Ветрогенератор для лодки

[DokSS]

мощность ветрогенератора, указываемая на упаковке и в рекламных брошюрах, это мощность, выдаваемая при ветре 11-12 м/с

опять приходиться повторяться,  именно про этот ветер я уже писал https://electrotransport.ru/index.php?topic=60446.msg1757227#msg1757227, .Этим летом он просто задолбал всех. Сидели все по базам и ждали когда он хоть немного утихнет, что-бы вдоль бережка прокрасться на рыбные места. Про ночь я вообще молчу, банеры летали иногда. Тогда и идея ветрогенератора появилась.
Кто-то, особо одарённый, может заметить -"зачем электромотор в такой ветер!?. в такой ветер и от основного мотора толку мало"..............и будет абсолютно прав.
Но всё же иногда, редко, бывает и полный штиль

[DokSS]

А это по поводу во сколько врут китайцы. Ветряк якобы на 3600Вт по факту около 100
ссылка

Про эти девайсы я уже много читал.Все плюются.Кто-то переделывает, кто-то сразу пытается продатьть за полцены.Где-то ролик был, как упорный мужик с Украины , скупает их "вагонами" , и из 2-3 мастерит один.

Да и потом, тут явный лишний НОЛЬ, подобные по размеру и весу и цене 300-600 ватт вот например https://ru.aliexpress.com/item/1375379690.html?spm=a2g0o.detail.0.0.54ad2d9fZAejLE&gps-id=pcDetailFavMayLike&scm=1007.12873.140318.0&scm_id=1007.12873.140318.0&scm-url=1007.12873.140318.0&pvid=62e8daea-d79f-4d4e-a0d3-6cee1468745d и даже с солнечными панелями.Так что этот лишний НОЛЬ уж совсем для тех кто плохо ориентируется на али.

[SMILE1]

Но там заявленный ток 100 ма, таким образом, если я правильно считаю, для получения желаемых 3А надо буде 30 штук.

Скорее уж 60, но вы же сами выбрали эти "симпатичные лопасти", а их эффективность удивительно низка.
И вы конечно неправильно считаете.
Считать нужно от источника, от того какую мощность вам сможет дать ветер, а не от того какой ток заявлен на генераторах.

[SMILE1]

Ок.
Формула общей мощности напора:
Методика расчета мощности ветроколеса ветрогенератора относительно точная и довольно простая.
Ниже формула расчета мощности энергии ветра P=0.6*S*V^3, где
P- мощность Ватт
S- площадь ометания кв.м.
V^3- Скорость ветра в кубе м/с
Теоретический КПД ветроколес этого симпатичного типа 15-25%. Чтоб легче было считать, возьмите 20.
Что получилось??

[DokSS]

 Итак уважаемые, тему я почистил, удалил всё, что не приближает меня к цели заявленной в первом посте .Удалил и картинку из первого поста, абы не вводить в блудняк слабонервных, но малокультурных людей, не умеющих читать. Чтобы избежать в дальнейшем флуд, хочу пояснить;
1.Я и сам знаю что всё плохо.( от слова совсем)
2.Критикуешь-предлагай
3.Это обязательно будет работать, а вот насколько хорошо и в какие сроки, во многом зависит от реальной помощи специалистов, которых немало на этом форуме.
4.До весны я обязательно буду экспериментировать с микро генераторами, а результаты давать тут.

[DokSS]

Отличная идея компоновки.https://www.youtube.com/watch?v=ohyK0b6ZMJM
Остаётся только представить вместо моторов генератоторы. Решаются сразу две проблемы
1.Проблема биения вала генератора , при самых кривых самодельных лопостях
2.Проще подобрать "момент истины" меняя шкивы, как на валах генераторов, так так и на оси вертушки

[DokSS]

 Делают всякую фигню. Лучше бы пришли на наш форум, тут бы им в момент объяснили, что это не будет работать никогда (от слова совсем) )

Во тупые какие https://habr.com/ru/post/233641/ 

[DokSS]

Расчет вертикальных ветрогенераторов (много букв) взято тут
http://e-veterok.ru/rashet_vertikalnogo_vetrogeneratora.php

( вот теперь что-то начитает проясняться, а то мне тут добрые самаретяне дали голую формулу и предложили посчитать , чего посчитать, зачем посчитать и куда приделать результат я так и не понял . потом все долго веселились, когда я отказался.А ведь формула взята была отсюда или подобного ресурса...................Можно было просто дать ссылку......................Детство босоногое просто, других слов не подберу.........)


