Naše větrníky

[hurvayz]

Pro Marka: treba potesi

[hurvayz]

Navic ja nevim kolik udelat listu a prumer.. co nejvic asi

[? solárník]

Jen znovu přeposílám podrobné foto jak na DNA rotor - stačí nějaký materiál, který jde ohýbat (makrolon), pár závitových tyčí, podložek a matek a středová tyč. Čím lehčí a pevnější, tím lepší. Tvar prohnutí (není to půlkruh, je to rozpláclejší) a mezery u středu jsou důležité (tam proudí vítr na druhou lopatku) !! Jinak to nebude mít dobrou účinnost !!

Vzdálenosti od středové tyče jsou stále stejné ! Úhel pootočení jednotlivých závitnic je také stále stejný.

[? xxtt]

Zde jsou axiální konstrukce, které jsou pro amatérskou stavbu vhodné a relativne efektivní, zvlášte v prípade, že nekomu chybí strojarské vybavení pro radiální verze:
http://www.windstuffnow.com/main/dual_rotor_turbine.htm
V následujícím linku bych vyzval k opatrnosti, po napsání nekolik tisíc príspevku jsem tam pár let nenapsal nic, pobíhají tam problémoví lidé prímo ve vedení fóra, a nedoporučuju tam psát, když jednou reknou, že nejaký podvod muže fungovat, tak se jim nesmí oponovat. Je tam ale nekolik dalších užitečných poznámek:
http://www.upramene.cz/forum/viewtopic. ... 8&start=30
Železo ve statoru na amatérskou konstrukci není výhodné, protože i pri opravdu malém magnetickém nevyvážení sinusového magnatického pole silne zvyšuje mechanické pulsace a vibrace(další ztráty a hluk), amatérské konstrukce vetšinou neumí navrhnout takové pole, aby protáčecí moment pri zatížení/zkratu byl hladký.
V dalším uvádím, jak si autor pomohl se železem v rotoru(ve statoru ho opet nemá), a jsou tam jiné magnety, pro lepší predstavu:
http://www.windstuffnow.com/main/alt_from_scratch.htm
Dneska ale nekdy stačí vzít motor z elektrokola/skútru, nebo pračky s prímým náhonem, jako LG apod, (ta má treba jen ferity, ale motor je efektivne navržený...jak práve vidím solárník napsal o tom dríve.)

savonius ..hm, jeho výkon je zhruba na (čelní) prumet opsané plochy poloviční, a mívá špatnou ochranu proti vichrici.

Hurvayz- nejstručnejší odpoveď je 5 nebo 6. Jinak 3. Výkon závisí od prumeru vrtule. Rychlobežnost/otáčky závisí od šírky(ne tloušťky) listu na tenčím konci (=hloubka profilu). Na prumeru 3m bych nešel pod 10cm a tloušťku 2cm. Pomuže také správný profil.

..to CNC znelo zajímave. Jednou jsem delal sendvič ze 3 desek, a dodelal kdysi jenom 1 list na prípravku, bylo to velmi pracné, dnes je ručního náradí mnohem víc. Ale kdybych se k vrtuli vrátil, tak možná vezmu jinou technologii. Dokonce mi zbyla i prutlačná matrice pro profil... ale kdo už bude dnes vyrábet vrtule, jedine, že bych to z nejakého duvodu oprášil. Dost vecí končí v osobním muzeu.

[? solárník]

Poslední typy Savonia mají překvapivě vysokou účinnost, až okolo 28%, což není vůbec špatné a vzhledem k dalším výhodám jsou pro laické konstrukce výhodné. Vyznačují se "rozpláclejším" tvarem a specifickou středovou mezerou. Když připočteme poměrně jednoduchou konstrukci a jejich necitlivost na přizpůsobení k alternátoru, pak je to docela ideální rotor pro amatéry. Mám k dispozici ověřený dokument z větrného tunelu NASA, kde podobný profil jako je DNA výše, dosahuje s přehledem 28% účinnosti v široké škále rychloběžnosti a zatížení alternátorem. Proto jsem ho tu uvedl. Tedy není Savonius, jako Savonius. Staré modely z rozřezaných sudů už jsou minulostí. Největší nepřítel Savonia je hmotnost. Tedy se musí použít lehčené a pevné materiály (například makrolon). Jinak vám to odpochoduje i s barákem

