Windlaaiers
Technical Notes on Wind Turbines written in Afrikaans
by Eduard Drotsky, owner of Hybrid Power Systems Engineering in Namibia hpseng@mweb.com.na
- Watter produk is die beste?
- Hoe kry ek die beste waarde vir my geld?
- Hoe groot moet 'n turbine wees om effektief te wees?
- Hoe verstaan ek die Kilowatts of Ampére van 'n turbine?
- Dis algemene vrae by die oorweging om 'n windlaaier aan te skaf. Ons kyk na 'n paar faktore wat in ag geneem moet word by die aankoop van 'n windlaaier, asook na 'n paar mites wat uitgeskakel moet word.
- Die Kilowatts of Ampére van 'n turbine kan misleidend wees, kyk eerstens na die ONTWERP van die masjien.
FISIESE KONSTRUKSIE:
- Is die masjien fisies lig of swaarder en meer stabiel? 'n Swaarder, stabiele masjien sal 'n baie langer leeftyd hê.
- Slip rings" versus "Drop Cable"?
- "Drop Cables" hang bo van die turbine in die middel af tot onder naby die grond en op 'n gerieflike hoogte word 'n "Quick fit coupler geïnstalleer wat dan uitgetrek word om die kabel af te wen en weer terug gedruk. Die gebruik van "Strip connectors" is uit.
- "Drop Cable" konsep se kabel moet 'n paar keer per jaar afgedraai word. Dus is dit nie raadsaam om by onbemande installasies te gebruik nie. Windstiltes of 'n meganiese handrem is nodig om die kabel af te wen. Die windlaaier moet gerem wees.
- Turbines met "Slip rings" is soms duurder, maar dis baie geriefliker! Die verlies aan krag wat op die "Slip rings" oorgedra word, word as 'n negatiewe punt gebruik om die "Drop Cable" konsep te bevorder, maar dis werklik minimaal. Die lewensduur van "Slip rings" is langer en minimale onderhoud word vereis omrede dit nie vinnig draai nie.
- Watter tipe kabel is die beste? Gebruik 'n sagte en buigsame saamgevoegde kabel en nie 3 los drade nie. Kabels moet UV bestand wees wat ook duurder sal wees. Vir windlaaiers met "Slip rings" kan enige tipe kabel gebruik word.
- Hoe lyk die lemme? Die lemme moet vir lae windspoed ontwerp wees - breed en dikker by die basis en dunner oor die lengte van die lem. Dun, smal en reguit lemme is gewoonlik ontwerp vir hoë windspoed.
- Hoe lyk die ontwerp van die Alternator? Permanente magnete en 3 fase-wisselstroom alternators met direkte aandrywing, is die antwoord vir die toekoms. Ratverhoudings of enige ander metode van aandrywing het verliese tot gevolg en is oneffektief. Die tipe magnete wat gebruik word, is ook baie belangrik.
- Hoe rem die turbine? Die meeste turbines het 'n elektriese rem waar die 3 fases kortgesluit word om die windlaaier tot stilstand te bring. In 'n hoë windspoed is dit gevaarlik om te gebruik, want as die rem te lank aan is, kan die velde van die alternator gebrand word. Die meeste turbines het 'n meganiese rem wat in werking tree as die wind te sterk waai. Die kop sal vanself uit die wind beweeg of die stert sal die kop uit die wind laat beweeg. 'n Goeie ontwerp het gewoonlik 'n skokbreker ingebou om die ruk-en-pluk aksie vertraag. Sodoende word skade aan die turbine voorkom en spesifiek die lemme. Min windlaaiers het 'n handrem. Dis 'n goeie ontwerp, want hiermee kan die windlaaier gestop word ongeag die spoed van die wind.
WINDLAAIER TORINGS:
- Hoe hoog is hoog genoeg?
- Daar is 106% meer wind op 30m as op 10m bokant die aarde se oppervlak.
- Daar is 77% meer wind op 30m as op 20m bokant die aarde se oppervlak.
- Die goedkoopste manier om die meeste krag te kry, is om die toring hoër te maak.
- Twee windlaaiers van dieselfde grootte op 20m lewer soveel krag as een van dieselfde fabrikaat op 'n 30m toring!!
Wat is turbulensie?
- Turbulensies word veroorsaak deur geboue, hoë bome en enige ander voorwerp wat in die pad van die aankomende wind staan. Nou begin die wind warrel en verloor spoed voordat dit die turbine se lemme tref.
- Turbulensie winde vernietig die vermoë van 'n windlaaier om krag te produseer.
- Die reël is dat die toring 10m hoër moet wees as enige ander gebou of bome binne 'n radius van 150m.
- Onthou, bome groei en nie torings nie!
