Eoliene multiple cuplate la un singur generator

[unGuru]

Intentionez sa-mi construiesc o eoliana, dar as dori o solutie cae sa afecteze cat mai putin peisajul - prin aspect, zgomot etc. In consecinta, m-am gandit sa construiesc cateva mini-eoliene (cu inaltime mica) pe care sa le cuplez la un singur generator (PMG), deci sa fie conectate oarecum in paralel. Eolienele vor fi montate pe un acoperis-terasa. O posibila solutie ar fi niste eoliene tip VAWT (Darrieus, Savonius etc) dar montate orizontal. Aici ar fi doua variante: sa aiba ax comun, si sa fie "insirate" pe acest ax dintr-un capat intr-altul al terasei (vreo 9m) sau sa aiba ax separat, dar sa actioneze fiecare (printr-un sistem de transmisie gen ambreiaj auto sau "ambreiaj" de bicicleta) un ax comun, pe care se va afla generatorul.Apropo de generator, vreau sa-l pozitionez indoor, imediat sub acoperis sau afara, dar intr-o incinta separata, pentru protectie la intemperii, antifonare, racire fortata (daca va fi cazul), interventie/mentenanta rapida, cuplare directa (cabluri foarte scurte) la baterii/invertor etc.O alta varianta constructiva ar fi tot cu VAWT, dar montate vertical (una langa alta) si fiecare sa fie cuplate prin acelasi "ambreiaj" la axul generatorului.Problema este ca, la o prima analiza, eoliana cu viteza cea mai mare va face toata treaba(!) - restul mergand in gol. Asta daca ma gandesc la un "ambreiaj" gen bicicleta (cuplare on-off). Cu un ambreiaj cu disc, gen auto, probabil fiecare eoliana ar putea transfera catre generator exact cata energie produce in acel moment.Are cineva vreo idee despre modalitatea practica de implementare a unei astfel de solutii?PS: In aceasta idee, vreau sa construiesc generatorul cat mai mare (3-5kw) in ideea ca-i mai adaug "eoliene" pe parcurs, pentru ca am mai reperat alte cateva zone (tot pe acoperis, tot cam in acelasi perimetru) unde sunt niste curenti de aer destul de puternici si relativ "constanti".Multumesc anticipat pentru orice sugestie. Vorbim dupa aia si despre generator! ;)

[unGuru]

BTW, ma intereseaza inclusiv parerile critice.. ;)Tot in legatura cu subiectul.. am incercat sa culeg informatii (n-am prea gasit, din pacate) privind o modalitate de pastrare a turatiei generatorului intr-o plaja cat mai restransa, prin intermediul unei "cutii de viteze". Evident, vorbesc tot despre generatorul cu ax separat de cel al eolienelor. Stiu ca este mai eficient (din punct de vedere al randamentului) sa lasi generatorul sa debiteze cat vrea (si sa faci "nivelarea" electronic) dar ar fi fost interesant sa pot macar multiplica turatia la viteze mici ale vantului respectiv a o demultiplica la viteze foarte mari (uragane, tornade etc!). O alta idee pe care vreau s-o implementez este de a mixa tipurile de eoliene, respectiv sa am unele "de start" (cu pornire la viteze foarte mici ale vantului) - Savonius sau ceva asemanator - care sa le "porneasca" pe cele mari ("de productie").E cineva impotriva?!

[aureliu67]

Salut!

O idee foarte interesanta pentru ca permite obtinerea unei forte mai mari folosind mai multe instalatii mici. Deci poti obtine energie multa fara sa construiesti o instalatie f. mare.

Eu intentionez pe viitor sa testez personal o verticala cu palele rotative (rata 2:1) pentru ca mi se pare ca are cel mai mare randament. In comparatie cu Savonius la asta pala care se misca impotriva vantului se orienteaza paralel curentului de aer si deci nu franeaza cand se misca contra vantului spre deosebire de restul modelelor.

Nu cred ca este buna ideea ca o verticala sa o montezi pe orizontala pentru ca directia vantului trebuie sa fie mereu perpendiculara axului. Din acest motiv si se monteaza pe verticala. Insa metoda de a prelua forta de la mai multe mi se pare foarte indrazneata si cred ca este realizabila. Partea mai dificila din punctul meu de vedere (nu sunt inginer..) va fi la realizarea schimbatorului de viteze. Eu as opta pentru un sistem asemanator cu cel de la bicicleta dar care sa foloseasca lant de la motociceta sau combine. "Stelutele" de multe dimensiuni le vei face singur in functie de turatiile pe care vrei sa le obtii. Avantajul ca poti obtine la o greutate f mica o gama larga de viteze. Poti obtine atat reductii cat si multiplicari, in functie de viteza vantului, dar mai bine un functie de tensiunea de la bornele generatorului. Parerea mea este ca in functie de tensiune, un microcontroler trebuie sa comande deplasarea lantuli in sensul maririi sau scaderii turatiilor ca sa mentina tensiunea in intervalul prestabilit. Cred ca prin folosirea lanturilor poti executa si preluarea fortei de la toate eolienele verticale. Avantajul este ca pierderile sunt mai mici fata de alte metode si in special fata de angrenajele cu ajutorul rotilor dintate. Plus ca sunt mai silentioase.

