Alternátor B1 červený - 3 kW obor k dispozícii (4/5)
Vďaka ústretovosti a trpezlivosti môjho výrobcu cievok, nakoniec po niekoľkých zapracovaných zmenách rozmerov, priemerov... uzreli svetlo sveta aj obrovské cievky pre alternátor B1. Jedna cievka mi takmer zakryje dlaň a váži okolo 850 g. Dohromady je v statore v dvanástich cievkach viac ako 10 kg medeného drôtu.
Tieto cievky boli posledným chýbajúcim článkom pre montáž prvého naozaj veľkého alternátora B1.
O veľkosti statora dostatočne hovorí vedľajšia fotografia z prvej fázy laminovania. (syn Samko na nej práve natiera všetky skrutky, aby až tak nezatiekli epoxidom pri uzavretí formy).
Po dohotovení statora bola ďalšia montáž už rutinnou záležitosťou, napriek väčším rozmerom a hmotnosti dielcov oproti menším alternátorom A1. Snáď len zostavovanie rotorov s oveľa väčšími a silnejšími magnetmi bolo spočiatku trochu opatrnejšie, s patričným rešpektom.
Alternátor zakryl celý môj pracovný stôl. O uchytení do zveráku sa ani nedalo uvažovať. Záverečná hmotnosť čistého alternátora je slušných 65 kg.
Prvé skúšky neprekvapili, ale aj tak potešili. Alternátor v červenej verzii sa vydaril v pomere 1:1 (napätie:otáčky). Koľko otáčok, toľko voltov. Na grafe nižšie si ho môžete porovnať s oboma alternátormi A1.
Niektoré technické údaje:
Hmotnosť: 52 kg
Pôdorys: priemer 58 cm
Výška: 15 cm
Úchyt: na prírubu určenú k prizváraniu k vrcholu stožiara
Počet magnetov: 2 x 16 (NdFeB, magnetizácia N42, rozmer 60x30x15 mm)
Počet cievok: 12 (hmotnosť Cu drôtu 10,2 kg, priemer 1,8 mm)
Vnúrorný odpor statora: 0,9 ohmu na fázu, 1,8 ohmu medzi dvomi fázami
v zapojení do hviezdy
Nosnosť: min. 100 kg pre pohonnú jednotku
Výstupné napätie: 60 - 300 V (pri 60 - 300 ot./min)
Max. prúdové zaťaženie: 15 A
Výkon: 3 - 4 kW (v závislosti na aplikácii a otáčkach)
Alternátor B1 môže byť použitý pre rôzne druhy pohonov, v prípade VAWT si však už bude nárokovať naozaj slušne veľkú pohonnú jednotku. Napríklad v prípade použitia pre HAWT by klasická vrtuľa mala mať priemer minimálne 4 metre.
Ďalšie spracovanie vyrobenej elektrickej energie si vyžaduje zariadenia s vysokým vstupným napätím. V taktomto prípade bude výsledkom naozaj solídny výkon pri vysokej účinnosti alternátora. Pri otáčkach z hornej hranice grafu môže byť dosiahnutý výkon do 6 kW!
Ak by mal o B1 niekto seriózny záujem, nech si vezme so sebou aspoň jedného pomocníka! :-)
V prípade Vášho záujmu píšte na: info(zav)vawt.sk.
Dôležité upozornenie: Záujemcovia musia zobrať na vedomie, že B1 zatiaľ nemá požadované certifikáty a je experimentálnym zariadením určeným predovšetkým nadšencom alternatívnej energie. Výrobca nenesie zodpovednosť za škodlivé následky spôsobené jeho nevhodným použitím, alebo extrémnymi vplyvmi počasia.
Ak chcete pridať komentáre, tak sa musíte 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. 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
Re: max. prúdová záťaž
Ahoj Marek. Ak hovorime o maximalnej prudovej hustote (co je prud na plochu) medeneho vodica, udava sa podla ulozenia a typu izolacie od 6,4 do 13,2 A/mm2. Aka bude max. prudova hustota v pripade cievky statora, bude v tomto pripade obmedzene len moznym oteplenim vodica. Tebou udavana hodnota 3 A/mm2 je odporucana hodnota pre transformator, ktora by sa nemala tepelne prejavit. Toto ale nie je transformator, s obmedzenymi moznostami chladenia uzavretych cievok a nie je tu jadro ktore by sa zahrievalo napr. virivymi prudmi. Drot cievok statora je dimenzovany na teplotu 180 stupnov C (resp. jeho izolacna vrstva), rovnako tak material statora. Cievky su roztiahnute na pomerne velku plochu statora, ktory navyse nie je v uzavretom prostredi ktore by branilo chladeniu a material statora ma velmi dobre tepelno-prenosove vlastnosti. Naopak, prostredie je otvorene a rotory vytvaraju dostatocny prud chladiaceho vzduchu. Je vhodne alternator uplne neuzatvarat, lebo ak by aj samotny stator s teplotou nemal problem, magnety by sa zahriatim na taku teplotu mohli poskodit az znicit.
Stator je ale skor navinuty tak, aby bol vykon odovzdavany pri vysokych napatiach a nizkom prude. Ak by sme brali do uvahy len 300 ot/min, bude vystupne napatie 300V (pri zatazi o nieco menej), a pri 3 kW vykonu bude prud len cca 10A. Vyssie vykony ako 3 kW sa daju dosiahnut pri vyssich otackach a teda aj vyssom napati (ako sa pise v texte clanku). Nepredpoklada sa, ze by prud mal niekedy prekrocit 10A.
Pre ochranu alternatora bude stator pri finalnej instalacii opatreny tepelnym snimacom. Lebo cert nikdy nespi! :-)
Re: max. prúdová záťaž
Ďakujem za odpoved, zas viem o niečo viac. Ešte jedna otázka ak smiem. Pre priemer drôtu 1,5 mm by max. prúd mohol byť tiež okolo 15 A alebo radšej niekde okolo 11-13 A?
Re: max. prúdová záťaž
Pre drot s priemerom 1,5 mm by 15A mohlo byt len pocas kratkodobych spiciek. Pre trvalejsie zatazenie by som rozhodne neprekracoval 10A. Najdolezitejsie je dosiahnut co najmensi vnutorny odpor. Ten bude nakoniec rozhodovat o tom, aky vykon sa pri vystupnom prude X bude v statore premienat na teplo a kolko sa vyuzije uzitocne v zapojenom spotrebici (resp. kolko sa dostane do regulatora a nasledne do akumulatorov).
Údaj o max. prúdovej záťaži
Chcel by som sa spýtať autora ako sa dostal k údaju max. prúd zaťaženie 15 A. Ospravedlňujem sa ak sa pýtam blbosť, ale pokial viem tak na 1 mm štvorcový pripadajú 3 A čo mi pri priereze 2,55 mm štvorcového (priemer drôtu 1,8 mm) dáva cca 8 A. Viem že sa dá odoberať aj viac, ale takmer dvojnásobok je trochu vela nie? Za odpoved vopred dakujem.
Otazka k alternátorom.
Dobrý deň,
chcel by som sa spýtať prečo sa nedá použiť elektromagnet a cievky železným jadrom?
S pozdravom Z.N.
Re: otázka k alternátorom
zone6515 vitaj. Súhlas s Pavlom P. Už sa tu na fóre o takých alternátoroch písalo. Sú to napr. aj klasické autoalternátory. Keby boli použiteľné, tak by sa určite nikto nebabral s domácou výrobou. Dá sa zrealizovať nanajvýš malá HAWT, ak sa na takom alt. vykonajú dodatočné úpravy.
U cievok s jadrom, v prípade trojfázových alternátorov, by som spomenul ešte jednu výhodu. Nemal by byť žiaden problém s prepínaním hviezda - trojuholník, čo sa dá v prevádzke dobre využiť. Bezjadrové alternátory domácej výroby je veľký problém, najmä pri väčších rozmeroch, urobiť dostatočne mechanicky presné, aby zapojenie do trojuholníka fungovalo.
Nulový "cogging" (moment sily potrebný pre roztočenie a prekonanie magnetických interakcií magnety-jadrá cievok) je veľká výhoda bezjadrových alternátorov. Hlavne vztlakovým turbínam (s krídlovými profilmi) nerobí takéto brzdenie dobre pre autoštart. Veľké tlakové turbíny by si s ním poradili lepšie.
Re: Otazka k alternatorom
Všechna řešení alternátorů mají své výhody i nevýhody, tedy se jedná vždy o kompromis.
Elektromagnety místo magnetů:
Výhody: Cena (ale není to moc velký rozdíl viz nevýhody)
Nevýhody: Cena další mědi. Další ztráty ve vinutí. Nutnost přesné regulace (nutno zaplatit regulátor, který se může přibližovat cenou magnetům). Poruchovost tohoto regulátoru. Nutnost komutátoru, který mívá malou životnost a přidává další ztráty (tření).
Cívky s jádrem:
Výhody: Stačí menší a levnější magnety, popřípadě menší buzení. Tedy opět cena. Popřípadě méně mědi ve statoru. Paradoxně menší hmotnost výsledné konstrukce.
Nevýhody: Další - tzv. hysterezní (přemagnetovávací) ztráty. S tím souvisí negativní brzdící efekt, v angličtině označovaný obávaným názvem "cogging". Jestli jste někdy otáčel krokovým motorkem, tak to je přesně ono - pohyb rotoru je cukavý a jde velmi ztuha. Tomu se předchází různými metodami (desymetrizace rotoru) ale tím se pouze sníží "cogging" ale hysterezní ztráty zůstávají stejné, navíc po desymetrizaci se zvětší ztráty elektrické, protože fáze nejsou přesně po 120°. Viděl jsem na youtube alternátory s jádry (například od mwands.com), které mají tak vysoké hysterezní ztráty, že nejdou rukou otočit, musí se kleštěmi. To je ale extrém, protože mají špatně navržený rotor. U alternátoru s buzením to není na volnoběh znatelné, protože buzení ještě nepracuje. Po roztočení a aktivaci elektromagnetu jsou však hysterezní ztráty podobné, jako s rotorem s magnety.
Čili shrnuto - obě varianty, které uvádíte, sníží podstatně cenu a hmotnost, ale bohužel zvýší mechanické a elektrické ztráty. Hlavně snížení ceny je důvodem, proč všichni dnešní výrobci vyrábějí pouze alternátory s jádry (i když většinou se slabými permanentními magnety), protože cena je dnes naprosto rozhodující a určuje konkurenceschopnost. Když si má tedy výrobce vybrat, jestli to bude při 4m/s dávat při stejné vrtuli 10W za cenu alternátoru $200 nebo 30W za cenu alternátoru $1000, pak samozřejmě vybere jednoznačně levnější variantu. Bohužel dlouhodobý výkon turbínek při malých větrech dělá podstatnou část výnosů (i když si to málokdo uvědomuje) takže rozdíly v dlouhodobém výnosu (kWh za rok) mohou být i několikanásobné.
Teď pravděpodobně vystartuje mnoho zastánců cívek s jádry :) ale i přesto si podle mých výpočtů stojím za závěrem výše.
Re: B1
Svoj B1 nepredám pod 1700 eur. Ak by to niekomu vyrazilo dych, tak treba vedieť, že 1000 eur stoja len magnety. (doplnené: magnety sa dnes dajú kúpiť za asi 700 eur - ceny zdá sa začínajú klesať)
Je to dosť ale návratnosť je
Je to dosť ale návratnosť je relativne rýchla. A cena A1?
Re: B1
No, Peter, návratnosť záleží jedine od toho, čím a ako to dokážeš roztočiť. Lebo môžeš mi veriť, roztočiť taký veľký (výkonný) alternátor nie je vôbec jednoduché. Cena A1 je uvedená tu: http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/578
B1
Ďakujem za odpovede. Na toho veľkého si naozaj netrúfam, ale malého snáď roztočím. Ak sa budem mať čím pochváliť, tak určite prispejem svojimi skúsenosťami :-)
B1
Prečo nezavesíš rovno aj cenu? Mám celkom predstavu o cenách materiálov na stavbu. Ale možno by som si to rozmyslel a ušetril si kopec roboty. :-)
Re: B1
Až také tajomstvo to nie je. Magnety sú 60x30x15. Závitov je kolko vojde do hranola 30x15mm podla hrubky drotu.
B1
Zdravim Mirec je tajomstvo počet zavitou velkost magnetov použitych na B1?
s pozdravom dalibor
NAOZAJ OBOR
Tak toto je prisilne kafe asi na každeho.Tak obrovske rozmedzie prudu a tak obrovsky vykon z obrovitanskov hmotnostov,tak to sa bojim,že vam to ostane len ako okrasa doma.
Využitie 3kW VAWT
3kW VAWT už nie je hračkou a to nielen preto, že jej hmotnosť je dosť cez 100kg, má aspoň 3-metrové listy a 9-12m stožiar. Vyrobí za rok 4,5-6 MWh /vo veľmi dobrých veterných podmienkách možno i trochu viac/ a to už stačí zabezpečiť i rodinný dom. Len pre porovnanie s oveľa častejšie používanou fotovoltaikou: 3kWp panelov majú viac ako 20 m*m a vyrobia okolo 3MWh za rok. Teda ekvivalentom 3kW VAWT by bolo 5-6kWp fotovoltaiky a to už musíte mať slušne veľkú strechu, aby sa Vám na ňu vošla, nehľadiac na potrebu orientácie na juh a vhodného sklonu. Pri klesajúcich cenách za výkup elektriny z fotovoltaiky /pokles bude pokračovať i budúci rok!/ začne byť veterná energia pre mnohých záujemcov o vlastnú výrobu elektriny zaujímavá. Ešte keby sa trochu na nás usmiala slovenská legislatíva... A keby aj ten vietor už poriadne fúkal...
O záujem sa nebojím
O toto sa nebojím, isté je, že B1, ale ani A1 už nie sú na hranie a na rozsvietenie desiatich LED... Záujem bol dávno avizovaný (o kompletné riešenie aj s pohonom) a to nie len predajcami. Je však aj možnosť zaobstarať si len alternátor a pohon si urobiť vlastný.
Momentálne sú k dispozícii - 1 ks A1 červený, 1 ks A1 biely a 1 ks B1 červený. Ďalšie kusy môžu byť vyrobené na požiadanie.
Výkon sa v prípade alternátorov bez železného jadra statora nedá urobiť na malom priestore. A tie rozmery sú ešte stále v pohode. Napríklad vo vzťahu k veľkosti budúcich krídel určite...
chcel by som sa spitat kolko
chcel by som sa spitat kolko stoji ten alternator b1 cerveny ? vdaka za skoru odpoved
cena B1
Zdravim, je to uvedene v tomto vlakne. Konkretne tu: http://www.vawt.om2cm.sk/?q=node/639#comment-524 Asi tak priblizne...