La mia Prima Lenz2 Turbine. Very Cheapp!!!

[fa_1976it]

Ciao a tutti.

Oggi ho "varato" la mia prima turbina.
Non e' molto bella a vedersi. E' fatta interamente con pezzi di ricilco trovati intorno a casa (a parte un pannello di legno da 19 euro e i due cuscinetti con supporti in ghisa da 10 euro).

Non e' il massimo come stabilita' ne come bilanciamento.
Comunque come prima sono soddisfatto. Ecco due dati:

diametro 1,20m
altezza 1,00m
riferiti alla parte rotante ovviamente.

il video si riferisce alla rotazione con vento max di 1,5 m/s ma molto incostante misurati con anemometro.

YouTube - Lenz2 turbine - Cheap edition !!!

che ve ne pare?

Anche la posizione dove l'ho installata non e' un granche': 1 metro dallo spigolo della casa.
Ho gia' in progetto la versione migliore che sara' composta da 2 turbine sovrapposte e sfasate sullo stesso palo in ferro. La struttura in legno non e' molto solida, per cui usero' ferro e saldatrice.

Cmq domani se ho tempo provero' ad attaccarci il generatore della isoflux e vediamo che succede. tale motore ha una inerzia di 2,2 N/m quindi a farlo girare non ci dovrebbero essere problemi vento permettendo .... si vedra' quando comincia p a produrre tensioni degne di nota ...

fabrizio

[Wattos]

wei grande complimenti beato te io non ho spazio sai in condominio...se no me lo farei volentieri pure io, comunque ho notato l'inclinazione delle "pale" non dovrebbe essere + interna cioè tipo messe in fila da li sembrano 1 po aperte verso l'esterno almeno mi è parso di vederle così se le giri 1 po verso l'interno secondo me gira + forte...cmq bel lavoretto a me piace, se fossi io ci metterei i led blu su ogni pala con 1 bobina madò 1 spettacolo quando gira...prova la modifica ciau ciau

[fa_1976it]

Dalla foto e video non si vede ma sono inclinate verso l'interno di 9° ... il lato lungo delle "ali" forma con l'asse che le unisce all'asse di rotazione un angolo di 99°.

Bella l'idea delle lucine! ... le metterò.... ma sulla versione definitiva.
sono 15 giorni che fa sempre vento... adesso che l'ho messa su si prevede bonaccia per due giorni hahah
cmq domani proverò come si comporta col generatore.

fabrizio

[Salisca]

bel lavoro ! anche io ho cercato di costruire un generatore del tipo ma con un grosso problema non ho montato un generatore a magneti permanenti ma un alternatore di auto e penso di aver perso tantissimo!devo trovare i progetti o anche la teoria per quel prodotto ! si accettano consigli.

[Lele183]

Grande!! Anche io avevo pensato di fare una turbbina del genere ma poi ho ripiegato su un asse orizzontale perche pensavo che facesse pochi giri al min. Mi puoi far sapere come gira e magari quanti watt riesce a fare? Sono molto curioso.

[fa_1976it]

Second edition

Ecco qui la seconda versione. Piu' stabile e grande. L'ho gia' preddisposta per aggingere altre 3 pale in posizione sfasata rispetto alle presenti. Le attacchero' dopo aver installato il generatore ISOFLUX da 400W.
Lenz2 - second edition

fabrizio

[Wattos]

SPE-TTA-CO-LO
rispect fratello XD (non vedo le lucine XD)

[elicavalier]

Complimenti fa 1976it anch'io sto realizzando un generatore con 12 magneti per rotore e 9 bobbine e ancora devo decidere se farlo verticale o orizzontale. Ho aquistato magneti cilindrici da 30mm di diametro e 15mm di altezza che dovrebbero arrivare a giorni ed andranno montate su piastre circolari di 300mm di diametro. Speriamo bene!!

[Lele183]

Il tuo generatore funzionerà benissimo... vedrai.
Fa1976 ottimo lavoro complimenti.

