Projeto de Aerogerador VAWT.

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Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » quinta jan 13, 2011 10:40 pm

olá pessoal,

depois de algum tempo retorno ao fórum.
após minha pesquisa por energia solar, resolvi começar com a energia eólica.
vou montar o projeto que está no link abaixo.
resolvi divulgar o projeto para mais colegas terem a oportunidade de realizar esta montagem junto comigo.

primeiro vou montar apenas o gerador, e levantar uma curva com potência x rpm.

depois vou analisar se vai funcionar melhor com eixo vertical(menos rpm) ou horizontal(mais rpm).

gostaria de pedir aos amigos que resolverem fazer o projeto que postem aqui, para colaborar com todos.

o meu primeiro passo foi comprar alguns imãs, como eles são caros, encomendei apenas 12 n50 de 2"x1"x1/2" quando eles chegarem eu comprarei outros 12.
agora o próximo passo é fazer as bobinas, o estator, e deixar a chapa dos imãs pronta para quando eles chegarem.

espero que gostem do projeto.

http://www.4shared.com/file/oie5_y0o/pr ... rador.html

abraço!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » sexta jan 14, 2011 11:28 am

fabio,

vai postando imagens para podermos ver o progresso

a única coisa que me salta a vista no projecto é a falta de espessura nos rotores.
para grades n50 deverias ter 10mm de espessura...dá rebustês mecânica e evita perdas de fluxo nas costas do rotor.
deves também inserir "jacking screws" num dos rotores, não é muito bonita a forma como juntam os 2 rotores com o stator no meio e caso necessites separa-los a posterior, terás uma tarefa "quase impossível" para o conseguires, pois as forças de atracção serão gigantescas..

bom trabalho
goahead


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » sexta jan 14, 2011 11:53 am

olá, que bom que gostou do projeto.

eu também achei 8mm muito pouco para aquela peça.
mas qual a importância do fluxo magnético nas costas do imã?
o que importa não é somente o fluxo que irá magnetizar a bobina?

o recomendado é aquela peça para separa os rotores pois após montar o estator com a resina, pode ser que não encontre um parafuso com a medida suficiente para deixar um espaço de apenas 2mm de cada lado do estator.

estou aceitando sugestões, pois ainda não comprei a chapa de aço para recortar os rotores, e fazer as bobinas daqui alguns dias.

abraço!
fábio posser


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » sexta jan 14, 2011 3:02 pm

após ver a página 4 deste link http://www.windenergy.nl/website/files/ ... tworks.pdf
eu vi porque é importante o fluxo no outro lado do imã.
agora... quantos mm de ferro seria ideal?
o imã é n50 com aprox. 1400mt.

abraços!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » sexta jan 14, 2011 3:13 pm

smarley Escreveu:olá, que bom que gostou do projeto.
mas qual a importância do fluxo magnético nas costas do imã?
o que importa não é somente o fluxo que irá magnetizar a bobina?
ainda bem que encontras-te a informação..no entanto fica aqui umas imagens.

com discos ferrosos:
Imagem

sem discos ferrosos
Imagem

quanto mais escura a cor, mais fluxo tens...

10mm de espessura é mais do que suficiente...o ideal seria uma espessura em que não sentisses fluxo nas costas (um objecto metálico não colaria no ferro do rotor) mas também faria com que o gerador aumenta-se muito o seu peso. com 10mm as perdas são muito baixas e podem ser ignoradas. 8mm é o mínimo recomendável.
o recomendado é aquela peça para separa os rotores pois após montar o estator com a resina, pode ser que não encontre um parafuso com a medida suficiente para deixar um espaço de apenas 2mm de cada lado do estator.
correcto..por isso é melhor pensares numa forma de ajuste da distancia.
nos dual rotor axial flux é feito com parafusos e porcas.

outra diferença visível, é que o autor sugere comprar imans em formato bloco, mas depois o gerador é construído com imans formato triangular (keystone).
a espessura dos imans usada parece menos do que os que compras-te...logo o air-gap poderá ter que ser maior para compensar.

goahead


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » sexta jan 14, 2011 3:57 pm

obrigado pelas respotas.

só não entendi o motivo pelo qual tu disse que o air-gap deverá ser maior.
porque aumentar o air-gap? quanto menor, melhor, certo?
tu sugere mais que 2mm porque?

abraço!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » sexta jan 14, 2011 5:44 pm

smarley Escreveu:obrigado pelas respotas.

só não entendi o motivo pelo qual tu disse que o air-gap deverá ser maior.
porque aumentar o air-gap? quanto menor, melhor, certo?
tu sugere mais que 2mm porque?

abraço!
as bobines tem de ser ajustadas ao teu caso..senão:

porque se seguires a construção a risca (nº voltas, espessura do stator etc) então verás que compras-te imans mais grossos e mais fortes que o usado no projecto!
logo terás muito mais fluxo a passar no stator...logo atingirás o cut-in muito mais rápido e não as rpm que esperarias...

a solução irá passar por adicionar resistência a linha ou afastar os pratos do rotor.

quanto mais proximo melhor? sim mas... não...
- sim porque: quanto mais próximo o fluxo é maior e então podes usar menos voltas nas bobines e fio mais grosso. mais potencia de saída. a travagem via curto de fases é mais eficaz.

