Lên kế hoạch lắp tuabin gió Hoàn thành kết cấu chính của tuabin Lắp linh kiện điện của tuabin Ráp trục quay và tay quay của tuabin gió trục đứng Lắp nam châm của tuabin gió trục đứng
Để phát điện hiệu quả thì tuabin cần tốc độ gió đạt tối thiểu 11-16 km/h. Đa số các tuabin hoạt động tốt nhất với tốc độ gió từ 19-32 km/h. Để tìm vận tốc gió trung bình hằng năm tại nơi bạn sống, bạn có thể kiểm tra bản đồ gió trực tuyến có ghi vận tốc gió trung bình.  Bạn cũng có thể mua công cụ đo vận tốc gió gọi là phong kế để đo vận tốc gió tại vị trí đặt tuabin. Thực hiện việc này hằng ngày trong một thời gian. Nếu vận tốc gió tại nơi đó tương đối ổn định, số liệu đo đạc của một tháng là quá đủ, mặc dù vận tốc gió thay đổi khá nhiều theo mùa. Sau đó bạn tính giá trị trung bình của các số liệu để xem đặt tuabin tại đó có hợp lý không. Mỗi vùng có luật xây dựng khác nhau, do đó bạn phải kiểm tra với cơ quan quản lý để đảm bảo tuabin của bạn không phạm luật. Một số luật quy định khoảng cách tối thiểu giữa các tuabin, cũng như khoảng cách tối thiểu từ tuabin đến ranh giới của bất động sản. Các sắc luật ở địa phương cũng có thể áp đặt giới hạn về chiều cao cần xem xét khi thiết kế tuabin. Bạn nên thảo luận việc xây lắp tuabin với hàng xóm trước khi đầu tư quá nhiều thời gian vào việc thiết kế và xây lắp. Như vậy bạn có thể giải quyết các mối lo của họ về tuabin gió, và xóa bỏ các nhận thức sai lầm về tiếng ồn, khả năng làm gián đoạn sóng vô tuyến (truyền thanh và truyền hình). Mặc dù bản thân tuabin không cần nhiều không gian, nhưng để tránh xung đột tiềm ẩn với hàng xóm, bạn nên dành tối thiểu 0,2 hecta cho tuabin với công suất phát điện 3 kiliwat và 0,4 hecta cho tuabin có công suất lên tới 10 kilowat. Chiều cao không gian cũng phải đủ để có thể xây dựng tuabin với độ cao sao cho nhà cửa và cây cối không cản gió. Loại cánh tuabin định sử dụng và kết cấu cánh có thể tác động đến thiết kế của toàn bộ tuabin. Cối xay gió kiểu cũ của các nông trại về cơ bản là các cánh buồm nhỏ gắn vào trục xoay, nhưng tuabin gió giống như chân vịt khổng lồ và có cánh lớn với hình dạng như giọt nước. Các cánh phải có kích thước và khoảng cách phù hợp để hoạt động hiệu quả.  Nếu muốn tự làm cánh thì bạn có thể chế tạo từ gỗ hay các phần mặt cắt của ống nhựa PVC. Bạn có thể tìm hướng dẫn trên mạng bằng cụm từ khóa "cánh tuabin gió tự chế". Bất kể là mua hay tự làm cánh, thông thường bạn phải có 3 cánh cho tuabin gió. Sử dụng số cánh chẵn như 2 hoặc 4 sẽ khiến tuabin dễ bị rung khi quay. Tăng số lượng cánh sẽ tăng mômen xoắn nhưng có thể làm tuabin quay chậm hơn. Cánh tuabin cũng có thể được chế tạo từ các sản phẩm gia dụng như cái xẻng. Nếu đi theo phương pháp này thì bạn chọn một cái xẻng cứng, sau đó bạn nên thay cán gỗ bằng vật liệu bền hơn, như cán kim loại. Bạn cần phải kết nối tuabin gió với máy phát điện để tạo ra điện. Đa số các máy phát điện là một chiều (DC), nghĩa là để cung cấp điện cho gia đình thì bạn phải kết nối máy phát điện đó với bộ đảo lưu để tạo ra dòng điện xoay chiều (AC) cho các thiết bị trong nhà.  