaggio di elche aerodinamiche importantissimo evitare !ualsiasi tipo di resistenza alloro avvio. $e eliche tripala possiedono una coppia appena maggiore di !uelle bipala# come pure

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una maggiore stabilit durante il riorientamento del mulino# che# nelle bipala pu produrre dellevibrazioni molto intense e pericolose. $e tripala sono molto pi( stabili.$a casistica di rottura di un&elica aerodinamica# tanto in congegni autocostruiti che in apparaticommerciali abbondante# e comun!ue tale da consigliarci di adottare tutte le precauzioninecessarie. )n asse malsicuro# debole o la mancanza di e!uilibratura possono determinare larottura di un mulino.

In tutti i modi# esistonomigliaia di molini dotati dieliche di !uesto tipo# conmigliaia di ore difunzionamento sulle spalle#si tratta solo di fare le cosecon tutti i crismi.

on bisogna credere chefabbricare un&elicaaerodinamica sia un lavoro

di precisione millimetrica#possono darsi piccoledifferenze di spessore#larghezza o forma del

profilo fra le pale# ma sel&elica sar ben e!uilibratafunzioner bene.

Ara i materiali pi( adeguati per la fabbricazione di eliche a livello artigianale ci sono il legno e lafibra di vetro# entrambi leggeri e resistenti alla fatica. Proponiamo delle eliche in legno perch un materiale di facile reperimento e di comune lavorazione. Perch duri nel tempo deve essere

verniciata adeguatamente e con molta attenzione# applicando varie mani# le prime pi( diluite#perch penetrino a fondo# le ultime senza diluente. Prima di applicare la prima mano convieneinumidire l&elica con una spugna e lasciarla seccare per passarvi sopra la lana d&acciaio edeliminare il pelo del legno# come fanno i mobilieri. 6gni anno bisogna riverniciarla# avendo curadi insistere sul taglio e sulla punta# che sono le parti maggiormente esposte all&erosione. 5iraccomanda caldamente di utilizzare vernici di ottima !ualit# per esterni o per imbarcazioni. isono molti fabbricanti di aerogeneratori che utilizzano eliche in legno + %lectroNm3h#@eroPoGerOacobs# 5encenbaugh# inco# Nemz..., Per diametri fino 9 D 4 metri.I legni maggiormente utilizzati sono l&abete# il cedro e il pino# ma pu essere usato anche il rovereamericano# il frassino# il noce etc. Innanzitutto il legno non deve contenere nodi e deve essere

davvetro stagionato. Per costruire eliche aerodinamiche basta seguire le varie misure di sviluppolongitudinale e lavorare tanto di raspa# pialla e carta vetrata. urante le fasi di realizzazione

bisogna costantemente comprovare la regolarit della faccia piana con una buona riga. Il bordo diattacco +!uello che fende il vento, deve essere arrotondato. 5tesso discorso per il bordo d&uscita#che non deve assomigliare alla lama di un coltello# perch si debilita# meglio lasciarlo benarrotondato.iamo due sviluppi dell&elica: uno pi( stilizzato +sviluppo stretto,# che funzioner bene acondizione che la partenza del mulino sia molto dolce# ed un altro profilo un p pi( spesso+sviluppo largo,# pi( solidi e con una maggiore coppia di partenza# un po& pi( pesante +mulinosoggetto a sforzi maggiori, @mbi hanno un rendimento molto buoni ed un fattore u/v compreso

fra 8 e H +normalmente ;,.$e basi delle pale devono essere strette entro due lamiere ben forti# mediante viti di diametro fra i9 e i 0 mm e bisogna avere molta cura nel disporle in perfetta simmetria ed e!uilibratura.

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"uando l&elica +di !ualsiasi tipo essa sia, viene collocata sul mulino# bisogna porre la massimacura nel far s> che giri su un asse perfettamente perpendicolare a !uello dell&asse. @l contrariosorgeranno molte vibrazioni# perch essa tender a disporsi su !uesto piano.

ella tabella seguente sono riportate la potenza ed il numero di giri di eliche aerodinamiche didiversi diametri# secondo la velocit dei venti.

DIAMET&O VELOCITDELVENTO0#0 m/s? =m/h

4#4 m/s; =m/h

;#; m/s04 =m/h

?#? m/s20 =m/h

# m/s49 =m/h

#0 0 G0 rpm

H G400 rpm

;4 G;22 rpm

89 G?44 rpm

299 G988 rpm

#? 8 G49 rpm

40 G0? rpm

49 G400 rpm

249 G8;0 rpm

;;9 GE92 rpm

0#4 9 G98 rpm

E8 G0 rpm

0;9 G2; rpm

;9 G400 rpm

?9 G80E rpm

2 8 G

?4 rpm

09 G

;0 rpm

499 G

082 rpm

H89 G

22? rpm

?49 G

400 rpm2#; 0 G

E9 rpmE9 G

49 rpm849 G

0 rpm2;9 G0? rpm

0;99 G28 rpm

4#0 0H G;9 rpm

029 G09 rpm

E28 G?9 rpm

?89 G04 rpm

2;29 G299 rpm

4#? 49 G80 rpm

299 G98 rpm

94; G8? rpm

0449 G0 rpm

4E49 G0;2 rpm

8#4 8 G4E rpm

2E8 GH4 rpm

209 G49 rpm

29;9 G?E rpm

;999 G024 rpm

; ;9 G

40 rpm

4E8 G

?4 rpm

;99 G

0; rpm

2;99 G

;? rpm

E2;9 G

0 rpm;#; E2 G

2? rpm8?9 GE; rpm

H49 G8 rpm

4289 G42 rpm

?H99 GH rpm

E#0 ?; G28 rpm

;?8 GE9 rpm

029998 rpm

8?9 G49 rpm

9 ;89 GE8 rpm

+Crdell&elica 7 9#9#48 con moltiplicazione applicata al generatore 7 9#;8 ,9#0u/v 7 ;

5in dal principio della costruzione delle pale fino alla loro istallazione definitiva bisogna ricercare unabuona e!uilibratura# che dar luogo ad un perfetto funzionamento dell&aerogeneratore. 5i raccomandano

dun!ue i seguenti accorgimenti:. %!uilibrare le pale due alla volta su una bilancia statica# effettuando l&operazione ad ogni fase della

costruzione# anche dopo la verniciatura0. Collocare le pale alla medesima distanza# misurando la distanza tra le punte e verificando che

siano assolutamente identiche.2. @nche la distanza dal centro deve essere uguale.4. $e pale devono ruotare su un piano perfetto. $o si comprova in officina montando l&elica sul suo

asse# facendola girare lentamente e verificando che le punte passino alla medesima distanza da unlistello di riferimento.

8. "uando tutto sia pronto# e si lasci girare l&elica liberamente# !uesta deve potersi fermare in!ualsiasi posizione. 5e l&elica tende a fermarsi verso un punto bisogner cercare di correggere!uesto difetto con piccoli piombini aggiunti alle viti di fissaggio dell&elica.

E


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Note importanti:

L'aerogeneratore deve possedere un sistema di disorientamento manuale e automatico perasse dislocato.

Le punte dell'elica devono passare ad almeno 20 cm. di distanza dal palo o dai tiranti.

