Větrná elektrárna (levně)

[lajos]

Těch 14,4V je správně, aku(Pb) do zplyňovacího napětí pobere i dost vysoké proudy a nepoškodí ho. Jinak bys musel zavést další stupeň s konstantním proudem ale aku při 14,4V je nabyt na 75-80%.

[Akord]

A co ztráty v mědi? Při snižujícím se úhlu otevření rostou efektivní činné ztráty rychleji než střední hodnota proudu.... Jaký bývá úhel otevření diod v můstku následuje-li za ním dostatečně velký sběrný kondenzátor?

Závisí na mekkosti generátoru, tedy na jeho vzduchové mezere, čím je vetší, tím je alt tvrdší, ale zároveň požaduje vetší magnet. Príliš tvrdý alt a velký kond to samozrejme zhorší. Závisí i na vinutí a konstrukci altu, typicky tvrdý alt dá do zkratu i desetinásobek jmenovitého proudu. Nejlépe proud zmerit osciloskopem. Ideální by mel být takový úhel, pri nemž jsou 3 fázy v součtu na usmerňovači podobné SS proudu. Pokud to však není moc mimo, problém bych v tom nevidel. To v prípade malého vetru jsou spíše významné ztráty altu v železe naprázdno, kdy jsou nejvetší.

Regulaci MPP jsem rešil jednou s buzeným altem, v podstate musí proud kopírovat s určitým odstupem otáčky. Závisí na konkrétní vrtuli, jaké mají být její optimální otáčky pri dané rychlosti vetru. Je to zpravidla o dost více, než poloviční otáčky vuči stavu bez zatížení. Touhle regulací lze získat vyšší výkon, v porovnání s témer konstantní záteží. Lze orientačne snad i prepočítat podle úhlu nábehu na špičce, šírky špičky(hloubky profilu) a počtu listu.

[kybos]

Tak to ten alternátor, který používám bude asi hodně měkký. Při zkratu dá něco kolem 33A a nominál má kolem 30A. Připadá mi to jako by měl nějaký konstrukční limit na maximální proud. Napěťově může jít hodně vysoko, záleží jen na otáčkách a zátěži (už jsem viděl na výstupu i 160V bez zátěže),ale proudově z něj víc jako 35A nedostanu. Tak to vypadá, že průběh napětí se bude blížit ideálnímu stavu (téměř čistý lichoběžník), až bude zase trochu víc foukat půjdu to schválně poměřit. Ztráty při nízkých otáčkách neřeším. Energetický zisk v tomto režimu je zanedbatelný a výstupní proud je vhodný tak akorát jako konzervační pro baterii a na napájení regulace. Daleko větší energetické zisky se mi ztrácejí na opačném konci výkonového spektra. Dokud výstupní proud nedosáhne saturační oblasti (v mém případě kolem 30A), nechová se generátor jako zdroj proudu ale spíš jako zdroj napětí s nějakým vnitřním odporem. Proto se mi jeví zcestné řídit proud podle otáček. Vrtule při konstantním nastavení úhlu listů má své maximum účinnosti pro danou rychloběžnost. Mělo by tedy být efektivnější řídit výstupní napětí alternátoru tak, aby se udržovala hodnota rychloběžnosti na maximální hodnotě účinnosti daného větrného motoru. Měl jsem takový nápad, že bych udělal malý lehký miskový anemometr, umístil jej na stožár tak, aby byl v blízkosti vrtule, ale ještě nebyl ovlivňován její činností (nejlépe asi někde před ní) a řídil napětí na výstupu alternátoru dle výstupu z anemometru. Vzhledem k tomu, že nemám k dispozici klidný stálý a laminární proud větru, ale jeho charakter při větším energetickém obsahu je převážně nárazový a turbulentní, tak si myslím, že ošetření regulace pro zpracování výkonových špiček v poryvech větru má pro mne zásadní význam z hlediska celkového energetického zisku.

[lajos]

Pouštět alternátor naprázdno (160V) je nic moc, jeho usměrňovač je tak na 40-50V- pokud teda jsi nepoužil vnější diody s lepšími parametry.

[VERT1]

Souhlasím s lajos-sem to už jde o hubu .zajímalo by mne při jakých otáčkách rotoru tam máš těch 30A .A jakou máš vrtuli (rotor).Nevšimnul jsem si jestli jsi to tu psal .

