Qblade un instrument puternic de calcul pentru turbine eoliene

Turbine eoliene : Qblade este un software capabil sa calculeaze parametri  (cp, putere, moment, TSR, etc) in functie de profilul aerodinamic ales, caracteristicile dimensionale ale turbinei si viteza vantului.

http://www.q-blade.org/#welcome                           http://www.q-blade.org/#portfolio

Principalele etape de calcul pentru o turbina verticala Darrierus sunt :

1  Turbine eoliene :Definirea profilului aerodinamic

turbine eoliene  definire_profil aerodinamic

2  Calculul performatelor profilului aerodinamic

turbine eoliene  performante_profil

3  Definirea turbinei

turbine eoliene  definirea_turbinei

4  Calcul performante turbina.

turbine eoliene Performante_turbina

 

http://www.youtube.com/watch?v=T9laLMswJrw

 

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt, Anemometre, wind turbine, wind turbines, wind energy, Alternators, wind power, alternative energy, free energy, diy plans, wind turbine kit, free plans

Cogging

Cogging : Genereaza un moment rezistent la axul generatorului datorat de interactiunea intre magneti si miezul feromagnetic al bobinelor . Dupa startup si cresterea turatiei fenomenul de cogging este diminuat de momentul de inertie a generatorului.

 

Cogging

Nu trebuie confundat cu momentul rezistent care apare la axul generatorului datorat interactiunii intre campul magnetic generat de bobinele strabatute de curentul indus si magneti (conform legii lui Lenz )

O solutie pentru a minimiza acest efect :

https://vawt.ro/decogging/

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

Stabilirea distantei intre magneti in functie de tipul magnetului

Distanta magneti generator cu flux axial.

Daca vreti sa obtineti maximul de energie de la un rotor cu magneti de un anumit diametru, plasati multi magneti aproape unul de altul. (solutie optima pentru generatoarele cu magneti  ferita)

Daca vreti sa obtineti maximul de energie de la un anumit set de magneti, folositi un rotor mare si plasati magnetii la distanta unul fata de altul. Veti avea astfel spatiu pentru mai mult cupru in bobine si, in plus, veti avea mai putine pierderi de flux intre magneti. (solutie optima pentru generatoarele cu magneti  neodymium)

distanta-magneti

Distanta magneti : Discuri realizate de mine pentru generatoare de 300w cu magneti neodymium si 1500w cu magneti de ferita.

distanta magneti

Picture-0131-1024x768

Vertical

 

Miller VAWT

Turbina Miller VAWT  „Eppur si muove”Si totusi se invarte !.

Miller VAWT

https://www.youtube.com/watch?v=Xd66dgnIygc

Ce este interesant  la aceasta turbina este modul cum porneste schimband sensul de rotatie !

 

LENZ2, SAVONIUS, DARRIEUS, C-ROTOR, H-ROTOR,TURBINE EOLIENE CU AX VERTICAL, ENERGIE VERDE, GENERATOAR FLUX AXIAL magneti ferita permanenti, WIND TURBINES, VERTICAL AXIS WIND TURBINE, WIND POWER, ALTERNATIVE ENERGY, FREE ENERGY, DIY PLANS, EOLIANA, HAWT, miller vawt, eoliana,

 

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

Generator axial monofazat

Pentru o turbina verticala am pregatit acest mic generator axial monofazat.

3d-1024x768

Generator axial monofazat

Legaturile intre bobine sunt realizate astfel :

legaturi-bobine

Generatorul va fi cuplat la un „boost”  conform  schemei care dubleaza tensiunea produsa de generator. Totul pentru a obtine tensiune de incarcare la o viteza cat mai mica a vantului.

