Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

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Field
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Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Oi...
Tem um tempo eu estou pesquisando, o objetivo é construir um aerogerador de eixo horizontal (tenho preferência por esse tipo), 3 pás com potência máxima em torno de 250W e isso até não seria muito difícil devido a tantas e tantas pessoas falando a respeito desse assunto aqui no fórum e dispostas a ajudar. Mas já que vou fazer um (algo parecido com o Enersud ou o Airbreeze) e quero que tenha o melhor desempenho possível, resolvi divulgar a idéia e vou disponibilizando o projeto a medida que for ficando pronto (não sei quanto tempo vai levar: tenho que ter grana, vontade e tempo -tudo junto-, rsrsrsrrsrs...). Então, sintam-se totalmente a vontade para postar aqui dúvidas, sugestões ou críticas, são todos muito bem vindos. Prezo por eficiência, simplicidade e baixo custo - nessa ordem - por isso algumas coisas podem parecer sem sentido... O projeto divide-se basicamente em 4 partes, como segue e só comecei a execução do estudo da 2ª parte, as demais ainda estão no papel. Segue ao lado uma idéia de 'a quantas anda' cada parte do PROJETO (e não da EXECUÇÃO).
1ª - Eletrônica 80% (definir valores de componentes, elaborar PCI) tem freio, regulador de voltagem, xlss* e atende NBR-15254,
2ª - Pás e Rotor Finalizando estudos e começando execução
3ª - Alternador 50% eu prefiro mono por ser mais simples mas quase certo: vai ser bifásico defasado 180°, 18 pólos
4ª - Design 50% fiz um desenho, falta outro
* sistema que eu desenvolvi, reduz a velocidade do veto necessária p/ o startup sem prejudicar o desempenho em outras faixas de vento.

Design:
Imagem

A respeito do rotor, a idéia básica veio desse aqui: http://www.electronica-pt.com/index.php ... iew/79/46/ estou fazendo testes e montei um em escala (33%) que tá totalmente tosco, assim como o 'túnel de vento' mas servem para o propósito. Estou testando ângulos de ataque(algo entre 10 e 45º) e tipo das pás, se retas como as que estão na minha foto ou como as do projeto original que são cortadas de um cano de 200mm - e qual largura desse cano para melhor desempenho. Para referência, utilizo conjuntos diferentes de pás mas sempre com a mesma área em cm². O que me preocupa é depois, ao adicionar uma carga no eixo... será que muda algum parâmetro?

Rotor/Pás:
Imagem

Testes Rotor:
'Túnel de Vento'
ImagemTestes Rotor:

Ainda não cheguei a nenhuma conclusão, rsrrsrsrssrs...


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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Uma correção:
O alternador: bifásico, defasado 90°, 18 pólos.

Bom, a eletrônica agora não tem mais o que fazer no papel mas falta definir o valor de alguns componentes, só montando mesmo. O circuito abaixo já é muito próximo da versão final mas pode conter erros, é uma versão BETA. Reservo desde já TODOS direitos autorais para fins comerciais de TODAS as partes do projeto, me contate com uma proposta se tiver interesse em comercializar qualquer uma delas. Para qualquer outra aplicação não comercial (didática, uso pessoal,...) cite a fonte ([email protected]), vá em frente e pergunte se tiver dúvidas. Estou elaborando um breve artigo que descreve o funcionamento do circuito...

BETA - Rev - A:
Imagem


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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Princípio de funcionamento:

L1 e L2 simbolizam as duas bobinas do alternador

D1 a D18: Diodos retificadores = 6A2 = 6A X 3 = 18A máx, 14.4V X 18A = 259.2W. Foi utilizado 3 em série por apresentar um desempenho melhor que uma ponte retificadora e por serem, todos os 18, mais baratos que uma.

RL1B, RL2B: Os relés são divididos no Isis em duas partes: Bobina(A) e Contato(B). Esses 2 curto-circuitam L1 e L2 quando for necessário frear o rotor.

RL3B, C1, C2, e alguns diodos retificadores consistem no dobrador de tensão, que é a base do XLSS. Quando o comum das bobinas do alternador está ligado entre C1 e C2 o circuito funciona como um dobrador de tensão, quando o relé é atracado abre o circuito operando como um retificador de onda completa. Tive essa idéia quando vi umas fontes de pc jogadas num canto, no meu trampo antigo. A chave 110/220 aciona um dobrador de tensão que dobra a tensão quando tá em 110, daí veio a idéia...

D27, D28, C11, R24 fazem uma fonte regulada de 12V que alimenta RL4A sempre que o alternador estiver girando o suficiente para isso e funcionam em conjunto com Q4. Se ele estiver saturado significa que não é necessário carregar a bateria e se o alternador começar a girar o suficiente RL4 atraca desligando os retificadores da bateria. Ao cair o giro do alternador, o relé desatraca. Note que o alternador não tá gerando nada e não há, então, energia indo para a bateria.

U2 e o bloco a sua volta consiste em uma fonte regulada em 8V, necessária para a estabilização dos cirquitos alimentados por ela.

