Oktoberopdatering — endelige elektronikverifikationer!?

Hej Backers,

Her er den seneste opdatering fra oktober — vores indsats siden den sidste opdatering har primært drejet sig om elektronikken. Vi har opdaget et par problemer, som vi mener at have løst nu.
Vi venter på, at det næste parti elektronik ankommer, hvilket vi håber bliver i næste uge – så skal vi verificere det, og så burde forsendelsesarbejdet begynde!

Denne opdatering er lidt senere end normalt; vi ville gerne have en løsning på elektronikken på plads, før vi var klar til at udgive denne opdatering.

Udfordringer med DC/DC-jordkonverteren; vi skal verificere vores løsning

Vi har haft en række problemer med DC/DC-konverteren. Det har vi opdaget gennem felttest af vores udstyr de seneste par måneder.

Hovedfunktionaliteten fungerer dog fremragende! Vi havde mindre problemer med opstart og hvordan det fungerer i tilfælde af lavt batteri, samt andre små problemer, der ikke altid sker, men som vil ske nogle gange. Det er noget, vi i starten overså.

Sådan fungerer det:

Jord-DC/DC-konverteren sænker spændingen fra vindmøllen (40V) til en spænding, der kan bruges til at oplade batterier enten direkte eller via en MPPT. En vigtig funktion ved DC/DC-konverteren er evnen til at foroplade superkondensatorer, der bruges til at stabilisere turbinens spænding. Når disse er opladet, bruges foropladningen til at drive servomotorerne, der drejer vingerne for at starte turbinen.

DC/DC-nedjusteringsfunktionen har fungeret fejlfrit (siden de tidlige test af den fuldt samlede prototype i starten af ​​juni)

Dårlig opsætning, kører både 12V og 39V ind i DC-DC-enheden

Her tester vi to konvertere forbundet til turbiner side om side for at se effekten af ​​den hvide overfladefarve på temperaturen inde i DC/DC-konverteren.

Problemer fra vores egne interne tests:

1. Nogle gange genstarter systemet ikke, efter det er blevet slukket.
2. Nogle gange ville foropladningssystemet ikke være i stand til at levere nok strøm til systemet til at forsyne de mikrocontrollere og steppere, der er nødvendige for at aktivere systemet, tilstrækkeligt med strøm.
3. Foropladningssystemet kan trække for meget strøm, hvilket betyder, at strømkilden (normalt et bærbart kraftværk) muligvis afbryder 12V-forsyningen.

Sådan har vi løst dem:

1. Vi har designet et låsekredsløb, der helt slukker mikrocontrolleren, når der er tilstrækkelig energi tilgængelig. Det betyder, at controlleren aldrig er delvist tændt.
2. Vi har redesignet forladningskredsløbet, så det kan bruges på eksisterende MOSFETS i kredsløbet, så det fungerer som en lineær regulator under opstart. Det betyder, at effekttabet er meget lavt, når systemet er fuldt tændt, og vi kan styre indkoblingsstrømmen ret præcist.
3. Løsning 2 løser også problem 3.

Et eksempel på indkoblingsstrømmen ses på oscilloskopet nedenfor. Den lilla er gatespændingen, og den gule graf er strømmen. Dette er en af ​​de første tests, der viste, at princippet fungerer.

Vi har den seneste uge kørt et komplet off-grid setup på vores testfacilitet på Risø. Vi bruger faktisk to af vores DC/DC-konvertere til at teste den opgraderede elektronik. Den ene modtog input fra solpanelet og den anden fra turbinen.

Som belastning bruger vi vores lokale server, vindmåler, 4G-router og videoovervågningsudstyr.

Komplet off-grid opsætning — vi kører med solenergi for at kunne starte turbinen og elektronikken i tilfælde af et helt fladt batteri.

Indtil videre har systemet fungeret fejlfrit. Systemet er i stand til at genoprette driften fra et fuldstændigt afladet batteri ved hjælp af solpanelet – nok til at turbinen kan starte kort efter.

5 turbiner klar til forsendelse

Vi har pakket, verificeret og testet 5 turbiner. De står på vores hylder og venter på den opdaterede elektroniske jordstation, og så burde vi kunne sende dem! Krydser fingre!

Lige nu producerer vi ikke turbiner, da vi venter på elektronikken, men vi vil genoptage arbejdet, når vi har verificeret det. Vi burde være i stand til at producere 3 turbiner om ugen og derefter opskalere det til 9 om ugen kort efter.

Vi vil stadig gerne teste alt, hvad vi laver internt, i en kort periode, før vi er klar til at sende det ud.

EMC-testning:

Vi forbereder os på test af elektromagnetisk kompatibilitet ( EMC ), når vi er tilfredse med elektronikken. Dette er påkrævet, når vi sælger turbinerne.