Bạn có thể dùng động cơ một chiều làm máy phát điện mặc dù từ thông có thể không đủ mạnh để tạo ra điện trường mạnh. Máy phát điện lệ thuộc vào chuyển động xoay (trong trường hợp này là chuyển động của cánh tuabin) và lực từ trường để sinh ra điện. Máy phát điện sản xuất sẵn là lựa chọn dễ dàng nhất dành cho người mới bắt đầu, nhưng bạn có thể tự chế bằng cách tìm tài liệu hướng dẫn "chế tạo máy phát điện tuabin gió" trên mạng Internet. Nếu bạn quyết định mua máy phát điện một chiều, chọn một chiếc có định mức điện áp và cường độ dòng điện cao, tốc độ quay chậm (vài trăm thay vì vài nghìn vòng mỗi phút). Bạn cần tạo ra dòng điện tối thiểu 12 volt trong thời gian liên tục. Máy phát điện phải được kết nối với bình ắc quy duy trì và bộ điều khiển sạc tại vị trí giữa máy phát điện và bộ đảo lưu để bảo vệ bộ đảo lưu và bình ắc quy mỗi khi điện áp tăng đột biến. Điều này cũng giúp cung cấp điện cho bộ đảo lưu trong thời gian gió yếu. Bạn không nên dùng máy phát điện xe ôtô làm máy phát điện tuabin gió. Chúng cần có tốc độ quay nhanh hơn nhiều so với tốc độ quay của tuabin gió. Tiếp theo bạn sẽ nối trục quay vào tháp. Nếu bạn giữ nguyên kết cấu tuabin với trục quay để lắp vào tháp thì công việc sẽ rất khó. Khi đó bạn phải xoay ngược kết cấu để lắp vào tháp. Nhấc kết cấu (bao gồm nhông, tay quay, rô-to nam châm, stato và tất cả các bộ phận liên quan) khỏi trục quay theo chuyển động thẳng đứng. Sau đó đặt kết tuabin sang chỗ khác với phía có nhông hướng lên trên. Hàn đế trục quay vào tháp nếu bạn có nguyên bộ (thường được bán sẵn). Tuy nhiên tháp có thể làm từ một tấm kim loại gắn vào đỉnh ống kim loại dày. Nhớ phải sử dụng ống kim loại đủ dày để chịu sức gió tác động lên tuabin. Tháp phải được lắp trên mặt nền vững chắc. Bạn nên đổ bê tông vào vị trí lắp tháp để tăng độ ổn định. Giá đỡ này phải khớp vừa trên trục quay giống như cổ áo. Sau đó bạn bắt bu lông cố định giá đỡ vào tháp. Tiếp theo bạn cắt thanh ren dày 0,375cm thành bốn đoạn có chiều dài 11cm. Đầu tiên sử dụng dung dịch khóa ren, sau đó dùng đai ốc và long đền để kết nối các đoạn thanh ren vào phía ngoài của giá đỡ, hướng lên trên. Bạn nên vặn đai ốc vào thanh ren đến vị trí khoảng ¾ đoạn đường tính từ đỉnh thanh ren. Các đai ốc sẽ cho phép bạn điều chỉnh vị trí của stato trong khi thanh ren giữ nó cố định. Trước khi lắp, bạn trét nhiều mỡ bạc đạn thông thường lên vòng bạc đạn côn. Sau khi trét mỡ xong, bạn trượt vòng bạc đạn vào trục quay đến tận gốc trục. Bạn có thể dùng ngón tay bôi mỡ cho vòng bạc đạn. Chuẩn bị sẵn khăn giấy hoặc giẻ để lau tay sau khi bạn bôi mỡ cho bạc đạn và lắp nó vào trục quay. Nâng kết cấu chính lên với mặt có nhông hướng lên trên và đặt nó vào trục quay đã lắp vòng bạc đạn côn bên dưới. Các lỗ để lắp trên stato phải khớp với các thanh ren bạn đã siết chặt vào giá đỡ trước đó.  