Motore BL e riferimenti tecnici sull'eolico

[multivac2]

Per i post precedenti potete partire da questo thread
http://www.baronerosso.it/forum/showthread.php?t=21944

L'obiettivo di questo thread, e' quello di affrontare la costruzione di un motore brushless (o brush) applicato ad un micro-sistema eolico. Il motore ad un numero minimo di RPM deve arrivare a generare il massimo rendimento in Watt.

Per prima cosa una piccola introduzione ai sistemi eolici (da http://italia.eco-energy.info/asp/index.asp?uc=&k=7695 )

L'energia eolica è originata dall'energia solare indiretta. Il vento è un flusso di aria
che è originato dalla differenza di pressione tra masse di aria calda nell'atmosfera
terrestre. Il concetto di "vento" descrive soltanto la componente orizzontale del flusso
d'aria. Il flusso d'arai in sé è sempre turbolento, evidenziato dalla velocità e dai mutamenti
di direzione del vento. L'energia eolica è una fonte di energia volatile, dipendente dalle condizioni
del tempo, dal momento della giornata e dalla stagione. L'energia eolica può essere convertita in energia
meccanica (ad esempio il mulino a vento utilizzato per trasportare l'acqua) e in energia
elettrica (turbina eolica).

Il potenziale utilizzabile di energia eolica dipende dal tipo di turbina eolica e dalla sua
capacità. Il rendimento della turbina eolica si differenzia a seconda della costruzione
del sistema rotante, del tipo di generatore e della regolazione delle pale rotanti.

Le turbine eoliche sono suddivise in due categorie principali

Turbina eolica ad asse orizzontale
Questo tipo di turbina eolica è la configurazione maggiormente utilizzata
oggigiorno. Opera sulla base del principio del sollevamento: il vento che soffia
sulle pale le fa “sollevare” e ruotare. La maggior parte di queste turbine eoliche ha due
o tre pale, che danno un risultato variabile. Queste turbine sono solitamente
rumorose (il classico wump-wump). Ad oggi queste turbine sono anche utilizzate
con bassi rendimenti (400 Watt).

Turbina eolica ad asse verticale
Questo tipo di turbina oggigiorno non viene largamente utilizzata. Viene utilizzata in zone
dove la velocità e la direzione del vento sono molto variabili.

Turbina Darrieus (prima foto)
La turbina Darrieus lavora sul principio del sollevamento. Ha due o tre pale verticali che
ruotano all’interno ed all’esterno del flusso del vento. Questo tipo di turbina è di facile
manutenzione, poiché i meccanismi operativi e il pannello di controllo sono collocati vicino
al terreno. Però ha bisogno di una sorgente esterna per iniziare la rotazione, ad esempio
un motore elettrico o qualche altro tipo di rotore ad asse verticale.


Turbina Savonius (seconda foto)
La turbina Savonius lavora sul principio della resistenza. Il rotore gira relativamente
lentamente, ma produce una forte coppia. Questo tipo può essere utilizzato per pompare
l’acqua, ma non è efficiente per la generazione di elettricità, poiché generalmente
è meglio avere più di 1000 rpm per produrre elettricità e questo tipo di solito ruota
al di sotto dei 100 rpm (Cosa ne dite di un moltiplicatore applicato ad un motore BL?).

Alcuni fattori sono da considerare per massimizzare il rendimento delle turbine:

* Velocità media del vento, inclusa la frequenza usuale
* Quantità e parametri delle ostruzioni, che potrebbero ostacolare la turbolenza
* Fenomeni meteorologici, come la formazione di ghiaccio
* Livello sul mare
* Condizioni geologiche
* Disponibilità della locazione
* Distanza dal connettore ad alta tensione
* Distanza dalle abitazioni e dai fabbricati industriali

[multivac2]

Originalmente inviato da claudio476

sarebbe mooltoo interessante creare un generatore del genere, ma partire dall'utilizzare un motore brushless più o meno comune? troppo piccolo?

Non so se va bene, il problema piu' grosso e' quello di generare una tensione di circa 14 Volt.

I normali motori sono ottimizzati per rendere al massimo consumando il meno possibile.

Penso che con un riduttore montato al contrario (io lo chiamo moltiplicatore, ma non so se e' il termine corretto) si possa utilizzare un normale BL, bisogna cmq vedere il numero di giri che si riesce a generare. Quanto e' il massimo di moltiplicazione che si riesce ad ottenere ? Le lavorazioni che posso fare sulla CNC sono 320x105x88 mm, per cui quale ingranaggio posso creare ?

