Jakou zvolit větrnou turbínu?

[marsal]

Zvaž, zda stojí za to vyhazovat peníze za regulátor a vzít menší výkon, nebo je lepší za ty peníze koupit větší výkon a regulátor ubastlit na koleně

Jojo, díky, kybos. Za ten regulátor se mi peníze dávat opravdu nechce. Noo a nějaké schéma regulátoru pro to 1500 by nebylo ?

Edit:
Btw, verzi 2000W turbíny nabízejí (b2b bez DPH a dopravy) za 400Euro, ale jen ve verzi na 48V.

[kybos]

48V je ideální napětí pro tyto výkony. Na 24V vyjde draho měď na vedení, je nutno řešit velké proudy a je s tím víc problémů (tuhost kabelu ve stožáru) jako užitku. Dělal jsem dva regulátory na VE. Ten první byl s 24V generátorem 750W a akumulátorovna měla 12V. Regulátor byl nespojitý a funguje na principu PWM asi takto:

regulace.jpg

Druhá verze byla navržena pro generátor 24V 1600W a akumulátorovna měla 48V jmenovitých. Regulátor byl taktéž jednoduchý nespojitý s PWM funkce byla obdobná jako u verze 1 navíc měl násobič pro zvýšení napětí a obvod pro vytěžování výkonu VE. Funkční vzorek regulátoru vypadal nějak takto:

regulátor.jpg

Schéma zapojení pro testovací vzorek:

VE1k6.jpg

Pokud bys měl k dispozici generátor 48V/ 1500W, mohl bys vynechat celovlnný násobič, nahradit jej šestipulsním usměrňovačem a trochu poladit kapacity a akumulační indukčnost a měl bys to zase jednodušší a levnější. Ve schématu chybí ještě nějaké drobnosti jako bleskojistky a nouzová brzda, ale to už jsou detaily. Ber to jako ideový návrh (i když to v této formě dodnes běhá). Určitě by se to dalo řešit s vyšší mírou elegance a dokonce i mnohem sofistikovaněji, ale protřeboval jsem to vyřešit rychle (v době covidu) a výhradně z letitých šuplíkových zásob.

[marsal]

Fíha, tak to jsi opravdu velmi laskav. To by se přece postavit dalo, děláš opravdu záslužnou osvětu.

Snad Tě nepohorší následující otázka:

Mám tomu rozumět tak, že pro baterie 24V, které na poustevně mám, je stejně výhodnější mít generátor turbíny naladěný na 48V? Pro velké výkony to PWM efektivní být nemůže, ale já budu pracovat s malými výkony...
Jen jestli nebude přeci jen lepší pak investovat do boost "MPPT" regulátoru.

[kybos]

Odpovím ti otázkou: Máš změřenou průměrnou rychlost větru v plánované výšce rotoru?

Pokud si odpovíš "ano" a hodnota té rychlosti bude kolem 6m/s (a to si asi hodně fandíš nebo máš velké štěsí, protože takových lokalit je u nás jako šafránu), tak otáčky rotoru budou asi tak poloviční oproti nominálu (12,5m/s). Poloviční bude i generované napětí (24V) a výkon bude přibližně osminový.

Tak jak dopadla odpověď?

[miroc]

Ja si aj tak myslím, že optimálny regulátor by bol tento http://akb.kiev.ua/index.php?route=prod ... uct_id=158. Pretože rieši všetko, vrátane dump load (vhodné rezistory alebo špirály si treba zohnať). Umožní bez problémov zobrať aj výhodnejšiu 48V verziu vrtule a ak máš v mieste inštalácie nejaký internet, vždy budeš vedieť čo sa tam deje. Zároveň je to regulátor pre budúcnosť, pretože znesie aj výkonnejšiu turbínu ktorá nebude naveky na 6 m stožiari.

[marsal]

Jasně, dobře tedy, ale to znamená, že pokud budu chtít trochu nabíjet i při nižší rychlosti větru než 6 m/s, pak se stejně neobejdu bez boost regulátoru .
A pokud by přišlo napětí při nějaké sváteční polovichřici někam opravdu nahoru, tak PWM mi z něj hodně ukousne.
Takže šestidiodový usměrňovač, MPPT solární regulátor a dobastlená zkratová brzda?!

Odpovím ti otázkou: Máš změřenou průměrnou rychlost větru v plánované výšce rotoru?