Sau khi đưa kết cấu vào vị trí, bạn cần phải lắp thêm một vòng bạc đạn côn vào nắp nhông. Nhớ bôi mỡ bạc đạn thông thường cho vòng bạc đạn trước khi lắp. Bạn phải siết đai ốc hoa trên đỉnh bạc đạn, và việc này có thể được thực hiện dễ dàng bằng tay. Nếu bạn không thể vặn đai ốc một cách dễ dàng thì hãy vặn nó ra đến khi khe hở trong đai ốc khớp với lỗ trong trục quay. Trượt một cây then khóa vào lỗ này và sử dụng kềm bẻ cong chân then để khóa cố định đai ốc hoa. Sử dụng một đai ốc lục giác cho mỗi thanh ren để giữ chặt stato trên kết cấu. Sau đó dùng hai cái khóa để điều chỉnh đai ốc kẹp stato đến khi stato nằm ngay giữa hai rô-to nam châm. Sau khi định vi stato xong, việc còn lại cần làm là lắp thêm nắp tra mỡ vào đỉnh nhông, kết cấu tuabin như vậy là hoàn chỉnh. Nối bộ điều khiển sạc vào bình ắc quy trước khi kết nối nó với tuabin gió sẽ ngăn ngừa sinh ra điện áp quá cao. Do đó việc này sẽ ngăn chặn hư hỏng xảy ra cho thiết bị. Dây này sẽ truyền điện từ máy phát điện sang bộ điều khiển sạc. Từ đó điện được truyền vào bình ắc quy hay mạch điện. Bạn nên sử dụng kiểu dây nguồn với hai đoạn được cách điện giống nhau, hoặc sử dụng dây lấy từ ổ cắm di động và cắt bỏ phích cắm nếu muốn. Luồn dây điện đi từ dưới tháp lên trên kết cấu tuabin. Có thể bạn cần dùng dây dẫn đường hoặc thước dây để giúp luồn dây điện qua tháp. Sau đó kết nối dây điện với máy phát điện. Sau khi kết nối máy phát điện với bộ điều khiển sạc và đi dây qua chân tháp, bạn đã sẵn sàng để nối mạch điện trong nhà với đường dây từ tuabin. Bất kì khi nào kết nối một nguồn điện bên ngoài vào mạch điện trong nhà, bạn nên nhờ thợ điện hỗ trợ. Tại nhiều khu vực, công việc này yêu cầu phải có thợ điện chuyên nghiệp xử lý. Bạn cần hàn trục quay vào đế trục, nhưng nhiều bộ tuabin gió sản xuất sẵn đã hàn hai phần này với nhau. Nếu bạn đang lắp ráp tuabin từ các phần rời mua về hoặc từ các bộ phận dư thừa, trước khi hàn bạn nhớ mang đồ bảo hộ như kính, găng tay, áo và giày ống chuyên dụng. Sau khi lắp ráp trục quay xong, bạn có thể lắp ráp thứ tự từng phần còn lại vào trục quay đó. Đây thường là cách hiệu quả nhất để tổ hợp tuabin nếu bạn đang tự mình thực hiện dự án này. Để tránh ma sát và hư hỏng ở trục quay/đĩa nhông, bạn nên lắp bạc đạn giữa hai phần này. Lắp bạc đạn trên đầu côn của trục lòi ra khỏi đế trục, và trượt vòng bạc đạn về phía đế trục đến khi nó nằm cố định tại vị trí dày hơn của trục quay. Sau đó bạn trượt nhông vào vị trí trên bạc đạn sao cho các núm của nhông hướng lên trên.  