Kirjoittaja Aihe: vesi energiaa mökille  (Luettu 26993 kertaa)

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #90 : 25.01.20 - klo:19:20 »
Sain ketjupyörät ja ketjut (3:1) asennettua lopultakin paikoilleen. Ketjukiristimen osia piti jonkin verran leikellä kulmahiomakoneella ja siinä sattui harmittava virhe kun en suojannut generaattoria kipinäsuihkulta - staattorilevyjen välissä on nyt jonkinverran ylimääräistä silppua, joka pitää yrittää kaivella pois. Olisi pitänyt ajatella ensin ja tehdä sitten vasta :o En haluaisi enää irrotella levyjä akselilta kun homma on työläs ja siinä on omat riskinsä. No hyvä puoli on se, että rattaat ja turbiiniakseli tuntuvat toimivan ok käsin pyörittelemällä ja ketjupyörät/välityksen voi myös vaihtaa tarvittaessa. Välityksen saa muutettua ainakin 4:1 asti, mutta pienempi 10T toisioratas vaatii paksumman akselikauluksen, jotta ketjulle jää riittävästi tilaa - jätin kauluksen toistaiseksi tekemättä ja palaan asiaan sitten, jos välitystä pitää kasvattaa.

Huomenna vuorossa on joko turbiinisiivekkeet tai vortexin jalakset tai vähän molempia. Ja generaattorin kevyt pohjamaalaus heti kun saan hitsisaumat hieman siloiteltua.

***päivitys***
Kulmaraudasta tehdyt jalakset on nyt kiinni vortexissa ja kaikki metallipinnat on suojattu hapettumista vastaan. Neljän jalan leikkelyyn ja kiinnityseen kului aikaa 4 tuntia. Ison altaan käsittely oli aika raskasta, mutta jatko on toivottavasti helpompaa vähän pienempien osien kanssa. Turbiinisiivet jäävät seuraavaan kertaan ja altaan tiivistys onnistuu paremmin vähän lämpimämmällä säällä.
« Viimeksi muokattu: 26.01.20 - klo:16:07 kirjoittanut vesioinas »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #91 : 26.01.20 - klo:16:14 »
Pari kuvaa viikonlopun jäljiltä
https://imgur.com/a/hTVSwuZ

Jalat voisi vielä sitoa toisiinsa pohjakartion alapuolelta.

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #92 : 04.02.20 - klo:15:21 »
Kelien lämpenemistä odotellessa piirsin ajankuluksi pienen kannettavan voimalan, jonka rungon voisi tulostaa valmiiksi parissa päivässä. Generaattorina on 350W 24V 2700rpm dc-moottori MY1016, joka saapuu testattavaksi viikon sisään. Moottorin jatkeena on muovinen 210mm sähköperämoottorin potkuri, jossa on mahdollisimman pieni nousu. Potkuriakseliksi (stuffing box) löytyi rc-veneisiin tarkoitettu teflon-putki, jonka sisällä on rst-akseli. Akselikeskittimenä toiminee cnc-steppereissä käytetty alumiinispiraali. Potkurin kiinnitys pitää ratkaista vielä jotenkin.

Cad-kuva täällä - rungossa on 3 osaa:
https://m.imgur.com/a/VoRi1BQ

Vastaava laite löytyy valmiina esim. Ebaystä, mutta hinta on reilut 400eur kuluineen, eikä tuotosta ole takeita.
https://www.ebay.com/itm/Portable-Hydro-Turbine-Power-Generator-300Watts-12volts/392667001964

Tässä lyhyt video ko. härvelistä https://youtu.be/8-pyBAXQrMQ
« Viimeksi muokattu: 04.02.20 - klo:15:44 kirjoittanut vesioinas »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #93 : 07.02.20 - klo:09:40 »
Spinoff-projekti tulostettuna :D
https://imgur.com/a/u8Z08ny

Korkeus on vähän vajaat puoli metriä. Diffuusorin halkaisija on 220mm.

