Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

[solárník]

Jo musí to vypadat nějak takhle
http://hackedgadgets.com/2008/12/05/fis ... generator/
nebo tady:

tady
http://www.ecoinnovation.co.nz/c-58-smart-drives.aspx
prodávají i kity a náhradní díly. mají tam i specifikace různých generátorů z praček. Ceny jsou v novozélandských dolarech, tak se neděste. Je míň než USD (moomentálně okolo 16,90), je to poměrně levné (vzhledem k ceně různých jiných alternátorů pro větrníky). Ovšem nejlepší je rozebrat starou pračku. Bývá to běžně například ve Whirpoolkách.

Tady je nějaká inspirace (vlevo klasika - rozpůlený sud (=Savonius) a vpravo klasika větrák):
http://www.sustainability.fm.uwa.edu.au ... _home_made

I když s těmihle použitými slabými vrtulovými listy mám špatnou zkušenost, málo táhnou. Chce to větší plochu.

[LIX]

Je hlúposť dávať motor s elektrobicykla na veternú turbínu vawt. Takáto turbína sa má roztáčať už pri vánku a to sa vám teda nebude ak tam dáte tento motor pretože jeho cievky majú kovové jadro. To znamená určitý, väčší odpor pri rozbehu. Preto chlapík na fóre venujúcemu sa vawt tam má vzduchové cievky.

[georgiik]

Já ten motor z elektrokola viděl na NETu v praxi používaný. Akorát ten rotor byl vetší takže i při menším větru měl asi dost sílu na otočení. Zase takový generátor bude mít, pokud už se roztočí, větší výstupní výkon. Ale musím souhlasit, pro malý výkon větru to nebude vhodné - tak jsem o tom nepřemýšlel.

[solárník]

Nevím, jaký odpor otáčení má motor na elektrokolo, ani motor z pračky. Ovšem to, že mají jeho cívky železná jádra ještě neznamená, že ho automaticky má tak velký, aby to u větrníků vadilo. Všechny menší prodávané turbínky mívají cívky se železnými jádry (snad kromě německé modelové řady Black, která má vzduchové) a přitom nekladou otáčení žádný znatelný odpor (mám taky takový - viz níže - a když rukou roztočím lehce vrtuli, točí se pěkně dlouho). Záleží to na návrhu alternátoru a existuje několik metod, jak zvýšenému odporu otáčení, v téhle souvislosti nazývaném jako "cogging", předejít. Většinou se magnety jemně odchýlí od symetrie tak, aby neprocházely nad železem všechny najednou, ale postupně, což má za následek snížení odporu otáčení téměř na nulu. Jiné firmy například montují magnety mírně šikmo.

Samozřejmě je pravdou, že alternátor se vzduchovými cívkami neklade odpor žádný, ovšem jeho účinnost na druhou stranu je poměrně malá. Obzvlášť podle návodu na vawt.sk, kde nejsou cívky jednotlivých fází přeloženy přes sebe o 120° ale jsou jen vedle sebe. Tuto skutečnost (a malý magnetický tok vlivem neexistence jader v cívkách) pak musíte dohánět velmi silnými neodymovými magnety, které jsou tak drahé, že se v některých případech ani takový alternátor konstruovat nevyplatí a je lepší ho koupit. Jen cena magnetů se může vyšplhat u alternátoru pro jednotky kW na částku okolo 10000,- Kč.

Na druhou stranu je ale pravda, že jsem viděl prodávat americké alternátory s železnými jádry na větrníky na eshopu mwands.com, které podle videí na youtube jdou otočit naprázdno velmi ztěžka, a to pouze kleštěmi. Zřejmě na prériích vane stále velký vítr, takže to amíkům nevadí.

Z čehož plyne poučení, že dobrý alternátor na větrník se shání hodně těžko a přes ebay nebo eshop většinou kupujete pověstného zajíce v pytli.

Příklad lehkosti otáčení turbínky s železnými jádry můžete vidět ke konci instruktážního videa tady
http://www.youtube.com/watch?feature=pl ... TATVv6SHd0
s turbínkou, kterou přesně mám doma na střeše, jen koupenou z jiného zdroje. Doprava a DPH z USA by ji asi prodražila. Lehký chod ložisek a alternátoru je v našich podmínkách opravdu nutný, jinak vám to bude vyrábět jen párkrát do roka.

