AIR BREEZE MANUAL DO PROPRIETÁRIO INSTALAÇÃO OPERAÇÃO MANUTENÇÃO
PARA USO MARÍTIMO PARA USO TERRESTRE
Energia Pura Empreendimentos - www.energiapura.com Rua Aldmar G. Duarte Coelho - Sl. 15 Paraty - RJ – Brasil - CEP: 23970-000 Tel / Fax: (24) 3371-1132
Southwest Windpower Parabéns pela compra e bem-vindo a nossa família!
Prezado proprietário da turbina eólica Air Breeze, Obrigado pela sua aquisição. Você adquiriu a mais avançada turbina eólica de bateria recarregável do mundo! Acreditamos que você achará fácil instalar a sua Air Breeze e estamos certos de que você desfrutará de anos de serviço confiável. Antes de continuar, por favor, preencha e envie-nos o Formulário de Certificado de Garantia (Warranty Registration Card). Aviso - a Southwest Windpower (SWWP) não vende ou distribui suas informações pessoais a quaisquer terceiros. Nós entendemos e respeitamos a sua privacidade. Se tiver quaisquer dúvidas ou comentários, entre em contato conosco através do e-mail mail@energiapura.com. e obrigado por seu investimento no futuro da energia eólica com a Air Breeze. Atenciosamente, Southwest Windpower.
Preencha os campos abaixo com os números de série e modelo. Número de Série __________________________ Número do Modelo ________________________
Manual de Instalação Air Breeze Documento n° 3-CMLT-1327-01 Revisão: A AIR, AIR 403, AIR-X, AIR Wind Module são marcas registradas da Southwest Windpower © 2007 Southwest Windpower, Inc.
1 - Instruções importantes de segurança LEIA AS INSTRUÇÕES EM SUA TOTALIDADE ANTES DE MONTAR, INSTALAR OU OPERAR A SUA TURBINA EÓLICA AIR BREEZE. 1.1) GUARDE ESTAS INSTRUÇÕES. Este manual contém instruções importantes que devem ser seguidas durante a montagem, instalação e manutenção do seu equipamento. 1.2) Leia, entenda e respeite todas as advertências. 1.3) Não instale a Air Breeze em dias ventosos. 1.4) Se ocorrerem barulhos ou funcionamento incomuns desligue o aparelho e contate o serviço autorizado. 1.5) Durante a montagem e instalação, fixe propriamente todos os prendedores. 1.6) Utilize apenas as técnicas apropriadas de fixação ao solo estabelecidas pela NEC. 1.7) Preencha o Formulário de Certificado de Garantia apropriadamente. 1.8) A Air Breeze deve ser instalada de acordo com este manual e com os códigos nacionais e locais de construção. A não conformidade com este manual e com códigos locais pode afetar, e possivelmente invalidar a sua garantia. 1.9) Hélices rotatórias constituem um sério risco mecânico. Instale a Air Breeze de maneira que ninguém possa entrar em contato com as hélices. 1.10) Observe as recomendações relativas ao tamanho dos cabos e aos fusíveis listadas na Seção de Cabeamento deste manual. Neste manual você encontrará os seguintes ícones: IMPORTANTE: Indica instruções ou conselhos fundamentais para a correta montagem e funcionamento da turbina. Danos podem ser causados ao equipamento se estes não forem observados com atenção. DICA: Indica instruções ou conselhos que podem simplificar ou facilitar o trabalho ou operação. ADVERTÊNCIA: Indica risco de lesões graves, morte, ou sérios danos ao equipamento siga as instruções com precaução. \ USO TERRESTRE: específico para uso terrestre. USO MARÍTIMO: específico para uso marítimo.
Conteúdo 1) INSTRUÇÕES IMPORTANTES DE SEGURANÇA _________________________
4
GARANTIA ___________________________________________________________
6
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS __________________________________________
7
2) MONTAGEM DA TURBINA ______________________________________
8
3) ESCOLHA DA MELHOR LOCALIZAÇÃO PARA INSTALAÇÃO DA AIR BREEZE
9
4) TORRES _______________________________________________________________
10
4-1 Opções de Torre _____________________________________________________
10
4-1-1 Kit de Torre (8.3m) ______________________________________________
11
4-1-2 Kit de Torre (8.8m) ______________________________________________
11
4-1-3 Kit de Torre (13.7m) _____________________________________________
12
4-1-4 Kit de Torre Marítima ____________________________________________
12
4-1-5 Kit de Torre para trailer (RV) ______________________________________
13
5) OPÇÕES DE CABEAMENTO DA AIR BREEZE _____________________________
14-15
5-1 Cabeamento de sistema híbrido _______________________________________
16
5-2 Cabeamento de um conjunto de turbinas Air Breeze ______________________
17
5-3 Calibre dos cabos __________________________________________________
18-19
5-4 Chave de interrupção _________________________________________________
19
5-5 Fusíveis, disjuntores, amperímetro ______________________________________
20
5-6 Baterias ______________________________________________________________
20
5-7 Aterramento da Turbina _____________________________________________
20-21
5-8 Aterramento da Torre _______________________________________________
21
5-8-1 Instalação das Hastes de Aterramento (eletródios) no solo______________
21
6) INSTALAÇÃO DA AIR BREEZE _____________________________________________
22
6-1 Conexão dos cabos da Air Breeze ________________________________________
22
6-2 Instalação da Air Breeze na torre _________________________________________
23
6-3 Conexões Finais ________________________________________________________
23
7) FUNCIONAMENTO DA AIR BREEZE _________________________________________
24-26
7-1 Resumo do Funcionamento ______________________________________________
24
7-2 Modos de Funcionamento ________________________________________________
24
7-3 Regulagem de tensão ____________________________________________________
25
7-3-1 Ajuste da regulagem de tensão _______________________________________
25
7-3-2 Utilização de controladores de carga alternativos _______________________
25-26
8) MANUTENÇÃO DA AIR BREEZE ______________________________________________
26
9) IDENTIFICANDO PROBLEMAS NA AIR BREEZE _______________________________
27
10) VISÃO DETALHADA E LISTA DE COMPONENTES DA AIR BREEZE ____________
28-29
11) DECLARAÇÃO DE CONFORMIDADE (CE) _____________________________________ 30
A Air Breeze tem Garantia Limitada de 3 anos CONTRATO DE GARANTIA DA TURBINA EÓLICA Garantia do Equipamento A Southwest Windpower, Inc. (“ Southwest Windpower” ) consertará ou substituirá gratuitamente qualquer parte ou partes da Turbina Eólica Air Breeze Southwest Windpower (de uso terrestre ou marítimo), desde que concluído pela Southwest Windpower serem peças defeituosas e/ou danificadas sob condições normais de uso - de acordo com as instruções do produto - por um período de três anos a contar da data em que o comprador primário (“ Cliente” ) receber a Turbina Eólica (“ Data de Início” ). Esta garantia é concedida apenas ao comprador primário. De acordo com a garantia, são direitos únicos e exclusivos do cliente e responsabilidade da Southwest Windpower, de seus fornecedores e afiliados: (i) substituir a Turbina Eólica por uma Turbina Eólica nova ou restaurada; (ii) corrigir o problema relatado; ou (iii) reembolsar o valor de compra da Turbina Eólica. Os produtos substituídos ou restaurados são garantidos pelo tempo restante da garantia original. Restrições Os problemas com os Produtos da Turbina Eólica podem ser devidos a uso ou manutenção impróprios, modificações ou acréscimos não realizados pela Southwest Windpower, ou a outros problemas não relacionados a defeitos na mão-de-obra e/ou materiais da Southwest Windpower. A garantia não se aplica caso a Turbina Eólica (i) tenha sido alterada ou modificada, a menos que pela Southwest Windpower; (ii) não tenha sido instalada, operada, consertada ou mantida de acordo com as instruções fornecidas pela Southwest Windpower; (iii) ou (iv) tenha sido exposta a ventos de velocidade acima de 120mph (54 m/s) ou submetida a condições físicas, termais ou elétricas anormais, uso impróprio, negligência ou acidentes. Se a assistência técnica da Southwest Windpower determinar que o problema com a Turbina Eólica não se deve a problemas na mão-de-obra ou nos materiais da Southwest Windpower, a parte interessada que solicitou os serviços de reparo previstos na garantia será responsável pelos custos de todos os consertos necessários, assim como pelos gastos arcados pela Southwest Windpower.
