Методы определения мощности, КИЭВ и других параметров эффективности ветряков
 

Тема предназначена для обсуждения методов измерения фактических параметров эффективности ветроустановок.

В это понятие включаются такие параметры, как:
- мощность
- КИЭВ
- выработка энергии за период времени в зависимости от параметров ветра
- стоимость произведенного киловатт-часа при определенном значении скорости ветра
- стоимость установленной мощности (для номинального ветра)

а также другие параметры, которые характеризуют эффективность ветроустановки и обуславливающие целесообразность её создания и использования (например перечень данных, которые будут получены в ходе испытания какой-либо экспериментальной установки)
и т.п.

Истак, как и обещал - выкладываю замеры результатов испытаний ротора Дарье в необработанном виде.
Предупреждаю сразу - файл большой (74 мб), и тем, кто не возьмется провести процедуру обработки рекомендую не скачивать его, ибо ничего интересного там нет.

http://files.mail.ru/517220F15C6B4C83AFF63FE735CB355A

Результаты выглядят как звуковые файлы, в которых по правой дорожке записано следование импульсов с датчика вращения анемометра, а по левой дорожке аналогичная запись с датчика ротора.

Что касается анемометра, то есть калибровочная характеристика (в архиве по той ссылке) по калибровочной характеристике зная частоту следования импульсов (с правой дорожки) определяется скорость ветра.

Датчик ротора выдает шесть импульсов на оборот.

Чтобы посмотреть как это выглядит - нужен звуковой редактор, который отображает форму записанного сигнала (например adobe audition или cooledit или что-нибудь подобное).

вот пример одной записи для того,чтобы можно было посмотреть, как это выглядит.

Едем дальше.....

Чтобы понять, что делать с файлами, нужно сначала разобраться с принципом измерения мощности - для этого - наверняка кому-то придется забыть свои представления о мощности, а кому-то наоборот вспомнить то, чему учили в институтах и в школе.
В общем не собираюсь ни с кем спорить и доказывать правомерность такого способа измерений - всё доказано давным давно, поэтому постараюсь понятно объяснить. Непонимание скорее может возникнуть от того, что я могу неясно выразиться, чем от сложности вопроса.

Суть вопроса такова - для того, чтобы измерить
механическую мощность,
которую получает вращающийся ротор
нет необходимости нагружать этот ротор измеряемой механической нагрузкой.

у любой ветротурбины есть скоростная характеристика - (КИЭВ от быстроходности для каждой скорости ветра)

когда ротор стоит - мощность, которую он получает от ветра равна нулю

когда ротор вращается на холостом ходу - то получаема мощность также ноль (не берем подшипники в расчет)

если при определенной (рабочей) скорости ветра отпустить ротор ветротурбины без нагрузки то он от нулевой скорости перейдет к скорости холостого хода.

факт отсутствия механической нагрузки, тормозящей ротор не влияет на мощность, которую получает ротор ветротурбины от потока в период от запуска до достижения оборотов холостого хода.
т.е. несмотря на отсутствие тормоза ротор ветротурбины получает мощность от потока всё то время, пока он не вращается с оборотами холостого хода и не стоит.

Если ротор мощность получает, но не отдает - куда она девается? - она расходуется на увеличение кинетической энергии ротора - т.е. на его разгон

если ветер вдруг стихнет и обороты ротора будут выше оборотов холостого хода, то ротор начнет отдавать свою кинетическую энергию потоку до тех пор пока не выйдет на обороты холостого хода для нового ветра.

Добавлено через 6 минут
Каким образом измерить эту самую мощность при отсутствии тормзящей нагрузки
мощность равна произведению угловой скорости ротора на угловое ускорение ротора на его момент инерции N=J*w*e

Теперь вернемся к обработке результатов
про анемометр - думаю всё понятно
про ротор примерный порядок такой:
на записи измеряем за несколько подряд малых промежутков времени количество оборотов, которое сделал ротор за каждый промежуток это нам однозначно дает угловую скорость ротора за каждый промежуток - угловое ускорение вычисляем как производную угловой скорости, момент инерции известен (для каждой конфигурации ротора он приведен)

Добавлено через 2 минуты
Фактически, если ветер постоянный ровный - то как только ротор начал разгоняться - начинаем запись
когда ротор вышел на обороты холостого хода - мощность нулевая и вести запись бесполезно. Для дальнейшего измерения ротор нужно останавливать и всё повторять сначала.

