Mitt första verk - 3,2m vingar, 18,5m torn, 2kW generator

[Malevolent77]

Istället för att skapa flertalet frågor som nya trådar, så samlar jag mig under denna tråden.

Jag har alltså som intention att bygga mitt första lilla vindkraftverk.
Det blir ett halvfabrikat där jag köper prylar via eBay, Blocket och där jag finner det lämpligt.

Jag har hitintills lyckats få tag på;

VINGAR
========================
* 3st vingar med en diameter på 3,2m (TSR = 8:1 vid lätt belastning, 6:1 vid tung belastning)
* Effektivitet: 0,49 (tar detta med en nypa salt)
* 1400W vid 10m/s
* 3,6kg / vinge
* Hub: 4,5kg (balanserad)
* Nose cone: 0,45kg

GENERATOR
========================
* 2kW (peak) PMA Generator
* Direct shaft mounting eller Gear Ratio
* Vikt: 7,25kg
* 12V DC, 125 RPM, MAX 20 AMP, MAX 300W vid 15V laddning
* 12V DC, 250 RPM, MAX 40 AMP, MAX 600W vid 15V laddning
* 24V DC, 250 RPM, MAX 20 AMP, MAX 600W vid 29V laddning
* 24V DC, 500 RPM, MAX 40 AMP, MAX 1.200W vid 29V laddning
* 48V DC, 500 RPM, MAX 20 AMP, MAX 1.200W vid 56V laddning
* 48V DC, 1.000 RPM, MAX 40 AMP, MAX 2.400W vid 56V laddning
* Full effekt vid 4.000 - 4.500 RPM = 2.400Watt

MAST
========================
* Fackverksmast: 16 meter (4 triangulära sektioner om 4 meter)
* Toppmast: 2,5 meter (för att nå 18,5 meter, så att vingarna når ett max om 20m)

Detta är allt jag har att starta med (hitintills) och jag ska jobba vidare på att få tag på resten av prylarna för att få ett säkert kraftverk som ger mig några Watt.
Mitt mål är att nå 700-800W för att "få bort" mitt grundläggande behov av mitt energibolag idag. Jag är inte ute efter att bli självförsörjande - än. Spis, tvättmaskin,dammsugare och annat får helt enkelt kosta det som det redan gör idag.. så länge!

Jag kanske inte kommer att nå mitt mål med denna utrustningen - och det är helt okej. Om jag kommer upp i 300W, så är jag ändå nöjd.

Jag bor på en "site" med (uppmätt) årsmedelvind om 7m/s.
Huset ligger på en kulle med grunden 73 meter över havet, och husen nedanför backen ligger på 36 meter över havet.
Mitt kraftverk kommer plocka vind på 90-93 meters höjd över havet, och det finns risk att det blir lite turbulens självfallet - men mätningarna har inte påvisat mycket av det hitintills.

Jag är helt färsk på detta, så tänker jag fel - eller har gjort galet - så hjälp mig gärna.
Jag kommer allt eftersom jag bygger ställa mina eventuella frågor i denna tråden, och jag kommer också lägga ut lite bilder och berätta hur det går om det är någon som är intresserad - och kanske är ännu färskare än mig och blir lite inspirerad.

Kommentera gärna - tack!

[Malevolent77]

Idag åkte jag och hyrde en Cobra bergborrningsmaskin - bensindriven.
Har aldrig knackat mig ner i berg tidigare, men det gick riktigt bra - och det var kul!

Anledningen till att borra i berg var ju för masten såklart.
Jag tänkte använda mig av M36 gängstänger för att fästa mitt fundament till masten - men skillnaden på kostnaden är vanvettig!!!

Så; M30 fick det bli - vilket ska räcka gott och väl det också.

Jag borrade mig 62cm ner i berget. Tre hål på drygt en timmes arbete. Inga bekymmer alls!

Därefter tog jag fram släggan och slog tills armarna gick av.
Nu sitter alla tre gängstänger på plats. Går inte att rubba dem.

Fundamentet passar perfekt då man lägger detta på plats!! Mycket nöjd!

Så - nu är det dags att skaffa betong och armering.
Jag kommer behöva gjuta 1,6 meter x 1,7 meter x 0,32 meter = 0,87 kubik

Jag gjuter först denna platta, och därefter skruvar jag på 3 st 300 kronors muttrar (helt otroligt pris) - en på vardera gängstång.
Därefter en bricka - och sedan lägger jag på mitt fundament, en bricka på vardera gängstång igen - och slutligen drar jag fast en mutter på vardera gängstång (igen) för att låsa fast fundamentet.