Расчет вертикальных ветрогенераторов
Расчет вертикального ветряка по сути ни чем не отличается от расчета обычного горизонтального. Но в расчете есть свои особенности так-как вертикальные ветряки типа "Бочка" работают не за счет подъемной силы, а за счет давления ветра на лопасти. Далее я приведу пример расчета ветряка в общих чертах. Расчет хоть и довольно точный, но он дает общее представление о мощности ветрогенератора, но не учитываются многие факторы, которые могут значительно влиять на реальный результат.
К примеру мы хотим сделать ветрогенератор типа "Бочка" размером по ширине 2 метра, и высотой 3 метра. Количество лопастей не имеет особого значения, и скажем у нас 4 полукруглых лопасти. Для начала нам нужно узнать сколько энергии мы вообще можем получить с этого ротора.
Для расчета есть простая формула:

P=0.6*S*V^3

где

P- мощность Ватт

S- площадь ометания лопастей кв.м.
ометаемая площадь (swept area): Площадь проекции поверхности, которую описывает ветроколесо за один полный оборот, на плоскость, перпендикулярную к направлению скорости ветра. Для качающихся ветроколес предполагается, что ветроколесо остается перпендикулярным к низкооборотному валу. Для ветроэлектрических установок с вертикальной осью площадь вращения ветроколеса проецируется на вертикальную плоскость.
Источник: ГОСТ Р 54418.12.1-2011: Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 12-1. Измерение мощности, вырабатываемой ветроэлектрическими установками оригинал документа

V^3- Скорость ветра в кубе м/с

0.6 - это скорость ветра. Ветер движущийся в пространстве принимается за единицу, но ветер при подходе к любому препятствию теряет свою скорость и мощность. Так-как потери в скорости нам не известны, то будем брать 0.6, это с учетом того что ветер потеряет скорость на 33%.

Дополнительно формула расчета площади круга S=πr2, где

π- 3,14

r- радиус окружности в квадрате

Вообще вертикальные ветряки подобно рекламным щитам ветер тормозят очень сильно, и перед препятствием образуется воздушная подушка, натыкаясь на которую новые порции ветра расходятся по сторонам и 30-40% энергии ветра уходит не принимая участия в давлении на лопасти. По-этому общий КПД, или по правильному КИЭВ ветроколеса у вертикальных ветряков достаточно низкий и составляет всего 10-20% от энергии ветра.
Из анализа самодельных вертикальных ветряков КИЭВ в основном 10% всего, но мы-же оптимисты, по-этому я буду брать КИЭВ 0.2, хотя здесь еще не учитывается КПД генератора и трансмиссии.

Далее по формуле подставляя данные для этого ветроколеса получается что:

0.6*6*2*2*2*0.2=5,76 ватт при 2м/с

0.6*6*3*3*3*0.2=19,44 ватт при 3м/с

0.6*6*4*4*4*0.2=46,08 ватт при 4м/с

0.6*6*5*5*5*0.2=90 ватт при 5м/с

0.6*6*7*7*7*0.2=246 ватт при 7м/с

0.6*6*10*10*10*0.2=720 ватт при 10м/с

Теперь понятно на что способен данный ротор. Далее нам нужно подогнать генератор к этому ротору чтобы генератор смог вырабатывать максимально возможную мощность, которая имеется на роторе, и при этом не перегружать ротор - чтобы он мог вращаться и его обороты сильно не падали. Иначе толку не будет, выработка энергии сильно упадет. Чтобы подогнать генератор нам нужно узнать обороты ветроколеса на каждой скорости ветра.
В отличие от горизонтальных ветряков, где скорость вращения кончиков лопастей обычно в 5 раз быстрее скорости ветра, вертикальный ветрогенератор не может вращаться быстрее скорости ветра. Это связано с тем что тут ветер просто толкает лопасть, и она начинает двигаться с потоком проходящего ветра. А горизонтальный винт работает за счет подъемной силы, которая образуется у тыльной части лопасти, и она выдавливает лопасть вперед, и тут обороты ограничиваются только аэродинамическими свойствами лопасти и подъемной силой.
Вдаваться в подробности не будем, и вернемся к нашему ветроколесу. Чтобы высчитать обороты ротора размером 2*3 метра, где ширина ротора 2 метра, нужно узнать длину окружности ротора. 2*3,14=6.28 метра, то-есть за один оборот кончик лопасти проходит путь в 6.28 метра. Это значит что в идеале полный оборот ротор сделает за проходящий поток ветра длинной 6.28 метра. Но так-как энергия тратится на вращение, на трансмиссию, да еще и на вращение генератора - который нагружен аккумулятором, то обороты упадут в среднем в два раза. И того полный оборот ротор сделает за 12 метров потока ветра.
Тогда получается так, если ветер 3м/с, то при этом ветре за секунду ротор сделает 0,4 оборота, а за 4 секунды полный оборот. А за минуту при ветре 3м/с будет 60:4=15об/м.

