blog arădean de cultură generală

Turbină eoliană – Cum să o construim (How To Do It)

CAP.1-CONSIDERATII GENERALE
Inainte de a incepe constructia unei turbine, trebuie analizate urmatoarele aspecte:

large_turbina-eoliana-2kw_5684

1.Pentru ce vreau sa folosesc aceasta turbina?
Vreau sa precizez inca de la inceput ca o turbina eoliana, chiar si de 2kW, NU poate sa aigure necesarul de consum al unei locuinte normale.
Chiar daca este amplasata intr-o zona unde teoretic bate mereu vantul, exista perioade ale anului in care timp de o saptamana, nu bate nicio pala de vant.Chiar si Arcadius, de pe acest forum, care sta in zona Tulcea, are perioade in care turbina nu produce.
Sa nu se creada ca orice adiere de vant produce energie.O turbina incepe sa produca de pe la 3m/s viteza vant, dar si atuci curentul de incarcare este mic.
Formula de calcul a puterii generate de o turbina este:
P(W)=0,5*ro*S*v(3)*eta unde:
ro=densitatea aerului=1,23 kg/mc
S=suprafata elicii in mp
v(3)=viteza vantului in m/s (la puterea a treia)
eta=ranamentul turbinei-intre 0,35 si 0,45
O turbina cu pale de 2m(4m diametru) va produce la un vant de 5m/s
S=pi*r*r=12.56mp
P=0.5*1.23*12.56*125*0.4=387W
Atentie:Palele de 2m sunt deja pale mari, mai greu de facut, nerecomandat pentru un incepator.
Acesti 387W ar inseamna un curent de incarcare(pt un sistem pe 24V) de I=P/U adica I=387/24=17A.
Am zis “ar insemna”, fiindca in realitate din acea putere se mai pierde ceva pe stator si pe firele de legatura.
Am facut un calcul, la 40A curent de incarcare si stator bobinat cu sirma de CuEm 2mm diametru, jumatate din putere se pierde pe stator.
Discutam mai tarziu acest aspect.

2.Amplasare
La amplasarea unei turbine, trebuie luate in calcul urmatoarele aspecte:
-Spatiul disponibil.
Daca spatiul este mic, va trebui optat pentru stalp autoportant(zabrelit) fiindca nu exista loc suficient pentru ancore.Costul acestui stalp poate deveni foarte mare, marind cu pana la 40% valoarea investitiei.
Daca spatiul este suficient de mare, se poate opta pentru stalp din teava, cu ancore.
De ex, daca vreau sa ridic stalpul la 10m(echivalent fereastra la et3 al unui bloc!!), ancora de sus va fi la cca.8m.Pentru un unghi de 45 grade intre ancora si stalp(ideal), rezulta 8m distanta la sol de la baza stalpului pana la punctul de ancoraj.Deci este necesar un spatiu liber de 16m in jurul stalpului pentru fixarea ancorelor.
Se poate merge la limita si cu un unghi de 30 grade, caz in care sunt necesari cca 10 spatiu liber.In acest caz tensiunea in cablurile de ancorare va fi mai mare, deci cabluri mai groase.
Se pot folosi 3 sau 4(ridicarea si coborarea mai usoara) ancore iar functie de inaltimea stalpului acesta va fi ancorat in 2 sau 3 puncte
-Obstacole din jur.
Trebuie ca elicea sa fie cu cel putin 3-4 m mai sus decat obstacolele din jur, in special fata de cele aflate pe directia vantului dominant din zona.
Subsemnatul are amplasata elicea langa Bucuresti, unde directia dominanta este ENE(60% din an) si WSW(40%).
Pe directia ENE in curtea vecinului este un ditamai nucul, asa ca a trebuit sa inalt elicea la 15m.Deci atentie!

