Ciao Eolsun,
sto costruendo un generatore eolico da 1 Kw e sono ormai molto avanti con la costruzione,
parallelamente ho sviluppato una scheda di controllo della potenza prodotta con algoritmo MPPT,
ti aticipo che lavorare con i segnali (tensione, corrente, frequenza , ecc.) utilizzando i microcontrollori (io utilizzo un 16F88 Microchip) è cosa "facile", ma quando poi passi alla sezione di potenza : MOSFET, driver per mosfet, capacità, induttanze per le potenze richieste è tutta un'altra storia!, sto lottando da settimane con problemi di reset del Uc dovuti ai disturbi elettromagnetici generati dalle grosse potenze in gioco.
La scheda che sto costruendo va a caricare delle batterie utilizzando un controllo PWM, nel caso di un sistema GRID le cose diventano ancora + complesse.

Tornando al MPPT io ho implementato l'algoritmo P&O (Perturb and Observe), tale algoritmo è adattabile anche all'eolico (chiaramente bisogna regolare la velocità di risposta ai cambiamenti in modo specifico), e funziona cosi:

partendo da un istante arbitrario il sistema misura la potenza prodotta P in quel momento campionando V e I e moltiplicandoli, subito dopo aumenta di un passo il duty cycle del pwm (percentuale di apertura dei MOSFET) e nel ciclo successivo controlla di nuovo la potenza, se c'e stato un aumento di P continua ad aumentare il PWM fino a che non trova un calo di P (ha trovato il MPP) da allora in poi comincia ad oscillare con valori di PWM avanti ed indietro.
Questa situazione ha una validità temporanea, ex. il vento può cambiare intensità e quindi il picco di produzione si spostera più avanti o più indietro, quindi il controllo MPPT deve essere veloce in modo da potersi adattare alle condizioni di vento mutevoli.
Questo algoritmo è utilizzabile in tutti i sistemi che presentano un solo massimo di potenza (dunque anche l'eolico), chiaramente è cruciale la scelta dei tempi di calcolo per avere buoni risultati.

Tra qualche giorno mettero in funzione il generatore, sto preparando anche un sito web con le foto, ed una pagina dinamica in PHP che mostra i dati inviati dalla scheda via radio ad un server a casa mia in TEMPO REALE!!.

Ci risentiamo ad allora,
Ciao, Emilio.

Ciao Emilio, sicuramente avremo modo di discutere molto su questo argomento, anche
se posso affacciarmi nel forum principalmente di sera. Già da tempo ho lavorato con
regolatori di carica da solare, quindi conosco bene l'argomento, anche dal punto di vista
controllistico. Ho alcuni punti interrogativi proprio sul controllo dell'eolico in quanto le caratteristiche dei generatori sono molto diversi dai pannelli fotovoltaici. Effettuando delle prove proprio con questo tipo di algoritmo (P&O), ho notato che + aumenta il Duty-cucle, + potenza viene estratta dal generatore e di
conseguenza la tensione in ingresso diminuisce a causa della forza contro-elettromotrice.
Sostanzialmente a parità di vento si arriva sempre alla tensione minima di funzionamento dello
stadio dc/dc. Avendo un controllo sulla tensione minima di funzionamento dello stadio dc/dc, il punto di
lavoro oscilla in quell'intorno; quest'ultimo cmq non è detto che coincida con l'MPP, anche se molto vicino.
Spero di essere stato chiaro e di dare presto risposta ad alcuni punti interrogativi.
Cmq la discussione è aperta e spero di condividere tante argomentazioni con la comunità
degli appassionati di elettronica e delle energie alternative.
A presto!!

Ciao Eolsun,
ieri ho alzato la "torre"!!
nelle prossime settimane inizierò a fare test con la scheda che ho costruito sul mio generatore,
vedremo cosa accadrà.
Per il momento utilizzerò il generatore e l'anemometro per fare rilevamenti sia sulla quantità di vento della mia zona che sulla efficienza della mia turbina autocostruita, si tratta di una turbina realizzata con pale tagliate da un tubo in PVC.