Мы давно так пробовали.Унас было легче все данные в комп шли. Но все равно плохо выходило. В ветер 7м/с ветряк разгонялся с нуля до рабочих оборотов секунд за 10 но в это время ветер успевал раз 20-30 поменяться (у нас анемометр малоинерционный).
Короче плюнули. промерили работу генератора. А потом ловили моменты когда ветер дул несколько секунд постоянно и мощность практически не менялась снимали мощность . В процессе понабрали точек. Уложились в что-то похожее на кубическую параболу (кроме начала зарядки аккумулятора и при приближении к 7 м\с )
Потом просто перестали этим заниматься , т.к выжимание пары процентов КИЭВ для ветряка задача одна из последних по актуальности.

Всё это дело я затевал для того, чтобы сравнить варианты конструкций с разным диаметром - хотел вычислить (т.н. "коэффициент заполнения").
где-то получилось что-то похожее на характерный "горб" скоростной характеристики, а где-то полная ахинея.
Совершенно согласен, что надежнее измерять работу нагрузки, вот только времени надо уйму и замеров кучу.

Если бы это был не ротор Дарье, который отказывался стартовать без танцев с бубном,
то в течение светового дня можно было бы провести гораздо больше замеров и уделить больше внимания их точности.

Нагрузка нагрузке рознь. Если пытаться сравнивать эффективность разных ветряков (именно их аэродинамики), один из которых, скажем, на Камчатке, а другой - в Москве, по количеству накопленной энергии в АКБ (кстати - а есть ли в природе электросчётчики на 12 В?) при некоторой скорости ветра - то получим ЕРУНДУ, т.к. КПД генераторов у ВСЕХ РАЗНЫЕ - от 1% до 70-90%. У велосипедных советских - 3-4%, у современных вело-динамо-втулок - 20-30%, у а/м - от 0% при частоте до 1000 об./мин, и потом по нарастающей до 50% при 4-5 тыс об./ мин. У промышленных Мегаваттных на ГЭС - 90-95%.... А какой у нас - думаю - никто не ответит. Но я скоро за свой отвечу, когда приличный генератор сделаю, достойный промеров. Пока их у меня десяток и все меня не сильно радуют.
Поэтому - определение КПД генератора - тоже серьёзная тема.
Единственный метод, который универсальный и очень простой до некуда проще, и на 100% надёжный - измерять КИЭВ и КПД по работе сил тяжести опускания груза, раскручивающего генератор с помощью намотанной на вал верёвки (а электрические параметры генератора при этом надо срочно замерять!), или поднимания ветряком известного груза за известное время.
Всё остальное настолько сложно и ненадёжно - что никто и делать не будет до конца.

А какие проблемы с измерением кпд? Даже без стенда. Ставьте на токарный станок, нагружаете, и на разных оборотах измеряете электрическую мощность , момент, обороты и все. Потом уже известным генератором нагружаете ветротурбину , с учетом тех проблем про которяе уже написали. Просто не жалко вам тратить время на то , что уже известно. Это похоже на то если бы сейчас взялись с помощью ящика яблок и секундомера методично проверять ускорение свободного падения в разных местах России. Я думаю , что получили бы между 9 и 10 (ближе к последнему) но смысл не очень понятен.

У каждого изобретателя в квартире обязан иметься токарный станок?, и приспособление для измерения крутящего момента? И скорости вращения? Это, знаете, попытка всё простое усложнить для создания поля мутной воды, чтобы всех запутать и никогда не найти истину. Вам это зачем? Когда всё просто как дважды два. Ваши предложения весьма спорны, а против основ Физики не попрёшь. Работа = энергия / время совершения = мощность.

