Проектиране на ел. генератор 24 мнения

[2v6]

...Принудителното възбуждане е удобно, когато трябва да се докара на изхода на статора точно напрежение - на теб за какво ти е ...

Имам желание ако турбината при слаб вятър се върти със 100 оборота и дава 12 волта да не се притеснявам, че ако задуха здраво и я завърти с 500, ще излязат 60 волта. Самите нагреватели надали ще изгорят, но ме притесняват такива произволни напрежения. А и предпочитам като преценявам кабели и изолации да мога да приема 10-20 волта като диапазон.
А си мисля и друго. Ако е с постоянни магнити и нагревателите се вържат директно към генератора при слаб вятър и спрял ротор ще оказват голямо съпротивление срещу развъртането на ротора. Ако обаче е с ел. магнити, така ще мога да контролирам генерираната мощност, която се отдава и нагревателите няма да "тежат" докато ротора не вдигне обороти.

Според мен ще е трудно изобщо да намериш силов кабел за напрежение под 300 V
По-скоро проблема ще е да получиш по-високо напрежение
Знаеш ли какъв кабел ще трябва за мощност 1 kW при 12V захранване
Смятал ли си какви са загубите в кабел 10 мм2, 100 м при товар 1 kW и захранване 12V?
Каква максимална мощност се стремиш да получиш?

Генерираната мощност при ротор с постоянни магнити е почти право пропорционална на оборотите. С други думи натоварването при старт е почти нула и се увеличава с увеличаване на оборотите.
От друга страна електрическия товар изчислен за максималното напрежение при начален старт ще бъде 0 - няма да задържа ротора изобщо

[lubomirlz]

Айде и аз да ви вкарам една идея пък вие ако искайте я ползвайте Ако се ползва генератор от автомобил проблема с загубите от трасето и дебелината на кабелите е решим като се вземат две изправителни плочки. Тъй като генератора е трифазен и преди изправяне на напрежението, имате трифазно напрежение с променяща се честота, но с напрежение над 60 волта, ще пренасяте тока преди да сте го изправили при по-високо напржение и по-тънки кабели след като вече сте го пренесли до консуматора си слагате втората плочка да ви го изправи и стабилизира на 14волта.
П.П първата изправителна плочка си седи на генератора и се използва само за възбуждането.

[zilton]

мда, не бях се замислял колко ток трябва да мине за 1 kW при 12V ... По принцип целта ми е половин kW, но все пак ще по-добре ако се работи на по-високо напрежение ... Това би трябвало да се нагоди лесно като се настрои захранването на възб. намотка да се стреми да поддържа повече волтове. А и навиването на намотките ще да е с по-тънка жица и повече нививки.
Друго което имах като идея за намаляване на загубите от пренос е да изправям тока веднага след генератора. Загубите при прав ток са по-малки от тези при променлив (при еднакво напрежение), само не съм сигурен дали загубите в изправителната схема няма да се окажат по-големи . Вероятно трябва да сметна съпротивлението на диодите и от там колко мощност ще пада. Не знам обаче как да сметна колко по-малко ще са загубите при прав ток от тези при променлив.

[lenko71]

Не мисля че на практика има някакво значение дали тока е прав или променлив (освен ако не се развихри пак някой спор за пустия скин-ефект). За диодите - не се мери съпротивлението им. Пада на напрежение в/у силициевите диоди е около 0.6V, т. е. при ток 10А разсейваната мощност от един диод ще бъде 6W.
По-големия проблем според мен в случая е изначално конструктивен. Затова ти препоръчвам да направиш една проба. Навий една такава бобина и свържи към нея волтметър (по-добре стрелкови) след което размърдай пред нея един магнит както би било в реални условия и виж резултата. Имам сериозни опасения че резултата ще е меко казано обезкуражаващ. Може и да греша но все пак пробвай преди да смяташ разните там киловати и загуби.

[2v6]

мда, не бях се замислял колко ток трябва да мине за 1 kW при 12V ... По принцип целта ми е половин kW, но все пак ще по-добре ако се работи на по-високо напрежение ... Това би трябвало да се нагоди лесно като се настрои захранването на възб. намотка да се стреми да поддържа повече волтове. А и навиването на намотките ще да е с по-тънка жица и повече нививки.
Друго което имах като идея за намаляване на загубите от пренос е да изправям тока веднага след генератора. Загубите при прав ток са по-малки от тези при променлив (при еднакво напрежение), само не съм сигурен дали загубите в изправителната схема няма да се окажат по-големи . Вероятно трябва да сметна съпротивлението на диодите и от там колко мощност ще пада. Не знам обаче как да сметна колко по-малко ще са загубите при прав ток от тези при променлив.

