Turbina eolica

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Ternel Francis
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Turbina eolica




da Ternel Francis » 05/03/09, 12:07

Per una moderna turbina eolica:
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Navigando per più di anni 40, ho avuto l'opportunità di apprezzare queste superbe macchine ecologiche che sono le nostre barche a vela che possono navigare con la forza del vento utilizzando solo pochi metri quadrati di tessuti.
Perché non usare le vele a terra per recuperare il vento?
Naturalmente, questo è esistito per millenni, i "mulini cretesi" dell'Egeo sono i migliori esempi. Oltre alle loro funzioni primarie, per attingere acqua o macinare il grano, sono bellissime e sono persino diventati un simbolo estetico delle isole greche.
Il principio di queste vele triangolari, arrotolate su longheroni, è ottimo, ma ha uno svantaggio: richiede un monitoraggio costante. I loro mugnai dovevano, giorno e notte, regolare la buona superficie del velo sotto pena di distruzione con un vento troppo forte (il Meltem che soffia in questa regione raggiunge molto spesso la forza 8 ...).
Le nostre moderne barche a vela hanno preso il sopravvento, perfezionandolo, questo mezzo per ridurre la vela avvolgendo lo strallo per i fiocchi o anche all'interno dell'albero per le grandi vele. Questi processi, ora diffusi su barche a vela, sono perfettamente affidabili e funzionano nelle peggiori condizioni atmosferiche.
Quindi, perché non riprendere questo principio ancestrale usando le nostre tecniche attuali?
Una moderna turbina eolica, l'avvolgimento delle vele sarebbe assicurato da motori elettrici controllati elettronicamente alla forza e alla direzione del vento misurato da un anemometro anemometrico, è perfettamente fattibile. Il materiale necessario, di qualità marina, quindi resistente anche a condizioni estreme, è facilmente disponibile in tutte le dimensioni, poiché già diffuso su larga scala nella nautica da diporto. Per la realizzazione delle vele sono stati fatti progressi molto importanti recentemente sulla qualità dei tessuti rendendoli più resistenti e perfettamente adattati ad un funzionamento continuo.

Ovviamente, per la potenza elevata, una vela per turbine eoliche non competerà mai con turbine eoliche di grandi dimensioni, i problemi tecnici sarebbero insormontabili con superfici di vela troppo grandi.

Per contro, in dimensioni realistiche (meno del diametro di 10m), quindi per potenze piccole o medie, sarebbe altrettanto efficace di una tradizionale turbina a tre pale senza essere più costosa (il suo costo sarebbe paragonabile a quello del sartiame di una barca a vela medie dimensioni).

Inoltre, girando più lentamente, lei è molto più tranquilla, che permetterebbe di utilizzarlo in un ambiente urbanizzato ma ventoso come il litorale e non necessariamente in aperta campagna o in mare aperto come con le attuali turbine eoliche. Un altro vantaggio di questa bassa velocità: risparmierebbe gli uccelli a differenza dei tre grandi che fanno la vera carneficina ...
Anche lei lo farebbe più sicuro perché una vela strappata nella tempesta è meno pericolosa delle lame di carbonio che giocano a "sciabole volanti".
E soprattutto, innegabilmente più estetico; e quest'ultima qualità è lungi dall'essere trascurabile per quanto riguarda l'argomento principale della lobby anti-vento ...
Le sue dimensioni modeste e le sue qualità specifiche favorirebbero l'insediamento geografico più facilmente anche nelle zone abitate, quindi vicino alle esigenze elettriche. Perché non attrezzare, ad esempio, i porti turistici, per garantire l'autonomia elettrica o le rotatorie per la loro illuminazione?

