Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

 
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Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 19.10.2018 - 20:35 Uhr  ·  #1
Hallo,
ich bin seit heute hier angemeldet, verfolge eure Beiträge aber schon seit 3 Jahren.
Habe durch euch auch die Lust am Winrad bauen bekommen.
Nun ist es soweit, ich habe meinen Savonius fertig, und jetzt fehlt noch der Generator.
Hier gibts ein Video vom Savonius:
YouTube:
Da ich nun seit ca. 3 Monaten den Rotor beobachten konnte, kann ich nun Aussagen über die
Drehzahl machen.
Hier nun die Eckdaten:
Savonius Rotor: Höhe x Breite= 1,8m x 1,4m
Wunsch-Drehzahl Ladebeginn: ca 25 U/min
Spannung: Batterieladung 24V System (Inselanlage mit Solarpanelen und Staplerbatterien)
Ich habe zwei Stahlscheiben dm: 400mm 6mm Dick
Daraus möchte ich nun den Generator bauen. ( 3 Phasen Drehstrom )
Bei den Magneten habe ich so an 40 x 30 x 10mm gedacht.
Mein Dilemma ist: Wie viele Spulen nehme ich um die Spannung zu erzeugen und gleichzeitig einen kleinen
Innenwiderstand zu haben...wegen Batterieladung.
Da brauche ich einen guten Rat von euch.
Ich habe die Forenbeiträge für Scheibengenerator sehr oft gelesen und habe dabei auch schon viel gelernt.
Aber mit dem Scheibengenerator-berechnungstool komme ich nicht zurecht, ist wohl eher für die Horizontalen gedacht.
Ich bin für jede Hilfe dankbar 8-)
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 20.10.2018 - 09:56 Uhr  ·  #2
Hallo , sieht gut aus

Vielleicht hilft ja dieses Buch (leider nur in Englisch ) http://scoraigwind.co.uk/a-wind-turbine-recipe-book/

Gruss Lars
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 20.10.2018 - 10:39 Uhr  ·  #3
Hallo und Willkommen im Forum
der Savonius sieht ja toll aus und hoffentlich kann Dir hier aus dem Forum jemand weiterhelfen, was die Berrechnung des Generators betrifft. Denke aber, ohne entsprechende Uebersetzung wird es eher schwieriger werden die angepeilten Ladeströme für die 24 Volt Batterien zu erreichen. Der Standort auf dem Flachdach scheint mir auch etwas suboptimal, im Hintergrund sind auch Bäume zu sehen, aus dieser Position-Richtung kann der Savonius nicht optimal angeströmt werden.

Menelaos wäre der richtige Ansprechpartner für Selbstbau Generatoren, auch gibt es hier im Shop Bausätze für Scheibengeneratoren.
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 20.10.2018 - 10:49 Uhr  ·  #4
Danke für deine Antwort!!
Du hast aber eine ganz schön fette Anlage :P
Ich habe eine 1,6KW Solaranlage und 1200AH Staplerbatterien...
Spare damit seit ca. 3Jahren mehr als 1/3 Stromkosten!
Nur im Winter bringt die Solaranlage so gut wie nichts......Das soll sich nun ändern :-)
Ich brauche ein wenig Denkanstoss was die Spulen betrifft.....
Drahtstärke und Anzahl der Spulen.
Auch haben hier viele den Fehler gemacht erstmal teure Magneten zu kaufen,
und mussten dann feststellen das Sie diese gar nicht gebrauchen können.....
Das wollte ich mir ersparen!!
Gerade bei meiner niedrigen Drehzahl ist das gar nicht so einfach die richtigen Parameter
für Spulen und Magnete festzulegen.
Wenn mir einer von euch vielleicht sogar aus Erfahrung heraus sagen könnte wie ich anfangen soll
wäre ich schon ein Stück weiter....
Jetzt kommt die dunkle Jahreszeit und meine Batterien sind hungrig 8-)
Gruss Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 20.10.2018 - 11:01 Uhr  ·  #5
Hallo Soderica,
ja, mit dem Standort hast Du natürlich Recht. Aber bei meinem Grundstück ist kein anderer Standort möglich. Es ist auch ein Versuch meine Batterien im Winter nicht verhungern zu lassen :P
Und im letzten Winter hatten wir hier sehr viel Wind so das ich mich dazu entschlossen habe doch noch ein Windrad zu bauen.....
Das mit der Übersetzung wäre für mich als Schlosser kein Problem.
Deshalb warte ich auch auf eure Antworten bevor ich hier doppelte Arbeit mache 8-)

