Prądnica wolnoobrotowa do elektrowni wiatrowej

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.

Reply to
McGayver
Loading thread data ...

Zajrzyj na

formatting link

Reply to
adamtur

Tutaj sie nie wypowiadam bo pamietam 5/10 z przeczytanego mega wątku 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:

formatting link
Lub zacząć od tąd:
formatting link

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...

Reply to
ptoki

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.

Reply to
Lisciasty

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.

Reply to
Lisciasty

Tu masz podstawowe informacje o energii wiatru, znajdziesz tam odpowiedź na twoje pytania

formatting link
t-1

Reply to
t-1

Podejrzewam ze widziales niegdysiejsze cenniki. Jak te dawniejsze 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.

Tak czy siak sie spłoszy jak dostanie wycene...

Reply to
ptoki

Ale za to trzeba odpowiednio masz naszykowac. Turbina sie nie rozkreci ale pojawi sie solidny moment zginajacy maszt.

Istotne jest aby wiedziec na jakie wiatry mozna liczyc.

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...

Reply to
ptoki

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:)

Reply to
McGayver

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.

Reply to
J.F.

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!

Reply to
McGayver

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.

;)

Reply to
Mirek

"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:

formatting link
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.

Reply to
McGayver

"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.

Reply to
McGayver

Już na temat wolno obrotowych prądnic wszystko wiem. Co do prędkości obrotowej turbiny pionowej to wydedukowałem że liniowa wynosi tyle co prędkość wiatru. Natomiast chcę poinformować że z moich obliczeń do wykonania 1kW prądnicy musiał bym wydać 3000zł na same magnesy neodymowe!!! Przy takich kosztach nie wiem czy jest jakikolwiek sens bawienia się w elektrownie wiatrowe, no może jak by zbudować jakąś samo wznudną bez magnesów prądnicę.

Reply to
McGayver

Nie odkryję ameryki jak zauważę, że w rejonie dostępności sieci energetycznej każda prywatna elektrownia, czy to wiatrowa czy wodna, konwencjonalna czy też jądrowa zaczyna mieć ekonomiczny sens dopiero od pewnej mocy. W naszym pięknym kraju chyba najtańsza sensowna jest wodna ale to i tak cena jak Roys-Rollce'a jak się o nią pytasz to znaczy że cie nie stać:) No i trzeba mieć rzekę albo chociaż rzeczułkę. No i rzeki mają tą cenną właściwość w porównaniu ze słońcem i wiatrem że od wiosny do jesieni zazwyczaj płyną bez przerwy.

Reply to
Padre

W dniu 2012-04-10 19:18, McGayver pisze:

A jak byś sobie prędkość wiatru przeliczył na prędkość liniową łopatek z jakimś współczynnikiem korekcyjnym? Jak wiatr zwalnia o 1/3 to ile wolniej się kręci turbina? 1/2 prędkości wiatru? 1/3? Pozdrawiam FJ

Reply to
FilipJ

"FilipJ" napisał:

Przeliczenie nie jest problemem i nie o to pytałem, po prostu nie wiedziałem czy stała będzie prędkość liniowa czy kątowa, teraz wiem ze liniowa, natomiast ile ona będzie wynosiła w stosunku do prędkosci wiatru to już inna sprawa i najlepiej jak by wynosiła dokładnie prędkość wiatru.

Reply to
McGayver

Jeszcze jedno pytanie w temacie elektrowni wiatrowej. Czy możliwe jest uzyskanie indukcji magnetycznej w szczelinie, na poziomie

3-5T z uzwojenia? Chodzi oczywiście o konstrukcję prądnicy, ponieważ magnesy neodymowe ze względu na ich kosmiczne ceny są po prostu mało wydajne i osiągalne indukcje w szczelinie 1cm są na poziomie bliskim 1T. Czy praktycznie jest możliwe uzyskanie 3-5T z cewki na rdzeniu i oczywiście żeby zasilanie tej cewki było małej mocy, tak żeby pochłaniało zaledwie mały procent mocy generowanej przez turbinę.
Reply to
McGayver

W dniu 2012-04-21 14:27, McGayver pisze:

Oczywiście. Tak jest w spektroskopach NMR. Może być nawet kilkanaście T. No dobrze, są drobne problemiki :-)

Poważnie i praktycznie? Nie da się.

Pozdrawiam, Paweł

Reply to
Paweł Pawłowicz

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.