Измеряя ПРЯМО работу по поднятию/опускания известного груза - сразу получаем интегральную картину по истинной механической аэродинамической мощности ( и КИЭВ), минуя многочисленные спорные вопросы о КПД генератора и пр. опосредованные методы.

А ведь прёте!
Это-ж с какого бодуна работа у Вас равна мощности?!

Если изобретатель не пользуется токарным станком и не знает , как измерять момент и обороты, то ему не стоит лезть в ветроэнергетику. Есть другие области жизни без всякой механики.

Я думал - здесь люди физику учили. Работа = энергии. А энергия, делённая на время - равно мощности. Надеялся - догадаетесь.

Добавлено через 17 минут
Весьма любопытная точка зрения.
Я как раз хотел тех, кто не знает - обучить - как это сделать напрямую, исходя из основ понятий работы, энергии и мощности, проще и поточнее. Без запутывающих дело премудростей.

А, оказывается - не всем это надо. Им надо, чтобы никто не догадался, как у них всё печально обстоит на самом деле. Всё скрывается за завесой нагромождений множества ненужных опосредованных измерений. В которых фигурируют взятые с потолка цифры по КПД и др.

Я лично хотел бы сравнить простые и всем понятные вещи:
За сколько секунд, например, ваш ветрячок, конкретный, сможет поднять 10-20 кГ груза на 2-6 метров.
И всё! Сразу станет видно - чей ветряк хорош (чисто по аэродинамике), а чей - не очень.
Ведь в конце концов - потребителю не важны всякие расчёты премудрые-ненужные, Ему важно - сколько энергии, кВт*час, выработает ветряк за минуту, за час, за сутки.

Или - по эффективности генератора - если груз на верёвке, намотанной на вал генератора, опустился на 5 метров, а генератор совершил при этом столько-то оборотов (посчитать сможет ребёнок) - какое напряжение и ток он выдал на нагрузке? Тогда и истинное КПД сразу всплывёт. Без токарного и иного станка. Но с мозгами.

Я и не спорю. Гланды тоже, можно вырезать через разные места,
А кВт*ч людям в основном электрические надо.
Да и измерения проводятся не секунды а месяцы. Т,к. Ветер весьма непостоянный , то придется вам не снмать с компа уже обработанную статистику , полжизни потратить на разматывание шнурков и подьем грузиков, как говориться :'каждому свое'.

Не догадались.... задали вопрос... мол как так, что работа равна мощности?

К чему было делать предположения про учение физики?
Тот, кто задал вопрос физику учил, на сколько я знаю.

Добавлено через 4 минуты
Здесь на форуме достаточно людей, создавших работающие конструкции ветряков (понятно не в коммерческих целях - в любительских) - и без токарного станка обходились (смотря какая мощность генератора)
перфораторами, дрелью и еще чем только не крутили генератор....

Согласен, как померить обороты и момент должно знать, коли энергию из ветра добывать взялся...

Добавлено через 19 минут
Давайте проясним - неужели измерение скорости поднятия груза является непосредственным измерением мощности?

Ответ - нет, не является!

почему не является?
Измеряемая величина - высота, масса, время - ни одна из этих величин мощностью не является.

Дальше - поднятие груза подразумевает наличие механизма, который передает мощность от ротора к грузу - эффективность механизма неизвестна.
Эту эффективность тоже нужно либо измерять либо рассчитывать

Следующий момент - определяя мощность по скорости поднятия груза - как учитывать неравномерность скорости?
- как учитывать инерцию ротора и передающих механизмов (понятно как, но ведь Вы это не делали)?
- как быть с тем, что ротор при поднятии груза будет в течение замера работать на разных участках скоростной характеристики и соответственно будет иметь разную эффективность (которая может быть оптимальна при работе на согласованную нагрузку)?

Итого - поднятие груза - не непосредственное измерение мощности и не учитывает неравномерность мощности за интервал измерения.

Вот теперь, когда пришли к тому, что непосредственно мощность ветряка измерить в принципе невозможно - можно поговорить о том, какой метод может удовлетворять требованиям
- наиболее точный
- наиболее простой
- наиболее универсальный
и т.д.