[? xxtt]

Testoval jsem toho dost, Savoniuse také i s mezerou. Nízká rychlobežnost, a té účinnosti 28% v reálných podmínkách moc neverím. 15%, možná 20%, oproti vrtuli 30-35% reálne a doma. Paušálne to neodmítám, jsou tam stále pro i proti. Darrieus me také moc nenadchl, zkoušel jsem minimodel. Šel bych asi jinudy, pokud by mi vadila klasická vrtule.

[? solárník]

Já jsem tomu z doslechu také nevěřil, než jsem si to ověřil z dokumentů testovací laboratoře NASA. Nezbývá, než ukázat nejdůležitější graf z testování - závislost účinnosti uvedeného rotoru na rychloběžnosti:

Jedná se o reálný test jednoho z posledních profilů patentu pana Alvina H. Beneshe na Savonius. Z grafu je jasně patrné, že opravdu dosahuje účinnosti těsně pod 30% při rozpětí rychloběžnosti 0.5 až 1 a i mimo tento rozsah klesá účinnost proti jiným typům rotorů až několikrát pomaleji. Tedy je křivka velmi oblá, což není zvykem u žádného jiného rotoru, které tímpádem musejí být velmi dobře přizpůsobeny alternátoru.

Ano, Savonius má velmi malou rychloběžnost a s tím je nutné při návrhu alternátoru počítat. Je to jediná nevýhoda.

[hurvayz]

Narazil jsem na pěkné povídání zde: http://vyrobaprvozuj.webnode.cz/vlastni ... nejlepsi-/

[kybos]

Jeste otazka? Alternator z auta se nehodí?
Mám i 220A kousky. Preferoval bych spis hotovou polostavebnici.

Nehodí, je totiž vysokoobrátkový. Na amatérské konstrukce VE doporučuji jednoznačně stroj bez převodovky (hlučnost, účinnost, mazání, odolnost v exteriéru). Při slabém větru a stroji s převodovkou se bude často stávat, že se rotor ani neroztočí díky ztrátám v převodech. Z důvodu nižší hlučnosti je vhodnější dát přednost nízkoobrátkovým rotorům. Mají totiž větší počet listů a vyšší startovací moment. Ze všech HAWT má nejvyšší otáčky jednolistý rotor. Ten má ale zároveň nejnižší startovací moment a v amatérských podmínkách by mohlo být obtížné jej staticky i dynamicky vyvážit. Listy rotoru obvykle nejsou zcela tuhé narozdíl od protizávaží.

[? pezizka]

Testoval jsem toho dost, Savoniuse také i s mezerou. Nízká rychlobežnost, a té účinnosti 28% v reálných podmínkách moc neverím. 15%, možná 20%, oproti vrtuli 30-35% reálne a doma. Paušálne to neodmítám, jsou tam stále pro i proti. Darrieus me také moc nenadchl, zkoušel jsem minimodel. Šel bych asi jinudy, pokud by mi vadila klasická vrtule.

Nedělejte tajnosti a práskněte tu svou cestu

[? xxtt]

Ze všech HAWT má nejvyšší otáčky jednolistý rotor.

Budete se možná divit, ale tak to není, jde o obecne rozšírenou fámu(tak to platí jen pokud současne nemením jiné rozmery listu). O samotné obvodové rychlosti (tedy i rychlobežnosti) nerozhoduje počet listu vubec. Rozhoduje o ní šírka listu na (užším) konci (=hloubka profilu), tedy ne jeho tloušťka.
Počet listu souvisí jen s tím, jakou dráhu(úhel) potrebují urazit všechny listy, aby opsaly celou plochu.
Umím vrtuli spočítat.

