Beste Johan
De vraag die je hier stelt over de juiste overbrengingsverhouding i heeft te maken met wat we in de windenergie de optimale matching tussen rotor en generator noemen. Om de juiste i te kunnen bepalen moet van de rotor bekend zijn wat de optimale snellopendheid lambda is en welke Cp de rotor daarbij haalt. Van de generator moet de mechanische vermogens-toerenkromme ofte wel de Pmech-n kromme bekend zijn voor de gekozen spanning. Matching wordt uitgebreid behandeld in hoofdstuk 8 van mijn rapport KD 35.
Van de rotor wordt de optimale derdemachtskromme bepaald m.b.v. formule 8.1 uit KD 35. Het is lastig om deze formule hier op het panel te geven omdat ik hier geen Griekse letters en exponenten kan typen. Maar ik zal het proberen door Griekse letters uit te schrijven en exponenten aan te geven met een ^. De formule is dan:
P = pi^4 * rho * Cp * R^5 * n^3 / (54000 * lambda^3)
rho is de luchtdichtheid die ongeveer 1,2 kg/m^3 is voor 20 °C op zeeniveau, R is de rotorstraal, n is het toerental in omw/min. Met behulp van deze formule bepaal je de derdemachtskromme voor een aantal waarden van n en die teken je dan op een vel grafiekpapier.
Van de generator moet je de Pmech-n gen. kromme hebben voor de gekozen spanning. Hiervoor moet de generator doorgemeten zijn op een koppelmeetbank. In dit geval is n gen. het toerental van de generatoras. Je hoeft niet per se de kromme voor 110 V te gebruiken ook al is de generator daarvoor bedoeld. Je kunt ook een veel lagere spanning gebruiken bijvoorbeeld 13 V wat de gemiddelde laadspanning is van een 12 V accu. Ik ga er wel vanuit dat de generator permanente magneten heeft. Als het een veldbekrachtigde generator is dan heb je er niets aan omdat het veld veel te veel vermogen opneemt en omdat de veldwikkeling haast geen veld geeft voor een lage spanning.
Als je de Pmech-n gen kromme tekent in de figuur waar ook de optimale derdemachtskromme van de rotor staat dan zal hij veel verder naar rechts liggen. Nu kies je een bepaalde overbrengingsverhouding i bijvoorbeeld i = 5. Wanneer je de Pmech-n gen. krommen omzet naar de Pmech-n kromme zullen alle n-waarden voor een bepaalde P met een factor 5 naar links schuiven (aangenomen dat het rendement van de transmissie 1 is). Stel dat de gevonden Pmech-n kromme nu nog helemaal rechts van de optimale derdemachtskromme van de rotor ligt. Dit betekent dat je nog een wat grotere waarde van i moet nemen. De optimale matching wordt verkregen voor die waarde van i waarbij de beide krommen elkaar zo dicht mogelijk benaderen wat het geval is wanneer er twee snijpunten zijn die niet al te ver van elkaar af liggen.
Als de i voor optimale matching bekend is moet je een transmissie kiezen die zo weinig mogelijk wrijving heeft, bijvoorbeeld een tandriem of een ketting of tandwielen in een oliebad, zeker geen V-snaar. Als de generator een kleefkoppel heeft wordt dit koppel vermenigvuldigd met i als je het meet op de rotoras en dit koppel maakt dat je een bepaalde startwindnelheid hebt voordat de rotor begint te draaien.
Adriaan Kragten
Doorzoek het forum
Zoeken met Startpagina
Startpagina Thema's