Solicitações de Garantia e Procedimentos de Devolução Para usufruir do serviço prestado por esta garantia o cliente deverá enviar, dentro do período de vigência, um requerimento de serviço referente à Turbina Eólica em questão. Isso deverá ser feito através de contato com a Southwest Windpower por escrito ou telefone para a obtenção de um número de Autorização de Devolução (AD). O AD deve ser obtido antes da devolução de qualquer produto coberto por esta garantia. A notificação deve incluir: uma descrição do defeito alegado e da maneira de utilização da Turbina Eólica, o número de série do produto, a data de compra primária, o nome, endereço e número de telefone da parte interessada no serviço de garantia. No prazo de três dias úteis a partir da data de recebimento da notificação, a Southwest Windpower fornecerá ao cliente um número de AD e a localização para a qual o cliente deve enviar a Turbina Eólica com problema. Os custos e riscos de transporte de qualquer Turbina Eólica enviada ao serviço de garantia são de responsabilidade da parte requerente, não se limitando somente ao empacotamento apropriado do produto. O cliente deve devolver o kit completo da Turbina Eólica dentro prazo de 30 dias após a emissão do número de AD. Não é obrigação da Southwest Windpower aceitar a devolução de qualquer Turbina Eólica que não tenha um número de AD válido. O não cumprimento do prazo de 30 dias a contar da data de recebimento do número de AD para devolução da Turbina Eólica pode resultar em cancelamento do número. Passarão a ser propriedade da Southwest Windpower todas as partes substituídas da Turbina Eólica no dia em que a empresa remeter de volta ao cliente o produto completo, parte ou partes devidamente reparados. A Southwest Windpower usará de todos os recursos cabíveis para consertar ou substituir a Turbina Eólica com problema dentro do prazo de 5 (cinco) dias de seu recebimento. Se a solicitação de garantia for inválida por qualquer razão, o cliente será cobrado (preços correntes da Southwest Windpower) pelos serviços realizados, assim como por todos os consertos necessários e gastos arcados pela Southwest Windpower. Aviso de Isenção EXCETO NO CASO DA GARANTIA SUPRACITADA, A SOUTHWEST WINDPOWER SE ISENTA DE TODAS AS OUTRAS GARANTIAS EXPRESSAS OU IMPLÍCITAS, INCLUINDO GARANTIAS IMPLÍCITAS OU DE ADEQUAÇÃO A UMA FINALIDADE ESPECÍFICA, MERCANTIBILIDADE E NÃO VIOLAÇÃO. NÃO HAVERÁ NENHUMA OUTRA GARANTIA EXPRESSA OU IMPLÍCITA, SIMILAR OU NÃO EM SUA NATUREZA A QUALQUER OUTRA GARANTIA AQUI FORNECIDA, EM RELAÇÃO AO PRODUTO VENDIDO SOB AS PREVISÕES DESSES TERMOS E CONDIÇÕES. A SOUTHWEST WINDPOWER SE ISENTA EXPRESSAMENTE DE QUALQUER RESPONSABILIDADE SOBRE LESÕES CORPORAIS OU MORTE QUE POSSAM DECORRER, DIRETA OU INDIRETAMENTE, DO USO DO PRODUTO POR QUALQUER PESSOA. TODAS AS OUTRAS GARANTIAS SÃO EXPRESSAMENTE ABDICADAS PELO CLIENTE.
Limitação de Responsabilidade Legal SOB NENHUMA CIRCUNSTÂNCIA, A SOUTHWEST WINDPOWER, SEUS AFILIADOS OU FORNECEDORES SERÃO RESPONSÁVEIS POR QUALQUER PERDA DE USO, INTERRUPÇÃO DE NEGÓCIOS, LUCROS CESSANTES, PERDA DE DADOS OU DANOS INDIRETOS, ESPECIAIS, INCIDENTAIS OU CONSEQUENTES DE QUALQUER TIPO - NÃO IMPORTANDO A FORMA DE AÇÃO, SEJA CONTRATUAL, ILÍCITO CIVIL (INCLUINDO NEGLIGÊNCIA), RESPONSABILIDADE OBJETIVA OU QUALQUER OUTRA FORMA -, DECORRENTES DE DEFEITO, CONSERTO, SUBSTITUIÇÃO, TRANSPORTE OU OUTROS, MESMO QUE A SOUTHWEST WINDPOWER, SEUS AFILIADOS OU FORNECEDORES TENHAM SIDO AVISADOS SOBRE A POSSIBILIDADE DE OCORRÊNCIA DESSES DANOS E PREJUÍZOS. (Observação: algumas jurisdições não permitem a exclusão ou limitação de danos incidentais ou consequentes, então essas limitações ou exclusões podem não se aplicar a você.). Tanto a Southwest Windpower quanto seus afiliados ou fornecedores não serão considerados responsáveis por qualquer dano ou prejuízo aos itens ou produtos conectados ao equipamento, alimentados por ele, ou outros. A indenização total cumulativa ao cliente, de todas as causas de dano assim como de todas as teorias de responsabilidade, será limitada e não excederá o valor de compra do produto pago pelo cliente. Esta garantia dá ao cliente direitos legais específicos e o cliente poderá também usufruir de outros direitos legais que variam de acordo com as jurisdições.
Air Breeze - Especificações Técnicas Modelo - Air Breeze Peso - 6 kg Diâmetro do Rotor - 1.17m
Raio de
Velocidade do vento para ativação - 6 mph / 2.7 m/s
24.5 (61
Quilowatt Horas/mês - 38kWh/mês a uma velocidade média de vento de 12mph/5.4m/s
cm)
Velocidade máxima do vento - 110mph Potência nominal - 200 watts a uma velocidade média de vento de 28mph/ 12.5 m/s Certificações - CSA (certificado 1954979) As turbinas eólicas Air Breeze de 12 e 24 volt são qualificadas para usar a marca CSA com indicadores “ C”
e “ US” . Os indicadores “ C”
significam que o produto foi avaliado de acordo com os padrões aplicados pela CSA e ANSI/UL para uso no Canadá e Estados Unidos. Valores-alvo da regulagem de tensão (configuração de fábrica) Sistemas de 12 volts
14.1 volts
Sistemas de 24 volts
28.2 volts
Sistemas de 48 volts
56.4 volts
67.5 cm
1.15 cm
Faixa de ajuste do regulador de tensão Sistemas de 12 volts
13.6 a 17 volts (aproximadamente)
Sistemas de 24 volts
27.2 a 34 volts (aproximadamente)
Sistemas de 48 volts
54.4 a 68 volts (aproximadamente)
56
cm
segurança
-
comprimento mínimo
do
de
poste
acima das obstruções.
5 cm
e “ US”
Tamanho de fusível recomendado Sistemas de 12 volts
20 amp (ação lenta)
Sistemas de 24 volts
10 amp (ação lenta)
Sistemas de 48 volts
5 amp (ação lenta)
Carga/peso/resistência da torre Empuxo do Eixo*
52 libras a uma velocidade do vento de 100 mph (230 N a 45 m/s)
* O valor não inclui o fator de segurança. A SWWP recomenda fator de segurança de 1.5.
2 - Montagem da Turbina A sua Air Breeze é entregue parcialmente montada. A montagem requer a instalação das hélices no cubo das hélices, a fixação do cubo ao corpo da turbina e a instalação do nariz no cubo das hélices. As chaves hexagonais (Allen) necessárias são fornecidas com a Turbina Air Breeze.
Especificações de Torque Parafuso de conexão das hélices ao cubo, 1/4 - 20 x 1.25, parafuso Allen (cabeça com sextavado interno) 10 ft-lbs (13.6 Nm) Porca de conexão do cubo ao rotor, 5/8 - 18, 50 ft-lbs (68 Nm) Parafusos de fixação do oscilador, M5 - 0.8 x 35 mm 6 ft-lbs (8 Nm) Comece a montar instalando as hélices (item 1) no cubo como mostrado na Fig. 1. Coloque uma porca nylock (item 4) na trava hexagonal na parte de trás do cubo das hélices enquanto posiciona as hélices no cubo. As hélices devem ser posicionadas “ de maneira inclinada” no cubo e só podem ser instaladas em uma direção. Coloque uma arruela (item 2) em um parafuso Allen 1/4 - 20 (item 3) e revista os sulcos do parafuso com Tef-Gel®. Passe o parafuso através da base da hélice e ajuste-o à porca nylock. Aperte o parafuso a 10 ft-lbs (13.6 Nm). Repita o mesmo procedimento com as outras duas hélices. As porcas nylock só podem ser usadas uma vez; substitua-as a cada uso.
IMPORTANTE: Tef-Gel® é um anticorrosivo e seu uso é importante principalmente em ambientes marítimos.