R20, R22, R28, R23, Q3, D25, D26, C13 E C14 formam um conversor frequência tensão: entra de uma fase do alternador a frequência e sai uma tensão proporcional. Quanto +Hertz, +Volts na saída do conversor.

U1 Selecionei o amplificador operacional quádruplo da National LM 339 mas pode não ser o mais adequado, tem que fazer alguns testes... Funciona como comparador de tensão:

U1A: O bloco define, de acordo com a tensão do conversor, se é para frear o rotor. Falta definir a quantas rpm isso vai acontecer.

U1C: O bloco é um monoestável, acionado quando a saída de U1A vai a 0V. Depois de receber o pulso de acionamento mantém, via R19 e Q1,

RL1 e RL2 atracados por um tempo determinado por C10 e R16. Tempo esse que deve ser suficiente para que o rotor desacelere até um valor de rotação constante. Não calculei esse tempo mas acredito que algo em torno de 1,5 ou 2 minutos. Será?

U1B: O bloco define, de acordo com a tensão proveniente do conversor, quando RL3B atraca, desativando o xlss em rotações mais altas ou ativendo ele em rotações mais baixas. Falta definir o ‘ponto’ de funcionamento.

U1B: O bloco verifica a tensão da bateria e decide de é para mandar negativo para um pino de RL4 ou não.

Basicamente é isso...


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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Ops... A respeito de U1: O Lm339 é um comparador de tensão... na verdade eu me referia ao LM324...


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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Balanceei o rotor e fiz umas pás novas e mais leves, ficou bom.

Essa imagem mostra como fiz para variar o ângulo de ataque colocando um calço entre a pá e o... tubo de requeiâo:
Imagem


Essa outra os conjuntos de calços que testei:
Imagem


E essa é uma tabela com os resultados:
Imagem

Os testes foram realizados com 3 pás de papelão retas cortadas de uma caixa de sapatos, as medidas: 3cm X 22cm X 1cm. Podemos observar que o melhor desempenho, ao contrário dos 45º que eu imaginava inicialmente, está na faixa entre a antepenúltima e última linha. O aparelho tem uma limitação: é praticamente impossível variar pouco e com precisão o ângulo, mas com os resultados já se tem uma boa base.

Ainda não sei como vou fazer as pás em forma de concha... mas assim que tiver algum resultado delas coloco aqui...

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florindo marcelo lopez
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por florindo marcelo lopez »

nao entendi a parte do forma de concha....



mas se vale de alguma coisa os tubos defofo de 6" ( 200mmm) podem fornecer tiras em Forma de concha --> C <-- ( se o que eu entendi for correto)
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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Sim, é isso mesmo Florindo, obrigado!
Não me expressei direito e nem relatei todo o problema: é que além de ser um tipo em 'C', os dois tipos (a 'reta' e a em 'C') tem que ter o mesmo peso e mesma espessura(ser da mesma 'coisa'),... Ando pensando em uma garrafa de Pepsi 3,3L (para toda a família, rsrrsr) testar com o formato em 'c' e depois... acho que vou 'passar elas a vapor' no meio de um tecido pra ver se desempenam e ficam retas...

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Josenir
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Josenir »

Field,

É um bom começo. Pelo que vejo você tem uma ótima bagagem teórica e o projeto é perfeitamente factível.
O que me deixa com um pouco de descrença é quando aparece um novo membro que já demonstra ser totalmente leigo, e anuncia que vai desenvolver uma turbina eólica de 10000W. :mrgreen:

O seu projeto tem bases bastante sólidas. Tem o meu apoio.

Minha sugestão para o controle da dobragem de tensão, da necessidade de frenagem, do controle da carga da bateria, etc, é que faça com base na tensão de saída do gerador, e não na sua rotação. Assim você terá desenvolvido um controlador mais "genérico", e que poderá ser usados em diferentes geradores. E se você bem ver é mais fácil do que estar convertendo frequência em tensão, e fica com um circuito bem mais simplificado. Sobre essas contagens de tempo, idem. Faça com base na tensão, pois o vento pode assumir uma condição em que sopra muitas rajadas seguidas, e a decisão tomada com base em uma espera de tempo pré-determinado pode não ser suficiente.


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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Josenir, muito obrigado!

Com o seu apoio o projeto toma um novo rumo e tenho certeza que terá um resultado final bem melhor! É, um de 10kw... sei lá... eu me divirto um monte aqui no fórum, rsrsrrs...

O controlador desde o começo tento fazer com funções avançadas: o mais simples, funcional e barato possível -o que complica um pouco. Seria microprocessado mas devido a relativa complexibilidade envolvida não é viável para DIY, parti para comparadores de tensão em configurações clássicas. Tenho total interesse em torna-lo o mais 'genérico' e confiável possível. Obrigado pelas sugestões!!!

A respeito do controle por tensão e não por frequência:

-Quanto ao ponto de acionamento do freio e dobrador:
Em circuito aberto, ok. Se o alternador estiver carregando a bateria, apenas pela tensão de saída (mesmo que seja a AC das bobinas) não se tem uma medida precisa de quantas rpm ele tá girando. Se medir a corrente junto p/ analisar a potência e, em circuito aberto analisar só a tensão acho que daria certo mas já fica mais complicado do que pela frequência apenas.