Šlo by ríct, že o rychlobežnosti rozhoduje součet tech šírek všech listu.
Stejné otáčky dosáhnu s 6listou vrtulí, jako s 2listou, když šírka listu té 6listé bude 3x menší.
Stejne tak mužu udelat pomalubežný 1list, když udelám jeho šírku N násobne vetší.

[hurvayz]

Šlo by ríct, že o rychlobežnosti rozhoduje součet tech šírek všech listu.
Stejné otáčky dosáhnu s 6listou vrtulí, jako s 2listou, když šírka listu té 6listé bude 3x menší.
Stejne tak mužu udelat pomalubežný 1list, když udelám jeho šírku N násobne vetší.

A dá se říct co je výhodnější? Nebo to nehraje roli a vyrovná se jedno druhé? Dík

[? solárník]

Užší listy mají při běžných materiálech nižší pevnost. Pak se i při lehkém zatížení vlní a deformují a účinnost prudce klesá. Proto se používají širší listy. Obecně mají úzké listy horší kvalitu obtékání vzduchem, právě například z uvedených důvodů (nehledě na bezpečnost a únavu materiálu). Taky náklady na jejich upevnění něco stojí, například u velkých VE jsou natáčecí motoricky. Tedy tam je suma za upevnění a natáčení jednoho listu obrovská.

Například dosažení Betzova limitu je popisováno na příkladu s nekonečným množstvím úzkých listů.

[? solárník]

Jednou jsem byl přítomen testu následujícího větrníku:


Při vyšším větru to syčelo tak hrozně, že se báli lidi v okruhu 500 metrů okolo a krčili hlavy Tedy účinnost musela být tragická, protože ta se většinou pozná podle tichosti vrtule v silnějším větru. Čím víc to "syčí", tím horší to má účinnost a výkon. Tedy to potvrzuje, že se tak slabé listy deformují a účinnost klesá rapidně dolů.

[kybos]

Umím vrtuli spočítat.

Klobouk dolů, tak dobře teoreticky vyzbrojen nejsem. Nicméně od školního příkladu k praktické realizaci je ještě hodně daleko. Papír toho snese hodně. Zejména když se zanedbá pár "bezvýznamných" veličin (pružnost, pevnost, únavové syndromy materiálů, vlivy UV záření a teploty....). Předem říkám, že jsem nikdy kompletně žádnou vrtuli nevypočítal a raději jsem tuto vysoce zodpovědnou činnost přenechal zkušenějším. Zejména proto, že má-li být rotor bezpečný, pak po takovém výpočtu musí následovat realizace a typové zkoušky, které nejsou zrovna lacinou záležitostí a v amatérském prostředí s amatérskou výbavou nejsou snadno realizovatelné. Na jiné části malé VE si troufnu, ale tam kde jde o život to nechávám povolanějším.
Mám pouze nastudováno (rozuměj vyčteno a neodzkoušeno), že když se řešila větrná čerpadla v americké historii, užívaly se vícelisté rotory údajně z důvodu většího kroutícího momentu a nižší rychlosti otáčení.
Ale každá osvěta je vhodná.
Podle toho, jak zatím vývoj malých VE sleduji, jeví se mi jako optimální kompromis třílistá vrtule.
Předpokládám, že kdyby bylo optimum někde jinde, nestavělo by se tak velké množství třílistých vrtulí.
Pokud se tu najde takový mistr, který zažitou praxi obrátí naruby a dokáže, že optimum je někde jinde, pak smekám klobouk a budu pilným žákem.

[? miroc]

[O samotné obvodové rychlosti (tedy i rychlobežnosti) nerozhoduje počet listu vubec. Rozhoduje o ní šírka listu na (užším) konci (=hloubka profilu), tedy ne jeho tloušťka. ...Šlo by ríct, že o rychlobežnosti rozhoduje součet tech šírek všech listu.

