viele Einsteigerfragen

 
Stefanseiner
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viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 29.04.2008 - 23:42 Uhr  ·  #1
Hallo auch

Erstmal ein grosses Lob an dieses Forum, ich bin seit einigen Tagen schon fleissig am Lesen, hier gibts ja reichlich erstklassischen Lesestoff und Leute die sich gut mit der Materie auskennen.

Zu meiner Person: ich bin 25 und studiere an einem Umweltcampus.
Nebst Studium, Job und Hausbau bleibt mir zwar nicht immer viel Zeit zum Basteln, aber ich kann einfach nicht anders wenn das Bastelfieber wieder zugeschlagen hat ;)

Die immer höher schnellenden Strompreise und unsere Stromrechnung (hier laufen mehrere PCs 24 Stunden am Tag) haben mich vornehmlich aus praktischer Sicht auf die Idee gebracht mittels Windkraft Strom für den Eigenbedarf zu erzeugen.

Idee: "Propeller" aus dem Modellbau + Lichtmaschine + Autobatterie + DC-AC Wandler (Campingbereich)

Nunja, recht schnell hat sich herausgestellt dass das so einfach wohl nicht wird, Generator-Eigenbauten oder Umbaumaßnahmen an der LiMa sowie grosse, selbstgebaute Repeller.
Klingt alles äusserst interessant und verlockend, doch möchte ich erstmal versuchen den monetären Aufwand in gut überschaubarem Rahmen zu halten und lieber auf zweckentfremdete Teileverwertung setzen.


Weil an mehreren Stellen zu der "Einfälle statt Abfälle" Reihe geraten wird um sich einen Überblick über das Thema Windkraft zu verschaffen habe ich mir alle 4 Bände als Einstiegslektüre gerade eben bestellt, doch weil ich ein ungeduldiger Mensch bin hab ich vorweg schon ein paar Fragen:


Lichtmaschine:
- lohnt es von Aufwand / Leistung her eine Lichtmaschine als Generator zu verwenden?
- Welche Umbaumaßnahmen sind empfehlenswert? Neu wickeln + Permanentmagnete?
- Magnete gibt es bei eBay, Lackdraht sicher auch. Weiss jemand günstige alternative Bezugsquellen für beides?
- weiss jemand aus eigener Erfahrung bestimmte Lichtmaschinentypen die sich besonders zum Umbau eignen?
- wieviel Leistung kann man in etwa von einer Umgebauten Lichtmaschine erwarten?


Repeller
Da bei uns nicht arg viel Wind geht werde ich wohl auf einige Optimierungen setzen müssen um den wenigen Wind optimal auszunutzen.
- für den ersten Versuch hatte ich vor einen Rohr-Repeller zu bauen da es mir die günstigste und einfachste Alternative zu sein scheint und mir auch die Werkzeuge fehlen um einen Holzrepeller zu bearbeiten
- wie gross müsste ein Repeller sein um eine Lichtmaschine bei schwachem Wind und starken Magneten anzutreiben?
- welche Flügeleigenschaften verschaffen dem Repeller mehr Kraft? Fläche (eher grössere Länge oder Breite?), Anzahl der Flügel (mehr Flügel = mehr Kraft?), Winkel zur Windangriffsrichtung (je senkrechter zur Windrichtung desto mehr Kraft?)


Getriebe:
Um eine Lichtmaschine bei geringer Windgeschwindigkeit verwenden zu können kommt man, so meine ich das jedenfalls bisher verstanden zu haben, nicht um eine Übersetzung herum.
- Flachriemen auf Fahrradfelgen habe ich gelesen. Doch woher bekommt man solche grossen Riemen?
- spricht etwas gegen eine Fahrradschaltung mit Kettenantrieb?


Aufstellhöhe:
Ich hab gelesen dass in Bodennähe der Wind mehr Verwirbelungen als echten Nutzen bringt. In welcher Höhe etwa wird es denn "interessant" ?


