Constructia unui generator eolian de 1kW

[florint]

Buna,

Pentru doritorii ce vor sa creeze un astfel de generator am incercat sa grupez informatiile si experienta mea pe un site http://sites.google.com/site/florintanasa/

Pe acest site se vor gasi toate informatiile la cum se calculeaza si cum se poate realiza un astfel de generator.

Binenteles va voi ajuta si voi raspunde la intrebari.

Cat de curand am sa realizez si un soft pentru calculul generatoarelor cu intrefier axial.

[stefan_k]

Sa nu credeti ca ati ramas neobservat, chiar daca pe celalalt topic despre eoliana de 2.5 se vorbeste mai mult.Apreciez site-ul dvs, contine multe informatii la obiect.O intrebare as avea: cat v-au costat bateriile? Am vazut ca le-ati luat de la caranda, dar la ei nu vad informatii de pret.In acest moment doar fac "studiu de piata", sa estimez cheltuielile pe care le-as putea avea cu un astfel de sistem, asa ca nu are rost sa ii "deranjez" cu mailuri (in paranteza fie zis, chiar nu inteleg firmele care au produse afisate pe site, dar sunt prea secretoase cu pretul lor).Multumesc.

[florint]

Am considerat ca nu-i corect sa ma bag peste postul lui @arcadius si sa raspund in locul lui.Bateriile atunci au costat 2500 lei amandoua.

[florint]

Am adaugat pe pagina un script in lua ce ajuta la determinarea inductiei in intrefier functie de lungimea acestuia, de grosimea discurilor si de magneti.

Grosimea discurilor din otel se alege astfel incat pierderile de flux datorate saturatiei in fier sa fie minime. Se va tine cont si ca tabla de otel este scumpa ceea ce ne duce la optimizarea acestei grosimi.

Practic se poate determina si daca asezam un bold in spatele discurilor acesta nu trebuie sa fie atras de disc.

Scriptul este folosit de femm un program de simulare cu ajutorul elementului finit.

Am facut in asa fel ca totul sa fie cat mai parametric si usor de folosit.

[florint]

Am adaugat pe pagina si fisierul in Smath ultima varianta cu grafice si influienta rezistentelor cablurilor, etc.

Ideea este ca, curba puterii elicei sa fie peste puterea generatorului altfel elicea nu se va roti corespunzator si va intra in limitare de viteza.

[florint]

Am modificat fisierul Generator.sm pentru ultima versiune Smath v. 0.89. Acum se vede graficul si cu ultima versiune si are meniul si in limba noastra.Teoretic acum se poate calcula generatoare pentru orice putere aproape de toti indiferent ca este eolian, hidro sau ca va faceti biciclete pentru mentinerea sanatatii.Am sa pornesc si un program de calcul in C++ folosind libraria QT.Am preferat genul asta de calcul, ca la scoala, sa inteleaga cat mai multi fenomenele si sa nu "batem ca surzii in toba" adica sarma cat incape si de orice grosime, etc..Spor la treaba.

[stefan_k]

E ideal un program de genul asta, multumiri pentru eforturi ...Amu' daca as si pricepe mai multe de pe acolo ...

[florint]

Ce nu pricepi?Sunt doua moduri de lucru:1. Definim necesarul de putere;2. Avem magnetii si apoi dorim sa vedem ce putem face cu ei. Sa presupunem ca avem magnetii:Se traseaza curba inductiei si a intensitatii in intrefier (pentru diferite distante) cu ajutorul scriptului gen_eol folosind femm. Scriptul este parametric adica zicem cat magneti avem (poli) pe un disc, in program folosesc magneti cu grad de magnetizare N40, musai in numar par iar pentru trifazat divizibil cu 4 (4-8-12,etc). Numarul de bobine (3-6-9,etc) se alege:numarul total de bobine = m*p/4;unde: m - numarul de faze iar p numarul de poli(am sa introduc si formula asta in fisier)Dupa ce am aflat valorile inducte in intrefier se trece la calculul generatorului in fiserul Smath si determinam numarul de spire.Lucrul cu acest fisier este in acest moment din aproape in aproape dar am sa incerc sa-l fac cat parametric. Tine si de experienta dar aceasta se face in timp lucrand cu el.

[stefan_k]

Multumesc pentru explicatiile suplimentare.