Se a torre vai ser montada em um sistema tilt-up - montada no chão e içada à sua posição final - instale o conjunto hélice/cubo agora. Revista os sulcos do eixo do rotor do alternador e os orifícios do cubo das hélices com Tef-Gel® e deslize o cubo das hélices sobre o eixo. Rosqueie a porca
5/8-18 no eixo e gire o cubo completamente sobre o eixo do alternador da turbina. Aperte bem porca a 50 ft-lbs (68 Nm) inserindo uma chave hexagonal de 5/16” no eixo do alternador da turbina, e girando o eixo enquanto gira as hélices. Se a Air Breeze for instalada depois da elevação da torre será mais seguro e mais fácil primeiro instalar o corpo da turbina na torre, e então instalar o conjunto cubo/hélices. Isso evitará a tentativa de montar a turbina enquanto as hélices estiverem girando - uma condição perigosa. ADVERTÊNCIA: Não tente montar a turbina enquanto as hélices estiverem girando.
Posicione o nariz da turbina (nosecone) sobre as bordas externas do cubo das hélices. Certifique-se de que as três bordas do nariz estejam bem encaixadas sobre as bordas do cubo das hélices. Após a instalação, puxe o nariz para certificar-se de que ele esteja seguramente fixado.
1 - hélices 2 – arruela 3
-
parafuso
(cabeça
Allen com
sextavado interno) de encaixe 1/4 - 20 4 - porca nylock
Fig 1. - Fixação das hélices da Air Breeze em detalhe.
Três - Escolha da melhor localização para a instalação da Air Breeze Pequenas mudanças na velocidade do vento podem ter efeitos expressivos na produção de energia. O local de instalação da sua turbina eólica deve ser escolhido com cuidado. Cada instalação é diferente e frequentemente consiste em um equilíbrio entre a altura da torre, distância do banco de baterias, exigências de zoneamento local e obstáculos tais como prédios e árvores. Em geral, quanto mais alta a torre, maior é a velocidade do vento e consequentemente a produção de energia. Entretanto, as torres são caras e seu preço pode facilmente ultrapassar o da turbina.
A altura mínima recomendada da torre é 7,6 metros em campo aberto ou 6 metros acima de qualquer obstáculo próximo. (Fig. 2). Tente situar a turbina eólica no local mais livre possível de turbulências. Turbulências reduzirão a eficiência da turbina eólica e podem acelerar o desgaste dos componentes rotatórios. A segurança deve ser a preocupação principal na escolha do local de montagem. Instale a Air Breeze de maneira que não haja possibilidade de contato acidental com as hélices em rotação, mesmo que isso signifique instalar a turbina em um lugar que não seja tão ideal. A segurança precede a eficácia. ADVERTÊNCIA: Instale a Air Breeze de maneira que não haja possibilidade de contato acidental com as hélices em rotação, mesmo que isso signifique instalar a turbina em um lugar que não seja tão ideal.
Vento Predominante
6 metros
Fig. 2 - Localização mais adequada para a Air Breeze.
Quatro - Torres A Air Breeze foi projetada para ser montada em tubos ou canos de diâmetro externo nominal de 1,875 – 1,900 polegadas. Esta dimensão possibilita a construção de torres com uma variedade de materiais disponíveis de imediato, incluindo canos de aço de schedule 40 de 1 ½” e tubos galvanizadostipo SS-20 de 2” (0.090” de espessura da parede). Sob nenhuma circunstância deve ser usado cano de plástico para a construção da torre.
ADVERTÊNCIA: Canos de plástico NUNCA devem ser utilizados para montar a torre.
IMPORTANTE: Os manuais do usuário para torres e kits de torres estão disponíveis online no site www.windenergy.com. A Southwest Windpower recomenda a análise desses manuais para fazer a escolha da torre apropriada para a sua Air Breeze. 4-1 - Opções de Torres A Southwest Windpower oferece uma série de opções de torres para a Air Breeze. A seção seguinte fornece um resumo das torres disponíveis. Os manuais do usuário para torres e kits de torres estão disponíveis online e a Southwest Windpower recomenda que você os analise para que possa fazer a sua escolha com o melhor conhecimento possível. Veja a Fig. 3.
Fig. 3 - Opçþes de Torre
Torre de 13.7 metros
Torre Torre de 8.3 metros
metros
de
8.8
4-1-1 - Kit de Torre de 8.3 metros (Item 1-TWA-10-01 SWWP)
O kit de torre de 8.3 metros inclui um conjunto de grampo/cabos estai para torre e todos os equipamentos e prendedores necessários para erguer uma torre em sistema tilt-up usando cano de aço de schedule 40 ou tubo com diâmetro externo de 1.875” . Veja Fig. 4. AVISO: Os chumbadores e o cano ou tubo não são fornecidos com o kit para que haja flexibilidade de uso de componentes mais apropriados para a instalação.
Fig. 4 - Kit de torre de 8.3 metros
4-1-2 - Torre EZ - 8.8 metros (Item 1-TWA-11-01 SWWP) A Torre EZ de 8.8 metros é um kit completo que inclui todos os materiais necessários para montar uma torre de 8.8 metros em sistema tilt-
up com cabos estai. Os chumbadores, peças do cabo estai, tubo galvanizado de aço e todos os prendedores estão inclusos no kit. Veja Fig. 5.
Fig. 5 Kit de torre de 8.8 m
4-1-3 - Kit de Torre de 13.7 metros (Item 1-TWA-11-02 SWWP)
O kit de torre de 13.7 metros inclui conjuntos de grampo/cabos estai para torre e todos os equipamentos e prendedores necessários para erguer uma torre em sistema tilt-up usando cano de schedule 40 ou tubo com diâmetro externo de 1.875” . Veja Fig. 6. AVISO: Os chumbadores e o cano ou tubo não são fornecidos com o kit para que haja flexibilidade de uso de componentes mais apropriados para a instalação.
Fig. 6 - Kit de torre de 13.7 metros
4-1-4 - Kit de torre marítima (Item 1-TWA-20-02 SWWP)
O kit de torre marítima foi especialmente projetado para auxiliar a armação da turbina no convés do barco. O kit inclui estais e mastro de alumínio com pintura eletrostática a pó, suporte amortecedor de vibração e todos os equipamentos de categoria marítima necessários para instalar o kit. Veja Fig. 7.
Fig. 7 - Kit de torre para uso marítimo
IMPORTANTE: Os manuais do usuário para
torres
disponíveis
e
kits
de torres
online
www.windenergy.com.
no A
estão site
Southwest
Windpower recomenda a análise desses manuais para fazer a escolha da torre apropriada para a sua Air Breeze.
4-1-5 - Kit de torre para trailer (Recreational Vehicle - RV) (Item 1-TWA-12 SWWP)
O kit de torre para RV é um sistema de torre retrátil especificamente projetado para uso em trailers ou motocasas. A altura da torre quando retraída é de aproximadamente 2 metros, podendo ser estendida a 7.6 metros usando um sistema de trava tipo twist-lock (gira e trava). Além disso, a torre pode ser dobrada de maneira a facilitar sua armazenagem. Veja Fig. 8.
IMPORTANTE: Os manuais do usuário para
torres
disponíveis
e
kits
de
online
www.windenergy.com.
torres no
A
estão site
Southwest
recomenda a análise desses Fig. 8 -Windpower Kit de torre para RV manuais do para fazer escolha Visão detalhada kit de torreapara RV da torre apropriada para a sua Air Breeze.
Vis達o detalhada do kit de torre para trailer (RV)
Fig. 8 Kit de torre para trailer (RV)
5 - Opções de cabeamento da Air Breeze A maneira recomendada de conectar a turbina ao banco de baterias é ligando-a diretamente aos terminais do banco de baterias. Isso permitirá que a turbina funcione de maneira independente. O regulador de tensão interno da Air Breeze controlará a bateria e manterá a carga como necessário. As figuras 9 e 10 representam uma instalação característica de turbina individual. A Fig. 10 engloba também uma caixa de junção para torre em conformidade com o UL (Underwriters Laboratory). Entre em contato com a Southwest Windpower para maiores informações sobre esta configuração.
DICA: Ligue a turbina diretamente ao banco de baterias através dos terminais do banco de baterias.
