Wiatrak zasilający pompę, na działce bez podłączenia do sieci.

Założenia:
- Jest działka, na niej zbiornik 1000l, z którego grawitacyjnie, automatycznie podlewane są warzywa (linią kroplująca).
- Woda do napełniania zbiornika jest dostarczana przez pompę 1.1kW 230V, pompa ma wydajność większą niż przepustowość rur/zaworów, napełniając pusty zbiornik pracuje mniej więcej z wypełnieniem 50%. Innego źródła wody nie ma.
- Prądu z sieci nie ma i długo nie będzie (dla uproszczenia przyjmijmy, że nigdy). Pompa zasilana jest generatorem 2.5kW, ale tylko w weekendy, a chciałbym żeby pompa uzupełniała zbiornik również w tygodniu.
- Na działce zazwyczaj wieje co najmniej 2m/s, często >4m/s.
- Wiatrak, głównie ze względów estetycznych może być tylko pionowy, z prostymi łopatami.
- Oczywiście ma być jak najtaniej.

I teraz pytanie - czy ma sens rozwiązanie polegające na zamontowaniu (1) wiatraka pionowego 24V o mocy znamionowej 0,75kW (max 1kW), (2) regulatora ładowania, (3) dwóch akumulatorów 12V np. trakcyjnych 115Ah 880A i (4) falownika moc ciągła 2kW (szczytowa 4kW), włączanego tylko powyżej założonego napięcia akumulatorów?
Nie ma wiatru = trudno, jest wiatr = uzupełnia się woda.
Jaki będzie koszt takiego rozwiązania? Ja szacuję ok: 3500pln (1) + 2 x 400pln (2) + 500pln (3) + 500pln (4) = 5300pln, czy to sensowne szacunki?
Może jest lepsze, tańsze rozwiązanie?

Dzięki, ale mechaniczne pompowanie wody odpada - jedyny sposób pozyskania wody to zasilenie tej pompy 1.1 kW.

Koszty nie adekwatne do uzysku energii - szkoda aku. które będą ciągle niedoładowane i się zużyją. Polecam uzupełnić kilkoma panelami, nawet takimi po 200Wp (będzie taniej).

Co do wietrzności, to przed inwestycją na kilka tyś. warto potwierdzić "energetyczność" miejsca stawiając jakiś mniejszy wiatrak i układ pomiarowy.

DanielOls wrote:

teraz pytanie - czy ma sens rozwiązanie polegające na zamontowaniu

Nie ma to najmniejszego sensu. Przelicz ile będzie kosztowała prądnica, akumulatory (dużo akumulatorów), przetwornica przewody. A jak już będziesz to wszystko mieć, to będziesz czekać tydzień aby naładować akumulatory na tyle aby pompa z mocą 1,1kW działała prze godzinę.
Odpuść sobie tą drogę, chyba że jesteś na tyle majętny, że możesz pozwolić sobie na stratę kilku tyś od tak o. Jak już masz tak kombinować to zostań przy agregacie, taniej wyjdzie.

DanielOls wrote:

Dzięki, ale mechaniczne pompowanie wody

Jest to jedyny racjonalny sposób w Twoim przypadku.

DanielOls wrote:

jedyny sposób pozyskania wody to zasilenie tej pompy 1.1 kW.

Tylko przez agregat. Odpuść sobie instalacje, prądnica, akumulatory itd.

@MichałS - panele też rozważam, nie robiłem pomiarów, ale z dotychczasowych obserwacji sądzę, że jednak więcej energii będę w stanie uzyskać z niewielkiego (max 2m) wiatraka, niż kilku m2 paneli. Być może zdecyduję się na rozwiązanie łączone - zakładające, że jak nie wieje, to pewnie świeci, ale to zwiększa koszty
@Rezystor240 - niestety nie ma możliwości mechanicznego pompowania wody, a zależy mi żeby uzupełniała się bez kontroli. 'Zwykły' agregat, który mam niestety nie daje takiej możliwości. Ew. rozwiązaniem może być zakup drugiego agregatu z rozrusznikiem i dużym zbiornikiem paliwa + dorobienie automatyki do uruchamiania.
Przy czym godzina pracy pompy dziennie w zupełności by wystarczyła. Pompa pracując (z wypełnieniem 50%) przez ok. pół godziny całkowicie napełnia pusty zbiornik, a 1000l powinna wystarczyć do podlania tych kilku grządek nawet w zupełnie suchy dzień, czyli dziennie potrzebuję mniej niż 0,5 kWh.
I tak - rozważam możliwość wydania na to kilku tysięcy. Chociaż oczywiście czym taniej uda się zrealizować założony cel, tym lepiej.

Odnośnie paneli fotowoltaicznych, to trzeba by było kilkanaście metrów 2 do tego. I nie zawsze świeci.

Jeśli już, to ja jednak zainwestował bym w ten agregat z rozrusznikiem i odpowiednim sterowaniem. Raz na dzień ma się uruchomić i zasilać pompę. Rozwiązanie pewnie i na pewno skuteczne. Większa pewność niż panele fotowoltaiczne, czy wiatrak.

