radekk wrote: nie jest prosto zrobić przekładnie tak by utrzymywała zakładany poślizg ... ... kąta ustawienia łopat wirnika tak by przy zmianie wektora wypadkowego...
Krótko mówiąc w pierwszym etapie trzeba dokonać dość głębokiej analizy fizyki tych zjawisk zarówno po stronie elektrycznej, jak i aerodynamicznej. Następnie skonstruować układ mechaniczny zapewniający odpowiednie możliwości sterowania - minimum to sterowanie w biegu zmianą kąta natarcia łopat i sterowanie przekładnią bezstopniową przed prądnicą.
Kolejny etap to oczujnikowanie układu - myślę, że szczególnie użyteczny byłby zestaw czujników prędkości wiatru (ew. ciśnienia) bezpośrednio przed śmigłem w odległości do kilku metrów, przy czym gęstsze pokrycie czujnikami zapewni pełniejszą identyfikację chwilowych wartości rozkładu tego pola. Dalej pozostaje zaprojektowanie regulatora, który zapewniłby uzyskanie optymalnych parametrów regulacji (proponuję DSP albo jakąś płytę PC). W takim układzie regulator antycypowałby (przewidywałby) nadchodzący podmuch i ustawiał we właściwym momencie łopaty pod właściwym kątem.
Drugie rozwiązanie (chyba prostsze???) to zastosowanie prądnicy prądu stałego (lub zmiennego z prostownikiem), która przy każdym ruchu śmigła odda swoje dżule regulatorowi prądu stałego (stabilizującemu napięcie bądź prąd ładowania), który doładuje baterię akumulatorów. Dalej za tym buforem przetwornica elektroniczna lub elektromechaniczna (silnik-prądnica) z przejściem na 230V AC i wyjściem do sieci (oczywiście z automatyką włączająco-wyłączającą). W przypadku silniejszych wiatrów przetwornica pracuje w trybie ciągłym (ewentualnie przejmując część energi do akumulatorów), w przeciwnym przypadku - okresowo (w cyklu doładowanie-zrzut).
Elementy tracące energię (radiatory, obudowa silnika i prądnicy) można wyposażyć w wymienniki ciepła przekazujące energię na nagrzewanie wody użytkowej i tym samym zminimalizować (prawie do zera) straty w tym układzie.
Po tym wywodzie przedstawię tezę: optymalnym zastosowaniem elektrowiatraka jest wpięcie go w system ogrzewania, gdzie odpadają wszystkie problemy związane z dopasowaniem parametrów elektrycznych (oczywiście w pewnym zakresie), co oczywiście nie zwalnia nas do końca z ewentualnej regulacji (optymalizacji) jego pracy. Nadwyżki ciepła mozna akumulować na zimę w w ogródku (pompa cieplna).
e11 wrote: Marek-łódź podłączenie prądnicy do sieci jest bardzo proste :- uzgodnienie faz – wiatrak podobnie jak wodna turbina ma śmigła wyprofilowane że kręcą się zawsze w tą samą stronę jeżeli znasz kierunek wirowania wiatraka lub turbiny podłączasz silnik do sieci i musi się kręcić w tą samą stronę co przy napędzie wodnym lub wiatrowym. Wystarczy zachować kolejność przewodów
- Obroty przy których silnik indukcyjny staje się prądnicą są znane dla każdego silnika wystarczy zastosować miernik obrotów z wyjściem załączającym stycznik główny a po zmniejszeniu obrotów wyłączyć stycznik aby generator nie stał się zwykłym silnikiem i nie zaczął pobierać energii z sieci
Małe korepetycje z elektrotechniki -
zgodność fazy, czyli synchronizacja z siecią nie polega na zgodnym połączeniu przewodów fazowych i uzyskaniu prędkości synchronicznej na generatorze. Żeby się zsynchronizować z siecią trzeba doprowadzić do uzgodnienia fazy (w czasie) sinusoidy sieciowej i generatora, czyli inaczej mówiąc nałożyć na siebie te sinusoidy. Oczywiście układ z obrotomierzem i stycznikiem tego nie załatwi (za to jest to świetny układ do wywalania bezpieczników). Procedurę już raz opisałem i opiszę jeszcze raz - trzeba doprowadzić do zgodności prędkości i potem wykorzystując niewielkie ich różnice wykryć moment nałożenia sinusoid (miernik fazy albo napięcia). Jest to moment włączenia generatora do sieci.
Jeśli zrozumiałeś to, co napisałem powyżej (prościej nie potrafię) to zastanów się jak powinien wyglądać i jaką mieć dynamikę regulator, który w układzie aerodynamicznym ze zmiennym dopływem energii zapewni ci kilkusekundową stabilizację obrotów.
Mogę Ci za friko sprzedać pewien patent - być może wystarczy "wolne koło" (takie jak w rowerze oczywiście odpowiednio większe), szybkoobrotowe koło zamachowe (koło dołączone do układu przez przekładnie podwyższającą obroty) i przekładnia bezstopniowa (albo lepiej dwie - na zasilaniu i odbiorze) sterowana z regulatora. Taki układ zapewniłby w miarę stabilne obroty, odbiór energi w chwilach gdy występuje nadwyżka (podmuch) i możliwość w miarę stabilnego odbioru do sieci.
Do tego wszystkiego oczywiście jeszcze opisany wyżej regulator kąta natarcia łopat.
Ponieważ jak piszesz działasz w branży energetyki wodnej, sprzedam Ci jeszcze jeden patent na wiatraki. Stawiasz je na brzegu zbiornika, łączysz z pompą wodną (elektryczną albo mechaniczną) i pompujesz wodę ze zbiornika dolnego do górnego akumulując tam dodatkową energię. W ten sposób możesz zwiększyć przepływ swego koła wodnego o kilka-kilkanaście-kilkadziesiąt procent, co po dołączeniu większej prądnicy (jeśli to będzie konieczne) odpowiednio zwiększy moc tej elektrowni wodno-wiatrowej. Energia potencjalna wody jest doskonałą formą magazynowania energii, a taka wiatrakownia szczytowo-pompowa (wykorzystująca szczytowe podmuchy wiatru) pozwala maksymalnie wykorzystać energię wiatru.