SlideShare a Scribd company logo
1 of 9
Download to read offline
 Background 
 
The world has become increasingly dependent on renewable energy sources such as solar, wind, 
biogas  etc.  We  chose  to  work  on  wind  energy  for  this  project.  In  this  context,  we  focused  on 
developing  a  product  that  can  generate  electricity  using  the  kinetic  energy  of  the  wind.  All  the 
conventional wind mills have a simple phenomenon of doing the same. A typical wind mill has a 
rotating device called “turbine” which rotates when wind flows over it. The shaft is coupled to a 
dynamo and thus electricity is generated. This process sounds pretty good. But, when we try to 
apply it on a small scale level, for example lighting a LED or charging a mobile phone etc., there are 
a lot of problems involved. Rotation‐based wind turbines don’t scale down well due to friction and 
he lower energy of lower wind speeds. So, there is a need to develop a new innovation which does t
not use rotary equipment, to achieve the required targets at the small scale.  
 
By applying TRIZ techniques (TRIZ is a theory of inventive problem solving), one can easily say that 
turbine is the part that is causing all the trouble. So, we simply eliminated it! Now, we need some 
mechanism to capture the wind energy. After rotation, one can think of vibration. So, let there be a 
membrane vibrating due to the wind. If we place magnets at its ends and make them oscillate in and 
out  of  a  copper  coil,  electricity  can  be  produced!  Shawn  Frayne,  an  MIT  graduate  was  the  first 
person to discover this idea and he created something called “Windbelt”. He started a company by 
the name “Humdinger” which sells these Windbelts. Inspired by him, we tried out working on the 
same principle in this course. 
Windbelt Theory  
 
Until recently, the only viable wind harvesting device was the turbine. Humdinger’s Windbelt is the 
first non‐incremental innovation beyond this century‐old approach. Instead of using conventional 
geared,  rotating  airfoils  to  pull  energy  from  the  wind,  the  Windbelt  relies  on  an  aerodynamic 
phenomenon known as “aeroelastic flutter”. This phenomenon is a well‐known destructive force. 
However, it can also be used as a powerful mechanism for catching the wind at scales and costs 
beyond the reach of turbines. At its heart, The Windbelt uses a tensioned membrane undergoing a 
flutter oscillation to pull energy from the wind.  
 
To picture how this works, think of how you held a blade of grass between your fingers as a kid and 
made it whistle—or how the strapping on a truck can be seen moving in the wind. That is roughly 
how the Windbelt can pull energy from the wind—then, it’s a second step to turn that energy of the 
moving membrane into electricity, which is done by actuating new types of linear generators.  
 
The Tacoma Narrows Bridge callapse is a famous example of the destructive power of aero elastic 
flutter.  The  bridge  across  Puget  Sound  opened  on  July  1,  1940.  Four  months  later  a  strong 
continuous wind induced oscillation into the structure, which showed torsional and longitudinal 
flutter, eventually causing its collapse. The photos given below are stills from video footage of that 
flutter and collapse. Structural engineers studied the failure; newer suspension bridges were built 
differently to avoid such oscillation. 
 
 
How does the Windbelt turn its “flutter” into electricity? A pair of magnets is fastened to the belt, so 
as the belt moves up and down the magnets follow the same motion. This motion of the magnets 
takes place directly next to the stator (coil). A magnetic field moving next to a coil of wire induces a 
current to flow. As generated, the electricity is alternating current (AC). This AC may be converted 
o direct current (DC) with the enclosed rectifier. t
 
Specifications  
 
The Windbelt consists of a taut membrane made of Mylar coated Taffeta, 2 cap magnets, copper coil 
and a frame to hold these equipment. Apart from this, it consists of an electrical unit that gives the 
desired output power.  
 
