Větrná elektrárna (levně)

[kybos]

Jeden trend je jasný - zvýšit generované napětí. Jednak klesnou ztráty na usměrňovači tím, že se zlepší poměr výstupního napětí můstku k napětí na diodě v otevřeném stavu a za druhé se tím nezanedbatelně sníží ztráty na vedení. Výsledkem tohoto trendu by měl být návrh alternátoru ne na obvyklých 12V nebo 24V ale na cca 3x230V, tuto energii ještě přímo na alternátoru usměrnit (lépe se zajišťuje chlazení usměrňovače ) a vyfiltrovat (nejlépe filtrem s nárazovou tlumivkou, která snižuje obsah harmonických v odebíraném proudu) na této hladině přepravit energii ze stožáru k měniči (nulový skinefekt, lepší využití mědi, dostačují menší průřezy a počty vodičů). Těsně před místem spotřeby měničem s běžně dostupnými prvky a osvědčenými technologiemi (např. ze síťových spínacích zdrojů) konvertovat toto vyšší stejnosměrné napětí na potřebnou hladinu s minimálními ztrátami.

[Elektro]

zdravím Kybos.
Skúšal si merať záťažovú charakteristiku generátora bez paralelnej regulácie? Pri sledovaní diskusie o tom generátore v tvojej VE mi vychádza to, že za tú terajšiu záťažovú charakteristiku je zodpovedný paralelný regulátor, alebo magnety generátora sú príliš blízko cievok.
Neber to ako výrok, ale je to len môj dojem z doteraz prečítaného.
Doplnené po Kybosovom príspevku o 10:39:
Potom je ten generátor úmyselne postavený ako mäkký, aby nedošlo ku preťaženiu vrtule pri silnom vetre. Potom je lepšie nechať to tak ako je a neskúšať dostať z toho väčší výkon.

[kybos]

Otáčková charakteristika (AC752.JPG) je měřená bez paralelní regulace. Stejně tak oscilogramy kromě DSCF4921.JPG jsou nasnímány bez paralelní regulace. Jediný oscilogram, který jsem zde uvedl při činnosti paralelního regulátoru je právě DSCF4921.JPG. O detailní konstrukci alternátoru nemám bohužel podrobnější informace, jedná se pravděpodobně o výrobek firmy Aerocraft. Nemám v této oblasti dostatečný přehled ale nic lepšího jsem zatím neviděl. Má kompaktní rozměry relativně nízkou hmotnost, odolnost proti vlivům počasí, proti zkratu na výstupu a vysokou spolehlivost (běží trvale sedmým rokem bez jakékoliv údržby či poruchy). Očekával jsem, že po takové době bude nutno alespoň namazat nebo přímo vyměnit ložiska, ale zatím to vypadá, že to nebude aktuálně nutné a že dimenzování hlavního ložiska, které nese i vrtuli je dobře zvládnuté.

[Akord]

Yokotashi, sedí mi Kybosov koncept. Ja som tiež robil alty na napätie okolo 160V práve kvôli značným stratám na vodičoch. Má to napäťovú rezervu a bežná pulzná technika na to chodí dobre. 24V je obvykle málo -alebo tlsté drôty.

[Yokotashi]

Akord, podobne som to chcel riesit aj ja. Napatie generatora nekolkokrat vyssie, kym vystupne z menica. Len ten mostik by to chcelo obist ...

Za tyzden by to malo byt profrezovane. Magnetov zalepim dnu lepidlom od supermagnete.de ... a riesim ako to vyvazit. Nieje to maly kusik kovu ;-). Bude to stacit staticky - na doch vodorovnych ostriach?

[Akord]

AMagnetov zalepim dnu lepidlom od supermagnete.de ... a riesim ako to vyvazit.