Eli86 tr6dizion6le

%& !uella che tutti abbiamo visto# se non altro in foto# in tutti i molini della 1ancha o dell& 6landa.onostante gli anni +secoli, !ueste eliche sono ancora funzionanti e non bisogna sottovalutarlesemplicemente perch vecchie. 5ono eliche davvero molto forti# adatte soprattutto ai lavori meccanici. I casi di rottura delle pale sono molto pi( fre!uenti nei 'moderni generatori dioggigiorno.Il rendimento energetico +Cr 7 9#2, di !ualcosina inferiore all&elica aerodinamica# ma bastaampliare appena il diametro per ottenere la stessa energia. Per ottenere la stessa potenza ildiametro deve essere #0 volte !uello di un&elica aerodinamica.$&elica tradizionale relativamente lenta +fattore di velocit di punta u/v 7 0, ma comun!ue pi(veloce di una multipala. "uesto tipo d&elica raggiunse un grande sviluppo in 6landa# dovearrivarono a costruire mulini di oltre 08 m e pi( di 89 C.$e pale possono essere costruite in legno e tela restando fedeli al disegno originale ovvero con

tubi o profilati vuoti saldati tra loro per lo scheletro e laminato in fibra di vetro per le vele.

DIAMET&O VELOCITDELVENTO

?


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0#0 m/s? =m/h

4#4 m/s; =m/h

;#; m/s04 =m/h

?#? m/s20 =m/h

# m/s49 =m/h

4 4 G0 rpm

49 G40 rpm

489 G;2 rpm

99 G?4 rpm

0099 G98 rpm

8 02 GE rpm

009 G22 rpm

E89 G89 rpm

E;9 G;E rpm

2809 G?2 rpm

; 20 G4 rpm

29 G0? rpm

989 G4 rpm

04;8 G8; rpm

4H29 GE9 rpm

? 8? G9 rpm

889 G0 rpm

?E8 G2 rpm

4499 G40 rpm

??99 G80 rpm

9 H9 G? rpm

?;9 GE rpm

0H08 G08 rpm

;?;9 G22 rpm

4999 G40 rpm

0 20 GE rpm

089 G4 rpm

4049 G0 rpm

HH89 G0? rpm

09999 G28 rpm

+Crdell&elica 7 9#2 con moltiplicazione applicata al generatore 7 9#;8 ,9#0u/v 7 0In ogni caso conviene sempre che l&elica abbia un diametro maggiore di 4 m# perch la rotazionesia calma e piena di dignit. 5iamo di fronte ad un&elica specialmente indicata per i nostalgici e gliamanti dei valori duraturi.$a costruzione risulta semplice# ma non dobbiamo perdere di vista le graziose curvature prodottedalla vela lungo la barra. @nche se la maggior parte di !ueste eliche non portava un bompresso#conviene sempre montarlo a scanso di e!uivoci sulla durevolezza e la resistenza di !uestimeravigliosi mulini.

H


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Eli86 6 >6le 7uote

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5i tratta di una variante dell&elica aerodinamica# realizzata in lamiera invece che in legno. 5onofacili da fare in !ualsiasi autocarrozzeria di paese# pur richiedendo le stesse precauzioni die!uilibratura delle eliche aerodinaDmiche.Possiedono la virt( di poter essere usate di spalle al vento# giacch# essendo vuote# nonnecessitano di altri sistemi di regolazione. Prendendo velocit centrifugano l&aria al loro interno e!uesto produce delle forze frenanti che evitano i fuorigiri distruttivi.

5i costruiscono partendo da tubi idraulici galvanizzati# ricoperti di lamiera sottile# anch&essagalvanizzata# che viene fissata con rivetti d&acciaio# perch !uelli d&alluminio si spezzerebberodopo un po&.@ livello di rendimento possono essere e!uiparate alle multipala# ma con un fattore u/ regolabileda a 8# variando l&angolo d&incidenza a volont.Per calcolarne la potenza possiamo usare la tabella delle multipala e se vogliamo sapere il numerodi giri +rpm, bisogna moltiplicare il numero di giri per il fattore u/v che intendiamo scegliere.$a cosa normale che lavori ad un u/v da 2 a 4# ma se vogliamo utilizzarla su un mulino di

pompaggio bisogna lasciare un&angolo di incidenza maggiore ed un fattore u/v 7.Praticamente pu essere usata per !ualun!ue mulino presentato in !uesto libro# tanto risulta

adattabile.Con u/v da 2 a 4 meglio pensare ad una tripala# mentre# con u/v da a 0 possono essere usate da; a ? pale

0


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Eli86 d6lle 7ele in tel6

00


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@nni fa# nell9universit di Princeton# fu sviluppato un tipo di elica che funziona comeun&aerodinamica# ma la sua costruzione possiede una certa somiglianza con !uella cretese convele di tela. Il fattore u/v da 2 a 8 e dipende dall&angolo d&incidenza. Il rendimento pu essere

paragonato sia ad una multipala che ad un&elica tradizionale +Cr 99#2,Il vento spinge la tela formando un profilo aerodinamico molto efficace. $a sua costruzione molto semplice ed adatta a mulini di pi( di 2 metri di diametro# ne abbiamo costruiti fino a 0metri di diametro.Conviene fissare la tela in modo tale da poter variare l&angolo d&incidenza# per raggiungerel&optimum in ogni caso o in funzione della coppia di partenza e della velocit di rotazionerichiesta.

ormalmente !ueste eliche vengono collocate di spalle al vento con un sistema di abbattimentodel tipo descritto nel capitolo '5upergeneratore'.Pu anche utilizzarsi il sistema di disolrientamento automatico per asse dislocato.Il bordo di attacco della tela un tubo metallico e la tela va come una federa tra il tubo ed il bordod&uscita. $a forma del bordo d&uscita dell&aria deve essere una curva# perch tutta la tela simantenga ben tesa# la curva ideale la catenaria# ma la cosa non fondamentale.5i utilizzano tubi galvanizzati e tela plastificata di camion# che resiste alle intemperie. %&importante tendere ben bene il bordo d&uscita perch la vela resti tesa# ma non eccessivamente.%& chiaro che la vela dovr essere preparata da un artigiano che realizza coperture per camion conl&aiuto dei disegni appresso riportati.%& conveniente unire al bordo d&uscita una buona cinghia in nQlon che superi in lunghezza la veladi almeno 89D;9 cm da ogni lato in modo da poter essere legata al supporto ed eventualmentetirata per tendere la vela.$e eliche di !uesto tipo sono belle# leggere e di semplice realizzazioneanche per grandi dimensioni. Il sistema di fissaggio dei raggi simile a !uella a 'pale vuote'# colmedesimo angolo se si decide di porla spalle al vento. Per !ueste eliche non sono raccomandabilisistemi a passo variabile# bisogna sincronizzare le pale perfettamente e risulta complicato. eidisegni sono riscontrabili tutti i dettagli di costruzione# mentre# per la tavola delle potenzesviluppate pu essere consultata la tabella dell&elica 'a pale vuote'

02


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%& importante comprendere bene !uesto capitolo per procedere al disegno ed alla costruzione delnostro mulino. 3isogna sottolineare che nei disegni inerenti ad ogni mulino stato omesso ilcalcolo delle mioltiplicazioni e ci dovuto principalmente ad alcuni fattori: iametro del mulino Aattore di velocit della punta u/v

elocit nominale del vento Caratteristiche del generatore scelto: rpm di inizio carica# rpm di potenza nominale.Cada mulino differente dagli altri e abbisogna di calcoli specifici. @ prescindere dalle tantevariabili che possono intervenire# tuttavia il calcolo molto semplice# basta procedere con ordine:

. mediante la tabella n ?? conosciamo il diametro del mulino partendo dal nostro consumo#e dalla velocit media del vento nella nostra zona.

