Turbina eoliana
11
http://www.elforum.ro/topic/83324-turbina-eoliana-cum-sa-o-construimhow-to-do-it/ Fiindca in ultima vreme au fost tot mai multe cereri in acest sens, o sa incerc eu sa prezint pasii necesari in constructia unei turbine eoliene. CAP.1-CONSIDERATII GENERALE. Inainte de a incepe constructia unei turbine, trebuie analizate urmatoarele aspecte: 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
-
Upload
baciumitica -
Category
Documents
-
view
50 -
download
2
description
Energie verde
Transcript of Turbina eoliana
httpwwwelforumrotopic83324-turbina-eoliana-cum-sa-o-construimhow-to-do-it
Fiindca in ultima vreme au fost tot mai multe cereri in acest sens o sa incerc eu sa prezint pasii necesari in constructia unei turbine eolieneCAP1-CONSIDERATII GENERALEInainte de a incepe constructia unei turbine trebuie analizate urmatoarele aspecte
1Pentru ce vreau sa folosesc aceasta turbinaVreau sa precizez inca de la inceput ca o turbina eoliana chiar si de 2kW NU poate sa aigure necesarul de consum al unei locuinte normaleChiar 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 vantChiar si Arcadius de pe acest forum care sta in zona Tulcea are perioade in care turbina nu produceSa nu se creada ca orice adiere de vant produce energieO turbina incepe sa produca de pe la 3ms viteza vant dar si atuci curentul de incarcare este micFormula de calcul a puterii generate de o turbina esteP(W)=05roSv(3)eta undero=densitatea aerului=123 kgmcS=suprafata elicii in mpv(3)=viteza vantului in ms (la puterea a treia)eta=ranamentul turbinei-intre 035 si 045O turbina cu pale de 2m(4m diametru) va produce la un vant de 5msS=pirr=1256mpP=05123125612504=387WAtentiePalele de 2m sunt deja pale mari mai greu de facut nerecomandat pentru un incepatorAcesti 387W ar inseamna un curent de incarcare(pt un sistem pe 24V) de I=PU adica I=38724=17AAm zis ar insemna fiindca in realitate din acea putere se mai pierde ceva pe stator si pe firele de legaturaAm facut un calcul la 40A curent de incarcare si stator bobinat cu sirma de CuEm 2mm diametru jumatate din putere se pierde pe statorDiscutam mai tarziu acest aspect
2AmplasareLa amplasarea unei turbine trebuie luate in calcul urmatoarele aspecte-Spatiul disponibilDaca spatiul este mic va trebui optat pentru stalp autoportant(zabrelit) fiindca nu exista loc suficient pentru ancoreCostul acestui stalp poate deveni foarte mare marind cu pana la 40 valoarea investitieiDaca spatiul este suficient de mare se poate opta pentru stalp din teava cu ancoreDe ex daca vreau sa ridic stalpul la 10m(echivalent fereastra la et3 al unui bloc) ancora de sus va fi la cca8mPentru un unghi de 45 grade intre ancora si stalp(ideal) rezulta 8m distanta la sol de la baza stalpului pana la punctul de ancorajDeci este necesar un spatiu liber de 16m in jurul stalpului pentru fixarea ancorelorSe poate merge la limita si cu un unghi de 30 grade caz in care sunt necesari cca 10 spatiu liberIn acest caz tensiunea in cablurile de ancorare va fi mai mare deci cabluri mai groaseSe 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 jurTrebuie 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 zonaSubsemnatul 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 15mDeci atentie
BugetCred ca acest punct trebuia pus primulMulti fac greseala sa gandeasca mi-am luat magneti am rezolvat jumate din eolianaAceeasi greseala am facut-o si eu acum 3 aniNu este asaSa 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 vantcoada-stalp(teava de 80 mm minim cu 3-4mm grosime in carne) sau stalp zabrelit-aici calculul e mai laboriosCei care au facut asa ceva pot spune cat a costat(Atentie la acest stalp trebuie o gramada de taierisudurigauri+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 15 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 etcNumai astea pot sa ajunga la 500 leiMUNCA MULTA MUNCAAtentieAnumiti strungari au niste preturi de iti cad plombeleDaca ai doua maini stangi sau esti paralel cu tehnica mai bine cumperi una gata facutaToate sudurile trebuie facute cu simt de raspundere eforturile care apar sunt mariDaca sunt intrebari va stau la dispozitie
CAP2 GENERATORULGeneratorul este format din rotor-cele doua discuri cu magneti(la neodim au sarit preturile enorm sau ferita-mai mari si mai grei) si stator21 RotorulPentru magnetii neodim regula este ca distanta intre doi magneti la cercul interior sa fie egala cu latimea unui magnetAstfel se poate calcula diametrul discurilor si anumeLci(lungimea cercului interior)=2lmNm unde lm este latimea magnetului Nm = numarul de magnetiDi(diametrul interior)=LcpiDe(diametrul exterior al discului)=Di+2Lm+4mm unde Lm=lungimea magnetuluiAstfel pt 12 magneti 50x25x10mm(Lungime xl atime x grosime) rezultaLci=600mm Di=191mmDe=295mmAm discuri de frana de De multe ori discurile de frana nu au acest diametruGrosimea discurilor trebuie sa fie egala cu grosimea magnetilor altfel campul magnetic se inchide aiureaSi neaparat discurile trebuie sa fie PLANE daca nu rotorul o sa bata si nu se mai poate asigura intrefierul necesarMagnetii 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 tehnicPozitionarea magnetilor pe disc se face cu un sablon din carton gros sau OSBMDFMagnetii 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 suplimentaraCealalta jumatate din grosime ramasa libera joca rol de miniventilator pentru racirea statoruluiLa pozitionare magneti se lipesc in ordinea N-S-N-S etcPe cele doua discuri opuse magnetii se afla fata in fata cu polaritati opuseAtentie cand se dau gaurile pentru tijele filetate de solidarizare trebuie tinut cont de acest aspectSe dau doua semne pe discuri(se ciupeste cu panza de flex) pozitia in care trebuie montate cu magnetii de poli opusi pe fiecare discPentru magneti se recomanda dimensiunile 50x25x10(12)mm cei mai uzuali si normali ca pret din care se poate scoate cca1kWLa magnetii de ferita se pun lipiti la cercul interiorNerecomandati pentru turbina orizontal fiindca sunt foare grei discul iese mare(deci greu)Se pot incerca pentru inaltimi ale stalpului de pana in 8m
22 StatorulStatorul ete format din mai multe bobine legate in serie(conexiune stea la cele trfazice) sau in paralel(conexiune triunghi)Discutam despre statorul trifazatPutem avea 34 sau 5 bobine pe fazaNumarul de magneti de pe un disc este dat de formulaNm=(Nf+1) x Nbf UndeNm=Numarul de magneti Nf=numarul de faze Nbf=Numarul de bobine pe fazaPentru un stator cu 3 bobine pe faza vom avea Nm=(3+1) x 3=12 magneti pentru 4 bobine pe faza Nm=16 magneti
etcNu 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 parazitiDe aceea trebuie facuta redresare pt fiecare bobina in parte adica puntile redresoare trebuie amplasate langa generator-Produce zgomotvibratii in functionare
In functie de tensiunea la care va fuctiona generatorul regula este ca pentru 12V trebuie 50-60 spirebobina iar pentru 24V 80-90 spirebobinaUn generator conceput pentru 12V si pus sa functioneze la 24V va produce la turatii foarte mari ale eliciiIn 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 dezastruoaseInvers un generator de 24V pus sa incarce baterii de 12V va tine elicea franata (in stall) fara ca aceatsta sa ajunga la turatia optimaCa o analogie primul caz este similar cu a merge cu masina cu 60 kmh in viteza intaia al doilea caz e ca si cum am incerca sa plecam de pe loc cu a treiaPresupunem ca avem magneti 50 x 25 x 12mm si dimensionam generatorul pentru 24VSarma CuEm diametru d=18mmExista 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 micCalculeNumarul de spire pe strat=Gbobd = 1018=5 5 spireRotunjim la 5 spireNumarul de straturi=Lbobd = 2518=138 straturiRotunjim la 14 straturiAtentieLa bobinare primul strat va avea 5 spire al doilea doar 4(asa se aseaza sarma) deci trebuie tinut cont de acest aspectVom avea 7 straturi x 5 spirestrat= 35 spire7 straturi x 4 spirestrat= 28 spireTotal 63 spireInsuficient pentru 24V mai ales ca mai intervine si un factor de bobinaj(functie de indemanarea celui care bobineaza)=0809In realitate vor fi 63 x 08=504 spireAr merge pt 12VRefacem calculul pt