[fa_1976it]

Per ora ho accoppiato il mulino ad un motore a corrente continua ISOFLUX da 400W. Questo:

Isoflux 400W

Purtruppo devo moltiplicare i giri dell'asse per avere una tensione degna di nota in uscita al generatore. Dai dati di targa del motore (max 680 giri - 22 A - 400Watt) ho immaginato che i 24 Volts li ottengo a circa 680 Giri/minuto e ho supposto 12 Volts a 340 RPM. E' corretto? sono proporzionali in questo ordine?

La mia turbina con venti di 1,5m/s gira a circa 60 RPM a vuoto, senza generatore. Ho utilizzato una puleggia di diametro 15 cm accoppiata all'ingranaggio del motore di diametro 3cm, equivale a dire una moltiplica 1:5

Cioe' a 70 RPM della turbina dovrei avere 350 giri del generatore e conseguente uscita a circa 12 Volts. Purtroppo il rapporto 1:5 chiaramente genera una coppia frenate alta e la turbina con vento di 1,5 m/s raggiunge a malapena 30 - 40 RPM con consegunte uscita al generatore di 7-8 Volts a vuoto.

Ho l'intenzione di costruire un generatore a magneti permanenti di adeguata potenza da accoppiare alla turbina ma nel frattempo vorrei continuare ad usare l' ISOFLUX.

La turbina come si vede e' gia' preddisposta per l'espansione con altre 3 pale "stile lenz" sfasate di 180 gradi.
Aggiungendo tali pale aumento la coppia e quindi il numero di giri a parita' di vento ottenendo quindi i 12 volts a vento minore?

Le misure della turbina in configurazione singola sono queste:

altezza pale: 100cm
lunghezza profilo: 50 cm
diametro curva pala: 23cm
angolo di apertura pale: 9 gradi

Quanta energia posso ricavare da un sistema eolico del genere?
Che tipo di configurazione per un alternatore alla Piggot posso scegliere (numero magneti, bobine ecc)?

Voglio ricavare il massimo possibile ma senza correre il rischio di costruire un alternatore che con la turbina che ho costruito giri solo in caso di tornado !!!

Grazie
fabrizio

[Lele183]

Scusa Fa 1976 con 1,5 m/s riesci a ottenere 60 giri al min? Quindi la tua turbina dovrebbe avere un tsr di circa 3. Non male quasi quasi la faccio. Per sapere la potenza che si può ricavare è: W=0.15*Diametro^2*velocità del vento^3. Il diametro in metri e la velocità del vento in metri al secondo. Per l'alternatore suggerirei almeno un 12 poli o un migliore 16. Per le bobine per un dodici poli suggerirei di utilizzare un filo di rame smaltato da almeno 1.4 mm di sezzione per almeno 80 spire per 9 bobine. Con un dodici poli forse ti servirà egualmente una moltiplica ma intorno a 2x. Mi raccomando i magneti più sono potenti più produrranno energia il neodemio fà a caso tuo. Ah se fai un 16 poli le bobine devono essere dodici. Buon lavoro e tienici informati.

[fa_1976it]

Scusa Fa 1976 con 1,5 m/s riesci a ottenere 60 giri al min? .....

Si ma come ho detto senza niente collegato, neppure il generatore ...solo le pale che girano!

Comunque non ho ancora il conta giri; ho cronometrato il tempo che ci mette una pala a farne uno (circa un secondo a vuoto). Mi sono stupito anche io sinceramente, cmq e' cosi'. appena arriva il contagiri da bici avro' dati piu' precisi.

...Per sapere la potenza che si può ricavare è: W=0.15*Diametro^2*velocità del vento^3. Il diametro in metri e la velocità del vento in metri al secondo.

Questa formula e' valida anche per asse verticale con profilo lenz2? non dovrebbe influire anche l'altezza di queste pale? e la curva delle pale stesse?

