Scheibengenerator für Wasserturbine

Hei Kleinwindanlagenfreunde,

Ich habe großes Interesse einen eigenen Generator für meine Wasserturbine zu entwerfen.
Die so in etwa aussieht:

http://www.powerpal.com/images/LH1lrg.jpg

So sollte Sie dann aufgebaut und betrieben werden:

http://www.homepower.com/sites…9.fxd_.jpg

Nun bin ich letztens über euer Forum gestoßen und fand heraus das hier einige schon viele Erfahrungen mit Scheibengeneratoren besitzen.
Das Prinzip dieser Generatoren gefällt mir sehr gut, erst recht da der Materialaufwand sehr gering ist.

Zu meinen Kennzahlen:
Erhoffte Leistung ca. 200 W
Spannungsoutput entweder 12 V oder 230 V
Drehzahl etwa 1300 U/min

Nun zu meinen Fragen die ich leider noch nirgends beantwortet finden konnte:

Macht es Sinn einen Scheibengenerator zu benutzen bei einer solch hohen Drehzahl ?

Außerdem befindet sich der Scheibengenerator ganz oben an der Turbinenwelle, somit könnte es bei keiner perfekten Zentrierung der Magnete zu starken Unwuchten kommen. Da stellt sich dann auch die Frage wie groß den die Scheibe sein sollte, das zwar die Leistung noch erfüllt wird der Hebelarm aber nicht zu groß ist. Ich habe in einem Buch gelesen (3 Flügel im Wind), das bei einer gewünschten Leistung von 200 W ein Durchmesser von 0,3 m ausreicht, stimmt das ?

Was haltet ihr insgesamt von der Idee ?

Einen schönen Tag,
Michi

Hei Dani,

Danke für die schnelle Antwort.

Das ganze gehört zu einem Projekt für Entwicklungshilfe in Kamerun. Dabei geht es darum, Strom für ein kleines Dorf zu erzeugen um kleine Verbraucher wie Glühlampen und Handyladegeräte zu versorgen.
Das Modell sollte eben möglichst einfach gestrickt sein, damit es den Afrikanern möglich ist diese Generatoren und auch die Turbine und die Elektronik selbst nachzubauen.

Eine andere Idee wäre auch eine Lichtmaschine umzubauen, zB. auf permanente Erregung.
Ich versuche gerade die Vor- und Nachteile der einzelnen Möglichkeiten abzuwägen.

Das Rastmoment sollte bei der Wasserturbine meines Erachtens keine solch große Rolle spielen, da die hydraulische Leistung durch Fallhöhe und Durchfluss ca. 500 Watt beträgt und somit genug Kraft vorhanden sein sollte um den Generator zum laufen zu bringen. Falls ich mich jetzt mit dieser Schlussfolgerung irre, verbessert mich bitte.

Die Wunschvorstellung ohne Elektronik gleich die 230 V erzeugen zu lassen ist bei Scheibengeneratoren nicht üblich was ich so gesehen habe, gibt es den Versuche ? Bei einer Umdrehung von 1300 U/min müssten es ja auch nicht soviele Windungen sein, wie bei einer Umdrehungszahl einer Windturbine. Wird aber wohl dennoch an dem Innenwiderstand und somit an der Drahtdicke scheitern nehme ich an.

Bei 12 V sieht das ja schon wieder anders aus. Habe auch schon Scheibengeneratoren ohne Epoxidharz als Ummandelung gesehen um die Wärme besser abzuführen, diese wurden einfach an die Statorscheibe geklebt:
http://www.windsucherwesterwald.de/2.html

Eine Möglichkeit bestände ja den Rotor aus einer Bremsscheibe (soll ja gut für den magnetischen Fluss sein) mit einem Durchmesser von 0,3 m und 6 Neodymmagneten und den Stator eben aus Holz und 8 Spulen zu fertigen.
Ob sich dadurch dann die gewünschte Leistung verwirklichen lässt und sich für die Spulen genug Platz findet, habe ich noch nicht berechnet.