При 3м/с 12:3=4, 60:4=15об/м

При 4м/с будет 12:4=3, 60:3=20об/м.

При ветре 5м/с 12:5=2.4, 60:2.4=25об/м.

При 7м/с 12:7=1.71, 60:1,71=35об/м

При 10м/с 12:10=1.2, 60:1.2=50об/м

С оборотами ветроколеса я думаю теперь понятно, и они известны. Чем больше в диаметре ветроколесо, тем меньше его обороты относительно скорости ветра. Так к примеру ветроколесо диаметром 1 метр будет крутится в два раза быстрее чем ветроколесо 2м в диаметре.
Теперь нужен генератор, который на этих оборотах должен вырабатывать мощность не более чем может выдать ветроколесо. А если генератор будет мощнее, то он перегрузит ротор, и тот не сможет раскрутится до своих оборотов, и в итоге обороты будут низкие и общая мощность. При ветре 3м/с у нас 15 об/м, и мощность ветроколеса 19 ватт, вот нужно чтобы генератор нагружал ротор не более 19ватт. Это с учетом КПД редуктора (если он имеется) и КПД самого генератора. КПД редуктора и генератора обычно не известны, но на них тоже значительные потери, и в общем на этом теряется 20-50% энергии, и на выходе на аккумулятор уже поступает всего 50%, это в нашем случае 10ватт примерно.
Если генератор перегрузит ветроколесо, то его обороты не выйдут на номинальные, и будут значительно ниже скорости ветра. От этого упадут обороты генератора и его мощность. Плюс еще значительно медленные по скорости лопасти относительно ветра, будут его сильно тормозить и ветер будет разбегаться в стороны, в итоге мощность ветроколеса упадет еще больше. Так со слишком мощным генератором энергии на аккумулятор будет в разы меньше чем могло бы быть. Или наоборот, когда генератор слишком слабый и при 15об/м ветроколеса не может на полную нагрузить ветроколесо, то то-же получается что мы берем гораздо меньше энергии от возможной.
В итоге генератор должен соответствовать по мощности ветроколесу, только так мы можем снять максимально возможную мощность ветроколеса. Это можно сказать самая сложная задача так-как генератор может абсолютно разных характеристик напряжения и тока к оборотам. Чтобы подобрать генератор его нужно покрутить на аккумулятор и измерить отдаваемую энергию, или просчитать по формулам. А далее уже пробовать подгонять к ветроколесу.
К примеру у вашего генератора при 300об/м 1Ампет на АКБ 14вольт, это примерно 14ватт, а ветроколесо выдает 19ватт при 15об/м. Значит мультипликатор нужен 1:20 чтобы генератор крутился при этом на 300об/м. При 5м/с обороты ветроколеса 25об/м, а генератор значит будет вращаться со скоростью 500об/м. Мощность ветроколеса у нас при этом всего 90ватт, а генератор превышает по мощности и дает 200ватт. Так не пойдет ветроколесо просто будет медленно вращаться и свои 90ватт не выдаст - а 200ватт тем-более. Выход - или жертвовать началом зарядки и делать редуктор 1:15, или увеличивать по высоте ветроколесо в два раза чтобы ветроколесо потянуло генератор.
Так нужно чтобы генератор соответствовал по мощности и оборотам на всем диапазоне вращения ветроколеса. А если генератор не-дотягивает по мощности, то нужно или увеличивать передаточное число мультипликатора, или уменьшать ротор чтобы добиться баланса между оборотами и мощностью ветроколеса и генератора. Часто люди вообще без всяких расчетов ставят генераторы от чего найдут, и строят ветроколесо насмотревшись видео с ютюба, а в итоге получается что ветрогенератор не работает на малом ветру и по мощности просто мизер совсем.

