Random Images

Print

HaziSzelKerek

 

Szélenergia bevezető

Ne felejtsük el, hogy a napenergia, részben NapKollektor részben pedig növényi olaj, alkohol és biomassza révén könnyedén fedezni tudja az egész éves emberi energiafelhasználást (évezredekig fedezte is, és ma, a megnövekedett felhasználás mellett is tudná, ha ésszel használnánk, lásd pl. HoTarolas - kb 1/2 óra alatt éri annyi napenergia a földet, amennyit az egész emberiség egy év alatt elhasznál (közlekedés + fűtés + villamos energia + táplálkozás). Még aránylag kis területhasznosítással és az elkerülhetetlen veszteségek mellett is bőséges. Ehhez képest Magyarországon a szélenergia - bár pl. az elektromos energiaigény kb 10%-át tudná fedezni, összességében (vagy akár csak a fűtési energiához képest) igen csekély. Kevesen gondolják végig, hogy a teljesítmény (azaz az időegység alatt kinyerhető energia) a szélsebesség 3. hatványával arányos. Vagyis az északi tengeri szélfarmok láttán nem gondolhatjuk, hogy nálunk is hasonló eredményekkel kecsegtet. 1/3 szélsebesség 1/27 teljesítményt jelent. Még emellett is, természetesen foglalkozni kell a széllel, csak ne ringassuk magunkat illúziókba.

 

Függőleges tengelyűek  VAWT=Vertical Axis Wind Turbine

Számos előnye van a vízszintes tengelyű szélkerekekhez képest (lásd a táblázatot, lent)

Alacsony szélsebességnél előnyös, hogy több lapát van, ami nagyobb nyomatékot biztosít (kisebb szélben is beindul). A lapátok ilyenkor alig árnyékolják egymást.

Nagyobb szélsebességnél előnyös, hogy a lapátok árnyékolják egymást, védik a szerkezetet.

Eleve alacsonyabb a forgási szögsebessége. Ez nagy szélben különösen előnyös. Ennek azért hátránya is van: több mágnes kell a generátorba (pl. nem 20 db hanem 40 db, a mágnes kb 300 Ft/db).

CSENDESEBB !

Kis átmérõjû VAWT: HaziSzelKerekAnyagLista

Ez a 3 (ill. praktikusan inkább 4)-lapátos, nem veszélyes és nem ijesztõ, mert kis átmérõjû (a forgórész kb. 45..70cm)

  • A lapátköltsége nagyon alacsony (a 3db könnyû 2m-es PVC lapát és a középsõ PVC csõ összesen 2000 Ft-ba kerül)
    • ha a távtartók (ami a képen kék toroid, a valáságban inkább 50x50 cm-es MDF19-es lap, tömege kb. 50*50*1.9 * 0.8 = 3800g a 2m-es d=70cm-es turbina kb. 14kg (a középsõ távtartó inkább rétegelt lemez, nem 19-es MDF lap). A festés (vagy üvegszálas polyészter köpeny) fontos.
  • még az állvány is többe kerül.
  • A generátor + elektronika még többe.
  • Ebbõl 6-8 db-ot érdemes használni (pl. 4-et egymás felett, 2-t pedig a kép szerint egymás mellett, asszem ellentétes irányban forgót érdemes egyébként).
  • A kereskedelmi (1db) 1.85 + 0.17 MFt  (3000W csúcs, 740 W havi átlag) helyett a (hasonló összteljesítményû 8db) költsége kb. 0.3+0.25 MFt (a második tag az állvány, ami ennél valamivel drágább, mint egy vízszintes tengelyûhöz lenne).

hátránya: amikor pont olyan irányból jön a szél, akkor az egyik leárnyékolja a másikat. Fenn a háztetõn:

 

A lámpaernyõ alakú hátránya, hogy ilyesztõen nagy a forgórész. Csendesebb és jóval biztonságosabb, mint hasonló teljesítményû vízszintes tengelyû, de pszichológiailag ... félelmetes.