Elektrik:
Generatoren bringen ja bei hoher Drehzahl auch eine erhöhte Spannung mit sich. Um mit einem einfachen Transformator zu arbeiten muss ja die Eingangsspannung fest sein um eine gleichbleibende Ausgangsspannung zu erzeugen - doch das geht beim Windrad ja schlecht.
Ich kenne aus dem KFZ- und Computerbereich Netzteile mit Weitbereichseingang, allerdings ist die Spanne der variierenden Eingangsspannung wohl viel zu klein (etwa 12V - 48V), ebenso die Leistung.
- Gibt es eine Möglichkeit überschüssig produzierte Spannung trotzdem nutzbar zu machen oder ist die einzige Möglichkeut diese unsinnig zu "verbraten" ?
- was ist sinnvoller / einfacher realisierbar, den erzeugten Strom ins Netz einzuspeisen oder per Batterie + 230V Wechselrichter selbst zu verbrauchen?
- Batterien werden in der Regel ja mit geringen Strömen geladen. Ist es überhaupt möglich eine Autobatterie mit Strömen um 20A oder mehr zu laden ohne diese zu zerstören oder scheiden gerade deswegen einfache Bleiakkus aus? (ich hab eine recht preiswerte Quelle für Autobatterien, deswegen der Gedanke an Blei anstatt LiIo oder Gel)


Spannungswandlung
In beiden Fällen (Netzeinspeisung und Batteriebetrieb) hatte ich zur Wandlung in 230V an ein USV aus dem PC Bereich gedacht. Das scheint mir die günstigste Alternative zu sein und sollte mit ein paar Eingriffen in die Elektronik passend umzubauen sein. Zumal ich hier noch eine APC Smart USV mit 1.500 VA stehn habe.
Allerdings muss die Anlage dann auf 24V ausgelegt sein da USVs meist mit 24V Batterien laufen und eine Tiefentladeabschaltung haben. Die Fragen die sich hier stellen sind nun:
- sind USVs für diese Art Dauereinsatz geeignet? Im Regelfall schleifen sie ja die Netzspannung durch und nur im Notfall wird für die Dauer von 10 bis 30 Minuten von den Batterien gezehrt
- hat hier jemand schon definitive Erfahrungen mit dem Umbau einer USV (ich hab bisher bloss einen Thread gefunden und der ist nicht aus dem Planungsstadium herausgekommen)


Das wars vorerst mal, ich hoffe ihr verzeiht meinen Wissensdurst und könnt mir bei einigen Fragen helfen :D
WWWFREAK
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 30.04.2008 - 10:16 Uhr  ·  #2
Hallo Stefan,
also wenn man versuchen würde alle Deine Fragen ausführlich zu
beantworten, so müßte man den größten Teil der Forumsbeiträge neu schreiben :lol: .
Ich pick mir mal die Lichtmaschine heraus:
Forum/phpBB2/viewtopic.php?p=2799&highlight=#2799

Hier findest Du einen Teil Deiner Fragen wieder.

Gruß
Günter
Westerwald
XXLRay
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 30.04.2008 - 10:29 Uhr  ·  #3
Lichtmaschine:
- lohnt es von Aufwand / Leistung her eine Lichtmaschine als Generator zu verwenden?
>Ich experimentiere grad mit einem niedrigtourigen Waschmaschinenmoter, dessen Stator ich mit Magneten ausrüsten will. Dazu sollte es allerdings ein Asynchronmotor sein.

- Welche Umbaumaßnahmen sind empfehlenswert? Neu wickeln + Permanentmagnete?
>Lichtmaschinen haben in der Regel auch einen gewickelten Anker. Deswegen bietet sich hier nur ein Umwickeln an.

- Magnete gibt es bei eBay, Lackdraht sicher auch. Weiss jemand günstige alternative Bezugsquellen für beides?
>Meine nächsten Magnete werd ich bei www.neotexx.de bestellen und Lackdraht hab ich von www.kupferlackdraht-shop.de.
Beim Lackdraht soltle man bedenken, dass der Angegebene Querschnitt inklusive Lack angegeben wird.


- weiss jemand aus eigener Erfahrung bestimmte Lichtmaschinentypen die sich besonders zum Umbau eignen?
>Ich persönlich nicht, aber in den Einfälle statt Abfälle Büchern müssten doch welche genannt sein, oder?

- wieviel Leistung kann man in etwa von einer Umgebauten Lichtmaschine erwarten?
>Das kommt natürlich drauf an, wie du den Stator umwickelst. Grob gesagt erhöhst du mit mehr Windungen die Spannung, verringerst aber den Strom und die Leistung. Für mehr Leistung muss der Querschnitt zusätzlich vergrößert werden.

Repeller
- für den ersten Versuch hatte ich vor einen Rohr-Repeller zu bauen da es mir die günstigste und einfachste Alternative zu sein scheint und mir auch die Werkzeuge fehlen um einen Holzrepeller zu bearbeiten
>Das klingt für mich durchaus sinnvoll und meinen ersten Horizontalachser werde ich wohl auch so bauen.

