Savonius tandem

Pentru a creste randamentul turbinelor Savonius s-a apelat la introducerea unor suprafete auxiliare care sa dirijeze fluxul de aer prin rotor astfel incat sa maximizeze diferenta  fortelor „drag” intre suprafetele concave si convexe ale rotorului si sa minimizeze turbulentele.

Luvside si Techcarbon au realizat rotoare Savonius ce inglobeaza suprafete auxiliare cu un randament cuprins intre  20-24% .

 

Pentru un rotor cu diametrul de un metru  o posibila solutie constructiva  :


O alta solutie dezvoltata  este  : „Convergent TBS” http://www.gcsm.eu/Papers/96/11.6_204.pdf

L’Éolie500 o turbina eoliana pentru toti

O turbina Darrieus H-rotor de mică putere destinata mediului urban cu doua pale elicoidale. Turbina poate produce 500w la o viteza a vantului de 11m/s. Datorita soliditatii mici se foloseste  combinarea unui rotor Darrieus cu unul mai mic de tip Savonius  pentru a asigura pornirea turbinei eoliene. Turbina EOLIE are un diametru de 1.3m si o inaltime a rotorului de 1.5m. Se remarca prin solutia constructiva care permite o asamblare usoara, pozitionarea la sol a generatorului si ridicarea facila a stalpului care poate avea inaltimea de 4, 6 sau 8 metri.

Fisa tehnica      Brosura

Salt peste timp VAWT diferential drag

Prima turbina care a generat electricitate a fost un VAWT diferential drag

Marykirk Scotia 1891

vawt James_Blyth's_1891

Morteni, Dambovita, Romania 2016

VAWT : acest tip de design („pure drag”) a fost folosit acum 3000 de ani in Persia antica si are randamentul inferior turbinei Savonius(1922).

vawt Persian

randamentflatdrag

Desi randamentul turbinei eoliene verticale este foarte scazut aceasta reuseste sa fie utila fiind solutia constructiva optima pentru aplicatia data.

Lenz2, 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

Lenz2

O turbina Lenz2  destinata celor ce vor sa intre in lumea turbinelor eoliene verticale.
Diametru D=900mm, Inaltime H=1200mm, Cp=35%, TSR=0.8
Turbina starteaza la 2.5m/s, la o viteza a vantului de 6m/s (~100 rot/min) livreaza 60w si la 11m/s atinge 300w (190 rot/min). . Lenz2 se remarca prin simplitatea constructiei si fiabilitate . Nu necesita sistem de franare  la viteze mari ale vantului.

Profilul la scara 1:1 pentru a putea fi tiparit si folosit ca sablon.
Profil Lenz2

Folosind designul turbinelor Windspire si avantajul constructiei simple a unui modul Lenz2 300w se deschide calea catre realizarea unei turbine etajate . Un astfel de sistem  cu D=1m, H=3,6m va produce 1kW la o viteza a vantului de 11m/s

In cazul construirii unei turbine VAWT  de dimensiuni mari  pentru micsorarea masei palei se recomanda urmatoarea solutie constructiva pentru nervura :

Hybrid VAWT o solutie pentru start la viteza mica a vantului

Hybrid VAWT : o turbina eoliana VAWT hibrid care se descurca excelent in turbulentele generate de cladiri , are un startup excelent  la viteze mici ale vantului si un randament superior unui Lenz2. Dimensiunile si geometria care definesc hibridul sunt :
D_darrieus=1.2m , H=1.2m, c=0.250m, d_savonius=500mm, TSR=1.6, Pmax=300w
hibrid

Pentru a functiona la randament maxim  Hybrid VAWT trebuie respectata conditia :TSR_Darrieus la ca turbina atinge puterea maxima trebuie sa fie egal cu TSR_Savonius  la care turbina Savonius incepe sa functioneza ca o frana aerodinamica ~1.6 (cp=0).

Din aceasta conditie se poate calcula  latimea palei pentru turbina Darrieus si diametrele celor doua  turbine.Pentru a nu solicita axul turbinei trebuie respectata regula:Hybrid VAWT

Savonius Helix

Pentru a determina desfasurata unei pale Savonius Helix am apelat la Catia V5 . Datorita faptului ca ecuatia curbelor in plan a desfasuratei sunt complexe si greu de trasat practic am aproximat curbele cu arce de cerc definite de 3 puncte aflate pe curbe.

