Tuuliturbiinin aerodynamiikka on tarkistettava

Viimeinen kohta että kukkulan laella nostetaan mylly korkeammalle.
Koska matalalla mylly olisi vain osittain voimakkaassa pintatuulessa. Korkealla koko mylly on jo kitkakerroksen ja inversion yläpuolella . Ehdottomasti kukkulalla ja korkealle.

On myllyja joskus kanjoneissakin, esim jos menee Narvikiin Kiirunasta näkeen laaksoon sijoitettuja myllyjä jossa on sijoituspaikasta päätellen tuulista??

Jos tuulee esim 15m/s tiedetään sen sisältävä tuulienergia ja siitä saatava maksimi energia. Ja nykyinen kolmilapainen nappaa siitä ne energiaprosentit. Väitätko että kaikki onkin päin persettä ja sinun myllysi ottaisikin tuulesta paljon enemmän kuin tuuli edes voi sisältää energiaa???
puhutaan ehkä prosentin osista joita tulevaisuudessa laskennoilla saadaan lisättyä.

"Jos tuulee esim 15m/s tiedetään sen sisältävä tuulienergia ja siitä saatava maksimi energia. Ja nykyinen kolmilapainen nappaa siitä ne energiaprosentit."

Tuo on vain eri tapa väittää, että nykyiset myllyt ovat melkein parhaita mahdollisia aerodynaamisesti. Tässä kyseenalaistettiin sitä väitettä. Ei ole väitteen perustelemista muotoilla väite eri tavalla ja sitten käyttää tätä eri muotoilua argumenttina. Se on lähinnä kehäpäätelmää.

Pitää olla fysiikan peruslaeista ja tuotanto- ja asennuskustannusten luonteesta lähtevät perustelut sille miksi esim. lapojen leveyden kasvattaminen olisi väärin.

Ja
Ehkä jo ensimmäisen nykymallisen myllyn jälkeen 1970-luvulla, alettiin käyttää sen tyylin päättelyä, että tämän suunnitelman virheellisyys tarkoittaisi että " kaikki on päin seiniä " tjsp. ja kaikki ei voi olla päin seiniä joten päättelemme että suunnitelman täytyy olla oikea. Siitä eteenpäin tuulivoima-asiantuntijoilla oli paljon muutakin pohdittavaa kuin aerodynamiikka, kuten vaihteet, generaattorit, kaavoitus, melu, ympäristön asukkaat ym. ym....

Minusta sinulla jos kellä on kehäpäätelmä?

Miksihän tuli ne ensimmäiset nyky tyylin myllyt, ehkä siksi kun ne on niin hyviä. En toki kiellä sinua kehittelemästä toisenlaisia visioita tuulimyllyistä.
Mutta millä muutat sen tosisaikan tuulen energia sisällöstä, Se on totuus, ei se muutu olipa mylly millainen tahansa. Nykytyylinen mylly ottaa suunnilleen sen mikä on otettavissa. Onhan täälläkin palstalla nähty erilaisia versioista joissa lapoja on paljon ja on tunnelin kanssa ja ilman.. Mutta eipä vaan ole kolmilapaisen voittanutta.

Noista lavoista ja niiden leveudestä, en näkisi purjekoneen liitävän paremmin vaikka siivet olisi leveämmät, niissäkin pyritään todella hyviin hyötysuhteisiin ja maksimoimaan liitolukua. Ja joillakin on rahaa kuin roskaa jolloin he voivat tehdä siivistä leveämmän niin ettei ainakaan hinta olisi esteenä, silti siivet on suhteellisen kapeita.

Miksi Jekura haluaisit siivistä leveämmät ja lisäisit luultavasti lapoja, siksikö kun siltä tuntuu. Siis tuntuuko että noin harvasta siivikosta ilma huilaa läpi liian helposti? Niinhän sen pitääkin olla, jos myllyn takana on tyyntä ei uuttaa tuulta pääse myllylle. Lisäksi on otettava huomioon se että tuulen nopeuden kasvaessa kaksinkertaiseksi energia sisältö onkin kahdeksankertainen. toisinpäin se tarkpoittaa että esim tuulen 7m/s tuuli putoaa myllyn läpi kuljettuaan vain 2m/s ja myllyn takan tuulee edelleen 5m/s on energiasisältöä kadonnut kuitenkin ne maagiset 60% jotka on saatavissa ilman että tuuli hidastuisi liikaa. Tuleeko tästä mielikuva että mylly on liian "harva"

En laskenut noita nopeuksia kuin vetäisi lonkalta, mutta noin se suunnilleen menee

"Vaikuttaa siltä, että nykyisenlaisessa tuuliturbiinissa on yritetty maksimoida tehoa suhteessa ilmanvastukseen. Eli ne on tahattomasti optimoitu spede-myllyä eli vastatuuleen menevää tuuliturbiini-vesipotkuri-purjelaivaa varten."

