Na így már tudom, mi az a radiál szélkerék. Remélem ennek a viharvédelemmel ellátott változatát készíted el.
A falunkban van egy Darrieus rotor. Ipari kivitel, generátorral egy iskolában, biztos hogy oktatási céllal. Egy épületekkel körülvett kis udvaron forog, nem is túl magasan. Nem vettem a fáradságot, hogy bemenjek, és megnézzem a mérési eredményeket, de biztos vagyok benne, hogy a közkézen lévő, Betz limithez mértek szerint teljesít. Az egy más dolog, hogy hobbi szinten miért nem megy.

Pingpong labda sokkal olcsóbb.

Úgy veszem észre, hogy rosszul fogalmaztam meg a kérésem.
Pontosan azt akartam megtudni tőletek, amit ti is kérdeztek tőlem. Szerencsére két fórumtárssal privátban is csevegek. Az egyik azt mondta, hogy a kup alapja 10 cm átmérőjű legyen, a másik azt tanácsolta, hogy az alkotó hossza 7 cm legyen. Ezekkel az adatokkal ma készitettem négy kúpot horganyzott lemezből. Bádogot görbiteni ekkora precizitással, mint amilyen egy kisméretű szélkerékhez kell, én is tudok. Még egy adatra szükségem lenne, hogy az anemométerem elkészüljön, éspedig a szélkereke külső átmérője hány cm legyen?
Kiváncsi vagyok, hogy a kedves fórumtársak mit értenek ebből a kérdésből, mert az előző írásomban a kérdésből egyebet értettek, mint amire kíváncsi lettem volna.
Eddig már sok szélgépem tört össze a szél, ezért ezt szeretném elég masszívra elkészíteni, ezért nem jöhet számításba a karácsonyi dísz, vagy a pingpong labda.
Off: hova lett a helyesírás ellenőrző?

Üdv Gulyi88!
Olvasom én a hozzászólásaidat más fórumon is. Itt legalább talán hozzá tudok szólni a dolgokhoz.
A Darrieus-t tényleg nehéz összehozni amatőr szinten, ezért készítették a Lenz, a C rotor stb. alakot. Ezeket tényleg a szél tologató ereje forgatja leginkább. Van viszont mindegyiken valamilyen sík vagy hajlított, elég nagy felületű lemez. Ennek nem elhanyagolható a hatása. Két dolgot említek meg: a sík lap is szárnyprofil, a másik pedig a vitorlás, amikor a széllel szembe cikk-cakkban igyekszik haladni. Ez utóbbi majdnem úgy mozog, mint a rotor, amikor a leghátsó helyzetből oldalazónak tűnő mozgással elindul egy picit a szél irányába. Elég hatásosan segíti ez a forgást. Valahol 1-es gyorsjárás környékén is beállhat az üresjárati fordulat, mert nincs a kerékre szél tolóerő, az eddig szárnyprofilként is működő szakaszok sem a Reynolds számuk, sem a jósági tényezőjük miatt nem tudják tovább gyorsítani a kereket.
Ezek a szerkezeteket én öszvéreknek tekintem. Valószínűnek tartom, hogy még hozzáértő módon való elkészítésük esetén sem tud annyit, mint egy Savonius.
Nézd meg a második videómat. A gyorsabban forgó kerék lapátjának kétharmad része műanyag lap, és még görbe is. Mégis forog...Ezért volt nekem könnyű hozzászólni most.

Szia Sziriusz!
Amelyik függőleges tengelyű szélkereket a formatényező különbőzősége hajtja, az sose fog 1 TSR fölé menni (félcső meg félhordó stb).
Amelyiket meg a szárnyprofil emelő ereje hajtja annál méretezés kérdése, ugyanúgy mint a vízszintes tengelyűeknél.
Amelyikt mindkettő hajtja az attól függ, hogy hogy sikerül, tervezni szerintem nem lehet, csak szimulációval próbálgatással közelíteni egy jó megoldáshoz.

A C rotor addig az első típusba tartozik szerintem, amíg a C hosszított szára a forgási kerület felett van (csak formatényezős erő hat), ha ettől elfordítva rögzítjük, akkor lehet emelőerő is a formatényezős erő mellett.
De 1 TSR melletti üzemnél a formatényezős erőből, akkor is csak a negatív (szembe jövő) marad, amit az emelő erőnek kell fedezni, de akkor meg minek a formatényezős rész, hiszen csak a profil emelőereje hajt (formatényezős rész fékez).
0,5 TSR körül mindkettő erő hajt.
Szóval ha öszvér, ha sima formatényezős fajta, akkor is bőven 1 TSR alatt kell használni.
A tisztán profillapátos csak emelőerővel dolgozó kerék mehet 1 vagy nagyobb TSR-el is.

