Větrná elektrárna (levně)

[Jans]

Všechen materiál této problematiky jsem čerpal z internetu,takže jsem si vybral to nej a zkouším.Ztráty budou vždy, při výrobě na koleně.Samozřejmě že výkon hvězda -trojuhelník bude stejný,ale při trojuhelníku bude napětí trochu menší a tím pádem možnost většího proudu protože se jinak řadí cívky.

[Akord]

Myslím, že to tak nebude, protože o proudu nerozhoduje jen samotný odpor vodiče, ale prevážne vliv jeho impedance (rozptylová indukčnost statoru + vzájemná indukčnost statoru a rotoru). A celkovému magnetickému toku je pak jedno, jaké je vinutí. Ale pokus je pokus, zajímá me, pokud to bude jinak. Já bych ten trojuhelník nedelal kvuli té možné nesymetrii, mohlo by to žrát více výkonu. Muže ale být, že u této vzduchové verze to nemá zásadní vliv. Autoalternátory jsem zatím videl taky jenom ve hvezde. Taky nevím, proč chceš nižší napetí, když je prumerne výhodný opak, protože se lépe(účinneji) delají sestupné meniče/stabilizátory, když vítr fouká pod nominál.

[poota]

Při hledání, kterak zvýšit účinnost ryze tlakového rotoru doplněním vztlakového principu s možností současně automaticky snižovat účinnost až k případnému zastavení, jsem se dostal až k následujícímu:

Pro dosažení vztlaku jsou lopatky prohnuté podstatně méně a navíc mají v řezu symetrický měsícovitý tvar. Tím je docíleno toho, že po většinu dráhy je na vnějších plochách podtlak a na vnitřních přetlak. Lopatky jsou pro docílení rovnoměrného chodu tři. Jsou obtékány stří­davě oběma směry, proto je profil symetrický a s ostrými hranami, které jsou střídavě náběžné a úběžné. Průměr­ný směr vztlaku působí kolmo na plochu lopatky, tedy v seč­ném směru vzhle­dem k rotoru. Převod proudu mezi přetlakovými stranami lopatek pro­střední mezerou je zachován.

Pro zvládnutí vichřic je nutné účinnost snížit na pouhých pár procent. To je řešeno otočným upevněním lopatek s osou otáčení blíže vnější hrany. Osa je pevně spojena s čelem lopatky, v čelech rotoru jsou otvory se samomaznými pouzdry. Do polohy s co nejvyšší účinností jsou lopatky natáčeny pomocí taž­ných nebo vlásenkových pružin. Při vyšších rychlostech odstředivá síla zvět­še­ním převáděcí mezery ruší převod tlaku; s po­stupujícím natáčením se staví lopatky téměř rovnoběžně s ob­vodem. Pokud na regulaci nestačí vlastní váha lopatek, je možné použít pro ovlá­dání páky s od­středivými zá­važími a převody pomocí excentrů a pák pro každou lopatku.

Kruhová čela rotoru jsou propojena pevnou osou se zpev­ňu­jícími příložkami pro přišroubování čel. Zvnějšku čel jsou na ose ložiska s domky na vnějších mezičelech. Dále jsou čela rotoru zpevněna u obvo­du třemi úzkými distančními sloupky, které jsou tvarovány do vztlakových břitů (Darrieus), které tvoří dora­zy pro lopatky. Tím je zajištěna dostatečná tuhost rotoru i při pohyblivých lo­patkách.

Účinnost rotoru v nižších otáčkách je zvyšována statorem s rozváděcími lo­patkami, který výrazně zvětšuje množství i rychlost vzduchu, aniž by se zvětšo­va­la rotující hmota. Rozváděcí lopatky mají vztlakový profil křídla, takže se zvy­šující se rychlos­tí větru průtok omezují.

Spojení mezi rotorem a generátorem je pomocí pružné spojky, nejspíš řeše­né jako kotouč se čtyřmi otvory, do nichž se zasunují proti sobě obkročmo vidlice rotoru a vidlice generátoru. Tím je zajištěno spolehlivé spojení i bez nut­nosti přístupu ke spojce po sesazení obou částí.

V čelech statoru jsou kruhové otvory, ve spodním pro průchod spojovací vidlice, v horním pro průchod celého rotoru. Při montáži se rotor do statoru zasouvá horním otvorem a ke statoru se připevní přišroubováním obou výše zmíněných mezičel. Průměr spodního mezičela je volen tak, aby jeho šrouby byly zvnějšku příruby či upevnění generátoru.

Model s lopatkami pevně nastavenými v různých úhlech zatím potvrdil schůdnost tohoto řešení, včetně předpokládaného snížení účinnosti natočením lopatek. Na sestavení kompletního modelu včetně odstředivé regulace zatím nemám čas, ale může to být inspirace pro někoho rychlejšího.

Jako materiál pro lopatky se mi, alespoň pro modely, osvědčily plechovky od sprayů a ředidel. Čela se dají pohodlně odstranit prostříhávacími nůžkami - z plechu vystřihují úzký proužek, takže není nutné plech křivit. Spojení plechu do válce je již vyřešeno, stačí vytvořit hranu a jednu polovinu ohýbat dovnitř. Druhá hrana vychází asi 1 až 1,5 cm stranou od protilehlé svislice. Z plechovky od ředidla o průměru 10 cm tak vychází lopatka 13 cm široká, což by vyhovovalo pro průměr rotoru kolem 23 cm.