- não somente em caso de necessidade: quanto mais afastado mais ar passa para arrefecimento passa no stator e no caso do cut-in estar incorrecto, uma das soluções é afasta-los.

penso que já tinha referido que o melhor é montares os rotores e com uma bobine de testes no meio, ajustas a bobine (nº voltas) por forma a chegares aos valores que pretendes.
se o stator tiver já sido construido, a solução passa pelo afastamento dos rotores.

o stator deve ficar aproximadamente da espessura dos imans.

goahead


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » sexta jan 14, 2011 6:19 pm

mas eu alcançando um cut-in mais rápido, ao meu ver seria melhor pois eu terei potência com baixa rotação.
só que eu tenho que ver se vou ter torque suficiente para isso.
não seria isso?
cut-in não é o ponto onde ele começa a gerar energia?

no projeto o autor comenta que ele pode ser montado com os imãs que eu comprei, 2x1x1/2 da mesma maneira que terá resultados similares.
por isso que eu comprei estes imãs, eu não encontrei os outros.
afastando os rotores eu vou perder força mas o gerador irá girar mais facilmente...

se eu tenho 100 espiras e 0mm de espaço, com 50rpm já começo a gerar corrente, mas a força necessária para isso é grande.
se eu tenho 100 espiras e 10mm de espaço, com 150rpm começo a gerar corrente, mas a força necessária para isso é menor.
seria isso que tu quis dizer?

desculpe a quantidade de dúvidas, estou tentando aprender mais.

abraço!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » sexta jan 14, 2011 8:46 pm

gohead,

sem querer achei o seu blog e vi que tu também está construindo o mesmo projeto!

que bom, assim poderemos compartilhar dos resultados.

abraço!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » sábado jan 15, 2011 5:17 pm

smarley Escreveu:mas eu alcançando um cut-in mais rápido, ao meu ver seria melhor pois eu terei potência com baixa rotação.
só que eu tenho que ver se vou ter torque suficiente para isso.
não seria isso?
cut-in não é o ponto onde ele começa a gerar energia?
alcançando um cut-in mais rapido precisas de mais torque para conseguires sair de "stall"
exemplo: as pás com tsr7 vão andar 7x mais rapidas que a velocidade do vento, mas se o gerador atingir cut-in muito cedo, e o diametro de pá não permitir vencer a força do gerador então entra em stall e numca mais acelerá!
é necessario fazer o macthing de pás com o gerador, por isso é que o cut-in é ajustado ao diamentro das pás!
um gerador de 1kw em stall nunca vai acelerar até ao seu limite de 1kw, imagina que poderá ficar pelos 200w, logo a potencia gerada no final será desapontante.

o gerador começa a gerar desde que começe a mexer...o cut-in é quando atinge a voltagem igual a carga (bateria etc) e a corrente começa a fluir...a corrente aumenta com o aumento da rotação.
no projeto o autor comenta que ele pode ser montado com os imãs que eu comprei, 2x1x1/2 da mesma maneira que terá resultados similares.
por isso que eu comprei estes imãs, eu não encontrei os outros.
afastando os rotores eu vou perder força mas o gerador irá girar mais facilmente...
qualqer gerador roda livremente até atingir o cut-in

[/quote]
se eu tenho 100 espiras e 0mm de espaço, com 50rpm já começo a gerar corrente, mas a força necessária para isso é grande.
se eu tenho 100 espiras e 10mm de espaço, com 150rpm começo a gerar corrente, mas a força necessária para isso é menor.
seria isso que tu quis dizer?
não.
a força para gerar corrente será sempre +/-mesma e a dificuldade vai aumentando com o aumento de rotação.

se meteres um amperimetro no gerador (criando um curto) verás que geras imensa corrente somente com 1rpm..mas necessitas de imensa força para conseguires roda-lo.
desculpe a quantidade de dúvidas, estou tentando aprender mais.

abraço!
espero ter conseguido responder as tuas duvidas...
este forum precisa de um glossario de palavras para ajudar a malta.

goahead


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » sábado jan 15, 2011 11:34 pm

novamente agradeço pelo seu comentário.

