besturing windmolen

Als U een gezamenlijk project wil starten of aan projecten van anderen mee wilt werken.
Berichten: 3
Geregistreerd: 25 Jul 2012, 20:05

besturing windmolen

Berichtdoor kuype024 » 25 Jul 2012, 20:30

Dag allemaal,

Al geruime tijd ben ik bezig met de ontwikkeling van een windmolen met een diameter van 4,6 mtr.
Mechanisch gezien begint de molen al aardig vorm te krijgen. Kijk maar eens op;
http://www.fieldlines.com/index.php/topic,146381.0.html

Het moet een windmolen worden met een intelligente besturing waarbij o.a. aan de hand van windrichting, windsterkte de windmolen aangestuurd moet worden. Ik dacht aan Arduino als controller maar corrigeer me als ik het verkeerd zie.
Ik heb de starterskit in huis maar heb al in de gaten dat ik nog veel moet leren.
Mechanisch heb ik meer kennis aan boord dan elektronisch/software.

Ik zoek dus hulp. Wie wil dit project mee oppakken of kan mij doorverwijzen. Zou b.v. een leuke klus zijn voor een student besturingstechniek.
Vanzelfsprekend neem ik alle kosten voor de hardware voor mijn rekening.

Hoewel ik dit project vanuit mijn bedrijfje www.innotecheurope.nl heb opgezet moet dit als een hobbymatig project gezien worden!

Ik hoor het wel

Groeten
Peter

Advertisement

Gebruikers-avatar
Berichten: 700
Geregistreerd: 05 Mrt 2012, 21:56
Woonplaats: Appingedam

Re: besturing windmolen

Berichtdoor pjh » 28 Jul 2012, 21:02

Mij lijkt een microcontroller als de Arduino prima. Er zijn (veel) snellere microcontrollers, maar de processen die jij gaat bewaken lijken me niet van de nanoseconde. Maar daar kan ik me weer in vergissen.
Als ik zie wat jij aan de hardware kant kan, zul je op geen enkele manier een niet te nemen barrière treffen als het om de arduino gaat. Meedenken doen we allemaal graag hier. En een project die op deze site zijn updates kent, is smullen voor iedereen. Dus wat is precies de bedoeling? Windrichting meten en omzetten naar een motor-commando om de wieken goed in de wind te zetten?

Mij lijkt het het leuk om het ding helemaal vol te hangen met sensors. Heb je waarschijnlijk helemaal niets aan. Maar als je toch een grote paal maakt voor die 4,6 meter, waarom dan niet meteen een temperatuur- luchtvochtigheid- achtergrondstraling-, CO2, LPG, Methaan, stofdeeltjessensor van? Verder zou ik wegdromen in de sensoren die het mechaniek in de gaten houden. Bijvoorbeeld trillingssensoren op verschillende hoogte, of een afstandssensor op de paal die precies naar de punt van de wieken kijkt. Zo kun je zien hoever ze doorbuigen. Of een laserlicht op vele tientallen meters afstand inlezen met een lichtsensor en zo bepalen t.o.v een lichtsensor waar de laser niet op valt, hoeveel stof of waterdamp in de lucht hangt. Wat me ook cool lijkt is om van de hele paal een soort VU-meter te maken. En dan sluit je het hele systeem aan op internet, en kunnen mensen hun favoriete muziek op je paal zetten. Met groene stroom natuurlijk. En helemaal mooi zou een hele grote spokePov http://www.flickr.com/search/?q=spokepov zijn, maar daar zullen je wieken wel niet snel genoeg voor gaan.
Afbeelding

Technisch gezien ben ik benieuwd wat er precies aangestuurd moet worden. Wat is het mechaniek? et cetera.
groet, paul

Berichten: 3
Geregistreerd: 25 Jul 2012, 20:05

Re: besturing windmolen

Berichtdoor kuype024 » 29 Jul 2012, 18:50

Dag Paul,

Dank voor je enthousiaste reactie.
Ik zal wat meer gedetailleerde informatie geven;
Het gaat om een experimentele windmolen die ik samen aan het bouwen ben met mijn neef Marijn.
Dit soort kleine windmolens zijn doorgaans eenvoudig van constructie.
Wij willen kijken welk rendement er met de huidige stand der techniek maximaal uit deze molen te halen valt.
Dat willen we realiseren door toepassing van high tech materialen zoals carbon en moderne produktietechnieken zoals vacuuum injectie voor de bladen.
Uiteindelijk moet een geavanceerde besturing en datalogger het verhaal compleet maken.

