Větrná elektrárna (levně)

[jeff]

Já Ti Karle dám "ošklivý" Taková nádherná dekorace! a jak se pěkně točí!

Jeff

[1220]

vypadá to jako helma od slona, ale rozříznutá,
promiň Tak kolik to dává ?
K.

[jeff]

nemá to generátor a stojí to na blbým místě, je to jen taková dekorace, že se to točí. Když jsem to zkoušel, mělo to účinnost dost mizernou, i blbě navržená vrtule byla lepší

[VERT1]

Ahoj
Pro Akorda :máš pravdu .Já sem hodím foto, proč ne myslím si že se nemusím za nic stydět .

[poota]

Rovnou na začátku jsem upozornil, že chci hlavně teoretizovat a teprve potom třeba případně eventuálně by se z toho mohlo snad něco málo použít i v praxi. Takže to nemělo být pro někoho, kdo už dělá něco prakticky, zvláště pak pokud dělá něco jiného.
Souhlasím s Akordem, který píše:

...reálná vrtule na doma s prumerem tak mezi 2 až 5m.

Při rychlosti větru 2,6 m/s to znamená využitelný výkon 30W až 200W, při rychlosti 5,6 m/s 300W až 2kW. Pokud někdo četl pozorně, zjistil hned ze začátku, že hlavní snahou této teoretické konstrukce je buď zvýšit výkon při srovnatelných rozměrech, nebo při srovnatelném výkonu zmenšit rozměry. Pro dosažení výkonu 30W při rychlosti větru 2,6 m/s, pokud se docílí pouhého zdvojnásobení jeho rychlosti, a to i při započítání odporů, vychází průměr vstupního hrdla 1m. Bez započítání odporů to dělá 40W. Tedy plocha 0,785 m čtverečního, proti průměru vrtule 2m s opsanou plochou 3,14 m čtverečního. Kdo chce, může si to přepočítat. A když už se do toho dá, může si to spočítat i při jiných rychlostech a také jiných zrychleních původního větru.
Samozřejmě se dá široce polemizovat o tom, jakého zrychlení a za jakou cenu se dá docílit, jaké budou náklady na stavbu, jak to bude vypadat a i o spoustě dalšího. Ale trvám na tom, že teoretický základ je natolik slibný, že stojí za to jej alespoň prodiskutovat. Jestli bude stát za realizaci či nikoli, se časem jistě ukáže. A pokud někdo toto teoretizování považuje za ztrátu času, může se věnovat, jak jsem již v úvodu radil, něčemu pro něj užitečnějšímu. Není nic jednoduššího, než příspěvky, věnované Trombónu, rovnou přeskakovat. Zdravím - poota

[Akord]

Pro dosažení výkonu 30W při rychlosti větru 2,6 m/s, pokud se docílí pouhého zdvojnásobení jeho rychlosti, a to i při započítání odporů, vychází průměr vstupního hrdla 1m.

To ano, ale jde o plochu vrtule u ústí trombónu. Vstupní prurez trombónu bude ješte vyšší, než prurez opsaný tou 2m vrtulí. Jinak by šlo asi o nedorozumení.

Vert1, moc hezký exemplár, já mám mnohem škaredší verzi 2m v prumeru, foto první verze tady nekde je, ale už asi pul roku (nemám na to dost času) delám rekonstrukci mezitím 2.verze, a když to dodelám, tak foto aktualizuju. Mel jsem nedobre udelaný otoč ocasu a pres zimu ztuhl, dostala se tam voda. Taky se pres sníh dostala i do hlavního otoče. Alternátor taky chci vymenit za účinnejší, má jen 70procent pri 100W pri asi 300/min, a dá nejvíce slabých 200W. Kdo delá narychlo, nebo príliš improvizovane, musí 2x. Ale to jsem aspoň stihl vyzkoušet asi 5 druhu regulací pri vichrici.

[poota]

Akord napsal:

... jde o plochu vrtule u ústí trombónu. Vstupní prurez trombónu bude ješte vyšší, než prurez opsaný tou 2m vrtulí. Jinak by šlo asi o nedorozumení.