3D Model of our product:  
 
This figure shows a basic model of our Windbelt. There is a lot of scope for improvement and more 
ower can be obtained using multiple belts in parallel.  p
 
Materials 
Important  materials  involved  in  this  project  are  Cap  magnets,  Copper  coil  and  of  course,  a  belt 
material. 
• Magnets – Disc Magnets NdFeB / Neodymium 
Stator coils – Cu 
• Belt material – Mylar coated taffeta tape, Gun tape, Duct tape, Polystyrene ribbon, Packaging 
tape, Video disc tape 
•
 
 
 
 
 
 
Cost Analysis 
Rough cost of the project we carried out: 
Object  Quantity  Dimensions  Co `) st (
Belt  1  1 meter long  15 
Wooden frame  1  Slightly longer than belt  25 
Magnets  2  1cm diameter  60 
Stator coils  2  ‐  20 
Miscellaneous (Nails, 
adhesives etc.)  
‐  Differe t sizes n 20 
Total      140 
 
Rough cost estimates of a final useful product: 
Object  Quantity  Dimensions  Co `) st (
Frame  1  1m x 5cm x 2cm  25 
Belt  1  1m x 2cm  30 
Magnets  4    80 
Stator coils  4    30 
Rectifier  1  ‐  15 
Nails, Nuts and Bolts  ‐  Different sizes  10 
Total      190 
 
hus, a basic model of a wind belt costs less than `200 to manufacture. T
 
 
 
 
 
 
 
 
Our work (in photographs) 
We played around with tools and materials in CFI (Center for Innovation), IIT Madras and finally 
built a Windbelt prototype! 
 
 
Calculations 
Windbelt consists of two cap magnets, which move in and out of two copper coils connected in 
series. So there is change in magnetic flux which produces electricity in the coil. The output from 
the coil is AC, can be converted DC through a rectifier circuit attached between two terminals of 
copper coil. 
 ­ Rectifier circuit 
Voltage output from Windbelt V=20.19 mV and current output I=0.04A (measured using 
Multimeter) 
belt prototype  Therefore power output from Wind
P=V*I=0.81 mV ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ (1) 
pproximating vibrations of the membrane (belt) to a parabolic shape A
 
Belt at stationary 
 
 
Belt under vibrations 
Here  =1.0cm, equation of the parabola passing through 3 points (0,0), (47.5,1), (95,0) is 
Belt 
L=95cm
Magnets 
4.432 10 0.0421  
So area swept by belt (under vibrations) across wind flow is  
2   = 126.63
ned in wiPower contai nd can be found by 
⁄
 
Here density of air,  =1.23  
Swept area, A=126.63  
Velocity of wind, v=2   (Table fan setting 2) 
Therefore power P=15.57mW  ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ (2) 
100
.
.
100Efficiency of Windbelt =     = 5.20% 
 
Advantages of a Windbelt 
• The Windbelt is a light weight, low cost, portable, easy‐to‐use device.  
• The  1  meter  Windbelts  are  designed  to  work  alone  or  in  groups  to  provide  power  to 
or any situation demanding 0.1 kWh to 1 kWh of lighting, WiFi nodes, micro‐base stations, 
•
energy per month. 
It can also be used for lighting bed lamps.  
•   a mobile A Windbelt  can be kept  on a  moving car and the output can  be used to charge
phone while travelling. 
• A Windbelt can be placed on poles in high wind zones and used for street lighting. 
• An array of Windbelts placed side by side can form a “Windcell” and it may be used to light 
up an entire room!  
 
The Windcell have a form factor similar to Solar panels and are designed for larger installations, 
targeting applications with 5 kWh to several MWh of energy demand per month, with particular 
attention to cost. 
On larger installations, the Windcell panels have an initial projected production cost of Rs. 2.5 per 
kWh (at 6m/s average wind speed). 
Cost combined with modularity, safety and form factor gives the variation of the technology access 
to many of the places that wind and solar cannot presently go. 
 
 
Scope for further improvement 
There is a lot of scope for improving the design of the Windbelt for a better performance.  
• One straightforward improvement in performance efficiency  would be to use magnets of 
 and length higher strength, coils with more number of turns and belt with optimum tension
•
to be in resonance. 
The number of magnets and coils used can also be increased for a higher output. 
• As mentioned earlier, a series of Windbelts can be used to form a Windcell, so that we can 
get output for medium scale appliances as well. 
• The design can be modified in such a way that the wind is directed on to the belts. One such 
example is shown in the following figure. 
 
 
 
FAQ 
Q: What if the belt does not vibrate?  
A: The belt tension can be increased or decreased (as the Windbelt is in the moving airstream). 
Make sure that the magnets are not stuck to the stator. If the belt is mounted so close to the stator 
that the magnets are clinging to the stator, the Windbelt should be rotated so that the wind blows 
hrough  it  from  the  other  side.  Otherwise,  the  belt  should  be  remounted  with  proper  spacing 
etween the belt and stator.  
t
b
 
Q: The belt is vibrating there is no electrical output.  
A: The stator should be installed in the proper orientation and the pair of magnets is so close to—
but not touching—the stator. Otherwise, there will not be any electrical output. 
 