[kybos]

VE je komerční produkt http://www.agroplast-veolesnice.cz/vetr ... rarny.html typ AC 752 turbo zapojení do hvězdy. 30A dává při 750 otáčkách. Usměrňovač je externí, bohatě předimenzovaný (SKD50). Původně jsem měl navržený větší a vlastní stroj, ale vše ztroskotalo na papírech. Vlastník sousední parcely nebyl příliš nakloněn pro realizaci obnovitelných zdrojů a nadchl v tomto směru i stavební úřad. Tak povolovací řízení trvalo 5 let a musel jsem doložit protokoly o typových zkouškách ve větrném tunelu, protokoly hygienické stanice o měření hluku, schvalovací řízení leteckého provozu Praha, statické výpočty stožáru a kotev, studii vlivu na faunu flóru a chráněné krajinné oblasti v okolí 50 km, mapy koridorů letu tažných ptáků a dalších asi 10 razítek a vyjádření autorizovaných osob a institucí, což by se jako home-made poněkud prodražilo. Tak jsem musel couvnout ke komerčnímu produktu vybavenému typovými zkouškami a i tak se našly důvody proč to není možno realizovat. Nechci brát někomu elán a iluze ale je dobré vědět do čeho se člověk řítí, když chce stavět byť i malou VE. Povolovací řízení mi připadlo podle stejného scénáře jako na Tušimice. Když už jsem vyběhal všechny potvrzení a razítka, ujelo na stavebním úřadě překreslovačům pravítko a v zájmové oblasti se najednou posunula hranice ochranného pásma vodního zdroje druhého stupně zrovna přesně za místo, kde měla stát VE. (Plánovaný základ do nezámrzné hloubky a v ochranném pásmu druhého stupně se údajně nesmí rýt ani rýčem.) Tak jsem musel obětovat pytel peněz a zadat to velké firmě, kde nějaký chytrý projektant věděl jak vyzrát na klacky pod nohy od stavebního úřadu (možná zapůsobily i jiné vazby) a vymyslel, že se základy postaví na terén a tím se obejde omezení ochranného pásma. Musela se sice přepočítat statika, ale stavební řízení pokročilo o krok dále....
A když se vše konečně povedlo prosadit, najednou zbyly ve věčně prázdné městské pokladně peníze na vysazení větrolamu na sousední parcele.
Nicméně to bylo někdy o dvě až tři pětiletky zpátky a dnes už VE točí sedmým rokem. Musím tedy vycházet ze stroje, který mám a snažit se optimalizovat řízení pro dosažení maximální výtěžnosti.

[VERT1]

Tak to je jiná .Vtom případě Ti gratuluji vím o čem jsi psal.

[poota]

To VERT1: zkus se podívat na http://www.upramene.cz/forum/viewtopic. ... &start=285
- psal jsem tam o možnosti doplnit k Savoniovu rotoru ještě využití vztlaku, případně i regulaci. V malém funkčním vzorku účinnost těch pozměněných lopatek vypadala docela nadějně, zvláště pro nižší rychlosti větru. Zatím nikdo neprojevil zájem a ani se nikdo nezmínil o nějakých zkušenostech, ale třeba Tě to k něčemu inspiruje - poota

[Akord]

Tak povolovací řízení trvalo 5 let a musel jsem doložit protokoly o typových zkouškách ve větrném tunelu, protokoly hygienické stanice o měření hluku, schvalovací řízení leteckého provozu Praha, statické výpočty stožáru a kotev, studii vlivu na faunu flóru a chráněné krajinné oblasti v okolí 50 km, mapy koridorů letu tažných ptáků a dalších asi 10 razítek a vyjádření autorizovaných osob a institucí, což by se jako home-made poněkud prodražilo. Tak jsem musel couvnout ke komerčnímu produktu vybavenému typovými zkouškami a i tak se našly důvody proč to není možno realizovat. Nechci brát někomu elán a iluze ale je dobré vědět do čeho se člověk řítí, když chce stavět byť i malou VE. Povolovací řízení mi připadlo podle stejného scénáře jako na Tušimice. Když už jsem vyběhal všechny potvrzení a razítka, ujelo na stavebním úřadě překreslovačům pravítko a v zájmové oblasti se najednou posunula hranice ochranného pásma vodního zdroje druhého stupně zrovna přesně za místo, kde měla stát VE. (Plánovaný základ do nezámrzné hloubky a v ochranném pásmu druhého stupně se údajně nesmí rýt ani rýčem.) Tak jsem musel obětovat pytel peněz a zadat to velké firmě, kde nějaký chytrý projektant věděl jak vyzrát na klacky pod nohy od stavebního úřadu (možná zapůsobily i jiné vazby) a vymyslel, že se základy postaví na terén a tím se obejde omezení ochranného pásma. Musela se sice přepočítat statika, ale stavební řízení pokročilo o krok dále....A když se vše konečně povedlo prosadit, najednou zbyly ve věčně prázdné městské pokladně peníze na vysazení větrolamu na sousední parcele.
Nicméně to bylo někdy o dvě až tři pětiletky zpátky a dnes už VE točí sedmým rokem. Musím tedy vycházet ze stroje, který mám a snažit se optimalizovat řízení pro dosažení maximální výtěžnosti.