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Ciao e a presto,
Emilio.

Buongiorno Emilio e Eolsun,
in questi ultimi mesi sto realizzando una turbina da 5 metri di diametro. Anche se a tutt'oggi non so ancora come sfrutterò l'energia prodotta dall'aerogeneratore (grid o isola), da qualche settimana sto cominciando anche a pensare all'elettronica di potenza in grado di gestire la macchina e di ottimizzarne i rendimenti.....
Credo che il "discorso", data la variabilità istantanea del vento, sia molto più difficile rispetto ai sistemi solari.
Perchè non cerchiamo di unire le idee e le forze?!?!?! Magari sentiamoci anche in privato.

Saluti a tutti.
Ciao
Paolo

Ciao Paolo,
caspita 5 m !!
che tecnica stai utilizzando?
Hai visto la mia, si tratta di un tubo in PVC da 25 cm di diametro x 100 cm lunghezza su cui ho incollato il disegno del profilo e poi ho tagliato con il segetto alternativo, poi ovviamente carta vetrata, smerigliatrice, vernici varie.... credo sia venuta bene comunque.
Il profilo lo realizzato partendo dalla teoria di Betz, ovvero ho calcolato per prima cosa l'angolo di svergolatura della pala in funzione del raggio, poi ho simulato il profilo del tubo (praticamente un concavo convesso estremo..) in PROFILI2.0 ottenendo i valori teorici di del rapporto Cp/Cr , da li ho calcolato l'angolo di attacco ottimale della pala in ogni suo punto.
Poi con un altro foglio excel ho effettuato una trasformazione di coordinate da cartesiane a cilindriche ottenendo la proiezione del profilo su superficie cilindrica, a quel punto ho riportato i punti "salienti" su autocad 2002 ottenendo un disegno planare del profilo in coordinate cilindriche, tale disegno l'ho poi stampato 1:1 su plotter e l'ho incollato con vinavil sul tubo, ottenendo dunque la giusta proiezione cilindrica, a quel punto .. via col seghetto...

Ho fatto dei test a terra senza alternatore una lama nel vnto... , per quanto riguarda la resistenza meccanica ho utilizzato un PVC ad alta densità da 6 mm di spessore (quelli per fognatura) e ti assicuro non riesci a romperlo a martellate, cmq vedremo sul campo le reali prestazioni....

Comunque ragazzi, io sono entusiasta dell'argomento, se volete (lavoro e tempo permettendo) potremmo scambiare un po di info più rapide tramite chat non so su skype.. (utente DALEMI666 nome Emilio D'Alessandro Cepagatti Pescara)

A presto..

A dimenticavo tutti i files excel e dwg che ho utilizzato li mettero in rete insieme al progetto sul mio sito a breve http://www.inabruzzo.net

Ciao

Ciao Emilio,
la mia turbina eolica è costituita da 5 pale aventi la lunghezza di 2,4 metri. Ogni pala è stata realizzata a mano partendo da una tavola di legno dello spessore di 50 mm, la lunghezza della corda del profilo varia dai 200 mm vicino al mozzo fino ai 70 mm all'estremità e chiaramente l'angolo di svergolamento decresce man man che ci si avvicina alla punta per avere un angolo di attacco costante (5 gradi). Il peso di ogni pala è di circa 3 Kg.
Non appena mi sarà possibile posterò alcune foto.

Saluti
Paolo

Ciao ragazzi,
appena cominciate a lavorare con l'elettronica fatevi "sentire" in modo da scanbiarci opinioni
e magari aiutarci a vicenda.
Ciao a presto!!

