Cara Membangun Turbin Angin

Turbin angin adalah peralatan mekanis simpel yang serupa dengan kincir angin. Bilah-bilahnya akan menangkap aliran udara dengan menggunakan gerakan untuk menjalankan energi mekanis pada tuas pengendali. Tuas ini kemudian akan menyalakan komponen-komponen generator, sehingga menghasilkan energi terbarukan yang bersih untuk rumah Anda dan mampu menurunkan tagihan listrik. Selain itu, turbin mudah dibuat dengan berbagai material simpel yang bisa dibeli di toko perkakas lokal.

Bagian 1

Bagian 1 dari 5:

Merencanakan Turbin Angin

Unduh PDF

1
Tentukan kecepatan rata-rata angin pada lokasi yang Anda ingin bangun. Untuk menghasilkan daya listrik yang ekonomis, turbin angin efisien memerlukan kecepatan angin setidaknya 11 hingga 16 kilometer per jam. Kebanyakan turbin angin akan bekerja secara maksimal pada kecepatan angin 19 hingga 32 kilometer per jam. Untuk menemukan kecepatan rata-rata angin di area Anda, periksalah secara peta angin secara daring. ^{[1]XTeliti sumber}^{[2]XTeliti sumber}^{[3]XTeliti sumber}
- Anda juga dapat membeli peralatan pengukur angin yang disebut anemometer. Gunakan alat ini untuk mengukur kecepatan angin pada lokasi turbin yang diinginkan. Lakukan setiap hari selama beberapa saat.
- Jika kecepatan angin di area Anda cukup konsisten, ukur selama sebulan, meski perubahan musim bisa sangat memengaruhinya. Kemudian, hitung nilai rata-rata kecepatan untuk melihat apakah lokasi turbin akan tepat. ^{[4]XTeliti sumber}
2
Pelajari izin mendirikan bangunan yang berhubungan dengan turbin angin. Izin ini berbeda di setiap area, jadi bertanyalah kepada pemerintah lokal untuk memastikan Anda tidak melanggarnya. Beberapa izin mengharuskan jarak minimal di antara turbin, selain berapa jauh turbin dari garis properti. Turbin mungkin juga dibatasi tingginya. Pertimbangkan semua hal ini saat membangun.
- Diskusikan rencana Anda dengan tetangga sebelum menghabiskan terlalu banyak waktu untuk mematangkan dan membangunnya. Dengan begini, Anda bisa mendengarkan kecemasan mereka tentang turbin dan menyelesaikan semua salah paham yang mungkin muncul akibat kebisingan, gangguan saluran radio, serta penerimaan saluran TV. ^{[5]XTeliti sumber}
Meski benda ini tidak perlu banyak ruang, untuk menghindari konflik potensial dengan tetangga, pastikan Anda menyiapkan setidaknya ruang sebesar 0,2 hektar untuk turbin yang menghasilkan daya hingga 3 kilowatt, serta 0,4 hektar untuk turbin yang dapat menghasilkan daya sampai 10 kilowatt. Anda juga harus punya cukup rung vertikal untuk membangun turbin yang tinggi agar bangunan serta pepohonan di sekitarnya tidak menghalangi angin. ^{[6]XTeliti sumber}^{[7]XTeliti sumber}
4
Pilih antara bilah turbin angin yang dibuat sendiri (DIY/Do It Yourself) atau sudah jadi. Jenis bilah yang Anda gunakan dan pengaturannya akan memengaruhi desain turbin. Kincir angin di peternakan yang tua hanya berupa bilah yang dipasangkan ke sumbu berputar, namun turbin angin mewakili motor besar dan mempunyai bilah-bilah besar yang berbentuk seperti tetesan air. Bilah-bilah ini harus diukur dan dipasang dengan benar agar turbin bisa bekerja secara efisien.
- Jika Anda memilih membuatnya sendiri, gunakan kayu atau bagian bersilang dari pipa PVC. Instruksi-instruksinya bisa ditemukan daring melalui pencarian Internet umum. Gunakan frasa kunci “bilah turbin angin buatan sendiri” atau "DIY wind turbine blades" (dalam bahasa Inggris).
- Baik Anda ingin membangun atau membeli, pastikan ada 3 buah bilah untuk turbin. Menggunakan jumlah yang genap, misalnya 2 atau 4, membuat turbin lebih mungkin bergetar ketika berputar. Menambahkan lebih banyak bilah akan meningkatkan daya, tetapi turbin juga akan berputar lebih pelan.
- Bilah-bilah ini juga bisa dibuat dari produk-produk rumahan, misalnya sekop yang dimodifikasi. Bila Anda berencana menempuh cara ini, pilih sekop yang kokoh. Anda dapat mengganti pegangan kayunya dengan sesuatu yang lebih kuat, misalnya tongkat metal. ^{[8]XTeliti sumber}^{[9]XTeliti sumber}^{[10]XTeliti sumber}
5
Pilih generator. Turbin angin harus disambungkan ke generator untuk menghasilkan listrik. Sebagian besar generator mengandung arus langsung (DC), yang berarti Anda harus menyambungkannya ke pemicu daya agar generator tersebut bisa menghasilkan arus bolak-balik (AC) yang mampu menyalakan peralatan rumah tangga.
- Anda bisa menggunakan motor AC sebagai generator, meski mungkin motor ini tidak mengandung daya magnetis yang cukup untuk menghasilkan arus listrik yang kuat.
- Generator sangat bergantung pada gerakan, dalam hal ini gerakan bilah-bilah Anda, dan daya magnetis untuk menghasilkan listrik. Generator siap pakai adalah opsi termudah bagi para pemula, namun Anda bisa mencari tutorial untuk membuatnya sendiri di Internet. Ketikkan frasa kunci “membuat generator turbin angin” atau "making a wind turbine generator" (dalam bahasa Inggris).
- Jika Anda memutuskan membeli generator DC, carilah yang tegangannya tinggi dan kecepatan putarnya rendah (beberapa ratus alih-alih beberapa ribu putaran per menit). Anda harus menghasilkan sekurangnya 12 volt secara konsisten.
- Generator juga harus dihubungkan dengan tangki baterai berusia panjang serta pengontrol daya di antaranya serta inverter. Ini penting agar inverter serta baterai tersebut terlindung dari korslet. Selain itu, cara ini juga akan memberikan daya bagi inverter ketika angin tidak banyak bertiup.
- Alternator otomotif tidak disarankan untuk digunakan sebagai generator. Alternator ini harus berputar dengan jauh lebih cepat daripada turbin angin untuk mempertahankan daya. ^{[11]XTeliti sumber}^{[12]XTeliti sumber}^{[13]XTeliti sumber}
Iklan