[fugas]

Takových praček ovšem na sběrných dvorech zatím moc není. Je co celkem nový pohon v pračkách a používá se v těch nejúspornějších a dražších typech.

Všem přeji vše nejlepší v novém roce.

V první řadě se připojím k přání do roku 2014.Tedy ať svítí a fouká a jsou stále plné přeji všem nadšencům.
Asi se to nebude shánět nejlépe...Ale na stránkách v odkazu od solárníka(mimochodem díky za velmi pěkné a užitečné odkazy) je napsáno,že je ideální použít díl z pračky,kde praskl plastový disk na motoru.Což je tedy díl k původnímu účelu nepoužitelný a vhodný pro nás.Pak ale další otázka zní,jestli se oprava vyplatí a motor tedy odnese opravář neznámo kam.Nebo jestli se vyplatí koupit novou pračku a pak by se mohlo ve sběrných dvorech s trochou štěstí něco najít...
Každopádně je to motivace,začnu se pídit

[střídač]

Jo musí to vypadat nějak takhle

V každém případě zajímavé možnosti jak se pokusit ten zasr... ehm zatracenej vítr zkrotit.

Máš pračku, kde se tento typ motorů nachází. Trochu by to pak chtělo v jednom případě zkusit účinnost. Podle dostupných informací je tento "přerod" motorů vcelku neefektivní. Účinnost kolem 50%?

[solárník]

Trochu by to pak chtělo v jednom případě zkusit účinnost.

Tady
http://www.ecoinnovation.co.nz/
mají někde grafy pračkomotorů včetně účinnosti. Dřív se daly i stáhnout, teď nevím, kde to mají, ten web je předělaný.

Třeba tenhle

graf je sice malý ale když si ho zvětšíte, tak červená je celková účinnost, Y osu má vlevo x 10. Což vypadá hodně slušně - pohybuje se v rozmezí 80-90%.

Jinak spousty linků na všelijaké větráky jsou ještě tady
http://www.scoraigwind.com/

[Roger]

btw,

http://www.ebay.de/itm/Windgenerator-PW ... 7675.l2557
http://www.wind-solar.cz/produkt/200w-vawt-turbina/ 300W 36 179 Kč s DPH ... a charakteristika tam taky není...

když to toci pomalu a rychle, to z toho leze stále konstatni napeti??

[solárník]

Napětí je přímo úměrné otáčkám. Lépe řečeno napětí naprázdno. Po připojení na například 12V baterii se přebytek napětí vyhřeje na odporu vinutí alternátoru a na usměrňovači, proto by měl být alternátor co nejbytelnější a jeho odpor vinutí co nejmenší.

Ani to ale nemusí být dobře. Jako celek to tak jednoduché není, protože čím menší odpor vinutí alternátoru, tím je vrtule víc zatížená, což se jí nemusí líbit - takže se dostáváme o několik příspěvků zpět - návrh turbíny je složitá věc, kde souvisí všechno se vším. Jak vrtuli moc zatížíme, tak ztratí otáčky a aerodynamická účinnost letí raketově dolů a je to v p***. Stejné, jako když letadlo letí moc pomalu tak se stane co? Spadne

Proto jsem na domácí pokusy doporučoval Savonius, kterému je to celkem jedno, protože aerodynamická účinnost se moc nemění, ať to zatížíme jakkoli. Na rozdíl od vrtule, kde to spadne podtočením třeba z 45% na 5%.

Proto experimentátoři používají Morningstar Tristar MPPT s beta firmware pro větrníky, kde lze při každém výstupním napětí větrníku určit tabulkově zátěž (proud do baterie), aby účinnost vrtule nepoklesla. Ani to ale není stoprocentní, protože na přesné ovládání byste potřebovali znát rychlost větru v místě vrtule.

