Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /www/z/d/u8633/public_html/view.php on line 31
Združenie PČOLA
  Hlavné menu

  Vydané články
<<  September  >>
PoUtStŠtPiSoNe
 1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30     

  Prihlásenie
Meno (prezývka)


Heslo


Upraviť účet

Ak si želáte, aby Vám bol zasielaný informačný e-mail o novinkách na stránkach zaregistrujte sa.

  Návštevnosť
Celkom

663360

September

66591

Dnes

215

Vietor

VETERNÉ NABÍJAČKY A ČERPADLÁ.


„Veterné nabíjačky“ reprezentujú najmenšie veterné turbínky, určené pre prácu v miestach, kde nie je privedená verejná sieť. V takýchto miestach môžu pomerne úspešne uspokojovať  obmedzené potreby užívateľov.

Rozsah ich výkonov je od 50 do 2000 W, priemer vrtule od 0,5 do 3 metrov. Elektrická energia vyprodukovaná takýmito turbínkami je skladovaná v batériách príslušnej kapacity. Batérie zabezpečujú napäťovú stabilizáciu v okruhoch spotreby a umožňujú obmedzené zásobovanie energiou aj v dobe bezvetria. V prípade turbíniek s maximálnym výkonom viac ako 1000 W je potrebná kapacita batérii až niekoľko stoviek či tisícok ampérhodín, čo je však obyčajne finančne veľmi náročné. Pre bežnú chatu či chalupu a základné potreby pre napájanie núdzového osvetlenia, rádia a komunikačných zariadení či počítača vystačíme aj s autobatériami o kapacite 50 až 100 ampérhodín. Miesto ich inštalácie je zväčša dané miestami spotreby energie, ktoré sa obyčajne nestavajú na vetrom príliš exponovaných miestach. Určenie parametrov vetra nie je také exaktné ako v prípade dlhodobých meraní. Pre mikrozdroje by dlhodobé meranie veterných pomerov bolo drahým luxusom. Investor sa tu často musí uspokojiť iba s vlastným, často neodborným odhadom, že nejde o beznádejne bezveterné miesto alebo s údajmi odvodenými z iných miest. V mieste inštalácie je potom snaha o umiestnenie turbíny čo najvyššie v mieste, kde prevládajúce smery vetra nie sú zaclonené výraznými súvislými prekážkami. Umiestnenie uprostred lesa je pre výšku stromov a extrémnu turbulenciu problematické. Preto takéto turbínky bývajú vo vnútrozemských podmienkach obyčajne umiestnené v miestach s priemernou rýchlosťou vetra v osi vrtule  (v grafe číslo 1 označenou Va ) od 3 do 4 m/s, pritom rýchlosť 4 m/s a viac bude pri nízkych stožiaroch do výšky 10 m skôr výnimkou, pravidlom bude skôr rýchlosť 3-3,5 m/s.

Veterné turbínky tejto výkonovej kategórie používajú zväčša synchrónne generátory s budením permanentnými magnetmi. Sú jednoduchej konštrukcie, pracujú bezobslužne. Účinnosť energetickej premeny energie vzdušného prúdu na elektrickú energiu je 20 až 30%.

Systémy turbínka-batéria-spotrebiče pracujú obyčajne s rovnosmerným napätím 12-24 V. Pre tieto napätia existuje takmer úplný sortiment spotrebičov z automobilového priemyslu aj spotrebičov špeciálnych. Kapacita batérii v takýchto systémoch je prispôsobovaná priemernému výkonu turbíniek. 

Použitie meničov, ktoré menia rovnosmerný prúd na striedavý je diskutabilné. Jednoduché, relatívne lacné meniče majú najmä pri nízkych výkonoch veľmi nízku účinnosť (maximálne okolo 60%), čo podstatne znižuje už aj tak biednu účinnosť celého systému. Aj nabíjací cyklus batérii má totiž účinnosť len okolo 60%. Navyše takéto meniče nevyrábajú striedavý prúd so sínusovým priebehom. Niektoré striedavé elektromotory sa vôbec nerozbehnú a tie, čo sa rozbehnú majú malý výkon. Pripojiť veternú turbínku do siete cez takéto meniče je nemožné.

