vineri, 22 aprilie 2011

Generatoare eoliene - sfaturi practice -

•  Puterea disponibila la palete este proportionala cu patratul diametrului rotorului. Cu alte cuvinte, daca dublati diametrul elicei, mariti puterea de patru ori. Multi veti spune “aa, pai super, fac palele de 2-3 ori mai mari ca sa fiu sigur ca e destula energie”. GRESIT!.. inainte de a va aventura la modele de generatoare mari, foarte mari sau uriase, trebuie sa va ganditi daca intreg sistemul rezista si la un vant mai puternic sau chiar la o furtuna. Ideea nu e sa fie cat mai mare, ci sa fie foarte bine proportionat ca sa reziste si sa fie functional. Pale mari inseamna un ax mai solid, material mult mai rezistent pentru pale, structura de sustinere mai solida, si nu in ultimul rand sistem electric calculat pentru o energie mai mare. E pacat sa munciti de pomana.
•  Mecanica trebuie sa fie cat mai simpla. Chiar daca briz-briz-uri si parghii, motorase, arcuri si alte alea, ar face aparatul mai frumos si mai interesant, cu siguranta ii scurteaza viata. Lucrurile complicate (doar asa de dragul artei) se strica repede, deci incercati sa fie totul simplu si cat mai robust, fara sisteme complicate.
•  Generatorul (palele cu ax si generator adica) trebuie urcat cat mai sus posibil pentru a evita turbulentele de aer provocate de obstacole precum garduri, blocuri, copaci, stanci, etc. Tot aici veti gasi si o schema cum se poate ridica de la sol o constructie masiva:
•Constructia si ridicarea turnului de sustinere
•Locul de amplasare si curenti de aer de care trebuie sa va feriti
Sa montati generatorul pe acoperisul unei case NU este o solutie. Se formeaza prea multi curenti instabili de aer care pot duce la distrugerea aparatului iar vibratiile fac un zgomot insuportabil datorita rezonantei acoperisului, deci nu incercati improvizatii de acest gen nici macar pentru turbinele mici.
•  Nu subestimati puterea vantului. Chiar daca aparatul pare robust si rezistent la sol, dupa multe ore de functionare la turatii mari s-ar putea sa cedeze, deci asigurati-va ca face fata. Folositi mai ales cuplari mecanice unde trebuie sa imbinati componentele, sau sudura daca aveti cum. In cel mai rau caz folositi adezivi deosebit de puternici, cum ar fi cei EPOXILICI sau tip POXYPOL (se gasesc in magazin, carrefour, metro si cele de chimice, si cei mai buni pe care ii stiu sunt de la BISON)
•  Aveti grija ce fel de generator folositi. Cele de la masina sunt destul de robuste dar NU sunt recomandate pentru ca se rotesc deosebit de greu si puterea generata este limitata. Cele mai bune sunt cele „facute acasa”, care pot avea un potential urias la costuri de realizare foarte mici. Incredibil dar adevarat. Atentie la generatoarele facute acasa ca daca sunteti prea darnici la bobinaj si magneti puteti obtine pueri deosebit de mari. Multi o sa spuneti ca asta e bine,..e bine dar atentie ..puteri de ordinul a 800-2000W nu sunt asa usor de controlat.

Exista doua tipuri de turnuri.


Turnuri fixe

Unele sunt cele fixe, pe care trebuie sa va urcati ca sa amplasati turbina sau daca e nevoie de intretinere sau orice alt fel de interventie. Avantajul major este ca sunt mult mai stabile si mai rezistente si suporta mult mai bine vibratiile produse de turbina. Dezavantajul evident e ca trebuie sa va urcati pana sus ca sa puteti face modificari si alt dezavantaj ar fi ca necesita sudura (lucru inaccesibil pentru unii). Constructia lor este mai simpla decat a celor mobile dar in final presupune improvizare unei scari sau bare de urcat care ar putea 'compensa' din simplitatea constructiei. Sunt recomandate pentru generatoare grele sau cu vibratii puternice cum ar fi cele cu 2 pale si pentru generatoare industriale si de puteri foarte mari (acolo se poate suda si o scara serioasa)

Pe scurt, se toarna o fundatie de beton masiva (minim 1x1m si 0,5m inaltime), nu se recomanda utilizarea fundatiilor deja existente decat daca se stie exact cum au fost facute si cat de rezistente sunt. Se poate folosi o singura teaza groasa turnata direct in fundatie sau mai solid, trei tevi puse in piramida cu bare sudate intre ele pentru rezistenta marita.

Turn fix simplu cu scara improvizata



Turn fix masiv cu bare de rezistenta.


Scara poate fi sudata sau separata.