sarma de 16mmNumarul de spire pe strat=Gbobd = 1016=625 spireRotunjim la 6 spireNumarul de straturi=Lbobd = 2516=156 straturiRotunjim la 16 straturiVom avea 8 straturi x 6 spirestrat= 48 spire8 straturi x 5 spirestrat= 40 spireTotal 88 spireMergeIn primul caz ar merge ingrosata bobia la 6 spirestrat si marit putin Lbob(cu inca un strat nu e critic)De refacut calculele pentru cine vreaAmperajul obtinut in cazul al doilea va fi luind in calcul o densitate de 15Ammp(mai mult nu ca ia foc statorul)Sectiunea firului de 16mm este 2mmpI=15x2=30ADeci generatorul va produce puterea P=UxI=28(tensiunea de incarcare pt 24V)x15=840WLa limita se poate duce pana la 1kW fiindca amperajul poate creste(dar numai pt perioade scurte) si peste 30AAdica densitatea peste 15AmmpMiezul pe care se bobineaza va avea forma unui trapez isoscel cu baza mare in sus cu urmatoarele dimesiuniBaza mare = Latimea magnetului + 5mm=30mmBaza mica = Latimea magnetului - 3mm=22mmInaltimea=Lungimea magnetului + 4mm=54mmTehnologia de bobinare executia efectiva mai tarziuLE Parte din aceste formule informati au fost deduse din practica si din colaborarea mea cu alti membrii ai forumuluiMultumesc lui Arcadius Florin Tanasa CrstiBMW Serban pentru contributia adusa
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 netCantitatea de sarma necesara se calculeaza astfelPentru 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+125+125)+2(25+125+125]Aproximand 90spirebobina rezulta 225mbobina x 9 bobine=2055 mLuam 250m (daca ratam vreo bobina pluslungimile firelor de interconexiune) mai bina sa ramana sarma decat sa nu ajungaDensitatea cuprului este de 9gcmcFirul de 16mm are greutatea per m de18g250m x 18gm= 4500g = 45kgIn timpul bobinarii firul se tine in permanenta intinsDupa fiecare strat spirele se bat usor cu o spica de lemn pentru a se aseza pe formaAtentie sa nu distrugem emailulDupa fiecare doua straturi spirele se solidarizeaza cu adeziv tip PicaturaSe 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 astahttpwwwsierraro-ml-p1062phtmlsau de aicihttpwwwdenbraven EZIVampid=71Atentie e FOARTE INFLAMABILDeci ori tigara ori activatorSe 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 lugimeDupa executia primei bobine recomand a se trasa pe o bucata de carton(folosind ca si sablon bobina facuta) pozitia finala a tuturor celor 9 bobineSe pun lipite una de altaEventual se face alt sablon din carton cu pozitia magnetilor(decupat forma lor) si se suprapune peste sablonul cu bobineSe verifica ca centrul magnetilor sa cada exact peste centrul bobineiDaca 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 sauTrcerea 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 bobinajSe face un sablon din palosbmdf in care se pun bobineleLa partea de jos se pune un strat de fibra de sticlaSe conecteaza bobinele intre ele astfelSfarsit bobina 1 cu inceput bobina 4 sfarsit b4 cu inceput b7 sfarsit b7 cu conductor litat izolat 25mmp se scoate afara din statorLa fel incepu bobina1 se scoate afaraLa fel pt celelalte 6 bobinesfarsit bobina se sar doua cu inceputul celei de-a treia etcVezi fisierul pdf de mai josAcolo este legare in steaRecomand ca fiecare faza sa aiba conductor de culoare diferita iar inceputurile si sfarsiturile de grupeaza separat cate trei pentru o identificare ulterioara mai usoaraEventual se marcheaza tragand peste fire varnish termoTot varnish termo se foloseste la izolarea conexiunilor intre bobineLipituri sanatoase fara economie de fludorSe verifica si rasverifica coexiunile fiindca odata turnat statorul nu se mai poate interveniLa sfarsit vom avea afara din stator 6 conductoriNu se foloseste conductorul emailat pentru a scoate conexiunile afara fiindca acesta se rupe destul de usorDaca se rupe unul PA stator 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 epoxidicaSe foloseste rasina fie Epojet de la Mapei fie de la Sika(din magazinele Dedeman Hornbach etc) fie de la PoicolorSe amesteca rasina cu pudra de talc in proportie masica de 5(rasina)1(pudra)() Arcadius poate ca intervine aiciNu stiu exact raportul fiindca eu am folosit o substanta speciala de amestec-un fel de faina de sticlaEste un kit gata preparat care da rezultate foarte buneDar si costaNU rasina poliesterica(se intareste foarte rapid cu degajare de caldura si crapa) NU poliuretanica ( e putin elastica si statorul se curbeaza)
Am folosit sistemul inchisConexiunile cu firele de legatura sunt cu niste bucsi speciale-e mai complicatCu fire mie personal mi se pare mai sigur
CAP3 MONTURA DE PRINDERE A GENERATORULUISISTEMUL DE IESIRE DIN VANTCOADA
Detaliile de executie sunt prezentate in manualul lui Hugh PigottRecomand a se folosi editia 2009 sau mai recent (daca o exista) fiindca aici apare o modificare importanta si anumeoffsetul(decalajul) axului turbinei fata de axul stalpului este pe partea dreapta fata de editiile anterioare unde era pe stangaOffsetul 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 fenomenulSe pot folosi fuzete de BMW Opel Vectra(fuzeta spate) sau rulmenti tip UCFAcestia din urma au avantajul ca au flansa de prindere patrata-deci se pot fixa cu suruburi de un cornier- si au camasa interioara lataTrebuie ca un rulment sa fie radial celalat radial -axialSingura problema la acest tip de rulmenti este faptul ca trebuie facut un ax de adaptare intre rulment si flansa de prindere a discurilor generatoruluiLa executia monturii de prindere trebuie atentie la acel unghi de 4 grade al axului generatorului fata de verticalaCalculul iesirii din vant se face astfel
Forta de impingere a turbinei Ft=(D2 x v2)24 unde D=diametrul turbinei v=viteza vantuluiMomentul 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 10msFt=(42x102)24=667kgMt=667x010=667kgmDeci avem nevoie de un moment al fortei dat de coada de 667kgm care sa echilibreze momentul turbineiMomentul fortei dat de coada Mc=Fc x Lc unde Fc=forta data de greutatea cozii Lc=lungimea coziiFc=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 15kgFc=15x0707x0342=363kgLungimea cozii va fi Lc=McFcAsa cu am zis Mt=Mc deci Lc=667363=184mCalculul este oarecum aproximativ greutatea trebuie optimizata prin incercariSuprafata cozii functie de diametrul turbinei este data in cartea lui PigottPentru coada se poate folosi policarbonat alucobond tabla de aluminiuetcNu recomand PAL sau OSB fiindca sunt sensibile le umezeala(chiar si vopsitelacuite cantul tot trage umezeala)
Mai am de facut niste completari la ce am spus in capitolul precedentMare atentie la acel unghi de 4 grade-inclinatia axului generatorului fata de orizontalaEu nu am dat importanta acestui lucru-de fapt m-am grabit sa o ridic cu niste pale noi facute de ArcadiusDesi aveam o distanta de 20cm intre pala si stalp la o furtuna am patit astaApoi 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 cursaIn momentul cand am pus palele de 2m nu am mai modificat sistemul(facut initial pentru pale de 1m) si rezultatul a fost astaBalamaua s-a largit si coada a atins in eliceAsa 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 totalFericire maxima pe capul meu in ambele situatii
CAP4 PALELE
Pentru pale avem mai multe variante1Le confectionam singuriPentru 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 slefuitorEu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si incrImagine publicată2Le comandam lui ArcadiusAre lemn indemanare si experientale face repede si ies foarte bineTotul e sa nu il grabiti3Le comandati pe httpwwwecoalternativro(adica la subsemnatul)Sunt din fibra de sticla impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate4Le comandam in China dar au un profil de tot rahatul - seamana mai mult cu vasle de barcaAtentie 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 functioneazaPentru 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 vantuluiProblema la eolienele chinezesti asta estese face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maximaOri se arde generatorul ori este prea mic si nu are efectRezultatul este cel din pozele de susCunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luniPentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mmCu discuri de lemn asa cum e dat in cartea lui Pigott mi se pare cam fragila prinderea