Причем это могут быть разные способы - каждый для своего применения.....

Вообщето если Вы учили физику, то энергия (упрощённо по учебнику физики для школы) есть сила умноженная на расстояние, а работа есть разница энергий. И хотя они измеряются в одинаковых физических еденицах, по сути своей являются разными величинами и не могут приравниватся друг к другу.
Так что написанное вами равенство "Работа = энергии" по сути своей является не верным.

Как раз в учебниках "работа = сила*расстояние" и это не теорема, это определение работы. Основа основ. И потом, опыт человечества показал, что работа и энергия, либо разница энергий - это равноценные величины, которые можно при необходимости заменять одну другой.

Второе - кто тут учил, а кто не учил. Перед МФТИ 3 года по 20-30 задачек в день решал по физике и математике. Первые места на олимпиадах в школе, городе, республике. МФТИ, диссер на кандидата физ.-мат наук - на Физфаке МГУ. - Неужели думаете, что это "не учил"?

И по поводу ветряков - думаю, не все здесь столько ветряков видели своими глазами, сколько я лично своими руками уже изготовил. И кое-что успел и замерить....

Добавлено через 4 минуты
Потому что мне было аналогичное неуважительное сообщение в грубой форме.

Alexwindwave Давайте уж лучше сообща, чем в рознь, не берите близко к сердцу.

Ну если для некоторых механические и электрические кВт*ч - разные понятия - то тогда конечно. Только гланды.....

То есть сравнивать разные ветряки по подъёму груза, быстро и понятно, никто не не хочет. Легче замутить надуманными сложностями предельно простой и легко решаемый чистый вопрос и создать мутную водицу.... Ладно, сам сравню, когда смогу.

Я настоятельно рекомендую всем вернуться в обозначенное русло обсуждения (см. первый пост). И призываю прекратить мерится своим образованием, отсылать "курить учебник физики" и подобное. Если кому-то не нравится предлагаемый кем-либо метод, или не нравится отношение других к предлагаемому методу - то объясняйте почему.

Я, конечно предполагал, что тема с таким названием может превратиться в место для выяснения отношений, но продублирую мысль - тема может быть полезна участникам, подумайте о тех, кому она может оказаться полезна, или я ей тупо закрою.:ireful::ireful::ireful:


Alexwindwave, Вы предлагаете для измерения мощности т.н. метод "поднятие груза"

в 13 сообщении я задал несколько вопросов о том, как в предлагаемом Вами методе учитывать имеющие место факторы, влияющие на соответствие результата действительности. У Вас есть предложения - как учесть это, или как оценить точность результата, если не учитывать?

Добавлено через 3 минуты
Камень в огород по 13-му посту? Аргументируйте - чего там надуманного?

А зачем вообще изобретать велосипед? У Фатеева есть отдельная глава "Экспериментальная проверка ветродвигателей", в которой описано, что нужно измерять и как пересчитывать полученные данные в КИЭВ.

Вот vvv так и измерял, с поправкой на то, что у него для сбора данных был компьютер, а у Фатеева описаны самописцы.

Вы пишите -"... Дальше - поднятие груза подразумевает наличие механизма, который передает мощность от ротора к грузу - эффективность механизма неизвестна".
- отвечаю - весь механизм - верёвка, или эластичный тросик, намотанный на вал, или его продолжение, и блок (шкив), через который перекинут трос, к концу которого крепится груз известного веса. Число оборотов намотки - известно, время поднятия груза - известно, ошибки измерений мизерные по сравнению с флуктуациями скорости и направления ветра и пр. Потери в таком механизме нужно искать под микроскопом. Условно можно считать эффективность за 100%. Хотя бы так для начала. Лучше так, чем - никак, сказав, что всё слишком сложно и делать потому не хотим и не будем. Но при этом не забыв сказать как "мантру" - пропеллеры, причём быстроходные - они самые-самые, всё остальное - ....