Postaw sobie coś takiego: https://www.youtube.com/watch?v=eD5q-iw7LBA
a przekonasz się, że w sumie mały panel przez swoją regularność wyprodukuje więcej energii niż pokaźny wiatrak. Jest udowodnione że panele uzupełniają się z turbiną, a wiatru jest więcej na jesieni i w zimie, a wtedy przecież nie ma uprawy?

@Rezystor240 Dzięki, przemyślę to. Ale to rodzi dodatkowe problemy. Kiedy nie ma mnie na działce, agregat jest zamknięty w niewentylowanym magazynie. Żeby się uruchamiał automatycznie, musiałby stać w miejscu wentylowanym, ale zabezpieczonym. Kolejne zagadki
@MichałS O czymś takim właśnie myślę, tylko z pionowym wiatrakiem i większymi panelami (ok. 2m2).

Jaki VAWT będzie montowany? Myślę że więcej osób z Elektrody chciało by zobaczyć uzysk z turbiny o pionowej osi obrotu. Tyle się mówi na temat ich genialnych parametrów...

Wiatrak pionowy jest słabszy niż poziomy - ok 10 X !
Polecam pionowy z prądnicą na prąd trójfazowy i stały:

Taka prądnica w zależności od wiatru może zasilać pompę z silnikiem trójfazowym lub na prąd stały i jednocześnie ładować akumulatory.
Wystarczy silnik trójfazowy pompy podłączyć na sztywno z fazami prądnicy , a silnik na prąd stały (12 - 24 V) do plusa i minusa.
Jak będą słabe wiatry i obroty to silnikom nic się nie stanie, a jak ruszą to pompy wirowe zrobią swoje w zależności od obrotów.Moje pompy 24 V wytrzymywały z obciążeniem ponad 60 V - wydajność w przepływie wody wzrastała trzykrotnie.
Mam pompy na 12 i na 24 V które wytrzymują przewoltowanie.
Silniki na prąd stały można dodatkowo zasilać z paneli PV lub większe przez; Akumulator i przetwornicę na 230V gdy nadmiar wiatru naładuje akumulatory.

DanielOls wrote:

Kiedy nie ma mnie na działce, agregat jest zamknięty w niewentylowanym magazynie

Co za problem dorobić jakąś rurę do tłumika i wyprowadzić ją na zewnątrz? Żaden problem.

@MichałS - na razie to tylko koncepcja/plany, ale myślałem np. o takim "1000W 24V Elektrownia wiatrowa pionowa VAWT" na allegro.
@JESIOTR1 - w moim przypadku taka prądnica byłaby bez sensu, zasilić mam pompę 230V (1-fazową), czyli albo prądnica AC 230V, albo DC 24V + falownik.
@Rezystor240 - dodatkowo trzeba by zapewnić dopływ powietrza, i chłodzenie. Do zrobienia, ale dodatkowa robota A nie podoba mi się ten pomysł może dlatego, że jeden agregat już mam (niestey 'na linkę'), więc kupowanie drugiego wydaje sę mało sensowne.
A może by dorobić rozrusznik do tego? Robił ktoś takie rzeczy?
Silnik Honda GX200. Rorusznik do niego na allegr ok 200pln, ale nie wiem jak poważna przeróbka samego silnika byłaby konieczna.

Chłodzenie to sam agregat sobie zapewnia, jest przystosowany do pracy ciągłej. Dopływ powietrza zbędny, no chyba że masz szczelne pomieszczenia, bez żadnych szczelin szpar i itd.
Dokupowanie rozrusznika do obecnego agregatu mija się z celem. Przeróbki kombinacje, odpuść. Lepiej już sprzedać ten co masz, i kupić docelowy z oryginalnym rozrusznikiem.

DanielOls wrote:

czyli albo prądnica AC 230V, albo DC 24V + falownik.

Dla tej prądnicy AC 230 V to Mały pikuś (międzyfazowo).
DC 24 V + przetwornica z akumulatora - też - precyzyjne AC 230V.
Wiatrak (jest silnikiem) może napędzać pompę bez innego silnika -
wystarczy wałek wiatraka za pomocą przekładni pasowej połączyć z wałkiem pompy wirnikowej.

Fotowoltaika powinna być lepszym rozwiązaniem, przecież gdy świeci słońce jest sucho i trzeba podlewać, zaś gdy nie świeci i nie produkuje prądu, jest zachmurzone i duże prawdopodobieństwo, że pada i podlewanie nie jest potrzebne.

Jeżeli już fotowoltaika lub wiatrak to nie na 24V .. policz jaki prąd będzie pobierany z akumulatorów przy obciążeniu obwodu 230V mocą 1000 W.
Osobiście uważam że agregat prądotwórczy będzie lepszym i tańszym rozwiązaniem.

@Rezystor240 Pomieszczenie jest dosyć szczelne (kontener morski).
@bodziot Słuszna uwaga Niemniej podlewać w lecie lepiej w nocy, a to zwiększa konieczną pojemność akumulatorów.
@margas4542 Już liczyłem oczywiście, wychodzi jakieś 60A przy uwzględnieniu strat na konwersję itd. Przy czym założenie było, że taki prąd to tylko na falowniku, bo przy włączonej pompie część z wiatraka (+ew. fotowoltaiki), część z akumulatorów. A przy wyłączonej pompie akumulatory ładowane niższym prądem. No i oczywiście falownik, wiatrak i akumulatory jak najbliżej siebie, a pompa od falownika już może być daleko.