Sziasztok!

Szerkezetileg elkészült a légmagos generátorom, és megvoltak az első mérések.
Pár adat.
Átmérő: 700mm
Mágnesek száma tárcsánként: 32db
Mágnesek mérete: 50mm átmérő, 8mm vastag neodim
Állórészben 24db tekercs 3 fázisra kötve
1db tekercs menetszám 110
Zománchuzal átmérő 1mm, 4 szállal tekerve így összesen 3,14mm2, (2mm átmérőjű huzalnak felel meg, csak a 4 szál 1mm-est tömörebbre lehet hajtani, és könnyebb vele bánni.)
Fázis ellenállás 0,8 ohm
Mért adatok:
Generátor csillagba kötve, 6db diódás egyenirányítás
Terhelés nélkül üresen 220Vdc 183 fordulat/perc
25A terheléssel 220Vdc 203 fordulat/perc

A lapát méretei és számának meghatározása van vissza, ami ki is hozná azt a generátorból amit tud, ehhez szeretnék segítséget kérni tőletek.

Hát ehhez a monstrumhoz csak gratulálni tudok!
Nálad nem a generátor lesz a gyenge pont
Azért pár képet feldobhatnál!

Amint lesz lehetőségem töltök fel képeket
Még elkészülte előtt 5,5m átmérőt terveztem 3 lapáttal, viszont egyre több jót olvasok a 2 lapátos szélgépekről.
2 lapátos megoldás van most a fejemben 6m átmérővel, talán kisebb szélsebességen megközelítené a 200-as fordulatot percenként, mint 3 lapáttal.

Legmag! Nem akarom, hogy kitörjön egy lapátszámháború, de szánj reá egy kis időt és olvass vissza, hogy Pudding21 hogy jutott el a 6 lapátig!

A gyalázatos mérési eredmények oknyomozása során talán másoknak is tanulságos eredményre jutottam. - Nagyon rosszul illeszkedik a generátorom a szélkerekemhez fordulat / leadott teljesítmény szempontból!!! Így a leadott villamos teljesítményt nem a szélkerék, hanem a generátor határozza meg. Ebből még nem következik, hogy a szélkerekem mégis tudhatja az elvárt 30 %-nyi hatásfokot, de az igen, hogy a méréseimből nem határozható meg a szélkerék hatásfoka. A generátorom szélsebesség (TSR szerinti fordulat) / teljesítmény görbéje messze alatta van a szélkerék teljesítmény görbéjének (az ábrán a 30 %-s szélkerék hatásfokhoz tartozó teljesítmény szerepel, de a 8 %-s hatásfok görbének is alatta van). Így bármekkora, 8 % feletti szélkerék hatásfoknál a leadott teljesítmény a generátor fordulat függő leadott teljesítménye lesz. - Generátor átalakítás, mérések ismétlése (valamikor)!!!

Az ábrához: Pt,gen - A terhelésen megjelenő hasznos teljesítmény, Pt,szk - Ideális generátor illesztéskor a terhelésen kivehető teljesítmény, Pszk,mech - A szélkerék tengelyén megjelenő mechanikus teljesítmény.

Idézet:
„a leadott teljesítmény a generátor fordulat függő leadott teljesítménye lesz”

Ez mindig is így lesz, ha ezt kézben akarod tartani, akkor (TSR tartó) szabályozás kell, ehhez célszerű a generátor-terhelés között beavatkozni valamilyen teljesítményszabályozó eszközzel. Ezt már évekkel ezelőtt felvetettük.

Ne bátsd azt a generátort, inkább számold ki, hogy mekkora áttétel kellene elé, hogy a rotor teljesítményét megfelelő helyen keresztezze.
A görbéik egymást fedni sose fogják, mert nem egyfoma fokúak
(a rotor köbös jobban görbül, a generátor meg négyzetes laposabb).

Ha van szélsebesség helyszíni gyakoriságra vonatkozó adathalmazod, akkor a legtöbb energiát adó tartományhoz (nem a leggyakrabban előforduló tartomány lesz!!) érdemes a rotor-generátor-terhelés egészét hozzáhangolni szabályozás nélkül, csak az áttétel helyes megválasztásával.

