Circuito Gerador de Turbina Eólica de Eixo Vertical Simples

O post explica um circuito gerador de turbina eólica de eixo vertical simples usando um dínamo gerador de alta potência pronto e um mecanismo de turbina eólica de eixo vertical. A ideia foi solicitada pelo Sr. Taibani.

Objetivos e requisitos do circuito

Espero que você esteja bem. Em primeiro lugar, obrigado por todo o grande conhecimento e informação que você forneceu aqui é muito apreciado. Estou tentando fazer um projeto de gerador VAWT de baixo RPM feito em casa, que pode gerar energia suficiente para operar uma fábrica de pequena escala

Preciso de sua ajuda na seção de enrolamento.

1) Projeto correto do enrolamento de cobre para baixas rpm.

2) Calibre correto do fio de cobre.

3) Número de voltas do enrolamento.

4) Qual material do núcleo deve ser usado para baixo arrasto (efeito Lenz).

Por favor, ajude-me e aos seus leitores com seu grande conhecimento.

O design

Projetar um motor VAWT não é fácil e pode exigir bons conhecimentos na área e, no momento, para mim isso parece muito complexo e não tenho nenhuma ideia a respeito do mesmo.

No entanto, para qualquer leigo, a ideia pode ser facilmente implementada por meio de um gerador pronto, conforme descrito abaixo:

Abaixo está um exemplo de um dínamo de 10.000 watts que poderia ser usado para a aplicação proposta de gerador de turbina eólica de eixo vertical

Em vez de enrolar você mesmo um gerador eólico de eixo vertical, uma ideia mais simples seria configurar o mecanismo VAWT com um alto watt gerador ou um dínamo através de uma engrenagem calculada corretamente ou relação polia / correia.

Por exemplo, o dínamo de 10 kv mostrado acima tem especificações de geração de 10000 watts a cerca de 3600 RPM, o que implica que se a relação da polia de 1: 100 for configurada, o dínamo seria capaz de produzir a quantidade nominal de energia com o VAWT girando a apenas cerca de 36 RPM, o que poderia ser alcançado talvez até em velocidades de vento tão baixas quanto 5 km por hora.

Como configurar as turbinas

O diagrama a seguir mostra um design de configuração aproximado para a implementação explicada acima:

A figura acima mostra um simples modelo de turbina eólica de eixo vertical , a turbina helicoidal vertical é projetada para capturar o fluxo de vento em uma metade de sua extensão, enquanto permite o fluxo livre na outra metade, fazendo com que a hélice inicie um movimento de rotação com alto torque.

Sendo vertical em seu posicionamento, o VAWT não depende das direções do vento, ao contrário das turbinas eólicas de eixo horizontal tradicionais. Essa vantagem faz com que o VAWT sustente suas operações em todas as condições de vento, independentemente da direção do fluxo.

O eixo vertical central da turbina pode ser visto acoplado a um volante gigante, que se supõe ser muito maior do que a roda acoplada ao eixo do gerador.

Quanto maior a proporção, maior será a conversão, mesmo em velocidades de vento mínimas.

Com uma proporção de 1: 100, o gerador poderia estar gerando em sua capacidade total e especificação, com o VAWT movendo-se a escassos 50 RPM ou até menos. Essa velocidade, por sua vez, poderia ser alcançada em velocidades do vento não superiores a 5 a 10 milhas por hora.

Controle da velocidade VAWT usando o circuito regulador de shunt

A configuração explicada acima é para facilitar conversões eficientes em baixas velocidades de vento, mas o que acontece quando o vento é rápido ou durante condições de tempestade.

Se essa situação não for resolvida, pode-se facilmente remover o enrolamento do gerador e queimá-lo em pouco tempo.

Para controlar a velocidade VAWT em velocidades de vento perigosas, o seguinte circuito regulador de derivação pode ser usado com a saída do gerador para atingir uma velocidade constante no gerador e no VAWT.

Na figura acima, a saída do gerador é aplicada a uma rede de reguladores shunt triac de alta corrente através de um módulo retificador de ponte de 50 amperes.

O valor do diodo zener determina o limite de controle, que é mostrado como 220 V no diagrama. Isso significa que em nenhuma circunstância a tensão do gerador pode exceder a marca de 220 V e, se isso acontecer, o excesso de energia é simplesmente desviado ou colocado em curto com o terra através do triac.

Isso garante uma rotação controlada do gerador, mesmo em velocidades de vento formidáveis, mantendo todo o sistema estabilizado e seguro.

Se o gerador usado for do tipo trifásico, o regulador shunt mostrado acima pode ser substituído por um Regulador de shunt trifásico usando SCRs .

Se você tiver alguma dúvida sobre o circuito gerador de turbina eólica de eixo vertical discutido, sinta-se à vontade para expressá-la por meio de comentários