Q: The belt is seems to be in torsion, and is generating very little output. 
A: Measure the electrical output (if any) with a meter to have a comparison. Then flick the belt with 
your  finger.  If  that  does  not  work,  the  belt  tension  can  be  varied  with  fingers.  Try  rotating  the 
indbelt so the air blows through from the other side. Torsional flutter often occurs when the belt 
s incorrectly tensioned, misaligned on the bolts, or too close to the stator. 
W
i
 
Q: Is it ok to hook up two or more units together to power a bigger load? 
A: Yes, as long as they are hooked up in parallel (positive‐to‐positive, and negative‐to‐negative).  
N
o
 
ote: If they are in series, the induced current from one Windbelt may flow through the coil of the 
ther Windbelt, and potentially disrupt the induced current generation of that generator. 
 
Q: Doe
A: No  
s it matter if the Windbelt is horizontal or vertical when it is in front of the fan? 
 
Q: What is the expected electrical output?  
A: 10mW to100mW (milliWatts), depending on wind speed. At 6m/s wind speed, around 50mW is 
delivered to the load. Voltage, unloaded, will be around 2‐3 volts AC before rectification. 
Q: How does moving a magnet past a coil generate electricity?                                                                
A: This process is called electromagnetic induction 
Q: At what frequency does the wind usually vibrate?                                                                                     
A: The 0.5 meter Windbelts will vibrate at around 70‐100 Hz. The 1 meter Windbelt vibrates at a 
lower frequency: 20‐50 Hz range ideally. Frequency varies depending on belt thickness, belt 
ension, wind speed etc. t
 
References 
• en.wikipedia.org 
• www.humdingerwind.com 
• www.popularmechanics.com/science/energy/solar­wind/4224763 
• http://buildingstuffinthebasement.blogspot.com/2009/11/diy‐Windbelt‐with‐wood‐and‐duct‐
tape.html 
• http://www.instructables.com/id/Windbelt‐from‐hard‐drive‐voice‐coil‐and‐magnets/ 
 

More Related Content

What's hot

ELECTROMAGNETIC PISTON
ELECTROMAGNETIC PISTONELECTROMAGNETIC PISTON
ELECTROMAGNETIC PISTON
vikrant bharti
 
PSU Symposium presentation
PSU Symposium presentationPSU Symposium presentation
PSU Symposium presentation
Madeline Mackey
 
Micro hydro power plant
Micro hydro power plantMicro hydro power plant
Micro hydro power plant
Rajesh Kumar
 
Solar energy
Solar energySolar energy
Solar energy
eddie0697
 

What's hot (20)

Eddy current brakes
Eddy current brakesEddy current brakes
Eddy current brakes
 
csp (concentrated solar power) technology
csp (concentrated solar power) technologycsp (concentrated solar power) technology
csp (concentrated solar power) technology
 
Nano tree ppt
Nano tree pptNano tree ppt
Nano tree ppt
 
power generation from speed breaker
power generation from speed breakerpower generation from speed breaker
power generation from speed breaker
 
Solar Power Generation
Solar Power GenerationSolar Power Generation
Solar Power Generation
 
Walk N Charge
Walk N ChargeWalk N Charge
Walk N Charge
 
ELECTROMAGNETIC PISTON
ELECTROMAGNETIC PISTONELECTROMAGNETIC PISTON
ELECTROMAGNETIC PISTON
 
PSU Symposium presentation
PSU Symposium presentationPSU Symposium presentation
PSU Symposium presentation
 
Electric Energy Storage Systems
Electric Energy Storage SystemsElectric Energy Storage Systems
Electric Energy Storage Systems
 
Walk and charge Technology
Walk and charge TechnologyWalk and charge Technology
Walk and charge Technology
 
blade less wind turbine
blade less wind turbine blade less wind turbine
blade less wind turbine
 
Solar car .ppt
Solar car .pptSolar car .ppt
Solar car .ppt
 
Micro hydro power plant
Micro hydro power plantMicro hydro power plant
Micro hydro power plant
 