Zalepiť a tú ostrejšiu hranu potom zaklepať cez nejaký tvrdý plochý oceľový medzikus, aby magnet ani pri odlepení odstredivo nevyliezol. Ja som žiadny alt tohoto typu vyvažovať nemusel a skúšal som to dio 3000/min. Nepýtaj lep od supermagnete, ale kúp si čo najredší sekunďák ako superglue. Ten riedky veľmi dobre nadifunduje do škáry a nič s tým netreba robiť. Loctite bývajú hustejšie, a do škár sa mu nechce. Teda najprv osadím magnety nasucho, a fixujem to sekundovým lepidlom až potom, je to oveľa jednoduchšie (v iných prípadoch používam epoxid). Obvykle to potom zohrejem v rúre na 50 Celzia, a mám to za hodinu suché. Potom nastriekam zinkovým sprejom.

[Gusto]

Keď lacno tak poriadne - po včerajšej náhodnej exkurzii v kovošrotre, presná planetová prevodovka s hydromotorom, z navijáku žeriava, zn,. brevini riduttori.it, tá istá zostava sa používa ako prevodovka pre veľké vet. elektrárne v USA a EU, info z ofic. pdf. Takže profi prevodovka za 10 SK/kg. 135 kg, minimálny rozmer, veľmi presná. Kto potrebuje hľadajte.

[chiq]

Gusto, už čakám, ako sa do teba Akord "obuje"... On si dôvod nájde, aj tam kde je vákuum...
Inak odomňa

[poota]

Jak vidím, praktici jsou v pohodě a bez problémů, takže vlákno utichlo a tedy opět trocha čirého teoretizování by nemusela budit až tak velké pohoršení.

Abych načrtl pokud možno bez zbytečného zdržování celkovou koncepci Trombónu, opustil jsem Akcelerační Rouru ve prospěch Vstupního Kolene, a to dříve, než jsem probral všechny její možnosti. Zatím jsem zmínil zvýšení axiální rychlosti proudu vzduchu a také jeho uvedení do rotace.

Rotací se, a to i přes různé námitky, snižuje odpor, který klade potrubí průtoku. Další podstatnou výhodou rotace proudu je to, že jí lze využít beze zbytku, protože není podmínkou, že na výstupu musí zbývat ještě nějaké procento rotace, úplně stačí určitá axiální rychlost. Výkon, spotřebovaný na vytvoření rotace, lze tedy využít daleko efektivněji, než výkon, spotřebovaný na axiální zrychlení.

Zrychlení proudu dociluje AR svým plynulým zužováním, tedy zmenšováním plochy průřezu. Takto vysvětleno to ovšem budí dojem, že se zmenšuje průměr AR. Sice jsem to již zmínil, ale raději se k tomu ještě vrátím. Definici zmenšujícího se průřezu vyhovuje i stále užší mezikruží, které může mít vnější průměr stále stejný, ale zrovna tak i plynule se zvětšující. Proud vzduchu tedy můžeme zrychlit, uvést do rotace a ještě navíc převést dále od středu, kde působí na lopatky "na delším rameni páky".

Toto "rozvedení" proudu je možné realizovat buď pevným nepohyblivým kónusem, nebo hrotem, vytaženým ze středu rotoru. Tím se dostáváme opět k Schaubergerovi a rotoru turbíny podle jeho návrhu. Trombón má zpracovávat axiální proud proud vzduchu ve tvaru rotujícího mezikruží. Pro dosažení maximálního výkonu by měl tento proud zpomalit přibližně o 40%, zcela jej zbavit rotace a případně jej může i rozvést do stran. Tento úkol má plnit vrtuloid, který pro to zřejmě bude potřebovat zcela specificky tvarované lopatky, které by nejspíš měly pracovat jak v tlakovém, tak i vztlakovém režimu.

V tomto provedení se začíná Trombón, pomineme-li VK, dosti nápadně podobat Arsetěvovým konstrukcím tornádových generátorů. Ty ovšem k provozu nepotřebují vítr, protože energii získávají z tornáda, které si samy vytvoří. Ale to už je přece jen o něčem trochu jiném, i když zajímavosti to také nepostrádá.

