Welche Wirkungsgrade erreichen eure Scheibengeneratoren?

Hallo an alle Scheibengenerator-Selbstbauer,

auf welche Generatorwirkungsgrade kommt ihr so? Also unabhängig vom Windrad. Einfach nur das Verhältnis von elektrischer zu mechanischer Leistung bei unterschiedlichen Verbrauchslasten (vorzugsweise bei Nennspannung).

Die mechanische Leistung kann man bestimmen, in dem man am äußeren Generatorrand eine Federwaage anbringt und die Kraft bestimmt, mit der der Generator am mitdrehen gehindert wird. Alternativ kann man auch eine Küchenwaage benutzen auf die ein Stab im rechten Winkel drückt. Über die Drehzahl und den Abstand der Waage zur Drehachse (Hebelarm), kann die machanische Leistung bestimmt werden.
Erst muss man das "Drehgewicht" in ein Drehmoment umrechnen: Drehmoment [Nm] = Gewicht[Kg] *9,81 [m/s²] * Hebelarm [m]
bestimmen und kommt dann über 2*Pi*Drehmoment [Nm] * Drehzahl [1/s] auf die mechanische Leistung.

Bei meinem Generator-Selbstbau (ähnlich Elvwis nur kompakter) komme ich leider nur auf Werte von 50% abwärts. D.h. bei kleinen Leistungen (10 W) geht der Wirkungsgrad hoch an die 70% und liegt dann ab 50W so bei 40%. Laut Generator-tool sollte der Wirkungsgrad eher bei 60% statt 40% liegen. Auch erreiche ich die 12V nicht bei 294 U/min sondern erst bei 333 U/min, obwohl ich schon relativ genau gebaut habe und nur noch wenig Spielraum für Verbesserungen habe...
Wie sind eure Erfahrungen diesbezüglich? Kommt es auf Feinheiten an oder ist bei dieser Baugröße einfach nicht mehr drin?

10% Abweichung in der Leerlaufspannung würde ich auch als erwartbar bezeichnen.

Dann wäre noch zu fragen:
1. Luftspalt?
2. Magnethöhe (Dicke)
3. Magnetbreite
4. Der min. und max. seitliche Abstand zwischen 2 Magneten
5. Dicke der magnetischen Rückverbindung (Stahl). Magneten direkt darauf?
6. Dreieck oder Sternschaltung?

Dass der max. Wirk.-grad bei eher mäßiger Belastung auf tritt, ist normal.
Auch ist bei größeren Drehzahlen mehr möglich.

Hier einen Link zu meinem 600W Doppelscheibe: Forum/cf3/topic.php?p=54781#real54781
700 u/min bzw. 600. Max. thermisch zul. Strom mit 10A DC erwartbar.
Das cp' ist Ergebnis der Umrechnung von Dreieck auf Sternschaltung. Bei mir nämlich im Dreieck deutlicher parasitärer Ringstrom.

Im Anhang Vermessung des Generators der Black300. Zwar Bauart als Glocke, aber auch eisenlos.

Man muss die Spannung hoch laufen lassen, wie der Generator das möchte.
Angenehme Cp dann bis ca. 10% unter Leerlaufspannung.
Wenn man (mit ner Batterie) die Spannung fest hält, dann wirds lausig, und intern warm bis heiß.
Problem einfacher Lademaschinen.

