Malá vodní elekrárna

[Akord]

To máš teoreticky asi 16kW, otáčky jsi nenapísal, a neviem, či ide o ostrovný prípad, alebo nutné napojenie na sieť. Bánkiho typy turbín som neriskol, robil som jednu rovnotlakú, kde som zbytočne prišiel o účinnosť, nie znížením spádu, ale turbulenciou vody pri zahltení. Dobrú skúsenosť mám s Jonvalovou turbínou (podobná ako Girardova). Nastavovacie turbíny ako Kaplanka a spol. sú pri takýchto výkonoch príliš drahé a menej spoľahlivé.

[PowerFull]

Ak to hodím do jednej aplikácie tak mi to vypľuje

Účinnosť predpokladaná 78%
spád H 4,5m
prietok Q 400l/s
výkon 12,24 kW
menovité otáčky 288 ot/min
priebežné 518 ot/min

[Akord]

Nerozumiem, napísal si to príliš dohromady, nie som si istý, čo volíš, a čo počítaš, mohol si mi ušetriť jednu odpoveď. Prietok, spád a otáčky sú vždy zadávané hodnoty. To je voľba. Nepostupuje sa naopak. Takže sa vychádza z toho, aký je zdroj (prípadne alternátor), nie zdroj sa prispôsobuje turbíne. Takisto neviem, ka akému typu turbíny sa výpočet viaže. Napísané hodnoty korešpondujú. Pojem priebežné otáčky nepoznám, nepoužíva sa zrejme všade, zrejme ide o otáčky naprázdno.

[PowerFull]

zadané parametre sú pre Banki turbínu alebo Ossberger

spád H 4.5m
množstvo vody je Q 400 l/s

z toho my to dá pri 78% účinnosti výkon 12,24 kW

následne sa dostanem k menovité otáčky 288 ot/min ( pri zaťažení ) a priebežné 518 ot/min ( bez záťaže , na prázdno )

ak to správne chápem tak otáčky sú hlavne závislé od spádu a množstva vody a veľkosti priemeru obežného kolesa ktoré som zadal na 0.3m .

budem sa asi riadiť týmito parametrami len si ich prispôsobím mojim podmienkam

[Akord]

Otáčky závisia v prvom rade od alternátora, a až potom od ostatného, ide do značnej miery o ekonomickú záležitosť. Alternátoru sú najlepšie čo najvyššie otáčky, lebo tým klesá cena, rozmery a hmotnosť. Turbíne sú výhodné nižšie otáčky, lebo pri vyšších síce klesajú rozmery ale stúpajú parazitné javy a klesá účinnosť, aj keď klesá cena. Otáčky a priemer turbíny sú v priamom vzťahu so spádom.
Takže otáčky sa volia, nie počítajú, a to také, aby boli čo najnižšie s ohľadom na akceptovateľný alternátor, a neboli ešte tak nízke, kedy by turbína bola drahá. Priemer turbíny vyjde potom z týchto otáčok, a spádu. Dĺžka turbíny je potom funkciou hltnosti a prietoku.
Nemá vôbec zmysel idealizovať výpočty na desatinné miesta, keď v turbíne prevažujú straty vírením kvapaliny a pri malých turbínach sú v desiatkach %. Pri malých turbínach cena materiálu nie je taká výrazná a optimum je trochu inde, než pri veľkých. Bánkiho turbína má nevýhodu v tom, že napr. 2. prietok má optimum závislé na odoberanom výkone, ale lopatky sú pevné. Tiež tým, že je rovnotlaká (niekedy medzná) má zvýšené straty vírením oproti pretlakovým. Mne sa javila pretlaková turbína v tomto smere účinnejšia a vcelku spoľahlivá, urobil som rovnotlakú iba jednu, a možno aj poslednú. Pre väčšie spády je možno niekedy zaujímavá, ale podľa mňa sú všetky citlivé na hltnosť. To, že voda ide cez B. turbínu 2x nie je žiadna výhoda, iba skôr akýsi kuriózny kompromis s ohľadom na niekomu vhodné konštrukčné možnosti.

[PowerFull]

Ak sa nemýlim tak otáčky na turbíne sa dajú prispôsobiť ku generátoru správnym prevodovaním a tým sa zosúladia pre najväčšiu účinnosť generátor.

Len čo nastane ak priškrtím turbíne vodu ? tým mám menej vody na lopatkách a tým mi klesnú aj otáčky . Čo urobí potom generátor ? Klesnú mu nominálne otáčky a tým pádom bude dávať menši výkon stým že mu klesne aj účinnosť . Chcem tam dať asynchrónny generátor na ktorom však musím mať synchrónne otáčky aby som vyrábal energiu .Ako sa bude správať pri poklese objemu vody ?


ďalej som sa dopracoval aj ako vyrátať parametre kaplanovej špirálovej turbíny ale neviem aký ešte majú mať tvar lopatky a ako sa rátajú ich parametre ( plocha,zakrivenie atď.)
čo raz viac by som sa chcel pustiť do výroby kaplana tohoto typu .