Generator axial monofazat : boost pentru generator monofazat

Turbine-Booster

boost pentru generator  trifazat

3 Phase Turbine Booster

g1 Generator axial monofazat Generator axial monofazat
Alte moduri de a lega bobinele pentru a obtine un generator axial monofazat
vawt, le
Generator axial monofazat

Turbina care va antrena generatorul monofazat

ENZ2, SAVONIUS, DARRIEUS, C-ROTOR, H-ROTOR,TURBINE EOLIENE CU AX VERTICAL, ENERGIE VERDE, GENERATOAR FLUX AXIAL, WIND TURBINES, VERTICAL AXIS WIND TURBINE, VA WIND POWER, ALTERNATIVE ENERGY, FREE ENERGY, DIY PLANS, EOLIANA, HAWT

POWER, ALTERNATIVE ENERGY, FREE ENERGY, DIY PLANS, EOLIANA, HAWT

Generator flux axial

Trebuie sa instalati programul Smath pentru calcul generator flux axial

Folositi fisierul Calcul-generator-VAWT-Darrieus

Modificati dimensiunile geometrice a turbinei si valoarea fluxului magnetic calculat cu FEMM in functie de tipul de magneti folositi si geometria generatorului.

generator flux axial : schema de calcul a fost preluata de pe https://sites.google.com/site/florintanasa/ si am modificat doar partea de calcul pentru VAWT

generator flux axial

Puterea calculata pentru generator trebuie sa fie mai mica decat puterea mecanica generata la ax de turbina eoliana verticala.

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

Modificare motor trifazat in generator

Modificare motor trifazat in generator cu flux radial.
Am folosit un motor trifazat 2,2Kw , 1500 rot/min, 4 poli  , 380v la care s-a montat pe ax magneti cilindrici 20×5 mm dispusi pe 8 randuri cate 4 pe rand
Acum functioneaza cu rezultate bune pe sistemul hibrid Darrieus-Savonius.

Modificare motor trifazat in generator

Modificare motor trifazat in generator

Modificare motor trifazat : O analiza Femm demonstreaza ca solutia inglobarii magnetilor in materialul axului nu influenteaza major performantele generatorului.

Modificare motor trifazat in generator

Transformarea unui motor trifazat in generator este solutia cea mai simpla si cea mai ieftina in cazul in care nu se rebobineaza statorul.

Tutoriale transformare motor trifazat in generator :

z_conversion_all                     zubbly2

http://www.sparweb.ca/3_Gen_MoCo/Toshi.html

VAWT Marilyn

Acesti romani exporta in America. Asta da turbina deosebita VAWT Marilyn  !

http://reswindsolutions.com/slideshow/index.html

 http://www.finex-energy.ro/energia-eoliana/turbine-eoliene-cu-ax-vertical

mar photo-33
vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

FEMM

Introducere in  Finite Element Method Magnetics FEMM

Daca vreti sa calculati valoare fluxului magnetic pentru un generator axial o solutie foarte buna este programul de analiza cu element finit.

Programul se descarca de aici : Download si scriptul  necesar pentru analiza : generator-2-discuri

FEMM ; Nu trebuie decat sa urmati pasii urmatori :

femm

Daca ajungeti pana aici va recomand un script mult mai complex a lui Florin Tanasa

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

H-rotor Stator Windspire

H-rotor : cei de la WindSpire au demonstrat ca infasurarea tip „serpuit” este eficienta .Statorul se remarca prin grosimea sa mica si eleganta tehnologiei folosite la constructia generatorului monofazat cu flux axial ce echipeaza turbina eoliana verticala Windspire v1.2

H-rotor Windspire

vavawt, lenz2, savonius, darrieus, c-rotor, h-rotor,turbine eoliene cu ax vertical, energie verde, generatoar flux axial, wind turbines, vertical axis wind turbine, vawt, wind power, alternative energy, free energy, diy plans, eoliana, hawt

Lenz2

  Lenz2Ed Lenz a creat o turbina VAWT  excelenta pentru extragerea energiei la viteze mici ale vantului. Testele din tunelul aerodinamic au aratat o eficienta de 35%

Calcul putere generata de turbina VAWT Lenz2

Lenz2_estimant energie consumata-produsa

Puterea maxima livrata  este generata la un TSR cuprins intre 0.6-0.8. In timpul furtunilor turbina a fost foarte stabila si nu necesita sisteme de franare.

Va atasez planurile de constructie si profilele pentru diametrul turbinei de 0.9m, 1m si 1.2m.