Pokud tím myslíš vrtuli na výstupu z trombónu, tak jde o dokonalé nedorozumění. Průměr vstupního hrdla trombónu je v uvedeném příkladě 1m, jeho plocha tedy 0,785 m čtverečního. Opravdu umím psát to, co chci napsat. AR má v uvedeném příkladu zdvojnásobit rychlost proudu vzduchu, kdybychom nezahrnuli ztráty, měla by být plocha výstupního hrdla asi 0,39 m čtverečního, což má kruh o průměru 70 cm. Snad není tak těžké to přepočítat, a pokud je v tom chyba, tedy na ni upozornit. Rozhodně by bylo věci ku prospěchu, kdybychom oba mluvili o téže věci a oba zřetelně - poota

[Akord]

Já pouze chci vychytat možné nejednoznačnosti v pochopení. Nejde o pochybnost ve vysílač, ale o zajištení komunikace bez chyb.
Pak si tedy vyjasnime další, pokud jsi za, protože zatím v tom vidím zásadní chybu. Predpokládáš pak, že prurez výstupu trombónu, tedy vstup do vrtule bude ješte menší, než to, co nazýváš vstup? Nebo očekáváš 4násobek rychlosti už na vstupu trombonu a ješte vícenásobek na výstupu trombonu? To asi ne, na vstupu čehokoli by mela figurovat nejvýše rychlost vetru. Co je AR, archimedova roura, nebo nejaký další privádeč/transformátor do trombonu? To mi zatím uniklo. Pokud ano, tak by nemelo být problém udelat privadeč rovnou pro plochu vrtule. Energii vetru/vzduchu totiž určuje pohybová energie hmoty vzduchu v objemu meniče, co je pouze vrtule. Trombón nebo difuzor je pouze transformátor rychlost/tlak a výkon ani energii v principu nemení.

Edit: Aha AR-akcelerační roura. Me tedy zajímalo, jaký prurez bude predstavovat vstupní část akcelerační roury, která začne vyžadovat nejaké konstrukční prvky.

[1220]

trombón nahoře průřez velký, zatáčí se to třeba dolů a zužuje se průřez, až se docílí např polovičního zůžení průřezu a tím podle rovnice kontinuity
dvojnásobné rychlosti. V tom je výhoda, že při malé rychlosti větru půjde jěště využít aspoń něco, další výhodou by bylo,že rozměry turbiny či jak to nazvat vrtuloidu jsou sympaticky menší/šly by jěště zmenšit tím vstřikováním vody, ale nikdo to asi neudělá, protože přínos je minimální
spíš komlplikace.
Vertovi : máš pěknou klasiku
Co na tom bylo ale levné pro změnu nevidím já. Moje nedokončená VE
se dostala i do nějaké literatury nikoli ale mojí zásluhou.
Byl to kruh o průměru 4 m. Obvodový kruh s pěti plochými lopatkami.
kruh byl z tvarovaného polypropylénu ale technologie spojování segmentů se neosvědčila, a na tom to zhaslo, protože na kovovou náhradu už v té době peníze nebyly. Tím ale nechci říct, že to byla nesmyslná věc. Objednávek jsem měl v té době přes 100 ..... zkušenosti se holt sbírají celý život.
K.
Ps nechtělo by to spíš fakt ale vlákno VE trombon ?
Taková diskuze s propočítanou poměrnou efektivní hodnotou podle různých velikostí ?

[poota]

To Karel m: kapíruješ! A místo vstřikování je možné vodu raději přisávat.

To jarda ovčák svitavy: chladicí ventilátory ženou vzduch ve směru své osy, takže na to mají spočítaný tvar lopatek větráku i rozváděcího kola. Pro obrácený chod, kdy je kolo hnané, jsou potřeba jiné profily. Navíc u Trombónu bude ten vzduch nabíhat v rotujícím víru, takže pod nějakým úhlem. Taky mě to mrzí, mám větrák z Trabanta.

Snažím se psát srozumitelně, ale asi to ještě stále není ono. Takže znova na trať!
Vycházím z několika předpokladů:

Při pohybu média zužujícím se potrubím dochází k nárůstu jeho rychlosti a u plynů i jejich hustoty. Obecně řečeno, výstupní rychlost je tolikrát větší, kolikrát je výstupní průřez menší než vstupní. Tento ideální stav je nepříznivě ovlivňován odporem proudění.

Odpor proudění je možné výrazně snížit vytvořením rotace proudu média.

