Generatore autocostruito 30 kw

[domitianus]

Ciao ragazzi, ho ricevuto l'incarico di progettare un generatore eolico intorno ai 30 kw che costi relativamente poco invece che 140.000 dollari o giù di lì. L'idea è quella di realizzarlo con efficienza un pò minore ma con un costo molto basso in modo da poter rientrare prima nelle spese.

E ho due domande alle quali mi piecerebbe avere una vostra risposta:

1) Sapete come si calcola la struttura della pale del'elica? Finchè sono cose piccoline sono già capace ma queste sono lunghe 7.5 mts. Non è tanto l'aerodinamica a preoccuparmi quanto il calcolo delle sollecitazioni.

2) L'alternatore e il riduttore abbiam deciso di comprarli, a proporzione della potenza della macchina non costano molto. Coi calcoli consueti a 10 m/sec dovremmo avere 85-90 rpm così ci serve una moltiplica almeno di 16. Che riduttori consigliate? E soprattutto, conoscendo la coppia dell'albero lento, come scelgo un'accoppiata generatore-riduttore che mi consenta l'avviamento anche con un vento non tanto forte?

Grazie tantissime

Doimitianus

Scusa, ma sei ingegnere o cosa?

[domitianus]

Sono ingegnere civile strutturalista e mi sono occupato, a margine, di cose del genere. Però l'aspetto elettrotecnico e meccanico non è quello in cui sono più ferrato.
E non ho mai dato incarico di costruire pale di elica a nessuno...

Allora non dovrebbero esserci difficoltà nel calcolare gli sforzi da sollecitazione e ad analizzarli con la FEA. Però l'unità di misura MTS non te la perdono

Beh ... non dovrei dirtelo ma te lo dico lo stesso ...
La pala e' come una trave a sbalzo (non consideriamo l'aspetto aeroelastico come flutter o stallo) soggetta anche a trazione (moderata se in fibra + importante se in alluminio) quindi ... ne sai + di quello che occorre ...
-> Il vero problema e' che chi te la (le) dovrebbe realizzare deve sapere di che cosa stiamo parlando.
GLi stampi in negativo dovrebbero essere in acciaio (quante ne devi fare?), bisogna realizzare un (ma sono due) positivo(i) a CNC lungo 7 metri e mezzo! Occorre poi usare la fibra e la resina giusta, occorre catalizzare sotto notevole pressione (o vuoto) per alllontanare le bolle di aria poi c'e' il curing a 60C per un tot di ore poi c'e' il collaudo statico dinamico ecc....
Sinceramente credo che ti convenga comperarla gia' fatta da chi esegue questi lavori per missione ...
Sugli alternatori e moltiplicatori ... una volta che conosci i parametri in gioco ... ce ne sono una miriade tutti +- adatti.
Basta usare Google.
Ma ... sinceramente ti sconsiglio questa avventura ...

[domitianus]

Era degli aspetti dinamici che mi preoccupavo. Sulle difficoltà costruttive invece non ho dubbi: tu sai se c'è qualcuno che realizza pale su ordinazione?

La questione, secondo me, ha un suo interesse: adesso, sul mercato, i prezzi sono dannatamente alti perchè qualcuno si azzardi a comprare un generatore che sia poco più di un giocattolo. Per avere una qualche utilità pratica, secondo me, diciamo per vedere un risultato, occorrono 5Kw o più. 30 kw possono esser tanti (si casca nei certificati verdi, se c'è un pò di vento) però chi ha un'attività di una certa dimensione adesso non spende centomila euro e passa per comprare un generatore così.

L'idea sarebbe quella di avere un sistema MOLTO più spartano (elica a passo fisso, stabilizzazione aerodinamica ecc ecc) ma molto meno costoso e più economico da amministrare.

Secondo voi quale è il modo più economico per costruire delle pale da 7-6 metri?

Grazie

Domitianus

Farsi costruire poche pale da 8m con specifiche custom è una follia in termini economici, e lo altrettanto in termini di rendimento il farle a passo fisso lungo tutta la loro lunghezza. ..poi sinceramente io non vorrei passare nei paraggi di un generatore di tali dimensioni costruito al risparmio..
Perchè non pensi piuttosto ad un generatore ad asse verticale?

A questi livelli l'investimento non e' esattamente banale ... anche nell'ottica di un prezzo "spartano" siamo ben alti ....
.................
Alluminio estruso sarebbe probabilmente il metodo piu' economico ... ma e' evidentemente impossibile estrudere una pala rastremata per cui, a mio parere oltre i 3 metri c'e' solo il fiberglass ... (escludendo legno et consimili plastici a bassa/media densita').
Dovessi io fare un nome, Owens Corning.
Link ad una piccola ma ricca di info presentazione sulle problematiche e sui meccanismi di failure che non manchera' di interessarti. Ricordo che le pale sono solo uno dei componenti, c'e' la navicella e l'ogiva che a queste portate non sono esattamente leggere ...

http://www.owenscorning.com/hiper-tex/pdfs...rgyAnalysis.pdf

[domitianus]

Sulla navicella e l'ogiva casco esattamente nel mio mestiere, quello mi fa meno paura. Ciò che mi dà delle brutte sensazioni è la questione eliche che vedo piuttosto complicata.

Esiste secondo voi la possibilità di comprare solo le eliche da qualche produttore che le fa in serie?

Domitianus

A proposito, mi sovviene un'altra cosa. Anzi due:

1) Per avere i certificati verdi è necessario produrre 25 mwh PER MACCHINA o questa cifra potrebbe essere la SOMMA della resa di più macchine?

