Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu

[peet]

Vytvořím raději nové téma!

Zdravím,

název tohoto tématu (Větrná elektrárna by v zimě zachránila spotřebu) mě sice hned zaujal, ale až dnes jsem si bohužel uvědomil, že svůj první příspěvek ze včerejška není sem moc vhodný.

Toto téma (jeho název) je totiž příliš široké, protože zahrnuje pro diskusi a čtení vlastně všechny druhy větrných elektráren (HAWT, VAWT, ...) a jejich hlavní částí (turbína, generátor, způsob natáčení po větru, brzda, ...). Kdybych zde pokračoval se svými příspěvky, vzniklo by tím jen další znepřehlednění, protože někteří zájemci o pořízení malé větrné elektrárny (MVE) hold upřednostňují HAWT, druzí VAWT, ostatní zase jen jejich speciální modifikace.

Vytvořím proto, buď dnes nebo zítra, nové téma, např. pod názvem "Jak na klasickou větrnou turbínu s horizontální osou rotace (HAWT)".

petr

[peet]

Mohu se zeptat,s jakou ucinnosti v zavislosti na sile vetru-priklad
3m/s 25%
5m/s 30%
7m/s 35%
......
......

pocitate?

Mam pristup k vyrobe profesionalnich forem,take laminovanim a vlastnorucni vyrobou forem jsem se zabyval.
Jakou mate predstavu o vyrobe modelu listu,ktery byva obvykle potrebny k vyrobe formy?
Velmi male vetrne elektrarny dosahuji procentualne nizsi ucinnosti,nez by odpovidalo proste umernosti pracovni plochy vrtule o prumeru xx nebo XX cm.

Zdravím,

díky za konstruktivní vyjádření, ovšem k té účinnosti a k ostatnímu se vyjádřím už jen v tématu "Jak na klasickou větrnou turbínu ...", a to postupně. Podobně to platí i k tomu, zda a jaký vyrobit nejprve velmi zmenšený model turbíny (resp. rotoru), aby se minimalizovala všechna možná rizika před vyrobením skutečných listů. Prostě musím nejprve vysvětlit smysl a účel mého tématu, abych pak zaujal potenciální zájemce ke spoluúčasti. No a na to bude ještě zapotřebí několik mých příspěvků, a teprve pak bude mít smysl se začít bavit třeba o těch vašich možnostech "k vyrobe profesionalnich forem,take laminovanim a vlastnorucni vyrobou forem jsem se zabyval."

Jinak ale platí, že pokud má zmenšený model nižší účinnost, tak jen proto, že byl prostě vyroben nesprávně s ohledem na aerodynamické zásady. Nedávno jsem například testoval svoji leteckou vrtuli o průměru 13 cm (pro jejíž konstrukci byly použity upravené zmíněné konstrukční údaje) a při porovnání se sériově vyráběnou německou vrtulí stejné velikosti (účinných ploch) přesto vykazuje moje vrtule účinnost v tahu vyšší o cca 50 %. Taky jsem ale už vyrobil měřící přípravek, na kterém budu měřit účinnost listu větrné turbíny o délce 50 cm. Takový list pro toto speciální měření ale teprve vyrábím, resp. připravuji potřebnou formu. Snažím se tedy i tímto svým dalším testem minimalizovat všechny možná rizika.

petr

[miroc]

Názov témy je dnes pravda. Nie je to prvý krát, ale vzhľadom k tomu, že dnes naozaj slušne fúka (miestami až do 8 - 9 m/s) je to dosť výrazné. FV dnes presne za 1,4 kWh. VE zatiaľ 4 kWh, za posledných 5 hodín niečo cez 2 kWh (link výroby VE v podpise - údaj je po poslednom reštarte TriStaru po jeho nastavovaní pred 5 hodinami). Ale nechcel by som, aby takto fúkalo každý deň!

[RCZf]

Narazil jsem na tuhle mapu http://vitr.ufa.cas.cz/male-vte/
Podle ni bych mel doma s 2kW turbimkou vyrobit zruba 500kWh rocne, takze prevazne v zimnim obdobi. Fouka prevazne v dobe , kdy FVE nedava skoro nic. Cena vetrniku je srovnatelna s cenou stejne vykonneho FV pole.
Takze otazka zni : Koupit si tuto hracku a lecit si svou depku z toho, ze slunce uz vic jak tyden nevylezlo, pohledem na stale otacejicise vrtuli. Ekonomicky to nejspis prilis vyhodne nebude a navratnost investice jecelkem vnedohlednu, ale ten anemometr mi v poslednich dnech neda spat ... Takze to beru tak, ze nekdo si koupi novy notas ci telefon i kdyz to realne neni nutne a nekdo si koupi vrtuli

[marko250]

Tak počty jsou neúprosné,je to za celý rok takže na zimní období 1/3 a to je slaboučkých 150kWh s megavelkou 2kW (13m/s) vrtulí.Ale ona ta vrtule potřebuje min 4m/s aby začla pracovat a tohohle je minimum v roce.Takže řešit sousedy,bezpečnost,další systém kvůli 750Kč ve VT/rok je pro mě bezpředmětné.Mezi domy to je utopie,na horizontu polí,či luk si umím představit bez sousedů taky pár sloupů.