Konkurenčné prostredie je pre tieto turbínky priaznivé. Tam, kde neexistuje iný zdroj elektrickej energie sa prínos sa nevyčísľuje v nákladoch na vyrobenú energiu, ale sa doň započítava zlepšenie sociálneho komfortu alebo sa porovnáva s nákladmi na privedenie verejnej siete do odľahlých miest. Solárne články, ako ďalší vhodný zdroj elektrickej energie v izolovaných miestach veterným turbínkam tiež nekonkurujú, naopak sezónne ich takmer ideálne doplňujú. Trh s takýmito turbínkami je pomerne dobre rozvinutý najmä vďaka ich použitiu na malých morských lodiach, kde slúžia ako jediný zdroj energie alebo na motorových lodiach, kde udržujú batérie v čase nečinnosti. Najúspešnejšie z nich sa vyrábajú sériovo a ich výrobcovia pôsobia globálne.

 

 

Výpočet energie

Ak sa predsa len rozhodnete pre inštaláciu malej veternej turbíny, prvoradým kritériom výberu bude množstvo energie, ktoré nám stroj môže vyprodukovať v našich podmienkach. V Grafe 1 sú hodnoty ročnej výroby pre dve veterné nabíjačky:

1.      Menovitý výkon 0,2 kW, priemer vrtule 1,6 metra, čelná plocha 2m2

2.      Menovitý výkon 1 kW, priemer vrtule 2,5 metra, čelná plocha 4,9 m2

Výroba je prepočítaná pre  ôzne priemerné ročné rýchlosti vetra. Merná výroba, vztiahnutá na  jeden m2 čelnej plochy vrtule sa pre jednotlivé turbíny sa líši, pretože väčšie turbíny majú spravidla vyššiu účinnosť. Upozorňujem, že rôzni výrobcovia často udávajú hodnoty vyššie ako sú skutočné, v niektorých prípadoch dokonca väčšie ako hodnoty teoreticky možné !!!

Uvedené turbínky týchto veľkostí sa obyčajne montujú na stožiare -stĺpy vysoké 6-20 metrov. V takýchto výškach sú u nás priemerné rýchlosti vetra okolo 3-3,5 m/s, avšak len v prípade, že miesto inštalácie nie je medzi domami, stromami alebo inými prekážkami.

 

Ekonomika

PRIEMERNÁ RÝCHLOSŤ VETRA

PRIEMER VRTULE


MERNÁ CENA

SKUTOČNÁ CENA

PLOCHA VRTULE

MERNÁ ENERGIA

ROČNÁ VÝROBA

NÁKLADY ZA 20 ROKOV

m/s

m

W

€/kW

 Sk

m2

kWh/m2

kWh

Sk/kWh

3

1,6

200

4000

30400

2

70,5

141

10,8

3,5

115

230

6,6

4

166

332

4,6

3

2,5

1000

2500

95000

4,9

82

400

14,3

3,5

143

700

8,1

4

204

1000

5,7

 

Reálnu situáciu ukazuje tabuľka . Ak by sme rozrátali náklady na „domáci“ veternoenergetický systém na dobu 20 rokov, náklady na vyrobenú kWh by boli podstatne vyššie ako cena pri nákupe z verejnej siete.

 

Kúpiť či si urobiť sám?

 

Ak teda máme, napriek údajom z tabuľky potrebu si taký systém zakúpiť a inštalovať, buď siahneme po nákupe osvedčeného stroja alebo si takýto systém zhotovíme sami. V prvom prípade si treba starostlivo uvážiť svoje potreby. Najmä sa vyvarujte sa posudzovania strojov podľa inštalovaného výkonu alebo nepodľahnite naliehaniu predajcu. Doporučujem sa obrátiť na renomovaných poradcov. Výkon stroja vzhľadom k priemeru vrtule má byť optimalizovaný na cca 100 W/m2. Ak má veterná turbína s plochou vrtule 2m2 maximálny výkon 200W , taká istá turbína s výkonom napríklad 500 W  vyrobí len pár percent viac, v niektorých prípadoch  aj menej alebo svoj maximálny výkon nikdy nedosiahne. Popisovať tieto vzťahy je nad rámec tohto článku.

