Hallo Freunde,
In meinem Unterricht an einer FH für Metallbau habe ich mit meinen Studenten eine Windturbine (VAWT) aus Edelstahl gebaut, mit ca. 70cm Durchmesser. Nun wollen wir mit blitzenden LEDs die Flügel beleuchten, und zwar so, dass bei passieren des Flügels an der LED ein Blitz aufleuchtet und den rotierenden Flügel beleuchtet. Durch die Drehung soll ein stehendes Bild der Flügel entstehen. Das sollte ja eigentlich durch reine Induktion möglich sein.
Nun haben wir schon ein paar Versuche mit starken 10x40mm Magneten, einer Luftspule dazwischen und einer 5V LED gemacht, doch wir haben noch nicht den gewünschten Erfolg. (siehe Bild)
Kann uns jemand helfen und Tipps geben, wie man die Magnete anordnen sollte, wie die Luft-Spule aussehen soll (Wicklungsanzahl, Draht, Durchmesser und Länge), und welche LED man nehmen sollte, damit auch schon bei wenig Umdrehungen das Blitzen beginnt?

Wir wollen diese Werbewindturbine (oder auch Werbetrommel) in Basel ausstellen und laufen lassen und hoffen auf Feedback in den Medien – immerhin kommt diese Werbetrommel ohne zusätzlicher Energie aus und zeigt dabei noch, wie stark der Wind geht.

Das Grundprinzip dieser VAWT haben wir schon vor Jahren in youtube auf meinem Channel gepostet. Das hat viele Views (aktuell über 600.000) und ThumbsUp gebracht. https://www.youtube.com/watch?v=vCcHKikC8I4

Liebe Grüße aus der Schweiz
Agent Lumino

Was genau heißt denn "doch wir haben noch nicht den gewünschten Erfolg"?

Hallo XXLRay,
schlicht und ergreifend: Die LEDs leuchten nicht.
Wir haben aber erst mal eine Versuchsanordnung aufgebaut und diese ist nicht so perfekt. Die Drehung ist langsam und der Abstand relativ hoch (ca. 1cm oben und unten)
Wenn wir eine Spule mit ca. 3cm Durchmesser und ca. 300 Wicklungen nehmen und den Stabmagneten schnell aus der Spule herausziehen, blitzt es ganz ordentlich. Doch diese Anordnung können wir nicht brauchen, da wir ja eine rotierende Bewegung haben und keine Hubbewegung. Ich hatte diese Funktion schon gesehen, einmal auf einer kleinen Turbine ca. 15cm Durchmesser, allerdings mit viel mehr Drehzahl, ca. 200 U/min. Es gibt aber auch induktive Fahrradlichter, die so arbeiten: https://www.youtube.com/watch?v=mhSHA-5ebUc
Vielen Dank und Liebe Grüße
Agent Lumino

Habt ihr denn mal die Spannung gemessen und was für ein Generator ist momentan verbaut?

Find ich eine witzige Idee! Gefällt mir!
Aaaber...
Mal ganz abgesehen von eurer aktuellen Problematik mit dem Geni, hinterfrage ich mal einfach ob ihr mit dem aktuellen Savonius die erforderlichen Drehzahlen erreichen könnt um ein vernünftig aussehendes stehendes Bild zu erreichen.

Ich schätz mal los:
Euer Geni wird mit D=70cm bei einer (Durchnittlichen) Windgeschwindigkeit von sagen wir mal 5m/s bestenfalls 130rpm aber vermutlich keine 100rpm erreichen.
Bei 4 Schaufeln wären das dann ca. 400 Blitze pro Minute bzw. ca. 6 Blitze pro Sekunde.

Und das bei 5m/s. Das muss es in der Stadt (vermutlich zu Werbezwecken zwischen den Häusern??) erstmal haben....
Ob durch diesen Disco-Effekt in diesem Fall die "Werbung" nicht negative Auswirkungen hat...

Was meint ihr?
Ich wünsch euch auf jeden Fall gutes Gelingen beim Projekt!

Hallo

Ich denke der Generator besteht nur aus einer Spule die mit einzelnen Magneten dann den Blitzimpuls erzeunen sollen.
Dazu wäre ein Eisenkern in der Spule schon sehr verstärkent, würde aber stark rasten.
Der Magnet muß so nahe wie möglich an der Spule vorbei laufen.
Die Windungszahl würde ich erst mal nach Gefühl auf 3 000 erhöhen, Strom braucht man ja fast keinen.
Erst mal eine Spule wickeln die mit einem Magnet in der Hand die Spannung bringt.