Zdravím - poota

[Akord]

Výkon, spotřebovaný na vytvoření rotace, lze tedy využít daleko efektivněji, než výkon, spotřebovaný na axiální zrychlení.

Ten první se ničím neliší od druhého. Výkon elementu objemu v rotaci je stejné povahy, jako výkon v translaci, v obou prípadech jde o využití kinetické energie. Je v tomto úplne jedno, zda má rychlost tangenciální smer, nebo axiální, jde vždy o zmenu kinetické energie hmotného elementu počas elementu dráhy.

[Návštěvník]

Toto "rozvedení" proudu je možné realizovat buď pevným nepohyblivým kónusem, nebo hrotem, vytaženým ze středu rotoru.

Zdravím - poota

Celkem jasná představa. Jakou máš představu o "vrtuli".
P.

[poota]

To Akord: vysvětlit je to stejně obtížné, jako pochopit. Takže to zkusím pomaleji. Odebíráme proudu vzduchu nějakou energii a tím jeho pohyb zpomalujeme. Kdybychom mu odebrali veškerou kinetickou energii, tedy 100%, tak se zastaví. Tím by ale nemohl připroudit další vzduch pro odebrání další energie. Pan Betz to spočítal tak, že běžnou vrtulí lze odebrat maximálně 59,3% výkonu, prakticky kolem 45ti%. Toto ovšem platí pro axiální proudění, tedy ve směru osy vrtule, navíc volně v prostoru. Pro turbínu jsou sice poměry trochu jiné, ale berme to velkoryse tak, že při axiálním proudění můžeme využít maximálně polovinu energie v proudu obsažené.
Dejme tomu, že tutéž celkovou energii proudu rozdělíme na dvě stejné poloviny, přičemž jedna bude mít stále směr axiální, a druhá bude udělovat témuž proudu rotaci. Z axiální poloviny můžeme využít, s ohledem na pana Betze, pouze polovinu, takže z celkové vstupní energie čtvrtinu. K rotaci vstupního proudu jsem nikde žádný limit (zatím) nenašel, takže předpokládám, že nejsou žádné námitky proti tomu, aby se jí odebrala energie celá, načež proud za turbínou má pohyb pouze axiální, tedy zcela bez rotace. Asi se nepodaří docílit této teoretické hodnoty, ale v principu to znamená, že v našem příkladu můžeme odebrat z rotace energii celou, tedy ze vstupní energie polovinu. Čímž jsme se, samozřejmě teoreticky, dostali na využití 75% vstupní energie. Lze se samozřejmě ještě bavit o rozdílech mezi teorií a praxí, ale princip jsem, doufám, vysvětlil dostatečně.

To P.: obrázek se mi líbí, ovšem ty "statorové" lopatky jsou spíš rozváděcí kolo běžné turbíny, které odchylují axiální proud proti lopatkám rotoru. U Trombónu by správně měla být dlouhá šroubovitá žebra již od začátku AR, aby proud vzduchu rotoval během celého průtoku rourou, a pokud možno ještě akceleroval. Žebra také nemusí být přes celou mezeru, tedy mohou být jen na vnější nebo vnitřní stěně, případně i nízká na obou stěnách.
Vrtuloid předpokládám s lopatkami podobnými spíše turbínovým, extrémně širokými (dlouhý kontakt s proudem), a neobvykle tlustými. Základním profilem bude aerodynamický profil křídla s náběžnou plochou silně prohnutou pro odklonění šikmého směru do osy. Úběžná plocha by měla být vyklenuta tak, aby vytvářela podtlak a přitom se proud od ní neodtrhával. U obou ploch předpokládám prohnutí v obou směrech, tedy tvar spíše "lžícovitý". Počet lopatek asi dost nízký, aby nedocházelo k "míchání" podtlaku a přetlaku sousedních lopatek.
Děkuji za reakce - poota