Buget
Cred ca acest punct trebuia pus primul…
Multi fac greseala sa gandeasca “mi-am luat magneti, am rezolvat jumate din eoliana”
Aceeasi greseala am facut-o si eu acum 3 ani.Nu este asa.
Sa o luam de sus in jos
-magneti, discuri, rasina epoxidica(3kg pt o turbina medie), cupru email pt bobine, pale, rulmenti, fuzeta, montura de fixare a generatorului, sistem de rotire si iesire din vant,coada.
-stalp(teava de 80 mm minim cu 3-4mm grosime in carne) sau stalp zabrelit-aici calculul e mai laborios.Cei care au facut asa ceva pot spune cat a costat.(Atentie la acest stalp trebuie o gramada de taieri/suduri/gauri+suruburi)
-cablu de coborare-minim 4mmp, 3 sau 4 fire(se va vedea mai tarziu de ce 4)
-cablu de otel pt ancore-minim 5mm diametru
-fundatie stalp +ancore(cca 1,5 mc beton pt stalp cu ancore, cam 6-8mc pt autoportant), buloane de fixare, sistem de basculare si ridicare.
-regulatorul electronic de incarcare+rezistente dump-load, cutie tablou, sigurante
-baterii(scumpe al naibii)
-diverse=suruburi+piulite(intra o gramada), grund, vopsea, sistem intindere ancore, etc.Numai astea pot sa ajunga la 500 lei.
MUNCA, MULTA MUNCA.
Atentie:
Anumiti strungari au niste preturi de iti cad plombele.
Daca ai “doua maini stangi”, sau esti paralel cu tehnica, mai bine cumperi una gata facuta.
Toate sudurile trebuie facute cu simt de raspundere, eforturile care apar sunt mari.
Daca sunt intrebari, va stau la dispozitie.
Astept eventuale completari sau sugestii

CAP.2-GENERATORUL

Generatorul este format din rotor-cele doua discuri cu magneti(la neodim au sarit preturile enorm, sau ferita-mai mari si mai grei) si stator.
2.1 Rotorul
Pentru magnetii neodim regula este ca distanta intre doi magneti la cercul interior sa fie egala cu latimea unui magnet.Astfel se poate calcula diametrul discurilor, si anume:
Lci(lungimea cercului interior)=2*lm*Nm unde lm este latimea magnetului, Nm = numarul de magneti.
Di(diametrul interior)=Lc/pi
De(diametrul exterior al discului)=Di+2*Lm+4mm unde Lm=lungimea magnetului
Astfel pt 12 magneti 50x25x10mm(Lungime xl atime x grosime) rezulta:
Lci=600mm Di=191mm
De=295mm
“Am discuri de frana de….” De multe ori discurile de frana nu au acest diametru.
Grosimea discurilor trebuie sa fie egala cu grosimea magnetilor, altfel campul magnetic se inchide aiurea.Si neaparat, discurile trebuie sa fie PLANE, daca nu, rotorul o sa “bata” si nu se mai poate asigura intrefierul necesar.
Magnetii se lipesc pe disc cu adeziv tip Picatura(sau mai bine cu Bison Epoxi Metal).Suprafata discului se asperizeaza in prealabil cu smirghel granulatie 80 si se degeseaza cu alcool tehnic.
Pozitionarea magnetilor pe disc se face cu un sablon din carton gros sau OSB/MDF.
Magnetii nu se pun pana la marginea discului, ci se lasa un guler de 2mm(cei 4mm din formula de mai sus)
Dupa lipire, magnetii se “ingroapa” in rasina epoxi pe jimatate din grosimea lor, pt a asigura o protectie suplimentara.Cealalta jumatate din grosime ramasa libera joca rol de “miniventilator” pentru racirea statorului.
La pozitionare, magneti se lipesc in ordinea N-S-N-S. etc.Pe cele doua discuri opuse, magnetii se afla fata in fata cu polaritati opuse.Atentie cand se dau gaurile pentru tijele filetate de solidarizare, trebuie tinut cont de acest aspect.
Se dau doua semne pe discuri(se “ciupeste’ cu panza de flex) pozitia in care trebuie montate, cu magnetii de poli opusi pe fiecare disc.
Pentru magneti, se recomanda dimensiunile 50x25x10(12)mm, cei mai uzuali si normali ca pret, din care se poate scoate cca.1kW.
La magnetii de ferita, se pun lipiti la cercul interior.Nerecomandati pentru turbina orizontal fiindca sunt foare grei, discul iese mare(deci greu).Se pot incerca pentru inaltimi ale stalpului de pana in 8m.