Efter detta så kommer jag (återigen) gjuta - men denna gången för att gjuta in bultarna (undergjutning) som deepforest tipsade om.
(http://www.scanmast.se/wk_custom/documents/%7B5b2a7630-9ae3-4420-8ad5-e7c9b4c0069a%7D_mont_deltasv.pdf)

Återkommer snart med bilder på hur det ser ut nu, och under/efter gjutningen.

[Malevolent77]

Var ute och tog tre bilder som utvecklar min text lite - så att man kanske förstår vad jag försöker kommunicera!
En bild säger mer än.... ja ni vet..

Hur som helst.. Så här ser det ut just NU.
Basen ligger bara och vilar på gängstängerna för att jag ville kontrollera att jag borrade med bergborren på rätt ställe. Maskinen hoppar ju rätt friskt, så att lyckas millimeterstyra något var över MIN förmåga.
Trots det så har jag fått hålen så perfekt jag kunde tänka mig.

Jag kommer nu lyfta av basen, och gjuta en platta.

Jag ser verkligen fram emot att kunna skruva dit basen - men jag lär behöva en stor fast nyckel för att dra muttrarna. Inget som man enkelt gör med en polygrip!

Den triangulära basen som just nu bara vilar på gängstängerna. Först gjuter jag en platta och sedan skruvar på muttrar som kommer vara det som basen vilar mot inom kort.

Bild6.jpg (157.26 KB) Visad 23163 gånger

Gängstång nedslagen med slägga i det perfekt dimensionerade hålet. På bilden ses även den bult som basen kommer vila mot.

Bild3.jpg (132.79 KB) Visad 23352 gånger

Gängstång som går igenom basens fästanordning. En mutter + bricka under hålet, och en bricka + mutter ovan hålet kommer att sättas dit efter gjutning.

Bild4.jpg (128.13 KB) Visad 23333 gånger

[deepforest]

Du limmade väl gängstängerna? Annars är det nästan förgäves du borrat...

[Malevolent77]

Du limmade väl gängstängerna? Annars är det nästan förgäves du borrat...

Så gott det gick - hålet är litet, och berget är bättre fäste än något lim - så länge det är kilat fast. Det krävs att tornet har fått ett momentum med ganska många kilo sidledes för att den ska dra upp basens gängstänger.
Jag spenderade över tio minuter (per gängstång) bara på att slå ner stängerna med en rejäl slägga som tillhygge. Hål i berg är långtifrån lena och enkla att dra ut något från som är fastslaget.
Men - ja - lim finns där - dock inte speciellt mycket. Men snart även ett par hundra kilo betong + armering som kommer göra det svårt att röra sig.
Därutöver kommer jag eventuellt lyckas sätta två (med lite tur TRE) staglinor - även då jag bygger för att inga staglinor kommer finnas.

Jag vet mycket väl att två staglinor inte skulle hålla det på plats - men det gör den konstruktionen som ska klara sig utan staglinor att bli än svårare att välta. (Bara man fäster dem någorlunda vettigt med tanke på vart 85-90% av all vind kommer ifrån.)

(Jag får 85% av all vind från Väst)

Jag är väl medveten om att det är långt mycket mer ovan jord än under jord, och att kraften ökar med höjden.
Men jag tror att jag inte kommer kunna forcera detta att välta, vare sig för egen maskin eller med vindens hjälp.
Vi får väl hålla tummarna!

[smidy]

skulle nog föreslå att borra några hål till i berget "kors och tvärs" eller snett, hoppas du fattar hur jag menar, och slå ner armeringsjärn i hålen före du gjuter. om du har flera hål snett åt olika håll med armeringsjärn i som du sedan gjuter in så blir plattan omöjlig att lyfta bort, är försent nu, men jag skulle gjort så med bultarna också, borrat snett, slå i bulten och sedan kröka den vid berget tills dom står rakt upp. tänk på att inte borra hålen för nära varandra så berget spricker.

[Malevolent77]

skulle nog föreslå att borra några hål till i berget "kors och tvärs" eller snett, hoppas du fattar hur jag menar, och slå ner armeringsjärn i hålen före du gjuter. om du har flera hål snett åt olika håll med armeringsjärn i som du sedan gjuter in så blir plattan omöjlig att lyfta bort, är försent nu, men jag skulle gjort så med bultarna också, borrat snett, slå i bulten och sedan kröka den vid berget tills dom står rakt upp. tänk på att inte borra hålen för nära varandra så berget spricker.

