Turbina wiatrowa pionowa z 1999r. - brak generacji prądu, jak sprawdzić?

Witam,
piszę do Was z prośbą o pomoc w znalezieniu usterki nie działającej turbiny wiatrowej. Mam jakieś pojęcie o elektryce ale w temacie silników czy tym bardziej generatorów jestem raczej laikiem.
Stałem się szczęśliwym posiadaczem turbiny pionowej, z tego co wiem, wyprodukowana została w 1999r i nigdy nie była użyta. Po drobnych naprawach mechanicznych wiatrak się kręci ale niestety "chyba" nie generuje prądu (albo ja nie umiem tego sprawdzić). Z prądnicy, (której jeszcze nie rozbierałem) wychodzą dwa czterożyłowe przewody i są podłączone do czegoś, niestety nie wiem co to jest (widać na zdjęciu). Czy moglibyście doradzić gdzie powinienem przeprowadzić pomiary? Docelowo chciałbym zasilić tą turbiną grzałkę. Z tego co mi powiedziano turbina jest trójfazowa o mocy 2,8KW ale na wyjściu są cztery podłączenia. Podobno była gotowa do pracy. Jak moglibyście mnie naprowadzić jak to posprawdzać i podłączyć, będę bardzo wdzięczny.

I jeszcze mam pytanie czy prądnica może pracować bez obciążenia?

Z góry dziękuję za pomoc.

[img-0]

PiA napisał:

wychodzą dwa czterożyłowe przewody i są podłączone do czegoś, niestety nie wiem co to jest (widać na zdjęciu).

Sa to mostki prostownicze, czyli od razu widać, że prądnica posiada cztery uzwojenia pracujące na te mostki, czyli wytwarza prąd stały. Jaki jest wirnik tej prądnicy ? Dysk z magnesami ? Dalej, otrzymujesz na wyjściu prąd stały (!), pewnie o wartosci kilkudziesięciu woltów, który trzeba przetworzyć na standardowe 220 VAC /50 Hz falownikiem, a wcześniej fluktuacje napięcia powodowane zmianą prędkości wiatru zbuforować w akumulatorach.

Moc raczej 0,28 kW.
Może pracować bez obciążenia, samą prądnicę trzeba rozebrać i sprawdzić konstrukcję.

Są 4-ry mostki połączone szeregowo w powielacz napięcia. Savoinus to turbina wolnoobrotowa. Być może ktoś chciał w ten sposób dostosować prądnicę o niewielkiej liczbie biegunów.

Polecam zrobić test: zakręcić turbiną bez obciążenia a następnie podłączyć żarówkę.

Ten typ turbiny nie uszkodzi się.

Dziękuję za zainteresowanie tematem i pomoc. Aż wstyd się przyznać, że nie wpadłem na to, że to generator prądu stałego
Dziś dość mocno powiewa i wskazania voltomierza były do ok 15V (2x15V). Są tam dwa obwody na wyjściu. Czy można je zrównoleglić albo dać w szereg?

Jeżeli moglibyście mi jeszcze podpowiedzieć w jaki sposób można zmierzyć moc takiego generatora? Nie wiem czy mogę podłączyć jakąkolwiek żarówkę 12v? Jak dam za dużej mocy to będzie tylko słabiej świecić czy może uszkodzić coś?

Nie mam pojęcia jak wygląda prądnica w środku. Jeżeli to nie jest konieczne to wolałbym jej nie rozbierać.

Dzięki.

Żarówkę można a nawet trzeba podłączyć aby przekonać się czy turbina generuje energię.

Podanie wymiarów turbiny pozwoli oszacować jej moc. Ze zdjęć jest ciężko. Poza tym lokalizacja nie wydaje się optymalna (dużo drzew w pobliżu)

Prądnica ma po zewnętrznej 50cm x 16cm, wirnik (wiatraka) ma 3m x 1m więc nawet jak wieje słaby wiatr to się kręci. Pewnie po podaniu obciążenia nie będzie już tak pięknie ale jak na to, że mieszkam w najmniej wietrznej części Polski, to nie jest źle. Wiatrak stoi tymczasowo (na testy) w tunelu między drzewami, z tego co kiedyś czytałem to na pustym polu wcale nie będzie się lepiej obracał bo tego typu konstrukcja wykorzystuje wiatry błądzące. Co prawda nie mam tu muru gdzie byłoby z pewnością lepiej ale jest ok.
Czy na podstawie tych rozmiarów da się oszacować parametry żarówki, którą mam podłączyć?

Wymiary zewnętrzne prądnicy są nieważne (oczywiście w rozsądnych granicach).
Pionowe turbiny mają ok 85 W/m2 przy rozsądnych wiatrach.