Turnuri mobile



Turnurile mobile sunt extrem de practice dar sunt mai dificil de construit. Avantajele sunt ca se poate cobora la sol turnul pentru a efectua operatiile de intretinere , instalare sau alte interventii la turbina (generator) si se poate demonta daca este cazul fara a fi distrus. Dezavantajele sunt proasta rezistenta la vibratii ridicate (risc sporit de distrugere a mecanismului de fixare), constructie mai dificila a partii de imbinare si utilizarea de mai multe materiale decat la turnul fix. (cabluri de ancorare, ax metalic, sistem de fixare). Personal recomand acest tip de turn de sustinere. Nu va jucati cu viata voastra, mai bine munciti mai mult la turn decat sa riscati sa faceti o scara proasta sau sa fie prea dificil de montat la inaltime generatorul.







Am sa dau aici cateva detalii despre cum se realizeaza acest tip de turn.

Baza este ca la cel fix din beton masiv turnata cu ajutorul unui cofrag din scanduri sau intr-o forma de plastic (un lighean cu fundul gaurit de exemplu) sau tabla.




In fundatia proaspat turnata se fixeaza sistemul de prindere format din doua tevi fixate in prealabil de o placa de distantare fixata cu suruburi sau o bucata de lemn intre ele si legate cu sfoara sau prinse cu banda adeziva. scopul placii de distantare este evident de a tine la distanta cele doua tevi si isi pierde din importanta dupa ce se intareste fundatia.

Cele doua tevi se gauresc suficient cat sa incapa o bara de metal care va fi axul pe care va balea turnul mobil. Axul trebuie sa fie dintr-o bara cat mai groasa si solida. Nu este important sa alunece prea bine sau sa va complicati cu rulmenti deoarece lungimea turnului mobil are efect de parghie.


Pe langa cele doua bare care formeaza suportul pentru axul pe care va balea turnul, se fixeaza in beton si o bara care are ca rol fixarea turnului in pozitia verticala. Atentie la axul dintre cele doua tevi sa fie cat mai solid si gaurile date in tevi sa nu le deterioreze prea mult deoarece acest ax va sustine intreaga greutate a turnului si a turbinei.



Pe bara de fixare sunt prevazute locuri de prindere jos si sus care permit ulterior fixarea turnului in pozitia verticala. Pot fi gauri pentru suruburi, inele, sau orice alt sistem.










Partea mobila se fixeaza la sol, se monteaza turbina se asigura ca totul este bine insurubat sau legat, dupa care se ridica si se fixeaza de bara de fixare.


Atentie la desene, sunt destul de 'explicative' sper.



Turnul se ridica cu ajutorul unui cablu tras de una sau mai multe persoane sau daca este cazul chiar de o masina. Sistemul de ghidare a cablului din figura de mai jos ajuta enorm si in caz ca nu poate fi realizat cu rotita ca in desen, incercati macar cu orice alt dispozitiv sau forma geometrica (sant sau bare in V de exemplu) care sa permita glisarea cablului si sa-l opreasca sa cada in parti. Daca nu reusiti sa faceti acest sistem simplu, ridicati cat se poate turnul, "manual" si abia pe urma folositi cablul. Altfel doar cu cablul nu veti reusi.



- Locul de amplasare si curentii de aer de care trebuie sa va feriti -







Evitati sa montati sistemul in apropierea constructiilor, copacilor sau alte obiecte care pot provoca turbulente de aer. Curentii de aer nefavorabili pot duce la vibratii foarte puternice si in final la distrugerea aparatului. De asemenea pierderile de energie sunt enorme in astfel de conditii.
Atentie la desen pentru indicatii de distante optime si locuri de amplasare.

Generatoare eoliene

- tipuri de generatoare -

Tabel comparativ pentru generatoare utilizabile


Denumire
Recomandare pentru generarea de energie eoliana

Avantaje

Dezavantaje



Alternatoare de masina

Foarte slab

Ieftine, usor de gasit, gata asamblate , putere usor de stabilizat

Necesita viteze mari, posibil sa-i trebuiasca reductor, necesita intretinere ridicata



Motoare electromagnetice cu inductie adaptate

Acceptabil

Slab

Ieftine, usor de gasit, usor de adaptat, performante la turatie mica

Puterea generata este limitata de rezistenta interna, ineficiente la turatii mari



Generatoare cu magneti permanenti, constructie proprie

Super

Potential nelimitat, puteri uriase, viteze de lucru extreme (foarte mici si foarte mari), constructie robusta

Presupune materiale speciale, timp si indemanare, ustensile si aparatura.