Gruss Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 21.10.2018 - 22:03 Uhr  ·  #6
Hallo,

Der Wirkungsgrad kann leider nicht so gut sein, das kennen wir von einer der Referenzanlagen von uns, auf der OTH-AW, im Vergleich mit einem Savonius..die alte WSD hat 5 Blätter, 1,8 M Durchmesser, und mehr Leistung als der 2 mal 4 Meter Savonius.(Innenstadt) in Betrieb der OTH, ABER:

schau doch mal hier, bau ein Getriebe, oder Riementrieb, fertig--
www.ebay-kleinanzeigen.de/s-an…2-87-13372

Haben mit denen nix zu tun, aber ich finde , Du kannst Dir komplett die GENI-Arbeit sparen...die GEN sind f.28 VDC :-)
Cerco
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 22.10.2018 - 15:22 Uhr  ·  #7
Hallo Cerco,
danke für deine Antwort, aber wenn ich 300U/Min brauche das der Generator Ladebeginn hat
muss meine Übersetzung 10 zu 1 sein!!
Da verliere ich so viel Energie das ich nur bei Starkwind was rausbekomme......
(Das habe ich übrigens schon probiert)
Max. könnte ich mir eine Übersetzung von 2 zu 1 vorstellen....
Deshalb baue ich den Generator selbst.
Handwerklich traue ich mir das schon zu.

Vielleicht kann mir ja doch noch einer einen Rat zur Spulendimension geben.

Gruss Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 22.10.2018 - 21:49 Uhr  ·  #8
Na Selbstbau eines Gen ist was sehr feines- doch ein grosser Aufwand.?
klar, viel Erfolg ,

aber bitte bedenken,: dieser Gen braucht keine 300 u/min f. den Ladebeginn.
Rated Speed heisst volle Leistung bei gegebner Drehzahl.. als Batterielader ist der früher auf 25 V DC..tippe hier auf 180-200 u/min.
Und: hter verbrauchen gute Hochsetzsteller grad mal 1 W, statt Generatorbau ist hier ein Kennlinienhochsetzsteller technisch besser, der nutzt den hochwertigen Generator perfekt, So kann der dann bei Sturm seinen niedrigen Innenwiderstand ausspielen, und doch noch schön laden...
schon ab 7- 11 VDC wird so der 24 V Akku geladen...also um 80 u/min , Getriebe /Riementrieb geht , 1:3,1? denn die Gen.haben fast kein Anlaufmoment(nur die Lager)
soweit unsre Erfahrung..

ein grosser, hochpoliger Gen hat auch Verluste, und mehr als die 1W vom Hochsetzsteller....?
nix für ungut,

cerco
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 23.10.2018 - 08:49 Uhr  ·  #9
..... Bei dem Generator , hat man optionen bezüglich volt und Umdrehungen , also zb erreicht er schon ab ca 22 Umdrehungen ca 24 volt wenn man die 1,12 V/rpm Version wählt .

http://shop.powerspout.com/pro…p-to-1-2kw

Weltweit eine sehr erfolgreiche Firma fuer kleine wasserturbinen

sehr gute dokumentation zum Generator , hier siehe Anhang

Und klar ein MPPT Laderegler ist eine super Sache fuer Windraeder , die gibts zb bei http://www.schams-solar.de/windmppt.html