[solárník]

Narazil jsem na tuhle mapu http://vitr.ufa.cas.cz/male-vte/
Podle ni bych mel doma s 2kW turbimkou vyrobit zruba 500kWh rocne, takze prevazne v zimnim obdobi. Fouka prevazne v dobe , kdy FVE nedava skoro nic. Cena vetrniku je srovnatelna s cenou stejne vykonneho FV pole.
Takze otazka zni : Koupit si tuto hracku a lecit si svou depku z toho, ze slunce uz vic jak tyden nevylezlo, pohledem na stale otacejicise vrtuli. Ekonomicky to nejspis prilis vyhodne nebude a navratnost investice jecelkem vnedohlednu, ale ten anemometr mi v poslednich dnech neda spat ... Takze to beru tak, ze nekdo si koupi novy notas ci telefon i kdyz to realne neni nutne a nekdo si koupi vrtuli

tak tomuhle nevěřím ani náhodou

dal jsem po zoomu naprosto přesné místo na mapě i specifikaci 400W 1,6m turbíny, kterou tam máme už 4,5roku, je 11m nad terénem (HYE400L)

vypočítalo to za rok 237kWh

reál za 4,5 roku celkem (!!!) je pěkně prosím 132 kWh. To je za rok 29 kWh, tedy ta mapa udala hodnotu 817 % , tedy 8,17 krát vyšší, než je realita.

Pánové mají ve výpočtu asi nějakou hrubku... Například, že většina turbín pod 3,5-4m/s nevyrábí zcela nic.

[miroc]

Počty sú neúprosné, ale naše týžby sú neúprosnejšie.
RCZf, ak by si chcel napríklad elektroauto, mal by si naň, pýtal by si sa, či si ho máš kúpiť? Výsledkom by boli odpovede od "blbosť" až po "100 percent áno". Aj tak by si urobil to, čo si pôvodne zamýšľal. Maximálne by si skorigoval typ.
S veternou turbínou je to asi takto:
Ekonomika: žiadna.
Zachráni v zime spotrebu: nie. Zachráni spotrebu len v niektoré dni. Ak u teba tak slušne fúka, tak tých dní bude o niečo viac.
Otázka je, či ide o záchranu. Prístup k verejnej sieti máš, tá ťa zachráni častejšie ako turbínka. Iná vec je dlhodobý výpadok z rôznych dôvodov. Potom ešte aby nefungoval Murphy!
Starosti: pribudnú. A výrazne. Je sakra rozdiel mať na streche na fest namontované panely, oproti niečomu čo sa pre svoju funkčnosť musí hýbať. A nie len tak nejako hýbať! Budeš nútený sledovať nielen predpovede oblačnosti, ale aj vetra. Rozmýšľať aké opatrenia urobíš pred blížiacou sa víchricou... atď.
Ale pocit je to dobrý. Keď všetko funguje tak ako má, tak kurva dobrý! (ospravedlňujem sa, ale len "dobrý" niekedy jednoducho nevystihne podstatu, v SK máme na to ešte lepší a trochu expresívnejší výraz).
Za mňa, ak si si istý veternými podmienkami, ak venuješ patričnú pozornosť výberu konkrétnej turbínky, ak nehrozia problémy so susedmi, tak áno. Jednoznačne. 2 kW je dobrý výber. Zdôvodnenie tu: http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/1000.
A nakoniec, čo nutne naozaj nemusí byť tento prípad, tak ja, ak niečo "náhodou" predsa len kúpim blbo, tak VŽDY si môžem povedať: "Už som predrbal peniaze aj oveľa horšie..." Vždy to je pravda. Určite nebudem sám!