-Quanto ao tempo de acionamento do freio:
Surgem dois problemas ao fazer um curto na saída do alternador, perde-se o sinal de sua frequência (na verdade dá pra ler mas exigiria mais alguns componentes...) e a tensão de saída vai próximo a 0V, o que de certa forma inviabiliza tomar decisões nesse 'momento de sombra', por isso definir um tempo parece ser a saída mais simples. Uma vez que o freio seja liberado, tudo é medido de novo e em menos de 1s ele tá pronto p/ frear novamente caso o vento ainda esteja forte demais.

Talvez a saída mais fácil seja colocar uma regulagem no conversor para que possa abranger uma maior faixa de frequências e o maior número de geradores/pás possível. Acredito que para esse meu de 250W o freio deva ser acionado em torno de umas 1200rpm. Para aparelhos mais potentes com pás maiores a rpm é menor então um que consiga 'ler' até 1200 rpm, mas não é só isso,...

Josenir, qual seria o valor máximo em Hz que o regulador deve conseguir medir, considerando o número de polos, imãs, bobinas e em rpm máxima? (putz,... isso não é pergunta que se faça! rsrrsrr...)

Ex.: Pro meu caso (18 pólos) deu (chutei) 600rpm, 90Hz para o dobrador e 1200rpm, 180Hz para o freio.

Obrigado, até!

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Josenir
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Josenir »

Não se procupe com a rotação. Para cada quantidade pólos, a mesma rotação na hélice vai produzir diferentes frequências na saída do gerador. Dê uma olhada na minha primeira mensagem do tópico Bobinamento de Geradores - Básico e Avançado:
http://novaenergia.pt/forum/viewtopic.php?f=27&t=8273

Lá você vai ver a fórmula que relaciona a rotação, o número de pólos e a frequência de saída do gerador. Assim você vai ver o quanto varia a frequência, e perceber que basedo na medição de frequência vai ser muito mais difícil fazer algo genérico.

Já se você considerar a tensão de saída, a coisa muda completo, e para melhor. Tudo o que você precisa fazer é configurar uns comparadores simples e outros com janela. E no lugar dos comparadores simples você pode até usar um simples diodo zener com o valor da tensão que queira acionar o relé, por exemplo. Observe que no meu regulador/excitador eu faço assim com o diodo zener de 12V.

Quanto a ficar sem tensão no circuito durante a frenagem, faça assim: use um diodo separado para retificar a tensão que vai alimentar o controlador, e use dois capacitores grandes (4700uF), um antes e outro depois do regulador 78XX. Alimente todo o controlador com a tensão de saída do 78XX. Use um 7812 ou 7815, ao invés do 7808. E acione o freio em duas etapas, uma para cada fase. Uma quando a tensão do gerador atingir 16V e outra quando atingir 18V. Ou deixe um trimpot para ajustar estes dois pontos. Use a alimentação do circuito na fase que vai ser curto-circuitada por último. Se tiver muitos relés, alimente-os com a tensão de entrada do 78XX. Os relés têm muito boa tolerância com a tensão de alimentação. E assim o seu circuito fica alimentado por mais tempo.

Um outra saída seria ter uma fase enrolada com fio mais fino só para alimentar o circuito. Mas aí já começa a fugir do compromisso com a simplicidade.

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Josenir
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Josenir »

Mais uma sugestão: mude esse avatar de papai noel para um que esteja mais afim com o seu projeto. Esse não está legal. eh eh eh! :mrgreen:

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florindo marcelo lopez
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por florindo marcelo lopez »

eu não sou usuário de eólica, morro de vontade, mas ainda não me empenhei no assunto, mas como sou aeromodelista tenho algo de experiencia em VOO, o que me leva de novo a falar que a minha recomendação e mais viável, LEME de cauda VARIÁVEL,,,, ou seja se o vento sobe ou se as baterias estão carregadas um motor vira o leme de cauda colocando assim o rotor fora do fluxo principal do vento.... e quando o valor das baterias baixa ele novamente leva o leme em direção perpendicular ao vento fazendo assim o rotor retomar a sua rotação máxima...


não sei se ficou claro ... vou tentar fazer uma simulação...
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

rsrsrrrsrs... ah,... eu simpatizei tanto com esse Papai Noel aí!!! mas ok, dia de Reis troco ele...

Percebo que não fui muito claro, analisemos o seguinte circuito e a justificativa que afirma não ser possível o controle pela tensão:

Imagem

-Considere que a fase do alternador esteja no pico, e que ponto ‘a’ esteja positivo em relação a ponto ‘b’. Temos nesse momento d1 e d4 conduzindo;

-Considere a bateria na tensão mínima (ponto c = +10,5V, ponto d = 0V);
Vejamos as tensões do circuito nesse momento em relação ao ponto d:

Ponto a = +11,2V
Ponto b = -0,7V
Ponto c = +10,5V
Ponto d = 0V
Teríamos então a saída do alternador no instante: 11,9 V.

