Discussione: Questa è la mia turbina

Un saluto a tutti. Prima di entrare nella discussione vorrei ringraziare tutti coloro che contribuiscono ad arricchire questo forum con tutte le informazioni ed in particolare Furio57 e Andy48. Il mio lavoro è collocato in un paese (Manziana) nei pressi del lago di Bracciano) dove la media annuale del vento non è superiore ai 4 metri al secondo. Non è molto incoraggiante lavorare con questi numeri ma credo che, in alcune situazioni è più importante perseguire l'obiettivo, che il raggiungimento dello stesso.
So di aver iniziato il mio lavoro dalla fine, e non voglio annoiarvi con le mie argomentazioni del perché, resta il fatto che la mia turbina è pronta ed ora mi trovo a dover risolvere il problema di costruire un generatore adatto a questa turbina.
Che cosa vorrei ottenere da questo generatore eolico? Il massimo su media annuale.
Ecco alcuni dati.
Diametro turbina m.1,55
Altezza pale m.1,00
Peso singolo della pala 3,5 kg
Come si può vedere ho preso a modello i generatori della Ropatec . Il generatore della Ropatec a cui mi sono ispirato è quello da un kw, che raggiunge quando la velocità del vento e di 10 m/s.
Devo ancora collaudare l’anemometro per una corretta misurazione dei giri delle pale rispetto alla velocità del vento.
L’aiuto che vi chiedo è come costruire un generatore da un kw adatto a velocità di rotazioni basse, credo a non più di 180 giri al minuto con venti forti, e a 60 giri al minuto con venti deboli. Un grazie a tutti coloro che vorranno aiutarmi.

YouTube - turbina eolica ad asse verticale

Ciao Caporali... Complimenti ottimo lavoro!
Non me ne intendo molto ma per quello che ne capisco proverei con un generatore assiale a 16 poli (32 magneti totali) e uno statore che sviluppi i 24V. Il numero delle spire purtroppo non sò dirtelo. Ma forse sarà meglio un 24 poli visto che dovra sviluppare i 24V a circa 50 giri al minuto. Ma ti ripeto che io non me ne intendo molto. Su un pdf in rete ho letto che per un 12 poli, con filo da 1 mm, ci vogliono 180 spire; ma quello è per un asse orizzontale e sappiamo tutti che l'asse orizzontale fà più giri di un asse varticale.
Comunque complimenti ancora.

Ciao Caporali,
complimenti anche da parte mia per la realizzazione....anche perchè far riuscire a girare una derrieus non credo sia così scontato...bravo!

La mia unica perplessità è rappresentata dall'alternatore da 1 kW che ci vorresti collegare....Per quanto mi riguarda sono del parere che, salvo casi eccezzionalissimi, non riuscirai a tirarci fuori più di 200 Watt...e la vedo già troppo ma troppo ottimistica come previsione....
Guarda la scheda del Ropatec, per avere 200 W ci vogliono 8 m/s che sono tantissimi e considera anche che la tua turbina ha una superficie utile di 1,55 m^2 mentre quella ha 2,07 m^2.

Buon lavoro
Saluti
Paolo

Corretta osservazione Paolosport, ho visto alcuni tuoi lavori e ammiro la tua capacità operativa, ma quello che a me interessa non sono gli 8 m/s ma i 4 m/s, nella mia zona il vento corre ad una velocità di 4 m/s su media annuale ed e questo vento che io voglio sfruttare. Da quello che conosco le turbine eoliche ad asse verticale sono quelle che riescono ad ottenere il massimo dai venti deboli, riuscire ad ottenere 30 w 24 ore su 24 è il mio obiettivo. Il generatore dovra essere relizzato principalmente su questi numeri. Un grazie anche a te Lele183 i tuoi suggerimenti coincidono con quello che io conosco, aspetto conferme anche da altri frequentatori del forum per poter entrare più nel dettaglio della costruzione del generatore.