To je u VAWT štandardná vec a hovorí sa tomu plnosť turbíny (vrtule). Definuje sa väčšinou ako pomer súčtu šírok krídel k obvodu opisovaného kruhu. Nie je dôvod, prečo by to neplatilo aj pre HAWT.
Ale keď si predstavím modelovú situáciu: extrémne široké krídlo pri osi a extrémne úzke na konci, je problém zobrať ako fakt, že len úzky koniec bude určovať rýchlobežnosť. Otázka: Nemala by sa náhodou brať do úvahy skôr stredná šírka krídla, resp. skutočná plocha?
Vrtuľu spočítať neviem, a ani po tom netúžim. Tiež sa spolieham na odborníkov.

[? xxtt]

Mel jsem ale dopsat i B, tedy, že pokud počet listu (jak píšu výše) není v souladu s rychlobežností, tak výrazne klesá účinnost. Buď se neodebere všechna energie proudu, pokud je nastavený malý počet listu a príliš malá rychlobežnost, profil nestačí dost rychle opsat plochu kruhu, nebo profil beží príliš rychle, a dostane se do objemu, kde byla již odebrána energie predchozím listem - tedy prípad príliš rychlobežného profilu pri zvýšeném počtu listu.
Takže ona "fáma" je prakticky pravdivá, pokud je rychlobežnost profilu v souladu s počtem listu, samozrejme musí odpovídat i úhel nastavení.
Z onech pravidel lze i vyjet, ale vrtule pak nabude bizarní tvary, a težko pak také ríct, kolik má vlastne lopatek, otázka konstrukční proveditelnosti apod.

[? xxtt]

Obecně mají úzké listy horší kvalitu obtékání vzduchem

Ano, stoupá Reynoldsovo číslo, a možnost rezonancí.
Rezonance jsou základní a vážný problém, pokud vítr fouká mimo osu vrtule. Poručit vetru, aby foukal výlučne na osu je nemožné, vrtule se okamžite také nedovede nasmerovat v dusledku setrvačného a gyroskopického momentu.

[? xxtt]

extrémne široké krídlo pri osi a extrémne úzke na konci, je problém zobrať ako fakt, že len úzky koniec bude určovať rýchlobežnosť. Otázka: Nemala by sa náhodou brať do úvahy skôr stredná šírka krídla, resp. skutočná plocha?

Nie. Ak zvolíte šírku listu a jeho sklon na užšom konci listu (vstupný parameter návrhu), tak ostatné šírky smerom k osi a sklony vyjdú výpočtom, a nemôžu sa meniť, iba aproximovať na základe konštrukčných a iných vstupov.

[? xxtt]

Podle toho, jak zatím vývoj malých VE sleduji, jeví se mi jako optimální kompromis třílistá vrtule.

To je z duvodu elektrických generátoru, pokud možno naprímo, bez prevodu. Z hlediska mechanické účinnosti je lepší vícelistá vrtule (ale asi horší z hlediska ochrany pred vichricí). Pri príliš malé šírce listu a více listech ale také stoupá Reynoldsovo číslo, ztráty a hluk, viz výše.
Dnes není už takový problém udelat výkon i pri menších otáčkách, nastal určitý pokrok i v generátrech, ale stoupá úmerne cena a hmotnost generátoru, nebo prevodu, tam to moc ošidit nejde.

Jak napsal solárník, o tom "syčícím" modelu - tak vysoký počet lopatek je škodlivý (už i výpočetne, pokud se zahrne R.č., co se pri bežném výpočtu nedelá, nanejvýš kontroluje), co tak pozoruju, tak podle druhu aplikace a konstrukčních vlivu bude optimum počtu listu nekde mezi 2-6. Z hlediska účinnosti, a technické proveditelnosti.

Vetší počet lze snad tolerovat tam, kde nevadí nižší otáčky a je problém s profilem. Vyvážený jednolist jsem jednou udelal, mel 80cm délku. Vrčelo to úplne jako vrtulník, pri testu jsme dokonce jednoho dospelého zvedavce ošidili, že vedle pristál vrtulník, a skočil na to, pak jsme se smáli (drželi jsme 2 chlapi v ruce asi 4m trubku na konci s alternátorem, a ten list s ní v klidu splýval, pri otočení kolmo na vítr) . Zvuk vznikal tím, že list bežel pouze asi 20cm od nosné trubky.