Netzwechselrichter zum einspeisen ist auch ne option

Normale Laderegler wuerde ich nicht empfehlen , gerade wenn man Photovoltaik parallel an der Batterie hat , den die PV erhoeht die Volt der Batterie , sodass das Windrad mehr drehen muss um ueberhaupt zu Laden

Gruss Lars
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 23.10.2018 - 10:08 Uhr  ·  #10
Hallo

Ich habe mal, was mir wichtig erscheint herauskopiert :
----------------------
Der Generator hat in seiner Ursprungsform 1kW, wurde aber für unsere Bedürfnisse so verändert, dass er bereits bei 300rpm 200W erreicht. Dadurch eignet er sich perfekt für kleine Windräder, wir haben Savonius mit 50x80cm betrieben und ab 3,5m/s Strom abnehmen können. Die Maximallast beträgt 500W.
----------------------
Also ein Generator der bei 300 U/min 200 W leisten kann.
Keine Angaben über Spannung und Strom bei dieser Leistung.
Bei 3,5m/s schon STROM abnehmen ? was den für Strom und was für eine Spannung.
Jeder Faraddynamo macht das, bei jedem kleinen Ruck, und bringt die Lampen zum aufleuchten.

Das sind sehr diplomatische Angaben und keine wirklichen technischen Daten !

Gruß Aloys.
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 23.10.2018 - 15:52 Uhr  ·  #11
Oh man, das geht ja richtig ab hier :-)
Also bei der Grösse meines Savonius wisst Ihr und auch ich, das da nicht soviel an Leistung
zu erwarten ist.
Wechselrichtereinspeisung fällt total flach.
ich möchte nur in der dunklen Jahreszeit meine Batterien unterstützen so das ich vielleicht meinen 230V Wechselrichter eingeschaltet lassen kann, der speist nämlich den Kühlschrank und Gefriertruhe.
Ich wäre mit 50 bis 80 Watt schon zufrieden(ich denke das ist realistisch)
Durch euch habe ich nochmal über den Kauf eines Generators nachgedacht......
Und bin bei E...y fündig geworden.
(Wenn ich jetzt wüsste wie man beim Tablet einen Link kopiert O-) )
Ich sende euch nachher vom PC aus den Link.
Ich glaube das Ding könnte was sein.....
Erstmal schönen Dank für eure Antworten,ich melde mich nachher nochmal.
Gruss,
Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 23.10.2018 - 18:39 Uhr  ·  #12
so hier nun der Link zum Generator:
https://www.ebay.de/itm/Windra…:rk:2🇵🇫0
Wenn ich eine 2 zu 1 Übersetzung installiere....
Oder direkt eine 12V Batterie laden und mit einem Step-up Regler in die 24V Inselanlage einspeisen.....
Meint Ihr den kann ich gebrauchen?
Gruß,
Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 24.10.2018 - 09:22 Uhr  ·  #13
Das ist genau der Typ, den Wieso schon eingestellt hat.
Hat sich einer schon Mühe gemacht...gelagert.Das muss perfekt sein, sonst setzt die Glocke mit den Magneten auf, und er sitzt fest.
Jetzt musst Du nur wissen: die gibts mit und ohne Cogging/Kleben, Rasten.Habe einen aus der Serie selber getestet.
Das Anlaufmoment wird der Verkäufer wissen.
Evtl kommts genau hin, für die paar Watt- und vilelleicht einen Schottky B6 Gleichrichter bauen.
Keine Neodym , wenig Drehmoment. D.H. im Sturm wird der Deinen Savonius nicht sicher bremsen, dass musst Du anders machen, oder Du hoffst auf Strömungsabriss.Achtung, bei 100 u/min dann ca 100 V DC,Wenn Du also Deine Übersetzung nimmst, und lässt Deinen Savonius bei Sturm rennen, wie schnell wird der?
Da ist so manche Elektronik schon hin.Und der Betreiber evtl.auch.
Es gibt die Möglichkeit, die Polschule noch zu verändern(decogging)



