Aerodynamika łopat elektrowni wiatrowej

Question

Witam.Interesuje mnie problem aerodynamiki łopat do elektrowni wiatrowej.Chodzi o to, żeby łopaty były jak najcichsze, może macie doświadczenie w ty...

tomleszno · Answer

Tutaj jest troszkę materiałuhttps://wind.nrel.gov/airfoils/Documents/S830,S831,S832_Design.pdf

skyrafal · Answer

Odpowiem Ci kolego bardzo praktycznie. Aerodynamika śmigieł i turbin jest niesamowicie trudnym zagadnieniem. Przy turbinach wiatrowych sprawę mocno komplikują przeszkody terenowe i konstrukcja samej wieży.
Domyślam się, że chcesz samodzielnie obliczyć łopaty i potem je wykonać. Szczerze odradzam, bo wydasz majątek, a efekt będzie taki sam jakbyś założył kawał blachy.

Jeżeli masz umiejętności i możliwości warsztatowe to jedyne co możesz zrobić to skopiować dobre i sprawdzone łopaty.

Najlepiej jednak jest kupić łopaty, bo wówczas masz możliwość przetestowania tego wynalazku i oceny pracy turbiny w praktyce oraz wykonania pomiarów.
Pytasz jeszcze o hałas. Przyjmij taką zasadę, że im większe prędkości liniowe na końcówce łopaty tym turbina jest głośniejsza i od tej zasady nie ma "przeproś".
Hałas wynika z prędkości względem powietrza.
Drugim czynnikiem jest jego profil. Im poprawniej dobrany i lepiej wykonana łopata tym turbina cichsza.
Chcesz mieć ciche śmigło - musi być wolnoobrotowe i doskonałe aerodynamicznie.

Kolejna kwestia - ludzie na siłę wykonują łopaty o profilu lotniczym. Tylko, że prawda jest taka, że kawałek sztywnej blachy lub plastiku w kształcie prostokąta czy trapezu będzie dawał podobny o ile nie lepszy efekt. Być może wiatrak typu australijskiego nie jest okazem urody, ale generuje użyteczną moc na wale turbiny i to jest najważniejsze. Co więcej - ma duży moment i "żywo" reaguje nawet na słabe wiatry w przeciwieństwie do 3-łopatowych smukłych turbin.
Zauważ także, że dziś wiele małych komercyjnie sprzedawanych turbin wykonuje się właśnie jako wielołopatkowe co jest powrotem do przeszłości i połączeniem większej efektywności profilu lotniczego z dużą efektywnością turbiny wielołopatkowej.
Źle dobrany profil łopaty będzie pracował znacznie gorzej niż kawałek blachy.

Wystarczy dobrać przekładnię i masz napęd prądnicy jak się patrzy. Poprawny dobór przekładni jest o niebo łatwiejszy niż obliczenia i wykonanie turbiny.

Jeśli zaczynasz przygodę z wiatrakami to zrób sobie porządną turbinę typu australijskiego i sam się przekonasz, że przy porównywalnej średnicy pracuje podobnie o ile nie lepiej niż u konkurencji z 3 łopatami

W amatorskich warunkach prostsze rozwiązania technologiczne nie wymagające wysokiej specjalizacji są znacznie efektywniejsze niż robienie na siłę czegoś o czym się nie ma zielonego pojęcia i praktyki.
Potem te wynalazki lądują na allegro, bo się do niczego nie nadają.

Jeśli nadal mi nie wierzysz i upierasz się przy swoim popatrz na to zdjęcie Link
Zauważ, że w starym wiatraku występuje już skomplikowany element aerodynamiczny jakim jest zmienny kąt natarcia łopaty wzdłuż jej długości. Zostało to wypracowane długimi, długimi latami i jest ściśle związane ze średnicą turbiny oraz jej prędkością obrotową.
Zanim dobierzesz prawidłowo tak prostą rzecz w swojej turbinie minie ruski rok.

tomleszno · Answer

skyrafal to co kiedyś wypracowywało się latami dziś można zrobić w parę minut np. programem wiatrak. Kawałek sztywnej blachy także należy odpowiednio wyprofilować.

skyrafal · Answer

Co nie zmienia faktu, że samo wykonanie powtarzalnych identycznych łopat w warunkach amatorskich nie jest wcale takie proste.

Oczywiście - dziś są maszyny CNC, więc to znacznie sprawę upraszcza. Tylko wyfrezowanie takiej łopaty wcale tanie nie będzie. Szczególnie, że trzeba napisać specjalnie dość skomplikowany program.
Jak się policzy te wszystkie składniki i dołączy do tego ryzyko, że nie będzie to pracowało tak jak sobie założyliśmy to tylko stracimy pieniążki na materiał, program i obróbkę.
Jeśli kto nie wierzy to niech zapyta w zakładzie, który posiada obrabiarki CNC ile kosztuje zaprogramowanie oraz godzina pracy obrabiarki.

Niestety mało kto tak robi, ale przed każdą "robotą" trzeba usiąść z kartką, ołówkiem, kalkulatorem i po prostu policzyć ile to wszystko wyniesie. Potem doliczamy 50% do tego co wyszło na tak zwane duperele i .....
Okazuje się, że za podobne o ile nie mniejsze pieniążki kupimy gotową elektrownię wiatrową, którą można sobie wypróbować przed zakupem. Nie ponosimy także bez ryzyka, że wiatrak nie spełni naszych oczekiwań.

terek_4 · Answer

Zgadzam się z Twoją wcześniejszą wypowiedzią w 100%, tak mi się wydaję, że ludzie sami sobie utrudniają życie, ale tak już chyba jest

A sprawa wygląda następująco:
Wiatrak już mam, 3 łopatowy, oczywiście do tego łopaty wtryskiwane na wtryskarce do plastiku, są dość cienkie(tzn przekrój poprzeczny) i w porównaniu z poprzednią wersją łopat, które były robione z pianki i płach z włókna szklanego ( miały grubszy przekrój) te plastikowe są głośniejsze, i tak się zastanawiam jak by to poprawić. może wyginać końcówki (tak jak to wygląda np na skrzydłach dreamlinera) czy pofalować tylną krawędź łopaty...

skyrafal · Answer

Wygięte końców na skrzydłach tak zwane winglet'y są po to, żeby zmniejszyć opór indukowany, a nie hałas

Im większa prędkość końcówki łopaty tym głośniej pracuje. Więc jak szukasz cichej turbiny to pozostaje wolnoobrotowa wielołopatkowa czyli dokładasz łopaty i masz większy moment obrotowy, ale mniejsze obroty.

Jeśli łopata jest źle zaprojektowana lub źle wykonana to zawsze będzie głośna i tego nie przeskoczysz.

Thew_666 · Answer

Panowie jak stawiać to coś większego

A codo energii z wiatraka to powiem że lepiej się

panele fotowoltaiczne spisują bynajmniej u mnie

Dodano po 1 [minuty]:

Dlatego sa i panele

Dodano po 54 [sekundy]:

Hybryda zawsze najlepiej sie spisuje bo jak nie ma wiatru to świeci słońce i na odwrót