0. -roviamo il diametro che ci interessa +o similare, nella tabella corrispondente al tipo dielica scelto +1ultipala# aerodinamica o tradizionale,

2. isegnamo un prospettino coi dati che figurano inseriti nella fila corrispondente aldiametro scelto.

4. eterminiamo la produzione del nostro generatoresu un banco di prova8. erifichiamo la velocit di rotazione dell&elica per la velocit nominale /E m/s si legga ;m/s, edeterminiamo i giri necessari al generatore da noi scelto per erogare la potenzanominale +dai dati del banco di prova,

;.rpm generat. per produz. nominale

1oltiplicazione 7 DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD

rpm elica per produz nominale

E. isegnamo un prospetto di produzione del generatore raccordato ai giri dell&elicasovrapponendolo al prospetto indicato nel n 2. 5e la linea riferita al generatore coincide osi mantiene sotto a !uelladell&elica tutto va bene.5e# al contrario la lineariferita al generatoreinvade !uella dell&elica#esigendo pi( potenza di!uella che l&elica pudare# allora dobbiamoritoccare il mulinoaumentando il diametro#soprattutto se si tratta diun&elica aerodinamica.

Per chiarire !uanto detto# diamoun esempio pratico. 5e il nostroconsumo mensile stimato di29 =G/h e la velocit media delvento nella nostra zona di 4m/s# consultiamo la tabella etroviamo che la potenzanominale del generatoredev&essere di 099 G. $&elica aerodinamica dovr avere 0#0 m e il mulino produrr 44 =G.h al

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mese. 5e il generatore consiste in una dinamo che eroga 099 G a 899 rpm# con inizioDcarica a?99 rpm# la moltiplicazione necessaria sar:

!""/(!* 9 4)0

Posto che il prospetto della potenza dell&elica supera ampiamente !uella del generatore# possiamo

costruire un&elica di 0#0 m .5e accoppiamo al nostro aerogeneratore un alternatore d&auto tipico# con inizio carica a 99 rpmed erogher 099 G a 0999 rpm# la moltiplicazione sar: -"""/(!* 9 *)(

el prospetto# la linea dell&alternatore invade una piccola zona dell&elica da 0#4 m !uando lavelocit del vento pi( o meno di ; =m/h# per cui non dobbiamo montare un&elica di diametroinferiore ai 0#4 m .

elle eliche aerodinamiche sononecessari degli aggiustamenti#entro un certo margine. "uesteeliche non hanno mai unavelocit di rotazione fissa. Conun vento di velocit determinatala sua resa dipende dallo sforzodi carica e dalla perfezione concui stata fabbricata. Il fattoredi velocit di punta u/v puoscillare fra 4 e H senza

problemi# adattandosi allosforzo richiesto dal generatorein ogni momento. $&unico

problema dell&elicaaerodinamica costituito dal

pericolo di non poter entrare inregime aerodinamico a causa

dello sforzo di carica richiesto in !uel momento dal generatore. In !uesto caso invece di ridurre lamoltiplicazione# meglio alimentare di meno l&intensit di eccitazione del generatore intercalandouna lampadina fra il morsetto positivo e l&eccitazione del generatore per elevare un poco il regimedi giri di carica +v. 'Regolatore del regime di giri,In eliche multipala non necessaria tanta sofisticazione# posto che# se abbiamo esagerato un po&nella moltiplicazione# l&elica andr un po& pi( piano # con pi( forza +coppia, e senza problemi.

$istemi di re5ol6zione

-utti i mulini a vento# anche i pi( piccoli# devono prevedere un sistema di regolazione che loprotegga dall&eccesso di velocit dei venti# o che permettano un loro bloccaggio per un !ualsiasimotivo.)n mulino senza nessun tipo di regolazione molto probabile che si rompa durante il primotemporale: %55)@ R%N6$@I6% 7 I5-R)I6%.

Disorient6mento

0;


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Il sistema di regolazione pi( semplice e forse pi( efficace il cosiddetto disorientamento# checonsiste nel ruotare il piano dell&elica fino a collocarlo parallelo alla banderuola e# pertanto#

parallelo alla direzione del vento# di modo che il vento passi di lato senza sollecitare l&elica."uesto movimento pu essere ottenuto sia manualmente che automaticamente.

Disorientamento manuale

Il disorientamento manuale il miglior sistema per fermare un mulino. Possiamo vedere il mododi azionamento nel disegno seguente. $a banderuola mantiene la sua posizione originale# fermatadalle molle e 2 che le permettono la mobilit necessaria. -irando il cavo +0, l&elica si disloca in

posizione di lavoro fronte al vento. "uesto cavo porta una molla dura al suo estremo perch unavolta effettuato il disorientamento# il suo ancoraggio non sia troppo rigido# perch altrimenti# unaraffica potrebbe spezzare il cavo stesso. In mancanza di molle possiamo mettere delle catene disicurezza. In caso di rottura delle catene# delle molle o del cavo il mulino si ferma da solo. Ildisorientamento manuale deve inclinare il mulino nello stesso senso di !uello automatico.

Disorientamento automatico

0E


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$&azionamento automatico si fa in maniera molto semplice# collocando una paletta disorientatrice#o dislocando l&asse di giro dell&elica di ; D 9 cm rispetto all&asse verticale sul !uale pivota ilmulino."uest&ultimo sistema# chiamato disorientamento con asse dislocato funziona grazie alla pressionedel vento sull&elica che fa che !uest&ultima tenda a collocarsi parallela al vento !uando la velocitaumenta. "uesto sistema deve essere usato in tutti i casi in cui sia possibile usarlo# soprattutto con

eliche aerodinamiche# per evitare il fuori giri."uando# per costruzione# l&asse dell&elica riposa proprio su !uello su cui pivota il mulino#dobbiamo aggiungere una paletta disorientatrice. "uando il vento sar forte la paletta tender adisorientare tutta l&elica# riducendo la sua velocit. $a paletta deve superare la superficie esploratadall&elica e le sue dimensioni devono essere la !uarta o la !uinta parte di !uelle della banderuolavera e propria. Il disorientamento automatico deve piegare il mulino nella stessa direzione in cuilo piegherebbe il disorientamento manuale. $a calibrazione del disorientamento si fa tirando pi( omeno la molla o cambiando la distanza del braccio su cui agisce la molla. 5ono operazioni chevanno definite nella pratica.Il disorientamento automatico pu cominciare ad agire con venti di HD m/s +29 D 49 =m/h,# in

aerogeneratori con velocit nominale di E m/s# cos> che la regolazione della potenza e dei giri !uella che appare nel prospetto

Il disorientamento automatico impiegato tradizionalmente in tutti i mulini multipala dapompaggio nonch in molti aerogeneratori commercializzati con ottimi risultati ed un numerominimo di avarie. Il disorientamento suppone un cambio di piano del giro dell&elica e !uesto

produce forze giroscopiche che devono essere dolci e regolari. Perch !uesto cambio di piano sia

dolce e senza salti# l&elica# nei momenti di inerzia deve essere simmetrica rispetto a !ualun!ueasse di giro. "uesto assunto si traduce in una tendenza a scartare le eliche bipala.