Una piccola turbina eolica autoregolata :

Per uso domestico, quindi con dimensioni ridotte (meno di 2 o 3 m di diametro), così bassa potenza, il servocomando dei motori elettrici delle vele diventa troppo costoso, e con efficienza energetica troppo bassa se il vento è irregolare (che è sempre il caso con piccole turbine eoliche vicino al suolo). Con la regolamentazione troppo spesso sollecitata, l'elettricità prodotta serviva solo a far funzionare i motori di avvolgimento ... Questa piccola turbina eolica sarebbe certamente decorativa, ma purtroppo inefficace!
Quindi devi trovare un modo per autoregolarsi
Per avvolgere le vele sui longheroni, oltre alla forza del vento, l'unica forza utilizzabile che non richiede input esterni è la forza centrifuga.
Essere in grado di utilizzare il peso del contrappeso che devia dall'asse in base alla velocità di rotazione, e quindi della forza del vento, sarebbe una buona soluzione perché renderebbe la turbina eolica autonoma. nulla di inventato: è James Watt che, alla 18ème, ha avuto la brillante idea del regolatore con le palle)
Un altro interesse: la funzione di regolare la velocità di rotazione. La massa dei contrappesi che si comportano come un volano potrebbe rendere la turbina eolica meno dipendente dalle variazioni del vento, il che sarebbe favorevole alla produzione elettrica; i generatori funzionano meglio a velocità regolata.

L'idea è attraente sulla carta, ma la sua implementazione rivela molte difficoltà, come ho scoperto realizzando un modello di diametro 1m20 (vedi foto).
1- Come si fa un regolatore di palla che funziona nel piano verticale? Infatti, in questo caso, la gravità interviene: la sfera superiore tende a "cadere" verso l'asse e quella inferiore a spostarsi. Una soluzione: collegarli con un doppio parallelogramma deformabile centrato sull'asse, che neutralizza la gravità. Facile da eseguire per un paio di contrappesi, è molto più complesso quando ce ne sono diversi.
2- È necessario che la forza centrifuga sia sufficiente per consentire l'avvolgimento in modo che il peso dei contrappesi si adatti alla superficie delle vele. Questi dati essenziali sono difficili da calcolare, solo le soluzioni trovate: una posizione regolabile rispetto all'asse e ... prove ed errori.
3- È necessario trasformare questo spostamento assiale nell'avvolgimento delle vele. L'ho fatto copiando ciò che si fa sulle barche a vela con una corda avvolta su un tamburo alla base delle vele: si trova in un circuito chiuso perché deve lavorare in entrambe le direzioni: avvolgimento a spirale. E per evitare l'attrito, tutti i rinvii devono essere fatti su pulegge, la cui estremità viene messa sotto tensione da una corda elastica.
4- Un'altra variabile che ovviamente deve essere presa in considerazione: la lunghezza delle "giocate" usate per "rasentare" o "scuotere" le vele. Questa volta, il regolatore di palla fornisce facilmente la soluzione: fissando i giochi sui contrappesi, i cui spostamenti centrifughi o centripeti in base alla velocità di rotazione consentono alle vele di essere regolate automaticamente in base al loro avvolgimento.
5- Una volta arrotolato quando il vento è forte, le vele devono essere in grado di aprirsi da sole quando si indebolisce, quindi è necessario fornire molle di ritorno o bungee sul regolatore per il suo ritorno al centro (Watt usa la gravità per tornare a zero).

Risultati pratici: il modello funziona bene con venti moderati (forza 3 su 6) ma non l'ho ancora testato con venti tempestosi. È ancora perfettibile per i venti bassi perché l'attrito è ancora troppo importante, soprattutto per l'asse di rotazione che attualmente non è montato su cuscinetti a sfera. Infine, resta da raggiungere l'accoppiamento elettrico con un piccolo generatore.
NB: Per questo modello, il regolatore centrifugo può sembrare sovradimensionato (quindi antiestetico, che è particolarmente dannoso per una vela a turbina eolica) ma penso che su una scala più grande potrebbe essere proporzionalmente meno importante. Inoltre, per essere meno visibile, potrebbe essere posizionato dietro le vele.
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lejustemilieu
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da lejustemilieu » 05/03/09, 13:09

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coucou789456
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da coucou789456 » 05/03/09, 15:28

ciao

idea e realizzazione molto interessanti

La semplificazione del sistema riduce la probabilità di guasti

jeff
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Ternel Francis
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da Ternel Francis » 05/03/09, 15:55