-Considere agora como única diferença a bateria na tensão máxima (ponto c = +14,4V, ponto d = 0V);
Vejamos as tensões do circuito nesse momento em relação ao ponto d:

Ponto a = +15,1V
Ponto b = -0,7V
Ponto c = +14,4V
Ponto d = 0V
Teríamos então a saída do alternador no instante: 15,8 V.
Não consigo visualizar qual ponto teria 16 ou 18V para poder ser utilizado como referência.

Percebe que mesmo se tendo outra fonte igual paralela, se ela for ligada na mesma fase sua tensão vai ser a mesma da tensão da fonte com a carga (a da bateria)? Desde a saída da fase do alternador a tensão (vpp) só varia de acordo com o estado de carga da bateria (a não ser: A - de 0rpm até o startup – mas também não serviria para controlar o dobrador e B – devido a corrente circulante... essa, além de ser difícil de medir também leva a diversos resultados em tipos diferentes de alternadores). E também não serve para acionar o freio, pois o alternador pode estar a 50 rpm ou a 1200rpm em qualquer dos dois momentos apresentados anteriormente,... só daria certo se fosse em circuito aberto (como falei anteriormente) ou com uma fase específica pra essa função – concordo.

Quanto a falta de tensão no momento de frear:
Observe que D19 mantém sempre todo o circuito alimentado, desde que a bateria tenha tensão suficiente para isso. Ele deve apresentar uma corrente de repouso bem menor que 20mA. O problema não é ficar sem alimentação no circuito no momento de frear e sim não ter como medir nada vindo do alternador: nem tensão nem frequência... por isso escolhi tempo determinado para acionar o freio.

A escolha do 7808: segundo o datasheet precisa de uma tensão mínima de entrada de 10,5V para apresentar a saída estabilizada em 8V o que na bateria deve ocorrer, devido a d19, com a tensão de 11,2V. Não é um problema essa ‘janela’ de 0,7V(menor tensão na bateria deve ser maior que 10,5V para não sofrer danos), por que a tensão de saída do 7808 deve cair também 0,7V o que é totalmente ‘suportável’ pelo restante do circuito no momento inicial (menos de 10%, pouco altera valores referenciais), e ainda a posição dos relés (sem nenhuma bobina acionada – momento inicial) já permite que a bateria receba um pouco de carga mesmo que com baixa rpm. Os 7812 ou 7815 precisam de uma tensão de entrada em média 2,5V maior que a nominal para estabilizarem suas saídas, toda a família (78XX, 78LXX) consegue apenas reduzir tensões.

Calculei a frequência produzida pelo meu alternador X rpm tem um tempinho, primeiro num perrengue danado: comecei a girar os imãs num desenho, demorou bastante, rsrsrsrs... depois que descobri, utilizei a fórmula do seu tópico. Percebi que há uma grande variação de frequência possível e por julgar não haver outros meios confiáveis ou práticos para tomar essas decisões, perguntei qual frequência máxima vc indicaria para ser um valor mais genérico. Não sei se 180Hz é um valor adequado... talvez o dobro.

Claro Josenir, se me permitir,... estudei seu regulador com 2 555 e fonte chaveada faz uns 6 meses, e gostaria de dar meu 'pitaco',... pode ficar mais fácil para eu explicar alguns conceitos e pra pra quem tá pensando em montar ele também.

Já tinha visto e ví novamente, em um outro tópico, um aerogerador incendiado. Fiquei bastante preocupado: as pessoas desenvolvendo estatores/geradores sem um estudo mais aprofundado podem causar incêndios, arremessar peças em pátios alheios (já vi relatos de peças voando aqui no fórum),... por isso achei essencial a ideia de agregar um freio da maneira mais prática e funcional possível... e agora, também vou colocar um sensor de temperatura no estator (transformadores/estatores de equipamentos simples - secador de cabelos, ventiladores, estabilizadores de pc,... possuem um termo-fusível como proteção). Se evitar um só incêndio já valeu a pena. Volto em breve com uma outra versão do circuito: adaptada para 3 fases, com o sensor de temperatura, algumas alterações sugeridas e com a parte de controle já testada.
Até!


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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

E aí Florindo, beleza?
Então, eu tenho poucas habilidades em mecânica... a ideia do leme com certeza é muito boa! Acredito que terei maior facilidade e obterei melhores resultados desenvolvendo algo equivalente, eletrônico. Fica a dica para quem tenha melhores habilidades nessa área que eu.
Obrigado ;)

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Josenir
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Josenir »

