Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

Welcher Generator waere Geeignet?
 
PatrickWess89
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Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 31.05.2016 - 14:38 Uhr  ·  #1
Hallo zusammen,

ich bin neu hier und moechte mich gerne Vorstellen. Mein Name ist Patrick und ich bin 27 Jahre alt und von Natur aus Technikbegeistert.

Da ich demnaechst umziehen werde, wuerde ich mir gerne auf meinem Balkon ein kleines Windrad hinstellen.

Der Balkon hat soviel ich weis immer recht gut Wind (wieviel kA.).

Nun zu den Daten des Windrades was ich mir so vorgestellt habe...

Hoehe ca. 120cm, Durchmesser ca 50cm. Das ganze soll auch funktionieren bei wenig RPM, da die Stelle nicht die Idealste ist fuer ein Windrad aber durchaus Potenzial hat um etwas Energie abzugreifen... ;)

Da ich ja einen Langsamlaeufer habe, wuesste ich gerne wieviel Kraft denn so ein Windrad aufbringen kann bei sagen wir mal 3m/s etc. Vermutlich wird die Kraft nicht Proportional mit der Windgeschwindigkeit ansteigen... Kann man das irgenwie berechnen? Sagen wir mal das Windrad wuerde aus einem alten Fass gefertigt, das vertikal halbiert wurde...

Wenn man das wuesste, dann koennte man schauen was fuer eine Uebersetzung man nehmen koennte um einen entsprechenden Generator anzutreiben..

Dann zu meine 2ten Frage: Was fuer einen Generator koennte man am besten nehmen? (Wenig RPM / Hohe Spannung)

Das ganze sollte dann in eine 12V Autobatterie fliessen...

Zudem sollte es auch nicht nur ein Spassprojekt werden. Es sollte sich schon nach ca. 2 bis 3 Jahren Amortisiert haben. Will ja nicht reich werden, aber wenn ich es schaffen koennte meinen 90W Fernseher wenigstens fuer eine Stunde zu betreiben, dann waere das schon sehr toll ;)

Natuerlich werde ich bei der Kontruktion gut darauf achten soviel wie moeglich herauszuholen....

Hoffe Ihr koennt mir da etwas weiterhelfen...

Beste Gruesse
Patrick
Carl
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 31.05.2016 - 15:21 Uhr  ·  #2
Bei der Größe Deines Savonius-Rotors kannst Du bei 3 m/sec bestenfalls mit um die 2 W Leistung rechnen. Da der Savonius weitgehend unempfindlich gegen Turbulenzen, die in Deinem Aufstellungsbereich auftreten ist, brauchst Du nicht befürchten, dass bei Zunahme der Windstärke die Leistung nicht auch proportional ansteigt. Bei Windenergie steigt die Leistung relativ zum Wind überproportional, das heißt etwa um das dreifache.

Ich würde Dir einen Nabendynamo empfehlen, der erreicht schon bei wenig Umdrehungen (etwa 60 RPM) die Leerlaufspannung von 12 V, erreicht allerdings auch bei Anstieg der Spannung auf über 12 V bei mehr Wind nie über vorgeschriebene 5 W, was so gebaut werden muss, um die Fahrradleuchten nicht durchbrennen zu lassen.

Bei einem so kleinen Rotor würde ich Dir wegen der Verluste durch Reibung und späteren Anlauf keinen Generator mit Übersetzungsgetriebe empfehlen und der Nabendynamo hat zudem eine sehr stabile Drehachse und Lager, die auch die vertikale Gewichtslast optimal abfangen.
Befestigt wird der Savonius am Nabendynamo nicht an der Drehachse desselben sondern am äusseren Nabengehäuse, wofür Du Dir dann eine Verbindung ausdenken musst. /evtl. Speichenlöcher als Schraubverbindung nutzen) Durch die Drehachse führen die Kabel nach aussen, diese darf also nicht mitdrehen, ganz so wie beim Radfahren!
PatrickWess89
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 31.05.2016 - 18:20 Uhr  ·  #3
Danke fuer deine Antwort.

Koennte ich denn nicht eigentlich einen Schrittmotor nehmen als Generator?