- wie gross müsste ein Repeller sein um eine Lichtmaschine bei schwachem Wind und starken Magneten anzutreiben?
>Ich denke, hier wird es ab 1,5m Durchmesser langsam interessant. Aber da fehlen mir auch Erfahrungswerte

- welche Flügeleigenschaften verschaffen dem Repeller mehr Kraft? Fläche (eher grössere Länge oder Breite?), Anzahl der Flügel (mehr Flügel = mehr Kraft?), Winkel zur Windangriffsrichtung (je senkrechter zur Windrichtung desto mehr Kraft?)
>Ein höheres Anlaufmoment erreichst du durch längere, breitere und/oder mehr Flügel. Allerdings sinkt bei diesem Maßnahmen auch die Drehzahl. Dadurch erreichst du einen höheren Wirkungsgrad bei niedrigen Windgeschwindigkeiten, verlierst aber Wirkungsgrad bei hohen Windgeschwindigkeiten, die die meiste Energie liefern können.

Getriebe:
- Flachriemen auf Fahrradfelgen habe ich gelesen. Doch woher bekommt man solche grossen Riemen?
>Warum willst du das nicht über einen Waschmaschinenriemen wie in den Einfälle statt Abfälle-Büchern machen?

- spricht etwas gegen eine Fahrradschaltung mit Kettenantrieb?
>Da spricht in meien Augen nicht mehr gegen, als gegen andere Lösungen auch.

Aufstellhöhe:
Ich hab gelesen dass in Bodennähe der Wind mehr Verwirbelungen als echten Nutzen bringt. In welcher Höhe etwa wird es denn "interessant" ?
>So sechs bis sieben Meter wären schon gut. Höhe ist nur durch noch mehr Höhe zu ersetzen.

Elektrik:
- Gibt es eine Möglichkeit überschüssig produzierte Spannung trotzdem nutzbar zu machen oder ist die einzige Möglichkeut diese unsinnig zu "verbraten" ?
>Man könnte z.B. weitere Batterien damit laden oder einen Heizstab zur Warmwassererzeugung anschließen.

- was ist sinnvoller / einfacher realisierbar, den erzeugten Strom ins Netz einzuspeisen oder per Batterie + 230V Wechselrichter selbst zu verbrauchen?
>Eigenverbrauch ist definitiv einfacher. Am besten z.B. indem man nur das Licht im Haus darüber betreibt. Für Netzeinspeisung muss deine Erzeugte Spannung mit der Netzspannung synchronisiert werden. Dafür reicht ein einfacher Wechselrichter nicht aus.

- Batterien werden in der Regel ja mit geringen Strömen geladen. Ist es überhaupt möglich eine Autobatterie mit Strömen um 20A oder mehr zu laden ohne diese zu zerstören oder scheiden gerade deswegen einfache Bleiakkus aus? (ich hab eine recht preiswerte Quelle für Autobatterien, deswegen der Gedanke an Blei anstatt LiIo oder Gel)
>Ich denke nicht, dass du bei einem Windrad deiner Größe mit Strömen mit 20A rechnen musst. Zuvor sollte deine Sturmsicherung das Windrad aus dem Wind nehmen.

Spannungswandlung
- sind USVs für diese Art Dauereinsatz geeignet? Im Regelfall schleifen sie ja die Netzspannung durch und nur im Notfall wird für die Dauer von 10 bis 30 Minuten von den Batterien gezehrt
>Unter Umständen gibt es in der Anleitung deiner USV eine Angabe zum Dauerbetrieb. Der liegt meist um ca 1/3 niedriger als die Spitzenbelastung

- hat hier jemand schon definitive Erfahrungen mit dem Umbau einer USV (ich hab bisher bloss einen Thread gefunden und der ist nicht aus dem Planungsstadium herausgekommen)
>Ich selbst nicht, aber ich denke darüber nach.

>Im Übrigen kann man die Batterien unter Umständen auch parallel laden und in Reihe belasten. Dann könnte man das Windrad für geringere Spannungen auslegen. Da bin ich aber noch am tüfteln.
coupe777
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 30.04.2008 - 11:40 Uhr  ·  #4
-Zitat

hat hier jemand schon definitive Erfahrungen mit dem Umbau einer USV (ich hab bisher bloss einen Thread gefunden und der ist nicht aus dem Planungsstadium herausgekommen)

Hallo

Ich habe beim meinen usv größere Akkus angeschlossen .

