Leichter und kleiner Generator für Savonius-Rotor gesucht!

 
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Leichter und kleiner Generator für Savonius-Rotor gesucht!

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Gepostet: 06.04.2016 - 21:36 Uhr  ·  #1
Hallo,
nachdem ich im Vertikal-Rotoren-Forum leider wenig Erfolg hatte, suche ich nun nochmals Rat im Generatoren-Forum.
ich habe mir in den Kopf gesetzt einen kleinen, leichten und transportablen Savonius-Windgenerator zu entwickeln.
Das Ganze ist für den Outdoor-Bereich gedacht und soll in der Lage sein USB-Geräte zu laden.

Die Größe des Rotors beträgt zur Zeit ca. 100cm Höhe bei 60cm Durchmesser, wobei die Rotorgröße bei Bedarf noch etwas verändert werden könnte.
Mein Ziel ist es bei einer Windgeschwindigkeit von 5m/s eine Leistung von ca. 5 Watt zu erzielen, wobei der Rotor schon bei niedrigeren Windgeschwindigkeiten anlaufen sollte (natürlich mit entsprechend verminderter Leistung).
Nach einfachen Berechnungen dürfte die Drehzahl bei ca. 110 U/min liegen (Windgeschwindigkeit 5m/s).

Daher meine erste Frage:
Welche Art von Generator kann ich für mein Vorhaben verwenden? Ich habe bereits mit einigen Schrittmotoren (Nema 17, Nema 11), sowie einem 12V DC Getriebemotor experimentiert, aber komme nicht so richtig weiter. Zusätzlich hätte ich noch ein par Außenläufer (3 Phasen) zur Hand, die ich ausprobieren werde. Wonach sollte ich suchen? Hohe Polzahl? Möglichst hoher Nennstrom?
Um das Ganze noch etwas schwieriger zu machen, sollte die Bauform des Generator so klein und leicht wie möglich sein.

Inzwischen überlege ich auch einfach einen hochwertigen Nabendynamo zu verwenden, obwohl ich eigentlich gehofft hatte etwas deutlich leichteres und kleineres zu finden.
Was bisher auch einigermaßen funktioniert hat: Ein 24V Maxon-Getriebemotor mit 19:1 Übersetzung. Der liefert mir bei 150 RPM und einem Lastwiderstand von 20 Ohm exakt 5W.
Oder was eventuell auch noch in Frage käme, wäre ein Gimbal-Motor. Diese Motoren sind Brushless Outrunner und es gibt sie schon ab 7 KV (dann allerdings auch schon relativ groß und schwer).

Um später mit dem Generator USB-Geräte oder eine integrierte Lithium-Batterie laden zu können, würde ich gerne den Adafruit Powerboost 1000c verwenden:
https://www.adafruit.com/products/2465
Zusätzlich bräuchte ich noch ein Buck- oder Boost-Converter, um die Eingangsspannung zu regeln. Und genau hier stellt sich meine zweite Frage:
Wie reguliere ich die Spannung zwischen dem Generator und dem Adafruit-Board bzw. dem vorgeschalteten Converter?
Kann ich einfach einen passenden Widerstand vorschalten, um die Spannung entsprechend zu erhöhen? Oder kann ich das Verhältnis von erzeugter Spannung und Stromstärke sonst irgendwie regulieren?

Bin für jede Hilfe dankbar!
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Re: Leichter und kleiner Generator für Savonius-Rotor gesucht!

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Gepostet: 06.04.2016 - 23:26 Uhr  ·  #2
Hallo,

Immerhin zur zweiten Frage, das günstigste was ich kenne: "KEMO Fahrrad Laderegler USB"
z.B. hier zu erwerben:
https://www.offgridtec.com/kem…oCCMzw_wcB

Weitere kommerzielle Lader
http://fahrradbeleuchtung-info…bendynamos

Alternativ:
selber bauen, selbst entwickeln ... Hilfe hierzu vielleicht: http://www.forumslader.de/

Was ich aber immer noch nicht verstehe, wenn es soo auf das Gewicht ankommt
warum gerade dann eine vergleichsweise ineffiziente Rotorform verwenden?
Beim Savonius muss man deutlich mehr Fläche in den Wind stellen als bei 'normalen' schnell laufenden Rotoren.
Diese Fläche kostet nicht nur mehr Gewicht sondern produziert auch deutlich mehr Kräfte die ja abgefangen werden müssen.

Grüße
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Re: Leichter und kleiner Generator für Savonius-Rotor gesucht!

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Gepostet: 09.04.2016 - 18:24 Uhr  ·  #3
Danke für den Hinweis zu den Ladereglern.

Zitat
Was ich aber immer noch nicht verstehe, wenn es soo auf das Gewicht ankommt
warum gerade dann eine vergleichsweise ineffiziente Rotorform verwenden?
Beim Savonius muss man deutlich mehr Fläche in den Wind stellen als bei 'normalen' schnell laufenden Rotoren.


Mein Ansatz ist eher folgender:
Bei einer Rotorkonstruktion aus Carbonstäben und Ripstop-Nylon wiegt der Rotor im Vergleich zum Generator und Akkus quasi nichts, die Größe ist hier also nicht so wichtig.
Bei Horizontalläufern brauche ich eine deutlich aufwändigere Konstruktion, damit sich der Rotor je nach Windrichtung ausrichten kann.
Und so wie ich verstanden hatte, sind Horizontalläufer in Bodennähe bei schwachen und turbulenten Winden doch auch eher ungeeignet, oder?
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Re: Leichter und kleiner Generator für Savonius-Rotor gesucht!

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Gepostet: 11.04.2016 - 09:05 Uhr  ·  #4
Zitat geschrieben von akaNille
Bei Horizontalläufern brauche ich eine deutlich aufwändigere Konstruktion, damit sich der Rotor je nach Windrichtung ausrichten kann.

Das relativiert sich dann in der Praxis doch recht schnell, weil du dafür andere Probleme hast.

Zitat geschrieben von akaNille
Und so wie ich verstanden hatte, sind Horizontalläufer in Bodennähe bei schwachen und turbulenten Winden doch auch eher ungeeignet, oder?

Korrekt ist, dass Langsamläufer weniger anfällig auf Turbulenzen reagieren. Ob die horizontal oder vertikal laufen ist dabei egal.
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Re: Leichter und kleiner Generator für Savonius-Rotor gesucht!

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Gepostet: 18.04.2016 - 15:16 Uhr  ·  #5
Ich würde Dir das Ding emfehlen: ElvWiS ADVENTURE Scheiben-Generator GEA-400-VA für 237 €, hier der Link:

http://elvwis.com/shop/elvwis-…gea-400-va

Leistungskurve:

http://elvwis.com/shop/media/i…20x600.png

Für Dein Vorhaben müßte der kleine für 165 € auch gehen.

Der hier ist günstiger, hat aber keine Leistungskurve für diverse Drehzahlen angegeben. Naja, könnte man zur Not zurück schicken:

http://www.ebay.de/itm/3-Phase…2362998281

Ich hoffe, ich konnte helfen. Falls Du einen davon kaufst, poste doch bitte mal Deine Erfahrung, bei dem ebay-Ding vllt. auch paar Messwerte, wenn möglich.

LG Der Andy
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