Cosa ne dite dell'aumentare con altre 3 pale sfasate?

fabrizio

[Lele183]

Secondo me per il numero di giri non ha nessuna influenza l' altezza, ma influisce sulla potenza poichè l'area spazzata è maggiore. Il diametro invece influisce sulla velocità di rotazione: la tua turbina fà 60 giri con vento di 1.5 m/s ed è di un metro di diametro e fin qui ci siamo. Ora se tu sposti le pale in modo da calare il diametro noterai che i giri aumentano e la potenza però cala. Se decidi di spostare le pale in modo da aumentare il diametro noterai che i giri diminuiscuno e la potenza sale.
Che ne penso di altre tre pale sfasate? Nessuna controindicazione anzi ne guadagnerai in potenza poichè aumenti l'altezza della turbina. Ciao Gabriele.

[fa_1976it]

La lenz2 si e' raddoppiata!

Come vedete nelle foto ho aggiunto altre 3 pale inferiori. Sono le prime che feeci... brutte e si sono svergolate perche' la prima volta non le verniciai e la pioggia le ha rovinate un po. La potenza della turbina e' notevolmente aumentata.

Vi ho collegato il motore cc Isoflux da 400 W che dovrebbe dare i 12/13 Volts attorno ai 350 giri. Uso una moltiplica dei giri 1:7 ma il sitema non mi soddisfa ancora. Infatti la rapportatura frena molto la turbina che arriva a produrre 12/13 Volts solo con vento di 4 m/s.

Sto pensando di sostituire le pale sottostanti con 3 di maggior superfice. Per economicita' e praticita' pensavo di fare 3 mezzi tubi diametro 50cm e da un lato una appendice di circa 10 cm tipica del profilo lenz. Il tutto al posto delle attuali pale inferiori che hanno larghezza solo 10 cm piu' l'appendice suddetta del profilo lenz.

La superfice al vento aumenterebbe notevolmente. La parte inferiore risulterebbe un po come un enorme anemometro a coppette che invece delle coppette ha dei mezzi cilindri 50x71cm (piu' la piccola appendice).

Con questa modifica aumentera' la potenza della turbina permettendomi di usare moltiplica piu' grandi (tipo 1:10) cosi' da erogare i 13 Volts a venti minori?

intando ecco il video della versione attuale

YouTube - VIDEO 015

fabrizio

[Lele183]

Non ne sono sicuro. L' aumento della potenza dovrebbe compensare l'aumento della moltiplica ma per esserene sicuri suggerisco di fare pale più alte di 71cm se vuoi iniziare a produrre corrente a 3m/s.

[fa_1976it]

71 cm è l'altezza della pale inferiori. Quelle superiori sono alte 1m.
Non posso aumentare l'altezza delle pale inferiori perchè sono vincolato dallo spazio tra la fine delle ali superiori e il cuscinetto inferiore. Essendo la potenza proporzionale alla superfice totale delle ali, e non potendo aumentare l'altezza, pensavo di aumentare le dimensioni della ali in larghezza. Essendo questi mezzi tubi di diametro 50cm ed essendo tra di loro sfasati di 120° c'è qualche regola che ne dettermina la distanza dall'asse di rotazione per un rendimento ottimale oppure non fa differenza? Oltre al fatto ovviamente che piu' sono vicini all'asse maggiore sarà la velocità di rotazione ...

fabrizio

[santamaria49]

a parita' di vento e quindi a parita' di forza sulle pale aumentando il raggio di rotazione si aumenta la coppia ma si diminuisce il numero di giri

[Lele183]

Mi sembra che c'è una regola... ecco ho trovato... dunque.
Il diametro dei tubi deve essere 0.1875*il diametro della turbina e la larghezza delle pale (compreso il tubo) deve essere 0.4*il diametro della turbina e la posizione delle pale va già bene come l'hai fatta.