Und 10 Stunden laufen lasen ging ohne Probleme dank angebauten Lüfter.

Wenn du mich meinst das ich nicht um das Planungstadium herausgekommen bin .

Das ist so nicht ganz richtig ich habe leider nicht so viel zeit damit zu experimentieren aber eigenes habe ich schon rausgefunden .

z.B wenn das usv eingestartet wird dann zieht ein Relai an also muss man bei den Relai ein Schalter anlöten um nur den Wechselrichter zu nutzen und nicht die Komplette elektrik .

Dann gibt es ein unterspannungsschutz das wird auch über ein Relai geschaltet .

Ich wollte mein usv auf 12 Volt umbauen .

Leider ist das noch nicht gelungen wegen Zeitmangel .



MfG coupe777
backdoor2
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 30.04.2008 - 17:22 Uhr  ·  #5
Zitat geschrieben von XXLRay

- Magnete gibt es bei eBay, Lackdraht sicher auch. Weiss jemand günstige alternative Bezugsquellen für beides?
>Meine nächsten Magnete werd ich bei www.neotexx.de bestellen und Lackdraht hab ich von www.kupferlackdraht-shop.de.
Beim Lackdraht soltle man bedenken, dass der Angegebene Querschnitt inklusive Lack angegeben wird.



Neotexx ist beim Vergleich verschiedener Magnet-Shops oftmals die günstigste Wahl. Die haben auch ganz gute Auswahl und verschiedene Güteklassen. Nichtsdestotrotz findet sich derzeit bei Ebay ein Anbieter, der N42er mit > 170 Newton je nach Anzahl für unter 1,50 € anbietet. Neos mit ähnlicher Power werden in den diversen Shops zwischen 2,50 und 5 Euro das Stück gehandelt. Sind allerdings runde und keine quaderförmigen...

Zitat geschrieben von XXLRay

- weiss jemand aus eigener Erfahrung bestimmte Lichtmaschinentypen die sich besonders zum Umbau eignen?
>Ich persönlich nicht, aber in den Einfälle statt Abfälle Büchern müssten doch welche genannt sein, oder?


Ducellier (Ente) und Bosch 35As und 45As...

Zitat
- lohnt es von Aufwand / Leistung her eine Lichtmaschine als Generator zu verwenden?


Net wirklich, außer Du magst es quick and dirty^^

Wenn Du dennoch an Deiner Planung mit der Lima festhalten willst und ´ne Bosch 45A brauchst: Hab hier noch eine generalüberholte von Bosch in 1AAA-Zustand mit Bosch-Originalquittung im Originalkarton, die ich günstig abgeben würde.

Hatte nämlich den gleichen Plan eines Lima-Umbaus gehabt und bin nun auf dem PMG-Trip. Daher wohl keine Verwendung mehr. Falls Interesse, schreib ´ne PN!

Gruss
Stefanseiner
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 30.04.2008 - 18:22 Uhr  ·  #6
Danke für die vielen Antworten :)

Zur Lichtmaschine als Generator: wie gesagt, ich möchte erstmal eine kostengünstige Lösung versuchen, wenn dann erste Versuche Erfolg bringen ohne dass mir Lust und Zeit ausgegangen sind dann kann man sicher einiges optimieren und evtl. auch einen Scheiben Generator o.ä. bauen.

35A und 45A LiMa? Ich kenne bisher bloss die Lichtmaschinen aus unseren bisher gefahrenen Autos,
- ist es nicht so dass Lichtmaschinen mit mehr Leistung auch grösser sind, ergo mehr Platz zum Basteln bieten?
- ich dachte daran den Draht samt Aufnahme um den Anker irgendwie zu entfernen und die LiMa auf Permanentmagnete umzubauen. Gibts da evtl. schon irgendwo einen Beitrag wo jemand soetwas gemacht hat?
- Wieviele Magnete brauch ich dazu? Und wie gross?

