Eget vindkraftverk mini
Re: Eget vindkraftverk mini
Dessutom får väl masten inte vara högre än att om den ramlar ned oavsett riktning, får den inte hamna på grannens tomt.
Re: Eget vindkraftverk mini
Min tomt kan vara den minsta här i området, och är på ca 30x40m. Om jag sätter en vindkraftmast centralt, borde den kunna vara 15m hög.
Jag laddade hem statistik från SMHI från närmsta väderstation (Såtenäs, mätning på 10m höjd). Kopierade samtliga mätvärden från 2018 (medel över 10 minuter, 1 värde per timme) till ett kalkylblad i Excel. Med hjälp av vindhastighet, temperatur, och tryck, kunde jag räkna ut den teoretiska effekten per kvadratmeter. Eftersom att verkningsgraden på en propeller tydligen sällan är högre än 0,4 lade jag in den faktorn i en kolumn. Det gav ett årsmedel på 45 W/m², med högsta dygnsmedel på 600W/m², och lägsta dygnsmedel på 0,3W/m². Det är alltså per kvadratmeter svept yta. Om man använder en propeller med diameter 3m som har en yta på 7 m², blir medeleffekten drygt 300W och en årsproduktion på 2800 kWh. Inte så dåligt, en tredjedel av min elräkning. Och ifall jag skulle experimentera med en sån där vertikal snurra, med låt säga halva mastens höjd, och 3m diameter, då blir den svepta arean 22,5m². Om verkningsgraden är ungefär samma som propellern, blir medeleffekten 1kW, och årsproduktionen ca 8800 kWh. Det är ungefär min årsförbrukning av el. Inte så dåligt!
Jag laddade hem statistik från SMHI från närmsta väderstation (Såtenäs, mätning på 10m höjd). Kopierade samtliga mätvärden från 2018 (medel över 10 minuter, 1 värde per timme) till ett kalkylblad i Excel. Med hjälp av vindhastighet, temperatur, och tryck, kunde jag räkna ut den teoretiska effekten per kvadratmeter. Eftersom att verkningsgraden på en propeller tydligen sällan är högre än 0,4 lade jag in den faktorn i en kolumn. Det gav ett årsmedel på 45 W/m², med högsta dygnsmedel på 600W/m², och lägsta dygnsmedel på 0,3W/m². Det är alltså per kvadratmeter svept yta. Om man använder en propeller med diameter 3m som har en yta på 7 m², blir medeleffekten drygt 300W och en årsproduktion på 2800 kWh. Inte så dåligt, en tredjedel av min elräkning. Och ifall jag skulle experimentera med en sån där vertikal snurra, med låt säga halva mastens höjd, och 3m diameter, då blir den svepta arean 22,5m². Om verkningsgraden är ungefär samma som propellern, blir medeleffekten 1kW, och årsproduktionen ca 8800 kWh. Det är ungefär min årsförbrukning av el. Inte så dåligt!
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Eget vindkraftverk mini
Det innebär att, verket kostar dig troligen 150K, minst köpa, kanske 100k om du bygger själv, och säg ett underhåll på 3k/ år, så är det återbetalt efter 20-30 år, mer än verkets fysiska livslängd
Re: Eget vindkraftverk mini
Vad skulle kunna kosta 3000per år om man servar ett sånt här litet verk själv?
Hur som helst tyckte jag inte att dom där siffrorna var så imponerande. Om man jämför med samma investering av solpaneler skulle jag tro att resultatet är nedslående. Dock ger ju vindkraften bra med el på höst och vinter när solpanelerna ser mer moln och kortare dagar. Så att som komplement kan det nog fungera. Men jag skulle nog bara vilja ha ett vindkraftverk ifall jag ägde ett antal hektar mark så att jag slapp bo precis vid snurran.
Angående vertikala verk, hittade jag en rapport från KTH med en del mätningar av sådana. De verkar ha en Cp på ca 10%.
http://www.diva-portal.org/smash/get/di ... TEXT01.pdf
Eftersom att jag räknade på Cp=40% och fick fram 8800kWh/år, handlar det snarare om 2200kWh per år för det vertikala verket. Mindre än propellerns produktion alltså, trots 3 gånger större svept yta. Om propellern klarar Cp=0,4 alltså.