Для чего я это предлагаю: повторяю уже неоднократно - для быстрого, относительно, рекордно-недорогого и понятного сравнения эффективности (только по аэродинамическим свойствам) совершенно разнотипных ветроустановок, авторы которых могут находиться далеко друг от друга, могут не объяснять секреты своих установок, хитроумных контроллеров с ШИМамии и "ноу-хау"-генераторами - важно только одно - сколько произведено ветряком полезной работы за 5; 10; 20 секунд, в разное время, при разных ветрах, при известной площади перехватываемого потока ветра (т.е, при известных габаритах рабочей части установки, которая совсем не обязана быть "винтом", на котором все почему-то "зациклились"). Очень хочется честно узнать - что сможет поднять быстроходный пропеллер (если что-то вообще сможет поднять).

А что, для сравнения, поднимает мой вертикальный с экранами ветряк - уже знаю, измерял - гири 1-2-пудовые, и меня тоже может, но теоретически....

Конечно, измерений надо делать очень много, чтобы выйти на оптимальный режим скорости вращения-крутящего момента. Графики строить... Зато будет ИСТИНА.

Добавлено через 7 минут
Что - срочно бежать книгу искать? А здесь суть понятным языком изложить нельзя? Или это так сложно и запутано преднамеренно - что надо главы талмудов осилить, чтобы разобраться? Компьютеры, самописцы, лаборанты-ассистенты, бюджет в тысячи баксов.... Не смешите!

Тогда зачем такие сложные, а потому и заведомо неточные, методы нужны для наших простейших сравнительных измерений?

Добавлено через 15 минут
Чем ещё полезен метод поднятия ветряком груза?
- Ветряк предназначен не только для выработки электроэнергии. К нему можно подключать и компрессоры, и мельницы-дробилки, и водяные насосы.... И желательно знать именно его механическую мощность при разных ветрах.

Читал, что экономика не самой слабой страны в мире - США - была поднята благодаря двум изобретениям - автомобиля и ветряка. Который работал 200 лет почти для одного - поднятия грузов, т.е. для привода водяных насосов для фермеров.

Вопросы накопления энергии - тоже связаны с этим. Либо воду закачивать ветряком в резервуар на горе, либо воздух в баллоны под давлением. Потом, в нужное время, выпускать через соответствующую турбину для выработки нужного количества электроэнергии.

Книга кстати очень хорошая, советую её найти и прочитать.
Основная суть. Ставятся несколько анемометров. На ветряке стоит электродинамометр, который измеряет момент. Ветряк нагружают разной нагрузкой и замеряют в разные моменты времени крутящий момент и силу ветра, а потом соотносят эти величины. В общем делается то же, что и делал VVV.

Ваш метод с грузом не подходит из-за
1) Как уже писали, если делать замер в течении 5, 10, 20 сек. , то за это время скорость ветра успеет поменяться несколько раз, соответственно точность будет очень маленькой.
2) У ветроколеса есть оптимальная нагрузка, которой его надо грузить, для каждой скорости ветра. А груз нагружает ветряк постоянной нагрузкой. Кстати электро генератор по разному нагружает ветряк, при разных оборотах, поэтому поднятия груза сильно отличается от выработки электричества.
3) Вы почему-то при нахождении мощности учитываете только изменение потенциальной энергии груза, а как же кинетическая энергия? Ведь груз приобретает некоторую скорость. Вы эту скорость учитывали?
4) У вас ветряк начинает поднимать груз из неподвижного состояния или вы даете ему раскрутится? Если из неподвижного, то это тоже не правильно, так как мощность ветряка зависит от его оборотов.

Попробуйте посчитать сколько потребуется поднять воды, для накопления 1кВт*ч. Намного эффективней генерировать электричество и запасать его в АКБ.

Мне подарили анемометр. На радостях - мерял ветер много и часто. Ничего такого, чтобы он менялся по несколько раз за 5-20 секунд в разы - практически никогда не наблюдалось. В основном - если уж дует, так дует. Есть, разумеется, и исключения. Но большее время - меняется слабо за короткие интервалы.

А если и меняется - что?, генератор без отслеживаающего эти изменения контроллера, о котором пока, как я понял, тут только ещё мечтают, не имеет права на жизнь?

