Mein erstes Windrad mit Bremsscheiben-Generator

Spannungssteigerung, da ich ja Dreiecksschaltung machen wollte.

Du meinst also aus dem Bauch heraus, dass die 3 m/s Wind den massiven Bau auf die 200 U/min mit den kleinen Rotorblättern bringen wird? Ich kann mir das im Moment nicht garnicht vorstellen..

Gruß

Andreas

Ja, 2,4 war meine Anfangsplannung, aber als ich mir dann die Dimension vor Augen führte, ist mir das doch zu Groß und der Kleingartenverein wird 100% was dagegeben haben.

Gegen das Abwürgen, will ich mir den Analogen MPPT bauen:

http://www.daswindrad.de/forum/viewtopic.php?f=19&t=466

Die Magneten für die zweite Scheibe sind bestellt und müssten morgen kommen.
Ja, ich könnte auf 1,5m gehen, aber dafür ist dann der Generator ja nicht ausgelegt, helfen wird es aber bestimmt, falls ich Probleme bekommen sollte. Ansonsten vielleicht ein oder zwei Rotorblätter mehr, damit der Generator überhaupt auf touren kommt (schnelleres Anlaufen).

Gruß

Andreas

Super, herzlichen Dank für deine Hinweise und Ermutigungen!

Gruß

Andreas

Moin,

Krankheit und Gartenarbeit haben mich in der letzten Zeit etwas vom Windradbauen abgehalten. Doch heute hatte ich die gelegenheit mal kurz zu testen, ob sich überhaupt etwas dreht, da, wie XXLRay schon sagte, ich ja schon alles hab. Obwohl sich die blätterlosen Zweige stark bewegten und ich den Wind richtig hören konnte (Annahme das es über 10 km/h sind und laut Vorhersage sollten es 4 Bft sein. Bei der nicht weit entfernten Wetterstation ging die Windgeschwindigkeit nicht unter 20km/h. Sogar die Repellerblätter haben außen vibriert.), drehte sich leider garnichts....


Ok, Windrad runtergenommen und mich entschlossen, doch das Radlager auseinander zu bauen. Mit Hilfe meines Gartennachbarens das ganze Lager auseinandergebaut, mit Benzin super sauber gemacht, wieder zusammengebaut und geölt. Das Lager ging wirklich etwas leichter. Wieder alles aufs Dach montiert und wieder bewegte sich 0, auch bei stärkeren Böhen.

Bei dem Wind sollte das Windrad schon mindestens 200 U/min erreichen, aber es bewegte sich nix.

Hier mal zwei Fotos vom Teststand:



Da ich noch Reste vom Leitungsrohr habe, werde ich, nach Max Hinweis, ein 1,5m Durchmesser Windrad basteln. Ich erwarte aber keine großartige Besserung. Ich spiele schon mit dem Gedanken, ein Fahrradtretlager oder ähnliches irgendwie zu verbauen.
Irgendwie kann es wirklich nicht sein, dass bei soviel Wind sich nix dreht. Wie soll es dann noch die Kraft haben, Strom zu erzeugen....

Schöne Grüße nach einem recht enttäuschenden Tag ( und keinem Aprilscherz)

Andreas

Man könnte dann noch damit experimentieren, das Drehmoment der Flügel zu erhöhen. Ich würde also in einem ersten Schritt die Flügelenden breiter gestalten und in einem zweiten Schritt von drei auf fünf Flügel wechseln. Das geht dann natürlich zu Kosten der Drehzahl.

Moin Moin,

Danke für die Tipps.

Es nützt nix, andere Lager müssen her.
Genau das, was Max gesagt hatte, ging mir auch durch den Kopf: der Leistungsverlust durch den großen Widerstand des Lagers. Daher werde ich wohl die Halterung des Rotors und Stators umkrempeln und auf zwei Kugellager umbauen. Wobei die Nabe und die Bremsscheiben bestehen bleiben müssen.
Als ich meinen Entschluss doch für nur ein kleines Windrad gefasst hatte, hätte ich gleich ein Kugellager und andere Aufhängung machen sollen. Z.B. mit Flanchlager oder ähnliches.

Idee
Vor längerer Zeit hat mir mein Schwiegervater für ein kleines Spielwindrad eine Aufhängung für das horinzontale Drehen des Windrades gebaut. Es hat eine hole Welle, welche als Kabelführung gedacht war. Dieses Teil werde ich wohl als Lager für mein Windrad nutzen. Es ist doppel gelagert.