2.2 Statorul
Statorul ete format din mai multe bobine legate in serie(conexiune stea, la cele trfazice) sau in paralel(conexiune triunghi).
Discutam despre statorul trifazat.Putem avea 3,4 sau 5 bobine pe faza.
Numarul de magneti de pe un disc este dat de formula:
Nm=(Nf+1) x Nbf Unde:
Nm=Numarul de magneti; Nf=numarul de faze; Nbf=Numarul de bobine pe faza.
Pentru un stator cu 3 bobine pe faza vom avea Nm=(3+1) x 3=12 magneti, pentru 4 bobine pe faza Nm=16 magneti, etc.
Nu intru in detalii pentru generatorul monofazat, fiindca are urmatoarele dezavantaje:
-Este mai dezechilibrat.
-Din cauza faptului ca bobinele pot produce tensiuni diferite (chiar si o spira in plus), apar asa numitii “curenti paraziti”.De aceea trebuie facuta redresare pt fiecare bobina in parte, adica puntile redresoare trebuie amplasate langa generator.
-Produce zgomot/vibratii in functionare.

In functie de tensiunea la care va fuctiona generatorul, regula este ca pentru 12V trebuie 50-60 spire/bobina iar pentru 24V 80-90 spire/bobina.
Un generator conceput pentru 12V si pus sa functioneze la 24V va produce la turatii foarte mari ale elicii.In caz de furtuna, elicea se va supratura(fiindca nu are suficienta frana electromagnetica produsa de generator), iar daca iesirea din vant nu este bine dimensionata sau nu functioneaza din diverse motive, rezultatele sunt dezastruoase.
Invers, un generator de 24V pus sa incarce baterii de 12V va tine elicea franata (in stall), fara ca aceatsta sa ajunga la turatia optima.
Ca o analogie, primul caz este similar cu a merge cu masina cu 60 km/h in viteza intaia, al doilea caz e ca si cum am incerca sa plecam de pe loc cu a treia.
Presupunem ca avem magneti 50 x 25 x 12mm si dimensionam generatorul pentru 24V.
Sarma CuEm diametru d=1,8mm.
Exista niste reguli:
-Latimea(piciorul)(Lbob) bobinei trebuie sa fie egal cu latimea magnetului.
-Grosimea bobinei (Gbob) maxim 10 mm(la limita 12 mm, cat grosimea magnetului).Daca grosimea este mai mare, statorul va iesi prea gros, intrefierul(distanta intre discurile cu magneti) prea mare, adica randament mic.
Calcule:
Numarul de spire pe strat=Gbob/d = 10/1,8=5, 5 spire.Rotunjim la 5 spire.
Numarul de straturi=Lbob/d = 25/1,8=13,8 straturi.Rotunjim la 14 straturi.
Atentie:La bobinare, primul strat va avea 5 spire, al doilea, doar 4(asa se aseaza sarma), deci trebuie tinut cont de acest aspect.
Vom avea 7 straturi x 5 spire/strat= 35 spire
7 straturi x 4 spire/strat= 28 spire.Total 63 spire.Insuficient pentru 24V. mai ales ca mai intervine si un “factor de bobinaj”(functie de indemanarea celui care bobineaza)=0,8…0,9.
In realitate vor fi 63 x 0,8=50,4 spire.Ar merge pt 12V.
Refacem calculul pt sarma de 1,6mm.
Numarul de spire pe strat=Gbob/d = 10/1,6=6,25 spire.Rotunjim la 6 spire.
Numarul de straturi=Lbob/d = 25/1,6=15,6 straturi.Rotunjim la 16 straturi.
Vom avea 8 straturi x 6 spire/strat= 48 spire
8 straturi x 5 spire/strat= 40 spire.Total 88 spire.Merge.
In primul caz ar merge ingrosata bobia la 6 spire/strat si marit putin Lbob(cu inca un strat, nu e critic)
De refacut calculele pentru cine vrea.
Amperajul obtinut in cazul al doilea va fi, luind in calcul o densitate de 15A/mmp(mai mult nu, ca ia foc statorul)
Sectiunea firului de 1,6mm este 2mmp.
I=15×2=30A.
Deci generatorul va produce puterea P=UxI=28(tensiunea de incarcare pt 24V)x15=840W.
La limita, se poate duce pana la 1kW, fiindca amperajul poate creste(dar numai pt perioade scurte) si peste 30A.Adica densitatea peste 15A/mmp.
Miezul pe care se bobineaza va avea forma unui trapez isoscel cu baza mare in sus, cu urmatoarele dimesiuni:
Baza mare = Latimea magnetului + 5mm=30mm
Baza mica = Latimea magnetului – 3mm=22mm
Inaltimea=Lungimea magnetului + 4mm=54mm.
Tehnologia de bobinare, executia efectiva, mai tarziu.