Este o idee foarte interesanta si voi urmari cu mare interes cum vor merge lucrurile...

Mult succes si nu te lasa descurajat de nimeni.

[unGuru]

Multumesc pentru opinie si pentru interesul acordat!

 

Am studiat si eu destul de mult problema (eolienelor), iar ceea ce ai remarcat este foarte corect: modelele VAWT (montate "corect", cu axul vertical) sunt mai putin sensibile la curentii turbionari, de joasa altitudine (cum sant cei de la nivelul acoperisului unei case) deoarece acele modele de eoliene preiau forta vantului din orice directie.

 

DAR.. in cazul meu, am studiat (si am observat si practic) o anumita teorie (efectul "edge flow") care se refera la traiectoria (si intensitatea) curentilor de aer care intalnesc un obstacol (o cladire, in acest caz). Teoria este aplicabila in mod concret chiar in cazul unor astfel de constructii "plate" (gen hale de productie, mall-uri - dar si locuinte, in cazul meu!). Mai exact, este vorba despre intensificarea curentilor de aer in zona in care vantul traverseaza respectivul obstacol: tendinta curentilor de aer este de a "urca" respectivul perete, apoi au o traiectorie oarecum diagonala urmand sa se apropie ("lipeasca") de acoperis, la o distanta (fata de margine) comparabila cu inaltimea respectivului perete. Am sa anexez totusi o imagine pentru exemplificare (sau se poate interoga google: "edge flow wind turbine").

 

 

Asadar, in acest caz particular, curentii de aer sunt relativ directionati, avand sensul de deplasare dinspre marginea cladirii spre centrul acesteia. Deci, montand eoliana chiar la margine, va exista un flux de aer perpedicular pe axul si palele acesteia (ma refer la modelul VAWT "culcat", pe care-l invocam anterior).

 

Revenind la modul de insumare a puterilor mini-eolienelor, inca n-am aflat o solutie facila (si economica). M-am gandit la o solutie gen ambreiaj clasic - deci fiecare eoliana sa fie cuplata printr-un ambreiaj la axul comun, pe care este montat generatorul - sau un alt fel de transmisie (ambreiaj multidisc, "fluid coupling" etc) care sa permita transferarea puterii (oricat de mica) de catre fiecare eoliana catre generator.

 

In orice caz, as merge pe o solutie ceva mai simpla, cu riscul existentei unor pierderi ceva mai mari (voi suplimenta prin puterea cumulata - as accepta ca una dintre mini-eoliene sa munceasca doar pentru a suplini pierderile!).

 

M-am gandit si la varianta cuplarii directe, prin intermediul unor curele de transmisie ordinare. De obicei, eolienele se "invart" destul de usor, iar daca una-doua dintre ele va fi fortata sa "tina pasul" cu celelalte, aflate in bataia vantului.. poate ca nu ar fi o asa mare problema (pierdere). Oricum, procesul in sine ar fi foarte dinamic, deoarece eolienele "lider" se pot schimba permanent, in functie de cum bate vantul.

 

Referitor la stabilizarea turatiei.. m-am gandit la o solutie cu o roata volanta, cuplata pe axul generatorului.. care nu numai ca ar inmagazina energia, dar ar contribui si la stabilizarea turatiei generatorului. Apropo de asta, chiar exista o teorie privind "inmagazinarea" energiei intr-o roata volanta (deci se inmagazineaza energie cinetica) - asta ca alternativa la stocarea energiei in baterii (ce-i drept, pentru durate mai scurte de timp).

 

PS: Multumesc pentru sustinere, n-o sa ma dau batut/invins! Doresc de foarte mult timp sa devin "verde" iar daca tot va fi sa investesc niste bani, as vrea s-o fac cat mai rational si eficient. Pentru a capta suficienta energie cu niste eoliene mici (care sa nu "deranjeze" peisajul) ar fi trebuit sa confectionez o multime de generatoare.. si, sincer, prefer (si este mai rentabil) sa construiesc unul de 3-5kW decat 5 de 1kW (sau, mai rau.. 10 de 500W, dupa schemele lui Piggott!).

