Generator für kleines Wasserrad

 
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Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 05.12.2019 - 09:36 Uhr  ·  #1
Hallo Forum,

obwohl es sich bei meinem Projekt um die Wasserkarft handelt, stelle ich die Fragen hier trotzdem.
Ich möchte an meinen Fischteichen die Stromversorgung im Winter sicherstellen. Im Sommer ist dies kein Problem da habe ich 300w Solarpanelleistung.
Die Quelle zu den Teichen führt ca. 5l/sec. Nun möchte ich bei einem Zulaufrohr = Fallhöhe des Wassers ist ca 1m ein kleines Wasserrad montieren und somit den Strombedarf für meine Futterautomaten = ca. gesamt 2 A abdecken.
theoretische Leistungsberechnung: 5*9,81*1= 49 Watt/12V= rund 4A
Bei einem Teslauf des Wasserrades wurde ca. eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 60rpm geschätzt.

Bei einem Wirkungsgrad von ca. 50% wären doch die 2 A möglich?

Meine Kernfrage ist nun: Welche möglichst günstigste Generatorvariante kommt hier in Frage, wie gesagt 2A sollen es schon sein!
Ersuche euch um Hilfe.

lg Roman
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Re: Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 05.12.2019 - 20:25 Uhr  ·  #2
Hallo Roman,

"Bei einem Wirkungsgrad von ca. 50% wären doch die 2 A möglich?"
Theoretisch ist das richtig.
Praktisch wird es schwierig die 50% Gesamtwirkungsgrad zu erreichen.

+ Das Wasserrad hat einen Wirkungsgrad
+ Der Generator hat einen Wirkungsgrad
+ Der Akku hat einen Wirkungsgrad, beim Laden als auch beim Entladen

Die Wirkungsgrade multiplizieren sich:
Beispiel: 70 % * 85 % * 90 % = 54 % (0.7 * 0.85 * 0.9 = 0.5355)
Wenn du überall präzise arbeitest könnte es gehen ...

Mit einem Nabendynamo kommst du auf ca. 500 mA.
Überschlagen sehen 60 RPM (1 Umdrehung pro Sekunde) für den Nabendynamo wie 8 km/h aus.
Dann hat so ein Nabendynamo vielleicht 2 .. 3 V >_<
Fällt also aus wegen ist nicht, außer du machst noch ein Getriebe und nimmst 4 Dynamos in parallel.
Dann wird das wohl auch nicht mit dem Wirkungsgrad ...

Du musst auch bedenken, wenn du das Wasserrad mit einem Generator belastest, sinkt die Drehzahl.
Ich weiß es leider nicht genauer, aber die Drehzahl ist entscheidend um einen guten Wirkungsgrad zu haben.
Zuwenig bedeutet du kannst nicht laden.
Zuviel, verschenkst du Wirkungsgrad.
Ideal, beim 12 V Akku wären so sind so 13.5 ... max 15 Volt, Leerlauf Spannung (also ohne Belastung).
Unter Last wird die Spannung über den Akku definiert.
Wenn du also 15 Volt Leerlauf hast, reduziert sich dass dann z.B. 13.5 V Akkuspannung.
Bei 2 A wären dass dann 27 Watt Ladeleistung.

Was hast du für einen Akku?

Technisch gesehen dürfte es einfacher sein, den Futterautomaten nicht permanent laufen zu lassen.
z.B. 1h an 1h aus. Ich glaube hier geht es vor allem um die Freude.
Wenn du Spaß am basteln hast, klingt das nach einer Spannenden Sache.
1 A wird du vermutlich "ziehen" können.
Wäre es eine Option den Futterautomaten nicht permanent laufen zu lassen?

Grüße
ora
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Re: Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 06.12.2019 - 13:02 Uhr  ·  #3
5l/s = 5kg/s
P=E/t= mgh/1 = 5 *9.81*1/1= 49W. Bei 12 Volt sind's 4 Ampere und bei 50% WG 2 Amp.
Stimmt also prima.
Problem dieser Mini-Turbinen ist, dass die Strömungsmechanik
bei den kleinen Dingern ziemlich katastrophale Wirkungsgrade liefert.

Vielleicht(?) ist es da sinnvoller, banalst die potentielle Energie zu nutzen: Also so was wie das Gilmartin-Patent
(habe ich gerade gegoogelt).
https://www.haustechnikdialog….px?ID=5060

ora
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Re: Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 06.12.2019 - 18:05 Uhr  ·  #4
Zitat geschrieben von Erdorf

Ideal, beim 12 V Akku wären so sind so 13.5 ... max 15 Volt, Leerlauf Spannung (also ohne Belastung).
Unter Last wird die Spannung über den Akku definiert.
Wenn du also 15 Volt Leerlauf hast, reduziert sich dass dann z.B. 13.5 V Akkuspannung.


Nochmal darüber nachgedacht dürften die Zahlen nicht stimmen.

Wenn ich das noch richtig in Erinnerung habe,
müsste das Wasserrad bei ca. 50% der Leerlaufdrehzahl die maximale Leistung liefern und den besten Wirkungsgrad haben.
Bitte prüfe das, denn davon abhängig ist die Leerlaufspannung und die Spannung bei Last, dann eben auch 50%,
die dann um die 13.5 ... max 15 Volt sein sollte.

Zum Wirkungsgrad:
So ein "Oberschlächtiges Wasserrad" hat einen Wirkungsgrad von maximal 80%.
Dann muss man die Schaufeln schon ziemlich kurvig bauen und es darf natürlich kein Wasser daneben gehen.

Eine Pelton-Turbine kann auf ca. 90% kommen, sieht natürlich nicht soo toll aus ...

Grüße
ora
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Re: Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 07.12.2019 - 11:20 Uhr  ·  #5
Das sind Großturbinen - das steht auf Wiki. Das kannst du knicken.

Ora.
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Re: Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 07.12.2019 - 23:34 Uhr  ·  #6
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Re: Generator für kleines Wasserrad

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Gepostet: 08.12.2019 - 08:45 Uhr  ·  #7
Bei Fallhöhe von nur ca 1 meter , geht wohl nur ein Wasserrad oder eine low head turbine wie zb ( gibts auch günstiger aus china ) https://www.powerspout.com/pages/low-head-lh-info

Gruss Lars
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