Ah - det kan nog vara en mycket god idé.
Borde nog klara det med en vanlig slagborrmaskin - för det låter lite overkill att köra med en så stor pryl för att fästa armeringen - eller vad tror du?
Jag har aldrig gjort något med (eller för den delen lagt många tankar på) armeringsjärn. Men jag har förstått att det behövs.
Behöver nog lägga några tankar till på det innan jag gjuter (och borrar in armeringen).

Ska man använda vanligt "nät" (rutat) - eller ska man använda stänger?

[deepforest]

Det är en sak att slå i stängerna och en annan att dra ut dem. Det är nämligen mycket lättare att dra ut dem.... Jag har sett det med egna ögon.
Borra ner grova armeringsjärn också, men limma dem!!! Borra snett hjälper något men limma är att föredra. Några hundra kilo betong hjälper ingenting när det blåser. Tänk bara på vilken hävarm du har! Mitt fundament är nergrävt 2,3 m djupt, sitter fast i berget med armeringjärn som är limmade och väger ca 6 ton.
viewtopic.php?f=16&t=324

[Malevolent77]

Det är en sak att slå i stängerna och en annan att dra ut dem. Det är nämligen mycket lättare att dra ut dem.... Jag har sett det med egna ögon.
Borra ner grova armeringsjärn också, men limma dem!!! Borra snett hjälper något men limma är att föredra. Några hundra kilo betong hjälper ingenting när det blåser. Tänk bara på vilken hävarm du har! Mitt fundament är nergrävt 2,3 m djupt, sitter fast i berget med armeringjärn som är limmade och väger ca 6 ton.
viewtopic.php?f=16&t=324

Absolut - det är enklare - men..
Jag vet inte riktigt om vi diskuterar samma saker(?)
Jag förstår att ett verk som du byggt fundament för - kräver en hel del - även om det kanske är lite i överkant likaså.

För min del har jag en vikt på generator, vingar, nos, hub, och övrigt om c:a 50kg, och oerhört liten vindyta.
Bladen är 3,2 meter i diameter, och väldigt små i relation till ditt bygge.

Förra ägaren som endast drog tornet med 12st M16 i betongfundament hade 6m i diameter på sina vingar, inga staglinor - och verket stod alla stormar under fem års tid.

För min del har jag i alla fall tagit mig besväret att fästa allt i berg.

Jag tycker det skulle te sig märkligt om det jag gör blir så oerhört bräckligt som du säger - jämfört med förra ägaren till masten och hans erfarenhet av just MIN mast(?)
Självfallet vill jag att den ska stå upp - men jag är lite tveksam till att min konstruktion som är förbättrad från förra ägarens fundament - kommer bli så dålig.

Det låter som en god idé att limma armeringen, så det ska jag definitivt göra. Tackar för påminnelsen om detta!

En sista fundering bara. Är det inte lite väl att ta i - att säga att ett par hundra kilo betong inte hjälper något när det blåser lite?
Det känns som en väldigt negativ inställning till det - i MIN synvinkel. Jag vet mycket väl att det skulle vara lite klent om du sätter ett tvärstag genom min bas och inte har något fäste med mark/jord/berg eller annat. Men nu kommer betongen vara väl förankrad med berg (massiv granit), och masten är dessutom direkt förankrad i berget.

För att något skulle hända, krävs att;

1. Berget ger sig
2. Fundamentet (betongen) spricker
3. M30-gängstängerna får en brottskada (tvärbrott)

Det finns ingen möjlighet för gängstängerna att lossa snett på något vis - så de måste dras RAKT upp om de ska upp överhuvudtaget.
Därtill så är dessa stänger till viss del limmade, och har sedan blivit ingjutna i betong ovan berg. Denna betong är dessutom förankrad (eller kommer att vara så klart) i berget likaså.

5 meter av mastens yta kommer inte få någon vind på sig alls på grund av träd i backen nedanför.
Nästa 5 meter får bara måttlig vind (när det blåser hårt) - knappt 5 m/s när det blåser 17 m/s (uppmätt).
Nästa 10 meter kan få kraftigare vindar på sig, och har en hög årsmedelvind. Men det är också ganska liten yta som får någon kraft på sig - mycket med tanke på bladens yta och diameter, samt konstruktionen på masten så klart.

Så - jag vill bara förtydliga. Jag uppskattar definitivt en knuff i rätt riktning eller goda idéer av er som redan gjort detta - men samtidigt känns det lite trist att du säger att betongen som jag ska gjuta inte hjälper alls, och att man lätt kan dra ut det jag redan gjort. Baserat på tidigare ägare som hade större vindyta haft masten i fem år med sämre förankring och inga staglinor - så har jag svårt att tro att det blir ett stort bekymmer. Jag kan självfallet ha fel!