[алабам]

Можно было просто дать ссылку.......

Есть онлайн калькулятор  ,  http://mirvetra.com.ua/calc.html
если принять что у вас есть ветрогенератор с диаметром лопастей 1м и наличие среднего ветра 5м\сек



То имеем на выходе всего лишь  7 Вт .
В реале будет еще меньше.
Для ваших потребностей нужно не мение  5 таких ветряков .

[Space]

есть очень хороший форум строителей ветрогенераторов, где есть реальные конструкции ветряков , контроллеров, лопастей и прочего. 
[http]http://windpower-russia.ru[/http]

[DokSS]

Для ваших потребностей нужно не мение  5 таких ветряков .

Спасибо.Я уже видел пару таких калькуляторов. Они все для горизонтальных ветрогенераторов, а тут вообще не указано для какого они.Но тем не менее, считая по вышеприведённой методике я тоже прихожу к похожему результату.Одно меня смущает-правильно ли я считаю площадь ометания, нигде не найду "правды" Автор расчёта говорит о высоте и ширине(что он имеет в виду под шириной, возможно диаметр ротора), в гостовском определении говориться о площади проекции.. Голову сломал. Написал автору расчёта, пусть поясняет
А если ширина-это диаметр то по моим расчётам выходит, что что-бы крутить один генератор 30 ватт, надо минимум 2-3 ротора 50 на 25см и дадут они при 5 мс 15-20 ватт,(Большего размера роторы на лодочку не поставить......................да и эти уже перебор...................три к тому-же.
Другими словами, опять приходим к к тому от чего и плясали, к большому количеству мелких и ищем золотую середину И придется умерить желания "закатать губу" до 10-15 ватт
Или как вариант делать ротор складной, типа парусного и раскрывать его только на стоянках и в ночное время.Тут уж в размерах можно себя не ограничивать. Но как то это всё уже некрасиво, хлопотно и беспонтово.

[DokSS]

http://windpower-russia.ru

Спасибо."Постучимся" и туда

[DokSS]

И всё же кто поможет разобраться что такое ПЛОЩАДЬ ОМЕТАНИЯ, конкретно для этого ротора https://make-3d.ru/store/vetryanaya-turbina-na-3d-printere/
Его диаметр 28 см.Высота может быть любой, я взял 50 см.
0,28 *0,5=0.14 м.кв
или высоту надо умножать на длину окружности 0,88
0,5*0,88=0,44 м.кв
Второе мне нравиться больше А как правильно?
Как загадки загадывать-очередь выстраивается, а как ответить на конкретный вопрос-прячутся

[slav]

Спасибо."Постучимся" и туда

Обсуждалка .

https://forum.motolodka.ru/read.php?f=1&i=1851177&t=1851177

Можно слабенький инверторный бензогенератор применить для подзарядки !

https://market.yandex.ru/product--benzinovyi-generator-spets-ig1000-700-vt/11740001?hid=226667&nid=56410&clid=698

[DokSS]

[user]slav[/user],
Спасибо за ссылки.Особенно по моторам.Он ещё не куплен, с удовольствием почитаю. Правда тут я понял в основном обсуждается электромоторы с креплением на нос, с  GPS функцией.По сути это и не мотор, а якорь такой автоматический.Это не мой вариант.Это игрушка для "богатых буратин". Дорогие они, капризные, часто на АВИТО появляются за полцены и ниже.(иногда плюсом к мотору отдают пластмассовую мыльницу, которую они называют катер )
По вопросу зарядки от бензогенератора-скорее нет. Поймите, ну не стоит вопрос зарядки так остро.Ну на любой лодочной базе, турбазе, пансионате и пр., коих много по берегам и островам, любой сторож за стакан , за ночь зарядит подводную лодку. .............ещё и благодарить будет и приглашать приезжать неприменно ещё .А генератор это раздражающее тарахтение, бензин и пр удовольствия.
Здесь в теме ветрогенератора, меня всё же увлекает сама идея, всё-же 21 век.
Проезжал я на машине по Чехии и Германии-огромные поля заставлены рядами ветрогенераторами, Испания- по берегам ветрогенераторы, на крышах солнечные и солнечные водогрейные панели..............надо как-то подтягиваться

[DokSS]

что такое ПЛОЩАДЬ ОМЕТАНИЯ

Всё разобрался благодаря "вражескому ресурсу"

Alex    19.05.2013 20:12
Цитата:
Сообщение от Angbor (Сообщение 32692)
Вот и не понятно что ля него есть площадь ометания? Проекция цилиндра на плоскость? Или как?
Да, проекция цилиндра на плоскость.