Altri sistemi di regolazione%sistono freni aerodinamici# regolazione per perdita di rendimento aerodinamico# passo variabilenelle eliche# ma non sono raccomandati in !uesto libro# perch sono soliti richiedere moltatecnologia ed e!uilibratura#cose che non sono alla portata dell&autocostruttore. i rotori# n leeliche devono mai essere frenate meccanicamente.

@o88ole) ronzine) mozzi ed 6ltri >ezzi di ri8i8lo=

0?


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)no degli elementi basilari nella costruzione dei differenti mulini sono i mozzi delle ruote diautomobile. 5ono fatti per lavorare in condizioni molto dure con importanti sforzi evibrazioni.-utti i mozzi possono servire per costruire congegni. ei mulini ad asse orizzontalevengono impiegati uno come asse dell&elica e l&altro come supporto sul !uale pivota tutto ilmulino.Per l&asse verticale particolarmente indicato il mozzo anteriore della Renault 4 perch possiede

un foro centrale molto utile per permettere la discesa dei cavi ovvero per far passare il cavo didisorientamento del mulino. "uesto mozzo serve per mulini fino a 2#8 D 4 m e permette ladiscesa di corrente con facilit# tramite spazzole.Per diametri maggiori utilizzeremo il braccio di sospensione di una Citroen 0 C specialmenteindicato per mulini di grande diametro per la sua indiscutibile solidit. In pi( dootato di ungrande foro centrale che ci permette di far scendere cavi elettrici# di disorientamento etc. @nche sevanno scomparendo# tuttavia possibile trovare ancora !uesti pezzi dai grandi sfasciacarrozze#altrimenti bisogner ripiegare su mozzi montati su altre autovetture.

Dis8es6 dell6 8orrente

"uando costruiamo un mulino per produrre elettricit# necessario far scendere la correntegenerata fino alle batterie in modo che il mulino abbia libert di rotazione rispetto a tutti i venti. %&molto importante che sia cos>. 5e collochiamo un fineDcorsa per impedire che il mulino ruoticompletamente riporteremo molti problemi e sicure avarie.$a soluzione pi( semplice lasciare cadere i cavi sciolti attraverso il foro centrale del mozzo odel braccio di sospensione +0 C, e lasciare che si arrotolino e srotolino da soli. ormalmentedovrebbe funzionare bene# ma solitamente necessario sgrovigliare ogni tanto i fili.Neneralmente in !uesto foro passa anche il cavo di orientamento ed allora possono insorgere

maggiori problemi di attorcigliamento. $e migliori soluzioni adottate sono !uelle che vedremoappresso:

Discesa con le spazzole"uesto modo di far scendere la corrente viene impiegato generalmente !uando l&asse sul !uale

pivota il mulino ricavato da un mozzo anteriore di Renault 4. al mulino partono due cavi: ilpositivo e il negativo. "uindi nell&aerogeneratore vero e proprio saranno montati i diodicorrispondenti# il regolatore di voltaggio etc... Il negativo lo facciamo scendere per massa# dimodo che la corrente passi attraverso i cuscinetti# per assicurarne il flusso. Il positivo pu

procedere grazie a due sistemi# che utilizzano entrambi le spazzole del motorino di avviamento

con i loro portaspazzole originali. Sistema a cappuccio5i realizza un cappuccio di ottone magari tornito# da fissare su un isolante di plastica o Qlon Sistema a laminato5e non disponiamo di un amico tornitore# possiamo usare la lamiera +spessa almeno 0 mm,tagliata a forma di flangia e fssata con tre viti isolate. I portaspazzole vengono montati su unaghiera anch&essa isolata dalla massa.In !uesto modo il foro centrale resta libero per il passaggio del cavo di disorientamento delmulino. Il -amburo del mozzo far da ombrello lasciando asciutti i contatti. "uesto tipo di discesadella corrente specialmente indicato per mulini da 2 D 4 m .

5C%N$I@16I$65-R61)$I6

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PRI1@IC65-R)IRCII$65-R61)$I65C%N$I@16$6C6C@$1@I@CC6R6C6$%65-R%%C%55I-K%$%65-R%P655I3I$I-K

-IP6 I 1)$I6P6-%@ +G,

I@1%-R6 +m,)-I$I6 %655%R@I6I

MINIBENE&ATO&E4D; G

9#; m $avoretti manuali per le scuole recinti elettrici per

bestiame# servizio non molto pesante

MULTIPALA.MABNETO29D;9 G

#;D#? m $uce per case da fineDsettimana# manutenzionemolto limitata robusto e duraturo

MULINOPE&POMPABBIO099D999 G4#09 m

Pompaggio con portata medioDalta per usi agricolo.semplice e resistente

MULTIPALACON$CATOLADELCAM@IO

?9D289 G0D2#8 m

$uce per una casa abitata continuamente* robusto eduraturo ma un po& rumoroso

A$$EDI&ETTO99D499 G0D2 m

$uce per una casa abitata continuamente. NeneratoDre speciale# lento# molto silenzioso tecnologico

AE&OBENE&ATO&E 99D999 G0D4 m %lettricit per una casa abitata continuamente.5emplice e abbastanza silenzioso

AE&OMOTO&E899D9999 G

4D? m Aorza motrice +molire# segare# pompare, %lettricit eincluso riscaldamento. 1olto adatto per comunit.

$UPE&BENE&ATO&E999D09999 G

4D0 m %lettricit in !uantit per grandi comunit# elettricite riscaldamento per la casa.

Mini 5ener6tore

"uesto piccolo generatore capace di dare da 9#E8 a =G/h mensili +da 09 a 49 G/h al giorno,* un congegno molto semplice e pu essere costruito con poco lavoro."uesta specie di giocattolo molto adeguato per le scuole# come compito sulle energierinnovabili# sul riciclaggio etc. Cos> i ragazzi possono comprendere tutte le parti di unaerogeneratore in modo semplice e pratico.Il congegno particolarmente adatto per mantenere la carica delle batterie che alimentano i recinti

per il bestiame +fino a 8 chilometri di filo,. Cos> eviteremo il molesto lavoro di prendere eriportare le batterie per ricaricarle# ma pu anche soddisfare le austere necessit di illuminazionedi una casa di campagna."uesto aerogeneratore somministra un&energia e!uivalente a !uella erogata da un pannello

fotovoltaico dai 9 ai 8 G# con un costo infinitamente inferiore e una dipendenza nulla dallemultinazionali.

Per costruire un mini generatore utilizzeremo una forcella anteriore di bicicletta# con la ruotainclusa. $a ruota deve essere ben centrata. Ara i raggi colloceheremo nove lamine che latrasformino in un&elica multipala. )na piccola banderuola servir per orientare il congegno fronteal vento.$a banderuola non deve essere rigida e permetter il disorientamento per asse dislocato +vedi'regolazione',# !uando il vento superi i 49 =m/h.Il generatore una dinamo di bici +in realt si tratta di un generatore a magneti permanenti,.

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5ulla rotellina della dinamo aggiungeremo un tappo di gomma di 09 mm # di !uelli utilizzati

per le gambe delle sedie in ferro. "uesto tappo striscer sul copertone e bisogner cambiarlo nel

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caso si consumi. Possiamo aumentare il rendimento della dinamo accoppiando alli suoi poli uncondensatore apolare da 9 microfaradaQ. $a discesa dei cavi passa per il cavo della forcella e lacorrente si rettifica mediante un ponte di diodi per caricare batterie da ; . Il generatore puessere montato su un tubo metallico o un semplice palo alto minimo ; metri.