Khoảng cách từ bạc đạn đến đế trục quay khoảng 10,2 cm. Khi gió thổi mạnh, tuabin có thể bị uốn cong, khiến cánh chém vào và làm hỏng trục. Nếu bạn không mua nguyên bộ và tự mình chế đĩa nhông thì có thể cân nhắc sử dụng nhông 4 on 4 (4 bulông-4 inch) của xe rờ-moóc. Nhông 4 on 4 có bán tại các cửa hàng bán phụ tùng cho xe rờ-moóc, như cửa hàng phụ tùng xe ôtô. Đĩa quay phải có lỗ để trượt vào các núm nhô ra trên nhông, và có các tai nhô ra để nối tay quay vào đó. Khớp đĩa quay vào các núm của nhông và cố định nó vào vị trí. Sau khi căn chỉnh cân đối đĩa quay trên nhông, bạn sẽ siết cố định bằng đai ốc bánh xe, trước tiên là vặn vào bằng tay rồi dùng chìa khóa ống siết chặt hơn. Bạn có hai tay quay cho mỗi cánh tuabin, nghĩa là có tổng cộng sáu tay quay cho tuabin có ba cánh. Bạn cần có bu lông để nối tay quay vào các tai của đĩa quay dưới, và con đệm để phân tách tay quay dưới với tay quay trên. Sau đó:  Trượt một con bu lông vào một lỗ trên tai đĩa quay, khớp tay quay vào bu lông đó, đẩy con đệm vào bu lông, khớp tay quay thứ hai vào bu lông và sử dụng đĩa quay trên để kẹp hai tay quay cùng với con đệm. Đĩa quay dưới và đĩa quay trên phải có cùng hình dạng, với cùng số tai kết nối tay quay. Dùng tay vặn bu lông vào đĩa quay trên để giữ cố định đĩa quay, sau đó siết các bu lông còn lại của bộ tay quay đầu tiên. Lặp lại quá trình này cho tất cả các tay quay. Sau khi tất cả các tay quay được kẹp vào giữa đĩa quay dưới và đĩa quay trên, bạn sử dụng chìa khóa ống để siết các bu lông chặt hơn. Sau khi siết chặt các bu lông, đĩa quay dưới, đĩa quay trên và các tay quay đã sẵn sàng để quay dễ dàng cùng với nhông trên bạc đạn. Vì kết cấu tuabin sẽ bị sức gió và các yếu tố môi trường khác tác động liên tục, do đó liên kết giữa bu lông và tay quay phải đảm bảo thật chặt. Để đảm bảo liên kết chắc chắn, bạn nên dùng dung dịch khóa ren được bán ở các cửa hàng kim khí. Các chốt này phải có ren và mỗi chốt có chiều dài 6 cm, dày 0,635 cm. Bạn có thể phải dùng cưa sắt để cắt các chốt này cho đúng chiều dài yêu cầu. Sau đó bạn dùng tay vặn chốt vào mặt trên của đĩa quay trên sao cho các chốt được phân bổ đều quanh trục quay.  Chỉ vặn chốt vào đĩa quay đủ sâu sao cho mỗi chốt đứng thẳng và chắc chắn. Tất cả các chốt nên nhô ra khỏi đĩa quay một đoạn bằng nhau. Nếu bạn sử dụng cưa sắt để cắt chốt thì phải cẩn thận để tránh làm hỏng ren. Ren hỏng sẽ khiến bạn không thể lắp các bộ phận khác vào đó. Bạn cần gắn các chốt thật chắc, cũng như bu lông kết nối các tay quay. Cuối cùng bạn nên nhỏ dung dịch khóa ren vào các chốt. Bạn có thể tự chế rô-to dưới và rô-to trên bằng đĩa rô-to, sơn epoxy và các thỏi nam châm neodymi có kích thước 5cm x 2,5cm x 1,25cm, hoặc bạn mua hàng chế tạo sẵn đi kèm trong bộ tuabin gió, hoặc mua từ nhà sản xuất phụ tùng tuabin gió. Hướng các thỏi nam châm lên trên, khớp đĩa dưới của rô-to nam châm vào bốn thanh chốt mà bạn đã siết chặt vào đĩa quay.  