[tomas]

Jenže u Tristaru i Midnite Classic (ten je také pro větrníky) musí být vždy vstupní napětí z větrníku vyšší než je napětí akumulátoru. Protože tyto regulátory nemají zvyšující DC/DC měnič (Boost), ale jen snižující (Buck). Takže hrozí že při nízkém větru a malých otáčkách to nebude vůbec nabíjet.
Nedávno jsem zprovozňoval větrník 3kW 48V a problém byl ten, že měli regulátor WWS30-48-N00 a ten nabíjel jen při největších nárazech větru když napětí z větrníku překročilo napětí akumulátoru. A to trvalo vždy jen pár sekund, takže i když se větrník točil dostatečně rychle tak to nic nevyrábělo, protože napětí bylo pod napětím akumulátoru.
Takže pro 48V musíte mít s těmito regulátory větrník který dává naprázdno alespoň 100V, ale potom zase narážíte na maximální hodnotu napětí na vstupu do regulátorů. Nebo mít větrník pro 48V ale akumulátory pouze na 12V.
Generátor se vzduchovými cívkami (nemám odměřený) bude podle mne mít vyšší napětí naprázdno, ale při zatížení začne napětí rapidně klesat, více než u generátor se železným jádrem. Napětí bude hodně měkké a vysoké a s tím je nutné při výběru regulátoru počítat.

Pro ten větrník teď čekáme na nový regulátor který má zvyšující DC/DC měnič a nabíjí 48V akumulátor již od 8V z větrníku: WWS30-48-L01
http://win-power.en.alibaba.com/product ... ction.html

Další nové regulátory vhodné pro větrníky s MPPT:
zvyšující i snižující (Boost&Buck)
http://www.03ne.com/en_version/product/view.php?id=14

pouze zvyšující (Boost)
http://www.03ne.com/en_version/product/view.php?id=15

pouze snižující (Buck)
http://www.03ne.com/en_version/product/view.php?id=16

bez DC/DC MPPT měniče
http://www.03ne.com/en_version/product/view.php?id=17

[solárník]

Taky jsem dělal pokusy s boost converterem, problém je, že při laickém návrhu nikdy nevíte, kdy se povede vrtuli zatížit přespříliš a účinnost klesne, jak jsem psal výš. Navíc už jen zapojením converteru účinnost klesne vždy a u větrníků většinou dost citelně. Boost nahoru má navíc vždy další řadu nevýhod - proud z turbíny naroste několikanásobně a tím se značně zvýší ztráty v odporu vinutí alternátoru, kterému pak klesne účinnost třeba na 50%.

V základu bych vždy vybíral turbínu, která má cut-in napětí vyšší než použité baterie (což by parametr cut-in měl právě popisovat). I když u číňanů jeden nikdy neví. Pokud však chcete nutně použít converter, pak musí být cut-in ještě o něco vyšší, to je pravda.

Z toho všecho zůstává velkou otázkou, co je tedy lepší - jestli cpát tam mermo mocí converter a nebo zvolit dobře navržený typ turbíny, která converter nepotřebuje a jde zapojit přímo do baterií. Zatím mne nikdo nepřesvědčil ani o jednom, ba spíš bych se přikláněl k variantě přímé, vzhledem k všudypřítomným ztrátám střídačů.

>>Generátor se vzduchovými cívkami (nemám odměřený) bude podle mne mít vyšší napětí naprázdno, ale při zatížení začne napětí rapidně klesat, více než u generátor se železným jádrem.

Ano, to jsem popisoval několik příspěvků výš - bez jader klesá účinnost.

Já používám momentálně větrník bez converteru a účinnost se drží (včetně aerodynamické) v celém rozsahu na slušné hodnotě. Pravda, converter by to při vyšších rychlostech větru zlepšil, ale to stejně nastane jen párkrát do roka, takže to ani nemá smysl řešit. Nejdůležitější jsou stejně rychlosti mezi 3-6 m/s.

[fugas]

Co tedy postavit turbínu tak,abych si mohl dovolit dostatečný převod?Přičemž turbína musí být schopna plochu po dosažení optimálních otáček automaticky,plynule,avšak dostatečně rychle zmenšit.Tím by bylo zajištěno ideální rozmezí pro výrobu už od relativně nízkých rychlostí a zároveň ochrana proti přetočení.Také by to významně snížilo fyzické namáhání celého stroje ve chvílích,kdy už je třeba otáčky násilně brzdit,protože z větrníku by to udělalo relativně neškodnou,dobře obtékatelnou věc.Základním cílem je samozřejmě vyrábět dostatečně a kontinuálně v rozmezí,které uvádíš,tedy 3-6m/s.