2) Un generatore ad asse verticale vi dà l'odea di essere meno costoso? Ciò mi interessa motlo!

Domitianus

[snowstorm]

Ciao,
uno dei migliori generatori eolici mai costruiti e' il danese di gedsen
diametro 24 metri ,larghezza pale 1,54metri , tripala , alternatore asincrono da 200kw, pale a passo fisso ,
costruite in legno ricoperte da una lamiera in lega leggera per realizzare il
profilo aerodinamico,
aveva un profilo molto simile al clark y (11,9%),
la regolazione dei giri era facilitata dall'abbassamento del rendimento aerodinamico alle alte velocita' del vento.
Con il legno fino agli anni 45 fa ci costruivano anche gli aerei ( il famoso mosquito) e penso che ancora adesso come materiale da costruzione sia eccellente , l'ideale per il fai da te , altro che estrusi e vetroresina

Edited by snowstorm - 6/9/2007, 14:21

[domitianus]

Altra domanda: una volta che ho scelto un alternatore (immaginiamo un asincrono trifase) devo ricavarne la curva di potenza e poi progettare un'elica (per adesso a passo fisso) che più o meno abbia una curva di potenza uguale no?

Grazie

Domitianus

[andy48]

Breve video che contiene anche la costruzione di pale per un generatore da 20-30 KW su
www.jimp.it

[domitianus]

Interessantissimo così ne approfitto per porVi un'altra domanda: quale generatore usare? Mi sarei orientato per un asincrono per motivi di semplicità. Considerando che intendo produrre circa 30 kw "nominali" a 12 m/sec e che la velocità del mio albero lento dovrebbe aggirarsi sui 100-110 rpm, secondo voi faccio bene?

Ho guardato un pò in giro e ho trovato molte aziende che costruiscono dei sincroni ma costano e molti di essi hanno un rendimento che mi imporrebbe lo stesso di usare un moltiplicatore. Con pale da 6 metri non raggiungo un grosso numero di giri.


Avete qualche azienda da consigliarmi per comprare un asincrono?

Grazie

Domitianus

[andy48]

Il generatore da 20 KW illustrato su http://www.bluminipower.it
ha richiesto 140.000 ore di svipuppo (così è scritto nel sito). Ne ha altrettante per sviluppare il suo prodotto?
Che le ha detto che un simile generatore costa 140.000 dollari? veda www.navitron.org.uk ... siamo intorno 30.000 dollari (trovare l'equivalente del prezzo che nel sito è in sterline)

[domitianus]

Grazie ci guardo subito!

Domitianus

ATTENZIONE: vento a 20 m/sec per 20KW out -> 72 Km ora.

CITAZIONE (andy48 @ 10/9/2007, 18:29)

Il generatore da 20 KW illustrato su http://www.bluminipower.it
ha richiesto 140.000 ore di svipuppo (così è scritto nel sito). Ne ha altrettante per sviluppare il suo prodotto?
Che le ha detto che un simile generatore costa 140.000 dollari? veda www.navitron.org.uk ... siamo intorno 30.000 dollari (trovare l'equivalente del prezzo che nel sito è in sterline)

[domitianus]

Molto interessante, lo terrò presente. Tuttavia ho la sensazione che un investimento che rientra in sei-sette anni sia qualcosa a cui non è interessato quasi nessuno. Ci son troppe incertezze. Pensavo a qualche cosa con un rendimento MOLTO minore ma che costi anche molto meno. Il vento è un mercato povero,c'è poco da fare con quello che costa un kwh.
Così volevo vedere fino a che punto si può arrivare almeno a livello sperimentale. Poi, se la cosa funzionasse, penserei forse a produrlo in serie e ad abbattere ancora i costi.

Per cui pensavo ad un sistema privo di regolazione automatica del passo della pale, che costa molto ed è una della principali cause di malfunzionamento. Dopo tutto credo i primi generatori (anche grossi) non lo avessero e che funzionassero abbastanza bene.

Altra cosa, ovviamente, direzione con timone aerodinamico e nessun controllo sull'assetto verticale. Sistema di sicurezza aerodinamico anch'esso.

Ho in realtà la sensazione che non ci sia una corrispondenza lineare tra il costo e l'efficienza: per avere un'efficienza poco migliore il costo si impenna di molto. E la manutenzione diventa affare molto complicato da mettere nella mani di gente che sa quello che fa.

E io aspirerei (almeno nelle intenzioni) ad avere qualche cosa che se si guasta può essere sistemata da un meccanico o da un elettricista comune.

Sui risultati poi non so: sono a dir poco alla fase preliminare!

Cosi, secondo voi, è meglio un generatore sincrono o un asincrono col riduttore? Conoscete qualche marca?

Grazie

Domitianus

[fyber]

dodici di questi e si sta sotto i 20000€...

[caponord23]

CITAZIONE (fyber @ 10/9/2007, 22:02)

dodici di questi e si sta sotto i 20000€...

In effetti.......

[domitianus]

Però devi poi installare 12 torri, diventa un pò un incubo...

Domitianus

[andy48]

Su http://warlock.com.au c'è un tentativo di ingegnerizzare pale e generatori fino a 10 KW, oltre ad un software di calcolo per il dimensionamento.

[domitianus]

La cosa un pò strana è che mi dà delle larghezze infinitesimali, come pala. Lo devo collaudare meglio!

Domitianus

[alex300000]

Guarda al sito www.flexienergy.it e fatti mandare i listini, eventualmnte possono anche venderti solo i ricambi.
Alex