Czyli pasowałoby to co pisałeś wcześniej, że ma 0,28KW.
A jak to jest z tymi obwodami? Tzn, że ma powiedzmy 2x0,14KW? Czy mogę je zrównoleglić albo dać w szereg? A jeżeli używałbym ich osobno to muszę obciążać równomiernie?
Czy w takim wypadku jeżeli podłączę 6 żarówek 50W, to nic się nie przegrzeje? Czy np. próbować dodawać po jednej?

Trzeba dać regulator ładowania. Jak w przypadku turbin pionowych nie trzeba się martwić za dużymi obrotami to już minimalne tak.
Można produkować minimalne ilości prądu ale jak obciążymy bez odpowiedniego regulatora stanie zupełnie.
Jest też układ który można nazwać podbijaniem napięcia który zapewnia ładowanie przy mniejszych obrotach.
Regulator nie pozwala przeładować akumulatora ani rozładować go za dużo- chodzi o trwałość.
Czasami układ odsiarczający do akumulatorów kwasowych/AGM.

Załóż mostek pomiędzy pierwszym a drugim zaciskiem, a do trzeciego i czwartego podłącz żarówkę - na razie jedną i multimetr na zakresie 200 VDC. Zobaczymy co się tam dzieje z tą prądnicą. Wygląda na to, że łącząc szeregowo lub równolegle po dwa uzwojenia prądnicy poprzez prostowniki uzyskasz albo większe napięcie, albo wiekszą wydajność prądową przy niższym napięciu.

PiA napisał:

Z tego co mi powiedziano turbina jest trójfazowa o mocy 2,8KW

Zatem powiedziano Ci bzdury.

trojan 12 napisał:

Trzeba dać regulator ładowania.

To będzie taki jak przy panelach fotowoltaicznych? Jeżeli tak to najpierw muszę chyba znać moc aby dobrze dobrać ten regulator oraz czy mogę dać styki równolegle/szeregowo aby nie stosować dwóch.

Krzysztof Kamienski napisał:

Załóż mostek pomiędzy pierwszym a drugim zaciskiem, a do trzeciego i czwartego podłącz żarówkę

Mostek - to znaczy zewrzeć je? Nie będzie wtedy zwarcia?

Każda prądnica (a nie TURBINA!) może być obciążana żarówkami lub grzejnikami - te urządzenia nie odróżniają prądu stałego od zmiennego. Możesz użyć najtańszych żarówek na 230V (żarówka ma drucik, a nie diodę świecącą!).
Sprawdź ohmomierzem, czy uzwojenia mają jakieś połączenia między sobą.
Spróbuj "zdjąć charakterystykę" prądnicy: jakie napięcie jest generowane przy jakich obrotach. Również warto zdjąć charakterystykę: moc (czyli napięcie razy prąd) w funkcji obrotów.
Korzystniejsze jest dokonywanie pomiarów przy obciążeniu grzejnikiem, gdyż żarówka zmienia swoją oporność ok. 10 ... 15 razy między stanem "zimnym" a "gorącym", ale nie ma na rynku innych tak tanich grzejników o mocy kilkudziesięciu Watów.

trojan 12 napisał:

Pionowe turbiny mają ok 85 W/m2 przy rozsądnych wiatrach.

Niestety, u nas nie ma aż tak rozsądnych wiatrów ...
Wiatrak, który będzie napędzany wiatrem 12m/sek (często spotykana wartość "obliczeniowa do projektu), przy wietrze 3,5m/sek ma tylko 1/40 mocy "projektowej".
Dla dalszych działań będzie trzeba jeszcze wykonać sporo pomiarów, mając świadomość, że jesteś tylko jednym z ogniw długiego łańcucha entuzjastów, którzy nabywając wiedzy - tracą zapał.
Na końcu jest oczywiście radość, że wiatrak udało się sprzedać.

Rzuuf napisał:

Wiatrak, który będzie napędzany wiatrem 12m/sek (często spotykana wartość "obliczeniowa do projektu), przy wietrze 3,5m/sek ma tylko 1/40 mocy "projektowej".

Dlatego zdecydowałem się po długim namyślaniu na tradycyjne rozwiązanie - oś w poziomie. Przewartościowałem tylko średnicę i ilość łopat, co skutkuje lepszym osiągiem.

https://pogoda.interia.pl/prognoza-dlugoterminowa-warszawa,cId,36917
Prędkość wiatru w prognozie pogody podawana w km/h a nie w m/s.

trojan 12 napisał:

Prędkość wiatru podawana w km/h a nie w m/s.

Bardzo słusznie!
Nawet gołym okiem już widać, że lepiej mieć 36km/godz , niż 10m/sek!
Do przedyskutowania są jeszcze yardy, stopy i cale na sekundę, a "w rezerwie" sążnie i mile. Pomiary takie już wykonywano w USA, wyniki były zachęcające.