CAP5- PARTEA ELECTRICAELECTRONICA
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 masivLa 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 bateriiAcest cuplaj este necesar fiindca in timp datorita rotirii eolienei dupa vant cablurile se pot rasuci si torsionaPrin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurileNu 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 etcSa analizam pierderile de puterePresupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza 90 spire bobina CuEm fi 2mmRezistenta unei faze este de 09 ohmi(caculat de mine)Cablu spre baterii 6mmp lungime 40mRezistenta cablului este de 011ohmiRezistenta totala pe generator este de 09+09=18 ohmi(intra in calcul doua faze)Rezistenta totala a cablului 022 ohmi(unul dus unul intors asa merge curentul)Tensiunea la bornele bateriilor 24VCurentul de incarcare 20AFericire maxima generatorul produce P=U x I=480WImagine publicatăNumai ca din acesti 480W avem asaPierderi in generator P=R x I2=18 x 20x 20=720WPierderi pe fire=022 x 20 x 20 =88WAdica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288WAdica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşouFacem calculul pt 50A Nu fiindca Imagine publicatăSi am considerat bobonele cu fir de 2mmPentru redresare recomand punti tip KBPChttpwwwtmeeurodc-componentsSe folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele pentru a pune diodele in serieTeoretic ar tine pana la 100A lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70ARadiator cat mai mareTipul astahttpwwwtmeeuro00radiatoareCu 4 punti pe el la 30-40A la temperatura exterioara de 5 gradetot 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 ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
fixare a generatorului sistem de rotire si iesire din vantcoada-stalp(teava de 80 mm minim cu 3-4mm grosime in carne) sau stalp zabrelit-aici calculul e mai laboriosCei care au facut asa ceva pot spune cat a costat(Atentie la acest stalp trebuie o gramada de taierisudurigauri+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 15 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 etcNumai astea pot sa ajunga la 500 leiMUNCA MULTA MUNCAAtentieAnumiti strungari au niste preturi de iti cad plombeleDaca ai doua maini stangi sau esti paralel cu tehnica mai bine cumperi una gata facutaToate sudurile trebuie facute cu simt de raspundere eforturile care apar sunt mariDaca sunt intrebari va stau la dispozitie
CAP2 GENERATORULGeneratorul este format din rotor-cele doua discuri cu magneti(la neodim au sarit preturile enorm sau ferita-mai mari si mai grei) si stator21 RotorulPentru magnetii neodim regula este ca distanta intre doi magneti la cercul interior sa fie egala cu latimea unui magnetAstfel se poate calcula diametrul discurilor si anumeLci(lungimea cercului interior)=2lmNm unde lm este latimea magnetului Nm = numarul de magnetiDi(diametrul interior)=LcpiDe(diametrul exterior al discului)=Di+2Lm+4mm unde Lm=lungimea magnetuluiAstfel pt 12 magneti 50x25x10mm(Lungime xl atime x grosime) rezultaLci=600mm Di=191mmDe=295mmAm discuri de frana de De multe ori discurile de frana nu au acest diametruGrosimea discurilor trebuie sa fie egala cu grosimea magnetilor altfel campul magnetic se inchide aiureaSi neaparat discurile trebuie sa fie PLANE daca nu rotorul o sa bata si nu se mai poate asigura intrefierul necesarMagnetii 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 tehnicPozitionarea magnetilor pe disc se face cu un sablon din carton gros sau OSBMDFMagnetii 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 suplimentaraCealalta jumatate din grosime ramasa libera joca rol de miniventilator pentru racirea statoruluiLa pozitionare magneti se lipesc in ordinea N-S-N-S etcPe cele doua discuri opuse magnetii se afla fata in fata cu polaritati opuseAtentie cand se dau gaurile pentru tijele filetate de solidarizare trebuie tinut cont de acest aspectSe dau doua semne pe discuri(se ciupeste cu panza de flex) pozitia in care trebuie montate cu magnetii de poli opusi pe fiecare discPentru magneti se recomanda dimensiunile 50x25x10(12)mm cei mai uzuali si normali ca pret din care se poate scoate cca1kWLa magnetii de ferita se pun lipiti la cercul interiorNerecomandati pentru turbina orizontal fiindca sunt foare grei discul iese mare(deci greu)Se pot incerca pentru inaltimi ale stalpului de pana in 8m
22 StatorulStatorul ete format din mai multe bobine legate in serie(conexiune stea la cele trfazice) sau in paralel(conexiune triunghi)Discutam despre statorul trifazatPutem avea 34 sau 5 bobine pe fazaNumarul de magneti de pe un disc este dat de formulaNm=(Nf+1) x Nbf UndeNm=Numarul de magneti Nf=numarul de faze Nbf=Numarul de bobine pe fazaPentru un stator cu 3 bobine pe faza vom avea Nm=(3+1) x 3=12 magneti pentru 4 bobine pe faza Nm=16 magneti
etcNu 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 parazitiDe aceea trebuie facuta redresare pt fiecare bobina in parte adica puntile redresoare trebuie amplasate langa generator-Produce zgomotvibratii in functionare
In functie de tensiunea la care va fuctiona generatorul regula este ca pentru 12V trebuie 50-60 spirebobina iar pentru 24V 80-90 spirebobinaUn generator conceput pentru 12V si pus sa functioneze la 24V va produce la turatii foarte mari ale eliciiIn 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 dezastruoaseInvers un generator de 24V pus sa incarce baterii de 12V va tine elicea franata (in stall) fara ca aceatsta sa ajunga la turatia optimaCa o analogie primul caz este similar cu a merge cu masina cu 60 kmh in viteza intaia al doilea caz e ca si cum am incerca sa plecam de pe loc cu a treiaPresupunem ca avem magneti 50 x 25 x 12mm si dimensionam generatorul pentru 24VSarma CuEm diametru d=18mmExista 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 micCalculeNumarul de spire pe strat=Gbobd = 1018=5 5 spireRotunjim la 5 spireNumarul de straturi=Lbobd = 2518=138 straturiRotunjim la 14 straturiAtentieLa bobinare primul strat va avea 5 spire al doilea doar 4(asa se aseaza sarma) deci trebuie tinut cont de acest aspectVom avea 7 straturi x 5 spirestrat= 35 spire7 straturi x 4 spirestrat= 28 spireTotal 63 spireInsuficient pentru 24V mai ales ca mai intervine si un factor de bobinaj(functie de indemanarea celui care bobineaza)=0809In realitate vor fi 63 x 08=504 spireAr merge pt 12VRefacem calculul pt sarma de 16mmNumarul de spire pe strat=Gbobd = 1016=625 spireRotunjim la 6 spireNumarul de straturi=Lbobd = 2516=156 straturiRotunjim la 16 straturiVom avea 8 straturi x 6 spirestrat= 48 spire8 straturi x 5 spirestrat= 40 spireTotal 88 spireMergeIn primul caz ar merge ingrosata bobia la 6 spirestrat si marit putin Lbob(cu inca un strat nu e critic)De refacut calculele pentru cine vreaAmperajul obtinut in cazul al doilea va fi luind in calcul o densitate de 15Ammp(mai mult nu ca ia foc statorul)Sectiunea firului de 16mm este 2mmpI=15x2=30ADeci generatorul va produce puterea P=UxI=28(tensiunea de incarcare pt 24V)x15=840WLa limita se poate duce pana la 1kW fiindca amperajul poate creste(dar numai pt perioade scurte) si peste 30AAdica densitatea peste 15AmmpMiezul pe care se bobineaza va avea forma unui trapez isoscel cu baza mare in sus cu urmatoarele dimesiuniBaza mare = Latimea magnetului + 5mm=30mmBaza mica = Latimea magnetului - 3mm=22mmInaltimea=Lungimea magnetului + 4mm=54mmTehnologia de bobinare executia efectiva mai tarziuLE Parte din aceste formule informati au fost deduse din practica si din colaborarea mea cu alti membrii ai forumuluiMultumesc lui Arcadius Florin Tanasa CrstiBMW Serban pentru contributia adusa