Bagian 2

Bagian 2 dari 5:

Memasang Poros dan Jari-Jari Sumbu Vertikal

Unduh PDF

1
Pasang poros Anda. Anda mungkin harus mengelasnya, tetapi kebanyakan peralatan turbin angin dijual dengan keadaan poros yang sudah terpasang. Bila Anda ingin membuat turbin dari bagian-bagian terpisah yang dibeli sendiri atau komponen-komponen menganggur dan harus dilas, pastikan Anda mengenakan perlengkapan keamanan diri yang tepat, seperti kacamata las, sarung tangan las, jaket las, dan bot kerja.
- Dengan menyatukan komponen-komponen poros terlebih dulu, Anda bisa membangun turbin bagian per bagian. Cara ini mungkin lebih efisien daripada mencoba langsung membuat turbin sepenuhnya bila Anda melakukan proyek ini sendirian. ^{[14]XTeliti sumber}
2
Selipkan hub ke tempatnya pada poros. Untuk mencegah benturan dan pengikisan kedua komponen ini, letakkan bearing di antaranya. Tempelkan di ujung poros yang menonjol dari piringannya, kemudian selipkan ke piringan tersebut hingga terjepit di bagian poros yang lebih tebal. Setelahnya, selipkan hub pada bearing agar bagian-bagian tiangnya menghadap ke atas.
- Harus ada jarak sekitar 10,2 cm di antara poros dan bearing. Pada daerah berkecepatan angina tinggi, turbin mungkin menekuk sehingga bilah-bilahnya merusak bagian poros.
- Jika Anda tidak punya peralatan dan membangun hub dari dasar, pertimbangkan menggunakan 4 on 4 trailer hub. Anda bisa membelinya di kebanyakan toko yang menjual perlengkapan trailer, misalnya toko suku cadang otomotif terdekat. ^{[15]XTeliti sumber}^{[16]XTeliti sumber}
Flensa seharusnya memiliki lubang agar tiang hub bisa melewatinya, serta bagian-bagian menonjol sebagai tempat memasang. Sejajarkan flensa dengan tiang-tiang hub dan pasangkan keduanya. Setelah flensa terpasang secara merata, kencangkan dengan mur. Pasang mur dengan tangan terlebih dulu kemudian gunakan kunci inggris. ^{[17]XTeliti sumber}^{[18]XTeliti sumber}
4
Sambungkan semua jari-jarinya. Anda akan punya dua jari-jari per bilah turbin, sehingga totalnya enam untuk turbin berbilah tiga. Anda perlu baut untuk menyambungkan jari-jari ke tab flensa bawah, serta alat pengatur jarak spacer untuk memisahkannya dari yang atas. Kemudian:
- Selipkan baut melewati lubang di salah satu tab flensa, pasangkan jari-jari, gunakan spacer, pasangkan jari-jari kedua pada baut, kemudian jepit semua jari-jari dan spacer dengan flensa atas. Baik flensa atas maupun bawah ini bentuknya harus sama, begitu juga dengan jumlah tab pemasangannya.
- Kencangkan baut pada flensa atas dengan menggunakan tangan, kemudian kencangkan baut lainnya. Ulangi proses ini untuk semua bagian jari-jari.
- Setelah semua jari terjepit di antara flensa atas dan bawah, gunakan kunci inggris untuk mengencangkan bautnya. Lalu, pastikan flensa atas dan bawah serta jari-jari ini kokoh serta mudah berputar dengan hub pada bearingnya.
- Karena turbin akan terpapar pada daya konsisten angin serta faktor lingkungan lainnya, pastikan baut menyambungkan jari-jari dengan kuat. Untuk melakukan ini, gunakan senyawa pengikat, yang bisa dibeli di kebanyakan toko perkakas. ^{[19]XTeliti sumber}^{[20]XTeliti sumber}
5
Pasangkan empat tiang pada flensa atas. Tiang-tiang ini harus berulir dan sepanjang 6 cm serta setebal 0,635 cm. Anda mungkin perlu menggunakan gergaji logam untuk memotong tiang berulir dengan ketebalan yang benar agar mencapai panjang yang tepat. Kemudian, pasang tiang-tiang ini dengan tangan pada bagian puncak flensa atas, sehingga setiap bautnya tersebar secara merata di sekitar batang poros turbin.
- Pasangkan tiang-tiang ini dalam jarak yang cukup jauh agar semuanya tegak dan kokoh. Tiang harus menonjol keluar dari flensa pada jarak yang sama.
- Bila menggunakan gergaji logam, berhati-hatilah agar uliran tiang tidak rusak. Uliran yang rusak bisa membuat Anda tidak mampu mengencangkannya dengan benar.
- Pastikan semua tiang terpasang kokoh, seperti baut yang Anda gunakan untuk jari-jari turbin. Gunakan senyawa pengikat untuk mengencangkan tiang-tiang ini. ^{[21]XTeliti sumber}
Iklan

Bagian 3

Bagian 3 dari 5:

Memasang Magnet Sumbu Vertikal

Unduh PDF

1
Pasangkan rotor magnet bawah pada tiang-tiangnya. Anda bisa membuat rotor magnet atas dan bawah dengan piringan, epoksi, serta magnet neodymium berukuran 5 x 2,5 x 1,25 inci. Atau, Anda bisa membeli yang sudah siap pakai sebagai bagian perlengkapan pembuat turbin dari produsen. Pasang piringan bawah rotor magnet pada keempat tiang yang sudah dikencangkan di flensa. Pastikan magnet menghadap ke atas.
- Baik membuat sendiri atau menggunakan rotor magnet yang sudah jadi, berhati-hatilah. Daya magnetisnya sangat kuat dan bisa menyebabkan cedera bila Anda ceroboh.
- Magnet neodymium sangat rapuh. Anda perlu 24 buah, 12 untuk rotor magnet atas dan 12 untuk rotor magnet bawah, tetapi belilah beberapa cadangan untuk berjaga-jaga jika ada yang rusak. Magnet-magnet ini bisa dibeli secara daring. ^{[22]XTeliti sumber}
2
Buat rotor magnet jika diperlukan. Bila Anda menggunakan perlengkapan yang mengandung piringan rotor magnet, Anda hanya perlu memasang piringannya ke tiang-tiang seperti yang sudah dijelaskan. Untuk rotor magnet rumahan, pastikan semuanya tersebar secara merata di sekitar pinggiran rotor. Untuk mencegah penempatan magnet yang tidak benar sehingga berpotensi menghancurkan rotor, gambarkan templat penempatan magnet di atas kardus atau kertas.
- Templat ini akan menempati bagian tengah rotor yang tidak dipasangi magnet. Garis-garis dari bagian tengah ke pinggir templat menunjukkan lokasi magnet pada rotor. Anda bisa menggunakan selotip untuk menempel templat. Carilah contohnya daring.
- Anda harus menandai kutub semua magnet sebelum mulai meletakkannya. Anda bisa melakukan ini dengan spidol. Jika magnet saling menempel dan Anda tidak bisa menganalisis kutubnya, cobalah mengujinya dengan menempelkan magnet yang lemah ke stik popsicle.
- Lewatkan kutub "U" penguji di depan magnet neodymium. Bila Anda merasakan dorongan, ini berarti magnet tersebut berada pada sisi kutubnya yang sama. Jika Anda merasakan tarikan, kutub magnet yang Anda uji berlawanan.
- Gunakan epoksi berukuran kacang saat menempelkan magnet. Pasang di bagian bawah setiap magnet sebelum ditempatkan.
- Berhati-hatilah dan pastikan jari-jari Anda tidak berada di antara magnet serta rotor. Lalu, gerakkan magnet ke sudut piringan rotor secara perlahan. Magnet akan menempel. Setelahnya, geser magnet tersebut ke posisi yang benar dengan mengikuti templat Anda. ^{[23]XTeliti sumber}
3
Pasang spacer pada tiang-tiang turbin. Anda bisa menggunakan potongan tuba metal berdiameter 0,375 cm sepanjang 3,175 cm untuk menciptakan ruang. Potonglah seakurat mungkin. Selipkan di atas tiang yang menonjol dari rotor magnet.
- Spacer yang panjangnya tidak seimbang bisa membengkokkan diska magnet atas. Ini bisa berbahaya dan memengaruhi efisiensi turbin secara negatif.