Field Escreveu:Percebo que não fui muito claro, analisemos o seguinte circuito e a justificativa que afirma não ser possível o controle pela tensão:
-Considere que a fase do alternador esteja no pico, e que ponto ‘a’ esteja positivo em relação a ponto ‘b’. Temos nesse momento d1 e d4 conduzindo;
-Considere a bateria na tensão mínima (ponto c = +10,5V, ponto d = 0V);
Vejamos as tensões do circuito nesse momento em relação ao ponto d:
Ponto a = +11,2V
Ponto b = -0,7V
Ponto c = +10,5V
Ponto d = 0V
Teríamos então a saída do alternador no instante: 11,9 V.
-Considere agora como única diferença a bateria na tensão máxima (ponto c = +14,4V, ponto d = 0V);
Vejamos as tensões do circuito nesse momento em relação ao ponto d:
Ponto a = +15,1V
Ponto b = -0,7V
Ponto c = +14,4V
Ponto d = 0V
Teríamos então a saída do alternador no instante: 15,8 V.
Não consigo visualizar qual ponto teria 16 ou 18V para poder ser utilizado como referência.
Percebe que mesmo se tendo outra fonte igual paralela, se ela for ligada na mesma fase sua tensão vai ser a mesma da tensão da fonte com a carga (a da bateria)? Desde a saída da fase do alternador a tensão (vpp) só varia de acordo com o estado de carga da bateria (a não ser: A - de 0rpm até o startup – mas também não serviria para controlar o dobrador e B – devido a corrente circulante... essa, além de ser difícil de medir também leva a diversos resultados em tipos diferentes de alternadores). E também não serve para acionar o freio, pois o alternador pode estar a 50 rpm ou a 1200rpm em qualquer dos dois momentos apresentados anteriormente,... só daria certo se fosse em circuito aberto (como falei anteriormente) ou com uma fase específica pra essa função – concordo.
Você só deve se preocupar em medir a tensão na bateria. Se o banco de baterias estiver bem dimensionado, enquanto as baterias não estiverem com a carga completa, a tensão estará baixo de 14V e o gerador estará com peso suficiente para se manter sob controle.

Depois que a tensão na bateria atingir 16V, com certeza é hora de começar a parar o gerador. Então você dá um curto-circuito em uma das fases. Se isso não for suficiente para conter a tensão nessa faixa, e atingir os 18V, você está com as baterias carregadas e com excesso de vento. Então é hora de dar um curto-circuito na outra fase. As baterias de 12V de chumbo podem suportar tensões de até 20V por curtos períodos, logo, acredito que esta abordagem seria uma ótima alternativa.
Field Escreveu:Quanto a falta de tensão no momento de frear:
Observe que D19 mantém sempre todo o circuito alimentado, desde que a bateria tenha tensão suficiente para isso. Ele deve apresentar uma corrente de repouso bem menor que 20mA. O problema não é ficar sem alimentação no circuito no momento de frear e sim não ter como medir nada vindo do alternador: nem tensão nem frequência... por isso escolhi tempo determinado para acionar o freio.
Eu prefiro que o controlador não use tensão da bateria. É possível que o sistema apresente defeito, e fique muitos dias sem gerar energia. E nesse tempo, o controlador vai zerar a carga das batrerias, e com isso danificá-las.
Field Escreveu:A escolha do 7808: segundo o datasheet precisa de uma tensão mínima de entrada de 10,5V para apresentar a saída estabilizada em 8V o que na bateria deve ocorrer, devido a d19, com a tensão de 11,2V. Não é um problema essa ‘janela’ de 0,7V(menor tensão na bateria deve ser maior que 10,5V para não sofrer danos), por que a tensão de saída do 7808 deve cair também 0,7V o que é totalmente ‘suportável’ pelo restante do circuito no momento inicial (menos de 10%, pouco altera valores referenciais), e ainda a posição dos relés (sem nenhuma bobina acionada – momento inicial) já permite que a bateria receba um pouco de carga mesmo que com baixa rpm. Os 7812 ou 7815 precisam de uma tensão de entrada em média 2,5V maior que a nominal para estabilizarem suas saídas, toda a família (78XX, 78LXX) consegue apenas reduzir tensões.
Tudo bem.
Field Escreveu:Calculei a frequência produzida pelo meu alternador X rpm tem um tempinho, primeiro num perrengue danado: comecei a girar os imãs num desenho, demorou bastante, rsrsrsrs... depois que descobri, utilizei a fórmula do seu tópico. Percebi que há uma grande variação de frequência possível e por julgar não haver outros meios confiáveis ou práticos para tomar essas decisões, perguntei qual frequência máxima vc indicaria para ser um valor mais genérico. Não sei se 180Hz é um valor adequado... talvez o dobro.
Como a variação de regime de trabalho do gerador eólico é muito grande, acredito que vai ser muito difícil estabelecer uma frequência média de trabalho. Não sei opinar neste caso.
Field Escreveu:Claro Josenir, se me permitir,... estudei seu regulador com 2 555 e fonte chaveada faz uns 6 meses, e gostaria de dar meu 'pitaco',... pode ficar mais fácil para eu explicar alguns conceitos e pra pra quem tá pensando em montar ele também.
Fique à vontade.
Field Escreveu:Já tinha visto e ví novamente, em um outro tópico, um aerogerador incendiado. Fiquei bastante preocupado: as pessoas desenvolvendo estatores/geradores sem um estudo mais aprofundado podem causar incêndios, arremessar peças em pátios alheios (já vi relatos de peças voando aqui no fórum),... por isso achei essencial a ideia de agregar um freio da maneira mais prática e funcional possível... e agora, também vou colocar um sensor de temperatura no estator (transformadores/estatores de equipamentos simples - secador de cabelos, ventiladores, estabilizadores de pc,... possuem um termo-fusível como proteção). Se evitar um só incêndio já valeu a pena. Volto em breve com uma outra versão do circuito: adaptada para 3 fases, com o sensor de temperatura, algumas alterações sugeridas e com a parte de controle já testada.
Até!
Esses geradores baseados em ímãs são realmente um perigo, pois o campo magnético está sempre na potênca máxima e não pode ser desligado. Isso me preocupa muito. Sempre vai haver o perigo de um incêndio.