Status;
De bladen en de naaf zijn klaar en ook de generator is al half gereed.
Vorige week hebben we de bouwvergunning binnengekregen voor het plaatsen van de vakwerkmast van 30mtr hoog.
Dit is een gebruikte KNP mast die we op marktplaats hebben gekocht.

Parallel aan de mechanica willen we met de besturing aan de slag.
Het is inderdaad de bedoeling dat de windmolen vol sensoren komt te hangen.
Be besturing moet in volgorde van belangrijkheid de volgende componenten in zich hebben:
1.
Pitchcontrol; aan de hand van de windsnelheid wordt de ideale bladhoek gekozen.
2.
Yaw control; aan de hand van de windrichting wordt de kop van de molen in de wind gedraaid.
3.
Datalogging; weersomstandigheden versus de preformance van de molen.
4.
Bewaking; speed; Overspeed
5.
Bewaking generator; opbrengst en temperatuur
6.
Bewaking ijsvorming op de bladen; onbalans.
7.
Koppeling besturing met de elektronische (hoog)spanning omvormer
8.
opslag energie.
9.
Uitlezing/bewaking op afstand I-phone.

Kortom een heel lijstje waar we onze lusten op kunnen botvieren.
Zoals ik al aangaf zijn we mechanisch gezien redelijk handig en hebben we ook alle middelen ter beschikking.
Wat de besturing betreft hebben we zeker hulp van buitenaf nodig.
Er is een budget ter beschikking om hardware zoals sensoren e.d. aan te schaffen.
Ik heb alleen geen zin om een duur bureau in te schakelen om de software te schrijven.
Het blijft per slot van rekening hobby

Groet Peter

Gebruikers-avatar
Berichten: 700
Geregistreerd: 05 Mrt 2012, 21:56
Woonplaats: Appingedam

Re: besturing windmolen

Berichtdoor pjh » 04 Aug 2012, 14:52

Had al eerder bericht getypt, maar computer liep vast op een van de andere 100 dingen. Sorry, nu latere en kortere reactie:
LEUK! Veel sensoren en een imposante molen.
Wanneer ik je bovenstaande punten bekijk, lijken mij drie categorieën:
1. optimalisering positie
....a. pitch - bladhoek
....b. Yaw - kop
2. Bewaking
....a. overspeed - rpm
....b. generator
....c. ijsvorming / onbalans
....d. "noodsignaal" iPhone
3. opslag
....d. data
....e. energie

Zomaar wat ideeën:
ad 1. Omdat de windrichting en windsnelheid geen variabelen zijn die we in de hand hebben, lijkt continue logging van alle sensor-data van belang, om in de loop van de tijd een empirisch optimum te bepalen.
ad 1. weet je al welke hardware / motoren aangestuurd dienen te worden
ad 1. Er zal wel enige stille torsie nodig zijn, voordat het ding in beweging komt: ofwel: vanaf welke hoek is correctie zinvol.
ad 2. Alle data continu via internet beschikbaar maken lijkt me een must en een joy. Bewaking via deze weg is dan een koud kunstje. Maar lokaal zal er ook een beveiligings-algoritme moeten zijn. Ik ben zelf net verkennende met GSM en Arduino. Zou bijvoorbeeld mooi zijn als je geheel los van al dat internet gedoe, hele basale waarschuwingen via een andere communicatie route kunt krijgen. SMSje bij overspeed et cetera.
ad 3. data naar mySQL database en lokale back-up voor bij calamiteiten. SD-kaart/reader voor arduino kost haast niks.
ad extra: ik zou met alle fasciliteiten die voor de veiligheid nodig zijn, meteen een online weerstation maken, beschikbaar voor iedereen. Leuke extra weerinfo voor de medemens, en jij gratis een heleboel ogen op je project.
groet. Paul

Berichten: 3
Geregistreerd: 25 Jul 2012, 20:05

Re: besturing windmolen

Berichtdoor kuype024 » 08 Aug 2012, 23:00

Datalogging.
Aangezien het een experimentele windmolen betreft is een datalogging een must.
Ik weet niet of dat goed te doen is met Arduino of dat het beter is om te werken met een commercieel verkrijgbare datalogger zoals www.atal.nl of www.sensordata.nl die leveren.
Voordeel is dat hier mooie grafische software bij zit.