 

Ak sa rozhodnete takúto turbínku vyrobiť sami a inštalovať svojpomocne, nezabúdajte na základné zásady:

-                Turbínka musí byť navrhnutá tak, aby v prvom rade pracovala bezpečne a spoľahlivo včítane možnosti bezpečnej inštalácie na stožiar.

-                Elektroinštalácia musí spĺňať požiadavky technických a bezpečnostných noriem, najmä s ohľadom na požiarnu bezpečnosť. Umiestnenie batérie musí brať ohľad aj na hygienické predpisy.

-                Problematika účinnosti a výkonov je vzhľadom k prvým bodom druhoradá.

 

Amatérsky staviteľ musí bezpodmienečne mať základné technické znalosti a zručnosti. Ak ich nemá, doporučujem spolupracovať s odborníkmi. Poznám prípady, kedy amatérsky „konštruktér“ vyrobil a inštaloval veternú turbínku len s pomocou intuície. Neprežila prvý silnejší vietor.

 

V nasledujúcej časti sa pokúsim popísať základné zásady pri konštrukcii veternej turbínky:

 

Agregát veternej turbínky

Musí byť jednoduchý a robustný. Na obrázku dole sú príklady štyroch agregátov. Základom je vždy alternátor s budením permanentným magnetom.

 

 

Alternátor „A“ je prevzatý z bývalého československého časopisu „Urob si sám“. Používal 20 valcových permanentných magnetov o priemere 27 mm a výške 10 mm. Trojfázový stator bol tvorený 3x6 cievkami na valcových jadrách, každá fáza mala 480 závitov smaltovaného drôtu o priemere okolo1 mm. Nesúhlas polohy medzi magnetmi a cievkami zabezpečoval malú „uzamykaciu“ silu a vrtuľa sa pomerne ľahko roztáčala pri slabom vetre. Problémom bola trvanlivosť lepeného spoja magnety-kotúč.

Alternátor je jednoduchý, ľahko vyrobiteľný, riešenie je pre naše potreby úplne vyhovujúce. Maximálny výkon bol asi 150W. Celý návrh vtedajšej turbínky bol znehodnotený komplikovanou nespoľahlivou konštrukciou ochrany proti víchrici a nevhodnou dvojlistovou vrtuľou.

Alternátor „B“ používa centrálny permanentný magnet s pólovými nástavcami  rotora. Stator je tvorený statorovými plechmi  a vinutím v drážkach. Vnútorný priemer statorových plechov 165 mm umožňuje použiť magnet s vonkajším priemerom 140 mm a hrúbkou 17 mm. Pri 12-tich polpároch rotora bude maximálny výkon asi 200 W.

Alternátor „C“ je prerobený z 28 voltového alternátora pre nákladné automobily. Do priestoru, kde boli umiestnené zberacie krúžky je vstavaný malý trojfázový alternátor s permanentnými magnetmi-rotačný budič. Magnety sú pevne uchytené na zadnom čele alternátora,  rotujú cievky aj s usmerňovačom upevnené na pôvodnom rotore. Prúd z usmerňovača je zapojený do vinutia cievky rotora. Rotačný budič má 9 magnetov ako alternátor „A“, 3x2 cievky so 100 závitmi na fázu.

Alternátor dosiahne napätie 14 volt pri zhruba 500 otáčkach za minútu. Preto pre jeho spoluprácu s vrtuľou, ktorá v tej chvíli má mať asi 200 otáčok za minútu je potreba použiť prevod. Doporučujem remeňový, či už s klínovým alebo ozubeným remeňom. Maximálny výkon generátora bude 150-200 Watt.

Alternátor „D“ sa používa v mnohých dnešných komerčných turbínkách. Magnety v tvare hranolov sú umiestnené vovnútri valca a rotujú okolo statora tvoreného z plechov s vinutím v šikmých drážkach. Je to vyhotovenie kompaktné, takmer nezničiteľné. Je však náročné na výrobu, najmä je treba dodržať presné rozmery drážok v ktorých sú umiestnené magnety. Tiež zohnať statorové plechy je obtiažne, takmer nemožné. Vyhovuje pre rôzne výkony podľa počtu a sily magnetov od 100 W do 10 kW.