A generátorod ebben a térfogati, anyagi méretben nem lesz jobb, akármit is csinálsz vele, akármilyen típus is legyen.
(kivéve ha indokolatlanul nagy légrés van benne, azt minimálisra kell csökkenteni. Vagy kispóroltál belőle anyagot (mágnest, rezet, vasat...)).
Ellenben egy 1:1.7 áttétellel némi energiaveszteség árán 1.7szeres Volt/RPM feszültséget kapsz. Ugyarra a terhelésre 3 szoros teljesítményt ad le(1.7U)^2/(Rt+Rb) (feltételezem a tekercselődrót nem fog elmelegedni a háromszoros áramtól, mivel a veszteség is háromszoros lesz a generátorban), (így olyan mint ha háromszoros teljesítménygörbéjü generátort tettél volna a rotor mögé, ahol a kettő görbe keresztezi egymást ott kell legyen (az otimális TSR-rel, mérés nélkül leginkább behasalt, vagy tapasztalati érték) a legtöbb energiát adó szélsebesség tartománynak).

Köszönöm a reagálásod. Amiket írtál, számomra világos (mondhatnám, hogy ismert). Viszonylag egyedi, speciális célom van: mérés, tehát egy mérőgenerátort kell összehoznom.

Áttételezés felejtős. Egyetlen nyomós ok - e-bike kerékagy motor a generátor, és a lapátok az abroncsra vannak szerelve. Az áttételezés egyéb nyűgjeit meg se említem.

Reális lehetőség az Uo/rpm háromszorozása. (Korábbi átalakítás miatt most 3 elemi szál párhuzamosra forrasztva egy menet-huzal.) Ez persze 1/3-ára csökkenti az áram terhelhetőséget. Szerinted mekkora egyenárammal terhelhető a 0,4 mm-s Cu tekercselésű 3f-ú csillagba kötött PMgenerátor 2 utas híd egyenirányítóval?
Viszont az így átalakítandó generátoromhoz is nagy lesz a mostani, 1,8 m2-s szélkerék. Pedig ezt már egyszer végig gondoltam. Megvannak az 1 m-esre vágott PVC csövek is, ennek ellenére az 1,65-kből készítettem a lapátokat - egy év kihagyás, és máris hülyeséget csináltam. A téli esték majd csak hoznak egy jó megoldást. Tavasz előtt úgyse nagyon akarok méricskélni a 150 km-e levő telken "hóviharban" (Brúúúú!). Az idő nem sürget, csak a kíváncsiság. A napelemek lehengerlő fölénybe kerültek az utóbbi évek drasztikus árcsökkenése okán.

Ha megháromszorozod a menetszámot a keresztmetszet harmadolásával, attól még tök ugyanakkora teljesítményű lesz a generátor, teljesen ugyan az a helyzet marad, csak háromszoros feszültség harmad áram szorzattal.
(Egyetlen okból lehet haszna, az pedig az energia továbbítás, ami ugye magasabb feszültségen gazdaságosabb).
Az eredeti Rt Rb viszony gazdaságosra van belőve (jut is, marad is).
De el lehet fűteni a generátoron 50%-ot is, mivel ingyen van az energia, és végülis a másik 50% ami marad az több lesz, mint a mostani 83%-a.
(megállapítottuk hogy rotor fedezni tudja a mostani tengelyteljesítmény 2.5-3 szorosát is, így nyugodtan terhelhető még a generátor, amennyiben a hűtése el tudja vinni a hőt, gondolom ebben a kérdésben kérnél segítséget.)
Mint írtad a rendszered nem energiatermelésre, hanem mérésre készül, mit szeretném mérni, elérni? Mert ezesetben teljesen lényegtelen is lehet a generátor hatásfoka (Rt Rb viszonya).

Adott fordulaton elérhető (az én esetemben szélsebesség és 0,4 tsr) generátor teljesítmény a meghatározó. Ezt korlátozza a maximális áram terhelhetőség. Ez utóbbi okozza a gondot.

A szélkerék hatásfokát akarom megtudni. Ebből a szempontból az előzetesen megmért generátor és egyenirányító együttes belső ellenállásából számítható veszteségi és az Rt-n mért "hasznos" teljesítmények összege kell. Ezt megnövelve 10 %-nyi egyéb (ragadás, súrlódás, stb.) veszteséggel adódik a szélkerék (generátor) tengelyén jelenlevő mechanikai teljesítmény.
Ezzel nincs gond. A gond azzal van, hogy a mérendő 4-10 m/s-s szélsebesség tartományban a generátor nem terhelhető annyira, amekkora meghajtó teljesítményt képes adni a szélkerék már 10%-s szélkerék hatásfoknál sem!!!. (Fordulatból adódó feszültség és max. áram terhelhetőség miatt.) A megháromszorozandó Uo/rpm esetén se.
Így pillanatnyilag korrekt mérési adatok eléréséhez egyetlen lehetőségként a lapátok lerövidítése kínálkozik, hogy a szélkerék keresztmetszet 1-1,2 m2 legyen csak a mostani 1,8 helyett. Eszem ágában sincs ezt a generátort eldobni és másikat beszerezni!