[solárník]

To jsou všechno požadavky spíše do profi oblasti, kde je např. natáčení listů v závislosti na podmínkách běžné. Pro běžného uživatele - nevím. Čím složitější návrh, tím se na tom pan Murphy víc vyřádí a zaručeně se rozbije cokoliv, co jen trochu může v té nejnevhodnější situaci (= při vichřičce). Pak už většinou zbývá jen rychle utíkat, nejlépe v ocelové helmě

Co se týče mechanických převodů - u větších rotorů je to možné (nad 3 metry). Tam už na pár Wattech nezáleží. U malých větrníků (1,5m) je každý Watt dobrý. Vzhledem k tomu, že největší část roku fouká okolo 2-3,5m/s, pak to jakýkoli převod spolehlivě zabije. Dokonce i tužší ložisko to zabije. Proto už číňani blbnou s odlehčením ložisek pomocí magnetické levitace. Oni se nezbláznili, jak si ledackdo myslel, jen se snaží o výrobu už od 2m/s. Je to jen pár Wattů, ale za rok to může udělat klidně polovinu výnosu, o který použitím převodu nebo tuhého ložiska přijdete.

Nebo myslíte převod elektronický (měničem)?

[fugas]

Pokud jde o přítele Murphyho,tak ten samozřejmě celou věc vydatně spestří
Natáčení vrtulových listů je běžná záležitost.Mám dokonce vrtulovou hlavu z duralu,domácí výroby,která takovou věc umožňuje.Původně pro ultralehké letadlo.Měl jsem ale na mysli savonius,který by uměl takto "poručit větru".Samozřejmě je to běh na dlouhou trať a nejdříve bych chtěl vyrobit něco,co bude alespoň fungovat,abych si sám udělal představu o provozu takového stroje.Ovšem savonius s proměnnou plochou by bylo možné řekněme značně předimenzovat vůči generátoru.Převod jsem měl na mysli mechanický,což by dost velká turbína umožnila.Podle grafu výše,je účinnost zamýšleného pračkostroje posazena mezi 600-700ot. ,což je podle mě pro přímý náhon hodně?
Horizontální vrtule se bojím,jelikož bych na ni nerad dlouho dělal a pak si ji dal na zeď kvůli sousedům...

[Roger]

Ja si nemyslim, ze u prackostroje ma cenu resit takove detaily, jako nataceni lopatek a prevody, resp. ze si doma na kolene vyvinu (při rozumných nákladech) ucinnejsi vetrnik...

Uz chápu, proc nikde nejsou grafy z malych (okolo 1,5m) vetrniku, protoze to holt nic moc za rok fakticky asi neda Pokud znate nejaky funkcni mimo https://forum.mypower.cz/viewtopic.php?p=25243#p25243 tak poslete

Podle me počkat, co vyvinou vyrobci na malych turbínách, lepsi regulace a ložiska by mohla lecos vyresit. Bohuzel ani na eBay jsem ty charakteristiky (zavislost otáček a napeti a vykonu) moc nevidel..

Solarniku, asi nejsi spokojeny s tom vrtulkou z eB, jinak bys nekoumal, jak to vylepsit, skoda, ta tech 200E by si to asi leckdo koupil, kdyby to byl hotovy vyladeny produkt...

[fugas]

Ja si nemyslim, ze u prackostroje ma cenu resit takove detaily, jako nataceni lopatek a prevody, resp. ze si doma na kolene vyvinu (při rozumných nákladech) ucinnejsi vetrnik...

Všechno,co napomůže lepší účinnosti je vítáno.Je to hudba budoucnosti,jen tak uvažuji.Nicméně,jak jsem psal,mám třílistou vrtulovou hlavu,která umožňuje změnu geometrie vrtulových listů a to domácí výroby.My u nás doma používáme obě kolena O vrtulích něco málo vím,takže si budu zatím aspoň kreslit

[solárník]

Fugas - na grafu pračkomotor pracuje do 56V zátěže. Dá se předpokládat, že do nižšího napětí baterií se otáčky posunou úměrně níž a stejně i účinnost, která lehce poklesne, protože proudy budou vyšší. Uvedené pračkomotory jdou taky zapojit všelijak (sériovo-paralelní různé kombinace cíveček), kdy se parametry (hlavně výstupní napětí) drasticky mění. Podle mne není problém to upravit i na přímé otáčky a přímý náhon.