[fa_1976it]

Mi sembra che c'è una regola... ecco ho trovato... dunque.
Il diametro dei tubi deve essere 0.1875*il diametro della turbina e la larghezza delle pale (compreso il tubo) deve essere 0.4*il diametro della turbina e la posizione delle pale va già bene come l'hai fatta.

Si conosco queste proporzioni. Sono quelle della Lenz2 che ho usato sulle pale attuali. La mia idea era di sovradimensionare i "tubi" appunto con diametro di 50cm. Risulterebbe insomma

diametro tubi= 0,35 x Diametro turbina
(come da disegno allegato)

Secondo voi con questa modifica "gira" meglio e con piu' potenza ... o creo qualche groviglio tra i flussi per le dimensioni che blocca il tutto?

grazie

[Wilmorel]

Ti rinvio a questo thread della turbina realizzata dall'amico Caporali.
Il tentativo di riunire due diversi tipi di turbina su di una unica girante non ha fornito risultati esaltanti.
A fronte di questa esperienza ci andrei cauto.

http://www.energeticambiente.it/eoli...turbina-5.html

[fa_1976it]

MI sembrava di aver capito che con in quel caso ottenne buoni risultati con l'inserimento di una savonius.

Video

e lui la inserì nello spazio di azione della darrieus. La mia pseudo "lenz mista savonius" è situata sotto anche se lavora sullo stesso asse.

fabrizio

[Wilmorel]

Ciao fa1976it
Giuste le tue obiezioni, ma per abbinare le due turbine, coassiali che "spazzano" aree adiacenti ma diverse, bisogna conoscere con una certa precisione il TSR, cioè il rapporto fra la velocità periferica della turbina ed il vento. I diametri delle due turbine devono essere in proporzione con i rispettivi TSR perchè una non sia frenata dall'altra.
Se leggi fino in fondo i post di Caporali vedrai che da ultimo manifesta una certa delusione per il funzionamento delle turbine abbinate.

La mia discutibile opinione è che conviene avere turbine di identiche caratteristiche, anche se mi sembra ottima la soluzione della sfalsatura, cioè le pale sottostanti collocate in mezzo agli spazi delle superiori.

[Lele183]

Fa 1976, io penso che la tua idea.... Si funzionerebbe ba cosi facendo abbassi il TSR della turbina attuale quindi a parità di vento otterresti una velocità di rotazione minore. Per la potenza non lo sò ma di sicuro inizierebbe a girare anche con un alito di formica.
Morale? Cavallo vincente non si cambia. Non stravolgere il profilo che già funziona bene di suo e se guardi il tuo disegno noterai che quel profilo si avvicina molto al savonius che è meno efficente del profilo della tua lenz.

[fa_1976it]

Allora un po di conti non mi tornano. Ho studiato un po le formule "uffciali" del sito dove presi le misure tipiche della turbina:

Lenz2 turbine

che qui riassumo brevemente:

Watts output = .00508 x Area x windspeed^3 x efficiency

Area in square feet ( height x width )

Windspeed in mph

Example: the 3 x 4 described above in a 15 mph wind and an alternator of around 75% efficient would have a power output of ;

.00508 x ( 3x4 ) x 15^3 x ( .41 x.75 ) = 63.26 watts

Efficiency would vary depending on the alternator and building techniques. The turbine as tested will function at 41% efficiency at the shaft. The alternators efficiency will vary depending on the load. If you have an alternator performing at 90% and a turbine at 40% then the overall efficiency of the machine would be .9 x .4 = .36 or 36% efficient. If the alternator is only 50% efficient then the overall efficiency would be .5 x .4 = 20% . As you can see the alternator efficiency plays a big part in the overall efficiency or what you would see for charging.

How large will it need to be to make a specific power output in a given wind...

Watts / ( .00508 x windspeed^3 x efficiency) = total square feet of area

Example: Lets say we want 63 watts in a 15 mph wind using the number from above;

63 watts / ( .00508 x 15^3 x (.75x.41)) = 11.94 sq ft ( or a 3ft diameter x 4 ft tall )

How fast will it run in a given wind speed...