Dôležitou časťou agregátu je tzv. „obrtlík“ okolo ktorého sa celý agregát otáča na stožiari. Je veľmi dôležité cez uhlíky premostiť aj záporný pól od usmerňovača. Ak by elektrický prúd prechádzal cez ložiská bez premostenia, v krátkom čase by z ložisiek zmizli guličky.

 

Vrtuľa

V zásade doporučujem trojlistovú vrtuľu. Dvojlistová je síce menej náročná na výrobu (menej listov), ale je náchylná na kmitanie listov. To sa síce dá eliminovať kyvným zavesením listov, ale je jednoduchšie použiť trojlistovú vrtuľu s pevne uchytenými listami.

Listy môžu byť celodrevené z topoľového, jaseňového alebo brezového dreva alebo laminátové. Laminátové môžu byť duté, len v koreni je treba zalaminovať drevený nosník pre uchytenie do náboja. Pre laminátovú vrtuľu sa oplatí zhotoviť jednoduchú sadrovú formu, kde úlohu separátora dobre splní plastiková lepiaca páska. Materiál by nemal byť polyester, ale kvalitný epoxid so skleným vláknom.

Geometria listu vrtule je na obrázku dole. Profil listu je obľúbený a jednoduchý CLARK, na špici (R800) hrubý 10%, pri koreni (R200) hrubý 15%. Medzi tým je profil plynulo extrapolovaný. Vrtuľa bude mať priemer 1,6 metra, pri rýchlosti vetra 3,5 m/s optimálne zaťažená dosiahne asi 210 otáčok za minútu.

 

 

 

Ochrana proti víchrici

 je možno ešte dôležitejšia ako účinnosť generátora. Uvedomme si že takáto turbínka pracuje v tých najextrémnejších podmienkach. Pri víchrici má aj 800 -1000 otáčok za minútu. Aj vzhľadom k tomu, že s vyvažovaním vrtule toho moc nenarobíme- budeme radi že sa nám ju podarí vyvážiť staticky, a príkon rýchlo rastie do vysokých hodnôt musíme príkon na vrtuľu obmedziť. Najjednoduchší a najspoľahlivejší je spôsob odklonenia celej vrtule nahor alebo nabok od smeru vetra. Odklon nahor je znázornený na obr. dole.

Vľavo - odkláňa sa celý agregát aj so smerovkou. Nevýhodou je dosť veľký dynamický náraz, keď sa dostane do krajnej polohy. Vpravo- odkláňa sa len agregát, smerovka je pevná. V obidvoch prípadoch musí byť odklon v krajných polohách vymedzený dorazmi so silentblokmi a tlmením pri návrate do pracovnej polohy. V odklonenej polohe by kotúč vrtule mal byť najmenej 15 stupňov od vodorovnej roviny. Do pracovnej polohy sa vráti pomocou pružiny. Samozrejme, že os vrtule musí byť asi 30-40 mm nad osou vodorovného čapu. Odklon nabok bude popísaný v ďalšom v odstavci o veterných čerpadlách. Z nepreberného množstva rôznych systémov ochrany uvádzam len tieto tri. Sú najjednoduchšie a mám s nimi praktické skúsenosti. Nedoporučujem experimentovať len preto, aby to bolo iné.

Stožiar

môže byť akýkoľvek, ktorý umožní turbínky namontovať čo najvyššie pri zachovaní pevnosti a bezpečnej montáže. Pre turbínku s priemerom vrtule do 2 metrov stačí najvyššia  neukotvená časť stožiara (ako na obrázku)  z rúry 50x5 mm dlhá maximálne 2 metre. Pod ňou už musí byť stožiar buď ukotvený, alebo z hrubšej rúry. Pri vztyčovaní stožiara a mntáži turbínky je treba dbať na bezpečnosť pri práci vo výškách.

 

Veterné čerpadlá

Veterné čerpadlá rôznych typov sú dosť žiadané najmä v rozvojových krajinách. Mnoholopatkové stroje sa roztáčajú už pri vetre s rýchlosťou 2,5 m/s, sú jednoduché, robustné, takmer bezobslužné. Trhy sú orientované lokálne, k miestnym výrobcom, ktorí poskytujú poradenstvo, montáž aj údržbu. V našich podmienkach pri rozumnej cenovej politike majú šance obmedzeného rozšírenia.