Bocs, de ezek kiszámítása úgy-ahogy nekem is megy. Segítség lenne, ha megmondanátok, hogy a 0,4-s Cu huzallal tekert pmg generátor mekkora egyenirányított árammal terhelhető - szerintetek? Én 1,5 A tartós, max. 2 A rövid idejűre saccoltam. A jelenlegi (3x0,4 mm Cu) 5 A-t elvisel. Ezt kénytelen voltam kipróbálni a 18 m/s körüli széllökéseknél.

Rendben, így már világos. A rotort akarod méregetni, csak kicsi lett a generátor hozzá.
Így ha kell rövid ideig teljesen rövidre is zárhatod a generátort.
Sajnos erre az esetre lehetetlen megmondani mennyi árammal terhelhető maximum (szélsebesség és a levegő hőmérséklete a hűtésre nagyon nagy hatással van, és végülis az áramterhelhetőséget a rézen lévő szigeletőanyag korlátozza be, meg mondjuk a neodímium mágnesnek sem egészséges a 80°C.)
Szóval vagy a réz hőmérsékletét kellene mérni mondjuk a tekercsfej egyik pontján és nem engedni 100° fölé, vagy meghatározni egy olyan áramértéket, amit bármelyik üzemállapotban elvisel.
Az első verzió biztosabb és nagyobb generátorterhelhetőséget enged meg legfőképp széllökésekre, viszont egy hosszantartó lökésnél lehet, hogy el kell engedni a terhelésből kb a felét, hogy ne lépje túl a réz a kritikus hőmérsékletet.
Vagy marad egy árammaximum, amit soha nem szabad túllépni.
Ha nincs a motoron gyári adat amiből ki lehetne indulni, akkor én ezt a transzformátorokéhoz hasonlóan határoznám meg, ahol az áram effektív értékét 3-4A körül szoktuk megengedni négyzetmiliméterenként. Erre az esetre az 3fázisú 2utas egyenirányítás miatt nem folytonos az áram a tekercseken, az idő 2/3 ában vezet, 1/3 ában pihen. A számolás megkönnyítésére nem szinusz darabokat hanem négyszög darabokat vezessen (szerintem a generátor amúgyis inkább trapéz jelalakú).
Szóval 1 tekercs áramcsúcsértéke ( legyen x), ami a kimeneti áram középértékével lesz egyenlő, 4Aeff = x*gyök(2/3) az x=5 Amper lehet maximum négyzetmiliméterenként az egyenirányítás végén (3*0,4mm szállal 1,8A, 1*0,4mm szállal szállal 0,6A).
De mondom rövid ideig ezt bőven túl lehet tépni, de hogy mennyivel és meddig azt a réz hőmérséklete határozza meg.

Kösz a konzultálást! Idővel beszámolok a fejleményekről.

Egy kicsi esztergályos munkával nem okoz gondot az áttételezés.
Az agymotor mindkét oldalán van egy menetes csonk,ami nem üt.
Csak egy olyan agyméretű bordáskerék kell rá Rögzítését bőven ellátja
1-2 db 8-as hernyócsavar.

Tudom hogy a kerékre építetted a lapátokat,csak az áttételezésre reagáltam.
1:2-1:3 áttétel még nem nagy veszteségű.

Általában a 2-3 szoros áttételezést én se ellenzem. Különösen, ha egy végleges kialakításról van szó. és még műhely lehetőség is van ehhez.

Igen, az én mostani konkrét esetemnél más a cél, a módszer.

Haladok az anemométeremmel. Reménykedjünk, hogy jó lesz és a kúpok tartó lemeze nem fárad el hamar.
Mellékelek két képet.

Költséghatékonyan is megoldható, az autószerelőktől könnyen lehet beszerezni vezérműszíjas autóból a 2-es módosítású vezérműhajtást, csak a csapágyazást kell megoldani.
Természetesen itt a nagyobb kerék lesz a hajtó.