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 netCantitatea de sarma necesara se calculeaza astfelPentru 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+125+125)+2(25+125+125]Aproximand 90spirebobina rezulta 225mbobina x 9 bobine=2055 mLuam 250m (daca ratam vreo bobina pluslungimile firelor de interconexiune) mai bina sa ramana sarma decat sa nu ajungaDensitatea cuprului este de 9gcmcFirul de 16mm are greutatea per m de18g250m x 18gm= 4500g = 45kgIn timpul bobinarii firul se tine in permanenta intinsDupa fiecare strat spirele se bat usor cu o spica de lemn pentru a se aseza pe formaAtentie sa nu distrugem emailulDupa fiecare doua straturi spirele se solidarizeaza cu adeziv tip PicaturaSe 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 astahttpwwwsierraro-ml-p1062phtmlsau de aicihttpwwwdenbraven EZIVampid=71Atentie e FOARTE INFLAMABILDeci ori tigara ori activatorSe 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 lugimeDupa executia primei bobine recomand a se trasa pe o bucata de carton(folosind ca si sablon bobina facuta) pozitia finala a tuturor celor 9 bobineSe pun lipite una de altaEventual se face alt sablon din carton cu pozitia magnetilor(decupat forma lor) si se suprapune peste sablonul cu bobineSe verifica ca centrul magnetilor sa cada exact peste centrul bobineiDaca 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 sauTrcerea 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 bobinajSe face un sablon din palosbmdf in care se pun bobineleLa partea de jos se pune un strat de fibra de sticlaSe conecteaza bobinele intre ele astfelSfarsit bobina 1 cu inceput bobina 4 sfarsit b4 cu inceput b7 sfarsit b7 cu conductor litat izolat 25mmp se scoate afara din statorLa fel incepu bobina1 se scoate afaraLa fel pt celelalte 6 bobinesfarsit bobina se sar doua cu inceputul celei de-a treia etcVezi fisierul pdf de mai josAcolo este legare in steaRecomand ca fiecare faza sa aiba conductor de culoare diferita iar inceputurile si sfarsiturile de grupeaza separat cate trei pentru o identificare ulterioara mai usoaraEventual se marcheaza tragand peste fire varnish termoTot varnish termo se foloseste la izolarea conexiunilor intre bobineLipituri sanatoase fara economie de fludorSe verifica si rasverifica coexiunile fiindca odata turnat statorul nu se mai poate interveniLa sfarsit vom avea afara din stator 6 conductoriNu se foloseste conductorul emailat pentru a scoate conexiunile afara fiindca acesta se rupe destul de usorDaca se rupe unul PA stator 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 epoxidicaSe foloseste rasina fie Epojet de la Mapei fie de la Sika(din magazinele Dedeman Hornbach etc) fie de la PoicolorSe amesteca rasina cu pudra de talc in proportie masica de 5(rasina)1(pudra)() Arcadius poate ca intervine aiciNu stiu exact raportul fiindca eu am folosit o substanta speciala de amestec-un fel de faina de sticlaEste un kit gata preparat care da rezultate foarte buneDar si costaNU rasina poliesterica(se intareste foarte rapid cu degajare de caldura si crapa) NU poliuretanica ( e putin elastica si statorul se curbeaza)
Am folosit sistemul inchisConexiunile cu firele de legatura sunt cu niste bucsi speciale-e mai complicatCu fire mie personal mi se pare mai sigur
CAP3 MONTURA DE PRINDERE A GENERATORULUISISTEMUL DE IESIRE DIN VANTCOADA
Detaliile de executie sunt prezentate in manualul lui Hugh PigottRecomand a se folosi editia 2009 sau mai recent (daca o exista) fiindca aici apare o modificare importanta si anumeoffsetul(decalajul) axului turbinei fata de axul stalpului este pe partea dreapta fata de editiile anterioare unde era pe stangaOffsetul 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 fenomenulSe pot folosi fuzete de BMW Opel Vectra(fuzeta spate) sau rulmenti tip UCFAcestia din urma au avantajul ca au flansa de prindere patrata-deci se pot fixa cu suruburi de un cornier- si au camasa interioara lataTrebuie ca un rulment sa fie radial celalat radial -axialSingura problema la acest tip de rulmenti este faptul ca trebuie facut un ax de adaptare intre rulment si flansa de prindere a discurilor generatoruluiLa executia monturii de prindere trebuie atentie la acel unghi de 4 grade al axului generatorului fata de verticalaCalculul iesirii din vant se face astfel
Forta de impingere a turbinei Ft=(D2 x v2)24 unde D=diametrul turbinei v=viteza vantuluiMomentul 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 10msFt=(42x102)24=667kgMt=667x010=667kgmDeci avem nevoie de un moment al fortei dat de coada de 667kgm care sa echilibreze momentul turbineiMomentul fortei dat de coada Mc=Fc x Lc unde Fc=forta data de greutatea cozii Lc=lungimea coziiFc=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 15kgFc=15x0707x0342=363kgLungimea cozii va fi Lc=McFcAsa cu am zis Mt=Mc deci Lc=667363=184mCalculul este oarecum aproximativ greutatea trebuie optimizata prin incercariSuprafata cozii functie de diametrul turbinei este data in cartea lui PigottPentru coada se poate folosi policarbonat alucobond tabla de aluminiuetcNu recomand PAL sau OSB fiindca sunt sensibile le umezeala(chiar si vopsitelacuite cantul tot trage umezeala)
Mai am de facut niste completari la ce am spus in capitolul precedentMare atentie la acel unghi de 4 grade-inclinatia axului generatorului fata de orizontalaEu nu am dat importanta acestui lucru-de fapt m-am grabit sa o ridic cu niste pale noi facute de ArcadiusDesi aveam o distanta de 20cm intre pala si stalp la o furtuna am patit astaApoi 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 cursaIn momentul cand am pus palele de 2m nu am mai modificat sistemul(facut initial pentru pale de 1m) si rezultatul a fost astaBalamaua s-a largit si coada a atins in eliceAsa 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 totalFericire maxima pe capul meu in ambele situatii
CAP4 PALELE
Pentru pale avem mai multe variante1Le confectionam singuriPentru 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 slefuitorEu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si incrImagine publicată2Le comandam lui ArcadiusAre lemn indemanare si experientale face repede si ies foarte bineTotul e sa nu il grabiti3Le comandati pe httpwwwecoalternativro(adica la subsemnatul)Sunt din fibra de sticla impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate4Le comandam in China dar au un profil de tot rahatul - seamana mai mult cu vasle de barcaAtentie 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 functioneazaPentru 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 vantuluiProblema la eolienele chinezesti asta estese face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maximaOri se arde generatorul ori este prea mic si nu are efectRezultatul este cel din pozele de susCunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luniPentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mmCu discuri de lemn asa cum e dat in cartea lui Pigott mi se pare cam fragila prinderea
CAP5- PARTEA ELECTRICAELECTRONICA
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 masivLa 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 bateriiAcest cuplaj este necesar fiindca in timp datorita rotirii eolienei dupa vant cablurile se pot rasuci si torsionaPrin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurileNu 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 etcSa analizam pierderile de puterePresupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza 90 spire bobina CuEm fi 2mmRezistenta unei faze este de 09 ohmi(caculat de mine)Cablu spre baterii 6mmp lungime 40mRezistenta cablului este de 011ohmiRezistenta totala pe generator este de 09+09=18 ohmi(intra in calcul doua faze)Rezistenta totala a cablului 022 ohmi(unul dus unul intors asa merge curentul)Tensiunea la bornele bateriilor 24VCurentul de incarcare 20AFericire maxima generatorul produce P=U x I=480WImagine publicatăNumai ca din acesti 480W avem asaPierderi in generator P=R x I2=18 x 20x 20=720WPierderi pe fire=022 x 20 x 20 =88WAdica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288WAdica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşouFacem calculul pt 50A Nu fiindca Imagine publicatăSi am considerat bobonele cu fir de 2mmPentru redresare recomand punti tip KBPChttpwwwtmeeurodc-componentsSe folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele pentru a pune diodele in serieTeoretic ar tine pana la 100A lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70ARadiator cat mai mareTipul astahttpwwwtmeeuro00radiatoareCu 4 punti pe el la 30-40A la temperatura exterioara de 5 gradetot 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 ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
