Mały wiatrak na alternatorze samochodowym - jakie macie doświadczenia ??

Koledzy, czy ktoś z Was próbował budować wiatrak w oparciu o alternator samochodowy. Chodzi mi o sytuację, gdzie alternator jest napędzany przez przekładnię, a nie o przeróbki alternatorów na prądnice na magnesach stałych.

Bardzo proszę o opisanie swoich doświadczeń. Jaki był typ alternatora, jaka przekładnia i o jakim przełożeniu, jaka turbina etc.

Na podstawie doświadczeń sąsiada - alternator 24V (chyba od Jelcza , ale tego sam właściciel nie wiedział) napędzany przez przekładnie pasową . Przy obciążeniu żarówką 21W świeciła , po obciążeniu grzałkami ok.600W przy słabym wietrze ślizgały paski po naciągnięciu śmigło (ok.1,8m średnicy ) stało, przy silnym wietrze urwało robione śmigło.Cała zabawa z wiatrakiem i 10m masztem trwała około dwóch lat .Wg. mnie zbyt duże obroty alternatora potrzebne do pracy a małe i niestabilne obroty śmigła , straty na przekładni.Ogólnie zabawa nieopłacalna , jeszcze pytanie najważniejsze czy rejon nadaje się do tego ? Jeśli w pobliżu funkcjonuje jakiś wiatrak to proponuje zasięgnąć języka u właściciela.

Trudno się dziwić, że tak wyszło gdyż popełniono kardynalny błąd - przekładnia musi być na pasku zębatym.
Po drugie - tak to jest gdy się wiatrak robi "na oko". Przecież jest oczywistym, że przekładnia nie ma 100% sprawności tylko jakieś 70-80% i projektując turbinę trzeba uwzględnić te dodatkowe 30% na pokonanie oporów przekładni - czyli bardzo dużo.

Pytam, bo alternator ma wielką zaletę jeśli chodzi o wykorzystanie do wytwarzania "prądu użytkowego" o względnie stałych parametrach.
Ludzie rzucają się na prądnice wolnoobrotowe tylko potem okazuje się, że wiatrak nadaje się wyłącznie do zasilania grzałek.

Witam. Prądnice wolno obrotowe mają swoje wady i zalety, zaletą jest na pewno ze nie potrzebują prądu na wzbudzenie ale i tak dają mało prądu miałem styczność z takimi i 35 Amperowy mostek wystarczał przy napięciu 24-48V. ale mam pytanie co do przekładni i alternatora. Jak myślicie dużo alternator pobiera prądu na wzbudzenie? I ta przekładnia ile razy powinna zwiększać obroty?? mam dostęp do 2 podobnych 1:14 i 1:13 nada się jadna taka?

Prąd wzbudzenia to od 0,5-3A w zależności od alternatora. 3-4A pobiera wielki alternator od autobusu o mocy ponad 2kW.
Ale to żadne problem. Robisz prosty układ kluczujący, który wytwarza impulsy tylko wtedy gdy alternator się obraca.
Do wzbudzenia obracającego się alternatora wystarczy impuls rzędu 1s, a nie prąd płynący non stop.

Co się tyczy przekładni. Musi być to przekładnia dobrana nie tylko względem przełożenia, ale także optymalna do zakładanych obrotów i przenoszonych momentów. Obrazowo mówiąc - jak założysz przekładnię planetarną od spychacza do wiatraka o mocy 3kW to cała moc zostanie zużyta na pokonanie oporów.
Gdy przekładnia będzie zbyt mała to się szybko zużyje.