Grazie per il suggerimento.
Effettivamente avevo già visto questo progetto di "arena velica" ma credo che tecnicamente ponga molti problemi e dal punto di vista dell'efficienza vellica è meno buono di un "mulino a vela".
Mentre faccio molte regate, so benissimo che passare troppo vicino sottovento a un'altra barca a vela fa perdere completamente la velocità. In questa giostra, solo la metà delle vele sopravvento sono efficaci, altrimenti dovrebbe essere dato un diametro troppo grande. (almeno tre volte l'altezza dei pali!); al contrario, il mulino ha tutte le sue vele allineate con le migliori prestazioni (tutte "navigano" con vento laterale)
Un altro svantaggio, ancora più importante: è il backwind gybing obbligatorio per ogni vela in ogni virata. Tutti i diportisti ti diranno che questa è la manovra che temono di più, quella che rompe di più le attrezzature. Inoltre una strambata non viene mai fatta "al volo" ma sempre controllata virando e poi scaricando la scotta, cosa ovviamente impossibile in questa giostra. C'è un grande rischio di rottura in caso di vento forte. Inoltre, un'ala che gira fa un rumore significativo; Sarei curioso di sentire questa corsa anche con vento moderato ...
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Re: Turbina eolica




da Cuicui » 05/03/09, 15:59

Ternel Francis ha scritto:L'idea è attraente sulla carta, ma la sua implementazione rivela molte difficoltà, come ho scoperto realizzando un modello di diametro 1m20 (vedi foto).

Ciao Francis
Congratulazioni per questo superbo modello funzionale che richiede molte cogitazioni! Con vento leggero non dovremmo essere in grado di giocare di più sull'angolo di incidenza delle vele?
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da sfere » 05/03/09, 16:27

o dare vuoto
@+
sfere
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Pascal HA PHAM
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da Pascal HA PHAM » 09/03/09, 07:30

Buongiorno,
bel risultato come li amo!
:D
è davvero bello provare questo tipo di esperienza ...
e fai un bel proto!

quale angolo sei?

Ho visto in un'altra discussione che un club stava cercando di crearsi vicino a Lille .... ma peccato che io sia nel grande "sud ovest di Parigi" = Brou, e questo mi porta troppo lontano!

Va bene
tutto il mio incoraggiamento per la suite Francis Ternel ... A +

a poco a poco, saremo ancora in grado di federare un club di turbine eoliche riservato a persone che hanno piccoli mezzi e grandi passioni!
: Idea:
Pascal HA PHAM
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Tutto intorno il mio lavoro, i video completi sul web:
https://www.google.fr/webhp?source=sear ... 80&bih=672
Ternel Francis
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da Ternel Francis » 20/03/09, 15:33

Pascal HA PHAM ha scritto:Buongiorno,
bel risultato come li amo!
:D
è davvero bello provare questo tipo di esperienza ...
e fai un bel proto!

quale angolo sei?

Ho visto in un'altra discussione che un club stava cercando di crearsi vicino a Lille .... ma peccato che io sia nel grande "sud ovest di Parigi" = Brou, e questo mi porta troppo lontano!

Va bene
tutto il mio incoraggiamento per la suite Francis Ternel ... A +

a poco a poco, saremo ancora in grado di federare un club di turbine eoliche riservato a persone che hanno piccoli mezzi e grandi passioni!
: Idea:
Pascal HA PHAM


Grazie per il tuo incoraggiamento.
Non sono del nord ma piuttosto del sud (Hyères 83).
Ho quasi finito un secondo prototipo di turbina eolica, ancora con le vele ma molto più semplice.
Ovviamente ti faccio un post non appena ho fatto i primi test.
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Ternel Francis
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da Ternel Francis » 22/03/09, 17:19