Windspeed x 88 / ( diameter x 3.14 ) x TSR

Windspeed in mph

diameter in feet

the "88" is simply to convert the mph to feet per minute

The TSR ( tip speed ratio ) for this machine for peak power is 0.8. Because it is a hybrid lift/drag machine in order for it to extract energy from both the upwind and downwind wings it needs to run slightly slower that the wind. 0.8 seems to be optimum while loaded although it will run at 1.6 unloaded.

Example: The same turbine in a 15mph wind loaded to 0.8 TSR...

15mph x 88 / ( 3 x 3.14 ) x .8 = 112 rpm

or unloaded - 15 x 88 / ( 3 x 3.14 ) x 1.6 = 224

Secondo queste formule una turbna di altezza 1,71 mt totali e larga 1 mt riuscirebbe a produrre solo 20W. Possibile? Inoltre si legge che questa turbina (nella versione classica ad un solo "piano") ha TSR pari ad 0,8. Sarebbe peggio di una savonius adirittura?


eppure la mia con vento di 1,5 m/s gira a circa 60RPM e qualcuno mi disse che corrisponde a circa TSR 3.Parlo di velocita' a vuoto ovviamente. anche se la differenza sta nel fatto che la mia e' doppia.


Ma in sostanza ... riesco a tirar fuori qualchosa dal mio ISOFLUX da 400W con questa turbina oppure e' un tipo di turbina troppo poco efficente?

Mannaggia mi manca il tempo ... voglio provare ad attaccarci una moltiplica piu' grande per vedere di generare anche sui 2 - 2,5 m/s. almeno 1:9 ma ho paura che mi manchi la coppia necessaria. Non c'e' proprio nessuna modifica che posso fare senza perdere in efficenza? Per ora ho questo generatore e non ho il tempo materiale di mettermi a costruirne uno alla piggot...

Come calcolo il TSR con precisione della turbina superiore per farne altre 3 pale con lo stesso TSR da mettere nella parte inferiore? Hanno altezze diverse quindi varia la superfice quindi immagino anche il TSR ... o sbaglio?
fabrizio

[santamaria49]

conglusione a cui sono arrivato
ho realizzato un alternatore a magneti permaneti assiale e ho utilizzato come rotore una savonius costituita da tubi in pvc del diametro 25 cm e un aspiratore di fumi a vuoto mi genera 15-18 Volt ed e' la cosa piu' facile da farsi ,( volendo utilizzare un lenz2 o una savonius )
la cosa si complica se si vuole tirare fuori la potenza piu' potenza piu' coppia
prima variabile il vento
si hanno tre possibilita'
1) avere una turbina con coppia tale da mantenere i numeri di giri e generare la tensione voluta (rapporto 1:1)
2)avere una turbina con numeri di giri molto alto , meno coppia ed utilizzare una demoltiplica ( bicicletta in salita esempio rapporto 2:1 coppia rotore 1/2 )
3) avere una turbina con numeri di giri basso e coppia molto grande ed utilizzare una moltiplica ( bicicletta in pianura esempio rapporto 2:1 coppia rotore 2)
a mio parere bisognerebbe utilizzare il caso 1 anche per semplicita' di esecuzione , i casi 2 e 3 sono da scartare perche' al rendimento totale e' diminuito dal rendimento delle trasmissione
il problema sono le dimensioni del rotore che per le variabili che agiscono si hanno solo per prove sul campo infatti nei forum non si trovano dati certi e neanche di massima
la teoria e' una cosa la pratica e' un' altra cosa
santamaria

[Lele183]

Concordo; con il rapporto 1:1 si ha il meglio della resa.
Fa quello che ti aveva detto che il tsr era 3 sono io e me ne scuso perchè ho rifatto i conti e ho scoperto che il tsr è intorno a 2. Ti chiedo scusa per il mio errore.
Ma comunque non penso che la tua turbina possa solo sviluppare 20W, a me sembrano troppo pochi poi a quale velocità del vanto ti dovrebbe uscire i 20W?