Riconsiderando la tua osservazione Paolosport, forse è razionale pensare di costruire un generatore da 500 w visto che comunque non e pensabile, con questo tipo di turbina, ottenere una potenza superiore a 500w con un vento a 15 m/s il che è rarissimo...quello che mi chiedo, un generatore da 500w montato su questa turbina che caratteristiche deve avere per lavorare con venti a 4 ms. Nell' attesa che qualcuno possa darmi delle indicazioni precise sul generatore inserisco alcune foto.
Il mozzo ricavato da un cestello della lavatrice e l'interno delle pale

ciao,
Ho quasi finito il prototipo della ropatec,il mio unico problema sono i materiali di costruzione,è lamiera quella che hai usato? io ho utilizzato prima policarbonato compatto,e si è lesionato tutto,ora la sto rifacendo con plexiglass e sembra che regge,la lamiera non la uso piu perche pesa,e può arrivare a fregare il 30% di tutta la resa.La leggerezza è un fattore non trascurabile

Ciao Caporali
Complimenti per le soluzioni concrete ed efficaci della tua turbina e nello stesso tempo semplici.
In merito all'utilizzo di venti a 8 o 4 m/sec, forse sai che normalmente, in tutti i tipi di turbine, una maggiore "solidità", cioè il rapporto pieno/vuoto dell'area spazzata dalle pale, sposta la curva di coppia e potenza verso una minore velocità del vento ed un minor numero di giri.
In concreto 6 o 4 pale risultano più efficaci di 3 o 2, per basse velocità del vento.

Per la potenza che puoi ricavare, dipende fortemente dalla velocità del vento:
P=c*k*A*V^3
dove:
A= area disco o spazzata dalla turbina
V^3= velocità del vento al cubo
c= coefficiente di forma (o tipo di turbina)
k= coefficiente dipendente dal limite di Beltz, densità dell'aria e unità di misura adottate.

vedi:
http://www.enel.it/eWcm/ricercasvilu...ALLEGATO-1.pdf

con i dati che hai inserito, potresti ottenere:
P= 0,4*0.00064*1,55*4^3 = 0.025 kw

ma con 8 m/sec:
P= 0,4*0.00064*1,55*8^3 = 0.203 kw

Per Leon
Per ridurre il peso delle pale si può fare ricorso ad un solido materiale, con peso specifico contenuto e ottima resistenza meccanica e durevolezza, cioè il duralluminio, disponibile in numerosi spessori adatti a questi impiego e agevole da lavorare con una limitata attrezzatura.
Rispetto a lamiera zincata di pari spessore, il peso specifico è circa 1/3.

In effetti ho iniziato questo prototipo un po' per gioco, ed i materiali usati come la lamiera zincata per le pale, non sono dei migliori, prima avevo provato l'alluminio da 0,8 ma è difficile lavorarlo e farlo aderire perfettamente al profilo ricavato, per quanto rguarda il peso avete ragione, non è molto leggero, per la superficie invece credo che con opportuni passaggi e l'utilizzo di materiali quali lo stucco da carrozieri carteggiato e verniciato è possibile ricavare una superficie liscia. Il plexiglas è un ottimo materiale, ma come hai fatto a curvarlo? Puoi inviarmi qualche foto del tuo lavoro?
Grazie wilmorel dell'informazione come ripeto ho iniziato per gioco per provare come la turbina girava, e devo dire che gira bene, anche con materiali poveri e soprattutto reciclati in discarica, tutto tranne il palo e i tiranti(se vogliamo dare una mano all'ambiente dobbiamo partire da li) non tanto fare cose supertecnologiche.
La mia e una provocazione, ti ringrazio dell'informazione, so che devo migliorare e scegliere materiali idonei, sai dove posso reperire il duralluminio? In percentuale di quanto migliora
il rendimento? grazie della risposta.
Aggiungo altre foto della costruzione
Mozzo cestello lavatrice opportunatamente pulito
Regolo da muratore in alluminio in disuso opportunatamente rinforzato all'interno con tavola d'abete (ricavata da una vecchia palanca) trovata in discarica...

Salve,ho provatoa fare tutto lo stampo da un unico folgio di plexiglass,ma si creano avvallamenti e bolle quando lo si modella con la pistola ad aria calda.
per le curve uso il pvc,cosi sono sicuro che mi esce precisa,per il resto,cioè le curvature piu dolci uso piaegare il plexiglass con aria calda.Poi le giunture le spiano con lo stucco per marmo,che regge molto di piu rispetto a quello metallico.

quidi hai usato lamiera per le pale?