Pitchverstelling
De optimale pitchverstelling is de eerste grote uitdaging.
Hier moet een optimum gevonden worden tussen de windsnelheid/bladhoek en toerental.
Voor de pitchverstelling heb ik een actuator van www.linak.nl type LA23, 24V, voorzien van eindschakelaars, hallsensor en analoge positiemelding.
De aansturing voor de actuator loopt over een slolid state relais van Devantech type MD03 zie www.antratek.nl.

Data via internet of GSM
Het is de bedoeling dat de gegevens van het weerstation en de preformance van de windmolen via internet voor iedereen beschikbaar komt.
Bewaking en alarmmeldingen kunnen eventueel op een veilige manier via GSM. Ik heb goede ervaringen met de GSM modules van www.musitel.com.

Weerstation.
Ik ben op zoek naar een weerstation waarvan we de sensorwaarden direct kunnen voor Arduino.
Dat valt nog niet mee want in de technische specifikaties van de betaalbare units is men zeer spaarzaam met het geven van informatie.
De profesionele weersensoren zoals die geleverd worden door www.atal.nl zijn zeer prijzig.
Alleen wind snelheid en windrichting kost al snel € 550,=
Als iemand nog een goede tip heeft voor het weerstation houd ik me aanbevolen.

groeten
Peter

Gebruikers-avatar
Berichten: 700
Geregistreerd: 05 Mrt 2012, 21:56
Woonplaats: Appingedam

Re: besturing windmolen

Berichtdoor pjh » 09 Aug 2012, 00:22

Ik heb 2 ontvangers en 7 zenders van onderstaand soort in bestelling. De website [ http://www.dorji.com ] ligt er nu uit, vandaar de eBay link. Sorry.
http://www.ebay.nl/itm/DORJI-NEW-Arduino-RF-wireless-module-DRF4432D20-transceiver-module-/160795423702?pt=BI_Robotics&hash=item25702773d6
Ik laat wel weten hoe ze bevallen.

Voordeel van deze is dat ze spotgoedkoop zijn (69 euro voor 1 ontvanger en twee sensors). Voordeel van deze is dat ze heel zuinig, zonder extra microcontroller, op de sub 1MHz.
Je kunt alle data via UART doorgeven aan wat voor computer, arduino of server. Hier voorbeeld http://embedded-lab.com/blog/?p=5436
Verder is het nu laat en reageer ik een andere keer inhoudelijker. Gr.P.

Berichten: 1
Geregistreerd: 15 Nov 2012, 12:25

Re: besturing windmolen

Berichtdoor surfari » 15 Nov 2012, 20:34

Hoi Peter, wellicht is er een alternatief voor je windrichtingsbepaling en sturing.
Als je goed rondkijkt in de nederlandse polders zie je vele zg "Bosmanmolentjes", windmolentjes(3,4, en 7 meter hoog) die sloten en vaartjes e.d. bemalen. Ze zijn voorzien van twee windvanen, één in de richting van de wieken en één haaks daarop. Eén vaanblad staat horizontaal, de ander verticaal. De molen draait/staat in de richting van het verticale blad, dus normaal gesproken het vaanblad wat in de richting van de wieken staat. De overspeedbeveiliging is het stormanker: handmatig wordt een handel onderin de molen overgehaald, de windvaan die haaks op de richting van de wieken staat komt nu verticaal zodat de molenkop 90 graden draait; de wieken krijgen nu de wind van de zijkant.
Het draaien van de windvanen zou je met een servo kunnen doen. De molenkoppositie kun je laten bepalen mbv een potmeter, zo kun je meteen de windrichting bepalen.
Succes. Surfari

Terug naar Gezamenlijke projecten

Wie is er online?

Gebruikers in dit forum: Geen geregistreerde gebruikers en 6 gasten