Jag tar definitivt med mig av ditt tips (som blir en påminnelse för mig) att limma armeringen i berget!

[smidy]

vill absolut inte vara negativ! men deep har nog rätt med att det är lättare att dra upp gängstängerna än att slå ner dom, vi vill bara att din mast står kvar när du är klar!! länge sedan jag gick i skolan, men 16m hävstång på en bult nedslagen rakt i berget känns osäkert, någon med bra mattekunskaper kan väl ge lite formler eller uträkningar. ett test som är enkelt är att sätta en domkraft under triangeln (med alla muttrar på plats) och prova lyfta, en vanlig "hemmameckar" domkraft brukar lyfta runt 1 ton, det är det minsta man kan kräva att bultarna håller. här får du en länk till bergey http://production-images.webapeel.com/b ... 0-0510.pdf där tar dom upp hur man ankrar (deras) ostagade mast, har inte studerat den noga själv, men det är ett stort företag så jag antar att det är både hängslen och livrem, så man kan säkert pruta lite på måtten....kom att tänka på att du kanske skulle kunna sätta stora brickor/muttrar på dina gängstänger som du gjuter in i din förankrade platta. säger åter igen vill inte vara negativ!

[Malevolent77]

vill absolut inte vara negativ! men deep har nog rätt med att det är lättare att dra upp gängstängerna än att slå ner dom, vi vill bara att din mast står kvar när du är klar!! länge sedan jag gick i skolan, men 16m hävstång på en bult nedslagen rakt i berget känns osäkert, någon med bra mattekunskaper kan väl ge lite formler eller uträkningar. ett test som är enkelt är att sätta en domkraft under triangeln (med alla muttrar på plats) och prova lyfta, en vanlig "hemmameckar" domkraft brukar lyfta runt 1 ton, det är det minsta man kan kräva att bultarna håller. här får du en länk till bergey http://production-images.webapeel.com/b ... 0-0510.pdf där tar dom upp hur man ankrar (deras) ostagade mast, har inte studerat den noga själv, men det är ett stort företag så jag antar att det är både hängslen och livrem, så man kan säkert pruta lite på måtten....kom att tänka på att du kanske skulle kunna sätta stora brickor/muttrar på dina gängstänger som du gjuter in i din förankrade platta. säger åter igen vill inte vara negativ!

Tjena,

Ingen fara så sett. Kände mig bara som en utböling som inte hade här att göra - och detta var det ENDA stället där jag trodde att jag borde vara med mina funderingar.
Jag är helt med på att det säkerligen är för lite med att bara slå i tre stänger i hål utan att göra något mer. Därav följer jag flera andra råd som ska hjälpa till.
Däribland hoppas jag på att armeringsjärnet som jag kommer plugga ner i berget (och limma fast) kommer göra nytta.

Funderar på det som du skrev - att använda muttrar som skruvas ner en bit (eventuellt med stora brickor) som hamnar i ingjutningen för att öka viljan att vara kvar på jorden (eller i berget)!

Men - kanske en variant av detta?
Om du tänker dig att jag skruvar på 1 mutter på vardera gängstång så att dessa hamnar c:a 20cm ovan berg, och direkt över dessa muttrar, så tar jag och leder ett armeringsjärn (stång) från gängstång A till B, B till C, och C till A, och svetsar ihop dem så att de inte kan glida "bändas upp".

Därefter tar jag och borrar ner tre armeringsjärn (25 cm ifrån varandra i rak linje mellan gängstång A och B) rakt ner i berget (c:a 20-25cm djupt) och limmar dem (naturligtvis) - och låter armeringsjärnet gå upp över armeringsjärnet som går mellan gängstång A och B, och kröker det lodräta armeringsjärnet över det vågräta. Och sedan gör jag så för de övriga två sidorna också.

På det viset har jag i så fall fått ner nio limmade armeringar i berget, som i sin tur håller den "tillverkade" armeringsjärns triangeln som ligger ovanför muttrarna.
Det i sin tur kommer väl förhoppningsvis göra TVÅ saker för mig. Dels gjuts muttrarna in, vilket redan gör det svårare att lyfta stängerna utan att betongen först måste spricka.
Därtill OM betongen spricker - så håller armeringen fast alla tre gängstängerna med hjälp av de nio lodräta armeringsjärnen som krökts över den vågräta triangeln av armeringsjärn som läggs ovan muttrarna...?

Är detta en usel idé - eller finns det något annat jag kan göra för att förbättra konstruktionen med det givna jag idag redan har gjort?