Ciao Paolo, senti ma come pensi di realizzare l'albero del rotore, il generatore e il moltiplicatore...??, credo ne avrai bisogno, considerando un TSR di 8 ( un bel pò direi..) significa che a 6 m/s di vento (un tipico vento utilizzabile) la punta delle pale viaggia a 48 m/s = 172 km/h.
A quella velocità il rotore fà 48/(6.28*2.4) = 3.18 giri/s ovvero 191 RPM.
Hai un alternatore ottimizzato per quelle velocità?
Per la torre cosa farai?, scusa se faccio domande ma sono curioso perchè vorrei passare anch'io , dopo aver finito il mio progetto a qualcosa di bello grosso....
Non so quali siano le tue esperienze, comunque considera che per il mio generatore da 2.2 m di diametro ho utilizzato quella torre che vedi in foto (12 cm alla base 7 cm in cima 9 metri altezza) ed è stata una AVVENTURA montarla in modo che possa essere ammainata per manutenzione, abbiamo dovuto utilizzare un braccio meccanico di un camion per alzarla!!!.
Adesso però che è ben saldata la posso ammainare con un argano a manovella.









A presto a tutti,
questo fine settimana iniziero i test elettrici... HE EH speriamo nel vento giusto,
a presto, vi terrò aggiornati.
Emilio.

Scusate , dimenticavo,
qualcuno mi spiega meglio il meccanismo per inserire immagini e files nel forum?? perchè io ho inserito le immagini che vedete, ma non so come accedere alla gestione delle mie immagini...
cioè se voglio aggiornare, cancellare, inserire altre immagini come devo fare?
Thanks.

Congratulazioni ad EmilioDale
la sua eoliana sembra proprio curata.
In particolare, mi ha colpito l'elaborata e scientifica progettazione delle pale.
">

PS
Forse lo sai.
Se apri il tuo post con "modifica" puoi cancellare, modificare od aggiungere ogni parte dello stesso messaggio, incluse le immagini. (per queste ultime, basta che cancelli il link di quelle che vuoi modificare e ricarichi nuove immagini attraverso "sfoglia..." e carica!")

Ciao a tutti e complimenti.
per emiliodale che tipo di alternatore hai usato e quali sono le sue caratteristiche?

Ciao eneo, ero partito con l'idea di farmi un alternatore alla Piggott, ma poi ho trovato in rete questo :
http://www.futurenergy.co.uk/products.html

l'ho comprato per cica 220 € compresa la spedizione in italia, è ben fatto, non ho ancora avuto modo di vederlo lavorare al pieno delle sue caratteristiche (1 kwp) , vedremo nei prossimi giorni, vento permettendo.
Ciao.

il link alla scheda tecnica dell'alternatore: http://www.futurenergy.co.uk/FE1024U%20(406).pdf
">

Ciao a tutti, ciao Emilio,


Or dunque, l'albero del rotore è di 30 mm, chiaramente montato su due cuscinetti e il generatore l'ho costruito io. Trattasi di alternatore trifase avente sei bobine per ogni fase e 24 poli magnetici (48 magneti), il rotore ha il diametro di 470 mm e tutta la macchina pesa circa 40/45 Kg.
L'alternatore, in configuarazione a stella eroga una tensione di 60 V CC a 100 giri/min. (anche qui appena posso posterò le foto).

Nel mio precedente aerogeneratore di 2,2 m di diametro ho utilizzato un palo d'acciaio simile al tuo, ma in questo caso credo che dovrò quasi necessariamente costruire un piccolo traliccio.....Cmq ancora devo valutare bene la cosa.......

Un saluto a tutti
Paolo ">

Ciao a tutti,
la scorsa settimana ho iniziato a far girare la turbina,
tornando all'argomento della discussione ho provato la mia scheda per l'MPPT, e..... una folata di vento bella forte e ... reset del PIC, accelerazione incontrollata della turbina dovuta all'assenza del carico (PWM = 0) , successivo riavvio del PIC, ed alla prima chiusura del MOSFET di potenza BOOM ! , scheda in fiamme e scintille....
meno male nulla alla turbina.

devo rifare il progetto della scheda...

per il momento ho deciso di far girare la turbina in questo modo:

Visto che alla massima potenza la turbina genera 1000 W su 33 volt (30 ampere), mi serve una resistenza di circa 1 ohm per il carico dump,
ma se connetto una tale resistenza (ho usato fili in acciaio kental per stufe elettriche) direttamente al generatore, quello non riesce ad avviarsi, perchè la potenza si sviluppa solo ad alta velocità,

allora ho messo in serie al carico ben 10 ponti raddrizzatori da 35 A (circa 2 € l'uno) che creano una caduta di tensione di circa 1,2 x 10 = 12 volt, ed in questo modo il carico entra in conduzione soltanto ad un certo numero di giri . così facendo permetto il lancio della turbina e poi il carico si aggancia passivamente ad alta velocità.

Sto comunque collegando la scheda per l'acuisizione dei dati della turbina in tempo reale (V, I, rpm, vento m/s, TSR, resa%) che invierà tali dati su un sito web.
Vi terrò aggiornati...
ciao.
">

Ciao Emilio,
dunque hai iniziato le prove con la scheda! "> Ti confermo, come hai detto, che è necessario
dare al sistema un certo cut-in altrimenti non si avvierà mai; quindi fargli acquisire una certa
velocità per poi cominciare a dare carico (PWM > 0). Nel tuo caso stai lavorando con uno stand-alone?
Se si che stadio regolatore utilizzi per caricare gli accumulatori?
Beh, in ogni caso il problema è beccare l'MPP corrispondente ad una certa tensione di lavoro o ad
un certo numero di giri, in relazione ad una data velocità del vento.
Analizzando delle curve al variare del vento, questo punto si sposta a tensioni + alte all'aumentare
del vento. Teoricamente il metodo P&O dovrebbe funzionare, ma non sembra così immediato.
Ok, appena trovi qualche idea riflettiamoci su, ok?
A presto!!

Ciao ragazzi,
ieri 16/02/2008 ho avviato la mia turbina,
per il momento è connessa al carico elettrico mediante il circuito passivo con i ponti raddrizzatori in serie, e la cosa funziona,
a breve realizzerò la nuova scheda di controllo

Tra breve creerò una pagina web con i dati in tempo reale,
al momento i dati li ricevo su un PC e li immagazzino in un database locale,
ieri sera alle 11:45 ho letto sullo schermo del PC 500 Watt.

ho aperto una nuova discussione in cui mostrerò i miei dati sulla turbina
http://energierinnovabili.forumcommunity.net/?t=12997323

il video inaugurale ">
http://www.youtube.com/watch?v=jUqFLKMHEeo

Ciao e a presto,
Emilio.

ho cercato di capire qualcosa di più sul generatore dal sito futurenergy. Ma è un generatore classico con magneti permanenti sul rotore e gli avvolgimenti sullo statore oppure è a flusso assiale, vista la sua forma a tamburo?

Riesci a frenare la turbina mettendo a corto circuito le tre fasi?
Questo diventerà fondamentale in caso di venti eccessivi, altrimenti rischi di bruciare il generatore lasciandolo sotto carico. Se poi lo fai girare a folle potrebbero disintegrarsi le pale (vedi Danimarca il lo scorso 22 febbraio).

Vorrei fare un po' l'avvocato del diavolo perché la prossima tempesta viene di sicuro ed è meglio prepararsi in tempo.

Per poi tornare sul mppt, vero tema di questo thread, è un dispositivo tipico del fotovoltaico. Calcola la potenza da erogare in base alla tensione del generatore, ma ha molto tempo per adeguarsi al variare della luce, visto che il passaggio di una nuvola dura qualche decina di secondi. Poi al campo fotovoltaico non succede niente se produce a vuoto..

A noi eolici una raffica di vento può arrivare in una frazione di secondi, e la tensione va da 0 a 80 V in un batter d'occhio. Non credo che vi sia microprocessore in grado di calcolare in tempo reale il punto di massima potenza... E se ritarda, il nostro generatore va al massimo e poi scatta subito il freno per evitare di bruciare l'inverter (ammesso che ci sia una protezione). Nel caso peggiore questo si tradurebbe in un esercizio a staccato - avvio - freno - avvio - freno... uno potrebbe aiutarsi con delle resistenze, bruciando però la miglior energia...

