Vi bygger vind- og vannturbin

Strømproduksjonen skjer gjennom en generator hvor bevegelsesenergi omdannes til elektrisk energi ved induksjon. Generatoren produserer vekselstrøm, som vi omdanner til likestrøm ved å koble en likeretter av dioder. Her kan elevene bli kjent med deler av elektrisitetslæren og elektromagnetisme som går utover hva de lærer i naturfagtimen.

Den mest omfattende delen av prosjektet er imidlertid å bygge og montere turbinene som skal fange energien i vann og vind. Samme generator med montering kan brukes for begge turbinene.

Bladene til vannturbin kan lages av spiseskjeer som bores, skrus fast og bøyes i riktig posisjon. Sammenlikn med turbiner i et vannkraftverk! For vannturbin kan vi bruke spiseskjeer av stål. Vi borer hull i skjeene og skrur dem fast på en treplate. Deretter bøyes de til rett posisjon. Det gir en ganske «røff» følelse å bore i bestikk så metallet går varmt (pass fingrene!) og å bruke rå kraft for å bøye dem i posisjon! Her kan vi knytte an til dimensjonene i et vannkraftverk: Hvor store er egentlig turbinene? Hva er de laget av? Hvor fort går de rundt?

Foto: Voith Siemens Hydro Power

Vindturbiner lager vi av blad skåret ut av avløpsrør i plast. Rørene gjør at turbinbladene får en passe krumning. La gjerne elevene først studere formen og dimensjonene på turbinblader i en moderne vindmøllepark. Ved hjelp av et dataprogram kan vi få beregnet optimal form på turbinbladene ved å oppgi verdier for vindstyrke, rotasjonshastighet, antall blader og diameter på vindmøllen. Denne formen tegnes over på plastrøret, og skjæres ut med elektrisk stikksag.

Et dataprogram beregner optimal form på vindmøllebladene når du oppgir vindstyrke, rotasjonshastighet, antall blader og diameter på vindmøllen. Programmet er tilgjengelig fra www.marin.ntnu.no/OceanSpaceExplorer

Bladene skjæres ut av plastrør med passende diameter slik at bladene får riktig krumning.

En gjengestang binder turbinen sammen med generatoren. Dette er i prinsippet enkelt, men krever en hel del tilpasning og justeringer. Overføringen fra gjengestanga til generatoren forsterkes med plastslange og slangeklemmer slik at ingenting glipper. Generatoren koples til likeretteren og en lyspære loddes fast til slutt. Da gjenstår bare å se om vannet i hageslangen eller vindkastene i høststormen har nok bevegelsesenergi til å gi lys i lampa!

Ferdig vindturbin med generator koplet til likeretter og lyspære.

Snurr og test!