Ok zakładając że w trakcie pracy pompy włączanej np.; zegarem sterującym będzie w nocy prąd z wiatraka który wspomoże akumulatory. Chyba nie do końca jesteś świadomy pojemności akumulatorów które będą musiały pracować z prądem 60A nie osiągając temperatury grożącej ich uszkodzeniu lub rozerwaniu gdy wiatrak da 0A.

Dziękuję wszystkim, którzy się wypowiadali. Na razie wygrywa koncepcja 'budżetowa' - co parę dni jeżdżę na działkę i odpalam generator
W najbliższych planach montaż małego solara + nadajnika z Atmega328 +sim800l, który będzie monitorował napięcie i wysyłał mi SMSy, ew. może później włączał też przetwornik (np. UPS z 'prawdziwą' sinusoidą). Nadajnik już mam (mierzył co innego, ale SMSy już mi przysyłał, a teraz leży bezczynnie i marnuje abonament ).
Na razie zobaczymy ile energii będzie z solara i czy UPS z allegro 'pociągnie' pompę.

@DanielOls Jaki rezultat? Bo ja tez borykam się z problemem potrzeby pompowania wody na działce bez prądu.

Niestety montaż solara się odwleka, ale jak tylko będzie działał, to podzielę się informacjami jaki i ile Wh/dobę udało się z niego uzyskać.

Przypomniał mi się ten stary temat, generalnie rozwiązanie już jakiś czas działa (po kilku modyfikacjach), więc opiszę.
Zainstalowane są:
2 panele 280W poli (równolegle bo taki kontroler) 2 x ~400zł
kontroler solara z ali (taki niebieski 30A) ~50zł
2 akumulatory 12V 80Ah (szeregowo) 2 x ~300zł
1 inwerter IPS 1,5kW (24V DC / 230V AC) ~900zł
1 pompa 0,75kW (230AC) z wewn. kondensatorem, hydroforem 80l (i oczywiście wyłącznikiem ciśnieniowym)
Czyli, nie licząc pompy itp, ok 2400zł + co parę lat znowu 600zł na aku.

Zasada działania trywialnie prosta - solary ładują akumulatory, akumulatory zasilają IPS, IPS zasila pompę, pompa pompuje wodę do zbiornika (mausera1000l z zamontowanym przez mnie zaworem 'spłuczkowym').
Potem jest jeszcze dosyć długa linia nawadniająca zasilana z tego zbiornika, z zaworem sterowanym atmega328p (jak padało to nie otwiera, jak nie padało to w nocy otwiera na dwie godziny i ze zbiornika ubywa kilkaset litrów).

Obserwacje:
- pompa 1,1kW z wewn. kondensatorem, dwa akumulatory 80Ah równolegle, IPS 1,5kW 12VDC/230VAC (prawdziwa sinusoida) - pompa w ogóle nie startowała
- pompa j.w., dwa akumulatory 80Ah szeregowo, inny IPS 1,5kW 24VDC/230VAC - pompa startowała, IPS pokazywał obciążenie ~120% na starcie, po chwili ~105% (ten IPS może tak pracować - można było tak zostawić),
- pompa 0,75kW i IPS j.w. (24V) - przy starcie pompy pokazuje obciążenie ~100%, potem ~90%.

Użyłem konfigurowanego wyjścia z kontrolera solara, żeby sterował przekaźnikiem odcinającym pompę jeśli akumulatory poniżej 21V (i włączającym z powrotem jak powyżej 26V).
IPS ma tryb 'eco' - jak nie ma obciążenie to nie wytwarza napięcia i mniej 'żre'.
Tak duża histereza bo obciążenie IPSa pompą bardzo 'zbija' napięcie na akumulatorach. Takie ustawienie powoduje rozładowanie akumulatorów do ok. 60%.
W pełni naładowane akumulatory (trochę już pewnie mniej niż 80Ah) pozwalają napompować ok. 400l wody (z odcięciem pompy j.w.).
Przy dobrym nasłonecznieniu naładowanie z powrotem do 100% trwa ok. 4h.
Drugie arduino+SIM800 też jest, więc co jakiś czas (okresowo, lub jako odpowiedź ma mojego SMSa) wysyła mi różne informacje o napięciu akumulatorów, prądzie z solarów, itp. Dziennie wykorzystuję z tych solarów ok. 1kW, lub mniej, bo jak już mauser pełny i akumulatory naładowane, to tyle że je podtrzymuje, zasila regulator i IPS, a reszta potencjalnej energii z solarów się marnuje Więcej jak jestem na działce i dodatkowo rozładowuję akumulatory do czegoś innego.
Teraz pojawił się kolejny problem - muszę dorobić wentylację, bo kontener zbytnio się grzeje i zabezpieczenie termiczne wyłącza inwerter.