В случая генерирания променлив ток ще е с ниска честота. Загуби при такова късо трасе и ниско напрежение няма да може да намериш
Изправянето на напрежението при всички случаи води до загуби. При 12V са около 10%

[boltik]

zilton,днес докато пътувах с трамвая се досетих откъде може да вземеш инфо за пренос на ниско напежение на голямо разтояние.Предполагам,че го изправят,защото спирането се усъщетвява също постедством задвижващите се ел.мотори.Ти каква мощност очакваш да получиш от горе посочените описания?И накрая някъде в някъкъв форум имаше качен клип на работещ малък ветрогенератор на някакъв панелен блок в София.

[zilton]

точно заради skin ефекта ми беше мисълта. Ама сега като сметнах, че при четири двойки полюси и 200 оборота/мин на ротора, това идва около 13 Hz ... ми, явно няма смисъл от цялата игра с изправянето.
Но все пак ми е интересно какво има boltik като информация. Не знаех, че някой се пробва да пренася ниско напрежение на голямо разстояние. Не съм специалист, но все съм чувал/чел, че така не се прави (а целта ми е 500W, като това вероятно е повече от възможностите ми, но колкото и да излезе все ще е от полза - все пак първият път ще е повече с образователна цел)

[boltik]

Здравейте на всички.И сега към zilton.И аз като теб преди години бях решил да си произвеждам ток за лични нужди.Аз за разлика от вас нямам електрическо образование.Цяла зима четох дебелите книги в библиотеката и стигнах до следното заключние.На практика се получава следното(по-груба сметка,колкото енергоносителят е по-тежък толкова крайният продукт е с по-голяма стойност.Така,че метода който искаш да изполваш с магнитите едва ли ще постигнеш голям ефект на изхода.За преноса на енергия:Само ел.моторите на нашите трамваи при ускорение и спиране разтоварват мрежата с 400 ампера+отоплението на трамвая при 24-26 волта.И като се наредят 3-4 трамвая един след друг представяш ли си за какво става дума?Но ти не гониш такива големи стойности.Просто разхвърли тока нужен за загряване на бойлера-киловатите на 24 часа и сам ще си отговориш,колко трябва да ти подава ветро генератора при условие,че денонощно духа силен вятър.Това,което си замислил според мен е изгодно да зарежда някакъв акомулато да речем.И накрая,ако имаш работилница като Велси и може да се разхожда в някой вторични суровини без да плащаш,можеш да си правиш експерименти колкото си искаш.Сам си решаваш какво и как.Погледни и това:

ВЕТРОДВИГАТЕЛИ, ВЕТРОГЕНЕРАТОРИ И ПРИЛОЖЕНИЕТО ИМ В Р. БЪЛГАРИЯ
За превръщане на ветровата енергия в полезна работа ветродвигателят е снабден ветрово колело.
Според устройството на вятърното колело се различават
основно пет типа ветродвигатели:
1. Перкови ( крилчати) - с много секторни перки и перки(лопати, крила) тип самолетно крило - дву-,три или четири лопатни - много перковите ветродвигатели са бавноходни, бързоходните са с брой на перките от 2 до 5 Бавноходните осигуряват по-голяма пускова мощност;
2. Въртележкови - вертикални турбини;
3. Роторни - вертикални тип “Флетнер”;
4. Барабанни хоризонтални;
5. Комбинирани;
Перковите ветродвигатели превръщат в механична енергия от 30 до 42% от енергията на вятъра.
Бързоходните започват да работят при минимална скорост на вятъра от 4-5 м/сек, а бавноходните ветродвигатели при минимална скорост на вятъра 3-3,5 м/сек. За съжаление при тези минимални скорости на вятъра ветродвигателите осигуряват едва една шеста или една седма част от номиналната мощност. Прието е номиналната мощност да се развива при скорости от 8 -11 метра/секунда. Оптимална скорост на вятъра за работа на ветродвигателите е 13-25 метра за секунда. Тогава се развива и максималната мощност на ветродвигателя в КВАТ.
В Р.България до 1970 година се внасяха от СССР следните видове ветродвигатели:
- ТВ-5 - много-перков, бавноходен, с 24 броя перки, с диаметър на колелото - 5 метра. Колелото е на хоризонтална ос с диаметрален стабилизатор и редуктор. Височината на кулата е 15,6 метра. Брой на оборотите на колелото при скорост на вятъра 8м/сек. - 40, Развивана номинална мощност 1,8 - 2,5 кВат. При скорост на вятъра 4м/секунда получавана мощност е 0,3 кВат.Маса - 3100 кг без кулата;
- ТВ-8 - много перков, бавноходен - 18 перки.Диаметър на колелото -8 м. Височина на кулата 15,6 м. Брой на оборотите при скорост на вятъра 8м/сек. Номинална мощност при посочената скорост на вятъра - 5,2 Кват. Минимална скорост на вятъра 4 м/сек. - минимална мощност 0,9-1,1 кВат. Обороти - 24/ минута при 8 метра скорост на вятъра. Обороти на вала на редуктора - 160 об./минута. Маса на ветродвигателя 4650 кг.
- УТВ-5 - диаметър на колелото - 5 м. Брой лопати 18. Височина на кулата - 17 м. Брой обороти при 8 м/секунда скорост на вятъра и развивана номинална мощност при 40 оборота на колелото и 120 оборота в минута на редуктора на вала 2,1 Кват. Минимална скорост на вятъра 3,5 м/секунда - минимална мощност 0,23 Кват. Маса на ветродвигателя 2350 кг.
Д-12 - диаметър на колелото с хоризонтална ос -12 метра. Брой на перките 3 бр. Височина на кулата 16 метра. Брой на оборотите при скорост на вятъра 8 м/сек. - 65 об./минута, брой обороти на вала на редуктора 390 об./минтута. Мощност при скорост на вятъра 8 м./сек.- 12,5 кВат. Маса 5500 кг.
ВД-5 - диаметър на колелото - 5 м. брой перки 18, хоризонтална ос. Височина на кулата 15,5 м. При скорост на вятъра 8 м/сек. 30 оборота в минута на ротора. Мощност -номинална 2,2 кВат. Маса 8650 кг.
ВП-3 - диаметър 3 метра. Брой лопати 6. Височина на кулата 5,6 м. Обороти при 8 м/сек. скорост на вятъра 160 об./минута. Номинална мощност 0,8 Кват. Маса - 300 кг.
ВЕ - 2 - диаметър 2 метра. Брой перки 2. Височина на кулата 7,6 м. Брой обороти при скорост на вятъра 8 м/сек. Мощност 0,18 кват. Маса 50 кг.
През 1978 година групата на доц. Пазвантов от МЕИ - Варна разработва гама от Ветро-генератори-бързооборотни с двулопатни схеми и хоризонтална ос. Мощностите им са от 5 кВат до 15 кВат. Към ветромотора е прикрепен трифазен генератор - синхронен за променлив ток. с електромеханичен умформер-трансвертер за преобразуване в прав ток и акумулаторна батерия от електрокар. Тази схема е разработена и сега електромеханичният умформер -трансфертер е заменен с електронна на тиристори, симистори и силови полеви трансзистори.
Акумулаторната батерия е от оловни сярно-кисели клетки с капацитет по мощност 960 Амперчаса; Снабдени са със разпределетелно ел. табло за включване на различни консуматори на ел. енергия и за включване в националата електромрежа.
В настоящия момент се лансира и украинска ветрова установка с вертикално - осова турбина.
Тя има следните параметри:
Дължина на вертикалните лопати - 5 м - два броя.Профил NAСA - 0020; Диаметър на турбината - с вертикална ос -7,2 м. Материал - алуминиева сплав - Д16 Т. Опорна - решетъчна кула от стоманена конструкция- височина 18 метра. Генератор - асинхронен с честота от 40 до 65 Херца. Напрежение - 380/220 Волт. Годишен приход на ел. енергия при скорост на вятъра 6,2 м/сек. - 8 м/сек. - около 60 Мегаватчаса. Скорост на въртене на ветротурбината 45 - 85 об. / минута. Обща маса - 4 000 кг. Минимална мощност при 5 метра/сек. - 0,6 кват;
При 8 м/сек скорост на вятъра - 4,1 кВат. при 11 метра /сек скорост на вятъра 11,5 Кват. при скорост от 13 - 25 м/сек на вятъра от 15 до 20 кват. При скорост на вятъра над 40м/сек ветрогенератора се само изключва. Може да издържи на буря със скорост на вятъра до 70 м/сек. Срок на експлоатация - около - 20 години. Стойност на оборудването - ветрогенератор - около 34 000 USD;
Допълнително оборудване - изправител - зареждащо устройство; батерия от тягови акумулатори; преобразовател на честотата; Стойността на посоченото допълнително оборудване зависи от мощността му. Средно допълнителните капитални вложения варират от 700 до 900 USD за 1 кВат мощност;
Това означава за около 20 Кват мощност още около 15 000 - 17 000 USD;
Пълната стойност на съоръжението е около 50 000 USD плюс допълнителни 5000 USD необходими за монтаж и настройка.
Средна стойност на капиталните вложения на ветровата инсталация около 2800 USD/ 1 кват.
Срок на откупуване на капиталните вложения при средна цена на ел. енергията 0,06 USD/ 1 кватчас и производителност средна 60 000 Кватчаса на година при средно-годишна скорост на вятъра от 6,2 до 8 м/сек. :- 15 - 16 години;
Аналогични са цените и на другите видове ветрогенераторни установки за електроснабдяване с вариация от плос-минус 6-9%;
При средна скорост на вятъра между 3,4 и 5 м/сек. Срокът за откупуване на капиталните вложения се увеличава с около 80% - или достига до 27 години. Това е неизгодна ситуация тъй като физическият живот на експлоатация на ветрогенератора е около 20 години.
За номинална мощност от 50 000 кват (50 Мегават) на комплексна ветрова електростанция от посочените типове ветрогенератори в група капиталните вложения достигат от 130 до 140 млн. USD;
За следващите 50 години ветровата прогноза за територията на Р. България като енергиен източник е лоша. Климатичната обстановка е коренно променена и хоризонтални ветрови потоци със средно годишна скорост от 6-8 метра за секунда могат да се наблюдават само по високите върхове- връх Ботев, връх Мургаш, Рожен, Мусала, Черни връх, връх Перелик и други. В настоящата година средногодишната скорост на вятъра и в района на Каварна и нос Калиакра е под 5 м/сек. По високите ни върхове като връх Мусала на Рила, Черни връх и местността “Ветровала” на Витоша, върховете в Пирин планина, а също така и Връх Рожен в Родопите не дават необходимите икономически изгодни ветрови условия за промишлена ветро-енергетика.
Данните от половин век на Българските метеорологични служби не показват добри прогнози за ветро-енергетиката. В Стара планина също условията за монтиране на ветрогенератори от различен тип и ефективно използуване на вятърна енергия, например връх Мургаш не са благоприятни. Редната скорост на вятъра е около 8-9 метра/сек. Което условие на границата на приложимост на ветроенергетиката. Следователно за близките 50 години 21 век (на максимум на Слънчевата активност) за нашата страна България е неподходящо изграждането на вятърни електростанции. Недостигът на вода за период от 50 години също ще се отрази неблагоприятно и върху функционирането на изградените вече хидро-енергийни мощности около нашите язовири.
За периода от следващите 50 години на Слънчев максимум - аналог на средно-вековният максимум датиран през 1100 - 1250 година броят на слънчевите дни над страната ни ще се увеличи с около 18 - 20 дни. Това означава сумарна средно годишна радиация попадаща върху нашата територия да достигне от 2000 - 2500 часа до 2700 - 3000 часа. Тази ситуация ни изравнява с досегашната радиационна обстановка на Слънчевата радиация над територията на съседна Гърция. Това означава, че Слънчевата енергетика в различните и форми има изключително бъдеще за страната ни през 21 век.
4.РАЗДЕЛ ВЯТЪРНИ ГЕНЕРАТОРИ ВТОРА УПОТРЕБА.
В България през 2003 година се поде нова кампания за внос на ветрови генератори втора употреба. Това са стари вятърни машини. Те са снети от експлоатация в страните на Западна Европа поради редица екологични и икономически съображения. Ефектът им в българската икономика е съмнителен.

