Ecologieforum

Mijn nieuwste rapport KD 634 kan gratis gekopieerd worden van mijn website: http://www.kdwindturbines.nl. De titel van het rapport is: Calculations executed for the 3-bladed rotor of the VIRYA-3.4 windmill (lambda design = 4.5, galvanised steel blades) driving a centrifugal pump through a Polycord transmission with i = 2.5 and a vertical shaft in the tower centre.

Nederland heeft een lange traditie van kleine poldermolentjes met een roterende verticale as in de toren en een centrifugaalpomp in de sloot (zoals bijvoorbeeld de 4-bladige Bosman-molen met dubbele vaan) voor drainage van laag liggende stukken landbouwgrond. De in KD 634 beschreven 3-bladige VIRYA-3.4 windmolen ziet er op veel punten geheel anders uit dan de molens zoals wij die gewend zijn. Hij zou ook voor drainage gebruikt kunnen worden maar ook voor het aandrijven van een centrifugaalpomp in een put of zelfs voor het gelijktijdig aandrijven van een pomp en een generator.

De VIRYA-3.4 is voorzien van de scharnierende-zijvaan-beveiliging zoals die in alle VIRYA-windmolens wordt toegepast en die de rotor bij hoge windsnelheden uit de wind draait. Daardoor worden het rotortoerental en de axiale kracht op de rotor begrensd waardoor de hele molen licht uitgevoerd kan worden. Omdat de rotoras excentrisch staat t. o. v. de verticale as werd een transmissie bedacht met een ronde Polycord snaar waarmee deze excentriciteit overbrugd wordt en waarmee gelijktijdig een versnellende overbrengingsverhouding van 1 : 2.5 gerealiseerd wordt. Een bijkomend voordeel van deze transmissie is dat er geen olie in zit die in het water zou kunnen lekken en dat de molen daarom gebruikt kan worden in natuurgebieden.

Adriaan, zonder goed gekeken te hebben. Hoeveel kracht zou je met zo'n opstelling kunnen genereren. Past nl goed in het idee dat je energie moet gebruiken als het voor handen is.... dus niet opslaan in de vorm van electriciteit, maar rechtstreeks iets mee aandrijven.... Misschien kunnen we hier in een ander draadje verder over borduren?

In figuur 5 van KD 634 wordt een Q-n kromme van de VIRYA-3.4 gegeven (Q is het koppel op de rotoras en n is het toerental van de rotor). De molen is voorzien van een scharnierende-zijvaan-beveiliging met een licht vaanblad waardoor de rated windsnelheid slechts 8 m/s is. Bij deze windsnelheid is het koppel dat hoort bij de maximale Cp ongeveer 37,5 Nm. Het piekkoppel is ongeveer 42 Nm. Dit zijn toch aanzienlijke koppels. Het maximum vermogen is 688 W bij V = 8 m/s. De rated windsnelheid werd tamelijk laag gekozen omdat voor waterpompen een hoog maximaal vermogen onbelangrijk is, omdat de ronde snaar van de Polycord transmissie niet overbelast mag worden en omdat de verticale as niet te hard mag draaien want dan krijg je last van zwiep (instabiliteit die vergelijkbaar is met knik voor een gedrukte staaf).

Omdat de rotor een ontwerpsnellopendheid van 4,5 heeft, is de startkoppelcoefficient niet erg hoog maar hij is wel hoog genoeg voor aandrijving van een centrifugaalpomp of een generator. Als je er een ander soort belasting mee wilt aandrijven gaat dit alleen maar als deze belasting een laag aanloopkoppel heeft. Bij aandrijving van bijvoorbeeld een graanmolen moeten de stenen tijdens het aanlopen gelicht worden zodat de rotor onbelast aanloopt. Het idee van de Polycord transmissie werd tien jaar geleden al beschreven in KD 320 voor aandrijving van een touwpomp met de 4-bladige VIRYA-2.8B4 rotor. Maar omdat bij deze pomp het koppel vanuit stilstand sneller toeneemt dan voor een centrifugaalpomp werd een rotor gebruikt met een ontwerpsnellopendheid van 2,5 waarvoor de startkoppelcoefficient veel groter is. Maar die rotor heeft dan ook een veel grotere solidity (verhouding tussen het totale bladoppervlak en het bestreken rotoroppervlak) en deze rotor is daardoor relatief aanzienlijk zwaarder.