Turbina Eólica Air Breeze (gerador)
Torre
Caixa de junção do
Amperímetro
Base da Torre
usuário Cabo Positivo da turbina Disjuntor da Bateria
Fusível
ou
disjuntor
Chave de
(vermelho)
interrupção
Cabo de aterramento da turbina (verde)
Aterramento ao chassi
Cabo de aterramento Cabo (preto)
Banco de baterias Haste de
Fig. 9 - Instalação de turbina individual
aterramento
Negativo
da
turbina
A Fig. 10 mostra um sistema com uma caixa de junção para torre. A caixa de junção pode ser instalada próxima ao topo da torre para facilitar a instalação de um pára-raios ou pode ser posicionada próxima à base da torre e incorporar a chave de interrupção. Normalmente a instalação da caixa exigirá a perfuração da torre - seja cuidadoso para não comprometer sua estrutura.
Turbina Eólica Air Breeze Turbina Eólica AIR BREEZE (gerador)
Caixa de junção para torre
Pára-raios Torre Torre Caixa de junção do
Amperímetro
usuário Chave de Disjuntor da Bateria
interrupção
Cabo
positivo
da
turbina
(vermelho)
Fusível ou disjuntor Cabo de Aterramento ao chassi Cabo negativo da turbina (preto)
Banco de baterias
Haste de aterramento
Fig. 10 - Instalação de turbina individual com caixa de junção para torre.
aterramento da turbina (verde)
Cabo de aterramento
5 - 1 - Cabeamento de Sistema Híbrido
A Fig. 11 mostra um típico sistema híbrido com painéis solares. Algumas fontes de carga (painéis solares, geradores movidos a combustível, geradores eólicos adicionais etc.), quando conectadas ao mesmo sistema, podem causar interferência no bom funcionamento dos componentes elétricos internos da Air Breeze e antecipar o modo de regulagem. Essa interferência não danificará a turbina; somente a fará girar vagarosamente como se estivesse freando, ou até mesmo parar. Se isso acontecer, verifique essa possível interferência desconectando as outras fontes de carga para determinar a possível causa. Se possível, conecte a turbina e os painéis solares aos seus próprios terminais de bateria.
DICA: Nesta figura é usado um regulador de tensão interno. Um regulador externo de desvio de carga também poderia ter sido usado.
DICA: A antecipação do modo de regulagem da tensão pode ser evitada por meio aumento do valor-alvo da Turbina Eólica Airdo Breeze (gerador) regulagem. Veja a seção 7-3-2.
Painel Solar
Amperímetro
Controla
Turbina Eólica AIR BREEZE
dor de carga do painel solar
Amperímetro
Caixa de junção do
Torre
usuário Fusível ou disjuntor
Disjuntor da
Fusível ou
Bateria
disjuntor
Chave de Cabo positivo da turbina
interrupção
(vermelho)
Aterramento da torre
Disjuntor da Bateria
Cabo de aterramento da turbina (verde)
(Opcional) Controlador
Aterramento ao chassi de
Cabo de
desvio de carga
Cabo negativo da turbina (preto)
Banco de baterias Haste de aterramento
Banco de cargas resistivas
Fig. 11. Sistema Híbrido com Paineis Solares
aterramento
5 - 2 - Cabeamento de um conjunto de turbinas Air Breeze É possível conectar diversas turbinas Air Breeze juntas. Um sistema característico de um conjunto de turbinas é mostrado na Fig. 12 Há dois métodos que possibilitam a execução deste sistema. Método Um: Cada turbina Air Breeze opera como um sistema independente; cada uma tem seus próprios cabos, chave de interrupção e fusível e é conectada diretamente à bateria usando o regulador de tensão interno para controlar o carregamento.
Método Dois: Conecte as turbinas a um barramento e então conduza um conjunto de cabos do barramento à bateria. Podem ser utilizados os reguladores internos de cada turbina ou um regulador externo de desvio de carga. Um sistema de barramento reduz os gastos com cabos. Cabo negativo da turbina (preto)
Turbina eólica AIR BREEZE Aterramento da
AIR BREEZE
AIR BREEZE Aterramento da
Torre
Torre
Torre
Torre
Cabo de aterramento
Cabo de aterramento da
da turbina (verde)
da turbina (verde)
turbina (verde)
interrupção
Fusível Disjuntor
ou
Disjuntor
Cabo positivo da turbina
de
(vermelho)
Chave
ou
Cabo negativo da
Fusível
turbina (preto)
Cabo positivo da turbina
(vermelho)
interrupção
Disjuntor
Cabo negativo da
de
ou
turbina (preto)
da turbina
Cabo positivo da turbina (vermelho)
Cabo negativo
(preto)
Cabo de aterramento
Fusível Chave
Turbina eólica
Aterramento da
Torre
Torre
Turbina eólica
Fusível Chave
interrupção
Disjuntor da Bateria
Fig. 12. - Cabeamento de um conjunto de Turbinas Air Breeze.
Haste
ou Disjuntor
Haste
de
Aterramento
Amperímetro
Banco de baterias
de
de
Aterramento
5-3 - Calibre dos cabos Todos os sistemas elétricos perdem energia devido à resistência elétrica nos condutores: os cabos. - Cabos de maior calibre apresentam menos resistência, mas podem ser consideravelmente mais caros. - As perdas elétricas causadas pela resistência aumentarão de acordo com o aumento da corrente. Entretanto, se a sua turbina estiver localizada em um lugar com muito vento, pode ser válido utilizar cabos de maior calibre para usufruir desse potencial de produção de energia. - Inversamente, pode não haver custo-benefício no aumento do calibre dos cabos em locais com pouco vento, já que a produção de energia será baixa.
Os calibres dos cabos a seguir apresentam valores máximos de perdas elétricas anuais de 5% ou menos para locais com uma velocidade do vento média de 19,5km/h ou 12 mph (assumindo o padrão de distribuição de velocidade do vento de Rayleigh), que é suficiente para a maioria das localizações. Para selecionar o calibre apropriado dos cabos, meça a distância entre as baterias e a sua Air Breeze. Certifique-se de incluir a altura da torre. Consulte a tabela correspondente a seu sistema de voltagem e número de turbinas e eleja o calibre de cabo ideal. Recomendamos essas medidas como calibres mínimos de cabos. Para um desempenho mais eficiente use cabos de maior calibre possível dentro do que for prático e com preço acessível. Códigos de normas elétricas nacionais, estaduais ou locais têm prioridade sobre essas recomendações e devem ser seguidos para garantir a segurança de seu sistema. AVISO: Resistência dos cabos e Regulagem Dependendo da configuração exata do seu sistema, incluindo a presença de outras fontes de carga, a resistência dos cabos pode afetar o valor-alvo de regulagem da turbina. Cabos com maior resistência (de menor calibre) tendem a diminuir a voltagem na qual a turbina entra no modo de regulagem e para de carregar. Os calibres recomendados para os cabos devem surtir pouco efeito no valor-alvo de regulagem. Entretanto, todas as instalações devem ser observadas ao longo do tempo para garantir que as baterias sejam carregadas a uma voltagem apropriada.
.
DICA: Cabos de menor calibre diminuem a voltagem na qual a Air Breeze entra no modo de regulagem e para de carregar.
Número de turbinas
18-27m
27-46m
46-58m
58-76m
76-95m
95-119m
119-152m
6/16mm2
4/24mm2
2/35mm2
1/50mm2
0/50mm2
00/10mm2
000/90mm2
000/90mm2
6/16mm2
4/25mm2
1/50mm2
00/70mm2
000/90mm2
0000/120mm2
***
***
***
4/25mm2
2/35mm2
0/50mm2
000/90mm2
0000/120mm2
***
***
***
***
0-9m
9-18m
1
8/10mm2
2 3
Sistemas de 12 volts, AWG (American Wire Gauge)/ Diâmetro dos cabos em mm2 * Se o seu sistema requer cabos deste comprimento considere utilizar cabos paralelos.