Angbor    19.05.2013 21:18
Я сперва так и подумал. Но потом возникло сомнение. У винта - оно и понятно, у него вся площадь полезная.
А у ротора половина этой самой площади движется в обратную ветру сторону... или она все равно - площадь ометания?...
Извиняюсь, но хочется уж разобраться полностью

Alex    19.05.2013 21:37
Цитата:
Сообщение от Angbor (Сообщение 32703)
А у ротора половина этой самой площади движется в обратную ветру сторону... или она все равно - площадь ометания?...
Всё верно, она всё равно площадь ометания, поэтому и КИЭВ низкий в тихоходных моделях.

Кстати, спасибо всем, кто помогал, переживал Чувствуется что это я удачно сюда зашёл....

[DokSS]

А вот теперь можно и посчитать для  вертикальной "бочки" диаметром 0,28 и выстой 0,5 площадь ометания составит 0,14 м.кв
Что составит основываясь на формуле
P=0.6*S*V^3

где

P- мощность Ватт

S- площадь ометания лопастей кв.м.

V^3- Скорость ветра в кубе м/с

0.6 - это скорость ветра. Ветер движущийся в пространстве принимается за единицу, но ветер при подходе к любому препятствию теряет свою скорость и мощность. Так-как потери в скорости нам не известны, то будем брать 0.6, это с учетом того что ветер потеряет скорость на 33%.
Что составит
0,6*0,14*5*5*5*0.2=2.25 ватт для скорости 5 м.с
0,6*0,14*10*10*10*0.2=18 ватт для скорости 10 м.с[/b]
Ну как-то так, если с арифметикой не наврал

Таким образом максимально, генератор должен быть не более 20 ватт, для данного ротора.
Для общего понимания вопроса, данный расчёт имеет смысл, но для практического использования, мало применим.
Не учтены особенности ротора и особенности генератора. не залазя в дебри аэродинамики роторов, замечу, что если поставить рядом две внешне одинаковые модели, имеющие генераторы, соответствующе роторам по мощности, и роторы имеющую одинаковую конструкцию, но при этом ротор 1 модели будет весить в 2 раза больше(материл изготовления), а его генератор будет иметь сопротивлению вращению в 2 раза больше, то КПД при слабом ветре, у 1го будет значительно меньше.

[DokSS]

Далее, "потренировавшись на кошках" перехожу к Главному и выполняя пожелание уважаемого....https://electrotransport.ru/index.php?topic=60446.msg1759876#msg1759876 Начинаю обсчёт секретного китайского ротора, под кодовым названием "ЙЕЛЛУМ"( что означает -жёлтый, в переводе с иностранного языка, на русский)).

Учитывая, какую бурю эмоций вызвал этот продукт, я уже не выкладываю фото, а даю только https://ru.aliexpress.com/item/32884123411.html?spm=a2g0o.cart.0.0.61d03c00ttd1Dt&mp=1

Размер этого высокотехнологичного устройства составляет 6 на 8 сантиметнов = 48 кв см илЕ 0,0048 кв метра
используя уже знакомую формулу получаем

0,6*0,0048*5*5*5*0.2=0,072  ватт для скорости 5 м.с
0,6*0,0048*10*10*10*0.2=0,576  ватт для скорости 10 м.с
Таким образом для получения желаемых 30 ватт, необходимо  52,0833333333 генераторов мощностью около 1 ватт, оснащённых устройством ЙЕЛЛУМ и ветер 10 мс и более

НУ что это даказывыет?   А ничего не доказывает, учитывая конструктивные особенности микрогенераторов  и их огромный выбор.Есть такие, кто сомневался, что их много надо!?
Так что красивое число 52,08 и 3 в периоде может варьироваться в любую сторону и очень значительно.

Ну вроде так всё. Устал. Пойду пивка куплю.