Innendurchmesser des Lagers: 17mm
Außendurchmesser des Lagers: 27mm
Abstand der beiden Lager: ca 30mm.
Die 17mm Welle ist nicht ausgefüllt und hat eine Wandstärke von 2,2mm.



Es ist ein 2mm dicker Metallring rechtwinklig auf die Nabe geschweißt.


Und jetzt noch ein Foto von unten. Es sind die Kontermuttern und etwas von dem einen Kugellager zu sehen. Die Lagenhülse hat eine Wandstärke von 4,5mm.


Die Nabe meiner jetzigen Aufhängung wird von der Welle gelöst und auf dieses Teil drauf geschweißt. Vorher wird aber noch das Gewinde was vorne rausguckt abgetrennt, so dass die Autonabe bzw. nur die Scheibe mit den 5 Löchern direkt und plan auf dem Metallringt liegen kann.

Meint Ihr, dass dieses Teil, die schwere Scheibe der Nabe, zwei Bremsscheiben mit Magneten und die Repeller halten kann?

Das ganze neue Teil wird an die vorhandene Halterung drauf geschweißt und den Rest werde ich noch sehen.

Hier noch ein Foto des auseinander gebauten Radlagers nur für Interessierte, wie so etwas aussieht:


Danke für Eure super Hilfe!

Gruß

Andreas

Moin,

So, wie beschrieben hatten wir die Nabenscheibe von der Welle abgetrennt, dann in der Mitte ein Loch gebohrt. Auf der einen Seite exisitierte schon ein zentrierte Stelle als Bohrerführung. Dann passte durch die neue Welle eine 12mm Gewindgestange genau durcht. Die Stange durch die Welle und dann durch die Nabenscheibe durch auf den bereits auf der Welle existierenden Ring. Alles super. Nur... Es existiert eine recht große Unwucht: bestimmt 1mm. In die horizontale Richtung konnte die Unwucht duchr Hammerschläge Pi mal Auge ausgeglichen werden. In die vertikale Richtung exisitiert immernoch eine Unwucht. Höchstwahrscheinlich war das Loch doch nicht 100% in der Mitte. Ich muss schauen, ob ich es irgendwie noch ausgewuchtet bekomme. Wenn die ganze Nabe schon eine Unwucht hat, ist das alles halt nicht sooo gut, aber ohne Drehmachine kriegt man das nicht so exakt hin.

Trotzdem alles kurz als Teststand aufgebaut, um zu sehen, wie gut sich das Teil überhaupt dreht.
Auf dem Dach angebracht und leichte Windbriese und schon ging das Teil ab wie Schmidts Katze. *freu*
Zeitweilig hatte man sogar das Hubschraubergeräusch gehört, dabei wackelte dann natürlich alles. Nunja, das rauskriegen der Unwucht krieg ich auch noch hin.

Hier ein Fotos vom heutigen Teststand. Die Repeller sind natürlich nicht krum, dass ist die Bewegung.


erfreulicher Gruß

Andreas

Moin Moin,

Mit dem Windrad ging es wieder voran. Nach einem erneuten Anlauf-Fehlversuch mit angebauten Generator hatte ich die Rückscheibe des Bremsscheiben abgeflext (ich hätte die Magneten abkleben sollen, jetzt sind sie vollen Metallspäne), um den Generator etwas leichter zu machen und so den Anlaufmoment etwas zu verbessern. Außerdem habe ich das Windrad von 1,2m auf 1,5m vergrößert.
Die Magneten sind jetzt auch auf der zweiten Bremsscheibe angebracht und leider auch nicht 100% gegenüber. Da sind ca 2mm Abweichung, was aber wohl ok ist. Die Sinuskurve ist dann wohl nicht ideal.


So, jetzt alles zusammengebaut. Der Luftspalte zwischen Stator und Repeller ist ca 2mm, vielleicht auch mehr. Ist halt alles nicht 100% ausgewuchtet und eingestellt. Es ist der erste Versuch. Damit ist ein Luftspalt von ca 14mm.
Nun die Leistung gemessen. Zum Glück habe ich schnell feststellen können, dass eine Phase der Sternschaltung nicht richtig angeschlossen war. Die 12V sind schon durch schnelleres Handdrehen erreicht.

Leider habe ich keine genauen Messungen (mit Tacho etc), da nicht viel Zeit zum Einstellen etc war. Hier nur ein paar Werte der Sternschaltung im Leerlauf, die ich auf die Schnelle ablesen konnte:


Das sieht ja schon mal super aus. Doch dann kam noch eine neue Enttäuschung. Habe das Teil an eine kleine 12V Batterie (7Ah) angeschlossen und folgenden Strom gemessen, als ich mit der Hand so stark wie ich konnte den Generator gedreht hatte:
Batteriespannung 12,5V
1,8A bei ca 300 U/min
Das ist nicht viel.