Glück auf!
Ich konnte damit auch einen Mastervolt Windmaster betreiben....der geht um 25-27 VDC ans Netz.
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 24.10.2018 - 13:18 Uhr  ·  #14
Hallo

Das ist eigentlich auch ein Schnelläufer mit diesen Daten:
---------------
12v werden bei ca 25U/min erreicht
480U/min 230V 5,6A 1000W
------------------
1000 W bei 480 U/min, aber bei 5,6 A maximalstrom.
Geht man davon aus das bei 5,6 A etwa 10 % Spannungsferlust durch den CU Widerstand an den Wicklungen entstehen, sind das bei Vollast und 1000 W = 23 V Spannungsverlust.
Das dumme ist nur, das auch bei 12 V diese 23 V Spannung verloren gehen wenn ER mit 5,6 A belastet wirt.
Also weniger Strom, da kommt man aber nicht auf 80 W Ladeleistung an 12 V, das wären ja 6,7 A, also noch mehr Spannungsferlust und Wärmeentwicklung im Generator.
Geht man mal auf 2 A Ladestrom verliert man nur noch 8,2 V an den Wicklungen, aber trotzdem 68 % !!
Da muß dann mit Getriebe die Drehzahl und die Spannung erhöht werden, und diese dann Elektronisch wieder runter auf 12 V.
Dann ist der Generatorstrom , bei höherer Spannung kleiner, bei besserem Wirkungsgrad.
Das Grundproblem ist immer die niedrige Drehzahl.
Also auf jeden Fall mit Getriebe.

Gruß Aloys
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 24.10.2018 - 19:52 Uhr  ·  #15
@Cerco
ist das der gleiche,oder der gleiche Typ?
Und was meinst Du mit: er hat den neu gelagert?
Bei meinem Angebot preist der Verkäufer einen Scheibengenerator an, wenn Du Recht hast ist es ja gar keiner!!!!!
Habe vom Verkäufer die Aussage bekommen das der Generator ein geringes Rastmoment hat! (aber was ist gering)
Wenn der ohne Neodym ausgerüstet ist dann kann das mit dem geringen Rastmoment hinkommen.
Also wenn Sturm angesagt ist, dann kann ich den kompletten Savonius per Seilwinde auf den Boden abkippen 8-) :-)
@Aloys
Also das mit 12 Volt vergesse ich mal ganz schnell,war nur so ne Idee...(meine bestehende Anlage ist ja auch 24V)
Gehe mal davon aus ich würde eine Übersetzung von 2 zu 1 anfertigen dann hätte ich so bei 50 bis 60 U/min Ladebeginn
und weniger Verluste.
Aber wenn ich das so verfolge muß ich immer kompromisse machen( gerade wenn ich 350.-Euronen für einen fertigen ausgebe)
Deshalb wollte ich ja auch selbst einen bauen, dann kann ich entscheiden welchen kompromiss ich mache.
Allerdings drängt die Zeit nun so langsam, einen kaufen und anbauen geht schnell aber es kann auch eine große Entäuschung werden.
Einen bauen dauert viel länger und ist auch nicht billiger im gegenteil, aber falls was nicht hinhaut kann ich noch ein bischen was ändern und ich stehe nicht komplett blöd da wie bei einem gekauften!
Allerdings ist es auch ein bischen verrückt für 50 bis 80 Watt so viel Geld auszugeben :sick:

Mal Butter bei die Fische: Würde der bei e..y angebotene Generator für mich funktionieren(übersetzung vorausgesetzt)

Was würdet Ihr an meiner Stelle machen?
Gruß,
Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 25.10.2018 - 10:22 Uhr  ·  #16
Von denen gibt ea - über die Jahre - viele verschiedene Typen, siehe Hinweis von Wieso.