Gruß Aloys.

Ich habe in einer ersten kleinen VAWT-Version (20x20cm) mit nur einem 12x4mm großen Neodym-Magneten, einer Luft-Spule (12x4mm, ca. 250 Wicklungen mit 0,12mm Kupferlackdraht, Abstand vom Magneten zur Spule < 5mm) und einer 5 Volt LED, starkes Blitzen erzeugt und ein stehendes Bild gesehen, das allerdings um den Radius der Spule verschwommen war. Auch logisch, denn wir haben uns die Spannungen auf einem Oszilloskop angesehen. Bei geschätzten 200U/Min haben wir fast 80Volt erzeugt. Angeblasen haben wir es mit einem kleinen Haarfön. Dieser Wert war im unteren Teil der sinusartigen Welle sichtbar, den oberen Teil hat die LED bei 5V abgeschnitten und zum Leuchten verwendet. Wir fragen uns aber, ob man mit einer optimierten Anordnung nicht auch bei geringeren Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen das Blitzen hinbekommt.

Vielen Dank kredo01. Dass die Blitzfrequenz bei dieser Trommelgröße zu gering sein könnte, haben wir tatsächlich nicht bedacht. Nun könnten wir vielleicht die Anzahl der Magnete verdoppeln. Dann gäbe es zumindest doppelt soviel Blitze/Sekunde. Wenn man aber die Möglichkeiten ausschöpfen könnte, dann würde man wohl die reine Stromversorgung mit einem eigenen Generator in der Turbine machen und die Ansteuerung der Beleuchtung extra mit einer dementsprechenden Elektronik. Das wäre uns aber zuviel Aufwand. Wir wollen die Werbetrommel so einfach wie möglich gestalten.
LG
Andreas

Naja.
Die Blitzfrequenz muss allerdings mit der Drehzahl synchronisiert sein, damit ein stehendes Bild entsteht. Ansonsten bewegt/springt das Bild...

Bei 5m/s hab ich ja rund 6 Blitze pro Sekunde geschätzt (nicht festnageln wenns nicht ganz stimmt).
Das Problem wird sein, dass ihr bei noch geringerer Windstärke (wird wohl einen großteil der Zeit ausmachen!!!) noch weniger Blitze/sek entstehen müssen.
Was wollt ihr da tun? Abschalten?

Wenn nein, wird euch das Windrad bei regelmäßigen sekündlichen Blitzen garantiert bald von den genervten Anwohnern abgeschalten werden.

Ich weiß ja nicht worauf euer Fokus bei diesem Projekt liegt, aber wenn ihr nicht zwingend an einen Savonius gebunden seid, könntet ihr ja auf einen Rotor mit wesentlich höherer SLZ (Schnelllaufzahl) zurückgreifen.
Eventuell was horizontales?

Man könnte ja mit ensprechenden synchronisierten LED-Streifen an einem 3-flügligen Horizontalläufer ja auch ein stehendes Bild erzeugen...

Wie sowas hier zum Beispiel:
Bike LED-Wheel

Danke zunächst für die Vorschläge.
Jetzt muss ich noch erklären, dass es die Windturbine selbst schon gibt. Gebaut wurde sie aus Edelstahl von den Studenten in der Lehrwerkstätte.
Das Ding läuft fast von selbst, ist aber überraschend schwer.
Jetzt fehlt uns nurmehr eine raffinierte Lösung für die LED-Beleuchtung.
Da diese Werbetrommel zunächst innerhalb eines Schulgeländes aufgestellt werden soll, machen wir uns eher Gedanken, wie man Verletzungen und Beschädigungen ausschliessen kann.
Anwohner gibt es - zumindest vorerst einmal - nicht.
Wir müssen aber unbedingt noch eine Fliehkraftbremse einbauen und das ganze unerreichbar und in ausreichenden Abstand zu Personen montieren.
Man wird aber erst mal testen und abwarten müssen, ob sich der Betrieb auch bei Starkwind realisieren lässt.
Wenn wir erste Drehzahlmessungen haben werden wir sie mit den Windgeschwindigkeiten vergleichen.
Danach können wir mit einem Antrieb testen, ob eine kalkulierte maximale Drehzahl Beschädigungen hervorruft.
Ja und da wäre noch der Naturschutz. Wir müssen beobachten, ob eine Verletzungsgefahr für Vögel besteht, und, und, und...
Aber das schöne daran ist, dass man sehr viel lernen kann, wenn man so eine kleine Produktentwicklung macht.
Deshalb finde ich dieses Beispiel für Ausbildungszwecke hervorragend geeignet.
Wir sind zuversichtlich, dass wir alle diese Fragen noch klären und die richtige Elektronik bauen können.
Wir sind jedenfalls für jeden Rat dankbar.

