max_linux2000
| Inviato il: 19/2/2010,20:30
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Sempre alla ricerca della formula per calcolare gli rpm delle varie tipologie di eliche, mi sono imbattuto sul post che riporto qui sotto interamente.
La cosa che mi ha dato da pensare è che tutti usano la configurazione tripala per gli assi orrizzontali, e savonious o al massimo daerrius per verticali, le quali hanno bisogno di alternatori a basso numero di giri.
Leggendo qui sotto ho capito che i monopala e i bipala girano a velocità superiori...quanto non lo so ancora, perchè un certo ENEO (cattivissimo...molto più di KATTIVIK ) si rifiuta di tirar fuori le formule!! ..... hahahha!!
Allora mi sono chiesto il perché alcune eliche vengano preferite... ne ho dedotto che a maggior numero di pale, l'elica si mette in moto con venti più leggeri... probabilmente, il tripala è un buon compromesso.
Ma compromesso significa anche scontentare tutti... funziona dappertutto? Un po' come fare una legge fiscale che accontenti sia la Destra che la Sinistra, alla fine quelli che subiscono sono i cittadini quindi tornando all'eolico prima che si scateni una buffera politica, un tripala va bene dove c'è un vento medio basso, ma andrà male dove ci sono forti venti e pure dove ci sono solo venti leggeri.
Penso che una pala deve essere adatta alla zona in cui viene usata. Per esempio credo che le necessità siano differenti a Trieste e a Bologna.
Probabilmente a Trieste è meglio avere in bipala, o addirittura un monopala, mentre a Bologna è meglio avere 5 pale.
...quindi... considerando venti abbastanza forti (il mio caso), a che velocità girerebbe un bipala?
E un monopala?
Eneo!! dammi una traccia sennò....
qui sotto il post di cui vi parlavo:
http://groups.google.com/group/it.hobby.fa...1449d787a?pli=1
Inizio repost : ------------------------------------------------------------------ Sorpreso dall' interessamento dimostrato su questo NG per gli aerogeneratori (paoPaura, Christian Ancillotti, indianagei, ecc.), voglio dare un piccolo contributo all' argomento, senza pretese di approfondimenti data la vastità delle materie (aerodinamica, meccanica, elettrotecnica, elettronica), ma, spero, fornendo un approccio sommario ma a vasto raggio per coloro che sono interessati a questi affascinanti dispositivi. Chi intendesse farne uso per un eventuale utilizzo, può accomodarsi, a meno che non gli passi la voglia prima di finire di leggere.
"Come si calcolano gli aerogeneratori"- Messaggio in qualche puntata (come viene viene, senza impegni da parte mia).
- ALTERNATORE - Parliamoci chiaro: se volete farvi l' aerogeneratore, dovrete utilizzare un alternatore automobilistico. Non avete altre possibilità. Gli alternatori dei camion sono migliori dal punto di vista elettrico, perchè vanno a regime a più basso numero di giri, ma sono pesanti, e costicchiano. Ancora più efficienti sono gli alternatori dei motori per l' aviazione generale, ma sono difficili da reperire e poi hanno la tensione nominale di 28 volt, il che crea dei problemi per la batteria, che deve essere costruita su misura con elementi di tipo stazionario. Gli alternatori specificamernte progettati per uso eolico sono ideali, ma in Italia è praticamente impossibile trovarli. Le dinamo non vanno granchè bene, perchè hanno spazzole e commutatore, pesano parecchio di più di un alternatore a parità di potenza, e non possono invertire il senso di rotazione senza danni. Le caratteristiche di un alternatore automobilistico prevedono l' inizio della carica a più di 1.000 g/min, purtroppo, e questo significa dover prevedere rapporti di trasmissione abbastanza alti tra motore di trascinamento e generatore (ordine di grandezza 10 a 1), per poter sfruttare la curva di erogazione dell' alternatore.
- ELICA - Anche nel caso dei motori di trascinamento, per stare sul pratico, non c' è molta scelta: la necessità di avere alte velocità di rotazione a causa delle caratteristiche dell' alternatore automobilistico impone di utilizzare una classica elica anzichè altri tipi di rotori che, o sono troppo lenti o troppo complicati da calcolare. Si può utilizzare eliche con un numero qualsiasi di pale, ma due è il compromesso giusto. L' elica monopala è difficile da bilanciare, la tripala richiede mozzi più complessi, e a parità di velocità del vento, ruota più lentamente di una bipala. Credetemi sulla parola.