Leichtes Rasten ist immer da, merkt man schon , wenn noch Übersetzung hinzu kommt..
Auf I Bei wird aber doch aus der tschechischen Rep. ein fertiger Scheibengeni ohne Magnete geboten?
Der soll 200 ,- kosten, + eben die 25x50x10 Neos z.b.
Da rastet nichts, Damit kannst Du bremsen... und arbeitest auch noch etwas selbsr, beim sorgfältigen Einkleben der Magnete...4:1 evtl..Übersetzung, fertig.
Das würd ich machen...
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 25.10.2018 - 16:05 Uhr  ·  #17
Prinsipiell , denke ich mal wird sowieso die Kosten (egal ob selbstbau oder fertig gekauft) wohl dem Ertrag nicht gerecht werden , aber d bin ich die falsche Adresse dies zu beuhrteilen , da mir die Netzunabhaennigkeit wichtiger war .....

Jedenfalls fuer mich war eins klar sehr schnell meine 1.6 kW Windturbine konnte meinen Erwartungen rein gar nicht erfüllen ( war da etwas blauäugig ) und in die Kombination mit PV ist gar nicht so einfach , deshalb läuft meine nun mit Netzwechselrichter , der passende MPPT Laderegler war mir damals zu teuer

der verlinkte Generator von mir wird weltweit erfolgreich in bekannten Wasserturbinen verbaut und wie beschrieben ist wählbar wieviel volt bei wieviel RPM ankommen , im schlechtesten Fall kann man ja einen wassergekühlten Pflanzenöl diesel Motor zb Changfa oder aber besser Kubota an den generator koppeln (bei keinem Wind) um die Batterie mal schnell zu Toppen .... war immer so ein Hirngespinnst von mir den Generator meiner Windturbine via Keilriehmen zu betreiben bei Windmangel ....

Klings zwar Verlustreich ....

All the best

Lars
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 25.10.2018 - 19:37 Uhr  ·  #18
Also eines muss ich mal eben loswerden:
Ich hätte nicht gedacht das mein Anliegen so ein Anklang findet und Ihr euch so viele Gedanken macht...
Ein grosses DANKE dafür. :-)
@Cerco
die fertig eingegossenen Spulen bei e...y hab ich auch schon gesehen,da habe ich aber noch nicht an eine Übersetzung gedacht
und die nicht weiter beachtet.
Da ich aber nun in dem Gesprächsverlauf hier, zum Schluss gekommen bin das es ohne Übersetzung nicht funktioniert,
wird das Angebot immer interessanter!
Aus dem Angebot herauskopiert:
Stator für Scheibengenerator 1-1,5kw/300RPM
Draht: 1,6mm
Resistance: 0,8 Ohm
12 Spullen je 0,2kg
Inductance: 0,000116Henry/Spulle
Spullen haben keine Kerne - kein Hysteresiseffekt = keine Verluste !!!!
Hochwerige Epoxyharz LH385
Gewicht gesammt: 2,4kg +- 10%
Spannung ohne Belastung bei 300RPM unterschiedet sich mit Magnetenstärke:
20x50x10 N52 Spannung: 60V
20x50x15 N52 Spannung: 75V
25x50x10 N52 Spannung: 75V

eine Vierfache Übersetzung müsste dann ausreichen...
Der Rotor soll knappe 100.-Euronen kosten,da kann man den nicht selbst für bauen.
Nur keinen Hinweis darauf ob er die Spannung mit ein-. oder zweischeiben Magnete erzeugt hat.
Wenn zweischeiben dann werden die Magnete ganzschön teuer:
32 Stück 50x25x10 kosten fast 450.-Eur Oh man....ich glaub ich nehme meine 5 Schrittmotoren die ich noch liegen habe :o

@Wieso
erkläre uns mal was Dich bei deiner 1,6KW Anlage so enttäuscht hat.....
Hat ja scheinbar was mit der Batterieladung zu tun. Das wäre für mich sehr interessant.