Multi>6l6 M65nete

1ulino ideale per case da fine settimana e per case abitate di continuo con un consumo austero+solo illuminazione,. $a produzione del mulino pu variare dai 8 ai 9 =G. al mese.%& un modello molto compatto# forte ed esente da manutenzione# specialmente indicato per esserelasciato a caricare per lunghi periodi.$a sua costruzione si basa sull&utilizzo di una scatola di cambio della Vespamunita di mozzo egeneratore. $a potenza dell&accrocchio varia tre i 29 e i ;9 G con venti di E m/s +08 =m/h,.$&inizioDcarica si produce gi con venti intorno ai 2 m/s# per cui continuer a caricare per variemigliaia di ore l&anno. Nrazie alla sua bassa potenza nominale# il caricamento delle batterie

avviene in condizioni ineguagliabili e non necessita di alcun regolatore di carica.@nche il magnete un alternatore a magneti permanenti senza spazzole. per cui# senzamanutenzione. $e bobine dell&alternatore devono essere collegate in serie e in fase +'vederemagnete di moto' in 'generatori',.$a scatola del cambio con la prima innestata ci offre la massima moltiplicazione dei giri# aseconda del modello di vespa da cui avremo ricavato il cambio# la massima moltiplicazione fra4 e 00.."uando vorremo ricavarlo ci sar bisogno di togliere il cilindro# il pistone e la biella per lasciare ilgeneratore libero. el buco lasciato dal motore metteremo un tappo di gomma per non farvientrare l&umidit. In !uesta# come in tutte le altre scatole di cambio che potremo utilizzare#

verseremo dell&olio poco viscoso 5@% 9# al fine di lubrificare perfettamente tutto.$&asse del generatore eccentrico e sar scompensato e# girando# vibrer molto. obbiamoe!uilibrare !uesta eccentricit aggiungendo un peso sul lato del generatore pi( sbilanciato. Per!uesto# basta fare un buco nel generatore ficcarci una vite e aggiungere rondelle o pezzetti di

piombo fino ad e!uilibrarlo. Per !uesta operazione bisogna utilizzare le bobine del generatore.$a migliore soluzione resta comun!ue !uella di realizzare# mediante un amico tornitore# un assenuovo. 5istemato l&asse# procederemo a motare il gruppo sopra un mozzo di R4 in modo da

permettere alla macchina di orientarsi ai !uattro venti.$&elica una multipala con piccolo angolo di incidenza +rapida, da #; a #? m +v. 'elicamultipala', e dovrebbe raggiungere i 89 rpm con venti da E m/s. $a regolazione si fa col vecchio

sistema automatico dell&asse dislocato +v.'regolazione',$a banderuola non deve essere rigida# ma articolata e bens> ammortizzata. Il mulino devecominciare a girarsi con venti superiori ai 2oD28 =m/h. $a discesa della corrente si realizzaattraverso il foro centrale del mozzo della R4 e i cavi possono arrotolarsi e srotolarsi lungo tuttal&altezza del palo. 5e ci accorgiamo che i fili sono troppo arrotolati su loro stessi# li stacchiamo# lisrotoliamo e torniamo ad attaccarli. Chi vuole# pu sempre realizzare la discesa col sistema dellespazzole.-utta la manutenzione di cui necessita il mulino# consiste ne cambiare l&olio una volta all&anno+5@% 9D09,

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Aero5ener6tore

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%lica aerodinamica ad inclinazione fissa* da 0 a 4 m con moltiplicatore.el caso fossimo decisi ad utilizzare l&elica aerodinamica !uesto il modello pi facile dacostruire. $a sua produzione potr largamente soddisfare il fabbisogno normale di una casa. %&una macchina abbastanza silenziosa ed efficace.3isogna innanzitutto tenere ben presenti le caratteristiche dell&elica aerodinamica perchcondizioner la costruzione dell&accrocchio. $&elica aerodinamica ha una bassa coppia di partenza# per cui bene evitare gli avvii lenti. $&elica aerodinamica pu produrre un fuoriDgiri con funeste conseguenze# deve sempre avere

un sistema di disorientamento automatico che ne limiti la velocit di giro. $&elica aerodinamica deve essere perfettamente centrata ed e!uilibrata in modo che non

produca vibrazioni distruttrici.)tilizzeremo due mozzi anteriori di R4# uno come asse dell&elica# e uno come asse verticale sul!uale pivota l&intero mulino. )tilizzeremo come asse dell&elica il mozzo con i cuscinetti in migliorstato. 3isogna tener presente che !uest&asse ha bisogno di un perno che passi attraverso il buco

centrale del medesimo e vada a bloccare le sue due facce# per evitare che se ne esca l&asse contutta l&elica... Per !uesto serve pezzo scanalato da ricavare dal&albero motore per infilarlo nel bucocentrale.$&altro mozzo sar l&asse verticale# supporto del mulino e lo apparecchieremo per far scendere lacorrente generata secondo le istruzioni date in 'discesa di corrente'.$&elica verr fabbricata cos> come indicato in 'elica aerodinamica'. Per !iasi tutti i modelli sar

bene disegnare e costruire un tripala a pale abbastanza larghe# per favorire una coppia maggiored&avvio# mentre# nei modelli pi grandi #oltre i 2 m si potr realizzare delle pale pi strette.

elle maggior parte dei casi baster utilizzare il tamburo del freno a m di puleggia grande# ondemoltiplicare i giri del generatore. 5e abbiamo bisogno di ulteriore moltiplicazione +v. 'calcolo di

moltiplicazione', applicheremo al generatore una puleggia pi piccola# o# meglio# applicheremouna puleggia maggiore sull&asse dell&elica. @lla bisogna possiamo servirci delle pulegge annesse aicestelli delle lavatrici...ovremo comun!ue utilizzare una cinghia trapezioidale# del modello pi stretto# tesata al minimo#

per evitare slittamenti e favorire la partenza. $e cinghie trapezioidali dentate aderiscono ancorameglio.Il generatore pu essere uno convenzionale# anche se sarebbe meglio procurarsene uno moltolento +dinamo di camion, perch la sua vita sia pi lunga e le pulegge non realizzino unamoltiplicazione eccessiva.5e ci interessa un impianto da 08 o da 009 dobbiamo utilizzare alternatori asincroni +v.'generatori',$a banderuola sar articolata per poter orientare manualmente il mulino e permettere ildisorientamento automatico per asse dislocato. Il cavo di disorientamento passa per il forocentrale del mozzo di supporto. $asse dell&elica deve essere dislocato dai 8 ai E cm dal centrodell&asse su cui pivota# cos> che il disorientamento automatico comincer con venti dai 28D49=m/h. Per !uesto importante calibrare la tensione della molla o la sua posizione sulla barra della

banderuola. "uest&ultima# lo si ricordi deve avere un&area pari al 0D4F dell&area esploratadall&elica...

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Asse diretto

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"uando si desidera possedere una macchina dalla manutenzione !uasi nulla a fronte di buoneprestazioni# priva di avarie # bisogna eliminare tutto ci che pu essere fonte di avaria o richiedamanutenzione. %liminando la moltiplicazione# abbiamo eliminato un problema. 5enza dubbio ciha# come contropartita# il fatto che dovremo cercare dei generatori molto molto lenti# checomincino a caricare gi a 89D099 rpm e che raggiungano la loro potenza nominale a 499D;99rpm.