Hallo

Genauere Ohmwerte bekommt man mit einer 4 Punktmessung.
Also 2 Anschlüsse die den Strom messen und 2 Anschlüsse für die Spannung.
Das geht mit Multi--sehr genau, auch nacheinander.
Also einen Strom durchleiten mit Spannungsquelle, kann zb eine Bateriezelle sein ( bei vermutlich 4 Ohm ja kein Problem) .
Dann Strom und Spannung messen.-- Umrechnen ! fertig.
Bei der Magnetbestückung sind diese ja dicht nebeneinander und es geht das Feld auch zum Nachbarmagneten statt alles durch die Spulen zum Magneten gegenüber.
Darum die Magnete weiter auseinander setzen.
Ich würde (habe es noch in Planung) alle Maße gleich machen.
Also Magnetbreite 10 mm Gesammtluftspallt 10 mm und auch mitlerer Magnetseitenabstand 10 mm .
Ergibt dann einen grösseren gesammt Durchmesser.
Von den 10% Spannungsverlusten im Lehrlauf bleibt dann weniger über, aber ohne geht es nicht.
Es bleibt dann auch mehr Wickelraum und der Draht darf dicker sein.
Die Spuleninnengrösse würde ich beibehalten wenn sie zu den Magneten passt.
Zum Thema Batterieladung .
Ich werde nur einen Brückengleichrichter einsetzen, da Elektronik schnell die Unkosten verdoppelt.
Davon ausgehend das der Generator mit Windrad bei 12 V Lehrlaufspannung noch nicht belastet weden kann, muß die Drehzahl sowiso noch steigen und erst dann begint die Ladung also bei stärkerem Wind und steigender Drehzahl.
Der Innenwiderstand benötigt bei Stromfluss auch Spannung die nur durch weitere Drehzahlerhöhung generiert werden kann.
So steigt dann die Drehzahl nach erreichen der 12 V leicht auf das doppelte.
So kann ich die Aussage vom festhalten der Drehzahl bei Ladebegin überhaubt nicht nachvollziehen, ist für mich daher eine Glaubensfrage.
Das liesse sich aber nachweisen (für interessierte) !
Ein G wird mit 12 Spulen bestückt und als Parallelgenerator ausgefürt.
Also 6 Spulen je Generator aber 2 mal.
So kann einer direkt laden und der andere mit Elektronik bei fester Drehzahl.

Gruß Aloys.

Brückengleichrichter sperren in die Richtung zum Generator, vom Generator stell Dir vereinfacht nur eines der Strom leitenden Kabel vor:

Von dort sind entgegengesetzt durchlassend mal nach Minus mal nach Plus zwei Halbleiter zum Akku führend. Weil vom Geni der Strom die Polrichtung (Wechselstrom) wechselt.

Genauso das oder - bei Drehstrom mit 3 Phasen - die anderen Kabel die vom Geni abgehen. Je nachdem besteht ein Brückengleichrichter aus 4 oder 6 Dioden. (in der Regel)

Also kein Strom rückwärts von Akku in den Geni möglich.

Man kann auch mit der Hälfte Dioden (die haben auch einen Eigenverbrauch)
auskommen, braucht dann aber 2 voneinander getrennte Akkus.

Bei 3 Phasen dann 3 getrennte Akkus

Hallo Che,

danke für die professionellen Infos - bin immer wieder beeindruckt auf welch hohem Niveau hier viele von euch arbeiten

Also was meine Magnetscheiben angeht - den Büroklammertest haben sie bestanden und ist nicht die geringste Anziehungskraft zu spüren. Und auch der mittlere seitliche Abstand von Magnet zu Magnet beträgt bei mir 14 mm (statt 10) und sollte denke ich ausreichen. Die gefrästen Taschen haben eben den großen Vorteil, dass die Magnete radial fixiert sind und nicht weggeschleudert werden können. Nur mit Kleben wäre mir das etwas unsicher auf lange Sicht gesehen und man kann die Magnete nur schwer austauschen oder demontieren fürs Recycling. Mit den besseren und dickeren Magneten hast du wahrscheinlich recht - der Nutzen steht wohl nicht ganz im Verhältnis zum erheblichen Mehrpreis - wäre aber vielleicht doch mal einen Versuch wert..
Was ich nicht ganz verstehe - der ideale Aufbau mit rauteförmigen Magneten führt doch wieder dazu, dass die Magnete eng beieinander liegen und sich gegenseiteig stören..?
Also Fazit - mit den den Magnetscheiben wird nicht mehr allzuviel herauszuholen sein.