Obroty dobierasz wg obrotów turbiny, ale w taki sposób, aby uzyskać obroty alternatora w granicach 1300-1500 obr/min przy słabym wietrze.
Chodzi o to, aby móc produkować prąd w jak najszerszym zakresie prędkości wiatru.
Oczywiście sama turbina ma pewne obroty startowe i dochodzi do tego pokonanie oporów ruchu samej przekładni

O tym że muszę mieć wiekszą moc turbiny od mocy alternatora to wiem. Z obliczeń mi wyszło ok 5kW mocy turbiny zakładająć że sprawność alternatora to 80% a mojej przekładni to 60%. Próbowałem palcami kręcić tą przekładnie i stawia niewielki opór tylko boję się że nie wytrzyma na dłuższą metę. Może Pan by mi doradził jak wykonać albo gdzie można kupić taką przekładnię o małym opoże.

Czy przekładnia łańcuchowa zda ten egzamin?

Skoro te duże alternatory pobierają 3-4A to po co w moim 800W szczotki na 63A?
A maksymalny jego prąd to 65A. Czy tym watro się sugerować?

Dodano po 2 [minuty]:

Przepraszam drobna pomyłka. 5kW to z innego projektu a ten musi mieć ok 1600W

Drobne sprostowanie. Sprawność alternatora wynosi tylko 50-60%. Załóż sobie 50%.

Te szczotki jak to nazwałeś to po prostu oznaczenie na regulatorze napięcia. Wiadomo przecież, że wzbudzenie tak małego alternatora nie będzie pobierało 60A i pobierało całą moc jaką wytworzy

Oznaczenia są dziś różne. Równie dobrze może być to po prostu oznaczenie 63 A, tak jak numer domu, a nie koniecznie oznaczać 63 ampery.

Najbardziej sprawnymi przekładniami będą 2 stopniowe z klasycznymi kołami. Obrazowo mówiąc 2 trybiki obok siebie.
Wykonanie porządnej przekładni jest dość trudne w warunkach amatorskich i na pewno nie będzie tanie.
Lepiej kupić.
Trzeba pamiętać także o tym, że w przekładni kumulują się największe obciążenia. Z jednej strony kręci nią turbina, a z drugiej stara się ją zatrzymać prądnica.
Więc trzeba to sobie po prostu policzyć jakie wyjdą momenty obrotowe na wejściu czyli od turbiny i na wyjściu czyli od strony prądnicy.

Kolego Tomo - przekładnie planetarne to tylko 70% sprawności. Kolega Arkadiusz założył 60% więc wiele się nie pomylił. Przyjdzie tęgi mróz, olej zgęstnieje i masz już jak nic 30-40% zamiast 70. Więc uśrednienie tego do 60% nie jest wcale błędne.

Prosty przykład - zobacz jak trudno obraca rozrusznik w zimie. Nie tylko ze względu na mały wydatek akumulatora, ale przede wszystkim na bardzo duże opory, które stawia gęsty olej.

tomo1885 napisał:

Z czego ta przekładnia, żę ma mieć tak niską sprawność ? Z liany ?

Ja założyłem teoretycznie lepiej więcej niż mniej. A ja nie jestem aptekarzem żeby się bawić konkretnie ile. Chciałbym wspólnie z wami obliczyć ile taka ME może z siebie oddać.

Kolego tomo skąd takie dokładne wiadomości ze przekładnia planetarna ma 95% sprawności??? Na sucho może tak i zmniejszająca obroty. A takie które podwyższają obroty chyba mniej i dochodzi do tego smarowidło lepszy olej ale to trudno wykonać.

