Veterné elektrárne - čo si myslíte o tejto veternej turbíne?

[miroc]

Téma malých veterných elektrární ožíva medzi vlastníkmi FVE pravidelne v zimných mesiacoch, keď je slnka tak málo, že sa začínajú obzerať po inom zdroji energie. A preto, že v zime býva obyčajne aj veternejšie počasie, najčastejšie sa myšlienka na veternú elektráreň objaví ako prvá. Tí, ktorí túto myšlienku nezavrhnú hneď na počiatku, potom obyčajne pátrajú na internete po nejakom vhodnom zariadení. Výber je veľký, až sa v tom človek stráca. Zaujímavé výkony, dokonca vhodné na kúrenie, za malý peniaz. Alebo aj za veľký, ale to už býva extra kvalita. Alebo aj nie. Kto to posúdi?
Pretože tu na fóre je viac členov, ktorí veterné turbíny prevádzkujú a v problematike sa orientujú, určite radi pomôžu rozlíšiť medzi funkčnou turbínou a brakom v peknom balení. Nejaké dotazy sa vyskytli v iných témach, kde robia trochu off topic, tak by sme to mohli nejako upratávať do jedného, špeciálne na to vyhradeného. Môže sem ísť všetko, čo sa vám pozdáva, alebo pri čom máte pochybnosti. HAWT, alebo VAWT, to je jedno.

Náhodou začnem extra kúskom, u ktorého nie že mám pochybnosti, ale ide o priam do očí bijúci podvod.
Dnes mi volal kamarát, že by si rád (aká náhoda, že práve z horeuvedených dôvodov) zaobstaral veternú turbínu. Chcel poradiť, aký si k nej má zaobstarať generátor. Tak som sľúbil, že sa na to pozriem, keď mi pošle nejaké info. A poslal.
Ide o takýto zázrak

ukrajina.jpg

Poslal mi video, na ktorom tento čarodejný stroj, aj keď sa takmer netočí, vyrába 200W! Tu je to video: https://www.youtube.com/watch?v=hIo7ETgOs6M
Ja sa vôbec nečudujem, že sa mu to pozdáva. Už sa tešil na 1500W, lebo toľko sľubujú ukrajinskí výrobcovia, za ľudovú cenu 1500-1800 USD, samozrejme komplet vrtuľa, generátor a kontrolér. Na tom videu to ani nie je kontrolér, ale invertor, teda menič a výkon je podľa mňa skôr odber akéhosi zariadenia. Len odprezentované je to trochu inak. Ale komentáre svedčia o tom, že ľudí len tak ľahko neoje..klameš.
Takže toto neeee... moje hodnotenie na stupnici 0-10 - 0!

[solárník]

No to fakt ne, co jsi poslal. Nejen, že to nedokáže zpracovat tlak, který uniká horem, ale ani vztlak. Kdyby tam dal rozříznutý sud, tak to pojede 5x lépe. Vidím tam i převod nějakým řetězem, či řemenem, to jsou další ztráty k té hrůze.

Mám jiný, celkem zajímavý projekt. Bude zajímat zcela určitě majitele 3D tiskáren.

Autor (konstruktér velkých větrných turbín), po jeho zkušenosti s projektem 5W mikroturbínky, ji přepracoval na lehce větší 50W model HAWT, který lze kompletně vytisknout na 3D tiskárně.

Velice zajímavým aspektem je dokonce automatické naklánění sklonu listů vrtule v závislosti na zatížení, které funguje zároveň jako brzda při vysokém větru. Jako generátor slouží standardní NEMA 17 krokový motor 24V / 2A (ve verzi 24V), přesná specifikace je uvedena v návodu. Připojí se jen usměrňovač a složí se díly - a turbínka je hotová. Tedy nic nemusíte doma vymýšlet, nebo ladit. Velice zajímavý projekt, který budu určitě sledovat, jestli se pustí i do nějakého výkonnějšího stroje.

Link na projekt je zde, včerně bezplatného stáhnutí modelů všech částí pro 3D tisk:
https://www.thingiverse.com/thing:2851306

Na druhou stranu - Nikomu se nebrání vytisknout si 10 takových kousků a rozestavět je okolo domu. A máte 500W hned. Nebo pomocí funkce scale zvětšit díly a vytisknout velkou turbínu. Pak ale budete muset řešit jiný generátor.

[kybos]

Myslím si, že stavba větrné elektrárny by neměla začínat výběrem oběžného kola VE případně volbou typu VE (vodorovná nebo svislá osa rotace) ale dlouhodobým měřením větrných podmínek ve vybrané lokalitě a to nejlépe ve výšce zamýšlené VE. Dát kutilsky dohromady miskový anemometr a ocejchovat jej profesionálním zařízením nebo rovnou koupit hotovou meteostanici je rozhodně snazší a levnější než postavit libovolnou VE. Chce to sice dostatek trpělivosti vydržet alespoň jeden rok logovat naměřené hodnoty (jednotlivé roky se mohou lišit i více než 30% ve výsledném energetickém zisku) a je možné, že prvotní nadšení za tu dobu pozvolna vyprchá, ale může to přinést výraznou úsporu investic a také to může ušetřit velké zklamání ze zbytečně vykonané práce.