Ho usato semplice lamiera zincata, reperibile in qualunque smorzo, vorrei sapere dove è possibile reperire il duralluminio
Oggi con il vento a circa 8m/s le pale giravano a circa 120 giri al minuto.
Se è come dici che con la lamiera si perde fino al 30% di velocità sgnifica che con lo stesso vento potevano raggiungere anche 150 giri al minuto?
Sai consigliarmi sul generatore?

Ciao Caporali
L'utilizzo di materiali poveri e di riciclo è un ottimo principio, valido sempre quando possibile, specialmente per modelli o prototipi.

Anni or sono ho utilizzato lamiera di alluminio spessore 0,6 mm per il fondo-schiena di pannelli solari termici.
Il formato da me impiegato era il 1000x2000 mm, lavorabile con facilità, perchè si trattava di alluminio primario non in lega, al 99,5% (P-ALP 99,5 UNI 4507), non incrudito, dunque malleabile e facile da piegare senza criccarlo. Si trova in spessori da 0,4 -0,5 -0,6 -0,8 ecc. mm.
Nella mia provincia, dove ci sono numerose industrie a vocazione meccanica, questi materiali sono reperibili presso due fornitori, Predieri Metalli e Franzini Ferramenta. Prova a consultare le Pagine gialle industria e commercio della tua provincia oppure fai una ricerca con Google.

Puoi sicuramente utilizzare lamierino di AL spessore 0,4 mm se in ogni sezione fra le centine, dopo la chiusura del profilo con viti e rivetti a strappo, inietti della resina espansa del tipo poliuretanico che si trova in bombolette da circa 500 cc.
Dovresti praticare un piccolo foro per ogni sezione, per introdurre il tubicino di iniezione. Ho visto anche utilizzare aghi cavi per questa operazione. Il poliuretano, una volta iniettato, si espande svariate volte il proprio volume iniziale, quindi, occhio!

Mi pare che la tua girante sia quasi "quadrata", cioè con rapporto altezza/diametro prossimo a 1.
Ho visto immagini e progetti di giranti VAWT con valori di rapporto A/D di 2 e oltre.
Non cambia il numero di giri ma aumenta in proporzione la potenza, anzi dovrebbe migliorare di un poco il rendimento, in quanto le estremità delle pale introducono sempre vortici parassiti che frenano la rotazione. Una maggiore lunghezza/altezza delle pale riduce proporzionalmente l'influenza di questi vortici delle estremità.
Buon lavoro!

per quanto riguarda i genratori per le turbine ad asse verticale ne ho fatti diversi,
uno progettato a posta per la mia mag wind in rapporto 1-5,a 100 rpm sta sui 200 volt,monofase,72 magneti,doppio rotore 18 bobine filo 0,22.Il pregio è che stabilizzando la corrente con dei condensatori,puo essere destinato all'illuminazione tramite lampade a basso consumo.Il difetto e che se io collego un traformatore,sia toroidale,che d'isolamento,anche se non ci collego niente,frena sempre.

uno l'ho progettato per una savonius,sempre monofase,a 100 rpm sta sui 16 volt,ma è a singolo rotore.

Ne sto facendo un altro,diametro 11 cm,con i dischi di taglio del flex,doppio rotore,monofase,prevedo una velocità di rotazione di 500-1000 rpm,la trasmissione che ho scelto è una cinghia dentata per stampante.Mi aspetto un 60-70 watt max.

Per la tua turbina,utilizzare un motore come generatore non mi sebra il caso visto che dovrebbe avere poca coppia.Io fareu un alternatore"leggero",facendo i rotori con i dischi da taglio da 23 cm(costano quelli economici un 12 euro l'uno) emntre quelli da 11cm costano un euro alla brico.Come magneti metterei quelli spessi 5mm,non di piu se no poi si piega il disco.

una domanda,quanto costa una lasta di alluminio in media?spessore 4-5 decimi
e un altra cosa,al posto del metallo,io sto cercando da piu di 6 mesi,quelle lastre in vestroresina che si usano in agricoltura,il problema è che si trovano solo quelle ondulate,qualcuno ha visto dove le vendono?