[fugas]

Provozování větrníku má své příznivce i odpůrce ,asi jako všechno.Já například ani tak netrvám na nabíjení baterek.Stačí když se tak moc nevybíjejí.Když fouká 3-4m/s tak se dodávaný výkon pohybuje kolem 15-30W ,což v pohodě pokryje spotřebu led osvětlení ,nebo pak v noci vlastní spotřebu systému.Věřit že to pokryje spotřebu mimo slunce je bláhové.Samozřejmě záleží hodně na místě.Ale hlavně je to na hraní.To by se nám tak líbilo ,dát nějaké panely ,vrtuli a pak už jen bezstarostně spotřebovávat Větrník s nominálem 2kW už při větru nad 6m/s asi zahýbá i s tím nabíjením.Také je to o individuálním nastavení.Když vím že se nejčastěji dočkám vetru 3-5m/s ,tak raději vrtuli pustím do vyšších otáček a odebírám 15W stále ,než abych čekal na poryvy a bral dvakrát za hodinu 50W.Je to alchimie.Když výrobce uvádí nominál 500W / 12m/s ,je jasné že dodávaný regulátor je tak nastaven a mě tedy v podstatě k ničemu ,když to u mě takhle fouká třikrát do roka.Když se na konec podaří všechno odladit k místním podmínkám tak ty zisky nemusí být úplně zanedbatelné.

[marko250]

Je to hezké z mého pohledu,i jako děti jsme tu běhali s větrníkama po place,jelikoš nefoukalo.Ale pokud mě prdne v palici tak bych šel cestou soustředit se na nízkou rychlost větru 2-5m/s a na to postavit větrník s blokací při vyšších rychlostech,kdy hrozí všelico,jen né 100% bezpečnost.Pak už to je jen o estetice a místě ke stavbě,ale Hawt by to určitě nebyl(možná ten Archimédův šroub).Prostě to postavit na Vawt s naváděním,nebo stíněním protipůlky rotoru,generátor do 400W při těch 5-6m/s a pak brzda a blokace rotoru.I tak to bude obluda na tu rychlost a výkon .Ale koníček určitě dobrý a pokud to nebude dělat kravál i sousedi si zvyknou určovat ,jestli venku fouká dle takového zdroje.

[KUTIL]

APLIKÁCIA
na odhad výroby malých veterných turbín podľa ( http://vitr.ufa.cas.cz/male-vte/ ) sa mi zdá užitočná. Len si treba prečítať v časti „O aplikaci“ varovania a hlavne sa ich držať, citujem:
-Výroba energie malými větrnými elektrárnami se vztahuje relativně k ploše rotoru malých větrných elektráren a jejich instalovanému výkonu, přičemž rozhodujícím faktorem je rozměr, nikoli maximální výkon elektrárny.
-Pro výpočet výroby byla použita křivka účinnosti malých větrných elektráren odhadnutá na základě rešerše a analýzy širšího okruhu volně dostupných podkladů. Jde pouze o teoretický odhad, doporučujeme nicméně značnou obezřetnost vůči případným indikacím, které by za stejných větrných podmínek pro elektrárnu o daném rozměru dávaly podstatně vyšší výroby než námi použitá účinnostní křivka. Výpočet přepokládá, že jde o klasické malé elektrárny s horizontální osou rotace ("vrtule"); elektrárny s vertikální osou rotace mají účinnost zpravidla nižší.

REALITA
Ak by mala horizontálna veterná turbína s menovitým výkonom 2 kW (priemer neznámy) podľa diskusie vyrobiť (len) 500 kWh ročne, znamená to že by musela byť nainštalovaná v mieste s priemernou celoročnou rýchlosťou vetra cca 3 m/s (skoro podlimitná hodnota). Priemer vrtule pre pohon 2 kW by mal byť podľa mojej predstavy asi 3,6-4 m, zametaná plocha teda 10-12,6 m2, merný výkon 200 (čo je hraničná hodnota pre lepšie lokality s Va 4 a viac m/s na stožiari 15 a viac metrov), optimálna hodnota výkonového zaťaženia je okolo160 W/m. Takúto turbínku v ponuke výrobcov nájdete asi len ťažko, ak vôbec.

Tabuľka dolu ukazuje možnosti výroby pre HAWT a VAWT v miestach s Va od 3 do 4 m/s. Takúto Va v ose turbíny získame na stožiari vysokom minimálne 10 metrov, v zastavanej oblasti aj 15 a viac metrov.
HAWT vs VAWT a Va
Va (m/s) 3 3,5 4
HAWT-kWh/m2 109 171 236
HAWT Ø 2m -kWh 344 537 741
VAWT-kWh/m2 82 128 177
VAWT 4 m2 -kWh 328 513 708