[aureliu67]

Argumentele m-au convins. Acum inteleg de ce vrei sa orizontalizezi verticala. Eu zic ca e f fiabila ideea mai ales ca instalatia devine si foarte compacta. Sustin ideea ca ai putea folosi sistemul de la bicicleta care permite miscarea doar in o directie desi eu cred ca nu se merita. In primul rand complica constructia si o scumpeste (cel mai important factor) . In al doilea rand nu cred ca vitezele curentilor sunt chiar atat de diferite.. ( poate ca ai dreptate pt ca ai studiat mai atent). Sunt deacord cu faptul ca mecanismele vor ajuta sa mareasca randamentul dar nu stiu daca castigul merita efortul.. Pe de alta parte in cazul diferentelor oricum va functiona doar turbina lider dar nu va putea depasi viteza majoritatii turbinelor din cauza cauca ca nu va avea fota necesara si va astepta sa fie ajutata de restul. Ai pitea sa ai surpriza ca toate turbinele se vor roti egal si ca nu sa meritat . In legatura cu volanta conectata la un multiplicator.. nu stiu ce sa zic.. Pornirea va fi mai lenta dar desigur turatiile vor fi mai stabile, adica mai uniforme. Aici trebuie facute experimente sa vedem daca nu cumva pierzi avantajul verticalelor de a porni na vanturi slabe. Ca sa pornesti volanta o sa ai nevoie de un impuls mai mare decat sa porneasa turbina singura.. Si dupa cum stim o volanta e mai eficienta la o viteza mai mare. Dar ca sa obtii o viteza mai mare ai nevoie de mai multa forta. Acum nu stiu care e puterea curentilor, poate ca ai dreptate si aici..La acest capitol ma abtin pt ca nu cunosc. Eu cred ca pentru inceput e bine sa faci ceva zimplu ca sa poti sa estimezi eficienta si beneficiile la scara mare..Totusi volanta pe timp de furtuna nu te salveaza.Parerea mea ca un control al turatiilor este necesar la orice tip de eoliana , indiferent daca optezi pt volanta sau pentru alte metode..

[Dr.L]

S-a scris pe forum (probabil in subiectul mare cu eoliana) ca 2 eoliene mai mici sunt mai ieftine decat una mareSi e clar ca sistemele electrice se pot lega intre ele mult mai usor decat cele mecanice (si cu randament mai mare!)Poate ar fi mai bine ca fiecare eoliana sa aiba propriul generator

[aureliu67]

Probabil ca ca aveti dreptate dar partea cea mai scumpa este anume generatorul.. Pentru cei fara resurse financiare (eu de exemplu) cred ca este preferabila varianta propusa de autor.Cine isi permite sa investeasca va alege varianta Dvs. Totusi varianta autorului este destul de originala si neobisnuita. Merita incercata cred.. Doar asa putem afla daca e mai bine sau e la fel ca in turbinele obisnuite.

[unGuru]

Singura problema cu transmisia gen bicicleta este ca va transfera energie doar eoliana mai rapida - celelalte vor "pedala" in gol. E ca si cand sunt doi cai la o caruta: trage doar unul, iar celalalt (mai lenes) se chinuie doar sa stea drept! ;)O solutie gen ambreiaj ar fi insemnat ca fiecare eoliana sa cedeze, in orice moment, atata energie cat produce. O idee de implementare (daca n-ar fi fost costisitoare) ar fi fost ca fiecare eoliana sa actioneze asupra unei pompe de presiune (cu un fluid, sa zicem ulei) pe care sa-l preia dintr-un rezervor (baie) comun si sa-l injecteze intr-o alta incinta (tot comuna); din respectiva incinta, sa fie alimentata o turbina cu ulei, care sa actioneze direct generatorul. De la turbina aceasta, fluidul se intoarce in rezervorul comun si ciclul continua in permanenta.Sper ca s-a inteles ideea: fiecare eoliana, cind se invarte cat de putin, injecteaza (cat de putin) fluid in incinta respectiva, de unde se controleaza (si chiar se poate face un reglaj excelent, functie de sarcina generatorului) cat fluid sa actioneze turbina (cu ulei) care actioneaza generatorul.Ce-i drept, ideea asta mi-a venit studiind niste metode mai "ciudate" de stocare a energiei (e o aplicatie chiar cu eoliene). Este vorba despre un rezervor imens de apa (un put vertical, subteran), cilindric, care are ca "dop" un piston care actioneaza gravitational (sub propria-i greutate). Alaturi de acest cilindru se afla un rezervor tampon (lac, in cazul respectiv).Fiecare eoliana din zona actioneaza o pompa care introduce apa (din lac) in acel rezervor. Asadar, exista tot timpul o presiune minima in acel cilindru, exercitata de greutatea acelui piston plus coloana de apa de la momentul respectiv (aceasta variaza, evident). Din cilindrul respectiv este alimentata o turbina (cu apa) care actioneaza generatorul electric (putere de ordinul MW, la dimensiunile alea). In felul acesta, se efectueaza atat o insumare a puterilor (oricat de mari/mici, la un moment dat, ale eolienelor) cat si o stocare foarte convenabila (ieftina, "pe viata" - spre deosebire de baterii) a surplusului de energie.Ca o chestie amuzanta, poate aparea si in acest caz un "deep discharge" (ca la baterii!).. doar ca nu se strica nimic (cum e in cazul bateriei); pur si simplu, cand eolienele incep sa furnizeze energie, se incarca respectivul cilindru (practic, se ridica pistonul) si tot asa..PS: Reanalizand aceste aspecte, parca-parca imi vine sa merg pe aceasta varianta! Mai ales ca bateriile erau unul dintre punctele nevralgice (si foarte costisitoare) ale sistemului pe care vreau sa-l implementez. Totul e sa stabilesc realizarea practica cea mai convenabila: lac-cilindru-piston sau baie de ulei-incinta presurizata.. ;)