Solar energy
Solar energySolar energy
Solar energy
 
Design of Mini Compressorless Solar Powered Refrigerator
Design of Mini Compressorless Solar Powered RefrigeratorDesign of Mini Compressorless Solar Powered Refrigerator
Design of Mini Compressorless Solar Powered Refrigerator
 
Introduction
IntroductionIntroduction
Introduction
 
Solar energy
Solar energySolar energy
Solar energy
 
Seminar Presentation on Neclear battery
Seminar Presentation on Neclear batterySeminar Presentation on Neclear battery
Seminar Presentation on Neclear battery
 
Hybrid walking bicycle
Hybrid walking bicycleHybrid walking bicycle
Hybrid walking bicycle
 
Energy conservation
Energy conservationEnergy conservation
Energy conservation
 

Viewers also liked

Faraday’s dynamo
Faraday’s dynamoFaraday’s dynamo
Faraday’s dynamo
Cristhyl Joyce Valderama
 

Viewers also liked (10)

Small scale generation by harnessing the wind energy
Small scale generation by harnessing the wind energySmall scale generation by harnessing the wind energy
Small scale generation by harnessing the wind energy
 
11.atrial flutter for basic ep.final
11.atrial flutter for basic ep.final11.atrial flutter for basic ep.final
11.atrial flutter for basic ep.final
 
Aeroelasticity
Aeroelasticity Aeroelasticity
Aeroelasticity
 
Faraday’s dynamo
Faraday’s dynamoFaraday’s dynamo
Faraday’s dynamo
 
Wi CR-Wireless Charging
Wi CR-Wireless ChargingWi CR-Wireless Charging
Wi CR-Wireless Charging
 
UT2015_GradSem_linkedin
UT2015_GradSem_linkedinUT2015_GradSem_linkedin
UT2015_GradSem_linkedin
 
A Methodology Proposal to Design Radars - Systems Approach
A Methodology Proposal to Design Radars - Systems ApproachA Methodology Proposal to Design Radars - Systems Approach
A Methodology Proposal to Design Radars - Systems Approach
 
Final Year Project Presentation
Final Year Project PresentationFinal Year Project Presentation
Final Year Project Presentation
 
Final Year Project
Final Year ProjectFinal Year Project
Final Year Project
 
Wind Energy
Wind EnergyWind Energy
Wind Energy
 

Similar to Minor project windbelt

Presentation on windmill by Md Riad Badhon
Presentation on windmill by Md Riad BadhonPresentation on windmill by Md Riad Badhon
Presentation on windmill by Md Riad Badhon
Riad Badhon
 
Project Presentation.pptx
Project Presentation.pptxProject Presentation.pptx
Project Presentation.pptx
stanleyjohn18
 

Similar to Minor project windbelt (20)

Gravity Powered Light using Compound Gear System
Gravity Powered Light using Compound Gear SystemGravity Powered Light using Compound Gear System
Gravity Powered Light using Compound Gear System
 
PPT DATA.docx
PPT DATA.docxPPT DATA.docx
PPT DATA.docx
 
Presentation on vortex_bladeless_wind_turbine
Presentation on vortex_bladeless_wind_turbinePresentation on vortex_bladeless_wind_turbine
Presentation on vortex_bladeless_wind_turbine
 
fluid1.docx
fluid1.docxfluid1.docx
fluid1.docx
 
Renewable energy
Renewable energyRenewable energy
Renewable energy
 
Maglev windmill
Maglev windmillMaglev windmill
Maglev windmill
 
Walk n charge (report)
Walk n charge (report)Walk n charge (report)
Walk n charge (report)
 
Vertical axis wind turbiine
Vertical axis wind turbiineVertical axis wind turbiine
Vertical axis wind turbiine
 
Energy harvesting tree
Energy harvesting treeEnergy harvesting tree
Energy harvesting tree
 
Hydroelectric And Solar Power Plant Working And Making
Hydroelectric And Solar Power Plant Working And MakingHydroelectric And Solar Power Plant Working And Making
Hydroelectric And Solar Power Plant Working And Making
 
IRJET- Power Generation on Highway by using Vertical Axis Wind Turbine & Sola...
IRJET- Power Generation on Highway by using Vertical Axis Wind Turbine & Sola...IRJET- Power Generation on Highway by using Vertical Axis Wind Turbine & Sola...
IRJET- Power Generation on Highway by using Vertical Axis Wind Turbine & Sola...
 