Ora non sono un elettronico e quindi cercherò di riprodurre quanto mi hanno spiegato. Negli inverter eolici che montiamo noi hanno intrapreso una strada un po' diversa: ad ogni voltaggio e/o numero di giri corrisponde una potenza precisa del generatore, un curva che si deve rilevare a monte (sul banco di prova) e memorizzare poi in una scheda (eeprom). A questo dato corrisponderà il carico dell'inverter, in modo che non frena il generatore a bassi giri e non gli consente di girare troppo a folle quando c'è più vento, anzi caricando di più. E I'inverter sa come comportarsi senza dover calcolare ogni volta il MPP. Questa curva è legata ovviamente ad un generatore specifico oltre a variare con l'altezza sul livello del mare, in quanto l'aria più densa ha più energia a parità di velocità del vento. Quindi ogni inverter deve essere programmato:
- per un tipo di generatore
- per la località di installazione (livello del mare o montagna)

Se vuoi misurare i giri del generatore poi partire dalla trifase, a monte del raddrizzatore, misurando lo sfasamento. E' un metodo di raccolta dati parallelo al rilevamento della tensione.

Sperò che questi elementi possano essere di aiuto nel completare il mosaico del controller. Purtroppo non so spiegarmi meglio perché sono appunto estraneo alla disciplina.

Di microprocessori in grado di farlo ne trovi quanti ne vuoi, il problema semmai potrebbe essere l'algoritmo di calcolo della potenza istantanea, ci vuole solo un buon programmatore e un buon programma.

Se posso dare una dritta...
Esiste un IC (LM3916) comunemente usato per i VU-METER a led
Questo integrato compara continuamente una tensione di ingresso e accende una delle sue 10 uscite in proporzione alla tensione di ingresso.
Ora su ogni uscita possiamo inserire delle resistenze ( o dei trimmer multigiri) calcolate opportunamente ed andare a pilotare un IGBT il quale aziona un freno con una corrente proporzionale alla velocità del vento.
Il tutto senza microprocessori.
Per il freno io adotterei un secondo alternatore(automobilistico) opportunamente modificato. Perchè buttare l'energia proprio quando c'è, o peggio mettendo in corto l'alternatore principale?
La modifica dell'alternatore(freno) è semplicissima, basta togliere il suo regolatore, quello che attraverso le spazzole eccita l'indotto, e mandare alle spazzole la corrente di frenatura proveniente dall IGBT.
Mi rendo conto che le modifiche meccaniche non sono semplici, e neanche quelle elettriche/elettroniche, ma in linea di principio, potrebbe funzionare egregiamente, e non buttiamo neanche un mW.

Se ho detto qualche fesseria perdonatemi

PS: So bene che non è MPPT

Ciao

Il freno (di emergenza) entra in gioco solo quando si oltrepassa la tensione massima sopportata dall'inverter, cioè nell'esercizio regolare mai. Il problema sorge se ad una raffica improvvisa l'elettronica non reagisce in tempo applicando un carico al generatore, lasciandolo invece andare a folle.

Il metodo più semplice per frenare il generatore è mettere le fasi in corto.
Se la resistenza interna degli avvolgimenti è troppo alta (sbaglio?), questi si scalderanno e l'energia del generatore viene dissipata in calore (anche fino a bruciare gli avvolgimenti) anziché creare il campo magnetico necessario per fermare la macchina. Ogni buona turbina minieolica dovrebbe essere costruita in modo tale da poter essere frenata con freno elettromagnetico.

badgir
Quello che ho proposto fa 'quasi' esattamente quello che hai detto.
L'elettronica di controllo è velocissima oltre che semplice, un integrato una manciata di resistenze e un transistor (ibrido FET IGBT), se la tensione sale oltre un certo livello l'alternatore supplementare comincia a frenare gradualmente il rotore principale, producendo corrente a sua volta.
La differenza è che non si deve mettere in corto nulla, ma si sfrutta tutta la potenza del vento fino all'ultimo mW.