Rzuuf napisał:

Każda prądnica (a nie TURBINA!) może być obciążana żarówkami lub grzejnikami - te urządzenia nie odróżniają prądu stałego od zmiennego. Możesz użyć najtańszych żarówek na 230V (żarówka ma drucik, a nie diodę świecącą!).

To akurat wiem, jedynie zastanawiam się czy jak podłączę żarówkę o mocy przekraczającej wydajność prądnicy, to może się tej prądnicy coś stać?

Rzuuf napisał:

Sprawdź ohmomierzem, czy uzwojenia mają jakieś połączenia między sobą.

Ponieważ nie wiem jak są uzwojenia podłączone to mogę tylko powiedzieć, że na wyjściu obwody nie mają między sobą połączenia.

Rzuuf napisał:

Spróbuj "zdjąć charakterystykę" prądnicy: jakie napięcie jest generowane przy jakich obrotach.

Niestety z racji przeprowadzki nie mam akurat przy sobie anemometru (mogę to przetestować dopiero na wiosnę) więc nie wiem przy jakim wietrze jakie są obroty ale przy 30obr/min jest 7V a przy 40obr/min jest 10V. Pomiar bez obciążenia, bo nadal nie wiem jakiej mocy żarówkę mogę podpiąć, a boję się coś przepalić.

PiA napisał:

... nie wiem jakiej mocy żarówkę mogę podpiąć ...

Jeżeli prądnica daje 7V, to prawdopodobnie "nie zrobi krzywdy" żaróweczce 12V.
A jeśli "zrobi krzywdę" i ją przepali, to poniesiesz straty finansowe w wysokości ok. 1 złotego, do zrealizowania na stacji benzynowej (żarówka "tradycyjna", 12V/1.2W).

Nie przejmuj się. Po prostu dołącz żarówkę w szereg z amperomierzem. Porównując odczyty z reakcją otoczenia na wiatr (opisowa skala Beauforta) można się będzie przekonać czy turbina w ogóle działa. Nie bez powodu ktoś kombinował z uzwojeniami i szeregowo łączył mostki.

No i niestety, nie dość, że mieliście rację, to jest jeszcze gorzej. Podłączyłem żarówkę 55W i musiałem nieźle machać żeby się choć zajarzyła. Nawet zrównoleglając bwody. Teraz jest podłączona 12V 21W i myśle, że jak jutro powieje (taka prognoza) to jest szansa, że się zaświeci. Jednakże mam wrażenie, że dwa ampery to maks co można z tej prądnicy wyciągnąć. Chyba bez znaczenia czy na jednym czy na dwóch obwodach, bo mam wrażenie, że opór jest taki sam. Dodatkowo przy ok 1,5-2A prądnica wpada w drgania aczkolwiek wydaje mi się, że przy silniejszym wietrze jest to przejściowe. Na razie to gdybanie, bo nie było wiatru i sam musiałem kręcić.
Jak rozkręciłem wiatrak dość mocno to było nawet ponad 4A ale przy takim oporze to chyba niemożliwe żeby kręcił się od wiatru. Zobaczymy.

Czy kojarzycie czy byłby sens wymienić prądnicę na inna? np. alternator czy nie osiągnę wymaganych obrotów. Myślę, że ten wiatrak to 100-150obr/min to maks co może z siebie dać (bez obciążenia)

Alternator nie nada się ze względu na wymagane dużo wyższe obroty.
Żarówka jest dobra do szybkiego sprawdzenia ale jako obciążenie jest niewdzięczna. Przy zimny włóknie stanowi zwarcie, w pewnym momencie rozświetla się i nagrzewa szybko zmieniając rezystancję, a przy silniejszym wietrze lubi się spalić narażając przy tym turbinę na rozbiegnięcie się. Dużo lepszy będzie akumulator.

Moc którą podałeś uzyskuje ... najprostsza turbina na rynku - M300.

No tak tylko jaki powinienem dobrać regulator ładowania, żeby było optymalnie. Chodzi mi o amperaż i czy to może być taki sam jak do PV?

A wiecie może do czego mógł być przeznaczony taki wiatrak. Chodzi mi o to, że ma prawie 4mx1mx1m, a sprawność wydaje się wyglądać raczej podobnie jak panel o wielkości 0,25m2.

Co masz na skonstruowanie prądnicy?.
Chodzi o to żeby było tanio w rozsądnych granicach i solidnie.
Regulator ładowania najlepiej kupić z zabezpieczeniami przed przeładowaniem i nadmiernym rozładowaniem.

Tam najprawdopodobniej siedzi ta kompletnie idiotyczna prądnica o otwartym obwodzie magnetycznym, czyli sławna ,,amerykanka". Odpowiednia przekładnia i jakies rozsądne dynamo? Silnik BLDC lub krokowy ?