Aber vielleicht mit den Spulen - hier überstreichen meine Magnete auch noch zum Teil die äußeren und inneren Krümmungen der Spulen. NAch meinem Verständnis sollte das eigentlich nichts ausmachen, weil dadurch der Sinus vielleicht nur etwas breiter wird, aber in seiner Amplitude gleichbleiben müsste, oder liege ich da falsch? Mit kürzeren Magneten könnte das vermieden werden. Und wie schon erwähnt müsste ich die Spulen noch etwas breiter bauen, enger aneinander legen und geradere Schenkel, so dass die Magnete beide Spulen-Schenkel absolut gleichzeitig passieren, was den Sinus stärken müsste und man dadurch ein paar Windungen einsparen könnte, was wiederum den Widerstand reduziert. Meinen Phasenwiderstand habe ich nochmal mit der indirekten Methode bestimmt und bin auf immerhin "nur" 3 Ohm gekommen.

Nochmal zur Black 300 - wie kann das sein, dass die nur auf 0,5 Ohm kommt - das ist nur 1/6 von meinem Wert. Auch wenn die Spulenschenkel von mir aus doppelt so lang sind, wäre das erst eine Halbierung des Widerstands auf 1,5 Ohm und das bei einem Magnetabstand von 19mm!??


Mit dem Thema Laderegler muss ich mich nochmal länger auseinandesetzen - was mich allerdings neben den hohen Kosten daran stört ist auch die Tatsache, dass diese Geräte ja immer auch einen Eignverbrauch haben und bei längerer Flaute wieder einige Energie aus der Batterie ziehen, die die kleine Verbesserung beim Laden leicht wieder zunichte macht.Gibt es da auch intelligentere Lösungen , die bei Windstille abschalten?

@ Aloys
Konsequent soger 36V, bei Referenz 13V gar um 40V.
Nur 10 A werden aber nicht reichen. Möglich, dass so ne 1,2 m Anlage als Lademaschine 200W erreicht. Da sollte der Generator 15 A DC aus halten.

@ Zephyrus
Gewiss, das seitliche Abwandern der Feldlinien nur dort, wo die Magneten dicht zusammen stehen. Danach nicht mehr relevant.
Dann aber viel Luft, anstatt Magnetmaterial. Ist aber so bei denen im Eigenbau.

Hast ziemlich dünnen Draht, daher viel Widerstand. Ist eben so, wenn kleiner Scheiben-D und kleine Auslege-Drehzahl.
Kommst auch schnell in thermische Stromnot! Rechne mal mit 4A/mm². Darüber könnte es kritisch werden.

Laderegler mit Übertragungskennlinie/MPPT höchstens kaufen! Hatte ich hier mit Wieso diskutiert Forum/cf3/topic.php?p=55083#real55083
Bei Dir natürlich was Kleineres.
Argument Eigenverbrauch - ist keins. Irgend einen Laderegler brauchst Du eh.
Und beim smarten ist der Energiegewinn wesentlich höher als irgendwelcher Eigenverbrauch, der meist gering ist.

PS.: Der Spulenträger ist aus nichtleitendem Material, also keinerlei Metall?

Habe mich an das gehalten, was lt. Handbüchern für Trafos zulässig ist, s. Anhang.
Da sind die 4 A/mm² auch nur für den zweitkleinsten Trafo angegeben. Bei größeren gehts runter.
Gut, bei Dir vielleicht 5 A/mm². Dann 1,4A AC. Gleichgerichtet aus Drehstrom * 1,27 = 1,8 A DC.

Ob mehr möglich, müsstest Du testen. Ob das einem Masch.-Bauer aber gelingt?
Wesentlich mehr als 80°C solltest Du Deinen Drähten im Normalfall nicht zumuten.

Laderegler mit Deinen Max.-Forderungen für - sagen wir mal 48V*1,8A=86W und auch noch bezahlbar,
da bin ich skeptisch, kann aber mal nachsehen.

Laderegler, die nur die Batt vor Über- und Unterladung schaltend schützen, wie vor Jahren bei PV, wird es wohl nicht mehr geben.
Haben wohl alle jetzt MPPT. Nicht teuer für PV, nur ist ein solcher Modus für Windkraft i.A. nicht brauchbar.
Zu geringe Widerholfrequenz und zu geringer Spannungshub.

