Darrieus Savonius

Unul din dezantajele turbinelor Darrieus este cuplu redus la viteze mici ale vantului .

Pentru a remedia acest lucru s-a introdus un rotor auxiliar Savonius. Stabilirea dimensiunilor este dat de raportul diametrelor si TSR-urilor celor doua turbine

savonius_darrieus

Am construit o astfel de turbina si reuseste sa invinga „agatarea” generatorului radial cu magneti permanenti pornind foarte usor de la 2 m/s

https://www.youtube.com/watch?v=txHBAktx1Ac

Generatorul cu flux radial  folosit.

 

VAWT Randament calculator

Este foarte important ca parametri constructivi a generatorul  si turbinei sa fie corelati. Acest lucru se reflecta in randamentul total al sistemului. Acest modul de calcul va ajuta in acest sens si estimeaza care este puterea disponibila a sistemului in ipoteza ca randamentul turbinei nu variaza cu viteza vantului pentru a simplifica calculul.

Trebuie proiectat generatorul astfel incat sa aiba un randament maxim la turatia nominala a turbinei VAWT.

Generator flux magnetic axial

Lucrez la un generator flux magnetic axial  de 300w.

Pentru o verticala  cu d=1.2m si  h=1.8m este suficient.

Generator flux magnetic axial  :  are doua discuri dar numai pe unul sunt montati magnetii 50x25x12.5 pentru a limita costurile. Bobinele au 210 spire  d=1.2mm pentru a obtine tensiune de incarcare la turatii mici

Generator flux magnetic axial

Generator flux magnetic axial gen2

Constructia este inspirata de la generatoarele cu flux axial construite de Hugh Piggott. Solutia cu un singur disc este o solutie economica care se preteaza la o verticala de mici dimensiuni.

O mica demonstratie :

Notam cu :

  • Bg2  inductia in intrefier la un generator compus din doua discuri cu magneti
  • Bg1  inductia in intrefier la un generator compus  dintr-un singur disc cu magneti
  •    P1 puterea generata de generator compus  dintr-un singur disc cu magneti
  •    P2 puterea generata de generator compus din doua discuri cu magneti
  •    n1 numar magneti generator cu un disc
  •    n2 numar magneti generator cu doua discuri
  •    n2=2*n1

Bg2>Bg1 dar Bg2<2*Bg1 (vezi  imaginile) fapt ce implica :

Generator flux magnetic axial 1 disc Generator flux magnetic axial 2discuri

se poate construi un generator cu un disc la jumatate de pret  fata de cel cu doua discuri dar cu o putere mai mare decat jumatate din puterea celui cu doua discuri.

2*P1>P2 desi P2>P1 fapt ce implica :

doua generatoare cu un singur disc dispuse pe acelasi ax al turbinei genereaza mai multa putere decat un generator cu doua discuri (desi  se foloseste acelasi numar de magneti in ambele cazuri)

 

 

Acceleratie si forta centrifuga

Modulul calculeaza acceleratia si forta centrifuga ce actioneza asupra unei pale VAWT.

Pornind de la aceste valori se poate calcula sectiunea bratelor si structura palei.

 

Generator flux axial calculator

Modul permite calculul unui generator cu flux axial  folosind magneti neodymium sau ferita

S-au folosit algoritmi de calcul folositi de :

Florin Tanase
https://sites.google.com/site/florintanasa/

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

VAWT Urban Green Energy

Inca un exemplu in care cerintele aplicatiei  gasesc optimul in turbinele VAWT.

Cei de la firma Urban Green Energy (UGE) au creat un rover polar. Rezistenta  la vanturi puternice si fiabilitatea la temperaturi scazute au facut din VAWT alegerea perfecta.

polar-rover1 polar-rover-2

Hoyi  o turbina cu soliditate mare si un randament cp ~ 0.2 .

http://www.urbangreenenergy.com/products/hoyi

 Ahttps://sketchfab.com/3d-models/hoyi-450fe6c366c344a998faa03e6a8ec2b5x Vertical

H-Rotor calculator

h-rotor calculator

H-rotor Calculator : Modulul calculeaza TSR-ul la care se atinge puterea maxima  si randamentul unei turbine in fuctie de  parametri geometrici. Este o formula empirica folosita in dimensionarea primara a turbinei care nu tine cont de tipul de profil aerodinamic ales dar care aproximeaza suficient valorile obtinute cu Qblade pentru turbinele cu soliditate mica si medie

Putere VAWT

Modul calculeaza puterea mecanica generata la axul unei turbine eoliene

P = cp*1/2 * ρ * A * V3

cp= Randamentul turbinei
ρ = Densitate aer 1.22 Kg/m3
A = Aria turbinei in m2
V = Viteza vantului in m/s
P = Puterea generata in w

Valoarea obtinuta este pur orientativa reprezentand o valoare maxima teoretica .

Modulul de calcul foloseste urmatoarele randamente pentru turbine:

cp=18% pentru Savonius
cp=35% pentru Lenz2 
cp=40% pentru Darrieus

HAWT_and_VAWTs_in_operation_large
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

Un hibrid VAWT la superlativ !

Un hibrid VAWT la superlativ ! SKWID este o turbina eoliana verticala plutitoare  capabila să convertească două  surse inepuizabile  de energie.
Hibridul foloseste atat energia curenților oceanici cat si a vantului.
SKWID asigură generarea de energie electrică la costuri reduse cu
impact minim asupra mediului. Turbina Savonius avand o viteza mica de rotatie nu afecteza  mediul marin.

Japonezii de la MODEC au creat un hibrid VAWT offshore compus din doua rotoare. Un rotor Darrierus pentru a extrage energia eoliana si un rotor Savonius ce extrage energia curentilor maritimi cu rol de stabilizare a platformei plutitoare  si startup a turbinei Darrierus.

hibrid VAWT hibrid VAWT

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

 

 

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