Un producator de turbine eoleliene verticale Savonius  care vinde cu succes acest tip de turbina este Windside

savonius

Studiile au aratat ca eficienta acestui tip de turbina eoliana verticala VAWT  este mai crescut decat la solutia clasica. Am atasat desenul de executie a desfasuratei si modelul 3D realizat in Catia V5 pentru o turbina  cu d=500mm, H=1200m . Helix

Savonius

Pentru a determina desfasurata unei pale Savonius Helix am apelat la Catia V5 . Datorita faptului ca ecuatia curbelor in plan a desfasuratei sunt complexe si greu de trasat practic am aproximat curbele cu arce de cerc definite de 3 puncte aflate pe curbe.

Un producator de turbine eoleliene verticale Savonius  care vinde cu succes acest tip de turbina este Windside

savonius

Studiile au aratat ca eficienta acestui tip de turbina eoliana verticala VAWT  este mai crescut decat la solutia clasica. Am atasat desenul de executie a desfasuratei si modelul 3D realizat in Catia V5 pentru o turbina  cu d=500mm, H=1200m . Helix

VAWT Urban Green Energy

UGE vand cu succes in intreaga lume turbine eoliene verticale VAWT. Alaturi de Ropatec demonstreaza ca o solutie bazata pe VAWT poate fi eficienta. Turbinele pe care le construiesc sunt caracterizate prin o soliditate relativ mare deci un TSR mic Turbina HoYi! de 200w (D=0.8m, H=1.3m) are o valoare a soliditatii foarte mare ( 1.6) care influenteaza negativ randamentul turbinei dar asigura un start la viteze foarte mici ale vantului. Turbina incepe sa produca de la 2.5 m/s.

VisionAIR5 de 2.5kw (D=3.2m, H=5.2m) cu solidate de 0.66. Startul nu prezinta o problema pentru aceasta turbina. Turbina incepe sa produca de la 3.5 m/s.

VIsionAIR5-micro-wind-turbine

Filozofia de proiectare  UGE pentru VAWT este :

  • Turbine cu diametru mic (0.8-1.2m) = soliditate foarte mare >1 (startup excelent in vant slab), randament maxim la un TSR cuprins intre 1-1.2, profilul aerodinamic asimetric
  • Turbine cu diametru mare  = soliditate mare 0.5-0.6  ,startup asigurat, randament maxim la un TSR cuprins intre 1.6-2 .

 http://www.youtube.com/user/urbangreenenergy/videos

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 cu magneti de ferita

Un generator cu magneti de ferita de 500w marca  Hugh Piggott la un pret minim. Acest generator cu magneti de ferita este caracterizat prin distanta foarte mica intre magneti pentru a obtine putere maxima la un diametru  dat al discului (300mm) si forma triunghiulara a bobinelor.

Caracteristici :

  • Putere maxima   500w
  • Putere nominala 400w
  • Turatia la puterea nominala ~600 rot/min
  • U=24V
  • Diametru discuri 300mm
  • 24 de magneti ferita C8B (Y33) 50X50X25mm
  • 12 bobine cu profil triunghiular
  • 100 spire/bobina cu sarma de 1.5mm.
  • (pentru HAWT  sarma de 1.6mm si un numar mai redus de spire: 80 spire)

Generator cu magneti de ferita

Acum aproape doi ani am construit un generator de 1000w cu 40 de magneti 50x50x25 si 15 bobine cu sarma de 1.6mm si 55 de spire/bobina.  Dezavantajul generatorului consta in dimensiunile si masa mare al acestuia.

Generator cu magneti de ferita cuplat  la un Lenz2  d=1.2m, H=1.8m   Pmax=800w la ~12m/s.

 

Consider ca generatorul de 500w este varianta constructiva  cea mai ieftina si mai simpla pentru un amator ce poate fi folosita la o turbina verticala H-rotor cu D=1.2m, H=2m, 4 pale, c=210mm.

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, magneti, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana

H-Rotor

Dupa  hibrid voi incerca un rotor Darrieus H-Rotor cu profilul aerodinamic deschis.

Avantaje :

  • un TSR  dublu fata de Lenz2 si  C-Rotor in conditiile unei solidati mari de 0.7
  • startup mai bun decat Darrieus
  • constructia palelor relativ simpla

Turbina va antrena un generator monofazat de 100 w.

O turbina comerciala  ce foloseste acest tip de profil :
https://www.youtube.com/watch?v=Vckv-mJnk3E

v300w

Si descrierea brevetului :
vawt_Noguchi, Tsuneo