Mfg
Michi

Moin Michi,

Ich würde dir bei deinem Vorhaben generell von einem Scheibengenerator abraten. Rastmomentlosigkeit, die Trumpfkarte dieser Bauform ist bei deiner Anwendung nicht wichtig und du wirst staunen was man doch an Material ausgibt. Zudem sind die Drehzahlen sehr hoch...das gibt Unwucht- kann, muss aber nicht..da komme ich gleich nochmal drauf zurück.

Hier in Europa gäbe es so einiges günstiges was man verwenden könnte, eine Lima gehört auch dazu, ist aber nicht sonderlich effizient.

Nun ist dein Einsatzort in Afrika aber was spezielles. Da würde ich wirklich zur Lichtmaschine raten. Man bekommt sowas als gebrauchtes Ersatzteil dort selbst mitten im Busch und egal welches Modell, alle haben sie in etwa die gleichen Drehzahlen und Charakteristika. Da so eine Wasserturbine ja in der Regel auch permanent durchlaufen kann, würde ich mir da auch nicht die Mühe machen irgendwelche Schaltungen zu entwerfen damit sich das ganze selbst magnetisiert etc...obwohl das der zweite schritt wäre. Wie das geht kannst du in den heften von Christian Kuhtz nachlesen...gibt es hier für 5 Euro im Shop. Die Dauerverluste durch Erregerstrom können bei Dauerbetrieb auch egal sein- am Ende zählt dass was dabei heraus kommt. Eine Standardlima lädt so ab 800-900 UPM, mit 1300-1500 UPM haste sicher schon gute 20 A Ladestrom. Da muss natürlich auch die Turbine Leistungsmäßig mitmachen. geht die Lima kaputt, sind Kohlebürsten einfach zu tauschen oder auch eine neue Lima gut da drüben zu beschaffen.

Mit Scheibengeneratoren im Selbstbau ist das da so eine Sache...die Mittel da drüben sind nicht so toll und Genauigkeit beim Bau wird dort sehr klein geschrieben...unterhalte dich mal mit den Leuten vom Verein Greenstep...die haben dort das gleiche mit Selbstbauwindrädern gemacht und hatten einige Probleme.

Mein Rat- keep it simple- nimm die Lichtmaschine.

Gruß
Max

Hast du es schon mal mit nem Lagerabzieher probiert? Ist natürlich wieder ein zusätzliches Werkzeug, das man nach Afrika bringen müsste.

Vielleicht schaust du dir ja mal die Firefly-Turbine an. Die Seite ist etwas schwer zu navigieren. Unter "Contents" kann man sich durchhangeln. Das ist ein, in Entwicklungsländern bereits erprobtes, Design.

Hallo,

vielleicht ist eine Motorrad Lichtmaschine eine Alternative?
Das sind, soweit ich weiß, bürsten lose Drehstrom Lichtmaschinen.
Die Verfügbarkeit ist natürlich nicht so hoch in Afrika
(gebraucht ist so etwas auch hier sehr schwer zu bekommen, bzw. auch teuer).
Aber neu wird man so was auch in Afrika bestellen können und reparieren kann eventuell
auch dort gemacht werden, die Motorrad Lichtmaschine dürfte recht einfach im Aufbau sein.

Hier mal ein Link:
http://www.wbcnet.de/tips/limas.html

Mag sein dass eine einfache Lösung, erst mal für eine Bachelorarbeit weniger gerne genommen wird,
natürlich möchte man gerne HI-Tech verwenden.
Letztendlich denke ich dass für das Projekt eine einfache Lösung besser ist.
Das musst du dann in deiner Bachelorarbeit entsprechend begründen und darstellen können.

Gruß Frank

das kannst du mit dem Programm " FEMM" machen...das ist Freeware iund recht ordentlich. Ansonsten kannst du den Uwer "Windfried" fragen ob er Lust hat dir da zu helfen, der hat auf jeden fall das Programm und kann damit umgehen.

Gruß
Max

von mal eben anschauen wirst du ansys nicht begreifen...das ist schon ein sehr komplexes Programm bei dem man genau wissen muss was man wie und warum macht....halt sich an Femm, das hast du in kurzer Zeit begriffen und kann das was du willst.

Gruß
MAx