1. No category

SÄHKÖÄ TUOTTAVAN TUULIMYLLYN RAKENNUSOHJEET
Ohjekirja kertoo omista kolmea tuulimyllyä käsittelevistä tuulivoimakokemuksistani pitkältä ajalta.
Kirjassa on esitetty täydelliset 6-siipisen ( Ø 4m ) ja 3-siipisen ( Ø 7m ) tuulimyllyn piirustukset sekä
rakenteilla olevan 5 –siipisen ( Ø 8 m ) piirustukset. Rakennetut tuulimyllyt ovat olleet jatkuvassa
käytössä jo vuosia. 6-siipinen tuulimylly on toiminut vuodesta 2002, suurempi 3-siipinen tuulimylly
vuoden 2004 alusta ja pieni mökkilaturi 2009 alusta. Kirjan mitoitusohjeiden avulla voi myös muuttaa
rakennettujen tuulimyllyjen mittakaavaa ja siten tehoa ja kokoa. Ohjekirjassa on kerrottu siipien
valmistaminen käytetyllä menetelmällä ja tuulimyllyn suunnittelun perusteet, jotka jokaisen rakentajan
tulisi tuntea.
Ohjekirja on luottamuksellinen ja sitä ei ole tarkoitettu julkiseen lainaukseen (omakustanne).






Tuulimyllyjen mekaaninen rakenne ja rakentaminen
Yksinkertainen menetelmä siipien valmistamiseksi pellistä ja myrskysuojaus
Kuvaus tuulimyllyjen sähköverkkojärjestelmistä (DC 36 V ja AC 230 V)
Kuvaus käytetyistä generaattoreista ja muista generaattorivaihtoehdoista
Käyttö- ja huoltokokemukset käyttöönotosta saakka
Vertailu kahden tuulimyllytyypin ominaisuuksien välillä
Vesa Mikkonen
Haukimäentie 419
74595 RUNNI
050 – 5987 382
vesa.mikkonen(at)ekomobiili.fi
Ohjekirja on A4 – kokoinen ja siinä on 166 sivua. Ohjekirjan piirustukset kuvaavat suoraan alla olevien
kansikuvien mukaisia tuulimyllyjä.
TUULIMYLLYKIRJAN SISÄLLYSLUETTELO (Päivitetty 16.1.2013 )
JOHDANTO
9
TUULIMYLLYTYYPIN VALINTA
TUULIMYLLY KÄYTTÖTARKOITUKSEN MUKAAN
ASENNUSPAIKKA
TEHONTARVE
SÄHKÖ ON TEHOKKAIN TAPA SIIRTÄÄ ENERGIAA
KORISTEKÄYTTÖ
10
10
10
11
11
12
TUULIMYLLYN PERUSSUUNNITTELU JA HYÖTYSUHDE
TEOREETTINEN HYÖTYSUHDE JA TEHO
ODOTETTAVISSA OLEVA ENERGIAN TUOTANTO
Huono asennuspaikka
Välttävä asennuspaikka
Tyydyttävä asennuspaikka
Hyvä asennuspaikka
Erityisen hyvä asennuspaikka
Voimalaitostason paikka
SIIVIKKOTYYPIN VAIKUTUS TEHOKERTOIMEEN
TUULEN SIIPEEN KOHDISTAMAT VOIMAT JA SIIVEN MUOTO
GEOMETRINEN KIERTO
HELPOSTI VALMISTETTAVAT SIIPIPROFIILIT
PYSTYAKSELINEN SAVONIUS -TUULITURBIINI
13
13
13
13
14
14
14
14
14
15
16
18
18
22
MYRSKYSUOJAUS
SUOMESSA TAVATTAVAT MYRSKYTUULET
SIIVIKON PYÖRIMISNOPEUS JA KESKIPAKOISVOIMA
TUULIKUORMAN MITOITUS
VOIMANSIIRRON JA GENERAATTORIN MITOITUS
MYRSKYSUOJAUKSEN TEKNISET VAIHTOEHDOT
Tuulesta pois kääntö
Mekaaninen jarru
Siivikon turvallisen lapakulman valinta
Kääntyvät lavat
Pysäytys sähköisen kuorman avulla
Aerodynaamiset jarrut
Ravistuksen ja epätasapainon tunnistaminen
23
23
23
25
26
26
26
27
28
30
30
30
30
TUULIMYLLYN PYSTYTYSPAIKKA JA SEN VALINTA
ASENNUSKORKEUS
MAASTON VAIKUTUS TUULIOLOSUHTEISIIN
AURINGON VAIKUTUS TUULIOLOSUHTEISIIN
MASTON RAKENTAMINEN
MASTO ON MERKITTÄVÄ KUSTANNUS
PUUPYLVÄS
RAUTAINEN TORNI
HARUKSEN ANKKUROINNIN MITOITTAMINEN