5ono generatori molto lenti# pesanti# voluminosi e duraturi# sono le vecchie dinamo degliaerogeneratori del principio del secolo XX# sono ottime# ma portano delle spazzole che richiedonouna certa manutenzione.Per eliminare il problema delle spazzole# i migliori sono i generatori a magneti permanenti#costruiti a partire da motori trifase a induzione +v. 'generatori a magneti permanenti',.$a regolazione della velocit pi semplice resta !uella per asse dislocato# alla !uale si accoppia!uella manuale# col cavo d&acciaio# per fermarlo a volont.-utto !uesto# se viene unito ad un&elica aerodinamica costruita con attenzione e ben e!uilibrata edad un buon sistema di discesa della corrente ci regaler un mulino che ci durer per tutta la vita#con una piccolissima manutenzione. $a potenza dipender dal generatore utilizzato e dal diametro

dell&elica# ma non facile superare i 2 m # giacch l&elica sar pi lenta e non permetter che ilgeneratore cominci a caricare gi a ? D 0 =m/h come devono funzionare i buoni mulini.

Multi>6l6 8on s86tol6 di 86mio=

%lica da #? a 2#8 m 99 a 499 G a E m/s

% !uesto# un mulino che per le sue caratteristiche molto indicato per la produzione di energiaelettrica per la casa. 5icuramente il congegno pi affidabile che possiamo costruirci e che meno

problemi destinato a dare# tanto nella fase di costruzione# !uanto in !uella di manutenzione.

%& relativamente silenzioso ed ha un&immagine molto bella. 5iccome l&elica multipala lenta +89D99 rpm, avremo bisogno di moltiplicare abbastanza i giri per generare. "uesto problema sirisolve utilizzando una scatola del cambui di automobile. 5i utilizzano tutte !uelle delle auto che

portano raggruppato il motore con la trasmissione: AI@- ;99 e ?89# Renault 4# ;# ?# Citroen 0C#Qane# 5imca H99...

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Per raggiungere la moltiplicazione massima dobbiamo immobilizzare i satelliti del differenziale inmodo che la corona giri solidale all&albero motore# per farlo# occorre mettere due punti disaldatura fra i satelliti e il planetario.Per realizzare !uest&operazione suole essere necessario smontare parte della scatola. Ci pusembrare difficile# ma basta smontare i pezzi con ordine e attenzione# perch alla fine non neavanzi nessuno.

)na 5catola di cambio non n molto grande n molto pesante e ci durer tutta una vita# giacch stata realizzata per trasmettere 09 =G o pi e noi difficilmente supereremo potenze di D2 =G#

per cui girer praticamente 'a vuoto'@vendo innestato la prima marcia la scatola ci fornir una moltiplicazione da ; a 08# a secondadel modello# una moltiplicazione pi che sufficiente per la maggior parte delle dinamo lente+camion# trattore, $a dinamo viene accoppiata direttamente dove andava montata la frizione.5e la moltiplicazione si presentasse insufficiente possiamo sempre ampliarla mediantel&applicazione di una puleggia# cos> come mostrato nel disegno

Aisseremo l&elica sul cerchione della ruota della stessa auto. Per !uesto# dallo sfasciacarrozzeprenderemo sia la scatola del cambio# sia l&albero motore che il semiasse completo di mozzo e

ruota. In !uesto modo avremo a disposizione tutte le articolazioni +giunto cardanico eomocinetiche, che ci permettono di correggere anche eventuali errori di allineamento. 3isognafare attenzione a disporre la scatola del cambio in maniera tale da poter effettuare la correttalubrificazione di tutti i pezzi. %& chiaro che useremo un olio leggero 5@% 9 D 09 avendo cura dilasciare libero accesso ai fori per il cambio dell&olio# effettuandolo almeno ogni 0 anni.Costruiremo l&elica multipala con fattore di punta u/v compreso fra #8 e 0# cos> come spiegato nel

paragrafo dedicato all&elica multipala. Pertanto l&angolo di incidenza delle pale deve essere piccolo+ 8 circa, perch l&elica giri il pi veloce possibile. Calcoleremo il diametro mediante l&appositatabella# ma comun!ue non consigliabile che superi i 2#8 m .Il mulino sar dotato di sistema di disorientamento automatico con asse dislocato# ponendo l&asse

su cui gira il mulino spostato di ; D 9 centimetri rispetto all&asse sul !uale pivota il mulino stesso#e sar dotato altres> di sistema di disorientamento manuale# cos> come descritto nel paragraforelativo +'Regolazione',. @ppresso sono riportati due disegni# uno che illustra il progetto

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realizzato mediante l&uso di pezzi ricavati dalla Citroen 0C# l&altro si riferisce ad un mulinoricavato utilizzando una scatola di cambio !ualsiasi.

Primo disegno

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5i tratta di utilizzare tutto ci che di utile ci fornisce la Citroen 0 C: il braccio di sospensioneanteriore con la ruota completa di cerchione# il giunto cardanico# e la scatola del cambio. %& undisegno buono e semplice. 3isogna smontare i tamburi frenanti dalla scatola del cambio edimmobilizzare i satelliti. Poi biscogna accorciare il braccio del giunto di 8D09 cm tagliandolo etornando a saldarlo. 5i toglie il meccanismo di direzione del braccio di sospensione e sismerigliano le sporgenze dell&asse sul !uale pivota il mozzo della ruota# per far s> che la futura

elica giri in un piano verticale. Il disorientamento ad asse dislocato viene fuori per costruzione. Ildisegno chiarisce il montaggio finale del complesso.

5econdo disegno

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In !uesto caso ci si serve di una scatola di cambio !ualsiasi fra !uelle gi raccomandate. 5i trattasemplicemente di collocarla insieme alla sua ruota# mozzo e semiasse# sul mozzo anteriore diRenault 4 con discesa di corrente tramite cappuccio o ghiera# come riportato nel paragrafo relativoalla 'iscesa di Corrente'

Aeromotore

1ulino ideale per comunit che hanno bisogno di forza motrice# elettricit e inclusoriscaldamento.i sono occasioni in cui risulta molto interessante disporre di una presa di forza per segare# molireetc"uando pensiamo a potenze poco forti +da 0 a 9 =G, per macchine +seghe# piallatrici# torni#fresatrici trapani..., dobiamo scartare l&ipotesi di generare corrente per immagazzinarla in enormi

batterie ed usarla in seguito per muovere le macchine perch un&ipotesi rovinosa. "uestemacchine# a meno di non sostituirne i l motore# funzionano a corrente trifase. %& molto difficile e

catro trovare dei convertitori che trasformino la corrente continua della batteria in corrente trifasealternata con una potenza tale da muovere i motori.%& molto pi facile# pratico ed economico utilizzare IR%--@1%-% la forza del vento# senzamediazioni n perdite. In un anno vi sono molte ore di vento profittevole e non dovrebbe esseremolto difficile organizzare i lavori d&accordo con i venti della zona# come facevano i mugnai.$&istallazione pu assomigliare alle vecchie officine con le macchine mosse da cinghie collegatead un solo albero motore che arriva al mulino.

Per

!uesto tipo di applicazione ci serve un albero di trasmissione verticale che ci trasmetta la forzagenerata dal mulino e !uesto risultato si consegue impiegando dei ponti posteriori di automobile.Il ponte posteriore il sistema di propulsione tradizionale della maggior parte delle vecchie auto#ma anche di !ualche modello attuale. iene pure utilizzato da !uasi tutti i furgoni e camioncini. %&

molto robusto e possiede al suo interno ingranaggi conici elicoidali molto silenziosi chepermettono una moltiplicazione dei giri dell&elica per 4 o 8.