Cho dù bạn tự làm hay sử dụng rô-to nam châm được chế tạo sẵn, luôn luôn cẩn thận khi thao tác với từng thỏi nam châm hay đĩa rô-to nam châm. Lực từ trường của chúng rất mạnh nên có thể gây ra chấn thương nghiêm trọng nếu bạn thao tác không thận trọng. Nam châm neodymi khá giòn. Bạn cần có 24 thỏi, 12 thỏi cho rô-to trên và 12 cho rô-to dưới, nhưng bạn nên mua dư để phòng trường hợp nam châm bị vỡ trong khi lắp vào đĩa. Loại nam châm này được rao bán trực tuyến. Nếu bạn mua nguyên bộ có kèm theo đĩa rô-to nam châm thì chỉ cần lắp nó vào các chốt như mô tả trên đây. Đối với rô-to tự chế, bạn phải phân bố đều các thỏi nam châm quanh mép đĩa rô-to. Để ngăn ngừa đặt nam châm sai vị trí và làm hỏng rô-to, bạn nên vẽ vị trí đặt nam châm lên giấy bìa hoặc giấy thường.  Miếng giấy này sẽ được đặt vào giữa rô-to là nơi không đặt nam châm. Các đường kẻ từ tâm đến mép giấy là dấu hiệu chỉ nơi bạn cần đặt nam châm lên rô-to. Bạn có thể dùng băng keo dán cố định miếng giấy và tham khảo các mẫu giấy này trên mạng. Bạn nên dùng bút marker đánh dấu cực của nam châm trước khi bắt đầu lắp. Nếu các thỏi nam châm hút chặt vào nhau và bạn không thể phân biệt được cực, hãy chế một dụng cụ kiểm tra bằng cách dán viên nam châm nhỏ lên que kem. Lướt phía cực "N" của dụng cụ kiểm tra trên thỏi nam châm neodymi. Nếu bạn cảm thấy lực đẩy thì mặt đó của thỏi nam châm là cùng cực. Nếu bạn cảm thấy lực hút thì mặt đó là trái cực. Sử dụng một lượng sơn epoxy bằng cỡ hạt đậu để lắp nam châm. Bạn thoa sơn lên mặt thỏi nam châm trước khi đặt lên đĩa. Cẩn thận giữ các ngón tay tránh xa khe hở giữa nam châm và đĩa rô-to, từ từ di chuyển thỏi nam châm đến góc của đĩa rô-to. Nam châm phải bám sát trên mặt đĩa, sau đó bạn có thể trượt nó vào đúng vị trí theo đường kẻ trên trang giấy mẫu. Bạn có thể dùng ống kim loại dày 0,375cm và cắt thành các đoạn dài 3,175cm để tạo ra con đệm. Bạn cắt độ dài con đệm càng chính xác càng tốt. Trượt các con đệm vào chốt chồi ra trên mặt rô-to nam châm.  Kích thước con đệm không đều có thể làm rô-to nam châm trên bị nghiêng. Điều này nguy hiểm và cũng có thể tác động xấu đến hiệu suất tuabin. Khoảng thừa của chốt bên trên con đệm chỉ nên nhỉnh hơn 2,5cm. Đó là khoảng thừa để bắt đai bu-lông siết chặt rô-to nam châm trên, cùng với tất cả các bộ phận giữa hai rô-to. Stato gồm nhiều cuộn dây kim loại đóng vai trò rất quan trọng trong máy phát điện. Nó được bán kèm trong bộ tuabin gió, hoặc bạn mua từ nhà sản xuất phụ tùng tuabin gió, hay có thể tự chế tạo. Các chốt quanh trục quay trung tâm sẽ được lồng vào giữa stato, và bạn phải căn chỉnh stato vào chính giữa đối với trục quay.  Stato gồm ba chùm, mỗi chùm gồm ba cuộn dây đồng độ dày 24 gauge, mỗi cuộn có 320 vòng dây đồng. Việc chế tạo stato tốn nhiều thời gian và không dễ. Nếu bạn quyết định tự chế stato thì có thể tìm hướng dẫn cách làm trên mạng với cụm từ khóa "cách để chế tạo stato tuabin gió". Bạn có thể chế tạo máy cuốn stato từ gỗ phế phẩm và đinh. Nối hai mảnh ván ép bằng bốn cây đinh sao cho khoảng trống giữa hai mảnh ván khoảng 2,5cm. Bốn cây đinh cần được đặt theo hình chữ nhật tương ứng với kích thước của thỏi nam châm. Sau đó bạn có thể dễ dàng quấn dây đồng để tạo ra stato.  