Solar Cooler
Solar CoolerSolar Cooler
Solar Cooler
 
Energy producing buildings
Energy producing buildingsEnergy producing buildings
Energy producing buildings
 
K010237178
K010237178K010237178
K010237178
 
PPT ON SOLAR STREET LIGHTING SYSTEM
PPT ON SOLAR STREET LIGHTING SYSTEMPPT ON SOLAR STREET LIGHTING SYSTEM
PPT ON SOLAR STREET LIGHTING SYSTEM
 
Presentation on windmill by Md Riad Badhon
Presentation on windmill by Md Riad BadhonPresentation on windmill by Md Riad Badhon
Presentation on windmill by Md Riad Badhon
 
Solar Chimney Power Plant-A Review
Solar Chimney Power Plant-A ReviewSolar Chimney Power Plant-A Review
Solar Chimney Power Plant-A Review
 
Project Presentation.pptx
Project Presentation.pptxProject Presentation.pptx
Project Presentation.pptx
 
Project presentation
Project presentationProject presentation
Project presentation
 
SOLAR PANEL
SOLAR PANELSOLAR PANEL
SOLAR PANEL
 

More from Raviteja Govindaraju (6)

LX Mobile Web Teardown
LX Mobile Web TeardownLX Mobile Web Teardown
LX Mobile Web Teardown
 
Muse Logo Concepts
Muse Logo ConceptsMuse Logo Concepts
Muse Logo Concepts
 
Weather app
Weather appWeather app
Weather app
 
MoneyMessenger Logo Design
MoneyMessenger Logo DesignMoneyMessenger Logo Design
MoneyMessenger Logo Design
 
Stair climber product design
Stair climber product designStair climber product design
Stair climber product design
 
Carl Windbelts Business Plan
Carl Windbelts Business PlanCarl Windbelts Business Plan
Carl Windbelts Business Plan
 

Recently uploaded

Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...
Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...
Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...
lizamodels9
 
unwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabi
unwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabiunwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabi
unwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabi
Abortion pills in Kuwait Cytotec pills in Kuwait
 
Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...
Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...
Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...
amitlee9823
 
Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...
Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...
Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...
amitlee9823
 
FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756
FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756
FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756
dollysharma2066
 

Recently uploaded (20)

Call Girls Ludhiana Just Call 98765-12871 Top Class Call Girl Service Available
Call Girls Ludhiana Just Call 98765-12871 Top Class Call Girl Service AvailableCall Girls Ludhiana Just Call 98765-12871 Top Class Call Girl Service Available
Call Girls Ludhiana Just Call 98765-12871 Top Class Call Girl Service Available
 
Uneak White's Personal Brand Exploration Presentation
Uneak White's Personal Brand Exploration PresentationUneak White's Personal Brand Exploration Presentation
Uneak White's Personal Brand Exploration Presentation
 
Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...
Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...
Russian Call Girls In Gurgaon ❤️8448577510 ⊹Best Escorts Service In 24/7 Delh...
 
Dr. Admir Softic_ presentation_Green Club_ENG.pdf
Dr. Admir Softic_ presentation_Green Club_ENG.pdfDr. Admir Softic_ presentation_Green Club_ENG.pdf
Dr. Admir Softic_ presentation_Green Club_ENG.pdf
 
Falcon's Invoice Discounting: Your Path to Prosperity
Falcon's Invoice Discounting: Your Path to ProsperityFalcon's Invoice Discounting: Your Path to Prosperity
Falcon's Invoice Discounting: Your Path to Prosperity
 
unwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabi
unwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabiunwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabi
unwanted pregnancy Kit [+918133066128] Abortion Pills IN Dubai UAE Abudhabi
 
Cracking the Cultural Competence Code.pptx
Cracking the Cultural Competence Code.pptxCracking the Cultural Competence Code.pptx
Cracking the Cultural Competence Code.pptx
 
Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...
Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...
Call Girls Electronic City Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Girl Servi...
 