Hallo

Zum Schutz kann am unteren Ende ein Hullahupring an die Flügel, als Abweiser bei Berührung.
Es müssen so fiele Magnete, und im Abstand der Flügel angebracht werden.

Gruß Aloys.

Das Teil darf in keinem Fall so hoch bzw. niedrig stehen das man mit einem einfach verlängertem Arm drankommt, insbesondere wenn es durch Kinder und dumme ältere Jungs erreichbar bleibt.
Also mindest Höhe Unterkannte 3m. Alles drunter ist fahrlässig.
Ich könnte Dir jetzt hier noch seitenweise die blödsinnigsten Fouls schreiben auf die man so ertmal gar nicht kommt. Kinder sind nur unvorsichtig und wissen es oft nicht besser. Aber die Blödheit, Ignoranz oder auch de Hang mal zu sehen wie lange es dauert bis das Teil kaputt ist oder man sich selbst ordentlich verletzt hat, ist fast schon erschreckend.

Was die Beleuchtung betrifft so empfehle ich Euch das mit den Blitzen schlicht abzuhaken. Mit der Rotordrehfrequenz wird das nichts. Wie wäre es denn mal mit einem langsamen Auf- und Abblenden je nach Ladezustand eines wie auch immer fetten Kondensators? Eine kleine Steuerung sorgt für das sanfte Laden des Kondensators und für ein langsames Aufblenden der Beleuchtung und das Ausblenden

Gruss Uwe

Ich sehe für eine Umsetzung der vorgetragenen Idee keine andere Lösung als anhand der mittleren Windgeschwindigkeiten vor Ort und anhand der Frequenz, mit der das "Daumenkino" funktioniert einen viel kleineren Rotor neu zu bauen, dessen Durchmesser, Schnelllaufzahl und Drehzahl für den erwünschten Effekt passend ist.

Kleine Durchmesser haben bei gleicher SLZ höhere Drehzahlen.

Ein kleiner Trost wegen dem Wahrnehmungsfaktor entsprechender Winzlige: Man kann mit mehr Rotorhöhe Fläche zusetzen,, also im Stangenformat bauen.

Da der Wind nicht wie unter Laborbedingungen geregelt werden kann, dürfte ein perfekt stehendes Bild im Freien nur bei optimalen Bedingungen - also bei gleichbleibenden Windgeschwindigkeiten im zuvor durch den Rotordurchmesser festgelegten Funktionsbereich - erreicht werden.

Zum Thema Sicherheit

An fielen Strassenecken stehen doch sich drehende Werbeplakate.
Die Flächen mit S Schlag wie ein Savonius.
Die laufen auch ganz schön flott.
Sind da etwa Unfälle bekannt geworden, oder sind die nur gefährlich mit Generator oder Elektrick, mehr ist das ja nicht; drann ?

Gruß Aloys.

Der Unterschied ist nur der, das diese nicht auch noch Leistung produzieren sollen und in der Regel extra auf niedrige Drehzahl und minimales Drehmoment ausgelegt werden.
Manchmal sind es nur relativ weiche aber Formstabilie Folien. Ein sogenannter Eyecatcher soll den Blick zwar anziehen, aber gleichzeitig soll oftmals auch noch das Aufgedruckte lesbar bleiben.

Gruß Uwe

Der hier behandelte Läufer soll ziemlich schwer und solide mit Edelstahl gebaut sein und 70 cm Durchmesser haben. Bei Schwachwind kann da zwar nicht viel passieren doch bei Sturm sollte da wirklich niemand zu nahe dran vorbeilaufen. Das Ding soll auf einem Schulhof laufen wenn ich das richtig mitbekam.