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #94 : 13.02.20 - klo:20:23 »
Micro vesiturbiinin päivitys - ensimmäinen kotelo oli turhan ahdas moottorille, joten tilaa piti kasvattaa millin verran. Paransin samalla päätykappaleen sovitusta.
https://imgur.com/a/wnahDbh

Potkuri paikoillaan:
https://imgur.com/a/LBSdlGG
Potkurissa on reikä 10mm akselille, joten tulostan siihen sopivan sovitepalan vähän pienempää akselia varten. Diffuusorin kiinnikkeet on hitsattu samalla perusaineella paikoilleen.

Alibabasta saa ostettua vähän isomman 200W mallin puolellatoista tonnilla
https://cqtongli.en.alibaba.com/

Viikonloppuna suunnitelmissa on jatkaa vortexin työstöä saumoja tiivistämällä.
« Viimeksi muokattu: 15.02.20 - klo:16:09 kirjoittanut vesioinas »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #95 : 15.02.20 - klo:14:49 »
Puro virtaa taasen vuolaana kun lumet sulavat:
https://imgur.com/a/D0MolUL
Ensimmäisen laskun kohdalle laitan micro hydro turbiinin ja padon kohdalle tulee vortex.

Mietin tuota micro turbiinin kiinnitystä ja ratkaisuna voisi olla bilteman pvc-lepuuttaja, joita saa eri pituisina lähes metrin mittaan asti. Lepuuttajan varassa kelluva ratkaisu sallii pinnankorkeuden vaihtelun, joka oli selvästi havaittavissa kuluneen viikonlopun aikana kun lumi alkoi sulaa vesisateessa. Turbiinin kiinnitys onnistuu helposti lepuuttajan päätyreikiin ja kokonaisuuden saa pysymään sopivassa kohdassa virtausta puron yli viritetyllä vaijerilla. Tuossa suunnitellussa kohdassa on joskus aikoinaan ollut jonkinlainen kärrypolku ja pieni silta - pilarien jäänteet ovat yhä näkyvissä. Keräsin siihen kiviä viime kesänä pientä vesipyörää varten, joten uoma pitää vielä kaivaa paremmin auki.
« Viimeksi muokattu: 16.02.20 - klo:20:58 kirjoittanut vesioinas »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #96 : 16.02.20 - klo:18:17 »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #97 : 17.02.20 - klo:14:03 »
UK:sta voi tilata vielä vuoden loppuun asti tavaraa vanhaan malliin ennenkuin tullaus muuttuu. Löysin ebaystä myyjän boltonbearings, joka toimittaa DIN8187 1/2" (08B1) yksirivisiä napaketjupyöriä. Seuraava sopiva koko voisi olla 57t malli, jos nykyistä 1:3 -välitystä on varaa kasvattaa (vasemmanpuoleinen ensiö kuvassa https://i.imgur.com/LAtDG57.jpg). Jos akselin säätövara vaan riittää niin ketjuakaan ei tarvitse pidentää. Tuon isomman rattaan hinta on varsin kohtuullinen eli 38+6eur rahti. Mutta en tilaa uutta osaa ennen nykyisen välityksen testaamista.

Talvilomalla voisi olla aikaa muille vähän isommille päivityksille (syöttökanava, turbiini, kiinnikkeet generaattorimodulille,...) halkohommien ohessa. Ensiksikin ketjukiristimien sijoittelua pitäisi muuttaa, jotta generaattorin saa purettua osiin tarvittaessa. Ja hyvällä tuurilla micro hydron saa myös vesille, jos akseliholkki ja -sovitin ehtivät perille ajoissa. Erilaisia buck-boost -moduleita on myös valmiiksi saatavilla mm. akkukäyttöä varten. Piirsin ja tulostin akselikeskittimen potkurille, joten akselikiinnityskin on jo ratkaistu.

