Tarare l' anemometro...

Oct 29, 2003 14 Replies

Ciao a tutti.



Sto valutando un sistema di autoproduzione di energia combinato Fotovoltaico / Eolico. Devo quindi monitorare, specie in questo periodo e per almeno 2 stagioni, l'irradiazione luminosa e l'energia eolica effettive che ho sul tetto di casa. Fatte le medie annuali, avrò dati certi per il dimensionamento dell'impianto. Per fare ciò pensavo di esporre una singola cella di pannello fotovoltaico e misurare periodicamente la potenza erogata, per poi moltiplicare il tutto x N di celle x N di pannelli. Quindi, per fare le misure, una singola cella di pannello me la posso procurare a poco, ma un generatore eolico costa 3000Euro, e non è che posso usarne 'un pezzetto' o un modellino! Quindi ho pensato a un piccolo anemometro artigianale, esistono diverse 'varianti' a riguardo..... Per.es. un motorino cc con ventola usato da 'dinamo', montato su un supporto che ruota a 360°.



Sorge però un problema: programmare un PIC perchè registri in memoria un valore medio e ogni 6 ore mi 'spari' via seriale il dato non è un problema, ma sto arrancando nel trovare il modo di 'tarare' l'anemometro. Come faccio a sapere a quanti m/s (o Km/h) di velocità di vento corrisponde una 'certa' tensione sul motorino cc (o frequenza di rotazione delle palette)?



Dalle mie rimembranze di fisica mi viene spontaneo pensare così:



Soffiando con un ventilatore aria a velocità V su di una superficie quadrata di A cm2 dovrei ottenere una forza di N kg... Quindi, se taro una ventolina cc per girare in modo da produrre N grammi di 'peso' su di un piatto di bilancia di X cm2 a TOT cm di distanza dallo stesso, dovrei conoscere la velocità dell'aria che 'impatta' sul piatto della bilancia. A quel punto, potrei piazzare il mio anemometro davanti alla ventolina posta agli stessi TOT cm di distanza, e tararlo per marcare una velocità nota. Qualche idea / aiuto sui calcoli?



Ok, qualcuno mi dirà: comprati un anemometro già fatto e risolvi il problema alla radice... Beh, sappiate che un anemometro con i/f seriale che 'trasmetta' delle letture che siano quindi registrabili su un PC costa oltre i 2000Euro... ed anche fra quelli base non ho trovato niente a meno di 2/3 cento euro... Considerando che non mi servirà mai a nient'altro, mi prenderebbe proprio male spendere tale cifra...


Portatelo in macchina, mettilo fuori dal finestrino e taralo guardando che velocità stai facendo... Ti consiglierei di cercare qualcuno che guidi per te durante l'esperimento... Qui c'è un anemometro artigianale tarato in questo modo:

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Qui un altro:

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E qui un altro ancora:

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Ciao Fil

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Ottima idea Fil... in realtà ci avevo fatto un pensiero, però ho scartato subito questa ipotesi perchè mi sembrava un po' troppo imprecisa (la paura è che un errore sulla rilevazione dia risultati troppo falsati su tutto il periodo analizzato).

Forse però non è così, magari scegliendo una bella giornata senza vento, mettendolo su un'asta che lo tenga sufficientemente distante dalle turbolenze della carrozzeria, possibilmente usando più tachimetri di auto diverse e ricavando poi la media (alle basse velocità credo abbiano imprecisioni enormi, soprattutto quelli analogici)...

Grazie.

-- Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

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con un pressostato differenziale puoi costruirti un tubo di pitot (utilizzato sugli aerei per misurare la velocità) lo monti su un supporto girevole in grado di allinearsi alla direzione del vento ed è fatta!

Ciao Andy

Rik Ben ha scritto:

ho

sufficientemente

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No, i tachimetri delle auto hanno un piccolo errore direttamente proporzionale alla velocità. A bassa velocità sono più precisi.

..nixs..

Uno dei fattori che influenza l'efficienza di un pannello e` la pulizia superficiale. Se fai misure per un anno, mantieni la stessa procedura di pulizia che userai nel sistema finale.

Snip

Direi che stai saltando efficienze e altri fenomeni.

Forse e` meglio fare un anemometro a cucchiaio, con un fototransistor sulla base per contare i giri. Se ti serve anche la direzione, banderuola con rovelatore ottico alla base.

Un'altra possibilita`, decisamente piu` incasinata, e` quello di usare un generatore ultrasonico e tre ricevitori messi su tre assi ortogonali. La velocita` del suono dipende dalla temperatura e dal movimento dell'aria. Fai partire un impulso, misuri i tempi di arrivo sui tre sensori, e calcoli velocita` e direzione del vento (con correzione per la temperatura). Quest'ultimo sistema na ha bisogno di taratura!