Hoekom nie lae torings nie?
- Die 3 grootste foute wat gemaak word met die installering van windlaaiers, is
- 'n Te lae toring!
- 'n Te lae toring!
- 'n Te lae toring!
- Lae torings steel die vermoë van windlaaiers om krag te produseer
- 'n Wind turbine is 'n groot belegging, moet dus nie die wins wat dit moet oplewer, vernietig met 'n lae toring nie!
- WIND TURBINES LEWE OP Hoë TORINGS - DIS WAAR HUL BRANDSTOF IS!
Feite of Mites
- Niks vertel meer van ' n windlaaier as die LEMME en die oppervlak (3.14 x r²) nie! 'n Windlaaier met 'n klein lem deursnee sal minder krag lewer as een met 'n groter deursnee, ongeag die kW wat aangegee word.
- Dis nie 'n klomp statistieke en somme wat windlaaiers laat draai nie, maar WIND en slegs WIND alleen! Ongelukkig is hierdie winde nie hier onder op die grond nie!
- Gedurende die afgelope 30 jaar het wind tegnologie volwassenheid bereik. Windlaaiers werk! Bepaal die regte plek en regte hoogte!!
- Die grootte van die alternator van 'n Windlaaier sê bitter min oor die windlaaier self! Dis die deursnee van die lemme en die oppervlakte wat die bepalende faktor is.
- Alle windlaaiers het onderhoud nodig van tyd tot tyd. Die stabiliteit van die toring sal ook die onderhoud op die wind turbine beïnvloed. 'n Jaarlikse inspeksie op die toring en turbine kan groot kostes bespaar. Deur net gereeld te luister na die windlaaier kan foute voorkom.
- 'n Kombinasie van Wind- en Sonkrag is die beste bate in 'n Alternatiewe Energie Sisteem. Sodoende word die beste leeftyd uit 'n battery-bank gehaal. Batterye wil graag goed behandel word, gereeld skoongemaak word en goed gelaai wees!
- Alle Wind turbines veroorsaak 'n vorm van geraas. Sommiges net meer as ander. Indien die lewenstyl wat u verkies, alternatiewe energie insluit, sal hierdie geraas u nie pla nie, maar eerder gerus stel.
- Alle wind turbines veroorsaak vibrasies. Die vibrasie word deur die permanente magnete veroorsaak. Verdere vibrasies kan veroorsaak word deur die lemme teen 'n sekere spoed of deur die wind wat in die toring waai. Indien hierdie vibrasies taamlik gereeld voorkom, meld dit met die jaarlikse inspeksie. Indien die vibrasie egter skielik na 'n hewige storm of oor 'n kort tydperk voorkom, kontak dadelik 'n kundige.
- Hoe word die kraguitset van 'n gegewe turbine bepaal.
Vir praktiese doeleindes gaan ons die term Amps[Amperé] gebruik. Volts x Amps = Watts. So, indien 'n turbine se alternator as 3000 Watts oftewel, 3 kW gemerk is, hoe dan gemaak om die Amps te bepaal as ons die Watts en Volts het? Deel die gegewe Volts in die Watts en dan is die Amps daar. Die groot misleiding is wanneer die minimum Volts gebruik word om die maksimum Amps te kry en dit dan nog teen die maksimum windspoed. Dit is nie die akkurate krag wat die wind turbine gaan lewer nie, selfs onder baie gunstige omstandighede sal dit onwaarskynlik wees. Dan bepaal die meganiese rem-aksie van die turbine ook nog dat hierdie syfer anders sal lyk. Gebruik die Volt-lesing waarop die reguleerder moet aanskakel en dan sal die maksimum Amperé heelwat anders lyk. So sal 3000 Watts gedeel deur 36 Volts dan 'n allemintige 83 Amps lewer wat nie sal gebeur nie. Teen 43,5 Volts, wanneer die reguleerder inwerking tree, lyk die som dan so: 3000 Watts gedeel deur 43,5 Volts gee dan vir ons 68 Amps, wat teoreties baie akkuraat is. Die 3 kW van SWWP begin meganies rem terwyl die Amps rondom 55 bly, en die African Wind Power, oftewel die Windbul, dan selde of ooit meer as 25 Amps sal lewer.
- Wees versigtig vir goedkoop verkoopstegnieke.
Maak gebruik van kundige advies anders sal die produkte wat aangekoop word nie aan die verwagte vereistes voldoen nie en die hele konsep van alternatiewe energie gaan tot niet. Die prys verskille tussen twee produkte van verskillende grotes kan ook vir u n aanduiding gee van waarde vir geld. So bv. kan n 1.5kW turbine van hoë kwaliteit net soveel kos as n 3kW van swakker kwaliteit.