Pokud si odpovíš "ano" a hodnota té rychlosti bude kolem 6m/s (a to si asi hodně fandíš nebo máš velké štěsí, protože takových lokalit je u nás jako šafránu), tak otáčky rotoru budou asi tak poloviční oproti nominálu (12,5m/s). Poloviční bude i generované napětí (24V) a výkon bude přibližně osminový.

Tak jak dopadla odpověď?

[kybos]

miroc: Regulátor, který jsem navrhnul nepotřebuje dump load. Za cenu regulátoru WindSanPro-50 si mohu pořídit 80% druhého větrníku. I kdyby zajistil tento regulátor zvýšení účinnosti o 40% (což nepředpokládám), bylo by ekonomicky výhodnější koupit si dva větrníky po 1,5kW nebo jeden 3kW a byl bych na tom s výstupním výkonem v průměru stejně ale špičkově bych z toho vyrazil víc.

[kybos]

Jasně, dobře tedy, ale to znamená, že pokud budu chtít trochu nabíjet i při nižší rychlosti větru než 6 m/s, pak se stejně neobejdu bez boost regulátoru .
A pokud by přišlo napětí při nějaké sváteční polovichřici někam opravdu nahoru, tak PWM mi z něj hodně ukousne.
Takže šestidiodový usměrňovač, MPPT solární regulátor a dobastlená zkratová brzda?!

Je zapotřebí vzít v úvahu, že větrný motor v této výkonové hladině je poměrně měkký zdroj. Do elektrické zátěžové charakteristiky se transformuje i závislost výkonového koeficientu na rychloběžnosti a také další skutečnosti, jako je relativně velká mezera mezi rotorem a statorem (nutná pro snížení rozběhového momentu), relativně velký odpor vinutí navinutého tenkým drátem a další skutečnosti, které ve výsledku znamenají, že tvar zatěžovací charakteristiky je diametrálně odlišný od charakteristiky solárního panelu. Podle mého názoru ti boost regulátor nepomůže, protože zvýšením zatěžovacího proudu vzroste zatěžovací moment a pracovní bod stroje se posune směrem k nižší rychloběžnosti a dojde ke ztrátě výkonu. Ale pokud jsi přesvědčen o správnosti svého postupu, pak jej aplikuj a přihlas se s výsledky.

Jinak PWM začne brzdit až v okamžiku, kdy napětí baterie překročí stanovený limit (regulátor je paralelní, nikoliv sériový). Tam už tě nebude zajímat navýšení výkonu ale záchrana stroje před přetočením rotoru.

[marsal]

Jeden provozní plán:

- koupím i-1500 nebo i-2000 na 48V
- budu počítat s tím, že nevyužiji celý výkon pro baterky 24V, které mám a dám "levnější" PWM regulátor. Buď postavit nebo něco jako https://www.aliexpress.com/item/32862541216.html, kde je ovšem problém: napětí tohoto regulátoru nelze nastavit, takže ho pro LiFePo budu muset zřejmě srazit jednou nebo dvěma antiparalelně zapojenými diodami (s chlazením)
- neznám průběh napětí generátoru ve vztahu k síle větru. Pokud bude při nízkých otáčkách napětí příliš malé, v úvahu připadá násobič napětí na vstupu (pak ale PWM regulátor by opravdu chtělo postavit nebo kuchnout koupený k překlenutí/využití interních usměrňovacích diod)
- na vstup mezi elektrárnu a usměrňovač/regulátor dám kromě přepěťovek ještě měřič napětí, který bude ovládat třífázový stykač pro zabrždění do zkratu. Protože od elektrárny k regulátoru je (3x) 17m, neměl by být potřebný ani dump load odpor

Komentáře vítány...

[kybos]

Už asi naposledy... itinerář:
1. Kup i-2000 na 48V, třífázový vypinač jako brzdu pro zkratování svorek generátoru, třífázový celovlnný můstek.
2. Připrav stožár, zakopej vedení, namontuj usměrňovač, vypinač a gondolu.
3. Připoj baterii s voltmetrem a ampérmetrem vypni vypinač a začni měřit.
4. Nyní mohou nastat tři stavy:
a) Zjistíš, že výkon VE je tak slabý, že výstupní proud je nižší než proud spotřebičů připojených k baterii a žádný regulátor není potřeba.
b) Zjistíš, že se občas vyskytují přebytky výkonu a ubastlíš potřebný omezovač dle ideového schématu.
c) Zjistíš, že výstupní napětí je po většinu doby nižší než napětí baterie a koupíš si za horentní peníz zázračnou krabičku v blahé naději, že ten výkon z generátoru dostaneš ať to stojí co to stojí.