[unGuru]

Stau cu mana pe mouse, de vreo saptamana, pe supermagnete.de sau pe solbergavind.se, gata-gata sa dau click pe o comanda de magneti (neodim). Daca as cumpara pentru un generator de sub 1KW, m-ar costa vreo 4-500EUR.. daca as lua pentru un generator de 3-5KW, m-ar costa vreo 8-900EUR. De asta am initiat aceasta discutie, sa stiu daca are rost sa "arunc banii" pe un generator de 1KW (si cu siguranta voi avea nevoie de mai mult de 1KW) sau sa construiesc direct un generator de 3-5KW.Pe langa pret, nici nu vreau sa ma gandesc la manopera a 3-4-5 generatoare, in loc de unul mai mare!Poate ca as fi optat totusi pentru o singura eoliana (mai luuuunga, dintr-un capat intr-altul al acoperisului) si rezolvam problema, avand un singur generator. Dar exista si alte zone apropiate unde de asemenea sunt curenti puternici de aer, in permanenta (in zona colturilor, in lateral) si TREBUIE(!) sa instalez si acolo niste eoliene (iar acelea cu siguranta vor fi verticale, datorita geometriei curentilor de aer din acele zone, cat si pentru design - vor "incadra" simetric eoliana luuuunga de pe marginea acoperisului). Asadar, vreau/nu vreau voi avea cel putin 3 aoliene distincte (daca le unesc pe cele orizontale intr-una singura). Si cum trei generatoare n-am de gand sa fac.. trebuie sa gasesc o solutie sa insumez energia cinetica! @aureliu67:Multumesc pentru sustinere! Eoliana orizonatala (probabil va fi ceva in genul celei din imaginea prezentata anterior) o voi construi din 3-4 elemente distincte (cu ax separat, dar aliniat). Intr-o prima faza, voi cupla direct axele celor 4 eoliene, sa vad cum se "descurca" interconectate (fara ambreiaj etc) si voi putea astfel sa fac diferenta intre comportarea lor separata si cea in grup. Asadar, va exista o confirmare practica asupra necesitatii sau nu de a se folosi un sistem mai complex de transmisie (ambreiaj) sau daca este acceptabila interconectarea directa.

[costinium6]

ungure... la ce naiba sa dai banii pe magneti mai, la ce vrei tu sa faci e suficient un amarat de generator cu avr, produce de pe la 300rpm pana la 5000 si se gaseste la fier vechi.daca ai dare de mana comanda supermagneti sa vedem ce faci cu ei...

[aureliu67]

Noi inca nu am hotarat cum construim turbina eoliana. Generatorul este cu totul alta poveste.. Totusi multiplicarea pana la 5000 rpm cred ca e enorm de mult. Nu vad o turbina care sa poata porni cu o asemenea sarcina. Dar poate ca ai dreptate in cazul ca foloseste un schimbator de viteze..