***päivitys***
Mittasin nopeasti tuon micro hydro generaattorin MY1016 lähtöjä. Pienellä akkuporakoneella sai aikaiseksi n. 50W oikosulkutehon, jolloin johtimissa virtasi 16A tehollista virtaa. Käämien resistanssi on 0.2ohm. Jos laskin oikein niin 3V lähtöjännitettä vastaavalla kierrosnopeudella saan generaattorista ulos 10W. Tarkoitus on kytkeä generaattorin perään 80W boost-invertteri, jonka sisäänmeno toimii 2V jännitteeseen asti. 5A virralla jännite tippuu voltin generaattorin käämeissä ja 5A*(3-1)V tuottaa 10W. Uskoisin, että veden virtausnopeus riittää kyllä tuplaamaan ko. lähtötehon - kierrosnopeudenhan ei tarvitse tuplautua.  Koska turbiini pyörii 24/7 niin päivässä syntyisi näillä oletuksilla noin puolikas kilowattitunti. Monistamalla saisi sitten tuotettua moninkertaisesti enemmänkin. Näitä on hauska laskeskella, mutta todellisuus on helposti jotakin muuta. Jos akku on täynnä, eikä ota varausta täydellä teholla vastaan tai turbiini menee jumiin roskien tai jäätymisen vuoksi niiin tuotto jää saamatta, eikä toimintavarmuuteen voi luottaa sataprosenttisesti. Kamerajärjestelmien yhteydessä on joskus sattunut sellainenkin tapaus, että oletettavasti orava oli jyrsinyt johdot poikki. Kaikkeen ei voi aina varautua.
« Viimeksi muokattu: 18.02.20 - klo:00:20 kirjoittanut vesioinas »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #98 : 23.02.20 - klo:20:48 »
Microturbiini valmiina huomiseen vesillelaskuun
https://aijaa.com/lDmJ5y

Potkuriakseli on 100mm pitkässä rasvaholkissa, jonka molemmissa päissä on messinkiset liukulaakerit. Turbiinin päätyosa on liimattu kiinni sikaflexillä. Kellukkeena on 12L lepuuttaja, joka menee suunnilleen puoliksi uppeluksiin turbiinin painosta. Puron vedenkorkeus on lähellä kaikkien aikojen ylärajaa, joten nyt on hyvä aika testata. Testikuormana toimii 0.5ohm 100W vastus.

***päivitys***
Laskin microturbiinin tänään vesille ensimmäisen padon taakse, jossa vesi vaikutti virtaavan hyvällä vauhdilla. Turbiini tuntui pysyvän hyvin paikoillaan vesipyörteistä huolimatta. Kellukkeena toimiva lepuuttaja saattaa olla turha turbiinin onton rakenteen vuoksi, mutta siitä on tuskin mitään haittaakaan. Peräosan täyttö oli 3D-tulosteessa 50% ja etuosan ontossa päätykappaleessakin on vain solumuovia täytteenä. Ehdin mitata lähtötehoksi viitisen wattia kun potkuriakselin 3D-tulostettu sovitekappale antoi periksi ja potkuri alkoi pyöriä tyhjää. Harmittava juttu, mutta onneksi sisäpuolen akselisovitin vaikuttaa  ehjältä, eikä rakennetta tarvitse purkaa uudelleen auki. Mikään epoksiliima ei kyllä kestä potkurin lukituksessa, joten koitan tehdä rst-latasta vähän isomman laipan, jolla akselin saa lukittua potkuriin. Sen jälkeen uusi mittaus...
Tarkempi kuva potkurista täällä https://aijaa.com/CPCDKt
« Viimeksi muokattu: 24.02.20 - klo:21:16 kirjoittanut vesioinas »

vesioinas

  • Jäsen
  • **
  • Viestejä: 101
Vs: vesi energiaa mökille
« Vastaus #99 : 25.02.20 - klo:20:45 »
Potkurikiinnitys korjattu. Huomenna voisi testata uudelleen, jos puro pysyy sulana. Viime yönä oli -10C pakkasta ja patoaltaan kansi jäätyi. Padon alapuolella vesi virtaa nopeammin ja siellä vesi jäätyy viimeisenä.

https://aijaa.com/9gHb5L

Kelluvan turbiinin malli on skaalautuva ja CR-10 -tulostimella saisi tehtyä neljä kertaa isomman, mutta tulostin maksaa 800e. En taida päivittää tämän vuoksi kuitenkaan. Diffuusoria voisi vielä parantaa tuolla pienemmällä tulostimella, jotta veden saisi virtaamaan vauhdikkaammin potkurin läpi.