Кстати - а что народ тут думает по поводу серийных китайских контроллеров, которыми комплектуются все их продаваемые разными фирмами ветряки? На фирмы звонил - толком ничего ответить не могут.

Добавлено через 14 минут
Если Вы доверяете формулам mgh и mvv/2 - то легко вычислить, что изменения потенциальной энергии примерно раз так в тысячу больше кинетической энергии груза, и тем более, её изменений из-за неравномерности скорости подъёма, и даже при разгоне из состояния покоя. Так что увы - не проходит ваша критика.

Короче - понял - ищите любые отмазки, чтобы не опозориться со своими хвалёными пропеллерами пред моими вертикалками.:hi:

Книга эта очень древняя, тогда и компьютеров то не было, и про баксы среди изобретателей никто не знал.

Простым языком излагать целую главу - по меньшей мере несерьезно.
вот, кстати книга http://windpower-russia.ru/forum/sho...30&postcount=6

А слабо - это на сколько. Проблема в том, что мощность зависит от куба скорости ветра, к примеру, мощность при ветре 8,5м/с будет на 20% больше чем при 8м/с.

Генератор отслеживает эти изменения, так как его мощность изменяется при изменении оборотов. Но правильно согласовать генератор и ветроколесо достаточно сложно, поэтому мы и хотим сделать контроллер.

Те контроллеры, про которые я читал, просто отслеживают напряжение на АКБ и не дают ему перезарядиться. При полной зарядке АКБ, они переключают ветряк на большую нагрузку и он просто останавливается. Вроде есть контроллеры, которые отслеживают точку максимум, но они стоят существенно дороже (точных моделей я не знаю). Поэтому мы и начали тему с самодельным контроллером. Вот интересная статья, в которой показано, что нахождение точки максимума, позволяет повысить мощность на 11-50%.

Думайте, что хотите. У того же Фатеева, есть данные продувок ветряков в ЦАГИ. Полученные экспериментальные результаты хорошо согласуются с теоретическими расчетами. Мне этого достаточно, что бы считать теорию верной.

Насколько мне известно - серийные китайские, которые попадают к нам
нет возможности обеспечивать оптимальный режим работы турбины для максимизации выработки.

Из тех, которые могут это делать - например контроллер, который делал sercat для Сергея Ветрова и не только
http://www.youtube.com/watch?v=D8O6z_xdmH8

Добавлено через 3 минуты
Кинетическая энергия ротора где? Забыли?

Добавлено через 14 минут
Это еще что такое???? :shok: в какие ворота лезет????

Вообще-то лично я, как и многие другие на этом форуме хотим понять где находятся разумные пределы применимости данного метода, а для этого нужно примерно представлять порядок измеряемых величин, чтобы не пришлось "шагомером мерить расстояние в несколько миллиметров",
в общем нужно знать, какую мощность вообще можно ожидать от турбины, какая часть совершаемой работы пойдет на поднятие груза (хотя-бы прикидочный расчет), сколько времени будет проводиться замер.

Не пойму, Вы для чего на форум пришли? Мериться своими достижениями или обмениваться знаниями и навыками?

И еще никак не могу понять, неужели физически эквивалентный способ (динамометр и счетчик оборотов на валу) Вам кажется более сложным?
Ведь ничего наматывать и разматывать, поднимать-опускать не нужно, а можно еще и нагрузку регулировать, подбирая оптимальную?

И не думал её учитывать! Измеряем только полезную работу. А что ветряк там тратит энергию ветра ещё и на себя-любимого - так это его личные дела. Нас, потребителей, ведь интересуют только выходные параметры мощности, не так ли?

А вот когда захотим методом поднятия груза проверить "тормозность" генератора и определить его КПД - тогда да, тогда с удовольствием учту. Но на вскидку - там тоже "слёзы" по сравнению с изменениями потенциальной энергии груза. Позже уточню, пожалуй, для собственного спокойствия.

Добавлено через 14 минут
1. На форум пришёл узнать - как дела на этом поле у коллег. И сравнить результаты. В первую очередь - пропеллеров и моих вертикалок. Пока никак не получается. Прямых ответов на прямые вопросы по выходной механической мощности получить пока не могу. А опосредованные данные, через "мудрые" вычисления - меня не устраивают.