[marsal]

Prima, kybos, díky .

[kybos]

Ještě mohu přihodit odkaz na charakteristiku generátoru, pokud jsi ji ještě nenašel. https://www.altinelenerji.net/performan ... raphic.pdf

[marsal]

Ještě mohu přihodit odkaz na charakteristiku generátoru, pokud jsi ji ještě nenašel. https://www.altinelenerji.net/performan ... raphic.pdf

OK, napětí bude tedy proporcionální k 48V, předpokládám. Takže podle toho by to stejně k ničemu při menších výkonech nebylo

[miroc]

Tu je trochu o napati naprazdno z jednej fazy i2000. https://www.youtube.com/watch?v=8cerl-xArSs Vynasob odmocninou z 3 pre vysledne napatie po usmerneni. Skoda ze nemeral otacky.

[marsal]

Díky miroc, naprázdno to vypadá dobře, při zátěži to zakryl nohou, grrr.
Ale právě jsem to objednal, kybosovi snad k uspokojení a KUTILovi na památku... Ať nežeru, objednal jsem "WindSafe" (vyklápěcí) variantu i-2000/48V, která je o dost dražší než nevyklápěcí. Dokonce jsem kvůli objednávce opustil sledování předvolební televizní debaty.
Tak zdar dalšímu experimentu. Bude to pár týdnů trvat, než z toho něco udělám, dám vědět (resp. se budu dost možná znovu nejapně ptát).
Bulharský prodejce je jinak takhle večer pěkně ukecaný.

[marsal]

Netuší někdo, copak je to za součástku v kroužku?

[marsal]

A odpovím si sám

https://windandsolar.com/mws440-series-relay-switch/

Celé je to docela inspirativní

[kybos]

Když ubastlíš ten omezovač, ušetříš za stykač a za dump load a bude to fungovat velmi rychle, protože si můžeš dovolit menší hysterezi na napěťovém komparátoru. Nebudeš muset očekávat okamžik, kdy se upálí kontakty stykače (používal jsem stykače v předchozí variantě regulace a životnost byla jen pár měsíců). Navíc se budou šetřit ložiska VE, protože navržený omezovač brzdí lépe než dump load a rotor má tak v silném větru nižší otáčky. Doporučuji použít bohatě dimenzovaný usměrňovač s velkou rezervou. Já jsem pro 1600W VE instaloval 150A/1000V.

P.S.: Kterou variantu jsi nakonec objednal 3 listy rychloběžnou nebo 5 listů pomaluběžnou? Bílé nebo karbonové?

[marsal]

P.S.: Kterou variantu jsi nakonec objednal 3 listy rychloběžnou nebo 5 listů pomaluběžnou? Bílé nebo karbonové?

Rychloběžnou, bílé.

[marsal]

Když ubastlíš ten omezovač, ušetříš za stykač a za dump load a bude to fungovat velmi rychle, protože si můžeš dovolit menší hysterezi na napěťovém komparátoru. Nebudeš muset očekávat okamžik, kdy se upálí kontakty stykače (používal jsem stykače v předchozí variantě regulace a životnost byla jen pár měsíců). Navíc se budou šetřit ložiska VE, protože navržený omezovač brzdí lépe než dump load a rotor má tak v silném větru nižší otáčky. Doporučuji použít bohatě dimenzovaný usměrňovač s velkou rezervou. Já jsem pro 1600W VE instaloval 150A/1000V.

Jasně, zvážím, díky! Neušetřím ale na chladiči a musím bastlit... Ale láká mne to, když už si nechám tak radit .

Jinak, pokud rozumím dobře, ti amíci pak nepotřebují žádný omezovač / PWM regulátor za tím, mezi baterku a to jejich udělátko se musí dát akorát dioda a je vymalováno. Ale to jejich relé žere 1A.