Elkészítés:

Forgórész:

  • kerékagy + felni, gumi nélkül (személyautó, később akár teherautó- vagy busz-kerék)
  • kívülre kerülnek a 200mm-es PVC-csőből kivágott lapátok
  • belülre a palástra kerülnek a mágnesek (váltott polaritással, kb. 40-78 db)

Állórész:

  • E-trafómagok (lemezvasmagos), megtekercselve
  • állvány

Elektronika:

  • flyback DC-DC átalakító 12V-os akkumulátor töltéséhez
  • flyback vagy transzformátoros áramkör, ami a hálózati 50 Hz-re szinkronizáltan juttat be áramot, főleg a feszültségcsúcs körül +-45 fokban. (a számítógépek és sok csúcsegyenirányítós tápegység amúgy is innen veszi ki az energiát)
  • felügyelet/monitorozás, naplózás (vezérlő, kijelző, pl. a http://vems.hu/products/round/EN/ ill. a kerek kijelző)

 

A soklapátos függőleges tengelyűt könnyebb megcsinálni úgy, hogy viharos szélben is biztonságos legyen, és széles szélsebesség tartományban üzemeltetni (Magyarországon az alacsony szélsebességû üzem is fontos).

A soklapátos 3 dimenziós (mint a hagyma vagy a lámpabúra alakú, nem a 2D-s korong)

nagy szélben turbulenciát hoz létre maga körül, ezáltal önmagát védi meg

a túlpörgéstől (persze a terhelést hagyjuk rajta nagy szélben is, ill. ilyenkor relével plusz mûterheléssel is ki lehet egészíteni). Legjobb a hagyma-alakú (a John-os video-n zöld, 1.5 m-es) :

 


http://video.google.com/videoplay?docid=6181793827970154264&ei=s3pRSdGWBpSw2QKCtan6Cg&q=vertical+axis+wind+turbine+generator

http://www.youtube.com/watch?v=sMQKmBPKTM8&feature=related és generátor: http://www.youtube.com/watch?v=YaP3paR32-Y
 

Házilag (a hagymaalakhoz képest) a lámpaernyő alakú inkább e kivitelezhető: 

(img src=show_image.php?name=LampaernyoSzelkerek)

{

img src=show_image.php?name=LampaernyoSzelkerek}

  • D=200mm-es PVC csőből vágtam ki az 1m-es lapátokat, egyelőre csak povray raytracerben.
  • A povray file a Fájl gyûjtemény (/SzelKerek) alatt ill. vems.hu/wind/
  • A függőlegeshez képest 30 fokos lapátdőlés esetén r1=200 mellett r2=700mm (azaz a teljes átmérő kb 140 cm).
  • nem véletlenül hiányzik 4 lapát (a 28-ból csak 24 van meg). Az elindulást segíti kisebb szélben.
    • A másikban csak 16 lapát van (de nincs kihagyva). Majd elválik, melyik válik be jobban.

 Hasonló következtetésre jutottak az óriásturbina tervezői http://www.youtube.com/watch?v=FfUeWaEiKX4&feature=related szintén lámpaernyő alakú.

Figyelemreméltó az Ericsson tornya, természetesen VAWT-vel. Természetesen a maglev-ek is VAWT-k, csak a hvg  "szak"újságírója gondolja, hogy vízszintes (rossz képet használt).

Egy profi megoldás: http://www.buvarszivattyu.hu/termekeink.html Van ott még MelyKutiSzivattyu?

Prof. Dr. Györgyi Viktor világszabadalma

http://www.youtube.com/watch?v=Mlwu_5byzsM&feature=related

 

 

google: homebuilt wind generator vertical.axis  


 google: homebuilt wind generator AlacsonyFordulatuGenerator

Az alap a 12V-os aksi töltése (14.5V). Érdemes lesz  230V-os 50-60Hz-es kimenetet csinálni, olyat, ami rá tud táplálni a hálózatra, vagy másik generátor feszültségére rászinkronizálni.