Executia statorului.

Dupa confectionarea sablonului conform dimensiunilor prezentate mai sus, se face o masina de bobinat.
Aici intervine imaginatia fiecaruia sau ne putem inspira de pe net.
Cantitatea de sarma necesara se calculeaza astfel:
Pentru magnetii 50 x 25(si de aici incolo doar la ei vom face referire), lungimea medie a unei spire(cea aflata la mijlocul bobinei) este de 250 mm [2*(50+12,5+12,5)+2*(25+12,5+12,5]
Aproximand 90spire/bobina rezulta 22,5m/bobina x 9 bobine=205,5 m.
Luam 250m (daca ratam vreo bobina pluslungimile firelor de interconexiune) mai bina sa ramana sarma decat sa nu ajunga.
Densitatea cuprului este de 9g/cmc.
Firul de 1,6mm are greutatea per m de18g.
250m x 18g/m= 4500g. = 4,5kg.
In timpul bobinarii, firul se tine in permanenta intins.Dupa fiecare strat, spirele se bat usor cu o spica de lemn, pentru a se aseza pe forma.
Atentie sa nu distrugem emailul.
Dupa fiecare doua straturi, spirele se solidarizeaza cu adeziv tip Picatura.Se lasa sa se intareasca adezivul si apoi se continua(firul sa fie in permanenta tensionat)
Daca ne grabim (sau nu santem fumatori ca sa luam o pauza de tigara cat timp se intareste adezivul) folosim asta:
http://www.sierra.ro…-ml-p1062p.html
sau de aici
http://www.denbraven… … EZIV&id=71
Atentie, e FOARTE INFLAMABIL.Deci ori tigara, ori activator.
Se scoate bobina din masina(se recomanda ca sablonul sa fie uns cu putina vaselina pentru o extragere mai usoara).
Capatul firului de sfarsit al bobinei se lasa de 30 cm lugime.
Dupa executia primei bobine recomand a se trasa pe o bucata de carton(folosind ca si sablon bobina facuta) pozitia finala a tuturor celor 9 bobine.Se pun lipite una de alta.Eventual se face alt sablon din carton cu pozitia magnetilor(decupat forma lor) si se suprapune peste sablonul cu bobine.
Se verifica ca centrul magnetilor sa cada exact peste centrul bobinei.
Daca nu ,mai “batem ” bobina ca sa se mai stranga, sau facem alt sablon pt bobina(mai micsoram baza mare) ,sau departam putin magnetii(daca nu avem deja discurile facute) ,sau renuntam la un strat sau….
Trecerea firului de inceput al bobinei , peste corpul ei, se face cu tabla de cupru sau tresa de absorbanta de cupru( cositorite, pt marirea sectiunii si izolate fata de bobina cu banda izolatoare).
Daca folosim firul existent acesta va adoga inca 2 mm la grosimea statorului. Deci trecerea trebuie sa fie cat mai subtire in grosime, dar de sectiune egala cu a firului de bobinaj.
Se face un sablon din pal/osb/mdf in care se pun bobinele.La partea de jos se pune un strat de fibra de sticla.
Se conecteaza bobinele intre ele astfel:Sfarsit bobina 1 cu inceput bobina 4, sfarsit b4 cu inceput b7, sfarsit b7 cu conductor litat izolat 2,5mmp se scoate afara din stator.La fel incepu bobina1, se scoate afara.
La fel pt celelalte 6 bobine:sfarsit bobina, se sar doua, cu inceputul celei de-a treia, etc.
Vezi fisierul pdf de mai jos.Acolo este legare in stea.
Recomand ca fiecare faza sa aiba conductor de culoare diferita, iar inceputurile si sfarsiturile de grupeaza separat cate trei, pentru o identificare ulterioara mai usoara.Eventual se marcheaza tragand peste fire varnish termo.
Tot varnish termo se foloseste la izolarea conexiunilor intre bobine.Lipituri sanatoase, fara economie de fludor.
Se verifica si rasverifica coexiunile, fiindca odata turnat statorul nu se mai poate interveni.
La sfarsit vom avea afara din stator 6 conductori.
Nu se foloseste conductorul emailat pentru a scoate conexiunile afara fiindca acesta se rupe destul de usor.Daca se rupe unul.
Recomand sa se iasa afara cu 6 fire pt a avea posibilitaea de a lega statorul fie in stea(recomandat) fie in triunghi(daca elicea nu se tureaza suficient).
Trecem cum la turnarea statorului cu rasina epoxidica.
Se foloseste rasina fie Epojet de la Mapei, fie de la Sika(din magazinele Dedeman, Hornbach, etc) fie de la Poicolor.Se amesteca rasina cu pudra de talc in proportie masica de 5(rasina):1(pudra)(???) Arcadius poate ca intervine aici.
Nu stiu exact raportul, fiindca eu am folosit o substanta speciala de amestec-un fel de faina de sticla.Este un kit gata preparat, care da rezultate foarte bune.Dar si costa.
NU rasina poliesterica(se intareste foarte rapid , cu degajare de caldura si crapa), NU poliuretanica ( e putin elastica si …statorul se curbeaza.)

