Větrná elektrárna (levně)

[Akord]

Základním problémem Darrieusových rotoru jsou vibrace a rezonance listu, které jsou u bežných vrtulí menší vlivem rozdílného zpusobu pusobení odstredivých sil. Dalším problémem je obecne obtížnejší regulace. Špatná odolnost vuči vichrici včetne obtížné regulace je i duvod neúspechu jakýchkoliv zarízení zvetšující účinnost typu rozvádecích lopatek, nebo difuzoru.

Upozorňuji na to, že cokoli točivé kolem 2m a víc pokud nemá regulaci, tak prijde k destrukci.

Co se týče alternátoru, pak nejdríve platí jednoduché pravidlo:
Čím je alternátor pro daný výkon menší, tím musí být horší, tedy méne účinný. To se týká i servomotoru a krokových motoru, které vubec nejsou delané na účinnost. Vysoký počet pólu v tomto vubec nehraje roli, jak je obecne zaužívané. O účinnosti rozhoduje v první rade hmotnost použité medi ve vinutí. Počet pólu souvisí nejvíce jenom s hmotností použitého železa, čím víc pólu, tím méne železa, ale zase stoupají ztráty pres frekvenci a drážkování.
Takže v tomto existuje optimum v techto výkonech tak mezi 8 pres 12, nekdy až 18 pólu- to ale pri vetším prumeru.

[poota]

Místo nákresu zatím pro přibližnou představu celé turbíny může posloužit na http://peswiki.com/index.php/Directory: ... d_Turbines obrázek: StatoEolien Vertical-Axis Wind Turbine. Oproti uvedenému obrázku by měl být rotor o menším průměru, podobný obrázku PacWind Vertical Axis Wind Turbine na stejné stránce. Stator by se měl podobat zhruba statoru na obrázku V.A.W.T. Industries na téže stránce s tím, že počet lopatek by měl být vyšší.

Problém vibrací lopatek u rotoru s průměrem 20 cm! o výšce 50 cm, pokud bude staticky, případně i dynamicky vyvážen, nepovažuji za limitující.

Za hlavní regulační prvek považuji příčný profil lopatek statoru, který je stejný jako profil křídla. Obdobným způsobem, tedy několika těmito profily nad sebou, reguluje Ford u svých vozů průtok náporového vzduchu "mřížkou" před chladičem, a to již drahně let.

Na motorech Maxon jako dynamech či alternátorech nijak netrvám, jejich cena zřejmě také nebude příliš přátelská. Mé sympatie vzbudily několika nezanedbatelnými výhodami. Řada DC jsou komutátotové stejnosměrné motory, snadno použitelné jako dynama. Jejich rotor tvoří pouze samotné samonosné měděné vinutí, které jim zajišťuje malé ztráty, navíc mají i snížené jiskření komutátoru. Řada EC jsou tytéž motory bez komutátoru, který je nahrazen vnější elektronikou. Obě tyto řady jsou dvou nebo čtyřpólové. Malé rozměry, zvláště pak průměr, jim dává právě vyšší účinnost a životnost. Řada EC-i jsou diskové vícepólové motory. Více na stránkách: [url]http:/www.uzimex.cz/Vyrobce/maxon-motor-ag.html[/url], http://www.odbornecasopisy.cz/automa/2007/a4050760.htm a http://www.maxonmotor.com/product_overview.html, případně dalších.

Vyšší počet pólů generátoru se nepoužívá kvůli zvýšení účinnosti, ale pro snížení otáček, potřebných k dosažení dostatečného napětí. Sleduje se tím hlavně možnost pohánět generátor turbínou přímo, bez převodu do rychla.

[Ilem]

Požadavkem je tedy schopnost dobíjet automobilový akumulátor 12V/40 až 60Ah. To znamená dodávat ss proud o napětí 12V již při slabém větru.

Pozor, 12V automobilový akumulátor 12ti V nedobiješ. Aby tekl dobíjecí proud, musí být napětí vyšší, ideálně 14,4 V - při tomto napětí si vnitřní odpor řídí napětí tak, aby po nabití tekl jen udržovací proud.

[mvew]

Vážený pane POOTO.

nemohl byste mi, prosím, sdělit nějakou svoji e-mailovou adresu. Vaše informace o stavbě větrné elektrárny (resp. mnohá doporučení) se mi jeví dost významné. Mám totiž mnoho dalších dosud neuvedených informací, které bych Vám mohl nabídnout, a to ať už třeba i jen pro využití tohoto fóra (já totiž nemám až talik času psát do fóra). Moje adresa je mve(zavináč)volny(tečka)cz

Děkuji, W.