In afara subiectului cu foaia de calcul, eu unul am o dilema.

In general pe unde am citit, am dedus ca de obicei eolianele intra in lucru de la o viteza minima a vantului de 2.5-3m/s.

Locuiesc intr-o zona de depresiune, inconjurat partial de munti. Un prieten amator de grafice a facut o colectie de date meteorologice culese de la statia meteo din apropiere (aeroport); intre statia respectiva si locul posibil unde as incerca sa pun eoliana ar fi o distanta in linie dreapta de vreo 15km, deci practic nu cred sa fie mare diferenta intre rezultate.

Graficul cu viteza vantului arata in felul urmator:

http://unknown.ro.eu.org/munin/repnet/r ... _wind.html

Intereseaza mai mult graficul anual, cel din dreapta-jos; de aici se vede ca viteza medie a vantului in zona ar fi de 2.27m/s (medie anuala). Practic viteza de pornire (2.5-3m/s) ar fi "garantata" poate un sfert de timp, iar viteze mai mari ... cu greu.

Parerea dvs: s-ar preta sau nu o eoliana in aceasta zona? Nu imi trebuie raspuns categoric, o simpla parere mi-e destul.

Oricum nu e "graba", din diverse motive este timp sa ma gandesc mai bine la problema. Eventual as incerca ceva de mici dimensiuni, de teste, sa vad cum s-ar comporta. Mi-e totusi sa nu fie diferenta prea mare intre una de 20W si una de 500-1000W (adica una mica sa functioneze in parametri, iar cea mare nu).

[Jimmy]

stefan_k, exista si eoliene care pornesc la o viteza minima a vantului de 0.5m/s de exemplu, si in general au mai multe pale.

[florint]

@stefan_k daca vrei sa faci una orizontala cu trei pale va trebui sa:1. diametru mare peste 5m de preferat 6m (pentru a scoate o medie 100Wh la 9km/h)2. dublezi numarul de magneti fata de proiectul meu pentru marirea frecventei (incepi cu 12 perechi de poli)3. elicea cu TSR=5, mai mic decat 7 deoarece nu-i tocmai patria vanturilor la tine acolo, ca sa ai cuplu4. optimizezi pentru zona 2,5-5 m/s iar iesirea din vant o faci la maxim 8m/s (3,5kW disponibil la axul generatorului pt. elice de 6m diametru)Puterea la generatoarele eoliene este data la viteza maxima in general (10-12m/s) pentru care au fost construite.LE> Nu-i jucarie la aceste dimensiuni.

[stefan_k]

Multumesc de sfaturi.Imi dau seama ca nu e jucarie. Imi dau seama si ca e diferenta intre puterea la care incepe sa functioneze (sa zicem 100Wh la 2.5m/s) si puterea "nominala" de ... cat a fi, la 8-10m/s. Practic inclin sa cred ca ar fi multa munca pentru rezultate prea putine. Problema nu e munca multa, ci rezultatele ... Daca calculele zic ce zic, atunci nu cred ca in practica sa obtin rezultate mai bune.Iar o eoliana cu diametrul de 6 metri ma gandesc ca s-ar monta pe un turn de minim 15metri ... sau mai degraba 20m. Deja e constructie serioasa, cu un buget pe masura, pentru niste rezultate care ... Asta e, multumesc inca odata.O posibilitate ar fi sa mai studiez variantele de turbine verticale.Am retinut si faptul ca ar fi bine sa pun cat mai multi magneti/poli. Ma gandesc chiar la varianta cu magneti unul langa altul. Macar stiu o treaba, pot calcula o parte din costuri.@Jimmy: eu nu am gasit inca eoliene care sa porneasca de la 0.5m/s. Poti sa imi dai un exemplu? Sa stiu in ce directie sa caut.edit: se pare ca nu mi-am facut temele cum trebuie. Acum am dat un search dupa "low speed wind turbine", si deja vad cateva idei interesante. Oricum, daca aveti alte sfaturi, sunt deschis la orice sugestie.