Witam,

Tak przypadkiem, przy okazji innych tematów z alternatorem trafiłem na ten temat i podzielę się swoimi doświadczeniami. Alternator samochodowy bez przeróbek, nie nadaje się kompletnie na jakikolwiek wiatrak. Tutaj nawet nie chodzi o opory przekładni. Nie dość, że do alternatora trzeba dostarczyć konkretne obroty to jeszcze trzeba przyłożyć niezłą siłę na wał jeśli chcemy go czymkolwiek obciążyć. Sam badałem alternator od Volvo S 240 napędzany silnikiem 200W od skutera, który daje 2500 obr/min. Alternator startuje ładnie, silnik napędowy pobiera 3A z aku 12V. Następnie do wyjścia alternatora podłączyłem standardową żarówkę samochodową 21W. Pobierała tylko 1,7A, ale obroty spadły z powodu zwiększenia oporów alternatora. Silnik napędzający zaczął pobierać prąd w granicach 6 Amper i pomimo swojej znacznej mocy miał już problemy z napędzaniem alternatora. Nie chcę nawet wiedzieć jakie opory stawia alternator przy poborze np. 20A., ale pewne jest, że kilka ładnych KM musialbyś mu zapodać na wał aby utrzymać obroty w granicach 2000.
Także, tak jak ktoś wyżej tam napisał. Wiatrem tego nie ogarniesz..... Nie trać czasu i zbuduj lepiej tradycyjną amerykankę

Witam. Ja panu nie chce nic mówić ale nich pan zobaczy na to.

http://www.youtube.com/watch?v=MV2YbuvUbjA

Może pan temu Panu powie że alternator nie da rady. Wiadomo że alternator nie da więcej niż prądnica ale zawsze coś da w zależności od łopat ich długości kąta nachylenia i prędkości i oczywiście przekładni.

coś dla przykładu

Alternator 65A to około 780W jego sprawność to 50% teoretycznie czyli musimy mu dostarczyć 1560W aby dał nam pełną swoją moc, ale do jeszcze nie koniec kolejnym krokiem jest przekładnia o teoretycznej sprawności 85% i moc potrzebna zwiększa się do 1835W w zaokrągleniu 2kW to łopaty muszą mieć długość ok. 3m dla 5 łopat. Nie mówię że nie ma rzeczy niemożliwych tylko trzeba odpowiednio przeliczyć.

Pozdrawiam

Heh, tak myślałem, że natchnieniem był jakiś zasób z Youtube. Tam nawet pokazują jak wytwarzać prąd z magnesów wyjętych z dysków twardych.
Proszę sobie takie "cacko" obciążyć żarówką H7 zobaczymy, co z takiego wiatraka zostanie przy takim wietrze..... (proszę się również odsunąć na bezpieczną odległość, alternator trochę waży)
Życzę powodzenia zatem w dalszych kalkulacjach przy uzyskiwaniu "kilowatów", z wysokoobrotowego alternatora napędzanego śmigłem

Nie bardzo rozumiem. Co to za różnica czy alternator napędza silnik spalinowy przez przekładnię pasową czy turbina przez przekładnię walcową.

Jeżeli do wału alternatora jest dostarczana odpowiednia moc to można sobie załączyć nawet 10 czy 20 żarówek, grzałek czy jakieś inne obciążenia.
To właśnie od amatorskich amerykanek trzeba się odsuwać, szczególnie jak się widzi amatorskie konstrukcje z allegro.

Alternator ma bardzo duży zakres obrotów roboczych i ładnie się reguluje więc można powiedzieć, że najbardziej nadaje się do zastosowania w wiatrakach. Pewną trudność stanowi dobór przekładni.

To co widać na tym filmie, to prawdopodobnie nie jest alternator, widać to po skaczącym napięciu, po drugie pod koniec widać podłączony amperomierz. Pytanie tylko co jest jego obciążeniem ? Pomijam już, że prąd na nim nie przekracza 1 Ampera. Ten film jak większość podobnych
to zwyczajny FAKE. Bez odpowiednich przeróbek i ingerencji w zwyczajny alternator samochodowy nie da się z niego uzyskać nic sensownego napędzanego wiatrem. Alternator samochodowy został zaprojektowany do samochodu i napędzania przez silnik spalinowy o odpowiedniej mocy i obrotach. Do pozyskiwania energii elektrycznej z wiatru służą prądnice wolnoobrotowe.

Reasumując, proszę sobie zajrzeć pod maskę samochodu, zobaczyć jak wygląda rozrząd, koła pasowe, paski wieloklinowe i proszę tą konstrukcję wyobrazić sobie na maszcie z rurki hudraulicznej 1 cal o wysokości 10 metrów dodatkowo z łopatami o średnicy 2 metrów.

