Jak skonstruować prądnicę wolnoobrotową do pionowej elektrowni wiatrowej?

Tue Apr 03, 2012 6:07 pm   

Mam zamiar zrobić sobie elektrownię wiatrową o pionowej osi obrotu, tak
zwana wolnoobrotowa.
O ile wykonanie turbiny jest dość proste i tanie, o tyle z wykonaniem
prądnicy do tej turbiny jest dokładnie odwrotnie.
Przejrzałem całą masę stron internetowych i dokumentacji na ten temat i
zrobił mi się mętlik w głowie.
Ponieważ wykonanie prądnicy na oko mija się z celem ze względu że koszta
samych magnesów neodymowych mogą wynieść kilkaset złotych!
Więc mam taki problem: jak skonstruować prądnicę (np "amerykankę") o zadanej
mocy P?
Z tego co wyczytałem to moc takiej prądnicy w zasadzie zależy wyłącznie od
ilości miedzi, bo skoro U=Bvl a P=UI a I zależy od przekroju drutu, więc
dobierając sobie U i I do zadanej mocy P, przy znanych B i v (B=1T, v=1m/s)
pozostaje obliczyć jedynie długość drutu, dobrze kombinuję?

Problemy może mniej elektroniczne to:
- jaka powinna być gęstość prądu w mm^2 miedzi żeby uzwojenie się nie
nagrzewało w czasie pracy? 10A/mm^2 może być?
- jaka jest zależność między prędkością wiatru a prędkością obrotową
obciążonej turbiny pionowej? Czy dobrze rozumuję że niezależnie od średnicy
turbiny to prędkość liniowa jest stała a zmienia się jedynie prędkość
kątowa, czy jest odwrotnie?
- jaka jest mniej więcej wydajność mocy z metra kwadratowego takiej turbiny
dla ustalonej prędkości wiatru? występują ogromne rozbieżności między
opracowaniami zwłaszcza u handlowców:)

Dziękuję wszystkim za odpowiedzi.

Wed Apr 04, 2012 11:04 am   

Zajrzyj na http://www.a-wind.pl/

Wed Apr 04, 2012 12:03 pm   

On 3 Kwi, 20:07, "McGayver" <gay...@trul.aol.com> wrote:

na elektrodzie.
Jesli chcesz to zajrzyj sobie w ten wątek i tam pewnie znajdzisz to
czego szukasz bez dodatkowego narzutu na pisanie tego samego tutaj:

https://www.google.pl/search?q=elektroda+budowa+ma%C5%82ej+elektrowni+wiatrowej&ie=utf-8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:pl:official&client=firefox-a

Lub zacząć od tąd:
http://www.elektroda.pl/rtvforum/forum300.html


Bo i turbiny są projektowane na różne warunki dlatego tak różne
wyniki.

Jesli chcialbys po prostu kupic pradnice to jednym z sensowniejszych
producentow jest sosnowiecki komel. Ale widze ze na ich stronie nie ma
ostatnio dostepnych cennikow.
Kiedys sam rozwazalem zrobienie amerykanki ale mi przeszlo jak
policzylem ile calosc bedzie mnie kosztowac i kiedy sie zwroci.
Hobbystycznie - nie widze przeszkod zeby sie w to bawic bo oprocz
wiedzy jednak troche energii nakreci ale raczej dla kieszeni nie
zapracuje...

Wed Apr 04, 2012 1:21 pm   

Tu masz podstawowe informacje o energii wiatru, znajdziesz tam odpowiedź na
twoje pytania
http://www.uwm.edu.pl/kolektory/silownie/

t-1

Wed Apr 04, 2012 1:37 pm   

On 4 Kwi, 12:03, ptoki <sczyg...@gmail.com> wrote:

Prądnica 2-3 kW za kilka tysięcy złotych :> Dziękuję, postoję ;)


Nie chcą płoszyć klienta...


Widziałem kiedyś kilka aukcji amerykanek, nie były to jakieś
oszałamiające kwoty.


Wszystko zależy od punktu siedzenia.

Pzdr.
L.

Wed Apr 04, 2012 1:42 pm   

On 3 Kwi, 20:07, "McGayver" <gay...@trul.aol.com> wrote:

Instalacje przemysłowe gdzie nie ma zbyt ciekawej wentylacji
projektuje się nawet na 2A/mm2, ale w czymś takim jak turbina wiatrowa
gdzie chłodzenie masz raczej dobre, 10A myślę że powinno wydać :>


Z racji budowy turbiny pionowe nie boją się silnych wiatrów ale też
nie rozkręcą się tak jak klasyczne wiatraki. Coś za coś.


Według mnie, bezpiecznie jest przyjąć 200W/m2 max, żeby się nie
rozczarować.

Pzdr.
L.

Wed Apr 04, 2012 4:01 pm   

On 4 Kwi, 13:37, Lisciasty <liscia...@post.pl> wrote:

analizowalem (2 lata temu) to pradnica wolnoobrotowa byla dosyc droga
ale IMHO warta swojej ceny.
Z racji tego ze u mnie warunki wiatrowe nie sa zbyt fajne to tylko
savonius wchodzil w gre.
Jak policzylem ile bym wydal na "amerykanca w pionie" o srednicy
tarczy 1m to mi wyszlo ze chyba sensowniej bedzie pradnice kupic.

A srednica taka wziela sie stad ze maszt mam z ramienia dzwigu i
planowalem savoniusa zrobic tak aby krecil sie w polowie dookola
masztu.