[Merlin]

Vidím tu jen jeden malý problém, a to je výstup vzduchu za turbínou. Jinak to odpovídá Schaubergerovu řešení. (Mimochodem, na potrubí, vybavené šroubovicemi za účelem zrušení zpětných vírů na jeho okrajích a podstatného zvýšení průtoku, existuje ČS patent.) Měl by být vhodně rozšířený, tak aby turbína pracovala ve zúženém prostoru, jako ve Venturiho trubici. Na výstupu by neměl vznikat přetlak vůči okolnímu vzduchu, spíš by to mělo sát, podobně, jako expanzní výfuk u dvoutaktního motoru..
Velmi zajímavý tvar lopatek mají plastové ventilátory používané ve vnějších jednotkách malých klimatizací. Když do nich fouká vítr, točí se udivující rychlostí (samozřejmě při vypnuté klimatizaci). Doporučuji okoukat.

[Akord]

K rotaci vstupního proudu jsem nikde žádný limit (zatím) nenašel, takže předpokládám, že nejsou žádné námitky proti tomu, aby se jí odebrala energie celá

Námitky jsou zásadní. Limit pana Betze se totiž netýká smeru proudení, a tedy taky nesouvisí s axiálním smerem. Týká se obecne jakéhokoli smeru. Souvisí pouze s principem kontinuity(Bernoulli) , ten je na použitém smeru rovnež nezávislý. Limit tedy stejne platí i pro uvedený typ rotace. Navíc rotace vzniká i za axiální vrtulí jako reakce. Obecne však i námi uvažovaná rotace a energie rotace je sporný pojem už jen proto, že vzduch není tuhá látka, a pri rotaci nedrží pohromade. Lze samozrejme navrhnout rotory treba radiální místo axiálních, ale dojde ke stejnému prípadu, jako u vodních turbin. Pokud vstup do rotoru bude tangenciální a výstup axiální, tak stejne nejde o využití energie nejaké rotace, protože pri rotaci v tomto prípade jde pouze o zmenu smeru.

Dále bych rád upozornil, že nejde srovnávat vrtuli v delším válcovém plášti s uzavreným prívodem a odvodem média, a volnou vrtuli. Vrtule v uzavreném obehu a plášti je turbina, pro kterou Betzuv limit neplatí, a její účinnost se muže blížit 100 procentum. Nemá to nic s rotací, nebo translací. Betzuv limit v podstate určuje množství vzduchu, které prekážku(vrtuli) obejde bokem. Pokud je volný proud, tak je i Betzuv limit, nezávisle na smeru a charakteru proudení. Aby Betzuv limit nepatil, muselo by být dosaženo stavu, že žáden vzduch nebude derovanou prekážku obtékat, ale pujde výlučne pres ní, to se ale v prírode nepozoruje, ani v prípade kapalin.

[Návštěvník]

Vrtuloid předpokládám s lopatkami podobnými spíše turbínovým, extrémně širokými (dlouhý kontakt s proudem), a neobvykle tlustými. Základním profilem bude aerodynamický profil křídla s náběžnou plochou silně prohnutou pro odklonění šikmého směru do osy. Úběžná plocha by měla být vyklenuta tak, aby vytvářela podtlak a přitom se proud od ní neodtrhával. U obou ploch předpokládám prohnutí v obou směrech, tedy tvar spíše "lžícovitý". Počet lopatek asi dost nízký, aby nedocházelo k "míchání" podtlaku a přetlaku sousedních lopatek.
Děkuji za reakce - poota

Statorové lopatky mají svůj význam tam kde jsou. Všechny dlouhé lopatky jenom zvyšují ztráty.
Nakresli si dvě lopatky statoru i rotoru v řezu. Slova jde vysvětlovat různě, obrázky ne.
P.