Väittäisin kyllä että on ihan tahallisesti optimoitu juuri noin. Kuten itsekin mainitsit, tuulen sisältämä energia on hyvin voimakas tuulen nopeuden funktio ja sen takia kannattaa mitoittaa mylly toimimaan parhaiten silloin kun energiaa on kohtalaisesti tarjolla. Lapalukumäärän kasvattaminen ja lapojen leventäminen kyllä helpottaisi myllyn käynnistymistä heikolla tuulella mutta siitä saatava hyöty olisi siksi vähäinen että kannattaa mieluummin vaikka seisottaa myllyä heikkojen tuulten ajan.

"Se on eri asia kuin kustannustehokkuuden maksimointi."

Eiköhän se ole nimen omaan samaa asiaa.


Lentokoneiden ja lennokeiden kanssa puuhanneet muuten tietävät ilman muuta että hyötysuhteen kannalta paras potkurin (ja tuulimylllyn) lapalukumäärä on yksi. Siihen vain liittyy sen verran vaikeita tasapaino-ongelmia että yksilapaisia potkureita ei juurikaan ole käytössä, paitsi silloin kun viimeinenkin energiahippu pitää saada käyttöön. Tässä yksi esimerkki:

http://www.youtube.com/watch?v=4vAw1CC4A3g

Ei tuossa kyllä mitään yksilapaista potkuria ollut.

potkuri oli lennokissa yksilapainen kuten linkin antaja kertoi, myös lennoklki oli yksisiipinen mutta se olikin siimalennokki.
Doblerilmiö muutti ääntä jännästi

"se on totuus" ja sitten joukko alkuperäisen väitteen uudelleenmuotoiluja ja sanamuodon muuttamisia. Miten kukaan voi pitää tuollaista perustelemisena / argumentin esittämisenä. Tulee mieleen onko airfoil kenties ydinvoimalassa tai hiilikaivoksessa töissä tai hiilimoguli, kun uusia argumentteja ei esitetä mutta kummallista inttämistä tulee kyllä.

Tässä pitäisi olla selityksiä sille miksi esim. 10-20 siivekettä kohtaavan tuulen aiheuttama ilmanvastus ja patopaine ei muutu kierron suuntaiseksi voimaksi ja Newtonin lakien mukaiseksi "rakettiliikkeeksi" riittävässä määrin. Kierron suuntainen vektori suhteessa tuulen suuntaiseen vektoriin?

Tietyn säteisestä roottorin päälle laitetusta ympyrästä tietty osa on siivekkeiden etuprofiililla. Nykymallissa se etuprofiili-osuus on pieni, ehkä enintään 2%, silmällä vilkaistuna. Kaasuturbiinissa se on 100%. Ilman läpäisevyys riippuu myös siivekkeen kulmasta ja pyörimisnopeudesta. Entä jos tuulimyllyssä etuprofiiliosuus olisi enintään 50% tai 30% tai 20% ja kulma 45 astetta?

Kun puhutaan kustannustehokkuudesta on otettava huomioon paljon enemmän asioita, alkaen rakennuspaikalle johtavan tien hinnasta. Jos halutaan keskittää eli tehdä harvempiin paikkoihin, myllyjen pitää olla isompia ja on rajansa sillä miten suuri korkeus ja läpimitta voi olla. Jos yksikön tehoja halutaan yhä kasvattaa, muodon on oltava eri.

"myllyjen pitää olla isompia ja on rajansa sillä miten suuri korkeus ja läpimitta voi olla. Jos yksikön tehoja halutaan yhä kasvattaa, muodon on oltava eri."

Tuosta voisi saada sen käsityksen että tuulimyllyn läpimitta ei ole kummoinenkaan rajoitus kun pyritään isompiin tehoihin, mutta niinhän ei ole. Tietyn läpimittainen pystyy tietyllä tuuulenvoimakkuudella antamaan tietyn maksimitehon eikä sitä voi siitä parantaa millään. Nykyiset kolmisiipiset tuulimyllyt pääsevät jo aika lähelle sitä rajaa.