To jsi kanón. Toto je taky jeden z hlavních duvodu, proč já bojkotuji monopoly a taky zatímnicnerešící imaginární volnou energii. Totéž mi udelali s vodní 10kW elektrárnou plánovanou pro obecní osvetlení po 5 razítkách, ale na rozdíl od Tebe to pak na povodí stejne neprošlo. Mám kdesi ten prázdný orazítkovaný cár. Mám i nejaké další zážitky. Pijavice nechápali, proč se jim z tech 300000 korun neušlo aspoň pul melounu. K veci:

-...tak to ten alternátor, který používám bude asi hodně měkký. Při zkratu dá něco kolem 33A a nominál má kolem 30A. Připadá mi to jako by měl nějaký konstrukční limit na maximální proud. Napěťově může jít hodně vysoko, záleží jen na otáčkách a zátěži (už jsem viděl na výstupu i 160V bez zátěže),ale proudově z něj víc jako 35A nedostanu. Tak to vypadá, že průběh napětí se bude blížit ideálnímu stavu (téměř čistý lichoběžník), až bude zase trochu víc foukat půjdu to schválně poměřit. Ztráty při nízkých otáčkách neřeším. Energetický zisk v tomto režimu je zanedbatelný a výstupní proud je vhodný tak akorát jako konzervační pro baterii a na napájení regulace. Daleko větší energetické zisky se mi ztrácejí na opačném konci výkonového spektra. Dokud výstupní proud nedosáhne saturační oblasti (v mém případě kolem 30A), nechová se generátor jako zdroj proudu ale spíš jako zdroj napětí s nějakým vnitřním odporem. Proto se mi jeví zcestné řídit proud podle otáček.

=To je typické pro alt z predelaného 3f motoru, jako dusledek značného rozptylového toku v magnetickém obvodu rotoru. Je otázka, zda to delali tak úmyslne, nebo se s tím smírili. To by vyplynulo po merení účinnosti, pokud by byla nižší, než asi 80 procent, jde o návrhovou chybu. S proudem jde výkon, co jiného pak chceš rídit.


-Vrtule při konstantním nastavení úhlu listů má své maximum účinnosti pro danou rychloběžnost. Mělo by tedy být efektivnější řídit výstupní napětí alternátoru tak, aby se udržovala hodnota rychloběžnosti na maximální hodnotě účinnosti daného větrného motoru.

=To bylo asi tím, že jsem to nerozepsal, myslel jsem totéž. Jeden signál je frekvence z generátoru, a druhý frekvence z pomocného anemometru. a rídí se na konstantní pomer frekvencí v rozsahu 0.5 až 1, spíše blíže té 1. Nekde bych na to mohl asi vyhrabat svou schému bylo to tuším založeno na cmosu 4040, nebo 4060. Nebo dneska není problém jednočip.

-Měl jsem takový nápad, že bych udělal malý lehký miskový anemometr, umístil jej na stožár tak, aby byl v blízkosti vrtule, ale ještě nebyl ovlivňován její činností (nejlépe asi někde před ní) a řídil napětí na výstupu alternátoru dle výstupu z anemometru.

=Pokud je anemometr blízko stredu vrtule, tak muže být i trochu za ní, až je vrtule tlačná. Kolem stredu není puvodní vítr natolik zpomalený, aby tato regulace nešla použít.

[kybos]

To Akord: Dostal se mi do ruky servomotor výkonově přes 1kW něco podobného tomuhle http://www.inverterdrive.com/group/Moto ... fault.aspx ale o hodně starší, nicméně principiálně stejný a parametry velice podobný. Myslíš, že by byl použitelný jako generátor pro VE?

[VERT1]

Pro poota: Jo to je zajímavé ,byl by problém to vyfotit a poslat ? A mám na mysli něco podobného těch různých variant darrieusů je spoustu .A kvůli změnám směru větru a
pozorování , předpokládám pro mé místo že tudy vede cesta.
A tohle ještě není rozhodnuté Ø rotoru odhaduji tak do 1,5m v výška lopatky 1m .Musím vycházet z dostupnosti materialu.
To se všechno ještě ukáže . Momentálně na tohle není čas ,ale je to v plánu.Mám rozdělaný generátor o Ø 320mm a ten bych na tohle použil.
Počítám 3-5-ti lopatkami.Možná ,ale bude třeba všechno jinak.