Dinamikus fogyasztó: ami többet/kevesebbet fogyaszt, a rendelkezésre álló teljesítmény szerint: lehet csinálni ezekből:

  • vasalóból, fűtőtestből, villanyrezsóból, mosógép/mosogatógép fűtőbetétjéből (ha nem ette meg a keményvíz :-)
  • villanylámpából
  • aksitöltőből

Ill. van, amit egy az egyben lekapcsolni lehet, ha kevés a nafta (csökkent fogyasztásra nincs felkészítve):

  • hűtőgép
  • TV

<br>


Általános info

  • http://www.otherpower.com/otherpower_wind_tips.html
  • http://www.ingyenenergia.hu/
  • Home made HAWT: http://thebackshed.com/Windmill/default.asp
  • http://www.permanent.hu/szelgenerator.php

VAWT Design

  • VAWT lapát kialakítás: http://www.permanent.hu/kepek/wind/vlapat1.jpg
  • http://www.scribd.com/doc/3862783/Development-and-Analysis-of-a-Novel-VAWT
  • https://eprints.kfupm.edu.sa/1286/1/2008-wwec7-saeed-vawt-inv.pdf
  • Lapátforgatás, motor design, torony állítás: http://windstuffnow.com/main/darrieus_type.htm

 

Magyar oldalak


Vízszintes tengelyűek - kicsik, de a lapátjuk csúcstechnológiát igényel, zajosak és veszélyesek

A tengeren vagy szántóföldön nem gond, hogy zajosabb, és nem okoz életveszélyt sok embernek. A túlpörgésgátló ellenére komoly veszélyforrás, ami egy városban nem kívánatos.

Video, amin egy vízszintes tengelyû felrobban, és szétvágja a saját tornyát is: video2, video3 . Más vízszintes tengelyû felrobbanásáról is van video youtube-on, gyakran csak a végeredmény. Az egyik kis házi turbina lapátja átszakította a tetõt, és utána úgy állt bele az ajtóba, hogy alig bírta a tulaj kiszedni. 550km/h -val repülõ repeszdarabok nem annyira poénosak.

 

VAWT vs. Horizontal axis wind turbine
 

VAWT  Vertical Axis Wind Turbine

Soklapátos függőleges tengelyû

Horizontal axis wind turbine

Vízszintes tengelyû

alacsony szélsebesség elindul, és hasznos áramot termel el sem indul

közepes szélsebesség

(amire méretezve lett. Ezen a ponton mindkettő igen jó hatásfokú és biztonságos)

igen csendes, alig hallható
csendes, de hallható
szélvihar

megvédi, leárnyékolja  önmagát, áramot termel

(ilyenkor már ennek is van szélhangja, mint ahogy egy fának is)

fel akar robbanni és igen hangos. Vagy termel hasznos áramot, vagy nem (konstrukciótól függően)
szállítás nehezebben szállítható.  Kisebb  az átmérő, de nagyobb térfogat. Ha nem áll rendelkezésre teherautó, akkor a lapátokat érdemes a helyszínen felszerelni.

könnyebb és kisebb, pláne a 2 lapátos könnyebben szállítható. Kempingezéshes jobb.

A forgó fejegységet a helyszínen érdemes felszerelni az állványra.

generátor Alacsonyabb a fordulata. A generátorba több mágnes kell. Létezik öngerjesztésű, mágnes nélküli generátor is, de pl. egy átlag gépkocsi generátor erre a célra 2A áramot vesz fel, amely rontja a hatásfokot. Ennek is elég alacsony a fordulata, de magasabb, mint a VAWT-nak.

http://www.thekevdog.com/projects/wind_generator/

 

Lehet, hogy 200..1500kW-os szélkeréknek nem rossz választása vízszintes tengely. Továbbá amikor autóval kempingezni viszi az ember, akkor kis helyen elfér. De kis szélben kicsi a felülete, nagy szélben pedig könnyen túlpörög és szétmegy. Szélkerék teljesítménye a v^3-al arányos (az erő a 2. hatvánnyal, a fordulatszám pedig v-vel).