- Harus ada ruang tersisa yang lebih dari 2,5 cm di atas spacer pada tiang. Dengan begini, mur bisa dikencangkan pada rotor magnet dan semua bagian di antaranya. ^{[24]XTeliti sumber}
4
Letakkan stator di atas rotor magnet bawah. Stator adalah sekumpulan kabel tembaga yang vital bagi semua jenis generator. ^{[25]XTeliti sumber} Anda bisa membelinya sebagai bagian perlengkapan turbin angin atau membuatnya sendiri. Tiang-tiang yang mengelilingi sumbu poros harus menonjol ke atas melewati bagian tengah stator.
- Stator perlu tiga kelompok kabel tembaga berukuran 24, dengan masing-masing dibalut sebanyak 320 kali. Membuatnya mungkin sulit dan menghabiskan waktu.
- Jika Anda memutuskan ingin membuat sendiri, carilah daring dengan frasa kunci “cara membuat stator turbin angina” atau "how to make a wind turbine stator" (dalam bahasa Inggris) untuk membantu Anda.
5
Buat penggulung stator untuk stator rumahan. Anda bisa menggunakan kayu bekas serta paku. Sambungkan dua potong kayu lapis dengan empat paku agar ada celah 2,5 cm di antaranya. Paku harus diberi jarak dalam sebuah pola kotak yang berkorespondensi dengan dimensi magnet. Dengan begini, Anda lebih mudah menggulung kabel tembaga yang digunakan untuk membuat stator.
- Saat membuat stator sendiri, pastikan Anda menandai bagian awal dan akhirnya. Setiap lapisan harus dibalut dalam arah yang sama. Pertimbangkan menempelkan selotip listrik berwarna di setiap ujung gulungan ini.
- Agar gulungan tidak lepas setelah selesai, tempelkan dengan selotip listrik dan amankan menggunakan epoksi dua bagian. Biarkan epoksi dan stator kering pada kertas lilin berdasarkan petunjuk di label epoksi. ^{[26]XTeliti sumber}
6
Pasang rotor magnet atas. Pastikan Anda sangat berhati-hati; ini adalah salah satu bagian paling berbahaya dari turbin angina. Tumpukkan empat papan pada stator di kedua sisi sumbu tengah. Papan dasarnya harus lebih tebal dan papan atasnya harus lebih tipis. Anda bisa menggunakan papan berukuran 5 x 10 cm untuk papan bagian atas.
- Pegang rotor magnet atas sehingga jari-jari Anda berada pada celah di antara papan yang ditumpuk. Turunkan perlahan ke arah rotoro bawah. Cobalah menyejajarkan rotor atas dengan tiang-tiang turbin saat melakukan hal ini.
- Bidang magnetis akan menempel ke diska atas dan menariknya ke arah papan yang sudah Anda letakkan. Kemudian, turunkan rotor magnet atas ke tiang dengan menyelipkan papan satu per satu. Pertama-tama, angkat satu papan atas, kemudian yang satunya.
- Ulangi proses ini pada papan bawah untuk melakukan manuver sehingga rotor magnet atas berada di posisi yang benar. Kemudian, gunakan mur pada tiang untuk mengencangkan posisi rotor. Setelah selesai, rotor atas harus bersandar pada spacer, dengan hanya sedikit bagian tiang yang menonjol di puncaknya.
- Anda mungkin harus mengibaskan papan untuk membebaskannya dari rotor magnet atas. Daya magnetis di sini akan sangat kuat. ^{[27]XTeliti sumber}
Iklan