31
31
31
32
32
32
33
33
33
TEKNINEN KUVAUS RAKENNETUISTA TUULIMYLLYISTÄ
PIENI YKSINKERTAINEN LEIKKIMYLLY
AKKULATURI MÖKKIKÄYTTÖÖN
Suoravetokäyttö on yksinkertaisin
Valmiista osista koottava laakerointi ja sähkön alas tuonti
Puhaltimen siivikon säätäminen tuuliturbiiniksi
6-SIIPINEN NELJÄMETRINEN TUULIMYLLY
34
34
35
35
36
36
38
Käyttökokemukset vuodesta 2002
Siivikon rakenne
Generaattori ja sähköjärjestelmä
MONISIIPINEN TUULIMYLLY
Siivikon keskiönavan valmistaminen
Monisiipisen siivikon toiminta
Hitaasti pyörivän siiven valmistus
Nopeammin pyörivän siiven valmistus
Kaarevuuspoikkeaman laskenta ja korjaus
Tukirenkaan valmistus
3-SIIPINEN Ø 6,9 METRINEN TUULIMYLLY
Yleistä
Siiven valmistaminen alumiinilevystä ilman hitsauksia
Siivikon keskiön kokoaminen
38
39
41
43
43
44
45
47
48
50
51
51
51
54
TUULIMYLLYN PYSTYTYS
PYSTYTTÄMINEN VINSSILLÄ VETÄMÄLLÄ
PYSTYTTÄMINEN NOSTURILLA
55
55
57
LAAKEROINNIT
LAAKEREIDEN KÄYTTÖIKÄ
LAAKEROINNIN RAKENTAMINEN
PÄÄSTÖ JA VÄSYMISLUJUUDEN PARANTAMINEN
SIIVIKON KYTKEMINEN LAAKEROINTIIN
VOIMANOTTO PÄÄAKSELILTA
59
59
60
60
61
62
TUULIMYLLYN KIINNITTÄMINEN MASTON PÄÄHÄN
63
VOIMANSIIRTO JA GENERAATTORI
64
TUULEEN OHJAUS
PERÄSIN
TUULEEN OHJAUKSEN MUUT VAIHTOEHDOT
TUULIMITTARI
66
66
66
67
TURVALLISUUS YLLÄPIDOSSA
PUTOAMISVAARAN ELIMINOINTI
KIIPEÄMINEN
HUOLTOTASANNE
SORMIEN LITISTYMISVAARA
MUITA VÄLTETTÄVIÄ VAARANPAIKKOJA
68
68
68
69
70
70
SÄHKÖISET JÄRJESTELMÄT
VERKKOON KYTKENTÄ
SÄHKÖN KÄYTTÖ OMASSA, ERILLISESSÄ VERKOSSA
YKSINKERTAINEN DIODI JÄNNITTEENSÄÄTÄJÄ TASAVIRTA KÄYTTÖÖN
GENERAATTORIVAIHTOEHDOT
Valmiit edulliset generaattorit
Kestomagnetoidut moottorit
Oikosulkumoottorin muuntaminen kestomagnetoiduksi generaattoriksi
Oikosulkumoottorin muuntaminen magnetoitavaksi tahtigeneraattoriksi
Oikosulkumoottorin eli voimavirtamoottorin kytkeminen suoraan generaattoriksi
Ajoneuvojen laturit
Kestomagnetoidun generaattorin rakentaminen romusta
71
71
71
72
73
73
73
74
74
74
76
77
SÄHKÖN PERUSKÄSITTEITÄ
VAIHTOVIRTA
Vaihtovirran jännite
77
77
77
Vaihtovirran teho
Vaihtovirtapiirin vastus
LYIJYAKUN HOITO JA VARAUSTILAN MITTAAMINEN
TASAVIRTA
TASAVIRTAAN LIITTYVIÄ ONGELMIA
CATERPILLARIN SIIVIKOSTA VALMISTETTU LEIKKIMYLLY
6-SIIPINEN Ø 4 METRINEN TUULIMYLLY
3-SIIPISEN Ø 6,9 m TUULIMYLLYN KUORMANTASAUS JA JÄNNITTEENSÄÄTÖ
PIENJÄNNITTEEN TUOTTAMINEN VALAISTUKSEEN
AUTOMAATTINEN SÄHKÖINEN PYSÄYTIN
78
79
80
81
81
84
84
86
89
92
AKKULATURI MÖKKI KÄYTTÖÖN
PYSTYLAAKEROINTI
RUNKORAUDAT JA TURBIININ KIINNITYS AKSELIIN
95
95
96
6-SIIPISEN TUULIMYLLYN PIIRUSTUKSET
PERUSMITOITUS JA OSALUETTELO
6 -SIIPINEN KOKONAISUUS SIVULTA
RUNKO
6-SIIPINEN SIIVIKKO JA SEN MITOITUS
HITAASTI PYÖRIVÄ MONISIIPINEN SIIPI
NOPEAMMIN PYÖRIVÄ MONISIIPINEN SIIPI JA SEN VALMISTUS
RAUTAISEN JUURILAVAN JA SIIVEN VARSIEN VALMISTUS JA MITOITUS
SIIVIKON NAPA JA MITOITUS
PYSTYAKSELIN LAAKEROINTI TUULIMYLLYN KÄÄNTYMISELLE
VINSSILLÄ PYSTYTETTÄVÄN PUUPAALUN JALUSTA