[unGuru]

@costinium6:Te referi la generatoarele pe benzina/motorina? Nu stiu ce sa zic.. eu m-am "jucat" recent cu o bormasina dintr-aia portabila, actionandu-i mandrina cu o alta bormasina, sa vad cum se comporta "in vant". Vreau sa spun ca facea un zgomot(!).. deci n-as putea sa pun pe casa un asemenea "generator" (si aia cred ca avea pana intr-o suta de watt). Am si eu un generator pe benzina, dar la ala nu-mi dau seama ce zgomot face alternatorul, din cauza "fratelui" mai mare - Briggs&Straton - care porneste primul!Iti dai seama ca eu as renunta cu usurinta la supermagneti, daca as avea o alternativa (fie ea si garbage can). Dar daca toate zecile(!) de eoliene care vor conlucra impreuna vor depinde doar de o "cutie neagra", luata de prin targ.. in caz ca voi ramane "nealimentat", am sa te caut sa-ti cer socoteala pentru un asemenea "sfat"! ;) @aureliu67:Si eu ma gandesc tot la un generator de turatie joasa.. de asta si vreau sa-l fac cu cat mai multe faze/infasurari respectiv magneti. Ar fi si mai putin solicitat mecanic, ar porni si mai usor (desi eu sper ca, odata pornit, sa nu se mai opreasca niciodata!)..

[aureliu67]

Parerea mea este ca este mai avantajos sa faci o orizontala lunga pe care o vei uni cu celelalte fara complicatii multe. Sistemul hidraulic este eficient la puteri mari (forta valurilor de ex). Daca vom calcula pierderile prin frecarea uleiului, transformarea fortei uleiuiui in rotatii o sa vezi ca nu se merita. Sar putea chiar sa vei fi in pierdere. Trebuie sa tii cont ca la viteza vantului mai mare turbina oricum va genera putere mai mare. Desigur ca nu va avea turatiile atat de mari dar vei castiga totusi forta. Forta este direct proportionala cu viteza vantului (in raport cu palele turbinei nu fata de axul ei) in functie de suprafata palelor. Deci daca viteza palei este mai apropiata de viteza vantului scade forta cu care actioneaza curentul de aer asupra palei. desigur ca poate sa creasca turatiile la o forta mica si asta este cam acelasi lucru in final dar ideea era ca sa intelegi ca daca se vor misca toate palele launloc simplifici enorm constructia, si nu vei avea mari diferente ca randament. Ar fi bine sa gresesc aici dar asta este doar parerea mea. Oricum ,orice metoda ai aborda, mi se pare foarte interesanta ideea. Ai putea sa faci un segment mic, experimental ca sa testezi ideea fara generator.. Sa montezi turbina in diferite locuri si sa vezi diferentele si daca se merita.

[unGuru]

Daca orizontala lunga imi va fi suficient pentru 3-5KW, probabil ma voi limita la ea (cu rezerva ca voi mai instala candva o "orizontala lunga" si in partea opusa a acoperisului, unde vantul se "lipeste" iarasi de acoperis (apropo de teoria "edge flow" amintita anterior).Oricum.. ideea cu "insumarea" mecanica ramane o provocare (pe mijlocul acoperisului, ar merge montate o serie de elicoidale mici (verticale) - acolo curentul de aer fiind mai neomogen si relativ mai sus fata de suprafata acoperisului).O alta idee care ma tot chinuie(!), legata de realizarea sistemului pe ansamblu, este realizarea unui sistem "wind lens", care sa amplifice/insumeze curentii de aer in zona eolienelor.La eolienele HAWT (tip elice) exista deja celebrul "inel" cu marginile rasfrante, care creeaza o presiune negativa in spatele elicei, ducand astfel la cresterea vitezei vantului perpendicular pe elice. Se obtine astfel (dupa experimentele lor, la viteze medii ale vantului) o crestere a randamentului de 2-3 ori.Eu am tot cautat informatii despre construirea unui "tunel" (impropriu spus; mai degraba un paravan - vertical sau/si orizontal) care sa "adune" toti curentii de aer de pe o suprafata (6-8m) si sa-i concentreze/conduca intr-o zona restransa (1-2m) unde se va pozitiona eoliana. "Background"-ul acestui artificiu o reprezinta experienta fiecaruia cand traverseaza un gang sau cand deschizi o usa/geam si "te trage curentul"! ;)@aureliu7:Scuze, am editat mesajul dupa ce ai postat tu.. poate-l mai recitesti, sa-mi spui ce parere ai si despre wind lens/wind tunnel (amplificator).

[aureliu67]

Cu asta sunt deacord. Si imi place mult ideea..Mai ales ca daca ai suficienta putere poti cupla un generator obisnuit de turatii mari, si atunci o cuplezi directdupa volanta..Dar asta doar daca ai multa putere... ceea ce e greu de obtinut... Eu as prefera transmisia prin lanturi puternice..