[Akord]

...
Problém vibrací lopatek u rotoru s průměrem 20 cm! o výšce 50 cm, pokud bude staticky, případně i dynamicky vyvážen, nepovažuji za limitující.....
Za hlavní regulační prvek považuji příčný profil lopatek statoru, který je stejný jako profil křídla....
Vyšší počet pólů generátoru se nepoužívá kvůli zvýšení účinnosti, ale pro snížení otáček, potřebných k dosažení dostatečného napětí. Sleduje se tím hlavně možnost pohánět generátor turbínou přímo, bez převodu do rychla.

1. Mechanický výkon na hrideli takovéhoto Darrieusu je orientačne 10W.
2. Samotný profil jako regulace nikdy nepostačuje, vichrice jej spolehlive rozbije, pokud rozmery presahují rámcove podle tuhosti konstrukce asi 2m. Pozor na to, že vibrace nevybuzuje jenom nevyvážení, ale hlavne zmena smeru úhlu nábehu na profil, v tomhle je Darrieus na tom hur, než klasická vrtule, která má s tím taky problém, hlavne pri turbulencích, kdy se nedá zaručit, že bude foukat jen ve smeru osi vrtule..
3. Účinnost nelze chápat jako oddelený parametr, prímo s otáčkami souvisí. Takže i pri nízkých otáčkách lze použít ménepólové stroje, pokud mi nevadí nutne zvýšená hmota železa. Pokud do málo a vícepólového stroje dám stejne medi, bez ohledu na železo, pak se výsledek zásadne lišit nebude. Toto umožňuje v principu použít klidne i 2-pólový stroj na malé otáčky, pokud je dostatečne velký pri podobné účinnosti a samozrejme podobném napetí (samo napetí se dá udelat počtem závitu, duležité je, kolik je v drážkách spolu medi pri daných otáčkách).

[poota]

Ilem napsal:

Pozor, 12V automobilový akumulátor 12ti V nedobiješ. Aby tekl dobíjecí proud, musí být napětí vyšší, ideálně 14,4 V - při tomto napětí si vnitřní odpor řídí napětí tak, aby po nabití tekl jen udržovací proud.

Omlouvám se za nepřesnou formulaci - měl jsem napsat "je třeba dosáhnout nabíjecího napětí ...". Konstantním nabíjecím napětím, nejlépe ještě pulzujícím (bez vyhlazování), je možné úspěšně nahradit automatické řízení nabíjecího proudu. Ovšem u generátoru, poháněného větrem, dochází k jevu zcela opačnému, kdy napětí je omezováno nabíjecím proudem, který závisí na stavu nabití akumulátoru. Plně nabitý akumulátor snese dlouhodobě nabíjení jen zcela nepatrným proudem, který odpovídá ztrátám jeho samovybíjením. Vyšším proudem se docílí pouze "vaření" elektrolytu a dlouhodobé přebíjení ničí desky. Nabíjecí automatika musí omezit příliš velký proud při zcela vybitém akumulátoru (aby se nezničil zdroj), po částečném nabití může nechat proud bez regulace až do té doby, než se začnou vyvíjet v elektrolytu bubliny. Pokud možno ještě před tím je třeba nabíjecí proud omezit, a od té doby průběžně snižovat až na hodnotu proudu udržovacího. Takto dokonale lze ovšem nabíjení regulovat pouze při zdroji stálého napětí. U větru se lze spolehnout pouze na to, že napětí a výkon bude silně proměnlivý, navíc většinou přesně opačný, než by bylo třeba. Regulace bude tedy velice tvrdým oříškem, pravděpodobně budeme muset za úspěch považovat již to, když se nám (snad!) podaří generátor včas přepnout na jinou zátěž - tedy myslím nějak samočinně.

[Ilem]

Regulace bude tedy velice tvrdým oříškem, pravděpodobně budeme muset za úspěch považovat již to, když se nám (snad!) podaří generátor včas přepnout na jinou zátěž - tedy myslím nějak samočinně.

Není to až takový problém. Existují pulzní měniče napětí, které fungují v širokém rozsahu vstupních napětí. Funguje to v principu tak, že vstupní napětí je převedeno na střídavé o dost vysokém kmitočtu (cca 30kHz) a toto je transformováno nahoru. Po té znovu usměrněno a rozsekáno. Změnou střídy se pak udržuje výstupní napětí na konstatntní hodnotě. Při akumulátorové zátěži by ani nebyl potřeba výstupní kondenzátor.

[Akord]

Trochu bych pribrzdil. Já VE už 3 roky používám. Je zajímavé, že dlouhodobé nabíjení malým proudem olovenou baterku ničí taky. Neríkám udržovací dobíjení, kde nejak nestoupá náboj, ale pokus o dobití menším proudem delší čas. Dále bežné startovací baterie je možné vybíjet jen do 25-30procent své kapacity. Jinak nevratne padá jejich kapacitá prudce dolu.