Wiatraczek tradycyjny to rzeczywiscie taniej wyjdzie jesli zrobic
domowym sposobem na sposob amerykanski, Ale moce tam nie beda zbyt
duze.

Wed Apr 04, 2012 4:05 pm   

On 4 Kwi, 13:42, Lisciasty <liscia...@post.pl> wrote:

ale pojawi sie solidny moment zginajacy maszt.


200W/m2 max oznaczac moze u jednego;
120W/m2 srednio.
A u drugiego 20W/m2 srednio.

Zawsze mnie korci aby zapytac takich chetnych budowniczych MEW ile
czasu mierzyli szybkosc wiatru u siebie.
Ja zbudowalem sobie miernik i wyszlo mi ze mam troche wiatru na wiosne
i w jesien a poza tym okresem wieje raczej niewiele.

Mam wrazenie ze mierzenie warunkow, nawet metoda chałupnicza to
ewenement a nie regula przy szykowaniu sie do zabawy...

Fri Apr 06, 2012 8:45 pm   

Dzięki wszystkim za wypowiedzi, chociaż i tak nie otrzymałem odpowiedzi.
Właściwie to na główne pytanie sam sobie odpowiedziałem, czyli moc prądnicy
zależy wyłącznie od objętości miedzi w uzwojeniu.
Natomiast przeglądając internet nie ma informacji na temat prędkości
obrotowej turbiny pionowej dla danej prędkości wiatru, a bez tego nie
zaprojektuję prądnicy na konkretną moc.
Natomiast co do wydajności mocy z metra kwadratowego turbiny to znajduję
informację około 100W/m^2 przy prędkości wiatru 10m/s.
Oglądając gotowe komercyjne turbiny do kupienia za ogromne pieniądze byłem w
szoku przeliczając ich wydajność mocy z metra kwadratowego turbiny bo oni
podają wartości 5-10 razy większe i nie wiem czy to prawda czy chwyt
marketingowy:)

Sat Apr 07, 2012 8:39 am   

Dnia Fri, 6 Apr 2012 22:45:30 +0200, McGayver napisał(a):

To ktos liczyl - w takich warunkach przez 1m^2 przeplywa w sekunde ~13kg
powietrza o predkosci 10m/s, czyli energii kinetycznej 650J.

Moc uzyskiwana bierze sie ze zwolnienia tego powietrza, ale przeciez nie do
zera, ani chyba nawet do polowy, bo przeciez ile wplynelo do turbiny tyle
musi wyplynac. Wiec te 100W to chyba dosc dobry przelicznik, moze 200, ale
500 to juz raczej nie ..

moze oni wieksza predkosc wiatru zakladaja (wyzsze sa ?) albo liczysz
maksymalna moc, przy lekkim huraganie :-)

tak jak w turbinach parowych - turbina ma sprawnosc 90% ... sprawnosci
idealnego silnika Carnota pracujacego przy tych parametrach, ktory to ma
40% ..

J.

Sat Apr 07, 2012 10:10 pm   

Użytkownik "J.F." :

Prędkość wiatru za turbiną zwalnia o jedną trzecią, na dodatek sama turbina
ma sprawność 40% i mamy wynik P=650 x 0.4 x 1/3 =87W więc prawie 100W.
Widocznie sam dałem się złapać na tani chwyt marketingowy widząc moce turbin
za dziesiątki tysięcy złotych, ale praktycznie nikt nie zauważy blefu, bo
kto dziś tak naprawdę potrafi coś takiego policzyć?

Jeszcze jak byś zasugerował prędkość obrotową takiej turbiny tom już był bym
w domu!

Mon Apr 09, 2012 2:23 pm   

McGayver pisze:

to dorzucę jeszcze linka - dość rzeczowy i ciekawy
http://spiritusmovens.blogspot.com/search/label/ELEKTROWNIA%20WIATROWA

bajcik

Tue Apr 10, 2012 4:18 pm   

On nie, 08 kwi 2012 00:10:37 in article news:<4f80bbd5$1$26683$65785112@news.neostrada.pl>
McGayver wrote:

Jeżeli prędkość spada o 1/3 to energia wiatru odebrana przez turbinę to
nie 1/3 a 1-(2/3)^2=0.55556, dla w/w danych będzie więc nie 87 a ok. 144W.

;)

Tue Apr 10, 2012 4:41 pm   

"Mirek" napisał:

Słuszna uwaga.
Niemniej te 100W/m^2 to wynik pomiarów a nie obliczeń, ale dobrze to sobie
policzyć żeby wiedzieć skąd to się bierze bo czytając marketing można dostać
szoku jak na przykład tutaj:
http://allegro.pl/elektrownia-wiatrowa-pionowa-2kw-vawt-zestaw-i2257297848.html
gdzie reklamują wiatrak 2kW dla powierzchni 4m^2 przy prędkości wiatru 8m/s,
czyli wychodzi 500W/m^2 a wiadomo że wiatr o prędkości 8m/s niesie z sobą
energię około 400W, więc sprawność powyżej 100% normalnie cuda i to za
jedyne 20kzł.

Tue Apr 10, 2012 5:18 pm   

"Mirek" napisał:
spada o 1/3 to energia wiatru odebrana przez turbinę to

Jeszcze jak byś wpadł na pomysł jak liczyć prędkość obrotową turbiny, bo ja
mam sprzeczne pomysły a literatury brak.