Tapa laskea se väitetty tuulen energia pitäisi selvittää. Pitää itse arvata, kun selitystä ei osata antaa: Ilmeisesti lasketaan myllyn halkaisijan kokoisen ilmalieriön painoa ja nopeutta. Eli jos myllyn roottorin halkaisija on 100 metriä, niin paljonko painaa se ilma joka on siinä 100 metriä halkaisijaltaan olevassa lieriössä jonka pituus on tuulen nopeus sekunnissa. Tästä massasta ja nopeudesta saadaan suurin teoreettinen energiantuotto sekunnissa, normaaleilla newtonin kaavoilla. Tämäkö on laskutapa? Jos ei ole, vastaava selitys tarvitaan. Tämä on kommunikaatiota.

Jos se on laskutapa, on eri asia minkä kokoisesta lieriöstä se massa pitäisi laskea jos siivekkeiden peitto on esim. 20%, koska silloin liike-energiaa otetaan myös ilmasta joka olisi menossa myllyn ohi. 20 prosentin myllyn edessä hidastuva ilma hidastaa myös sivussa olevaa ilmaa tai muuten ilmaan muodostuisi jyrkkä nopeusero. Lisäksi myllyä kiertämään lähtevä ilma törmää ohittavaan ilmaan hidastaen sitä ja tämäkin voima välittyy lapoihin patopaineena. Patopaine saa ilman menemään nopeammin kiertosuuntaa vastaan, lapojen välistä kulkiessaan.

Myllyn takana, ohimennyt ilma vetää hidastunutta ilmaa suurempaan nopeuteen antaen liike-energiaansa ja aiheuttaen alipainetta myllyn taakse. Alipaineen ansiosta lapojen välistä menevä ilma saa vähän lisää nopeutta.

Yli- ja alipaineet ovat prosentuaalisesti mitättömiä, mutta absoluuttiset paine-erot ovat merkittäviä kun katsotaan "painoa" pinta-alaa kohti.

Polkypyörän pumppu ja pilli ovat esimerkkejä siitä miten paine-ero saa ilman menemään nopeammin reiän kohdalla. Lapojen väli on yli 20 prosentin myllyssä "reikä".

Vaikka lapojen peittoprosenttia tai lukumäärää ei kannattaisikaan nostaa nykytyylin myllyistä, erilainen muoto voi olla kustannustehokkaampi ja ennen kaikkea hiljaisempi desibeleissä.

Esimerkiksi 6 lapaisen myllyn melu olisi vähemmän häiritsevää vaikka desibelit olisivat samoja ja sen peittoprosentti olisi sama jos lapojen muoto olisi eri.

Simppeli muutos, lapojen uloimman 30 prosentin valmistamatta jättäminen, vähentäisi desibelejä enemmän kuin 30 prosenttia. Oikeasti muutoksen ei tarvitse olla niin simppeli.

Hyvä topiikki Jekuralta :))

Tuolla ensimmäisessä siis aloituksessa mainitset kärjen nopeudeksi jopaa 200km/h. Se on reilusti alakantissa, ideaali nopeus on 70-100m/s.

Ilma kuutio painaa noin 1,3 kg kuutio. Sen massa virran hidastamiseen perustuu kaikki laskelmat tuulensisältämästä energiasta. Huomaan sinun epäilevän kuinka mylly pystyy ottamaan energiaa ilmasta jonka siivet ovat niin "harvat" peitto 20% joka sekin on alakantissa peitto on alle viiden prosentin.

Ei kai melu ole mikään este myllylle. Olen usein käynyt Hailuodossa ihastelemassa myllyja. Hailuodossa lossin lähin mylly ei juuri kuulu autoon, ja jos lasi on kiinni ei kuulu ollenkaan. ei myllynkään juurella melu puhetta häiritse. Sama juttu mantereen puolella ne suuret Winwind. myllyt ovat niin hiljaisia, voi keskutella aivan huoleti. Jos tuulee enemmän tai myrskyää tuulen melu kasvaa suhteessa enemmän muutenkin jolloin myllyn melu suhteessa pienenee ja häviää esim aaltojen kohinan alle tai puiden huminaan. Onko sinulla eri käsitys

Simppeli muutos?? 30 prosenttia pois lapojenpituudesta . ja pyörähdyspinta-ala on vain 43,5 prosenttia ja jolloin mylly tuottaa vain 43,5 prossaa myllystä jossa lapoja ei lyhennetä. Siinä ei olisi mitään järkeä. Ei kärjen nopeus laskisi samassa suhteessa, vaan roottori pyörisi vastaavasti nopeammin. Koska tuohon 70-100m/s nopeuteen pyritään.