Hur som helst tyckte jag inte att dom där siffrorna var så imponerande. Om man jämför med samma investering av solpaneler skulle jag tro att resultatet är nedslående. Dock ger ju vindkraften bra med el på höst och vinter när solpanelerna ser mer moln och kortare dagar. Så att som komplement kan det nog fungera. Men jag skulle nog bara vilja ha ett vindkraftverk ifall jag ägde ett antal hektar mark så att jag slapp bo precis vid snurran.
Angående vertikala verk, hittade jag en rapport från KTH med en del mätningar av sådana. De verkar ha en Cp på ca 10%.
http://www.diva-portal.org/smash/get/di ... TEXT01.pdf
Eftersom att jag räknade på Cp=40% och fick fram 8800kWh/år, handlar det snarare om 2200kWh per år för det vertikala verket. Mindre än propellerns produktion alltså, trots 3 gånger större svept yta. Om propellern klarar Cp=0,4 alltså.
Re: Eget vindkraftverk mini
En sån där vertikal propeller sk "äggvisp" har ingen direkt vindriktning som ger mer energi utan där fungerar varje blad en väldigt liten del av varvet och sen ligger bladet antingen i lä eller mot vinden, visserligen är utformningen gjord så att dom skall bromsa så lite som möjligt men det hjälper inte upp verkningsgraden mer än nämnvärt...
Re: Eget vindkraftverk mini
Hittade ett företag som har två modeller av vertikala verk.
https://semtive.com/
https://semtive.com/wp-content/uploads/ ... ochure.pdf
Jag knappade in deras kurvor i Excel, och fick fram att deras Cp är kring 33%! Kan det stämma?
Deras M-modell har storleken 3x3m, och ska producera 2,4kW vid 11m/s.
Det är ungefär lika mycket som den här tyska med propeller med 3m diameter.
https://www.braun-windturbinen.com/prod ... is-2-5-kw/
Semtive hade en kalkylator på hemsidan, och när jag valde Såtenäs som ort gissade kalkylatorn att deras M-model (9m²) skulle generera 1200kWh per år. Här ovan fick jag fram att i Såtenäs kan en ideal vindsnurra på ett år generera ca 1000kWh/m², d.v.s 9000kWh för 9m², idealt. Cp för Semtives M i medel över ett år borde då vara 1200/9000 = 13%. Det stämmer ju bättre överens med slutsatsen i KTH-rapporten jag länkade till. Men skillnaden är stor mot 33%. Finns iofs många felkällor när man jämför som jag gjort.
Solpaneler brukar i Sverige producera motsvarande ca 1000 soltimmar per år. Så för att producera lika mycket som ovanstående vindkraftverk behövs 1200W installerad effekt. Det är ca 8 m² solpaneler.
Priset för Semtives 2,4kW-snurra är 6400 dollar. Priset för Antaris 2,5kW-snurra är 17500 EUR. Om vi antar att båda producerar 1200kWh per år, kan vi jämför med solpaneler. 1200W solpaneler bör kosta ca 30000 enligt Vattenfalls solcellskalkylator. Så här där jag bor är solpaneler billigare per producerad kWh. Men ute i Göteborgs skärgård, där det blåser mer, där är det nog inte så stor skillnad. Där kanske en vindsnurra vinner. De producerar nämligen mer än dubbelt så mycket där ute, än här, enligt Semtives kalkylator. Eftersom att effekten ökar med vindhastigheten upphöjt med 3, räcker det med 25% högre vindhastigheten för att produktionen ska dubbleras. Och att det skulle blåsa över 25% mer ute på kusten låter helt rimligt.
https://semtive.com/
https://semtive.com/wp-content/uploads/ ... ochure.pdf
Jag knappade in deras kurvor i Excel, och fick fram att deras Cp är kring 33%! Kan det stämma?
Deras M-modell har storleken 3x3m, och ska producera 2,4kW vid 11m/s.
Det är ungefär lika mycket som den här tyska med propeller med 3m diameter.
https://www.braun-windturbinen.com/prod ... is-2-5-kw/
Semtive hade en kalkylator på hemsidan, och när jag valde Såtenäs som ort gissade kalkylatorn att deras M-model (9m²) skulle generera 1200kWh per år. Här ovan fick jag fram att i Såtenäs kan en ideal vindsnurra på ett år generera ca 1000kWh/m², d.v.s 9000kWh för 9m², idealt. Cp för Semtives M i medel över ett år borde då vara 1200/9000 = 13%. Det stämmer ju bättre överens med slutsatsen i KTH-rapporten jag länkade till. Men skillnaden är stor mot 33%. Finns iofs många felkällor när man jämför som jag gjort.
Solpaneler brukar i Sverige producera motsvarande ca 1000 soltimmar per år. Så för att producera lika mycket som ovanstående vindkraftverk behövs 1200W installerad effekt. Det är ca 8 m² solpaneler.
Priset för Semtives 2,4kW-snurra är 6400 dollar. Priset för Antaris 2,5kW-snurra är 17500 EUR. Om vi antar att båda producerar 1200kWh per år, kan vi jämför med solpaneler. 1200W solpaneler bör kosta ca 30000 enligt Vattenfalls solcellskalkylator. Så här där jag bor är solpaneler billigare per producerad kWh. Men ute i Göteborgs skärgård, där det blåser mer, där är det nog inte så stor skillnad. Där kanske en vindsnurra vinner. De producerar nämligen mer än dubbelt så mycket där ute, än här, enligt Semtives kalkylator. Eftersom att effekten ökar med vindhastigheten upphöjt med 3, räcker det med 25% högre vindhastigheten för att produktionen ska dubbleras. Och att det skulle blåsa över 25% mer ute på kusten låter helt rimligt.
Re: Eget vindkraftverk mini
Inte en chans att det stämmer.Jag knappade in deras kurvor i Excel, och fick fram att deras Cp är kring 33%! Kan det stämma?
Re: Eget vindkraftverk mini
Det var väl just det som var problemet med alla kinesvindsnurror.. de svenska återförsäljarna tog bara kinesernas uträkningar rakt av, och sen när det inte stämde så krävde köparna att få lämna tillbaka grejerna var vid importörerna gick i konkurs.bearing skrev:I så få fall ljuger deras diagram i pdfen =)
Re: Eget vindkraftverk mini
Det är en bransch där det lovas guld och gröna skogar, man ljuger så det står härliga till, och konsumenten har väldigt svårt att bevisa motsatsen.
Re: Eget vindkraftverk mini
Om någon skulle vara intresserad utförde jag en del beräkningar för vindkraftverk, även små, för 5 år sedan. Jag lånade på bilioteket boken Windkraftanlagen, skriven av R. Gasch och J. Twelve.
Även andra böcker lånade jag om vindkraft t.ex. Erich Haus Windkraftanlagen, 5:e utgåvan, 2014, 936 sidor. Den lusläste jag och hitta en del tryckfel i text och tryckfel i ekvationer och påpekade detta för Herr Hau. Som tack fick jag av Herr Hau ett eget exemplar av boken kostar annars ca 2000 kr en sådan "bibel". Jag ser att det nu även finns en ny utgåva 6:e av den, där kanske mina påpekade tryckfel korrigerats.
De ansatta mekaniska och elektriska verkningsgraderna för de små vindkraftverken är säkert alltför högt satta, kanske bara ca 70 à 80 %.
Beräkningarna är för vindhastigheten de är utlagda för. Alltså momentant. Tyvärr blåser det nog sällan så mycket så man har den vindhastigheten. Ibland är det vindstilla.
På små vindkraftverk med ca 3 m rotordiam är rotorbladen inte vridbara, utan fasta. De är alltså då endast optimalt vridna vid sin utläggningsvindhastighet och vid alla andra vindhastigheter är verkningsgrad lägre. Rotorbladen kanske inte heller ens är optimalt vridna vid utläggningsvindhastigheten, pga ökad kostnad för sådan tillverkning.
Det står i Haus bok på sidan 68 till 71, hela 3,5 sidor av bokens 936 sidor ägnas vindkraftverk med vertikal axel, vilket antyder hur viktiga sådana är. Det står att en optimalt formgiven Savonius-Rotor(vertikal axel) kan uppnå i storleksordning Cp 0,25, dvs 25 %. Det mindre än hälften av Cp för ett horisontal-axlad vindkraftverk med rotorblad.
I Heidelberg, Tyskland byggdes ca 1988 en vertikalaxlat vindkraftverk av typ H-rotor med rotordiam 35 m och med märkeffekt 300 kW. Kanske finns det uppgifter på internet hur det funkar, funkade?
Även andra böcker lånade jag om vindkraft t.ex. Erich Haus Windkraftanlagen, 5:e utgåvan, 2014, 936 sidor. Den lusläste jag och hitta en del tryckfel i text och tryckfel i ekvationer och påpekade detta för Herr Hau. Som tack fick jag av Herr Hau ett eget exemplar av boken kostar annars ca 2000 kr en sådan "bibel". Jag ser att det nu även finns en ny utgåva 6:e av den, där kanske mina påpekade tryckfel korrigerats.
De ansatta mekaniska och elektriska verkningsgraderna för de små vindkraftverken är säkert alltför högt satta, kanske bara ca 70 à 80 %.
Beräkningarna är för vindhastigheten de är utlagda för. Alltså momentant. Tyvärr blåser det nog sällan så mycket så man har den vindhastigheten. Ibland är det vindstilla.
På små vindkraftverk med ca 3 m rotordiam är rotorbladen inte vridbara, utan fasta. De är alltså då endast optimalt vridna vid sin utläggningsvindhastighet och vid alla andra vindhastigheter är verkningsgrad lägre. Rotorbladen kanske inte heller ens är optimalt vridna vid utläggningsvindhastigheten, pga ökad kostnad för sådan tillverkning.
Det står i Haus bok på sidan 68 till 71, hela 3,5 sidor av bokens 936 sidor ägnas vindkraftverk med vertikal axel, vilket antyder hur viktiga sådana är. Det står att en optimalt formgiven Savonius-Rotor(vertikal axel) kan uppnå i storleksordning Cp 0,25, dvs 25 %. Det mindre än hälften av Cp för ett horisontal-axlad vindkraftverk med rotorblad.
I Heidelberg, Tyskland byggdes ca 1988 en vertikalaxlat vindkraftverk av typ H-rotor med rotordiam 35 m och med märkeffekt 300 kW. Kanske finns det uppgifter på internet hur det funkar, funkade?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Eget vindkraftverk mini
Intressant Haralt. Du har alltså räknat fram Cp med hjälp av aerodynamiska data för vingprofilerna i bladen, inklusive förlusterna p.g.a turbulens vid vingspetsarna. Turbinens Cp (0,5) hamnar närmare idealet (0,6) än vad jag hade trott!
En Savonius-Rotor verkar arbeta efter principen luftmotstånd. Vad blir max Cp på en vertikal turbin som använder principen lyftkraft? Eller var det för en sån turbin den här uppgiften gällde?Det står att en optimalt formgiven Savonius-Rotor(vertikal axel) kan uppnå i storleksordning Cp 0,25, dvs 25 %
Lägger in en kurva från en hyffsad elmaskin som referens, en Agni 95: Moderna elmaskiner kan ha över 95% verkningsgrad i den bästa punkten (98% har jag sett på vissa). Ett problem för vindkraften är att maskinen måste hantera ett stort effektområde. Dels enorma effekter i byvindarna under blåsiga dagar. Dels knapp någon effekt alls vissa dagar. Sammanfattningsvis en medeleffekt som ligger långt under max (45W/m² medel resp. 1200W/m² max i Såtenäs 2018, d.v.s förhållande medel:max på 1:25 ungefär, och det gäller mätning över 10 minuter, d.v.s inte byvindar). När vinden är svag blir utmaningen att ha så små tomgångsförluster som möjligt, d.v.s att det krävs ett så lågt vridmoment som möjligt för att maskinen ska börja generera effekt. Om vi tittar på grafen ovan handlar det om att kurvorna ska korsa x-axeln så nära y-axeln som möjligt. Enklaste sättet är att välja en mindre maskin, och på så sätt skala om hela kurvan. Men det ger såklart lägre maxeffekt. Så det blir ett val och en avvägning om man ska satsa på hög verkningsgrad när det blåser mycket (vilket det ju ytterst sällan gör) och då välja en stor maskin. Eller satsa på hög verkningsgrad under resten av året, och välja en mindre maskin som har mindre förluster vid låg effekt. Men då kanske man behöver bromsa turbinen mekaniskt när det blåser för mycket. Vilket ju är att kasta bort energi, om man inte kan använda den för uppvärmning på något vis. Hur som helst komplicerar ett sånt system konstruktionen mycket. En bättre lösning, som dock också är komplicerad, är ju att hantera starka vindar genom att ha vridbara blad som ställer sig med 0-lyft när det blåser för mycket. Dock kanske kraftverket ändå måste kunna hantera hela effekten, utifall att vridmekanismen skulle få problem?De ansatta mekaniska och elektriska verkningsgraderna för de små vindkraftverken är säkert alltför högt satta, kanske bara ca 70 à 80 %.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Re: Eget vindkraftverk mini
Ordagrant står det som framgår " Vid optimal formgivning kan Savonius-rotorn också göras som lyftkraftsnyttjande rotor. Den maximala effektkoefficient(Cp) ligger då i storleksordningen 0,25". Fungerar den endast som motståndsrotor då är effektkoefficient(Cp) ännu sämre.
I min beräkning ovan, vid olika anfallsvinkel beräknas vingprofilernas lyftkraftskoefficient, motståndskoefficient och glidtal.
Sedan räknar man ut Schmitz verkliga effektkoefficient Cp. Det är inte så komplicerat. Schmitz ekvationen hittar du nog på internet.
Stora 3-fas asynkron-elmotorer på ca 1 MW kan ha en elektrisk verkningsgrad på ca 0,98, dvs av tillförd elenergi omvandlas hela 98 % till mekanisk energi och 2 % blir värme. Små asynkron elmoter på 1 kW kanske bara har verkningsgrad på 0,70. Det är bara att titta i t.ex. ABB elmotorkatalog, där ser man att större 3-fas asynkronmotorer har högre verkningsgrad än små.
I min beräkning ovan, vid olika anfallsvinkel beräknas vingprofilernas lyftkraftskoefficient, motståndskoefficient och glidtal.
Sedan räknar man ut Schmitz verkliga effektkoefficient Cp. Det är inte så komplicerat. Schmitz ekvationen hittar du nog på internet.
Stora 3-fas asynkron-elmotorer på ca 1 MW kan ha en elektrisk verkningsgrad på ca 0,98, dvs av tillförd elenergi omvandlas hela 98 % till mekanisk energi och 2 % blir värme. Små asynkron elmoter på 1 kW kanske bara har verkningsgrad på 0,70. Det är bara att titta i t.ex. ABB elmotorkatalog, där ser man att större 3-fas asynkronmotorer har högre verkningsgrad än små.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av Haralt 1 november 2019, 21:42:38, redigerad totalt 1 gång.
Re: Eget vindkraftverk mini
Tack, intressant, ska kika mer på det.
Men angående elverkningsgrad så finns det betydligt bättre maskiner att tillgå är ABB's asynkronmotorer. En modern trefas synkronmotor (d.v.s den typ som sitter i de flesta elfordon) har utan problem över 90%, och de flesta över 95%. (Och som sagt har jag sett 98% för en speciellt bra design). Men den bästa verkningsgraden finns bara inom en andel av arbetsområdet. Därför kan det hända att verkningsgraden i medel över ett år bara blir 80% för ett vindkraftverk, även om maskinens bästa verkningsgrad i en punkt är 95%. Så jag sa inte nödvändigtvis emot dig. Men det handlar som sagt om avvägningar. Med rätt avvägningar tror jag nog man kan få till över 90% verkningsgrad från propelleraxel till batteribank i medel över ett år även på ett litet kraftverk.
Men angående elverkningsgrad så finns det betydligt bättre maskiner att tillgå är ABB's asynkronmotorer. En modern trefas synkronmotor (d.v.s den typ som sitter i de flesta elfordon) har utan problem över 90%, och de flesta över 95%. (Och som sagt har jag sett 98% för en speciellt bra design). Men den bästa verkningsgraden finns bara inom en andel av arbetsområdet. Därför kan det hända att verkningsgraden i medel över ett år bara blir 80% för ett vindkraftverk, även om maskinens bästa verkningsgrad i en punkt är 95%. Så jag sa inte nödvändigtvis emot dig. Men det handlar som sagt om avvägningar. Med rätt avvägningar tror jag nog man kan få till över 90% verkningsgrad från propelleraxel till batteribank i medel över ett år även på ett litet kraftverk.