Já, em se tratando de alternador, acredito que a segurança é bem maior, pois se o circuito falhar, o rotor fica sem excitação, e o campo desliga. Assim dificilmente teremos um incêndio.


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Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

:o
Josenir:

Inicialmente gostaria de dizer que respeito muito você e todo o trabalho que vem desenvolvendo aqui no fórum e em sua vida de uma maneira geral, mas:

...16V em bancos de baterias de 12V 'bem dimensionados', 18V em bancos de baterias de 12V 'bem dimensionados', até 20V por curtos períodos em bancos de baterias de 12V 'bem dimensionados'...

Digo: O banco pode ter sido dimensionado pela NASA que vai, no mínimo, pifar todas as baterias em um curto espaço de tempo. Elas são muito caras para serem desperdiçadas tão cruelmente!

Revirei manuais de normas técnicas e de baterias ultimamente, não encontrei nunca a informação que diz: 'elas podem ter uma tensão de até 20V por curtos períodos' e nem que 'elas podem ser submetidas a tensões constantes de 16V, 18V' e digo, a todos que possam vir aqui ler, um mix do que encontrei:

NUNCA, JAMAIS, EM HIPÓTESE ALGUMA DEIXE QUE SEU BANCO OU BATERIA ESTACIONÁRIA, AUTOMOTIVA, CHUMBO-ÁCIDO COM OU SEM MANUTENÇÃO,... DE 12V NOMINAIS TENHA UMA TENSÃO SUPERIOR A 14.5V, SOB RISCO DE EXPLOSÃO DO BANCO INTEIRO POIS ESSAS BATERIAS LIBERAM A CIMA DESSA TENSÃO GRANDE QUANTIDADE DE GASES (OXIGÊNIO E HIDROGÊNIO) EXTREMAMENTE INFLAMÁVEL! TENHA SEMPRE A SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGAR.
#pronto, falei.

-Se o fabricante de alguma bateria sonha que você fez isso com elas Josenir, ele vai acordar desejando mais do que tudo na vida o teu fígado!!!

-Se você tem um aparelho operando nessas condições sugiro que desligue-o imediatamente antes que cause um acidente de graves proporções.

Então, imagine os eletrolíticos de aparelhos consumidores (uma fluorescente compacta de 12V, bem pertinho dos olhos do seu cliente) ligados a essa tensão que supera em mais de 50% a nominal... normalmente eles são de 16V... imagina um de 4700uF que você indicou explodindo por excesso de tensão bem na cara de quem ta testando o circuito... booomm!!! -e os menores, estourando tudo que nem pipoca... pá pá-pá-pá pá!

Definitivamente, o controle vai ser por frequência...

Cara (por favor diga que sim...), você tá me zoando, né? Adorei sua brincadeira Josenir, mas você não me pegou nessa! Abraços!!!


Autor do tópico
Field
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Field »

Ah, a propósito Josenir: Se você concordar, eu preferiria seguir desenvolvendo o projeto sem o seu apoio (só sem o seu), espero que me compreenda... quero testar meus limites... e você já tem um conhecimento bastante avançado, duvido que não saiba cada uma das afirmações que coloquei no post de cima. Prefiro aprender pesquisando, a moda antiga... mas opine se quiser, claro... ademais, é sempre bem vinda. Agradeço! Nada pessoal, por favor! Até!!!

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Josenir
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Josenir »

Field Escreveu::o
Josenir:
Inicialmente gostaria de dizer que respeito muito você e todo o trabalho que vem desenvolvendo aqui no fórum e em sua vida de uma maneira geral, mas:
...16V em bancos de baterias de 12V 'bem dimensionados', 18V em bancos de baterias de 12V 'bem dimensionados', até 20V por curtos períodos em bancos de baterias de 12V 'bem dimensionados'...
Quando se aplica uma tensão em uma bateria, superior a sua tensão nominal, o resultado sobre a tensão desta bateria depende da sua atual condição de carga e da intensidade da corrente aplicada. A intensidade da corrente aplicada depende de quão mais alta é a tensão aplicada em relação à tensão atual da bateria. Ou seja, tensão mais alta, mais corrente é fornecida à bateria. No entanto existe um limite para essa corrente, e que, se você observar a tensão máxima em torno dos 18V não há perigo algum de ser excedida.