A http://www.accusealed.hu/szelturbinak/szelturbina.htm oldalon látható, hogy a propeller d=4.5m "3000W"-os havi átlagban 747 W-os, 5.4m/s esetén (nyilván a szélsebesség köbös átlaga szerint. A teljesítményszámító képlet szerinti theta=0.46 egyébként). Az oldalon kicsik ill. elég drága szélkerekek láthatók, amik közül a d=1.5 m-es a leggazdaságosabb, magyarországi viszonylatban megtérülése (ELMÜ árakkal számolva) 4.5 év.


Két fél hordó. 6-10 m magasan, függőles tengellyel

A hordó túl nagy. 60-120 mm-es PVC csőből felsliccelve, felmelegítve (vizeskád?) egyik részén rádiusz csökkentve, másikon növelve kialakítható egy cseppalak, aminek egyik oldala hiányzik. Sajnos ez sem tudja azt, amit a "hagyma"-alak, hogy miközben elég nagy ahhoz, hogy kis fordulaton is menjen, nagy fordulaton megvédi önmagát.


Mókuskerekes - talán készen is található (régi épületgépészeti szerkezetekben ahol ventillátorként volt használva), és általában igen halk. Viszont nem tudja olyan jól megvédeni magát, mint a hagyma vagy akár a lámpaernyő alakú.


Akkumulátor  - elavult rész, áttenni OlomAkkumulator és NagySzunetmentes

1db aksival is mennie kell ! (a 230V generáláshoz van készen 300W-os kütyü, de kell csinálni olyat, ami a hálózatba is vissza tud táplálni).

A kapcsolóüzemű áramkör ma már nem nagy dolog.

Ha az aksikat sorbakötve töltjük, elõbb utóbb a gyengébbeket ki kell szûrni (Ganz-skoda trolibusznál a sorabakötött cellák közül sok hamarabb lemerült, ami miatt az tönkremenne... elektronikával védeni kell).

 Fontos: az indítóakkumulátort el kell felejteni ! Annak vékonyak a lemezei (hogy nagy áramot le tudjon adni) ezért csak a kapacitás 20%-ig szabad kisütni, hogy tartós legyen. Mélykisütéses "targonca" akkumulátort kell szerezni (vagy csinálni: hordók, kénsav, ólom ...), aminek vastagok a lemezei.

  • Pl. http://www.akkumania.hu/targonca.htm Az Uni Bull mindenképpen gyanús (hogy indítóaksi!), más információ szerint a Banner Energy Bull a mélykisütéses
  • http://www.targoncaakku.hu/  Bp. Újszász u.
  • http://www.elektropower.hu/targonca.htm
  • http://www.qakku.hu/hun/arlista.html  itt van tömeg is ! Árakat meg kell kérdezni.

NagySzunetmentes


Szélkerék agy (vezetõcsapágy) akár függõleges, akár vízszintes tengelyû szélturbinához.

 

img src="http://www.ideje.hu/images/Energy/SzelKerek/Szelkerek_agy_3084_m.jpg"

Ezt roncsvasteleprõl vettük, kb 100Ft/kg-ért. Fénykorában egy nagy szelepnek volt alkatrésze.

Aki nem látja, hogyan lehet a vezetõcsapágy házát könnyen elkészíteni ebbõl, az inkább ne kezdjen hozzá.

  • 2db 35/72mm-es ZZ-s (zárt-zárt sapkás) golyóscsapágynak kell kis peremet esztergálni
    • még mindig olcsóbb, mint a kétgolyósoros csapágy, és (hasonló átmérõvel) így nagyobb erõket bír: a két csapágy (közép-közép) között lesz kb. 25mm
  • a ferde résznél éppen csak meg kell szúrni, nem kell mélyen
  • a d=35mm-es tengelyre erre a feladatra (axiális erõk, és ferde erõk is lehetnek) a zeger-gyûrût kicsit gyengének érzem, valami menetes leszorító jó lenne legalább a tengely egyik végére. Akár M18x1.5 körüli zsákfurat a tengely végébe ?

 

 

 



Created by: volonya. Last Modification: 2010-03-25 (Thu) 22:10:00 CET by tati.