Am folosit sistemul inchis.Conexiunile cu firele de legatura sunt cu niste bucsi speciale-e mai complicat.
Cu fire mie personal mi se pare mai sigur.
Sau la americani, explicat mai in detaliu

Atentie unde se dau gaurile de fixare ale statorului-sa nu dam in fire.

CAP.3 MONTURA DE PRINDERE A GENERATORULUI
SISTEMUL DE IESIRE DIN VANT
COADA

Detaliile de executie sunt prezentate in manualul lui Hugh Pigott.
Recomand a se folosi editia 2009 sau mai recent (daca o exista) fiindca aici apare o modificare importanta, si anume:offsetul(decalajul) axului turbinei fata de axul stalpului este pe partea dreapta, fata de editiile anterioare unde era pe stanga.
Offsetul pe dreapta are o influienta favorabila la iesirea din vant a turbinei-in sensul ca palele tind sa se departeze de stalp(combinatia efectului giroscopic al palelor cu efectul de rotire in plan orizontal a intregului ansamblu).
M-am jucat cu o roata de bicicleta si am testat fenomenul.
Se pot folosi fuzete de BMW, Opel Vectra(fuzeta spate) sau rulmenti tip UCF.
Acestia din urma au avantajul ca au flansa de prindere patrata-deci se pot fixa cu suruburi de un cornier- si au camasa interioara lata.
Trebuie ca un rulment sa fie radial, celalat radial -axial.Singura problema la acest tip de rulmenti este faptul ca trebuie facut un ax de adaptare intre rulment si flansa de prindere a discurilor generatorului.
La executia monturii de prindere trebuie atentie la acel unghi de 4 grade al axului generatorului fata de verticala.
Calculul iesirii din vant se face astfel:

Forta de impingere a turbinei Ft=(D2 x v2)/24 unde D=diametrul turbinei v=viteza vantului
Momentul fortei dat de turbina Mt=(Ft x off) unde off este offsetul(decalajul intre axul turbinei si axul stalpului, de regula 10-15 cm)
Sa presupunem ca turbina are diametrul de 4m, offsetul de 10 cm si vrem sa iasa din vant la 10m/s.
Ft=(42×102)/24=66.7kg
Mt=66.7×0,10=6,67kgm
Deci avem nevoie de un moment al fortei dat de coada de 6,67kgm, care sa echilibreze momentul turbinei.
Momentul fortei dat de coada Mc=Fc x Lc unde Fc=forta data de greutatea cozii Lc=lungimea cozii
Fc=Gc x sin450 x sin 200 unde 450 este unghiul pe care il face coada cu elicea in plan orizontal, respectiv 200 unghiul din plan verical(vezii detaliile din cartea lui Pigott)
Presupunem ca greutatea cozii este de 15kg.
Fc=15×0.707×0.342=3.63kg
Lungimea cozii va fi Lc=Mc/Fc.Asa cu am zis, Mt=Mc, deci Lc=6,67/3,63=1.84m.
Calculul este oarecum aproximativ, greutatea trebuie optimizata prin incercari.
Suprafata cozii, functie de diametrul turbinei este data in cartea lui Pigott.
Pentru coada se poate folosi policarbonat, alucobond, tabla de aluminiu,etc.Nu recomand PAL sau OSB fiindca sunt sensibile le umezeala(chiar si vopsite/lacuite, cantul tot trage umezeala).