Inicialmente considere-se que o banco de baterias está bem dimensionado para o gerador que vai ser usado, e que as baterias estejam totalmente descarregada(em torno de 11V). Considere-se ainda que a corrente ideal de carga das baterias chumbo-ácidas é de 0,1C, ou 10% da capacidade nominal da bateria(em Ah). Observemos o seguinte:
1) Se as baterias estiverem descarregadas, e aplicarmos uma tensão de 16V a este banco de baterias, difilmente será excedido os 12V, pois as baterias vão absorver toda a corrente fornecida.
2) Se as baterias estiverem com aproximadamente a metade da sua carga nominal, e aplicarmos uma tensão de 16V, dificilmente a tensao nas baterias irá execeder os 14V, pois ainda as baterias vão obsorver toda a corrente fornecida.
3) Se as baterias estiverem totalmente carregadas, e aplicarmos uma tensão de 16V por um instante, aí sim, a tensão nas baterias chegará próximo aos 16V. Neste caso, como o nosso circuito está programado para curto-circuitar o gerador, em uma fração de segundos essa tensão é retirada. E neste caso as baterias foram submetidas a essa tensão por uma fração de segundo, o que jamais vai ser suficiente para causar qualquer dano. Estamos falando aqui de um tempo em torno de 10mS (1 segundo dividido por 100!). Voce pode consultar o datasheet de qualquer relé de 12V, e vai ver que o tempo de resposta de qualquer um desses componentes se situa na faixa dos 10 mS. Como o relé usado será de 12V, e a tensão terá chegado próxima dos 16V, mais rápida ainda será a resposta. Se considerarmos ainda que o comparador de tensão que vai acionar o relé tem tempo de resposta inferior a 5uS (1 segundo dividido por 1.000.000!), então facilmente se constata que o tempo a que a bateria ficará submetida à tensão de 16V ficará mesmo na faixa dos 10 mS.

Então não vejo motivo para preocupação.

Quanto ao dimensionamento do banco, procede-se da seguinte forma. Como é sabido, a corrente de carga recomendada para as baterias chumbo-ácidas é de 0,1C, ou 10% da sua capacidade nominal. Então, se o seu gerador produz 240W, a corrente máxima que ele vai impôr às baterias é de 20A (240W / 12V = 20A). Logo o banco de baterias deve ter capacidade total de 10 vezes a potência do gerador, ou 2400W. Assim, a capacidade do banco deverá ser de 200A (2400W /12V = 200A).

A produção diária de um gerador eólico fica em torno de 10 vezes a potência do gerador, ou seja, a cada 24 horas, o equivalente a 10 horas em potência máxima. Assim, o gerador de 240W irá produzir em torno de 2400Wh/dia. E por isso, se você não tiver um banco de baterias com capacidade para armazenar essa energia, haverá perda de parte dessa energia, por falta de capacidade de armazenagem. E pelo mesmo motivo, o banco subdimensionado poderá sofrer sobrecarga.
Field Escreveu:Digo: O banco pode ter sido dimensionado pela NASA que vai, no mínimo, pifar todas as baterias em um curto espaço de tempo. Elas são muito caras para serem desperdiçadas tão cruelmente!
Revirei manuais de normas técnicas e de baterias ultimamente, não encontrei nunca a informação que diz: 'elas podem ter uma tensão de até 20V por curtos períodos' e nem que 'elas podem ser submetidas a tensões constantes de 16V, 18V' e digo, a todos que possam vir aqui ler, um mix do que encontrei:
NUNCA, JAMAIS, EM HIPÓTESE ALGUMA DEIXE QUE SEU BANCO OU BATERIA ESTACIONÁRIA, AUTOMOTIVA, CHUMBO-ÁCIDO COM OU SEM MANUTENÇÃO,... DE 12V NOMINAIS TENHA UMA TENSÃO SUPERIOR A 14.5V, SOB RISCO DE EXPLOSÃO DO BANCO INTEIRO POIS ESSAS BATERIAS LIBERAM A CIMA DESSA TENSÃO GRANDE QUANTIDADE DE GASES (OXIGÊNIO E HIDROGÊNIO) EXTREMAMENTE INFLAMÁVEL! TENHA SEMPRE A SEGURANÇA EM PRIMEIRO LUGAR.
#pronto, falei.
Acredito que você deveria estudar um pouco mais, ao invés de se precipitar, e de arriscar estar falando bobagem. A convivência em sociedade exige respeito mútuo. Se você achar um documento sério que contrarie a minha tese, exponha aqui. Terei o maior prazer em apreciar, e aprender mais. Você só pode dizer que alguém está mentindo se tiver a prova da verdade. Baseado na falta de literatura que ampare uma tese não é possível dizer que ela é falsa.
Field Escreveu:-Se o fabricante de alguma bateria sonha que você fez isso com elas Josenir, ele vai acordar desejando mais do que tudo na vida o teu fígado!!!
Tudo o que os fabricantes querem é vender mais. Por isso eles não promovem a publicação do conhecimento técnico. Se alguém destrói baterias, com ceteza eles irão aplaudir e comemorar. :mrgreen:
Field Escreveu:-Se você tem um aparelho operando nessas condições sugiro que desligue-o imediatamente antes que cause um acidente de graves proporções.
Infelizmente não posso atendê-lo. Se fizer isso, o meu notebook, que está ligado ao meu banco de baterias, alimentado pelo meu gerador eólico baseado no alternador automotivo, vai parar, e assim não poderia terminar de responder à sua mensagem. Sinto muito. :mrgreen:
Field Escreveu:Então, imagine os eletrolíticos de aparelhos consumidores (uma fluorescente compacta de 12V, bem pertinho dos olhos do seu cliente) ligados a essa tensão que supera em mais de 50% a nominal... normalmente eles são de 16V... imagina um de 4700uF que você indicou explodindo por excesso de tensão bem na cara de quem ta testando o circuito... booomm!!! -e os menores, estourando tudo que nem pipoca... pá pá-pá-pá pá!
Os capacitores eletrolíticos (exceto os Low ESR), são componentes lentos, logo impossível seria um capacitor de 4700uF(mesmo Low ESR), por exemplo, se carregar com 16V em 10 mS. Logo, como o capacitor se comporta exatamente como se fosse uma bateria, tão logo a tensão exceda a tensão a que ele está submetido, ele começa a se carregar. Muito antes de ele atingir a tensão de pico, o pico já não existe mais. Na prática, se o capacitor eletrolítico já está submetido aos 14V da bateria, com a chegada de um pico de 16V por 10 mS, jamais esse capacitor terá tempo de se carregar até 14,5V. Isso é muito fácil de testar e observar com um osciloscópio.