[Akord]

Bankiho turbínu v tomto výkone chceš prevodovať? Načo? Je to stratové a drahé. To sa robieva bez prevodu, videl som na vlastné oči. Treba to spočítať tak, aby NOMinálne otáčky boli 750/min, alebo 1000/min, a použiť 8pól alebo 6pól asynchron. Pokiaľ je 12pól (500/min) tak aj ten, také motory sú však drahé a zriedkavé. Ide to aj navinúť z 2x výkonnejšieho 6pólu, pokiaľ má dosť drážok, je dosť veľkopriemerový.

Otáčky si asynchron aj tak nastavuje v dosť širokom rozsahu zaťaženia sám po pripojení na sieť. Otáčky turbíny bez zaťaženia motora/generátore musia byť vždy nadsynchrónne, ktoré po pripojení siete spadnú na mierne nadsynchrónne (+3 až +7%). Pokiaľ nebudú, že je málo vody, alebo nestačí tlak, tak motor energiu začne odoberať a turbína bude iba špliechať vodu.

Škrtiť vodu má význam iba výnimočne, ak je málo vody, ide o dosť stratový režim. Pretlakové turbíny sa pri škrtení správajú trochu inak, dajú sa dobre škrtiť aj na výstupe.


...ešte doplním...prečo chceš robiť Kaplana pri tomto výkone, vieš, čo robí Kaplana Kaplanom? Čo je predmetom Kaplanovho patentu? Nie tvar lopatiek, ten vyplynie vždy z výpočtu, a nie je závislý na názve turbíny, ale na spôsobe prívodu a je to o koncepte.
Predmetom je regulácia natočenia lopatiek rotora. To máš ale zároveň drahé riešenie, a bez regulácie rozvádzacích lopatiek aj tak málo účinné. Čo myslíš, prečo som siahol po tej historickej turbíne, čo som citoval? Lebo sa u nej dá urobiť relatívne ploché maximum účinnosti bez potreby regulácie. Že má malú hltnosť, a preto je treba povedzme 2x toľko železa, než Kaplanka sa pri týchto výkonoch vôbec nepremietne.

Kto trochu počítal turbíny, tak zistí, že meno turbíny nie je veľmi podstatné, ale rozhoduje, ako presnejšie chcem využiť prúdenie vody, fyzika nakoniec tie tvary prispôsobuje skôr parametrom, než názvom turbín. Tvar lopatiek nie je určený názvom turbíny.

[PowerFull]

Prečo stratové a drahé ? áno nejaká strata bude prevodom ako na priamo ale ved ja nechcem použiť komplikované prevody len väčšie kolečko sem a menšie tam v správnom pomere a je to .Veď takto to majú skoro všetky malé turbíny.

Tým škrtením som mal na mysli to že sa prietok cez rok mení a treba to podľa toho regulovať.

A prečo Kaplana ... je to najúčinnejšia možná varianta ktorá je dostupná aj napriek komplikovanej konštrukcii oproti Banki čo je v podstate mlynček na vodu

Viem čo robí Kaplana kaplanom ale ak poviem Kaplanova turbína tak poväčšine vie kto sa tomu rozumie čo to je ,dalo by sa povedať aj axiálna alebo propller ale to sa nepoužíva v takej miere .

Kaplanov je vela typov a každý sa hodí na iné podmienky ale v princípe sú rovnaké S-type , Vertical , Flume intake .....

tvar lopatiek však ovplyvňuje ako bude na nich zaberať voda,takže je to dosť podstatný parameter pri Kaplanovy.Viem aký ma mať priemer rotor a akú časť majú tvoriť lopatky a ich počet, neviem však aký majú mať najúčinnejší tvar a štýlom pokus omyl nechcem ísť alebo sa tomu pokiaľ sa dá vyhnúť čo najviac . Videl som aké sa používajú zakrivenia ale nejaké vzorce by neboli na škodu aspoň na plochu lopatky.

[Akord]

1. Prečo stratové a drahé ? áno nejaká strata bude prevodom ako na priamo ale ved ja nechcem použiť komplikované prevody len väčšie kolečko sem a menšie tam v správnom pomere a je to .Veď takto to majú skoro všetky malé turbíny.

2. A prečo Kaplana ... je to najúčinnejšia možná varianta ktorá je dostupná aj napriek komplikovanej konštrukcii oproti Banki čo je v podstate mlynček na vodu
Viem čo robí Kaplana kaplanom ale ak poviem Kaplanova turbína tak poväčšine vie kto sa tomu rozumie čo to je ,dalo by sa povedať aj axiálna alebo propller ale to sa nepoužíva v takej miere .

To by si zaslúžilo podrobnejšie, ale toto nie je vždy optimálny priestor na efektívne reakcie. Našiel si si dávnejšiu SZ? Takže aspoň stručne:

1. Nie je to pravda, naopak, žiadna poriadna efektívna malá turbína to nemá, nemusím si brať referencie z tých menej podarených. Aj Bánkiho čo som videl podobné boli napriamo.

