Снова про ветряки

Памятливый45>генератор переключается в режим ветродвигателя и на него подается такая мощность, чтобы тяга двигателей снижала продольное сопротивление;
Памятливый45> Желательно до уровня Fном - const.

А почему не Fном=0 ? Экономия же на тросе получится.

Татарин>> В смысле, как передаётся энергия на землю?
ждан72> в технике молодежи (по ссылке) картинки 4 и 8. гибкий вал - труба. ну или трос но в тросу работать будут только внешние слои а внутренние просто создадут массу. на земле поворотный генератор типа как на картинке 17.
Это точно работать не будет.
Беда в массе и потерях линии энергопередачи. Механически мегаватт на километр через гибкий трос прокачать сложнее, чем высоким напряжением через стальной провод.

Памятливый45>>генератор переключается в режим ветродвигателя и на него подается такая мощность, чтобы тяга двигателей снижала продольное сопротивление;
Памятливый45>> Желательно до уровня Fном - const.
ED> А почему не Fном=0 ? Экономия же на тросе получится.

Если напряжение в тросе менять от номинального до нулевого, тогда трос надо рассчитывать на "предел выносливости пульсационных циклов нагружения ". Условное обозначение "Сигма ноль".
Отношение величины "предела прочности" (кгс/мм2) к величине "предела выносливости пульсационных циклов нагружения" (кгс/мм2) даст обратное отношение массы троса с постоянной нагрузкой к массе троса с переменной нагрузкой.

Экономия примерно двух-трёхкратная на цене троса и зацепления с землёй.


Цена вопроса покупка - электроэнергии для штилевых периодов и периодов , когда скорость ветра превышает номинальную.

Татарин> Механически мегаватт на километр через гибкий трос прокачать сложнее, чем высоким напряжением через стальной провод.

а какого размера получится змей-вентилятор чтобы снять мегаватт?

Татарин>> Механически мегаватт на километр через гибкий трос прокачать сложнее, чем высоким напряжением через стальной провод.
ждан72> а какого размера получится змей-вентилятор чтобы снять мегаватт?
Как обычно, S*ро/2 * v^3. Чистый парус - 10м/с - примерно 70х70м при КИЭВ 0.4.

ВЕнтилятор - не знаю, зависит от КИЭВ вентилятора.

Татарин> Как обычно, S*ро/2 * v^3. На 10м/с - примерно 40х50м.
Это теоретический предел по "цилиндру" (масса воздуха на объём и на плотность). У ветряков же сильно ниже (теоретического предела) КПД (ЕМНИП что-то около 34%). Ну и там обратная зависимость, ЕМНИП, по количеству лопастей. Я не думаю, что просто змей, таскающий трос будет 100% возможного снимать. Всё-таки воздух будет обтекать.

Памятливый45> Уважаемые! Давайте разберёмся откуда берется энергия в ветряке Гугля.
Памятливый45> Ветряная мельница. Крыльчатка перехватывает энергию ветра и используется.
Памятливый45> Теперь вдруг возникла идея поднять сразу четыре маленьких ветречка в небеса и зафиксировать на тросе.
А вот тут главный момент. Энергия перехватывается не маленькими ветрячками, а большим крылом на котором они стоят. Которое выступает как трансформатор - вместо большого но медленного потока ветра имеем высокоскоростной напор на маленькие ветрячки.
И попутно имеем то самое
Памятливый45> Желательно до уровня Fном - const.
а также постоянную выдаваемую мощность, управляя углом атаки крыла.

Татарин>> Как обычно, S*ро/2 * v^3. На 10м/с - примерно 40х50м.
Mishka> Это теоретический предел по "цилиндру" (масса воздуха на объём и на плотность).
Ну так я ж и написал ниже - с учётом КИЭВ - больше.

Татарин> Как обычно, S*ро/2 * v^3. Чистый парус - 10м/с - примерно 70х70м при КИЭВ 0.4.

7 мегов при диаметре 128 метров. если брать как рлощадь круга то на 1 МВатт 50метров.
600 весу на 7 мегов пропорционально на 1 МВт около 100 тонн.
по проводу качать проще, а сто тонн чугуния в стратосферу запустить?

ждан72> по проводу качать проще, а сто тонн чугуния в стратосферу запустить?
А ты думаешь, что трос нифига не весит? Трос, по которому надо мегватт прокачивать механически с высоты должен быть весьма незауряден. Да ещё и на порывы расчитан, т.е. пиковые нагрузки просто запредельные.

ждан72> по проводу качать проще, а сто тонн чугуния в стратосферу запустить?
Хм. Привязь должна быть что так, что этак. Она должна выдерживать полную силу ветра что так, что этак.
Вопрос лишь в том, как перекачивать энергию по привязи - через электроток (имея генератор вверху) или через механическое перемещение троса. Причём, это не обязательно должен быть парус, ты можешь перекачивать энергию с винта на высоте через то же перемещение троса - наматывая трос на змее.

Причём, в случае с перекачкой механической энергии через движение, средняя сила на тросе даже меньше. Более того: увеличение передаваемой через перемещаемый трос мощности не обязательно увеличивает сечение троса (работа - произведение S на F, а нагрузка на трос - это F, лишь один из множителей). И нет никаких дополнительных требований по сопротивлению/электрической прочности изоляции и т.п.
Всё в привязи может быть оптимизировано исключительно под прочность, износоустойчивость и время жизни.

В некоторой (небольшой) степени то же относится к гибкому валу - он тоже может частично работать на растяжение, как привязь. Просто его масса (для передачи той же энергии) будет совсем уж велика. И она, ессно, увеличивается с передаваемой мощностью (равно как и деструктивные для конструкции потери на трение и т.п.).