etcNu 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 parazitiDe aceea trebuie facuta redresare pt fiecare bobina in parte adica puntile redresoare trebuie amplasate langa generator-Produce zgomotvibratii in functionare
In functie de tensiunea la care va fuctiona generatorul regula este ca pentru 12V trebuie 50-60 spirebobina iar pentru 24V 80-90 spirebobinaUn generator conceput pentru 12V si pus sa functioneze la 24V va produce la turatii foarte mari ale eliciiIn 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 dezastruoaseInvers un generator de 24V pus sa incarce baterii de 12V va tine elicea franata (in stall) fara ca aceatsta sa ajunga la turatia optimaCa o analogie primul caz este similar cu a merge cu masina cu 60 kmh in viteza intaia al doilea caz e ca si cum am incerca sa plecam de pe loc cu a treiaPresupunem ca avem magneti 50 x 25 x 12mm si dimensionam generatorul pentru 24VSarma CuEm diametru d=18mmExista 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 micCalculeNumarul de spire pe strat=Gbobd = 1018=5 5 spireRotunjim la 5 spireNumarul de straturi=Lbobd = 2518=138 straturiRotunjim la 14 straturiAtentieLa bobinare primul strat va avea 5 spire al doilea doar 4(asa se aseaza sarma) deci trebuie tinut cont de acest aspectVom avea 7 straturi x 5 spirestrat= 35 spire7 straturi x 4 spirestrat= 28 spireTotal 63 spireInsuficient pentru 24V mai ales ca mai intervine si un factor de bobinaj(functie de indemanarea celui care bobineaza)=0809In realitate vor fi 63 x 08=504 spireAr merge pt 12VRefacem calculul pt sarma de 16mmNumarul de spire pe strat=Gbobd = 1016=625 spireRotunjim la 6 spireNumarul de straturi=Lbobd = 2516=156 straturiRotunjim la 16 straturiVom avea 8 straturi x 6 spirestrat= 48 spire8 straturi x 5 spirestrat= 40 spireTotal 88 spireMergeIn primul caz ar merge ingrosata bobia la 6 spirestrat si marit putin Lbob(cu inca un strat nu e critic)De refacut calculele pentru cine vreaAmperajul obtinut in cazul al doilea va fi luind in calcul o densitate de 15Ammp(mai mult nu ca ia foc statorul)Sectiunea firului de 16mm este 2mmpI=15x2=30ADeci generatorul va produce puterea P=UxI=28(tensiunea de incarcare pt 24V)x15=840WLa limita se poate duce pana la 1kW fiindca amperajul poate creste(dar numai pt perioade scurte) si peste 30AAdica densitatea peste 15AmmpMiezul pe care se bobineaza va avea forma unui trapez isoscel cu baza mare in sus cu urmatoarele dimesiuniBaza mare = Latimea magnetului + 5mm=30mmBaza mica = Latimea magnetului - 3mm=22mmInaltimea=Lungimea magnetului + 4mm=54mmTehnologia de bobinare executia efectiva mai tarziuLE Parte din aceste formule informati au fost deduse din practica si din colaborarea mea cu alti membrii ai forumuluiMultumesc lui Arcadius Florin Tanasa CrstiBMW Serban pentru contributia adusa
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 netCantitatea de sarma necesara se calculeaza astfelPentru 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+125+125)+2(25+125+125]Aproximand 90spirebobina rezulta 225mbobina x 9 bobine=2055 mLuam 250m (daca ratam vreo bobina pluslungimile firelor de interconexiune) mai bina sa ramana sarma decat sa nu ajungaDensitatea cuprului este de 9gcmcFirul de 16mm are greutatea per m de18g250m x 18gm= 4500g = 45kgIn timpul bobinarii firul se tine in permanenta intinsDupa fiecare strat spirele se bat usor cu o spica de lemn pentru a se aseza pe formaAtentie sa nu distrugem emailulDupa fiecare doua straturi spirele se solidarizeaza cu adeziv tip PicaturaSe 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 astahttpwwwsierraro-ml-p1062phtmlsau de aicihttpwwwdenbraven EZIVampid=71Atentie e FOARTE INFLAMABILDeci ori tigara ori activatorSe 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 lugimeDupa executia primei bobine recomand a se trasa pe o bucata de carton(folosind ca si sablon bobina facuta) pozitia finala a tuturor celor 9 bobineSe pun lipite una de altaEventual se face alt sablon din carton cu pozitia magnetilor(decupat forma lor) si se suprapune peste sablonul cu bobineSe verifica ca centrul magnetilor sa cada exact peste centrul bobineiDaca 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 sauTrcerea 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 bobinajSe face un sablon din palosbmdf in care se pun bobineleLa partea de jos se pune un strat de fibra de sticlaSe conecteaza bobinele intre ele astfelSfarsit bobina 1 cu inceput bobina 4 sfarsit b4 cu inceput b7 sfarsit b7 cu conductor litat izolat 25mmp se scoate afara din statorLa fel incepu bobina1 se scoate afaraLa fel pt celelalte 6 bobinesfarsit bobina se sar doua cu inceputul celei de-a treia etcVezi fisierul pdf de mai josAcolo este legare in steaRecomand ca fiecare faza sa aiba conductor de culoare diferita iar inceputurile si sfarsiturile de grupeaza separat cate trei pentru o identificare ulterioara mai usoaraEventual se marcheaza tragand peste fire varnish termoTot varnish termo se foloseste la izolarea conexiunilor intre bobineLipituri sanatoase fara economie de fludorSe verifica si rasverifica coexiunile fiindca odata turnat statorul nu se mai poate interveniLa sfarsit vom avea afara din stator 6 conductoriNu se foloseste conductorul emailat pentru a scoate conexiunile afara fiindca acesta se rupe destul de usorDaca se rupe unul PA stator 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 epoxidicaSe foloseste rasina fie Epojet de la Mapei fie de la Sika(din magazinele Dedeman Hornbach etc) fie de la PoicolorSe amesteca rasina cu pudra de talc in proportie masica de 5(rasina)1(pudra)() Arcadius poate ca intervine aiciNu stiu exact raportul fiindca eu am folosit o substanta speciala de amestec-un fel de faina de sticlaEste un kit gata preparat care da rezultate foarte buneDar si costaNU rasina poliesterica(se intareste foarte rapid cu degajare de caldura si crapa) NU poliuretanica ( e putin elastica si statorul se curbeaza)
Am folosit sistemul inchisConexiunile cu firele de legatura sunt cu niste bucsi speciale-e mai complicatCu fire mie personal mi se pare mai sigur
CAP3 MONTURA DE PRINDERE A GENERATORULUISISTEMUL DE IESIRE DIN VANTCOADA
Detaliile de executie sunt prezentate in manualul lui Hugh PigottRecomand a se folosi editia 2009 sau mai recent (daca o exista) fiindca aici apare o modificare importanta si anumeoffsetul(decalajul) axului turbinei fata de axul stalpului este pe partea dreapta fata de editiile anterioare unde era pe stangaOffsetul 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 fenomenulSe pot folosi fuzete de BMW Opel Vectra(fuzeta spate) sau rulmenti tip UCFAcestia din urma au avantajul ca au flansa de prindere patrata-deci se pot fixa cu suruburi de un cornier- si au camasa interioara lataTrebuie ca un rulment sa fie radial celalat radial -axialSingura problema la acest tip de rulmenti este faptul ca trebuie facut un ax de adaptare intre rulment si flansa de prindere a discurilor generatoruluiLa executia monturii de prindere trebuie atentie la acel unghi de 4 grade al axului generatorului fata de verticalaCalculul iesirii din vant se face astfel
Forta de impingere a turbinei Ft=(D2 x v2)24 unde D=diametrul turbinei v=viteza vantuluiMomentul 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 10msFt=(42x102)24=667kgMt=667x010=667kgmDeci avem nevoie de un moment al fortei dat de coada de 667kgm care sa echilibreze momentul turbineiMomentul fortei dat de coada Mc=Fc x Lc unde Fc=forta data de greutatea cozii Lc=lungimea coziiFc=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 15kgFc=15x0707x0342=363kgLungimea cozii va fi Lc=McFcAsa cu am zis Mt=Mc deci Lc=667363=184mCalculul este oarecum aproximativ greutatea trebuie optimizata prin incercariSuprafata cozii functie de diametrul turbinei este data in cartea lui PigottPentru coada se poate folosi policarbonat alucobond tabla de aluminiuetcNu recomand PAL sau OSB fiindca sunt sensibile le umezeala(chiar si vopsitelacuite cantul tot trage umezeala)