2. Nie je to pravda. Opakujem, nie názov robí účinnosť. To, čo čítaš v literatúre sú dosahované účinnosti v určitých konkrétnych a obvyklých prípadoch. Rovnaké účinnosti ako Kaplan môžu dosahovať aj iné turbíny za porovnateľných podmienok, iba majú spravidla menšiu hltnosť, než Kaplan, čo pri nízkych výkonoch nie je ekonomická nevýhoda. Aj mlynské koleso môže mať cez 90%, ak je stavané na účinnosť. Axiálna turbína/propeler bez rozvádzacích lopatiek je o ničom, a s rozvádzacími nie je lepšia, než ostatné typy pretlakových turbín. Je to vec čisto konštrukcie. Kaplan je Kaplanom prakticky iba kvôli natáčaniu lopatiek rotora. Nie teda tvar lopatiek určuje, či ide o Kaplana, ako býva laicky podávané. Krivosť sa počíta analýzou rýchlostných trojuholníkov v rezoch za určitých podmienok, nie priamo nejakým vzorcom. Softver na analýzu trojuholníkov jedno akej turbíny som si dávnejšie napísal, bez toho je to dosť nepraktické. Verzie Kaplanov sú o konštrukčnom riešení, zakrivenie lopatiek je pre rovnaké hydraulické pomery všade rovnaké. Kaplan je tiež normálne chúlostivý na pracovné parametre, s tými účinnosťami je vysoko iba preto, že pri veľkých výkonoch v energetike si dávajú na všetkom dosť záležať, a kadečo optimalizovať, majú poruke merané hodnoty, detailné riadenie rozvádzača a rotora. Pri turbínach v jednotkách/desiatkach kW je to neefektívne, uprednostňuje sa jednoduchosť a spoľahlivosť. Zabudni na otáčavé a dobre netesnené puzdra v čo len trochu mútnej vode, vrátane plastov. Alebo je to príliš zložité, mám skúsenosť. Oriešok je vyriešiť už jediné oporné ložisko rotora, ak potrebuje byť utopené. Bežné púzdra vydržia tak mesiac. Ak sa dá, je lepšie letmo, alebo mimo vodu. Do podrobností už asi viac nemusím.

[PowerFull]

Tak pekne od zaciatku,pustim sa najprv do Banki turbiny aby som sa priucil tomu poriadne.Vedel by si mi potom skontrolovat vypocty ci su spravne,ci sa niekde nedopustam chyby,lebo som nasiel niekolko varian vzorcov a aj prikladov a potom su aj vysledky ine.To ma trochu metie

[PowerFull]

Pozeral som po asynchronnych motoroch od Siemens na 975 a 725 otc/min su za celkom prijatelne ceny a maju dostupne podrobne informacie o nich.

[Akord]

Tak pekne od zaciatku,pustim sa najprv do Banki turbiny aby som sa priucil tomu poriadne.Vedel by si mi potom skontrolovat vypocty ci su spravne,ci sa niekde nedopustam chyby,lebo som nasiel niekolko varian vzorcov a aj prikladov a potom su aj vysledky ine.To ma trochu metie

Skús poslať na mail.

Mimo téma (offtopic)

Sem píšem už obmedzene. Je to tu z hľadiska morálky často dosť mimo, kdekto tu môže šíriť hocijaké nepodložené závery nejakej sekty alebo bludy.

[lelek]

270220121316_1.jpg

Mám takovýto jízek víz foto. Spád cca 25 cm průtok cca 10l/sec (měřeno kýbem ;-)
Chtěl bych z toho vyrazit ve finále asi 6W (12V 0.5A) k nabíjení malé baterky pro LED svícení v chatě. Uvažuji o kole - nejspíš korečník se středním nátokem o průměru cca 50-60cm
Nebo má někdo lepší nápad?
Díky
L.

[JOVA]

Trochu zeširoka: toho výkonu na jezu bez úpravy moc není, nějakých cca 25W (http://mve.energetika.cz/sikovneruce/jaky-je-vykon.htm) . Asi to bude chtít nějaké úpravy na zvýšení výšky, nebo šetřit s každým watem. Nevím jaké jsou další provozní podmínky, množství voda během roku…, ale v dnešní době bych se snažil postavit buď něco mobilního, co lze jednoduše sbalit a uklidit pod zámek, pak by šlo zřejmě využít a upravit to betonové koryto a udělat na něj, jenom to vodní kolo nandavací (http://mve.energetika.cz/vodnimotory/kola-obecne.htm) , nebo to naopak zalít do betonu a dát tomu vzhled nenápadné trubky, pak by se dal zřejmě použít princip vrtulové turbíny (http://mve.energetika.cz/vodnimotory/turbiny-obecne.htm) . Dále bude hodně záležet na druhu generátoru který seženeš a podle toho se bude muset volit i typ vodního motoru a k němu i eventuelně patřičné převody.

[lelek]

To Jova,

jak bez úprav !!!!! To už je kua po úpravě ;-) Víc z toho nedostanu a víc vody taky nepřiteče.....
Jo a 'Laikovo' stránky mám načtený. už před lety

L.