Sollte ich was finden, melde ich mich wieder.

Als einfache Lademaschine heißt das bei Dir lt. Rechnung 13V*1,8A=23,4W Bei 26V das Doppelte.
Ja was macht man damit, außer den geistigen Horizont erweitern?

Bei nachfüllbaren (offenen) Motoradbatterien (?) kann man Überschüsse vielleicht auch in H2 und O2 elektrolysieren lassen.
Füllt man ab und an Aqua-dest. nach.
Tiefentladung merkt man bald, wenn Verbraucher nicht mehr funktionieren.
Bei Vliesbatterien oder gar welchen mit Gel ist das mit der Überladung Mumpitz.
Haben wohl auch Überdruck-Ventile. Nachfüllen, gerade bei denen mit Gel, versagt aber.

Spulenträger aus MDF-Platte, mit Kunstharz richtig einjauchen? Wenn für Wechselwicklungen, dann eben, bevor die Spulen eingelegt werden.

Hallo, der ElvWis ist für die langsam laufenden Savonius-Rotoren die von der gleichen Schmiede angeboten werden ausgelegt, dass da was mit durchbrennt ist eher unwahrscheinlich. Das ändert sich vielleicht wenn ein anderer schnellerer Rotor dran gehängt wird.

Hier im Forum gabs einen Beitrag zum Elvis Generator, den hatte jemand aus Neugier geöffnet. Anscheinend sind die nicht mit maximal möglicher Wicklung bestückt und ganz speziell für die beim Savonius möglichen Drehzahlen gebaut.

Ja sehr interessant mit den 1,7A!
Also ich denke auch, dass mit den Savonius keine Durchbrenngefahr besteht, aber dennoch werden die Generatoren ja auch einzeln verkauft, ohne eindeutige Begrenzungen zu nennen..
In meinem Fall werde ich einen (vor Jahren mit Hilfe von Windfried berechneteten) Horizontalläufer von 1,12 m Durchmesser verwenden. (SLZ 5,7)


mit folgenden theoretischen Leistungskurven:



Es wäre also gut wenn der Generator wenigstens 250W aushalten würde und kurzfristig etwas mehr..
Den Laderegler werde ich mir wahrscheinlich bestellen, aber ich hoffe ich habe das richtig verstanden:
Durch den Spannungsboost (ab8-9V) wird der Ladebeginn hin zu kleineren Drehzahlen verschoben. Sprich - man kann ein paar Wicklungen einsparen und die Einspeisung beginnt trotzdem bei der eigentlich berechneten Windgeschwindigkeit/Drehzahl? Das würde dann wiederum bedeuten: mehr Platz, dickerer Draht, weniger Widerstand, mehr Belastbarkeit und besserer Wirkungsgrad..Ist dieser Boost dann wiederum mit Verlusten verbunden? Klingt jedendfalls vielversprechend..
Über die 60V Spannungsgrenze sollte ich in meinem Fall eigentlich nicht kommen..Was würde dann aber eigentlich passieren?

Cu.- lackdraht 0,60 = max. Strombelastbarkeit 4,524 A
( Ein Wert, der mir von professioneller Seite zugetragen wurde.)
Testwicklung :EISENSTATOR Breite 15 mm
Durchmesser 140 mm
Windungen 130
Spulen 36 in Einzelzahnbewicklung Cu.- Lackdraht 0,60
Magnete N 48/4,5
Abstand Magnet zur Wicklung 2,5 mm ( entspricht nicht einem Profi- Generator 0,5 - 0,7 mm!)
Leerlauf 460 V bei 1488 U/ min.
Nennleistung bei 12 m/s = 230 V x 4,45 A = 1023,50 W bei 1338 U/ min.
80 V x 0,69 A = 55,20 W bei 205 U/min. Last. 400 W Strahler
98 V x 0,77 A = 75,46 W bei 248 U/min. Last. 400 W Strahler
118 V x 0,86 A =101,48 W bei 299 U/min. Last. 400 W Strahler