Mai am de facut niste completari la ce am spus in capitolul precedentMare atentie la acel unghi de 4 grade-inclinatia axului generatorului fata de orizontalaEu nu am dat importanta acestui lucru-de fapt m-am grabit sa o ridic cu niste pale noi facute de ArcadiusDesi aveam o distanta de 20cm intre pala si stalp la o furtuna am patit astaApoi 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 cursaIn momentul cand am pus palele de 2m nu am mai modificat sistemul(facut initial pentru pale de 1m) si rezultatul a fost astaBalamaua s-a largit si coada a atins in eliceAsa 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 totalFericire maxima pe capul meu in ambele situatii
CAP4 PALELE
Pentru pale avem mai multe variante1Le confectionam singuriPentru 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 slefuitorEu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si incrImagine publicată2Le comandam lui ArcadiusAre lemn indemanare si experientale face repede si ies foarte bineTotul e sa nu il grabiti3Le comandati pe httpwwwecoalternativro(adica la subsemnatul)Sunt din fibra de sticla impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate4Le comandam in China dar au un profil de tot rahatul - seamana mai mult cu vasle de barcaAtentie 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 functioneazaPentru 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 vantuluiProblema la eolienele chinezesti asta estese face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maximaOri se arde generatorul ori este prea mic si nu are efectRezultatul este cel din pozele de susCunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luniPentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mmCu discuri de lemn asa cum e dat in cartea lui Pigott mi se pare cam fragila prinderea
CAP5- PARTEA ELECTRICAELECTRONICA
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 masivLa 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 bateriiAcest cuplaj este necesar fiindca in timp datorita rotirii eolienei dupa vant cablurile se pot rasuci si torsionaPrin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurileNu 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 etcSa analizam pierderile de puterePresupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza 90 spire bobina CuEm fi 2mmRezistenta unei faze este de 09 ohmi(caculat de mine)Cablu spre baterii 6mmp lungime 40mRezistenta cablului este de 011ohmiRezistenta totala pe generator este de 09+09=18 ohmi(intra in calcul doua faze)Rezistenta totala a cablului 022 ohmi(unul dus unul intors asa merge curentul)Tensiunea la bornele bateriilor 24VCurentul de incarcare 20AFericire maxima generatorul produce P=U x I=480WImagine publicatăNumai ca din acesti 480W avem asaPierderi in generator P=R x I2=18 x 20x 20=720WPierderi pe fire=022 x 20 x 20 =88WAdica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288WAdica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşouFacem calculul pt 50A Nu fiindca Imagine publicatăSi am considerat bobonele cu fir de 2mmPentru redresare recomand punti tip KBPChttpwwwtmeeurodc-componentsSe folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele pentru a pune diodele in serieTeoretic ar tine pana la 100A lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70ARadiator cat mai mareTipul astahttpwwwtmeeuro00radiatoareCu 4 punti pe el la 30-40A la temperatura exterioara de 5 gradetot 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 ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
Aici intervine imaginatia fiecaruia sau ne putem inspira de pe netCantitatea de sarma necesara se calculeaza astfelPentru 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+125+125)+2(25+125+125]Aproximand 90spirebobina rezulta 225mbobina x 9 bobine=2055 mLuam 250m (daca ratam vreo bobina pluslungimile firelor de interconexiune) mai bina sa ramana sarma decat sa nu ajungaDensitatea cuprului este de 9gcmcFirul de 16mm are greutatea per m de18g250m x 18gm= 4500g = 45kgIn timpul bobinarii firul se tine in permanenta intinsDupa fiecare strat spirele se bat usor cu o spica de lemn pentru a se aseza pe formaAtentie sa nu distrugem emailulDupa fiecare doua straturi spirele se solidarizeaza cu adeziv tip PicaturaSe 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 astahttpwwwsierraro-ml-p1062phtmlsau de aicihttpwwwdenbraven EZIVampid=71Atentie e FOARTE INFLAMABILDeci ori tigara ori activatorSe 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 lugimeDupa executia primei bobine recomand a se trasa pe o bucata de carton(folosind ca si sablon bobina facuta) pozitia finala a tuturor celor 9 bobineSe pun lipite una de altaEventual se face alt sablon din carton cu pozitia magnetilor(decupat forma lor) si se suprapune peste sablonul cu bobineSe verifica ca centrul magnetilor sa cada exact peste centrul bobineiDaca 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 sauTrcerea 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 bobinajSe face un sablon din palosbmdf in care se pun bobineleLa partea de jos se pune un strat de fibra de sticlaSe conecteaza bobinele intre ele astfelSfarsit bobina 1 cu inceput bobina 4 sfarsit b4 cu inceput b7 sfarsit b7 cu conductor litat izolat 25mmp se scoate afara din statorLa fel incepu bobina1 se scoate afaraLa fel pt celelalte 6 bobinesfarsit bobina se sar doua cu inceputul celei de-a treia etcVezi fisierul pdf de mai josAcolo este legare in steaRecomand ca fiecare faza sa aiba conductor de culoare diferita iar inceputurile si sfarsiturile de grupeaza separat cate trei pentru o identificare ulterioara mai usoaraEventual se marcheaza tragand peste fire varnish termoTot varnish termo se foloseste la izolarea conexiunilor intre bobineLipituri sanatoase fara economie de fludorSe verifica si rasverifica coexiunile fiindca odata turnat statorul nu se mai poate interveniLa sfarsit vom avea afara din stator 6 conductoriNu se foloseste conductorul emailat pentru a scoate conexiunile afara fiindca acesta se rupe destul de usorDaca se rupe unul PA stator 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 epoxidicaSe foloseste rasina fie Epojet de la Mapei fie de la Sika(din magazinele Dedeman Hornbach etc) fie de la PoicolorSe amesteca rasina cu pudra de talc in proportie masica de 5(rasina)1(pudra)() Arcadius poate ca intervine aiciNu stiu exact raportul fiindca eu am folosit o substanta speciala de amestec-un fel de faina de sticlaEste un kit gata preparat care da rezultate foarte buneDar si costaNU rasina poliesterica(se intareste foarte rapid cu degajare de caldura si crapa) NU poliuretanica ( e putin elastica si statorul se curbeaza)
Am folosit sistemul inchisConexiunile cu firele de legatura sunt cu niste bucsi speciale-e mai complicatCu fire mie personal mi se pare mai sigur
CAP3 MONTURA DE PRINDERE A GENERATORULUISISTEMUL DE IESIRE DIN VANTCOADA
Detaliile de executie sunt prezentate in manualul lui Hugh PigottRecomand a se folosi editia 2009 sau mai recent (daca o exista) fiindca aici apare o modificare importanta si anumeoffsetul(decalajul) axului turbinei fata de axul stalpului este pe partea dreapta fata de editiile anterioare unde era pe stangaOffsetul 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 fenomenulSe pot folosi fuzete de BMW Opel Vectra(fuzeta spate) sau rulmenti tip UCFAcestia din urma au avantajul ca au flansa de prindere patrata-deci se pot fixa cu suruburi de un cornier- si au camasa interioara lataTrebuie ca un rulment sa fie radial celalat radial -axialSingura problema la acest tip de rulmenti este faptul ca trebuie facut un ax de adaptare intre rulment si flansa de prindere a discurilor generatoruluiLa executia monturii de prindere trebuie atentie la acel unghi de 4 grade al axului generatorului fata de verticalaCalculul iesirii din vant se face astfel