Bagian 4

Bagian 4 dari 5:

Menyelesaikan Turbin

Unduh PDF

1
Singkirkan kerangka dari porosnya. Selanjutnya, Anda harus menyambungkan poros ini ke Menara. Melakukan hal ini saat kerangka turbin terpasang adalah hal yang sulit. Anda juga harus menekuknya, mengarahkan hub ke atas agar turbin bisa selesai.
- Tarik semua bagian rangka (termasuk hub, jari-jari, rotor magnet, stator, dan bagian lain yang berhubungan) dari poros dalam gerakan yang mengarah ke atas. Kemudian, letakkan rangka di area kerja dengan sisi hubnya menghadap ke atas.
2
Laskan flensa poros ke menara Anda. Jika Anda membeli perlengkapan turbin, bagian-bagian ini mungkin sudah tersedia, tetapi jika tidak Anda harus memasangkan piringan metal ke atas pipa logam kokoh yang tebal untuk bagian menara. Pastikan pipa ini bisa menahan daya angin yang dihasilkan turbin.
- Menara harus dipasang pada lokasi yang kuat. Anda mungkin harus menuang beton di bagian fondasi menara agar lebih stabil. ^{[28]XTeliti sumber}
3
Pasang pembatas poros dan jari-jari. Pembatas, atau kurungan ini harus mengelilingi poros seperti kerah baju. Kemudian, gunakan baut untuk memasangnya ke menara. Lalu, potong tiang berulir dengan diameter 0,375 cm menjadi empat bagian sepanjang 11,25 cm. Gunakan senyawa pengikat terlebih dulu, kemudian mur serta washer untuk memasangkannya pada kurungan. Hadapkan ke atas.
- Mur harus diletakkan pada tiang berdiameter 0,375 cm, sekitar ¾ dari bagian puncaknya. Mur ini akan memampukan Anda untuk menyesuaikan posisi stator sementara tiang mempertahankannya. ^{[29]XTeliti sumber}
4
Letakkan roler pada poros. Sebelum melakukannya, Anda harus mengoleskan sedikit minyak pada bearing. Setelah itu, selipkan bearing berulir ke poros agar bersandar pada bagian dasarnya.
- Proses peminyakan paling mudah dilakukan dengan menggunakan jari. Siapkan handuk kertas atau kain kerja agar Anda mudah membersihkan jaring setelah bearing diminyaki dan ditempatkan.
5
Pasangkan rangka utama turbin. Angkat rangka utama agar hub menghadap ke depan dan pasangkan ke poros dengan posisi bearing berulir di bawahnya. Lubang pemasang pada stator harus sejajar dengan tiang-tiang berulir yang dikencangkan pada kurungan.
- Setelah rangka berada di tempat yang benar, pasang bearing berulir lain ke bagian atas hub. Minyaki dengan minyak bearing umum.
- Di atasnya, pasangkan mur segi enam. Mur ini harus dikencangkan dengan jari.
- Jika mur sulit diputar, lepaskan hingga ruangnya sejajar dengan lubang pada batang poros. Selipkan pin tani di lubang ini dan gunakan tang untuk membengkokkannya agar mur bisa dikencangkan.
6
Kencangkan juga stator dan selesaikan turbiin menggunakan tutup berminyak. Pasang satu mur segi enam untuk setiap tiang agar stator kencang pada rangka turbin. Lalu, dengan menggunakan dua kunci inggris, sesuaikan posisi mur yang mengapit stator hingga tepat berada di antara kedua rotor magnet.
- Setelah posisi stator benar, Anda hanya tinggal menambahkan tutup minyak di puncak hub. Turbin telah selesai. ^{[30]XTeliti sumber}
Iklan