gostaria de tirar uma dúvida sobre a construção das bobinas.
no seu blog "ponto verde - diy geradores de energia" vi que tu fez as bobinas com o meio no formato quadrado.
como nesta imagem:
Imagem

Código: Selecionar todos

coloquei a imagem:mauri
não tem problema das bobinas ficarem um pouco separadas como mostra na foto?
poderia me informar o diâmetro central do seu estator para eu tentar fazer igual?
tu diz que fez as bobinas com 73 voltas de 2 fios de 1,2mm. seria 1,2mm de diâmetro?
sabe me informar a potência que consegui com ele, com ventos em torno de 5~10m/s?

abraço!
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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » domingo jan 16, 2011 6:03 pm

- o meio quadrado é ligeiramente mais pequeno que o iman.
-não , não tem problema, mas no final ficaram bem encostadinhas no molde...isso tambem demonstra que tinha espaço para ter usado fio mais grosso (2x 1,5mm ou 1,6mm em vez de 2x 1,2mm)..em ultimo caso teria feito um ligeiro triangulo para acomudar fio mais grosso (perdas na geometria seriam minimas).
-sim 1,2mm de diamentro...foi o que consegui comprar no fornecedor
- quando as coloquei no molde importa sim que fiquem centradas com os imans.
-não me recordo do diametro, o importante é ser grande o suficiente para acomudar as bobines e margem por forma a fixa-lo.
normalmente seria 450mm de diametro e um furo de 100mm de diamentro no centro. mas podes adaptar ao teu caso pois tambem depende de como o vais fixar.
- instalei um wattmeter a poucos dias (g.t. precision power meter 130a) e começei a tirar umas medidas.
antes disso era por estimativa de carregamento de baterias.
não tenho nenhum anemometro instalado e a torre é somente de 7metros rodeada de arvores como podes verificar nas imagens, logo não consigo mostrar uma curva de potencia vs vento.
com obstaculos desses, apanho muita turbolencia e posso perder até 80% da força do vento, no entanto a medição de hoje a tarde tendo em conta que a metereologia falava em esporadicas rajadas de 21km/h (5,8m/s) atingi um pico de 257watts (10,09a).
nada mau tendo em conta o que referi anteriormente mas,muito baixo tendo em conta que este gerador por obter picos de 1.5kw. (houve quem afirma-se ver 2.5kw) com bons ventos (10m/s) .
uma boa localização (minimo 14metros de altura e sem obstaculos) pode fornecer 900 watts continuos aos 10m/s sem excesivo aquecimento do stator.

se queres um bom gerador...estes dual rotor axial flux sao muito boas maquinas e de construção facil
manuais de construção e informação tambem em: http://www.scoraigwind.com/

poe mãos a obra.
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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » domingo jan 16, 2011 7:25 pm

a torre para instalar o aerogerador eu consegui de 18 metros de altura, 6 pedaços de 3 metros.
mas penso em instalar apenas 12metros. com 12m já não terei obstáculos num raio de 60metros.

sobre a montagem da bobina, eu vou fazer com área interna 5% menor do que a área do iman então.
a altura do seu bobinador é de 1/2"?

no blog tu comentou que deixou com 22mm de espaçopara o cut-in de 160rpm.
aquelas pás do projeto que tenho eu acredito que vão conseguir no máximo 200~250 rpm.
então pelo que eu entendi o cut-in do meu gerador deve ser em torno de 100rpm ou menos, para eu ter potência total quando as minhas pás estiverem na máxima rpm.
se eu for seguir o projeto, o espaçamento entre ímã ficará 17mm, acredito que já é um começo.

o problema é que para eu fazer qualquer modificação vai ficar muito complicado, por isso eu preciso acertar de primeira.
pela sua experiência neste aerogerador.
qual air-gap tu me recomenda? em vista que eu irei utilizar as pás tipo lanz ii.

abraço!
fábio posser


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » segunda jan 17, 2011 12:31 pm

fabio,
vai para os 18 metros...mais 6 metros de altura equivale a bastante ganho. (quanto mais alto mais constante é o vento)
os instaladores profissionais recomendam sempre 14 metros quando possível.

como eu gostaria de ter uma torre dessas

cuidado com a redução excessiva do "buraco" das bobines. quando o iman ao passar, apanha os dois lados da bobine, vai existir cancelamento, pois são afectadas pela mesma polaridade do iman.

altura do bobinador?..não percebi.

o air-gap é 22mm porque deveria ter 55 (máximo de 60) voltas por bobine e inseri 73voltas, logo o cut-in estava muito baixo para pás de 3metros.
recomendo obviamente um air-gap mínimo (12mm de espessura do stator + 1,5mm de folga entre imans e stator = total15mm) mas tudo isto depende das bobines e grade dos imans.
para acertares a primeira. recomendo-te fazer uma bobine de teste antes de fazer o stator (infelizmente não o fiz e tive de sacrificar o air-gap).
verás que é facil ajustares as voltas ao cut-in desejado.