Po pierwsze - pisałem o przekładni walcowej, a nie o paskach. Paski są stosowane w samochodach ponieważ odległość od wału jest zbyt duża.

Po drugie - prądnice wolnoobrotowe są rozwiązaniem najgorszym z możliwych chyba, że chcemy zasilać nią wyłącznie grzałki.
Popatrz jak są zbudowane duże wiatraki - turbina napędza mechaniczną przekładnię wielobiegową, a generator jest wysokoobrotowy.

Dlaczego prądnice wolnoobrotowe są złe ? Przede wszystkim dlatego, że trudno uzyskać z nich stabilne napięcie. Oczywiście nie jest to niemożliwe, ale dość drogie.
Po drugie - prądnice wolnoobrotowe są bardzo ciężkie. Im większa wolnoobrotowość tym większy ciężar przy tej samej mocy.
Ciężar zespołu prądnica/alternator - przekładnia jest około połowę mniejszy niż w przypadku prądnicy wolnoobrotowej o tej samej mocy.
Przy czym najmniejsze obroty wynoszą około 375 dla prądnic typu "silnikowego"

Wynika z tego, że chcąc napędzać generator za pomocą łatwej w wykonaniu turbiny wolnoobrotowej bez wyśrubowanej aerodynamiki tak czy inaczej musisz zastosować przekładnię.

Następna sprawa, która jest zaniedbywana to koszty masztu. Im cięższa prądnica tym większe koszty masztu. Przy wysokości osi turbiny rzędu 25m co w polskich warunkach stanowi absolutne minimum ciężar zespołu ma bardzo duże znaczenie.

Kolejna rzecz - sprawność generatora. Im mniejsze obroty tym niższa sprawność i większa trudność z uzyskaniem minimalnej szczeliny magnetycznej. Dotyczy to przede wszystkim amerykanek w wykonaniu amatorskim.
Zobacz jaką szczelinę ma nowoczesny alternator - poniżej 1mm. Amerykanki mają dziurę jak w d...pie w porównaniu do alternatora
Opisy typu sprawność 80-90% to Baśnie 1000 i jednej nocy lub wręcz mitologia.

Oczywiście to co ludzie pokazują na filmikach to przede wszystkim zabawki edukacyjne i nic więcej - co nie oznacza, że ktoś nie poszedł w dobrym kierunku

Ok. Zadam proste pytanie. Czy miałeś w swoich rękach alternator samochodowy ? Widziałeś jakie posiada w ogóle mocowanie ? Napędzałeś go ? Wzbudzałeś go ? Próbowałeś obciążyć czymkolwiek ? O pomiarach prądu i napięcia oraz obrotów już nie wspomnę.

Oczywiście że miałem w rękach alternator. Zrobiłem sobie porządne mocowanie, sprzężenie poprzez sprzęgło kłowe oraz wykonałem pomiary elektryczne. Tak się składa, że mam nawet obrotomierz uniwersalny, którym mogę dokładnie mierzyć obroty dowolnego wałka.

Dlatego dobrze wiem o czym piszę, a wykonanie sprzężenia przekładni z alternatorem nie jest może banalne, ale do wykonania jeśli zlecisz wytoczenie niektórych podzespołów do zakładu ślusarskiego.

Zabierając się za cokolwiek czy będzie to wiatrak czy choćby regulacja przerzutki w rowerze trzeba mieć "pojęcie o robocie"

skyrafal napisał:

Tak się składa, że mam nawet obrotomierz uniwersalny, którym mogę dokładnie mierzyć obroty dowolnego wałka.

Co to za obrotomierz,kupiłeś czy zrobiłeś,w jaki zakresie mierzy.Można prosić o szczegóły?