Sistemas de 24 volts, AWG/ Diâmetro dos cabos em mm2 Número de turbinas
0-9m
9-18m
18-27m
27-46m
46-58m
58-76m
76-95m
95-119m
119-152m
1
14/2.5mm2
12/4mm2
10/6mm2
8/10mm2
6/16mm2
4/50mm2
4/10mm2
4/90mm2
2/90mm2
2
12/4mm2
8/10mm2
6/16mm2
4/25mm2
4/25mm2
2/35mm2
2/35mm2
1/50mm2
0/50mm2
3
10/6mm2
8/10mm2
6/16mm2
4/25mm2
2/35mm2
2/35mm2
1/50mm2
0/50mm2
00/10mm2
Sistemas de 48 volts, AWG/ Diâmetro dos cabos em mm2 Número de Turbinas
0-27m
27-76m
76-95m
95-152m
1
14/2.5mm2
12/4mm2
10/6mm2
8/10mm2
2
12/4mm2
8/10mm2
6/16mm2
4/25mm2
3
10/6mm2
8/10mm2
6/16mm2
4/25mm2
5-4 - Chave de interrupção (Item 2-ARAC-101 SWWP) A Southwest Windpower recomenda o uso de uma chave de interrupção como o método mais conveniente de desligar a sua Air Breeze. A chave de interrupção é fornecida com a Air Breeze de uso marítimo como equipamento padrão. A Southwest Windpower a disponibiliza para compra no caso de turbinas de uso terrestre. Instale e conecte a chave como mostrado na Fig. 13. Uma chave de transferência em transição aberta deve ser usada. Essa chave desconecta a bateria e então causa um curto-circuito entre os cabos de saída da turbina, de maneira que as hélices parem de girar (na ocorrência de ventos fortes as hélices podem girar vagarosamente). O curto-circuito não causa nenhum dano ou desgaste ao equipamento. O modelo de chave de interrupção fornecido pela Southwest Windpower é ideal para a maioria dos sistemas. Entretanto, ele não deve ser utilizado em estruturas onde um interruptor de segurança for necessário. AVISO: O pólo central deve receber o cabo positivo da turbina. Já os pólos das extremidades podem ser trocados de maneira a receber tanto o positivo da bateria quanto o negativo da bateria/turbina.
USO MARÍTIMO: A chave de interrupção é equipamento padrão da
Marine Breeze (uso marítimo) Turbina
Cabo positivo
Cabo negativo
(vermelho)
(preto)
Fusível
Chave de interrupção
Bateria
Fig. 13. - Conexão da chave de interrupção Montagem da Chave de Interrupção 1- Utilize a porca com bucha de borracha ou a porca serrilhada, mas não use ambas. 2- Faça um furo de 12mm (0.4725” ) no painel. 3- A porca de aperto traseira deve ser ajustada de modo a permitir que a chave fique nivelada com o painel. 4 - Cabos com diâmetro maior que 6mm2 (8 AWG) não devem ser conectados diretamente à chave. Cabos de menor diâmetro podem ser utilizados como meio de transição para cabos maiores. Conectores de tipo olhal são recomendados.
5 - Cabos maiores devem contar com um suporte. Os terminais da chave podem não aguentar o peso dos cabos.
Fig. 14. - Montagem da Chave de Interrupção
5-5 Fusíveis, Disjuntores e Amperímetro
A Air Breeze é capaz de produzir altos níveis de corrente elétrica (amperagem). Como em todas as instalações elétricas, você deve proteger cada uma de suas turbinas com um fusível ou um disjuntor. Instale um fusível (ação lenta) ou um disjuntor de tamanho apropriado entre a turbina e a bateria. Veja as figuras que mostram a instalação no início da Seção 5. Se for utilizada uma chave de interrupção, o fusível ou disjuntor deve ser instalado entre a chave e as baterias.
Os disjuntores estão disponíveis para compra pela Southwest Windpower. Veja abaixo os números de série dos itens.
Fig. 15 - Disjuntor 30 A: PN 2-ARAC-103
Fig. 16 - Amperímetro
30 A: PN 2-ARAC-104
PN 2-ARAC-102
Mesmo não sendo necessário, um amperímetro representa uma ótima aquisição para qualquer sistema. O amperímetro permite observar a corrente de saída de sua turbina. Conecte-o entre a turbina e a bateria no cabo positivo. O equipamento fornecerá leituras instantâneas da corrente em ampères.
5-6 - Baterias Há diversas opções de baterias disponíveis - de chumbo-ácido, AGM (absorbent glass mat), de gel e NiCad (níquel cádmio). O tipo de bateria a ser utilizado dependerá muito da localização e do custo do banco de baterias. Em instalações em que a fumaça possa ser ventilada em segurança e o potencial vazamento de ácido possa ser controlado, a bateria de chumbo-ácido constitui a opção mais econômica. Tamanho mínimo recomendado do banco de baterias: - sistemas de 12 volts - 14 A-h (ampère-hora) - sistemas de 24 volts - 200 A-h - sistemas de 48 volts - 200 A-h Para mais informações sobre baterias acesse o site: www.energiapura.com. IMPORTANTE: Nunca use baterias de automóveis ou qualquer outra bateria que não seja uma bateria de ciclo profundo.
5-7 - Aterramento da Turbina O aterramento apropriado da turbina garante a proteção dos indivíduos e do equipamento, já que elimina a possibilidade de cargas de voltagem perigosas. Existem dois aspectos relacionados ao aterramento de qualquer sistema elétrico - o aterramento de um dos condutores do sistema elétrico e o de todas as estruturas metálicas do sistema que possam ter um potencial de voltagem causado por uma falha elétrica. Em uma instalação característica da Air Breeze, o aterramento de um dos condutores é realizado por meio da conexão do condutor negativo (preto) da turbina a um aterramento próximo ao banco de baterias. A instalação e a conexão à haste de aterramento são descritas na seção seguinte em Aterramento da Torre.
O aterramento das estruturas metálicas do sistema, geralmente da torre e da turbina, é realizado por meio da conexão das estruturas entre si, através do uso de condutores do mesmo tamanho dos cabos positivo e negativo, e então do direcionamento de um condutor ao aterramento. A seção seguinte (5-8) descreve o aterramento da torre em detalhes. Para aterrar o corpo da Air Breeze, conecte o cabo de aterramento da turbina (verde) à haste de aterramento da torre. Alternativamente, o cabo de aterramento da turbina (verde) pode ser conectado ao cabo negativo (preto). Neste caso, o aterramento acontecerá através da haste de aterramento do banco de baterias. Veja as figuras de 9 a 12. Observe que todo o sistema de aterramento deve ser conectado por meio de condutores de mesmo tamanho dos cabos positivo e negativo. Se você optar por não instalar um sistema de aterramento (não necessário para sistemas abaixo de 50 volts), os cabos verde e preto da Air Breeze DEVEM ser conectados entre si para evitar possíveis danos à sua turbina e invalidar a garantia. A Southwest Windpower recomenda, veementemente, que as instalações marítimas sejam aterradas de acordo com as exigências da American Boat and Yatch Council. Há requisitos específicos acerca do aterramento em barcos - em particular no caso de barcos que se conectem à corrente alternada (AC) na costa -, que DEVEM ser observados ou haverá sério perigo de choque elétrico. Entre em contato com a American Boat and Yatch Council pelo número 410.990.4460 ou visite o website www.abyc.com. 5-8 - Aterramento da Torre Toda turbina eólica e torre de turbina deve ser aterrada na base da torre mesmo que o sistema possa estar aterrado no banco de baterias ou caixa de força por meio do cabo de aterramento da nacela. O aterramento da torre em sua base pode prevenir a ocorrência de choques elétricos (devido a raios ou falha elétrica) em pessoas que a toquem. As seções seguintes servem como guia para o aterramento adequado da torre, mas não devem ser consideradas totalmente abrangentes. Você é incentivado a consultar o Código Elétrico Nacional (NEC) e as normas de zoneamento e construção locais para verificar as exigências completas. Partes relevantes do NEC são mencionadas. O aterramento da torre pode ser realizado de diversas maneiras; o método mais comum consiste em alojar uma haste de aço revestida de cobre no solo (eletródio) e conectá-la à torre através de um fio condutor.
5-8-1 – Instalação das hastes de aterramento (eletródios) no solo As hastes devem ter comprimento mínimo de 2.5m e não podem ser revestidas com materiais não-condutores, como a tinta. Hastes de cano ou conduíte ocas não devem ser menores que 21mm (tamanho padrão de fábrica, não necessariamente correspondente ao tamanho real) e devem ser galvanizadas ou protegidas contra corrosão. Hastes sólidas devem ter pelo menos 16mm de diâmetro. As hastes de aço inoxidável de diâmetro menor que 16mm e as não-ferrosas, ou seu equivalente, de diâmetro menor que 12.7mm devem ser “ registradas” por uma organização com jurisdição na área (ex.: UL nos Estados Unidos e CSA no Canadá). As hastes devem ser posicionadas de maneira que 2.5m estejam em contato com o solo. Elas devem ser colocadas em solo indeformado a uma distância de 30.5cm da fundação da torre e a uma profundidade de 2.5m, exceto onde houver pedras; neste caso a haste pode ser posicionada a um ângulo não maior que 45 graus na vertical. Algumas autoridades locais permitem o aterramento do eletródio em valas de, no mínimo, 76cm de profundidade. A ponta de cima da haste e sua conexão ao cabo de aterramento devem estar sob a superfície do solo; caso contrário, devem ser protegidas de potencial dano. A ligação entre o cabo de aterramento o eletródio e a torre pode realizada por meio de solda exotérmica ou por outro conector mecânico “ registrado” . Conexões feitas com soldas comuns não são permitidas. A maioria das autoridades locais exigem um tamanho mínimo de cabo de aterramento de 10mm2 (6 AWG) para os de cobre e 16mm2 (4 AWG) para os de alumínio (se este material for permitido). O condutor de aterramento pode ser enterrado diretamente ou inserido dentro de um conduíte; em ambos os casos é importante que ele não esteja dobrado para manter sua indutância baixa. A figura seguinte mostra uma técnica comum de aterramento da torre e as seções do NEC estão listadas para referência.