Parametry na Savonius mám někde přímo změřené z kalibračního wind tunelu, pohledám je.

Roger - ale jo jsem celkem spokojený. Jak už jsem psal, jediné, co by se dalo vylepšit, je posadit alternátor maličko do vyššího napětí, ale nechce se mi v tom hrabat. Ale je to jen o kousek, každé použití měniče je v tomto případě zhoršením a ne zlepšením. Nebo lehce zkrátit listy vrtule.

Pokud mám nějaké informace, tak nejlepší turbínky v oblasti 1,5m s doloženými parametry jsou dost drahé. Vím o dvou hned z hlavy - jedna je německo-čínský výrobek řady Black ve watážích 300,600,1000 a možná i víc, viz http://www.solareconomic.cz/solarec/esh ... erator-300 a druhou jsou originální HY400, 600, 1000... od přímo od výrobce HYE Energy, viz http://www.hyenergy.com.cn/product_show.asp?id=752&b=97

Znám je jen z doslechu. Black je drahý a u HYE je potřeba nesplést si originál s miliónem čínských kopií (docela legrace - už kopírují i sami sebe) které vypadají naprosto stejně.

[solárník]

Tady je graf aerodynamické účinnosti Cp u Savoniuse, změřený v kalibračním tunelu, který jsem sliboval.

Osa X je TSR (Tip Speed Ratio, česky rychloběžnost). Laicky lze graf vysvětlit asi tak, že rotor má při určité rychlosti větru určité otáčky a vy na ně musíte "naladit alternátor" aby s přihlédnutím k napětí vašich baterií a rychlosti větru odebíral vhodný výkon z rotoru. To, jak se vám to podaří v podstatě zobrazuje osa X (TSR=poměr rychlosti obvodu rotoru ku rychlosti větru).

Z grafu je vidět, že nezatížený Savonius má TSR asi 1,2-1,4 (tedy na obvodu se pohybuje rychleji než vítr) a dále že nejvyšší účinnost má Savonius asi 30% při zbrždění alternátorem na TSR=0,75 (tedy lehce nad poloviční otáčky nezatíženého) a to zhruba pro všechny rychlosti větru. Ovšem když se s alternátorem netrefíte a zatížíte rotor a zbrzdíte ho na TSR=0,5 (tedy o třetinu víc než je zdrávo, celkově na zhruba třetinové otáčky nezatíženého), účinnost poklesne jen na cca 28%, což je minimální změna. V porovnání výkon klasické vrtule klesne rapidně téměř na nulu.

Taky je vidět, že Savonius má v optimu nízké otáčky. Obvod se točí jen 75% rychlosti větru. To klasické vrtule se pohybují u malých turbínek většinou okolo TSR = 3 až 5. Tedy o dost rychlejší otáčky.

Uvedený graf byl měřen na turbínce o průměru rotoru 60cm.

Nelehký úkol konstruktéra tedy je, navrhnout alternátor tak, aby zbrzdil rotor Savonia vždy na zhruba 55% otáček nezatíženého. Buď se vám to povede přímo do baterie (ideální varianta), nebo k tomu naprogramujete nějaký kontroler, nebo experimentálně odladíte tabulku do Tristaru. Pro Savonius je to jednoduché. To pro klasickou vrtuli je to otázka měsíců výpočtů a testů, které jsou v domácích podmínkách téměř neproveditelné, protože tam se musíte trefit do oblasti několika procent kolem optima a ještě se to může měnit s rychlostí větru.

[kybos]

Doporučil bych prostudovat obrázek na tomto odkazu http://www.csve.cz/cz/clanky/pocet-list ... rettyPhoto pro porovnání účinnosti rotoru Savonius a klasické dvoulisté nebo třílisté vrtule v závislosti na rychloběžnosti.

[solárník]

Jen poznámka ke kybosovu odkazu. Tam uvedený Savonius je první prastará verze. Mnou uváděný graf je pro jeden z posledních vylepšení tvaru - v podstatě mírně protáhlý tvar, který už má účinnost oproti vrtuli menší jen asi o 10%.