[Kodl69]

jak, "neušetřím na chladiči " ? tos asi nepochpil, jak regulátor pracuje. Ty mosfety jedou ve spínacím režimu, tj něco tepla z nich jde, ale ne jako z těch výkonových odporů. Energie se nemusí nikde mařit, protože díky menším otáčkám ji větrník ani nevyrobí.
Jasně, pokud poteče tlumivkou, diodami i mosfety 20A, tak bude výkonová ztráta 40W na všech šesti diodách dohromady, na tlumivce dle Rdc a možná něco na jádře, tj jednotky W, na mosfetech jenom spínací ztráty, který by ještě omezilo použití budiče mosfetů místo těch dvou tranzistorů (např můj oblíbený IXDN614, ale i jiný jsou dobrý) a na třech IRF3808 bude ztráta cca 10W... Na uchlazení tohoto stačí kousek žebrovýho chladiče, podobný ztráty má domácí audiozesilovač, když ani nehraje... Ale 20A dá ten generátor akorát při vichřici, takže pokud bude rozvaděček venku, nebude problém chlazení, ale ukotvení, aby ho nevzal vítr i s vrtulí )
P.S. kdysi jsem o vrtuli taky uvažoval, ale jednodušší je přidat tři panely, a máš s jistotou víc energie, a s lepší předvídatelností, kdy přijde a kdy ne. A solární bouře zas tak často nejsou...

[kybos]

Celý omezovač má spotřebu pár miliampér. Snaž se sehnat co největší tlumivku. Vyšší indukčnost zajistí jednak vyšší uhel otevření usměrňovače a taky pomalejší nárůst proudu ve spínači. Pokud se použijí fety s nízkým Rds on, jsou ztráty malé a potřeba chladiče není tak akutní. Na místě D1 jsem použil hrst diod KYW31/100 paralelně, Ty můžeš použít i nějakou vhodnou shotky diodu pro snížení prahového napětí. Ty budeš mít baterku na 24 V, tak by stačilo i hejno výprodejních KYS30/40.

[marsal]

tos asi nepochpil, jak regulátor pracuje. Ty mosfety jedou ve spínacím režimu
...
P.S. kdysi jsem o vrtuli taky uvažoval, ale jednodušší je přidat tři panely, a máš s jistotou víc energie, a s lepší předvídatelností, kdy přijde a kdy ne. A solární bouře zas tak často nejsou...

Jasně, já osobně jiným tvrdím na potkání, že "raději jeden panel navíc než jakoukoli větrnou elektrárnu". Ale když ty panely na chatě zasněží, musím tam jet a když to doklohním tak třeba nebudu muset
Já moc v elektronice nežiju, žil jsem hodně v logických obvodech... Jasněže některým věcem nerozumím a pochytávám je za pochodu (třeba "sehnat co největší tlumivku" - to je výzva!), ale pokud bys ještě měl čas a ochotu třeba i tady veřejně občas pomoci při mých nejapných dotazech, které budou, tak ambici to ubastlit mám . A líbí se mi ty využité staré součástky Tesla Rožnov, na některé si pamatuji
Díky moc!

Edit:
A první otázka je tady: ten omezovač může být nikoli u turbíny, ale pěkně pod střechou (cca 20m vedení)? Neovlivní to funkci?

Edit 2:
Trik toho omezovače tedy je, že tlumivka drží energii "v protifázi"?

[kybos]

A první otázka je tady: ten omezovač může být nikoli u turbíny, ale pěkně pod střechou (cca 20m vedení)? Neovlivní to funkci?

Jediné, co má smysl mít v průvanu na stožáru je usměrňovač, protože bude potřebovat chlazení a ušetříš jeden drát na vedení do strojovny (3F vs DC). Ale musíš ho namontovat do nějaké nejlíp hliníkové krabice s IP68. Do krabice namontuj také bezpečnostní spinač připojený na svorky generátoru tak aby byl přístupný i laické obsluze. Zbytek může být ve strojovně pod střechou. Jediné co bys měl udělat při 20m vedení jsou bleskojistky na začátku a na konci vedení. Na začátku je uzemni na zem stožáru a na konci (ve strojovně) na bod hromadného pospojování, který bude lokálně přizemněný.

[kybos]

Ked je takyto vietor za mesiac, kolko za ten mesiac vyrobi i2000 - IstaBreeze ?
Ak to bude napr. na stoziari: 6 m, 9 m, 12 m alebo 15 m vysokom ? V dedine.
.
vietor.png

přepočet v jiné výšce.jpg

Zde máš přepočet síly větru pro jinou výšku a pro výrobu použij grafickou závislost výkonu na rychlosti větru.