Aloittelijan sekalaisia kysymyksiä tuulivoimasta

S

Salla

Member
Nyt kun tuosta tuulivoimasta ei ole mitään aikaisempaa kokemusta, niin mieleen nousee muutamia kysymyksiä joihin olisin hakemassa selkeitä vastauksia. Jos tuntuu siltä, että ei jaksa vastailla yksinkertaisimpiin kysymyksiin, kannattaa lopettaa lukeminen nyt.

Ainakin omat tarpeet voisivat olla jossakin teholuokassa <500 W ja ehkä jopa aivan tuon tehoalueen alapäässä, jotain 100...200 W. Mutta kuten sanottu, ei ole mitään ajatusta/tietoa. Tarkoitus siis ladata pienehköä akkupakettia aurinkopaneelien rinnalla ja mahdollistaa energian saaminen jopa talvikuukausina. Nyt siis kun ajattelen tuulivoimaa, niin mielessäni pyörii tuollainen lavallinen malli (potkuri) jossa jotain 3...6 lapaa. En siis ajattele mitään erikoisemman näköistä tuulimyllyn tyyppiä (Savonius?).

Jos myllyn teholuokka on pieni, niin mikä määrä lapoja siinä siis pitäisi olla - mikä rakennne olisi tehokkain (hyvä kompromissi)? Isossa megawattiluokan myllyissä näyttää olevan tyypillisesti kolme lapaa. Kun taas sitten pienissä myllyssä (esim veneessä) lapoja saattaa olla kuusi, kahdeksan tai enemmänkin. Mikä olisi siis se tehokkain lapamäärä ko. myllytyypissä ja miksi?

Minkä laatuinen (tai ominaisuuksiltaan) tuollaisen tuulimyllyn säädin/laturi oikeastaan on? Onko peruslaitteen mukana toimitettu säädin riittävän hyvä? Toimivatko ne lähtökohtaisesti hyvin (energiatehokkaasti)? Voisiko tuulimyllyn säätimenä olla jokin aurinkopaneelin (älykäs) säädin vai puuttuuko sellaisesta jotain ominaisuuksia, mitä tuulimyllyn säätimessä pitää ehdottomasti olla?

Mikä tuulimyllytyyppi omaa aihaisimman käyntiinlähtö nopeuden? Onko tällä jotain merkitystä todellisuudessa? Minkä tyyppinen tuulimylly tuottaa hyvin tehoa pienillä tai keskisuurilla tuulen nopeuksilla?

Mikä tuulimyllytyyppi kestää parhaiten kovia tuulia? Mitä pitäisi huomioida tuulimyllyn myrskysuojauksessa?

Verkossa on karttapalvelu "Tuuliatlas". Onko tästä mitään hyötyä tällaisen pienen tuulivoimalan kartoituksessa/suunnittelussa/mitoituksessa? Mitä tietoja tuolta pitäisi ottaa ja käsitellä?

Näitä kysymyksiä kyllä risteilee päässä muitakin, mutta jos aloitetaan näistä, lisää tulee varmaan asian edetessä...
 
vesioinas

vesioinas

Active member
Joitakin kommentteja omien kokemusten pohjalta. Muutakin mieltä saa olla.