Vi er begyndt på de indledende arbejde med teststanden, og burde kunne fortsætte dette, når vi har fået elektronikken, og vi er tilfredse med alt.

Her er en bom monteret med en luftmotor. Vi skal bruge en luftmotor, da vi ikke kan lukke andre motorer ind i magnetkammeret til testene.

Fortsætter med at registrere timer

Siden de sidste opdateringer har vi været i stand til at køre turbiner kontinuerligt. Sidste opdatering nævnte vi en fejl i den måde, vi havde fastgjort ledningerne på. Fastgørelsen gjorde, at de gnidte mod hinanden, hvilket i sidste ende førte til en fejl. På det tidspunkt havde vi 50 dages kontinuerlig drifttid. Denne fejl var den 31. august - Vi har løst dette problem, og vi har stadig ikke haft en fejl på den specifikke turbine (som er vores "ældste", den der har kørt flest timer). Vi er nu oppe på 48 dage igen, når dette indlæg skrives, så bortset fra de udskiftede ledninger er vi næsten oppe på 100 dages kontinuerlig drifttid.

Forleden dag registrerede vi også vores hidtil mest ekstreme vindstød — 19,5 m/s (43,6 mph). Der var ingen problemer der.

Tallet nedenfor er vores samlede timer. Man kan virkelig se tidspunktet i maj, hvor det lykkedes os at løse den passive pitch-up-sikkerhed for turbinerne. Vi har været i stand til at logge mange flere timer siden da.

Kumulative driftstimer — bemærk, at det kun er for loggede data, nogle gange har vi en smule data. Nogle gange har vi også haft mere end en enkelt turbine, så dette er ALLE de data og timer, vi har indsamlet.

Fundraising

Vi er også begyndt at indsamle penge, og vi er nu på et stadie, hvor produktet næsten er klar, og vi får snart de første leverancer. Det næste skridt for KiteX er at begynde at sælge turbiner igen – I vil selvfølgelig modtage jeres turbiner først, men internt er vi begyndt at afsætte tid til at indsamle penge i en pre-seed-runde.

Vi er nødt til at rejse penge for at skalere vores produktion og salgsindsats. Vi er også ret begejstrede for muligheden for at skalere Wind Catcher op til en størrelse, der kan bruges i private hjem.

Hvis du vil vide mere, så skriv det i kommentarerne nedenfor – ellers kan du følge med på vores LinkedIn for at se opslagene der.

Sådan kunne en større version af vores koncept se ud. Sammenlignet med en konventionel type med samme rotorareal er vores design 80 % lettere og har 4 gange bedre tilbagebetalingstid.

Vibrationer vibrationer vibrationer

I øjeblikket arbejder vi også på at afbøde vibrationer.

Turbinen "ryster" nogle gange lidt i et par sekunder, exciteret af naturlige frekvenser. Det beskadiger ikke turbinen. MEN den laver en raslende lyd, når kablet inde i tårnet rammer indersiden af ​​røret, og det ser ikke pænt ud.

Vi har prototypet en løsning med en skumforing inde i tårnet, der virker lovende – den eliminerer lyden; det krævede dog en hængslet mid-tower node, da kablet skal installeres mere permanent inde i tårnet. Det er stadig muligt at tage det ind/ud, men det kræver en vis indsats for ikke at beskadige/sætte sig fast i foringen.

Vi ønsker stadig at minimere vibrationer i det visuelle, så vi har udført og udfører stadig tests for bedre at forstå systemet. Det kræver en masse test, der involverer forskellige ankeropsætninger og forskellige linetyper. Det er en masse eksperimenter og analyser.

Til sidst er vi lidt bekymrede for, at for meget rystelse er en fare for monteringen af ​​jordankeret. Vi har ikke set det rasle, men vi har ikke testet, og har ikke mulighed for at teste, i mange jordtyper.

Vi vil dykke mere ned i dette i den næste opdatering – det er stadig i gang.

Til sidst; ting vi arbejder på:

Indtil næste opdatering arbejder vi på et par flere ting;

• Grænsefladen på den jordbaserede DCDC-enhed (hvordan data præsenteres på skærmen, og hvordan du - brugeren - vil interagere med dem)
• Appen, hvordan turbinen styres
• Automatisk drosling; at turbinen automatisk drosler baseret på, hvor meget energi den kan levere
• Vibrationer i tårnet — som nævnt ovenfor
• Brugervejledning; en skriftlig/illustrativ vejledning til brug af turbinen (opsætning, brug osv.). Og også en video, der forklarer en hurtig vejledning, og også en dybdegående videooversigt/vejledning til, hvordan man bruger det hele.

Det var alt for nu. SKRIV VENLIGST i kommentarerne nedenfor her på Medium, eller i kommentarerne på Kickstarter! Vi vil meget gerne høre fra dig!

Må I have god vind!

KiteX-teamet