- VENTO - E' la parte più interessante del tutto, la fonte di energia, che merita perciò uno studio approfondito. Cominciamo subito a dire che per luoghi dove la velocità media del vento è inferiore a 5 m/sec, vale a dire 18 Km/h, la convenienza di produrre elettricità con un aerogeneratore è pittosto discutibile. Con il che spero di deludere i più ottimisti ! Ma vediamo di ragionare sui calcoli che altri hanno sudato prima di noi. La formula regina in campo eolico, che permette di calcolare la potenza estraibile dal vento, è : 3 P = Cp x 0,64 x A x V
dove - P è la potenza in watt - Cp è un coefficiente che varia a seconda del tipo di rotore, e che per un' elica bipala si può fissare in 0,35 - A è la superficie del disco dell' elica - V è la velocità del vento, in m/sec La formula è interessantissima perchè permette di fare alcune importanti considerazioni : - la potenza ottenibile è proporzionale alla superficie del disco dell' elica, o se preferite, al quadrato del suo diametro - la potenza ottenibile è proporzionale al cubo della velocità del vento Facciamo un esempio: Con un rotore bipala del diametro di 3 metri, ed un vento di 10 m/sec., la potenza estraibile, applicando la formula di cui sopra, è di 1.500 watt. Da leccarsi i baffi ! Cosa succede, però, se il vento cala a 5 m/sec ? Fate i conti ed il risultato sarà di 200 watt ! E se l' elica è di 2 metri di diametro, anzichè 3 ? Il risultato diventa 88 watt. Siete rimasti delusi, non è vero ? Voglio infierire. La potenza di cui sopra deve intendersi "teorica", perchè si dovrà anche tener conto del rendimento della trasmissione elica-alternatore, fatta a cinghie od ingranaggi, del rendimento dell' alternatore, delle perdite di trasporto dell' energia elettrica (caduta di tensione), e delle perdite all' accumulatore per riscaldamento dello stesso. Se poi vorrete utilizzare la corrente a 220 volt, aggiungiamo pure il rendimento dell' inverter CC/CA. Per farvi passare la voglia di autocostruire un generatore eolico, mi pare possa bastare. Se invece siete degli irriducibili ostinati, confessate pubblicamente sul NG la vostra testardaggine, che andrò avanti. Cordialità.
Paul
----------------------------------------------------------------------- Oggetto: Come si calcolano gli aerogeneratori. (2)
Come si notava nel precedente post di pari oggetto, nella formula della potenza estraibile da una sezione circolare di un flusso d' aria, la velocità del vento è determinante. Il vento cioè è il "carburante" del motore eolico. Va quindi attentamente studiato per poter progettare il motore. Quasi sempre i venti sono per lo più irregolari per direzione ed intensità, e perciò devono essere rilevati, messi nero su bianco ed attentamenti studiati. Non basta neppure fare una media dei valori misurati, il che è intuitivamente il minimo che possa venire in mente. Propongo un esempio, portato agli estremi ma che rende molto bene il concetto : Ipotizziamo un sito nel quale spira in permanenza un vento costante di 6 m/sec. Ed un secondo nel quale per metà giornata c'è calma piatta, e nel resto soffia a 12 m/sec. In entrambi i casi la velocità media del vento è di 6 m/sec, ma sarebbe un grave errore adottare per entrambi la stessa elica, che sarebbe perfetta nel primo, ma sovradimensionata nel secondo. Nella realtà le cose sono ancora più complicate, perchè in ogni luogo ci sono delle ventosità specifiche, e per di più non ripetitive nel tempo. Lo studio accurato del vento in un sito scelto per l' installazione di un aerogeneratore è perciò la condizione principale ed indispensabile prima di mettersi al lavoro, e può determinare il successo o il fallimento dell' impresa. Nel campo dell' eolica non hobbistica, per i grossi aeromotori industriali, le campagne di rilevamento della ventosità dei luoghi d' installazione hanno durata anche di anni, e non sempre bastano. Bisogna poi pensare ai venti eccezzionali, che in Italia non sono poi rari : avete presente la bora a Trieste, il libeccio a Livorno, il maestrale in Sardegna, ed altri che ora non mi vengono in mente, nonchè i venti che accompagnano spesso i temporali estivi ? La forza di queste correnti d' aria possono essere devastanti, e se uno è fortunato se la cava con la distruzione dell' alternatore, ma più spesso si verifica il cedimento del rotore con conseguente rottura strutturale di tutto il sistema (testa rotante, trasmissione e torre di sostegno), con pericolo anche grave per cose e persone nelle vicinanze. Casi di questo genere sono accaduti anche a fior fiore di impianti, con potenze di decine o centinaia di Kw, costruiti da Aziende di tutto rispetto. Ed in effetti il problema della frenatura dell' elica in condizioni di eccesso di vento è il grattacapo principale che deve porsi un autocostruttore, il primo ed il più importante. Per i grandi impianti il tutto è stato risolto con sistemi aerodinamici, variando il passo dell' elica all' aumentare della velocità del