Ako uvádzam v pôvodnom článku Lenz turbína, od začiatku bolo jasné, že samotný pohon prevyšuje svojím potenciálom možnosti použitého alternátora. Prinajmenšom to platí pri možných otáčkach VAWT, ktoré zriedkakedy presiahnu 300/min.
Najjednoduchším riešením bola výmena rotorov alternátora, resp. použitie silnejších (väčších) magnetov. Vo vyššie spomínanom článku predpokladám budúce zdvojnásobenie indukovaného napätia, čo sa ukázalo ako správne. Pri rovnakej kvalite magnetov (materiálu a stupňa magnetizácie) stačí vychádzať z ich hrúbky, ktorá je v tomto smere zásadná. Pôvodné magnety mali hrúbku 5 mm, terajšie 10 mm. Dĺžka pôvodných magnetov bola 30 mm, priemer terajších je tiež 30 mm, takže využitie dĺžky ramien cievok zostane na rovnakej úrovni. Napriek tomu, že v inom článku - Alternátor v detailoch použitie okrúhlych magnetov veľmi neodporúčam (ťažšie sa pre ne modeluje vhodná cievka a využitie plochy obdĺžnikových magnetov je optimálnejšie), použil som ich, pretože som ich jednoducho mal už dávno kúpené a čo už s nimi... ? :-)
Takže výmena magnetov spočívala v kompletnej výmene oboch rotorov a železného medzikružia vymedzujúceho vzdialenosť medzi nimi. Pre hrubšie magnety je nutné použiť aj hrubšie železo rotorov, aby sa magnetizmus neprejavoval aj na druhej strane a nevyvolával brzdné účinky, ale najmä aby všetky magnetické siločiary medzi susednými opačne orientovanými magnetmi prechádzali bez strát (myslím tým všetky) železom. Z týchto dôvodov sa odporúča, aby železo rotora malo aspoň polovičnú hrúbku magnetov.
Stator zatiaľ nechávam v pôvodnom stave. Jeho relatívne veľký vnútorný odpor medzi fázami ho predurčuje skôr pre použitie pri vyšších napätiach. To udrží tepelné straty v cievkach na prijateľnej úrovni. Alternátor generoval pri skúškach bez záťaže 13 V pri 60 ot./min. 26 V pri 120 ot./min.... atď. Priebeh by mal byť lineárny, takže ďalej si to už nie je problém vypočítať.
Okrem prestavby alternátora som aj samotnú turbínu presťahoval inam. Nové miesto so široko-ďaleko rovinatým terénom zaručuje (podľa dlhodobého sledovania) asi o 2 m/s lepšiu veternosť. Aj napriek tomu, že zatiaľ nie je umiestnená dostatočne vysoko. Narýchlo vyrobený stožiar má len asi 7 metrov, ale aj tak to nebolo jednoduché. Alternátor s pohonnou jednotkou váži 21 kg a zdvihnúť sám o sebe ťažký stožiar s takýmto závažím na konci bola robota pre troch.
Možnosti použitia:
V súčasnom stave je táto turbína vhodná napríklad na nabíjanie akumulátorov 24, alebo lepšie 48 V. Druhá možnosť by bola vhodnejšia vzhľadom k stratám statora, ale potrebné otáčky turbína dosiahne len v naozaj silnom vetre. Pre zvýšenie odovzdaného výkonu pre 24 V systém by to chcelo zmeniť ešte aj stator (použiť hrubší drôt drôt). Porovnateľné výsledky a bez výmeny statora by prinieslo použitie vhodného regulátora s MPPT.
Druhou možnosťou je použitie GTI. Vyskúšané bolo zatiaľ GTI so vstupným napätím rozsahu 14-30 V. Preukázateľne podľa wattmetra bolo schopné dodať do siete výkon okolo 30 W pri nie veľmi optimálnych veterných podmienkach. Dôvodom mohol byť aj nízky horný rozsah GTI, ktorý turbína hravo prekonáva. Pri vstupnom napätí nad 31 V GTI prepína turbínu na umelú záťaž a všetka energia ide do tepla na výkonných rezistoroch. Teraz sú na rade skúšky GTI so vstupom 22-60 V. Len nedávno došli, takže na výsledky si ešte chvíľu musíme počkať. Akonáhle budú, nájdete ich TU... Teraz sa javí, že pre naozaj dokonalé zladenie výkonov turbíny a upraveného alternátora a pre použitie GTI 14-30 V by bolo ešte vhodné zväčšiť priemer turbíny, čím sa aj spomalia otáčky, aj sa zvýši moment sily. Tu je vidieť, že variabilita je aj vo vzťahu k rôznym koncovým zariadeniam taká, že jedine dôsledné skúšky a následné prispôsobovanie jednotlivých častí môžu viesť k uspokojivým výsledkom.
Kto by ale očakával nejaké veľké watty, môže byť sklamaný. Turbínka je to malá, výška 1 m a šírka 0,9 m dáva výkonové možnosti približne podľa tejto tabuľky: (fyziku neoblafneš!!!)
Rýchlosť vetra | 2 m/s | 3 m/s | 5 m/s | 7 m/s | 9 m/s | 10 m/s |
max. výkon |
1,5 W | 7 W | 25 W | 60 W | 130 W | 180 W |
Okrem toho, tento môj Lenz ani nie je naozaj Lenz. Modifikácia tvaru má viac kopírovať krídlový profil. Je to z toho dôvodu, aby bola väčšia pravdepodobnosť vzniku vztlaku a tým aj vyšších otáčok. AOA je 0 stupňov, nie ako Lenz-om odporúčaných 9. A krídla nemajú zatiaľ uzavreté konce, čo u tlakovej turbíny znamená niekoľkopercentnú stratu. Ale poznáte to, keď už je to raz hore, komu by sa chcelo to zasa dávať dolu, ak to ako-tak funguje? :-)
Sľúbené doplnenie výsledkov z prevádzky s GTI 22-60V nájdete v článku Čo dusí malého Lenz-a?
Všetky texty na tejto stránke s výnimkou komentárov užívateľov a označených citátov sú vlastnými textami autora stránky. Ich ďalšie použitie, ako aj použitie obrázkov a fotografií je podmienené súhlasom autora alebo uvedením zdroja. Autor stránky nenesie žiadnu zodpovednosť za činy a rozhodnutia ktoré urobíte na základe informácií získaných z týchto stránok. Taktiež nenesie žiadnu zodpovednosť za škody, ktoré vám pri tom môžu vzniknúť.
VAWT.sk © 2017 OM2CM