Bagian 5

Bagian 5 dari 5:

Memasang Komponen-Komponen Listrik pada Turbin

Unduh PDF

Menghubungkan pengontrol arus ke baterai sebelum menyambungkannya ke turbin akan mencegah korslet. Dengan demikian, peralatan Anda juga tidak akan rusak. ^{[31]XTeliti sumber}
2
Sambungkan kawat berlapis ke pengontrol arus. Kawat akan mentransfer daya dari generator ke pengontrol arus. Dari sini, listrik kemudian masuk ke baterai atau sirkuit.
- Kawat ini harus seperti kawat yang berada di bagian dalam kabel daya, dengan keduanya terikat dalam insulasi yang serupa. Anda bisa menggunakan kabel sambungan tua dengan bagian colokan yang dilepas.
Masukkan ke dalam menara hingga mencapai rangka turbin di atas. Anda mungkin perlu menggunakan benang atau selotip tebal untuk membantu memosisikan kawat dalam menara. Kemudian, sambungkan kawat ini ke generator. ^{[32]XTeliti sumber}
Setelah generator terhubung dengan pengontrol daya dan melewati bagian dasar menara, Anda siap menyelesaikan turbin. Berkonsultasilah selalu dengan ahli listrik profesional kapan pun Anda mengikatkan sumber listrik eksternal dengan sirkuit rumah utama. Banyak area mewajibkan jasa tenaga profesional berlisensi untuk menangani jenis pengaturan kabel seperti ini. ^{[33]XTeliti sumber}^{[34]XTeliti sumber}^{[35]XTeliti sumber}
Iklan

Tips

Anda harus menutup pengontrol daya untuk melindunginya dari kelembapan. Anda mungkin juga bisa memasang kabel dalam meteran voltase untuk mengawasi daya yang dihasilkan turbin.
Lakukan riset tentang migrasi burung di area Anda. Jika ada spesies yang terbang melewati area tersebut, hindari membuat turbin.

Peringatan

Jika Anda berencana menjual daya berlebih ke perusahaan listrik, ketahuilah bahwa mereka biasanya menjual daya yang sama pada harga retail, tetapi hanya membelinya dengan harga partai besar. Anda harus memasang inverter tersinkronisasi yang cocok dengan frekuensi arus AC perusahaan penyuplai dana, selain peralatan pengubah khusus. Anda juga mungkin tidak mampu menghasilkan daya yang cukup untuk menutup biaya pemasangan ini atau mendapatkan laba.