Torre Grampo para cabo
Cabo de aterramento de no mínimo 10mm (6 AWG) Deve
0.3 m
estar
firme
e
enterrado para proteção. Grampo para cabo de aterramento Haste de aterramento Nível do solo
2.44 m
Fundação
Seção do NEC 2005
Tópico
Artigo 250.52, item 5
Aterramento da Torre
Artigo 250.53, item A
Aterramento da Torre
Artigo 250.53, item G
Instalação da Haste de Aterramento (eletródio)
Artigo 250.64
Localização e Direcionamento do Cabo de Aterramento
Artigo 250.66, item A
Calibre do Cabo de Aterramento
Artigo 270.70
Ligação do Cabo de Aterramento
Seis – Instalação da Air Breeze Encontram-se a seguir diretrizes gerais para a instalação da Air Breeze. Pelo fato de cada instalação de turbina eólica ser única, não é possível fornecer instruções específicas de instalação. No entanto, os seguintes passos devem ser seguidos antes da instalação final:
Leitura do Manual do Usuário da Air Breeze em sua totalidade.
Montagem da Air Breeze. As hélices e o cubo das hélices devem ser deixados para o final, dependendo do tipo de torre – ver Seção 2.0 – Montagem da Turbina Air Breeze.
Escolha da torre e de sua localização e instalação. Ver Seções 3.0 e 4.0.
Escolha do calibre dos cabos. Ver Seção 5.3.
Planejamento do sistema, incluindo baterias, chaves, disjuntores, e amperímetro. Desenho do diagrama de instalação elétrica.
Aquisição dos componentes necessários – baterias, chaves, disjuntores, cabos, ferramentas, etc.
Uma vez que esses passos tenham sido realizados a montagem final é relativamente simples e consiste principalmente na realização de boas conexões elétricas - de acordo com o diagrama de instalação elétrica -, e na montagem da Air Breeze na torre. 6-1 Conexão dos cabos da Air Breeze ADVERTÊNCIA: Não conecte os cabos às baterias até que todas as conexões elétricas estejam finalizadas.
Conecte as pontas dos cabos da Air Breeze aos cabos que descerão pela torre, utilizando conectores split bolt ou conectores de solda. Siga as boas práticas e utilize cabos identificados por cores – vermelho para o positivo da bateria, preto para o negativo e verde para o cabo de aterramento. O tamanho dos cabos deve estar de acordo com a distância entre a turbina e o banco de baterias. Ver Seção 5. Isole as conexões com espaguete termo-retrátil ou fita isolante de boa qualidade. Deixe uma sobra de fios suficiente para possibilitar a remoção da turbina da torre. Siga o diagrama de instalação elétrica e conduza os cabos para a chave de interrupção, fusível ou disjuntor e amperímetro. Se uma chave de interrupção for utilizada (altamente recomendável) deixe a chave desligada até que todas as conexões sejam concluídas. 6-2 Instalação da Air Breeze na torre Depois que os cabos estiverem conectados à Air Breeze, desça-os pela torre e deslize a nacela da turbina sobre o topo. Assim que a nacela estiver completamente encaixada no topo da torre, levante-a a cerca de 1/8” (3 mm) a ¼” (6 mm), de modo que o único contato entre a nacela e o topo da torre aconteça através do coxim de borracha, o qual reduzirá o barulho e a transmissão de vibração à torre. Uma vez que a nacela esteja posicionada na torre, aperte os parafusos de fixação da nacela usando a chave hexagonal de 5/32” (Allen) fornecida com a turbina Air Breeze. Aplique 5ft – lbs (6.8 Nm) de torque. Se o conjunto hélice/ cubo das hélices ainda não tiver sido instalado na turbina, ele deverá ser instalado agora. Posicione a porca de 5/8-18 na trava hexagonal no centro do cubo das hélices. Revista os sulcos do eixo e os orifícios do cubo das hélices com Tef-Gel® e “ gire” completamente o cubo das hélices sobre o eixo do alternador da turbina. Aperte bem o cubo das hélices a 50 lb-ft, inserindo uma chave hexagonal de 5/16” no eixo do alternador da turbina, procurando girar o eixo enquanto segura as hélices. Posicione o nariz sobre as bordas externas do cubo das hélices. Certifique-se de que as três bordas do nariz estejam bem encaixadas sobre as bordas do cubo das hélices. Após a instalação, puxe o nariz para certificar-se de que este esteja seguramente fixado. IMPORTANTE: o Tef-Gel® é um anticorrosivo empregado especialmente em ambientes marítimos.
6-3 Conexões Finais Antes de fazer as conexões finais às baterias, certifique-se de que os disjuntores e a chave de interrupção estejam desligados (na posição OFF). Ligue os cabos à bateria; o vermelho no terminal positivo e o preto no terminal negativo.
ADVERTÊNCIA: Se as conexões da bateria forem invertidas, a parte eletrônica da Air Breeze será danificada. Deve-se checar a polaridade dos cabos conectando um voltímetro a eles e girando o rotor manualmente.
Finalize as conexões da bateria e ligue os disjuntores e a chave de interrupção. Assim que a energia for ligada, os Diodos Emissores de Luz (LEDs) da Air Breeze irão piscar duas vezes para indicar que o sistema de controle interno está funcionando adequadamente. Se houver vento suficiente e a Air Breeze começar a carregar as baterias, os LEDs permanecerão acesos. A instalação está concluída.
Sete – Funcionamento da Air Breeze 7-1 Resumo do Funcionamento As turbinas eólicas funcionam através da captura de energia cinética do ar em movimento: o vento. Elas convertem o vento em movimento de rotação fazendo girar um alternador, o qual produz energia elétrica. Essa energia precisa ser regulada a certa voltagem para carregar as baterias do sistema. Deve haver um método para prevenir a sobrecarga das baterias e para promover a retomada de seu carregamento quando a voltagem diminuir. Além disso, deve ser providenciada uma maneira de proteger a turbina eólica de danos provocados por ventos extremos. A Air Breeze atinge esses três objetivos ao reunir um alternador magnético permanente trifásico sem escova e um sistema eletrônico controlado por microprocessador que aperfeiçoam a sua capacidade de produção energética. O microprocessador regula o carregamento do alternador continuamente para manter as hélices operando em seu ângulo ideal. O resultado: • alta produção de energia • alta eficiência das hélices; e • barulho reduzido das hélices.
7-2 Modos de Funcionamento Carregando: Quando a Air Breeze estiver conectada às baterias e a voltagem estiver abaixo do valor-alvo, as hélices irão girar em resposta ao vento. Se houver vento disponível, elas continuarão girando até que a voltagem da bateria atinja o valor-alvo. Note que a Air Breeze requer uma voltagem mínima no banco de baterias (aproximadamente 10,5 volts em um sistema de 12 volts). Caso contrário, o controlador se comportará como se o circuito estivesse aberto. Ver Seção Circuito Aberto/Giro Livre. Quando as baterias estiverem carregando, os LEDs permanecerão constantemente acesos. Regulagem: À medida que a Air Breeze produz energia e a voltagem da bateria atinge o valor-alvo de regulagem, a turbina entra no modo regulagem. Nesse momento, ela para de produzir energia e as rotações por minuto (rpm) das hélices diminuem drasticamente (quase parando). A Air Breeze permanecerá no modo regulagem até que a voltagem da bateria atinja um nível ligeiramente abaixo do valor-alvo de regulagem - frequentemente chamado de tensão de corte. Quando a tensão de corte for atingida, as hélices recomeçarão a girar em resposta ao vento disponível. Para indicar o modo regulagem, os LEDS da Air Breeze piscarão a uma frequência de aproximadamente duas vezes por segundo. Modo de descanso: O modo de descanso é marcado por uma redução significativa na velocidade da turbina para aproximadamente 500-700 rpm. A Air Breeze entrará no modo de descanso quando houver ventos de 35 mph (15,6 m/s) e permanecerá nesse modo até que a velocidade caia para 32 mph (14 m/s). Se for detectada uma velocidade de 50 mph (22m/s), a turbina se desligará completamente por 5 minutos. Quando a Air Breeze estiver em modo de descanso, o LED piscará rapidamente – cerca de 10 vezes por segundo. Modo de Frenagem: A Air Breeze pode ser colocada no modo de frenagem através da promoção de um curto-circuito entre os cabos positivos e negativos da turbina ou do uso de uma chave de interrupção. A chave de interrupção funciona de maneira a primeiro desconectar a turbina da bateria e depois causar um curto-circuito entre os cabos positivos e negativos. Em caso de ventos muito fortes, as hélices poderão rodar vagarosamente, mesmo com a chave ativada.