Mai am de facut niste completari la ce am spus in capitolul precedent.
Mare atentie la acel unghi de 4 grade-inclinatia axului generatorului fata de orizontala.
Eu nu am dat importanta acestui lucru-de fapt m-am grabit sa o ridic cu niste pale noi, facute de Arcadius.
Desi aveam o distanta de 20cm intre pala si stalp, la o furtuna am patit asta.
Apoi atentie la sistemul de iesire din vant(balamaua cozii).Eu am l-am facut prima data dupa manualul lui Pigott din 2002, unde era o simpla teava taiata pe generatoare, care intra in alta teava de diametru mai mic-un fel de balama cu limitare de cursa.
In momentul cand am pus palele de 2m, nu am mai modificat sistemul(facut initial pentru pale de 1m) si rezultatul a fost asta:
Balamaua s-a largit si coada a atins in elice.
Asa ca trebuie teava groasa in carne si facute acele opritoare(“upper tail stopper si lower tail stopper”).
Prima data palele s-au rupt la iesirea din vant(efectul de giroscop de care spuneam, offsetul era pe stanga), a doua oara cand elicea era in furling total.Fericire maxima pe capul meu in ambele situatii.

CAP.4 PALELE

Pentru pale avem mai multe variante:
1.Le confectionam singuri.Pentru asta trebuie lemn uscat(brad- mai greu de prelucrat sau tei-se prelucreaza mai usor dar e mai slab).
Trebuie un minim de scule-fierastrau pendular, rindea electrica si slefuitor.Eu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si in…c.r.Imagine publicată
2.Le comandam lui Arcadius.Are lemn, indemanare si experienta,le face repede si ies foarte bine.Totul e sa nu il grabiti.
3.Le comandati pe http://www.ecoalternativ.ro (adica la subsemnatul).Sunt din fibra de sticla, impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate.
4.Le comandam in China, dar au un profil de tot rahatul – seamana mai mult cu vasle de barca.
Atentie la dimensiunile palelor-daca sunt prea mari fata de generator, exista riscul ca la furtuna sa se supratureze daca cumva iesirea din vant nu a fost bine dimensionata sau nu functioneaza.
Pentru cine doreste pot sa-i pun la dispozitie un program in Excel(adaptat dupa un program a lui Florin Tanasa) care calculeaza puterea turbinei (in functie de diametru) si puterea generatorului(functie de magneti) la diferite viteze ale vantului.
Problema la eolienele chinezesti asta este:se face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maxima.Ori se arde generatorul, ori este prea mic si nu are efect.Rezultatul este cel din pozele de sus.
Cunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luni.
Pentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mm.
Cu discuri de lemn, asa cum e dat in cartea lui Pigott, mi se pare cam fragila prinderea.

Aici se vede si sistemul de protectie la vant mare daca totul e facut cum trebuie nu se intampla nimic cu elicea