Mysore Call Girls 8617370543 WhatsApp Number 24x7 Best Services
Mysore Call Girls 8617370543 WhatsApp Number 24x7 Best ServicesMysore Call Girls 8617370543 WhatsApp Number 24x7 Best Services
Mysore Call Girls 8617370543 WhatsApp Number 24x7 Best Services
 
Value Proposition canvas- Customer needs and pains
Value Proposition canvas- Customer needs and painsValue Proposition canvas- Customer needs and pains
Value Proposition canvas- Customer needs and pains
 
Ensure the security of your HCL environment by applying the Zero Trust princi...
Ensure the security of your HCL environment by applying the Zero Trust princi...Ensure the security of your HCL environment by applying the Zero Trust princi...
Ensure the security of your HCL environment by applying the Zero Trust princi...
 
A DAY IN THE LIFE OF A SALESMAN / WOMAN
A DAY IN THE LIFE OF A  SALESMAN / WOMANA DAY IN THE LIFE OF A  SALESMAN / WOMAN
A DAY IN THE LIFE OF A SALESMAN / WOMAN
 
Organizational Transformation Lead with Culture
Organizational Transformation Lead with CultureOrganizational Transformation Lead with Culture
Organizational Transformation Lead with Culture
 
Phases of Negotiation .pptx
 Phases of Negotiation .pptx Phases of Negotiation .pptx
Phases of Negotiation .pptx
 
Call Girls Service In Old Town Dubai ((0551707352)) Old Town Dubai Call Girl ...
Call Girls Service In Old Town Dubai ((0551707352)) Old Town Dubai Call Girl ...Call Girls Service In Old Town Dubai ((0551707352)) Old Town Dubai Call Girl ...
Call Girls Service In Old Town Dubai ((0551707352)) Old Town Dubai Call Girl ...
 
BAGALUR CALL GIRL IN 98274*61493 ❤CALL GIRLS IN ESCORT SERVICE❤CALL GIRL
BAGALUR CALL GIRL IN 98274*61493 ❤CALL GIRLS IN ESCORT SERVICE❤CALL GIRLBAGALUR CALL GIRL IN 98274*61493 ❤CALL GIRLS IN ESCORT SERVICE❤CALL GIRL
BAGALUR CALL GIRL IN 98274*61493 ❤CALL GIRLS IN ESCORT SERVICE❤CALL GIRL
 
Monthly Social Media Update April 2024 pptx.pptx
Monthly Social Media Update April 2024 pptx.pptxMonthly Social Media Update April 2024 pptx.pptx
Monthly Social Media Update April 2024 pptx.pptx
 
Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...
Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...
Call Girls Kengeri Satellite Town Just Call 👗 7737669865 👗 Top Class Call Gir...
 
FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756
FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756
FULL ENJOY Call Girls In Majnu Ka Tilla, Delhi Contact Us 8377877756
 
Call Girls Pune Just Call 9907093804 Top Class Call Girl Service Available
Call Girls Pune Just Call 9907093804 Top Class Call Girl Service AvailableCall Girls Pune Just Call 9907093804 Top Class Call Girl Service Available
Call Girls Pune Just Call 9907093804 Top Class Call Girl Service Available
 