Circuito Aberto/Giro Livre: A Air Breeze girará livremente quando desconectada das baterias ou quando os cabos positivos e negativos não estiverem em curto entre si. À medida que a Air Breeze girar livremente em resposta ao vento disponível, o controlador interno procurará proteger o circuito de condições de alta tensão, diminuindo a velocidade da turbina. Assim, evita-se a alta voltagem, e se ainda houver vento disponível, a Air Breeze desenvolverá velocidade novamente. O resultado é a repetição de um ciclo de alta velocidade de giro seguido pela frenagem da turbina, o que pode causar um desgaste excessivo. A Southwest Windpower recomenda que a turbina não seja mantida em circuito aberto por longos períodos de tempo. Se for necessário, elas devem permanecer conectadas às baterias, uma chave de interrupção deve ser instalada, ou um curto entre os cabos positivos e negativos deve ser promovido. 7-3 Regulagem de Tensão A Air Breeze monitora a tensão da bateria continuamente, comparando-a ao valor-alvo de regulagem de tensão. Veja as especificações para valores-alvo de regulagem de tensão. Os valores-alvo de regulagem de tensão são estabelecidos em fábrica de acordo com os valores listados nas especificações. Esses valores podem ser ajustados para atender necessidades individuais. Quando o valor-alvo de regulagem de voltagem é atingido, a Air Breeze entra no modo regulagem, desligando efetivamente e esperando que a voltagem da bateria baixe até o valor de tensão de corte. O valor de tensão de corte é levemente mais baixo do que o valor-alvo de regulagem. A diferença entre os dois valores é chamada de histerese, e é proposital, para que a turbina não fique entrando e saindo de um único valor de referência. Veja as especificações para valores de tensão de corte específicos. 7-3-1 Ajuste da Regulagem de Tensão O valor-alvo de regulagem pode ser ajustado através do potenciômetro localizado ao lado do corpo da Air Breeze. Por favor, leia a advertência abaixo antes de tentar ajustar o valor-alvo de regulagem de tensão. A forma mais precisa para ajustar a regulagem da tensão é desconectando a turbina das baterias e utilizando uma fonte de tensão ajustável e um multímetro para aplicar a voltagem desejada através dos cabos positivos e negativos da turbina. Após aplicar a voltagem pretendida, gire totalmente o potenciômetro em sentido anti-horário, e, em seguida, gire-o em sentido horário de maneira lenta até que o LED acenda. Dessa maneira, o valor-alvo de regulagem será definido de acordo com a tensão aplicada nos cabos da turbina. O valor-alvo de regulagem de tensão pode também ser ajustado através de um método de tentativa e erro. Use a tabela a seguir como guia para aumentar ou diminuir o valor-alvo de regulagem. Monitore a voltagem da bateria por um período e faça pequenos ajustes até que o valor-alvo de regulagem atinja o nível desejado.
Voltagem do Sistema
Valor-alvo de Regulagem de
Mudança na voltagem
Tensão
resultante de uma volta de 1/8
Variação de ajuste*
no potenciômetro**
12 volts
13,6 – 17,0 volts
0,56 volts
24 volts
27,2 – 34,0 volts
1,12 volts
48 volts
54,4 – 68,0 volts
2,24 volts
* As variações de ajuste são aproximadas; as variações reais podem ser maiores. ** Gire em sentido horário para aumentar a voltagem, e em sentido anti-horário para diminuir a voltagem. ADVERTÊNCIA: O aumento do valor-alvo de regulagem da tensão a níveis acima dos estabelecidos em fábrica não aumentará o rendimento da Air Breeze. Esse ajuste altera o ponto em que a turbina para de carregar as baterias. Ao regular a voltagem a um nível muito alto, você pode aumentar a probabilidade de sobrecarregar e danificar as baterias.
7-3-2 Utilização de Controladores de Carga Alternativos Existem algumas condições sob as quais o regulador interno da Air Breeze não é apropriado como regulador principal, entre elas:
Sistemas em que a temperatura da bateria sofre grande variação A eficiência do carregamento das baterias varia em temperaturas extremas. Diante dessas condições, um regulador externo com um sensor de compensação de temperatura deverá ser utilizado para otimizar a taxa de carregamento. Existem diversos reguladores disponíveis que ajustam a taxa de carregamento com base na temperatura ambiente da bateria.
Baterias extremamente sensíveis a tensão do carregamento Siga as recomendações do fabricante da bateria. O regulador de tensão interno da Air Breeze é completamente adequado para a maioria dos sistemas de bateria.
Conjunto de Turbinas com sistema de barramento Normalmente, instalações com diversas turbinas funcionam melhor com um único regulador de tensão localizado próximo ao banco de baterias, principalmente se houver variação no tamanho dos cabos que conectam cada turbina ao barramento, em seu comprimento ou espessura.
O regulador de tensão interno da Air Breeze não pode ser completamente desligado. No entanto, ao ajustar o valor-alvo de regulagem de tensão em seu maior valor (potenciômetro virado completamente no sentido horário), o regulador interno da Air Breeze é potencialmente eliminado do sistema de carregamento da bateria. Caso outro controlador de carga seja utilizado, que não o controlador interno da Air Breeze, este deve ser um regulador de desvio de carga. Os reguladores de desvio de carga carregam as baterias, e, à medida que elas são carregadas, a energia excedente é desviada para uma carga resistiva. Essa técnica permite que toda a energia da turbina seja armazenada, mesmo depois que as baterias estejam completamente carregadas. Não utilize controladores de Modulação por Largura de Pulso (PWM) ou de derivação. A Air Breeze não foi projetada para trabalhar com esses tipos de sistema. Do mesmo modo, a maioria dos controladores projetados para painéis solares não são apropriados para uso na Air Breeze. Esses controladores “ desconectam”
os
painéis solares – ou no caso a turbina Air Breeze – do banco de baterias quando estas estão carregadas, deixando que as turbinas girem livremente, o que não é recomendado.
ADVERTÊNCIA: Não utilize controladores de Modulação por Largura de Pulso (PWM), ou de derivação. A Air Breeze não foi projetada para trabalhar com esses tipos de sistema. Do mesmo modo, a maioria dos controladores projetados para painéis solares não são apropriados para uso na Air Breeze. Esses controladores “desconectam” os painéis solares – ou no caso a turbina Air Breeze – do banco de baterias quando estas estão carregadas, deixando que as turbinas girem livremente, o que não é recomendado.
Oito - Manutenção da Air Breeze A sua Air Breeze foi projetada para funcionar por longos períodos sem precisar de manutenção. Entretanto, seu desempenho e segurança serão otimizados se você inspecionar o seu sistema periodicamente. ADVERTÊNCIA: Nunca se aproxime da turbina durante seu funcionamento. Após um mês e posteriormente a cada seis meses:
Cheque as hélices para verificar lascas ou cortes. Substitua as hélices se houver danos. Não opere a turbina se houver hélices lascadas ou frouxas. Essas condições podem causar sérios danos, desgaste e possíveis falhas. Não instale apenas uma hélice, elas são projetadas para funcionar em conjunto.
Cheque se os parafusos das hélices e a porca do cubo estão bem apertados.
Cheque o nariz para verificar rachaduras e certificar-se de que ele esteja propriamente encaixado.
Limpe qualquer sujeira acumulada ou fragmentos das hélices.
Cheque todas as conexões elétricas para certificar-se de que estejam firmes e livres de ferrugem.
Como em todos os sistemas de carga, verifique os níveis de água da sua bateria e adicione água destilada de acordo com as recomendações do fabricante.
A Southwest Windpower recomenda a substituição das hélices e mancais a cada cinco anos para um desempenho mais eficiente.