Trong quá trình chế tạo stato bạn phải theo dõi lúc bắt đầu và kết thúc khi cuốn các cuộn dây. Mỗi cuộn phải được quấn theo cùng một hướng. Bạn nên dán một miếng băng keo điện màu vào lúc bắt đầu quấn mỗi cuộn dây. Để cuộn dây không bị bung ra sau khi quấn xong, bạn nên dán cả cuộn dây bằng băng keo điện và sơn thêm hai lớp epoxy bên ngoài. Sau khi sơn epoxy, để stato khô trên giấy sáp theo thời gian chỉ định trên nhãn hộp sơn. Phải đặc biệt thận trọng, đây là một trong những bộ phận nguy hiểm nhất của kết cấu tuabin gió. Xếp bốn miếng gỗ lên trên stato về cả hai phía của trục quay, với các miếng gỗ dày đặt dưới và miếng gỗ mỏng đặt trên. Miếng gỗ trên nên có kích thước 2 x 4.  Giữ rô-to nam châm trên sao cho các ngón tay nằm trong khe hở giữa các miếng gỗ xếp chồng, và từ từ đặt rô-to trên lên trên rô-to dưới. Cố gắng căn chỉnh rô-to trên với các chốt trong khi lắp vào. Từ trường sẽ giữ đĩa rô-to trên và hút nó vào các miếng gỗ được đặt trước đó. Sau đó bạn hạ rô-to trên lên các chốt bằng cách trượt từng miếng gỗ ra ngoài. Đầu tiên trượt lần lượt từng miếng gỗ trên ra. Lặp lại quá trình này với các miếng gỗ dưới để đưa rô-to trên vào đúng vị trí. Sau đó bạn vặn đai bu-lông lục giác vào các chốt để siết chặt rô-to. Sau khi hoàn thành, rô-to trên phải nằm trên các con đệm và thanh chốt chỉ còn thừa một khoảng nhỏ bên trên. Có thể bạn phải lúc lắc các miếng gỗ để lấy nó ra khỏi rô-to trên vì lực từ trường rất mạnh.
Xác định vận tốc gió trung bình ở nơi bạn định đặt tuabin. Xem xét luật về xây dựng liên quan đến tuabin gió. Đánh giá không gian đặt tuabin. Sử dụng cánh tuabin sản xuất sẵn hoặc tự làm. Chọn máy phát điện. Tháo kết cấu tuabin khỏi trục quay. Hàn đế trục quay vào tháp. Lắp giá đỡ cho trục quay và stato. Lắp vòng bạc đạn côn vào trục quay. Gắn kết cấu chính của tuabin. Siết chặt stato và lắp nắp tra mỡ để hoàn thành kết cấu tuabin. Nối bộ điều khiển sạc vào bình ắc quy hay mạch điện. Kết nối dây điện có vỏ bọc vào bộ điều khiển sạc. Luồn dây điện từ gốc và đi qua trục tháp. Nối vào bình ắc quy hay mạch điện. Ráp trục quay. Trượt đĩa nhông vào trục quay. Gắn đĩa quay dưới vào nhông. Kết nối tay quay. Gắn bốn chốt vào đĩa quay trên. Lắp rô-to nam châm dưới vào các chốt. Chế tạo rô-to nam châm nếu cần thiết. Lắp các con đệm vào chốt. Đặt stato lên trên rô-to nam châm dưới. Chế tạo máy cuốn stato tại nhà. Lắp rô-to nam châm trên.
https://www.wikihow.com/Build-a-Wind-Turbine https://www.wikihow.com/Build-a-Wind-Turbine https://www.wikihow.com/Build-a-Wind-Turbine https://www.wikihow.com/Build-a-Wind-Turbine https://www.wikihow.com/Build-a-Wind-Turbine
Planning Your Wind Turbine Finishing Your Turbine Assembly Installing Turbine Electrical Components Assembling the Spindle and Spokes of a Vertical Axis Wind Turbine Mounting the Magnets of a Vertical Axis Wind Turbine