Sconsiglio la taratura su automobile: l'effetto aerodinamico e` notevole: dovresti usare un sostegno per mettere l'anemometro almeno un metro davanti all'auto.

Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)

molti caldaisti /tecnici del condizionamento usano anemometri (magari quello che ti fa il controllo annuale sui fumi) chiedi a lui! per l'acquisizione dei dati, hai considerato un contakm da bici (opportunamente calibrato?) ve ne sono di molto ricchi in funzioni statistiche

"Rik Ben" ha scritto nel messaggio news:bnnvf9$11u$ snipped-for-privacy@grillo.cs.interbusiness.it...

problema,

faccio

'certa'

per

Potrebbe sdraiarsi sul cofano e tenerlo in mano!

Ciao Fil

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Andy ha scritto:

Già, ma che sensibilità occorrerebbe per misurare basse velocità di vento, diciamo

Per la serie: la notte porta consiglio... ma sul cesso si ragiona meglio!

Mi è venuto in mente che, usando la soluzione 'a palette' potrei anche ipotizzare attrito = 0, e quindi no taratura.

Se così fosse, il diametro del braccio porta-palette x 3.14 = sviluppo in lunghezza di 1 giro, cioè equivalente allo spostamento della massa d'aria che ha generato il giro di giostra...

Quindi, contando otticamente 1 impulso a giro, avrò: giri/s = diam*3.14/s. Vale a dire: con un 'braccio' di 1/3.14 = 31,85cm posso calcolare che f(Hz) = cm/s

In effetti, gli attriti aerodinamici si annullano mutuevolmente, dato che sono gli stessi sui 2 semi-bracci, uno a favore e l'altro contro.

La componente d'aria che 'tange' la giostrina di 4 (o meglio 6) palette non dovrebbe avere 'perdite' significative trasferendo il moto lineare in rotatorio...

Resta solo l'attrito che si oppone alla rotazione angolare, ma credo che un buon cuscinetto possa renderlo sufficientemente trascurabile...

Che dite? Puo andare il ragionamento?

-- Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

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Se ho capito bene così trascuri il regresso dell'elica...

Andy

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Beh, in questa seconda ipotesi, essendo palette montate su una 'giostra' orizzontale (mezze palline da ping pong, per esempio) non c'é componente tangenziale su ciascuna singola pala, quindi non dovrebbe esserci regresso, perchè non è un elica a pale 'ritorte' che guarda frontalmente la direzione di provenienza del vento. La stessa aria che soffia sul 'sedere' della paletta di sx soffia anche sulla parte concava di quella dx, quindi la componente che ne risulta, data dalla differenza di 'profilo' tra le 2 mezze palline va tutta in momento angolare per muovere la 'giostra'.

O, almeno, così credo...

"Andy" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@mynewsgate.net...

Direi che non vada. La mezza pallina che va controvento produce una coppia che deve essere contrastata da quella che viene colpita nella parte concava. E quindi la pallina colpita nella parte concava deve andare piu` adagio dell'aria, altrimenti non ci sarebbe spinta.

Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)

Franco ha scritto:

Io l'approcciavo, come dire, al contrario. Mi spiego. La differenza di velocità tra l'aria e le palette è prodotta da una forza applicata sulla paletta dal lato concavo, giusto? Allora, cosa contrasta tale forza e le fa compiere un lavoro 'consumando' energia? Il momento d'inerzia della struttura di supporto delle palette (chiamiamola 'giostra' per comodità) in ogni situazione di variazione, più l'attrito di rotazione come 'base' costante. Ok fin qui? Supponiamo di considerare trascurabile il momento d'inerzia (magari rendendo molto leggera la 'giostrina'), e di voler prendere in esame solo una situazione quasi 'costante'. Se l'attrito di rotazione tende a zero, dovrebbe bastare una forza quasi-zero per mantenere la rotazione, sicché la differenza di velocità tra l'aria che opera il movimento e le palette anch'essa deve tendere a zero.... Più attrito = più differenza, Più peso giostra (momento inerzia) = più alta la costante di tempo perchè il sistema si stabilizzi

Dovrebbe tornare... Tra l'altro misurare variazioni troppo incostanti mi è anche poco utile, perchè poi non producono energia...

-- Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

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No, e` la differenza di velocita` che provoca la forza.

Il fatto che c'e` un'altra paletta, dalla parte opposta, che sta venendo avanti e prende aria dalla parte convessa. la velocita` relativa e` data da quella del vento piu` quella di avanzamento. Solo la forma e quindi il diverso coefficiente di resistenza aerodinamica le permettono di venire avanti. Prova a pensare a una giostrina con palette piatte: vedi subito che non gira.

No perche' ci sono le palette che avanzano che hanno resistenza aerodinamica.

non funziona!

Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)

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