[Malevolent77]

Nu börjar delarna anlända.
Igår anlände nos och hubb, och idag fick jag mina vingar - detta med post från Texas.
Nu väntar jag på en generator från Canada som inte borde vara långt borta.

Var även (på inrådan av deepforest) ute och skaffade lim idag - av en vettig variant istället för att göra något halvdant.
Hoppas att detta lim kommer göra jobbet - för det var det enda de hade. Dyrt som bara den var det också. 219kr för en liten "tub" i vanlig silikon/fog-liknande tub.
Ett tvåkomponentslim som används för att fästa saker i just - berg!

Här kommer några bilder på dagens skörd;

Lilla näsan (och hubb) syns på bilden..

nos.jpg (64.33 KB) Visad 23092 gånger

Och här är en bild på mina blad som skapar en diameter på 3,2m.

blad.jpg (81.7 KB) Visad 23120 gånger

Samt - slutligen en bild på det lim som jag införskaffade mig.

lim.jpg (50.84 KB) Visad 23094 gånger

[deepforest]

Rätt lim!
Hur långt är det mellan gängstängerna?

Gör som hö bild, inte som vä!

[Malevolent77]

Rätt lim!
Hur långt är det mellan gängstängerna?

Gör som hö bild, inte som vä!

Det är dryga metern mellan dem.
Ser ut som en mycket god idé som du beskriver! En liten fundering kring den dock;
Ska man svetsa fast järnen på gängstången? Och även samma sak mellan de diagonala och de lodräta?

Blir det inte en bättre hållfasthet om man låter de lodräta armeringsjärnen böjas lite ovan berg, och slippa undan en svetsloppa som i sig borde vara lite vekare än att fortsätta med samma armeringsjärn från berg till gängstång?
Och det lockar dessutom att det är lite enklare förstås! Menar dock inte att jag försöker snåla och ta genvägar EGENTLIGEN, utan snarare att det verkar som en lite mer hållfast lösning - om inte i alla fall lika hållfast - och därtill lite simplare för mig som inte tycker om att hantera svetsen.

Säg gärna till om jag "hade otur" när jag tänkte (det vill säga tänkte fel) gällande hållfasthet/svetsning etc..
Eller - om det kanske till och med skulle kunna fungera lika bra(?)

Här är hur jag menade:

En revidering på förslag från deepforest - skulle detta kunna fungera lika bra?

armering.jpg (36.04 KB) Visad 22991 gånger

[deepforest]

Svetsa aldrig i gängstången. Svetsa armeringen i en bricka, och mycket riktigt så är det bättre att böja armerings så som du ritat.

Fv=P x V\2 x A

Denna formel kan användas vid vindstyrkor upp till märkvind. Vid höga vindstyrkor ger denna formel orimligt höga belastningsvärden, med tanke pa att vindturbinen verkningsgrad sjunker drastiskt. Vid stormstyrkor antas därför formelns halva värde att gälla (vilket säkerligen är ganska högt räknat).

Detta ger vid 20 m/s vindstyrka ett vindtryck på ca 250 N/m2 och vid 40 m/s vindstyrka ett vindtryck på ca 1000 N/m2. För att få fram totala tryckkraften skall dessa vindtryck multipliceras med ytan på den vindturbin man har.

Det värde som här kommer att användas är 500 N/m2. Till detta kommer säkerhetsfaktorer på 2 - 3 för kritiska delar.

Arean på din 3 m turbin är (Pi x R\2) 3,14 X 1,5\2 = 7,065 m\2. Detta ger ett sidotryck på tornet från turbinen på 500 X 7,065 = 3532N
avståndet mellan bultarna är en meter vilket ger den lilla "hävarmen" 0.86m enligt pytagaros sats och masten är 18,5 vilket i sin tur ger ett förhållande på 21,5:1.
Med en hävstång på 18,5 meter ger en dragbelastning på en hörnbult på 3532N X 21,5 = 75444 = ungefär ( 9.81 N = 1 Kg) 77211Kg! Alltså nästan 8 tons drag i bulten!!
Till detta kommer ju som sagt säkerhetsfaktorer på 2 - 3 för kritiska delar. = 24 ton!

Din M30 bult (kvalitet 10:9 antar jag) har en brottgräns på 583000 N = 59429 Kg = 59 ton så den håller, men håller fastsättningen?
De hade ju valt en M36 bult tidigare som har en hållfasthet på ca 85 ton!

Som jämförelse så är min mast förankrad med tre M27 bult ( 3x 48 ton= 144 ton) i varje hörn och den är 15 meter. Detta enl rekommendation från VIBE.