[florint]

Rezultatele nu sunt putine. Totul tine de perceptie. Acum daca ai acces la Sistemul National de Energie vezi intr-un fel lucrurile fata de unul care nu are. Nici nu stii cat de mult fac 0,2kWh/zi fata de nimic. Eu am verificat-o doi ani.Vezi ca verticalele nu sunt mai bune ca orizonalele, pretul lor este mai mare, deoarece raport kg/W este cu mut mai mare decat la orizontale. Fiecare tip de rotor are avantaje si dezavantaje iar daca verticalele ar fi fost mai bune ar fi avut succes comercial (vezi parcurile eoliene).Ele pornesc la viteze mai mici ale vantului dar au TSR-ul in general mai mic de 2, au cuplu mai mare la pornire deoarece au suprafata rotorului mai mare dar au viteza mai mica iar de aici => puterea este egala cu cuplu ori numarul de rotatii, tragi singuri concluzii.Legat de verticale este mult "folclor", asta ca in cazul lemnului pentru incalzire unde cam toate esentele au aproximativ aceeasi putere calorifica/kg, deoarece noi ardem celuloza si de unde rezulta ca un kg de paie va da caldura cat un kg de lemn (indiferent de esenta (densitate)).Am pus un link, aici pe forum, undeva cu mai multe tipuri/brand-uri de eoliene monitorizate la rand timp de un an, daca-l gasesti ai sa te lamuresti (daca gasesc eu link-ul am sa-l repostez).

[stefan_k]

Rezultatele nu sunt putine.

Vorbesc de rezultate putine in cazul meu, unde statistica arata ca in majoritatea timpului eoliana abia daca va intra in functiune in capatul de jos al puterii ei (ceva de genul - fac o eloniana proiectata pentru 1-3kWh pentru a obtine 100Wh; chiar nu cred ca e eficienta abordarea). Aseara am vazut in schimb un model mai eficient pentru vant redus, cel propus de Jimmy, cu multe pale. Acesta pare sa produca energie deja de pe la 0.5-0.8m/s, ceea ce suna cu totul altfel pentru situatia mea. Chiar daca probabil costul turbinei va creste, dar macar sa vad ca si iese ceva din ea. Am sa sap mai mult in directia asta; aproape m-am lamurit ca nici turbinele verticale nu sunt "ideale" pentru mine, dar oricum raman deschis la sugestii.

Nici nu stii cat de mult fac 0,2kWh/zi fata de nimic.

Ba sunt perfect constient! Daca as obtine o medie de 200Wh cu o investitie nu foarte mare (zic orientativ, la nivelul a catorva sute de euro) atunci m-as apuca de treaba. Asta ar insemna 144kWh pe luna, care pot fi folositi in foarte multe scopuri; chiar si fara acumulatori, sunt suficienti sa asigure apa calda si o parte din caldura unei locuinte mai modeste.E drept si ca Electrica imi bate la usa (stalpii sunt aproape), asa ca ma intereseaza mai putin sa obtin curent pentru iluminat/electrocasnice; caut mai degraba solutii pentru incalzire, de exemplu; rezistentele de incalzire functioneaza foarte bine indiferent daca bag in ele tensiune sinusoidala, rectangulara sau continua (asa ca pentru mine as putea sa simplific mult partea electrica a generatorului). In mod evident iau in considerare si panourile solare (termo-solare, nu fotovoltaice), dar parca as vrea sa mai "storc" ceva si in timpul noptii, de aceea deocamdata am zis sa ma documentez, caci etapa asta nu "costa" nimic.Multumesc inca odata pentru sfaturi si lamuriri.

[florint]

Cred ca ai inteles ca acei 0,2kWh erau pe o zi intreaga. Acum tu sa scoti 200Wx24h trebuie mai mult de cateva sute de euro.Panourile solare (fotovoltaice) au in general un randament de 11-15% din energia soarelui care la noi in tara este mai mult 1000Wx2000h dar pretul lor este 4-5euro/W iar o eoliana buna de 1kW atinge 3000 de euro.Pentru apa calda te sfatui sa nu convertesti energia electrica obtinuta de la panouri fotovoltaice sau eoliana deoarece este scumpa si fa-ti direct panouri solare (termice) ce au un radament de peste 60%.O eoliana cu cat are mai multe pale cu atat va avea numarul de rotatii mai mici si iar ajungem la formula puterii.Se adopta in general cu trei pale si nu doua sau cu una (sunt si cu una are viteza de rotatie cea mai mare TSR>10) deoarece are regimul de pulsatii cel mai convenabil.