vento, o diminuendo l' efficienza dell' elica con l' apertura di "spoiler", cioè di freni aerodinamici sulla superficie delle pale. Tutte cose troppo complicate e difficili per noi. Per quanto ne sappia io, il sistema più "umano" per risolvere il problema nel campo delle potenze che possono interessarci è quello di inserire un sistema di frenatura meccanico e progressivo, basato sull' aumento della forza centrifuga all' aumento del regime di rotazione. Avete presente la frizione del Ciao ? Qualcosa del genere, insomma, ma che funziona al contrario. Torniamo alla misura della velocità del vento. Senza addentrarci nel campo dei rilevamenti professionali, fatti con strumenti registratori, e che permettono di determinare tutti i parametri di progetto (velocità di regime, di avvio, potenza annua ricavabile, dimensionamento delle batterie di accumulo, ecc.), accontentiamoci di rilevare in qualche maniera la velocità ogni qualche ora, per un periodo che non dovrebbe essere inferiore ad un mese circa, e con un occhio di riguardo alle particolari condizioni stagionali che ci possono essere per alcuni posti. Si potrà con questi dati ricavare un grafico, con in ascisse il tempo ed in ordinate la velocità, dal quale ricavare sia la velocità media che le velocità di punta, utili entrambe per i calcoli del rotore. Buttate un occhio, già che ci siete, anche alla direzione : se è troppo variabile (caso raro), è una maledizione. L' elica dovrà continuamente variare l' orientamento per inseguire la direzione ottimale, dissipando un sacco di energia. In tal caso, si dovrebbe passare ad altri tipi di rotore, che non necessitano di orientamento. Munitevi perciò di pazienza, anemometro, carta e matita, e fatevi un bel diagramma, studiando il quale potrete decidere se vale la pena continuare o mettervi l' anima in pace con i mulini a vento e dedicarvi a cose più interessanti. Alla prossima il dimensionamento dell' elica. Cordialità.
Paul ----------------------------------------------------------------- Continuo la ...
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andreafrigo@nospam-inwind.it Ver perfil Traducir al Español Traducido (ver original) Más opciones 9 jun 2007, 13:27 Grupos de noticias: it.hobby.fai-da-te De: "andreafr...@nospam-inwind.it" <andreafr...@nospam-inwind.it> Fecha: Sat, 09 Jun 2007 12:27:14 GMT Local: Sáb 9 jun 2007 13:27 Asunto: Re: Aerogeneratori. Responder al autor | Reenviar | Imprimir | Mensaje individual | Mostrar mensaje original | Informar de este mensaje | Buscar mensajes de este autor
> Ed in effetti il problema della frenatura dell' elica in condizioni di > eccesso di vento è il grattacapo principale che deve porsi un > autocostruttore, il primo ed il più importante. > Per i grandi impianti il tutto è stato risolto con sistemi aerodinamici, > variando il passo dell' elica all' aumentare della velocità del vento, > o diminuendo l' efficienza dell' elica con l' apertura di "spoiler", > cioè di freni aerodinamici sulla superficie delle pale. > Tutte cose troppo complicate e difficili per noi. > Per quanto ne sappia io, il sistema più "umano" per risolvere il problema > nel campo delle potenze che possono interessarci è quello di inserire > un sistema di frenatura meccanico e progressivo, basato sull' aumento > della forza centrifuga all' aumento del regime di rotazione. > Avete presente la frizione del Ciao ? Qualcosa del genere, insomma, > ma che funziona al contrario.
Parlando di alternatori che si limitano a caricare una batteria non c'è scampo, ma se l'alternatore è grid-connected, cioè spara l'energia che produce in rete, non c'è praticamente limite alla capacità di assorbimento di energia da parte di quest'ultima. Quindi per frenare la pala in caso di vento forte considerando il caso di alternatore sincrono, come sono quelli automobilistici, basterebbe aumentare l'assorbimento di corrente dell'inverter a valle, necessario anche con alternatori che lavorano direttamente a 400V trifase o in media tensione perché, vista la non costanza del vento, occorre rendere lo scambio di potenza unidirezionale e stabilizzare la frequenza della tensione prodotta. Aumentando l'assorbimento di corrente l'alternatore tende a rallentare per l'attrito elettromagnetico che si crea se la sua retroazione funziona correttamente e a fronte di un calo di tensione di uscita, aumenta la corrente di eccitazione di rotore. La velocità del vento la può rilevare banalmente un ciruito esterno all'inverter monitorando la frequenza della tensione prodotta dall'alternatore. Se l'alternatore ha una buona dissipazione termica può sopportare i sovraccarichi richiesti per la frenatura senza che si sciolga l'isolante degli avvolgimenti. Poi se il vento è fortissimo, sradica tutto anche se la pala è completamente ferma.
-- - Oh!!! Ghe xe nesuni? - Si! Sa vuto? - Gavio na cariola da prestarme? - La voto piena o la voto voda?
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