 

 

 

Rôzne druhy veterných čerpadiel sú schematicky znázornené na obrázku hore. Systém veterného čerpadla s piestovou pumpou je starý viac ako 100 rokov. Na celom svete bolo dodnes  vyrobených asi 10 miliónov kusov. Nevýhodou čerpadiel s priamym mechanickým prevodom je potreba umiestniť ich pri zdroji vody, kde nemusia byť najlepšie veterné podmienky. Systémy s elektrickým prenosom túto nevýhodu čiastočne eliminujú.

 

Ochrana proti víchrici je obyčajne riešená odklápaním nabok, viď obrázok hore. Takáto ochrana je vhodná pre všetky mikroturbínky. Používa sa s pomocnou plochou ako na obrázku, ale môže byť aj bez nej, ak je os rotora voči stožiaru posunutá horizontálne o hodnotu niekoľko centimetrov.

Aj keď technicky sú najvhodnejšie vrtuľové typy, konštrukčne najjednoduchší je tzv. Savoniusov rotor,  Je obyčajne tvorený dvomi dutými polválcami (videl som konštrukciu z napoly rozrezaného suda. Hodí sa ale len na čerpanie vody, najčastejšie v spojitosti s odstredivým čerpadlom.

Záver.

Veterné nabíjačky, nazývané aj mikroturbínky, môžu byť v prípadoch, keď nie je k dispozícii iný zdroj elektrickej energie významným zdrojom v danom izolovanom mieste. V spolupráci so solárnymi článkami môžu pokryť najnutnejšie energetické potreby. V súvislosti s rozvojom nových informačných a komunikačných technológii s malou spotrebou bude ich potreba rásť. Avšak tam kde je privedená verejná sieť sú viac-menej nerentabilné, a to platí na celom svete, nielen na Slovensku.

 

Na hlavnú stránku


Zdroj: RENEN consulting
Vietor Autor:
Pavel Petráš
Vydané:
30.08.2007
Zobrazené:
10274 x
Odoslať
Tlačiť



Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /www/z/d/u8633/public_html/specfce.php on line 431
Združenie ochranárov severovýchodného Slovenska - PČOLA, Levočská 38
064 01 Stará Ľubovňa, Kontaktná osoba: Pavel Petráš mobil: 0910 598858

альфа банк голд максимум

  Novinky
Združenie zmenilo adresu ale nie pôsobenie !!!
Senior Modrová - Modrová 298 - 935 15 Modrová Kontaktnou osobou sa stal dočasne, ale navždy, už čerstvý 70 - desiatnik : Pavel Petráš E-mail : petras64pavel@gmail.com Potom čo sa 19. marca 2020 odobrala do ochranárskeho neba jej predsedníčka a zakladajúca členka ( 30 júna 1994 ) Eulalia Štefanová z Humenného. Kto ste ju mali tú česť poznať, venujte jej tichu spomienku, veľmi nám chýbaš Elly Green za T.O. Severka ďakuje za jej prínos trampskému hnutiu na severovýchode Slovenska šerif Lucky, Elly umí!
(25.05.2020)


  Foto dňa
kf

  Anketa
Uprednostňujete skôr energiu ?

Slnečnú ( výroba TÚV, kúrenie, výroba elektriny)
5730 (5730 hl.)

Vodnú ( malé vodné elektrárne
3177 (3177 hl.)

Biomasy (peletky, štiepky, brikety)
2967 (2967 hl.)

Geotermálnu
3135 (3135 hl.)

Veternú
3540 (3540 hl.)

Atómovú
2718 (2718 hl.)

V podstate ma to netrápi
2216 (2216 hl.)

Celkom hlasovalo: 23483


  Top články
Za živú krajinu

69 x    (01.08.2020)

Ružín je zaplavený odpadom, nádrž čistil špeciálny kombajn

62 x    (07.08.2020)

Milí priatelia a priateľky (nielen) rieky Hron

61 x    (03.08.2020)



Designed by Salonky with phprs