2. Пришёл на форум ещё и поучиться - как и что есть контроллер и ШИМ. Много читал в других местах, но деталей пока не понял. Виновен. Эти вещи будут полезны не только для ветряков, но и для моих волновых морских энергоустановок. Там примерно те-же проблемы с оптимизацией, только крутящий момент побольше. На пару порядков.

3. Динамометр и счётчик оборотов на валу пока у меня отсутствуют, но о них мечтаю. Виноват. А разматывать-наматывать трос и мерять секундомером - и без этих вещей можно, что и делаю. Думаю - далеко не у всех ветрякостроителей динамомер и частотомер есть. Вот у меня нет, а ветряков - куча. И полезную работу могу напрямую определить.

При разгоне ротора он забирает на себя часть энергии, которая остается в нем и после поднятия груза, и этот остаток Вы не учитываете. При непрерывной работе этот остаток по сравнению с общей выработкой - ничтожен, а при замере скорости поднятия груза
время замера не такое уж и большое.
На вскидку - величина этого остатка - несколько сотен джоулей.

Могли бы исходные данные привести. Высота, диаметр ротора, масса, наверняка не одно испытание проводили - можно было и результатами замеров поделиться (а не только диапазоны указывать, как здесь: http://windpower-russia.ru/forum/sho...&postcount=431

Вт тут самая суть. Чтобы узнать - какую мощность можно ожидать от турбины - и мечтаю определить методом поднятия груза.

Все 100% совершаемой ветряком работы пойдут ТОЛЬКО на поднятие груза. Трение в блоке, шкиве? Работа на изгиб троса? - Ничтожная нано-мелюзга по сравнению с мощностью на валу, которую потребляет генератор.

Замер будет проводиться, по моему опыту личному - от нескольких секунд до минуты. Примерно. Одному делать замеры сложновато. Рук не хватает. С ассистентом (или ассистенткой) было бы веселее.

А банальный замер выходной электрической мощности чем Вас не устраивает? или станете утверждать, что мощность в активной нагрузке сложно посчитать? Что здесь мудрого?

И не нужно отвечать про наличие генератора с его КПД - Вы ведь, непонятно почему, отказываетесь принять тот факт, что КПД генератора можно измерить. Для себя можете примерно прикинут мощность ветроустановок других участников, пусть без учета КПД генератора (принимая его равным 1).

Давайте сравним. Вот ваши данные
Для первого ветряка КИЭВ получается равным 0,09, а для второго 0,04.
Для сравнения возьмем данные участника thucha.
Вот его ветряк
http://www.windpower-russia.ru/forum...read.php?t=748
Диаметр 1,8м, площадь 2,55м^2. Его результаты:
К сожалению, скорость ветра он измерить не может. Давайте прикинем 9*24=216Вт чистой энергии на АКБ, т.е. сам ветряк выдал ещё больше. Если предположить, что у его ветряка КИЭВ такой же, как и у вашего маленького, то для получения 9А скорость ветра должны была быть не меньше 16м/с. В реальности, я думаю, скорость ветра была меньше.

Вот пример машина, разгоняющаяся в горку.
Двигатель жрет топливо и расходует его только на поднятие машины?
А на разгон он топливо не кушает???

допустим машина весит 1300 кг

разгоняется равномерно от 0 до 16 м/с за время 5 сек

уклон 1/5

за время разгона машина поднимется на 8 метров

изменение потенциальной энергии равно 8*1300*9,81=102024 ДЖ

изменение кинетической энергии равно 16*16/2*1300=166400 ДЖ


Если не понятно - то и кинетическую и потенциальную энергию у "этого автомобиля" можно забрать обратно, нажав на тормоза, и в тормозах выделится тепла 102024+166400 (за минусов трения в механизмах и аэродинамического сопротивления). Или станете утверждать, что выделится только 102024 Дж?