Pre miesto s Va=3m/s aplikácia indikuje pre turbínu s priemerom 2 metre 350 kWh ročne, čo je skoro totožné s mojimi prepočtami v tabuľke (109 kWh/m2 * 3,14 m2= 342 kWh) pre turbínu s aerodynamickou účinnosťou 40% s generátorom 75% - dohromady 30%, čo je hodnota pre dobre navrhnutú turbínu s PMG alternátorom.
Čína ponúka 1 až 3 kW turbíny s priemerom 2 až 2,2 m (zaťaženie cca 300-750 W/m2) a našiel som aj menovitý výkon 5kW s priemerom vrtule 4 m, merné zaťaženie cca 400 W/m2, čo už hrubým prepočtom signalizuje „optimalizáciu“ na vysoké Va nad 5 m/s. Pre slabé veterné lokality sú absolútne nevhodné už len z toho jednoduchého dôvodu ohľadne prehnaného výkonového zaťaženia, iné obľúbené neduhy čínskej produkcie ani nespomínam a nejaká hodnoverná certifikácia je utópia. Vysoké merné výkonové zaťaženie je prvý pohľad indikátor toho, že turbínka sa do slabých lokalít nehodí, druhým indikátorom býva krajina pôvodu.
Vysoké merné zaťaženie znamená, že daná vrtuľa je na pohon generátora príliš slabá a dokáže ho efektívne poháňať len pri vyšších rýchlostiach vetra, slabšie okamžité rýchlosti 4-5(6) m/s ignoruje. Vysoké rýchlosti nad 12 m/s sa ale vyskytujú len niekoľko hodín ročne. Rýchlosti vetra od 4 do 11 m/s vyprodukujú cca 98% ročnej produkcie. Ono by to bolo jednoduché zvyšovať produkciu veternej turbíny jednoduchým zvyšovaním menovitého výkonu generátora bez ohľadu na príkon, teda kapacitu energetického zdroja.
Z ročnej produkcie na chladné obdobie pripadne asi 75 %, teda z tých 500 kWh, ktoré by vyrobila správne navrhnutá horizontálna turbínka s priemerom iba 2 metre a menovitým výkonom 500 Watt optimalizovaná pre nízke priemerné rýchlosti vetra by sa v zime realizovalo 375 kWh, čo môže byť zaujímavá produkcia najmä na udržovanie kondície akumulátorov.
Ani veterná turbínka nevyrieši všetky hluché miesta v príkone od slnka či vetra, ale môže byť v prípade, že spoľahlivo a efektívne funguje zaujímavým doplnkom malých energetických systémov a predmetom technickej sebarealizácie a užitočného hobby .

TURBÍNA 2 kW
so zametanou plochou podľa mojich predstáv uvedených hore by už bola poriadna mašina. Kto o takej sníva by sa mal rýchlo zobudiť. Tie čínske z internetu sú pre slabé lokality nevhodné, polofunkčné, s nedostatočnou bezpečnostnou výbavou a bez certifikátov by sa v podstate nedali legalizovať a ani relatívne nízka cena by tie nedostatky nekompenzovala.
A navyše ani keby bola funkčná a v zime pri silných vetroch pri prechode frontu by za deň s vetrom o priemernej dennej rýchlosti 10 a viac m/s vyrobila 40-50 kWh, a potom kam s nimi? Baterky by nabila za pár hodín a potom do prebytkov...
A pri inverzii, ako napríklad dnes aj posledný týždeň by aj tak nedala skoro nič.
Záver- turbínka optimalizovaná pre slabý vietor bude dobre fungovať aj pri silnom, naopak to ale vôbec neplatí. Lepšia je menšia účinná turbínka ako pomocný zdroj pre celodenné udržovanie akumulátorov ako veľká ktorá môže byť viac na obtiaž ako úžitok.

[RCZf]

To ze vetsina vetrniku ma predimezovany generator je znama vec. Pro vypocet vykonu je naprosto rozhodujici plocha rotujici vrtule. Pokud by tam nebyl generator s pernamentnimi magnety ale alternator , tak by predimenzovany generator byl vyhodou a to i z duvodu ochrany vetrniku. Pernamentni magnety jsou ale mnohem jednoduchsi technicke reseni a hlavne mnohem levnejsi na vyrobu .
Takze mi nezbyvanic jineho nez alespon jednu sezonu (zimni) monitorovat presne misto kde ma vetrnik byt a pak prepocitat na konkretni vetrnik. Problem je v tom , ze vetsina cinanu nema hodnoverny graf vykonu vuci vetru, ale spis uvadeji graf otacek vuci vetru , coz je celkem zavadejici...