[vlkazajac]

Je to veľmi pekný funkčný model, jeho vážne viacnásobné použitie ťažko prichádza do úvahy. Nenašiel som v rozpiskách odkaz na ložiská, snáď nie sú tiež tlačené ? !!!!!
Plocha smerového kormidla sa mi zdá malá.
Wattov regulátor - no krása !

[solárník]

Plocha smerového kormidla sa mi zdá malá.

Pokud jsem četl poznámky v jejich fóru, tak tištěné listy vrtule mají malou pevnost. Bylo by lepší podle nich pouze udělat formu a pak je vyrobit z pevnějšího materiálu. Proto nelze udělat velkou ocasní plochu, protože pak jsou boční síly na vrtuli takové, že by ji rozlomily. On ten 3D tisk zase nemá až takovou pevnost, aby to listy vrtule 100% vydržely, i když existují různé metody, jak 3D výtisky zpevnit. Například se dělají do plastu šachty, skrz které se prostrkují ocelové nosníky, tedy něco jako armovaný beton.

Tady máte video z menšího 5W modelu - ocas funguje dobře i malý
https://www.youtube.com/watch?v=_NhGP7Bfk18

[vlkazajac]

Je to len model, neschopný trvalého použitia.
Zväčšením sa nový model vystaví úplne iným zaťaženiam, vôbec nebudú v lineárnom vzťahu.

[solárník]

To bych neřekl. Součástky vydrží. Jediné problémy mohou být s vrtulí, která, jak jsem řekl, může být podle vzoru zkonstruována jiným způsobem, nebo vyztužena kovem. Ale není problém při poruše si jakýkoli díl dotisknout. Za tu pořizovací cenu je to výhodnější, než to kupovat.

[vlkazajac]

Do roka a do dňa je koniec.
Pravdepodobne išlo len o dizajn, pochybujem, že sa konštrukcia aj nejako počítala a kontrolovala na zaťaženia, opotrebenie, únavu materiálu, frikčné pomery. Aká je rozmerová stálosť plastu, predovšetkým v ložiskách a valivých telieskach ? Odolnosť plastu vystaveného UV svetlu a mrazu ? Nemám o tom žiadne poznatky. Ale úprimne by som si prial, aby to pekné dielo vytrvalo čím najdlhšie.

[solárník]

Pochybuji, že jsou tam nějaká ložiska z plastu, nebo valivé plastové součástky. NEMA17 je téměř 10 cm dlouhý motor se dvěma bytelnými kuličovými kovovými ložisky a víc toho osa vrtule asi nepotřebuje. Podrobněji jsem to nestudoval. Na ostatní kluzy budou zřejmě použity nějaké drobné kovové součástky.
Odolnost UV je u 3D tiskařských plastů u několika typů zaručována.
Odolnost vůči mrazu je přímo úměrná poréznosti materiálu. Většinou stačí plast přestříkat bezbarvým sprejem a je bez pórů. U ABS se zase dělá zesklovatění povrchu pomocí par acetonu (stačí malé akvárium s otevřenou plechovkou acetonu a nechat tam plast pár minut). Mám na střeše už třetím rokem plastové díly z 3D tiskárny ve formě různých držáků meteo přístrojů a také vnější krabice (krytu) na kameru. Vše nejeví žádné známky rozkladu. ABS plasty se používají i na venkovní rozvodné krabice, tedy není důvod k obavám. Nemáte na venkovní straně domu nic z kvalitního UV stabilního plastu? Podívejte se na moderní plastová okna

[vlkazajac]

Na natáčanie listov sú tam klzné plastové ložiská, prečo nie. Zvislé ložisko umožňujúce otáčanie po vetre je ložisko s kosoúhlym stykom s valčekovými telieskami. Na zostave je vyslovene pokyn odstrániť ostriny z povrchu dielcov vzniknuté počas tlače.
Motor má svoje ložiská, tie sa uloženia hriadeľa netýkajú. Je len naznačený priestor pre dve ložiská hriadeľa vrtule a ten sa mi zdá veľmi malý pre valivé ložiská. No uvidíme, nech to len žije a prežije čím dlhšie.
O ABS a iných plastoch toho moc neviem, to priznávam bez mučenia.

[rychtar]

Ahojte. Podla mna su aktualne len traja komercny vyrobcovia malych turbin ktori maju kvalitny a vykonny vyrobok.
Ampair, Eclectic energy-D400 a Superwind 350. Nieje to lacne ale kto nema inu moznost zaplati si za spolahlivu a bezstarostnu prevadzku. Umna vyhrava Superwind 350.