Originariamente inviata da leon505

una domanda,quanto costa una lasta di alluminio in media?spessore 4-5 decimi
e un altra cosa,al posto del metallo,io sto cercando da piu di 6 mesi,quelle lastre in vestroresina che si usano in agricoltura,il problema è che si trovano solo quelle ondulate,qualcuno ha visto dove le vendono?

Ho visto le lastre di vertoresina di spessore sottile, verdi se non sbaglio, alla Brico.
I miei prezzi per la lamiera di AL, che peraltro non ricordo, sono in lire, vecchi di più di 10 anni. Spiacente.

Originariamente inviata da leon505

e un altra cosa,al posto del metallo,io sto cercando da piu di 6 mesi,quelle lastre in vestroresina che si usano in agricoltura,il problema è che si trovano solo quelle ondulate,qualcuno ha visto dove le vendono?

Quelle lastre in vetroresina piana le ho comprate circa 12 anni fà per sistemare il mio vecchio camper, il negozio esiste ancora(zona di Roma) se vuoi posso informarmi.
Ciao Leon

Originariamente inviata da leon505

ho provato a fare tutto lo stampo da un unico folgio di plexiglass,ma si creano avvallamenti e bolle quando lo si modella con la pistola ad aria calda.

Hai già provato a modellare il plexiglass immergendolo nella vasca da bagno in acqua calda? Mi è stato suggerito da un collega motociclista/guzzista per farsi "in casa" il parabrezza della moto...

Grazie Wilmorel per le ottime informazioni per la costruzione delle pale, appena avrò terminato il generatore sicuramente rivedrò anche il discorso pale. Per quanto riguarda il numero due o tre, ho letto che due pale sono più indicate nelle zone con venti deboli, diversamente da come hai detto, hanno un maggior rendimento..... fammi sapere, se non è così, adottero la soluzione delle tre pale.
Si la vetroresina si trova in genere nelle grandi feramente o negli smorzi, ma ho dei dubbi sulla sua lavorabilità, specialmente sulle curve, inoltre ha bisogno di numerosi punti di appoggio sotto (ha discapito del peso)altrimenti quando la pala gira forte si flette. Per quanto riguarda il generatore leon505 non pensavo di farlo cosi piccolo, il modello della ropatec da un kw (dimensioni poco più grandi delle mie) produce 33 w con un vento a 4 m/s, se è piccolo non credo possa generare con venti deboli e basso numero di giri, pensavo di fare un doppio rotore da 24 magneti e 9 bobine. Il punto e dimensionarlo in modo tale che con un vento di 4 m/s mi produca almeno 25 W, nel manuale di costruzione del GMP si dice che un generatore più grande può sviluppare potenze più alte a un numero di giri più basso, che ne pensi? Inoltre nel caso non rendesse in modo soddisfacente vorrei provare a duplicare i giri con una puleggia....
Inserisco altre foto del progetto

Albero ditrasmissione
Cuscinetto reggispinta con relativo attaco per il generatore

per caporali66,il discorso dell'alternatore è relativo,uno piu piccolo e leggero può girare piu veloce di uno piu grande,con meno attriti anche,perche usando ad esempio una cinghia piu delicata si riducono gli attriti,valuto questa cosa da un pò di tempo.
Se per avere un 100-200 watt usiamo una cinghia di un motore trifase da industria,oppure anche da motore di lavatrice,esempio quelle a sezione troncoconica che possono arrivare a tirare fuori un 2kw e piu,non conviene utilizzarle per il sistema da 200watt.
Nelle lavatrici di ultima genreazione,da 3 anni a questa parte si usano cinghie piatte a binari interni,le sto trovando molto buone per i nostri scopi.