@ backdoor2:
Danke für das Angebot :)
Ich bekomme die Tage von einem Kumpel eine ausgediente LiMa aus einem Bully T2, mal schaun ob ich die so ohne weiteres auseinandergebaut bekomme, wenn nicht dann weiss ich ja an wen ich mich wenden muss :)

@ coupe777:
Also müsste meine 1500VA USV rund 1.000 Watt Dauerleistung bringen, das sollte wohl ausreichend sein.
Ich hatte daran gedacht die Anlage eben komplett auf 24V auszulegen, das hätte ausserdem den Vorteil dass die gesamte Elektrik nur halb so "massiv" ausgelegt werden muss wie bei 12V.

Paralleles Laden + Abgreifen in Reihe, daran hatte ich auch schon gedacht, aber dann müsste man per Relais eine der beiden Verbindungen trennen können da es sonst zu nem Kurzschluss kommt, man kann also nur entweder Laden oder Strom abgreifen, beides geht nicht.
Das wär allerdings ne recht interessante Alternative um mit der unterschiedlich hohen erzeugten Spannung abhängig von der Umdrehungszahl klarzukommen ohne Strom zu verschenken.
So könnte man z.B. mit 2 Batterien je nach gelieferter Spannung beide Batterien parallel laden (12V), oder dynamisch in Reihe schalten (24V) wenn starker Wind bläst. Geht dann wohl auch mit drei oder mehr Batterien (36 / 48V).
XXLRay
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 30.04.2008 - 23:20 Uhr  ·  #7
- ich dachte daran den Draht samt Aufnahme um den Anker irgendwie zu entfernen und die LiMa auf Permanentmagnete umzubauen. Gibts da evtl. schon irgendwo einen Beitrag wo jemand soetwas gemacht hat?
>Eigentlich sind eher Asynchronmotore für den Umbau auf Permanentmagnete geeignet. Für eine LiMa müsstest du dir den Anker dann wohl oder übel neu drehen (lassen).

Ich hatte daran gedacht die Anlage eben komplett auf 24V auszulegen, das hätte ausserdem den Vorteil dass die gesamte Elektrik nur halb so "massiv" ausgelegt werden muss wie bei 12V.
>Du hast aber auch den Nachteil, dass die Anlage erst sehr spät anfängt zu laden.

Paralleles Laden + Abgreifen in Reihe, daran hatte ich auch schon gedacht, aber dann müsste man per Relais eine der beiden Verbindungen trennen können da es sonst zu nem Kurzschluss kommt, man kann also nur entweder Laden oder Strom abgreifen, beides geht nicht.
>Mir geistert da so eine Lösung im Kopf rum, mit der es unter Umständen doch geht. Aber momentan sind bei mir andere Dinge wichtiger.
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 01.05.2008 - 15:05 Uhr  ·  #8
Hallo zusammen,
es gab schon die unterschiedlichsten Umbauversuche mit den Lichtmaschinen.
Die zur Zeit wohl beste Wahl ist das Entfernen der Klauen-Polräder des
Rotors samt der Erregerwicklung und den Schleifringen..
Je nach Dicke der verwendeten Neo`s wird jetzt ein Zylinder auf die
Achse gebracht, der optimalerweise symetrisch auf dem Umfang
angeordnet 12 geschliffene Flächen für die Magnetquader besitzt.

Die Quader werden leicht verkantet (um den Betrag Stegmitte zu
Stegmitte) aufgeklebt um cogging zu vermeiden und die Magnete auf dem
Umfang mit Hilfe einer Schablonenform vergossen. Den Luftspalt zwischen
Stator und Magneten so klein wie möglich halten.

Bleibt der Makel mit der Drehzahl. Will man einen früheren Ladebeginn
erreichen, muß man wohl umwickeln. Da beißt keine Maus einen Faden ab!
Oder mit einer Übersetzung arbeiten. :x

Wesentlich besser sind hier Motoren mit außen laufender Glocke
(Magnetrotor). Die Statorspulen sind auf dem inneren Umfang fest
angeordnet und angeschlossen. Vorteil dieser Anordnung ist es, daß man
mehr Magnete auf dem entsprechend größerem Umfang anordnen kann.
Nachteil ist die ungleiche Lagerbelastung weil einseitig! Vor allem bei
größeren Generatoren.



Gruß
Günter
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 01.05.2008 - 15:38 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von WWWFREAK
Die Quader werden leicht verkantet (um den Betrag Stegmitte zu
Stegmitte) aufgeklebt um cogging zu vermeiden


Ich fürchte das hab ich nicht ganz verstanden.
Wie genau "verkantet" ?
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Re: viele Einsteigerfragen

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Gepostet: 01.05.2008 - 19:23 Uhr  ·  #10
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