En voi millään muuttaa käsitystäsi siihen että miksi tuollainen nykytyylinen "harva" mylly toimii jo nyt riittävällä hyötysuhteella. En itse koskaan ole laskenut tuulen sisältämää energiaa. Enkä sitä miksi noin hieman päälle 60% teho on maksimi energia joka myllystä saataisiin. Mutta aika vakuuttavaa tekstia asiasta olen lukenut ja jos nyt kolmilapaisella myllyllä se saadaan niin tyytyväinen olen nykytilanteeseen.

Lapa lukumäärän kasvatus ei todellakaan lisää tuulesta saatavaa saantoa, mutta kulut kasvaisi paljon. Siipiprofiili tuskin on lopullisesti määrätty, aina tulee pientä viilausta. Siiven kärkeä kehitetään.

Asutko myllyn lähellä koska melu tuntuu olevan se tärkein kriteeri. Ei häiritseisi vaikka asuisin tuulimyllyn tornissa. oli kunnia olla tornissa (maan tasossa) kun pistivät hailuodossa yhden myllyn päälle. Ei melu puhetta häirinnyt sielläkään. Suurin vaikutus myllyllä olisi välkevaikutus kun aurinko paistaa pyörivien lapojen läpi ja varjo lankeaa taloihin. Auringon laskun ja nousun aikaan ja talvisin varjo on pitkä, jopa kilometrien päähän, mutta siellä etäisyydellä varjo liikku sekunneissa ohitse.

Edelleenki suositan että keskustelet vaikka sen suomalaisen myllyn valmistajan Winwindin kanssa ja esität ideaasi heille. Tai teet sitten itse niitä tiiviimpiä lapoja ja kokeilet käytännössä. Itse haaveilen tekeväni talvella roottorin jonka halkaisija on 12m ja se on kolmilapainen. Tuskin laitan generaattoria. Sen maksimi tuotto olisi jo yli 200kw kovalla tuulella ja sellaista ei minulla ole. toisaalta sisämaassa pieni tuuli jota suurin osa on, tuotto on muutama kilowatti ja se olisi liian raskasta noin isolle generaattorille. Sisämaan kirot:( Sitten vielä tuohon 200kw jota saisi muutaman kerran vuodessa, mihin laittaa sellaista määrää energiaa??

Laskinpas keskustelun innoittamana vähäsen:

Tuulivoimala, jonka lavan pituus r = 100 m
Tuulen nopeus v = 10 m/s
Tuulen massa sekunnissa:
m=pi*r^2*v*1,3=408200 kg
Tuulen liike-energiasta saatava teho
P=0,5mv^2=20,4 MW

Eli teoreettinen maksimiteho olisi reilu 20 MW, toki käytännössä tähän ei voida päästä. Kovalla tuulella saatava teoreettinen maksimiteho vielä moninkertaistuu. Nykyiset tuon kokoiset tuulivoimalat taitaa olla 3 MW luokkaa?

Olettaisin silti, että tuulivoimaloiden suunnittelijat tietää, mitä tekee, vaikka teoriassa liike-energiaa vaikuttaisi olevan enemmänkin tarjolla.

Mitä voisi tapahtua jos 3-lapainen tuulivoimala varustettaisiin "kaksoisroottorilla". Tuulensuuntaan on vastustava puoli ja alipainepuolella vastakkaiseen suuntaan "imevä" puoli, voiko näin saada voimalan kohdalle tasaisen tuulitunnelin?

En näkisi hyötyjä kaksoisroottorista. Ensimmäinen ottaa jo sen energian, mitä toinen tekisi? Liika energian otto yritys taas toimii jo tuulen esteenä.
Eipä ole mikään muuttunut kuudessa ja puolessa vuodessa tuulesta ei saa kuin noin 60% ja loppu on päästettävä menemään.

jostain syystä amerikkalaiset joiden sanotaan olevan parhaiten perillä näistä asioista,tekevät pienvoimaloihin kuitenkin paljon lapoja jopa 12 kpl.Vaikka puhunkin tässä pienvoimaloista pätevät samat fysiikan lait niihinkin

Mikä on nykyaikaisen 3-lapaisen todennettu hyötysuhde.

Tuulivoimaloiden kapasiteetin käyttöaste on noussut viidessä vuodessa 25 % tasolta 33 % tasolle. Tämän hurjan muutoksen takana on siipien pidenyminen.