Kolmilapainen horisontaalimalli on paras kompromissi. Esim. iStaBreeze - mulla on 4m² lavat sieltä ja tiedän, että heidän turbiinit ovat myös toimivia. Kiinalainen pystyyn asennettava lantern-malli kannattaa jättää ostamatta. Useampilapainen turbiini käynnistyy pienemmällä tuulella, mutta toimii huonommalla hyötysuhteella kunnon tuulessa. Jos ei ole pyörteetöntä tuulta tarjolla niin kannattaa unohtaa koko homma. lähellä olevat puut ja rakennukset aiheuttavat pyörteitä. Korkeutta sopii olla riittävästi, koska tuulikin on korkealla parempi. Käytännön näppituntuma on, että jotakin alkaa syntyä vasta kun keskituuli on +6m/s. Kaikki 3m/s lupailut voi unohtaa suosista. Maston on syytä olla alas laskettava, koska turbiini kaipaa tarkistusta ja huoltoa aina välillä. Viputanko auttaa nostossa ja laskussa ja käsivinssikin riittää kaatoon/nostoon. Jalustan pitää olla tukeva - mulla jalusta + sarana on pultattuna isoon graniittilohkareeseen. Harusvaijereita on yleensä vähintään 3kpl ja ne saa kiristettyä helposti vanttiruuveilla. Haruksia voi olla myös kahdessa tasossa. Liukurengas eli se osa, joka johtaa sähköt generaattorista alas ilman, että johdin kiertyy tuhannelle mutkalle on kuluva osa ja ehkä myös heikoin lenkki. Siinä on yleensä hiiliharjat johdinpintaa vasten ja jos se alkaa pätkiä niin paikallinen kuumuus aiheuttaa nopeasti vahinkoa. Pienemmillä <1kW turbiineilla riittää ehkä oikosulkujarru ja isommat kaipaavat jotakin muuta esim. Furling tai mekaaninen jarru. Sähkö on yleensä 3-vaiheinen ja se pitää ensin tasasuunnata ac -> dc. Tasasuunnatun sähkön voi joko ladata akkuun tai käyttää suoraan kuormaan. Akkukäyttöä varten pitää olla säädin, joka varmistaa, ettei akkujännite nouse liikaa. Pienemmillä tehoilla (x00W) riittää 12V tai 24V ja isommilla (+1kW) vähintään +48V. Muuten virrat ja häviöt kasvavat liikaa. Iso virta tarkoittaa johdinhäviöitä, mutta iso jännite ei. Huom. tasasuuntaus ei tarkoita, että generaattorin jännite olisi vakio. Jännite on lähes suoraan verrannollinen tuulennopeuteen, mutta tehokäyrä on hyvinkin epälineaarinen (P ~= n * r² * v^3, missä n on hyötysuhde esim. 50%, r on turbiinin säde ja v on tuulenvoimakkuus). Halpoja kiinalaisia mppt-säätimiä (<50e) kannattaa vältää - ne ovat useimmiten huijausta, eivätkä kestä luvattuja tehoja.

***
Itselleni ei ole hyötyä tuuliatlaksesta. Esim. ilmatieteenlaitoksen ennusteet ja graafit riittävät arvioimaan paikallista tuulta. Jos keskituulta on +6m/s niin sitten olosuhteetkin ovat suotuisat. Loput riippuvat asennuspaikasta ja korkeudesta.
***
Vaikka turbiinissa olisi Furling-myrskysuojaus tai muu vastaava niin se ei estä akun ylilataamista. Ilman lataussäädintä lyijyakku alkaa kiehua ja keittää vetyä, joka on räjähtävää kaasua. Vastaavasti litiumakku voi leimahtaa tuleen ja sitä ei voi tai saa edes sammuttaa vedellä. Jos on epäselvää niin kannattaa kysyä alan ammattilaiselta. Tavallinen sähkäri ei välttämättä tiedä mitään tuulivoimasta ja akkutekniikoista. Kiinansäätimissä mainostetaan usein 600W tai 800W tehonkestoa ja kyse on silloin oikosulkutehosta. Latausvirtaa eivät 3A diodit kestä enemäpää kuin 3A vaikka joku muuta väittäisi (https://mousa-simple-projects.blogspot.com/2020/07/mppt-wind-charge-controller-reverse.html).
 
Viimeksi muokattu:
V

varikonniemi

Active member
Suosittelen katsomaan istabreezen kippaavaa mallia 2kW (wind safe) joka ei vaadi mitään säätimeltä koska se mylly kallistuu pois tuulesta jos alkaa ylittymään speksattu teho. Eli voi käyttää halvinta mahdollista lataussäädintä ilman jarrutusvastuksia kun mylly hoitaa jarrutukset itse.
 
Viimeksi muokattu:
D

don

Active member
Moro

Kovaa tuottoa lupaavat nämä i2000 Istabreezestä kun reilun 4 m²:n pyyhläsyalasta 2kW joskin 15 m/s tuulella ja tollasella "normaalilla 8 m/s " tuulellakn 500 W.Tässä WindSafe mallisssa näppärä myrskysuoja mutta ei näyttäisi olevan mitään vaimennusta tuossa kipissä että"hakkaako" kuinka sittten tositoimissa.
 
D

don

Active member
Moro

Yleisesti käytetyn HAVT tuulivoimalan hyätysuhde on vähintään kaksinkertainen savoniukseen verrattuna ei varmaan tarvitse enempää perustella asiaa,no sen verran vielä että ei ole yleisesti käytössä muuntyyppisiä kuin kokeiluversioita.
Tuossa mainittiin IstaBreeze i2000 jossa vain halkaisijaltaan 2,25 m:nen turbiini,minkäkokoinen laitos olisi samantehoinen savonius.
 
M

maanma

energiaonnellinen
Ääni riippuu mm. laitteen ottamista kierroksista. 3000 rpm kuulostaa lentokone moottorilta. Ääni on yhtä kova kuin potkuri koneessa, vaikka ei tulisi runkoa pitkin vaan ikkunasta.
 
Ylös