Gruß,
Thomas
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 26.10.2018 - 18:50 Uhr  ·  #19
topic.php?t=5290

glaub ich die 2 te Post in dem Thread ;)



so sieht
meine Anlage aus

Was soll ich sagen Thomas , als ich anfing mich fuer ein Einfamilienhaus zu bauen ohne Stromanschluss , dachte ich erstmal nur an Windkraft ( ist ja ne gute Option an der Irischen Sued-West Küste ) , also 2 x 1.6 kw Windturbinen bestellt ..... nach ausführlichen Recherchen ( die waren aber eher nicht ausführlich genug )

Ich denke es ist fast Unmöglich mit Windkraft alleine ein Einfamilienhaus zu versorgen , es sei den man investiert einen Bazen in eine ca 10 kw Anlage und dann noch eine Monster Batterie dazu .... der Verkäfer rat mir damals PV mit an Bord zu nehmen .... und verkaufte mir meine erste PV 1.6 kW .... war glaub ich bei 3 Euro 80 cent pro watt nur füer die Module ....

Lange Rede .... die PV hat mich sehr schnell überzeugt , wegen der fast täglichen Lieferung , über 9 Monate pro Jahr ...
Die Windkraftanlage ist halt manchmal fuer Tage und Wochen nahezu ohne Leistung , und blieb halt unter meiner Erwartung ,
Aber gut , schöenes Teil und steht noch seit 12 Jahren ....

Aber nun zum eigentlichen Punkt ! Als die ersten MPPT Windladeregler auf den Markt kamen ( zb der Midnite Classic oder von Schams Solar ...... http://www.schams-solar.de/mppt.html

Mppt machte mir damals schon füer PV Sinn , nur das ich denke füer Windkraft noch wichtiger , da ja wegen dem MPPT Laderegler , die Turbine eher nicht direkt an der Batteriespannung "klebt " sondern eher "freiläuft "
Aähnich verhält es sich mit einen Netzwechselrichter der wen Windstrom in die Inselanlage einspeisst ( kommt aber auf den Inselwechselrichter an ob der das mitmacht ..... meiner kanns )

Also meine 24 V Windturbine kam mit einem billig Laderegler und einer "Dump" Steurung und Heizwiederstand .... , ist aber eher wenig zu Batterie laden gekommen , zumindest tagsüber wenn die PV aktiv ist .....
Meine Batteriespannung ist selten unter 24 Volt eher nie , selbst am morgen , klar unter Last kanns schon mal auf 23 Volt einknicken , aber die meisten Tage hebt die PV die Batteriespannung schnell ueber 25 -27 volt an , der billige Windladeregler hat jedoch nur ein "Spannungsfenster von say 24 Volt- 29 Volt ( meine Batterie , steht drausen , lad ich monchmal üeber 30 Volt mit temperaturausgleich ) , also das Spannungsfenster fuer diesen ordinären Ladergle ist manchmal nur zwischen 27-29 Volt , also ich hab mich entschieden den cleveren Solar MPPT Laderegler die Batterie Volladung zu überlassen , und das Windrad speisst nun via eines 600 watt Netzwechselrichters schon ab 22 Volt in mein Hausnetz 230 Volt AC ein , unabhaennig wo die Batterie Volt steht .... , hoffe dies macht Sinn ,

Gruss Lars
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Re: Hilfe beim Berechnen des Generators für einen Savonius

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Gepostet: 27.10.2018 - 10:25 Uhr  ·  #20
Hallo Lars,
ah..jetzt verstehe ich dein Dilemma.
Aber Du scheinst eine gute Lösung gefunden zu haben.
Danke für deine Ausführliche Beschreibung.
Das Du komplett ohne Strom von aussen klarkommst finde ich bemerkenswert.
Hut ab für deine tolle Anlage.
Das du deine Batterien auch mal auf 30Volt auflädst ist richtig und wichtig,dann können sich die einzelnen Zellen vom Säurestand her wieder angleichen.Da hast Du länger was von deinen Batterien!

Naja ich bin drauf und dran einen Generator zu kaufen. Wenn ich jetzt anfange einen zu bauen bin ich erst Weihnachten fertig, und billiger ist er schon gar nicht.

Schönes Wochenende,

Thomas
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