[zilton]

На практика се получава следното(по-груба сметка,колкото енергоносителят е по-тежък толкова крайният продукт е с по-голяма стойност

Предполагам идеята е, че понеже преобразуваме кинетична енергия в електрическа, то при еднаква скорост, по-тежкият носител ще притежава по-голяма кинетична енергия и ще може да отдаде повече в нашия генератор. Но не разбирам какво следва от това? Да търсим по-тежки носители? Вода може би? Там пък скоростта е по-ниска... а и няма големи реки край блока ... Не се сещам...

Така,че метода който искаш да изполваш с магнитите едва ли ще постигнеш голям ефект на изхода

И тук не се сещам с какво да сменя този метод. В крайна сметка искам да получа ток от вятъра, защото токът ми е най-лесен за пренос. а и с магнитите изглежда най-лесно за самоделка. Верно, че има разни методи за директно преобразуване на механична енергия в топлинна, но са ми далеч извън общата култура . А и отново темата за пренос на тази енергия задълбочава допълнително проблема.
Надеждите ми за някаква полза от това начинание се основават на идеята, че промишлено тези машини се изработват с голяма степен на гарантираност на качествата на крайния продукт и монтажа, сервизна гаранция, сериозни разходи за проучвания, и т.н. Разбира се, че производителите работят и доста "на едро" и от там себестойността пада, но все пак смятам, че и от "домашното производство" може да се извлече полза. ( Дано! )

[boltik]

Здравей прийтелю,признавам че съм направил грешка,като съм влязъл по-погрешка в твоята тема.Заблудилсъм се,като съм мислил,че това е темата ветрогенератор.Ако желаеш мога да изтрия написаното от мен.