LAAKEROINTIYKSIKKÖ Ø 40 MM AKSELILLA Ø 3-4 METRISELLE TUULIMYLLYLLE
LAAKERIYKSIKKÖ Ø 60 MM AKSELILLA Ø 5 – 6 METRISELLE TUULIMYLLYLLE
KUORMANTASAUSRELEISTÖ
LAPAKULMA JA KIEROUS 6 –-SIIPISELLE SIIVIKOLLE
97
97
99
100
101
102
103
104
107
108
109
110
111
112
113
5-SIIPINEN Ø 8-METRINEN YLÖSNOUSEVA TUULIMYLLY
KOKOONPANO JA MITTASUHTEET
RUNKO
ÖLJYVOIDELTU LAAKERIYKSIKKÖ Ø 8 METRISELLE SIIVIKOLLE
SIVUTTAISKÄÄNTÖ JA PYSTYYN KÄÄNNÖN LAAKEROINTI
SIIVET 5-SIIPISEEN TUULIMYLLYYN
TUKIRENKAAN KIINNIKKEET SIIVEN VARTEEN
PERÄSIN
LAPAKULMAT JA MUOTO Ø 8,0 METRISELLE 5-SIIPISELLE SIIVIKOLLE
118
118
119
120
124
126
127
130
133
3-SIIPISEN TUULIMYLLYN PIIRUSTUKSET
OSALUETTELO
6,9 –METRISEN TUULIMYLLYN MITTASUHTEET
GEOMETRISEN KIERRON VALMISTAMINEN SIIPIIN
MASTON RAKENNE JA PERUSTUKSET
SIIVIKON LAAKEROINTI
PYSTYAKSELIN LAAKEROINTI
SIIVIKON NAVAN JA SIIVENTYNKIEN KOKOAMINEN
SIIVEN KIERTOLIITIN JA LAPAKULMAN SÄÄTÖ
SIIVIKON KESKIÖN KOKOAMINEN
RUNGON PÄÄMITAT
LIUKURENKAAT SÄHKÖN SIIRTÄMISEKSI ALAS
JOUSTAVA KIINNITYS MASTON PÄÄHÄN JA HUOLTOLUKKO
SAATAVA TEHO JA JÄNNITTEEN SÄÄTÖ
AUTOMAATTINEN SÄHKÖINEN PYSÄYTIN JA MOOTTORIN MUUNNOSKÄÄMITYS
KUORMANOHJAUSRELEIDEN KYTKENTÄ
HIHNAKÄYTTÖINEN JARRU
134
135
136
137
138
139
141
142
143
146
148
149
152
153
155
156
158
GENERAATTORIN ASENNUS JA VOIMAN SIIRTO
GENERAATTORIN ASENNUS JA VOIMAN SIIRTO
HIHNAVÄLITYKSEN MITOITUS JA VOIMANSIIRTOKYKY
LAPAKULMAN VAIKUTUS TEHOON JA PYÖRIMISNOPEUTEEN
158
159
164
165
Kirjan takakannen teksti
Tämän teoksen tarkoituksena on jakaa omat kokemukseni pienen omavalmisteisen sähköä tuottavan
tuulimyllyn rakentamisesta ja käytöstä sähkövoiman tuottamiseen. Rakennetuista tuulimyllyistä on
esitetty täydelliset piirustukset ja mitoitusohjeet tuulimyllyn rakentamiseksi noin 5 kW:n
kokoluokkaan saakka sekä kolmesiipisenä että monisiipisenä rakenteena. Usein tuulimyllyn
rakenteeseen liittyy tiukkoja mieltymyksiä siipien lukumäärästä ja toimintavasta. Omakohtaisiin
useiden vuosien kokemuksiini perustuen molemmista perusrakenteista on löydettävissä omat hyvät
puolensa. Lopullisen toteutuksen kannalta oleellista on löytää sellaiset tekniset ratkaisut, jotka paitsi
tuottavat kohtuullisesti voimaa, ovat myös toteuttamiskelpoisia ja käytännössä kestäviä ja luotettavia.
Valitettavan usein tuulimyllyn rakentamisinto hiipuu jo heti alkuinnostuksen jälkeen. Tuulimyllyn
rakentamiseen ei kannata suunnitella käytettäväksi tekniikkaan, joka ei ole enää harrastajan itsensä
hallinnassa, sillä samalla pääsääntöisesti katoavat myös hankeen taloudelliset perusteet. Tässä
teoksessa kuvatut tuulimyllyt on rakennettu kokonaan menetelmillä, jotka ovat kädentaitoisen
harrastajien itse toteutettavissa. Toivottavasti omat kokemukseni rohkaisevat muitakin ryhtymään
tuumasta toimeen ja rakentamaan oman näköisensä hyödyllisen pihan koristuksen, joka kirjaimellisesti
valaisee päivän.