Cieszę się, że masz "pojęcie o robocie" za którą się zabierasz. Nie będę ukrywał, że bardzo zaciekawiła mnie Twoja koncepcja, dlatego pozwolę sobie śledzić ten temat i mam nadzieję, że nie skończy się on na teoretycznych dywagacjach, tylko będziesz mógł pochwalić się również konkretnymi osiągnięciami w tej dziedzinie. Sam założyłeś ten temat, prosząc o napisanie swoich doświadczeń, więc podzieliłem się swoimi spostrzeżeniami i doświadczeniami z alternatorami.
Czekam na wyniki Twoich doświadczeń

Trochę danych o alternatorach:

Witam,

Może nie doświadczenia a pytanie.

Jak dobrać alternator do takiej małej elektrowni wiatrowej? (polecane widzę C-330 i Star 200)
Przy jakich obrotach alternator daje jakikolwiek prąd?
Jakie są minimalne i max obroty by go nie sfajczyć? (Czy innej apokalipsy nie wywołać)
Czy polecacie jakieś konkretne przekładnie w ramach przedsięwzięcia?
Czy można gdzieś (tzn gdzie?) kupić takie przekładnie w rozsądnych cenach?
Pojedyncze koła zębate z rozrządu do takiej przekładni to koszt 30-300 zł :/

Kombinuję przy elektrowni wiatrowej i rozglądam się za alternatorem.

Dodano po 10 [minuty]:

PS: To jak z tym łańcuchem?
Na logikę kłóci mi się to z wspomnieniami spadającego łańcucha w rowerze więc obstawiam fail. Niemniej pytam

Dobrym alternatorem jest polski G2020 28V 85A. Może jego moc nie jest powalająca, ale też nie kosztuje wiele - można go kupić w cenie rzędu 1000zł po regeneracji.

Trzeba jednak pamiętać, że to prawie 2400W mocy elektrycznej, więc biorąc pod uwagę sprawność alternatora i przekładni turbinę projektujemy na 5kW.

Przekładnię dobierasz jako ostatnią, bo najpierw musisz mieć charakterystykę turbiny, żeby obliczyć przełożenie i momenty obrotowe, które ma przenosić.

Przekładnie kupuje się u handlarzy (jeśli chcesz używaną) lub nowe np. w firmie Kacperek.

Odpowiadam na pytanie z poprzedniego postu na temat pomiaru obrotów. Mam przemysłowy obrotomierz uniwersalny, który stosuje się w pracy inżynierskiej.
Ale można to przecież zrobić także na zasadzie pomiaru częstotliwości impulsów wykorzystując zwykły multimetr z funkcją Hz

Jelcz - G-2020 350 zł allegro.
28v 60A = ~~1680W

Alternatror dla Ursus c-330 - ok 100zł allegro.
12v 70A =~~840W

2400W?
1) A nie liczy się tego przypadkiem jako V * A = W?
2) Jak dobrać akumulator do 28V? Przywykłem, że 12V to napięcie akumulatora, chyba, że spinamy je równolegle. Ale... czy to w powietrze nie wyleci?

Jeżeli wiatr niesie moc na śmigło 100W to tyle trzeba odbierać a jeżeli jest to 5 kW to też trzeba tyle spożytkować w przeciwnym razie śmigło będzie się rozbiegać. Regulator w altku będzie dążył do utrzymania stałego napięcia więc śmigło będzie miało coraz lżej więc znowu wyższe obroty czym to grozi wiadomo.
Przy prądnicy na magnesach stałych o stałe napięcie dba układ PWM więc ten problem teoretycznie znika.

Hamowanie to zupełnie inna kwestia.

Niektórzy robią oddzielny hamulec, a inni dobierając tak moc turbiny, aby była nieco mniejsza niż maksymalna ciągła moc alternatora.

Oczywiście oddzielny hamulec jest lepszym, ale bardziej skomplikowanym rozwiązaniem.