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Il ponte posteriore possiede un gruppo differenziale con ingranaggi# satelliti e planetari chedobbiamo immobilizzare con alcuni punti di saldatura fra gli ingranaggi +@ttenti a non rendere

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inutilizzabile n la corona n il pignone preparato gi disponiamo di buona parte del mulino. 5ulla ruota

rimasta attaccata al semiasse montiamo l&elica e l&uscita cardanica del ponte# servir a mandare laforza motrice verso il basso.I ponti convenzionali di automobili vecchie ci serviranno per diametri di elche fino a 4 metri. Perdiametri maggiori +fino a ;D? m , necessario usare il ponte di piccoli camion. Il modo pisemplice di supportare !uesti ponti di montarli sul braccio di sospensione di 0 C.$&albero motore verticale sar accoppiato al giunto cardanico del ponte in modo che passiesattamente al centro del buco del braccio delle sospensioni.$&elica pu essere multipala con un angolo di incidenza medio +vedi 'eliche a pale vuote o di tela,ovvero pu essere del tipo montato sugli autentici mulini a vento# a !uattro bracci +v. 'elicatradizionale',. $e eliche aerodinamiche non sono indicate perch potrebbero uscire dal regimeaerodinamico e fermarsi se chiediamo loro troppo. Invece le due eliche citate# !uanto pi vengonofrenate# tanto pi mettono a frutto la loro potenza# realizzando tutti i lavori in modo soddisfacente.$&elica multipala adeguata all&uopo se non supera i 4 m # ma per diametri maggiori# sarebbemeglio usare l&elica tradizionale. "uando trasmettiamo la forza motrice ricavata dal mulinoattraverso l&albero motore che scende in verticale# l&elica tende a girarsi# disorientando il mulino.Per !uesto motivo bisogna collocare una banderuola ben grande che contrasti !uesta tendenza emantenga l&elica ben orientata verso il vento.$&area della banderuola dovr corrispondere al ;D9 F dell&area esplorata dall&elica e situata aduna distanza approssimativamente uguale a !uella del diametro dell&elica stessa. Poi bisogneravere cura di montarla su un&articolazione per permettere il disorientamento manuale# tramitecavo# e automatico mediante banderuola laterale +v. 'sistemi di regolazione',.$&intera macchina viene montata su un grosso trave o un palo di cemento# ma a condizione chel&elica non superi i 4 m # mentre per diametri maggiori c& bisogno di un traliccio metallico. %chiaro che possibile anche costruire una piccola torre circolare in muratura# come !uelle deivecchi mulini.$&albero di trasmissione verticale dovr essere assicurato con cuscinetti disposti ad una distanzanon maggiore di 0#89 m# in modo da non dare luogo a vibrazioni.@lla base della torre disporremo i macchinari che dovranno ricevere l&energia cineticadall&aeromotore. $a soluzione pi( normale pu essere !uella di accoppiare una scatola di cambioin modo da disporre di una presa di forza con varie velocit# a seconda degli usi e delle necessit.Cos se abbiamo p. es un mulino di ; m # che gira a 89 rpm con vento a 29 =m/h# grazie allamoltiplicazione del ponte posteriore +S 8, e !uella della scatola del cambio +con satelliti nonimmobilizzati,# possiamo disporre della seguente gamma di velocit:

MA&CE retrom6r8i6 >rim6 se8ond6 terz6 u6rt6&PM .-""" -""" !""" 0"" ""

Possiamo usare la forza motrice anche per il riscaldamento# collocando sotto alla scatoladel cambio un cilindro dotato di palette immerse in ac!ua# che trasforma l&energia incalore. Per indirizzare l&energia ad un apparecchio piuttosto che ad un altro si deve

prevedere la possibilit di disattivare i vari giunti. 5e pensiamo che possibile aggiungereanche una dinamo# ci renderemo conto di come l&aeromotore sia un sistema molto versatile#utile soprattutto alle comunit.

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$u>er 5ener6tore

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Il modello che proponiamo per !uesto mulino di grandi dimensioni basato su provedisparate# compiute negli ultimi anni.5i tratta di un mulino 'spalle al vento' auto orientabile# senza banderuola con un sistemamolto curioso che permette di abbattere la torre sia manualmente che in modo automatico#in presenza di venti forti. %& un mulino molto sicuro# facile da montare da terra nella !uasitotalit dei pezzi e con un disegno robusto.

$&elica raccomandata !uella a pale di tela# ma possono essere utilizzate anche pale vuotedi lamiera# fino ad un diametro di 4 D 8 m. .Il montaggio conveniente in presenza di comunit con forte domanda di corrente.%sistono mulini simili costruiti industrialmente con sistemi di trasmissione idraulici e generatori

posti all&interno della torre +impresa: @des di aragoza Q %bro Cantabrica de %nergiasrenovables,."uello che proponiamo !ui un po& pi( semplice perch destinato all&autocostruzione# partendoda pezzi riciclati e assemblaggio casalingo.In ogni modo# prima di cimentarsi con !uesta costruzione bene fare esperienza con modelli pi(

piccoli e semplici +1ultipala con scatola di cambio o aeromotore,$&elica muove un ponte posteriore di un piccolo camion# come l&@eromotore# ma l&albero motorescende parallelo alla torre reclinabile# fino a giungere alla scatola del cambio che fa damoltiplicatore collegato al generatore vero e proprio +si veda 1ultipala con scatola di cambio,.3isogna immobilizzare i satelliti del ponte posteriore +si veda aeromotore, mentre il mozzoavanzato viene utilizzato pcome asse di pivotaggio.Il gruppo generatore posto vicino al suolo# il che facilita di molto le operazioni di manutenzioneordinaria. @l fine di motare e smontare l&elica# necessario predisporre un tirante che reclini latorre mediante l&uso una manovella# che pu essere attivata anche in previsione di una burrasca.a da s che !uesto tipo di torre necessita di uno slargo che la circondi# privo di ostacoli su cui

potersi reclinare.

Il gruppo generatore fa da contrappeso al gruppo elicaDponte posteriore. 6nde regolare la velocitdi orientamento si possono collocare dei contrappesi vicino al gruppo cambioDgenerazione# che

possono constare di depositi vuoti da riempire di cemento. $e prime prove ci diranno !uanto pesoaggiungere. Il mulino deve cominciare a reclinare con venti di H D 9 m/sec evitando che l&elicavada in fuorigiri anche !uando il generatore sia stato disconnesso.%& molto importante provvedere al montaggio di ammortizzatori che evitino movimenti bruschi edeccessive sollecitazioni al pilastro fisso. Il fondo corsa dell&inclinazione della torre reclinabiledeve risultare elastico.Possiamo provvedere !uesto mulino di uno o pi( generatori# a seconda delle necessit# il tutto mostrato nei disegni. $a soluzione pi( semplice rimane !uella di utilizzare generatori asincroni.

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Torri >er mulini

elle istallazioni eoliche la torre gioca un ruolo decisivo# giacch dalla sua altezza e dal suoposizionamento dipender la produzione energetica del mulino.

