onsdag 6 februari 2008

Studiebesök: The Aftermath

Var i Uppsala i måndags och mötte vår handledare / kontakt (Doktorand Magnus S) på UU:s institution för vind-, våg- och vattenkraft.

Vi fick veta mer om historien bakom de olika typerna av kraftverk och varför dem ser ut som de gör, vilket var väldigt intressant!

Framemot eftermiddagen började vi diskutera vårt projekt, och hur Henning och jag har tänkt bygga vårt kraftverk.
Vi fick god kritik av Magnus, men det var dock en (stor) grej som vi hade förbisett: man vill ju använda ALL den elektriska energin som man alstrar i kraftverket, och inte bara, säg 20% (som det förmodligen skulle bli, utan hjälp av Magnus).

Grejen är denna; för att kunna använda all den elenergi som alstras vid en viss vindhastighet, säg 5m/s, måste man ha ett antal lampor som förbrukar all den energin som skapas.
Det låter enkelt; "kötta på med några lampor liksom", skulle man kunna tro, men då får man ytterligare problem.

Scenario 1: För få lampor
Motorn i ett kraftverk är rotorns broms. Hur mkt motorn(generatorn) bromsar beror på hur mycket energi som utvinns ur den ström som produceras; dvs hur stor lasten (resistansen) är i den krets som generatorn arbetar i.

Man får tänka på rotorn och generatorn (m krets) som ett förhållande, där det ultimata förhållandet är: F(elproducerande) = F(broms), dvs den kraft som påverkar rotorn (blir sedan till den elskapande kraften i generatorn) är lika stor som den bromsande kraften i generatorn.
Då blir förhållandet: 1:1, vilket är ett resultat av Newtons första lag.
"Ett föremål förblir i vila eller i likformig rörelse så länge inga yttre (netto)krafter verkar på föremålet."


Om nu den bromsande kraften från generatorn är för liten (orsakad av för liten last i kretsen) kommer rotorn börja snurra snabbare och snabbare, vilket tillslut kommer leda till att man inte kan kontrollera den effekt som generatorn generar, vilket i sin tur kommer förstöra känsliga saker i kretsen, t.ex. våra lampor.

Scenario 2: För många lampor
Tvärtom kommer för många lampor leda till att den bromsande kraften (F(my)) är något större än den kraften som får rotorn att snurra, vilket orsakar ett behov av en högre vindhastighet för att rotorn skall kunna starta(börja rotera). Då kommer vi inte heller kunna utvinna den maximala vindenergin, eftersom vår rotor snurrar alltför långsamt.

Scenario 3: Prefekt antal lampor
Här har vi lyckats matcha den önskade effekten i kretsen, med antalet elförbrukande enheter (resistorer/ laster, vilket i vårt fall kommer vara glödlampor).
Dock finns det problem: vi har ju endast anpassat lasten i kretsen till en effekt som vi antagit varit statisk, vilket den ALDRIG kommer vara i vårt bygge, eftersom vindstyrkan varierar.
Lösningen är att vi vill räkna fram den last som ger högst verkningsgrad för den vindhastighet som vi tror är medelvinden.
Det innebär att resistansen är fast, fastän spänningen och strömmen kommer variera.
Alltså måste vi ha en fast last i kretsen, men kunna variera strömmen, så att inte våra lampor går sönder.

DET är vad vi funderar på just nu. Hur gör man det ???