[vlkazajac]

Tak tu predveď svojho favorita, tak, ako si to predstavoval miroc.

[KUTIL]

Tie tri malé turbínky s plochou okolo meter štvorcový sú určené pre malé jachty na napájanie komunikácie a navigácie a údržbu bateriek v prístavoch. Pri plavbe využívajú pohyb lode, tam nie sú natočené proti vetru, lebo ten vtedy fúka šikmo zboku či zozadu, ale v nejakom relatívnom uhle vietor-smer lode. Výkon je v desiatkach wattow. pre nedostatok priestoru majú chvosty situované vertikálne. pre naše pomery nevhodné. K firmám patrí ešte aj Marlec, ktorý ponúka vrtuľku s priemerom pol metra.

[rychtar]

Kutil nesuhlasim. Su plnohodnotne na zemi aj na vode. Marlec rutland by som nezaradoval medzi kvalitne. Nic moc ale je to trochu lepsia cina.

[KUTIL]

Nebudem sa hádať. To že nesúhlasíte ešte neznamená že máte pravdu. Výkonové krivky strojov hovoria o niečom inom. Turbínkas plochou jeden meter dá tristo watt pri rýchlosti vetra tak 12 m/s, ak nie viac. Tá sa v našich pomeroch vyskytne jeden deň v roku.

[rychtar]

Ano s tym suhlasim ze vietor nieje taky ako na mori ale 200W som dostal z 300 watovej cinskej turbiny aj u nas. Najviac fuka pri zmene pocasia. Samozrejme je to len doplnkova energia na udrziavanie baterii.

[miroc]

U mna vyhrava Superwind 350.

Oni sú to naozaj turbínky primárne určené pre jachty a teda do veľmi veterných a klimaticky nepriaznivých podmienok. Plusom je, že sú tým pádom dosť odolné a mali by toho vydržať hodne. Konkrétne Superwind 350 je výrobcom prezentovaná ako skoro nezničiteľná turbínka, určená napr. aj pre odľahlé bezúdržbové prevádzky (autonómne stožiare a pod.): https://www.superwind.com/superwind-350-353/. Celkom ma zaujal systém natáčania listov, ktorý by mal byť vraj veľmi spoľahlivý a rýchly, fungujúci nielen na princípe odstredivej sily. Tu je jeden starší článok s porovnaním Marine Wind Generator Test https://www.practical-sailor.com/issues/33_7/features/Sailing-Wind-Generators_5467-1.html, ktorý tá turbínka aj vyhrala.
V našich podmienkach to budú ale naozaj desiatky wattov, na svoj nominál si siahne veľmi zriedka. Pre nabíjanie batérií na odľahlých stožiaroch super. Nebude sa o ňu treba veľmi starať. Ale cena, tak tá je naozaj exkluzívna. https://www.toplicht.de/en/shop/bordelektrik-und-elektronik/generator/windgeneratoren/superwind-sw-350-windgenerator. Za také peniaze si ju viem predstaviť naozaj len tam, kde budú ochotní oceniť jej (snáď skutočnú) extrémnu odolnosť.

[miroc]

Je tu ďalšia turbínka na diskusiu. Užívateľ marsal64 nám dúfam čoskor poreferuje, ako Číňania prestrelili deklarovaný výkon (http://forum.mypower.cz/viewtopic.php?t=463&p=85451#p85436).

hybrid.jpg

Lebo to že to s tými 600 W pri vetre 12 m/s prestrelili je viac ako isté. Nezmyselná hybridná konštrukcia listov dáva aspoň nádej, že keď sa im nepodarí točíť sa na vztlakovom princípe, tak to vďaka štrbine pôjde aspoň tlakovo.
Za mňa odhad: ak má turbínka priemer 1m a výšku listov 1m a ak to nezmrší pribalený regulátor, pri vetre 12 m/s 160 W.

[kybos]

Kontrolu udávaného výkonu je možno dle http://ve.mzf.cz/index.php?teorie_zaklady provést poměrně snadno. Při průměru 1m a výšce 1m se jedná o jednotkovou plochu. Dosadíme do vzorce pro výkon

výkon.jpg

rychlost 12m/s, hustotu vzduchu 1,28 a maximální Cp pro Darrieus 0,362 a vyjde nám maximální dosažitelný výkon pro danou rychlost a ideální tvar listů 400W.

[miroc]

rychlost 12m/s, hustotu vzduchu 1,28 a maximální Cp pro Darrieus 0,362 a vyjde nám maximální dosažitelný výkon pro danou rychlost a ideální tvar listů 400W.

To je presné.
Môj výpočet bol pre účinnosť 0,2 (čo by bolo v tomto prípade celkom určite neideálneho tvaru listov asi maximum) a 80% účinnosť generátora (tiež možno trocha prehnané).
Naozaj ma zaujímajú referencie od marsal64 po uvedení do prevádzky.