Turbina eolica moderna, secondo prototipo /

Sperimentando nella vita reale il mio primo modello di turbina eolica con avvolgimento guidato da forza centrifuga (vedi il mio primo post), mi sono reso conto che la riduzione delle vele è stata fatta bene con vento forte, ma una volta il Calma di vento, era difficile tornare da sola al suo stato originale. Ho provato molle e bungee più forti ma, sfortunatamente, quelli che potevano meglio dispiegare le vele erano troppo forti per rendere possibile il loro avvolgimento. La complessità del sistema e l'eccessivo attrito sono probabilmente la causa di questo fallimento
Quindi questa piccola turbina eolica può proteggere le vele avvolgendole in venti tempestosi, ma richiede un intervento manuale per rilassarsi con tempo calmo.
Inizialmente concepito per una barca a vela in cui questo intervento è facile, potrebbe essere adatto, ma comunque non mi soddisfa perché vorrei trovare un processo che consenta di essere completamente autonomo e autoregolante che permetterebbe di installarlo in luoghi inaccessibili. (su un tappetino o su un tetto.).

Detto questo, rimango convinto che con dimensioni maggiori (purtroppo con un budget eccessivo per me ...) un moderno "mulino di Creta" con servo da motori elettrici che avvolgono lo svolgimento delle vele, è una soluzione realistica e affidabile data la qualità delle attrezzature disponibili per il piacere.
Per perfezionare la sua estetica e offrire una migliore protezione, le vele potrebbero essere avvolte all'interno dei longheroni (come le grandi vele nell'albero delle barche a vela) ei motori potrebbero anche essere nascosti lì (come quelli delle tapparelle elettriche).
Sono sorpreso che tale soluzione non sia stata ancora testata. (se hai qualche informazione, sono molto interessato)


Per la mia piccola turbina eolica, sono tornato ai miei schizzi e ai miei tentativi ed errori con i modelli per trovare un'altra soluzione.
Come spesso, è molto più difficile rendere semplice che complicato ...
Per ridurre la vela, a parte l'avvolgimento, ho provato le vele battened che si restringevano come una spazzatura, ma è ancora troppo complesso e inaffidabile. D'altra parte, questo test mi ha fatto scoprire l'interesse delle vele a stecche: una volta straripate, non si assomigliano nell'asse del vento. Non fanno rumore e non battono mentre si sbiadiscono nel vento.

Da qui questo nuovo prototipo (vedi foto).
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È molto più semplice con le vele coniche a stecche il cui bordo anteriore convesso è allungato da una stecca flessibile, che consente anche il ritorno alla posizione iniziale quando il vento si calma. (Questa stecca flessibile può essere sostituita da una molla a balestra o più semplicemente da una corda elastica tra le due vele opposte)
Per le prestazioni di navigazione, la forma delle vele coniche è più efficace di quella di un fiocco. Queste vele funzionano come gli ugelli di una turbina, l'aria viene convogliata e compressa sul lato e l'AR.
Risultato pratico: confrontando con il mio primo modello delle stesse dimensioni, questa turbina eolica inizia prima e corre più velocemente.
La riduzione dell'ala non utilizza più la forza centrifuga ma direttamente la forza del vento. Quando forza, scava la vela, il cono si chiude, la sua superficie attiva diminuisce. Inoltre, l'ascolto è fissato all'estremità mobile del bordo d'attacco della vela, e trabocca sottovento.
Al limite, quando il vento è troppo forte, le vele sono in bandiere (o meglio sotto forma di bombi) I coni, quasi chiusi, offrono solo una debole resistenza nell'asse del vento.
Una volta che il vento è caduto, le stecche flessibili o le aste elastiche mantengono le vele ripristinando il loro aspetto iniziale. Questa volta la turbina eolica sta bene autoregolato.

Un'altra semplificazione molto vantaggiosa: il centro di spinta essendo in AR del piano di rotazione, non richiede che il timone si orienti di fronte al vento. Sarà auto direzionale con il suo perno nel vento.

Per finire questo modello, devo fare il collegamento con un piccolo generatore.
Hai degli indirizzi per trovare un piccolo generatore in 12V non troppo costoso? (FYI: questo diametro del modello 1m20 mi è costato meno di euro 50!)
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minguinhirigue
buona Éconologue!
buona Éconologue!
post: 447
iscrizione: 01/05/08, 21:30
Località: Strasburgo
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da minguinhirigue » 22/03/09, 19:19

Congratulazioni, ottimo lavoro ... È un piacere vedere i prototipi di questo tipo.
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