Żeby elektrownia wiatrowa pracowała na słabych wiatrach. Potrzebny HAVT? Albo tysiąc łopat?

Bo to startuje już od najsłabszego wiatru!! O!! taki jest mniej więcej najczęściej powtarzany argument zwolenników.
Więc się zastanówmy czy nie mają racji.
Nie mają. I tak można by zakończyć ale ja sie lubie popastwić nad leżącym (intelektualnie jedynie ;-) więc spróbujmy uzasadnić naszą tezę. Że można mieć ładowanie od 1m/s bez wad pionowej osi obrotu i bez użycia 5 czy 30 stawiających duży opór i powodujących turbulencje łopat.

Co może elektrownia wiatrowa? cz1 ogrzewanie

Zbliża się sezon grzewczy więc ogrzewanie staje się palącym problemem(wiem że żart słaby bo zbyt oczywisty ale nie mogłem się powstrzymać ;-). Ogrzewanie za darmo wygląda na miłą odmianę od sprawdzania cen węgla czy oleju opałowego u okolicznych dostawców.
Powiem to jasno i wyraźnie: nie ma najmniejszych szans żeby instalacja MEW za 9tys pln ogrzała w 100% dom który zużywa rocznie oleju opałowego za 9tys pln- jeżeli ktoś to obiecuje -kłamie.
Jeżeli coś jest zbyt piękne żeby mogło byc prawdziwe to właśnie jest zbyt piękne.
Ale ogrzewać można a nawet trzeba?! Wynika to z charakterystyki pracy prądnicy z magnesami stałymi. Jak się kręci to musi dawać prąd. Nie możemy go nie chcieć. 
To główna różnica ze znaną nam wszystkim prądnicą jaką jest alternator w aucie. Tam mamy układ który podaje albo nie prąd na tzw "wzbudzenie". Stąd albo alternator produkuje prąd albo kręci się bezczynnie ;-)
 Owo magiczne "wzbudzenie" to nic innego jak elektromagnesy- czyli magnesy na żądanie:
 płynie prąd przez cewkę - jest pole magnetyczne
 nie płynie prąd przez cewkę- pola brak.
A jak wiemy to zmienne pole magnetyczne indukuje przepływ prądu w prądnicy.
No to po co komplikować i wstawiać te magnesy i to jeszcze neodymowe?
Argumentów jest co najmniej kilka mniejsza sprawność, zużywające się elementy te szczotki właśnie- w tradycyjnym alternatorze trzeba  te napięcie na kręcące się uzwojenia dostarczyć - więc tzw szczotki. czyli straty i konieczność wymiany która potrafi drażnić w samochodzie a co dopiero na kilkunastometrowym maszcie.
Więc jak się prądnica na magnesach stałych kręci to nam wytwarza energię. A energię tę możemy zużyc jak nam się podoba. Np wrzucając na grzałki, przetwornicę albo ładując akumulatory.

Dla celów ogrzewania stosuje się 3 sposoby podłączenia odbiorników.

1. bez żadnego sterowania prostujemy napięcie z elektrowni i podłączamy grzałkę2. sterowanie kaskadowe- załaczamy grzałki po kolei aż elektrownia nie da rady więcej uciągnąć3. sterowanie PWM- czyli załączamy grzałkę na krótkie odcinki czasu(naprawdę krótkie- ms)

to jak to zrobić?

1. bez żadnego sterowania prostujemy napięcie z elektrowni i podłączamy grzałkę
dla zupełnie małych elektrowni - nie koniecznie małych fizycznie ale o małej sprawności i mocy: typu elektrownia pionowa, uzwojenia połączone w gwiazdę, 
jako że moc wydzielana na grzałce jest równa U^2/R czyli kwadratowi napięcia dzielonemu przez opór grzałki- ten układ będzie na grzałce o oporze 10Ohm generował:
przy napięciu 10V 10^2/10=100/10=10W
przy napięciu 20V 20^2/10=400/10=40W
przy napięciu 100V 100^2/10=10000/10=1000W

czyli jakieś tam dostosowanie mocy odbieranej do produkowanej jest- jeżeli dobierzemy grzałkę z głową takie rozwiązanie ma ręce i nogi choć ograniczoną sprawność bo..
Bo opór pojawia się na starcie elektrowni- w momencie najbardziej dla niej "trudnym". Nieruchoma elektrownia jest jak stojący samolot- niczego nie udźwignie. Trzeba jej się dać rozpędzić. A tu od początku hamulec. Jak są silniejsze wiatry to nie ma sprawy ale start na słabszych nie istnieje.
Stąd powtarzam: jest to jakieś rozwiązanie ale nie bez wad. 
Tak przechodzimy do:

2. sterowanie kaskadowe- załączamy grzałki po kolei 
rozwiązanie dla elektrowni większej mocy niż te poprzednie typu elektrownia pozioma, uzwojenia połączone w gwiazdę lub trójkąt, 
rozwiązanie bezpośrednio próbujące poprawić błędy poprzedniego. Start elektrowni odbywa się bez obciążenia. A potem próbujemy załączyć tyle grzałek ile wydaje nam się że elektrownia zasili. Jak wiatr się wzmaga załączamy kolejną jak słabnie wyłączamy ostatnio załączoną są tacy co mają 12 stopni- czyli dwanaście grzałek w bojlerze!!!! czemu? bo to rozwiązanie też ma swoje wady. Właśnie ta kaskadowość, no i ilość przewodów które musimy prowadzić do boilera.
Mamy kaskadę 1,2,2kW- taką jaką sprzedaje Najlepsza Jak Powszechnie Wiadomo Firma Enerwin ;-)
Elektrownia zaś jako totalnie nieinteresująca się naszym zdaniem produkuje 476W mocy bo taki akurat jest wiatr. 
Co robi kaskada?:  załącza grzałkę nr1 czyli 1kW. 
Elektrownia:  sapie i poci się ale nie daje rady. Hamuje. 
Kaskada:  wyłącza grzałkę. 
Elektrownia: Jak lekko,  (znowu nabiera obrotów)
Kaskada: załącza grzałkę nr1 czyli 1kW.
Elektrownia:  sapie i poci się ale nie daje rady.... 
i tak w kółko hamowanie i rozpędzanie. ta sama sytuacja jeżeli produkcja jest 1476W mocy tylko z załączaniem grzałki nr2.
No i niektórzy widzą tu rozwiązanie w mnożeniu ilości stopni kaskady czyli ilości grzałek. Ale to tak jakby wierzyć że 100 Trabantów będzie tak szybkie jak ferrari albo i szybsze. Zmiana ilościowa nie zawsze rozwiązuje sprawę- nie da się powozić zaprzęgiem 100 koni.
3. sterowanie PWM- czyli załączamy grzałkę na krótkie odcinki czasu (naprawdę krótkie- ms)
A jakbyśmy tak załączali naszą grzałkę tylko na chwilkę i jak zobaczymy że elektrownia zwalnia to ją wyłączali? My może tego zobaczyć nie zdążymy, ale pomiar prądu i napięcia elektrowni wiatrowej może nam dostarczyć tych danych w dużej ilości kilka/kilkanaście tysięcy razy na sekundę. jak to działa?
Jeżeli w ciągu godziny przyniesiesz jedno 20litrowe wiadro wody do podlania ogródka to tak samo jakbyś zrobił 20 spacerów z litrową butelką. Przynajmniej  z punktu widzenia podlewanych kwiatków ;-).
Więc jeżeli w ciągu sekundy załączymy na 1/100s grzałkę 1000W odbierzemy 10W energii. jeżeli na 2/100 odbierzemy  20W, jeżeli na całą sekundę to pełne 1000W. W rzeczywistości to są 1/10000s (częstotliwości kHz) co powoduje lekkie kłopoty bo przecież te kilkumetrowe przewody do grzałek zasilane kilohercowymi częstotliwościami to książkowa definicja anteny nadawczej. Czyli niemiłe zakłócenia radiowe. 
Można sobie z tym poradzić - i sobie  z tym radzimy, choć nie jest to tak łatwe jak mi się na początku wydawało.
Teraz kiedy już mniej więcej wyjaśniło się (mam nadzieję) jak grzać. Powstaje pytanie no a co latem? Jak ja nie chcę już ciepła bo mam dość upałów?
To juz chyba w części drugiej

Co z elektryczną komunikacją? oglądamy w sobotę!!!

Nissan- producent mojego ulubionego superauta GT-R wystawia w Le mans prawieelektryczną wyścigówkę. Wielkie mi co prawie czyni różnicę. Ale, ale kwalifikacje chcą przejechać  tylko elektrycznie.