Ademais, quem produz um equipamento eletrônico qualquer para funcionamento em 12V, sabe que o termo 12V é apenas uma convenção para simplificar a comunicação. Na verdade, esse aparelho tem que funcionar satisfatoriamente com qualquer tensão entre 10,5V e 14,5V, pois a tensão de uma bateria nos diversos estágios do seu ciclo normal de trabalho se situa nessa faixa.

Imagine se, quando a gente fosse comprar uma lâmpada, ou equipamento eletrônico qualquer, tivéssemos que dizer ao vendedor que queríamos uma com tensão de trabalho entre 10,5V e 14,5V. Seria um absurdo.

Pegue um multímetro TRUE RMS e faça a medida de tensão de uma tomada de energia da sua casa em diferentes horários do dia. Vai ver que nas tomadas de 220V, ora se mede 190V, ora se mede 240V, e nem por isso os aparelhos da sua casa saem "pipocando".
Field Escreveu:Definitivamente, o controle vai ser por frequência...
Ótimo. Muito bom saber que tem gente obstinada nesta comunidade. Gostaria de ver o resultado final. Continua tendo o meu apoio.
Field Escreveu:Cara (por favor diga que sim...), você tá me zoando, né? Adorei sua brincadeira Josenir, mas você não me pegou nessa! Abraços!!!
Vá com calma. Já tivemos vários membros desta comunidade que vieram "com muita sede ao pote", e arrumaram briga com todos aqui, e foram banidos do nosso convívio. O pessoal da moderação aqui é muito sério, e não tolera falta de respeito com os mais velhos, nem ofensa a membro algum.

A minha pesquisa em eólica é bem antiga, e de certa forma sou um privilegiado, pois frequento curso superior, já desenvolvi trabalhos científicos financiadas pela minha faculdade, escrevo artigos em revista técnica, e tenho um laboratório de eletrônica e mecânica invejável em minha casa. Procure no Google por "Josenir Silvério", e vai ver alguns dos meus trabalhos, publicações em revista, pedido de patente, etc. Não acho legal estar ostentando meus títulos, apenas estou citando para que você tenha uma noção de que sou um sujeito estudioso, e não estaria aqui debatendo temas dos quais não tenho conhecimento.

Aqui tenho um osciloscópio analógico, um digital e um módulo de aquisição de dados National Intruments(NI USB 6009). O módulo de aquisição de dados tem 20 canais. Eu ligo o módulo através de um cabo UTP de 4 pares a 7 pontos diferentes do circuito do regulador/excitador do meu gerador eólico, e fico horas observando na tela do notebook, em tempo real, a resposta de cada etapa do circuito às rajadas de vento. Isso para mim é um lazer sem igual. Saber que aquilo que você projetou se comporta exatamente como você previu dá uma sensação muito boa. Espero que você prossiga obstinado com seus estudos e experimente isso, e fale aqui da sua expoeriência.

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Josenir
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por Josenir »

Field Escreveu:Ah, a propósito Josenir: Se você concordar, eu preferiria seguir desenvolvendo o projeto sem o seu apoio (só sem o seu), espero que me compreenda... quero testar meus limites... e você já tem um conhecimento bastante avançado, duvido que não saiba cada uma das afirmações que coloquei no post de cima. Prefiro aprender pesquisando, a moda antiga... mas opine se quiser, claro... ademais, é sempre bem vinda. Agradeço! Nada pessoal, por favor! Até!!!
Você precisa se decidir se aceita ou não o meu apoio. Pessoalmente, eu sou um sujeito muito ocupado, e já faço um grande esforço para dar conta dos meus afazeres, e por isso não posso estar desperdiçando meu tempo.
Vamos combinar assim: se precisar da minha opinião, dirija uma mensagem a mim, e eu respondo. Caso contrário, me abstenho de dar palpite no seu trabalho. De todo jeito, continuo apoiando o seu trabalho.

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florindo marcelo lopez
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Re: Aerogerador de eixo horizontal eficiente!!!

Mensagem por florindo marcelo lopez »

josenir....


da uma olhada nestes caras...

http://www.dvetech.dk/?page=PMG&id=63

serao serios?


eficiencia > de 92% ???????
Energia limpa para todos os fins.

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