Går det att beräkna?

[Tompaiuppsala]

Min vindgenerator gav vid gissningsvis 10 m/s nästan 6 Amper eller 75 W till batteriet. Det värdet stämmer ganska bra om man använder formeln för beräkning av effekt med totala verkningsgraden 0,15. Med rotordiameter 1,04 m och vindhastigheten 10 m/s blir enligt den formeln effekten 78 W.
Rotorhastigheten var vid tillfället ca 1500 rpm och enligt tidigare mätningar bör Emk ligga runt 50 V vid detta varvtal.

Vad hade generatorn gett om jag kunde parallellkoppla spolarna så att Emk blev hälften, 25 V, och trådarean i spolarna dubbelt så stor?
Kan man öka stömmen till batteriet så mycket mer egentligen?

[Göran]

Ja, all spänning över batterispänningen omvandlas till värme = förlust om det sker i generatorn. Med grövre lindningstråd skulle du få högre ström, men det skulle också innebära större motstånd för bladen så att de bromsas. Är tråden för grov blir strömmen för stor och bladen orkar inte driva generatorn. Det där är en himla svår avvägning och oftast får man pröva sig fram, har jag förstått.

Att emk:n stiger är ett problem och just nu ägnar jag hela kvällarna åt att hitta en lösning på det hela. F.n. håller jag på med min 37:e konstruktion (eller nåt sånt) och jag tror att jag är väldigt nära den perfekta generatorn.
Den förra modellen höll inte för jag fick strömmen genom dubbla likriktarbryggor och med låg spänning i vissa lindningar uppgick förlusterna till 50 %.

Laddströmmen är nog inga problem och själv sätter jag stopp först vid 50 ampere, men man brukar rekommendera max 25 % av batteriets kapacitet i Ah.

[Tompaiuppsala]

Ja, all spänning över batterispänningen omvandlas till värme = förlust om det sker i generatorn. Med grövre lindningstråd skulle du få högre ström, men det skulle också innebära större motstånd för bladen så att de bromsas...

Tack för att du orkar sätt dig in i andras problem och funderingar.
Nu e jag inte med riktigt. (som vanligt)
Den där effekten som går upp i rök, som bildar värme är ju också producerad men inte omhändertagen, kan man säga
Att låta en större del av effekten gå till batteriet istället för att värma spolarna förändrar väl inte belastningen på rotorn?

Hoppas du förstår hur jag menar!?

[Göran]

Nu satte du mig nästan i pottan.

Det är sant att det handlar om samma effekt oavsett om energin går upp i rök, eller inte, men...

Om man väljer en grövre tråd blir motståndet i tråden mindre och Ohms lag säger att I = U/R och då ger lägre motstånd högre ström. Med högre ström får man också högre effekt eftersom P = U x I. Eftersom batteriet har försumbart inre motstånd kan batteriet sluka väldigt höga strömmar och det kan utan vidare ta vad generatorn kan ge. Om generatorn har kapacitet att producerar hög effekt, högre än vad bladen ger, då kan den få bladen att stalla. Detta brukar ofta hända där Betz lag har sitt "knä".

Vindens energi har ju en exponentiell kurva, medan permanentmagnetgeneratorer har en linjär effekteffektkurva. Om vi förutsätter att effektkurvan för bladen följer kurvan för vindens energi, men att den är betydligt lägre får vi en bild av det hela som visas nedan.
Den böjda kurvan är alltså den effekt bladen producerar vid olika vindhastigheter. Den raka linjen är den effekt generatorn producerar. Om den linjen skär bladens effektkurva då försöker generatorn producera mer effekt än vad bladen kan ge och blir inbromsningen för stor stallar bladen.



Om man kalkylerat med ett tsr på 7 kommer det att vara betydligt lägre när detta händer och generatorn går då på ett mycket lägre varvtal, om den går alls och man får inte den effekt man förväntar sig vid detta varvtal/vindhastighet. Eftersom det här knäet i vindenergikurvan ligger vid ganska låga vindhastigheter, där det för det mesta blåser, har man i så fall byggt en generator som har sin svaghet där den jobbar som mest. Därför gäller det att anpassa trådarean så att maximal effekt ges och detta är svårt.

Dina problem är mina problem för vi håller ju på med samma sak, så det är inte till besvär. Dessutom får jag ju tillfälle att tänka efter själv, men om jag tänker rätt kan jag inte lova. Mina tips brukar ju oftast grunda sig på gissningar.

[Tompaiuppsala]

Hur ska jag tolka ditt utlägg?

ta till exempel:

Jag har nu 12 spolar seriekopplade. Om jag istället hade seiekopplat 6 stycken och fått två par som jag sedan parallellkopplat. Vad hade hänt om jag kunnat switchat mellan dessa kopplingar i hård vind?

Jag hade fått oika Emk, alltså olika stora värmeförluter. Jag hade fått olika laddström, men hade rotorn fått det jobbigare, kanske stannat, stallat menar du??

[Göran]

Svår fråga.
Med spolarna uppdelade i två par får du halva resistansen och halva spänningen i varje par och strömmen blir densamma = ingen vinst. Så ser jag det. Enda lösningen är grövre tråd, eller färre antal lindningsvarv, men med färre lindningsvarv måste det blåsa mer innan generatorn uppnår laddspänning.

Har du sett vid vilken vindhastighet vindkraftverket börjar ladda?

[Tompaiuppsala]

Nä nu måste vi bena ut det här.. Om jag parallellkopplar, blir inte den teoretiska diametern på tråden dubbelt så stor då, vilket i sin tur innebär mer ström? Batterispänningen är ju fortfarande mellan 12 och 13 Volt

[Göran]

Ja, om du parallellkopplar blir ju strömmen bli högre, men samtidigt blir spänningen lägre eftersom det är Emk:n som bestämmer strömmen så har du inget vunnit. Batteriets spänning är bara intressant när man räknar ut effekt till batteriet.

[Tompaiuppsala]

Jo men det är ju tänkt till batteriet.

Som nu är får jag nästan 6 A vid 1500 rpm. Men samtidigt vet jag att Emk då är 50 V, vilket innebär effektförluster till batteriet.

Men om jag parallellkopplade och fick dubbel trådarea och bara 25 V emk vid 1500 rpm.

- Hur mycket mer ström skulle gå till batteriet då?
- Skulle rotormoståndet vara oförändrat?

[Göran]

Hmmm... Det är sant. Halverar du spänningen bör förlusterna minska. Har du möjlighet att göra det, så testa!

[Tompaiuppsala]

Till min sambos stora glädje har jag förklarat att mitt projekt är slutfört. Men det känns som om jag åter behöver ta fram magneter och koppartråd och göra nya experiment. Men ve och fasa.. den konflikten tar jag när skrivbordet är belamrat med allt vad egentillverkad el heter

[Göran]

Jag läste om någon på otherpower.com som hade problem med frun. Om han inte slutade upp med de där "vindgrejerna" skulle hon sticka och det gjorde hon. Några dagar senare hörde hon av sig igen och förklarade att hon ville vara delaktig i det hela och att det var det som var problemet. Det hela ordnade tydligen upp sig och hon fick putsa spolarna (vill jag minnas) för han sa till henne att det var en väldigt viktig bit av det hela.