Сопоставьте эти значения для Вашей установки - и будет ясно - надо учитывать или нет.
Я ведь не утверждаю, что надо учитывать - не зная значений лишь предполагаю необходимость, и поэтому задаю вопрос.

Добавлено через 3 минуты
Динамометр - штука не слишком сложная - найти токаря, (сваршик - Вы сами), счетчик оборотов тоже не бог весть какая сложность (посмотрите в теме про самодельные анемометры).
Потратите время на их изготовление - сэкономите себе кучу сил и времени на проведении замеров.

Вот ещё данные от Александра.
Винт диаметром 3,75м имеет площадь 11м^2 (чуть больше, чем ваш большой ветряк). При этом при 8м/с он выдает 1100Вт, а ваш при 9м/с 400Вт. У ветряка Александра КИЭВ получается равным 0,32 и это без учета КПД генератора. Если учесть потери в генераторе и линии передачи, то КИЭВ получится ещё больше.

Я бы так не горячился. Если уж а/м поднялся на 8 метров, то уже эту энергию бензобак истратил так истратил. Безвозвратно. И при торможении теплоты в тормозах выделится только за счёт накопленной кинетической энергии. 166400 Дж (Ваше число, я не пересчитывал).

Пытаюсь - но не могу найти аналогию с ветряком.
Но интуитивно мыслю, что кинетическая энергия ротора и пропеллера много меньше разницы потенциальных энергий груза до и после подъёма.

.... Посчитал! Итак: для моего малого ветряка, с массой ротора (8-ми лопастная вертушка типа двери в гостиницу, или в МГУ) 25-30 кг при его типичной скорости вращения 1-1,5 об./сек кинетическая энергия ротора составляет 15-25 Дж, а для большого ветряка, с ротором 150 кг, при его скорости вращения 1 об./сек кин. энергия = 150-200 Дж. Это примерно та энергия, что дарит нам ветер посредством ветряка за время порядка 0,5-1 секунды.
При этом замеряемая потенциальная энергия груза mgh (её изменение) - на порядок-два больше. Так что метод чист.

Выключаем передачу, глушим двигатель, останавливаемя, отпускаем тормоз и катимся обратно под горку.... (груз разматывает веревку) и в начальной точке опять тормозим - вот всю энергию выгнали в тормоза.

Вот оно! Именно это я и имел ввиду, что споры не утихнут , пока не будем мерять механическую мощь прямо и честно, а не доказывать, у кого какой КИЭВ, или КПД генератора... и пересчитывать ... Больше - меньше ....

Момент инерции роторов каков? Массу увидел, а вот как Вы кинетическую энергию посчитали - не понятно, подозреваю, что ошибка закралась.

E=J*omega*omega/2

Современные простые электронные анемометры показывают среднюю скорость ветра за несколько секунд. Поэтому увидеть изменения ветра ими можно только длиннопериодическое.
и Посчитайте точнее кинетическую энергию вашей турбины (не путая угловую скорость с частотой вращения)

Теперь - ДА! Но вначале то история об этом умалчивала?! А в тормоза вогнали то уже не за один, а за два торможения....:i_am_so_happy:

Только всё равно не врублюсь - причём тут "груз разматывает верёвку"???
Я ведь говорю только о времени намотки с помощью ветра, а размотка - это уже совершено из иной песни. Это уже сила тяготения против ветра. Слабого. Так оно и бывало не раз.

Добавлено через 4 минуты
В учебник некогда лазить момент инерции считать. Я кинетическую энергию ротора так прикинул: масса, считаю, вся сосредоточена на половине радиуса ротора. Скорость массы - это длина этой средней окружности за время оборота. Вот и получается то, что написал. Для оценки. Если и ошибся, то мало и непринципиально.

Добавлено через 1 минуту
Я посчитал уже дважды. Теперь Ваша очередь.

если Вы правильно посчитали, то в первом случае у Вас диаметр ротора - примерно 0,61 м
во втором - 1,04 м

Ротор, диаметром 1,04 м весит 150 КГ????:shok:

Мне подарили старый советский стрелочный "анемометр ручной индукционный АРИ-49". Отслеживает, на глаз, за доли секунды.