Ciao

Ciao a tutti,
scusate ma per lavoro sono stato lontano da casa per parecchio e non ho avuto tempo di leggete e-mail e post nel forum,

dunque per quanto riguarda il generatore della futurenergy che ho usato , non ho idea se sia a flusso assiale o meno, non ho avuto tempo di smontarlo, comunque ha sicuramente dei traferri metallici perchè a girarlo gira un po a scatti. Questa cosa mi crea un piccolo problema in avvio con venti deboli, ma è praticamente trascurabile, in quanto a quelle velocità del vento comunque non produrrei nulla..

per quanto riguarda il cortocircuito, vi posso dire che se si cortocircuitano le 3 fasi in uscita è praticamente impossibile girare l'albero a mano!, pensate poi che, una volta montato sul palo ho provato a fermare la turbina cortocircuitando le fasi a bassa velocità e l'effetto è stato un rumore fortissimo tipo martellata metallica sul palo con una vibrazione terrificante delle pale e del palo ed una scintilla che ha illuminato a giorno il mio orto (era notte)!!!!!
Assolutamente da non ripetere!!!!, da allora ho creato un freno eletromagnetico usando una resistenza elettrica ricavata da tubi di quarzo per stufette elettriche da 1 ohm e una potenza massima scaricabile di 2 KW.
in questo modo rallenta umanamente fino a fermarsi, e poi cortocircuito per bloccare definitivamente.

Per quanto concerne il controllo MPPT, giustamente argomento del post, sono al momento fermo con la progettazione a causa del poco tempo, comunque mi sono per ora organizzato così:

dopo il raddrizzatore ho inserito 12 ponti raddrizzatori da 35 A in serie e poi una resistenza da 1 ohm in modo da permettere l'avvio della turbina (fino a 12 volt i diodi non vanno in conduzione) per poi scaricare sulla resistenza la potenza generata.

Poi ho inserito una scheda che misura tensione, corrente, rpm, ecc. e me li comunica via radio ad un PC in cui gira un programma che ho realizzato che grafica i dati in tempo reale e li inserisce in un database per le analisi della potenza prodotta nel tempo.

Poi c'è un PLC della siemens (il LOGO! 12/24 CR) che misura il numero di giri del rotore e se va oltre un certo valore (600 rpm) chiude verso il freno da 1 ohm direttamente la corrente bypassando i diodi, in modo da frenare vigorosamente la turbina.


Appena avrò tempo riorganizzero meglio il tutto, comunque per ora almeno riesco ad avere un log della potenza prodotta, anche se la butto via.... ">(

Quì di seguito vi posto qualche immagine dei dati che ho ottenuto fino ad ora,
il 1° marzo 2008 , a Pescara c'era un vento di libeccio fortissimo, purtroppo non funziona ancora l'anemometro, ma sul web ho visto valori di 12 - 18 m/s, ed alle 18 del pomeriggio avevo dei picchi di 1200 Watt !!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!








A presto, Emilio

Ciao Emilio,
ogni tanto riesco a rispondere, sai con il poco tempo che ho a disposizione non riesco a
seguire la discussione quotidianamente, in ogni caso sono contento per il tuo generatore;
spero tutto ok con la parte di potenza. Io intanto continuo a provare il mio buck, ma
purtroppo ho sempre gli stessi riscontri (stani "> ) con l'algoritmo P&O, che teoricamente
dovrebbe essere adeguato; eppure l'unico modo per conoscere la potenza elettrica
istantanea si ha acquisendo V ed I, a meno di non conoscere a priori la caratteristica del
generatore. Intanto continuo a provare, appena dinisci con la scheda facci sapere.
A presto!!

x EmilioDale

Non fermarti, stai conducendo una esperienza interessantissima.
Meglio di un film o romanzo d'avventura!

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