[Akord]

To Akord: Dostal se mi do ruky servomotor výkonově přes 1kW něco podobného tomuhle http://www.inverterdrive.com/group/Moto ... fault.aspx ale o hodně starší, nicméně principiálně stejný a parametry velice podobný. Myslíš, že by byl použitelný jako generátor pro VE?

Ano. Max. výkon pri žádaných otáčkách lze získat merením proudu, pri kterém je asi 5 až 10 procent ztrát v Cu, pokud je rotor samonosný a lepený. Záleží od zpusobu fixace a možnosti odvodu tepla, normálne je zatížitelnost asi 4A/mm2, pokud je videt drát, ale to platí pro uložení v drážkách. Zatížitelnost servomotoru muže být vztažena na podmínky jeho práce. Pri nízkých otáčkách muže být pro generované napetí odpor vinutí tak vysoký, že je účinnost nízká, i proto je potreba strežit tech asi 10 procent.

[kybos]

U tohoto modelu se točí cívka a stator je z permanentních magnetů. Rotor je extrémně plochý (cca 3mm) vyrobený technologií vícevrstvých plošných spojů. Účinnost vychází cca 83%. Bez přídavného chlazení má celkové ztráty cca 200W, předpokládám, že převážně v mědi. S přídavným externím chlazením má v motorickém režimu jmenovitý výkon 1,6kW při příkonu 1,9kW, což je 300W ztrát. Předpokládám správně, že při přiměřeně nižších otáčkách bych ho v režimu generátoru mohl s externím chlazením trápit stejnými ztrátami?

[Akord]

U tohoto modelu se točí cívka a stator je z permanentních magnetů. Rotor je extrémně plochý (cca 3mm) vyrobený technologií vícevrstvých plošných spojů. Účinnost vychází cca 83%. Bez přídavného chlazení má celkové ztráty cca 200W, předpokládám, že převážně v mědi. S přídavným externím chlazením má v motorickém režimu jmenovitý výkon 1,6kW při příkonu 1,9kW, což je 300W ztrát. Předpokládám správně, že při přiměřeně nižších otáčkách bych ho v režimu generátoru mohl s externím chlazením trápit stejnými ztrátami?

S externím chlazením ano, ale s poklesem otáček klesne výrazne účinnost a to je nanic. Takže v konečném dusledku ne. Koncept motoru jsem predpokládal stejne, podíval jsem se na ten link. Jinak je motor použitelný, úmerne snížení otáček musí klesnout i jmenovitý odebíraný výkon, jinak by významne spadla účinnost (poklesem napetí s otáčkama odpor vinutí zustane a proto musí jít odber dolu, aby účinnost zustala).

[kybos]

Je mi jasné, že s klesajícími otáčkami neklesne odpor kotvy, ale kdybych nainstaloval převod do rychla, bylo by to s celkovou účinností ještě horší. Šlo mi spíš o to, jaký je poměr ztrát v mědi a v železe (na statoru přece jen kousek železa je). Měl jsem představu, že s klesajícími otáčkami by měly ztráty v železe klesnout. Jde o to, zda v takovém stroji vůbec za provozu dochází k dynamickým změnám pole ve statoru, aby tam nějaké ztráty mohly vznikat. Je mi také jasné, že se snížením otáček klesne intenzita chlazení kotvy a to se musí zohlednit z hlediska řízení maximálního proudu v závislosti na otáčkách.
Vzhledem k tomu, že bych chtěl zachovat koncepci direct drive, tak jediné řešení vidím ve snížení počtu listů vrtule a tím zvýšení rychloběžnosti.
Nemáte někdo představu na kolik otáček se dá roztočit dvoulistá, případně jednolistá vrtule při výkonu 2kW při 10m/s? Z jednolisté mám trochu strach z hlediska zimního namrzání (u dvoulisté namrznou přece jen oba listy víceméně symetricky) a také z hlediska úrovně aerodynamického hluku rychle rotujícího listu. Řešil tu už někdo problém dynamického vyvažování jednolistého stroje? List je přece jen poněkud pružnější než protiváha. Větrné poryvy dokážou rozvibrovat i třílistou vrtuli, co v takové situaci nota bene při vyšších otáčkách (kvadratická závislost) udělá jednolistá?