Was wuerde der denn so an Ampere abgeben wenn die Spannung ca 14V erreicht hat??? So pi mal Daumen...
Carl
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 31.05.2016 - 19:55 Uhr  ·  #4
Wenn`s ein kleiner Schrittmotor aus einem Heimdrucker ist, liegt das wahrscheinlich irgendwo im Milliampere Bereich, dazu müsstest Du erst noch auf Antwort eines der Spezialisten im Forum warten. Bringt der Schrittmotor den Du hast denn bei 3 m/sec Wind an Deinem Savonius schon eine Leerlaufspannung von 14 V ? Würde mich sehr wundern.

Wie gesagt, ein Übersetzungsgetriebe läßt sich am schnellen Ende wo der Motor sitzt leicht drehen, auf der langsamen Seite wo der Savonius angekoppelt ist dann leider bedeutend schwerer. Bremst dann auf der schnellen Seite noch der magnetische Widerstand des Motors (der dreht sich mit der Hand wie ein Löffel im Honig), wird diese Bremswirkung je nach Übersetzungsverhältnis pro Übersetzungsschritt leider verdoppelt, der Rotor kann diesen Widerstand dann erst später bei mehr Wind überwinden als Du hast, läuft also nicht mehr gleich beim kleinsten Windhauch an, vielleicht erst bei den 3 m/sec oder später. Kommt der Akku dran, bremst das noch stärker und am stärksten, wenn du die Kabel ganz kurzschließt.

Auch der Nabendynamo hat einen magnetischen Widerstand, ohne Übersetzungsgetriebe läuft er jedoch bei dem Wind schon.

Bei Nabendynamos gibt es kostengünstige Versionen, die dann leider etwas schwerer andrehen. Am günstigsten ist ein Shimano in der mittleren oder höheren Preisklasse wie Du ihn bei Ebay oft auch gebraucht bekommst, manchmal noch in eine Fahrradfelge eingespeicht. Suchen solltest Du daher nicht nur mit dem Stichwort Nabendynamo sondern auch mit Fahrradfelge, Vorderrad Fahrrad oder so.

Viel Glück!
PatrickWess89
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 01.06.2016 - 08:46 Uhr  ·  #5
Also ich habe mir mal ein paar Videos angeschaut und muss sagen, wenn man einen entsprechenden Schittmotor hat, dann koennte das echt funktionieren...

Selbst mit einem Schrittmotor aus einem Flachbrettscanner bekommt man schon bei geringer Geschwindigkeit 12V Lampen zum leuchten ;)

Denke ich werde diesen Weg mit dem Schrittmotor weiterverfolgen....
Carl
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 01.06.2016 - 21:01 Uhr  ·  #6
Wenn Dir das genügt, ok. Mit meinem Nabendyn schaffe ich bei 60 RPM das Gleiche mit 100 Leds a 12V
PatrickWess89
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 02.06.2016 - 08:17 Uhr  ·  #7
Was hast du denn fuer einen Dynamo?
Klar es gibt ja auch Dynamos die 250 Watt haben, aber die meisten haben doch nur 5 Watt glaube ich oder liege ich da falsch???
Carl
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 02.06.2016 - 09:02 Uhr  ·  #8
Der hier ist super leichtgängig, hat aber nuir 2,4 W und reicht auch für Deinen Zweck:
http://www.ebay.de/itm/Shimano…SwZ8ZW2UXc
Ich habe einen DH 70 mit 5 W, beide erreichen die benötigten 12 V Leerlaufspannung.

Leds verbrauchen nur ein paar Milliwatt weil sie Energie direkt ohne die Wärmeverluste von Glühlampen in Licht umwandeln. (Light Emissione Diode - LED)
PatrickWess89
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 02.06.2016 - 09:24 Uhr  ·  #9
Nun ich werde es ausprobieren... Man kann das alles ja nie so genau sagen was man am Ende fuer eine Leistung herausbekommt...
Carl
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 02.06.2016 - 14:36 Uhr  ·  #10
Schon gut, probieren geht über studieren. Du kannst ja mal das Experiment mit einer Glühlampe vom Fahrrad oder Taschenlampe an Deinem Schrittmotor versuchen. Wenn das bei wenig RPM auch so schön leuchtet wie Deine 12V Led hast Du haushoch gewonnen.
PatrickWess89
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 02.06.2016 - 14:42 Uhr  ·  #11
Sehe ich ganz genau so ;)

Zudem versuche ich mal auf dem Speermuell passende Teile zu finden. Damit waeren diese dann auch wieder recycelt ;)
doelle4
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Re: Welche Kraft erzeugt ein Vertikales Windkraftrad?

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Gepostet: 03.06.2016 - 00:28 Uhr  ·  #12
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