Tässä testivideo 5kW mallista:
https://www.youtube.com/watch?v=ECXJUQxEasM

Tuotetta valmistavan yrityksen sivuilta löytyy lisätietoja
https://www.smart-hydro.de/renewable-energy-systems/hydrokinetic-turbines-river-canal/

***päivitys***
Sain micro hydrosta ulos noin 8W suoraan vastukseen mitattuna. Ilman kuormaa vauhtia oli noin 430rpm ja jännite 3.8V. Optimikuormalla vauhti tipahtaa tiettävästi puoleen ja lähtöimpedanssi vie myös osansa. Tavoite oli 20W, joten se jäi nyt saavuttamatta:( Lisäksi lähtöjännitteen pitäisi olla kuormattuna reilusti päälle 2V, jotta sen saisi nostettua suoraan hakkurilla ylemmäs täydellä teholla ilman puskurina toimivaa akkua. Joule thief toimii jopa 1V asti ja sillä jännitteen saa kyllä ylös, vaikkakin huonolla hyötysuhteella. Ehkä parempi potkuri ja veden virtausnopeutta paremmin kiihdyttävä diffuusori auttaisivat jännitteen ja tehon nostossa. Toisaalta vesi on laskenut n. 8cm ensitestiin verrattuna. Jos potkuri haukkaa ilmaa niin pyörimisnopeus sakkaa, joten jätin kellukkeena toimineen lepuuttajan pois ja upotin diffuusorin kokonaan veden alle. Turbiini jää puroon ainakin tulevaksi yöksi - kuormana on 5W lamppu pienen boost-hakkurin jatkeena, jotta voin tarkkailla toimintaa etänä sisätiloista. Pakkasta on nyt -4C, mutta en usko, että laite jäätyy kiinni. Huomenna tarkistan vieläkö laite on toimintakunnossa.

Tästä harjoituksesta on ainakin se hyöty, että tuloksena on konkreettinen näppituntuma potkurilla saavutettavaan kierrosnopeuteen ilman kuormaa ja kuorman kanssa, sekä ilmataskujen ja pyörteiden vaikutuksiin toiminnassa. Kommutoivan dc-moottorin käynnistysmomentti ei tuntunut olevan mikään ongelma vaihteettomalle suoravedolle ainakaan tämän kokoisessa yhdistelmässä.

Video testistä täällä
https://aijaa.com/tuxmcC

***päivitys vuorokauden käytön jälkeen***
Nostin turbiinin tänään ylös vedestä. Yöllä oli ollut alimmillaan -13C pakkasta. Jää oli paakkuuntunut köysien ja diffuusorin ympärille niin, että potkuri oli pysähtynyt yöllä jossakin vaiheessa. Potkuriakselin kiinnitys oli kunnossa ja totesin turbiinin muutoinkin toimivaksi, joten mitään ei ollut rikkunut yhtä noston aikana katkennutta diffuusorin kannaketta lukuunottamatta. Yhtenä jatkokehitysmahdollisuutena on suunnitella ja tulostaa uusi isompi diffuusori useammasta osasta ja/tai vaihtaa generaattorin malliksi MY1020, jonka saa tuplasti isommalla jännitteellä. Toistaiseksi kokeilu saa kuitenkin jäädä tähän.
« Viimeksi muokattu: 27.02.20 - klo:14:39 kirjoittanut vesioinas »