CAP.5- PARTEA ELECTRICA/ELECTRONICA

Pentru a conecta generatorul la baterii se foloseste conductor litat pentru coborarea prin stalp, iar de la stalp catre baterii acesta poate fi fie litat, fie masiv.
La baza stalpului se va folosi o priza+cupla trifazata de minim 32A, priza(mama) se pune pe cablul care coboara prin stalp de la generator, cupla(tata) pe cablu ce duce spre baterii.Acest cuplaj este necesar fiindca in timp, datorita rotirii eolienei dupa vant, cablurile se pot rasuci si torsiona.Prin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurile.
Nu recomand sisteme sofisticate de conectare a generatorului la cablul de coborare cu perii, inele colectoare fiindca apar complicatii de executie, rezistente suplimentare de contact, posibilitatea depunerii ghetii pe inele, oxidare, etc.
Sa analizam pierderile de putere:
Presupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza, 90 spire/ bobina CuEm fi 2mm.
Rezistenta unei faze este de 0,9 ohmi(caculat de mine)
Cablu spre baterii 6mmp, lungime 40m.
Rezistenta cablului este de 0.11ohmi.
Rezistenta totala pe generator este de 0,9+0,9=1.8 ohmi.(intra in calcul doua faze)
Rezistenta totala a cablului 0,22 ohmi(unul dus, unul intors, asa merge curentul)
Tensiunea la bornele bateriilor 24V
Curentul de incarcare 20A.
Fericire maxima, generatorul produce P=U x I=480WImagine publicată
Numai ca din acesti 480W, avem asa:
Pierderi in generator P=R x I2=1,8 x 20x 20=720W
Pierderi pe fire=0.22 x 20 x 20 =88W
Adica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288W
Adica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşou.
Facem calculul pt 50A? Nu, fiindca Imagine publicată
Si am considerat bobonele cu fir de 2mm.
Pentru redresare recomand punti tip KBPC
http://www.tme.eu/ro…dc-components/#
Se folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele, pentru a pune diodele in serie.Teoretic ar tine pana la 100A, lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70A.
Radiator cat mai mare.Tipul asta
http://www.tme.eu/ro…00/radiatoare/#
Cu 4 punti pe el, la 30-40A , la temperatura exterioara de 5 grade,tot are nevoie de cooler(testat pe propria piele)
Prefer puntile fata de diodele Schotky fiindca au terminalele mai groase, nu le trebuie izolatori de mica, se prin mai usor, sunt mai ieftine.
Diferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator, fire, etc.
Toate conexiunile se fac cu conductor litat, cositorit la capete, reglete de putere, etc
Schema regulatorului este asta:
https://sites.google…ulatorincarcare
Sau mai nou, userul @pisicamatache a conceput alta schema
http://www.elforum.r…3542&start=2055
Eu o folosesc pe prima, Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de ea.
Pe panoul frontal se pun:voltmetru(digital, neaparat, se citeste tensiunea la zecime de volt), ampermetru(poate fi analogic sau digital),
Dotari optionale: Greenmeter de la userul siulian,
Datalogger(afisare si stocare date:tensiune baterie, curent incarcare, curent consumat, temperatura, data/ora) de la
http://www.ecoaltern…ii/data-logger/

Si acum, dupa ce am construit eoliana, cateva instructiuni de exploatare.
In mod sigur dupa ce se ridica o eoliana, cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimic.Asa, de-a naibii.
Eu am avut niste experiente foarte interesante:Am pornit cu o “jucarie” cu pale de 0,8 m si magneti 30x30x10.Toate bune si frumoase, numai ca pornea foarte greu.
Apoi am facut alte pale, de 1,2m , apoi cele din fibra de 1,5m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20.La o furtuna de prin martie, aveam in curte un elicopter.Asa ca am hotarat sa fac un generator mai mare, cu magneti 60x30x15.

Aici au inceput problemele.Elicea nu se tura, pana la 3m/s incarca ceva, intre 4 si 8m/s mai mult de 7-10A nu vedeam.

Si am inceput sa fac calcule, sa caut formule, am ajuns la concluzia ca generatorul e prea mare pentru pale.De abia la peste 10m/s se echilibrau puterile.

Am marit tripoda de prindere sa mai castig vreo 20 cm la raza, am facut teste pe jeepul lui Cristi cu diferite unghiuri de atac, nimic.

Apoi am luat hotararea sa fac pale mai mari,de 2m. Le-am facut la @arcadius, dar din graba nu am mai modificat unghiul de inclinare al generatorului si nici furlingul cozii(facute initial pt palele de 1,20), asa ca am rupt doua seturi de pale de lemn.Numai patru drumuri la Tulcea cat au fost!

Probleme in exploatare:

-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelor.Eu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta.

-Nu lasati elicea pe liber.Din cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare, regulator, etc)

-Inghetat generator.Din cauza fenomenului “freezing-rain” se depune gheata pe magneti si se lipesc de stator.Intr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare “balanganeala” a stalpului.Pala de jos era mai grea din cauza ghetii ,iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti dracii.Am pus-o in scurt imediat.Apropos, la partea electrica, trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta.

-Chiciura/gheata pe pale.Afecteaza foarte mult aerodinamica turbinei.La furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in gol.Nu se poate face nimic, se asteapta dezghetarea naturala.

-Elice subturata(cazul meu la un moment dat).Se face legarea in triunghi(daca s-au lasat 6 fire din stator) sau se inseriaza pe incarcare mai multe diode/punti redresoare pt a lasa elicea sa se tureze.Sau se comanda la @pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima.

-Impamantarea stalpului.Neaparat, fiindca @CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta, din fericire nu s-a soldat cu pagube.Eu nu am facut-o, in primavara neaparat o execut.

Am scris toate astea pentru ca sa invete incepatorii(si nu numai) din expeienta si greselile mele.

sursa

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s