Využitelný výkon závisí na rychlosti proudění a udává se jako měrný výkon ve Wattech na plochu 1m čtvereční, násobený využitou plochou.

Zvětšováním plochy se zvětšuje výkon lineárně - kolikrát větší plocha, tolikrát větší výkon.

Zvětšováním rychlosti proudění se zvětšuje výkon s druhou mocninou zvětšení -
2x větší rychlost = 4x větší výkon
3x větší rychlost = 9x větší výkon
4x větší rychlost = 16x větší výkon a tak dále

Pokud si nebudeme komplikovat úvahu vlivem ztrát, můžeme konstatovat, že pokud budeme zvyšovat rychlost zmenšováním plochy, bude se měrný výkon (na jednotku plochy) zvětšovat s druhou mocninou nárůstu a současně se bude zmenšovat úměrně se zmenšující se celkovou plochou:
2x rychlost = 4x výkon (měrný) x 1/2 plochy = 2x výkon (využitelný)
3x rychlost = 9x výkon (měrný) x 1/3 plochy = 3x výkon (využitelný)
4x rychlost = 16 x výkon (měrný) x 1/4 plochy = 4x výkon (využitelný)
Zjednodušeně se tedy dá říci, že kolikrát se nám podaří zvýšit rychlost proudění (tímto způsobem!, jinde to neplatí!), tolikrát se nám zvýší výstupní/využitelný výkon oproti vstupnímu výkonu, který je dán vynásobením měrného vstupního výkonu a vstupní plochy.

Jestliže v předešlém nejsou nějaké zásadní chyby, znamená to, že je možné využít i daleko nižších rychlostí větru, a zároveň je pro stejný výkon možné použít menší vstupní plochu (ekvivalent plochy opsané vrtulí).
Zdravím - poota

[VERT1]

Ahoj
Pro Karla m , já jsem nikde nenapsal že byla levná nebo lehce vyrobitelná.
Chtěl jsem poukázat na fakt ,že myšlenka a papír snesou všechno i nemožné.
Člověk má mít nějaké sny o tom žádná ,ale dívám se na tyhle věci s ohledem na možnosti realizace.Právě po zkušenostech vím a určitě mi dáš za pravdu ,že při vymýšlení čehokoliv se musí brát ohled na skutečnost jestli jsi nebo jsme výmysly(sny) schopni dovést k realitě .A můžu Ti i poslat desítky nákresů jak jsem si navymýšlel různé díly právě na VERT a nakonec se muselo mnoho upravit (změnit)kvůli realitě.
Tím nechci říct ,že nemáme vymýšlet, to v žádném případě.
S tím trombónem vidím problém ,že ústí bude fungovat jako překážka a velká část větru ho v dostatečné vzdálenosti obletí.A jakmile se proud větru stočí (v kolenu dolů) tam bude další ztráta .U tohohle bude nutná velikost a ideální vítr. U vrtule se vítr před listy roztáčí ve spirále a u trombónu poběží rovně ,ale tím bude mít snahu obcházet (obtékat)ústí trombónu.

[Akord]

pokud budeme zvyšovat rychlost zmenšováním plochy, bude se měrný výkon (na jednotku plochy) zvětšovat s druhou mocninou nárůstu a současně se bude zmenšovat úměrně se zmenšující se celkovou plochou:
2x rychlost = 4x výkon (měrný) x 1/2 plochy = 2x výkon (využitelný)
Zjednodušeně se tedy dá říci, že kolikrát se nám podaří zvýšit rychlost proudění (tímto způsobem!, jinde to neplatí!), tolikrát se nám zvýší výstupní/využitelný výkon oproti vstupnímu výkonu, který je dán vynásobením měrného vstupního výkonu a vstupní plochy.

Rozumím, ale je v tom chyba. Jenom verifikuji, že pokud vstupní prurez je 1m2 a vstupní rychlost 1m/s, tak podle citované úvahy bude napríklad výstupní rychlost 2m/s pri prurezu 0.5m/s. Protože výkon je rovný součinu prutoku a tlaku (nebo práce je rovna součinu tlaku a objemové zmeny) začne být postupne jasné, že tento nárust výkonu na výstupu(zmenšený prurez a zvetšená rychlost) je spojený s rozdílem tlaku mezi vstupem a výstupem. Tento vstupní pretlak zpusobí, že vstupní prurez začne klást odpor až potud, kdy výkon na výstupu nebude stejný, jako na vstupu. Z výstupu trychtýre nikdy nelze dosáhnout vetší výkon, než na vstupu práve v dusledku pretlaku. Tento však v principu není zpusobený odporem trychtýre, ale odporem vuči zrychlení hmoty vzduchu(stejne jako si žádá výkon akcelerace auta), co predstavuje zvetšování pohybové energie. Dusledek je takový, že plocha vstupního prurezu trombonu pro určitý výkon nemuže být menší, než plocha opsaná vrtulí, protože vrtule je pro využití energie volného proudu optimální s hranicí účinnosti 59 procent(Betzuv limit, s optimální výtokovou rychlostí 1/3 vstupní) . Rybí ocas je zrejme taky jiná optimální verze využití volného proudu. Je možné, že výsledky obou optim nejsou stejné, ale nejakou šokující odchylku bych nečekal, jde o to, kolik okolního vzduchu se reálne účastní procesu.

[Tuco]

Poota: Základní myšlenka je pěkná, já bych možná zvolil druhou variantu a sice něco jako "člunek" s rotorem v místě největšího průměru.
Trochu jsem nepochopil to se snížením odporu při rotaci. Pokud předpokládáš průchod vzduchu trombónem po spirále (tak jsem to pochopil já), prodlouží se vlastně dráha, kterou vzduch při tomto urazí. A úměrně tomu zvětšení dráhy by se měl odpor i zvýšit. A to nepočítám vliv odstředivých sil vzniklých při rotaci. (odbočka: Za každou vrtulí se proud vzduchu stáčí do spirály. Jestli se pamatuju dobře, mělo by jít o důsledek vzniku indukovaného odporu.)

Jinak práce mařená odporem vzduchu taky závisí na třetí mocnině rychlosti. Účinnost vrtule, která bude stejně součástí tohohle zařízení, se zmenšujícím se průměrem klesá. I když na stranu druhou ano, při vyšších rychlostech proudění účinnost vrtule roste.

[1220]

pokud budeme zvyšovat rychlost zmenšováním plochy, bude se měrný výkon (na jednotku plochy) zvětšovat s druhou mocninou nárůstu a současně se bude zmenšovat úměrně se zmenšující se celkovou plochou:
2x rychlost = 4x výkon (měrný) x 1/2 plochy = 2x výkon (využitelný)
Zjednodušeně se tedy dá říci, že kolikrát se nám podaří zvýšit rychlost proudění (tímto způsobem!, jinde to neplatí!), tolikrát se nám zvýší výstupní/využitelný výkon oproti vstupnímu výkonu, který je dán vynásobením měrného vstupního výkonu a vstupní plochy.

Rozumím, ale je v tom chyba. Jenom verifikuji, že pokud vstupní prurez je 1m2 a vstupní rychlost 1m/s, tak podle citované úvahy bude napríklad výstupní rychlost 2m/s pri prurezu 0.5m/s. Protože výkon je rovný součinu prutoku a tlaku (nebo práce je rovna součinu tlaku a objemové zmeny) začne být postupne jasné, že tento nárust výkonu na výstupu(zmenšený prurez a zvetšená rychlost) je spojený s rozdílem tlaku mezi vstupem a výstupem. Tento vstupní pretlak zpusobí, že vstupní prurez začne klást odpor až potud, kdy výkon na výstupu nebude stejný, jako na vstupu. Z výstupu trychtýre nikdy nelze dosáhnout vetší výkon, než na vstupu práve v dusledku pretlaku. Tento však v principu není zpusobený odporem trychtýre, ale odporem vuči zrychlení hmoty vzduchu(stejne jako si žádá výkon akcelerace auta), co predstavuje zvetšování pohybové energie. Dusledek je takový, že plocha vstupního prurezu trombonu pro určitý výkon nemuže být menší, než plocha opsaná vrtulí, protože vrtule je pro využití energie volného proudu optimální s hranicí účinnosti 59 procent(Betzuv limit, s optimální výtokovou rychlostí 1/3 vstupní) . Rybí ocas je zrejme taky jiná optimální verze využití volného proudu. Je možné, že výsledky obou optim nejsou stejné, ale nejakou šokující odchylku bych nečekal, jde o to, kolik okolního vzduchu se reálne účastní procesu.

Podle mne úvaha nemá chybu to v žádném případě, mám z toho ale dojem, že tady přece jde o něco jiného.
To jiné je to, že vítr nízké rychlosti např 0.7 m/sec se lopatkovou klasikou
dá sotva využít, zdá se sice že trombonem ano, asi s účiností nic moc ale přece využít.
Problém souvisí s Vertovým správným upozorněním na obtékání celku v širším okolí /Akord to taky vyjádřil ale jinými slovy/
Zkušenost i teorie se tady setkávají na tom, že "proudnice" jsou při malých rychlostech daleko od sebe, to znamená ,že gradient rychlosti, nebo jak to říct, změna rychlosti při obtékání překážky je jednotkově vyšší při menší rychlosti větru než při větší.
Aby se tento pro trombon nepříznivý jev eliminoval, co je třeba udělat ?
Rozhodně to nebude neviditelný zásah do třeba vnitřku trombonu.
Asi by pomohlo podle převládajícího směru větru postavit pevná tělesa, která by pomáhala fokusaci proudu do trombonu.
Nebo něco jiného ?

[poota]

Zatím jsou tady argumenty spíše na úrovni osobních dojmů, zřejmě hlavně proto, že nějaké solidní podklady pro tuto oblast nejspíš ještě neexistují.
Akord má dojem, že ještě důležitější, než odpor zužujícího se průřezu, bude odpor vzduchu proti zrychlení, který způsobí jakési "ucpání" trychtýře, díky němuž bude rychlost vystupujícího vzduchu téměř stejná, jako na vstupu; a to nejspíš nezávisle na kóničnosti, větší zúžení = větší odpor.
Tuco vidí problém v rotujícím víru a předpokládá větší odpor díky delší dráze vzduchu a zvětšenému tření o stěny díky odstředivému přítlaku, a stejně jako Akord má dojem, že to vzduch raději "obejde venkem".
Karel m má také ten pocit, že nejspíš bude nutné nějak řešit právě ten obtok.

Také můžu argumentovat pouhým osobním dojmem. Klasická vrtule je v dokonale volném prostoru, klade vzduchu odpor a zpomaluje ho, a přesto ten vzduch proudí skrze ni a ne okolo. On si to zřejmě tak nějak rozdělí - část ho jde okolo, čímž se proudnice zahustí natolik, že ten zbytek holt musí skrz vrtuli. Trombón se mi zdá podobnější vodní turbíně - tam také dochází ke zvyšování rychlosti proudu; u přehrad výškovým rozdílem a tedy převedením tlaku, a u Schaubergera navýšením rychlosti proudění.
Nesdílím zcela pohled Akordův, ale nepochybně má pravdu v tom, že vzduch na výstupu z AR bude mít větší hustotu. To se mi zdá příznivé, protože hustota vzduchu, kterou jsme pro zjednodušení nechávali konstantní, hraje roli ve vzorci výpočtu měrného výkonu.
Delší dráha vzduchu, kterou zmiňuje Tuco, znamená, že se vzduch musí v AR pohybovat rychleji i v tom případě, že je osová rychlost na výstupu stejná jako na vstupu, přitom lze získat energii i jenom prostým zastavením rotace.

Zatím jsme se soustředili jenom na "spodní" konec výkonu, kdy předpokládám využitelnost od nižších rychlostí větru a případně i menší rozměry. Další předpokládanou výhodou by měla být relativně jednoduchá možnost regulace výkonu na "horním" konci. Ta je zároveň se směrováním proti větru řešena vstupním kolenem VK, které se v dohlednu pokusím přiblížit podrobněji. Smyslem této regulace je po dosažení jmenovitého (nebo momentálně potřebného) výkonu již dále rychlost vzduchu pouze udržovat stejnou, nezávisle na případně ještě stoupající rychlosti větru. Tedy regulace místo odstavování, což znamená provoz i při pro ostatní větrné elektrárny nebezpečném větru. Je docela možné, že by se tím získalo víc energie, než využitím nižších rychlostí "startovacího" větru.
Nedávejmež tedy, pokud možno, emocím cloumati našimi majestáty a mějmež spolu dobrou vůli - poota