Da heute der Wind so richtig um die Ohren fegte, habe ich das Teil gleich auf’s Dach gebracht. Leider habe ich kein Anemometer, aber ich kann sagen, dass Planen hochgehoben und Baumkronen sich stark gebogen haben. Ich schätze, dass starke Böen bis 10 m/s hatten. Das Windrad hat sogar richtig Anlauf in die andere Richtung genommen, als es entgegen der Windrichtung stand. Die Wetterstation in der Nähe zeigte Spitzenwerte von 35 km/h (ca 10 m/s) an.

Gute Nachricht: Das Teil ist sofort angelauft!

Schlechte Nachricht: Mit der gleichen Batterie hatte ich den Spitzenwert von 2,5A und 17,5 U nach einander gemessen (ich habe nur ein Messgerät).

Das ist leider nicht sehr viel, theoretisch hätte ich nach dem Berechnungstool bei einem Repellerwirkungsgrad von 25% und 10 m/s mit 13A gerechnet, aber 2,5A ist bei diesem Wind echt wenig. Auch wenn meine Testkabel (recht dünne Krokodilsklemmenkabel) suboptimal sind. An denen wird der Leistungsabbruch aber wohl nicht liegen. Auch sind meine Messung bestimmt auch nicht exakt und ich kann leider auch weder Windgeschwindigkeit noch Umdrehung angeben, trotzdem kann ich sagen, dass die Werte etwas enttäuschend sind …

Das Windrad ohne Last in den Wind zu stellen, würde ich keinem empfehlen. Mein Windrad ist noch nicht ausgewuchtet und das Teil wäre mir wirklich um die Ohren geflogen, hätte ich es nicht festgehalten und schnell genug aus dem Wind gedreht.

Als nächstes werde ich das Teil wohl sauber machen und anschließend auswuchten.

Gruß
Andreas

Hinweis: Mit den Magnetscheiben immer vorsichtig umgehen. Ich wollte heute auf einer mir unbekannten und verschmutzen Werkbank die Magnetscheibe ablegen. Die Werkbank ist aus Stahl.
Ich hab mir recht stark die Finger geklemmt …
Also immer aufpassen!

Moin,

Danke für die schnelle Antwort.

Mit deinen großen Magnetscheiben kann man wohl nur in einem schraubenlosen Holzhaus arbeiten. Die Magneten sind auch echt mächtig!

Du meinst also, es liegt am Stalling. Das Thema hatten wir ja hier im Thread schon besprochen.

Hmm... Wenn ich so überlege... mit der Hand drehen war schon echt anstrengend und ich kam nur auf 1,8 A, aber ich dachte, das Windrad hätte genug Kraft. Hab ja noch keine Erfahrung. Bei starkem Wind hat das Windrad eine Geschwindigkeit erreicht und wenn dann eine nocht stärkere Böe kam, dreht es sich nicht viel schneller. Im Leerlauf drehte sich das Windrad natürlich suuuper schnell.

Die Kabel kann ich wohl nicht weiter verkleinern. Ich nutze sowieso schon die schlechtesten Kabel. Siehe diesen Messaufbau:


Morgen soll es noch windiger werden, mal schauen ob ich Zeit zum Testen finde. Ich werde auch versuchen, dass Tacho richtig anzuschließen, um wenigstens eine ungefähre Drehzahl zu bekommen. Wenn das Windrad dann bei Windspitzen keine 600 U/min erreicht, dann wird es wohl am Stalling liegen. Bei 600 U/min sollten dann auch ca 10A erreichbar sein.

Sonst noch weitere Tipps oder mögliche Ursachen?

Gruß

Andreas

edit: Bild vom Messaufbau direkt eingebunden - XXLRay

Ich denke auch, dass es gut möglich sein kann, dass dein Windrad abgewürgt wird, bevor es auf Nenndrehzahl kommt. So entwickelt sich nur ein kleines Liftmoment und der gewünschte Wirkungsgrad wird nicht erreicht. Du kannst ja spaßeshalber auch mal ausrechnen, wie groß die Verluste in deinen Messleitungen sind. Formeln zur Berechnung des Leitungswiderstandes und der Verluste findest du im Grundlagenbereich.

edit: "möglich" ergänzt