Motoare curent continuu

Slab

Acceptabil

Merg la viteze mici, gata asamblate, produc curent continuu

Nu merg la puteri mari, intretinere foarte ridicata, rezistenta redusa in timp, randament scazut



Servo-motoare curent continuu fara perii

Acceptabil

Foarte bun

Calitate extrema a mecanismului (opera de arta), randament bun, turatii mici

Nu se gasesc in dimensiuni mari, bobinaj foarte fin nu suporta amperaj mare, trebuie mecanism suplimentar pentru sustinerea rotorului care e fragil


Alternatoare de masina

Nu sunt indicate pentru generatoare eoliene sau hidraulice deoarece incep sa produca energie abia de la viteze mari (minim 600rpm). Sunt totusi indicate pt generatoare cu combustibil. Acest tip de generator este unul electromagnetic (fara magnet permanent). Campul magnetic e generat tot de energia produsa. Asta inseamna un randament scazut si pierderi mari de energie. Avantajul acestui sistem este ca puterea generata poate fi usor controlata. O varianta de utilizare a acestui tip de generator in generatoarele eoliene este cu ajutorul unui sistem de roti pentru amplificarea turatiei, dar implica pierderi foarte mari de energie prin frecare.

In cazuri extreme, un alternator auto poate fi adaptat sa produca energie la turatie mai mica, rebobinand-ul cu mai multe spire din conductor mai subtire (nu este recomandat persoanelor necalificate)

Produc curent alternativ.

Motoare electromagnetice cu inductie adaptate


Adaptarea motoarelor electromagnetice pentru generatoare eoliene se face prin modificarea rotorului. Rotorul unui astfel de motor este format din placi de metal si de aluminiu intercalate. Trebuie sa inlocuiti aceste placi cu magneti permanenti, preferabil neodymium, ca sa transformati acest motor intr-un generator cu magnet permanent. Inlocuirea placilor se poate face perforand sau taind placile rotorului cat sa incapa magnetii. Problema cea mai mare este procurarea de magneti care sa se potriveasca ca dimensiune.

In practica, acest tip de generatoare pot produce maxim 10-20 amperi la viteze de 30mph cu o elice de aproximativ 2m spre deosebire de generatoarele facute din motare pas-cu-pas adaptate care pot produce in aceleasi conditii pana la 50-60 amperi.

Sunt indicate pentru puteri mici la viteze mari de vant.

Produc curent alternativ.


Generatoare cu magneti permanenti, constructie proprie

Pot genera la viteze mici dar rezista remarcabil si la viteze extrem de mari producand energie corespunzator, nu plafonandu-se ca celelalte generatoare. Sunt ideale pentru constructii serioase. In practica, un generator de dimensiune medie poate produce in jur de 700W. Generatoarele trifazice au randament mai bun dar sunt mai greu de construit. Materialele folosite se gasesc usor in comert, (lemn, discuri, rulmenti, adeziv epoxy, suruburi, conductor-lita, magneti) magnetii mult mai puternici (neodymium) se pot procura prin comanda pe internet la preturi acceptabile pentru un astfel de proiect. Pretul realizarii unui astfel de generator poate fi de pana la 10 ori mai mic decat cumpararea lui din comert (greu de gasit oricum). Magnetii deosebit de puternici sunt esentiali si fac toti banii. Se poate si improviza din magneti de hard-disk dar atentie ca au o structura deosebita si nu pot fi folositi direct (practic sunt doi magneti intr-unul ..folositi niste pilitura de fier pentru a vedea exact acest lucru..eu m-am pacalit urat de tot initial). Daca lipiciul este prea scump se poate improviza din lac si rasina dar elementele esentiale trebuie lipite cu adeziv de cea mai inalta calitate. Un avantaj major este ca puteti construi generatorul in forma si cu accesoriile de prindere pe care le doriti, fara a mai fi necesar sa improvizati un sistem de prindere.

Produc curent alternativ.

Motoare curent continuu

Aceste motoare functioneaza in curent continuu, in special de la baterie, deci nu va asteptati sa gasiti motoare de dimensiuni mari. Inauntru exista un sistem foarte fin din perii metalice sau carbuni care se degradeaza in timp si nu rezista la turatii ridicate. Merg ok la viteze mici si pot fi folositi pentru generatoare miniaturale-mici. Nu va asteptati la puteri mai mari de 100-200W.


Servo-motoare curent continuu fara perii

Aceste motoare se gasesc in componente electronice de inalta calitate (CD-ROM, computere, imprimante) si sunt o adevarata opera de arta din punct de vedere al preciziei cu care sunt realizate. Unele folosesc magneti deosebiti de puternici ( Nd-Fe-B dar destul de rar). Turatia este controlata de un sistem electronic de obicei extern motorului, altfel trebuie adaptat (scos) . Din pacate, desi sunt facute cu rulmenti (unele) pentru a suporta greutatea elicei le mai trebuie un sistem de sustinere al rotorului, format din rulmenti suplimentari preferabil de dimensiuni mai mari, adaptati. Dezavantajul major este ca nu se gasesc motoare de acest gen de dimensiuni mari si cu bobinaj gros, deci puterea rezultata este limitata. Sunt eficiente in generatoare mici.




Un comentariu :

Daily Calendar