Politechnika Świętokrzyska ma własne opracowania w dziedzinie prądnic do turbin pionowych. Savonius jest jedną z najwolniejszych turbin i możliwe że nie obejdzie się bez przekładni. Tak sobie gdyba jakby zastosować przekładnie bezstopniową ze skutera?

PiA napisał:

... mam wrażenie, że dwa ampery to maks co można z tej prądnicy wyciągnąć.

Ampery nie wynikają z "wrażenia", tylko z grubości drutu i wytrzymałości izolacji.
Jeśli prądnica jest "słaba" to albo dostarczona moc mechaniczna jest za mała, (moc mechaniczna P = OBROTY * MOMENT), albo przy danych obrotach przetworzenie takiej mocy mechanicznej na elektryczną nie jest możliwe (moc elektryczna P = U(zależne od obrotów *I(zależne od grubości drutów).
Tak, czy inaczej - "kluczem" są obroty.
Regulator ładowania NIE DOSTARCZY brakujacej mocy, on tylko ograniczy prąd maksymalny, jaki mógł by się pojawić (np. przy obrotach zbyt wysokich).

Kluczowa w tej sprawie będzie "zawartość" białej obudowy widocznej na 4-tym (od lewej) zdjęciu. Nie bez powodu poprzedni właściciel/konstruktor łączył szeregowo mostki prostownicze.

Może się okazać że to co on chciał uzyskać nie będzie dla Ciebie priorytetem i przy innym "odrutowaniu" prądnicy zysk będzie większy.

Dziękuję wszystkim za pomoc i sprowadzenie mnie na ziemię. Na razie będzie ozdobą, a w przyszłości coś pokombinuję.

Mam jeszcze pytanie techniczne dotyczące regulatora ładowania. Czy jak napięcie jest za wysokie, to regulator je obcina czy np. zmniejsza ale kosztem zwiększenia prądu?

PiA napisał:

Mam jeszcze pytanie techniczne dotyczące regulatora ładowania. Czy jak napięcie jest za wysokie, to regulator je obcina czy np. zmniejsza ale kosztem zwiększenia prądu?

Te proste i (jednocześnie najpopularniejsze regulatory) nie. One mają wbudowany mostek prostowniczy i ewentualnie limiter, czyli inaczej mówiąc hamulec zwarciowy powyżej pewnego napięcia (14,6 albo 28,8V).

Taką ciekawostkę mogę napisać że podmieniłem kontroler ładowania opisany jako "Super power boost" na zwykły mostek 3F i ... produkcja energii nie zmieniła się. Na wykresie jest tylko mały dołeczek kiedy było przełączenie.

PiA napisał:

... pytanie techniczne dotyczące regulatora ładowania.

Prosty regulator ładowania akumulatora w samochodzie działa w taki sposób, że załącza lub wyłącza przepływ prądu w uzwojeniu wirnika.
Jeśli wirnik jest "namagnesowany" - to prądnica generuje prąd (odbierany z uzwojenia stojana), a jeśli napięcie z prądnicy jest wyższe niż nastawione dla ładowania akumulatora - to regulator ("regler") rozłacza przepływ prądu magnesującego i prądnica nie daje napięcia.
Aby zapewnić prawidłowy kierunek przepływu prądu, tj. aby akumulator nie był rozładowywany przez "niewydolną" prądnicę, stosuje się prostownik mechaniczny (komutator), lub półprzewodnikowy.
Dla obszaru napięćr oboczych generowanych przez prądnicę między 10,2V a powiedzmy 14,4V regulator jest "przeźroczysty", jak idealna dioda.
Tak jest, dopóki napięcie otrzymywane z prądnicy będzie niższe, niż aktualne napięcie na akumulatorze (to napięcie się zmienia, zależnie od stopnia naładowania akumulatora.
Taka prosta regulacja 2-stanowa ijest łatwa w realizacji dla prądnic OBCOwzbudnych, a podlegająca regulacji moc stanowi ok. 1% mocy produkowanej.
Charakterystyki wiatraka i pądnicy :"moc produkowana w funkcji obrotów" i "moc wiatraka w funkcji prędkości wiatru" są dwoma
całkiem różnymi krzywymi, i ich "zgranie" nie jest możliwe: moc prądnicy początkowo rośnie "z kwadratem prędkości" do momentu osiągnięcia maksymalnej dopuszczalnej gęstości prądu, a potem liniowo, natomiast moc wiatraka jest parabolą 3-rzędu.
"Ulubione" przez "wiatrakowców" prądnice SAMOwzbudne wymagają stosowanie regulatorów, przez które płynie CAŁA wyprodukowana energia.
Ufff ...