Forta de impingere a turbinei Ft=(D2 x v2)24 unde D=diametrul turbinei v=viteza vantuluiMomentul 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 10msFt=(42x102)24=667kgMt=667x010=667kgmDeci avem nevoie de un moment al fortei dat de coada de 667kgm care sa echilibreze momentul turbineiMomentul fortei dat de coada Mc=Fc x Lc unde Fc=forta data de greutatea cozii Lc=lungimea coziiFc=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 15kgFc=15x0707x0342=363kgLungimea cozii va fi Lc=McFcAsa cu am zis Mt=Mc deci Lc=667363=184mCalculul este oarecum aproximativ greutatea trebuie optimizata prin incercariSuprafata cozii functie de diametrul turbinei este data in cartea lui PigottPentru coada se poate folosi policarbonat alucobond tabla de aluminiuetcNu recomand PAL sau OSB fiindca sunt sensibile le umezeala(chiar si vopsitelacuite cantul tot trage umezeala)
Mai am de facut niste completari la ce am spus in capitolul precedentMare atentie la acel unghi de 4 grade-inclinatia axului generatorului fata de orizontalaEu nu am dat importanta acestui lucru-de fapt m-am grabit sa o ridic cu niste pale noi facute de ArcadiusDesi aveam o distanta de 20cm intre pala si stalp la o furtuna am patit astaApoi 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 cursaIn momentul cand am pus palele de 2m nu am mai modificat sistemul(facut initial pentru pale de 1m) si rezultatul a fost astaBalamaua s-a largit si coada a atins in eliceAsa 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 totalFericire maxima pe capul meu in ambele situatii
CAP4 PALELE
Pentru pale avem mai multe variante1Le confectionam singuriPentru 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 slefuitorEu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si incrImagine publicată2Le comandam lui ArcadiusAre lemn indemanare si experientale face repede si ies foarte bineTotul e sa nu il grabiti3Le comandati pe httpwwwecoalternativro(adica la subsemnatul)Sunt din fibra de sticla impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate4Le comandam in China dar au un profil de tot rahatul - seamana mai mult cu vasle de barcaAtentie 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 functioneazaPentru 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 vantuluiProblema la eolienele chinezesti asta estese face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maximaOri se arde generatorul ori este prea mic si nu are efectRezultatul este cel din pozele de susCunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luniPentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mmCu discuri de lemn asa cum e dat in cartea lui Pigott mi se pare cam fragila prinderea
CAP5- PARTEA ELECTRICAELECTRONICA
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 masivLa 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 bateriiAcest cuplaj este necesar fiindca in timp datorita rotirii eolienei dupa vant cablurile se pot rasuci si torsionaPrin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurileNu 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 etcSa analizam pierderile de puterePresupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza 90 spire bobina CuEm fi 2mmRezistenta unei faze este de 09 ohmi(caculat de mine)Cablu spre baterii 6mmp lungime 40mRezistenta cablului este de 011ohmiRezistenta totala pe generator este de 09+09=18 ohmi(intra in calcul doua faze)Rezistenta totala a cablului 022 ohmi(unul dus unul intors asa merge curentul)Tensiunea la bornele bateriilor 24VCurentul de incarcare 20AFericire maxima generatorul produce P=U x I=480WImagine publicatăNumai ca din acesti 480W avem asaPierderi in generator P=R x I2=18 x 20x 20=720WPierderi pe fire=022 x 20 x 20 =88WAdica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288WAdica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşouFacem calculul pt 50A Nu fiindca Imagine publicatăSi am considerat bobonele cu fir de 2mmPentru redresare recomand punti tip KBPChttpwwwtmeeurodc-componentsSe folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele pentru a pune diodele in serieTeoretic ar tine pana la 100A lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70ARadiator cat mai mareTipul astahttpwwwtmeeuro00radiatoareCu 4 punti pe el la 30-40A la temperatura exterioara de 5 gradetot 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 ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
Am folosit sistemul inchisConexiunile cu firele de legatura sunt cu niste bucsi speciale-e mai complicatCu fire mie personal mi se pare mai sigur
CAP3 MONTURA DE PRINDERE A GENERATORULUISISTEMUL DE IESIRE DIN VANTCOADA
Detaliile de executie sunt prezentate in manualul lui Hugh PigottRecomand a se folosi editia 2009 sau mai recent (daca o exista) fiindca aici apare o modificare importanta si anumeoffsetul(decalajul) axului turbinei fata de axul stalpului este pe partea dreapta fata de editiile anterioare unde era pe stangaOffsetul 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 fenomenulSe pot folosi fuzete de BMW Opel Vectra(fuzeta spate) sau rulmenti tip UCFAcestia din urma au avantajul ca au flansa de prindere patrata-deci se pot fixa cu suruburi de un cornier- si au camasa interioara lataTrebuie ca un rulment sa fie radial celalat radial -axialSingura problema la acest tip de rulmenti este faptul ca trebuie facut un ax de adaptare intre rulment si flansa de prindere a discurilor generatoruluiLa executia monturii de prindere trebuie atentie la acel unghi de 4 grade al axului generatorului fata de verticalaCalculul iesirii din vant se face astfel
Forta de impingere a turbinei Ft=(D2 x v2)24 unde D=diametrul turbinei v=viteza vantuluiMomentul 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 10msFt=(42x102)24=667kgMt=667x010=667kgmDeci avem nevoie de un moment al fortei dat de coada de 667kgm care sa echilibreze momentul turbineiMomentul fortei dat de coada Mc=Fc x Lc unde Fc=forta data de greutatea cozii Lc=lungimea coziiFc=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 15kgFc=15x0707x0342=363kgLungimea cozii va fi Lc=McFcAsa cu am zis Mt=Mc deci Lc=667363=184mCalculul este oarecum aproximativ greutatea trebuie optimizata prin incercariSuprafata cozii functie de diametrul turbinei este data in cartea lui PigottPentru coada se poate folosi policarbonat alucobond tabla de aluminiuetcNu recomand PAL sau OSB fiindca sunt sensibile le umezeala(chiar si vopsitelacuite cantul tot trage umezeala)
Mai am de facut niste completari la ce am spus in capitolul precedentMare atentie la acel unghi de 4 grade-inclinatia axului generatorului fata de orizontalaEu nu am dat importanta acestui lucru-de fapt m-am grabit sa o ridic cu niste pale noi facute de ArcadiusDesi aveam o distanta de 20cm intre pala si stalp la o furtuna am patit astaApoi 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 cursaIn momentul cand am pus palele de 2m nu am mai modificat sistemul(facut initial pentru pale de 1m) si rezultatul a fost astaBalamaua s-a largit si coada a atins in eliceAsa 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 totalFericire maxima pe capul meu in ambele situatii
CAP4 PALELE
Pentru pale avem mai multe variante1Le confectionam singuriPentru 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 slefuitorEu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si incrImagine publicată2Le comandam lui ArcadiusAre lemn indemanare si experientale face repede si ies foarte bineTotul e sa nu il grabiti3Le comandati pe httpwwwecoalternativro(adica la subsemnatul)Sunt din fibra de sticla impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate4Le comandam in China dar au un profil de tot rahatul - seamana mai mult cu vasle de barcaAtentie 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 functioneazaPentru 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 vantuluiProblema la eolienele chinezesti asta estese face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maximaOri se arde generatorul ori este prea mic si nu are efectRezultatul este cel din pozele de susCunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luniPentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mmCu discuri de lemn asa cum e dat in cartea lui Pigott mi se pare cam fragila prinderea