o air-gap como referi, nada tem a ver com o tipo de pás. o cut-in deve ser o teu ponto de partida.
não conheço características das pás lenz ii...se a informação que encontras sobre pás lenz ii é de cut-in 100rpm (com rotação máxima de 250rpm...olha que depende tambem do diametro e a altura das pás), então com um air-gap mínimo que conseguires, monta os rotores, mete uma bobine no meio (parte por exemplo de 55 voltas) e mede o ac.
assim não perderás trabalho e sairá a primeira

existem programas gratuitos para fazeres estes cálculos que servem de ponto de partida.

goahead


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » terça jan 18, 2011 1:02 am

goahead,

e a respeito do peso das minhas pás.

tem um pessoal em outro fórum falando que o ideal seria o mais leve, com madeira ou alumínio.

eu pensei o contrário. como ela é pesada(estrutura de ferro), enquanto ele não chegar nos 24v, vai armazenar energia cinética por causa do peso do ferro, e quando passar dos 24v irá ajudá-lo.
se fosse leve, toda de madeira com a lâmina de alumínio, quando passar dos 24v o "peso" do aerogerador iria pará-las.

qual seria a tua opinião a respeito disso?

abraço!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » terça jan 18, 2011 11:00 am

eu achei esta calculadora, da potência dos vawt.
http://www.usvawt.com/cgi/windpower.cgi

mas eu não sei se está correto, pois colocando os meus dados, a 9m/s ele fala apenas em 300w.
e no próprio projeto diz em 1000w a 9m/s.

como tu disse, teve gente que tirou mais de 1000w destes gerador, mas se a minha potência das asas não passar de 300w eu não conseguirei mais que isso, certo?

abraços!


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Goahead » terça jan 18, 2011 3:35 pm

smarley,

existe como sabes muita gente a dizer muita coisa (inclusive fabricantes) que não são verdade.
claro que podes retirar 1kw desse gerador com essa area, mas isso será um pico instantaneo, num dia de tempestade com um "gust" perfeito.
o normal será retirares os tais 300w em bons ventos. são as leis da física e não a língua de certas pessoas .

a formula é muito simples:
power = 0.5 x swept area x air density x velocity3

as vawts tem uma area muito pequena comparado com as hawts para o mesmo espaço fisico, e é por isso que não são muito usadas, pois estão limitadas na potencia de captação.

multiplicas a potencia calculada em cima por 0,35 que é o coeficiente normal para geradores. (59,3% dessa potência seria o máximo captavel segundo o limite de betz)..num caso de um bom gerador será de 35%.

como reparas-te no meu blog, o gerador que construí pode atingir 2,5kw, com um picos normais de 1kw (limitado pelo furling) mas de produção máxima recomendável de 800w...parece confuso..

bem vindo ao mundo real
goahead


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » terça jan 18, 2011 7:57 pm

sim, agora percebo que não vou conseguir toda aquela potência que eu pretendia se utilizar a turbina nas medidas originais...
14w a 3.57m/s
77w a 6.25m/s
225w a 9m/s
389w a 10.7m/s

eu estou pensando agora em fazer a asa com madeira. só não sei qual ainda, para aguentar a chuva e sol.
assim eu posso fazer as asas maiores e mais leve.

aqui eu consegui chapas de alumínio de 2x1m e vou fazer cada asa com 1 chapa.

assim, obedecendo a formula do site windstuff e pelos meus cálculos, será possível fazer uma asa de 2m de altura e 1,7m de diâmetro do gerador.
assim a potência melhora consideravelmente!
32w a 3.57m/s
175w a 6.25m/s
510w a 9m/s
880w a 10.7m/s

Imagem


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smiley » terça jan 18, 2011 9:33 pm

boas realmente repararam no seu projecto vertical!
essa turbina para se tirar partido dela, terá de ser alterada para se tirar rentabilidade da sua produção, as pás terão de ser alteradas, ela não poderá produzir nunca a energia que o dono do projecto diz! ela para que se tirar a energia, tem de se ter em atenção as pás, o seu ângulo de ataque, e a secção do fio a aplicar no estrator, estes 2 pormenores são determinantes na produção dessa mesma máquina, eu tenho esse projecto já a muito tempo.


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Re: Projeto de Aerogerador VAWT.

Mensagem por Smarley » terça jan 18, 2011 9:58 pm

olá smile,

tu chegou a realizar este projeto?
poderia me dar uma dica se aquela última imagem que postei está com os dados como os teus?
quais alterações tu sugere?

abraço!
fábio posser

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