Zvětšováním průměru rotoru se snižují otáčky, takže je lépe výkon zvedat prodlužováním rotoru - zde se nabízejí jako materiál roury ke kamnům. Je dostatečný výběr průměrů, dají se libovolně zkrátit, podélný šev buď vyhoví, nebo se dá natvrdo spájet. Zpevnění a odhlučnění lopatek bude asi nejvhodnější jejich vyplněním montážní pěnou.

Pokud by byl zájem, můžu se pokusit i něco nakreslit nebo vyfotit.

[Akord]

...Ještě podotýkám, že stator s rozváděcími lopatkami vztlakového profilu rozhodně neopouštím, protože zvětšuje aktivní průřez bez zvětšování rotoru....

Co je pri tom nejméne stejne duležité, že jsou vyšší merné otáčky rotoru, co umožní pri správných proporcích i vyloučit prevod do rychla.

[Jans]

Tak magnety nalepeny,alternátor složen,doplněn přepínačem Y-D.Při hvězdě je napětí asi 15V, ale jde to těžší točit (v prstech při zátěži žárovkou), při D to jde lehčeji, ale napětí je asi jen 10V.Přesné data až později na soustruhu podle otáček.Při tom minulém provizorním složení na tom svítila 50W žárovka na 12V.Teď jsem zvědav o kolik se zvedne výkon,když jsou ty magnety složen do výseče.

[Akord]

Skvelé. Pokus se zmerit účinnost. Pokud jsi to ješte nedelal, pak alternátor upni za rotor do soustruhu a stator na nekterém ramene (polomer kolem 10 - 15cm) nebo na nejakém upevnňovacím bode, nebo svorce volne zaves na rybárský silomer, bývají bežne do 10 až 20kg. Je nutno respektovat smer otáčení a zachovat jistou opatrnost.
Mechanický výkon ve Wattech je pak P=63*m*n*r, kde m jsou ty kg, n je počet obrátek za sekundu a r je vzdálenost zavešení silomeru od osi otáčení v metrech, nebo je približne P=m*n*r, když jsou otáčky za minutu (je to síla na myšlené kruhové dráze jako práce za sekundu). Elektrický výkon si zmeríš.

[poota]

Nevypadá to příliš složitě, ale pro větší výkony se asi bude těžko shánět vhodný materiál!

http://www.metacafe.com/watch/912594/si ... generator/

[Akord]

V tom linku meli pro jistotu vymenit slovo generátor za indikátor. Je v tom mnohem více vzduchu, než v konceptu od Janse.

[JOVA]

Speciálně pro vaší sekci trocha inspirace: http://www.otherpower.com/otherpower_experiments.html jak se dělají alternátory z přední nápravy od auta. Možná to už někdo uveřejnil, tak pro jistotu ještě jednou.

[JOVA]

Pro ty co to ještě nenašli v odkazech: http://www.windstuffnow.com/main/

[Akord]

Už se nemužu dočkat, kdy Jans porazí to volvo-brake, protože má šanci, když ta ozruta volvo-brake delala neco mezi 100-200W.

[Jans]

Tak jsem jen zběžně otestoval.Zapojení do Delty.Polepšil jsem na otáčkách,místo 500 tak stačilo jen 360 aby svítili žárovky 12V a 47W.Napětí 11.5V,tah na siloměru 4Kg na délce asi 8.5 cm.Na hvězdě tah přes 5Kg a napětí 7.5V.Ještě musím vyměnit diody za šotky a otestovat pořádně i při vyšších otáčkách a různé zátěži.

[Jans]

Už se nemužu dočkat, kdy Jans porazí to volvo-brake, protože má šanci, když ta ozruta volvo-brake delala neco mezi 100-200W.

nemůžu porazit to volvo,můj altík má rotor jen průměr 14 cm.Šlo mi jen o to získat nabíjecí napětí pro baterie na 12v, při co nejmenších otáčkách točených větrem.

[Akord]

Už jsi volvo-brake porazil, protože deláš kompletní merení. Takže pokud platí tech 360/min, 4kg a 0.085m, tak je to mechanicky neco pres 125W. Nemám jednoznačnost v tom pripojení záteže hvezda trojuhelník, protože treba pri zapojení alternátoru do hvezdy je možné nechat uzel nezapojený a zatež zapojit mezi fáze jakoby nebo zcela do trojuhelníku. Je treba merit i proud žárovky, protože její odpor silne kolíše, nebo použít výkonové odpory, a pak stačí merit napetí a proud nebo výkon spočítat. Takže v tom elektrickém výkonu mi to zatím není úplne jasné. Je samozrejme lepší zatížit všechny 3 fáze, ale orientačne napoví i jednofázová zátež.

[Návštěvník]

Nemám jednoznačnost v tom pripojení záteže hvezda trojuhelník, protože treba pri zapojení alternátoru do hvezdy je možné nechat uzel nezapojený a zatež zapojit mezi fáze jakoby nebo zcela do trojuhelníku. Takže v tom elektrickém výkonu mi to zatím není úplne jasné. Je samozrejme lepší zatížit všechny 3 fáze, ale orientačne napoví i jednofázová zátež.

Do hvězdy je nezapojený uzel.Samo všechny 3 fáze byly zatíženy.Trojuhelník proto,že můžeš použít drát o průměru 0.75x menší na proudové zatížení,a tím pádem můžu odebrat více proudu z tenšího drátu.Jednofázový stroj je ztráta času.