Natomiast - co to za różnica czy generatorem będzie alternator czy prądnica. Przecież gdy zwiększymy obciążenie elektryczne to także wzrośnie zapotrzebowanie mocy na wale i turbina będzie hamowana.

@potegat

Piszesz w przenośni? Bo nadal nie widzę jak coś co ma 1400W ma dać 5kW.

@skyrafal

Wolę uniknąć sytuacji, że muszę 'czychać' przy wiatraku ilekroć zacznie mocniej wiać są na to jakieś sprawdzone sposoby? Zakładam też, że alternator (jak to alternator) raczej nie wydoli maksymalnego momentu obrotowego nawet przekładnią więc raczej jest tylko kwestia zabezpieczenia wiatraka przed tym by nie odleciał.
A do tego wystarczy chyba solidna konstrukcja i ewentualnie lotka jak w Enerwin3300
Link

Pytania:
1. Czy są jakieś sprawdzone sposoby hamowania tego typu elektrowni wiatrowych?
2. Czy lotka wystarczy?
3. Nadal nie kminię kwestii hamowania na alternatorze w moim rozumowaniu, nie może dawać większego oporu przy zwiększonym poborze prądu bo spadek napięcia a opór fizyczny to dwie różne bańki.

Wstępnie jak widzę (fizycznie konstrukcję).
- Maszt gruba rura stalowa
- Wiatrak - np odpowiednio docięte rurki PCV (najlepiej z jednej bryły) przyczepione wkrętami i z płaszczem.
- Przeplot z linki lub czegoś innego na końcu śmigieł (najwyżej się rozleci ale daleko nie odlieci)
- Lotka która sprawi, że przy mocniejszym wietrze wiatrak stanie bokiem do wiatru... może nie odleci :p
- Przekładnia (mozliwie nie stwarzająca znacznego oporu na wietrze)
- Alternator...

Nie rozumiem o co chodzi z tym 1400W.

Napisałem tak - alternator ma moc 2400W. Przyjmując sprawność alternatora 50% oraz 90% sprawność przekładni wychodzi, że aby uzyskać moc elektryczną 2,4kW musisz odebrać z turbiny moc ok. 5kW.

Hamowanie realizuje się na wiele różnych sposobów - może być dodatkowym hamulcem, może być elektryczne, możesz przestawiać łopaty w tak zwaną chorągiewkę czy odwracać turbinę bokiem do wiatru.

Wszystko zależy od konkretnej konstrukcji i przede wszystkim konstruktora.

Hamowanie alternatorem polega przecież na tym, że gdy włączysz duże obciążenie opory ruchu alternatora wzrastają. Przecież alternator to nie jest perpetum mobile i aby wytworzyć więcej energii elektrycznej musi pobrać z wału więcej energii mechanicznej[/img]

skyrafal napisał:

Nie rozumiem o co chodzi z tym 1400W.
Napisałem tak - alternator ma moc 2400W. Przyjmując sprawność alternatora 50% oraz 90% sprawność przekładni wychodzi, że aby uzyskać moc elektryczną 2,4kW musisz odebrać z turbiny moc ok. 5kW.

Ok ok, rozumiem, że chodzi Ci zwyczajnie o obroty wiatraka.

Takie małe coś, może wam się przyda.
Macie androida w telefonie to może was zainteresuje

Jest aplikacja RC-Heli-Gear-Ratio, która ma do zabawkowych chelikopterków przeliczać obroty wirnika przed przekładnią i po. Można tym łatwo i wygodnie przeliczyć przykładnię na wiatrak

Link

No właśnie ten program o którym piszesz do niczego się nie nadaje z prostego powodu - turbina odbiera moc od powietrza. Śmigło czy wirnik śmigłowca to odwrotność pracy turbiny wiatrowej

Niestety nie jest to zamienne żeby mówić o jakiejś konkretnej efektywności. Ludzie próbowali wykorzystywać łopaty od Mi-2 do budowy turbin wiatrowych, ale oczywiście bez rezultatu.