Nove – Identificando problemas na Air Breeze Podem ser efetuados três testes rápidos para confirmar que a sua Air Breeze está funcionando corretamente. O teste 1 não requer nenhum equipamento. Para os testes 2 e 3, você precisará de um banco de baterias e uma furadeira elétrica.
TESTE 1 1) Remova o conjunto hélice/cubo das hélices da turbina e coloque-o em local seguro. Recoloque a porca do cubo do rotor no eixo do rotor. 2) Tente girar o eixo do rotor rapidamente com os dedos enquanto conecta e desconecta os cabos vermelho e preto (a turbina não pode estar conectada às baterias). Uma segunda pessoa pode ser de grande utilidade na realização desse teste. 3) Com os fios vermelho e preto conectados entre si, o eixo deverá ficar mais difícil de girar. Recoloque a porca do cubo do rotor no eixo do rotor. Com os cabos da nacela desconectados, ele deverá girar livremente. Girar o eixo com velocidade facilita a identificação dessa diferença. Se essas condições não forem observadas, você deverá entrar em contato com o revendedor da turbina ou com a Southwest Windpower. TESTE 2 1) Remova o conjunto hélice/cubo das hélices da turbina e coloque-o em local seguro. 2) Conecte os cabos elétricos da turbina nos respectivos terminais na sua bateria: VERMELHO = Positivo, PRETO = Negativo. 3) Cada vez que a Air Breeze for conectada à bateria, o LED piscará duas vezes para indicar que o controlador está funcionando adequadamente. Você pode ter que esperar 10 segundos entre as repetições desse teste para que o microprocessador seja reiniciado. Se o LED não piscar quando a Air Breeze for conectada à bateria, você deverá entrar em contato com o revendedor da turbina ou com a Southwest Windpower. TESTE 3 1) Com a Air Breeze conectada ao banco de baterias, use uma furadeira elétrica para girar o eixo do rotor, enquanto observa o LED. Uma chave hexagonal curta de 5/16” pode ser utilizada como força motriz, se necessário. 2) Abaixo de 500 rpm, o rotor deverá girar livremente e o LED deverá permanecer apagado. 3) A 500 rpm ou mais, a Air Breeze deverá estar carregando a bateria. Deve haver resistência no eixo do rotor e o LED deve acender. Se o eixo estiver difícil de girar, entre em contato com o revendedor da turbina ou com a Southwest Windpower. Certifique-se de que a voltagem da sua bateria não esteja alta o suficiente para ativar o modo de regulagem durante esse teste.
Dez – Visão Detalhada e Lista de Componentes da Air Breeze
CORPO DA TURBINA II VISÃO DETALHADA
Item
Numeração do item
Nomenclatura do item
1
3-CMBP-2015-01
NARIZ – TERRESTRE
3-CMBP-2015-02
NARIZ – MARÍTIMO
2
3-HDBT-1000-06
PARAFUSO ALLEN- SS ¼ 20 X 1 1/4"
3
3-HDWA-919
ARRUELA - ESPECIAL AIR BREEZE
4
3-HDNT-100-13
PORCA DE APERTO SAE - 5/8-18 – ZINCADA
5
3-CMBP-2017-01
HÉLICE DA AIR BREEZE - TERRESTRE
3-CMBP-2017-02
HÉLICE DA AIR BREEZE - MARÍTIMA
6
3-CMBP-2016-01
CUBO DAS HÉLICES DA AIR BREEZE – TERRESTRE
3-CMBP-2016-02
CUBO DAS HÉLICES DA AIR BREEZE – MARÍTIMO
7
3-HDNT-102-05
PORCA NYLOCK SAE - SS - 6-32
8
3-HDBT-1000-577
PARAFUSO ALLEN - 10-24 X 1-1/2"
9
3-CMBP-1013-01
LIGAÇÃO DA PARTE DIANTEIRA – TERRESTRE
3-CMBP-1013-02
LIGAÇÃO DA PARTE DIANTEIRA – MARÍTIMA
10
3-CMBP-1341
ISOLADOR DO ESTATOR
11
3-CMBP-1019-02
ESTATOR (PARA AIR BREEZE DE12V)
3-CMBP-1019-03
ESTATOR (PARA AIR BREEZE DE 24V)
3-CMBP-1019-05
ESTATOR (PARA AIR BREEZE DE 24V)
12
3-CMBP-1313
ROTOR
13
3-CAOT-1002
ANEL DE VEDAÇÃO - O-RING
14
3-CMBP-2019-01
CORPO DA TURBINA II - AIR BREEZE TERRESTRE – 12V (VER FIGURA 2)
3-CMBP-2019-02
CORPO DA TURBINA II - AIR BREEZE TERRESTRE – 24V (VER FIGURA 2)
3-CMBP-2019-03
CORPO DA TURBINA II - AIR BREEZE TERRESTRE – 48V (VER FIGURA 2)
3-CMBP-2019-04
CORPO DA TURBINA II - AIR BREEZE MARÍTIMA – 12V (VER FIGURA 2)
3-CMBP-2019-05
CORPO DA TURBINA II - AIR BREEZE MARÍTIMA - 24V (VER FIGURA 2)
3-CMBP-2019-06
CORPO DA TURBINA II - AIR BREEZE MARÍTIMA - 48V (VER FIGURA 2)
15
3-CAOT-1006
ANEL DE COMPRESSÃO – 32mm
EXTERNO 16
3-CMBP-1004-01
EIXO DA NACELA – AIR BREEZE TERRESTRE – CABOS DE 34"
3-CMBP-1004-04
EIXO DA NACELA – AIR BREEZE MARÍTIMA – CABOS DE 34"
17
3-HDBT-9000
PARAFUSO TAPTITE - 8/32 X 1"
18
3-CMBP-2020-01
CONJUNTO TOTAL DE CIRCUITO E RETIFICADOR - 12V
3-CMBP-2020-02
CONJUNTO TOTAL DE CIRCUITO E RETIFICADOR – 24V
3-CMBP-2020-03
CONJUNTO TOTAL DE CIRCUITO E RETIFICADOR – 48V
19
3-CMBP-1033
FIAÇÃO ELÉTRICA - POTENCIÔMETRO
20
3-ELOT-1000
LED CLIP
21
3-CMBP-1011-01
CORPO DA TURBINA I – TERRESTRE
3-CMBP-1011-02
CORPO DA TURBINA I – MARÍTIMA
22
3-HDWA-101-07
ARRUELA DENTADA EXTERNA SS 1/4"
23
3-HDNT-101-12
PORCA DE APERTO SAE - SS
Onze – Declaração de Conformidade (Comissão Européia)
Apenas para dispositivos carregadores de bateria ________________________________________________________ Produto: AIR Breeze Tipo: AIR Breeze, Terrestre, 12V (SWWP item 1-ARBL-10-12) AIR Breeze, Terrestre, 24V (SWWP item 1-ARBL-10-24) AIR Breeze, Terrestre, 48V (SWWP item 1-ARBL-10-48) AIR Breeze, Marítima, 12V (SWWP item 1-ARBM-10-12) AIR Breeze, Marítima, 24V (SWWP item 1-ARBM-10-24) AIR Breeze, Marítima, 48V (SWWP item 1-ARBM-10-48) Declaramos pela presente que a turbina eólica de pequeno porte AIR BREEZE atende às exigências necessárias de projeto e construção da União Européia, como segue: -Cumprimos todos os requisitos da Diretiva de Máquinas 98/37/EC. -Cumprimos todos os requisitos do Padrão IEC 61400-2 para projeto de aerogeradores de pequeno porte.
-Cumprimos todos os requisitos da Diretiva 2005/88/EC para limite de ruídos e rotulagem. -Cumprimos todos os requisitos da Diretiva 89/88/EC (certificados pela consultoria DARE!!). -Cumprimos 99% da Diretiva RoHS (Restrição de certas Substâncias Perigosas), e iremos cumprir todos os seus requisitos até 30 de agosto de 2007. Com base na conformidade acima indicada, estamos solicitando a Certificação CE-mark para exportar os modelos acima para a Europa. Observação: A conformidade com a Comunidade Europeia será invalidada se: - Qualquer modificação for realizada no aparelho, sem o consentimento explícito por escrito da Southwest Windpower. - O aparelho for utilizado ou conectado de uma maneira ou com uma configuração que a Southwest Windpower não considera como sua aplicação original.
23 de maio de 2007 David Calley (Presidente e Diretor Técnico, Southwest Windpower)
Southwest Windpower 1801 West Route 66, Suite 100 Flagstaff, AZ 86001, USA Fone: +1 928-779-9463 www.windenergy.com info@windenergy.com