...
Чтобы не быть голословным: для передачи мегаватта с паруса нужно перемещать трос с нагрузкой всего в 100кН (~10 тонн силы) со скоростью 10м/с.
20 тонн в рывке - это простой канатик из армированой "дайнемы" (высокомолекулярный полиэтилен) толщиной в полквадратного сантиметра и массой сотни грамм на метр.

Теперь прикинь эквивалент в электричестве: 50А на 20 киловольтах - нефигово, да?

А теперь - то же самое, но с гибкой трубой.

Татарин> Просто его масса (для передачи той же энергии) будет совсем уж велика.

карбоновая труба со стенкой в 1см и диаметров 200мм подойдет?
она же и привязь и вал. зато генератор останется внизу и в небо надо будет поднимать в два-три раза меньший вес.

ждан72> карбоновая труба со стенкой в 1см и диаметров 200мм

Какая у неё прочность на скручивание?

Mishka> А ты думаешь, что трос нифига не весит? Трос, по которому надо мегватт прокачивать механически с высоты должен быть весьма незауряден. Да ещё и на порывы расчитан, т.е. пиковые нагрузки просто запредельные.

так его по любому привязывать, и пиковйе нагрузки одинаковые крутится трос или нет. прибавляем к ста тоннам еще и массу троса и, оно точно само не полетит, понадобится планер, который будет весить еще столько же, итого вся установка в 200тонн, планер такого взлетного веса будет иметь размах как у руслана, это если бипланн, ну с учетом малых скоростей на крыле.

ED> Какая у неё прочность на скручивание?

прочность на скручивание будет зависть от диаметра, мало 200мм, ну пусть будет 250.
при нитях направленных по диагонали она будет весьма прочная, уж всяко прочнее металла.

Татарин>> Просто его масса (для передачи той же энергии) будет совсем уж велика.
ждан72> карбоновая труба со стенкой в 1см и диаметров 200мм подойдет?
Масса на погонный метр?
И самое интересное, а какова её прочность на скручивание при ненулевом изгибе?

ждан72> она же и привязь и вал. зато генератор останется внизу и в небо надо будет поднимать в два-три раза меньший вес.
Генератор останется внизу и с передачей механической мощности "по оси Х".

Татарин> А теперь - то же самое, но с гибкой трубой.
трубе не обязательно быть совсем гибкой, достаточно быть эластичной и гнутся в весьма небольших пределах.

ED>> Какая у неё прочность на скручивание?
ждан72> прочность на скручивание будет зависть от диаметра, мало 200мм, ну пусть будет 250.
ждан72> при нитях направленных по диагонали она будет весьма прочная, уж всяко прочнее металла.
Хм.

А в цифрах?
Какой предлагается момент? какие обороты?

Татарин>> А теперь - то же самое, но с гибкой трубой.
ждан72> трубе не обязательно быть совсем гибкой, достаточно быть эластичной и гнутся в весьма небольших пределах.
С этим я не спорю. Но усилия/напряжения в трубе это никак не отменяет. Эластичность автоматически означает ещё и внутреннее трение, внутренний износ и проблемы с передачей мощности.

Но тут интересен другой момент: масса погонного метра. Критичный параметр для привязных ветряков.
Я утверждаю, что для передачи энергии через движение троса эта масса минимальна, а для гибкого вала - неприемлимо высока.

ждан72> при нитях направленных по диагонали она будет весьма прочная, уж всяко прочнее металла.

Ой, неочевидно. Стенки могут сложиться.

ждан72> прочность на скручивание будет зависть от диаметра.

Чем больше диаметр, тем легче сложится (при той же толщине стенки).

Татарин> Масса на погонный метр?
масса будет зависеть от диаметра а он от частоты вращения. если будет два винта вращающиеся в разные стороны то можно впихнить редуктор и увеличив частоту уменьшить массу.


Татарин> Генератор останется внизу и с передачей механической мощности "по оси Х".

в смысле ось генератора не совпала с осью вала? кардан спасет отца демократии.

Татарин>> Масса на погонный метр?
ждан72> масса будет зависеть от диаметра а он от частоты вращения. если будет два винта вращающиеся в разные стороны то можно впихнить редуктор и увеличив частоту уменьшить массу.
Ну, вот я и жду какого-то выбора тобой параметров.
Чтобы ты не говорил, что я, критикуя, выбираю заведомо неудачные значения.

Татарин>> Генератор останется внизу и с передачей механической мощности "по оси Х".
ждан72> в смысле ось генератора не совпала с осью вала? кардан спасет отца демократии.
Не, я не про то... я про то, что в схеме с "перетягиванием каната" генератор тоже внизу. Если сравнивать "гибкий вал" с "перетягиванием каната", то "гибкий вал" не имеет преимущества (в этом пункте).

ED> Чем больше диаметр, тем легче сложится (при той же толщине стенки).
а если внутри создать избыточное давление?

ждан72> а если внутри создать избыточное давление?

ИМХО проще внутрь запихать распорную "звёздочку". Но в любом случае нужны хотя бы прикидочные значения веса/на момент. Иначе просто гадание получается.

Татарин> Хм. Привязь должна быть что так, что этак. Она должна выдерживать полную силу ветра что так, что этак.

Народ, а такая революционная мысль, как автожир-соосник - вам в голову не пришла? Генератор работает соответственно между первым и вторым роторами. Ну или еще проще - два генератора, по штуке на каждом роторе, балансировкой нагрузки между ними определяется момент.

Причем можно еще и взлетать на них же для запуска системы.