[miroc]

Podľa môjho názoru generátor veternej turbíny by mal byť predimenzovaný. Inak v prípade nutnosti neubrzdí rozbehnutú turbínu dostatočne rýchlo, bez rizika vlastného poškodenia. Pozrite si toto video: https://youtu.be/KIdz1IAQlOs. Ide o nedávnu víchricu, keď rýchlosť vetra dosiahla v niektorých momentoch zachytených na videu 95 km/h. Stožiar je kotvený do 4 smerov v troch výškach a laná sú našponované viac ako býva obvyklé. A vietor si s ním robil skoro čo chcel. Otáčky turbíny dosiahli v špičkách skoro 40 RPM s elektrodynamicky zabrzdeným generátorom (skrat všetkých troch fáz). Slabší generátor by vetru kládol menší odpor a nemusel by to ustáť. V dôsledku toho by turbínu už nemalo čo brzdiť a v tomto vetre by si asi voľnobehu dlho neužila, kým by sa rozletela po okolí. Naozaj nevidím jediný dôvod, aby generátor nebol výkonovo nad výkonom vrtule (pohonu). Tento generátor je schopný dať 1500W, vrtuľa pri 11 m/s cca 1000W. Ubrzdiť to aj z extrémnych otáčok zatiaľ nikdy nebol problém. Je to otázka 3 - 5 sekúnd, teda čas, ktorý nepostačuje ani pri vysokom skratovom prúde na poškodenie generátora, resp. cievok statora.

[abrams]

Zdravím ,

selhání bzrdného systému větráku by mohlo dopadnout takto : https://www.youtube.com/watch?v=Q5COAi6KM8o .

Elektronům zdar

[RCZf]

Brzdit vetrnik generatorem je mozno pouzit jen u velmi malych vykonu. V kombinaci s generatorem s pernamentnimi magnety to ma navic dalsi velkou nevyhodu. Generator klade jiz od skoro nulovych otacek znacny odpor, takze takto predimenzovany generator neni schpen pracovat na velmi maly vykon. To by se dalo elegantne vyresit pomoci variatoru, ale tim se zase pripravime o moznost vyroby jednoducheho a hlavne levneho reseni na jedne hrideli.
Silnejsi vetrniky bez moznosti nataceni lopatek vrtule a samostatne brzdy beru jako svemu okoli znacne nebezpecne.
Z toho vyplyva, ze jednoduche a levne technicke reseni na jedne hrideli nemuze byt dostatecně efektivni a hodi se pouze tam, kde rychlost vetru v dobe ,kdy chceme energii vyuzivat, neklesa pod 3-4 m/s.
Proto pokud se nachazime v oblastech, kde rychlost vetru znacne kolisa a chceme vyuzivat i slabsich vetrnych proudeni, tak je treba pouzit reseni s prevodovkou a buzenym generatorem.

[fugas]

V případě použití vzduchového generátoru tento odpor odpadá.Zbyde jen valivý odpor ložiska/ložisek ,podle provedení.Odpor začne takový generátor klást až ve chvíli kdy z něho začneme oebírat výkon.Proto je ideální mít takový regulátor ,jehoš výkonová křivka lze nastavit podle možností větrníku a lokálních větrných podmínek.Takové nastavení vyžaduje čas a trpělivost ,ale dá se potom využít místní potenciál v daleko širším rozsahu.

[RCZf]

Jak funguje" vzduchovy generator" ???

[fugas]

Generátor se vzduchovými cívkami bez pólových nástavců.Stator neobsahuje žáný kov kromě mědi.Podrobně na Mirových stránkách ,které už tu byly zmíněny: http://www.vawt.om2cm.sk/
Až do chvíle kdy začneme odebírat výkon se žádné magnetické síly ,které by brzdily vrtuli ,nevyskytují.Pomocí nastavení regulátoru je pak možné zatěžovat vrtuli jen v rámci možností které vítr poskytuje ,takže nedochází k cyklům roztočení a následného zastavení vrtule.Pak je možné nepřetržitě odebírat z generátoru výkon nepřetržitě ,i když malý.

[PavelR]

Jen takova uvaha k brzde: Na vhodne misto kotoucovku z auta plus servo co by zatahlo za lanovod?

[petrs]

Pouzival jsem na VAWT kotoucovou brzdu z kola s lanovodem ,brzdeni doporucuji plynule,postupne,pri nahlem,prudkem zabrzdeni se mne podarilo kotouc a celisti poskodit.Roztocena vetrna elektrarna nepujde pri prudkem zabrzdeni ,,do smyku,, jako kolo u auta...

[PavelR]

tak brzda z kola je takova hracka.... na aute probihaji vetsi sily. plynule urcite - ba bych se poskozeni vrtule nebo hridele ... pri prudkem zabrzdeni. Je to jen uvaha cim to zastavit za jakekoliv situace. Samozrejme nemyslim pro vetrak z velke energetiky