Minor project windbelt

  • 1.  Background    The world has become increasingly dependent on renewable energy sources such as solar, wind,  biogas  etc.  We  chose  to  work  on  wind  energy  for  this  project.  In  this  context,  we  focused  on  developing  a  product  that  can  generate  electricity  using  the  kinetic  energy  of  the  wind.  All  the  conventional wind mills have a simple phenomenon of doing the same. A typical wind mill has a  rotating device called “turbine” which rotates when wind flows over it. The shaft is coupled to a  dynamo and thus electricity is generated. This process sounds pretty good. But, when we try to  apply it on a small scale level, for example lighting a LED or charging a mobile phone etc., there are  a lot of problems involved. Rotation‐based wind turbines don’t scale down well due to friction and  he lower energy of lower wind speeds. So, there is a need to develop a new innovation which does t not use rotary equipment, to achieve the required targets at the small scale.     By applying TRIZ techniques (TRIZ is a theory of inventive problem solving), one can easily say that  turbine is the part that is causing all the trouble. So, we simply eliminated it! Now, we need some  mechanism to capture the wind energy. After rotation, one can think of vibration. So, let there be a  membrane vibrating due to the wind. If we place magnets at its ends and make them oscillate in and  out  of  a  copper  coil,  electricity  can  be  produced!  Shawn  Frayne,  an  MIT  graduate  was  the  first  person to discover this idea and he created something called “Windbelt”. He started a company by  the name “Humdinger” which sells these Windbelts. Inspired by him, we tried out working on the  same principle in this course.  Windbelt Theory     Until recently, the only viable wind harvesting device was the turbine. Humdinger’s Windbelt is the  first non‐incremental innovation beyond this century‐old approach. Instead of using conventional  geared,  rotating  airfoils  to  pull  energy  from  the  wind,  the  Windbelt  relies  on  an  aerodynamic  phenomenon known as “aeroelastic flutter”. This phenomenon is a well‐known destructive force.  However, it can also be used as a powerful mechanism for catching the wind at scales and costs  beyond the reach of turbines. At its heart, The Windbelt uses a tensioned membrane undergoing a  flutter oscillation to pull energy from the wind.     To picture how this works, think of how you held a blade of grass between your fingers as a kid and  made it whistle—or how the strapping on a truck can be seen moving in the wind. That is roughly  how the Windbelt can pull energy from the wind—then, it’s a second step to turn that energy of the  moving membrane into electricity, which is done by actuating new types of linear generators.    
  • 2. The Tacoma Narrows Bridge callapse is a famous example of the destructive power of aero elastic  flutter.  The  bridge  across  Puget  Sound  opened  on  July  1,  1940.  Four  months  later  a  strong  continuous wind induced oscillation into the structure, which showed torsional and longitudinal  flutter, eventually causing its collapse. The photos given below are stills from video footage of that  flutter and collapse. Structural engineers studied the failure; newer suspension bridges were built  differently to avoid such oscillation.      How does the Windbelt turn its “flutter” into electricity? A pair of magnets is fastened to the belt, so  as the belt moves up and down the magnets follow the same motion. This motion of the magnets  takes place directly next to the stator (coil). A magnetic field moving next to a coil of wire induces a  current to flow. As generated, the electricity is alternating current (AC). This AC may be converted  o direct current (DC) with the enclosed rectifier. t   Specifications     The Windbelt consists of a taut membrane made of Mylar coated Taffeta, 2 cap magnets, copper coil  and a frame to hold these equipment. Apart from this, it consists of an electrical unit that gives the  desired output power.    
  • 3. 3D Model of our product:     This figure shows a basic model of our Windbelt. There is a lot of scope for improvement and more  ower can be obtained using multiple belts in parallel.  p   Materials  Important  materials  involved  in  this  project  are  Cap  magnets,  Copper  coil  and  of  course,  a  belt  material.  • Magnets – Disc Magnets NdFeB / Neodymium  Stator coils – Cu  • Belt material – Mylar coated taffeta tape, Gun tape, Duct tape, Polystyrene ribbon, Packaging  tape, Video disc tape  •            
  • 4. Cost Analysis  Rough cost of the project we carried out:  Object  Quantity  Dimensions  Co `) st ( Belt  1  1 meter long  15  Wooden frame  1  Slightly longer than belt  25  Magnets  2  1cm diameter  60  Stator coils  2  ‐  20  Miscellaneous (Nails,  adhesives etc.)   ‐  Differe t sizes n 20  Total      140    Rough cost estimates of a final useful product:  Object  Quantity  Dimensions  Co `) st ( Frame  1  1m x 5cm x 2cm  25  Belt  1  1m x 2cm  30  Magnets  4    80  Stator coils  4    30  Rectifier  1  ‐  15  Nails, Nuts and Bolts  ‐  Different sizes  10  Total      190    hus, a basic model of a wind belt costs less than `200 to manufacture. T                
