Lenz2 calculator

lenz2

Lenz2

VAWT Arduino

Codul pentru a inregistra pe SDcard parametri de functionare VAWT (curent, tensiune , putere, energie) folosind aceeasi configuratie Arduido+Shield Ethernet

 

VAWT monitorizare parametri functionare cu Arduino

VAWT ARDUINO !  Solutia oferita de Energy Box a  deschis o cale catre o solutie de monitorizare economica si eficienta  a parametrilor unei turbine eoliene. O varianta mai simpla dar nu atat de performanta ca cea oferita de  Energy Box este folosirea  unui WEB server instalat pe  perechea  Arduino+W5100. Pagina WEB se afla pe SD cardul instalat in ethernet shield w5100 : 

index

VAWT ARDUINO

Componente necesare :

Total  126 Ron (daca se comanda de pe Ebay valoarea  scade destul de mult) Urmeza sa completez sistemul cu :

  • sa introduc in program o rutina pentru scrierea datelor pe SD card
  • sa introduc in sistem  un anemometru

Am reusit cu un router wireless portabil TL-WR702N  setat in modul “acces point” sau “client” (pentru integrare intr-o retea deja existenta)  sa accesez wireless  parametri de functionare a eolienei.

Codul necesar pentru VAWT Arduino .

Observatie : Nu am reusit sa urc codul in Arduino (clona) cu placa ethernet shield w5100 montata. Se incarca codul si apoi se monteza placa Wiz5100. Am folosit portiuni de cod de pe pagina Arduino codul pentru pagina HTM index  (se copiaza pe SD card)

VAWT online

VAWT monitorizare parametri

Prezentarea grafica a parametrilor de functionare VAWT intr-o pagina WEB poate cuprinde urmatoarele informatii in format analogic si digital  : viteza vant, turatie turbina, TSR,  curent incarcare, tensiune, putere  turbina.

In urmatorul exemplu modulul de afisare  primeste valori generate aleator pentru viteza vantului .  Turatia, TSR-ul, puterea la ax si curentul de incarcare  sunt calculate in functie de viteza vantului  pentru un H-Rotor cu dimensiunile D=1.2m, H=1.2m si soliditate 0.75. Astfel sunt simulati si afisati parametri de functionare a unei turbine eoliene verticale.

Pentru a converti valorile analogice a parametrilor  monitorizati pentru o turbina eoliana furnizati de senzori si a le transmite online catre o pagina WEB o solutie eleganta si ieftina bazata pe Arduino este oferita de Duduc Nicolae pe Energy Box. VAWT monitorizareVAWT monitorizare : Cu acest tip de solutie se poate evalua performantele turbinelor eoliene si impactul modificarii parametrilor geometrici a turbinei (unghi de atac, diametru, profil aerodinamic, etc) asupra randamentului  acesteia.

Este un instrument excelent pentru optimizarea performantelor unei turbine eoliene  !

Definirea parametrilor principali a unei turbine eoliene de mica putere

Eoliana : conform  American Wind Energy Association: AWEA o turbina eoliana de dimensiuni reduse  este definita de urmatorii parametri principali :

    • AWEA Rated Power (kW)
      Puterea generata de turbina la o viteza a vantului de 11 m/s.
    • AWEA Rated Annual Energy (Kwh)
      Energia  produsa de o turbina  timp de un an la o viteza medie a vantului de 5m/s folosind o distributie statistica a frecventei vitezei vantului.
    • AWEA Rated Sound Level (dB)
      Nivelul de zgomot  produs de turbina  masurat la o distanta de 60m de aceasta la o viteza a vantului de 5m/s.                                                                                     Turbinele care se incadreaza in aceste reguli sunt definite astfel:eoliana

Un exemplu de certificare a performantelor unei turbine :

eoliana certificare

Eoliana : pentru a calcula aproximativ  Rated Power pentru o turbina data puteti folosi :    http://vawt.ro/calcul-puterea-generata-de-vawt/

Pentru a calcula  Rated Annual Energy se poate folosi fisierul Excel
Rated Annual Energy

Savonius microturbine

Un copac artificial cu diametrul de 8m si inaltimea de 12m ce poate extrage energie eoliana in zonele urbane de la viteze ale vantului mai mari de 2m/s cu ajutorul a 72 de microturbine Savonius (exista si varianta cu 63 de turbine) . Astfel se poate folosi o suprafata mare din care sa se extraga energia eoliana cu impact minim asupra mediului urban. Cu o putere de ~30w la 11m/s  generata de o turbina Savonius copacul  poate produce  ~2kW.

https://www.youtube.com/user/NewwindTV
http://www.arbre-a-vent.fr/Nos-realisations_32.html

newwind

Decogging generator

Decogging : Pentru minimizarea efectului de cogging la generatoarele cu flux magnetic radial una din metode este asezarea inclinata a magnetilor sub un unghi (alfa) conform imaginii de mai jos unde :

  • N=numarul de magneti
  • ns=numar sloturi stator
  • L=distanta intre primul si ultimul magnet

decogging

decogging

Decogging : Folosind aceasta metoda de asezare inclinata a magnetilor  efectul de cogging se reduce prin faptul ca in timp ce un magnet din sir este atras de un slot celalalt magnet este atras de urmatorul slot.
Cum se transforma un motor trifazat in generator si asezarea magnetilor pentru minimizarea efectului cogging :
z_conversion_all                     zubbly2                       decogging_tutorial_V1

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

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

 

Lenz2 Wind Tunnel

Un test realizat de Catapul Design in tunelul aerodinamic NASA-Ames Research Facility. In tunelul aerodinamic Lenz2 exceleaza  la 9.5 m/s cu un TSR  de ~0.6 respectiv un Cp de ~0.35. Curios este ca in test Lenz2 nu depaseste un TSR~1 in conditiile in care o turbina Savonius reuseste. Rezultatele obtinute sunt sub cele a lui Ed Lenz (creatorul turbinei)  in tunelul aerodinamic lenz2

Turbina eoliana verticala Lenz2 construita de mine nu  a depasit randamentul de 0.28

https://www.youtube.com/watch?v=FHfTtwTpJX8

Savonius

Savonius . Simplitatea designului si faptul ca poate functiona in zone in care viteza vantului este redusa fac ca  turbina Savonius sa fie folosita acolo unde costul si fiabilitatea sunt mai importante decat eficienta. Astfel o turbina eoliana verticala de tip Savonius realizata de constructorii  polonezi se lauda cu un startup la 0.8 m/s si un timp de operare de 40% in conditiile in care eficienta turbinei depaseste 20%. Ferma eoliana este formata din 3 turbine . Fiecare turbina are inaltimea de 30 de metri si este formata din 9 etaje Savonius (Piskorz)

Savonius :  particularitatile constructive ale acestui tip de turbina eoliana verticala sunt descrise in urmatorul brevet : US20140083091.

Noutatea sistemului consta in faptul ca doua turbine sunt cuplate la generatoare electrice iar a treia este cuplata la un compresor de aer. Atunci cand turatia turbinelor cuplate la generatoare tinde sa scada datorita fluctuatiei vitezei vantului, aerul comprimat stocat este injectat in turbine pastrand turatia constanta  in punctul cu randament maxim de pe curba de functionare a turbinelor.  Este deci vorba de un sistem eolian hibrid similar ca logica de functionare cu sistemele hibride instalate pe autovehicule.

Savonius