Elkészült az előbb bemutatott anemométerem. A gond az vele, hogy nincs kalibrálva. A kalibrálás majd csak sokára lesz lehetséges. Addig megelégednék megközelítő értéketekkel, ugyanis csak mint érdekesség figyelem a szélsebességet. Arra gondoltam, hogy nem-e lenne valakinek valami ötlete, hogy lehetne számolással megtudni valamilyen eredményt. Hány tengelyfordulat, mekkora szélsebességnek felel meg? Megadnák néhány adatot is. A szélkerék külső átmérője 33 cm, a bádog kúpok alapjának átmérője 10 cm. Négy kúp van, csapágyon forog a tengely.
Valaki, ha adna valami útmutatást, én is számolgathatnák.

A legegyszerűbb megoldás kivárni a szélcsendet, és autóval forgalommentes úton, tetőablakon keresztül kalibrálni a sebességmérőhöz....
Legalább egy méterre a kocsitető fölött, hogy a karosszéria áramlásbefolyásoló hatása ne legyen jelentős!

Több mérés 10-30-40-60km/h sebességeknél, és fel lehet venni a szélsebesség-fordulatszám görbét (egyenest? )

A számítással kár vesződni, mert a forgási sebesség a szélsebességből adódó kerületi sebességből épp a veszteségek figyelembevételével lenne számítható, ami ugye ismeretlen....

Semmim se függ attól, hogy tudom-e mennyi a szélsebesség, vagy nem, csupán szórakozás. A kalibrálás elmarad akkorára, amikor jobb idő lesz. Addig kellett volna valami szükségmegoldás.

Nekem is van egy kalibrálatlan forgó szerkezetem...
Egy szélgépeket kedvelő ember kapuja nézhet ki a fényképen látható módon is.
Sokan megnézik, főleg a gyerekek. Szokatlan, mert forgás közben látszólag változik az alakja.
Könnyen elkészíthető. A pillepalackok tetejét 3 mm-es, "V" alakba hajtott horganyzott drótok tartják, ami horganyzott lemezre van forrasztva. Egy kihegyezett, 4 mm átmérőjű tüskén forog, a leesés elkerülése miatt egy kb. 50 mm hosszú furatban.
Remélem lesz akinek megtetszik.

EZ tényleg , nagyon ötletes . Amilyen egyszerű , olyan látványos . Gratula .

Egy ismerős azt mondta, hogy egy darab mágnest elhelyeznél egy lapát nyelén, ami elmegy egy reed relé előtt és már kész is egy anemométer. A kalibrálást majd megoldod valahogy.

Hogy tudott a csillár kirepülni az udvarra?

Üdv István!
Mikor a Darrieussal foglalkoztam, volt szélsebesség és fordulatszám mérőm, most pihennek. Ha kell, majd elindulnak.
Ami forog, abból nem biztos, hogy lehet szélsebesség mérőt készíteni, gondolom én. Ha csak egy reed relé kell hozzá, azért érdekelne, hogy mér az sebességet.
Én kerékpár sebességmérő segítségével készítettem el mindkét mérőeszközt. Az elkészítéshez leírtam pár megfontolásomat, a bemérés utáni beállítást egyszerűvé tevő Excel táblázattal együtt feltettem ide a fórumra. Megtaláltam, és mellékelem a szöveget, hátha van ennél jobb módszer is.

A szélsebesség (Vsz) m/s-ban:

Vsz=2Pi*R*n/60*tsr (R-a külső sugár m-ben, n- a fordulat 1/perc-ben, Vsz-m/s-ban)

A kúpos szélmérőd tsr értékét én 0,25-re saccolom. Az én merőkanalasomé 0,3 bemérés szerint, és kb. 2-20 m/s-s tartományban állandó értékű az itt elvárható 5-10%-s mérési pontosságon belül.
A fenti képletbe behelyettesítve a te értékeid: R=0,33m, tsr=0,25, n=valahogy leolvasott

Vsz=(2*Pi*0,33/60*0,25)*n=0,138*n ~ 0,14*n

A pontosításhoz a kalibrálás persze szükséges. A te szélmérőd mechanikai tehetetlensége elég nagy, így a széllökéseket késleltetve, "csillapítva" fogja követni, de saccoláshoz jó lesz az.

Én az alaktényezőt becsültem meg. Ha a kerékpár sebességmérő mm-ben kéri a kerületet, akkor oda 1337-et kell beütni, hogy a kijelzett érték a szél sebessége legyen m/sec-ban. A max. eltérés 30-35 % is lehet.

Megnézve a Btoti becslését is, a két gyorsjárás között 1,16-os szorzó van. A végeredményekben már lényegesen több.

Így utólag már könnyű mondani, hogy talán le kellett volna másolni valamelyik bemért szélmérőt...