  • 6.  ­ Rectifier circuit  Voltage output from Windbelt V=20.19 mV and current output I=0.04A (measured using  Multimeter)  belt prototype  Therefore power output from Wind P=V*I=0.81 mV ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ (1)  pproximating vibrations of the membrane (belt) to a parabolic shape A   Belt at stationary      Belt under vibrations  Here  =1.0cm, equation of the parabola passing through 3 points (0,0), (47.5,1), (95,0) is  Belt  L=95cm Magnets  4.432 10 0.0421   So area swept by belt (under vibrations) across wind flow is   2   = 126.63 ned in wiPower contai nd can be found by  ⁄   Here density of air,  =1.23   Swept area, A=126.63   Velocity of wind, v=2   (Table fan setting 2)  Therefore power P=15.57mW  ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ (2)  100 . . 100Efficiency of Windbelt =     = 5.20%   
  • 7. Advantages of a Windbelt  • The Windbelt is a light weight, low cost, portable, easy‐to‐use device.   • The  1  meter  Windbelts  are  designed  to  work  alone  or  in  groups  to  provide  power  to  or any situation demanding 0.1 kWh to 1 kWh of lighting, WiFi nodes, micro‐base stations,  • energy per month.  It can also be used for lighting bed lamps.   •   a mobile A Windbelt  can be kept  on a  moving car and the output can  be used to charge phone while travelling.  • A Windbelt can be placed on poles in high wind zones and used for street lighting.  • An array of Windbelts placed side by side can form a “Windcell” and it may be used to light  up an entire room!     The Windcell have a form factor similar to Solar panels and are designed for larger installations,  targeting applications with 5 kWh to several MWh of energy demand per month, with particular  attention to cost.  On larger installations, the Windcell panels have an initial projected production cost of Rs. 2.5 per  kWh (at 6m/s average wind speed).  Cost combined with modularity, safety and form factor gives the variation of the technology access  to many of the places that wind and solar cannot presently go.     
  • 8. Scope for further improvement  There is a lot of scope for improving the design of the Windbelt for a better performance.   • One straightforward improvement in performance efficiency  would be to use magnets of   and length higher strength, coils with more number of turns and belt with optimum tension • to be in resonance.  The number of magnets and coils used can also be increased for a higher output.  • As mentioned earlier, a series of Windbelts can be used to form a Windcell, so that we can  get output for medium scale appliances as well.  • The design can be modified in such a way that the wind is directed on to the belts. One such  example is shown in the following figure.        FAQ  Q: What if the belt does not vibrate?   A: The belt tension can be increased or decreased (as the Windbelt is in the moving airstream).  Make sure that the magnets are not stuck to the stator. If the belt is mounted so close to the stator  that the magnets are clinging to the stator, the Windbelt should be rotated so that the wind blows  hrough  it  from  the  other  side.  Otherwise,  the  belt  should  be  remounted  with  proper  spacing  etween the belt and stator.   t b   Q: The belt is vibrating there is no electrical output.   A: The stator should be installed in the proper orientation and the pair of magnets is so close to— but not touching—the stator. Otherwise, there will not be any electrical output.   
  • 9. Q: The belt is seems to be in torsion, and is generating very little output.  A: Measure the electrical output (if any) with a meter to have a comparison. Then flick the belt with  your  finger.  If  that  does  not  work,  the  belt  tension  can  be  varied  with  fingers.  Try  rotating  the  indbelt so the air blows through from the other side. Torsional flutter often occurs when the belt  s incorrectly tensioned, misaligned on the bolts, or too close to the stator.  W i   Q: Is it ok to hook up two or more units together to power a bigger load?  A: Yes, as long as they are hooked up in parallel (positive‐to‐positive, and negative‐to‐negative).   N o   ote: If they are in series, the induced current from one Windbelt may flow through the coil of the  ther Windbelt, and potentially disrupt the induced current generation of that generator.    Q: Doe A: No   s it matter if the Windbelt is horizontal or vertical when it is in front of the fan?    Q: What is the expected electrical output?   A: 10mW to100mW (milliWatts), depending on wind speed. At 6m/s wind speed, around 50mW is  delivered to the load. Voltage, unloaded, will be around 2‐3 volts AC before rectification.  Q: How does moving a magnet past a coil generate electricity?                                                                 A: This process is called electromagnetic induction  Q: At what frequency does the wind usually vibrate?                                                                                      A: The 0.5 meter Windbelts will vibrate at around 70‐100 Hz. The 1 meter Windbelt vibrates at a  lower frequency: 20‐50 Hz range ideally. Frequency varies depending on belt thickness, belt  ension, wind speed etc. t   References  • en.wikipedia.org  • www.humdingerwind.com  • www.popularmechanics.com/science/energy/solar­wind/4224763  • http://buildingstuffinthebasement.blogspot.com/2009/11/diy‐Windbelt‐with‐wood‐and‐duct‐ tape.html  • http://www.instructables.com/id/Windbelt‐from‐hard‐drive‐voice‐coil‐and‐magnets/