""""""dimensioni poco più grandi delle mie) produce 33 w con un vento a 4 m/s, se è piccolo non credo possa generare con venti deboli e basso numero di giri, pensavo di fare un doppio rotore da 24 magneti e 9 bobine.""""

dipende dalle dimensioni dei magneti sempre!

la vetroresina va bene,quando posterò tutto il progetto ti farò vedere il prototipo di cartone a quanti giri lo faccio andare.

il plexyglass mi ha fatto venire un dubbio,resite al caldo,al fredddo cosi e cosi,ma alla grandine?eh!parlo dello spesore 2mm ,con spessori maggiori ho difficoltà nel piegarlo uniformemente,devo provare come dice Calore.

per triac60 potresti informarti per il costo delle lastre?,almeno cosi comincio a farmi un pò di conti

Ciao Caporali,
come sempre mi permetto....
lascia perdere cinghie e cinghiette altrimenti non vedrai la tua turbina neanche avviarsi!!!! ti ci vuole un alternatore realizzato ad hoc direttamente calettato sull'albero.
Le Darrieus hanno una coppia di spunto praticamente inesistente!!!!

Un saluto
Paolo

Ciao Paolosport
Immagginavo....la cinghia di trasmissione assorbe completamente o quasi lo spunto di rotazione, per cui e preferibile non usarle, grazie per i consigli. Che cosa mi consigli per quanto riguarda l'adozione di tre pale invece di due? Nelle zone poco ventose secondo te è consigliabile per una turbina ad asse verticale utilizzare tre pale invece di due? La turbina che ho costruito ha l'attacco predisposto per funzionare anche con tre pale. Inoltre mi puoi dare delle indicazione di massima su come costruire il generatore, intendo, numero di poli e bobine, giri delle spire, e dimensione dei magneti?

dedicato a paolo sport e caporali66,:-)
quel che dite è vero se la turbina viene montata sulla luna,qui dovete considerare la forza di gravità che grava su quei cuscinetti a carico radiale che sono stati montati sulla turbina in questione.Sul penso del cuscinetto vedo che grava tutto un asse lungo piu di 2 metri a quanto pare e IL CARICO LO FA IN ASSIALE.
E se il cuscinetto è quello che ho visto di certo è gia al limite della sopportazione,se vogliamo aggiungerci sopra un 4-5kg di alternatore,vedi come si riduce il cuscinetto dopo una settimana(se ci arriva).
il concetto di avere un alternatore sull'asse vale in 2 casi:
1)nel sistema cè un cuscinetto a carico RADIALE,a rulli,rulli conici,ecc.ecc
2)nel sistema cè la levitazione magnetica con binario di scorrimento

Si sa che la cosa migliore è alternatore in presa direatta con la turbina e levitazione magnetica,ma in questo caso la soluzione è trasmissione.
Prima di parlare,toccate con mano e fate le prove,qui si parla di cinghie sottili 2mm,con un angolo di chiusura a riposo anche di 2-3 cm,dentate o a binari,resistenti come un filo di acciaio.in alternativa un bel ingranaggio in nylon o policarbonato,ma di certo la turbina che vedo non è nelle condizioni di sopportare un carico ulteriore.

Su youtube cè un esempio di quello che dico,è un video dove si vede la trasmissione comè fatta,la turbina sul tetto che tramite un asse trasmette sotto casa,le dimenzioni sono di questa turbina(caporali66),ma se ricordo bene è a tre pale.rapporto credo 1-5,un ametek riciclato come generatore.
alla prossima!
ps::-) non vorrei fare l'uccello del malaugurio,però se l'alternatore va montato su quell'asse,secondo me entro 7 giorni di rotazione continua si sforma il binario interno del cuscinetto,entro altri 10 cominciano a deformarsi i seoparatori delle sfere e In altri 5 giorni s'ingrippa!tra traTRA TRA!

Ciao Caporali,
visto che mi chiedi un consiglio dico la mia....ti suggerirei di fare un alternatore con 36+36 magneti e 27 bobine, ovviamente trifase... non avrai bisogno di grandissimi magneti e direi che un buon lavoro ti potrebbe uscire fuori con la misura che ti riporto nel link sotto...
Lo so che ti costerà un pò in termini economici ma purtroppo per fare un buon alternatore scegliere numero e dimensioni giuste dei magneti è fondamentale....al limite, se proprio vuoi spendere meno fai un 24+24 magneti con 18 bobine, ma sotto proprio non ci scenderei.....
Per determinare il numero di spire delle bobine, dopo avere fatto i dischi con i magneti dovrai realizzarne una per effettuare i test necessari....