CAP5- PARTEA ELECTRICAELECTRONICA
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 masivLa 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 bateriiAcest cuplaj este necesar fiindca in timp datorita rotirii eolienei dupa vant cablurile se pot rasuci si torsionaPrin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurileNu 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 etcSa analizam pierderile de puterePresupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza 90 spire bobina CuEm fi 2mmRezistenta unei faze este de 09 ohmi(caculat de mine)Cablu spre baterii 6mmp lungime 40mRezistenta cablului este de 011ohmiRezistenta totala pe generator este de 09+09=18 ohmi(intra in calcul doua faze)Rezistenta totala a cablului 022 ohmi(unul dus unul intors asa merge curentul)Tensiunea la bornele bateriilor 24VCurentul de incarcare 20AFericire maxima generatorul produce P=U x I=480WImagine publicatăNumai ca din acesti 480W avem asaPierderi in generator P=R x I2=18 x 20x 20=720WPierderi pe fire=022 x 20 x 20 =88WAdica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288WAdica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşouFacem calculul pt 50A Nu fiindca Imagine publicatăSi am considerat bobonele cu fir de 2mmPentru redresare recomand punti tip KBPChttpwwwtmeeurodc-componentsSe folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele pentru a pune diodele in serieTeoretic ar tine pana la 100A lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70ARadiator cat mai mareTipul astahttpwwwtmeeuro00radiatoareCu 4 punti pe el la 30-40A la temperatura exterioara de 5 gradetot 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 ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
Pentru pale avem mai multe variante1Le confectionam singuriPentru 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 slefuitorEu mi-am facut singur primele pale de 1m si aveam rumegus si incrImagine publicată2Le comandam lui ArcadiusAre lemn indemanare si experientale face repede si ies foarte bineTotul e sa nu il grabiti3Le comandati pe httpwwwecoalternativro(adica la subsemnatul)Sunt din fibra de sticla impregnata in rasina epoxi speciala si vacuumate4Le comandam in China dar au un profil de tot rahatul - seamana mai mult cu vasle de barcaAtentie 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 functioneazaPentru 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 vantuluiProblema la eolienele chinezesti asta estese face franarea electromagnetica cand elicea e pe turatie maximaOri se arde generatorul ori este prea mic si nu are efectRezultatul este cel din pozele de susCunosc pe cineva care a instalat cateva eoliene chinezesti si le schimba palele cam la trei luniPentru sistemul de prindere pe ax recomand varianta asta-tripode din tabla de 4-6mmCu discuri de lemn asa cum e dat in cartea lui Pigott mi se pare cam fragila prinderea
CAP5- PARTEA ELECTRICAELECTRONICA
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 masivLa 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 bateriiAcest cuplaj este necesar fiindca in timp datorita rotirii eolienei dupa vant cablurile se pot rasuci si torsionaPrin defacerea cuplei se dezrasucesc cablurileNu 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 etcSa analizam pierderile de puterePresupunem ca avem un stator cu 3 bobine pe faza 90 spire bobina CuEm fi 2mmRezistenta unei faze este de 09 ohmi(caculat de mine)Cablu spre baterii 6mmp lungime 40mRezistenta cablului este de 011ohmiRezistenta totala pe generator este de 09+09=18 ohmi(intra in calcul doua faze)Rezistenta totala a cablului 022 ohmi(unul dus unul intors asa merge curentul)Tensiunea la bornele bateriilor 24VCurentul de incarcare 20AFericire maxima generatorul produce P=U x I=480WImagine publicatăNumai ca din acesti 480W avem asaPierderi in generator P=R x I2=18 x 20x 20=720WPierderi pe fire=022 x 20 x 20 =88WAdica de fapt generatorul produce 480+720+88=1288WAdica la 20A avem acolo sus in varful stalpului un mic reşouFacem calculul pt 50A Nu fiindca Imagine publicatăSi am considerat bobonele cu fir de 2mmPentru redresare recomand punti tip KBPChttpwwwtmeeurodc-componentsSe folosesc cate una pe fiecare faza si se leaga cele doua borne ~AC intre ele pentru a pune diodele in serieTeoretic ar tine pana la 100A lui CristiBMW i-au plesnit doua la doar 70ARadiator cat mai mareTipul astahttpwwwtmeeuro00radiatoareCu 4 punti pe el la 30-40A la temperatura exterioara de 5 gradetot 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 ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
usor sunt mai ieftineDiferenta de pierdere de putere datorita caderilor diferite de tensiune e nesemnificativa in comparatie cu cat pierdem pe stator fire etcToate conexiunile se fac cu conductor litat cositorit la capete reglete de putere etcSchema regulatorului este astahttpssitesgoogleulatorincarcareSau mai nou userul pisicamatache a conceput alta schemahttpwwwelforumr3542ampstart=2055Eu o folosesc pe prima Arcadius a testat-o si pe a doua si e foarte multumit de eaPe panoul frontal se punvoltmetru(digital neaparat se citeste tensiunea la zecime de volt) ampermetru(poate fi analogic sau digital)Dotari optionale Greenmeter de la userul siulianDatalogger(afisare si stocare datetensiune baterie curent incarcare curent consumat temperatura dataora) de lahttpwwwecoalterniidata-loggerAlte chestii de finetestalp cu ridicare hidraulica iluminat pe timp de noapte alimentat prin cablul de la generator proiector cu led pentru turbina(trebuie sa o vedem si noaptea nu) discutam pe PM
Si acum dupa ce am construit eoliana cateva instructiuni de exploatareIn mod sigur dupa ce se ridica o eoliana cel putin 3 zile nu bate vantul-deci nu se invarte- si o saptamana nu incarca nimicAsa de-a naibiiEu am avut niste experiente foarte interesanteAm pornit cu o jucarie cu pale de 08 m si magneti 30x30x10Toate bune si frumoase numai ca pornea foarte greuApoi am facut alte pale de 12m apoi cele din fibra de 15m la care am dublat magnetii-i-am facut 30x30x20La o furtuna de prin martie aveam in curte un elicopterAsa ca am hotarat sa fac un generator mai mare cu magneti 60x30x15
Aici au inceput problemeleElicea nu se tura pana la 3ms incarca ceva intre 4 si 8ms 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 paleDe abia la peste 10ms 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 maride 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 120) asa ca am rupt doua seturi de pale de lemnNumai patru drumuri la Tulcea cat au fost
Probleme in exploatare
-Nu neglijati aspectul echilibrarii statice si dinamice a palelorEu stiu doua cazuri de coada rupta si altul de stalp rupt(cu tot cu generator) din cauza asta
-Nu lasati elicea pe liberDin cauza cresterii tensiunii se arde toata electronica(punti redresoare regulator etc)
-Inghetat generatorDin cauza fenomenului freezing-rain se depune gheata pe magneti si se lipesc de statorIntr-o iarna am dezghetat generatorul cu un traf de sudura si rezultatul a fost o mare balanganeala a stalpuluiPala de jos era mai grea din cauza ghetii iar in momentul in care turbina a pornit facea ca toti draciiAm pus-o in scurt imediatApropos la partea electrica trebuie pus neaparat un comutator care sa puna fazele(nu + si -) in scurt pentru cazuri de urgenta
-Chiciuragheata pe paleAfecteaza foarte mult aerodinamica turbineiLa furtuna de cod rosu din 24-24 ianuarie anul asta eu nu am vazut mai mult de 20A si 150 rpm in golNu 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 diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
inseriaza pe incarcare mai multe diodepunti redresoare pt a lasa elicea sa se turezeSau se comanda la pisica matache un PWM care lasa elicea sa se tureze pana la turatia optima
-Impamantarea stalpuluiNeaparat fiindca CristiBMW a avut o experienta foarte neplacuta din fericire nu s-a soldat cu pagubeEu 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
Spor la treaba