[cnc]

poradite prosím jaký použít proflil vrtule? A dle čeho se určuje ( tuším, že se tomu říká vzepětí vrtule) U kořene je vrtule vždy pootočená o několik stupnů více, neř na špici. Dá se to nějak vypočítat? nebo dle čeho se to určuje?? Díky

[Akord]

poradite prosím jaký použít proflil vrtule? A dle čeho se určuje ( tuším, že se tomu říká vzepětí vrtule) U kořene je vrtule vždy pootočená o několik stupnů více, neř na špici. Dá se to nějak vypočítat? nebo dle čeho se to určuje?? Díky

Dá se použít treba Clark-Y, který má rovnou spodní hranu, nebo hromadu dalších, podle žádané rychlobežnosti a jiných údaju. Pokud se ale podívám na menší prodávané vrtule tak kolem 2m, pak se snad v mnohých prípadech nedá mluvit o profilu, jenom o málo povedeném výlisku z plastu. V tomto ohledu príliš samotná volba profilu kritická není.
Úhel na konci listu bývá asi 5 až 15 stupňu, podle rychlobežnosti a v asi 1/3 polomeru míneno od stredu muže mít treba kolem 20 až 30 stupňu. Pro výkon je duležitá vnejší tretina, nebo polovina, kolem stredu profil není významný, nebo muže i chybet. Základními vstupními parametry pro výpočet jsou výkon a otáčky pri návrhové rychlosti vetru(obvykle 6 až 10m/s), pak lze pri techto podmínkách volit počet listu, nebo štíhlost listu zastoupenou treba šírkou listu na jeho vnejším konci.

[cnc]

Díky za vyčerpávající info. Na netu jsem našel nějaké vrtule, které mají tři profily. U kořene nějaký profil, ve středu jiný a na konci jiný. třeba viz. : http://wind.nrel.gov/designcodes/papers ... 0HAWTs.pdf

můžu z toho nějak vycházet?? Přijde mi, že ano.

[Akord]

V prípade malých vrtulí treba do 10m prumer je to myslím úplne zbytečné.
Pripomínám, že pri prumerech rádu nekolik metru se často kašle i na samotný jediný profil,
netož, aby se používalo více profilu na jednom listu. Jakýkoliv profil, pokud není možnostmi výroby zbytečne zdegradován mívá už vlastnosti, které významne nezhoršují vetrnou elektrárnu jako celek, je zbytečné lpít na profilu, když elektrárnu obvykle dále kazí mnohé další veci, jako regulace, prípadný prevod, účinnost generátoru, účinnost nabíjení a akumulace ruzným zpusobem. Spíše je duležité posadit libovolný vhodný profil do správné oblasti výkonu a otáček, s ohledem na použitou regulaci.

[Ilem]

poradite prosím jaký použít proflil vrtule? A dle čeho se určuje ( tuším, že se tomu říká vzepětí vrtule) U kořene je vrtule vždy pootočená o několik stupnů více, neř na špici. Dá se to nějak vypočítat? nebo dle čeho se to určuje?? Díky

Je to jednoduché. Základem je stoupavost vrtule - kolik metrů má uletět vzduch za jednu otáčku.
Toto číslo musí být stejné pro všechny průměry, která se na listu nachází. Jednoduše se to dá znázornit graficky. Když rozbalíš průměr do roviny, vznikne pravoúhlý trojúhelník, jehož přepona je dráha vrtule na daném průměru, jedna strana je obvod na daném průměru a druhá strana stoupavost. Goniometrické funkce snad už znáš.
V praxi se stejně vždy jedná o kompromis pro převládající rychlost větru, protože lopatka se pro různé rychlosti větru natáčí celá a přitom pro skutečně efektivní využití by se měla vlastně kroutit.

[Lufe]

Dobrý den mám takovou vizi využití větrné energie protože bydlím v oblasti kde o vítr není nouze.. narazil jsem však na problém jak vyrobenou energii uchovat a proto se ptám jestli někdo nevíte jak vyrobit levnou baterii.. Použití drahých autobaterii mi připadá zbytečné protože pochybuji že vynaložené náklady se mi vrátí formou úspory energie

[belamachina]

Dobrý den mám takovou vizi využití větrné energie protože bydlím v oblasti kde o vítr není nouze.. narazil jsem však na problém jak vyrobenou energii uchovat a proto se ptám jestli někdo nevíte jak vyrobit levnou baterii.. Použití drahých autobaterii mi připadá zbytečné protože pochybuji že vynaložené náklady se mi vrátí formou úspory energie

ja som uz nad tim spekuloval ci by sa nedala urobit vlastna baterka ale taka poriadne velka. olovene baterie sa vykupuju 1sk/kg . keby sa odliali vlastne clanky tak by to ani nemuselo vela stat , len by to asi chcelo niekoho co vie ako sa taka bateria vyraba.