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Altre notizie, TSR, pale etc, sulle darrieus le trovi qua:

Darrieus wind turbine analysis - Home

Per Leon:
dove sta il problema dato che Caporali fisserà il suo alternatore all'albero che esce dal fondo del tubo? Non è mica necessario che l'albero regga tutto il peso dell'alternatore....sono convinto che sarà più che sufficiente per sopportare il peso dei due dischi "magnetici"

Un saluto a tutti...
Paolo

Concordo in pieno con Paolosport. Il cuscinetto basta utilizzare un reggispinta delle dimensioni adeguate al peso che deve reggere e sul sito della Skf ci sono molte informazioni per scegliere il tipo di cuscinetto adeguato. Per Leon capisco che la lievitazione abbia meno attriti ma per farla bisogna acquistare due magneti a corona con diametro interno ugale o maggiore dell' albero centrale e un diametro esterno di almeno 10 o 20 mm maggiore del diametro interno senza parlare della forza magnetica che questi devono avere. Ora confronta i prezzi e considera il rapporto prezzo prestazioni. Tutto qui! Certo che se il cuscinetto è troppo piccolo inchioderà prima di uno correttamente dimensionato. Pensate alle nostre automobili, eppure il loro cuscinetti resistono per tanti e tanti Km.

""Per Leon:
dove sta il problema dato che Caporali fisserà il suo alternatore all'albero che esce dal fondo del tubo? Non è mica necessario che l'albero regga tutto il peso dell'alternatore...."""

e una volta fissato"all'albero che esce fuori dal tubo"l'abero dove esercita il suo peso,se non sul cuscinetto?o le leggi della fisica non valgono in questo caso?

"Pensate alle nostre automobili, eppure il loro cuscinetti resistono per tanti e tanti Km."""""

il loro carico è Radiale!non assiale.In assiale regge turbine fino a 15-20kg max,poi si rompe il distanziatore.

"""""Il cuscinetto basta utilizzare un reggispinta delle dimensioni adeguate al peso che deve reggere e sul sito della Skf ci sono molte informazioni per scegliere il tipo di cuscinetto adeguato.""""""

in questa turbina se ho capito bene si utilizza un cuscinetto di lavatrice!reggicestello è ,non reggispinta!:-)

"""""""""Per Leon capisco che la lievitazione abbia meno attriti ma per farla bisogna acquistare due magneti a corona ....."

No,bastano 10 euro di magneti posti in serie tutti dallo stesso lato su 2 dischi di flex 11 cm uno fissato sull asse che ruota,si arriva a sollevare un 10-15 kg,poi dipende sempre dai magneti.


Io utilizzo questo sistema,e il mio come dire"infervolamento" per questo discorso è solo perchè vedendo la turbina in questione,è nel mio interesse vedere le sue prestazioni,e se posso dare una mano,mettendo a disposizione la mia esperienza la faccio tranquillamente.
In principio si parlava sempre di un cuscnietto di lavatrice,ed io ho espresso il mio parere riguardo il miglioramento di quella turbina.

Passiamo alla pratica ora

ciao!

X leon ho visto una foto delle tue pale da un metro ricavate da un tubo di PVC del diametro 200 mi potresti spiegare come vengono realizzate ????
grazie

dividi il tubo in 4 parti in senso longitudinale.poi ti segni la lunghezza delle pale,max 80 cm minimo 60 cm,poi alla base ,ci sono 4 line verticali giusto?da ogni linea verso destra fai un segno a 4o 5 cm,e fai la stessa cosa all'altezza di 80 cm(è ad esempio la misura delle pale)ma in senso opposto,praticamente unisci le linee,in questo modo ogni quadrante sara diviso in 2 parti e ciascuna parte sarà una pala,in totale sono 8 per tubo.
Poi una volta ottenute le si modella in base alla forma aereo dinamica scelta