[fa_1976it]

....ho scoperto che il tsr è intorno a 2. ....
Ma comunque non penso che la tua turbina possa solo sviluppare 20W, a me sembrano troppo pochi poi a quale velocità del vanto ti dovrebbe uscire i 20W?

stando alle formule sopracitate darebbe 20 W con vento di 3 m/s; ovviamente ho fatto tutte le conversioni del caso in mph e piedi.

Qual è la formula per calcolare il TSR della mia turbina?

fabrizio

[tommy_sp]

ciao fa 1976, e complimenti per il tuo lavoro!!

il calcolo del tsr di una turbina è una bela gatta da pelare e se ne è già discusso diverse volte.
secondo me non c'è altro modo che installare sulla turbina un contagiri e fare contemporaneamente delle rilevazioni anenometriche.

per la potenza 20W a 3m/s mi sembrano un po' troppi, per non dire che è un'esagerazione!!!!

ricorda la formula P=0.6*A*(v^3)*rend

dove A è l'area spazzata [m^2], v la velocità del vento [m/s], rend è il rendimento globale della turbina

la tua turbina ha area 1.2*1.7=2 m^2
il rendimento sarà all'incirca 0.3 (il savonius è 0.2 e il darrieus è 0.4), vien da se che la potenza estraibile è P = 0.6*2*27*0.3 = 9.7 W circa..

per ottenere 20 W che hai detto tu la tua turbina dovrebbe raggiungere un rendimento pari a 0.6 (che è il limite teorico di Betz, cioè è prticamente impossibile) oppure avere area doppia.

comunque non preoccuparti: basta far i calcoli e si vede subito che a soli 4 m/s di velocità del vento la tua turbina dovrebbe iniziare a produrre sui 23 W !!

[fa_1976it]

[quote=tommy_sp;118943521.....
per ottenere 20 W che hai detto tu la tua turbina dovrebbe raggiungere un rendimento pari a 0.6 (che è il limite teorico di Betz, cioè è prticamente impossibile) oppure avere area doppia.

comunque non preoccuparti: basta far i calcoli e si vede subito che a soli 4 m/s di velocità del vento la tua turbina dovrebbe iniziare a produrre sui 23 W !! [/quote]

Forse non mi e' chiara una cosa e faccio un po di confusione ...
mi state dicendo che con turbine di questa dimensione con vento di 4 m/s e' fisicamente impossibile produrre piu' di 23 W di energia elettrica con qualsiasi tipo di generatore usassi?

Cavolo .. speravo di arrivare almeno a 200W ... che in teoria con questa configurazione e secondo i calcoli di tommy_sp raggiungerei a 8,21 m/s circa!

sono rari qui venti di 8,1 m/s .... due volte sole nel mese di marzo.

Stando a questa formula

P=0.6*A*(v^3)*rend

in sostanza per aumentare la potenza a minor vento non mi resta che aumentare la superfice spazzata.
Come si calcola il rendimento della turbina? credo infatti che nel calcolo del rendimento incida anche la tecnica costruttiva delle pale ... mi spiego: se la mia specie di lenz2 la aumento di diametro senza ingrandire le pale avra' un rendimento ben diverso dalla stessa lenz2 con pale anche piu' grandi ... giusto?

stavo valutando questo sistema che ho trovato sul sito di un progettista di turbine. che rendimento credete che abbia? immagino sicuro piu' di una savonius ...

[Lele183]

Quel tipo di pale sono interessanti e sarebbero anche facili da costruire; bisognerebbe sapere se c'è una regola per il dimensionamento delle pale.
Comunque prendendo dei tubi di pvc e fare il lato dritto anche con vetro resina a farle ci vorrebbe un attimo.