$a torre deve superare ampiamente tutti gli ostacoli dei dintorni per permettere al mulino diintercettare venti di velocit e direzione costanti. $&altezza pi( raccomandabile di 9 D 8 metri ein nessun caso deve essere inferiore ai E metri. %& scontato che la torre deve essere in grado disopportare !ualsiasi vento forte senza cedere.%sistono due tipi fondamentali di torre: !uelle con tiranti e le autoportanti. $e prime sono le pi(

economiche e facili da installare e# per !uesto# sono anche le pi( diffuse per i piccoli mulini. $eautoportanti sono pi( costose e vanno usate solo !uando non ci sia altro rimedio e non possiamoapplicare i tiranti.

)na volta issata la torre# monteremo il mulino# pezzo per pezzo cercando di non perdere viti ebulloni nell&erba. B un lavoro chhe richiede pazienza. on bisogna cercare di montare il mulinosenza essersi assicurati che ogni pezzo funzioni alla perfezione# perch le sorprese posteriori al

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montaggio costano moltissimo lavoro. Conviene trasportare tutti i pezzi e gli attrezzi in unabisaccia o un secchio legati a una corda. $a manutenzione del mulino un&arte che non siapprende se non dopo essersi arrampicati parecchie volte sulla torre.

alo telegra!ico

%& il tipo di palo pi( semplice ed economico. 5erve per mulini fino a 4 m. # ammesso che abbiaalmeno 8D09 cm. . "uesti pali possono essere di diverse altezze# dai 8 ai 0 metri. i sonomolti pali abbandonati in ottimo stato# ma se non fosse possibile procurarsene uno in !uestomodo# conviene informarsi presso la societ di gestione dei telefoni o dell&elettricit# per trovarne

uno nuovo senza spendere molto.Il fissaggio al suolo si fa in modo che il legno non venga a contatto con il terreno altrimentimarcirebbe. $&aggancio al suolo deve essere piuttosto una cerniera# sulla !uale fissare il palo eruotarlo fino a metterlo in piedi.I tiranti possono essere di acciaio ricoperto di plastica o di fil di ferro zincato di spessoremassimo. evono essere installati in modo da avere un inclinazione di 48 o inferiore# in modoche lavorino il pi( orizzontalmente possibile. 1ai# 1@I# affidarsi a fil di ferro con diametroinferiore ai 8 mm

ella tabella seguente si specificano i diametri in rapporto all&elica# come pure il volume dicalcestruzzo utile a fissarli al suolo.

iametro dell&elica +m., 0 2 4 ; ?iametro del cavo +mm., 4 ; ? 0 ;olume di cemento per ogni cavo +m2, 9#0 9#2 9#E 0

5e c& !ualcosa su cui non bisogna lesinare sono i cavi che mantengono il palo perch devonopoter resistere a condizioni meteorologiche estreme.ne abbiamo la possibilit meglio disporre!uattro cavi# in modo da poter scalare il palo in massima sicurezza. I tiranti +in numero di 2 o 4, sifissano al palo alla massima altezza possibile# ma sempre a distanza di sicurezza dall&elica. el

punto in cui vegono legati al palo opportuno disporre un battistrada# come appare nel disegno

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Per scalare il palo bisogna applicarvi dei pioli# possibilmente di !uelli usati dalle compagnietelefoniche# che vengono avvitati direttamente nel palo. 5e non ne troviamo# possiamo facilmentecostruirceli da soli# l&importante che il primo piolo non si trovi ad un&altezza inferiore ai m. 0#89#

per evitare che in nostra assenza bambini o curiosi possano salire# correndo molto pericolo. Pereseguire comodamente la manutenzione conviene applicare una piccola piattaforma# sulla !uale

appoggiare i piedi# giacch tenerli su un piolo risulrta scomodo e# dopo un po doloroso. )navolta sulla piattaforma# dovremo agganciarci al palo con una cintura di sicurezza che ci permettadi lavorare con entrambe le mani libere# in piena sicurezza. e ne sono di gi pronte# dotate dichiusura automatica e moschettone da agganciare al palo# ma l&autocostruzione comun!ue moltosemplice.

"ssaggio del palo)na volta montata la piattaforma# applicati i pioli ed il supporto dove pivoter il mulino#

possiamo pensare a disporre il palo in posizione verticale# scegliendo all&uopo un giorno senzavento.

5i tratta di un lavoro gratificante da eseguire in pi( persone. Il palo si alza il pi( possibilemediante l&impiego di una scala# e poi# grazie ad una puleggia fissata alla punta si fa il resto# fino adisporlo in verticale. Ricordarsi di predisporre i tiranti laterali# anche se un poco allentati# in mododa non permettere al palo dei movimenti indesiderati. "uesta operazione si esegue con tutte letorri dotate di tiranti# anche !uelle metalliche.

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5e il mulino viene collocato sulla casa il palo deve esserefissato alla parete in modo che non trasmetta vibrazionimoleste n rumori. Per !uesto basta interporre fra le staffeed il palo una fascia di battistrada o di nastro trasportatore#entrambi molto resistenti. @ssicurarsi bene che la paretedove viene fissato il palo sia abbastanza forte da sopportare

tutte le sollecitazioni a cui sar sottoposta....attenzione ache non vi cada la casa addossoi di molti>li86zione

ei mulini e nelle turbine# di solito necessario!ualche tipo di moltiplicazione che elevi il

numero di giri dell&elica per accoppiare ilgeneratore elettrico# la combinata# il boiler etc.

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i seguito# descriveremo differenti sistemi fra i pi( utilizzati allo scopo di moltiplicare ilnumero di giri# indicandone i vantaggi e gl&inconvenienti.

Scatola di ingranaggiPossiedono relazioni di moltiplicazione molto differenti e possono essere reperite sul

mercato anche nuove# ma il costo decisamente alto. %& meglio utilizzare le scatole delcambio usate di automobili dismesse che montino motore e trasmissione raggruppati.+0C# renault 4# fiat ;99...,"ueste scatole ci forniranno varie relazioni di moltiplicazione in ottime condizioni +da :8 a :08nella Citroen 0 C# da :4 a :; nelle Renault 4, e portano montati ingranaggi elicoidali in

bagno d&olio e sono molto silenziose# eccetto che in prima.scatole del cambio delle moto sonobuone# ma rumorose# perch !uasi tutti gli ingranaggi sono dritti# tranne gli ingranaggi dellascatola del cambio della espa# sono elicoidali. "ueste scatole di moto solitamente hanno bisognodi !ualche aggiustamento al tornio giacch conviene sostituire l&asse del motore che eccentrico#con uno ben bilanciato e centrato.. 1a la maggior parte delle volte sufficiente un&e!uilibratura#

cos> come descritto in 'alternatori di motociclo'.I ponti differenziali posteriori sono pure buoni moltiplicatori +da :4 a :8, con ingranaggielicoidali. 5ono silenziosi e sicuri anche se sono un po& duri a muoversi per via delle molteguarnizioni atte ad impedire perdite d&olio. Per moltiplicazioni maggiori +:99, si utilizzano lescatole del cambio dei trattori# soprattutto se vogliamo applicarle a ruote idrauliche di grossodiametro.Nli ingranaggi non devono mai funzionare a secco# ma devono lavorare a bagno d&olio leggero5@% 9D09# tranne che per trasmissioni di grande potenza +9D09 =G, dove sar opportuno usare5@% ;9D?9. )na scatola di cambio non ha !uasi nessun bisogno di manutenzione# basta sostituirel&olio ogni uno o due anni. In ogni caso la scatola deve sempre essere molto sovradimensionata +2

o 4 volte almeno, perch dovr funzionare per varie migliaia di ore all&anno.

Motore Trifase Utilizzato Come Generatore

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