Qualcuno sa come ottimizzare il design del motore per tirare fuori il massimo numero di A al minimo numero di giri ?

Un interessante link, ad un progetto universitario con dei dati di test:
http://www.me.dal.ca/~dp_05_2/WP-Testing.htm

Cosa ne dite se si inizia ad utilizzare un design tipo il Darrieus ?
http://windstuffnow.com/main/darrieus_type.htm

Oppure una turbina verticale con effetto magnus ? (esempio in attach)






Quattro pale invece che due, con autostarter. Il Darrieus non ha l'inizio automatico, deve essere dato manualmente. Aumentando le pale si minimizza i punti morti.

Luca

[claudio476]

Originalmente inviato da multivac2

Non so se va bene, il problema piu' grosso e' quello di generare una tensione di circa 14 Volt.

Forse si può arrivare a qualche risultato giocando con il numero di magneti e gli avvolgimenti?

Per i motori esistono relazioni tra spire, voltaggio e giri motore, credo che per un generatore siano cmq esistenti, bisogna capire se sono speculari, ovvero, se io alimento un motore a 14V e il motore fa ruotare un elica a 1.000 Giri/min, facendo ruotare l'elica a 1000Giri/min ottengo la stessa energia elettrica?

[multivac2]

Originalmente inviato da claudio476

Forse si può arrivare a qualche risultato giocando con il numero di magneti e gli avvolgimenti?

Per i motori esistono relazioni tra spire, voltaggio e giri motore, credo che per un generatore siano cmq esistenti, bisogna capire se sono speculari, ovvero, se io alimento un motore a 14V e il motore fa ruotare un elica a 1.000 Giri/min, facendo ruotare l'elica a 1000Giri/min ottengo la stessa energia elettrica?

Si, infatti. Bisogna vedere qualche motore a "bassa resa", questo dovrebbe consentire di generare ad un basso numero di giri RPM

Qualcuno ha qualche schema di montaggio come esempio ?

Luca

[claudio476]

Originalmente inviato da multivac2

Si, infatti. Bisogna vedere qualche motore a "bassa resa", questo dovrebbe consentire di generare ad un basso numero di giri RPM

Qualcuno ha qualche schema di montaggio come esempio ?

Luca

Schemi di montaggio appositi per eolico, no.

Però mi è venuto in mente che c'è una categoria di motori che non vanno benissimo per uso aero (peso e ingombro), ma potrebbero essere buoni per quello che ci serve, ovvero i motori che fanno muovere i dischi Floppy!
Hanno statori da almeno 24 poli, probabilmente con l'avvolgimento giusto si riesce ad arrivare al range di un migliaio di giri con 14 Volt..
Parlo sempre di avvolgimento ad uso motore, ad uso generatore va verificato.

[eros]

Originalmente inviato da claudio476

Schemi di montaggio appositi per eolico, no.

Però mi è venuto in mente che c'è una categoria di motori che non vanno benissimo per uso aero (peso e ingombro), ma potrebbero essere buoni per quello che ci serve, ovvero i motori che fanno muovere i dischi Floppy!
Hanno statori da almeno 24 poli, probabilmente con l'avvolgimento giusto si riesce ad arrivare al range di un migliaio di giri con 14 Volt..
Parlo sempre di avvolgimento ad uso motore, ad uso generatore va verificato.

penso che come per i bl per aerei conviene fare delle prove ed aggiustare di volta in volta; penso che si possa dare moto al generatore con il trapano a batteria (800 giri) e vedere cosa esce ma che usare per raddrizzare una trifase alternata?

[multivac2]

Originalmente inviato da claudio476

Schemi di montaggio appositi per eolico, no.

Però mi è venuto in mente che c'è una categoria di motori che non vanno benissimo per uso aero (peso e ingombro), ma potrebbero essere buoni per quello che ci serve, ovvero i motori che fanno muovere i dischi Floppy!
Hanno statori da almeno 24 poli, probabilmente con l'avvolgimento giusto si riesce ad arrivare al range di un migliaio di giri con 14 Volt..
Parlo sempre di avvolgimento ad uso motore, ad uso generatore va verificato.

Non e' il voltaggio quello importante (nel senso deve essere 13,8 / 14 V), ma la corrente che riesci a generare ad una velocita' X

Luca