Lenz planuri
Profil parametrizat in functie de diametru Catia V5

Lenz  airfoil

Profile-Lenz2
O abordare mai usoara de realizare a profilului din platband fata de tabla decupata

Prima turbina Lenz2 construita  :

A doua turbina Lenz2 construita :

 

 

Calcul eficienta VAWT, moment si putere

Pentru a face procesul de calcul mai transparent si sa poata fi vizualizate toate variabilele si rezultatele am creat fisierul excel atasat.

VAWT-calcul-randament-turbina_cuplu_putere

Pentru a modifica profilul aerodinamic care in acest moment este setat NACA0022 se foloseste  JavaFoil  pentru a modifica valorile din sheet „CL CD”

Metoda de calcul este bazata pe modelul teoretic „The Double-Multiple Streamtube”  care are o precizie de calcul foarte buna pentru turbinele cu soliditate mai mica de 0.5 .

Cel care a dezvoltat modelul cu mandrie trebuie sa spunem ca este un roman profesorul Paraschivoiu, I

S-a folosit fisierul de calcul excel de la http://www.calebengineering.com/   ca  punct  de plecare.

N PARASCHIVOIU

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

Alegerea profilului aerodinamic optim pentru performanta maxima

Profil aerodinamic : pentru calcule se va folosi o turbina cu diametrul de 1m, si inaltimea de 0,7 m
La aceasta turbina se vor modifica pe rand urmatorii parametri :

soliditatea de la 0.05 la 0.38
AOA de la -4° la +4°
TSR de la 0,8 la 5

Profil aerodinamic calcul : rezultatele vor furniza valorile soliditatii,AOA si TSR unde se atinge randamentul maxim al turbinei pentru profilul aerodinamic ales in urma analizei unei matrici de  1250 de variante constructive

Pasii care trebuie parcursi sunt urmatorii :

  1. Se instaleaza programul JavaFoil
    http://www.mh-aerotools.de/airfoils/java/javafoilinstaller.msi

  2. Se creaza profilul in JavaFoil

profil aerodinamic javafoil_airfoil

 

  1. Se ruleaza analiza „360” care va furniza coeficientiil „lift” si „drag”

profil aerodinamic javafoil_360

 

Setati valorile exact ca in imagime si apasati butonul „Analyze It!” pentru calculul coeficientilor.  Apasati butonul „Copy(Text)” pentru a prelua rezultatele.

  1.  Se ruleaza Darrieus-VAWT-simulator dupa care cu functia „paste” se introduc valorile si cu functia „cut” se sterg datele din header . Calculul va dura foarte mult deoarece se vor calcula 1250 de variante (turbine) si se vor alege solutiile pentru care parametri soliditate, tsr si AOA  dau maximul de randament „cp”

simulare profil aerodinamic

 

  1. Rezultatele se interpreteaza astfel :

chord 0.05 Solidity 0.1 TIP:Cpmax 2.7 :0.476 AoA 1

o turbina cu soliditata de 0.1 cu unghiul de atac AOA de 1 are randamentul de 0.476 pentru  profilul aerodinamic ales NACA 2419

  1.  Rezultate de simulari

profil aerodinamic

Cele mai bune rezultate in urma simularilor facute  au fost obtinute cu profilele  naca2419 , naca2222, naca0022 .

sursa : windgen.org discussion 

va

Turbine eoliene montate in mediu urban

In princiu o turbina  VAWT de acest tip trebuie sa respecte urmatoarele conditii :

Suprafata turbinei < 4mp deci un H-rotor ar avea dimensiunile maxime de 2×2 metri
Sa nu depaseasca cu mai mult de 3m inaltimea acoperisului
Puterea maxima produsa de turbina sa fie mai mica de 1.5 Kw
Zgomotul produs de turbina ≤ 40 dB
Nivelul de vibratii < 0.5 mm/s

Aceste conditii plaseaza turbinele eoliene montate in mediul urban in zona microturbinelor
Constructia turbinelor cu aceste specificatii nu necesita autorizatie de constructie in multe tari din comunitatea europeana

In aceste conditii turbinele VAWT sunt alegerea optima pentru mediul urban

sursa :Guidelines suggested by the UK Government for the installation of micro-wind turbines

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical