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Titolo: generatore eolico

salve
c'è x caso qualcuno che ha avuto esperienze con la costruzione di un
generatore eolico?
x' avrei delle questioni da risolvere x quanto riguarda il rotore, o meglio
la forma della pala.
ciao
grazie
--
umberto
Per risposte in privato leva 1@

meglio la forma della pala.
Ti passo un mio vecchio post in argomento, che è una puntata
di una serie di messaggi di circa 2 anni fà che avevo postato su questo NG,
e che avevo  intitolato : "Come si calcolano gli aerogeneratori".
Cordialità.
            Paul
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Continuo la bibbia sugli aerogeneratori, nella consapevolezza, temo
peraltro, di far passare la voglia di costruirne uno.
Se è stata determinata la velocità media del vento, e questa risulta
migliore all' incirca di 5 m/sec, si può proseguire il progetto
d' impianto con il calcolo di un rotore ad elica.
Riassumo brevemente i principali dati caratteristici di un' elica :
- diametro
- passo
- forma in pianta della pala
- numero delle pale
- lunghezza di corda
- profilo della pala
Analizziamoli  uno alla volta (così non ci viene il mal di testa), con
l' avvertenza, per i più pigri, di paragonare la singola pala dell' elica
ad un' ala di aeroplano, con la quale ha molte attinenze.
- Diametro: è la cosa più facile a determinarsi, perchè basta
applicare la formula della potenza estraibile dal vento, dopo aver
inserito i dati della velocità media e della potenza che vogliamo ricavare.
Esempio: con un vento di 5 m/sec, e la richiesta di 150 Watt
disponibili al mozzo dell'elica (che sono quelli che faranno girare,
tramite la trasmissione, l' alternatore), il risultato sarà di 2,62 mt.
(Vedere i precedenti post per la formula).
Questo per un' elica bipala. Un' elica tripala a parità di potenza avrà
un diametro minore, ma anche una velocità di rotazione più ridotta.
Sceglieremo perciò l' elica a due pale, per avere rapporti di trasmissione
all' alternatore più bassi.
- Passo : è l' avanzamento che fà l' elica nella direzione di moto in una
rotazione completa. (Immaginate l' elica come una vite che si impana
in un foro filettato; un giro completo della vite determina un avanzamento
che è proprio il passo della vite stessa). In effetti l' elica gira non in
un materiale solido, come la vite nel metallo, ma in un fluido compressibile
ed espandibile come l' aria, e perciò in realtà avanzerà un po' di meno
del suo valore nominale di passo.
La differenza tra il passo teorico e quello reale si chiama regresso.
Inoltre l' elica, quando ruota ad una certa velocità, ha in tutti i punti la
medesima velocità angolare. Non altrettanto costante è la velocità
periferica di ciascun punto lungo la pala, che aumenta dal mozzo
verso l' estremità.
Incrementando tale velocità, cambia di conseguenza anche il valore della
spinta aerodinamica prodotta nelle varie sezioni della pala, nel senso
che aumenta dalla radice della pala verso l' estemità.
Sino ad un certo punto, però, perchè oltre, a causa dell' inclinazione
costante della pala, il profilo dell' elica andrà in "stallo", cioè si avrà
una brusca caduta della spinta.
Con l' inclinazione costante della pala rispetto al vento, cioè, un solo
punto della pala lavorerebbe in condizioni ottimali, avendo i punti
più vicini al mozzo che producono una spinta inferiore, e quelli
più esterni, vicini all'estremità, che lavorano in condizioni di stallo
e quindi di spinta quasi nulla.
Per questa ragione, l' angolo d' inclinazione del profilo della pala deve
essere diminuito progressivamente dal centro di rotazione all' estremità,
cioè deve essere svergolato. E' questa necessità che dà all' elica quella
sua tipica forma caratteristica, che peraltro si ritrova anche nelle eliche
marine, nelle pale dei ventilatori, nelle turbine ecc.
Diametro, passo, numero dei giri di un' elica sono interconnessi e
determinano le condizioni di lavoro della stessa.
Se prendiamo a riferimento il gruppo elica-motore di un aereo,
ad esempio, si scoprirà facilmente che, in base alle condizioni di volo,
sarà utile poter variare il passo dell' elica : basso per la salita in
quota, più alto per la velocità di crociera, ancora più alto
per la velocità massima.
E' più o meno la funzione che ha il cambio di velocità delle automobili,
con il quale si adatta un certo regime di giri motore alle condizioni
di carico.
Meglio ancora se ci sarà un dispositivo automatico che varierà
automaticamente il passo in funzione di un determinato regime di
rotazione del motore (elica a passo variabile a giri costanti).
Per i rotori eolici, è più o meno la stessa cosa, solo che l' elica, anzichè
essere condotta dal motore, fornisce potenza all' albero.
Ecco perchè i rotori eolici ad elica più sofisticati hanno un dispositivo,
realizzato in vari modi, per variare automaticamente il passo in funzione
della velocità del vento.
Un passo minore consentirà un avviamento con venti più leggeri, e mano
a mano che il vento aumenterà, la crescita del valore di passo consentirà
di "scaricare" sul carico (cioè il generatore di corrente), la massima
potenza possibile. Se per caso il vento dovesse assumere intensità
insostenibili, un ulteriore aumento del passo porrebbe l' elica in
condizione di spinta quasi nulla (elica in bandiera).
Per semplicità meccanica, ci si dovrà accontentare, almeno per la prima
realizzazione, di rotori a passo fisso.
Comunque calcolare il passo per un' elica eolica è abbastanza difficile
da determinare a priori, se non altro per l' incognita della velocità
ottimale del vento, ed in ogni caso è bene poter prevedere
degli aggiustamenti del valore di passo da potersi eseguire con l' elica
già installata.
Per questo, è meglio di tutto fabbricare delle pale singole, da fissare
meccanicamente al mozzo tramite viti e dadi con un sistema che permetta
degli aggiustamenti (ad esempio con fori asolati su flangia e controflangia
accoppiate con viti passanti).
In sede di costruzione, peraltro, si potrà  fissare un certo svergolamento
fisso: ad esempio, dal mozzo all' estremità, si potrà diminuire l'
inclinazione della pala di un valore tra 10 e 15 gradi circa, che sarà
più che sufficiente per la maggioranza delle condizioni di lavoro.
- Forma in pianta della pala: come un' ala di aereo, può avere molte
forme,  rettangolare, rettangolare ad estremità raccordata, trapezioidale,
ellittica, con varie curvature a piacimento.  Ognuna ha
vantaggi e svantaggi, ma se vogliamo la massima semplicità
adotteremo quella rettangolare, che è più semplice da costruire, oppure
leggermente trapezioidale, cioè con la corda (vedere più avanti) vicino
il mozzo un po' più grande di quella all' estremità della pala.
Questa seconda forma ha il vantaggio, rispetto alla prima, di avere un
rendimento leggermente più elevato, perchè produce meno resistenza
indotta dai vortici di estremità (è lo stesso caso delle ali degli aerei,
che in genere hanno pianta trapezia, sebbene non manchino casi di ali
perfettamente rettangolari, costruite per lo più per semplicità
costruttiva).
- Numero delle pale :  per i motivi  già spiegati  in  precedenti post,
 ne adotteremo due; (ricordate ? Minore è il numero delle pale, maggiore
 è la velocità angolare con la quale girerà con un vento dato).
- Lunghezza di corda e profilo della pala : ricordando che nelle eliche
la corda è la larghezza delle singole pale, ed il profilo è la forma che
ha la sezione della pala secondo la direzione normale all' asse della pala
stessa e parallela alla lunghezza di corda (mi seguite ?), bisogna dire
che questi due parametri sono legati costruttivamente l' un l' altro.
Una corda piccola (cioè una pala di forma stretta ed allungata), avrà
un piccolo spessore, che sarà più difficile da costruire, anche se più
efficiente.
Ma come si determina la lunghezza di corda ?
Per non annoiare troppo con formule e concetti teorici, che permettono
di determinare, (dato un certo diametro delle pale,  il numero delle stesse,
e la velocità del vento), il valore della superficie delle pale, e quindi di
conseguenza anche quello della corda, (peraltro a disposizione
per i più curiosi), ho già calcolato la lunghezza di corda nel caso
preso ad esempio (cioè velocità del vento di 5 m/sec e diametro 2,62 mt,
 2 pale), la lunghezza di corda, che viene  20 cm, adottando
una forma di profilo piuttosto spessa, che è più adattabile
alle varie condizioni di lavoro, e che ci tornerà utile per costruire
facilmente la pala e poter inserire nella stessa un longherone
di rinforzo al quale fisseremo anche la flangia d' unione al mozzo.
Se si vuole che la forma della pala sia trapezioidale, in maniera da
aumentare leggermente l' efficienza e favorire l' avviamento
del rotore a bassa velocità, basta scegliere il valore di corda
più vicino al mozzo, e con la formula dell' area del trapezio calcolare
di conseguenza quella, leggermente più ridotta, all' estremità.
Per quanto riguarda il disegno del profilo, ci sono pronte apposite
tabelline, conosciute tra l' altro dagli aeromodellisti, che permettono
di disegnarlo in qualunque scala possa servire.
Per i curiosi, ho adottato (o meglio scopiazzato) un profilo NACA 4421,
piano convesso a forte spessore, avente uno spessore relativo del 21 %,
il che fà per la nostra pala, di 20 cm di corda, uno spessore max
della stessa di  40  mm.
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 e che avevo  intitolato : "Come si calcolano gli aerogeneratori".
WOW !!! Bellissimo, complimenti.
Perche non riposti le altre puntate?
Hai anche qualche idea su un misuratore di velocita' del vento magari da
interfacciare ad un computer?
Volevo anche segnalare :
http://homepages.enterprise.net/hugh0piggott/Scoraig/index.htm
http://www.otherpower.com/otherpower_wind.html
Ciao
-- 
mac.com
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             Paul
Articolo molto interessante con spiegazioni chiare.
Due anni fa non vi conoscevo ancora e mi  sono perso le altre puntate.
Puoi dirmi come trovarle?
Mi farebbe piacere leggerle.
Grazie da Fabbrogiovanni.

Mi farebbe piacere leggerle.
Alcune cose le trovi su 
http://welcome.to/ihf
Non aggiornato ma di paulhass ci sono un sacco di cosette ...
Altrimenti... google --- gruppi .... e cerchi i mail di PaulHass ...se
hai un sacco di tempo :-)

 ha scritto nel messaggio
news:puf2rugttvts32osb...@4ax.com...

Me lo sono letto tutto.
Grazie mille.
Fabbrogiovanni

 
lo aveva fatto tempo fa mi pare la GPE; credo che i progetti fossero 
pubblicati su Radio Kit
In pratica 3 coppette su cuscinetto a sfere che facevano girare un 
encoder ottico; la frequenza ottenuta, con opportuni calcoli veniva 
correlata alla velocita' del vento
Vale la pena ricordare che, come per tutti gli strumenti meteorologici, 
la precisione ottenibile e' funzione di una corretta installazione, cosa 
che non e' sempre facile ottenere
Adriano

 interfacciare ad un computer?
Non saprei, io sono rimasto fermo all' anemometro... con le palle
che girano.
Cordialità.
          Paul

 che girano.
Ma allora sono un esperto e non lo sapevo!;-)
Me la cavo con contatto reed per contare i giri ed un po' di
calcoli,Giusto?
-- 

Ma allora sono un esperto e non lo sapevo!;-)
Espero di palle che girano?

 calcoli,Giusto?
Invece del reed (che presuppone un magnetino solidale alla girante e la
sbilancia) fai una cosa optoelettronica, una ruota fonica con tanti buchi
che gira nella fessura di un finecorsa preassemblato  led-fotodiodo. A ogni
rivoluzione della girante avrai anche molti piu' impulsi elettrici e una
maggior precisione.
ciao
B.

 B.
Giusto! E poi ne ho una trentina ad aspettarmi in un cassetto!
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